砂轮修磨机制造技术

本实用新型专利技术公开一种砂轮修磨机，包括发射激光的激光器以及控制激光束的焦点进给运动的轨迹的控制器。本实用新型专利技术由于利用激光对砂轮进行修磨，进而可以通过精确的控制激光束的切削轨迹，实现对砂轮进行精确的修磨，可以准确获得所需砂轮磨削部分的曲面，提高砂轮边缘处曲面的精度和质量，提高修磨成功率；同时，由于激光焦点所到之处均可以确保砂轮被切削掉，激光对砂轮的切削量不会产生误差，也就是说，切削的误差也将会降到更低，进一步提高了砂轮的修磨精度，对于同一种规格的砂轮，可以实现批量的修磨，多个砂轮之间保持极好的一致性。另外，激光修磨砂轮的方式速度较快，提高了修磨砂轮的工作效率，节省了人工修磨的成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及精密工具砂轮
，更具体的说，涉及一种砂轮修磨机。
技术介绍
在一些精密工具加工
，如微型刀具的加工所需的砂轮，其所需要用到的砂轮的形状的精度非常高，现在常用的砂轮修整方法如图I中所示，是由非常有经验的人员手动控制机床，用粗粒度的副砂轮I (如碳化硅砂轮)，去与要修整的细颗粒砂轮20磨削，磨掉图中虚线阴影所示的不需要的部分27，留下的部分形成所需要的预定曲面形貌(如图2所示为预定曲面形貌的截面轮廓)。由于精密度要求很高，在手动修整的同时，还需要使用投影或摄像设备对其修整形貌进行实时监测。该方法的缺点如下I、多次修整不具有一致性，即每次修整都是一个单独的形貌，修整不可复制砂轮需要的形貌是一个精确的形貌，稍有一点形貌欠缺，都会导致磨削出来的刀具不合格。而目前修整过程是人工执行，即砂轮对应部位修磨掉多少是人工监测控制，由于该形貌是无规律的曲线截面，就需要每一个点都需要给予精确的修磨值，保证最终完整的形貌符合要求。而由于实际修磨中，每个修磨人员对每一点修磨控制的差异，造成了每个人或者每次修磨，修整出来的砂轮都不一样，这使得刀具产品也不一样，批量产品的一致性就比较差。2、难于达到精度要求，需要多次修补精确控制精密刀具如PCB微钻的直径很小，一般在O. 05mm至3. 175mm，如图2所示，对于一般的微型钻头来说，其上面所开的槽的拟合直径2*R1约为微钻直径的1/3，于是所需砂轮边缘处的精确曲面形貌部分的截面轮廓的拟合圆直径也是钻径的1/3，2*R1约O. 02mm至I. Omm,目前钻径主要集中在O. 15mm O. 3mm,则2*R1主要集中在O. 06mm至O. Imm,这是整个图形外径，要将图形精确化，其控制精度至少需要在1/10图形外径级别，即精度控制在0.005_。而对于这种级别，要用机械的粗砂轮磨削细砂轮的方式作到，就会非常困难。即使是非常有经验的工人进行操作，也很难准确修整到这种精度，在实际生产中，这种修磨是处于模糊精度控制状态。3、不可程序化如果每次将砂轮修整为一个简单图形，比如平面，在这个基础上，确定能达到修整出一个合格砂轮所需的整个过程步骤，记录后，再次修整时，采取相同的步骤，即先确定平面，之后在用与上次完全相同的过程进行修整，理论上就可以实现复制效果。这个过程可以在程控机床上实现编程后自动进行整个过程。但对于精密刀具所需砂轮来说，这种方法不可行，因为粗砂轮本身也会被磨削，修整的过程实际上是两个砂轮互相被磨削的过程，经过一个修整时间，粗粒度的副砂轮I被磨损了多少是每次都不同的，这就使得程序中相应的 某一步骤的磨削进刀量发生改变，导致最终成型不是目标形貌，不可以实现复制效果。4、拆装复杂由于现有的砂轮修磨机体积较大，不宜在机床上直接对砂轮进行修磨，需要将机床上的砂轮取下再到砂轮修磨机上进行修磨，较为麻烦。而且，对于一些型号的机床，砂轮的主轴不能同砂轮一起卸下，将修磨后的砂轮再装到机床上进行修磨还需要对砂轮进行高装夹精度的二次定位，以保证砂轮的同轴度，否则会引起加工精度的明显下降。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种精度高、效率高的修砂轮的砂轮修磨机。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种砂轮修磨机，包括发射激光的激光器以及控制激光束的焦点进给运动的轨迹的控制器。优选的，所述砂轮修磨机还包括一用于校准激光束与砂轮相对位置的校准装置。对于直接使用砂轮修磨机对机床上的砂轮修磨的方式来说，提供一个位置校准装置，使激光束的位置处于最佳的切削位置，从而有利于提供加工的精度和效率。 优选的，所述控制器包括用于控制所述激光束的方向与所述砂轮的目标表面相切的光路控制装置。光路控制装置可以有效的控制激光束的焦点作进给运动，达到精确的加工目的。优选的，所述光路控制装置包括用于反射激光束使激光束入射到砂轮的待加工表面上的扫描振镜，所述激光束在扫描振镜上的反射点处于所述砂轮中心所在的回转平面上。利用扫描振镜控制激光束焦点的移动，该方式较为简单，同时，扫描振镜由于离砂轮较远，不会激光束偏离角度不大，不影响加工的精度。优选的，所述光路控制装置包括用于控制激光器在X方向上移动的X轴以及控制激光器在Y方向上移动的Y轴，所述激光器在XY平面上移动，所述XY平面与砂轮的回转平面垂直，所述激光器发出的激光束的入射方向与所述砂轮的回转平面平行。通过X轴、Y轴可以精确的控制激光器的位置，从而可以精确的控制激光束的入射点，并且使激光束始终平行于砂轮的回转平面。优选的，所述控制器还包括用于接收输入的轨迹图形的轨迹图形输入模块以及用于将轨迹图形转换为控制器的控制信号的信号转换模块。可实现自动加工，并且实现精确曲面轮廓的加工。优选的，还包括一用于驱动砂轮作回转运动的主轴及固定砂轮的夹持机构。可以在砂轮修磨机上直接进行砂轮的加工。优选的，还包括一用于对待修砂轮进行粗磨的粗砂轮。提高修磨效率。优选的，所述激光器为红外激光器。红外光容易实施，成本低。优选的，所述激光器为紫外激光器。紫外光的切削效果较好。本技术由于利用配置有激光器的砂轮修磨机对砂轮进行修磨，进而可以通过设置在砂轮修磨机上的控制器精确的控制激光束的切削轨迹，实现对砂轮进行精确的修磨，可以准确获得所需砂轮磨削部分的曲面，避免了人工修磨造成的误差，对于一些用于加工精密刀具如PCB微钻的砂轮来说，砂轮所需要的曲面加工精度能够通过精确控制激光束切削轨迹，以及激光束的进给速度等方式，获得精确的曲面形状，提高砂轮边缘处曲面的精度和质量；同时，激光焦点所到之处均可以确保砂轮被切削掉，而激光束本身不会被破坏，不会使得激光切削轨迹缺失，使得在修磨过程中，激光对砂轮的切削量不会产生误差，也就是说，切削的误差也将会降到更低，进一步提高了砂轮的修磨精度，对于同一种规格的砂轮，可以通过程序化的方式，实现批量的修磨，多个砂轮之间保持极好的一致性；另外，可以将砂轮修磨机直接在机床上对砂轮进行修磨，避免了砂轮二次装夹造成的定位误差，从而提高机床加工微型刀具的精度。本技术中，激光修磨砂轮的方式速度较快，提高了修磨砂轮的工作效率，同时，节省了人工修磨的成本。附图说明图I是现有修磨砂轮的方式示意图，图2是砂轮所要修磨的部分及预定曲面的形状， 图3是砂轮所要修磨的预定曲面的截面轮廓，图4是加工回转体的方式示意图，图5是本技术实施例激光修磨砂轮的示意图，图6是本技术实施例激光修磨砂轮的示意图，图7是本技术实施例激光修磨砂轮的示意图，图8是本技术实施例中激光修磨砂轮的一种激光焦点轨迹图形，图9是本技术实施例中激光修磨砂轮的第二种激光焦点轨迹图形，图10是本技术实施例中激光修磨砂轮的第三种激光焦点轨迹图形，图11是本技术另一种实施方式激光修磨砂轮的示意图。其中1、副砂轮，7、切削平面，10、激光束，11、激光器、12、扫描振镜，13、聚焦透镜，20、砂轮、21、轮廓，22、预定轨迹，24、目标表面，25、待加工表面，27、待削部分，30、控制器。具体实施方式本技术提供一种砂轮修磨机，同时提供激光修磨砂轮的方法以及，所述砂轮修磨机包括包括发射激光的激光器以及控制激光束的焦点进给运动的轨迹的控制器；所述包括步骤采用激光对待修砂轮上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种砂轮修磨机，其特征在于，包括发射激光的激光器以及控制激光束的焦点进给运动的轨迹的控制器。2.如权利要求I所述的一种砂轮修磨机，其特征在于，所述砂轮修磨机还包括一用于校准激光束与待修砂轮相对位置的校准装置。3.如权利要求I所述的一种砂轮修磨机，其特征在于，所述控制器包括用于控制所述激光束的方向与所述砂轮的目标表面相切的光路控制装置。4.如权利要求3所述的一种砂轮修磨机，其特征在于，所述光路控制装置包括用于反射激光束使激光束入射到砂轮的待加工表面上的扫描振镜，所述激光束在扫描振镜上的反射点处于所述砂轮所在的回转平面上。5.如权利要求3所述的一种砂轮修磨机，其特征在于，所述光路控制装置包括用于控制激光器在X方向上移动的X轴以及控制激光器在Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉学广，
申请(专利权)人：深圳市金洲精工科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：