[发明专利]一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备

摘要

本发明公开了一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，L型支撑架用来固定支撑两个不同的并联加工机器人以及待加工镜面，镜面内圈加工单元4为5UPS+UPU型并联加工机器人，镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联加工机器人，镜面旋转固定单元上方安装主动分区柔性液压支撑系统，该支撑系统为待加工镜面在加工工程中的柔性支撑，调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡。该发明整体设备体积小、刚度高、累计误差小、加工精度高，有效提高光学镜面加工效率；同时改良刚性支撑系统，可调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡，不易变形或损坏，更加适用于复杂曲面光学镜面的加工。

主权项

1.一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，包括加工单元、大镜面支撑单元以及镜面旋转固定单元(2)，所述加工单元包括加工刀具单元、以及在光学镜面加工过程中为加工刀具提供所需路径、加工力和加工姿态的驱动机构；其特征在于，所述大镜面支撑单元包括L型支撑架(1)，镜面旋转固定单元(2)设在L型支撑架(1)水平平台的上端，L型支撑架(1)水平平台的右端设有竖直连接座(500)，L型支撑架竖直平台的上端设有水平连接座(400)，所述竖直连接座(500)上安装有镜面外圈加工单元(5)，所述水平连接座(400)上安装有镜面内圈加工单元(4)；镜面旋转固定单元(2)的上方设有主动分区柔性液压支撑系统(3)；其中，镜面内圈加工单元(4)为5UPS+UPU型并联机构,包括静平台(401)、五条UPS驱动支链A(403)、一条UPU约束支链(404)和动平台一(406)，静平台(401)的面积大于动平台一(406)，五条UPS驱动支链A(403)的上端均匀布置在静平台(401)的边端，五条UPS驱动支链A(403)的下端均匀布置在动平台一(406)的边端，UPU约束支链(404)的上下两端分别设在静平台(401)和动平台一(406)的中心位置；五条UPS驱动支链A(403)的结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠上端与伺服电机A(409)相连，丝杠外壳通过U型副A(402)铰接在静平台(401)的边端，丝杠底部通过球铰链A(405)铰接在动平台一(406)的边端；UPU约束支链(404)为花键杆和花键套筒结构，花键套筒通过U型副B(410)铰接在静平台(401)的中心位置，花键杆的下端通过虎克铰链A(411)铰接在动平台一(406)的中心位置；动平台一(406)的下端通过刀具架一(407)连接有刀具系统一(408)；镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联机构，包括动平台二(509)、4条UPS驱动支链B(503)、直线模组(504)和一条PUU约束支链(506)，4条UPS驱动支链B(503)对称设置在竖直连接座(500)的四角，直线模组(504)设置在竖直连接座(500)的中心，且直线模组(504)与L型支撑架(1)水平平台之间夹角为60°，所述4条UPS驱动支链B(503)结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠远离大镜面的一端与伺服电机B(501)相连，丝杠外壳通过U型副C(502)铰接在竖直连接座(500)上，丝杠另一端通过球铰链B(507)铰接在动平台二(509)的四角；直线模组(504)包括丝杆、螺母滑块和框架，丝杆安装在框架内，丝杆的上端通过伺服电机驱动，螺母滑块与丝杆相互配合，滑块的两侧滑动设置在框架的两侧，PUU约束支链(506)为定长杆，其一端通过铰接座(505)铰接在螺母滑块上，另一端通过虎克铰链B(508)铰接在动平台二(509)一侧的中心位置，动平台二(509)另一侧通过刀具架二(510)连接有刀具系统二(511)；主动分区柔性液压支撑系统(3)包括安装在镜面旋转固定单元(2)上端的圆形支撑底板(301)，所述圆形支撑底板(301)被分为三个扇形区域，每个扇形区域均为120°，每个扇形区域内均匀设置有若干调高装置(302)，每个调高装置(302)上端连接有支撑油缸(304)，每个扇形区域内各支撑油缸的(304)上腔均并联，并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每个扇形区域内各支撑油缸,(304)的下腔均并联并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每组体积调节单元分别单独控制三个扇形区域内的各个支撑油缸同步动作。