CN109531461A - 一种180度对接微球精密离线翻转装置及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微球翻转加工领域，更具体的是涉及一种180度对接微球精密离线翻转装置及操作方法。本发明提供的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其以滚珠丝杆滑台作为精密导向部件，六自由度快速安装夹具作为夹持元件，并结合气筒和吸嘴来固定微球，以水平和竖直两个方向的CCD图像传感器共同构成监视系统，结合一维滑台系统与三维滑台系统来实现微球180度精确无误地翻转，可以保证装置的重复定位精度，此外该发明具备操作简单、控制稳定、集成度较高等特点。本发明还提供了一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，该方法配合上述装置，对微球实现翻转加工，保证装置的重复定位精度，便于操作且控制稳定。

Description

一种180度对接微球精密离线翻转装置及操作方法
技术领域
本发明涉及微球翻转加工领域，更具体的是涉及一种180度对接微球精密离线翻转装置及操作方法。
背景技术
在对微球全表面加工和检测时，由于微球一次装夹只能加工大约半个微球表面，如果想加工另一半(装夹位置)的球面，那么必须设计全新的微球翻转装置，此装置不仅要能保证微球翻转过程中的转位精度，而且要保证装置的重复定位精度。通过这个装置，能准确地对微球进行全表面加工和检测。
在现有技术中，就微球的全表面加工和检测而言，目前的研究还没有趋于合理化。本发明就是针对这一问题而设计的，在对微球进行全表面加工和检测时，能实现微球精确翻转180度，并确保微球的空间重复定位精度及效率。通过这个装置，能准确地对微球进行全表面加工和检测。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种180度对接微球精密离线翻转装置及操作方法，可实现微球180度精确无误地翻转，可以保证装置的重复定位精度。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种180度对接微球精密离线翻转装置，用于微球的装夹和翻转；其包括基座以及设置在所述基座上的一维滑台系统、三维滑台系统、主CCD图像传感器系统和副CCD图像传感器系统；所述一维滑台系统和所述三维滑台系统可相互靠近或远离的相对设置；所述主CCD图像传感器系统和所述副CCD图像传感器系统分别设于所述所述一维滑台系统和所述三维滑台系统两侧，用于在竖直和水平两个方向上监视所述微球。
2.根据权利要求1所述的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其特征在于：所述一维滑台系统包括第一Y方向滑台、第一安装板、第一六自由度快速安装夹具)、第一定位片、第一气筒组成；所述第一气筒上设置有吸嘴；所述第一Y方向滑台水平安装于基座(1)上，所述第一安装板沿竖直方向安装于所述第一Y方向滑台的滑块上所述第一六自由度快速安装夹具通过螺栓固定在第一安装板上，所述第一定位片安装于所述第一六自由度快速安装夹具上，所述第一气筒安装于所述第一定位片远离所述第一六自由度快速安装夹具的一侧。
在本发明的一种具体实施方式中：
所述三维滑台系统由X方向滑台、第二Y方向滑台、Z方向滑台、第二六自由度快速安装夹具、第二定位片、第二气筒；所述第二六自由度快速安装夹具、第二定位片、第二气筒分别与所述第一六自由度快速安装夹具、第一定位片、第一气筒对应；所述第二气筒上设有吸嘴；所述的X方向滑台沿水平方向水平安装于所述基座上，所述第二Y方向滑台沿水平方向安装于所述X方向滑台的滑块上，所述Z方向滑台沿竖直方向安装于第二Y方向滑台的滑块上；所述第二六自由度快速安装夹具通过螺栓安装在Z方向滑台的滑块上；所述第二定位片安装于第二六自由度快速安装夹具上，所述第二气筒安装于所述第二定位片。
在本发明的一种具体实施方式中：
所述主CCD图像传感器系统由第一CCD图像传感器和第一安装支架组成，其中安装支架固定在基座上，所述第一CCD图像传感器沿竖直方向安装在所述第一安装支架上，并与所述一维滑台系统或三维滑台系统上的所述微球对应。
在本发明的一种具体实施方式中：
所述副CCD图像传感器系统由第二CCD图像传感器和第二安装支架组成，其中安装支架固定在基座上边，第二CCD图像传感器沿水平方向安装在第二安装支架上，并与所述一维滑台系统或三维滑台系统上的所述微球对应。
一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，其包括以下步骤：
首次装夹微球步骤：通过连接真空泵的吸嘴吸附微球；打开连接一维滑台系统的气筒的真空泵，将已经吸附在所述吸嘴上的所述微球靠近一维滑台系统上第一气筒的吸嘴；将所述微球转移到所述吸嘴上时，需要在主CCD图像传感器和副CCD图像传感器的监视下，调整所述微球中心与第一六自由度快速安装夹具的相对位置；调整一维滑台系统的第一Y方形滑台使所述微球的中心与基座的竖直中心轴在同一直线上，即完成首次装夹；
加工半球面步骤：将所述第一六自由度快速安装夹具连同第一气筒以及所述第一气筒包含的吸嘴从第一安装板上拆卸下来，并安装到加工机床上，待加工所述微球半球面完成后，将所述第一六自由度快速安装夹具拆卸下来，重新安装到所述第一安装板；
微球翻转加工另一半球面步骤：打开连接第二气筒的真空泵，将连接所述第一气筒的真空泵的吸力调小，在所述主CCD图像传感器、副CCD图像传感器的监视下，通过三维滑台系统调整吸嘴与所述第一六自由度快速安装夹具的相对位置一致，将吸嘴靠近所述微球，当微球从所述第一气筒吸嘴成功转移到所述第二气筒的吸嘴后，关闭连接所述第一气筒吸嘴的真空泵，调节一维滑台系统，使滑台往远离基座中心轴的方向移动，然后将第二六自由度快速安装夹具拆卸下来，安装到加工机床上，加工微球的另一半球面。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种180度对接微球精密离线翻转装置，其以滚珠丝杆滑台作为精密导向部件，六自由度快速安装夹具作为夹持元件，并结合气筒和吸嘴来固定微球，以水平和竖直两个方向的CCD图像传感器共同构成监视系统，结合一维滑台系统与三维滑台系统来实现微球180度精确无误地翻转，可以保证装置的重复定位精度，此外该发明具备操作简单、控制稳定、集成度较高等特点。
本发明还提供了一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，该方法配合上述180度对接微球精密离线翻转装置，对微球实现翻转加工，保证装置的重复定位精度，便于操作且控制稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例1中180度对接微球精密离线翻转装置第一视角的结构示意图；
图2是本发明实施例1中180度对接微球精密离线翻转装置第二视角的结构示意图。
图中标记为：基座1；一维滑台系统2；三维滑台系统3；主CCD图像传感器系统4；副CCD图像传感器系统5；第一Y方向滑台2-1；第一安装板2-2；第一六自由度快速安装夹具2-3；第一定位片2-4；第一气筒2-5；X方向滑台3-1；第二Y方向滑台3-2；Z方向滑台3-3；第二六自由度快速安装夹具3-4；第二定位片3-5；第二气筒3-6；第一CCD图像传感器4-1；第一安装支架4-2；第二CCD图像传感器5-1；第二安装支架5-2。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施方式的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”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，或者是该发明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发明和简化描述，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发明的限制。
实施例1
参考图1，图中为本实施例提供的一种180度对接微球精密离线翻转装置，可实现微球180度精确无误地翻转，可以保证装置的重复定位精度。
具体的，180度对接微球精密离线翻转装置包括基座1以及设置在基座1上的一维滑台系统2、三维滑台系统3、主CCD图像传感器系统4和副CCD图像传感器系统5；一维滑台系统2和三维滑台系统3可相互靠近或远离的相对设置；主CCD图像传感器系统4和副CCD图像传感器系统5分别设于一维滑台系统2和三维滑台系统3两侧，用于在竖直和水平两个方向上监视微球。一维滑台系统2、三维滑台系统3、主CCD图像传感器系统4和副CCD图像传感器系统5在基座1呈“十”字形设置。
进一步的，同时参考图2，一维滑台系统2包括第一Y方向滑台2-1、第一安装板2-2、第一六自由度快速安装夹具2-3、第一定位片2-4、第一气筒2-5组成；第一气筒2-5上设置有吸嘴；第一Y方向滑台2-1水平安装于基座1上，第一安装板2-2沿竖直方向安装于第一Y方向滑台2-1的滑块上第一六自由度快速安装夹具2-3通过螺栓固定在第一安装板2-2上，第一定位片2-4安装于第一六自由度快速安装夹具2-3上，第一气筒2-5安装于第一定位片2-4远离第一六自由度快速安装夹具2-3的一侧。
更进一步的，三维滑台系统3由X方向滑台3-1、第二Y方向滑台3-2、Z方向滑台3-3、第二六自由度快速安装夹具3-4、第二定位片3-5、第二气筒3-6；第二六自由度快速安装夹具3-4、第二定位片3-5、第二气筒3-6分别与第一六自由度快速安装夹具2-3、第一定位片2-4、第一气筒2-5对应；第二气筒3-6上设有吸嘴；的X方向滑台3-1沿水平方向水平安装于基座1上，第二Y方向滑台3-2沿水平方向安装于X方向滑台3-1的滑块上，Z方向滑台3-3沿竖直方向安装于第二Y方向滑台3-2的滑块上；第二六自由度快速安装夹具3-4通过螺栓安装在Z方向滑台3-3的滑块上；第二定位片3-5安装于第二六自由度快速安装夹具3-4上，第二气筒3-6安装于第二定位片3-5。
此外，主CCD图像传感器系统4由第一CCD图像传感器4-1和第一安装支架4-2组成，其中安装支架固定在基座1上，第一CCD图像传感器4-1沿竖直方向安装在第一安装支架4-2上，并与一维滑台系统2或三维滑台系统3上的微球对应。
以及副CCD图像传感器系统5由第二CCD图像传感器5-1和第二安装支架5-2组成，其中安装支架固定在基座1上，第二CCD图像传感器5-1沿水平方向安装在第二安装支架5-2上，并与一维滑台系统2或三维滑台系统3上的微球对应。
本实施例提供的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其以滚珠丝杆滑台作为精密导向部件，六自由度快速安装夹具作为夹持元件，并结合气筒和吸嘴来固定微球，以水平和竖直两个方向的CCD图像传感器共同构成监视系统，结合一维滑台系统与三维滑台系统来实现微球180度精确无误地翻转，可以保证装置的重复定位精度，此外该发明具备操作简单、控制稳定、集成度较高等特点。
本实施例还提供了一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，其包括以下步骤：
首次装夹微球步骤：通过连接真空泵的吸嘴吸附微球；打开连接一维滑台系统2的气筒的真空泵，将已经吸附在吸嘴上的微球靠近一维滑台系统2上第一气筒2-5的吸嘴；将微球转移到吸嘴上时，需要在主CCD图像传感器4和副CCD图像传感器5的监视下，调整微球中心与第一六自由度快速安装夹具2-3的相对位置；调整一维滑台系统2的第一Y方形滑台2-1使微球的中心与基座1的竖直中心轴在同一直线上，即完成首次装夹；
加工半球面步骤：将第一六自由度快速安装夹具2-3连同第一气筒2-5以及第一气筒2-5包含的吸嘴从第一安装板2-2上拆卸下来，并安装到加工机床上，待加工微球半球面完成后，将第一六自由度快速安装夹具2-3拆卸下来，重新安装到第一安装板2-2；
微球翻转加工另一半球面步骤：打开连接第二气筒3-6的真空泵，将连接第一气筒2-5的真空泵的吸力调小，在主CCD图像传感器4、副CCD图像传感器5的监视下，通过三维滑台系统3调整吸嘴与第一六自由度快速安装夹具2-3的相对位置一致，将吸嘴靠近微球，当微球从第一气筒2-5吸嘴成功转移到第二气筒3-6的吸嘴后，关闭连接第一气筒2-5吸嘴的真空泵，调节一维滑台系统2，使滑台往远离基座1中心轴的方向移动，然后将第二六自由度快速安装夹具3-4拆卸下来，安装到加工机床上，加工微球的另一半球面。
本实施例提供的一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，该方法配合上述180度对接微球精密离线翻转装置，对微球实现翻转加工，保证装置的重复定位精度，便于操作且控制稳定。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种180度对接微球精密离线翻转装置，用于微球的装夹和翻转；其特征在于：所述180度对接微球精密离线翻转装置包括基座(1)以及设置在所述基座(1)上的一维滑台系统(2)、三维滑台系统(3)、主CCD图像传感器系统(4)和副CCD图像传感器系统(5)；所述一维滑台系统(2)和所述三维滑台系统(3)可相互靠近或远离的相对设置；所述主CCD图像传感器系统(4)和所述副CCD图像传感器系统(5)分别设于所述所述一维滑台系统(2)和所述三维滑台系统(3)两侧，用于在竖直和水平两个方向上监视所述微球。
2.根据权利要求1所述的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其特征在于：所述一维滑台系统(2)包括第一Y方向滑台(2-1)、第一安装板(2-2)、第一六自由度快速安装夹具(2-3)、第一定位片(2-4)、第一气筒(2-5)组成；所述第一气筒(2-5)上设置有吸嘴；所述第一Y方向滑台(2-1)水平安装于基座(1)上，所述第一安装板(2-2)沿竖直方向安装于所述第一Y方向滑台(2-1)的滑块上所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)通过螺栓固定在第一安装板(2-2)上，所述第一定位片(2-4)安装于所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)上，所述第一气筒(2-5)安装于所述第一定位片(2-4)远离所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)的一侧。
3.根据权利要求2所述的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其特征在于：所述三维滑台系统(3)由X方向滑台(3-1)、第二Y方向滑台(3-2)、Z方向滑台(3-3)、第二六自由度快速安装夹具(3-4)、第二定位片(3-5)、第二气筒(3-6)；所述第二六自由度快速安装夹具(3-4)、第二定位片(3-5)、第二气筒(3-6)分别与所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)、第一定位片(2-4)、第一气筒(2-5)对应；所述第二气筒(3-6)上设有吸嘴；所述的X方向滑台(3-1)沿水平方向水平安装于所述基座(1)上，所述第二Y方向滑台(3-2)沿水平方向安装于所述X方向滑台(3-1)的滑块上，所述Z方向滑台(3-3)沿竖直方向安装于第二Y方向滑台(3-2)的滑块上；所述第二六自由度快速安装夹具(3-4)通过螺栓安装在Z方向滑台(3-3)的滑块上；所述第二定位片(3-5)安装于第二六自由度快速安装夹具(3-4)上，所述第二气筒(3-6)安装于所述第二定位片(3-5)。
4.根据权利要求1所述的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其特征在于：所述主CCD图像传感器系统(4)由第一CCD图像传感器(4-1)和第一安装支架(4-2)组成，其中安装支架固定在基座(1)上，所述第一CCD图像传感器(4-1)沿竖直方向安装在所述第一安装支架(4-2)上，并与所述一维滑台系统(2)或三维滑台系统(3)上的所述微球对应。
5.根据权利要求1所述的一种180度对接微球精密离线翻转装置，其特征在于：所述副CCD图像传感器系统(5)由第二CCD图像传感器(5-1)和第二安装支架(5-2)组成，其中安装支架固定在基座(1)上，所述第二CCD图像传感器(5-1)沿水平方向安装在所述第二安装支架(5-2)上，并与所述一维滑台系统(2)或所述三维滑台系统(3)上的所述微球对应。
6.一种180度对接微球精密离线翻转装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：
首次装夹微球步骤：通过连接真空泵的吸嘴吸附微球；打开连接所述一维滑台系统(2)的气筒的真空泵，将已经吸附在所述吸嘴上的所述微球靠近所述一维滑台系统(2)上第一气筒(2-5)的吸嘴；将所述微球转移到所述吸嘴上时，需要在主CCD图像传感器(4)和副CCD图像传感器(5)的监视下，调整所述微球中心与第一六自由度快速安装夹具(2-3)的相对位置；调整一维滑台系统(2)的第一Y方形滑台(2-1)使所述微球的中心与基座(1)的竖直中心轴在同一直线上，即完成首次装夹；
加工半球面步骤：将所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)连同第一气筒(2-5)以及所述第一气筒(2-5)包含的吸嘴从第一安装板(2-2)上拆卸下来，并安装到加工机床上，待加工所述微球半球面完成后，将所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)拆卸下来，重新安装到所述第一安装板(2-2)；
微球翻转加工另一半球面步骤：打开连接第二气筒(3-6)的真空泵，将连接所述第一气筒(2-5)的真空泵的吸力调小，在所述主CCD图像传感器(4)、副CCD图像传感器(5)的监视下，通过三维滑台系统(3)调整吸嘴与所述第一六自由度快速安装夹具(2-3)的相对位置一致，将吸嘴靠近所述微球，当微球从所述第一气筒(2-5)吸嘴成功转移到所述第二气筒(3-6)的吸嘴后，关闭连接所述第一气筒(2-5)吸嘴的真空泵，调节一维滑台系统(2)，使滑台往远离基座(1)中心轴的方向移动，然后将第二六自由度快速安装夹具(3-4)拆卸下来，安装到加工机床上，加工微球的另一半球面。
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CN110841864A (zh) * 2019-12-02 2020-02-28 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种微球高速旋转涂层装置

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