一种表面阵列微织构加工装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种表面阵列微织构加工装置,包括底座,底座的顶面并排安装有高精度电动二维平移台和压头组件,高精度电动二维平移台能够驱动工件沿X或Y方向运动,液压加载缸能够驱动压头组件沿Y轴方向移动,还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括人机交互模块、控制板、数据采集与反馈模块,控制部能够控制高精度电动二维平移台和液压加载缸的移动,数据采集卡能够将采集到的压力信号和位置信号反馈给控制板，控制板能够根据压力信号和位置信号，进一步调整液压加载缸活塞杆的移动和步进电机的转速和转动时间,提高加工的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种表面阵列微织构加工装置
本技术属于表面微结构特征加工
，更具体地，设计一种表面微阵列织构加工装置及其控制系统。
技术介绍
表面织构是在功能表面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑或微小槽型的阵列，表面织构的主要几何参数包括截面形状和分布状态，典型的截面形状包括圆弧形、三角形、矩形、圆锥形等。分布状态包括织构在表面的位置、分布的几何形状以及分布密度等。表面织构在改善表面的摩擦性能、光学性能，提高功能表面的抗磨损、液体滞留能力等方面起到重要作用。表面织构的加工方法包括：激光加工、光刻加工、离子刻蚀加工、电解加工、数控机械加工等方式，但是大部分加工方法存在成本高、加工织构形状单一、效率低、深度难以精确控制等一系列问题。
技术实现思路
本技术目的是，提供一种结构简单、操作便利、加工精度高的织构加工装置，包括底座，底座的四角处均安装有支撑腿，底座的顶面并排安装有高精度电动二维平移台和L形支撑架，L形支撑架上焊接有两块三角形加强板，L形支撑架上远离高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有液压加载缸，液压加载缸位于两块三角形加强板之间，L形支撑架上靠近高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有滑轨,液压加载缸的活塞杆端部与L形安装架的水平板连接，L形安装架的竖直板上固定安装有载荷支撑板，L形安装架与滑轨滑动配合，L形安装架和载荷支撑板之间固定安装有加强筋，载荷支撑板下方通过连接柱安装有压头组件，压头组件包括水平连接板、压头和压力传感器，水平连接板与连接柱可拆卸连接，便于压头的更换，压头位于水平连接板的下方，所述液压加载缸的活塞杆可沿Z轴方向运动，带动L形安装架沿滑轨上下移动；高精度电动二维平移台包括X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台，X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台均包括步进电机、丝杠以及丝杠螺母组件，且Y轴向电动平移台固定安装在X轴向电动平移台的丝杠螺母上，X轴向电动平移台与底座顶面固定连接，方向与底座1平面宽边平行，Y轴向电动平移台方向与底座1平面窄边平行，所述Y轴向电动平移台的丝杠螺母上安装工件夹持装置；工件夹持装置的右侧通过L形连接板安装有光栅尺，光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头，Y轴向电动平移台上远离步进电机的一侧也安装有光栅尺；进一步的，所述压头组件为四棱锥压头组件或球形压头组件。进一步的，所述加工装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括人机交互模块、控制板、数据采集与反馈模块；人机交互模块用于指令、参数的输入以及数据的显示，人机交互模块安装有LabVIEW软件；数据采集与反馈模块包括变送器和数据采集卡；所述的液压加载缸、高精度电动二维平移台均与控制板通讯连接；压头组件和光栅尺均与数据采集卡通讯连接，压力传感器安装在压头上。上述技术方案直接带来的技术效果是，通过采用载荷支撑板连接压头组件和液压加载缸，液压加载缸驱动压头压入被加工表面，从而在表面加工出微凹坑。使用压头组件对工件进行加工，有效提高了加工精度等级和加工质量；同时通过工件夹持装置将待加工工件固定在高精度电动二维平移台上，在高精度电动二维平移台的驱动下，可以实现微凹坑加工位置的精确控制，一个微凹坑加工完成之后，自动调整工件与压头的相对位置，重新开始加工下一个凹坑，如此循环下去，可以在试样表面加工出复杂排列的表面微织构。综上所述，本技术相比于现有技术，具有以下有益效果；1.结构简单，操作简便，加工制造成本低；2.适用于不同截面形状、不同阵列间距、不同深度表面阵列微织构的加工；3.加工精度等级高、质量稳定可靠、有保障。附图说明下面结合附图对本技术作进一步说明。图1为本技术的轴测结构示意图。图2为本技术的轴测结构背面示意图。图3为本技术工作压头的局部放大图。图4为棱形压头结构示意图。图5为球形压头结构示意图。图6为光栅尺与工件夹持装置连接的局部放大图。其中1.底座；2.载荷支撑板；3.高精度电动二维平移台；4.液压加载缸；5.工件夹持装置；6.光栅尺；7.压头组件；8.加强筋；9.L形安装架；10.滑轨；61.光栅读数头；62.L形连接板；63标尺光栅71.压头；72.水平连接板；73.连接柱具体实施方式下面结合附图，对本技术进行详细说明：本技术是一种表面阵列微织构加工装置，包括底座1，底座1的四角处均安装有支撑腿，底座1的顶面并排安装有高精度电动二维平移台3和L形支撑架，L形支撑架上焊接有两块三角形加强板，L形支撑架上远离高精度电动二维平移台3一侧的立板上安装有液压加载缸4，液压加载缸4位于两块三角形加强板之间，L形支撑架上靠近高精度电动二维平移台3一侧的立板上安装有滑轨10,液压加载缸4的活塞杆端部与L形安装架9的水平板连接，L形安装架9的竖直板上固定安装有载荷支撑板2，L形安装架9与滑轨10滑动配合，L形安装架9和载荷支撑板2之间固定安装有加强筋8，载荷支撑板2下方通过连接柱73安装有压头组件7，压头组件7包括水平连接板72、压头71和压力传感器，水平连接板72与连接柱73可拆卸连接，便于压头71的更换，压头71位于水平连接板72的下方，所述液压加载缸4的活塞杆可沿Z轴方向运动，带动L形安装架9沿滑轨10上下移动；高精度电动二维平移台3包括X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台，X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台均包括步进电机、丝杠以及丝杠螺母组件，且Y轴向电动平移台固定安装在X轴向电动平移台的丝杠螺母上，X轴向电动平移台与底座1顶面固定连接，方向与底座1平面宽边平行，Y轴向电动平移台方向与底座1平面窄边平行，所述Y轴向电动平移台2的丝杠螺母上安装工件夹持装置5；工件夹持装置5的右侧通过L形连接板62安装有光栅尺6，光栅尺6包括标尺光栅63和光栅读数头61，Y轴向电动平移台上远离步进电机的一侧也安装有光栅尺(未示出)；所述压头组件为四棱锥压头组件或球形压头组件。能够根据不同加工要求，通过更换不同的压头，加工出不同截面形状的微凹坑。所述加工装置还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括人机交互模块、控制板、数据采集与反馈模块；人机交互模块用于指令、参数的输入以及数据的显示，人机交互模块安装有LabVIEW软件，通过软件面板上点击液压加载缸的启停、信号采集等指令实现人机交互，同时可以输入液压加载缸活塞杆推进深度、加工织构分布与数量等参数，控制板控制液压加载缸活塞杆的推进深度，也能够控制步进电机的转速与转动时间。数据采集与反馈模块包括变送器和数据采集卡；所述的液压加载缸4、高精度电动二维平移台3均与控制板通讯连接；压头组件7和光栅尺6均与数据采集卡通讯连接，压力传感器安装在压头71上，压力传感器可以采集到压头在工作中所受到的压力，将压力信息通过变送器转换为压力信号，进而传送给数据采集卡采集，光栅尺6对织构实际加工位置进行检测，将检测到的位置数据通过变送器转换为位置信号，进而传送给数据采集卡采集，数据采集卡能够将采集到的压力信号和位置信号反馈给控制板，控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面阵列微织构加工装置，其特征在于，包括底座，底座的四角处均安装有支撑腿，底座的顶面并排安装有高精度电动二维平移台和L形支撑架，L形支撑架上焊接有两块三角形加强板，L形支撑架上远离高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有液压加载缸，液压加载缸位于两块三角形加强板之间，L形支撑架上靠近高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有滑轨,液压加载缸的活塞杆端部与L形安装架的水平板连接，L形安装架的竖直板上固定安装有载荷支撑板，L形安装架与滑轨滑动配合，L形安装架和载荷支撑板之间固定安装有加强筋，载荷支撑板下方通过连接柱安装有压头组件，压头组件包括水平连接板、压头和压力传感器，水平连接板与连接柱可拆卸连接，便于压头的更换，压头位于水平连接板的下方，所述液压加载缸的活塞杆可沿Z轴方向运动，带动L形安装架沿滑轨上下移动；高精度电动二维平移台包括X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台，X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台均包括步进电机、丝杠以及丝杠螺母组件，且Y轴向电动平移台固定安装在X轴向电动平移台的丝杠螺母上，X轴向电动平移台与底座顶面固定连接，方向与底座平面宽边平行，Y轴向电动平移台方向与底座平面窄边平行，所述Y轴向电动平移台的丝杠螺母上安装工件夹持装置；工件夹持装置的右侧通过L形连接板安装有光栅尺，光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头，Y轴向电动平移台上远离步进电机的一侧也安装有光栅尺。/n...

【技术特征摘要】
1.一种表面阵列微织构加工装置，其特征在于，包括底座，底座的四角处均安装有支撑腿，底座的顶面并排安装有高精度电动二维平移台和L形支撑架，L形支撑架上焊接有两块三角形加强板，L形支撑架上远离高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有液压加载缸，液压加载缸位于两块三角形加强板之间，L形支撑架上靠近高精度电动二维平移台一侧的立板上安装有滑轨,液压加载缸的活塞杆端部与L形安装架的水平板连接，L形安装架的竖直板上固定安装有载荷支撑板，L形安装架与滑轨滑动配合，L形安装架和载荷支撑板之间固定安装有加强筋，载荷支撑板下方通过连接柱安装有压头组件，压头组件包括水平连接板、压头和压力传感器，水平连接板与连接柱可拆卸连接，便于压头的更换，压头位于水平连接板的下方，所述液压加载缸的活塞杆可沿Z轴方向运动，带动L形安装架沿滑轨上下移动；高精度电动二维平移台包括X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台，X轴向电动平移台和Y轴向电动平移台均包括步进电机、丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坡，吴心阳，曾良才，姜浩，李晨，陈茜琳，葛柄辰，彭冲，阮崇禄，刘思培，孙炼，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42