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[发明专利]针对高深宽比曲面构件面形测量的测量系统及方法-CN202210449402.4有效
发明人：陈远流;曹中浩;陈甫文;居冰峰;杜凯;张海军;李国 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开一种针对高深宽比曲面构件面形测量的测量系统，其包括双探头测量机构、探头驱动机构、构件移动机构，双探头测量机构包括激光干涉光针及扫描触针，两者探头间隔设置，并依次对曲面构件进行扫描；探头驱动机构驱动双探头测量机构对曲面构件进行随形扫描；构件移动机构带动曲面构件作回转运动。本发明还公开了基于上述测量系统的测量方法，其综合激光干涉光针在曲面轮廓、无损检测方面的优势以及高长径比扫描触针对大曲率、小间隙结构的检测优势，并优化其测量方法，实现了复杂高深宽比曲面构件跨尺度特征的全表面检测。
针对高深曲面构件测量系统方法

[发明专利]封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统及方法-CN202210449688.6有效
发明人：陈远流;曹中浩;陈甫文;居冰峰;杜凯;张海军;李国 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-04-24 - 公布日： 2023-06-13 - 主分类号： B25B11/00 文献下载
摘要：本发明公开一种封闭曲面构件全表面测量换向装夹定位系统，其包括：第一夹具与第二夹具，两者用于分别固定换向前和换向后的封闭曲面构件，两者结构相同且能够进行相对运动；位姿检测单元，用于检测第一夹具、第二夹具以及封闭曲面构件的位置及姿态；位姿调整单元，用于调整第一夹具与第二夹具的相对位置及姿态，其通过多轴联动，并借助夹具位姿检测单元获取的夹具位姿信息，将第一夹具与第二夹具调整为换向装夹位姿。本发明还公开了基于上述换向装夹定位系统的换向装夹定位方法，用于封闭曲面构件的换向，换向装夹精度高，无测量盲区，能够有效提高封闭曲面构件全表面测量效率和测量精度。
封闭曲面构件表面测量换向定位系统方法

[实用新型]一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量平台-CN202221765629.1有效
发明人：陈远流;曹中浩;陈甫文;张文浩;居冰峰;杜凯;张海军;李国 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-09 - 公布日： 2022-12-20 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量平台，包括：第一运动台，该第一运动台可做旋转运动，该旋转的轴线为第一旋转轴线；第二运动台，该第二运动台可做旋转运动，该旋转的轴线为第二旋转轴线，该第二旋转轴线垂直于上述第一旋转轴线；所述第一运动台上设有第一夹具，用于夹紧待测量的测试构件；所述第二运动台上设有第二夹具，用于夹紧带适配的光学测头；所述第二运动台可带着所述光学测头围绕着所述测试构件旋转；可以测量具有高陡度、大曲率半径的构件的表面轮廓。
一种球形构件表面轮廓包络测量平台

[发明专利]一种基于压电陶瓷传感器的超精密切削准静态力检测方法-CN202111556525.X有效
发明人：陈远流;陈甫文;林焕彬;李忠伟;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-12-18 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01L1/16 文献下载
摘要：本发明涉及超精密切削技术领域，特指一种基于压电陶瓷传感器的超精密切削准静态力检测方法，包括压电陶瓷力感知单元，其受到所述单点金刚石刀具的作用力并产生电荷信号至外部的后处理模块，后处理模块包括：前置电荷放大电路，低通滤波电路，ADC模块，DSP信号处理器和计算机；计算机，基于每一时刻动态变化力fi的求解，通过对前i时刻动态变化力的累加，得到第i时刻作用在压电陶瓷力传感器上的实际作用力Fi；本发明从压电陶瓷电荷泄漏效应原理出发，基于对压电陶瓷力传感器电荷泄漏的动态补偿，来实现基于压电陶瓷力传感器的准静态力检测功能。
一种基于压电陶瓷传感器精密切削静态检测方法

[发明专利]一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量系统及方法-CN202210807506.8在审
发明人：陈远流;曹中浩;陈甫文;张文浩;居冰峰;杜凯;张海军;李国 -专利权人：浙江大学
申请日： 2022-07-09 - 公布日： 2022-09-30 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量系统及方法，提供一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量系统，包括：第一运动台，该第一运动台可做旋转运动，该旋转的轴线为第一旋转轴线；第二运动台，该第二运动台可做旋转运动，该旋转的轴线为第二旋转轴线，该第二旋转轴线垂直于上述第一旋转轴线；所述第一运动台上设有第一夹具，用于夹紧待测量的测试构件；所述第二运动台上设有第二夹具，用于夹紧带适配的光学测头；所述第二运动台可带着所述光学测头围绕着所述测试构件旋转；可以测量具有高陡度、大曲率半径的构件的表面轮廓；还提供一种一种球形构件表面面形轮廓随形包络测量方法，利用上述系统实现。
一种球形构件表面轮廓包络测量系统方法

[实用新型]一种带力感知功能的样品微动定位装置-CN202121012850.5有效
发明人：林焕彬;陈远流;陈甫文;李忠伟;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B23D79/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种新型的带力感知功能的样品微动定位装置，其包括主框架、样品定位机构、宏微联动导向机构、第一导向机构以及第二导向机构。其中，宏微联动导向机构包括固定部、运动部、第一导向机构和第二导向机构；固定部和运动部之间设置有压电陶瓷驱动器，施加电压使得压电陶瓷驱动器产生位移并在Z轴方向带动运动部；第一导向机构包括第一柔性铰链组；第二导向机构包括第二柔性铰链组和第三柔性铰链组。与现有集成了力传感器的纳米切削机构相比，本实用新型所述系统中集成了三轴力传感器，实现了三维切削力的在线检测。
一种感知功能样品微动定位装置

[发明专利]一种可实现单轴、双轴及三轴力检测功能的机械柔性机构-CN202010764033.9有效
发明人：陈远流;李忠伟;陈甫文;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2020-08-01 - 公布日： 2022-02-08 - 主分类号： B23Q17/09 文献下载
摘要：本发明涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种可实现单轴、双轴及三轴力检测功能的机械柔性机构，其包括基体、单轴力检测柔性机构、双轴力检测柔性机构、三轴力检测柔性机构以及多个位移检测装置，单轴力检测柔性机构、双轴力检测柔性机构、三轴力检测柔性机构均设置有刀架和刀具，根据不同的需要，在基体安装对应的力检测柔性机构以及位移检测装置并进行检测，所述位移检测装置设置在对应的力检测柔性机构的检测端。本发明通过检测柔性机构因刀具受力在位移检测端产生的位移，依据受力与所产生位移的线性关系，实现力检测的功能。
一种实现三轴力检测功能机械柔性机构

[实用新型]一种集成力传感器的加工设备-CN202121006335.6有效
发明人： 陈甫文;陈远流;林焕彬;李忠伟;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2021-12-28 - 主分类号： B23D79/00 文献下载
摘要：本实用新型属于精密制造设备技术领域，特指一种集成力传感器的加工设备，其包括主轴、刀具、三轴驱动装置、位置传输装置以及对刀控制系统，其中，对刀控制系统包括力传感器和PID控制器，力传感器设置在刀具上，用于检测刀具与工件之间的接触力；PID控制器根据接触力的大小，控制Z向驱动机构工作。本实用新型通过对刀控制系统实现接触力/切削力闭环反馈控制功能以及扫描测量功能，使其可以实现超精密对刀，无需借助其他仪器，可满足加工范围空间受限，难以安装其他对刀仪器情况下的对刀需求，具有普适性。同时，简化了对刀的操作流程，大大提高了对刀的自动化程度以及对刀精度。
一种集成传感器加工设备

[发明专利]三轴快速刀具伺服机构的三维力检测系统-CN202010289057.3有效
发明人：陈远流;李忠伟;陈甫文;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2020-04-14 - 公布日： 2021-08-31 - 主分类号： B23Q5/36 文献下载
摘要：本发明提供了一种三轴快速刀具伺服机构及其三维力检测系统，包括：三轴快速刀具伺服机构，其由三个压电陶瓷驱动分别产生三个轴向的位移，通过对称布置的柔性铰链的传动与约束作用，可在末端执行器处实现三个轴向的解耦运动；集成三个电容式位移传感器的位移检测机构，其可检测三轴快速刀具伺服机构三个输入端的位移；集成三个压电陶瓷力传感器的力检测机构，其与三轴快速刀具伺服机构的末端执行器连接，可拆卸，可通过三个力传感器检测值与三个轴向力的线性关系检测出刀尖所受任一空间力在三个轴向的分力。本发明的系统基于压电陶瓷片的正压电效应，将压电陶瓷片作为力传感器，实现了切削过程当中三维力的在线检测。
快速刀具伺服机构三维检测系统

[发明专利]一种集成力传感器的加工设备及超精密切削对刀方法-CN202110516422.4在审
发明人：陈远流;陈甫文;林焕彬;李忠伟;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2021-08-13 - 主分类号： B23D79/00 文献下载
摘要：本发明属于精密制造设备技术领域，特指一种集成力传感器的加工设备及超精密切削对刀方法，加工设备包括主轴、刀具、三轴驱动装置、位置传输装置以及对刀控制系统，其中，对刀控制系统包括力传感器和PID控制器，力传感器设置在刀具上，用于检测刀具与工件之间的接触力；PID控制器根据接触力的大小，控制Z向驱动机构工作。本发明通过对刀控制系统实现接触力/切削力闭环反馈控制功能以及扫描测量功能，并基于上述功能研发了一种超精密切削对刀方法，使其可以实现超精密对刀，无需借助其他仪器，可满足加工范围空间受限，难以安装其他对刀仪器情况下的对刀需求，具有普适性。同时，简化了对刀的操作流程，大大提高了对刀的自动化程度以及对刀精度。
一种集成传感器加工设备精密切削方法

[发明专利]一种带力感知功能的样品微动定位装置-CN202110519470.9在审
发明人：陈远流;林焕彬;陈甫文;李忠伟;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2021-05-12 - 公布日： 2021-07-23 - 主分类号： B23D79/00 文献下载
摘要：本发明涉及超精密加工技术领域，具体涉及一种新型的带力感知功能的样品微动定位装置，其包括主框架、样品定位机构、宏微联动导向机构、第一导向机构以及第二导向机构。其中，宏微联动导向机构包括固定部、运动部、第一导向机构和第二导向机构；固定部和运动部之间设置有压电陶瓷驱动器，施加电压使得压电陶瓷驱动器产生位移并在Z轴方向带动运动部；第一导向机构包括第一柔性铰链组；第二导向机构包括第二柔性铰链组和第三柔性铰链组。与现有集成了力传感器的纳米切削机构相比，本发明所述系统中集成了三轴力传感器，实现了三维切削力的在线检测。
一种感知功能样品微动定位装置

[发明专利]带压电力传感器静态漂移自动补偿的切削力主从控制系统-CN201910372333.X有效
发明人：陈远流;陶冶;陈甫文;居冰峰 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-05-06 - 公布日： 2020-12-15 - 主分类号： G05B11/42 文献下载
摘要：本发明涉及一种带压电力传感器静态漂移自动补偿的切削力主从控制系统，包括主控制器和从控制器；所述主控制器包括第一压电元件，耦接第一压电元件的第一电荷放大器，第二压电元件，耦接第二压电元件的第二电荷放大器，耦接第一电荷放大器和第二电荷放大器的第一差分器，以及耦接第一差分器输出端的PC端；所述从控制器包括第三压电元件，耦接第三压电元件的第三电荷放大器，第四压电元件，耦接第四压电元件的第四电荷放大器，耦接第三电荷放大器和第四电荷放大器的第二差分器；以及PID控制器、PZT控制器和刀具快速伺服装置。本发明的系统可以使用压电陶瓷长时间测量静态力，能够实现对超稳定静态力测量、高刚度静态力反馈的超精密加工。
压电传感器静态漂移自动补偿切削力主从控制系统

[发明专利]一种基于三轴快速刀具伺服机构的三维力检测系统-CN201910564254.9有效
发明人：陈远流;陈甫文 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： B23Q17/09 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于三轴快速刀具伺服机构的三维力检测系统，包括：三轴快速刀具伺服机构，其X/Y/Z轴驱动单元上分别集成有X/Y/Z轴压电陶瓷力传感器；三通道电荷放大器模块，其输入端分别耦接所述X/Y/Z轴压电陶瓷力传感器，用于对压电陶瓷力传感器产生的极化电荷进行放大；AD/DA采集卡，其输入端连接三通道电荷放大器模块的输出端，用于采集三个输出通道输出的放大后的极化电荷信号；以及上位机，其连接AD/DA采集卡的输出端，用于接收AD/DA采集卡采集的放大后的极化电荷信号，并基于该信号计算所述X/Y/Z轴压电陶瓷力传感器受到的动态力大小。本发明的系统基于压电陶瓷片的正压电效应，将压电陶瓷片作为力传感器，实现了切削过程当中三维力的在线检测。
一种基于快速刀具伺服机构三维检测系统

[发明专利]基于锁相放大的微纳切削刀具切削刃轮廓原位测量方法-CN201910564333.X在审
发明人：陈远流;陈甫文 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2019-09-24 - 主分类号： B23Q17/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于锁相放大的微纳切削刀具切削刃轮廓原位测量方法，包括如下步骤：S1、离线评定参考结构；所述参考结构是由集成力传感器的两轴快速刀具伺服机构驱动微纳切削刀具加工得到的微纳结构，使用微纳形貌测量仪器测量所述参考结构的轮廓曲线e(x)/e(y)；S2、在机原位测量刀具轮廓；基于集成力传感器的两轴快速刀具伺服的力闭环反馈，控制刀具尖端沿X/Y方向对所述参考结构进行扫描，得到刀具扫描轨迹m(x)/m(y)；S3、根据离线测量的参考结构的轮廓曲线e(x)/e(y)和在机扫描得到的刀具扫描轨迹m(x)/m(y)计算刀具切削刃圆弧轮廓形状t(x)＝m(x)‑e(x)/t(y)＝m(y)‑e(y)。本发明所述方法可以通过与加工机床集成实现，基于锁相闭环可以实现在强环境噪声干扰下高精度测出微纳切削刀具切削刃表面几何轮廓。
参考结构切削刀具原位测量快速刀具伺服刀具扫描力传感器轮廓曲线锁相放大切削刃两轴在机扫描闭环环境噪声干扰刀具切削刃切削刃表面闭环反馈刀具尖端刀具轮廓机构驱动几何轮廓加工机床离线测量微纳结构形貌测量仪器测量圆弧轮廓离线评定加工

[发明专利]与微结构超精密加工同步的在线检测修复系统和方法-CN201910547619.7在审
发明人：陈远流;陈甫文 -专利权人：浙江大学
申请日： 2019-06-24 - 公布日： 2019-09-24 - 主分类号： B23Q17/09 文献下载
摘要：本发明提供了一种与微结构超精密加工同步的在线检测修复方法，包括如下步骤：S1、基于加工过程中力传感器反馈的切削力信号和位移传感器反馈的位移信号形成切削力图谱；S2、基于所述切削力图谱中的异常信号辨识微结构缺陷产生的区域位置；S3、在测量模式下使用刀具对所述微结构缺陷产生的区域位置进行扫描，得到微结构缺陷的形状特征；S4、在加工模式下使用刀具根据设定的轨迹对所述微结构缺陷所在的区域重新进行切削加工，以保证整体微结构形状的一致性。该方法能够在加工过程中对微缺陷进行在线检测，实时检测微缺陷的位置和形貌，进而进行修复。
微结构在线检测超精密加工区域位置缺陷产生同步的微缺陷切削刀具形貌微结构形状位移传感器修复测量模式加工模式力传感器切削加工实时检测位移信号形状特征修复系统异常信号反馈切削力辨识扫描保证

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