[0001] 本发明提供一种复杂结构曲面多轴联动磁场辅助保形抛光装置及方法，属于复杂结构曲面精密加工领域。

[0002] 随着无线通信、航空航天、医疗制造、精密器械等高新技术的快速发展，光学透镜、太赫兹超材料、卫星天线反射曲面零件、涡轮叶片、风电叶片、心脏起搏器、人工假肢、人体关节植入物等复杂结构曲面零部件的应用标准显著提升，实现其高效率、高质量加工具有重要的应用价值。抛光作为零部件加工的最终环节，决定了零部件的表面质量。目前，磁场辅助抛光技术由于游离磨料的自适应性、可控性等优势，被广泛的应用于复杂结构曲面类
零部件的抛光。

[0003] 申请号202111064044.7，专利《一种基于磁场耦合的双向协同振动抛光装置及方法》提出一种基于磁场耦合的双向协同振动抛光装置及方法，通过多磁极耦合配合超声振
动，实现了较好的抛光效果，但抛光过程中缺少反馈以及对复杂结构型面的自适应，缺少保形效果。申请号201811136048.X，专利《一种大型复杂曲面超声表面光整强化系统及其使用方法》提出一种基于机器人的超声表面光整强化系统，实现了较好的超声表面强化光整，但加工过程只依靠工业机器人进行位姿调整，无法实现更加复杂结构型面加工。申请号
202310266877.4，专利《一种利用立体魔环旋转磁场的磁场辅助智能抛光装置及方法》提出一种利用立体魔环旋转磁场的抛光装置及方法，通过对介质流量、温度以及对磁极的调控
实现了高效智能抛光，但该方法抛光面积过大，难以实现对工件表面复杂结构的保形。

[0004] 现有磁场辅助抛光系统缺少监测、反馈、自适应调节功能，自动化程度相对偏低。且抛光介质易在抛光区域黏结，导致抛光介质流动性差，容易损伤工件复杂结构曲面，恶化零部件的抛光一致性。针对上述问题，本发明提出一种复杂结构曲面多轴联动磁场辅助保
形抛光装置及方法，对复杂结构曲面精密加工具有重要的理论意义和实际应用价值。

[0028] 实施例一：结合图1、图2、图5、图6和图9说明：

[0029] （1）对复杂曲面工件进行加工，多磁极耦合抛光装置（1‑4）选用永磁磁极抛光装置，包括磁极套（2‑1）、弹簧（2‑2）、磁极（2‑3）、磁轭（2‑4）、保磁罩（2‑5），保磁罩（2‑5）选用阿基米德螺线型。

[0030] （2）将待加工复杂曲面工件（1‑5）装夹在六轴精密机床（1‑1）的C轴回转台上，根据复杂曲面工件（1‑5）的表面形状特征及表面加工要求，规划加工路径、主轴转速、进给速度、工作空隙等加工参数，将加工参数输入工控主机（1‑7）的集成控制系统，并设定加工时多磁极耦合抛光装置（1‑4）所受到法向力大小及调整幅度；

[0031] （3）根据设定好的加工参数，集成控制系统控制六轴精密机床（1‑1）、电主轴（1‑3）、多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）协同运动，按照规划好的加工路径开始加工；

[0032] （4）多磁极耦合抛光装置（1‑4）通过电主轴（1‑3）带动旋转，产生耦合旋转磁场，配合保磁罩（2‑5）使磁性抛光介质在流道内循环流动，减少介质损耗，产生保磁效果，使介质能更好贴合工件的复杂曲面。

[0033] （5）加工过程中， 所述多磁极耦合抛光装置（1‑4）配合六维力传感器（1‑6）实现位姿调控，通过实时采集多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）接触时的法向力信号并进行分析处理，将实际法向力与预先设置的阈值进行比较，若法向力不在阈值范围内，则工控主机（1‑7）控制调整多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）的相对位姿，直至法向力达到阈值范围，从而使多磁极耦合抛光装置（1‑4）以一定的法向力始终贴合工件（1‑5）表面，实现复杂曲面工件的保形抛光。

[0034] 实施例二：结合图1、图3、图5、图7和图10说明：

[0035] （1）对结构曲面工件进行加工，多磁极耦合抛光装置（1‑4）选用电磁磁极抛光装置，包括磁极套（3‑1）、电磁线圈（3‑2）、铁芯（3‑3）、保磁罩（3‑4），保磁罩（3‑4）选用四叶玫瑰线型。

[0036] （2）将待加工结构曲面工件（1‑5）装夹在六轴精密机床（1‑1）的C轴回转台上，根据结构曲面工件（1‑5）的表面形状特征及表面加工要求，规划加工路径、主轴转速、进给速度、工作空隙等加工参数，将加工参数输入工控主机（1‑7）的集成控制系统，并设定加工时多磁极耦合抛光装置（1‑4）所受到法向力大小及调整幅度；

[0037] （3）根据设定好的加工参数，集成控制系统控制六轴精密机床（1‑1）、电主轴（1‑3）、多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）协同运动，按照规划好的加工路径开始加工；

[0038] （4）多磁极耦合抛光装置（1‑4）通过电主轴（1‑3）带动旋转，产生耦合旋转磁场，配合保磁罩（2‑5）使磁性抛光介质在流道内循环流动，减少介质损耗，产生保磁效果，使介质能更好贴合工件的结构曲面。

[0039] （5）加工过程中， 所述多磁极耦合抛光装置（1‑4）配合六维力传感器（1‑6）实现位姿调控，通过实时采集多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）接触时的法向力信号并进行分析处理，将实际法向力与预先设置的阈值进行比较，若法向力不在阈值范围内，则工控主机（1‑7）控制调整多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）的相对位姿，直至法向力达到阈值范围，从而使多磁极耦合抛光装置（1‑4）以一定的法向力始终贴合工件（1‑5）表面，实现结构曲面工件的保形抛光。

[0040] 实施例三：结合图1、图4、图5、图8和图9说明：

[0041] （1）对复杂曲面工件进行加工，多磁极耦合抛光装置（1‑4）选用混合磁极抛光装置，包括磁极套（4‑1）、电磁线圈（4‑2）、磁极（4‑3）、磁轭（4‑4）、铁芯（4‑5）、保磁罩（4‑6），保磁罩（4‑6）选用阿基米德螺线型。

[0042] （2）将待加工复杂曲面工件（1‑5）装夹在六轴精密机床（1‑1）的C轴回转台上，根据复杂曲面工件（1‑5）的表面形状特征及表面加工要求，规划加工路径、主轴转速、进给速度、工作空隙等加工参数，将加工参数输入工控主机（1‑7）的集成控制系统，并设定加工时多磁极耦合抛光装置（1‑4）所受到法向力大小及调整幅度；

[0043] （3）根据设定好的加工参数，集成控制系统控制六轴精密机床（1‑1）、电主轴（1‑3）、多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）协同运动，按照规划好的加工路径开始加工；

[0044] （4）多磁极耦合抛光装置（1‑4）通过电主轴（1‑3）带动旋转，产生耦合旋转磁场，配合保磁罩（2‑5）使磁性抛光介质在流道内循环流动，减少介质损耗，产生保磁效果，使介质能更好贴合工件的复杂曲面。

[0045] （5）加工过程中， 所述多磁极耦合抛光装置（1‑4）配合六维力传感器（1‑6）实现位姿调控，通过实时采集多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）接触时的法向力信号并进行分析处理，将实际法向力与预先设置的阈值进行比较，若法向力不在阈值范围内，则工控主机（1‑7）控制调整多磁极耦合抛光装置（1‑4）与工件（1‑5）的相对位姿，直至法向力达到阈值范围，从而使多磁极耦合抛光装置（1‑4）以一定的法向力始终贴合工件（1‑5）表面，实现复杂曲面工件的保形抛光。

[0046] 本发明的上述具体实施方式仅用于示例性说明或解释本发明的原理，不构成对本发明保护范围的限制。因此，在不偏离本发明所述原理以及保护范围的前提下，对本发明进行修改、修饰、等同替换、等效结构以及等效流程变更等，均应涵盖在本发明的保护范围之内。