[发明专利]复杂微结构件精密加工的CCD对刀与监控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于复杂微结构件精密加工的对刀与监控装置。

背景技术

随着现代科技的日益发展，各行业尖端产品对高精度复杂微结构零部件的需求量越来越大，因而对复杂微结构加工装置的需求也随之增多。在微结构的加工过程中，对刀监控装置设计的合理与否对微结构的加工精度和表面质量有着重要影响。再者，合理的监控装置对刀具的磨破损及加工过程的实时监控起着非常重要的作用。例如，在聚变能源领域中，光学晶体的应用非常普遍，但在光学晶体的加工和使用过程中易产生尺寸为0.05mm-0.5mm左右的裂纹、凹坑等微缺陷，这些微缺陷的存在将会大大降低光学晶体的使用寿命。因此，对这些微缺陷进行高精度的微加工显得十分必要，它属于复杂微结构精密加工范畴。在微缺陷的精密微加工过程中，由于微缺陷的尺寸很小，特别是在高度方向上只有几十微米左右，相当于是微结构的零件表面，其加工前的快速精确对刀对提高微缺陷的修复质量有着重要影响。目前采用的对刀装置主要是简单的低倍数CCD显微放大镜，通过人为手工移动该显微镜头，并采用肉眼观察，来调整CCD显微放大镜和刀具间的相对位置，从而来实现复杂结构零件加工时的准确对刀。目前的对刀装置存在以下几个明显缺点：(1)利用人为手工移动CCD显微放大镜并用肉眼观察微结构图像，很难通过一次或几次调整使CCD显微放大镜到达正确的对刀位置，并且往往需要花费很长时间用于微调，因此耗时太长且对操作者精力消耗过大；(2)采用低倍数的CCD显微放大镜会导致放大倍数不够，而且通过人工手动移动CCD显微放大镜也很难准确对刀，导致对刀精度不高；(3)由于CCD显微放大镜不能固定于加工装置上，容易产生位置窜动，在后续对刀过程中必须对其位置进行重新调整，使用时很不方便；(4)现有CCD对刀装置在对刀过程中不能实现一定角度范围内的回转运动，因而对于不同尺度的微结构零件来说，不能满足其相应的对刀需求。因此说，目前的对刀装置大多不能满足复杂微结构零件快速对刀的基本要求。

发明内容

本发明为了解决在复杂微结构零件精密加工时，利用现有的对刀装置存在操作不方便、对刀精度低、无法实现快速对刀等问题，进而提供了一种复杂微结构件精密加工的CCD对刀与监控装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述复杂微结构件精密加工的CCD对刀与监控装置平台底座和安装在平台底座上的粗调部分、精调部分和CCD显微放大镜；定义CCD显微放大镜的变焦镜头的轴线为X轴、控制复杂微结构件精密加工刀具转动的电主轴的轴线为Z轴、Y轴为经过X轴和Z轴的交点并垂直于X轴和Z轴所确定平面；所述装置还包括粗调连接板和连接件；所述粗调部分由两个结构相同的X轴移动调整滚珠丝杠机构和Z轴移动调整滚珠丝杠机构组成，所述精调部分由位移平台和精密转台组成；

X轴移动调整滚珠丝杠机构包括角型支撑件、角型支撑对称件、带槽挡板、挡板、光轴卧式支撑座、轴承、轴承定位片、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、锁紧手轮、法兰直线轴承和光轴；角型支撑件、角型支撑对称件安装在平台底座的两端上，在角型支撑件和角型支撑对称件之间的两侧分别连接有带槽挡板、挡板，滚珠丝杠和光轴平行设置在由角型支撑件、角型支撑对称件、带槽挡板和挡板形成的四框体内；滚珠丝杠的两端通过轴承分别安装在角型支撑件和角型支撑对称件上，每个轴承的外端面上设有轴承定位片，位于角型支撑对称件上的滚珠丝杠的端部为用于调整的伸出端，位于角型支撑件和角型支撑对称件之间的滚珠丝杠螺母拧在滚珠丝杠上；光轴由两端通过光轴卧式支撑座分别紧固在角型支撑件和角型支撑对称件上，位于角型支撑件和角型支撑对称件之间的法兰直线轴承安装在光轴上；

X轴移动调整滚珠丝杠机构通过角型支撑件、角型支撑对称件固装在平台底座上，Z轴移动调整滚珠丝杠机构位于X轴移动调整滚珠丝杠机构上且二者呈十字形设置；X轴移动调整滚珠丝杠机构和Z轴移动调整滚珠丝杠机构之间通过粗调连接板连接，Z轴移动调整滚珠丝杠机构通过连接件与位移平台连接，位移平台和精密转台连接；X轴移动调整滚珠丝杠机构中的锁紧手轮位于带槽挡板的槽口内，用于锁定粗调节中X方向的移动；Z轴移动调整滚珠丝杠机构中的锁紧手轮位于带槽挡板的槽口内，用于锁定粗调节中Z方向的移动；CCD显微放大镜的变焦镜头安装在精密转台上；所述位移平台的最小刻度为2μm；所述精密转台的精调范围为±5°，最小刻度为10′。

本发明的有益效果是：