一种新型CNC机床Z轴对刀方法技术

本发明专利技术公开了一种新型CNC机床Z轴对刀方法，所述方法具体为：换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，然后将Z轴控制在最慢速度，按照最慢速度降低Z轴铣刀直到铣刀末端与模具表面接触即实现精准对刀。并且具体判断铣刀末端是否与模具表面接触使用的仪器是短路测试仪或者万用表，该对刀方式实现了针对微流控芯片模具加工的微小区域的精准对刀，摆脱了对于对刀器的依赖；该对刀方式操作简单，并且极大地提高了微流控金属模具的加工质量和精度。 1

A new method of Z shaft cutter for CNC machine tool

The invention discloses a new method of Z shaft cutter for CNC machine tool. The method is as follows: after changing the knife, the Z axis is reduced to the buffer height, then the Z axis is controlled at the slowest speed, and the Z axis milling cutter is reduced at the slowest speed until the end of the cutter is contacted with the surface of the die. And the instrument that determines whether the end of the milling cutter is in contact with the surface of the mold is a short circuit tester or a multimeter, which implements a precise tool for the micro area of the microfluidic chip, and gets rid of the dependence on the cutter. The tool is easy to operate and greatly improves the microfluidic control. The processing quality and precision of metal mold. One

【技术实现步骤摘要】
一种新型CNC机床Z轴对刀方法
本专利技术涉及生物微流控芯片加工
，具体涉及一种针对生物微流控芯片模具加工的精准CNC机床Z轴对刀方法。
技术介绍
在微流控金属模板的加工工艺中通常需要更换刃径不同的铣刀来实现不同区域的切削，在更换铣刀时就需要精准的Z轴对刀以保证模板经过换刀后切割的Z轴深度保持一致。目前比较常用的方式是采用试切法或者使用对刀器来实现，试切法由于难以判读准确所以精度较差，对刀器对刀的方式对于对刀区域尺寸有要求，如果对刀区域尺寸小于对刀器的尺寸就无法使用了，对于微流控芯片模具加工来说一般的对刀区域都很小，所以对刀器通常不适用。微流控塑料芯片的加工主要采用注塑或者热塑的方式来在塑料上制备微结构，微结构制备的核心之一就是金属模具，金属模具由于其在注塑或者热塑方面的耐用性而被广泛应用在微流控芯片制备领域，在IVD、POCT等大批量的塑料芯片的应用领域更是需要金塑模具的有力支撑来匹配大批量的微流控生物芯片的制备需求。微流控塑料芯片的金属模具通常采用CNC机械加工的方式来获得，微流控金属模具加工过程中由于微结构尺度的差异性经常需要更换不同刃径或者型号的铣刀来进行微结构加工，然而在更换铣刀后需要进行Z轴对刀来保证换刀后的切削在同一个平面内，由于微结构的存在通常难以实现高精准的Z轴对刀，采用对刀器通常也难以满足高精度的对刀需求，因为对刀器具有一定的几何大小，而金属模具上的微结构通常比较小所以难以实现精确对刀。而还有很多情况是采用试切或者采用接近传感等的方式进行，这样的Z轴对刀误差通常在5um甚至几十微米以上，对于微流道深度只有十几微米的结构而言误差较大，另外对刀不佳会导致后续热塑或者注塑后的芯片键合面不平导致无法键合。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供一种新型CNC机床Z轴对刀方法，该方法能够针对微流控芯片模具加工的微小区域实现精准对刀，用以解决现有技术中对刀误差较大、芯片键合面不平而导致的难以达到完美键合的问题。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型CNC机床Z轴对刀方法，所述方法具体为：换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，然后将Z轴控制在最慢速度，按照最慢速度降低Z轴铣刀直到铣刀末端与模具表面接触即实现精准对刀。具体地，所述缓冲高度是指铣刀刀刃在靠近需要加工的金属工件表面时由快速靠近转为慢速靠近时的高度。铣刀刀刃在靠近需要加工的金属工件表面放入过程中刚开始距离比较远，可以快速靠近，当距离比较近时如果还是采用较快的速度靠近可能就会造成铣刀减速不及时而发生与工件碰撞，进而造成铣刀折断损坏，所以需要在快靠近工件表面时需要有一段距离用来降速并且慢速接近工件表面，这个具体称之为缓冲高度，这个高度在机床启动之前已经事先设定好，通常这个高度为8-50mm，一般在10mm左右(具体取决于工件的3D形貌落差)。进一步地，其中所述的最慢速度是指机床允许的最慢速度，其最慢速度的大小识机床规格而定，不同机床其最慢速度不同，但所有机床在生产出来后都具有最慢速度，所以在实际操作过程中，可以根据机床的规格，将其设定最慢速度即可，专利技术人所使用的机床最慢速度为0.1um/步进。更进一步地，具体判断铣刀末端是否与模具表面接触使用的仪器是短路测试仪或者是万用表，但不限于此，凡是可以起到短路信号表征的仪器都可以，比如出现短接就会发光或声音报警的等仪器均可以。具体地，短路测试仪在本专利技术中的使用方法为：在Z轴降到缓冲高度时，将短路测试仪的一只探头与铣刀刀柄位置紧紧接触，另一只探头与加工的模具紧紧接触，在Z轴下降过程中，当出现报警声或者短路指示灯亮时，即表示铣刀末端与模具表面接触。所述万用表在本专利技术中的使用方法为：将万用表调至短路，将万用表的一只探测金属笔与铣刀刀柄位置紧紧接触，另一只探测金属笔与加工的模具紧紧接触，当万用表蜂鸣器开始鸣响，说明两只探测金属笔短接，也就是铣刀末端与金属模具接触。本专利技术方法具有如下优点：1、该对刀方式实现了针对微流控芯片模具加工的微小区域的精准对刀，而采用对刀器无法实现，从而摆脱了对于对刀器的依赖；2、该对刀方式操作简单且对刀的理论精度可以达到0.1um，实际对刀精在1um以内，极大地提高了微流控金属模具的加工质量和精度。具体实施方式下面将通过具体实施例对本专利技术进行详细的描述。提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。如无特殊说明，本专利技术所采用的各种仪器均能够从市场购买得到。实施例1一种新型CNC机床Z轴对刀方法，所述方法具体为：换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，此时，将短路测试仪的一只探头与铣刀刀柄位置紧紧接触，另一只探头与加工的模具紧紧接触，然后将Z轴控制在最慢速度(本实施例机床的最慢速度为0.15um/步进)，在Z轴下降过程中，当短路测试仪出现报警声时，即表示铣刀末端与模具表面接触。具体地，所述缓冲高度是指铣刀刀刃在靠近需要加工的金属工件表面时由快速靠近转为慢速靠近时的高度。铣刀刀刃在靠近需要加工的金属工件表面放入过程中刚开始距离比较远，可以快速靠近，当距离比较近时如果还是采用较快的速度靠近可能就会造成铣刀减速不及时而发生与工件碰撞，进而造成铣刀折断损坏，所以需要在快靠近工件表面时需要有一段距离用来降速并且慢速接近工件表面，这个具体称之为缓冲高度，本实施例在机床启动之前将其缓冲高度设置为50mm。经过检测，其加工精度在1um以内，因此可以实现精准对刀。实施例2一种新型CNC机床Z轴对刀方法，首先在机床启动之前将其缓冲高度设置为10mm，换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，此时，将万用表调至短路，将万用表的一只探测金属笔与铣刀刀柄位置紧紧接触，另一只探测金属笔与加工的模具紧紧接触，然后将Z轴控制在最慢速度(本实施例机床的最慢速度为0.1um/步进)，在Z轴下降过程中，当万用表蜂鸣器开始鸣响，说明两只探测金属笔短接，也就是铣刀末端与金属模具接触。经过检测，其加工精度也在1um以内，因此可以实现精准对刀。实施例3一种新型CNC机床Z轴对刀方法，首先在机床启动之前将其缓冲高度设置为30mm，换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，此时，将万用表调至短路，将万用表的一只探测金属笔与铣刀刀柄位置紧紧接触，另一只探测金属笔与加工的模具紧紧接触，然后将Z轴控制在最慢速度(本实施例机床的最慢速度为0.2um/步进)，在Z轴下降过程中，当万用表蜂鸣器开始鸣响，说明两只探测金属笔短接，也就是铣刀末端与金属模具接触。经过检测，其加工精度也在1um以内，因此可以实现精准对刀。本专利技术摆脱了对于对刀器的依赖，并且精度可以控制在1um以内且操作简单可靠，极大地提高了微流控金属模具的加工质量和精度。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本专利技术作了详尽的描述，但在本专利技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本专利技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本专利技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述方法具体为：换刀后首先将Z轴降

【技术特征摘要】
1.一种新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述方法具体为：换刀后首先将Z轴降到缓冲高度，然后将Z轴控制在最慢速度，按照最慢速度降低Z轴铣刀直到铣刀末端与模具表面接触即实现精准对刀。2.根据权利要求1所述新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述缓冲高度是指铣刀刀刃在靠近需要加工的金属工件表面时由快速靠近转为慢速靠近时的高度。3.根据权利要求1或2所述新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述缓冲高度为8-50mm。4.根据权利要求3所述新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述缓冲高度为10mm。5.根据权利要求1所述新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，所述最慢速度为0.1um/步进。6.根据权利要求1所述新型CNC机床Z轴对刀方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯昌喜，张文杰，
申请(专利权)人：北京百奥芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11