[发明专利]一种并联式光学镜面加工装置

说明书

本发明涉及一种并联式光学镜面加工装置，包括机架以及置于机架内的框架，所述框架的顶部通过配重机构吊挂在机架上，所述的配重机构包括第一导轨以及第二导轨，所述框架的左侧面与机架的侧板之间设有连接两者的连杆运动机构，所述的连杆运动机构驱使框架沿第一导轨或第二导轨限定的方向移动以实现框架在Y轴方向或X轴方向的移动，所述机架的底板上固定有镜面加工平台，所述镜面加工平台的上方设有刀具执行机构，所述的刀具执行机构通过动平台与固定在框架内的气缸驱动机构相连，所述的气缸驱动机构驱使动平台实现Z轴方向的移动。本发明刚度好，控制简便，加工精度及传动效率高，并能实现刀具执行机构的力可控、刚度可调，提高了加工的质量。

技术领域

本发明涉及机械加工制造技术领域，具体涉及一种并联式光学镜面加工装置。

背景技术

随着信息时代的发展，现代光学系统正朝着高精度、高分辨率以及高功率方面发展，光学镜面的设计越来越精密。为了让光学镜面获取更好的性能，对于高精度、复杂光学镜面加工装置提出了更高的要求。传统的串联加工装置结构简单，但还存在刚度低、负载能力差、累计误差大等不利影响，使得串联加工设备很难满足光学镜面加工精度的要求。

中国专利CN108608063A提出了一种并联五轴光学镜面加工装备，采用五条UPS驱动支链和一条UPU约束支链来实现刀具平台五个方向的自由度，但是其刀具平台旋转角度相对柔索驱动机构受限，不适用于大角度光学镜面加工。

中国专利CN107855791A提出了一种多并联柔索式光学镜面加工装置，移动平台通过三组周向布置的运动支链机构支撑实现三平动自由度，转动平台安装在移动平台下方，并通过三组周向布置的柔索机构实现三旋转自由度，这种装置能实现刀具六自由度的运动，也能满足曲率半径大的镜面加工。但是其没有考虑到力控制对镜面加工的影响，并且该装置惯量大，对力的控制掌握不够精确，当刀具与加工面垂直接触产生较大的冲击时容易导致镜面的损坏。同时，由于加工的不连续性以及刀具的刚度问题，使加工过程中会产生一定的振动，影响加工精度和表面质量。

综上，针对光学镜面加工，大多装置在加工精度、加工力控制和刚度调节等方面还存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种并联式光学镜面加工装置，该加工装置刚度好，控制简便，加工精度及传动效率高，并能实现刀具执行机构的力可控、刚度可调，提高了加工的质量。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括C字型的机架以及置于机架内且整体为方形的框架，所述框架的顶部通过配重机构吊挂在机架上，所述的配重机构包括沿Y轴方向设置的第一导轨以及沿X轴方向设置的第二导轨，所述框架的左侧面靠近机架的侧板且与机架的侧板始终平行，所述框架的左侧面与机架的侧板之间设有连接两者的连杆运动机构，所述的连杆运动机构驱使框架沿第一导轨或第二导轨限定的方向移动以实现框架在Y轴方向或X轴方向的移动，所述机架的底板上固定有镜面加工平台，所述镜面加工平台的上方设有刀具执行机构，所述的刀具执行机构通过动平台与固定在框架内的气缸驱动机构相连，所述的气缸驱动机构驱使动平台实现Z轴方向的移动，所述的框架内还设有分别与动平台相连的第一绳索机构及第二绳索机构，所述的第一绳索机构包括连接第一卷筒与动平台的第一绳索、连接第二卷筒与动平台的第二绳索，所述的第一卷筒及第二卷筒同步同向转动时，分别通过第一绳索和第二绳索带动动平台实现Y轴方向的转动，所述的第二绳索机构包括连接第三卷筒与动平台的第三绳索、连接第四卷筒与动平台的第四绳索，所述的第三卷筒及第四卷筒同步同向转动时，分别通过第三绳索和第四绳索带动动平台实现X轴方向的转动，所述的第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒、第四卷筒同步反向转动时，分别通过第一绳索、第二绳索、第三绳索、第四绳索带动动平台沿Z轴方向移动，以配合气缸驱动机构的动作。