[发明专利]配合机器人使用的双转子研磨抛光工具

说明书

一种配备机器人使用的双转子研磨抛光工具，包括机器人本体，双转子研磨抛光工具头。所述的双转子研磨抛光工具头包括工具头连接固定法兰盘、伺服电机、同步带轮、伸缩气缸、直线导轨、角接触球轴承、燕尾槽滑台、公转轴、自转轴、公转法兰连接座、公转滑动支架、自转轴连接座、自转轴承座、研磨抛光盘连接夹头和研磨抛光盘。本发明可完成光学元件的研磨、抛光和高精度修形，因为使用的机器人具有相对结构简单、操控性能稳定、低廉、灵活，适合多工位加工，不用频繁的移动加工元件，提高了光学元件表面的面形和加工周期。

技术领域

本发明涉及光学加工，特别是一种配合机器人使用的双转子研磨抛光工具。

背景技术

双转子研磨抛光工具在现代光学加工中，有着不可或缺的地位，在平面、球面、非球面及自由曲面的研磨和抛光中起着重大作用。随着机器人的高精度复杂控制系统的发展，通过在机器人末端搭载工具头，可以简单快捷的完成加工设备的组建。同时相比于传统的龙门式数控小磨头机床，机器人则具有自由度高、成本较低的优势。在机器人末端安装双转子研磨抛光工具头，通过对检测的面形数据计算抛光盘在工件表面的驻留时间与工件表面相对压力来控制工件表面材料的去除，再通过计算机控制双转子研磨抛光工具对光学元件进行加工。

专利号CN102962764A公开了一种刚性偏心传动公自转气压施力数控抛光装置，采用刚性偏心传动结构和顶端进气的气压施力方式。这种结构的偏心传动方式采用十字万向节传输动力，当两轴夹角不为零的情况下，不能传递等角速度传动。十字万向节没有办法自润滑，长期使用，十字万向节磨损很大，大大降低了自转轴的传递效率。公自转同时开启时，十字万向节不仅要自转，还要跟着公转，这样不仅加快了磨损，而且当公转偏心距过大时，十字万向节的传动效率大大减小，传动到自转轴的扭矩不足、扭矩积累等问题都容易出现，这样在加工过程中去除量就不稳定。顶端进气的气压施力，这种加压方式有两个缺点，第一个就是进气管易磨损，进气管是从十字万向节中间穿过，给自转轴提供压力，十字万向节带动自转轴旋转时会对气管有很大磨损，需要定期检查更换。第二个就是自转轴部分的气缸活塞，因为气缸活塞是不旋转的，而自转轴是旋转的，长期的磨损会导致气缸活塞的橡胶圈磨损，压缩空气泄露，压力减小，从而导致在加工过程中去除量不稳定。还有就是气缸活塞的橡胶圈磨损，维护起来需要将整个机构拆散，维护起来比较麻烦。

发明内容

本发明目的是为了加工直径一米以上的大口径非球面、平面等，提供一种配合机器人使用的双转子研磨抛光工具，该工具从光学元件的研磨开始，直到元件的抛光和高精度修形都可以完成，因为使用的机器人相对结构简单，操控性能稳定，低廉，机器人的灵活性，可以使用多工位加工模式，不用频繁的移动加工元件，机器人研磨抛光工具的使用直接影响光学元件表面面形以及整个加工周期。

本发明的技术解决方案如下：

一种配备机器人使用的双转子研磨抛光工具，其特点在于：包括机器人、机器人末端法兰和双转子研磨抛光工具头，所述的双转子研磨抛光工具头包括工具头连接固定法兰盘、同步带轮、角接触球轴承、伺服电机、伸缩气缸、直线导轨、燕尾槽滑台、公转轴、公转滑动支架、自转消除法兰、公转法兰连接座、自转轴连接座、自转轴承座、自转轴、抛光盘连接夹头和研磨抛光盘；

所述的双转子研磨抛光工具头利用所述的工具头连接固定法兰盘与机器人的机器人末端法兰采用M12圆柱头内六角螺丝固定；所述的研磨抛光盘通过所述的抛光盘连接夹头固定在所述的自转轴的下端，通过接入压缩空气使所述的伸缩气缸连接的自转消除法兰紧压在所述的自转轴上端的自转法兰处，使所述的研磨抛光盘与被加工元件表面贴合，在通过调节外接气源的大小来调节加工时研磨抛光盘对工件表面的压力，公转轴与燕尾槽滑台通过螺栓固定在燕尾槽滑台的孔里，再通过所述的伺服电机和同步带轮驱动所述的公转轴和自转轴的旋转，实现对加工元件表面进行研磨和抛光。

所述的工具头连接固定法兰盘设计有两种连接固定方式：顶端连接和背部连接，可以根据加工台面高度选择与机器人末端法兰不同的连接方式，使有效行程达到最大。