一种双工位加工检测设备及方法技术

本申请提供了一种双工位加工检测设备及方法，属于光学元件制造技术领域。检测设备包括加工机器人、第一工作台、第二工作台、检测装置、编程检测系统和加工控制系统。第一工作台和第二工作台分别位于加工机器人的两侧。检测装置用于检测第一工作台上的工件的第一面形误差或第二工作台上的工件的第二面形误差。加工控制系统用于根据第一面形误差控制加工机器人对第一工作台上的工件进行加工，用于根据第二面形误差控制加工机器人对第二工作台上的工件进行加工。加工检测设备将双工位上的两工件的加工与检测功能需求融合在一起，实现双工位加工检测一体化，对一个工件进行加工时，可对另一个工件进行在线检测，显著提高加工精度和效率。

A kind of equipment and method of two position processing and testing

【技术实现步骤摘要】
一种双工位加工检测设备及方法
本申请涉及光学元件制造
，具体而言，涉及一种双工位加工检测设备及方法。
技术介绍
高精度大口径非球面光学元件，由于其利于获得高品质光学特性和高质量图像效果，在诸如航天、天文等系及科技突破、国防建设的关键装置中发挥着举足轻重的作用。在光学系统中，采用大口径非球面光学元件有利于提高空间分辨率、扩大视场以及增大信号收集能力等。随着科技发展，类似于遥感相机和天文望远镜等大型先进光学系统对分辨率的指标要求日渐提升，对所需的非球面光学元件口径也日渐增大。未来米级口径以上的大口径非球面光学元件的需求量将日益增大。超精密制造及检测技术是实现大口径非球面光学元件的批量化制造和生产供货的重要条件。现有的非球面抛光大都基于五轴联动数控机床完成，其硬件成本高、设备空间体积大、难以实现大口径非球面元件在线检测。六关节机器人具有价格便宜、稳定性好、占地小、空间开放利用元件在线检测等优势。目前，非球面光学元件的检测方法基本上是离线检测，加工后将工件搬至检测实验室稳定后再检测，检测后再搬回加工实验室。对于大尺寸非球面光学元件离线检测耗时、费力、风险高。同时，工件一旦移动，加工或检测基准难以恢复到原始状态，影响加工与检测重复精度，加工效率和精度低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种双工位加工检测设备及方法，以改善加工效率和精度低的问题。第一方面，本申请实施例提供一种双工位加工检测设备，包括加工机器人、第一工作台、第二工作台、检测装置和编程检测系统、加工控制系统；加工机器人具有第一加工位置和第二加工位置；所述第一工作台和所述第二工作台分别位于加工机器人的两侧，所述加工机器人位于所述第一加工位置能够对第一工作台上的工件进行加工，所述加工机器人位于所述第二加工位置能够对第二工作台上的工件进行加工；检测装置用于可选择性地检测第一工作台上的工件的第一面形误差或第二工作台上的工件的第二面形误差；编程检测系统用于采集第一面形误差数据，并根据所述第一面形误差数据生成第一数控程序，以及用于采集第二面形误差数据，并根据所述第二面形误差数据生成第二数控程序；加工控制系统用于根据所述第一数控程序控制所述加工机器人对所述第一工作台上的工件进行加工，以及用于根据所述第二数控程序控制所述加工机器人对所述第二工作台上的工件进行加工。上述技术方案中，这种加工检测设备将双工位上的两工件的加工与检测功能需求融合在一起，实现双工位加工检测一体化，对一个工件进行加工时，可对另一个工件进行在线检测，可有效避免元件在加工设备和检测设备之间重复装夹导致耗时费力和装夹重复性差的情况，显著提高加工精度和效率。另外，本申请实施例提供的双工位加工检测设备还具有如下附加的技术特征：在本申请的一些实施例中，所述检测装置包括可移动支架和干涉仪；干涉仪安装于所述可移动支架；所述可移动支架具有第一位置和第二位置；所述干涉仪用于在所述可移动支架位于所述第一位置时检测所述第一工作台上的工件的第一面形误差，以及用于在所述可移动支架位于所述第二位置时检测所述第二工作台上的工件的第二面形误差。上述技术方案中，通过改变可移动支架的位置则可实现干涉仪对第一工作台上的工件或第二工作台上的工件的检测，这种检测装置的结构简单，操作方便。将可移动支架移动至第一位置时，干涉仪可检测第一工作台上的工件的面形误差；将可移动支架移动至第二位置时，干涉仪可检测第二工作台上的工件的面形误差。这种结构提高了检测位置重复性，提高了检测效率。在本申请的一些实施例中，所述双工位加工检测设备还包括三维移动调节支架和反射镜；所述反射镜连接于所述三维移动调节支架，所述三维移动调节支架用于带动所述反射镜在横向、纵向和竖向移动；反射镜用于将在所述可移动支架位于所述第一位置时所述干涉仪发出的光束反射至所述第一工作台上的工件上，并将第一工作台上的工件的反射光原路返回干涉仪；以及用于将在所述可移动支架位于所述第二位置时所述干涉仪发出的光束反射至所述第二工作台上的工件上，并将第二工作台上的工件的反射光原路返回干涉仪。上述技术方案中，通过三维调节支架可调节反射镜在三个方向(横向、纵向和竖向)上的位置，进而将反射镜调节至合适位置。通过调节反射镜的横向和纵向位置，可保证可移动支架位于第一位置、第二位置时反射镜与反射仪对准，保证反射镜能够将反射仪发出的光束反射至工件上。对于不同的工件而言，工件的参数也会有所不同，反射镜与工件的距离需要改变，在这种情况下，可通过调节反射镜的竖向位置来改变反射镜与工件之间的距离。在本申请的一些实施例中，所述反射镜与所述三维移动调节支架通过二维角度调节支架连接；所述二维角度调节支架用于带动所述反射镜绕第一轴线和第二轴线摆动；所述第一轴线和所述第二轴线均平行于所述反射镜所在平面，所述第一轴线沿所述横向布置，所述第二轴线垂直于所述第一轴线；所述二维角度调节支架对反射镜的角度调节具备位置记录与定位功能。上述技术方案中，反射镜与三维移动调节支架通过二维角度调节支架连接，通过二维角度调节支架可实现反射镜在两个维度摆动，以调节反射镜的朝向，保证干涉仪发出的光束经反射镜反射后对准工件的中心。在本申请的一些实施例中，所述三维移动调节支架包括基体、第一活动导轨、第二活动导轨、第三活动导轨、第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置；所述第一活动导轨可移动地设置于所述基体，所述第一驱动装置用于驱动所述第一活动导轨相对所述基体沿所述横向移动；所述第二活动导轨可移动地设置于所述第一活动导轨，所述第二驱动装置用于驱动所述第二活动导轨相对所述第一活动导轨沿所述纵向移动；所述第三活动导轨可移动地设置于所述第二活动导轨，所述第三驱动装置用于驱动所述第三活动导轨相对所述第二活动导轨沿所述竖向移动，所述二维角度调节支架安装于所述第三活动导轨；所述三维移动调节支架对二维角度调节支架在横向、纵向和竖向上的调节具备位置记录与定位功能。上述技术方案中，通过第一驱动装置驱动第一活动导轨相对基体横向移动，可实现对反射镜的横向调节；通过第二驱动装置驱动第二活动导轨相对第一活动导轨纵向移动，可实现对反射镜的纵向调节；通过第三驱动装置驱动第三活动导轨相对第二活动导轨竖向移动，可实现对反射镜的竖向调节。这种结构的三维移动调节支架，结构简单，可方便地实现对反射镜在三个方向上的调节。在本申请的一些实施例中，所述可移动支架为升降结构，所述可移动支架的底部设有多个万向轮。上述技术方案中，可移动支架为升降结构，反射镜的竖向位置发生改变时，可通过可移动支架来对应调节干涉仪的高度位置。可移动支架的底部设有多个万向轮，可移动支架可在第一工作台和第二工作台的前侧区域沿多个方向移动。在实际加工过程中，第一工作台上的工件与第二工作台上的工件的参数可能有所不同，在这种情况下，可移动支架在第一位置与第二位置之间切换时，需要改变可移动支架在横向和纵向上的位置。可移动支架的底部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双工位加工检测设备，其特征在于，包括：/n加工机器人，具有第一加工位置和第二加工位置；/n第一工作台；/n第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台分别位于加工机器人的两侧，所述加工机器人位于所述第一加工位置能够对第一工作台上的工件进行加工，所述加工机器人位于所述第二加工位置能够对第二工作台上的工件进行加工；/n检测装置，用于可选择性地检测第一工作台上的工件的第一面形误差或第二工作台上的工件的第二面形误差；/n编程检测系统，用于采集第一面形误差数据，并根据所述第一面形误差数据生成第一数控程序，以及用于采集第二面形误差数据，并根据所述第二面形误差数据生成第二数控程序；/n加工控制系统，用于根据所述第一数控程序控制所述加工机器人在所述第一加工位置对所述第一工作台上的工件进行加工，以及用于根据所述第二数控程序控制所述加工机器人在所述第二加工位置对所述第二工作台上的工件进行加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种双工位加工检测设备，其特征在于，包括：
加工机器人，具有第一加工位置和第二加工位置；
第一工作台；
第二工作台，所述第一工作台和所述第二工作台分别位于加工机器人的两侧，所述加工机器人位于所述第一加工位置能够对第一工作台上的工件进行加工，所述加工机器人位于所述第二加工位置能够对第二工作台上的工件进行加工；
检测装置，用于可选择性地检测第一工作台上的工件的第一面形误差或第二工作台上的工件的第二面形误差；
编程检测系统，用于采集第一面形误差数据，并根据所述第一面形误差数据生成第一数控程序，以及用于采集第二面形误差数据，并根据所述第二面形误差数据生成第二数控程序；
加工控制系统，用于根据所述第一数控程序控制所述加工机器人在所述第一加工位置对所述第一工作台上的工件进行加工，以及用于根据所述第二数控程序控制所述加工机器人在所述第二加工位置对所述第二工作台上的工件进行加工。


2.根据权利要求1所述的双工位加工检测设备，其特征在于，所述检测装置包括可移动支架和干涉仪；
干涉仪安装于所述可移动支架；
所述可移动支架具有第一位置和第二位置；
所述干涉仪用于在所述可移动支架位于所述第一位置时检测所述第一工作台上的工件的第一面形误差，以及用于在所述可移动支架位于所述第二位置时检测所述第二工作台上的工件的第二面形误差。


3.根据权利要求2所述的双工位加工检测设备，其特征在于，所述双工位加工检测设备还包括三维移动调节支架和反射镜；
所述反射镜连接于所述三维移动调节支架，所述三维移动调节支架用于带动所述反射镜在横向、纵向和竖向移动；
反射镜用于将在所述可移动支架位于所述第一位置时所述干涉仪发出的光束反射至所述第一工作台上的工件上，并将所述第一工作台上的工件的反射光原路返回所述干涉仪；以及用于将在所述可移动支架位于所述第二位置时所述干涉仪发出的光束反射至所述第二工作台上的工件上，并将所述第二工作台上的工件的反射光原路返回所述干涉仪。


4.根据权利要求3所述的双工位加工检测设备，其特征在于，所述反射镜与所述三维移动调节支架通过二维角度调节支架连接；
所述二维角度调节支架用于带动所述反射镜绕第一轴线和第二轴线摆动；
所述第一轴线和所述第二轴线均平行于所述反射镜所在平面，所述第一轴线沿所述横向布置，所述第二轴线垂直于所述第一轴线；
所述二维角度调节支架对反射镜的角度调节具备位置记录与定位功能。


5.根据权利要求4所述的双工位加工检测设备，其特征在于，所述三维移动调节支架包括基体、第一活动导轨、第二活动导轨、第三活动导轨、第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置；
所述第一活动导轨可移动地设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟波，陈贤华，许乔，王健，李海波，邓文辉，李洁，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51