基于圖像檢測和研磨盤表面自生長的精確修復(fù)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種研磨/拋光領(lǐng)域，尤其是一種基于UV光固化涂料對研磨盤表面進(jìn)行修復(fù)的方法。
技術(shù)背景
[0002]超精密研磨拋光是超精密加工領(lǐng)域的一種主要加工方法，近年來發(fā)展起來的超精密研磨拋光是一種可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)材料工件高精度、高質(zhì)量加工的方法。一般的研磨拋光方法采用的加工方式是:在表面平整均勻的研磨盤上鋪設(shè)固著磨粒，加工工件安裝于研磨盤上方的工件安裝頭上，研磨時(shí)，在工件安裝頭上施加壓力，研磨盤轉(zhuǎn)動(dòng)，使工件與固著磨粒間有相對運(yùn)動(dòng)進(jìn)行磨削從而完成研磨加工。另一方面，一般所用的研磨盤表面附著著大量的磨粒，并由于研磨盤制作工藝的局限，研磨盤表面會出現(xiàn)磨粒分布不均造成的凹槽，同時(shí)在加工過程中，由于壓力等外部因素，使得研磨盤表面不同部位磨粒與工件間磨削程度不同，會造成局部磨粒磨損加劇，進(jìn)一步造成研磨盤表面的局部凹陷及研磨盤表面的不平整，使得工件在與研磨盤接觸的過程中，產(chǎn)生振動(dòng)和跳動(dòng)，危害工件加工質(zhì)量和精度。
[0003]目前常用的研磨盤修復(fù)保養(yǎng)方法是:利用硬脂和硫?yàn)榛A(chǔ)的各種浸漬劑來處理磨盤，即將研磨盤拆下來然后放入被加熱到130-135?的浸漬劑溶融物中，將研磨盤從浸漬劑溶融物中抽出來以后甩掉多余的浸漬劑溶融物，再利用電鍍金剛石的修正輪修整，整個(gè)修復(fù)工作需要幾個(gè)小時(shí)。
[0004]使用傳統(tǒng)方法修復(fù)研磨盤，需要將磨盤拆卸下來，而根據(jù)研磨盤的磨損速度一般需要5天對研磨盤修復(fù)一次，采用傳統(tǒng)修復(fù)方法，修復(fù)繁瑣麻煩耗費(fèi)人力同時(shí)耗費(fèi)時(shí)間，而所用修復(fù)材料對環(huán)境有污染，同時(shí)修復(fù)效果不佳，所以，尋找一種簡單快捷且修復(fù)效果好的研磨盤表面修復(fù)方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種既能夠進(jìn)行工件研磨加工又能快速對研磨盤進(jìn)行修復(fù)、且使用方便原理簡單、同時(shí)修復(fù)效果極佳修復(fù)質(zhì)量高的研磨機(jī)構(gòu)。
[0006]為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種基于圖像檢測和研磨盤表面自生長的精確修復(fù)機(jī)構(gòu)，包括矩形小噴頭、高倍攝像頭、兩根滾珠絲桿、研磨盤，所述矩形小噴頭安裝在第一滾珠絲桿上，并在研磨盤上方沿徑向勻速移動(dòng)，所述矩形小噴頭均勻噴灑混有磨粒的UV光固化涂料在研磨盤表面，開始進(jìn)行研磨盤表面的自生長，所述矩形小噴頭兩側(cè)還安裝兩根UV光燈管，所述高倍攝像頭安裝在第二滾珠絲桿上，并在研磨盤上方沿徑向隔一段時(shí)間移動(dòng)一段距離，拍攝研磨盤表面狀況進(jìn)而通過圖像檢測分析出研磨盤表面平整度，所述矩形小噴頭在噴灑時(shí)，根據(jù)分析的結(jié)果對平整度不夠的區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)補(bǔ)償。
[0007]所述研磨盤表面自生長是將一種UV光固化涂料均勻噴灑覆蓋在研磨盤表面后，照射UV光引發(fā)它固化，從而在研磨盤表面生長出一層均勻平整的研磨層，其具體操作是:首先將UV光固化涂料與磨粒均勻混合，然后將混有磨粒的UV光固化涂料均勻噴灑于研磨盤表面，噴灑時(shí)利用圖像檢測判斷研磨盤表面平整度，然后對平整度不夠的區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)補(bǔ)償，直至整個(gè)研磨盤表面覆蓋的混有磨粒的UV光固化涂料均勻平整，最后照射UV光，弓丨發(fā)UV光固化涂料固化，使UV光固化涂料生長成堅(jiān)硬的平整面，同時(shí)使磨粒借助于UV光固化涂料均勻的固著于研磨盤表面，在修復(fù)研磨盤表面凹坑及刮痕的同時(shí)，生長成一層硬質(zhì)均勻平整的研磨層。
[0008]所述的UV光固化涂料是一種新型環(huán)保型節(jié)能涂料，在UV光(紫外線)的照射下，液態(tài)UV光固化涂料中的光引發(fā)劑受激發(fā)變?yōu)樽杂苫蜿栯x子，從而引發(fā)UV光固化涂料中具有反應(yīng)活性的物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致體型結(jié)構(gòu)的形成，從而使UV光固化涂料固化，其固化時(shí)間根據(jù)厚度不同而改變，具體固化時(shí)間可以控制在I分鐘內(nèi)。本發(fā)明利用UV光固化涂料的這種特性，將其噴灑在研磨盤表面，然后引發(fā)UV光固化涂料固化，即相當(dāng)于讓研磨盤表面生長出一層新的研磨層，形成的研磨層的硬度大、厚度可控，故稱這種方法為研磨盤表面自生長技術(shù)。由于UV光固化涂料的固化時(shí)間很短且無需拆卸研磨盤，所以這種方法快捷簡單。
[0009]為了保證修復(fù)后達(dá)到更高的平整度及精度，在研磨盤表面自生長過程中，需要精確控制研磨盤表面混有磨粒的UV光固化涂料的覆蓋均勻性，因此，采用了圖像檢測技術(shù)來檢測整個(gè)研磨盤表面的平整度，找出不平整的區(qū)域進(jìn)行定點(diǎn)補(bǔ)償，以期使整個(gè)研磨盤表面覆蓋的混有磨粒的UV光固化涂料均勻平整。
[0010]所述圖像檢測是將所述高倍攝像頭采集到的圖像送到電腦進(jìn)行像素分析、放大分析等圖像處理，然后根據(jù)處理后圖像的顏色、陰影、磨粒密度等特征判斷圖像對應(yīng)區(qū)域的平整度。由于整個(gè)UV光固化涂料中混有磨粒，而所用磨粒多為碳化硅、氧化鋁等有色磨粒，當(dāng)某一區(qū)域UV光固化涂料過厚時(shí)，混入其中的磨粒必然比其他區(qū)域多且密度更大，同時(shí)，圖像中該區(qū)域的顏色較其他區(qū)域深，而UV光固化涂料薄的區(qū)域顏色較淺，這樣，通過分析圖像中的顏色深淺、磨粒密度、陰影等可以判斷出磨粒厚度，再根據(jù)磨粒厚度可以間接判斷出該區(qū)域的UV光固化涂料的厚度。另外，通過對圖像的編號，可以知道研磨盤表面具體哪一環(huán)偏薄，這樣，得出具體分析結(jié)果，然后反饋回計(jì)算機(jī)。
[0011]進(jìn)一步的，所述矩形小噴頭噴灑混有磨粒的UV光固化涂料時(shí)采用先初次噴灑然后多次檢測并多次補(bǔ)償?shù)姆绞剑聪葘ρ心ケP進(jìn)行一次噴灑，同時(shí)，高倍攝像頭拍攝研磨盤表面，拍攝到的照片送至電腦，通過圖像檢測技術(shù)判斷研磨盤表面平整度，找出具體哪一區(qū)域不夠平整，對于不夠平整的區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償，重復(fù)多次上訴步驟，直至整個(gè)研磨盤表面覆蓋的混有磨粒UV光固化涂料達(dá)到最大限度的均勻平整。
[0012]進(jìn)一步的，由于在補(bǔ)償時(shí)，需要補(bǔ)償?shù)膮^(qū)域可能較小，需要控制混有磨粒的UV光固化涂料的噴灑范圍，因此，所述的矩形小噴頭的噴口呈矩形排列，且每排噴口的開關(guān)狀態(tài)可控，根據(jù)需要補(bǔ)償區(qū)域具體大小來調(diào)節(jié)噴口噴灑范圍。
[0013]進(jìn)一步的，由于混有磨粒的UV光固化涂料需要多次補(bǔ)償，在其補(bǔ)償?shù)倪^程中耗費(fèi)一定時(shí)間，影響加工進(jìn)度，因此，在矩形小噴頭的兩端安裝兩根長的UV光燈管，UV光燈管的長度接近研磨盤半徑，采用線光源，UV光燈管上裝有燈罩，用以控制所述UV光燈管照射的UV光的范圍。矩形小噴頭進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，UV光燈管照射UV光引發(fā)部分混有磨粒的UV光固化涂料固化，即一邊固化一邊補(bǔ)償，直至最終補(bǔ)償完成，然后固化完成節(jié)省了時(shí)間，且避免了液態(tài)UV光固化涂料涂料受向心力作用向外擴(kuò)散影響其他區(qū)域厚度。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)結(jié)構(gòu)簡單，便于生產(chǎn)加工和操作；(2)對研磨盤修復(fù)更加簡單快捷且無需拆卸研磨盤；(3)采用UV光固化涂料，固化速度快，保證了加工效率，且污染小；(4)同時(shí)采用邊補(bǔ)償邊固化的方法，縮短了固化時(shí)間且避免了液態(tài)UV光固化涂料涂料受向心力作用向外擴(kuò)散影響其他區(qū)域厚度；(5)研磨盤表面生長出的研磨層平整度及精度更高，修復(fù)后研磨盤表面更加平整。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明修復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0016]其中I為研磨盤，2為工件安裝頭，3為高倍攝像頭，4為第二滾珠絲桿，7為第一滾珠絲桿，5為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，6為矩形小噴頭，8為UV光燈管。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。
[0018]如圖1所示，在研磨盤