[发明专利]环形抛光过程中的限位支撑及摩擦力在线监测一体化装置

说明书

本发明公开了一种一种环形抛光过程中的限位支撑及摩擦力在线监测一体化装置，在传统限位支撑装置的拨叉上开设哑铃状沟槽，在沟槽处的拨叉侧边粘贴应变花，在环形抛光过程中实时监测应变数值以求解工件和工具盘之间摩擦力，进一步反映工件的环形抛光状态的稳定性。由于本发明没有将整台环形抛光机置于滑台上从而产生大的附加质量，提高了摩擦力测量的精度，满足当工件尺寸较小或压力较小时测量摩擦力的需求。由于本发明没有增加额外的机构，仅在原有的拨叉上加工哑铃状沟槽，不会改变原来的环形抛光工艺状态，进一步提高了摩擦力测量的有效性。由于本发明对传统环形抛光机的改动较小，结构精简，降低了设备升级改造成本。

技术领域

本发明涉及环形抛光技术领域，特别是一种环形抛光过程中的限位支撑及摩擦力在线监测一体化装置。

背景技术

随着光学技术的不断发展及应用，对平面光学元件的需求不断增加。为了实现高精度和高表面质量的平面光学元件加工，必需对工件进行环形抛光。环形抛光加工的稳定性对提升其加工效率至关重要。工件在环形抛光时所受摩擦力和材料去除过程密切相关，因此，摩擦力的在线监测有助于提高环形抛光加工过程稳定性和控制能力，为加工效率和成品率的提升提供技术支撑。

目前，诸多学者认识到了摩擦力在线监测对环形抛光过程控制的重要性，对环形抛光过程中摩擦力的测量装置进行了一些研究。部分学者在环形抛光机下方放置滑台，滑台的下底板固定在钢桌上，上顶板固结在环形抛光机上，环形抛光作业中的摩擦力会让上顶板相对于下底板沿着某一方向滑动，滑动程度由固结在上顶板和下底板间的测力传感器量化。该方法维持了实际的环形抛光状态，但是环形抛光过程中摩擦力较小，将整台环形抛光机置于滑台上会引入误差较大，难以满足高精度的测量要求。另一部分学者在限位支撑装置的拨叉部分上外接测力传感器，摩擦力导致的拨叉形变通过测力传感器量化。该方法可实现由工件、磨粒和工具盘所构成的摩擦界面间摩擦力的实时测量，但是额外增加的测力传感器妨碍了正常环形抛光的作业空间，改变了导轮对工件的支持力方向或者工件相对于工具盘的偏心量，因此仍然不能精准测量实际环形抛光状态下的摩擦力。

综上所述，目前在环形抛光过程中测量摩擦力的装置方面的研究仍然存在以下问题：

(1)当前测量方法在原有结构上增加测力装置，附加质量过大，限制了小摩擦力的测量精度。

(2)在限位支撑结构的拨叉上附加测力传感器改变了真实的环形抛光状态，测量结果无法精准反映实际情况，也无法应用于实际环形抛光加工过程中。

(3)对传统环形抛光设备改动较大，增加了设备成本。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种精度高、改动小和不影响正常环形抛光作业的环形抛光过程中的限位支撑及摩擦力在线监测一体化装置。

为了实现上述目的，本发明的基本思路是：在传统限位支撑装置的拨叉上开设哑铃状沟槽，在沟槽处的拨叉侧边粘贴应变花，在环形抛光过程中实时监测应变数值以求解工件和工具盘之间摩擦力，进一步反映工件的环形抛光状态的稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种环形抛光过程中的限位支撑及摩擦力在线监测一体化装置，包括基座、工具盘、限位支撑及摩擦力监测机构；

所述的工具盘和限位支撑及摩擦力监测机构均位于基座上；所述的工具盘通过螺钉安装在基座的主轴上，所述限位支撑及摩擦力监测机构通过螺钉安装在基座上表面边缘处。