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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107984331A(43)申请公布日2018.05.04(21)申请号201711210527.7(22)申请日2017.11.28(71)申请人中国矿业大学地址221116江苏省徐州市铜山区大学路中国矿业大学科研院(72)发明人程刚周振中丁海港山显雷陈世彪郭锋(74)专利代理机构南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)32249代理人张婷婷(51)Int.Cl.B24B13/00(2006.01)B24B13/005(2006.01)B24B41/02(2006.01)B24B47/20(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种五轴混联光学加工设备及其工作方法(57)摘要本发明公开了一种五轴混联光学加工设备及其工作方法,包括混联单元、定位夹紧单元、机体和加工刀具。混联单元包括丝杠滑台、并联运动单元等,其中并联运动单元由两条第一支链和两条第二支链组成,镜片定位夹紧单元包括手轮、一对锥齿轮、夹持块等。第一支链由滑块、销轴、支链杆、球铰链等组成,第二支链由转动盘、电动推杆、球铰链等组成。丝杠滑台移动并联单元实现一维平动,并联运动单元实现二维平动和二维转动,即利用丝杠滑台和并联运动单元控制加工刀具进行位姿调整,进而实现五轴混联光学加工。本发明刚度大,精度高,结构简单,能够实现光学镜片的高精度加工,有效提高了加工质量和生产效率。CN107984331ACN107984331A权利要求书1/2页1.一种五轴混联光学加工设备,其特征在于:包括设置在机体(33)内部的混联单元、定位夹紧单元和加工刀具(11),其中,所述混联单元设置在机体(33)顶部位置,混联单元的下端通过刀具安装台(10)与所述加工刀具(11)固连,所述刀具安装台(10)带动加工刀具(11)进行位姿调整;所述定位夹紧单元设置于机体(33)底部,镜片通过定位夹紧单元固定;所述混联单元由丝杠滑台与并联运动单元上下连接组成,所述丝杠滑台水平设置,即丝杠轴线方向与X轴方向一致,并通过螺母(20)与所述丝杠滑台垂直连接,在螺母(20)的带动下沿X轴方向水平直线运动;所述并联运动单元由位于滑台(17)下方与其连接的第一支链和第二支链组成,所述第一支链包括连接在滑台(17)下方并沿Y轴方向水平滑动的滑块(5),所述滑块(5)通过支链杆(14)连接所述刀具安装台(10);所述第二支链包括连接在滑台(17)上的转动盘(6),所述转动盘(6)通过电动推杆(7)连接所述刀具安装台(10),所述电动推杆(7)与转动盘(6)转动连接,电动推杆(7)绕X、Y轴线方向转动,构成十字节。2.根据权利要求1所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:并联运动单元由两条第一支链和两条第二支链组成,两条第一支链布置在y轴方向上,沿滑台(17)的几何中心对称布置在滑台(17)上;两条第二支链布置在x轴方向上,沿滑台(17)的几何中心对称布置在滑台(17)上。3.根据权利要求1所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:所述第一支链的滑块(5)连接在一滚珠丝杠a(4)上,且滑块(5)中有内螺纹,与滚珠丝杠a(4)相配传动,所述滚珠丝杠a(4)由减速电机a(1)驱动运动,带动滑块(5)沿Y轴方向水平滑动;减速电机a(1)的转子与滚珠丝杠a(4)通过联轴器a(2)固连传递扭矩;滑块(5)由两根导向杆(16)导向,构成滚珠丝杠副,所述滚珠丝杠a(4)和导向杆(16)的两端由轴承座a(3)支承。4.根据权利要求1或3所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:所述支链杆(14)为定长杆,一端通过销轴(15)与滑块(5)转动连接,即转动副;另一端通过球铰链b(13)与球铰座b(12)连接,即球副;球铰座b(12)通过螺纹元件固定于刀具安装台(10)上。5.根据权利要求1所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:所述第二支链的转动盘(6)与滑台(17)转动连接,电动推杆(7)与转动盘(6)转动连接,电动推杆(7)绕X、Y轴线方向转动,构成十字节;电动推杆(7)通过球铰链a(8)与球铰座a(9)连接,即球副;球铰座a(9)通过螺纹元件固定于刀具安装台(10)上。6.根据权利要求1所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:所述丝杠滑台由减速电机b(18)带动沿X轴方向水平设置的滚珠丝杠b(24)作旋转运动,滑台(17)通过设置在滚珠丝杠b(24)的螺母(20)与所述丝杠滑台连接,并在所述螺母(20)的带动下随滚珠丝杠b(24)沿X轴方向的水平滑动。7.根据权利要求1或6所述的五轴混联光学加工设备,其特征在于:所述丝杠滑台由减速电机b(18)驱动沿X轴方向水平设置的滚珠丝杠b(24)作旋转运动,减速电机b(18)的转子与滚珠丝杠b(24)通过联轴器