[发明专利]全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置及方法

权利要求书

1.全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，包括：

固定部(100)，所述固定部(100)可拆卸于全口径抛光机床的横梁(H)上；

竖直驱动部(200)，所述竖直驱动部(200)连接于所述固定部(100)上，且远离所述全口径抛光机床的横梁(H)的一侧；

滑动部(300)，所述滑动部(300)沿竖直方向上可滑动连接于所述竖直驱动部(200)上；

精密力传感器(400)，所述精密力传感器(400)固定于所述滑动部(300)上，且位于远离所述竖直驱动部(200)的一侧；

推力驱动部(500)，所述滑动部(300)与所述推力驱动部(500)上部铰接位置为A点，所述精密力传感器(400)与所述推力驱动部(500)下部接触位置为B点；

推杆(600)，所述推力驱动部(500)输出端连接所述推杆(600)用于改变所述推杆(600)的行程；

工作板(700)，所述推杆(600)底部与所述工作板(700)连接，且所述工作板(700)底面与全口径抛光机床抛光盘抵接位置为C点；

根据所述精密力传感器(400)检测的横向摩擦力F，测量A点和B点的距离为X，及A点和C点之间的距离为Y，以A点为旋转轴满足力矩平衡方程：Fx-Gy＝0，其中G为横向摩擦力。

2.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述固定部(100)为板体，其上设置有螺纹孔，通过螺钉插入所述螺纹孔固定于全口径抛光机床的横梁(H)上。

3.根据权利要求1所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述竖直驱动部(200)包括轨道(201)、丝杠(202)及伺服电机(203)；所述轨道(201)设置于所述固定部(100)上，所述伺服电机(203)通过连接板固定于所述轨道(201)一侧，所述丝杠(202)与所述伺服电机(203)输出端连接，且与所述轨道(201)平行布置，所述滑动部(300)与所述丝杠(202)和所述轨道(201)配合滑动。

4.根据权利要求3所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述滑动部(300)包括滑板(301)及滑块(302)；所述滑板(301)一面设置有与所述丝杠(202)配合的丝杠螺母，另一面上部与所述推力驱动部(500)铰接，下部固定所述精密力传感器(400)；所述滑块(302)与所述滑板(301)一面连接，包括多个对应设置于所述丝杠螺母两侧，且与所述轨道(201)可滑动连接。

5.根据权利要求4所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述推力驱动部(500)包括旋转连接板(501)及气缸组件(502)；所述旋转连接板(501)一面上部与所述滑板(301)铰接，下部设置有与所述精密力传感器(400)对置对应的作用头(5011)；所述气缸组件(502)固定于所述旋转连接板(501)另一面上，所述气缸组件(502)通过气管与外部气源连通。

6.根据权利要求5所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述外部气源的供气压力大于0.4MPa。

7.根据权利要求5所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述气管上设置有精密调压装置(503)。

8.根据权利要求7所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述精密调压装置(503)上设置有用于显示所述推杆(600)的推力的显示器。

9.根据权利要求1-8任一项所述的全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测装置，其特征在于，所述推杆(600)底部与所述工作板(700)球铰接。

10.全口径抛光中抛光盘表面摩擦特性的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、固定部固定于全口径抛光机床的横梁上，开启抛光机床，抛光盘开始匀速旋转；竖直驱动部驱动滑动部下移，使得工作板抵近抛光盘的表面；通过推力驱动部驱动推杆伸出一定升程使得工作板与抛光盘的表面接触，保证推力驱动部使推杆以恒定的作用力作用于工作板上；

S2、精密力传感器检测S1中工作板受到抛光盘的表面施加的横向力，推力驱动部下部的作用头与精密力传感器接触，精密力传感器检测到该横向作用力F；

S3、测量A点和B点的距离为X，A点和C点之间的距离为Y；

S4、以A点为旋转轴，满足力矩平衡方程：

Fx-Gy＝0 式(1)；

根据式(1)求解得到抛光盘表面对工作板的横向摩擦力：

G＝Fx/y 式(2)；

已知推杆对工作板的作用力为K，获得抛光盘表面摩擦特性的抛光摩擦系数：

f＝G/K 式(3)。