[發明專利]多機器人協同加工光學元件的裝置及方法

有效

• 申請號: 202110031728.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112847015B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 姚永勝;丁蛟騰;沈樂;孫國燕;趙蒙;馬臻;趙建科
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: B24B13/00
• 分類號: B24B13/00;B24B13/005;B24B27/00;B24B47/00;B24B47/12;B24B47/20
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 董娜

本發明提供了一種多機器人協同加工光學元件的裝置及方法，解決現有大口徑光學元件加工過程需要復雜運動控制以免碰撞，交接位置產生接縫效應的問題。該裝置包括機架、工件臺、固定塊和N個機器人，N為≥2的整數；工件臺設在機架上，可相對機架旋轉，工件臺上表面設有N個第一凹槽，N個第一凹槽的一端位于工件臺中心，另一端沿直線向外側延伸，且N個第一凹槽以工件臺中心為圓心周向均布；工件臺上表面還設有分別與N個第一凹槽相交的N個第二凹槽；固定塊設置在第一凹槽上，或固定塊設置在第一凹槽和第二凹槽上，將光學元件固定在工件臺上；N個機器人位于工件臺的外周；N個機器人的工作端均安裝有拋光頭，拋光頭用于對光學元件表面拋光。

技術領域

本發明屬于光學加工領域，涉及一種加工光學元件的裝置及方法，具體涉及一種多機器人協同加工光學元件的裝置及方法。

背景技術

根據光學衍射理論，增加光學系統的有效口徑是提高光學系統分辨率最直接有效的方法。此外光學元件的口徑越大，匯聚光線的能力越強，可以觀測到更加遙遠的目標。因此在高分辨率地基望遠鏡以及空間對地遙感領域中，光學元件的口徑越來越大。研究高精度大口徑光學元件的制造技術，對于提升高分辨率地基望遠鏡以及空間對地遙感光學系統的成像質量具有重要意義。

相對于龍門式機床，工業機器人具有成本低、靈活性好、可靠性高的優點，成為光學加工的主力設備。在大口徑光學元件加工中，可以實現機器人多工位加工。但目前的機器人多工位加工是分區域加工，需要復雜的運動控制以避免發生碰撞，且在區域交接的位置會產生接縫效應、嚴重影響加工精度。

發明內容

為了解決現有大口徑光學元件加工過程，由于機器人采用分區域加工，需要復雜運動控制以免碰撞，以及區域交接位置產生接縫效應，嚴重影響加工精度的技術問題，本發明提供了一種多機器人協同加工光學元件的裝置及方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是：

一種多機器人協同加工光學元件的裝置，其特殊之處在于：包括機架、工件臺、固定塊和N個機器人，N為大于等于2的整數；

所述工件臺設置在機架上，可相對機架旋轉，工件臺上表面設有N個第一凹槽，N個第一凹槽的一端位于工件臺中心，另一端沿直線向外側延伸，且N個第一凹槽以工件臺中心為圓心周向均布；

所述工件臺上表面還設有分別與N個第一凹槽相交的N個第二凹槽；

所述固定塊設置在第一凹槽上，或固定塊設置在第一凹槽和第二凹槽上，將光學元件固定在工件臺上；

所述N個機器人位于工件臺的外周；

所述N個機器人的工作端均安裝有拋光頭，拋光頭用于對光學元件表面拋光。

進一步地，所述工件臺為圓形；

所述N個機器人沿工件臺外圓面周向均布，且N個機器人與N個第一凹槽的位置一一對應。

進一步地，所述第二凹槽的中心線與第一凹槽的中心線垂直相交。

進一步地，所述第一凹槽和第二凹槽的截面均為倒T型結構。

進一步地，所述拋光頭為輪式拋光頭或小磨頭或氣囊拋光頭或磁流變拋光頭。

基于上述多機器人協同加工光學元件的裝置，本發明提供了一種多機器人協同加工光學元件的方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)將光學元件放置在工件臺上，通過第一凹槽上的固定塊將光學元件加緊在工件臺中部；

2)驅動工件臺做旋轉運動，同時N個機器人驅動N個拋光頭從光學元件表面中部向光學元件表面邊緣，或者從光學元件表面邊緣向光學元件表面中部沿徑向做徑向運動，完成光學元件表面拋光。