CN108705410B - 一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，L型支撑架用来固定支撑两个不同的并联加工机器人以及待加工镜面，镜面内圈加工单元4为5UPS+UPU型并联加工机器人，镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联加工机器人，镜面旋转固定单元上方安装主动分区柔性液压支撑系统，该支撑系统为待加工镜面在加工工程中的柔性支撑，调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡。该发明整体设备体积小、刚度高、累计误差小、加工精度高，有效提高光学镜面加工效率；同时改良刚性支撑系统，可调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡，不易变形或损坏，更加适用于复杂曲面光学镜面的加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学镜面加工设备，具体涉及一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，属于精密部件加工设备技术领域。
背景技术
随着光学技术的飞速发展，作为核心元件的曲面光学零件在军事侦察领域、航空航天领域以及众多民用领域，譬如投影仪和照相机镜头，取景器，望远镜等领域均得到广泛应用，而且现代光学系统正朝着大口径、高精度、高分辨率及高功率的方向快速发展，对大型光学镜面的需求日益增长，因此对光学镜面的加工精度有了更高标准。光学镜面的加工过程主要包括毛坯加工，粗磨，研磨，抛光等几道工序，其中研磨抛光加工过程不仅所花工时较长，且对加工技术有着较高要求。
目前的传统镜面加工装备通常采用单个的串联机构对镜面进行加工，串联机构存在刚度小，精度低，动态响应速度慢，累积误差较大的缺点。这种镜面加工装备的结构相对复杂不易于控制，且在高次曲面，正弦曲面和自由曲面等具有特殊用途的大型曲面光学镜面的加工中，“面形测量-研抛加工”的重复次数增多，存在加工效率低，加工过程损坏光学镜面表面影响零件光学特征和性能的问题。
传统镜面加工装备中，待加工的光学镜面的底部支撑部分通常采用刚性支撑，多个支撑点输出力相同且固定，无法随上方加工位置和状态进行调整，使被加工的光学镜面在加工过程中各支撑点受力不均导致形变或损坏。此外，随着待加工镜面口径增大，需要加工刀具调整位置的范围较大，致使加工过程惯性大，导致装备体积大、使用不便且成本高。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，整体设备体积小、刚度高、累计误差小、加工精度高，有效提高光学镜面加工效率；同时改良支撑系统，可调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡，不易变形或损坏，更加适用于复杂曲面光学镜面的加工。
为了解决上述问题，本发明一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，包括加工单元、大镜面支撑单元以及镜面旋转固定单元，所述加工单元包括加工刀具单元、以及在光学镜面加工过程中为加工刀具提供所需路径、加工力和加工姿态的驱动机构；所述大镜面支撑单元包括L型支撑架，镜面旋转固定单元设在L型支撑架水平平台的上端，L型支撑架水平平台的右端设有竖直连接座，L型支撑架竖直平台的上端设有水平连接座，所述竖直连接座上安装有镜面外圈加工单元，所述水平连接座上安装有镜面内圈加工单元；镜面旋转固定单元的上方设有主动分区柔性液压支撑系统；
其中，镜面内圈加工单元为5UPS+UPU型并联机构,包括静平台、五条UPS驱动支链A、一条UPU约束支链和动平台一，静平台的面积大于动平台一，五条UPS驱动支链A的上端均匀布置在静平台的边端，五条UPS驱动支链A的下端均匀布置在动平台一的边端，UPU约束支链的上下两端分别设在静平台和动平台一的中心位置；五条UPS驱动支链A的结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠上端与伺服电机A相连，丝杠外壳通过U型副A铰接在静平台的边端，丝杠底部通过球铰链A铰接在动平台一的边端；UPU约束支链为花键杆和花键套筒结构，花键套筒通过U型副B铰接在静平台的中心位置，花键杆的下端通过虎克铰链A铰接在动平台一的中心位置；动平台一的下端通过刀具架一连接有刀具系统一；
镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联机构，包括动平台二、4条UPS驱动支链B、直线模组和一条PUU约束支链，4条UPS驱动支链B对称设置在竖直连接座的四角，直线模组设置在竖直连接座的中心，且直线模组与L型支撑架水平平台之间夹角为60°，所述4条UPS驱动支链B结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠远离大镜面的一端与伺服电机B相连，丝杠外壳通过U型副C铰接在竖直连接座上，丝杠另一端通过球铰链B铰接在动平台二的四角；直线模组包括丝杆、螺母滑块和框架，丝杆安装在框架内，丝杆的上端通过伺服电机驱动，螺母滑块与丝杆相互配合，滑块的两侧滑动设置在框架的两侧，PUU约束支链为定长杆，其一端通过铰接座铰接在螺母滑块上，另一端通过虎克铰链B铰接在动平台二一侧的中心位置，动平台二另一侧通过刀具架二连接有刀具系统二；
主动分区柔性液压支撑系统包括安装在镜面旋转固定单元上端的圆形支撑底板，所述圆形支撑底板被分为三个扇形区域，每个扇形区域均为120°，每个扇形区域内均匀设置有若干调高装置，每个调高装置上端连接有支撑油缸，每个扇形区域内各支撑油缸的上腔均并联，并通过连接油管与外端设置的体积调节单元相连，每个扇形区域内各支撑油缸的下腔均并联并通过与外端设置的体积调节单元相连，每组体积调节单元分别单独控制三个扇形区域内的各个支撑油缸同步动作。
本发明采用内外圈不同的加工单元对大镜面进行加工，内圈的加工单元采用五条UPS驱动支链A和一条UPU约束支链并联为加工刀具提供加工过程所需的路径、加工力以及加工姿态，伺服电机A驱动滚珠丝杠副从而使滚珠丝杠伸缩杆伸缩，通过五条UPS驱动支链A的不同伸缩长度实现动平台一空间的六自由度运动，UPU支链A布置在静平台和动平台中心位置，且该支链不提供运动驱动，是通过虎克铰链限制的一个自由度，从而整个并联驱动机构实现了刀具驱动机构X、Y、Z方向的直线运动和绕X、Y轴的旋转运动五个自由度的可控动作；外圈的加工单元采用四条UPS驱动支链B和一条PUU约束支链并联，UPS驱动支链B与UPS驱动支链A的结构类似，同样利用伺服电机B驱动滚珠丝杠副从而使滚珠丝杠伸缩杆伸缩，来实现动平台二空间的六自由度运动，PUU约束支链为定长杆来限制动平台二围绕X轴的旋转动作，实现X、Y、Z方向的直线运动和绕Y、Z轴的旋转运动五个自由度的可控动作，同时根据外圈加工位置，直线模组上的伺服电机通过驱动丝杆的转动使螺母滑块移动至所需位置并保持不动，提高了外圈加工精度；镜面内圈加工单元和镜面外圈加工单元采用这种UPS驱动支链和约束支链并联的方式实现空间五自由度的运动，减少了串并联或者纯串联加工机床产生的累积误差，大大提高了装备加工精度；且这种并联形成的刀具加工驱动机构整体装备刚度高，机床承载力强；刀具架一的下端还可以固定研磨盘来实现对光学镜面的研磨抛光。
主动分区柔性液压支撑系统用于调整镜面姿态，从而实现特殊曲面加工；当需要调节镜面高度或者需要调节各支撑点输出力使镜面在加工过程中各点受力平衡时，由体积调节单元向支撑油缸的上腔或者下腔注油，油缸上下腔油的压力差推动内外部活塞件移动，进而改变支撑轴高度调整镜面姿态。主动分区柔性液压支撑系统被分为三个扇形区，因此由三组体积调节单元分别控制圆形支撑底板上三个扇区内的支撑油缸，在保证支撑力稳定的同时实现三个区域内可单独不同步工作。
进一步的，体积调节单元包括两组步进电机、两组调节油缸和两组滑块，步进电机的输出端通过联轴器与滑块的一端相连，滑块的两侧可沿着设在步进电机与调节油缸之间的导轨滑动，滑块的另一端与调节油缸的活塞杆端部相连，其中一个调节油缸的油腔通过油管与支撑油缸的上腔相通，另一个调节油缸的油腔通过油管与支撑油缸的下腔相通。
通过步进电机带动滑块的动作从而带动调节油缸活塞杆的动作，活塞杆将液压油分别传递至每个扇形区域内12个支撑油缸的上腔或者下腔；由于光学镜面加工精度要求较高，因此利用步进电机和调节油缸的形式可以使体积调节单元的分辨率小于等于10mm3，，满足高精度镜面加工的要求；为了保证调节油缸的同轴度，利用滑块和导轨对调节油缸活塞杆的动作进行限位，进一步提高体积调节单元的精度。
为了进一步满足大尺寸镜面加工的要求，每个扇形区域内的调高装置和支撑油缸均为12组，均匀发散地设置在圆形支撑底板上，三个扇形区域内调高装置和支撑油缸的分布情况相同。
优选的，所述支撑油缸为无摩擦力隔膜液压缸。
无摩擦力隔膜液压缸包括上下两缸体、两个小滚动膜片及小膜片压片、一个大滚动膜片、两个簧片、两个内部活塞件、两个外部活塞件、中间支撑轴和锁紧螺母，小滚动膜片由内部和外部活塞件固定，上端的小滚动膜片用于隔离油缸上腔与外部空气，下端的小滚动膜片用于隔离油缸下腔与外部空气，大滚动膜片用于隔离油缸上腔与下腔，由中间两个内部活塞件固定；两个簧片分别安装于上下缸体上，用于有效支撑轴的径向位移，防止轴所受到的径向力影响各支撑点输出力的一致性；利用膜片的弹性变形来改变所述支撑轴高度，进而结合加工进行速度以减少压力变化带来的加工误差。
优选的，U型副A、U型副B和U型副C结构相同，均采用框架型轴承固定架和两对轴承的结构形式，其中一对轴承对称安装在框架两侧，另一对轴承对称安装在框架的另两侧；或采用万向节结构。U型副可以改变连接件两个自由度的摆动。
进一步的，所述支撑油缸的缸体顶部具有承重传感器，承重传感器与支撑油缸上端的待加工大镜面的底座相连；所述支撑油缸缸内支撑轴上安装有激光测微仪。
支撑油缸上方安装承重传感器与镜面底座相连并进行支撑，工作中测量每个支撑装置轴向支承力，从而定量分析被支承件状态；所述承重传感器可以采用弓字型传感器，其上端通过螺钉与镜面底座相连，其下端连接支撑油缸的中心轴。支撑油缸缸内支撑轴下方安装的激光测微仪用于测量光学镜面位移量并反馈至加工设备控制器，进而对步进电机动作进行调节。
进一步的，体积调节单元中调节油缸与支撑油缸连通的油路上设有压力传感器。压力传感器用于测量支撑油缸中的油压进而保证支撑刚度，且作为过载护避免支撑油缸中油压过大，传感器检测油压进行闭环反馈并由控制系统及时调整支撑油缸高度。
进一步的，UPS驱动支链A和UPS驱动支链B上均安装有光栅尺，光栅尺中的标尺光栅安装在滚珠丝杠副的外壳上端，光栅读数头安装在滚珠丝杠伸缩杆上端。
所述的光栅尺为直线位移型光栅尺，可以实时检测UPS驱动支链A和UPS驱动支链B的长度变化，并进行闭环反馈调节。
进一步的，动平台一和动平台二上均安装有姿态陀螺仪；镜面旋转固定单元的四个方向上均匀布置有水平仪。
姿态陀螺仪可以实时检测动平台的姿态变化；水平仪用于对镜面旋转台的水平度进行检测和校对。
本发明采用液压支撑系统，可调整各个支撑点输出力，使光学镜面在加工过程中受力平衡，不易变形或损坏；采用镜面旋转固定单元用于回转对称工件的加工，减小加工道具调整范围降低惯性提高精度；采用并联机器人进行光学镜面加工，提高加工装备的刚度，承载力以及加工精度，保证了复杂曲面光学镜面的光学特性和性能；采用两组并联机器人共融，协同控制对大型光学镜面内外圈同时进行加工，提高工作效率降低累积误差；引入承重传感器、激光测微仪、压力传感器、光栅尺和陀螺仪等部件，可以实现运动过程中的实时检测，并实现运动误差的补偿，使得整个系统实现了闭环控制，极大地提高了镜面加工精度。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明中主动分区柔性液压支撑系统立体结构示意图；
图3为本发明中镜面内圈加工单元立体结构示意图；
图4为本发明中镜面外圈加工单元立体结构示意图；
图中：1、L型支撑架；2、镜面旋转固定单元2；3、主动分区柔性液压支撑系统；4、镜面内圈加工单元；5、镜面外圈加工单元；301、圆形支撑底板；302、调高装置；303、激光测微仪；304、支撑油缸；305、承重传感器；306、压力传感器；307、连接油管；308、调节油缸；309、导轨；310、滑块；311、联轴器；312、步进电机；400、水平连接座；401静平台；402、U型副A；403、UPS驱动支链A；404、UPU约束支链；405、球铰链A；406、动平台一；407、刀具架一；408、刀具；409、伺服电机A；410、U型副B；411、虎克铰链A；500、竖直连接座；501、伺服电机B；502、U型副C；503、UPS支链B；504、直线模组；505、铰接座；506、PUU约束支链；507、球铰链B；508、虎克铰链B；509、动平台二；510、刀具架二；511、刀具系统二。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细的阐述。其中UPS中的移动副P代表主动移动副，UPU的移动副P代表被动移动副，PUU中的移动副P代表主动移动副；U代表虎克铰链，P代表丝杠，S代表球铰链。
如图1至图4所示，一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，包括加工单元、大镜面支撑单元以及镜面旋转固定单元2，所述加工单元包括加工刀具单元、以及在光学镜面加工过程中为加工刀具提供所需路径、加工力和加工姿态的驱动机构；所述大镜面支撑单元包括L型支撑架1，镜面旋转固定单元2设在L型支撑架1水平平台的上端，L型支撑架1水平平台的右端设有竖直连接座500，L型支撑架竖直平台的上端设有水平连接座400，所述竖直连接座500上安装有镜面外圈加工单元5，所述水平连接座400上安装有镜面内圈加工单元4；镜面旋转固定单元2的上方设有主动分区柔性液压支撑系统3；
其中，镜面内圈加工单元4为5UPS+UPU型并联机构，包括静平台401、五条UPS驱动支链A403、一条UPU约束支链404和动平台一406，静平台401的面积大于动平台一406，五条UPS驱动支链A403的上端均匀布置在静平台401的边端，五条UPS驱动支链A403的下端均匀布置在动平台一406的边端，UPU约束支链404的上下两端分别设在静平台401和动平台一406的中心位置；五条UPS驱动支链A403的结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠上端与伺服电机A409相连，丝杠外壳通过U型副A402铰接在静平台401的边端，丝杠底部通过球铰链A405铰接在动平台一406的边端；UPU约束支链404为花键杆和花键套筒结构，花键套筒通过U型副B410铰接在静平台401的中心位置，花键杆的下端通过虎克铰链A411铰接在动平台一406的中心位置；动平台一406的下端通过刀具架一407连接有刀具系统一408；
镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联机构，包括动平台二509、4条UPS驱动支链B503、直线模组504和一条PUU约束支链506，4条UPS驱动支链B503对称设置在竖直连接座500的四角，直线模组504设置在竖直连接座500的中心，且直线模组504与L型支撑架1水平平台之间夹角为60°，所述4条UPS驱动支链B503结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠远离大镜面的一端与伺服电机B501相连，丝杠外壳通过U型副C502铰接在竖直连接座500上，丝杠另一端通过球铰链B507铰接在动平台二509的四角；直线模组504包括丝杆、螺母滑块和框架，丝杆安装在框架内，丝杆的上端通过伺服电机驱动，螺母滑块与丝杆相互配合，滑块的两侧滑动设置在框架的两侧，PUU约束支链506为定长杆，其一端通过铰接座505铰接在螺母滑块上，另一端通过虎克铰链B508铰接在动平台二509一侧的中心位置，动平台二509另一侧通过刀具架二510连接有刀具系统二511；
主动分区柔性液压支撑系统3包括安装在镜面旋转固定单元2上端的圆形支撑底板301，所述圆形支撑底板301被分为三个扇形区域，每个扇形区域均为120°，每个扇形区域内均匀设置有若干调高装置302，每个调高装置302上端连接有支撑油缸304，每个扇形区域内各支撑油缸的304上腔均并联，并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每个扇形区域内各支撑油缸,304的下腔均并联并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每组体积调节单元分别单独控制三个扇形区域内的各个支撑油缸同步动作。
本发明采用内外圈不同的加工单元对大镜面进行加工，内圈的加工单元采用五条UPS驱动支链A403和一条UPU约束支链404并联为加工刀具提供加工过程所需的路径、加工力以及加工姿态，伺服电机A409驱动滚珠丝杠副从而使滚珠丝杠伸缩杆伸缩，通过五条UPS驱动支链A403的不同伸缩长度实现动平台一406空间不可控的六自由度运动，UPU约束支链404布置在静平台401和动平台一406中心位置，且该支链不提供运动驱动，且该支链通过花键套筒和花键杆的组合结构约束动平台绕Z轴的旋转动作，从而整个并联驱动机构实现了刀具驱动机构X、Y、Z方向的直线运动和绕X、Y轴的旋转运动五个自由度的可控动作；外圈加工单元采用四条UPS驱动支链B503和一条PUU约束支链506并联，UPS驱动支链B503与UPS驱动支链A403的结构类似，同样利用伺服电机B501驱动滚珠丝杠副从而使滚珠丝杠伸缩杆伸缩，来实现动平台二509空间的六自由度运动，PUU506约束支链为定长杆来限制动平台二509围绕X轴的旋转动作，实现X、Y、Z方向的直线运动和绕Y、Z轴的旋转运动五个自由度的可控动作，同时根据外圈加工位置，直线模组504上的伺服电机通过驱动丝杆的转动使螺母滑块移动至所需位置并保持不动，提高了外圈加工精度；镜面内圈加工单元4和镜面外圈加工单元5采用这种UPS驱动支链和约束支链并联的方式实现空间五自由度的运动，减少了串并联或者纯串联加工机床产生的累积误差，大大提高了装备加工精度；且这种并联形成的刀具加工驱动机构整体装备刚度高，机床承载力强；刀具架一407的下端还可以固定研磨盘来实现对光学镜面的研磨抛光。
主动分区柔性液压支撑系统3用于调整镜面姿态，从而实现特殊曲面加工；当需要调节镜面高度或者需要调节各支撑点输出力使镜面在加工过程中各点受力平衡时，由体积调节单元向支撑油缸304的上腔或者下腔注油，油缸上下腔油的压力差推动内外部活塞件移动，进而改变支撑轴高度调整镜面姿态。主动分区柔性液压支撑系统被分为三个扇形区，因此由三组体积调节单元分别控制圆形支撑底板301上三个扇区内的支撑油缸304，在保证支撑力稳定的同时实现三个区域内可单独不同步工作。
进一步的，体积调节单元包括两组步进电机312、两组调节油缸308和两组滑块310，步进电机312的输出端通过联轴器311与滑块310的一端相连，滑块310的两侧可沿着设在步进电机312与调节油缸308之间的导轨309滑动，滑块310的另一端与调节油缸308的活塞杆端部相连，其中一个调节油缸308的油腔通过油管与支撑油缸304的上腔相通，另一个调节油缸308的油腔通过油管与支撑油缸304的下腔相通。
通过步进电机312带动滑块310的动作从而带动调节油缸308活塞杆的动作，活塞杆将液压油分别传递至每个扇形区域内12个支撑油缸304的上腔或者下腔；由于光学镜面加工精度要求较高，因此利用步进电机312和调节油缸308的形式可以使体积调节单元的分辨率小于等于10mm3，，满足高精度镜面加工的要求；为了保证调节油缸的同轴度，利用滑块310和导轨309对调节油缸308活塞杆的动作进行限位，进一步提高体积调节单元的精度。
为了进一步满足大尺寸镜面加工的要求，每个扇形区域内的调高装置302和支撑油缸304均为12组，均匀发散地设置在圆形支撑底板301上，三个扇形区域内调高装置302和支撑油缸304的分布情况相同。
优选的，所述支撑油缸304为无摩擦力隔膜液压缸。
无摩擦力隔膜液压缸包括上下两缸体、两个小滚动膜片及小膜片压片、一个大滚动膜片、两个簧片、两个内部活塞件、两个外部活塞件、中间支撑轴和锁紧螺母，小滚动膜片由内部和外部活塞件固定，上端的小滚动膜片用于隔离油缸上腔与外部空气，下端的小滚动膜片用于隔离油缸下腔与外部空气，大滚动膜片用于隔离油缸上腔与下腔，由中间两个内部活塞件固定；两个簧片分别安装于上下缸体上，用于有效支撑轴的径向位移，防止轴所受到的径向力影响各支撑点输出力的一致性；利用膜片的弹性变形来改变所述支撑轴高度，进而结合加工进行速度以减少压力变化带来的加工误差。
优选的，U型副A402、U型副B410和U型副C502结构相同，均采用框架型轴承固定架和两对轴承的结构形式，其中一对轴承对称安装在框架两侧，另一对轴承对称安装在框架的另两侧；或采用万向节结构。U型副可以改变连接件两个自由度的摆动。
进一步的，所述支撑油缸304的缸体顶部具有承重传感器305，承重传感器305与支撑油缸304上端的待加工大镜面的底座相连；所述支撑油缸304缸内支撑轴上安装有激光测微仪303。
支撑油缸304上方安装承重传感器305与镜面底座相连并进行支撑，工作中测量每个支撑装置轴向支承力，从而定量分析被支承件状态；所述承重传感器可以采用弓字型传感器，其上端通过螺钉与镜面底座相连，其下端连接支撑油缸的中心轴。支撑油缸304缸内支撑轴下方安装的激光测微仪303用于测量光学镜面位移量并反馈至加工设备控制器，进而对步进电机312动作进行调节。
进一步的，体积调节单元中调节油缸308与支撑油缸304连通的油路上设有压力传感器306。压力传感器306用于测量支撑油缸中的油压进而保证支撑刚度，且作为过载护避免支撑油缸中油压过大，传感器检测油压进行闭环反馈并由控制系统及时调整支撑油缸高度。
进一步的，UPS驱动支链A403和UPS驱动支链B503上均安装有光栅尺，光栅尺中的标尺光栅安装在滚珠丝杠副的外壳上端，光栅读数头安装在滚珠丝杠伸缩杆上端。
所述的光栅尺为直线位移型光栅尺，可以实时检测UPS驱动支链A和UPS驱动支链B的长度变化，并进行闭环反馈调节。
进一步的，动平台一406和动平台二509上均安装有姿态陀螺仪；镜面旋转固定单元2的四个方向上均匀布置有水平仪。
姿态陀螺仪可以实时检测动平台的姿态变化；水平仪用于对镜面旋转台的水平度进行检测和校对。
将待加工大镜面通过大镜面卡具定位固定在镜面底座上，并通过水平仪对其水平度进行校准和调整，初始位置时，刀具系统一和刀具系统二均处于竖直位置，通过计算机规划刀具以特定路径及速度在光学零件表面运动，加工过程中通过控制系统主动控制刀具在每一区域内的驻留时间，加工压力等参数，精确的控制零件材料去除量；并通过体积调节单元，来改变支撑油缸304中上下腔中的油量比来调整所加工的镜面高度及姿态，借此来修正误差提高加工精度。
Claims (9)
1.一种多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，包括加工单元、大镜面支撑单元以及镜面旋转固定单元(2)，所述加工单元包括加工刀具单元、以及在光学镜面加工过程中为加工刀具提供所需路径、加工力和加工姿态的驱动机构；其特征在于，所述大镜面支撑单元包括L型支撑架(1)，镜面旋转固定单元(2)设在L型支撑架(1)水平平台的上端，L型支撑架(1)水平平台的右端设有竖直连接座(500)，L型支撑架竖直平台的上端设有水平连接座(400)，所述竖直连接座(500)上安装有镜面外圈加工单元(5)，所述水平连接座(400)上安装有镜面内圈加工单元(4)；镜面旋转固定单元(2)的上方设有主动分区柔性液压支撑系统(3)；
其中，镜面内圈加工单元(4)为5UPS+UPU型并联机构,包括静平台(401)、五条UPS驱动支链A(403)、一条UPU约束支链(404)和动平台一(406)，静平台(401)的面积大于动平台一(406)，五条UPS驱动支链A(403)的上端均匀布置在静平台(401)的边端，五条UPS驱动支链A(403)的下端均匀布置在动平台一(406)的边端，UPU约束支链(404)的上下两端分别设在静平台(401)和动平台一(406)的中心位置；五条UPS驱动支链A(403)的结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠上端与伺服电机A(409)相连，丝杠外壳通过U型副A(402)铰接在静平台(401)的边端，丝杠底部通过球铰链A(405)铰接在动平台一(406)的边端；UPU约束支链(404)为花键杆和花键套筒结构，花键套筒通过U型副B(410)铰接在静平台(401)的中心位置，花键杆的下端通过虎克铰链A(411)铰接在动平台一(406)的中心位置；动平台一(406)的下端通过刀具架一(407)连接有刀具系统一(408)；
镜面外圈加工单元为4UPS+PUU型并联机构，包括动平台二(509)、4条UPS驱动支链B(503)、直线模组(504)和一条PUU约束支链(506)，4条UPS驱动支链B(503)对称设置在竖直连接座(500)的四角，直线模组(504)设置在竖直连接座(500)的中心，且直线模组(504)与L型支撑架(1)水平平台之间夹角为60°，所述4条UPS驱动支链B(503)结构完全相同，均为滚珠丝杠结构，丝杠远离大镜面的一端与伺服电机B(501)相连，丝杠外壳通过U型副C(502)铰接在竖直连接座(500)上，丝杠另一端通过球铰链B(507)铰接在动平台二(509)的四角；直线模组(504)包括丝杆、螺母滑块和框架，丝杆安装在框架内，丝杆的上端通过伺服电机驱动，螺母滑块与丝杆相互配合，滑块的两侧滑动设置在框架的两侧，PUU约束支链(506)为定长杆，其一端通过铰接座(505)铰接在螺母滑块上，另一端通过虎克铰链B(508)铰接在动平台二(509)一侧的中心位置，动平台二(509)另一侧通过刀具架二(510)连接有刀具系统二(511)；
主动分区柔性液压支撑系统(3)包括安装在镜面旋转固定单元(2)上端的圆形支撑底板(301)，所述圆形支撑底板(301)被分为三个扇形区域，每个扇形区域均为120°，每个扇形区域内均匀设置有若干调高装置(302)，每个调高装置(302)上端连接有支撑油缸(304)，每个扇形区域内各支撑油缸的(304)上腔均并联，并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每个扇形区域内各支撑油缸,(304)的下腔均并联并通过油路与外端设置的体积调节单元相连，每组体积调节单元分别单独控制三个扇形区域内的各个支撑油缸同步动作。
2.根据权利要求1所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，体积调节单元包括两组步进电机(312)、两组调节油缸(308)和两组滑块(310)，步进电机(312)的输出端通过联轴器(311)与滑块(310)的一端相连，滑块(310)的两侧可沿着设在步进电机(312)与调节油缸(308)之间的导轨(309)滑动，滑块(310)的另一端与调节油缸(308)的活塞杆端部相连，其中一个调节油缸(308)的油腔通过油管与支撑油缸(304)的上腔相通，另一个调节油缸(308)的油腔通过油管与支撑油缸(304)的下腔相通。
3.根据权利要求2所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，每个扇形区域内的调高装置(302)和支撑油缸(304)均为12组，均匀发散地设置在圆形支撑底板(301)上，三个扇形区域内调高装置(302)和支撑油缸(304)的分布情况相同。
4.根据权利要求3所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，所述支撑油缸(304)为无摩擦力隔膜液压缸。
5.根据权利要求4所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，U型副A(402)、U型副B(410)和U型副C(502)结构相同，均采用框架型轴承固定架和两对轴承的结构形式，其中一对轴承对称安装在框架两侧，另一对轴承对称安装在框架的另两侧；或采用万向节结构。
6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，所述支撑油缸(304)的缸体顶部具有承重传感器(305)，承重传感器(305)与支撑油缸(304)上端的待加工大镜面的底座相连；所述支撑油缸(304)缸内支撑轴上安装有激光测微仪(303)。
7.根据权利要求6所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，体积调节单元中调节油缸(308)与支撑油缸(304)连通的油路上设有压力传感器(306)。
8.根据权利要求7所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，UPS驱动支链A(403)和UPS驱动支链B(503)上均安装有光栅尺，光栅尺中的标尺光栅安装在滚珠丝杠副的外壳上端，光栅读数头安装在滚珠丝杠伸缩杆上端。
9.根据权利要求8所述的多并联共融机器人大型光学镜面加工装备，其特征在于，动平台一(406)和动平台二(509)上均安装有姿态陀螺仪；镜面旋转固定单元(2)的四个方向上均匀布置有水平仪。
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