[發明專利]一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統

有效

• 申請號: 201610098377.4
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105666287B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 劉勝;王春喜;桂成群;鄭懷
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B24B19/14
• 分類號: B24B19/14;B24B57/02;B24B29/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

1.一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，包括六軸機器人（1）、放置工件的工件夾（3）、對需要拋光工件進行檢測并三維重構的輪廓檢測單元（4）、帶拋光墊（6）的磨輪（7）、安裝磨輪（7）的基座（8）、以及主控制器，所述六軸機器人（1）自由端部設有帶伺服電機的電主軸（2），其特征在于：所述工件夾（3）上方設有能向工件噴CMP拋光液的拋光液噴射裝置（5），所述工件夾（3）安裝在所述電主軸（2）上，所述主控制器控制輪廓檢測單元（4）、六軸機器人（1）、電主軸（2）、以及所有伺服電機，所述拋光墊（6）和工件接觸區構成局部拋光區，在拋光液噴射裝置（5）噴出拋光液的作用下完成CMP拋光，被拋光工件在六軸機器人（1）帶動下移動，完成整個工件的拋光，所述拋光墊（6）由微孔材料制成，其能夠存儲部分拋光液，以便化學反應能充分進行，在拋光自由曲面工件時，所述拋光墊（6）曲率大于自由曲面工件最大曲率，所述拋光液噴射裝置（5）的噴頭設有增加兩個旋轉方向自由度的控制器，在控制器的控制下使拋光液的噴射方向為拋光接觸區部分工件的切向方向，并控制拋光液的流速。

2.如權利要求1所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：在所述拋光液噴射裝置（5）噴出的拋光液里添加磁性成分變成磁可控，在所述工件夾（3）上設有控制所拋光工件上磁性拋光液的流速以及流向的磁控裝置。

3.如權利要求1所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：還包括拋光液回收裝置、有效過濾被拋光工件的拋光殘余顆粒從而充分保留拋光顆粒的拋光液過濾裝置、以及回收后拋光液化學修復裝置。

4.如權利要求3所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：拋光液過濾裝置為可過濾被拋光材料殘余金屬顆粒的磁性拋光液過濾裝置。

5.如權利要求1所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：所述輪廓檢測單元（4）動態監測工件夾（3）上被拋光的工件的輪廊表面，并把工件的輪廓數據傳遞到主控制器，主控制器控制六軸機器人（1）進行動態位姿校正。

6.如權利要求1所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：所述輪廓檢測單元（4）的傳感器是三維激光測距儀或雙目攝像頭，所述六軸機器人（1）末端與電主軸（2）之間設有力傳感器。

7.如權利要求1所述一種加工航空領域金屬構件基于CMP的機器人磨拋系統，其特征在于：所述基于CMP的機器人磨拋系統對工件進行磨拋時，所述磨拋拋光液的化學成分和酸堿度根據被拋光工件材料的高溫合金材料種類選擇，所述磨拋拋光液中拋光顆粒的幾何尺寸D，硬度及顆粒表面形貌根據被拋光工件材料的表面形貌和硬度機械特性選擇。