CN101704221B - 主动驱动研磨装置的修正环驱动机构 - Google Patents
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Abstract
一种主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，包括机座、主轴、驱动电机和修正环，所述驱动电机安装在机座上，所述驱动电机的输出轴连接所述主轴，所述主轴分别与第一带轮和摆动架传动连接，所述主轴位于摆动架的一端摆动中心的偏心位置，所述的第一带轮通过传动带与第二带轮传动连接，所述第一带轮安装在辅轴上，所述辅轴上安装主动小齿轮，所述主动小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮与修正环固定连接，所述摆动架的另一端固定安装在所述辅轴上。本发明提供一种主动驱动、研磨精度高并降低成本的主动驱动研磨装置的修正环驱动机构。
Description
技术领域
本发明涉及研磨装置领域，尤其是一种高效率，能获得较高表面质量的研磨装置。
背景技术
国内外抛光机种类繁多，主要有双轴式、直线式、摇摆式和在线修正式。
在线修正的加工方法主要依靠修正环和基盘上的工件抛光盘的内边和外边的摩擦力而产生自转的，是一种非主动驱动修正环和基盘的抛光设备如图1和图2所示。
一般认为当工件转速与研磨盘转速相等，即ωw＝ωp时，被加工表面材料去除均匀性最好。原因是，根据Preston方程RR＝kPV，工件被加工表面上一点的材料去除率RR与加工载荷P和相对速度V成正比。当ωw＝ωp时，工件与研磨盘的相对速度大小相等，在工件上各点加工载荷相同的条件下，可认为材料去除均匀。然而，在实际生产中，由于研磨盘不平甚至于主轴存在倾角而使得工件处在盘边缘的去除率大于里面的。同时，带修正环型平面研磨的加工方法主要依靠修正环和基盘上的工件抛光盘的内边和外边的摩擦力而产生自转的，是一种非主动驱动修正环和基盘的抛光方法。抛光盘外边的线速度大，内边的线速度小。故外边靠摩擦力带动基盘和修正环的速度也越大。修正环和基盘处在抛光盘的内边和外边由摩擦力产生的速度不同而进行自转。由于摩擦力的大小会受到抛光盘表面状况的影响，而抛光盘表面状况具有很大的不确定性(主要是由加磨料的时机引起的)，所以这种抛光方法会造成抛光盘的旋转速度不均匀，从而影响抛光质量。
发明内容
为了克服现有的在线修正驱动研磨装置的非主动驱动、研磨精度较低、成本高的不足，本发明提供一种主动驱动、研磨精度高并降低成本的主动驱动研磨装置的修正环驱动机构。
为了克服上述技术问题所提出的技术方案为：
一种主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，包括机座、主轴、驱动电机和修正环，所述驱动电机安装在机座上，所述驱动电机的输出轴连接所述主轴，所述主轴分别与第一带轮和摆动架传动连接，所述主轴位于摆动架的一端摆动中心的偏心位置，所述的第一带轮通过传动带与第二带轮传动连接，所述第二带轮安装在辅轴上，所述辅轴上安装主动小齿轮，所述主动小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮与修正环固定连接，所述摆动架的另一端固定安装在所述辅轴上。
所述传动带为同步带。
所述主轴下端安装平行轴，所述平行轴的轴心线与所述主轴的轴心线平行，所述平行轴上安装滚动轴承，所述摆动架的一端设有U形槽，所述滚动轴承可滑动地套装在所述U形槽内。
本发明的技术构思：常见的平面研磨系统，在研磨加工时，研磨盘绕自身轴线回转，工件由夹具把持，被加工面向下受压于研磨盘表面上，并绕回转轴旋转，研磨液由研磨盘中心处加入。这里讨论的主动驱动研磨系统，在原有的在线修正的加工方法的基础上，进行了结构方面的改进，加了一个主动驱动电机，从而使得工件的速度可以调节。由于在研磨加工中，工件转速可以人为调节，故称此种研磨方式为主动驱动式研磨。这里发明的新型的主动驱动研磨方式和以往的主动驱动研磨方式比较采用了齿轮传动的方式进行调速。在以往的主动驱动装置中驱动修正环进行转动的是靠三个滚轮，它们靠着与修正环之间的摩擦力带动修正环进行传动，而修正环与装有工件的基盘是牢牢卡在一起的，所以修正环转动了装有工件的基盘也就跟着转动了。根据实际工作经验发现采用滚轮靠摩擦力进行传动时常常会出现两种情况：1)如果滚轮与修正环卡的太紧会导致修正环无法正常转动；2)如果滚轮与修正环卡的太松滚轮与修正环之间会有滑动，导致修正环的转速不受滚轮的控制，从而无法正常调速。因此采用渐开线齿轮传动是一个能够避免这些问题的好方法。用小齿轮驱动外圈套有大齿轮的修正环转动，另外渐开线齿轮传动可以严格保证传动比，从而保证了速度的更加精确的控制。
研磨过程中加摆动与不加摆动摆动装置部分的磨粒运动轨迹相比可以看出磨具旋转多周后，磨粒与工件间的相对运动方向不断变化，而且运动轨迹不会过早发生重复。众所周知，研磨过程中，获得高质量加工表面的一个重要前提就是研磨相对运动方向不断改变，避免研磨轨迹过早重复]，因此，从这一点来看，摆动平面研磨方式比较容易获得高质量的加工表面。
本发明的有益效果主要表现在：1、可以使工件得到不错的表面粗糙度和平面度；2、修正环可以在线修正研磨盘在研磨过程中引起的盘面不平；3、主动驱动齿轮可以根据需要调整工件转速从而使工件表面获得更好的质量；4、摆动架带动工件进行摆动可以减小由研磨盘主轴倾斜带来的影响；5、机器设备成本低，加工条件简单，可以获得较高的加工精度和加工效率，具有广泛的应用前景；6、与其他抛光设备相比，本发明抛光机工作时不会产生很大的噪音。
附图说明
图1是非主动驱动修正环和基盘的抛光设备示意图。
图2是图1的截面图。
图3是本发明新型主动驱动装置的使用说明图。
图4是主动驱动研磨装置的修正环驱动机构的结构示意图。
具体实施方式。
图5是摆动装置部分装配图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
图3是新型主动驱动装置的使用说明图，将表面贴有工件的基盘102(用石蜡可以将工件如硅片，蓝宝石薄片等)卡在新型研磨装置101的修正环内，同时将表面贴有工件的基盘102有工件一面放在研磨盘103上即可。这样一方面研磨盘103的旋转，另一方面新型主动驱动研磨装置101带动装有工件的基盘102旋转和摆动就可以起到研磨作用了。
参照图4，一种主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，包括机座、主轴8、驱动电机1和修正环6，所述驱动电机1安装在机座上，所述驱动电机1的输出轴连接所述主轴8，所述主轴8分别与第一带轮10和摆动架9传动连接，所述主轴8位于所述摆动架9的一端的摆动中心的偏心位置，所述的第一带轮10通过传动带2与第二带轮3传动连接，所述第二带轮3安装在辅轴11上，所述辅轴11上安装主动小齿轮7，所述主动小齿轮7与大齿轮4啮合，所述大齿轮4与修正环6固定连接，所述摆动架9的另一端固定安装在所述辅轴11上。
所述传动带2为同步带，所述主轴8下端安装平行轴12，所述平行轴12的轴心线与所述主轴8的轴心线平行，所述平行轴12上安装滚动轴承13，所述摆动架9的一端设有U形槽，所述滚动轴承13可滑动地套装在所述U形槽内。
本实施例的主轴8的上部分与第一带轮10相连驱动第二带轮3转动，所述的第二带轮3带动与它处在同一个辅轴上主动小齿轮7转动。所述的主动小齿轮7则驱动大齿轮4转动，所述的大齿轮4带动与它连在一起的修正环6转动。所述的主轴8的下部分与摆动架9相连，所述的摆动架则驱动着大齿轮4、辅助小齿轮5、主动小齿轮7和修正环6的整体一起摆动。
参照图5对摆动部分做进一步说明。主轴8的上端装入第一同步带轮10，下端与另外一根平行轴12固定连接，在平行轴轴上装入滚动轴承13，同时下端平行轴12装好的滚动轴承13卡入摆动架9的U型槽内。
Claims (3)
1.一种主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，其特征在于：包括机座、主轴、驱动电机和修正环，所述驱动电机安装在机座上，所述驱动电机的输出轴连接所述主轴，所述主轴分别与第一带轮和摆动架传动连接，所述主轴位于摆动架的一端摆动中心的偏心位置，所述的第一带轮通过传动带与第二带轮传动连接，所述第二带轮安装在辅轴上，所述辅轴上安装主动小齿轮，所述主动小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮与修正环固定连接，所述摆动架的另一端固定安装在所述辅轴上。
2.如权利要求1所述的主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，其特征在于：所述传动带为同步带。
3.如权利要求1或2所述的主动驱动研磨装置的修正环驱动机构，其特征在于：所述主轴下端安装平行轴，所述平行轴的轴心线与所述主轴的轴心线平行，所述平行轴上安装滚动轴承，所述摆动架的一端设有U形槽，所述滚动轴承可滑动地套装在所述U形槽内。
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