[发明专利]一种大口径非球面光学元件多机协同加工系统及方法

说明书

本申请提供一种大口径非球面光学元件多机协同加工系统及方法。多机协同加工系统包括机器人本体及其控制器、抛光工具、工作台、抛光液供给系统和编程仿真测试系统。本发明公开一种多机协同加工方法，通过控制指令实现多台机器人带动抛光工具按照规划路径抛光工件，并确保设备间保持安全间隔，实现多台机器人对一件大口径非球面光学元件进行协同作业。本发明具有自动化程度高、高效率、高适应性、安全稳定等特点，大大降低了工人的劳动强度，提高了大口径非球面光学元件加工效率。

技术领域

本申请涉及数控加工技术领域，具体而言，涉及一种大口径非球面光学元件多机协同加工系统及方法。

背景技术

随着科学技术的发展进步，在某些领域中，其需要光学元件的尺寸越来越大。比如，在光学领域中，其实际应用中需要的光学元件的尺寸越来越大，对米级口径以上的大口径光学元件的需求量大为提高。因此，在制造过程中，则需要对这些大尺寸的光学元件进行高效率加工。但应对目前的大尺寸光学元件，目前的单机床加工已经逐渐无法满足现有的高效率需求。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种大口径非球面光学元件多机协同加工系统，用以实现大尺寸光学元件高效率加工。

第一方面，本申请实施例提供了一种大口径非球面光学元件多机协同加工系统，由多台机器人本体及其控制柜、2套抛光工具、1套工作台、1套抛光液供给系统和1台编程仿真测试系统组成。

可选的，所述机器人本体置于工作台四周；多台机器人本体共用1套抛光液供给系统，抛光液供给系统通过管路将抛光液直接供给到光学元件上，并且也将抛光液回收至抛光液供给系统内部储液桶进行温控、搅拌和过滤，之后再喷出至光学元件表面，进而使抛光液循环使用；抛光工具包括气囊抛光工具和数控抛光工具两种，两种抛光工具用于获得不同加工工艺，气囊抛光工具用于高效去除，数控抛光工具用于匀滑抛光。

可选的，所述控制柜与机器人本体、抛光工具连接，控制所述机器人本体各关节使其末端抛光工具在光学元件表面沿规划的非球面轨迹移动；

可选的，所述编程仿真测试系统用于编制多机协同加工CNC程序以及CNC程序虚拟仿真测试。编程仿真测试系统与多台控制柜连接，将测试完成的CNC程序传输至多台控制柜。控制柜执行CNC程序实现多台机器人带动抛光工具按照规划路径抛光工件，并确保设备间保持安全间隔，实现多台机器人对一件大口径非球面光学元件进行协同作业。

第二方面，本申请实施例提供了一种多机协同加工方法，所述方法包括：通过控制指令实现多台机器人带动抛光工具按照规划路径抛光工件，并确保设备间保持安全间隔，实现多台机器人对一件大口径非球面光学元件进行协同作业。

可选的，所述方法包括：选择加工方案，确定是分时加工还是分区加工；若是分时加工，根据每台机器人本体的加工区域与所述待加工区域的覆盖关系，确定出每台机器人本体在所述待加工区域内的抛光路径，其中，每台机器人本体的抛光路径都将所述待加工区域完全覆盖；同时，每台机器人本体控制程序均设置延迟时间，确保各设备间保持安全间隔。若是分区加工，所述待加工区域包括多个子区域，每台机器人本体负责对对应的一个所述子区域进行加工，根据每台机器人本体的加工区域与对应的一个所述子区域的覆盖关系，确定出每台机器人本体在对应的一个所述子区域内的抛光路径，其中，每台机器人本体的抛光路径都将所述待加工区域完全覆盖。

可选的，所述方法包括：根据被加工光学元件和待使用的加工工具的物理参数，编制多机协同加工程序；在生成多台机器人加工程序时，确保多台机器人本体在任意时刻抛光点间隔均大于安全距离。