一种研磨机用钨丝弯曲力天平放大感应机构的制作方法

本实用新型涉及研磨机技术领域，尤其是一种研磨机用钨丝弯曲力天平放大感应机构。

背景技术：

半导体芯片封装时，金丝从焊针的内孔中送出，对集成电路进行封装焊接，因而焊针内孔的直径及光滑度是影响封装效果的关键因素，所以焊针内孔研磨抛光是焊针加工的关键工序。焊针一般为陶瓷材料，为保证使用寿命还会进行热处理，所以焊针材质的硬度极高，对其内孔研磨加工需由钨丝蘸金刚石软膏来实现，且所用钨丝的直径需略大于焊针毛坯的内孔直径，例如焊针的毛坯内孔直径为28μm，则要用30μm直径的钨丝来扩孔和抛光。这样钨丝在焊针内孔中的进给过程中必然遇到阻力，可能使钨丝弯曲甚至折断而失去加工能力。由于焊针内孔尺寸通常仅几十微米，因而产生阻力在数值上非常小，相当于一根头发丝微微弯曲所需要的力。如何感应这么小的弯曲量和弯曲力，是解决焊针内孔研磨抛光全自动加工的首要技术瓶颈。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种研磨机用钨丝弯曲力天平放大感应机构，从而将微小的弯曲力等效放大至可以检测的感应片位移，从而准确判断钨丝的状态，自动控制钨丝的进给运动启停。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种研磨机用钨丝弯曲力天平放大感应机构，包括立板，立板的一端面设置用于感应和放大研磨材料弯曲力的杠杆组件，杠杆组件的一侧衔接加工组件，杠杆组件的另一侧安装用于检测杠杆组件运动状态的感应组件。

其进一步技术方案在于：

杠杆组件包括用于将研磨材料弯曲变形量放大的天平结构，天平结构的下方设置天平固定组件，天平结构的底端与天平固定组件铰接，天平结构上还安装用于调节天平平衡状态的调平组件；

天平固定组件包括与立板垂直安装的天平底板，天平底板上安装天平底座，天平底座的底部通过连接块与天平底板固接；天平结构包括摆臂，摆臂的前后端面与天平底板垂直，天平底座的顶部开设用于容纳摆臂摆动的安装槽，摆臂的底部插入安装槽内，并通过轴承与安装槽的两端槽壁铰接；调平组件包括安装于摆臂顶部的平衡丝杠，于平衡丝杠的中部旋合若干个螺母；

摆臂的底部为横板，横板的上下表面与天平底板平行，横板的两侧对称设置向外倾斜并向上延伸的斜臂，两侧斜臂的上端分别沿平行于天平底板的方向向外延伸形成横臂，横臂的一侧伸出立板端面，位于立板外侧的横臂衔接加工组件，另一侧横臂衔接感应组件，平衡丝杠的两端分别平行固接于相邻横臂结构的上表面；

感应组件包括用于检测摆臂摆动幅度的传感器组件；

传感器组件包括传感器和感应片，在立板内侧的横臂末端安装垂直于天平底板的感应片，于感应片下方的立板上安装传感器，传感器的顶部开设供感应片自由通过的感应槽，感应片的下表面在杠杆组件处于平衡状态时与感应槽的上表面共面；

加工组件包括夹套和丝状的研磨材料，位于立板外侧的横臂结构末端开设用于固定夹套的连接槽，夹套的中心开设供研磨材料穿过的中心通孔，夹套和研磨材料的外周均与天平底板垂直，夹套的上部的外壁上还开设紧定螺钉孔，紧定螺钉孔内安装用于固定研磨材料的紧定螺钉；

还包括滑台组件，滑台组件包括位于杠杆组件同一端、垂直固接于立板上的滑台底座，于滑台底座上相对天平底板安装手动滑台，天平底板固接于手动滑台上，使杠杆组件与手动滑台一体滑动，于手动滑台的一侧还设置用于微调手动滑台位置的调节旋杆；

还包括限位组件，限位组件包括用于限制摆臂向下摆动幅度的下限位组件，及用于限制摆臂向上摆动幅度的上限位组件，下限位组件包括第一千分尺和第一固定块，于立板内侧的横臂下方安装第一固定块，第一固定块上开设供感应片穿过的凹槽，于凹槽与斜臂之间、在第一固定块上开设用于安装第一千分尺的通孔，第一千分尺带有调节旋钮的一端设置于第一固定块下方，第一千分尺的另一端穿过通孔与横臂下表面间隔安装；上限位组件包括第二千分尺和第二固定块，于立板内侧的横臂上方安装第二固定块，于第二固定块上、在横臂上表面的相对处开设用于安装第二千分尺的通孔，第二千分尺带有调节旋钮的一端设置于第二固定块上方，第二千分尺的另一端穿过通孔与横臂上表面间隔安装；

研磨材料为钨丝。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构合理，操作方便，将钨丝微小的弯曲变形量通过杠杆组件放大成可供测量的位移量，并通过感应片和传感器完成检测，在外部控制系统的配合下处理检测数据，实时判断钨丝的状态，自动控制钨丝进给运动的启停，全程无需人工操作，加工过程稳定可控，生产效率大幅提高；

相较现有技术本实用新型还具有如下具体优势：

杠杆组件：钨丝所受的微小弯曲力反映为钨丝的弯曲变形量，通过杠杆机构将弯曲变形量放大，将传统技术中难以测量的微小形变转换成易于测量的杠杆摆幅，使杠杆摆幅与钨丝的运行状态对应，为自动化控制提供了可以实时监测的对象；

感应组件和加工组件：通过感应片和传感器收集杠杆组件的摆动数据，通过外部控制系统判定钨丝是否受阻，当钨丝所受阻力超过设定值时，停止进给，原地打磨至阻力消失后，自动恢复钨丝的进给运动，实现自动化连贯加工，并保障钨丝和工件的加工安全。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中a部的局部放大图。

其中：1、立板；2、加工组件；201、研磨材料；202、夹套；203、紧定螺钉孔；3、杠杆组件；301、摆臂；3011、横板；3012、斜臂；3013、横臂；302、平衡丝杠；303、螺母；304、轴承；305、天平底座；306、连接块；307、天平底板；4、滑台组件；401、手动滑台；4011、调节旋杆；402、滑台底座；5、感应组件；501、传感器；502、感应片；6、限位组件；601、第一千分尺；602、第一固定块；603、第二千分尺；604、第二固定块。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型包括立板1，立板1的一端面设置用于感应和放大研磨材料201弯曲力的杠杆组件3，杠杆组件3的一侧衔接加工组件2，杠杆组件3的另一侧安装用于检测杠杆组件3运动状态的感应组件5。

如图1和2所示，杠杆组件3包括用于将研磨材料201弯曲变形量放大的天平结构，天平结构的下方设置天平固定组件，天平结构的底端与天平固定组件铰接，天平结构上还安装用于调节天平平衡状态的调平组件。天平固定组件包括与立板1垂直安装的天平底板307，天平底板307上安装天平底座305，天平底座305的底部通过连接块306与天平底板307固接；天平结构包括摆臂301，摆臂301的前后端面与天平底板307垂直，天平底座305的顶部开设用于容纳摆臂301摆动的安装槽，摆臂301的底部插入安装槽内，并通过轴承304与安装槽的两端槽壁铰接；调平组件包括安装于摆臂301顶部的平衡丝杠302，于平衡丝杠302的中部旋合若干个螺母303。摆臂301的底部为横板3011，横板3011的上下表面与天平底板307平行，横板3011的两侧对称设置向外倾斜并向上延伸的斜臂3012，两侧斜臂3012的上端分别沿平行于天平底板307的方向向外延伸形成横臂3013，横臂3013的一侧伸出立板1端面，位于立板1外侧的横臂3013衔接加工组件2，另一侧横臂3013衔接感应组件5，平衡丝杠302的两端分别平行固接于相邻横臂结构3013的上表面。

感应组件5包括用于检测摆臂301摆动幅度的传感器组件。传感器组件包括传感器501和感应片502，在立板1内侧的横臂3013末端安装垂直于天平底板307的感应片502，于感应片502下方的立板1上安装传感器501，传感器501的顶部开设供感应片502自由通过的感应槽，感应片502的下表面在杠杆组件3处于平衡状态时与感应槽的上表面共面。

加工组件2包括夹套202和丝状的研磨材料201，位于立板1外侧的横臂结构3013末端开设用于固定夹套202的连接槽，夹套202的中心开设供研磨材料201穿过的中心通孔，夹套202和研磨材料201的外周均与天平底板307垂直，夹套202的上部的外壁上还开设紧定螺钉孔203，紧定螺钉孔203内安装用于固定研磨材料201的紧定螺钉。

还包括滑台组件4，滑台组件4包括位于杠杆组件3同一端、垂直固接于立板1上的滑台底座402，于滑台底座402上相对天平底板307安装手动滑台401，天平底板307固接于手动滑台401上，使杠杆组件3与手动滑台401一体滑动，于手动滑台401的一侧还设置用于微调手动滑台401位置的调节旋杆4011。

还包括限位组件6，限位组件6包括用于限制摆臂301向下摆动幅度的下限位组件，及用于限制摆臂301向上摆动幅度的上限位组件，下限位组件包括第一千分尺601和第一固定块602，于立板1内侧的横臂3013下方安装第一固定块602，第一固定块602上开设供感应片502穿过的凹槽，于凹槽与斜臂3012之间、在第一固定块602上开设用于安装第一千分尺601的通孔，第一千分尺601带有调节旋钮的一端设置于第一固定块602下方，第一千分尺601的另一端穿过通孔与横臂3013下表面间隔安装；上限位组件包括第二千分尺603和第二固定块604，于立板1内侧的横臂3013上方安装第二固定块604，于第二固定块604上、在横臂3013上表面的相对处开设用于安装第二千分尺603的通孔，第二千分尺603带有调节旋钮的一端设置于第二固定块604上方，第二千分尺603的另一端穿过通孔与横臂3013上表面间隔安装。

研磨材料201为钨丝。

本实用新型的具体工作过程如下：

初始状态下，调节各螺母303的位置，将杠杆组件3调整至平衡状态。传感器501的安装孔为条形孔，通过上下调节传感器501的位置，使杠杆组件3平衡时感应片502刚好不进入传感器501顶部的感应槽内。本机构未安装杠杆组件3的一端面固接在沿z轴方向(钨丝的安装和进给方向)运动的电移台上，当加工组件2开始工作后，本机构整体沿着z轴向电移台下行，钨丝的头部进入焊针内孔并进行扩孔和抛光操作。当钨丝遇到阻力而弯曲时，摆臂301衔接加工组件2的一侧产生微小的顶升力，通过杠杆组件3的放大作用，使摆臂301发生倾斜：衔接加工组件2的一侧升高，衔接感应片502的一侧下降。从而使感应片502进入传感器501的感应槽中，产生电信号并传递至外部的控制系统中，控制系统发出指令使得钨丝的z轴进给机构停止进给，并于原地进行扩孔操作；当前位置扩孔完成后，钨丝的弯曲变形量消失，钨丝恢复自由伸展状态，加工组件2一侧的摆臂301上不再受顶升力，摆臂301恢复平衡，感应片502从传感器501的感应槽中抬起完成复位，控制系统根据反馈的电信号，向钨丝z轴进给机构发送继续进给指令，开始下一段扩孔。循环上述过程，直至完成焊针内孔总长度方向上的全部扩孔与抛光加工。

限位组件6限制摆臂301的摆动幅度，防止摆幅过大影响生产安全和加工稳定性。通过调节第一千分尺601和第二千分尺602能精准确定摆臂301的下摆幅限值和上摆幅限值。手动滑台401用于微调杠杆组件3的位置，使与杠杆组件3衔接的加工组件2能与加工工位对应。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。