导光板模具微冲孔机床在位测量系统的设计与研究
2021-04-02石子开高伟强刘建群赵荣丽
机械设计与制造 2021年3期
石子开,高伟强,刘建群,赵荣丽
(广东工业大学机电工程学院,广东省微纳加工技术与装备重点实验室,广东 广州 510006)
1 引言
视觉测量技术是一项以计算机视觉为基础的新型测量技术,原理上具有非接触,实时性强,精度高,信息量丰富等显著优点[1]。随着相关软、硬件性能的提高和成本不断降低,视觉测量原理的优势得到充分发挥,被认为是实现现场、在线测量的最有效的手段之一。
导光板作为将LED 发出的线性光转化为面光的元器件,它的导光性能主要取决于表面的微结构形状与分布[2]。一般中小尺寸的导光板都是基于注塑成型技术来获得的,所以加工出高精度的导光板模具至关重要。本研究中导光板模具上的微孔阵列是利用微冲孔机床上的压电陶瓷驱动金刚石冲头冲压而得。每个导光板模具上分布着数以百万计的微孔,这些微孔的大小在10μm级,孔间距在100μm 级,精度要求在(1~3)μm。为了加工出一个完整的导光板模具,微冲孔机床通常是连续数十个小时的不间断冲压,微孔的尺寸是通过调节压电陶瓷的参数进行控制的,由于压电陶瓷的非线性、滞后、蠕变性等问题,加工过程中需要定时测量微孔的尺寸不断调整压电陶瓷的参数。通常可以利用白光干涉仪等精密设备测量微孔直径,但由于这些测量设备与微冲孔机床不在同一物理平台,每件导光板模具需多次装、卸,多次测量、加工,给加工工程带来极大的不便,生产效率低下的同时还由于多次反复定位装夹带来的安装误差影响加工质量。……
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