专利名称：使用可视系统的同心度加工装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种同心度加工装置，更具体的，是涉及一种用于加工光纤通信中产品外径及外层套圈，线接合毛细管，和其他微小内径(200μm)的同心度的同心度加工装置。
通常，在传统的加工方法中，是用销钉或金属丝插入微小内径中来手工加工同心度。
图1是传统同心度加工系统的结构简图。待加工产品120的中心由尾架110固定并且用主轴马达100转动产品120。用加工工具130把产品120机加工为同心。此时，加工工具130装在X-Y工作台上以便在水平方向移动。
图2A到图2C描述了图1中所示的同心度加工系统的加工原理。在一个具有内径的圆柱体中，当要把内径加工成和外径同心时，在内径的孔中安上具有精确中心定位度的尾架220或者在内径的孔中插入精加工的圆柱棒240，如图2A和2B所示。然后，产品200和230绕着层架220或圆柱棒240转动，用抛光轮或加工工具210和250对外径进行机加工。因此，内径变得和外径同心。图2C是图2A和2B的截面图。附图标记260,270,r1和r2分别表示加工工具，机加工部分，外径和内径。
在此过程中，会产生下列问题。首先，加工范围受到限制。具有微小内径孔的产品不能用上述方法加工。也即，当内径的孔小到尾架或圆柱棒插不进时，便不能进行加工。如果内径呈锥形或具有复杂形状时，也很难加工。
其次，精度水平受到限制。在使用尾架的情况下，当第一尾架300和第二尾架310的中心不能如图3中所示相重合时，在加工产品320时会出现问题。第一尾架300的中心C1应精确地与第二尾架310的中心C2相重合。然而，很难调整到一个预定的数值。在使用圆柱棒的情况下，如图4所示，为了把圆柱棒插入内径中，应当有一些预定的余量值。然而，产品的中心因余量值而产生偏差。为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种在加工装置中使用的测量同心度的方法。
为了解决上述问题和增加加工精度和生产率，本发明的另一个目的是提供一种使用可视系统的同心度加工装置及其方法。
相应地，为达到第一个目的，所提供的在可视系统中测量同心度的方法包括转动待加工工件的马达，拍摄待加工工件的拍摄设备及显示拍出的待加工工件的显示设备，并包括如下步骤(a)把待加工工件安装进与马达相连的安装设备中，(b)拍摄安装好的待加工工件的截面并在显示设备中显示根据该截面的内径，(c)用马达转动待加工工件到一预定转动角，(d)拍摄转动的待加工工件截面并在显示设备中显示内径，(e)通过重复步骤(c)和(d)获得在显示设备中显示的待加工工件的内径轨迹，以及(f)用内径的轨迹的直径获得同心度。
为达到第二个目的，所提供的用于加工待加工工件同心度的同心度加工装置包括安装待加工工件的安装设备；拍摄已安装进安装设备中的待加工工件的截面的拍摄设备；显示由拍摄设备拍摄的待加工工件截面的显示设备；使用至少两个通过显示设备计算出的内径数据和至少两个伺服马达的转动角数据获得同心度并参照同心度及其相应转动角计算每一转角的单位机加工量的控制器；通过从控制器输入的转动角θ转动安装在其上的安装设备的伺服马达；对由伺服马达转动的待加工工件进行机加工的加工工具；和根据由控制器计算出的机加工量D在水平方向上移动安装在其上的加工工具的X-Y工作台。
拍摄设备为一台CCD摄像机。相应于同心度的机加工量是同心度的一半。
为达到第二个目的，所提供的使用同心度加工系统加工待加工工件的同心度的方法包括拍摄待加工工件的拍摄设备；显示由拍摄设备拍摄的待加工工件的显示设备；转动待加工工件的马达，和对待加工工件进行机加工的加工工具，并包括如下步骤安装待加工工件；拍摄已装好的待加工工件的截面；显示拍摄的待加工工件的截面；用待加工工件的马达转动角和显示的待加工工件的截面获得同心度；用相应于同心度的转动角及同心度计算至少两个马达转动角和机加工量；以及根据机加工量用加工工具对待加工工件进行机加工；根据计算出的转动马达。
下面结合附图对最佳实施例进行详细描述，本发明的上述目的和优点将更加清楚。
图1是传统的同心度加工系统的结构简图；图2A到图2C是图1中所示的同心度加工系统的加工原理图；图3是第一尾架的中心和第二尾架的中心不重合的情况下产品的示意图；图4是把圆柱棒插入内径所需的预定余量值的示意图；图5是根据本发明的使用可视系统的同心度加工装置的结构方框图；图6表明了伺服马达的转动角和相应于转动角的待加工工件的机加工量；图7是使用可视系统的同心度加工装置的操作流程图。
下面参照附图对本发明进行详述。图5是根据本发明的使用可视系统的同心度加工装置的结构方框图。该装置包括伺服马达500，卡盘510，可视系统580，加工工具530，X-Y工作台540。可视系统580包括摄像机530，控制器560，和监视器570。
卡盘510装在伺服马达500上。然后卡盘510根据从控制器560输入的转动角θ转动。在转动过程中，当输入一预定转动角时，卡盘根据转动角转动。转动角的单位也可以控制在精度范围内。
卡盘510用于安装待加工工件，即产品。
摄像机550是一种用在通常的可视系统中拍摄安装在卡盘上的产品截面的拍摄设备。此处使用CCD摄像机。
监视器570是一种显示由摄像机550拍摄的待加工工件截面的显示设备。拍摄的产品截面的长度通过分辨率得出。分辨率也可以控制。控制器560使用至少两个由监视器570算出的内径数据值和至少两个伺服马达的转动角数据值来获得同心度。控制器560包括一程序，该程序参考同心度及相应转动角计算每转动角单位的机加工量。通常用带有显示板的计算机作为控制器560。
用抛光轮或机加工工具作为加工工具530，以加工由伺服马达转动的待加工工件520。
加工工具530安装在X-Y工作台540上。X-Y工作台根据控制器560计算出的机加工量D沿水平方向移动加工工具530。
下面说明本发明的操作过程。首先，说明测量同心度的方法。待加工工件520安装在与伺服马达500相连的卡盘510上。然后，拍摄已装好的待加工工件的截面，基于此截面中心的内径显示在监视器570上。此后，用伺服马达500转动待加工工件520到一预先设定的转动角。此时，转动角由使用者任意设定。例如，当转动角设定为500时，则转动角设定为由360°除以500所得到的值。此后，拍摄转动的待加工工件520截面，基于此截面中心的内径显示在监视器570上。当以设定转动角的单位重复拍摄截面和显示内径的过程时，有可能在监视器570上显示待加工工件520内径的轨迹。内径轨迹为圆形。此时，圆周径是同心的。
图7是使用可视系统的同心度加工装置的流程图。具有内径孔的圆柱形待加工工件520安装在卡盘510上(步骤700)。CCD摄像机550拍摄安装好的产品520端部的截面形状(步骤710)。图像数据通过控制器560传送到监视器570中并在屏幕上显示产品520的截面(步骤720)。控制器560用上述测量同心度的方法获得同心度(步骤730)。控制器560设定半个同心度作为最大机加工量，并且把与当时的转动角相差180°的角作为旋转参考角。以预先设定的转动角的单位获得机加工量D(步骤740)。图6示出了转动角及相应的机加工量。此时，转动角的单位根据精度变化，转动角越小，精度越高。转动角和机加工量之间的函数关系一般形成正弦曲线。用预先存储在控制器560中的程序来计算相应于转动角的机加工量。
把程序产生的转动角θ值送给伺服马达，控制器便根据所给的转动角θ控制卡盘510转动。机加工量D的值送给安装有加工工具530的X-Y工作台，并控制Y的值，从而控制机加工量(步骤760)。加工工具通过一附加信号在X方向上作自动往复运动。相对于内径的外径的同心度便得到自动加工(步骤770)。
按照本发明，有可能克服产品加工精度的限制，并由于在固定产品时直接把外径固定在卡盘上而不使用尾架和圆柱棒从而消除了使用尾架和圆柱固定产品时的余量值。
也有可能加工具有微小孔的内径及锥形内径。由于把产品固定到卡盘上，通过可视系统放大微小孔，并在监视器上显示微小孔来自动测量相对于内径的外径的同心度，而且通过使用测量值的数控NC程序进而控制伺服马达，所以即使内径具有不可见的孔，也有可能加工具有精确的同心度的外径。本发明可精确地加工光纤通讯及半导体领域内的产品。
权利要求
1.一种在可视系统中测量同心度的方法，其特征在于，包括转动待加工工件的马达，拍摄待加工工件的拍摄设备及显示拍出的待加工工件的显示设备，并包括如下步骤(a)把待加工工件安装进与马达相连的安装设备中；(b)拍摄已安装好的待加工工件的截面并在显示设备中显示以截面为基础的内径；(c)用马达转动待加工工件到一预定转动角度；(d)拍摄转动的待加工工件截面并在显示设备中显示内径；(e)通过重复步骤(c)和(d)获得在显示设备中显示的待加工工件的内径轨迹；(f)用内径的轨迹的直径获得同心度。
2.一种用于加工待加工工件同心度的同心度加工装置，其特征在于，包括安装待加工工件的安装设备；拍摄安装进安装设备中的待加工工件的截面的拍摄设备；显示由拍摄设备拍摄的待加工工件截面的显示设备；使用至少两个通过显示设备计算出的内径数据和至少两个伺服马达转动角数据获得同心度并参照同心度及其相应转动角计算每一转动角的单位机加工量的控制器；通过从控制器输入的转动角θ转动安装在其上的安装设备的伺服马达；对由伺服马达转动的待加工工件进行机加工的加工工具；根据控制器计算出的机加工量D，在水平方向上移动安装在其上的加工工具的X-Y工作台。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，拍摄设备为CCD摄像机。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，相对于同心度的机加工量是同心度的一半。
5.一种使用同心度加工系统加工待加工工件同心度的方法，其特征在于，包括拍摄待加工工件的拍摄设备；显示由拍摄设备拍摄的待加工工件的显示设备；转动待加工工件的马达；以及对待加工工件进行机加工的加工工具，并包括如下步骤安装待加工工件；拍摄已装好的待加工工件的截面；显示所拍摄的待加工工件的截面；用待加工工件的马达转动角和显示的待加工工件的截面获得同心度；用相应于同心度的转动角及同心度计算至少两个马达转动角和机加工量；以及根据机加工量用加工工具对待加工工件进行机加工，根据计算出的转动角转动马达。
全文摘要
一种使用可视系统的同心度加工装置及其方法,该装置包括安装工件的安装单元,拍摄工件截面的拍摄单元,显示拍摄的截面的显示单元,获得同心度并计算机加工量的控制器;转动安装单元的伺服马达,加工工件的加工工具,和移动加工工具的X－Y工作台。按照本发明,有可能克服产品加工精度的限制并消除使用尾架和圆柱棒时的余量值及加工微孔内径和锥形内径。
文档编号G06T7/00GK1223372SQ9812639
公开日1999年7月21日 申请日期1998年12月29日 优先权日1998年12月29日
发明者金现哲 申请人:三星电子株式会社