[發明專利]一種磁流變拋光加工系統

在審

• 申請號: 201711068868.5
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN109746769A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 張學軍;薛棟林;張鑫;李龍響;宋馳
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B57/02
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供的磁流變拋光加工系統，磁流變拋光輪與第一機械臂相連，磁流變循環系統與第二機械臂相連，工件(如光學元件)固定在工作臺上，磁流變循環系統通過循環供給回路與磁流變拋光輪連接，磁流變拋光輪在運動程序控制下由第一機械臂帶動，利用磁流變工作原理，對工作臺上的工件進行加工，使得加工過程高速順暢，同時，在第二機械臂的帶動下，配合磁流變循環系統實現對磁流變拋光輪的液體供給與循環支持，保證磁流變拋光加工系統正常工作，也進一步提升了打磨拋光的整體效率磁流變拋光加工系統。

技術領域

本發明涉及光學精密加工領域，特別涉及一種磁流變拋光加工系統。

背景技術

隨著現代科學技術的發展,對應用于各種光學系統中的光學元件提出了越來越高的要求。通常情況下要求最終生產的光學元件具有高的面形精度、好的表面質量及盡量減少亞表面破壞層。高的面形精度可以保證好的成像質量,平滑的表面可以減少散射,較低的亞表面破壞層可以避免在高能應用中的破壞。因而光學元件的性能在很大程度上取決于制造過程。已經研究出多種加工方法可以獲得高精度的加工表面,其中典型的加工方法有塑性研磨、化學拋光、浮法拋光、彈性發射加工、粒子束拋光、射流拋光等等。這些加工方法或者拋光效率太低,或者產生較大的亞表面破壞層,或者拋光不易控制,各自存在一定的缺陷。

磁流變液是將微米尺寸的磁性顆粒分散于絕緣載液中形成的具有可控流變行為的懸浮液體,其流變特性隨外加磁場變化而變化。磁流變液在未加磁場時流變特性與普通牛頓流體相似,當受到一定強度磁場作用時,在磁場的作用下能產生明顯的磁流變效應,其表觀粘度系數增加2個數量級以上,會變成類似固體的狀態,一旦去掉磁場后,又變成可以流動的液體。在磁場作用下的磁流變效應,使磁流變液體在液態和固態之間發生轉換,具有可逆、可控、反應迅速的優點。磁流變液的剪切屈服應力比電流變液大一個數量級而且磁流變液具有良好的動力學和溫度穩定性,因此應用范圍更廣泛。

現有磁流變拋光加工中心主要是將磁流變拋光模塊集成于搖籃式數控機床上。但由于數控機床普遍由直線軸實現運動進給，在運動速度、加速度和自由度方面存在諸多限制。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種磁流變拋光加工系統，通過利用第一機械臂和第二機械臂的空間六自由度、速度和加速度優勢，使得磁流變拋光輪加工過程高速順暢，并且配合磁流變循環系統實現對磁流變拋光輪的液體供給與循環支持，保證磁流變拋光加工系統正常工作，也進一步提升了打磨拋光的整體效率。

一種磁流變拋光加工系統，包括第一機械臂、安裝在所述第一機械臂一端的磁流變拋光輪、第二機械臂、安裝于所述第二機械臂一端的用于提供磁流變液的磁流變循環系統、用于放置工件的工作臺以及與所述磁流變循環系統的出口連通用于輸送所述磁流變液的循環供給回路；所述循環供給回路與所述磁流變拋光輪連接，當所述第一機械臂帶動所述磁流變拋光輪進行拋光加工操作時所述第二機械臂帶動所述磁流變循環系統移動至所述磁流變拋光輪的預設范圍內，所述預設范圍的半徑小于等于所述循環供給回路的最大供液距離。可選地，所述第一機械臂和所述第二機械臂均為具有六自由度的機械臂。

可選地，所述工作臺設置在所述第一機械臂和所述第二機械臂之間。

可選地，所述磁流變循環系統可轉動的安裝在所述第二機械臂的一端。

可選地，所述磁流變循環系統包括儲液罐、設置在所述儲液罐中的攪拌器、輸送泵及回收泵，所述循環供給回路包括與所述儲液罐連通的注液管及回收管、設置在所述注液管末端的噴嘴及設置在所述回收管末端的收集器，所述輸送泵設置在所述注液管上在所述注液管上，所述回收泵設置在所述回收管上，所述噴嘴和所述收集器分別對稱設置在所述磁流變拋光輪的兩側的第一機械臂上。

可選地，所述噴嘴對準所述磁流變拋光輪的邊緣。

可選地，所述噴嘴對準所述磁流變拋光輪的切線方向。

可選地，所述收集器和所述磁流變拋光輪之間貼合或具有間隙。