[發(fā)明專利]一種新型狀態(tài)可監(jiān)控可調(diào)的氣囊工具頭

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011131527.X
• 申請(qǐng)日: 2020-10-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112247836A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振忠;劉祖輝;陸鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門(mén)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B24B41/04
• 分類(lèi)號(hào): B24B41/04;B24B49/00;B24B29/00
• 代理公司: 廈門(mén)南強(qiáng)之路專利事務(wù)所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應(yīng)森

一種新型狀態(tài)可監(jiān)控可調(diào)的氣囊工具頭，涉及超精密拋光加工領(lǐng)域。包括半柔性球冠氣囊外殼、氣囊工具頭刀柄、開(kāi)槽鎖緊圓螺母、氣電滑環(huán)、精密對(duì)刀裝置和氣囊工具頭狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)；半柔性球冠氣囊外殼通過(guò)開(kāi)槽鎖緊圓螺母壓緊固定安裝在氣囊工具頭刀柄上，氣囊工具頭刀柄與外部驅(qū)動(dòng)裝置的軸聯(lián)結(jié)，氣電滑環(huán)轉(zhuǎn)子安裝在驅(qū)動(dòng)氣囊工具頭轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置的軸上，氣電滑環(huán)定子安裝在驅(qū)動(dòng)氣囊工具頭轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置的固定結(jié)構(gòu)上，精密對(duì)刀裝置安裝在氣囊工具頭刀柄的安裝孔上，氣囊工具頭狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的各傳感器分布在氣囊工具頭各狀態(tài)發(fā)生的位置，由排布在氣囊工具頭中的電路及氣路匯總到氣電滑環(huán)定子處，完成氣囊工具頭狀態(tài)信號(hào)和氣路的輸入、輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超精密拋光加工領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型狀態(tài)可監(jiān)控可調(diào)的氣囊工具頭。

背景技術(shù)

中國(guó)專利CN102825543B公開(kāi)一種用于氣囊式拋光的氣囊拋光頭，當(dāng)氣囊內(nèi)部壓力改變時(shí)，氣囊的變形量小，可定位精度、顯著提高加工精度的用于氣囊式拋光的氣囊拋光頭。包括軸連接頭、球冠形氣囊殼和拋光材料層，球冠形氣囊殼的開(kāi)口端與軸連接頭固連，拋光材料層粘固于球冠形彈性外層表面；其特點(diǎn)在于，球冠形氣囊殼設(shè)有球冠形彈性外層和球冠形彈性內(nèi)層，球冠形彈性內(nèi)層的彈性模量大于球冠形彈性外層的彈性模量，球冠形彈性外層直接注塑成型在球冠形彈性內(nèi)層表面，球冠形彈性外層與球冠形彈性內(nèi)層固結(jié)。該專利可實(shí)現(xiàn)氣囊式拋光功能，但其球冠形彈性外層直接粘結(jié)在球冠形彈性內(nèi)層的外表面缺乏結(jié)構(gòu)的固接，使用過(guò)程中易脫落增加氣囊工具頭使用的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致氣囊工具頭壽命降低。在氣囊工具頭高速旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，其動(dòng)平衡對(duì)加工質(zhì)量影響極大，該專利缺乏對(duì)動(dòng)平衡的考慮。

中國(guó)專利CN108481189B公開(kāi)一種可自調(diào)氣壓的氣囊拋光頭，包括氣囊盤(pán)、拋光氣囊、氣壓自調(diào)節(jié)模塊以及進(jìn)氣閥門(mén)；該拋光氣囊的加工側(cè)為球冠形，另一側(cè)固定安裝在該氣囊盤(pán)上；拋光氣囊內(nèi)部設(shè)有拋光腔，該拋光氣囊加工側(cè)外表面相對(duì)該拋光腔區(qū)域，部分或者全部區(qū)域與拋光工作部位相對(duì)；該氣壓自調(diào)節(jié)模塊用于所述拋光腔內(nèi)的氣壓自動(dòng)調(diào)節(jié)；該進(jìn)氣閥門(mén)用以配合實(shí)現(xiàn)向拋光氣囊進(jìn)行充氣，該專利為柔性的氣囊工具頭，剛性不足，自調(diào)節(jié)模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其氣腔范圍相對(duì)于加工接觸的區(qū)域要大的多，因此在加工過(guò)程中針對(duì)氣壓的控制對(duì)氣囊工具頭加工接觸區(qū)域的氣囊工具頭變形情況的控制效果不明顯。

對(duì)于氣囊工具頭使用時(shí)其與工件的相對(duì)位置的確認(rèn)是借助外界的輔助設(shè)備來(lái)測(cè)量定位的，傳統(tǒng)的方式是通過(guò)“試切法”進(jìn)行對(duì)刀，因?yàn)闅饽夜ぞ哳^是有一定柔性的加工工具，通過(guò)人工試切法進(jìn)行對(duì)刀確定氣囊工具頭工具與被加工件之間的相對(duì)位置不僅準(zhǔn)確度低而且效率也低，另一種是通過(guò)：將測(cè)頭安裝在機(jī)床的精度較準(zhǔn)確的位置如主軸，獲取工件的工件原點(diǎn)坐標(biāo)，測(cè)量完畢再將測(cè)頭等輔助設(shè)備卸下，再裝上氣囊頭去接觸工件，完成高度方向的對(duì)刀。該方法操作步驟繁瑣且耗時(shí)長(zhǎng)，每次進(jìn)行這樣的對(duì)刀方式就引進(jìn)了輔助設(shè)備安裝時(shí)帶來(lái)不確定性的誤差。

總之，現(xiàn)有的氣囊工具頭基本為純結(jié)構(gòu)，對(duì)其各狀態(tài)的監(jiān)控采用外部輔助設(shè)備來(lái)完成，本發(fā)明的氣囊工具頭將狀態(tài)監(jiān)測(cè)的功能集成到氣囊工具頭的結(jié)構(gòu)中。另外，氣囊工具頭采用的是進(jìn)動(dòng)方式加工，以刀柄軸線為軸線所對(duì)應(yīng)的球冠有一片區(qū)域在加工過(guò)程中基本不接觸工件，對(duì)于大尺寸的氣囊工具頭屬于一片利用率極低的區(qū)域及內(nèi)部的腔體可充分利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有氣囊存在的各重要狀態(tài)如氣壓、位置、溫度、壓力需借助外界的裝置輔助檢測(cè)來(lái)達(dá)到控制目的等不足，提供提高使用可靠性、穩(wěn)定性，并加入內(nèi)置檢測(cè)裝置來(lái)完成氣囊的各狀態(tài)監(jiān)測(cè)與控制的一種新型狀態(tài)可監(jiān)控可調(diào)的氣囊工具頭。