一种结构件安装面自动研磨设备的制作方法

1.本发明属于光学零件加工技术领域，具体涉及一种结构件安装面自动研磨设备。


背景技术：

2.精密的光机系统装配过程中，结构件安装面的平面度、粗糙度都会对光机系统的应力分布、散热效率、温度均匀性造成影响，从而影响光机系统在全温域范围内的动态性能。为了尽量减少安装面对光机系统的影响，消除局部应力，提高装配一致性并确保装配后系统的性能，要对结构件的安装面进行精细的研磨处理。
3.常见的研磨处理方法是在工件的安装面上涂覆一层金刚石研磨膏，操作人员手持专用的铸铁块，往复推动研磨块，使铸铁块和工件安装面发生接触滑动，从而产生研磨效应。但是这种方法存在的弊端是：1）一个人同时只能研磨一个安装面，效率较低；2）需要人为控制研磨的角度，确保安装面的角度满足图纸要求，对操作人员的技能水平要求较高。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术的不足，提供了一种低成本的结构件安装面自动研磨专用工装。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种结构件安装面自动研磨设备，包括底板和通过支撑柱平行设置在底板上方的顶板，所述的底板上设置有步进电机驱动器和与步进电机驱动器连接的x轴直线位移平移导轨，x轴直线位移平移导轨上设置有y轴直线位移平移导轨，y轴直线位移平移导轨上设置有电动旋转台，x轴直线位移平移导轨或/和y轴直线位移平移导轨上设置有位置传感器，电动旋转台上设置有铸铁研磨台，铸铁研磨台上方设置有配重，所述的顶板上设置有正对铸铁研磨台的圆形开口，所述的开口边缘处设置有径向的限位卡槽。
6.所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其步进电机驱动器采用28步步进电机，所述的x轴直线位移平移导轨和y轴直线位移平移导轨采用交叉滚柱导轨。
7.所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其电动旋转台采用42步步进电机，通过蜗轮蜗杆结构驱动。
8.所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其配重为铸铁块加工而成的圆柱体。
9.所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其位置传感器为欧姆龙光电传感器。
10.本发明的有益效果是：通x轴直线位移平移导轨、y轴直线位移平移导轨和电动旋转台的运动轨迹，实现待研磨工件与研磨台的相对滑动，使得工件安装面得到有效的研磨，通过对步进电机驱动器及电动旋转台的设置，整个工艺实施过程中无需人工干预，可有效提升异形结构件安装面的高效率研磨，减少工艺的操作时间，减少生产人员的劳动强度，同时也降低了对人员素质的要求。
附图说明
11.图1为本发明的结构示意图。
12.各附图标记为：11—底板，12—顶板，13—支撑柱，20—步进电机驱动器，21—x轴直线位移平移导轨，22—y轴直线位移平移导轨，23—电动旋转台，24—铸铁研磨台，3—限位卡槽，4—配重。
具体实施方式
13.为进一步说明本发明的目的和技术方案，下面将结合附图的具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。
14.参照图1所示，本发明公开的一种结构件安装面自动研磨设备，包括底板11和通过支撑柱13平行设置在底板11上方的顶板12，所述的底板11上设置有步进电机驱动器20和与步进电机驱动器20连接的x轴直线位移平移导轨21，x轴直线位移平移导轨21上设置有y轴直线位移平移导轨22，y轴直线位移平移导轨22上设置有电动旋转台23，电动旋转台23采用42步步进电机，通过蜗轮蜗杆结构驱动，中心承载最大为100kg，最大速度为50
°
/s，重复定位精度0.005
°
，绝对定位精度0.01
°
，端面跳动＜5μ，平行度10μ，步进电机连接24v电源及控制机箱，x轴直线位移平移导轨21和y轴直线位移平移导轨22采用交叉滚柱导轨，确保了其能承受重载的能力，同时也确保了其在水平方向上的位移精度、直线度和平面度。该导轨最大承重最大为100kg，定位精度可达2μ，x轴直线位移平移导轨21或/和y轴直线位移平移导轨22上设置有位置传感器，位置传感器为欧姆龙光电传感器，工作原理是检测铁在x轴直线位移平移导轨21或y轴直线位移平移导轨22上的金属片的位置，当金属片到达指定位置时，传感器向外输出电平信号，可以快速帮助电动直线位移平移导轨回到初始原点，电动旋转台23上设置有铸铁研磨台24，铸铁研磨台24根据待加工工件安装面的位置结构专门设计加工而成，待加工结构件的安装面与铸铁研磨台24的研磨面完全贴合，且预留了研磨滑动的位置空间，可在最短时间内完成异形结构件多个安装面的高效率研磨，铸铁研磨台24上方设置有配重4，配重4为铸铁块加工而成的圆柱体重量为5kg的金属块。铸铁块放在待加工结构件的上方，用于将结构件与铸铁研磨台24压实，在研磨的过程中研磨面和金刚石抛光膏充分接触，起到提升研磨效率的作用，所述的顶板12上设置有正对铸铁研磨台24的圆形开口，所述的开口边缘处设置有径向的限位卡槽3，限位卡槽3专门设计加工而成，形状与待加工结构件的外形尺寸契合，通过卡槽上设计的凸台或限位槽结构，使得结构件能正好放在卡槽内，且不会发生偏移或自转。
15.本专利研磨设备可连接可编程控制面板，通过可编程控制面板控制直线位移平移导轨和电动旋转台23的控制器，控制面板快速运动限速为9000mm/min，最高脉冲输出频率为150khz，最多可同时控制4轴运动（x/y/z/c），可实现自动、手动、程序、参数、io等多种功能。
16.整个研磨工艺步骤如下：1）将5um金刚石研磨膏均匀点在研磨面上。
17.2）将待研磨的工件放在铸铁研磨台24上，并在工件上方放置配重，压紧。
18.3）可编程控制面板选择相应的控制程序，按照x轴直线位移平移导轨21和y轴直线位移平移导轨22 0.2mm/s，c轴电动旋转台23每分钟旋转5圈的速度进行研磨，共研磨20分
钟。
19.4）研磨结束后，依次取下配重4和工件。
20.使用轮廓仪检测研磨后的工件安装面，安装面的粗糙度＜0.085um。满足工艺要求。
21.本领域的技术人员容易解读，以上所述仅为本发明的较佳使用案例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则范围内之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明保护范围内。


技术特征：
1.一种结构件安装面自动研磨设备，其特征在于：包括底板（11）和通过支撑柱（13）平行设置在底板（11）上方的顶板（12），所述的底板（11）上设置有步进电机驱动器（20）和与步进电机驱动器（20）连接的x轴直线位移平移导轨（21），x轴直线位移平移导轨（21）上设置有y轴直线位移平移导轨（22），y轴直线位移平移导轨（22）上设置有电动旋转台（23），x轴直线位移平移导轨（21）或/和y轴直线位移平移导轨（22）上设置有位置传感器，电动旋转台（23）上设置有铸铁研磨台（24），铸铁研磨台（24）上方设置有配重（4），所述的顶板（12）上设置有正对铸铁研磨台（24）的圆形开口，所述的开口边缘处设置有径向的限位卡槽（3）。2.根据权利要求1所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其特征在于，所述的步进电机驱动器（20）采用28步步进电机，所述的x轴直线位移平移导轨（21）和y轴直线位移平移导轨（22）采用交叉滚柱导轨。3.根据权利要求1所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其特征在于，所述的电动旋转台（23）采用42步步进电机，通过蜗轮蜗杆结构驱动。4.根据权利要求1所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其特征在于，所述的配重（4）为铸铁的圆柱体。5.根据权利要求1所述的一种结构件安装面自动研磨设备，其特征在于，所述的位置传感器为光电传感器。

技术总结
本发明公开了一种结构件安装面自动研磨设备，包括底板和顶板，底板上设置有步进电机驱动器和X轴直线位移平移导轨，X轴直线位移平移导轨上设置有Y轴直线位移平移导轨，Y轴直线位移平移导轨上设置有电动旋转台，电动旋转台上设置有铸铁研磨台，铸铁研磨台上方设置有配重，所述的顶板上设置有正对铸铁研磨台的圆形开口，所述的开口边缘处设置有径向的限位卡槽；本发明通过对步进电机驱动器及电动旋转台的设置，整个工艺实施过程中无需人工干预，可有效提升异形结构件安装面的高效率研磨，减少工艺的操作时间，减少生产人员的劳动强度，同时也降低了对人员素质的要求。时也降低了对人员素质的要求。时也降低了对人员素质的要求。


技术研发人员：鲍浪 车驰骋 李凯 王强 郭岩龙
受保护的技术使用者：华中光电技术研究所（中国船舶集团有限公司第七一七研究所）
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/2/27