一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，机床底座，所述机床底座上安装有工作台，且所述工作台上安装有用于装夹离轴多反成像系统的专用夹具，所述机床底座上安装有移动框架，所述移动框架内安装有提升架，所述提升架内安装有提升板，且所述提升板上设有转动轴，转动轴的底部通过U型板连接有小型超声电主轴和摆动电机，所述小型超声电机主轴可进行X、Y、Z三轴运动且可发生旋转和摆动运动。在进行复杂面型加工时，能够多自由运动的小型超声电主轴能够加工复杂曲面，且有较高的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置
本专利技术涉及一种光学元件机械加工装置，具体地说是一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置。
技术介绍
目前，随着科学技术的在工农业、国防、航天等各个领域的蓬勃发展及其产业的升级，空间光学系统在农林业、海洋监测、地形测绘、军事侦察、资源普查、灾情防救中的应用显著提高，空间光学系统主要是利用光学元件通过多次反射或折射对目标进行成像，在各种光学结构中，由于反射式光学系统具有无色差、便于光路折叠、易于轻量化等特点，在空间光学系统中得到了广泛的应用。使得空间光学系统朝着高分辨率、大视场的方向发展。离轴反射式光学系统具有没有中心遮拦、大视场和成像质量高等优点，广泛应用于各种空间光学系统中，常用的离轴反射系统有离轴二反、离轴三反系统，随着加工技术和调试精度的不断提升，出现了离轴四反、五反系统，采用离轴反射光学系统可以折叠光路，有效的减小光学系统元件的尺寸，尤其是离轴反射系统采用自由光学曲面时，可以有效地减小像差。但是离轴多反系统存在着镜片加工精度高、装配调试难度大等缺点，一直没有得到广泛的应用。专利CN108466107A提供了一种用于离轴三反成像系统加工装置，采用一体加工方式实现离轴三反系统的加工，但反射镜必须分布在同一圆周上，受到的约束性较大，不能自由的适用于较为复杂的离轴光学系统加工。专利CN110126101A提供了一种用于离轴多反成像系统加工装置，加工时必须确定光学系统中心位置和回转半径了，加工效率不高且受到的约束性较大，不能自由的适用于较为复杂的离轴光学系统加工。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置。本专利技术采用的技术手段如下：一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，包括机床底座，所述机床底座上安装有工作台，且所述工作台上安装有用于装夹离轴多反成像系统的专用夹具，所述机床底座上安装有移动框架，所述移动框架通过驱动所述移动框架沿所述移动框架的宽度方向运动的Y轴驱动装置与所述机床底座连接，所述移动框架内安装有提升架，所述移动框架的侧壁上安装有驱动所述提升架沿所述移动框架的长度方向运动的X轴驱动装置，所述提升架内安装有提升板，且所述提升架的顶部上安装有驱动所述提升板沿所述移动框架的高度方向运动的Z轴驱动装置，所述提升板上安装有竖直设置的转动轴，所述转动轴的底部固定有U型板，且所述U型板内安装有小型超声电主轴，所述小型超声电主轴的端部安装有刀具，所述U型板内安装有驱动所述小型超声电主轴在所述U型板内摆动的摆动电机，所述提升板上安装有驱动所述转动轴沿其轴线转动的转动电机。所述小型超声电主轴的外壁上固定有用于喷洒辅助液的喷洒装置，所述喷洒装置包括喷头和将所述喷头固定在所述小型超声电主轴外壁上的固定夹持装置，所述U型板的底部安装有用于实时检测被加工光学元件面型参数的激光检测仪。所述工作台的外沿加工有环形收集槽，且所述环形收集槽的底部设有收集孔。所述专用夹具包括固定底盘，所述固定底盘呈圆盘型，且所述固定底盘的上表面固定有多组围绕其轴线均匀分布的支座组，且所述支座组包括加工在所述底盘上的多个位置固定孔组和一个支座，所述位置固定孔组包括两个位置固定孔，所述支座通过其中一个所述位置固定孔组和固定螺栓与所述固定底盘固定连接；所述支座的侧壁上固定有夹爪安装块，所述夹爪安装块上设有夹爪，且所述夹爪安装块上设有竖直穿过所述夹爪安装块和所述夹爪的紧定螺钉，所述紧定螺栓的轴线与所述底盘的轴线平行，所述夹爪呈人字形。所述夹爪安装块的中部通过紧固螺栓与所述支座的侧壁固定连接，且所述夹爪安装块在所述紧固螺栓的上部和下部均设有穿过所述支座的侧壁的光杆。所述固定底盘通过底盘固定螺栓与所述工作台连接，且所述工作台上加工有多个倒置的T型通槽，所述底盘固定螺栓的拧动端安装在所述T形通槽内。所述机床底座包括床身，所述床身的底部四角处均固定有用于调节所述床身高度的床身支架，所述床身包括床身基体和分别固定在所述床身基体宽度两端的固定板，且两个所述固定板之间固定有横梁，所述Y轴驱动装置包括固定在两个所述固定板之间的Y轴高精度滚珠丝杠、设置在所述Y轴高精度滚珠丝杠两侧的Y轴滑轨和固定在其中一个所述固定板上用于驱动所述Y轴高精度滚珠丝杠运动的Y轴高精度步进电机和Y轴联轴器，所述Y轴高精度滚珠丝杠和所述Y轴滑轨的轴线与所述移动框架的宽度方向平行，所述Y轴高精度滚珠丝杠的输出端与固定在所述移动框架底部的滑座固定连接，且所述移动框架的底部设有与所述Y轴滑轨滑动连接的Y轴滑块。所述移动框架包括两个相对设置的立板和设置在所述立板顶端连接两个所述立板的顶部横梁，所述顶部横梁的延伸方向为所述移动框架的长度方向，所述X轴驱动装置包括固定安装在两个所述立板之间的X轴高精度滚珠丝杠、安装在两个所述立板之间并设置在所述X轴高精度滚珠丝杠上方和下方的X轴滑轨和驱动所述X轴高精度滚珠丝杠运动的X轴高精度步进电机和X轴联轴器，所述X轴高精度滚珠丝杠和所述X轴滑轨的延伸方向与所述移动框架的宽度方向平行，所述提升架与所述X轴高精度滚珠丝杠的输出端固定连接，且所述提升架上固定有与所述X轴滑轨滑动连接的X轴滑块。所述提升架包括两个横板和设置在两个所述横板之间固定所述横板的竖板，所述竖板的延伸方向为所述移动框架的高度方向，所述Z轴驱动装置包括固定安装在两个所述横板之间的Z轴高精度滚珠丝杠、安装在两个横板之间并设置在所述Z轴高精度滚珠丝杠左右两侧的Z轴滑轨和驱动所述Z轴高精度滚珠丝杠运动的Z轴高精度步进电机和Z轴联轴器，所述Z轴高精度滚珠丝杠和Z轴滑轨的延伸方向与所述移动框架的高度方向平行，所述Z轴高精度滚珠丝杠的输出端与所述提升板固定连接，且所述提升板上安装有与所述Z轴滑轨滑动连接的Z轴滑块。所述小型超声电主轴通过摆动转轴与所述U型安装板转动连接，所述摆动电机安装在所述U型安装板上，且所述摆动电机的输出轴与所述摆动转轴固定连接，所述摆动转轴的轴线垂直于所述转动轴的轴线。所述X轴高精度滚珠丝杠、所述Y轴高精度滚珠丝杠、所述Z轴高精度滚珠丝杠的两端均通过法兰端盖分别与所述立板、所述固定板、所述横板安装。所述X轴滑轨、所述Y轴滑轨、所述Z轴滑轨的两端分别通过滑轨固定块与所述立板、所述固定板、所述横板安装。所述固定板上安装有整个装置的控制系统。使用状态下：加工前先将各个反射镜毛坯安装在离轴多反成像系统结构框架上，通过所述专用夹具对要加工的所述离轴多反光学系统进行装夹固定，所述夹爪的“人”型夹块可以实现对所述不同形状的离轴多反光学系统进行装夹，之后，小型超声电主轴可进行X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的移动，且在所述转动电机带动所述转动轴转动的情况下，能够带动所述小型超声电主轴的旋转运动，并且摆动电机的作用下能够发生摆动，进而实现小型超声电主轴的多自由度加工，可按设计要求加工不同的形面，所述喷洒装置可按加工类型自由喷洒抛光液或冷却液，抛光液/冷却液通过所述环形收集槽进行回收二次利用，激光检测装置可实时对加工表面进行检测，做到检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于，机床底座，所述机床底座上安装有工作台，且所述工作台上安装有用于装夹离轴多反成像系统的专用夹具，所述机床底座上安装有移动框架，所述移动框架通过驱动所述移动框架沿所述移动框架的宽度方向运动的Y轴驱动装置与所述机床底座连接，所述移动框架内安装有提升架，所述移动框架的侧壁上安装有驱动所述提升架沿所述移动框架的长度方向运动的X轴驱动装置，所述提升架内安装有提升板，且所述提升架的顶部上安装有驱动所述提升板沿所述移动框架的高度方向运动的Z轴驱动装置，所述提升板上安装有竖直设置的转动轴，所述转动轴的底部固定有U型板，所述U型板内安装有小型超声电主轴，所述小型超声电主轴的端部安装有刀具，所述U型板内安装有驱动所述小型超声电主轴在所述U型板内摆动的摆动电机，所述提升板上安装有驱动所述转动轴沿其轴线转动的转动电机。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于，机床底座，所述机床底座上安装有工作台，且所述工作台上安装有用于装夹离轴多反成像系统的专用夹具，所述机床底座上安装有移动框架，所述移动框架通过驱动所述移动框架沿所述移动框架的宽度方向运动的Y轴驱动装置与所述机床底座连接，所述移动框架内安装有提升架，所述移动框架的侧壁上安装有驱动所述提升架沿所述移动框架的长度方向运动的X轴驱动装置，所述提升架内安装有提升板，且所述提升架的顶部上安装有驱动所述提升板沿所述移动框架的高度方向运动的Z轴驱动装置，所述提升板上安装有竖直设置的转动轴，所述转动轴的底部固定有U型板，所述U型板内安装有小型超声电主轴，所述小型超声电主轴的端部安装有刀具，所述U型板内安装有驱动所述小型超声电主轴在所述U型板内摆动的摆动电机，所述提升板上安装有驱动所述转动轴沿其轴线转动的转动电机。


2.根据权利要求1所述的一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于：所述小型超声电主轴的外壁上固定有用于喷洒辅助液的喷洒装置，所述喷洒装置包括喷头和将所述喷头固定在所述小型超声电主轴外壁上的固定夹持装置，所述U型板的底部安装有用于实时检测被加工光学元件面型参数的激光检测仪。


3.根据权利要求1所述的一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于：所述工作台的外沿加工有环形收集槽，且所述环形收集槽的底部设有收集孔。


4.根据权利要求1所述的一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于：所述专用夹具包括固定底盘，所述固定底盘呈圆盘型，且所述固定底盘的上表面固定有多组围绕其轴线均匀分布的支座组，且所述支座组包括加工在所述底盘上的多个位置固定孔组和一个支座，所述位置固定孔组包括两个位置固定孔，所述支座通过其中一个所述位置固定孔组和固定螺栓与所述固定底盘固定连接；所述支座的侧壁上固定有夹爪安装块，所述夹爪安装块上设有夹爪，且所述夹爪安装块上设有竖直穿过所述夹爪安装块和所述夹爪的紧定螺钉，所述紧定螺栓的轴线与所述底盘的轴线平行，所述夹爪呈人字形。


5.根据权利要求4所述的一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于：所述夹爪安装块的中部通过紧固螺栓与所述支座的侧壁固定连接，且所述夹爪安装块在所述紧固螺栓的上部和下部均设有穿过所述支座的侧壁的光杆。


6.根据权利要求4所述的一种用于加工离轴多反成像系统的加工装置，其特征在于：所述固定底盘通过底盘固定螺栓与所述工作台连接，且所述工作台上加工有多个倒置的T型通槽，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡伟，于涛，贺亚杰，陈新，于天彪，赵继，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21