一种抛光盘在位测量修整快速对刀装置的制作方法

本实用新型涉及薄片晶体抛光加工设备领域，特别是涉及一种抛光盘在位测量修整快速对刀装置。

背景技术：

蓝宝石窗口、硅片、激光晶片和kdp晶体等平面构件被广泛应用于现代光学、微电子、航空航天等领域，市场庞大，并且持续增长的潜力十分巨大。此类平面构件属于典型大径厚比结构的难加工元件，需要采取抛光加工的方法来获得较高的面形精度，采用抛光盘面形测量系统对抛光盘面形进行准确测量，既可以及时掌握抛光盘面形，准确判定修整时机，同时也可以反映修整效果，提供平面工件的加工精度。

传统的薄片晶体抛光加工设备不涉及抛光盘的在位测量与修整，抛光盘的修整主要是用修整机构进行修面，待修整的抛光盘需要卸载后又重新安装，此过程中存在工序多、修整时间长、修整面型精度差和效率低等不足。

技术实现要素：

针对传统晶体材料抛光过程中抛光盘的修整存在的精度差、时间长、工序多和效率低的问题，本实用新型以抛光机床为依托，提出了一种快速高效地对抛光盘进行在位测量修整的对刀装置，以提高抛光盘的修整效率和修整精度。

由于对刀的过程实质是统一测量(测头)坐标和车刀坐标的过程，因此实用新型采用的一个技术方案是：提供一种抛光盘在位测量修整快速对刀装置，包括：固定座，以及设置在固定座内的对刀块、移动调整装置和锁紧装置，所述对刀块固定在移动调整装置上，所述移动调整装置用于调节所述对刀块的垂向位置和水平向位置，所述锁紧装置设置在所述移动调整装置的下方用于锁止所述移动调整装置。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述移动调整装置包括垂向移动滑台和水平向微调滑台，所述水平向微调滑台设置在所述垂向移动滑台上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述固定座内垂直对称设置有一组导轨，所述导轨上均设有滑块，所述垂向移动滑台位于所述一组导轨之间，并与所述滑块固定连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述垂向移动滑台的底部下方固定有导柱，所述导柱的下端伸入在锁紧装置内，通过旋动所述锁紧装置上的锁柄能够锁止所述导柱。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述导柱上还套装有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端与垂向移动滑台固定连接，下端与锁紧装置固定连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述水平向微调滑台包括底座、设置在所述底座滑槽内的微调滑块、以及与所述微调滑块连接的微调旋钮，所述底座固定在垂向移动滑台上。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述微调滑块的上端面上开设有凹槽，所述对刀块固定在所述凹槽内。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述固定座内还设有防撞弹簧柱塞，所述防撞弹簧柱塞分别位于所述滑块的上方和下方，用于对所述滑块在导轨上的上下移动进行限位。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述对刀块为中部开设有v型槽的v型对刀块。

在本实用新型一个较佳实施例中，采用上述抛光盘在位测量修整快速对刀装置进行对刀，包括如下步骤：

s1、安装对刀装置：将对刀装置安装在抛光盘上，采用水平仪使对刀块上平面水平；

s2、确定车刀刀尖z轴相对坐标：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至180°位置，即正对车刀位置，控制车刀刀尖接触对刀块上平面，并下压5～10mm，转动锁紧装置上的锁柄，锁止垂向移动滑台以锁定对刀块位置，系统设定此时车刀的z轴相对坐标z＝0；

s3、测头的z轴位置对刀：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至45°位置，控制测头接触对刀块上平面，系统设定此时测头的z轴相对坐标z＝0，实现测头和车刀在z轴方向上的相对坐标系的统一；

s4、确定车刀刀尖y轴绝对坐标：控制抛光盘带动对刀装置旋转至180°位置，通过控制车刀和水平向微调滑台的移动，使车刀刀尖与对刀块内的v型槽的一侧壁接触，系统记录此时车刀的z轴相对坐标z1、车刀的y轴绝对坐标y1；

s5、测头的x轴位置对刀：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至45°位置，控制测头沿z轴向下移动至z1位置，接着控制测头沿x轴正方向移动，至接触对刀块内v型槽一侧壁时停止，系统记录此时测头的x轴绝对坐标x1；

s6、统一测头x轴与车刀y轴：控制抛光盘带动对刀装置旋转至225°位置，控制测头沿z轴向下移动至z1位置，接着控制测头沿x轴负方向移动，至接触对刀块内v型槽一侧壁时停止，系统记录此时测头x轴绝对坐标x2；

测头x轴相对坐标值记为：其中x为测头x轴的相对坐标值，x为测头x轴的绝对坐标值；

车刀y轴的相对坐标记为：

其中y为车刀的y轴相对坐标值，y为车刀的y轴绝对坐标值，r为测头接触端的球头的半径；

至此实现了车刀y轴与测头x轴的相对坐标系统一，完成了车刀与测头的对刀过程。

本实用新型的有益效果是：本实用新型对刀装置采用对刀块、移动调整装置和锁紧装置相互配合的结构设计，通过移动调整装置能够实现对刀块的垂向(垂直于抛光盘的z向)位置调节、以及水平向(沿抛光盘的径向)位置调节，实现对抛光机床上的测头和车刀位置进行调整，使测头坐标与车刀坐标统一，即完成了抛光机床测量(测头)系统坐标与车刀系统坐标系的统一，从而为抛光盘的在位修整奠定了基础，为减少抛光盘修整工序、提高修整效率和修整精度起到积极作用。

附图说明

图1是本实用新型对刀装置的主视图；

图2是图1所示的对刀装置的轴侧视图；

图3是图1所示的对刀装置装夹在抛光机床上时的整体结构侧视图；

图4是图1所示的对刀装置装夹在抛光机床上时的整体结构俯视图；

附图中各部件的标记如下：1、固定座，2、对刀块，21、v型槽，3、移动调整装置，31、垂向移动滑台，32、水平向微调滑台，321、底座，3211、梯形滑槽，322、微调滑块，3221、凹槽，323、微调旋钮，4、锁紧装置，41、锁柄，5、导轨，6、滑块，7、导柱，8、压缩弹簧，9、防撞弹簧柱塞。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参考图1和图2，本实用新型实施例包括：

一种抛光盘在位测量修整快速对刀装置，包括：固定座1，以及设置在固定座1内的对刀块2、移动调整装置3和锁紧装置4，所述对刀块2固定在移动调整装置3上，所述移动调整装置2用于调节所述对刀块2的垂向位置和水平向位置，所述锁紧装置4固定在所述固定座1内底部并位于所述移动调整装置3的下方，用于锁止所述移动调整装置3。

其中，所述移动调整装置3包括垂向移动滑台31和水平向微调滑台32，所述水平向微调滑台32设置在所述垂向移动滑台31上。具体地，所述水平向微调滑台32包括底座321、微调滑块322和微调旋钮323，所述底座321的下端面固定在垂向移动滑台31上，所述底座321的上端面开设有与微调滑块322底部相匹配的梯形滑槽3211，所述微调旋钮323连接在所述微调滑块322的侧壁上，通过高精度螺纹调节所述微调滑块322在所述梯形滑槽3211上的水平移动位置；所述微调滑块322的上端面上开设有凹槽3221，所述对刀块2固定在所述凹槽3221内，所述对刀块2为中部开设有v型槽21的v型对刀块。

继续参考图1、图2，所述固定座1内底部上垂直对称固定有一组导轨5，所述导轨5上均设有能够沿着导轨5上下移动的滑块6，所述垂向移动滑台31位于所述一组导轨之间，并与所述滑块6固定连接；所述垂向移动滑台31的底部下方固定有导柱7，所述导柱7上套装有压缩弹簧8，所述压缩弹簧8的上端固定在垂向移动滑台31底部、下端固定在锁紧装置4内；所述导轨5、滑块6用于对所述垂向移动滑台31的垂向移动进行导向，所述压缩弹簧8在所述垂向移动滑台31下移时发生压缩，为垂向移动滑台31提供回弹支持力，当所述锁紧装置4对所述导柱7解锁时，所述压缩弹簧8能够驱动所述垂向移动滑台31复位；

所述导柱7的下端伸入在锁紧装置4内，通过旋动所述锁紧装置4上的锁柄41可以锁止固定所述导柱7，进而对所述垂向移动滑台31锁止，实现锁定对刀块2位置的目的；所述锁紧装置4可以采用机械锁或者电磁锁，采用机械锁时，设置在锁紧装置4内部的锁块通过锁柄41带动伸缩，伸出时锁止导柱7、收缩时与导柱7分离以释放导柱7；采用电磁锁时，设置在锁紧装置4内的电磁块得电时锁止导柱7，失电时释放导柱7。

本实施例中，所述固定座1内底部、顶部上均安装有防撞弹簧柱塞9，所述防撞弹簧柱塞9分别位于所述滑块6的上方和下方，用于对所述滑块6在导轨5上的上下移动进行限位。

下面结合抛光机床，进一步介绍采用所述对刀装置进行对刀的方法，参考图3、图4，所述对刀方法包括如下步骤：

s1、安装对刀装置：将对刀装置安装在抛光盘上，所述对刀装置的固定座1的底部上开设有螺纹孔，可通过螺丝连接方式将所述对刀装置固定在抛光盘上，并采用水平仪进行测量，确保对刀块2的上平面水平；

s2、确定车刀刀尖z轴相对坐标：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至180°位置，即正对车刀位置，控制车刀沿y轴正方向移动，至车刀刀尖位于对刀块2上平面上方处停止，继续控制车刀沿z轴向下移动，至车刀刀尖接触对刀块2上平面，继续下压5～10mm后停止，转动锁紧装置4上的锁柄41，锁止垂向移动滑台31以锁定对刀块2的位置，系统设定此时车刀的z轴相对坐标z＝0，坐标转换完成后，控制车刀沿z轴向上移动，使车刀刀尖与对刀块2分离；

s3、测头的z轴位置对刀：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至45°位置，控制测头沿x轴方向移动至测头位于对刀块2上平面上方处停止，继续控制测头沿z轴向下移动，至测头接触到对刀块2上平面时系统接收到触发信号，系统设定此时测头的z轴相对坐标z＝0，即实现了测头和车刀在z轴方向上的相对坐标系的统一；

s4、确定车刀刀尖y轴绝对坐标：控制抛光盘带动对刀装置旋转至180°位置，控制车刀沿y轴负方向移动，至车刀刀尖位于对刀块2内v型槽21上方处停止，继续控制车刀沿z轴向下移动，至车刀刀尖位于v型槽内，系统记录车刀的z轴相对坐标z1，转动微调旋钮323，使对刀块2沿抛光盘径向向圆心方向移动，使对刀块2内v型槽21的一侧壁与车刀刀尖接触后，锁紧微调旋钮323以锁定对刀块2的位置，系统记录此时车刀的y轴的绝对坐标y1，然后控制车刀沿z轴向上移动，使车刀刀尖与对刀块2分离；

s5、测头的x轴位置对刀：系统控制抛光盘带动对刀装置旋转至45°位置，控制测头沿x轴方向移动至测头位于对刀块2内v型槽21中心线上方，继续控制测头沿z轴向下移动至z1位置，继续控制测头沿x轴正方向移动至测头接触对刀块2内v型槽一侧壁时停止，此时系统接收到测头被触发的信号，系统记录下此时测头的x轴绝对坐标x1，然后控制测头沿z轴向上移动，使测头与对刀块2分离，使测头处于避免误触的安全位置；

s6、统一测头x轴与车刀y轴：控制抛光盘带动对刀装置旋转至225°位置，控制测头沿x轴方向移动至测头位于对刀块2内v型槽中心线上方，继续控制测头沿z轴向下移动至z1位置，继续控制测头沿x轴负方向移动至测头接触对刀块2内v型槽21侧壁，此时系统接收到测头被触发的信号，系统记录此时测头x轴绝对坐标x2；

测头x轴相对坐标值记为：其中x为测头x轴的相对坐标值，x为测头x轴的绝对坐标值；

车刀y轴的相对坐标记为：

其中y为车刀的y轴相对坐标值，y为车刀的y轴绝对坐标值，r为测头接触端的球头的半径；

至此实现了车刀y轴与测头x轴的相对坐标系统一，完成了车刀与测头的对刀过程。

综上所述，本实用新型通过对刀装置调整测头和车刀之间的位置关系，使测头坐标与车刀坐标统一，即完成了抛光机床测量(测头)系统坐标与车刀系统坐标系的统一，从而为抛光盘的在位修整奠定了基础，为减少抛光盘修整工序、提高修整效率和修整精度起到积极作用。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。