[發(fā)明專利]一種大型拋光機(jī)盤(pán)面平面度檢測(cè)裝置及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811095740.2
• 申請(qǐng)日: 2018-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109238218B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱祥龍;康仁科;董志剛;馬進(jìn);高尚;郭江;金洙吉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B21/30
• 分類號(hào): G01B21/30
• 代理公司: 21212 大連東方專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李洪福

本發(fā)明公開(kāi)了一種大型拋光機(jī)拋光盤(pán)的平面度檢測(cè)裝置及其工作方法，所述的裝置包括基座、氣體靜壓軸承單元、擺臂、距離傳感器、拋光盤(pán)、液壓轉(zhuǎn)臺(tái)和工控機(jī)，所述的拋光盤(pán)安裝在液壓轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述的氣體靜壓軸承單元和液壓轉(zhuǎn)臺(tái)并列固定在基座上，所述的擺臂兩端分別與氣體靜壓主軸和距離傳感器相連接。本發(fā)明使用氣體靜壓主軸帶動(dòng)擺臂完成拋光機(jī)拋光盤(pán)的平面度測(cè)量，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度可達(dá)0.1μm，與傳統(tǒng)液壓平臺(tái)相比旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度提高至少50％；本發(fā)明可獲得與普通龍門(mén)式測(cè)量裝置相當(dāng)?shù)膭偠鹊贿^(guò)分占用拋光盤(pán)上方空間，便于拋光盤(pán)裝卸；本發(fā)明使用在位測(cè)量的方式，節(jié)省了對(duì)拋光盤(pán)進(jìn)行拆卸與安裝的人力與時(shí)間成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及測(cè)量裝備領(lǐng)域，特別是涉及一種大型拋光機(jī)盤(pán)面平面度檢測(cè)裝置及其工作方法，適合在位測(cè)量拋光機(jī)的大尺寸拋光盤(pán)的平面度。

背景技術(shù)

在環(huán)形拋光技術(shù)中，加工元件表面與拋光盤(pán)直接接觸，靠外力或工件自重附著在拋光盤(pán)表面隨拋光盤(pán)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)完成拋光，因此拋光盤(pán)的表面形貌將對(duì)工件的最終加工質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。大型拋光機(jī)的拋光盤(pán)直徑普遍在1m以上，質(zhì)量可達(dá)1t，難以裝卸及搬運(yùn)，很難滿足常見(jiàn)的干涉儀、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等檢測(cè)儀器的平面度測(cè)量要求。目前最常見(jiàn)的辦法仍是人工打表測(cè)量，耗費(fèi)人工且檢測(cè)結(jié)果可靠性不高。

中國(guó)專利CN 103954237 A公開(kāi)了一種平面拋光盤(pán)表面形狀誤差的檢測(cè)裝置，采用高穩(wěn)定性導(dǎo)軌和高精度位移傳感器，可實(shí)現(xiàn)拋光盤(pán)表面形狀的高精度測(cè)量。但該專利采用龍門(mén)式結(jié)構(gòu)，在大型拋光盤(pán)直徑為1.5m的條件下、直線導(dǎo)軌的長(zhǎng)度至少為1.8m，在此長(zhǎng)度條件下測(cè)頭的運(yùn)動(dòng)精度難以保證，且造價(jià)高昂。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種檢測(cè)裝置總體尺寸較小、運(yùn)動(dòng)精度高、造價(jià)低廉的大型拋光機(jī)拋光盤(pán)的平面度檢測(cè)裝置及其工作方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種大型拋光機(jī)拋光盤(pán)的平面度檢測(cè)裝置，包括基座、氣體靜壓軸承單元、擺臂、距離傳感器、拋光盤(pán)、液壓轉(zhuǎn)臺(tái)和工控機(jī)，所述的氣體靜壓軸承單元包括氣體靜壓軸承座、氣體靜壓軸承、主軸角度傳感器和氣體靜壓主軸，所述的拋光盤(pán)安裝在液壓轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述的氣體靜壓軸承單元和液壓轉(zhuǎn)臺(tái)并列固定在基座上，所述的擺臂通過(guò)擺臂右端的定位孔和氣體靜壓主軸相連接，所述的距離傳感器通過(guò)擺臂左端的定位孔和擺臂相連接；

所述的氣體靜壓軸承固定在氣體靜壓軸承座上，所述的氣體靜壓主軸為階梯軸，兩端定位部分軸徑較大，中間定位部分軸徑較小，上端定位部分的下表面與氣體靜壓軸承上表面接觸，下端定位部分的上表面與氣體靜壓軸承下表面接觸，中間定位部分的圓柱狀側(cè)面與氣體靜壓軸承內(nèi)孔接觸并配合；所述的氣體靜壓軸承設(shè)有六個(gè)氣體通道，六個(gè)氣體通道在水平方向上以氣體靜壓軸承內(nèi)孔為中心沿周向均勻分布；每個(gè)氣體通道均為十字形通道，十字形通道的徑向通道與氣體靜壓軸承的內(nèi)外表面連通，十字形通道的軸向通道與氣體靜壓軸承的上下表面連通；所述的氣體靜壓軸承單元工作時(shí)，六個(gè)氣體通道同時(shí)供氣，保證氣體靜壓主軸的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)；所述的主軸角度傳感器為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，底面固定在氣體靜壓軸承的上表面，內(nèi)側(cè)面與氣體靜壓主軸的上端定位部分的外圓表面間隙配合，通過(guò)氣體靜壓軸承和氣體靜壓主軸的相對(duì)角度變化測(cè)量氣體靜壓主軸的旋轉(zhuǎn)角度；

所述的工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線分別與直驅(qū)電機(jī)、伺服電機(jī)、距離傳感器和主軸角度傳感器連接；

所述的工控機(jī)中安裝檢測(cè)控制系統(tǒng)，所述的檢測(cè)控制系統(tǒng)在LabVIEW環(huán)境下基于研華API通用函數(shù)框架二次開(kāi)發(fā)，包括拋光盤(pán)旋轉(zhuǎn)單元、氣體靜壓主軸旋轉(zhuǎn)單元和數(shù)據(jù)采集及計(jì)算單元，所述的拋光盤(pán)旋轉(zhuǎn)單元控制直驅(qū)電機(jī)帶動(dòng)液壓轉(zhuǎn)臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)拋光盤(pán)的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，并將旋轉(zhuǎn)角度傳輸至數(shù)據(jù)采集及計(jì)算單元中；所述的氣體靜壓主軸旋轉(zhuǎn)單元控制伺服電機(jī)帶動(dòng)氣體靜壓主軸旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)擺臂在規(guī)定范圍內(nèi)的定軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)角度傳輸至數(shù)據(jù)采集及計(jì)算單元中；所述的數(shù)據(jù)采集及計(jì)算單元采集并儲(chǔ)存拋光盤(pán)旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)、氣體靜壓主軸旋轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)和與之對(duì)應(yīng)的距離傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后計(jì)算得出拋光盤(pán)的平面度。