[发明专利]一种基于CCD相机在位测量的换刀加工方法

摘要

本发明公开了一种基于CCD相机在位测量的换刀加工方法，通过CCD相机测量得到圆环宽度，并根据该圆环宽度对工件加工平面的基准位置进行修正，以此为基准进行后续加工。在刀具磨损至一定程度后，通过将新换刀具顺序进行一次进给、计算和二次进给过程，实现加工深度为D的微结构阵列的精确加工。

主权项

1.一种基于CCD相机在位测量的换刀加工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将工件固定于机床上，然后用单晶金刚石圆弧车刀对工件表面进行平整车削；2)利用金刚石三角成型车刀垂直于工件表面进行对刀环切削加工，形成圆环，以工件加工平面的法线为坐标轴Z，此时刀尖位置设为基准点Z₁；3)利用在线CCD相机测量系统测量圆环的宽度T；4)设工件加工平面的位置为Z₀，圆环的深度为Z₂，则根据Z₀＝Z₁+Z₂得到工件加工平面的位置，以Z₀为基准进行后续加工；对于刀具尖角夹角为2α的三角成形尖刀，Z₂＝T/(2tanα)；对于主切削刃长度为T₀、主切削刃与副切削刃夹角为90°+α的梯形成形刀，Z₂＝(T‑T₀)/(2Tanα)对于圆弧半径为R的圆弧形刀具，Z₂＝R‑(R²‑T²/4)^0.5；5)刀具磨损后，更换金刚石三角成型车刀或者将金刚石三角成型车刀的刀刃磨后重新装上，用以加工深度为D的微结构阵列：首先，重新利用金刚石三角成型车刀对工件加工平面进行对刀环切削加工；然后，利用在线CCD相机测量系统测量圆环的宽度T₁；接着，将金刚石三角成型车刀进给D₁深度；对于刀具尖角夹角为2β的三角成形尖刀，D₁＝D‑T₁/(2tanβ)；对于主切削刃长度为T₂、主切削刃与副切削刃夹角为90°+β的梯形成形刀，D₁＝D‑(T₁‑T₂)/(2Tanβ)；对于圆弧半径为R₁的圆弧形刀具，D₁＝D‑R₁+(R₁²‑T₁²/4)^0.5。