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公开(公告)号：CN119115606A
公开(公告)日：2024-12-13
申请号：CN202411243789.3
申请日：2024-09-05
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B23Q3/08
Abstract: 薄壁球壳类复杂微小构件吸附装夹用气路传输装置及方法，它涉及一种气路传输装置及方法。本发明为了解决常规负压吸附手段夹紧力无法控制、装夹精度差、负压无法传递至回转运动部件，导致无法满足薄壁球壳类复杂微小构件装夹需求的问题。本发明所述装置包括真空吸头和真空腔体，还包括负压连通管、工件轴、过渡元件、零点快换系统、气路导通管、快换连接件和夹具底座；负压连通管、工件轴、过渡元件、零点快换系统、快换连接件、夹具底座、真空腔体和真空吸头首尾依次连接，过渡元件通过气路导通管与夹具底座连接。本发明用于薄壁球壳类复杂微小构件表面特征结构加工时的稳定吸附。
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公开(公告)号：CN118720847A
公开(公告)日：2024-10-01
申请号：CN202410785876.5
申请日：2024-06-18
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明提供一种基于试切对刀的复杂微小构件加工机床铣削轴空间位置标定方法，属于复杂微小构件加工领域。为解决现有机床铣削轴因偏置放置导致引入的空间位置无法准确、高效标定的问题。本发明基于试切对刀，将铣削轴轴线平行于Z轴移动方向时回转台位姿设为零点，通过回转台处于零点位置、顺时针偏转、逆时针偏转三种位姿下，对刀具和工件试切对刀，记录三种位姿下刀尖位置三维坐标，结合机床坐标系的空间坐标获得刀尖点在机床空间的相对位置坐标，通过理论分析数值拟合出三次对刀完成时刀尖点所在的同圆，由上述特定偏转角度求解出铣削轴空间位置，从而实现空间位置标定，为微结构加工程序的编写与加工表面质量提供数据支撑与精度保障。
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公开(公告)号：CN117733640A
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202311760449.3
申请日：2023-12-20
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明一种基于坐标转换的薄壁球壳类复杂微小构件表面微坑结构加工方法与装置，涉及超精密加工技术领域，为解决现有的坐标转换方法无法适用于薄壁球壳类复杂微小构件五轴联动超精密加工坐标的转换与生成的问题。包括如下步骤：S1、构建微球靶全表面微坑点集初始坐标；S2、将C轴转动一定角度，使微球靶表面任意待加工空间微坑点旋转至C轴运动单元轴线所在水平面，B轴旋转一定角度，使铣削轴轴线和Z轴直线运动单元夹角与待加工点‑工件坐标系原点连线和Z轴直线运动单元方向夹角相等，获取B轴和C轴坐标以及X/Y/Z直线轴运动单元在工件坐标系下的坐标；S3、将工件坐标系的坐标转换为加工坐标系下的加工坐标，对微坑结构进行高精度加工。
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公开(公告)号：CN113695937A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111063350.9
申请日：2021-09-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具及吸附方法，涉及薄壁球壳类微小构件装夹技术领域。针对在薄壁球壳类微小构件全表面均布微坑结构加工过程中，存在现有装夹方式因操作困难、控制部件较为复杂，致使球壳变形较大、重复定位精度较低等问题而提出的。技术要点：真空吸头与真空吸附夹具主体的吸附端密封可拆卸连接，真空吸附夹具主体上沿其轴向的真空腔沿连接端至吸附端孔径变小；真空腔作为主气源通道，真空吸附夹具主体上开有与真空腔连通的副气源接口。采用真空吸附夹具吸附薄壁球壳类微小构件时，对吸头的具体结构形状及真空负压的大小进行计算校核。本发明所述的夹具夹头适于可依据薄壁球壳变形情况灵活调整真空度大小，即调整夹具夹头的吸力，减小装夹变形，保证加工精度。
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公开(公告)号：CN113695647A
公开(公告)日：2021-11-26
申请号：CN202111063287.9
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加工的工艺方法，涉及微小构件表面加工方法的技术领域，解决了目前对薄壁球壳类微小构件的加工时间长，加工效率低，加工精度低，加工位置不准确，加工误差较大等问题，加工后的批量部件无法满足实际应用的标准的问题，依次通过真空吸附装夹、高分辨率CCD对刀、多轴联动数控加工、零点快换掉头装夹、特征坑点捕捉及坐标确定、剩余坑点微结构加工等步骤，采用初次装夹真空吸附夹具、二次装夹真空吸附夹具、第一高分辨率CCD相机、第二高分辨率CCD相机和球头铣刀等部件实现对薄壁球壳类微小构件全表面加工，满足实际加工需求，通过多轴联动进行微铣削加工，提高了加工效率，实现了微小构件高精度加工。
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Patent Agency Ranking
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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