[發(fā)明專利]復(fù)雜微結(jié)構(gòu)件精密加工的CCD對(duì)刀與監(jiān)控裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110292689.6
• 申請(qǐng)日: 2011-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN102501143A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明君;肖勇;吳春亞;鄭庭;倪海波;程健;周文清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23Q17/22
• 分類號(hào): B23Q17/22;B23Q17/24;B23Q15/22
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 楊立超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于復(fù)雜微結(jié)構(gòu)件精密加工的對(duì)刀與監(jiān)控裝置。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科技的日益發(fā)展，各行業(yè)尖端產(chǎn)品對(duì)高精度復(fù)雜微結(jié)構(gòu)零部件的需求量越來越大，因而對(duì)復(fù)雜微結(jié)構(gòu)加工裝置的需求也隨之增多。在微結(jié)構(gòu)的加工過程中，對(duì)刀監(jiān)控裝置設(shè)計(jì)的合理與否對(duì)微結(jié)構(gòu)的加工精度和表面質(zhì)量有著重要影響。再者，合理的監(jiān)控裝置對(duì)刀具的磨破損及加工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控起著非常重要的作用。例如，在聚變能源領(lǐng)域中，光學(xué)晶體的應(yīng)用非常普遍，但在光學(xué)晶體的加工和使用過程中易產(chǎn)生尺寸為0.05mm-0.5mm左右的裂紋、凹坑等微缺陷，這些微缺陷的存在將會(huì)大大降低光學(xué)晶體的使用壽命。因此，對(duì)這些微缺陷進(jìn)行高精度的微加工顯得十分必要，它屬于復(fù)雜微結(jié)構(gòu)精密加工范疇。在微缺陷的精密微加工過程中，由于微缺陷的尺寸很小，特別是在高度方向上只有幾十微米左右，相當(dāng)于是微結(jié)構(gòu)的零件表面，其加工前的快速精確對(duì)刀對(duì)提高微缺陷的修復(fù)質(zhì)量有著重要影響。目前采用的對(duì)刀裝置主要是簡單的低倍數(shù)CCD顯微放大鏡，通過人為手工移動(dòng)該顯微鏡頭，并采用肉眼觀察，來調(diào)整CCD顯微放大鏡和刀具間的相對(duì)位置，從而來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件加工時(shí)的準(zhǔn)確對(duì)刀。目前的對(duì)刀裝置存在以下幾個(gè)明顯缺點(diǎn)：(1)利用人為手工移動(dòng)CCD顯微放大鏡并用肉眼觀察微結(jié)構(gòu)圖像，很難通過一次或幾次調(diào)整使CCD顯微放大鏡到達(dá)正確的對(duì)刀位置，并且往往需要花費(fèi)很長時(shí)間用于微調(diào)，因此耗時(shí)太長且對(duì)操作者精力消耗過大；(2)采用低倍數(shù)的CCD顯微放大鏡會(huì)導(dǎo)致放大倍數(shù)不夠，而且通過人工手動(dòng)移動(dòng)CCD顯微放大鏡也很難準(zhǔn)確對(duì)刀，導(dǎo)致對(duì)刀精度不高；(3)由于CCD顯微放大鏡不能固定于加工裝置上，容易產(chǎn)生位置竄動(dòng)，在后續(xù)對(duì)刀過程中必須對(duì)其位置進(jìn)行重新調(diào)整，使用時(shí)很不方便；(4)現(xiàn)有CCD對(duì)刀裝置在對(duì)刀過程中不能實(shí)現(xiàn)一定角度范圍內(nèi)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因而對(duì)于不同尺度的微結(jié)構(gòu)零件來說，不能滿足其相應(yīng)的對(duì)刀需求。因此說，目前的對(duì)刀裝置大多不能滿足復(fù)雜微結(jié)構(gòu)零件快速對(duì)刀的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決在復(fù)雜微結(jié)構(gòu)零件精密加工時(shí)，利用現(xiàn)有的對(duì)刀裝置存在操作不方便、對(duì)刀精度低、無法實(shí)現(xiàn)快速對(duì)刀等問題，進(jìn)而提供了一種復(fù)雜微結(jié)構(gòu)件精密加工的CCD對(duì)刀與監(jiān)控裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明所述復(fù)雜微結(jié)構(gòu)件精密加工的CCD對(duì)刀與監(jiān)控裝置平臺(tái)底座和安裝在平臺(tái)底座上的粗調(diào)部分、精調(diào)部分和CCD顯微放大鏡；定義CCD顯微放大鏡的變焦鏡頭的軸線為X軸、控制復(fù)雜微結(jié)構(gòu)件精密加工刀具轉(zhuǎn)動(dòng)的電主軸的軸線為Z軸、Y軸為經(jīng)過X軸和Z軸的交點(diǎn)并垂直于X軸和Z軸所確定平面；所述裝置還包括粗調(diào)連接板和連接件；所述粗調(diào)部分由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)組成，所述精調(diào)部分由位移平臺(tái)和精密轉(zhuǎn)臺(tái)組成；

X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)包括角型支撐件、角型支撐對(duì)稱件、帶槽擋板、擋板、光軸臥式支撐座、軸承、軸承定位片、滾珠絲杠、滾珠絲杠螺母、鎖緊手輪、法蘭直線軸承和光軸；角型支撐件、角型支撐對(duì)稱件安裝在平臺(tái)底座的兩端上，在角型支撐件和角型支撐對(duì)稱件之間的兩側(cè)分別連接有帶槽擋板、擋板，滾珠絲杠和光軸平行設(shè)置在由角型支撐件、角型支撐對(duì)稱件、帶槽擋板和擋板形成的四框體內(nèi)；滾珠絲杠的兩端通過軸承分別安裝在角型支撐件和角型支撐對(duì)稱件上，每個(gè)軸承的外端面上設(shè)有軸承定位片，位于角型支撐對(duì)稱件上的滾珠絲杠的端部為用于調(diào)整的伸出端，位于角型支撐件和角型支撐對(duì)稱件之間的滾珠絲杠螺母擰在滾珠絲杠上；光軸由兩端通過光軸臥式支撐座分別緊固在角型支撐件和角型支撐對(duì)稱件上，位于角型支撐件和角型支撐對(duì)稱件之間的法蘭直線軸承安裝在光軸上；

X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)通過角型支撐件、角型支撐對(duì)稱件固裝在平臺(tái)底座上，Z軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)位于X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)上且二者呈十字形設(shè)置；X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)和Z軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)之間通過粗調(diào)連接板連接，Z軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)通過連接件與位移平臺(tái)連接，位移平臺(tái)和精密轉(zhuǎn)臺(tái)連接；X軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)中的鎖緊手輪位于帶槽擋板的槽口內(nèi)，用于鎖定粗調(diào)節(jié)中X方向的移動(dòng)；Z軸移動(dòng)調(diào)整滾珠絲杠機(jī)構(gòu)中的鎖緊手輪位于帶槽擋板的槽口內(nèi)，用于鎖定粗調(diào)節(jié)中Z方向的移動(dòng)；CCD顯微放大鏡的變焦鏡頭安裝在精密轉(zhuǎn)臺(tái)上；所述位移平臺(tái)的最小刻度為2μm；所述精密轉(zhuǎn)臺(tái)的精調(diào)范圍為±5°，最小刻度為10′。

本發(fā)明的有益效果是：