本發(fā)明涉及離子束拋光機領域，具體為一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機。

背景技術：

1、離子束拋光是在真空狀態(tài)下將具有一定能量的惰性氣體離子(如氬離子)，通過電子透鏡聚焦成束，在計算機控制下轟擊放在真空室內(nèi)的工件，通過物理濺射效應去除工件表面的多余材料，材料去除的分辨率為原子(或分子)量級，采用這種方法可進行亞納米級超高精度加工。離子束拋光屬于非接觸、無應力加工方式，很好地避免了傳統(tǒng)拋光工藝中因壓力所產(chǎn)生的表面或亞表面損傷；而且真空環(huán)境潔凈度很高，拋光過程中不會引入雜質(zhì)污染工件表面，能夠有效制作超光滑表面。

2、傳統(tǒng)的五軸離子束拋光機，工件運送和夾持過程比較復雜，難度較高；并且離子源位于二個擺動軸上，電纜和冷卻水管存在因扭曲所引發(fā)的破損、斷裂風險，不能夠進行大角度、多工件加工。

3、鑒于此，我們提出一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，以便解決現(xiàn)有裝置存在的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，以解決上述背景技術中提出的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，包括主真空室和副真空室，主真空室內(nèi)設置有工件夾持器、離子源、五軸運動機構和三坐標測頭，副真空室內(nèi)設置有上料機構，包含工件上料轉(zhuǎn)盤和送料軸。主真空室的后壁上設置有y軸，y軸上設置有可沿豎直方向運動的z軸，z軸上設置有a軸，通過三軸聯(lián)動能夠方便地在不同空間方位移動工件夾持器，實現(xiàn)對工件的夾持固定和運動定位。主真空室的底板上設置有x軸，x軸上設置有b軸，離子源安裝在b軸上，通過將五個運動軸分解到兩組獨立的運動模塊上，減少了多軸累疊所帶來的耦合誤差，提高運動系統(tǒng)的剛性。離子源安裝在一個擺動軸上，相比安裝在二個擺動軸上的結構布局，減少了角度耦合誤差的影響，提高指向精度。a軸和b軸可實現(xiàn)正負90°范圍的轉(zhuǎn)動，擺幅大，滿足大角度加工要求。副真空室內(nèi)的工件上料轉(zhuǎn)盤可儲存多個工件，能夠?qū)崿F(xiàn)多工件換位加工，有利于自動化高效生產(chǎn)。

2、優(yōu)選的，所述上料機構包括工件上料轉(zhuǎn)盤和送料軸，方便上料。

3、優(yōu)選的，所述主真空室的后壁上固定有y軸，所述y軸上設置有可沿豎直方向運動的z軸，所述z軸上設置有可實現(xiàn)正負90°轉(zhuǎn)動的a軸，且所述工件夾持器安裝于a軸的底部，所述工件由工件夾持器進行夾持固定。

4、優(yōu)選的，所述主真空室的底板上固定有x軸，所述x軸上設置有可沿其軸向運動的支座，所述支座上安裝有b軸，所述離子源固定于b軸上。

5、優(yōu)選的，所述x軸支座上還設置有三坐標測頭，三坐標測頭用于在位檢測工件的位置。

6、優(yōu)選的，所述副真空室底板上固定有送料軸，且所述工件上料轉(zhuǎn)盤安裝于送料軸上。

7、優(yōu)選的，所述z軸的邊側(cè)上還固定有法拉第杯，所述法拉第杯用于精確監(jiān)測離子束流的分布。

8、優(yōu)選的，所述主真空室的送料口正對著副真空室。

9、優(yōu)選的，所述工件上料轉(zhuǎn)盤通過旋轉(zhuǎn)定位，可使安裝于其上的工件正對著工件夾持器。

10、優(yōu)選的，所述工件上料轉(zhuǎn)盤可沿著送料軸移動。

11、優(yōu)選的，所述主真空室、副真空室后方設置有真空泵組，所述真空泵組用于對主真空室、副真空室抽真空，滿足離子束拋光的工作環(huán)境要求。

12、優(yōu)選的，所述副真空室后方設置有水冷機，所述水冷機用于對運動軸的驅(qū)動電機、真空泵組和離子源進行水冷，滿足工作溫度要求。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下效果：

14、本發(fā)明中，通過在副真空室內(nèi)設置有送料軸，并在送料軸上設置有工件上料轉(zhuǎn)盤，其上可儲存多個工件，能夠?qū)崿F(xiàn)多工件換位加工，有利于自動化高效生產(chǎn)。

15、本發(fā)明中，a軸和b軸可實現(xiàn)正負90°范圍的轉(zhuǎn)動，擺幅大，滿足大角度加工要求。

16、本發(fā)明中，通過y軸、z軸、a軸聯(lián)動，能夠方便地在不同空間方位移動工件夾持器，實現(xiàn)對工件的夾持固定和運動定位。

17、本發(fā)明中，通過將五個運動軸分解到工件、離子源兩組獨立的運動模塊上，減少了多軸累疊所帶來的耦合誤差，提高運動系統(tǒng)的剛性；并且離子源僅安裝在一個擺動軸上，相比安裝在二個擺動軸上的結構布局，減少了角度耦合誤差的影響，提高了定位精度。

技術特征：

1.一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，包括主真空室(1)和副真空室(2)，其特征在于：所述主真空室(1)內(nèi)設置有工件夾持器(7)、離子源(11)、五軸運動機構和三坐標測頭(9)，所述副真空室(2)內(nèi)設置有上料機構(3)，所述上料機構(3)包含工件上料轉(zhuǎn)盤(13)和送料軸(12)，所述主真空室(1)的后壁上設置有y軸(4)，所述y軸(4)上設置有可沿豎直方向運動的z軸(5)，所述z軸(5)上設置有a軸(6)，所述主真空室(1)的底板上設置有x軸(8)，所述x軸(8)上設置有b軸(10)，所述離子源(11)安裝在b軸(10)上，所述副真空室(2)內(nèi)的工件上料轉(zhuǎn)盤(13)可儲存多個工件(15)。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述上料機構(3)包括工件上料轉(zhuǎn)盤(13)和送料軸(12)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述主真空室(1)的后壁上固定有y軸(4)，所述y軸(4)上設置有可沿豎直方向運動的z軸(5)，所述z軸(5)上設置有可實現(xiàn)正負90°轉(zhuǎn)動的a軸(6)，且所述工件夾持器(7)安裝于a軸(6)的底部，所述工件(15)由工件夾持器(7)進行夾持固定。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述主真空室(1)的底板上固定有x軸(8)，所述x軸(8)上設置有可沿其軸向運動的支座，所述支座上安裝有b軸(10)，所述離子源(11)固定于b軸(10)上。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述x軸(8)支座上還設置有三坐標測頭(9)，所述三坐標測頭(9)用于在位檢測工件(15)的位置。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述z軸(5)的邊側(cè)上還固定有法拉第杯(14)，所述法拉第杯(14)用于精確監(jiān)測離子束流的分布。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述主真空室(1)的送料口正對著副真空室(2)。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述工件上料轉(zhuǎn)盤(13)通過旋轉(zhuǎn)定位，可使安裝于其上的工件正對著工件夾持器(7)，所述工件夾持器(7)實現(xiàn)對工件(15)的夾持固定和運動定位。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述工件上料轉(zhuǎn)盤(13)可沿著送料軸(12)移動。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種實現(xiàn)大角度多工件加工的離子束拋光機，其特征在于：所述主真空室(1)、副真空室(2)后方設置有真空泵組(16)，所述真空泵組(16)用于對主真空室(1)、副真空室(2)抽真空，滿足離子束拋光的工作環(huán)境要求。

技術總結
本發(fā)明涉及離子束拋光機領域，該離子束拋光機能夠?qū)崿F(xiàn)大角度多工件的高精度加工，包含主真空室和副真空室，主真空室內(nèi)設置有工件夾持器、離子源、五軸運動機構和三坐標測頭，副真空室內(nèi)設置有上料機構，包含工件上料轉(zhuǎn)盤和送料軸。通過將五個運動軸分解到兩組獨立的運動模塊上，減少了多軸累疊所帶來的耦合誤差，提高運動系統(tǒng)的剛性。離子源安裝在一個擺動軸上，相比安裝在二個擺動軸上的結構布局，減少了角度耦合誤差的影響，提高指向精度。A軸和B軸可實現(xiàn)正負90°范圍的轉(zhuǎn)動，擺幅大，滿足大角度加工要求。副真空室內(nèi)的工件上料轉(zhuǎn)盤可儲存多個工件，能夠?qū)崿F(xiàn)多工件換位加工，有利于自動化高效生產(chǎn)。

技術研發(fā)人員：請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名,請求不公布姓名
受保護的技術使用者：長沙埃福思科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6