[发明专利]环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置及利用该装置进行检测的方法

说明书

环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置及利用该装置进行检测的方法，涉及一种环抛加工工件环上运动轨迹检测装置及其方法。本发明为了解决现有环抛加工中工件环上单点运动轨检测过程复杂和检测精度低的问题。装置由工件环、激光位移传感器、光电位置传感器和固定板构成；工件环与固定板平行设置，激光位移传感器设置于工件环上表面的盲孔内部，光电位置传感器以环形阵列的方式设置于固定板的下表面。方法：工件环转动过程中光电位置传感器记录平面坐标数据x和y，激光位移传感器记录竖直高度变化z；将x和y绘制成平面运动轨迹图，将x、y和z绘制成三维运动轨迹图。本发明检测过程简单方便且精度较高，可以而提高元件面形演变预测的精度。

技术领域

本发明涉及一种工件环上单点运动轨迹检测装置及其方法。

背景技术

环抛加工因其能够有效抑制工件的中高频误差，同时相对于小工具抛光具有很高的性价比，因而被广泛用作平面光学元件的最终精密抛光。

在实际加工中，针对抛光盘的运动评价只是检测其平均转速，但是工件运动由于受到机床振动等因素的影响，其自转运动轨迹并不是规整的圆形轨迹。也就是说工件环的实际运动轨迹并不是绕自身中心的圆周转动，即工件环上单点的运动不仅存在沿抛光盘径向的偏移，而且也存在沿垂直抛光盘方向的跳动。目前，工件表面的面形演变趋势的预测是通过preston方程实现，具体是通过对工件和抛光盘这个接触副的几何模型重构，然后基于接触力学采用有限元方法获得工件和抛光盘接触的界面应力分布；然后利用坐标变换获得工件和抛光盘各自的运动速度；最后，对工件表面进行离散化获得工件表面上单点的累计材料去除量，进而完成工件环表面的面形演变趋势预测。因此现有运动模型忽略了工件环上单点沿抛光盘径向的偏移，而且也忽略了沿垂直抛光盘方向的跳动；进而使抛光盘的运动表征存在误差，对工件材料去除率非均匀分布的计算引入较大误差。

同时，环抛加工中的工件环的面形演变趋势的预测严重依靠技师的经验进行判断，进而确定工件环面形精度，这种方法存在检测精度低的问题，同时还制约着加工效率的提高；也会对工件材料去除率非均匀分布的计算引入较大误差。

发明内容

本发明为了解决现有环抛加工中工件环的运动误差检测存在检测精度低和误差大的问题，提出一种环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置及利用该装置进行检测的方法。

一种环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置，该装置由工件环、1个激光位移传感器、数个光电位置传感器和固定板构成；

所述工件环与固定板平行设置，工件环设置于固定板下方，工件环上表面设置有盲孔，激光位移传感器设置于盲孔内部，且激光位移传感器与工件环上表面垂直设置，激光位移传感器的感应端朝向固定板设置；数个光电位置传感器以环形阵列的方式设置于固定板的下表面，光电位置传感器的感应端朝向工件环设置，光电位置传感器的环形阵列的中心与工件环的中心相对应；光电位置传感器的感应端中心与激光位移传感器的感应端中心对应设置；

所述工件环上表面与固定板下表面的平行度＜5μm；

所述工件环上表面与固定板下表面的垂直距离为300～400mm；

所述固定板下表面的平面度＜5μm；

所述光电位置传感器在3mm×3mm的范围内的定位精度＜3μm；

所述激光位移传感器与工件环的垂直度＜5μm；

所述光电位置传感器通过真空吸盘吸附于固定板的下表面；

所述激光位移传感器的检测精度＜3μm；

利用上述环抛加工中工件环上单点运动轨迹检测装置进行单点运动轨迹检的方法按以下步骤进行：

一、调整工件环上表面与固定板下表面的平行度＜5μm；