[发明专利]多机器人协同加工光学元件的装置及方法

说明书

本发明提供了一种多机器人协同加工光学元件的装置及方法，解决现有大口径光学元件加工过程需要复杂运动控制以免碰撞，交接位置产生接缝效应的问题。该装置包括机架、工件台、固定块和N个机器人，N为≥2的整数；工件台设在机架上，可相对机架旋转，工件台上表面设有N个第一凹槽，N个第一凹槽的一端位于工件台中心，另一端沿直线向外侧延伸，且N个第一凹槽以工件台中心为圆心周向均布；工件台上表面还设有分别与N个第一凹槽相交的N个第二凹槽；固定块设置在第一凹槽上，或固定块设置在第一凹槽和第二凹槽上，将光学元件固定在工件台上；N个机器人位于工件台的外周；N个机器人的工作端均安装有抛光头，抛光头用于对光学元件表面抛光。

技术领域

本发明属于光学加工领域，涉及一种加工光学元件的装置及方法，具体涉及一种多机器人协同加工光学元件的装置及方法。

背景技术

根据光学衍射理论，增加光学系统的有效口径是提高光学系统分辨率最直接有效的方法。此外光学元件的口径越大，汇聚光线的能力越强，可以观测到更加遥远的目标。因此在高分辨率地基望远镜以及空间对地遥感领域中，光学元件的口径越来越大。研究高精度大口径光学元件的制造技术，对于提升高分辨率地基望远镜以及空间对地遥感光学系统的成像质量具有重要意义。

相对于龙门式机床，工业机器人具有成本低、灵活性好、可靠性高的优点，成为光学加工的主力设备。在大口径光学元件加工中，可以实现机器人多工位加工。但目前的机器人多工位加工是分区域加工，需要复杂的运动控制以避免发生碰撞，且在区域交接的位置会产生接缝效应、严重影响加工精度。

发明内容

为了解决现有大口径光学元件加工过程，由于机器人采用分区域加工，需要复杂运动控制以免碰撞，以及区域交接位置产生接缝效应，严重影响加工精度的技术问题，本发明提供了一种多机器人协同加工光学元件的装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种多机器人协同加工光学元件的装置，其特殊之处在于：包括机架、工件台、固定块和N个机器人，N为大于等于2的整数；

所述工件台设置在机架上，可相对机架旋转，工件台上表面设有N个第一凹槽，N个第一凹槽的一端位于工件台中心，另一端沿直线向外侧延伸，且N个第一凹槽以工件台中心为圆心周向均布；

所述工件台上表面还设有分别与N个第一凹槽相交的N个第二凹槽；

所述固定块设置在第一凹槽上，或固定块设置在第一凹槽和第二凹槽上，将光学元件固定在工件台上；

所述N个机器人位于工件台的外周；

所述N个机器人的工作端均安装有抛光头，抛光头用于对光学元件表面抛光。

进一步地，所述工件台为圆形；

所述N个机器人沿工件台外圆面周向均布，且N个机器人与N个第一凹槽的位置一一对应。

进一步地，所述第二凹槽的中心线与第一凹槽的中心线垂直相交。

进一步地，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均为倒T型结构。

进一步地，所述抛光头为轮式抛光头或小磨头或气囊抛光头或磁流变抛光头。

基于上述多机器人协同加工光学元件的装置，本发明提供了一种多机器人协同加工光学元件的方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将光学元件放置在工件台上，通过第一凹槽上的固定块将光学元件加紧在工件台中部；

2)驱动工件台做旋转运动，同时N个机器人驱动N个抛光头从光学元件表面中部向光学元件表面边缘，或者从光学元件表面边缘向光学元件表面中部沿径向做径向运动，完成光学元件表面抛光。