一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法及激光研磨装置制造方法及图纸

本申请公开一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法及激光研磨装置。该激光研磨装置包括:框体及激光研磨模组，激光研磨模组包括:驱动部，驱动部上有载物台，载物台以放置待研磨的金刚石复合片，驱动部在底座上，底座上有支架，支架的一侧配置有Z向移动组件，Z向移动组件连接侧板，侧板上有激光发射装置、声音传感器及光学测距装置或接触式测量装置，激光发射装置工作时发出光束指向待研磨的金刚石复合片的表面，光学测距装置连接控制模块，用以扫描件金刚石复合片的表面，声音传感器连接控制模块，以采集光束的爆破声并反馈至控制模块，控制模块基于接收声音传感器的信息控制驱动部和/或Z移动组件。这样基于实时监控的研磨法提高加工效率。提高加工效率。提高加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法及激光研磨装置


[0001]本申请涉及检测
，具体地涉及一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法及激光研磨装置。

技术介绍

[0002]传统的平面加工技术中大多采用比被加工的工件的硬度更高的工具进行铣削或者研磨或砂轮或者微粉研磨，如，采用铣刀铣削、但是用铣刀进行平面铣削无法加工超硬材料诸如金刚石和立方氮化硼等，因为没有工具要比这些材料的硬度更高。对PCD金刚石复合片而言多数制造商不得不采用金刚石砂轮或者金刚石微粉来进行研磨。由于是同种硬度的材料相互磨削，加工耗时很长，一般为十几小时才能去除0.5mm厚度。并且，金刚砂和金刚石砂轮作为耗材，占据加工成本的一大部分，以致多数厂家自建砂轮生产线来降低成本。该工艺同样面临环保日益严峻的局面。
[0003]也有采用电火花放电进行平面加工，采用电火花放电会损害材料内部结构，造成产品最终品质的下降。另外，电火花工艺不够环保，冷却油和冷却液在生产车间的挥发，很难保持车间的空气质量。另外，电火花只能加工导电的材料，目前某些新型的材料，是不导电的，电火花的加工速度极其缓慢，导致实际上无法加工。
[0004]近来有出现使用激光进行烧蚀，但是通过激光平面加工(称为激光研磨)的效果不理想，目前多数为只能加工初始表面为平面的工件，如果初始表面是凹凸不平的，理论上可以通过3D扫描之后，进行“精准”加工，但是在实践操作中，由于扫描有误差，加工有误差，所以很难加工到与研磨接近的平面度和粗超度。如果对工件先进行预研平，然后再进行激光研磨，最后用研磨机磨平，这样造成激光加工的优越性不能体现，并且不能造成成本不能得到有效控制。
[0005]因此，对PCD金刚石复合片等超硬材料而言需要一场研磨技术革新，以改造目前环保存在问题的生产线。

技术实现思路

[0006]基于上述存在的问题，本申请的目的在于：提供一种激光研磨装置，该研磨装置配置有声音传感器，该声音传感器用以在研磨时采集特征声音。
[0007]提供一种基于该激光研磨装置的实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法。该方法利用激光加工中的特征声音来监控和反馈激光研磨过程中的加工状态，以此来提高激光平面或者曲面加工的效率和品质。在某些领域特别是超硬材料加工领域，替代目前的效率低下和不够环保的加工方法，提高效率，降低加工成本。
[0008]为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：
[0009]一种激光研磨装置，其特征在于，包括:
[0010]框体，及配置于框体内的激光研磨模组，所述激光研磨模组包括:
[0011]驱动部，所述驱动部上配置有载物台，所述载物台上以放置待研磨的金刚石复合
片，
[0012]所述驱动部配置于底座上，所述底座上配置有支架，所述支架的一侧配置有Z向移动组件，所述Z向移动组件的一侧连接侧板，所述侧板上配置有激光发射装置、声音传感器及测距装置，该测距装置为光学测距装置或接触式测量装置，
[0013]所述激光发射装置工作时发出光束指向待研磨的金刚石复合片的表面，
[0014]所述光学测距装置或接触式测量装置连接控制模块，用以扫描或探测金刚石复合片的表面，
[0015]所述声音传感器连接控制模块，用以采集光束的爆破声并反馈至控制模块，所述控制模块基于接收声音传感器的信息控制所述驱动部和/或Z移动组件。通过这样的设计可提高加工效率。
[0016]优选的，该激光研磨装置，其特征在于，还包括:
[0017]旋转驱动装置，其配置于载物台上，所述旋转驱动装置的输出端配置有夹具，所述夹具用以放置待研磨的金刚石复合片。
[0018]优选的，该驱动部包括：
[0019]Y移动组件及层叠在Y移动组件上的X移动组件，所述Y移动组件通过连接部件固定于的底座上，所述X移动组件连接载物台。
[0020]优选的，该激光研磨装置，其特征在于，还包括:
[0021]摄像装置，其配置于所述侧板上，所述摄像装置连接控制模组，其用以定位金刚石复合片的位置坐标。
[0022]优选的，该测距装置为激光测距仪或测量探针。
[0023]一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法，其特征在于，包括上述的激光研磨装置，所述方法包括以下步骤：
[0024]S1.基于测距装置扫描PCD金刚石复合片的表面，并将扫描的信息传输至数据处理模块，
[0025]S2.该数据处理模块接收并响应该信息，经运算得到金刚石层的表面轮廓信息，
[0026]S3.控制模块接收该表面轮廓信息并生成加工程序，并控制驱动部和/或旋转驱动装置动作，
[0027]S4.基于声音传感器实时采样激光发射装置照射金刚石层的表面过程中发出的声音，并将其传输至控制模块，
[0028]S5.控制模块接收并响应声音传感器的采样信息更新加工工艺参数，直至加工结束。
[0029]优选的，该S5步骤中，包括：控制模块基于接收的声音传感器反馈的信息，
[0030]若判断出当前的声音低于预设的第一阈值，则判断当前激光的焦点在材料凹点，则加快进给速度。这样可避免“空”加工，从而缩短总加工时间。
[0031]优选的，该S5步骤中，还包括：
[0032]若判断出当前的声音大于等于预设的第二阈值时，认为当前加工接近当前参数的最大加工能力，则降低进给速度。
[0033]优选的，该方法还包括，S6.基于光学测距装置扫描加工后的PCD金刚石复合片的表面，并将扫描的信息传输至数据处理模块，
[0034]数据处理模块接收并响应该信息，经运算得到加工后的金刚石层的表面轮廓信息及加工去除量。
[0035]优选的，在步骤S1之前还包括，
[0036]步骤S0.基于相机定位工件的位置坐标。
[0037]有益效果：
[0038]本申请提出的方法，与现有技术的以金刚砂研磨以及电火花方式研磨相比较，不使用耗材，且加工效率比研磨和电火花加工高。该方法中，根据提出运行中的声音反馈，判断当前是否处于凹点，如果声音低于预设的第一阈值(即特别弱)，则判断焦点在材料凹点，可以加快进给速度，避免“空跑”，提高加工效率。若声音大于等于预设的第二阈值(即特别大)时，认为当前加工接近当前参数的最大加工能力，需要降低进给速度，避免过载加工(加工不动，程序走完了，材料还没有被去除)。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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它的附图，其中：
[0040]图1为本申请实施例的激光研磨装置的结构示意图。
[0041]图2为本申请实施例的激光研磨装置的加工的流程示意图。
具体实施方式
[0042]以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光研磨装置，其特征在于，包括:框体，及配置于框体内的激光研磨模组，所述激光研磨模组包括:驱动部，所述驱动部上配置有载物台，所述载物台上以放置待研磨的金刚石复合片，所述驱动部配置于底座上，所述底座上配置有支架，所述支架的一侧配置有Z向移动组件，所述Z向移动组件的一侧连接侧板，所述侧板上配置有激光发射装置、声音传感器及光学测距装置或接触式测量装置，所述激光发射装置工作时发出光束指向待研磨的金刚石复合片的表面，所述光学测距装置或接触式测量装置连接控制模块，用以扫描或探测金刚石复合片的表面，所述声音传感器连接控制模块，用以采集光束的爆破声并反馈至控制模块，所述控制模块基于接收声音传感器的信息控制所述驱动部和/或Z移动组件。2.如权利要求1所述的激光研磨装置，其特征在于，还包括:旋转驱动装置，其配置于载物台上，所述旋转驱动装置的输出端配置有夹具，所述夹具用以放置待研磨的金刚石复合片。3.如权利要求1所述的激光研磨装置，其特征在于，所述驱动部包括：Y移动组件及层叠在Y移动组件上的X移动组件，所述Y移动组件通过连接部件固定于的底座上，所述X移动组件连接载物台。4.如权利要求1所述的激光研磨装置，其特征在于，还包括:摄像装置，其配置于所述侧板上，所述摄像装置连接控制模组，其用以定位金刚石复合片的位置坐标。5.如权利要求1所述的激光研磨装置，其特征在于，所述测距装置为激光测距仪或测量探针。6.一种实时监控PCD金刚石复合片研磨的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴喜泉，
申请(专利权)人：苏州高意激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：