[发明专利]一种砂轮修磨机

说明书

技术领域

本发明涉及精密工具砂轮技术领域，更具体的说，涉及一种砂轮修磨机。

背景技术

在一些精密工具加工技术领域，如微型刀具的加工所需的砂轮，其所需要用到的砂轮的形状的精度非常高，现在常用的砂轮修整方法如图1中所示，是由非常有经验的人员手动控制机床，用粗粒度的副砂轮1(如碳化硅砂轮)，去与要修整的细颗粒砂轮20磨削，磨掉图中虚线阴影所示的不需要的部分27，留下的部分形成所需要的预定曲面形貌(如图2所示为预定曲面形貌的截面轮廓)。由于精密度要求很高，在手动修整的同时，还需要使用投影或摄像设备对其修整形貌进行实时监测。

该方法的缺点如下：

1、多次修整不具有一致性，即每次修整都是一个单独的形貌，修整不可复制：

砂轮需要的形貌是一个精确的形貌，稍有一点形貌欠缺，都会导致磨削出来的刀具不合格。而目前修整过程是人工执行，即砂轮对应部位修磨掉多少是人工监测控制，由于该形貌是无规律的曲线截面，就需要每一个点都需要给予精确的修磨值，保证最终完整的形貌符合要求。而由于实际修磨中，每个修磨人员对每一点修磨控制的差异，造成了每个人或者每次修磨，修整出来的砂轮都不一样，这使得刀具产品也不一样，批量产品的一致性就比较差。

2、难于达到精度要求，需要多次修补精确控制：

精密刀具如PCB微钻的直径很小，一般在0.05mm至3.175mm，如图2所示，对于一般的微型钻头来说，其上面所开的槽的拟合直径2*R1约为微钻直径的1/3，于是所需砂轮边缘处的精确曲面形貌部分的截面轮廓的拟合圆直径也是钻径的1/3，2*R1约0.02mm至1.0mm，目前钻径主要集中在0.15mm～0.3mm，则2*R1主要集中在0.06mm至0.1mm，这是整个图形外径，要将图形精确化，其控制精度至少需要在1/10图形外径级别，即精度控制在0.005mm。而对于这种级别，要用机械的粗砂轮磨削细砂轮的方式作到，就会非常困难。即使是非常有经验的工人进行操作，也很难准确修整到这种精度，在实际生产中，这种修磨是处于模糊精度控制状态。

3、不可程序化：

如果每次将砂轮修整为一个简单图形，比如平面，在这个基础上，确定能达到修整出一个合格砂轮所需的整个过程步骤，记录后，再次修整时，采取相同的步骤，即先确定平面，之后在用与上次完全相同的过程进行修整，理论上就可以实现复制效果。这个过程可以在程控机床上实现编程后自动进行整个过程。但对于精密刀具所需砂轮来说，这种方法不可行，因为粗砂轮本身也会被磨削，修整的过程实际上是两个砂轮互相被磨削的过程，经过一个修整时间，粗粒度的副砂轮1被磨损了多少是每次都不同的，这就使得程序中相应的某一步骤的磨削进刀量发生改变，导致最终成型不是目标形貌，不可以实现复制效果。

4、拆装复杂：

由于现有的砂轮修磨机体积较大，不宜在机床上直接对砂轮进行修磨，需要将机床上的砂轮取下再到砂轮修磨机上进行修磨，较为麻烦。而且，对于一些型号的机床，砂轮的主轴不能同砂轮一起卸下，将修磨后的砂轮再装到机床上进行修磨还需要对砂轮进行高装夹精度的二次定位，以保证砂轮的同轴度，否则会引起加工精度的明显下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精度高、效率高的修砂轮的砂轮修磨机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种砂轮修磨机，包括发射激光的激光器以及控制激光束的焦点进给运动的轨迹的控制器。

优选的，所述砂轮修磨机还包括一用于校准激光束与砂轮相对位置的校准装置。对于直接使用砂轮修磨机对机床上的砂轮修磨的方式来说，提供一个位置校准装置，使激光束的位置处于最佳的切削位置，从而有利于提供加工的精度和效率。

优选的，所述控制器包括用于控制所述激光束的方向与所述砂轮的目标表面相切的光路控制装置。光路控制装置可以有效的控制激光束的焦点作进给运动，达到精确的加工目的。

优选的，所述光路控制装置包括用于反射激光束使激光束入射到砂轮的待加工表面上的扫描振镜，所述激光束在扫描振镜上的反射点处于所述砂轮中心所在的回转平面上。利用扫描振镜控制激光束焦点的移动，该方式较为简单，同时，扫描振镜由于离砂轮较远，不会激光束偏离角度不大，不影响加工的精度。