修整可控型超精密抛光机制造技术

一种修整可控型超精密抛光机，包括机座、抛光盘、抛光盘驱动电机、测速机构、智能控制平台、修整环、直线导轨、往复运动驱动机构、径向移动驱动电机以及旋转驱动电机，基座上安装支架板，支架板安装基盘保持架，两根直线导轨水平安装在支架板的下方，径向移动驱动电机安装在支架板上，径向移动驱动电机与往复运动驱动机构传动连接，往复运动驱动机构可水平滑动地套装在直线导轨上，修整环安装在往复运动驱动机构的下方，旋转驱动电机与往复运动驱动机构固定连接，旋转驱动电机的输出轴与修整环传动连接，修整环位于抛光盘的基盘覆盖以外区域的上方。本发明专利技术实现在线修整抛光垫的平面精度、使加工周期缩短、加工后的工件表面具有良好的均匀度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抛光机领域，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，无法在线修整抛光盘(研磨盘)的平面精度，随着加工过程的不断进行，抛光盘的平面精度会越来越差，而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、工件和抛光盘修整环上施加的载荷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；3、不能完全保证抛光盘的平面度。经实验结果发现，不当的抛光盘表面修整，将造成抛光盘表面的恶化，更将造成去除率的下降，且由工件表面的测量结果发现工件表面经研磨后存在着极大 的非均匀度。
技术实现思路
为了克服已有的抛光机无法实现在线修整抛光垫的平面精度、加工周期长、 加工后的工件表面存在极大的非均匀度的不足，本专利技术提供一种实现在线修整抛 光垫的平面精度、使加工周期縮短、加工后的工件表面具有良好的均匀度的修整 可控型超精密抛光机。本专利技术解决其技术问题所釆用的技术方案是-一种修整可控型超精密抛光机，包括机座、抛光盘、抛光盘驱动电机、测速 机构和智能控制平台，所述的抛光盘通过主轴安装在机座上，所述抛光盘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，所述的机座上安装 支架板，所述的支架板安装基盘保持架，所述的基盘保持架设有弧形段，所述弧 形段的弧度不小于n/2，所述的弧形段上安装有摩擦轮，摩擦轮个数至少为2个， 所述的基盘嵌入所述弧形段并靠接在摩擦轮上，且所述基盘与所述弧形段之间有 间隙，所述的基盘位于抛光盘的上方；所述的超精密抛光机还包括修整环、直线 导轨、往复运动驱动机构、径向移动驱动电机以及旋转驱动电机，所述的两根直 线导轨水平安装在支架板的下方，所述的径向移动驱动电机安装在支架板上，所 述的径向移动驱动电机与往复运动驱动机构传动连接，所述往复运动驱动机构可 水平滑动地套装在直线导轨上，所述的修整环安装在往复运动驱动机构的下方， 所述旋转驱动电机与往复运动驱动机构固定连接，所述的修整环位于抛光盘的基 盘覆盖以外区域的上方；所述的智能控制平台连接抛光盘驱动电机、测速机构、 径向移动驱动电机和旋转驱动电机。作为优选的一种方案所述的往复运动驱动机构下方安装套管，所述套管下 端安装修整环，所述的抛光垫修整机构还包括修整加载装置，所述修整加载装置 垂直安装在往复运动驱动机构上，所述的修整加载装置连接压力调节螺杆，所述 的压力调节螺杆与修整环球头连接，所述的压力调节螺杆安装在套管内，所述的 智能控制平台连接修整加载装置。进一步，所述基盘保持架安装在直线导轨的下方，基盘加载装置安装在基盘 保持架上，所述的基盘加载转置连接压力调节螺杆，所述的压力调节螺杆与基盘 球头连接，所述的智能控制平台连接基盘加载装置。作为优选的另一种方案所述的往复运动驱动机构包括径向移动距离调节板 和行程调节板，所述的径向移动驱动电机的输出轴与径向移动距离调节板固定连 接，所述的径向移动距离调节板的一端通过滚轮与行程调节板上沟槽配合，所述 行程调节板可水平滑动地套装在直线导轨上，所述的修整环安装在行程调节板的 下方，所述旋转驱动电机与行程调节板固定连接。进一步，所述的沟槽有至少两个以上，所述至少两个以上的沟槽呈相互平行 布置；所述的径向移动距离调节板上设有矩形槽，所述的径向移动驱动电机的输 出轴通过螺钉固定安装在所述矩形槽上。所述的修整加载装置和基盘加载装置为气动加载装置或液压加载装置。所述的测速机构为光栅测控系统。所述的抛光盘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。所述的超精密抛光机包括至少一个修整环和一个基盘，所述的各个修整环、 基盘分别位于抛光盘的不同区域。此处的修整环与基盘保持架的数量取决于实际 的加工需要，同时取决于修整环、基盘与抛光盘三者间的大小比例，可以为两对、 三对、四对以及多对。所述旋转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所述的往复运动驱动机构上的轴上，所述的被动齿轮套接有拔杆，所述的拔杆同时也套接修整环上面，所述的拔杆在2k弧度范围内有至少三个以上。本专利技术的技术构思为在抛光机上增加修整环，由修整环旋转驱动电机带动修整环转动，修整环旋转驱动电机与往复运动驱动机构的径向移动距离调节板固定连接，直线运动轨道安装在支架板上，固定安装在支架板上的修整机构径向移动电机驱动往复运动驱动机构在直线运动轨道上移动，从而带动修整环沿抛光盘径向往复移动。在智能控制面板上按下电源开关，根据不同的抛光盘，设定相应的程序，(1)调节旋转驱动电机的旋转速度，通过皮带轮带动修整环转动；(2)调节径向驱动电机的旋转速度，带动修整环在抛光盘半径方向上移动，并在不同 的区域内停留相应的时间。根据抛光垫半径的大小，调节往复运动驱动机构的径 向移动距离调节板在电机轴上的安装，可使修整环在预定的行程区间做自动直线往返运动；改变修整环的转动速度和直线往复运动速度、停留时间的组合，结合 调整修整压力的大小，满足不同大小，不同材料抛光垫的修整要求。修整环开有 排屑槽的底面与抛光垫表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，对修整环的转速和修整环在抛光盘不同区域停 留的时间进行高精度的控制，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。在一特定的修整程序下，通过求得工件表面上的速度分布，进而计算出半径 方向的平均速度分布，并用以检査平均速度与去除率之间的关系，此一模式可用 于找出砂轮表面最优的修整程序。将抛光垫表面区分成若干个区域，各区域是以抛光垫的中心点与修整环中心 点之间的距离为界定范围，并设定修整环在各区域的相对停留时间，则修整环将 依据所设定的转速、压力与各区域的相对停留时间在抛光垫的半径方向来回移动， 从而使抛光垫达到平坦修整的目的，即修整程序伴随着抛光程序同时进行。修整 环在抛光盘的径向的设定范围内来回扫动，进而除去沉积在抛光垫表面上的研磨 微粒，工件表面经磨耗后产生的碎屑，并且刮除抛光垫表面的老化结构。基于行星式运动设计原理，保证工件加工表面各点在相对于抛光盘的线速度 相等，且抛光运动轨迹不重复。修整环在加工中不仅做自转运动，而且还沿抛光 垫径向移动，并通过智能控制系统使修整环在抛光垫的各个区域停留时间不同， 使其运动轨迹可以更好地覆盖到整个抛光盘表面，达到对抛光盘的均匀修整。这 种时时刮除抛光垫工作表面的运动方式，可始终使抛光垫保持最佳的工作状态， 工件被加工表面的去除率能保持在一固定的范围内，不会因为抛光垫在长期的使用后，抛光垫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。本专利技术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、縮短工件的加工周期；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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修整可控型超精密抛光机，包括机座、抛光盘、抛光盘驱动电机、测速机构和智能控制平台，所述的抛光盘通过主轴安装在机座上，所述抛光盘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，所述的机座上安装支架板，所述的支架板安装基盘保持架，所述的基盘保持架设有弧形段，所述弧形段的弧度不小于π／２，所述的弧形段上安装有摩擦轮，摩擦轮个数至少为２个，基盘嵌入所述弧形段并靠接在摩擦轮上，且所述基盘与所述弧形段之间有间隙，所述的基盘位于抛光盘的上方；其特征在于：所述的超精密 抛光机还包括修整环、直线导轨、往复运动驱动机构、径向移动驱动电机以及旋转驱动电机，所述的两根直线导轨水平安装在支架板的下方，所述的径向移动驱动电机安装在支架板上，所述的径向移动驱动电机与往复运动驱动机构传动连接，所述往复运动驱动机构可水平滑动地套装在直线导轨上，所述的修整环安装在往复运动驱动机构的下方，所述旋转驱动电机与往复运动驱动机构固定连接，所述旋转驱动电机的输出轴与修整环传动连接，所述的修整环位于抛光盘的基盘覆盖以外区域的上方；所述的智能控制平台连接抛光盘驱动电 机、测速机构、径向移动驱动电机和旋转驱动电机。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁巨龙，邓乾发，陈锋，陶黎，方海生，王志伟，吕冰海，杨翊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]