CN114346466B - 一种cvd的激光加工设备及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种CVD的激光加工设备，包括加工台，所述加工台的底部固定有两个对称设置的支腿，所述加工台的上端固定有台架，所述台架的上端通过转移机构连接有激光头，所述加工台的上端螺纹连接有定位块，所述加工台的上端开设有两个对称设置的夹持槽，两个所述夹持槽的内壁均滑动连接有推进块，两个所述推进块的底部均固定有螺杆。优点在于：本发明中，克隆带表面具有镜面涂层，故而能够反射光线，若表面平整，则光线反射点位确定，且应当落在传感器所在范围，并且通过两束平行光线对两个点位的照射，可实现对工件表面的多点取样，从而保证测量的准确性，降低误差。

Description

一种CVD的激光加工设备及操作方法

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种CVD的激光加工设备及操作方法。

背景技术

CVD金刚石是含碳气体和氢气的混合物在高温和低于标准大气压的压力下被激发分解，形成活性炭金刚石碳原子，并在基体上沉淀交互生长成聚晶金刚石，其使用范围比较广，利用其硬度可以用于刀具的制作，或者利用金刚石的化学稳定性制成各类生物传感器件；

CVD金刚石加工过程通常先对工件进行夹持，然后切割，再打磨处理，现有设备在夹持方便存在适应性低缺陷，很难满足形状各异的工件的有效夹持，且切割后工件会掉落分离，后续加工需要重新定位夹持，极为不便，而在打磨时对其平整度要求比较高，现有的打磨装置不具有检测其平整度的功能，不能确保打磨后CVD金刚石的精度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中设备适应性差的问题，而提出的一种CVD的激光加工设备及操作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种CVD的激光加工设备，包括加工台，所述加工台的底部固定有两个对称设置的支腿，所述加工台的上端固定有台架，所述台架的上端通过转移机构连接有激光头，所述加工台的上端螺纹连接有定位块，所述加工台的上端开设有两个对称设置的夹持槽，两个所述夹持槽的内壁均滑动连接有推进块，两个所述推进块的底部均固定有螺杆，两个所述螺杆的侧壁均螺纹连接有带动块，所述加工台的底部固定有夹持电机，所述夹持电机的输出轴与两个带动块的侧壁均固定有收缩绳，所述推进块的内部设有夹持机构，所述台架的侧壁设有平面度测量机构。

在上述的CVD的激光加工设备中，所述转移机构包括固定于台架上端的横移电机，所述横移电机的输出轴固定有丝杆，所述丝杆的侧壁螺纹连接有滑块，所述滑块的底部固定有升降杆，所述升降杆的底部与激光头连接，所述台架的上端贯穿开设有滑槽，所述升降杆与滑槽的内壁滑动连接。

在上述的CVD的激光加工设备中，所述夹持机构包括与推进块内壁滑动连接的夹持块，所述夹持块的内部开设有匹配槽和推进槽，所述匹配槽的内壁固定有匹配带，所述匹配槽的侧壁贯穿开设有与推进槽内部接通的连接孔，所述推进槽的内壁通过复位弹簧连接有压板，所述压板的侧壁固定有压杆，所述压杆贯穿推进槽的侧壁与推进块相固定，所述匹配槽和推进槽的内部均填充有磁流变液。

在上述的CVD的激光加工设备中，所述带动块的侧壁开设有卡槽，所述卡槽的内壁吸附有卡板，所述卡板为电磁铁，所述卡板与夹持槽的内壁滑动连接。

在上述的CVD的激光加工设备中，所述平面度测量机构包括固定于加工台上端的显示板，所述显示板的两侧壁固定有两组传感器，所述台架的侧壁固定有两个克隆推杆，两个所述克隆推杆的端部均固定有克隆套，两个所述克隆套的内壁均固定有克隆带，所述台架的侧壁固定有两个对称设置的射灯。

在上述的CVD的激光加工设备中，所述克隆带的表面均匀的涂有镜面漆，所述克隆套的内部填充有电流变液。

一种CVD的激光加工设备操作方法，包括以下加工步骤：

步骤一：调整定位块的高度，然后将待处理工件放在定位块上，使得工件基本处于匹配带的中间位置；

步骤二：启动夹持电机，使其卷收收缩绳，进而使得两个推进块靠近，实现对工件的夹持；

步骤三：加强卡板的磁场强度，使得磁流变液固化定形，进而保证贴合工件后进行持续有效的夹持；

步骤四：启动激光头进行切割处理，同时启动横移电机，使其驱动丝杆转动，从而使得滑块能够带动激光头移动，完成全部切割；

步骤五：将卡板从卡槽中取出并贴合在推进块上，然后转动带动块使得推进块上移，在回转推进块使得工件朝向克隆带，最后下移推进块保证工件位置稳定；

步骤六：启动克隆推杆，使其伸长推动克隆套移动，使得克隆带与工件表面贴合，然后向电流变液供电使其固化定形，获得工件加工面的克隆状，收缩克隆推杆，启动射灯，通过光线反射获得平面度状态，从而确定是否进行打磨处理，打磨后再次测试，直至平面度达标。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，定位块通过转动便可上下移动，并且自身的螺纹设置具有自锁能力，能够保证对工件的高度稳定，从而使得工件后续能够被匹配带中心位置夹持，提高工件的夹持效果；

2、本发明中，磁流变液定形后匹配带也将定形，使得夹持部件形态稳定，在加工过程中保证夹持状态的稳定，并且包裹贴合式夹持能够大幅提高夹持效果，同时也能够适应各种表面形状的工件，尤其面对不规则工件，优势更加明显；

3、本发明中，切割后工件分为两部分，但是工件每个部分都处于被包裹贴合的状态，因此不会与匹配带脱离，而处于被拾取的状态，进而避免切割后工件的掉落，同时便于工件后续的加工；

4、本发明中，推进块状态可改变，可转动推进块而改变工件切割面的朝向，或直接进行打磨处理，或进行测试处理，位置可以回转改变，从而不需要进而拆卸及二次夹持；

5、本发明中，克隆带表面具有镜面涂层，故而能够反射光线，若表面平整，则光线反射点位确定，且应当落在传感器所在范围，并且通过两束平行光线对两个点位的照射，可实现对工件表面的多点取样，从而保证测量的准确性，降低误差。

附图说明

图1为本发明提出的一种CVD的激光加工设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种CVD的激光加工设备的半剖视图；

图3为本发明提出的一种CVD的激光加工设备的俯视剖视图；

图4为本发明提出的一种CVD的激光加工设备中推进块部分的结构示意图。

图中：1加工台、2支腿、3台架、4横移电机、5丝杆、6滑块、7滑槽、8激光头、9定位块、10夹持槽、11推进块、12螺杆、13带动块、14卡槽、15卡板、16夹持电机、17收缩绳、18夹持块、19匹配槽、20匹配带、21推进槽、22连接孔、23复位弹簧、24压板、25压杆、26显示板、27传感器、28克隆推杆、29克隆套、30克隆带、31射灯、32升降杆。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-4，一种CVD的激光加工设备，包括加工台1，加工台1的底部固定有两个对称设置的支腿2，加工台1的上端固定有台架3，台架3的上端通过转移机构连接有激光头8，加工台1的上端螺纹连接有定位块9，加工台1的上端开设有两个对称设置的夹持槽10，两个夹持槽10的内壁均滑动连接有推进块11，两个推进块11的底部均固定有螺杆12，两个螺杆12的侧壁均螺纹连接有带动块13，加工台1的底部固定有夹持电机16，夹持电机16的输出轴与两个带动块13的侧壁均固定有收缩绳17，推进块11的内部设有夹持机构，台架3的侧壁设有平面度测量机构。

转移机构包括固定于台架3上端的横移电机4，横移电机4的输出轴固定有丝杆5，丝杆5的侧壁螺纹连接有滑块6，滑块6的底部固定有升降杆32，升降杆32的底部与激光头8连接，台架3的上端贯穿开设有滑槽7，升降杆32与滑槽7的内壁滑动连接。

夹持机构包括与推进块11内壁滑动连接的夹持块18，夹持块18的内部开设有匹配槽19和推进槽21，匹配槽19的内壁固定有匹配带20，匹配槽19的侧壁贯穿开设有与推进槽21内部接通的连接孔22，推进槽21的内壁通过复位弹簧23连接有压板24，压板24的侧壁固定有压杆25，压杆25贯穿推进槽21的侧壁与推进块11相固定，匹配槽19和推进槽21的内部均填充有磁流变液。

带动块13的侧壁开设有卡槽14，卡槽14的内壁吸附有卡板15，卡板15为电磁铁，卡板15与夹持槽10的内壁滑动连接，卡板15起到限制带动块13回转的效果，且卡板15在初期磁场强度弱，只需保证卡板15能够安装即可，后续加强磁场能够实现磁流变液的固化定形。

平面度测量机构包括固定于加工台1上端的显示板26，显示板26的两侧壁固定有两组传感器27，台架3的侧壁固定有两个克隆推杆28，两个克隆推杆28的端部均固定有克隆套29，两个克隆套29的内壁均固定有克隆带30，台架3的侧壁固定有两个对称设置的射灯31，每个射灯31均能够射出两束平行光线，从而实现多点取样降低误差。

克隆带30的表面均匀的涂有镜面漆，克隆套29的内部填充有电流变液，克隆带30受压将会形变，从而能够顺利获取工件表面状态，且镜面漆的存在能够形成镜面涂层，进而使得克隆带30表面能够顺利的反射光线，且光线反射落点准确可控。

一种CVD的激光加工设备操作方法，包括以下加工步骤：

步骤一：调整定位块9的高度，然后将待处理工件放在定位块9上，使得工件基本处于匹配带20的中间位置，定位块9通过转动便可上下移动，并且自身的螺纹设置具有自锁能力，能够保证对工件的高度稳定，从而使得工件后续能够被匹配带20中心位置夹持，提高工件的夹持效果；

步骤二：启动夹持电机16，使其卷收收缩绳17，进而使得两个推进块11靠近，实现对工件的夹持；收缩绳17卷收首先使得带动块13移动，由于带动块13受到卡板15的限制，使得带动块13虽然为圆柱状，但是只能在夹持槽10内部保持滑动而无法转动，保证推进块11高度稳定，同时带动推进块11移动，推进块11将带动夹持块18移动，使得匹配带20最终与工件贴合，进而在推力作用下与工件贴紧完成夹持，在匹配带20与工件贴合后，推进块11的持续移动将会推动压板24移动，从而使得推进槽21内部的磁流变液通过连接孔22进入到匹配槽19中，进而使得匹配带20进一步受到挤压而形变，从而充分的将工件端部包裹，实现与工件的有效贴合夹持；

步骤三：加强卡板15的磁场强度，使得磁流变液固化定形，进而保证贴合工件后进行持续有效的夹持；磁流变液定形后匹配带20也将定形，使得夹持部件形态稳定，在加工过程中保证夹持状态的稳定，并且包裹贴合式夹持能够大幅提高夹持效果，同时也能够适应各种表面形状的工件，尤其面对不规则工件，优势更加明显；

步骤四：启动激光头8进行切割处理，同时启动横移电机4，使其驱动丝杆5转动，从而使得滑块6能够带动激光头8移动，完成全部切割；切割后工件分为两部分，但是工件每个部分都处于被包裹贴合的状态，因此不会与匹配带20脱离，而处于被拾取的状态，进而避免切割后工件的掉落，同时便于工件后续的加工；

步骤五：将卡板15从卡槽14中取出并贴合在推进块11上，然后转动带动块13使得推进块11上移，在回转推进块11使得工件朝向克隆带30，最后下移推进块11保证工件位置稳定；卡板15取出后将不再限制带动块13的回转，进而使得带动块13能够与螺杆12形成相对转动，进而使得推进块11向上移动，进而移出夹持槽10，使得推进块11回转不再受到限制，此时，可转动推进块11而改变工件切割面的朝向，或直接进行打磨处理，或进行测试处理，位置可以回转改变，从而不需要进而拆卸及二次夹持；

步骤六：启动克隆推杆28，使其伸长推动克隆套29移动，使得克隆带30与工件表面贴合，然后向电流变液供电使其固化定形，获得工件加工面的克隆状，收缩克隆推杆28，启动射灯31，通过光线反射获得平面度状态，从而确定是否进行打磨处理，打磨后再次测试，直至平面度达标；克隆带30受到挤压而形变，从而有效贴合在工件切割面，然后电流变液的定形将使得克隆带30形状确定，进而通过贴合的形式完成对切割面的克隆，此状态下，克隆带30表面状态则代替了工件切割面状态，对克隆带30表面进行测试便可获得工件状态，由于克隆带30表面具有镜面涂层，故而能够反射光线，若表面平整，则光线反射点位确定，且应当落在传感器27所在范围，并且通过两束平行光线对两个点位的照射，可实现对工件表面的多点取样，从而保证测量的准确性，降低误差。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (3)

1.一种CVD的激光加工设备，包括加工台（1），其特征在于，所述加工台（1）的底部固定有两个对称设置的支腿（2），所述加工台（1）的上端固定有台架（3），所述台架（3）的上端通过转移机构连接有激光头（8），所述加工台（1）的上端螺纹连接有定位块（9），所述加工台（1）的上端开设有两个对称设置的夹持槽（10），两个所述夹持槽（10）的内壁均滑动连接有推进块（11），两个所述推进块（11）的底部均固定有螺杆（12），两个所述螺杆（12）的侧壁均螺纹连接有带动块（13），所述加工台（1）的底部固定有夹持电机（16），所述夹持电机（16）的输出轴与两个带动块（13）的侧壁均固定有收缩绳（17），所述推进块（11）的内部设有夹持机构，所述台架（3）的侧壁设有平面度测量机构；所述转移机构包括固定于台架（3）上端的横移电机（4），所述横移电机（4）的输出轴固定有丝杆（5），所述丝杆（5）的侧壁螺纹连接有滑块（6），所述滑块（6）的底部固定有升降杆（32），所述升降杆（32）的底部与激光头（8）连接，所述台架（3）的上端贯穿开设有滑槽（7），所述升降杆（32）与滑槽（7）的内壁滑动连接；所述夹持机构包括与推进块（11）内壁滑动连接的夹持块（18），所述夹持块（18）的内部开设有匹配槽（19）和推进槽（21），所述匹配槽（19）的内壁固定有匹配带（20），所述匹配槽（19）的侧壁贯穿开设有与推进槽（21）内部接通的连接孔（22），所述推进槽（21）的内壁通过复位弹簧（23）连接有压板（24），所述压板（24）的侧壁固定有压杆（25），所述压杆（25）贯穿推进槽（21）的侧壁与推进块（11）相固定，所述匹配槽（19）和推进槽（21）的内部均填充有磁流变液；所述带动块（13）的侧壁开设有卡槽（14），所述卡槽（14）的内壁吸附有卡板（15），所述卡板（15）为电磁铁，所述卡板（15）与夹持槽（10）的内壁滑动连接；所述平面度测量机构包括固定于加工台（1）上端的显示板（26），所述显示板（26）的两侧壁固定有两组传感器（27），所述台架（3）的侧壁固定有两个克隆推杆（28），两个所述克隆推杆（28）的端部均固定有克隆套（29），两个所述克隆套（29）的内壁均固定有克隆带（30），所述台架（3）的侧壁固定有两个对称设置的射灯（31）。

2.根据权利要求1所述的一种CVD的激光加工设备，其特征在于，所述克隆带（30）的表面均匀的涂有镜面漆，所述克隆套（29）的内部填充有电流变液。

3.一种根据权利要求1所述的一种CVD的激光加工设备的操作方法，其特征在于，包括以下加工步骤：

步骤一：调整定位块（9）的高度，然后将待处理工件放在定位块（9）上，使得工件基本处于匹配带（20）的中间位置；

步骤二：启动夹持电机（16），使其卷收收缩绳（17），进而使得两个推进块（11）靠近，实现对工件的夹持；

步骤三：加强卡板（15）的磁场强度，使得磁流变液固化定形，进而保证贴合工件后进行持续有效的夹持；

步骤四：启动激光头（8）进行切割处理，同时启动横移电机（4），使其驱动丝杆（5）转动，从而使得滑块（6）能够带动激光头（8）移动，完成全部切割；

步骤五：将卡板（15）从卡槽（14）中取出并贴合在推进块（11）上，然后转动带动块（13）使得推进块（11）上移，在回转推进块（11）使得工件朝向克隆带（30），最后下移推进块（11）保证工件位置稳定；

步骤六：启动克隆推杆（28），使其伸长推动克隆套（29）移动，使得克隆带（30）与工件表面贴合，然后向电流变液供电使其固化定形，获得工件加工面的克隆状，收缩克隆推杆（28），启动射灯（31），通过光线反射获得平面度状态，从而确定是否进行打磨处理，打磨后再次测试，直至平面度达标。