一種大氣等離子體射流加工對刀方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精密光學(xué)加工領(lǐng)域，特別是一種大氣等離子體射流加工對刀方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用大氣等離子體加工方法加工光學(xué)鏡片，去除速率高，而且不產(chǎn)生亞表層損傷，屬于與一種無亞表層損傷加工方法，這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)高精度曲面加工，采用大氣等離子體加工方法加工工件時(shí)，首先要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對刀。
[0003]加工工件時(shí)，該方法的工作氣體產(chǎn)生等離子體射流，噴射到工件表面，從而實(shí)現(xiàn)加工。然而，由于等離子體射流是一種流體，無法采用傳統(tǒng)的接觸式對刀，而且由于其存在多種活性粒子，存在光子激發(fā)，具有特定的光譜特性，也無法采用光電式對刀方式。
[0004]因此，如何解決大氣等離子體射流的對刀問題，如何開發(fā)設(shè)計(jì)一種可以準(zhǔn)確得到等離子體射流的中心、完成射流對刀的大氣等離子體射流加工對刀方法是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決大氣等離子體射流的對刀問題，也是為了滿足對能夠準(zhǔn)確得到等離子體射流的中心、完成射流對刀的大氣等離子體射流加工對刀方法的需求，提出了一種大氣等離子體射流加工對刀裝置。
[0006]—種大氣等離子體射流加工對刀方法，該方法是基于機(jī)床5實(shí)現(xiàn)的，機(jī)床5包括機(jī)床控制系統(tǒng)5-1和等離子體射流發(fā)射裝置5-2 ;機(jī)床控制系統(tǒng)5-1用于記錄機(jī)床5的工作臺的移動距離；等離子體射流發(fā)射裝置5-2位于機(jī)床5的工作臺上方；
[0007]該方法包括下述步驟:
[0008]步驟一、組裝大氣等離子體射流加工對刀裝置；
[0009]步驟二、安裝大氣等離子體射流加工對刀裝置；
[0010]步驟三、等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射等離子體射流，調(diào)節(jié)機(jī)床5工作臺移動，使等離子體射流發(fā)射裝置5-2與通孔2-1發(fā)生相對運(yùn)動，壓強(qiáng)傳感器4記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)5-1記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2的X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離，并根據(jù)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離獲得X軸方向射流位置X0和Y軸方向射流位置Y0 ;
[0011]步驟四、確定等離子體射流中心位置坐標(biāo)X0，Y0，完成對刀。
[0012]大氣等離子體射流加工對刀裝置，它包括基座1、熔石英片2、連接管3及壓強(qiáng)傳感器4 ；
[0013]基座1的上表面設(shè)有凹槽，熔石英片2固定設(shè)置在基座1的凹槽內(nèi)，熔石英片2的中心位置開設(shè)有通孔2-1 ;
[0014]基座1上表面開有通道1-4，通道1-4包括豎直通道1-4-1和水平通道1_4_2 ;豎直通道1-4-1和水平通道1-4-2構(gòu)成L型，豎直通道1-4-1的一端與所述通孔2_1連通，水平通道1-4-2的一端貫通基座1的外側(cè)面，且與連接管3的一端連通；連接管3的另一端設(shè)置有壓強(qiáng)傳感器4 ;壓強(qiáng)傳感器4用于記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2的等離子體射流的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，并將該等離子體射流的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)發(fā)送至機(jī)床控制系統(tǒng)5-1。
[0015]—種大氣等離子體射流加工對刀方法，步驟二中安裝大氣等離子體射流加工對刀裝置，其具體安裝方法為:
[0016]將大氣等離子體射流加工對刀裝置的基座1固定在機(jī)床5的工作臺上，使等離子體射流發(fā)射裝置5-2設(shè)置在所述熔石英片2的通孔2-1的上方，且位于以通孔2-1的中心為圓心的直徑10mm的圓形范圍內(nèi)。
[0017]—種大氣等離子體射流加工對刀方法，步驟三中等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射等離子體射流，調(diào)節(jié)機(jī)床5工作臺移動，使等離子體射流發(fā)射裝置5-2與通孔2-1發(fā)生相對運(yùn)動，壓強(qiáng)傳感器4記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)5-1記錄大氣等離子體射流加工對刀裝置的X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離，并根據(jù)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離獲得X軸方向射流位置X0和Y軸方向射流位置Y0，其具體過程為:
[0018]等離子體射流發(fā)射裝置5-2與熔石英片2上的通孔2-1先沿X軸方向相對運(yùn)動，同時(shí)壓強(qiáng)傳感器4記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)5-1記錄機(jī)床5的工作臺的X軸向運(yùn)動距離，即大氣等離子體射流加工對刀裝置的X軸向運(yùn)動距離；機(jī)床5的機(jī)床控制系統(tǒng)5-1根據(jù)記錄的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和大氣等離子體射流加工對刀裝置的X軸向運(yùn)動距離，繪制X軸方向壓強(qiáng)-位置曲線，并根據(jù)求取最大值法獲得所述X軸方向壓強(qiáng)-位置曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的X坐標(biāo)，即為X軸方向射流位置X0 ;該X軸方向射流位置X0為壓強(qiáng)最大值對應(yīng)的X軸向運(yùn)動距離的值；
[0019]然后，等離子體射流發(fā)射裝置5-2與熔石英片2上的通孔2-1再沿Y軸方向相對運(yùn)動，同時(shí)壓強(qiáng)傳感器4記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)5-1記錄機(jī)床5的工作臺的Y軸向運(yùn)動距離，即大氣等離子體射流加工對刀裝置的Y軸向運(yùn)動距離；機(jī)床5的機(jī)床控制系統(tǒng)5-1根據(jù)記錄的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)和大氣等離子體射流加工對刀裝置的Y軸向運(yùn)動距離，繪制Y軸方向壓強(qiáng)-位置曲線，并根據(jù)求取最大值法獲得所述Y軸方向壓強(qiáng)-位置曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的Y坐標(biāo)，即為Y軸方向射流位置Y0 ;該Y軸方向射流位置Y0為壓強(qiáng)最大值對應(yīng)的Y軸向運(yùn)動距離的值。
[0020]基座1內(nèi)設(shè)有冷卻腔1-3，且位于通道1-4的下方；基座1外側(cè)面設(shè)有與冷卻腔1-3連通的進(jìn)水口 l-ι和出水口 1-2 ;冷卻腔1-3用于通入冷水，冷卻熔石英片2 ;進(jìn)水口 1-1和出水口 1-2用于使冷水從冷卻腔1-3進(jìn)出。
[0021]所述通孔2-1的直徑為0.5mm-2mm。
[0022]本發(fā)明的有益效果在于:
[0023]1.本發(fā)明是一種非接觸式的對刀方法，步驟一、組裝大氣等離子體射流加工對刀裝置；步驟二、安裝大氣等離子體射流加工對刀裝置和等離子體射流發(fā)射裝置；步驟三、等離子體射流發(fā)射裝置發(fā)射等離子體射流，調(diào)節(jié)機(jī)床工作臺移動，使等離子體射流發(fā)射裝置與通孔發(fā)生相對運(yùn)動，壓強(qiáng)傳感器記錄等離子體射流發(fā)射裝置發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)記錄大氣等離子體射流加工對刀裝置的X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離，并根據(jù)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離獲得X軸方向射流位置X0和Y軸方向射流位置Y0;步驟四、確定等離子體射流中心位置坐標(biāo)(xo，Y0)，完成對刀。
[0024]該方法中，基座放置在機(jī)床的工作臺上，并隨工作臺移動。工作臺移動，使等離子體射流發(fā)射裝置設(shè)置在所述熔石英片的通孔的上方，且位于以通孔的中心為圓心的直徑10_的圓形范圍內(nèi)；等離子體射流發(fā)射裝置工作，發(fā)射出等離子體射流，壓強(qiáng)傳感器記錄等離子體射流的壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，并將該壓強(qiáng)數(shù)據(jù)發(fā)送至機(jī)床控制系統(tǒng)；然后工作臺先進(jìn)行X軸向運(yùn)動，再進(jìn)行Y軸向運(yùn)動，機(jī)床控制系統(tǒng)記錄工作臺的X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離，機(jī)床控制系統(tǒng)繪制X軸方向壓強(qiáng)-位置曲線和Y軸方向壓強(qiáng)-位置曲線，并根據(jù)求取最大值法獲得所述X軸方向壓強(qiáng)-位置曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的X坐標(biāo)，即為X軸方向射流位置X0和所述Y軸方向壓強(qiáng)-位置曲線最高點(diǎn)對應(yīng)的Y坐標(biāo)，即為Y軸方向射流位置Y0，坐標(biāo)(X0，Y0)即為等離子體射流中心位置坐標(biāo)，完成了大氣等離子體射流的對刀，解決了大氣等離子體射流的對刀問題。
[0025]2.由于在基座內(nèi)下部設(shè)有冷卻腔，使得本發(fā)明的方法能夠應(yīng)用在多種溫度等離子體射流對刀中；通過后續(xù)數(shù)據(jù)處理，使得組裝大氣等離子體射流加工對刀裝置重復(fù)性較好，能夠保證對刀的重復(fù)定位精度為0.2mm。
[0026]3.本發(fā)明基于其流體特性，利用了其射流壓強(qiáng)分布特點(diǎn)，可以準(zhǔn)確得到等離子體射流的中心，完成射流對刀。
[0027]4.本發(fā)明采用常見的壓強(qiáng)傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，有利于實(shí)現(xiàn)商品化。。
[0028]本發(fā)明適用于其他需要對刀的場合。
【附圖說明】
[0029]圖1為一種大氣等離子體射流加工對刀方法的流程圖；
[0030]圖2為大氣等離子體射流加工對刀裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3為圖2的A-A剖視圖；
[0032]圖4為圖2的使用演示圖；
[0033]圖5為X軸方向壓強(qiáng)一位置曲線圖；
[0034]圖6為Y軸方向壓強(qiáng)一位置曲線圖；
[0035]圖7為一種大氣等離子體射流加工對刀裝置的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0036]其中:1_基座；1-1-進(jìn)水口 ；1-2-出水口 ； 1-3-冷卻腔；1_4_通道；2_熔石英片；
2-1-通孔；3_連接管；4_壓強(qiáng)傳感器；5_機(jī)床；5-1_機(jī)床控制系統(tǒng)；5-2_等離子體射流發(fā)射裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0037]【具體實(shí)施方式】一、參照圖1至圖7具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種大氣等離子體射流加工對刀方法，該方法是基于機(jī)床5實(shí)現(xiàn)的，機(jī)床5包括機(jī)床控制系統(tǒng)5-1和等離子體射流發(fā)射裝置5-2 ;機(jī)床控制系統(tǒng)5-1用于記錄機(jī)床5的工作臺的移動距離；等離子體射流發(fā)射裝置5-2位于機(jī)床5的工作臺上方；
[0038]該方法包括下述步驟:
[0039]步驟一、組裝大氣等離子體射流加工對刀裝置；
[0040]步驟二、安裝大氣等離子體射流加工對刀裝置；
[0041]步驟三、等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射等離子體射流，調(diào)節(jié)機(jī)床5工作臺移動，使等離子體射流發(fā)射裝置5-2與通孔2-1發(fā)生相對運(yùn)動，壓強(qiáng)傳感器4記錄等離子體射流發(fā)射裝置5-2發(fā)射的等離子體射流產(chǎn)生壓強(qiáng)數(shù)據(jù)，機(jī)床控制系統(tǒng)5-1記錄大氣等離子體射流加工對刀裝置的X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離，并根據(jù)壓強(qiáng)數(shù)據(jù)、X軸向運(yùn)動距離和Y軸向運(yùn)動距離獲得X軸方向射流位置X0和Y軸方向射流位置Y0 ;
[0042]步驟四、確定等離子體射流中心位置坐標(biāo)(X0，Y0)，完成對刀。
[0043]【具體實(shí)施方式】二、參照圖2至圖4具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對實(shí)施方式一所述的一種大氣等離子體射流加工對刀方法的進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，大氣等離子體射流加工對刀裝置，它包括基座1、熔石英片2、連接管3及壓強(qiáng)傳感器