装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于微径铣刀装配技术领域，具体涉及装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置。


背景技术：

[0002]
在微电子工业、生物医学设备、电子通讯、精密仪器、航空航天等领域，对具有一定形状精度、尺寸精度和表面质量要求的微小型器件和结构的需求突飞猛进。微铣削加工以其加工效率高、能够加工复杂的三维曲面等优点成为加工高精度微小型零件的主要技术之一。为了获得超高加工精度和超光滑加工表面的工件，高精度的金刚石微铣刀是必须具备的条件。
[0003]
目前，单刃金刚石微铣刀的刀头装夹方法主要有焊接式和机械装夹式两种，其中机械装夹式的金刚石微铣刀有装配定位精度高、方便拆卸、刀刃磨损后容易修磨等优点，但难点在于铣刀片的刀头回转轴心线与刀柄回转轴心线的准确重合。如何在狭小空间内获取微小铣刀片的尺寸信息并确定与刀柄间的相对位置关系，以及如何在装配过程中避免各方向运动的相互干涉，这些技术问题进一步增加了高精度对准装配的难度。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置。
[0005]
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置，包括：正交设置的水平数字相机、垂直数字相机，相机调节机构，刀柄移动机构，以及铣刀片移动机构；其中所述相机调节机构适于分别调节水平数字相机和垂直数字相机的位置，以使水平数字相机和垂直数字相机的焦点处于同一位置；所述刀柄移动机构适于驱动刀柄移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动刀柄移动至铣刀片下方；以及所述铣刀片移动机构适于驱动铣刀片移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动铣刀片装配至刀柄上。
[0006]
进一步，所述相机调节机构包括：水平相机调节子机构和垂直相机调节子机构；所述水平相机调节子机构适于调节水平数字相机的位置；以及所述垂直相机调节子机构适于调节垂直数字相机的位置。
[0007]
进一步，所述水平相机调节子机构包括：位于一底座上的第一立柱，位于该第一立柱上的第一垂直调焦手轮，位于该垂直调焦手轮上的水平调焦手轮，以及位于该水平调焦手轮上的水平支架；所述水平数字相机位于所述水平支架上。
[0008]
进一步，所述垂直相机调节子机构包括：位于所述底座上的第二立柱，位于该第二立柱上的第二垂直调焦手轮，位于该第二垂直调焦手轮上的垂直支架；所述垂直数字相机位于所述垂直支架上。
[0009]
进一步，所述刀柄移动机构包括：三维移动平台，位于该三维移动平台上的转动平台，位于该转动平台上的调平台，位于该调平台上的载物台，以及位于该载物台上的夹具；
所述夹具适于夹持刀柄。
[0010]
进一步，所述铣刀片移动机构包括：第二三维移动平台，位于该第二三维移动平台上的第二转动平台，位于该第二转动平台上的第二调平台，位于该第二调平台上的第二载物台，以及位于该第二载物台上的压板；所述压板适于将铣刀片装配至刀柄上。
[0011]
进一步，水平数字相机的顶部设有2倍物镜。
[0012]
进一步，所述夹具包括：双头螺栓和设置在双头螺栓一端的弹性夹头；所述弹性夹头适于夹持刀柄。
[0013]
进一步，所述底座上设有可调光源。
[0014]
又一方面，本实用新型还提供了一种装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置的工作方法，包括：正交设置水平数字相机、垂直数字相机；通过相机调节机构分别调节水平数字相机和垂直数字相机的位置，以使水平数字相机和垂直数字相机的焦点处于同一位置；通过刀柄移动机构驱动刀柄移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动刀柄移动至铣刀片下方；以及通过铣刀片移动机构驱动铣刀片移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动铣刀片装配至刀柄上。
[0015]
本实用新型的有益效果是，本实用新型的光学对准装置通过正交设置的水平数字相机和垂直数字相机将正交两个方向的图像信息共同协调处理，即可将刀柄和铣刀片的三维特征映射到二维平面上，有效减少装配过程中由于信息缺失而容易出现定位误差的技术问题；同时通过刀柄移动机构和铣刀片移动机构，能够快速高效地实现刀柄和铣刀片的精准装配。
附图说明
[0016]
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0017]
图1是本实用新型的光学对准装置的相机调节机构的结构示意图；
[0018]
图2是本实用新型的光学对准装置的刀柄移动机构和铣刀片移动机构的结构示意图；
[0019]
图3是本实用新型的光学对准装置的结构示意图。
[0020]
其中：
[0021]
底座10、可调光源11、水平数字相机20、第一立柱21、第一垂直调焦手轮22、水平调焦手轮23、水平支架24、垂直数字相机30、第二立柱31、第二垂直调焦手轮32、垂直支架33、刀柄移动机构40、第一三维移动平台41、第一转动平台42、第一调平台43、第一载物台44、夹具45、双头螺栓450、弹性夹头451、铣刀片移动机构50、第二三维移动平台51、第二转动平台52、第二调平台53、第二载物台54、压板55、刀柄60、铣刀片70。
具体实施方式
[0022]
现在结合附图对本实用新型的结构作进一步详细的说明。
[0023]
实施例1
[0024]
如图1至图3所示，本实施例1提供了一种装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置，包括：正交设置的水平数字相机20、垂直数字相机30，相机调节机构，刀柄移动机构40，以及铣刀片移动机构50；其中所述相机调节机构适于分别调节水平数字相机20和垂直数字相机30
的位置，以使水平数字相机20和垂直数字相机30的焦点处于同一位置；所述刀柄移动机构40适于驱动刀柄60移动至水平数字相机20和垂直数字相机30的视野内，并驱动刀柄60移动至铣刀片70下方；以及所述铣刀片移动机构50适于驱动铣刀片70移动至水平数字相机20和垂直数字相机30的视野内，并驱动铣刀片70装配至刀柄60上。
[0025]
具体的，本实施例的光学对准装置通过正交设置的水平数字相机20和垂直数字相机30将正交两个方向的图像信息共同协调处理，即可将刀柄60和铣刀片70的三维特征映射到二维平面上，有效减少装配过程中由于信息缺失而容易出现定位误差的技术问题；同时通过刀柄移动机构40和铣刀片移动机构50，能够快速高效地实现刀柄60和铣刀片70的精准装配。
[0026]
具体的，所述水平数字相机20和垂直数字相机30均例如但不限于采用ccd数字相机。
[0027]
在本实施例中，所述相机调节机构包括：水平相机调节子机构和垂直相机调节子机构；所述水平相机调节子机构适于调节水平数字相机20的位置；以及所述垂直相机调节子机构适于调节垂直数字相机30的位置。
[0028]
作为水平相机调节子机构的一种实施方式。
[0029]
所述水平相机调节子机构包括：位于一底座10上的第一立柱21，位于该第一立柱21上的第一垂直调焦手轮22，位于该垂直调焦手轮22上的水平调焦手轮23，以及位于该水平调焦手轮23上的水平支架24；所述水平数字相机20位于所述水平支架24上。
[0030]
具体的，通过第一垂直调焦手轮22可以调节水平调焦手轮23的垂直高度，通过水平调焦手轮23可以调节水平支架24距离第一立柱21的水平距离，即通过第一垂直调焦手轮22和水平调焦手轮23可以调节水平数字相机20的垂直高度和距离第一立柱21的水平距离。
[0031]
作为垂直相机调节子机构的一种实施方式。
[0032]
所述垂直相机调节子机构包括：位于所述底座10上的第二立柱31，位于该第二立柱31上的第二垂直调焦手轮32，位于该第二垂直调焦手轮32上的垂直支架33；所述垂直数字相机30位于所述垂直支架33上。
[0033]
具体的，通过第二垂直调焦手轮32可以调节垂直支架33的垂直高度，即调节垂直数字相机30的垂直高度。
[0034]
具体的，通过水平相机调节子机构和垂直相机调节子机构分别调节水平数字相机20、垂直数字相机30的位置，以使水平数字相机20和垂直数字相机30的焦点处于同一位置。
[0035]
作为刀柄移动机构40的一种实施方式。
[0036]
所述刀柄移动机构40包括：第一三维移动平台41，位于该第一三维移动平台41上的第一转动平台42，位于该第一转动平台42上的第一调平台43，位于该第一调平台43上的第一载物台44，以及位于该第一载物台44上的夹具45；所述夹具45适于夹持刀柄60。
[0037]
具体的，通过第一三维移动平台41调节第一转动平台42的位置，通过第一转动平台42调节第一调平台的位置43，通过第一调平台43调节第一载物台44和位于第一载物台44上的夹具45的位置，从而调节刀柄60的位置。
[0038]
作为铣刀片移动机构50的一种实施方式。
[0039]
所述铣刀片移动机构50包括：第二三维移动平台51，位于该第二三维移动平台51上的第二转动平台52，位于该第二转动平台52上的第二调平台53，位于该第二调平台53上
的第二载物台54，以及位于该第二载物台54上的压板55；所述压板55适于将铣刀片70装配至刀柄60上。
[0040]
具体的，通过第二三维移动平台51调节第二转动平台52的位置，通过第二转动平台52调节第二调平台53的位置，通过第二调平台53调节第二载物台54和位于第二载物台54上的压板55的位置，从而调节铣刀70的位置。
[0041]
当刀柄60位于铣刀片70下方时，通过所述压板55和紧固件(如螺丝等)将铣刀片70装配至刀柄60上。
[0042]
具体的，水平数字相机20的顶部设有2倍物镜。
[0043]
具体的，所述夹具45包括：双头螺栓450和设置在双头螺栓450一端的弹性夹头451；所述弹性夹头451适于夹持刀柄60。
[0044]
所述底座10上设有可调光源11。
[0045]
具体的，所述可调光源11适于在刀柄60与铣刀片70的装配过程中提供照明，并根据环境光线强度调节照明亮度。
[0046]
实施例2
[0047]
在实施例1的基础上，本实施例2提供了一种装夹式金刚石微铣刀的光学对准装置的工作方法，包括：正交设置水平数字相机、垂直数字相机；通过相机调节机构分别调节水平数字相机和垂直数字相机的位置，以使水平数字相机和垂直数字相机的焦点处于同一位置；通过刀柄移动机构驱动刀柄移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动刀柄移动至铣刀片下方；以及通过铣刀片移动机构驱动铣刀片移动至水平数字相机和垂直数字相机的视野内，并驱动铣刀片装配至刀柄上。
[0048]
具体的，本光学对准装置的工作方法是：设置水平数字相机和垂直数字相机的位置，使水平数字相机和垂直数字相机的焦点处于同一位置，然后将刀柄安装在弹性夹头上，将铣刀片夹装在压板下方，并通过刀柄移动机构和铣刀片移动机构，将刀柄和铣刀片均置于水平数字相机和垂直数字相机的视野内；通过刀柄移动机构驱动刀柄移动至铣刀片下方，最后通过压板将铣刀片装配至刀柄上。
[0049]
本实施例2中提及的光学对准装置的具体结构和工作原理见实施例1中的描述，此处不作赘述。
[0050]
综上所述，本光学对准装置通过正交设置的水平数字相机和垂直数字相机将正交两个方向的图像信息共同协调处理，即可将刀柄和铣刀片的三维特征映射到二维平面上，有效减少装配过程中由于信息缺失而容易出现定位误差的技术问题；同时通过刀柄移动机构和铣刀片移动机构，能够快速高效地实现刀柄和铣刀片的精准装配。
[0051]
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。