【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于石英材料半球形超薄壁零件的高精度抛光，尤其涉及一种基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置
技术介绍
1、半球形结构陀螺仪是一种高精度、高可靠和长寿命的新型固态陀螺仪，它是利用半球壳唇缘的径向振动驻波进动效应来感测基座旋转的一种哥式振动陀螺，具有很高的测量精度、超强的稳定性和可靠性、良好的抗冲击振动性及温度性能，还特别具有独特的关机抗辐射能力，是卫星或空间飞行器惯性测量单元、姿态稳定控制的关键部件，在空间应用领域具有独特的优势和广阔的前景。半球形陀螺仪的表面粗糙度和振动特性对其性能产生巨大影响，需对其进行表面抛光处理，以提高其表面加工精度及振动性能。
2、具有薄壁、半球形结构的陀螺仪，尺寸精度、面形精度、表面微观质量等要求很高，一般的表面抛光处理难以达到其精度要求，也容易对其表面结构产生破坏，此外，也存在无法对其内外表面同时抛光，需分开进行处理，工艺较为复杂，加工精度难以控制的问题，故急需一种可对半球形结构陀螺仪内外表面同步高精度抛光的装置，以简化加工工艺，提高半球形结构陀螺仪表面精度及振动性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，可以提升半球形陀螺仪的振动性能和表面精度。
2、一方面，提供了一种基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，包括：
3、抛光腔，所述抛光腔内设置有置物台；
4、转动机构，设置在所述置物台上，用于控制固定在转动机构上的被抛光物
5、抛光机构，所述抛光机构包括磨石，所述磨石用于抛光所述被抛光物体，所述抛光机构上设置有进液口，所述进液口用于输送抛光液至所述磨石与所述被抛光物体的接触面处；
6、监测组件，包括振动检测单元和粗糙度检测单元，所述振动检测单元用于检测所述被抛光物体的振动性，所述粗糙度检测单元用于检测所述被抛光物体的粗糙度；
7、数字孪生平台，用于获取监测组件检测到的振动性和粗糙度，并基于所述振动性和粗糙度对所述抛光过程进行模拟，基于模拟结果生成控制指令，以调控所述进液口处抛光液的流速、转动机构的转速及所述磨石的位置。
8、可选地，所述抛光液由纳米金刚石溶液和高锰酸钾溶液形成，所述纳米金刚石溶液与所述抛光液的重量比为10%~15%，所述高锰酸钾溶液与所述抛光液的重量比为85%~90%。
9、可选地，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.1~0.3mol/l。
10、可选地，所述纳米金刚石溶液中金刚石颗粒的粒径为5~25nm。
11、可选地，所述抛光机构包括：
12、内表面磨石，用于抛光所述被抛光物体的内表面；
13、外表面磨石，用于抛光所述被抛光物体的外表面；
14、所述内表面磨石和所述外表面磨石具有监测槽，所述监测槽将所述内表面磨石和所述外表面磨石一分为二，所述监测槽的宽度为1~10mm。
15、可选地，所述置物台上具有滑轨，所述内表面磨石和所述外表面磨石可通过所述滑轨进行移动，以调控所述内表面磨石和所述被抛光物体内表面之间的压力大小、所述外表面磨石与所述被抛光物体外表面之间的压力大小。
16、可选地，该装置还包括：
17、抛光液输送组件，包括纳米金刚石溶液输送单元和高锰酸钾溶液输送单元，所述纳米金刚石溶液输送单元可调控抛光液中纳米金刚石溶液的比例，所述高锰酸钾溶液输送单元可调控抛光液中高锰酸钾溶液输送单元的比例。
18、可选地，所述监测组件还包括流量计，所述流量计用于获取所述抛光液的流量。
19、可选地，所述数字孪生平台用于：
20、获取监测组件检测到的振动性和粗糙度；
21、基于振动性和粗糙度对抛光过程进行模拟；
22、以标准振动性、标准粗糙度作为模拟结果，对模拟过程中抛光液的流速、转动机构的转速、磨石的位置、抛光液中纳米金刚石溶液和高锰酸钾溶液的配比进行调控；
23、在所述模拟过程中被抛光物体的振动性和粗糙度满足模拟要求时，将模拟过程中抛光液的流速、转动机构的转速、磨石的位置、抛光液中纳米金刚石溶液和高锰酸钾溶液的配比作为控制指令进行输出。
24、可选地，所述置物台上设置有应变传感器，所述应变传感器用于获取所述被抛光物体在转动过程中的向应变。
25、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
26、在本公开实施例中，提供了一种抛光装置，该装置包括转动机构和抛光机构，通过转动机构控制被抛光物体（半球形陀螺仪）进行转动，通过抛光机构中的磨石打磨半球形陀螺仪的表面，抛光机构上还设置有进液口，通过该进液口可往石与被抛光物体的接触面处输送抛光液，从而提升抛光效果。该抛光装置还包括监测组件和数字孪生平台，监测组件中包括振动检测单元和粗糙度检测单元，通过振动检测单元和粗糙度检测单元检测被抛光物体在抛光过程中的振动性和粗糙度，数字孪生平台根据检测到的振动性和粗糙度对抛光过程进行模拟并生成控制指令，对抛光过程中进液口处抛光液的流速、转动机构的转速及所述磨石的位置进行实时调控，不断修正抛光过程中的偏差，提升抛光精度，确保形成表面精度和振动性良好的被抛光物体。
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1.一种基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述抛光液由纳米金刚石溶液和高锰酸钾溶液形成，所述纳米金刚石溶液与所述抛光液的重量比为10%~15%，所述高锰酸钾溶液与所述抛光液的重量比为85%~90%。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.1~0.3mol/L。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述纳米金刚石溶液中金刚石颗粒的粒径为5~25nm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述抛光机构包括：
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述置物台上具有滑轨，所述内表面磨石和所述外表面磨石可通过所述滑轨进行移动，以调控所述内表面磨石和所述被抛光物体内表面之间的压力大小
7.根据权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，该装置还包括：
8.根据权利要求7所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述监测组件还包括流量计，所述流量计用于获取所述抛光液的流量。
9.根据权利要求8所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述数字孪生平台用于：
10.根据权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪CMP抛光修正装置，其特征在于，所述置物台上设置有应变传感器，所述应变传感器用于获取所述被抛光物体在转动过程中的向应变。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，其特征在于，所述抛光液由纳米金刚石溶液和高锰酸钾溶液形成，所述纳米金刚石溶液与所述抛光液的重量比为10%~15%，所述高锰酸钾溶液与所述抛光液的重量比为85%~90%。
3.根据权利要求2所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，其特征在于，所述高锰酸钾溶液的浓度为0.1~0.3mol/l。
4.根据权利要求2所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，其特征在于，所述纳米金刚石溶液中金刚石颗粒的粒径为5~25nm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺仪cmp抛光修正装置，其特征在于，所述抛光机构包括：
6.根据权利要求5所述的基于数字孪生的半球形结构陀螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜，李照东，陈超宇，汪启军，吴改，沈威，东芳，梁康，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：
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