一种带有研磨压力调整装置的铌酸锂晶片研磨装置及研磨方法_2

文档序号:9315239阅读:来源:国知局
机构中左基座上铌酸锂晶片设置方式示意图;
[0039]图11为夹持机构中右基座上铌酸锂晶片设置方式示意图;
[0040]图12为夹持机构中左基座上光纤铌酸锂晶片夹持方式示意图;
[0041]图13为夹持机构中左基座与右基座间安装方式不意图;
[0042]图14为夹持机构中用于左基座与右基座锁紧的锁紧机构结构示意图。
[0043]图中:
[0044]1-三维空间定位装置 2-梁式力传感器3-研磨夹持机构
[0045]4-研磨平台5-研磨机101-X轴移动机构
[0046]102-y轴移动机构103_z轴移动机构104-支柱
[0047]301-精密旋转台302-研磨压力调整装置 303-夹持机构
[0048]302a-安装板302b_导轨302c_滑块
[0049]302d-调节螺钉302e_调节弹簧302f-连接块
[0050]302g_读数头302h_定位台303a_左基座
[0051]303b-右基座303c-基座安装件303d_锁紧机构
[0052]a-定位块b-夹紧块C-加载块
[0053]d-光纤定位槽e-晶片定位槽f_矩形突起
[0054]g_矩形凹进h_光纤i_铌酸锂晶片
[0055]j-定位台肩k-限位台
【具体实施方式】
[0056]下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0057]本发明带有研磨压力调整装置的铌酸锂晶片研磨装置,如图1所示,包括三维空间定位装置1、梁式力传感器2与研磨夹持机构3。
[0058]所述三维空间定位装置I设置于研磨平台4上,采用门字型设计,包括两套X轴移动机构101、一套y轴移动机构102、一套Z轴移动机构103与两根支柱104。x轴移动机构101、y轴移动机构102与z轴移动机构103结构上相同,由安装台、滑轨、滑台、滚珠丝杠与驱动电机构成。其中,安装台上安装有两条相互平行的滑轨。滚珠丝杠中螺杆与两条滑轨平行设置,螺杆两端通过支撑件安装在安装台上,且与安装件间通过轴承连接;螺杆一端与驱动电机输出轴同轴相连,通过驱动电机驱动螺杆转动。滑台安装在两条滑轨上,通过两条滑轨支撑;滑台与滚珠丝杠中螺母固定,通过转动螺杆即可由螺母带动滑台一同沿螺杆轴向移动。
[0059]上述结构的两套X轴移动机构101相互平行设置在研磨平台4上;两根支柱104竖直设置,底端分别安装在两套X轴移动机构101中的滑台上。y轴移动机构102两端分别固定安装在两根支柱104顶端,通过支柱104进行支撑。Z轴移动机构103轴线与y轴移动机构102轴线垂直设置,安装台通过转接件固定于y轴移动机构102中的滑台上。Z轴移动机构103中的滑台上安装有转接板,用来安装研磨夹持机构3。由此,通过上位机向运动控制器发送控制命令,由运动控制器驱动两套X轴移动机构101同步运动,可实现研磨夹持机构3沿X轴的移动;驱动y轴移动机构102运动,可实现研磨夹持机构3沿y轴的移动;驱动z轴移动机构103运动,实现研磨夹持机构3沿z轴的移动。
[0060]上述两套X轴移动机构101中任意一套上,y轴移动机构102上以及z轴移动机构103上还安装有编码器与光栅尺。其中,编码器与滚珠丝杠中螺杆的端部同轴固定。光栅尺中标尺光栅固定安装在安装台上,光栅读数头安装在滚珠丝杠中的螺母上。通过编码器与光栅尺分别实现滚珠丝杠转动角度的测量以及气动装置沿X、1、z轴上的移动距离的测量,并将测量结构反馈到上位机用来实现,并反馈到上位机。
[0061]由此,通过上述机构三维空间定位装置I可实现研磨夹持机构3在空间上内任意一点的精确定位,最终实现光纤铌酸锂晶片夹持工具所夹持的光纤铌酸锂晶片到达预设的初始研磨位置以及实现研磨过程中的微进给。
[0062]所述研磨夹持机构3包括精密旋转台301、研磨压力调整装置302与夹持机构303,如图2所示,整体通过梁式力传感器2与Z轴移动机构103上的转接板相连;精密旋转台301的旋转端上安装研磨压力调整装置302,研磨压力调整装置302上安装夹持机构303,通过精密旋转台301与研磨压力调整装置302,分别实现由夹持机构303所夹持的光纤铌酸锂晶片的研磨角度与研磨压力调节。
[0063]上述精密旋转台301与梁式力传感器2的力感应端固定,梁式力传感器2的固定端固定于Z轴移动机构103上的转接板上,实现研磨夹持机构3与三维空间定位装置I间的安装。在光纤铌酸锂晶片接触研磨机5时,力传感器测量得力仅为其力感应端所承载的研磨夹持机构3的重力;在光纤铌酸锂晶片接触研磨机5时,会受到研磨机5施加的向上压力,该压力会抵消部分研磨夹持机构3的重力,使力传感器的测量值减小。由此,当力传感器测量值减小时,表明光纤铌酸锂晶片已接触研磨机5。
[0064]上述研磨压力调整装置302,如图3、图4所示,包括安装板302a、导轨302b、滑块302c、调节螺钉302d、调节弹簧302e与连接块302f。其中,安装板302a固定安装在精密旋转台301的旋转端上,安装板302a上安装有导轨302b,导轨302b上安装有可沿导轨302b滑动的滑块302c ;导轨302b下端安装有限位螺钉,通过限位螺钉限制滑块302c向下的移动,且当铌酸锂晶片未与研磨盘接触时,滑块302c与限位螺钉接触,由限位螺钉为滑块302c以及夹持机构303提供的支撑力平衡;当铌酸锂晶片与研磨盘接触时,滑块302c与限位螺钉分离,由铌酸锂晶片为滑块302c以及夹持机构303提供的支撑力平衡,此时支撑力即为研磨压力。滑块302c上安装有定位台302h,定位台302h上沿导轨302b轴向开有调节螺钉穿入孔,定位台302h下部还开有夹持机构安装孔。滑块302c下部安装有连接块302f,连接块302f上开有与调节螺钉穿入孔同轴的调节螺钉连接孔。所述调节螺钉302d的连接端穿过调节螺钉穿入孔后与调节螺钉连接孔螺纹配合连接。调节螺钉302d上套有调节弹簧302e,调节弹簧302e位于调节螺钉302d螺帽与滑块302c之间。
[0065]通过上述结构研磨压力调整装置302,当铌酸锂晶片未与研磨盘接触时,通过顺时针或逆时针旋转调节螺钉302d,改变调节弹簧302e的压缩量,进而改变调节弹簧302e对滑块302c的压力,实现研磨压力的调节。
[0066]本发明中设计调节弹簧302e的内径大于调节螺钉302d的直径,且调节弹簧302e两端分别于调节螺钉302d调节端与滑块302c上设计的环形定位台肩配合,实现调节弹簧302e径向定位,使调节弹簧302e与调节螺钉302d间无摩擦力,保证了旋转调节螺钉302d时,铌酸锂晶片受到变化的力完全来自调节弹簧302e的压力。
[0067]便于研磨压力的调整,本发明在调节螺钉302d的调节端上安装有读数头302g,通过转动读数头302g可带动调节螺钉302d旋转,同时由读数头302g获取与调节螺钉302d转动角度相对应的数值,进而可得到测量读数头302g读数与研磨压力的对应关系;使得在研磨过程中通过调整调节螺钉302d上的测量头的读数,即可获得对应的研磨压力值。
[0068]所述夹持机构303包括左基座303a、右基座303b、基座安装件303c与锁紧机构303d,如图5所示。
[0069]其中,左基座303a与右基座303b左右对称设置,均为定位块a、夹紧块b与
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