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公开(公告)号：CN120044883A
公开(公告)日：2025-05-27
申请号：CN202510212652.X
申请日：2025-02-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B19/4097
Abstract: 一种用于复杂微小构件超精密控形加工的数控系统及其加工方法，涉及复杂微小构件超精密加工技术领域，针对当前用于基础轮廓特征、单一微结构精密级材料去除的加工系统控制方式无法满足狭小空间约束、小尺度刀具及工件引入的系统弱刚性等扰动影响下微构件纳米级精度创成的数字化控制问题而提出来的。技术要点：依据待加工微小构件尺寸以及实际工艺需求，编写特征结构加工上位机程序，由所述上位机数控系统生成微结构加工点集坐标，完成最优加工路径规划；由硬件控制单元经运动控制器、驱动器驱动末端执行部件X/Y/Z轴运动单元、液压B轴运动单元、C轴运动单元执行相应指令程序；系统辅助部件光栅尺实时反馈各运动单元的位置以实现各轴位移的在线补偿，液压泵为加工系统持续输出稳定、高压的液压油以支撑各运动单元，水冷机循环输出恒温、恒流量的冷却介质以对各发热部件冷却，双高分辨率工业相机实现加工前对刀及加工过程全方位监测。铣削轴独立控制模块实现对铣削轴可调转速的精准控制。特别适用于复杂微小构件超精密成型。
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公开(公告)号：CN113793313B
公开(公告)日：2023-12-12
申请号：CN202111061845.8
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种薄壁球壳类微小构件全表面微坑结构加工高精度对刀方法及装置，涉及对刀技术领域，用以解决现有对刀方法对于微小尺度薄壁球壳表面微坑结构加工前对刀精度不够或对刀效率较低的问题。本发明的技术要点包括：通过两个高分辨率CCD相机分别获取球头铣刀的球心在X、Y、Z轴方向上相对微小尺度薄壁球壳的图像位置，并经过图像处理得到球头铣刀的球心在X、Y、Z轴方向上相对于微小尺度薄壁球壳的偏差距离，进一步控制球头铣刀进行高精度直线或旋转运动，从而消除偏差，完成微小尺度薄壁球壳全表面微坑结构加工前的对刀调整要求。本发明降低了对刀的难度并提高了对刀精度，可应用于多轴联动超精密加工装置中对于各类小工具刀尖
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公开(公告)号：CN113741337B
公开(公告)日：2023-02-03
申请号：CN202111063284.5
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B19/19
Abstract: 一种薄壁球壳类微小构件全表面均布微坑结构加工轨迹的规划方法及装置，涉及加工轨迹规划技术领域，用以解决现有的加工轨迹规划方法不能实现球壳类微小构件的加工点均匀分布的问题。本发明的技术要点包括：首先基于斐波那契原理，对薄壁球壳类微小构件全表面微坑结构进行初步均分，相对于经纬网格加权划分误差减小40％，点集分布均匀性得到提高；进一步提出球面点集均布迭代算法，对基于斐波那契原理生成的分布相对均匀点集进一步均匀优化，坑点间距误差大幅度下降，达到实际加工微小构件的误差要求，进一步提高了薄壁球壳类微小构件表面微坑结构分布的均匀性。本发明可应用于各种不同尺寸球体表面均布点集的实际路径规划中。
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公开(公告)号：CN115374562A
公开(公告)日：2022-11-22
申请号：CN202211033731.7
申请日：2022-08-26
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/20 , G06F17/10 , G06F111/04 , G06F111/10
Abstract: 本发明提供一种基于单因素分析法及响应曲面法的辉光放电聚合物构件微铣削加工铣削力建模及预测方法，属于微铣削加工铣削力建模技术领域。为解决现有技术针对辉光放电聚合物材料构件表面微结构微铣削加工机理、加工参数对铣削力的影响方面相关研究不足的问题。本发明方法采用单因素分析法和响应曲面法‑中心复合实验设计法设计实验方案并开展实验，测量实验方案中各组工艺参数加工过程中三个方向的铣削力；采用最小二乘算法拟合数据，建立GDP材料构件微铣削铣削力的二阶响应曲面模型；根据实际加工过程的工艺参数对铣削力进行预测，以进一步指导实际工况下工艺参数的选择。通过本发明方法所建立模型具有较高的准确度和可信度，具有较好的实用性。
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公开(公告)号：CN113695646B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202111063285.X
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种薄壁球壳类微小构件全表面微坑结构的加工装置，涉及微小构件表面加工装置的技术领域，解决了在微空间尺度约束下，薄壁球壳类微小构件特殊的结构特征、材质非均匀、表面非对称、细微表面缺陷及加工过程中流体力学不稳定性等问题，本发明中，基座采用花岗岩材料，可以很好的吸收振动，采用高精度的直线单元和旋转单元作为该装置的主要运动部件，将工件装夹系统、高分辨率CCD监测系统、零点定位系统及调头二次装夹快换系统集中安装到基座上，结构设计紧凑，可有效解决薄壁球壳类微小构件的装夹、调头、对刀及微坑结构的捕捉识别等技术难题，工件的回转运动采用空气静压工件轴，且铣削轴倾斜放置，可达到较高的加工速度及加工精度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114453641A
公开(公告)日：2022-05-10
申请号：CN202210101777.1
申请日：2022-01-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种六轴联动机床弱电控制系统及六轴联动机床和铣削加工方法，涉及微小构件微铣削加工领域，用于解决现有技术的加工方法不能完成的薄壁球壳类微小构件的铣削加工、并且缺少相应控制系统缺陷。本发明六轴联动机床设有可拆卸的铣削工具轴并给出对应的六轴联动机床弱电控制系统。本发明方法包括对刀步骤、第一半球冠加工步骤、调头装夹步骤以及第二半球冠加工步骤。其中对刀步骤用于通过图像采集分析技术将铣刀定位到准确位置。第一半球冠加工步骤用于对薄壁球壳的部分区域进行加工。调头装夹步骤用于调整球壳位置，将剩余未加工到的区域调整至可进行加工的位置。第二半球冠加工步骤用于对剩余区域进行加工。本发明用于薄壁球壳类微小构件微铣削加工。
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公开(公告)号：CN113741337A
公开(公告)日：2021-12-03
申请号：CN202111063284.5
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B19/19
Abstract: 一种薄壁球壳类微小构件全表面均布微坑结构加工轨迹的规划方法及装置，涉及加工轨迹规划技术领域，用以解决现有的加工轨迹规划方法不能实现球壳类微小构件的加工点均匀分布的问题。本发明的技术要点包括：首先基于斐波那契原理，对薄壁球壳类微小构件全表面微坑结构进行初步均分，相对于经纬网格加权划分误差减小40％，点集分布均匀性得到提高；进一步提出球面点集均布迭代算法，对基于斐波那契原理生成的分布相对均匀点集进一步均匀优化，坑点间距误差大幅度下降，达到实际加工微小构件的误差要求，进一步提高了薄壁球壳类微小构件表面微坑结构分布的均匀性。本发明可应用于各种不同尺寸球体表面均布点集的实际路径规划中。
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公开(公告)号：CN113695936A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111061867.4
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种薄壁球壳类微小构件二次装夹工艺方法，涉及装夹工艺的技术领域，解决了目前二次装夹的可靠性低，重复定位精度低，导致微坑结构加工精度低、表面质量差且加工效率低的问题，本发明通过由高精度的驱动装置组成的五轴联动超精密加工装置对薄壁球壳类微小构件进行表面加工和二次装夹，初次装夹真空吸附夹具和二次装夹真空吸附夹具内均设有零点快换定位系统，通过高分辨率CCD相机对二次装夹真空吸附夹具和薄壁球壳类微小构件的接触区域进行监测，通过计算机对二次装夹真空吸附夹具和薄壁球壳类微小构件的位置进行分析，保证二次装夹过程中的准确度，零点定位系统重复定位精度高，保证了薄壁球壳类微小构件的高重复定位精度调头装夹。
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公开(公告)号：CN115365660B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202211068376.7
申请日：2022-09-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B23K26/356 , B23K26/14 , B23K26/70
Abstract: 本发明提供了一种基于CO2激光的大口径熔石英元件两步法抛光方法，属于光学元件激光加工技术领域。为了解决现有大口径熔石英元件通过机械加工操作繁琐且表面有缺陷及粗糙度高，现有激光加工造成表面残余应力分布不均，表面易产生裂纹的问题。本发明根据熔石英材料与CO2激光相互作用机理，为提升大口径熔石英元件的初始损伤阈值、提升元件表面质量，提出CO2激光两步法抛光大口径熔石英元件的加工方法，包括表面缺陷的蒸发抛光和表面熔融抛光，最终实现大口径熔石英元件的表面加工。可大幅提升表面质量，降低粗糙度以及表面缺陷；克服了大口径光学元件由于表面残余应力不均匀导致的产生表面裂纹和变形问题。
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公开(公告)号：CN118595894A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410785873.1
申请日：2024-06-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提供一种基于CCD视觉的薄壁球壳表面微结构超精密控形加工系统运动单元定位装置与方法，属于超精密控形加工系统找正领域。为解决薄壁球壳表面微结构加工系统各运动单元初始空间位置无法高效标定的问题，基于CCD视觉，通过程序回零，建立机床坐标系；通过程序控制各直线运动单元微进给，完成对刀，实现直线运动单元初始位置找正；由CCD相机捕获液压B轴回转运动单元过渡盘特征点在三种不同回转角度下的位置坐标，经数据处理，得到液压B轴回转运动单元回转中心空间坐标，完成液压B轴运动单元初始位置找正；由CCD相机捕捉刀具球头球心，获取其相对于液压B轴回转中心连线距离及其与Z轴移动方向夹角，完成铣削轴运动单元定位。
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