[发明专利]一种多轴运动与串联机械手复合驱动四反镜抛光机床

说明书

本发明公开了一种多轴运动与串联机械手复合驱动四反镜抛光机床，包括X向线性模组、Y向线性模组、Z向线性模组、B向旋转平台组件、C向旋转平台组件、床身组件、气缸配重装置、移动工作平台；X向线性模组固定在床身组件的底板上，Z向线性模组固定在X向线性模组上；C向旋转平台组件固定在Z向线性模组上；Y向线性模组固定在床身组件的立柱上，移动工作平台固定在Y向线性模组上，B向旋转平台组件固定在移动工作平台上；工件夹具装置固定在所述B向旋转平台组件上；串联机械臂工具一端固定在C向旋转平台组件上，另一端设有抛光工具头，与工件夹具装置配合，对工件的光学曲面实施抛光加工。

技术领域

本发明属于机械制造领域，具体为一种多轴运动与串联机械手复合驱动四反镜抛光机床。

背景技术

当今社会，随着加工技术的不断提高，越来越多的复杂曲面元件被广泛的应用在航空航天，国防，生物医学等领域。在光学上的应用方面，光学复杂曲面元件与传统光学元件相比较而言，具有非常大的优势。在许多与航天相关的课题中，高精度的复杂曲面元件发挥着越来越重要的作用。现代光学零件的制造水平是影响我国核心竞争力的关键因素。

伴随我国工业水平的不断发展，我们对零件的加工质量提出了更高的要求，于是便产生了超光滑表面这一概念。有一些高精度光学元件对精度要求非常之高，粗糙度要求甚至达到看5nm以下，面型精度要求渐渐提高到几十分之一波长。所以随着我们对零件精度要求的不断提升，大力发展超精加工技术是十分必要的。而对于复杂曲面的抛光技术已经成为在超精加工领域里应用最为广泛最重要的一项技术。

抛光加工主要作用是去除加工表面损伤、表面光整和修正面型。但由于光学曲面的复杂性，手动抛光仍然是现在主要的抛光方式，但这样便伴随着周期长以及增加了表面质量的不确定性等问题。虽然伴随着技术的发展，出现许多不同类型的抛光方式，但都没有做到对光学复杂曲面的普适性。

超精密加工技术相关研究已经涉及到了许多领域，而不只是加工方法和工艺性问题。现代工业发展的必然朝着智能制造的方向发展，而要实现这些则与先进的工业机器人和精密加工设备是分不开的。

发明内容

为了解决现有抛光加工中存在的加工灵活性较差，表面质量不确定，对光学复杂曲面适应性较差等问题，本发明提供了一种多轴运动与串联机械手复合驱动四反镜抛光机床，其结构稳定，结合了机械臂和运动机床，通过将机床的多轴运动与串联机械臂运动的合理分配增加抛光加工的工作空间，灵活性高，能够适用更多场合的抛光加工，具有良好的应用价值。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多轴运动与串联机械手复合驱动四反镜抛光机床，包括五轴运动机床、串联机械臂工具、工件夹具装置，所述五轴运动机床包括X向线性模组、Y向线性模组、Z向线性模组、B向旋转平台组件、C向旋转平台组件、床身组件、气缸配重装置、移动工作平台；所述X向线性模组固定在床身组件的底板上，Z向线性模组固定在X向线性模组上并由X向线性模组驱动其沿X向的往复运动；C向旋转平台组件固定在Z向线性模组上并由Z向线性模组驱动其沿Z向的往复运动；Y向线性模组固定在床身组件的立柱上，移动工作平台固定在Y向线性模组上并由Y向线性模组驱动其沿Y向的往复运动，B向旋转平台组件固定在移动工作平台上；所述工件夹具装置固定在所述B向旋转平台组件上；所述串联机械臂工具一端固定在所述C向旋转平台组件上，串联机械臂工具另一端设有抛光工具头，串联机械臂工具与所述工件夹具装置配合，对工件的光学曲面实施抛光加工。

进一步地，所述X向线性模组、Y向线性模组以及Z向线性模组均包括直线电机、光栅尺、气浮导轨移动平台、气浮导轨底座、限位开关、读数头；直线电机固定在气浮导轨底座上，光栅尺固定在气浮导轨底座的内侧，气浮导轨移动平台滑动连接在气浮导轨底座的滑轨上，限位开关固定在光栅尺上，读数头固定在气浮导轨移动平台上；Y向线性模组的气浮导轨底座固定在所述床身组件的立柱上；X向线性模组的气浮导轨底座固定在床身组件的底板上；Z向线性模组的气浮导轨底座固定在X向线性模组的气浮导轨移动平台上。