[发明专利]大型平面的超精密自动化加工装置及其加工方法

权利要求书

1.大型平面的超精密自动化加工装置，其特征在于：包括放置工件的工作台，倾斜设置的、用于研磨工件的卧式磨头机构，带动所述的卧式磨头机构沿工件的横向往复移动的横向驱动机构和带动所述的磨头机构沿工件的纵向往复移动的纵向驱动机构；

所述的卧式磨头机构包括磨头和与所述的磨头连接的磨头电机；

所述的横向驱动机构包括沿工件横向设置的丝杠机构，和与丝杠机构的螺母固接的托板；所述的托板上设有气缸，气缸推杆的顶推动与气缸连接件固接，所述的气缸连接件与所述的磨头电机固接；

所述的纵向驱动机构包括沿工件纵向设置的导轨，与所述的导轨滑动连接的滑座，和推动所述的滑座沿所述的导轨滑动的动力机构；

所述的横向驱动机构固定于所述的滑座上。

2.如权利要求1所述的大型平面的超精密自动化加工装置，其特征在于：所述的磨头呈球形。

3.如权利要求2所述的大型平面的超精密自动化加工装置，其特征在于：所述的磨头电机的外壳通过转轴与所述的气缸连结铰接，所述的气缸连结件上设有锁定电机与待加工工件夹角的定位销及锁紧螺母。

4.使用如权利要求1-3之一所述的大型平面的超精密自动化加工装置加工大型平面的方法，包括以下步骤：

1)、制作卧式定压磨头；

2)、获取待加工工件的所需加工面的平面面型误差：

对被测平面划定多条不同方向的直线，在各条直线方向上，测量每一节点相对于测量起始点的高度差值，并连同每一节点的二维坐标值进行计算，求出平台表面的最小二乘平面作为理想平面；将各直线每一节点相对于最小二乘平面的差值作为被测平面的面形误差模型；3)、磨头去除函数的建模和磨头驻留函数的计算：

对给定被加工工件，测量磨头在不同载荷、转速以及工作平面的夹角参数下、加工前后的材料去除量分布，建立磨头在瞬时加工区域半径内的磨头去除函数，根据磨头去除函数和被测平面的面形误差模型，磨头驻留时间函数为平面度误差与磨头去除函数的反卷积，即

W(x，y)＝R(x，y)**T(x，y)

式中**表示两维卷积；W(x，y)表示(x，y)点材料的去除量，即为平面度误差；R(x，y)表示小磨头在(x，y)点的磨头去除函数；T(x，y)表示小磨头在(x，y)点上的磨头驻留时间函数；

4)、固定待加工工件，气缸推动卧式磨头机构向工件压紧，并根据磨头驻留时间函数，控制横向驱动机构和纵向驱动机构带动磨头按设定路径和给定加工量进行加工。