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国防科技工业微细结构加工技术研究应用中心

   微细结构加工技术研究应用中心2007年正式成立,主要开展用传统加工方法无法实现的、尺度从微米级到厘米级的三维结构及系统的加工、检测、装配工艺方法与装备的工程化开发和技术推广。中心实验室现有仪器设备数总计277台(套),包括最高转速精密微小型车铣复合中心、数控万能复合加工机床,微小型系统超高转速加速度实验系统等。

 

中心所拥有的典型试验设备如下:

 

1. 局部可重配置微小型车铣复合加工中心

 

该加工中心具有部分模块可重配置、动态空间软限位以及系统精度补偿等功能,主要技术指标包括:直线轴定位精度2μmC轴和转台定位精度0.002度;工件主轴(车削主轴)转速8000r/min,刀具主轴(铣削主轴)转速60000r/min;加工精度IT7,铣 削表面粗糙度0.3μm(图1

 

 

         1   局部可重配置微小型车铣复合加工中心

 

    2.增减材复合加工机床

 

    针对增材制造过程的缺陷、凝固等问题,复合加工过程的相互影响关系及其对构件内部质量、宏观结构精度的作用,中心研发了基于脉冲激光送丝沉积的增减材复合加工机床(图2),可加工构件最小宽度可达0.5mm

 

2   增减材复合加工机床

 

    3.高精度对位检测仪

 

    高精密对位检测系统(图3)主要由视觉检测子系统、装配执行子系统、辅助子系统和控制子系统组成,检测精度达到亚微米级,微夹持器组件采用了真空吸附和气囊式的无损夹持方式,对装配过程进行智能化的设计,使其具备一定的自判断操作能力。设备主要技术指标包括:光学对位分辨率:0.5μm;装配零件对准精度:0.5μm;装配零件尺度范围:10μm10mm;六维力传感器分辨率:3mN0.016N·mm;基于微力-微变形的对位检测分辨率:100nm;六自由度微动平台移动分辨率:33nm;实际能够完成尺度范围:10μm100mm

 

图3   高精度对位检测仪

 

4.微小零件柔性自动化装配系统

 

    中心自主研发的微小零件柔性自动化装配系统具备多工位控制、可靠夹持与输送、装配质量在位检测、模块化控制等功能,对位精度达到2μm、装配精度达到5μm,具有柔性化、多功能、跨尺度特点,适用于非硅MEMS器件精密装配。

 

 

         (a微小零件柔性自动化装配系统外观                                  b)内部结构

微小零件柔性自动化装配系统