[发明专利]一种大型抛光机盘面平面度检测装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种大型抛光机抛光盘的平面度检测装置及其工作方法，所述的装置包括基座、气体静压轴承单元、摆臂、距离传感器、抛光盘、液压转台和工控机，所述的抛光盘安装在液压转台上，所述的气体静压轴承单元和液压转台并列固定在基座上，所述的摆臂两端分别与气体静压主轴和距离传感器相连接。本发明使用气体静压主轴带动摆臂完成抛光机抛光盘的平面度测量，旋转运动精度可达0.1μm，与传统液压平台相比旋转运动精度提高至少50％；本发明可获得与普通龙门式测量装置相当的刚度但不过分占用抛光盘上方空间，便于抛光盘装卸；本发明使用在位测量的方式，节省了对抛光盘进行拆卸与安装的人力与时间成本。

技术领域

本发明涉及测量装备领域，特别是涉及一种大型抛光机盘面平面度检测装置及其工作方法，适合在位测量抛光机的大尺寸抛光盘的平面度。

背景技术

在环形抛光技术中，加工元件表面与抛光盘直接接触，靠外力或工件自重附着在抛光盘表面随抛光盘的旋转运动完成抛光，因此抛光盘的表面形貌将对工件的最终加工质量产生直接影响。大型抛光机的抛光盘直径普遍在1m以上，质量可达1t，难以装卸及搬运，很难满足常见的干涉仪、三坐标测量仪等检测仪器的平面度测量要求。目前最常见的办法仍是人工打表测量，耗费人工且检测结果可靠性不高。

中国专利CN 103954237 A公开了一种平面抛光盘表面形状误差的检测装置，采用高稳定性导轨和高精度位移传感器，可实现抛光盘表面形状的高精度测量。但该专利采用龙门式结构，在大型抛光盘直径为1.5m的条件下、直线导轨的长度至少为1.8m，在此长度条件下测头的运动精度难以保证，且造价高昂。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种检测装置总体尺寸较小、运动精度高、造价低廉的大型抛光机抛光盘的平面度检测装置及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种大型抛光机抛光盘的平面度检测装置，包括基座、气体静压轴承单元、摆臂、距离传感器、抛光盘、液压转台和工控机，所述的气体静压轴承单元包括气体静压轴承座、气体静压轴承、主轴角度传感器和气体静压主轴，所述的抛光盘安装在液压转台上，所述的气体静压轴承单元和液压转台并列固定在基座上，所述的摆臂通过摆臂右端的定位孔和气体静压主轴相连接，所述的距离传感器通过摆臂左端的定位孔和摆臂相连接；

所述的气体静压轴承固定在气体静压轴承座上，所述的气体静压主轴为阶梯轴，两端定位部分轴径较大，中间定位部分轴径较小，上端定位部分的下表面与气体静压轴承上表面接触，下端定位部分的上表面与气体静压轴承下表面接触，中间定位部分的圆柱状侧面与气体静压轴承内孔接触并配合；所述的气体静压轴承设有六个气体通道，六个气体通道在水平方向上以气体静压轴承内孔为中心沿周向均匀分布；每个气体通道均为十字形通道，十字形通道的径向通道与气体静压轴承的内外表面连通，十字形通道的轴向通道与气体静压轴承的上下表面连通；所述的气体静压轴承单元工作时，六个气体通道同时供气，保证气体静压主轴的平稳旋转；所述的主轴角度传感器为圆环状结构，底面固定在气体静压轴承的上表面，内侧面与气体静压主轴的上端定位部分的外圆表面间隙配合，通过气体静压轴承和气体静压主轴的相对角度变化测量气体静压主轴的旋转角度；

所述的工控机通过数据线分别与直驱电机、伺服电机、距离传感器和主轴角度传感器连接；

所述的工控机中安装检测控制系统，所述的检测控制系统在LabVIEW环境下基于研华API通用函数框架二次开发，包括抛光盘旋转单元、气体静压主轴旋转单元和数据采集及计算单元，所述的抛光盘旋转单元控制直驱电机带动液压转台，从而实现抛光盘的稳定旋转，并将旋转角度传输至数据采集及计算单元中；所述的气体静压主轴旋转单元控制伺服电机带动气体静压主轴旋转，从而实现摆臂在规定范围内的定轴旋转运动，旋转角度传输至数据采集及计算单元中；所述的数据采集及计算单元采集并储存抛光盘旋转角度数据、气体静压主轴旋转角度数据和与之对应的距离传感器数据，经数据处理后计算得出抛光盘的平面度。