专利名称：一种光学加工磨头受力状态监测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学冷加工技术领域，尤其涉及一种光学加工磨头受力状态监测装置。
背景技术：
计算机控制非球面加工技术(CCOS)思想是由美国Itek公司在70年代初期最先提出的。它根据定量的面形检测数据，在加工过程控制模型的基础上，用计算机控制一个小磨头(直径通常小于工件直径的1/4)对光学零件进行研磨或抛光，通过控制磨头在工件表面的驻留时间及磨头与工件间的相对压力来控制材料的去除量。CCOS最关键的一点就是要有稳定的去除函数，而磨头压力以及压力分布都会影响去除函数的形状。在实际加工过程中，由于机床、装调或工件本身的误差，会不可避免的出现磨头整体受力变化或者受力不均的情况，而这种情况会改变去除函数的形状，最终使抛光效果变差。
发明内容
发明目的是提出一种光学加工磨头受力状态监测装置，为保证加工质量提供必要的手段。本发明的技术方案是，一种光学加工磨头受力状态监测装置，该装置包括信号传输系统、3个测力传感器、连接件、框架、电源、3个波纹管、磨头座和磨头；所述磨头设置在磨头座的正下面，所述每个波纹管与所述每个测力传感器胶接在一起，3组波纹管成120°设置在磨头座的圆周上面，所述测力传感器设置在框架的下面；所述信号传输系统是无线通信单元，该无线通信单元包括显示元件、无线接收器、无线发射器、信号处理器和电源，所述无线发射器与信号处理器相连、信号处理器与电源相连且三者设置在框架的内部，所述无线接收器与显示元件相连设置在框架的外部，所述连接件设置在框架的正上方；所述信号传输系统是有线通信单元，该有线通信单元包括显示元件、导电滑环、电源和信号处理系统，所述信号处理系统设置在框架的内部，所述显示器、电源和导电滑环设置在框架外部，该导电滑环设置在框架的正上面，显示器和电源分别与导电滑环相连接，所述连接件设置在导电滑环的正上面。本发明的有益效果是本发明的装置可以在加工过程中在线实时监测磨头的受力状态，同时将数据通过信号传输系统传出并显示，以供操作者观察或作为磨头姿态调整的参考，为保证加工质量提供了必要的手段。
图I是实施方式I的光学加工磨头受力状态监测装置结构示意图；图2是实施方式2的光学加工磨头受力状态监测装置结构示意图；图3是测力传感器的排布方式示意图。
图中1、显示元件，2、无线接收器，3、无线发射器，4、信号处理器，5、测力传感器，6、连接件，7、框架，8、电源，9、波纹管，10、磨头座，11、磨头。
具体实施方式
实施例I :如图I所示，本发明的一种光学加工磨头受力状态监测装置，包括显示兀件I、信号传输系统、3个测力传感器5、连接件6、框架7、电源8、3个波纹管9、磨头座10和磨头11，所述磨头11设置在磨头座10的正下面，所述每个波纹管9与所述每个测力传感器5胶接在一起，3组波纹管9成120°设置在磨头座的圆周上面，所述测力传感器5设置在框架7的下面，所述信号传输系统是无线通信单元，该无线通信单元包括显示元件I、无线接收器2、无线发射器3、信号处理器4和电源8，所述无线发射器3与信号处理器4相连、信号处理器4与电源8相连且三者设置在框7的内部，所述无线接收器2与显示元件I相连设置在框架7的外部，所述连接件6设置在框架7的正上面。该装置中框架7的材料为硬铝合金。连接件6为HSK锥柄，与框架7的连接方式为螺纹连接。优选的，电源8为电池，同信号处理器4和无线发射器3 —起固定于框架7内部。信号处理器4为嵌入式处理器，它采集各测力传感器的数据，然后计算出磨头的受力状态并将数据传递给无线发射器3。无线发射器3和无线接收器4为433MHz无线数传通信模块。测力传感器5为单向压缩式传感器，它的上方有螺纹孔，其与框架7的连接为螺纹连接。波纹管9的材料为不锈钢，长度取4 5个波节，其与测力传感器5和磨头座10的连接方式均为胶接。优选的，测力传感器5和波纹管9的数量为3组，分别呈120°分布于磨头座10圆周面之上。无线接收器2将数据传递给显示元件1，显示元件I为液晶显示器。实施例2 :如图2所示，本发明一种光学加工磨头受力状态监测装置中所述信号传输系统为有线通信单元，该有线通信单元包括显示元件I、导电滑环12、电源8和信号处理系统4，所述信号处理系统4设置在框架的内部，所述显示器I、电源8和导电滑环12设置在框架7外部，该导电滑环12设置在框架7的正上面，显示器I和电源8分别与导电滑环12相连接，所述连接件6设置在导电滑环12的正上面。本实施例是将信号传输系统改为用有线的方式传输。在本实施方式中，加入了导电滑环12，为空心轴式导电滑环，内环跟随磨头旋转，外环相对机床静止。所述导电滑环12具有信号通道和电源通道。电源8放置在装置外部，通过电源通道给装置内部供电。所述显示元件I放置在装置外部，信号处理器4通过信号通道为显示元件I提供信息。其余部分与实施方例I相同。如图3所示，本发明装置中的测力传感器5和波纹管9组合可以为4组如图a，也可以为3组如图b，两种情况均应等间距设置在磨头座10的圆周面上。
权利要求
1.一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，该装置包括信号传输系统、3个测力传感器(5)、连接件(6)、框架(7)、电源(8)、3个波纹管(9)、磨头座(10)和磨头(11)；所述磨头(11)设置在磨头座(10)的正下面，所述每个波纹管(9)与所述每个测力传感器(5)胶接在一起，3组波纹管(9)成120°设置在磨头座的圆周上面，所述测力传感器(5)设置在框架(7)的下面；所述信号传输系统是无线通信单元，该无线通信单元包括显示元件(I)、无线接收器(2)、无线发射器(3)、信号处理器(4)和电源(8)，所述无线发射器(3)与信号处理器(4)相连、信号处理器(4)与电源(8)相连且三者设置在框架(7)的内部，所述无线接收器(2)与显示元件(I)相连设置在框架(7)的外部，所述连接件(6)设置在框架(7)的正上方；所述信号传输系统是有线通信单元，该有线通信单元包括显示元件(I)、导电滑环(12)、电源⑶和信号处理系统(4)，所述信号处理系统(4)设置在框架(7)的内部，所述显示器(I)、电源⑶和导电滑环(12)设置在框架(7)外部，该导电滑环(12)设置在框架(7)的正上面，显示器(I)和电源(8)分别与导电滑环(12)相连接，所述连接件(6)设置在导电滑环(12)的正上面。
2.根据权利要求I所述的一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，所述测力传感器(5)和波纹管(9)的组数是3组或4组，且等间距设置在磨头座(10)的上圆周面上。
3.根据权利要求I所述的一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，所述波纹管(9)与磨头座(10)的连接方式为胶接。
4.根据权利要求I所述的一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，所述测力传感器(5)与框架(7)之间是螺纹连接。
5.根据权利要求I所述的一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，所述连接件(6)与框架(7)之间是螺纹连接。
6.根据权利要求I所述的一种光学加工磨头受力状态监测装置，其特征在于，所述导电滑环(12)具有有信号通道和电源通道。
全文摘要
一种光学加工磨头受力状态监测装置，涉及光学冷加工技术领域，本发明提出一种光学加工磨头受力状态监测装置，为保证加工质量提供必要的手段，该装置包括显示元件、信号传输系统、3个测力传感器、连接件、框架、电源、3个波纹管、磨头座和磨头，所述磨头设置在磨头座的正下面，所述每个波纹管与所述每个测力传感器胶接在一起，3组波纹管成120°设置在磨头座的圆周上面，所述测力传感器设置在框架的下面，所述连接件设置在框架的正上面，本发明的装置可以在加工过程中在线实时监测磨头的受力状态，同时将数据通过数据传输系统传出并显示，以供操作者观察或作为磨头姿态调整的参考，为保证加工质量提供了必要的手段。
文档编号B24B49/00GK102615593SQ201210061778
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月9日 优先权日2012年3月9日
发明者刘建, 张玲花, 王君林, 王绍治, 马占龙 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所