一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，包括自动运输装置、洁净型多自由度机械手和洁净暂存平台，所述自动运输装置包括用于运送物料的AGV小车和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构。采用以上结构，通过AGV小车导航定位机构，能够耦合AGV小车，实现AGV小车和洁净型多自由度机械手的自动对接，该过程完全没有人员干涉，从而大大减少了粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度；同时，利用洁净型多自由度机械手能够解决在洁净度为ISO3级环境中大负载物流接驳用洁净助力的问题；利用洁净暂存平台对带有包装盒的光学元件进行暂存、光学元件表面状态确认、装配前的精确定位等工艺环节，稳定可靠，效率高。

A Material Positioning System for Off-line Precision Calibration of Large-caliber Optical Elements

The invention discloses a material positioning system for off-line precise calibration of large-caliber optical elements, including an automatic transport device, a clean multi-degree-of-freedom manipulator and a clean temporary storage platform. The automatic transport device includes an AGV trolley for conveying materials and an AGV trolley navigation and positioning mechanism located in the connecting area. With the above structure, the navigation and positioning mechanism of AGV car can couple AGV car to realize automatic docking between AGV car and clean multi-degree-of-freedom manipulator. This process is completely free of human interference, thus greatly reducing the generation of dust and improving the cleanliness of the environment and the surface of optical components. At the same time, using clean multi-degree-of-freedom manipulator can solve the problem of ISO3 cleanliness. The problem of clean assistant for heavy load logistics connection in grade I environment; the technology links of temporary storage of optical components with packaging boxes, confirmation of surface state of optical components and precise positioning before assembly are stable, reliable and efficient by using clean temporary storage platform.

【技术实现步骤摘要】
一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统
本专利技术涉及大口径光学元件离线精密装校中的物流系统，具体涉及一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统。
技术介绍
高功率固体激光装置中的大口径光学元件需要经过离线精密装校，形成在线可替换单元的模块化光机模块。在离线精密装校过程中，大口径光学元件进行装配以前需要进行物料准备，物料准备过程通常包括对带有包装盒的光学元件进行物流转运、接驳、上料、暂存、光学元件表面状态确认、装配前的精确定位等工艺环节。由于光学元件材料特殊、价格昂贵，为了提升运行通量和延长高运行通量下光学元件的运行寿命，该类型高功率固体激光装置对光学元件表面洁净度指标要求极其严苛。目前，美国、法国、中国等建成的相关的高功率固体激光装置中的大口径光学元件均在洁净度为ISO5级或局部ISO3级的装校洁净环境中进行装校或装配。经过长期的洁净室环境运行维护验证发现，人员流动、摩擦产尘、材质挥发、润滑油/润滑脂挥发等是光机模块装校过程中影响光学元件表面洁净度的主要因素，其中，以人员流动产尘最为严重。目前，我国高功率固体激光装置中大部分光学元件的离线精密装校过程中，物料准备环节的自动化程度较低，主要靠人工作业完成，导致作业人员流动频繁，严重影响光学元件表面洁净度，增加了洁净度处理与控制难度，很难满足光学元件制造的洁净度要求且光学元件表面洁净度控制一致性难以保证；并且，目前尚未有洁净度满足ISO3级且负载大于150Kg的物流对接助力装置(含洁净机器人等)能够直接应用于高功率固体激光装置中的大口径光学元件离线精密装校过程中的自动上、下料工序；同时，光学元件在装配前需要高效、精确地从包装箱里面取出，取出过程对光学元件的精确定位提出了较高要求。有鉴于此，急需设计一种能够解决上述问题的大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统。
技术实现思路
为解决大口径光学元件物料准备过程基本由人工完成，作业人员流动频繁导致光学元件表面洁净度难以控制、光学元件自动化洁净接驳与暂存、装配抓取前的精确定位等工程问题，以及洁净环境转运设备运载能力不足的技术问题，本专利技术提供一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其要点在于：包括自动运输装置、洁净型多自由度机械手和洁净暂存平台，所述洁净型多自由度机械手位于洁净暂存平台的一侧，在该洁净型多自由度机械手的一侧设置有接驳区域，所述自动运输装置包括用于运送物料的AGV小车和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构，当AGV小车导航定位机构接驳搭载有物料的AGV小车时，所述洁净型多自由度机械手能够将AGV小车上的物料抓取到洁净暂存平台上。采用以上结构，AGV小车具有自动导航运输带包装箱的大口径光学元件的能力，利用AGV小车导航定位机构的设置，能够耦合AGV小车，作为物料接驳平台，实现自动化物流转运和接驳，再通过洁净型多自由度机械手，能够将带包装箱的大口径光学元件抓取到洁净暂存平台上，解决在洁净度为ISO3级环境中大负载(＞150Kg)物流接驳用洁净助力的问题；以上过程全自动完成，完全没有人员干涉，从而大大减少了粉尘的产生，提高了环境和光学元件表面的洁净度；最后，利用洁净暂存平台对带有包装盒的光学元件进行暂存、光学元件表面状态确认、装配前的精确定位等工艺环节，稳定可靠，效率高。作为优选：所述AGV小车导航定位机构包括设置在接驳区域中的导航机构安装架，在该导航机构安装架上设置用于反射AGV小车发出的激光导航信号的AGV激光导航反射板、用于检测AGV小车是否搭载物料的AGV有料检测传感器以及用于定位AGV小车上搭载的物料的机械定位结构。采用以上结构，通过AGV小车导航定位机构上的AGV激光导航反射板、AGV有料检测传感器和机械定位结构，能够实现AGV小车和洁净型多自由度机械手的自动对接。作为优选：所述导航机构安装架为门形结构，所述AGV激光导航反射板、机械定位结构和AGV有料检测传感器均安装在导航机构安装架的横梁上，其中，所述机械定位结构位于横梁的中部，并朝着远离洁净型多自由度机械手的方向向外凸出，所述AGV有料检测传感器位于机械定位结构的一侧，所述AGV激光导航反射板有两块，并分别位于机械定位结构的两侧，且靠近横梁的端部。采用以上结构，AGV小车采用激光导航，通过横梁两端的AGV激光导航反射板能够与AGV小车实现实时通讯来修正AGV小车的定位误差，保证AGV小车准确到达预定位置；机械定位结构能够定位AGV小车上搭载的物料位置，以便于洁净型多自由度机械手进行抓取；而AGV有料检测传感器能够准确检测物料的有无，为洁净型多自由度机械手提供启动信号。作为优选：所述洁净型多自由度机械手包括两个相互正对的抓手、用于分别带动对应抓手在竖直平面上转动的两个回转臂、用于带动两个回转臂沿水平方向相互靠近或者远离的夹持驱动机构以及用于带动夹持驱动机构升降的龙门架，所述龙门架安装在两个相互正对的平移滑台上，并能够在两个平移滑台的带动下沿水平方向移动，两个所述平移滑台之间的区域构成所述接驳区域，在所述回转臂中均设置有用于带动回转臂相对夹持驱动机构转动或带动抓手相对回转臂转动的旋转驱动机构，所述回转臂、夹持驱动机构、龙门架和平移滑台均采用洁净封装工艺进行了封装。采用以上结构，抓手的位置能够进行四自由度调节，大大提高了抓手的使用灵活性，同时，利用龙门架能够大大提高洁净型多自由度机械手的装载能力(＞150Kg)，以胜任大型光学元件的上下料，并且，回转臂、夹持驱动机构、龙门架和平移滑台均进行了封装，工作时不易产尘，保证了环境的洁净度。作为优选：所述夹持驱动机构包括安装在龙门架上的夹持机构安装架、安装在夹持机构安装架中部的夹持组件安装箱、相对地设置在夹持组件安装箱两端的水平滑动导杆以及可沿对应水平滑动导杆滑动的两个夹持块，在所述夹持组件安装箱中设置有用于带动两个夹持块同步靠近或者远离夹持组件安装箱的夹持驱动组件。采用以上结构，结构简单，稳定可靠，为抓手提供了可靠地夹持能力。作为优选：所述夹持驱动组件包括夹持驱动电机和两根相互平行的齿条，在所述夹持驱动电机的电机轴上固套有与两根齿条啮合的驱动齿轮，在每根齿条上均固定连接有驱动导杆，各根驱动导杆分别从夹持组件安装箱中穿出后与对应的夹持块固定连接。采用以上结构，稳定可靠地保证了两个夹持块的同步靠近或者远离。作为优选：所述夹持块包括夹持块壳体和固定安装在夹持块壳体中的连接块，所述连接块通过洁净滑套可滑动地安装在对应的水平滑动导杆上，并受夹持驱动组件带动，所述洁净滑套包括呈圆筒形的滑套安装筒，在该滑套安装筒的内腔中安装有至少一个与水平滑动导杆滑动配合的滑套基体，在所述滑套安装筒的两端均安装有除尘加长环，在所述滑套安装筒和除尘加长环上均安装有与各自内腔连通的排尘进气口，在所述除尘加长环远离滑套安装筒的一侧端面上盖有密封盖板。采用以上结构，结构简单，工作稳定可靠，通过增设的洁净滑套防止滑动摩擦产尘，其中，洁净滑套的通过排尘进气口的设计防止向环境中产尘，使粉尘储存在除尘加长环的内腔中。作为优选：所述旋转驱动机构包括固定安装在回转臂中承载杆，该承载杆的上端部通过第一转轴可转动地安装在夹持驱动机构上，在所述承载杆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：包括自动运输装置(b)、洁净型多自由度机械手(c)和洁净暂存平台(d)，所述洁净型多自由度机械手(c)位于洁净暂存平台(d)的一侧，在该洁净型多自由度机械手(c)的一侧设置有接驳区域，所述自动运输装置(b)包括用于运送物料(a)的AGV小车(b1)和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构(b2)，当AGV小车导航定位机构(b2)接驳搭载有物料(a)的AGV小车(b1)时，所述洁净型多自由度机械手(c)能够将AGV小车(b1)上的物料(a)抓取到洁净暂存平台(d)上。

【技术特征摘要】
1.一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：包括自动运输装置(b)、洁净型多自由度机械手(c)和洁净暂存平台(d)，所述洁净型多自由度机械手(c)位于洁净暂存平台(d)的一侧，在该洁净型多自由度机械手(c)的一侧设置有接驳区域，所述自动运输装置(b)包括用于运送物料(a)的AGV小车(b1)和设置在接驳区域中的AGV小车导航定位机构(b2)，当AGV小车导航定位机构(b2)接驳搭载有物料(a)的AGV小车(b1)时，所述洁净型多自由度机械手(c)能够将AGV小车(b1)上的物料(a)抓取到洁净暂存平台(d)上。2.根据权利要求1所述的一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：所述AGV小车导航定位机构(b2)包括设置在接驳区域中的导航机构安装架(b21)，在该导航机构安装架(b21)上设置用于反射AGV小车(b1)发出的激光导航信号的AGV激光导航反射板(b22)、用于检测AGV小车(b1)是否搭载物料(a)的AGV有料检测传感器(b23)以及用于定位AGV小车(b1)上搭载的物料(a)的机械定位结构(b24)。3.根据权利要求2所述的一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：所述导航机构安装架(b21)为门形结构，所述AGV激光导航反射板(b22)、机械定位结构(b24)和AGV有料检测传感器(b23)均安装在导航机构安装架(b21)的横梁(b211)上，其中，所述机械定位结构(b24)位于横梁(b211)的中部，并朝着远离洁净型多自由度机械手(c)的方向向外凸出，所述AGV有料检测传感器(b23)位于机械定位结构(b24)的一侧，所述AGV激光导航反射板(b22)有两块，并分别位于机械定位结构(b24)的两侧，且靠近横梁(b211)的端部。4.根据权利要求1所述的一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：所述洁净型多自由度机械手(c)包括两个相互正对的抓手(c1)、用于分别带动对应抓手(c1)在竖直平面上转动的两个回转臂(c2)、用于带动两个回转臂(c2)沿水平方向相互靠近或者远离的夹持驱动机构(c3)以及用于带动夹持驱动机构(c3)升降的龙门架(c4)，所述龙门架(c4)安装在两个相互正对的平移滑台(c5)上，并能够在两个平移滑台(c5)的带动下沿水平方向移动，两个所述平移滑台(c5)之间的区域构成所述接驳区域，在所述回转臂(c2)中均设置有用于带动回转臂(c2)相对夹持驱动机构(c3)转动或带动抓手(c1)相对回转臂(c2)转动的旋转驱动机构(c6)，所述回转臂(c2)、夹持驱动机构(c3)、龙门架(c4)和平移滑台(c5)均采用洁净封装工艺进行了封装。5.根据权利要求4所述的一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系统，其特征在于：所述夹持驱动机构(c3)包括安装在龙门架(c4)上的夹持机构安装架(c31)、安装在夹持机构安装架(c31)中部的夹持组件安装箱(c32)、相对地设置在夹持组件安装箱(c32)两端的水平滑动导杆(c33)以及可沿对应水平滑动导杆(c33)滑动的两个夹持块(c34)，在所述夹持组件安装箱(c32)中设置有用于带动两个夹持块(c34)同步靠近或者远离夹持组件安装箱(c32)的夹持驱动组件(c35)。6.根据权利要求5所述的一种大口径光学元件离线精密装校的物料就位系...

【专利技术属性】
技术研发人员：全旭松，何坤，罗欢，徐旭，姚高明，张尽力，刘长春，周海，蒋晓东，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，江苏西顿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51