单晶金刚石是目前理想的刀具材料,被广泛应用于科技产业及工程技术领域。金刚石刀具的制作本身就属于超精密加工范畴,一般需要分成多个阶段进行加工,此外天然金刚石硬度高、韧性差、各向异性,极难研磨,因此金刚石刀具制备过程中重复定位是一个影响其加工效率和研磨质量的重要因素。单晶刀具的研磨面非常小,重复定位时检测研磨面与研磨盘的面夹角并加以调整并不容易。本课题针对课题组已经研究开发利用的弹性浮动研磨机研磨过程中产生的重复定位问题,设计开发微小平面重复定位检测装置及重复定位调整装置。检测装置是以应变片作为传感器的弹性面板,充分体现了弹性浮动研磨机的特点。它的主要工作是检测金刚石刀具研磨面与研磨盘的面夹角,以及检测进给主轴与研磨盘主轴间的不平行度。调整装置为一个小型的简洁空间三自由度并联平台,它主要工作是调整研磨盘主轴与进给主轴的平行度,配合研磨面与研磨盘夹角的检测。研究工作主要包括以下各部分的开发研究:设计并制作了微小平面重复定位检测装置,其主要功能部件是一个由四个弹性梁将中心面板与外层固定架连接起来的弹性面板,弹性面板将研磨面与研磨盘的面夹角转化成四个弹性梁的应变量,应变片粘贴在梁的固定端,实现角度的电量化检测。采用精密仪用放大器AD620作为电桥微弱信号的前置放大器,为了滤除无用的高频噪声,采用精密运算放大器OP07和电容组成一有源低通滤波电路,并对信号进行二级放大,到达单片机可以采集的范围。开发并制作重复定位调整装置——小型简洁空间三个自由度(?)并联平台。驱动平台的动平台与驱动元件采用Ω柔性铰链连接,有效地协调三个驱动主轴问的耦合运动,控制系统不需要进行复杂的解耦运算,但仍需要协调三个主轴运转。本课题采用数控技术中的时间分割法控制思想编写控制程序,实现并联平台三个主轴的联动控制。此外,采用ansys有限元分析软件辅助分析并联平台的耦合运动,分析得到具有线性叠加关系的耦合运动规律,修正并联平台的角度控制函数。以CMOS作为传感器,设计一个简易的空间面转角检测系统,监视并联平台的运行情况。最后,对自动调整装置微小平面定位的可重复性进行初步实验。实验包括:1.检测装置的初步实验,验证弹性梁活动端点位移与检测到的电压线性关系,通过最小二乘法求得非线性度为1,表明弹性梁活动端点的位移与检测电压有很好的线性关系。2.并联平台的驱动控制实验,三个步进电机的控制脉冲波形和平台执行转动与时间的关系曲线表明控制系统有效地协调三轴联动控制,控制脉冲分配均匀,平台运行较好的执行了控制任务,运行平稳。