专利名称：修整环型智能超精密抛光机的制作方法
技术领域：
本发明涉及抛光机领域，尤其是一种超精密抛光机(或称研磨机)。
技术背景传统的研磨、抛光机在加工工件的过程中，是无法在线修整抛光 盘(研磨盘)的平面精度的，随着加工过程的不断进行，抛光盘的平面精度会越来越差，采用离线式修整平面精度；目前的抛光机(研磨 机)都是非智能化或者是半智能化的，对抛光盘的转速和位置都无法 精确的进行智能化控制，因而很难保证工件在加工过程中获得极高的 平面精度，也很难在较短的时间内获得高的表面质量。存在的缺点 1、无法实现在线修整抛光盘的平面精度；2、延长了加工周期 发明内容为了克服已有的超精密抛光盘的无法实现在线修整抛光盘的平面 精度、加工周期长的不足，本发明提供一种能够实现在线修整抛光盘 的平面精度、获得很高的平面加工精度、加工周期短的修整环型智能 超精密抛光机。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种修整环型智能超精密抛光机，包括机座、抛光盘、驱动电机、 测速机构以及智能控制平台、所述抛光盘通过主轴安装在机座上，所 述驱动电机的输出轴与主轴传动连接，所述主轴与测速机构传动连接， 所述的智能控制平台连接驱动电机和测速机构，所述的超精密抛光机
还包括修整环、修整环保持架，所述的修整环内安装用于夹装工件的 基盘，所述的修整环位于所述抛光盘的上方，所述的修整环保持架安 装在机座上，所述修正环保持架设有弧形段，所述弧形段的弧度不小 于71/2，所述的弧形段的两端设有摩擦轮，所述的修整环嵌入所述弧 形段并靠接在两个摩擦轮上，且所述修整环与所述弧形段之间有间隙。作为优选的一种方案所述的超精密抛光机包括至少两对修整环 和修整环保持架，所述的各对修整环和修整环保持架分别位于所述抛 光盘上方的不同区域。进一步，所述的修整环保持架安装在立柱上，所述的立柱固定安 装在机座上。作为优选的另一种方案所述的测速机构为光栅测控系统。 更进一步，所述的驱动电机的输出轴上设有主动齿轮、所述主动 齿轮通过同步带连接被动齿轮，所述被动齿轮安装在主轴上；所述的 主轴底端连接附加齿轮，所述附加齿轮通过传动带连接测速机构的输 入轴。本发明的技术构思为在抛光机上增加修整环，经由抛光盘上的 摩擦力带动修整环转动，内装有基盘(此基盘底面装有工件)的修整 环带动修整环保持架上的摩擦轮转动，同时摩擦轮反作用于修整环使 修整环在修整环保持架内作自转运动，基盘在修整环内作自转运动。 通过此修整环开有排屑槽的底面与抛光盘面的摩擦对抛光盘面进行在 线修整；并且采用了智能控制系统和高精密的光栅测控系统，对抛光 盘的转速进行高精度的控制，在配套工艺条件下可获得极高的加工精 度、表面质量以及产品质量的一致性。
基于行星式运动设计原理，保证修整环与工件加工表面各点相对 于抛光盘的线速度相等，且抛光运动轨迹不重复。修整环在加工中， 其运动轨迹可以覆盖到整个抛光盘表面，这种时时刮除抛光盘工作表 面的运动方式，可始终使抛光盘保持较佳的工作状态，工件被加工表 面的磨除率能保持在一固定的范围内，不会因为抛光盘在长期的使用 后，抛光盘表面各处磨损不一致，而造成工件被加工表面各点去除量 有明显差异，产生工件被加工表面的不平。本发明的有益效果主要表现在1、能够实现在线修整抛光盘的平 面精度、获得很高的平面加工精度；2、缩短工件的加工周期；3、可 修整平行度采用偏心载荷修正工件的平行度，也可利用其加工出一 定倾斜度的工件；4、速度可调、速度控制模式先进可实现无级调速， 并且采用"低速起动一无级提速一恒速加工一低速修整一低速停止"的研磨盘速度控制模式，可保证超精密研磨抛光加工的工艺要求；5、总转数精确控制采用超精密光栅测控技术，使抛光盘总转数的精度控制在士1。以内，以保证加工量总误差在lnm以内；6、智能专家数据库采用最佳加工工艺参数专家数据库控制系统，进而保证加工的高质量 和一致性，可有效地排除人为操作对加工过程的不利影响。
图1是修整环型智能超精密抛光机的结构示意图。图2是图1的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。参照图l、图2， 一种修整环型智能超精密抛光机，包括机座5、
抛光盘8、驱动电机l、测速机构6以及智能控制平台2、所述抛光盘8通过主轴安装在机座5上，所述驱动电机1的输出轴与主轴传动连 接，所述主轴与测速机构6传动连接，所述的智能控制平台2连接驱 动电机1和测速机构6，所述的超精密抛光机还包括修整环9、修整环 保持架11，所述的修整环9内安装用于夹装工件的基盘14，所述的修 整环9位于所述抛光盘8的上方，所述的修整环保持架11安装在机座 5上，所述修正环保持架11设有弧形段，所述弧形段的弧度不小于71/2， 所述的弧形段的两端设有摩擦轮12、 13，所述的修整环9嵌入所述弧 形段并靠接在两个摩擦轮12、 13上，且所述修整环9与所述弧形段之 间有间隙。所述的超精密抛光机包括至少两对修整环9、 9'和修整环保持架 11、 11，，所述的各对修整环和修整环保持架分别位于所述抛光盘上方 的不同区域。此处的修整环和修整环保持架的对数取决于实际的加工 需要，同时取决于修整环与抛光盘之间的大小比例，可以为两对、三 对、四对以及多对。所述的修整环保持架9、 9'安装在立柱10、 IO，上，所述的立柱10、 10，固定安装在机座5上。所述的测速机构6为光栅测控系统。所述的驱动电机1的输出轴 上设有主动齿轮、所述主动齿轮通过同步带连接被动齿轮，所述被动 齿轮安装在主轴上；所述的主轴底端连接附加齿轮，所述附加齿轮通 过传动带连接测速机构的输入轴。所述驱动电机1为直流电机。本实施例的具体工作过程为通过智能控制平台2对驱动电机1 进行无极调速，直流电机通过轴I和轴II上的传动机构(可用同步带、
齿轮等结构)带动主轴II旋转； 一路通过主轴II带动抛光盘8旋转，同时抛光盘8通过摩擦带动抛光盘上的修整环9 (9，)转动，其中修 整环9'用来保持基盘14 (其底面装有工件)在其内运动；另一路是主轴n和轴ni上的传动机构4 (可用同步带、齿轮等结构)将主轴n的速度传到光栅测控系统上，光栅测控系统对其电机转动参数进行测量，并反馈至智能控制平台2。又如图2所示，主轴II带动抛光盘8作顺 时针旋转，经由抛光盘上的摩擦力带动修整环9 (9，)转动，修整环9(9，)带动修整环保持架11 (11，)上的摩擦轮12 (12，)、 13 (13，) 转动，同时摩擦轮12 (12')、 13 (13，)反作用于修整环9 (9，)使修 整环在修整环保持架11 (11，)内作自转运动，通过此修整环开有排屑 槽的底面与抛光盘面的摩擦对抛光盘面进行在线修整。修整环采用耐腐蚀的材料如黄铜、不锈钢、.陶瓷等制成。 一修整 环9'以保持环内的基盘稳定地转动，而在修整环9，的相对位置上又采 用了一只相同尺寸、相同形状的修整环9，这样在抛光盘上一方面修 整环9(9')工作稳定地转动，另一方面两只修整环9(9')均可在加工过程 中不断地在线修整抛光盘8表面，修整环9 (9')由于抛光盘8的表 面各点线速度不同，而修整环9 (9')作与抛光盘8转向相反的旋转 运动，并且采用摩擦轮12 (12，)、 13 (13')，所以使旋转更为稳定， 修整效果更为理想。基盘14 (其底面装有工件)放在修整环9'中加工， 加压只要在工件上加负载即可实现。抛光液从抛光盘8上加入后，会 顺着抛光液出口处7流出。调节修正环保持架ll (ll')的转角，即可 调节修整环与抛光盘中心的偏心量及工件离抛光盘中心的偏心量，以 获得尽可能高的平面精度。
本实施例可应用于石英晶体，压电晶体，Si基片，宝石片，GaAs，光学玻璃，磁性材料，结构陶瓷材料，硬脆非金属材料试件以及金属材料的平面镜面研磨和抛光，此外还可以进行以下材料的研磨和抛光:(1) 、高精度金属量具(如块规)及机械零件的平面镜面研磨和抛光。(2) 、矿物的EPMA评价，AME，物性试验，金相等分析用试料 的平面镜面研磨和抛光。(3) 、复合材料界面，加工表面变质层的无损伤角度研磨。(4) 、 TEM用薄片的准备研磨。
权利要求
1、一种修整环型智能超精密抛光机，包括机座、抛光盘、驱动电机、测速机构以及智能控制平台、所述抛光盘通过主轴安装在机座上，所述驱动电机的输出轴与主轴传动连接，所述主轴与测速机构传动连接，所述的智能控制平台连接驱动电机和测速机构，其特征在于所述的超精密抛光机还包括修整环、修整环保持架，所述的修整环内安装用于夹装工件的基盘，所述的修整环位于所述抛光盘的上方，所述的修整环保持架安装在机座上，所述修正环保持架设有弧形段，所述弧形段的弧度不小于π/2，所述的弧形段的两端设有摩擦轮，所述的修整环嵌入所述弧形段并靠接在两个摩擦轮上，且所述修整环与所述弧形段之间有间隙。
2、 如权利要求1所述的修整环型智能超精密抛光机，其特征在于所 述的超精密抛光机包括至少两对修整环和修整环保持架，所述的各对 修整环和修整环保持架分别位于所述抛光盘上方的不同区域。
3、 如权利要求1或2所述的修整环型智能超精密抛光机，其特征在于 所述的修整环保持架安装在立柱上，所述的立柱固定安装在机座上。
4、 如权利要求1或2所述的修整环型智能超精密抛光机，其特征在于 所述的测速机构为光栅测控系统。
5、 如权利要求4所述的修整环型智能超精密抛光机，其特征在于所 述的驱动电机的输出轴上设有主动齿轮、所述主动齿轮通过同步带连 接被动齿轮，所述被动齿轮安装在主轴上；所述的主轴底端连接附加齿轮，所述附加齿轮通过传动带连接测速机构的输入轴。
全文摘要
一种修整环型智能超精密抛光机，包括机座、抛光盘、驱动电机、测速机构以及智能控制平台、盘通过主轴安装在机座上，所述驱动电机的输出轴与主轴传动连接，主轴与测速机构传动连接，智能控制平台连接驱动电机和测速机构，超精密抛光机还包括修整环、修整环保持架，修整环内安装用于夹装工件的基盘，修整环位于所述抛光盘的上方，修整环保持架安装在机座上，修正环保持架设有弧形段，所述弧形段的弧度不小于π/2，所述的弧形段的两端设有摩擦轮，所述的修整环嵌入所述弧形段并靠接在两个摩擦轮上，且所述修整环与所述弧形段之间有间隙。本发明能够实现在线修整抛光盘的平面精度、获得很高的平面加工精度、加工周期短。
文档编号B24B29/00GK101148026SQ200710156388
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者吕冰海, 袁巨龙, 赵文宏, 邓乾发, 锋 陈 申请人:浙江工业大学;杭州智邦纳米技术有限公司