[發明專利]一種立式串并聯拋光機床

在審

• 申請號: 201610701067.7
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107756217A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 徐鵬;張志輝;李兵
• 申請（專利權）人: 香港理工大學;哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: B24B29/02
• 分類號: B24B29/02;B24B41/02;B24B41/00
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及拋光機床，尤其涉及一種立式串并聯拋光機床。

背景技術

對于超精密加工而言，曲面拋光工序決定了工件的粗糙度和面形精度的數量級，是影響自由曲面光學元件品質的關鍵環節。傳統的拋光機床都是采用串聯機構，由于機構本身的誤差累計程度很難降低，往往需要投入很高的生產成本。

近年來，并聯機構以其累計誤差小、精度高、剛度高等特點在機床領域應用越來越廣泛。然而，并聯機構也存在固有缺陷，尤其是六自由度的并聯機構，其運動耦合性強、工作空間小、數控編程復雜等缺點使得其應用和推廣受到了很大程度的限制。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種立式串并聯拋光機床，將串聯機構和少自由度并聯機構組合使用，構成串并聯拋光機床，該機床同時具備了傳統串聯機床和并聯機床的優點，適合做空間復雜曲面的高精度拋光。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：提供一種立式串并聯拋光機床，其特征在于，包括床身、三條或三條以上并聯驅動支鏈、動平臺、串聯轉動臂組件和轉臺，所述轉臺的基體固定在所述床身上，所述轉臺帶動固定在轉臺上的拋光工件以轉臺的中心軸為轉軸轉動；每條所述并聯驅動支鏈的一端固定在所述床身上，另一端轉動連接并驅動所述動平臺，以實現所述動平臺的空間三維平動；所述串聯轉動臂組件與所述動平臺旋轉連接，所述串聯轉動臂組件包括拋光工具，并且具有多個轉動軸，使所述拋光工具以每個轉動軸為轉軸轉動并對拋光工件進行拋光。

優選地，三條或三條以上并聯驅動支鏈均勻分布，并且每相鄰兩條并聯驅動支鏈之間的夾角相同；其中每條所述并聯驅動支鏈包括一個直線運動模塊和兩個連桿；兩個連桿分別是第一連桿和第二連桿，所述第一連桿的兩端分別設置有第一球鉸和第三球鉸，所述第二連桿的兩端分別設置有第二球鉸和第四球鉸，所述直線運動模塊包括滑塊和導軌，所述滑塊設置在所述導軌上并沿著所述導軌上下滑動，所述第三球鉸和所述第四球鉸分別與所述滑塊轉動連接，所述第一球鉸和所述第二球鉸分別與所述動平臺轉動連接，實現由三條或三條以上并聯驅動支鏈驅動所述動平臺進行空間三維平動。

優選地，每條所述并聯驅動支鏈中直線運動模塊的導軌傾斜布置，并且傾斜角度相同，所述直線運動模塊中的滑塊驅動由伺服電機驅動滾珠絲杠螺母或者直線電機驅動實現。

優選地，所述串聯轉動臂組件還包括轉動上臂、轉動下臂和拋光主軸，所述轉動上臂的上連接端與動平臺旋轉連接，并且以所述動平臺上連接圓孔的中心軸為轉軸轉動，所述轉動上臂的下連接端與轉動下臂的上連接端旋轉連接，所述轉動下臂以所述轉動上臂的下連接端上連接圓孔的中心軸為轉軸轉動，所述轉動下臂的下連接端與拋光主軸旋轉連接，所述拋光主軸以自身的中心軸為轉軸轉動，拋光工具固定在拋光主軸的拋光端，對被拋光工件進行拋光。

優選地，所述轉動上臂的轉軸、轉動下臂的轉軸和拋光主軸的轉軸相交于拋光工具的球心。

優選地，所述拋光工具以所述轉動上臂的轉軸、轉動下臂的轉軸和拋光主軸的轉軸為轉動軸進行三軸轉動。

優選地，所述拋光工具是覆蓋拋光布的半球形橡膠基柔性拋光頭，并通過改變拋光頭基體橡膠制備的原料配比，達到不同的硬度要求。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步的說明，附圖中：

圖1為本發明的立式串并聯拋光機床總體結構的一個實施例示意圖；

圖2為本發明的串并聯結構組件的一個實施例示意圖；

圖3為等離子體和機械拋光工具混合拋光的串并聯拋光機床的實施例示意圖；

圖4為等離子體炬的安裝示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1為本發明的立式串并聯拋光機床總體結構的一個實施例示意圖。該立式串并聯拋光機床包括床身1、三條或三條以上并聯驅動支鏈2、動平臺3、串聯轉動臂組件4和轉臺5，轉臺5的基體固定在所述床身1上，轉臺5帶動固定在轉臺5上的拋光工件以轉臺5的中心軸為轉軸轉動；每條并聯驅動支鏈2的一端固定在床身1上，另一端轉動連接并驅動動平臺3，以實現動平臺3的空間三維平動；串聯轉動臂組件4與動平臺3旋轉連接，串聯轉動臂組件4包括拋光工具41，并且具有多個轉動軸，使拋光工具41以每個轉動軸為轉軸轉動并對拋光工件進行拋光。轉臺5可以是數控轉臺。