CN103878679B - 一种双自由度平面抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种双自由度平面抛光装置，适用于光学元件、非晶薄膜衬底等工件表面的研磨与抛光加工，它包括底盘和工件移动机构，底盘为方形研磨盘，方形研磨盘的盘面粒度沿着长边方向从左至又依次递增；工件移动机构包括真空吸盘、工件转动轴、气缸、滑台、水平云台、控制滑台水平方向左右移动的第一滚轴丝杠和第一直线导轨、控制水平云台前后移动的第二滚轴丝杠和第二直线导轨；第一滚轴丝杠和第一直线导轨的两端固定在水平云台上，本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过方形研磨盘的磨料粒度梯度化设计，可以对工件分别进行从粗磨到精抛的不同程度的加工。

Description

一种双自由度平面抛光装置
技术领域
本发明涉及一种双自由度平面抛光装置，适用于光学元件、非晶薄膜衬底等工件表面的研磨与抛光加工。
背景技术
研磨是利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工(如切削加工)。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。加工精度可达IT5～01，表面粗糙度可达Ra0.63～0.01微米。
抛光是指利用机械、化学或电化学的作用，使工件表面粗糙度降低，以获得光亮、平整表面的加工方法。利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽(消光)。
当我们需要对代加工工件进行光整加工，用以改善工件表面粗糙度或强化其表面的加工过程，通常同时采用研磨和抛光。传统的利用研磨盘或者抛光盘的光整系统将研磨与抛光工序分开，使得由研磨过度到抛光时系统需要将研磨盘更换为抛光盘，很难提升加工效率。即使是单一的研磨加工，单一磨粒粒度的研磨盘也并不能使工件完全达到所需的表面粗糙度或者需要很长的加工时间。且传统的研磨和抛光系统，加工时需要人为添加砝码或由工件和承托工件的器件本身的重力来决定施加于工件表面与研磨盘(或抛光盘)表面的压力，这使得所是施加的压力不能根据加工需求得到动态调节而且无法得到低于工件和承托工件的器件本身的重力的压力，在更换研磨盘或抛光盘后需添加或者更换砝码，由于砝码的质量固定，很难实现施加压力的连续变化，从而影响了加工质量，并且受人为因素影响大，很难实现自动化。
发明内容
为了克服现有技术加工中存在的加工效率低、自动化程度不高、抛光和研磨加工需要分开等缺点，本发明提供一种可以集粗磨、精磨、粗抛、精抛为一体的一种双自由度平面抛光装置。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种双自由度平面抛光装置，包括底盘和工件移动机构，所述底盘为方形研磨盘，所述方形研磨盘的盘面粒度沿着长边方向从左至右依次递增；
所述工件移动机构包括真空吸盘、工件安装轴、气缸、滑台、水平云台、控制滑台水平方向左右移动的第一滚轴丝杠和第一直线导轨、控制水平云台前后移动的第二滚轴丝杠和第二直线导轨；所述第一滚轴丝杠和第一直线导轨的两端固定在水平云台上，所述第一滚轴丝杠的一端连接第一电机，所述第二滚轴丝杠的一端连接第二电机；
所述滑台上设有竖直向下的轴孔，所述工件安装轴穿过轴孔，所述工件安装轴的底部连接真空吸盘，所述工件安装轴的顶部通过联轴器连接气缸的活塞杆，所述气缸顶部连接第三电机。所述第三电机固接在安装板上，所述安装板固定在滑台上。
进一步的，所述工件安装轴与滑台通过轴承连接。
本发明的技术构思为：研磨盘设计为方形，方形研磨盘沿着长边方向磨料粒度越来越高，当工件在一个位置沿着短边方向研磨完毕后，可以直接进入更高磨料粒度的区域进行再一次的精细研磨，从而实现无级加工的目的；工件运动的整体通过两对滚轴丝杠和直线导轨组成的系统完成；工件可以被真空吸盘吸住，真空吸盘、工件安装轴、气缸组成的系统可以在电机的带动下转动，从而进行工件的自转，工件的自转与工件与方形研磨盘的相对运动工程形成了工件与方向研磨盘的无序运动，从而提高了加工精度；气缸给研磨盘提供加工所需要的力。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明结构简单紧凑，成本较低，自动化程度高，通过方形研磨盘的磨料粒度梯度化设计，可以对工件分别进行从粗磨到精抛的不同程度的加工；研磨抛光盘转动的时候工件也会跟着自转运动，二者的共同作用下可实现待加工表面的加工纹理无序化从而提高了加工效率与质量。
附图说明
图1是本发明一种双自由度平面抛光装置的结构示意图。
图2是本发明一种双自由度平面抛光装置的结构示意图俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
结合图1、图2，一种双自由度平面抛光装置，包括底盘1和工件移动机构，底盘1为方形研磨盘，方形研磨盘的盘面粒度沿着长边方向从左至右依次递增。
工件移动机构包括真空吸盘2、工件安装轴3、气缸5、滑台8、水平云台15、控制滑台8水平方向左右移动的第一滚轴丝杠14和第一直线导轨13、控制水平云台15前后移动的第二滚轴丝杠9和第二直线导轨10；第一滚轴丝杠14和第一直线导轨13的两端固定在水平云台15上，第一滚轴丝杠14的一端连接第一电机12，第二滚轴丝杠9的一端连接第二电机11。
滑台8上设有竖直向下的轴孔，工件安装轴3穿过轴孔，工件安装轴3的底部连接真空吸盘2，工件安装轴3的顶部通过联轴器4连接气缸5的活塞杆，气缸5顶部连接第三电机6。第三电机6固接在安装板7上，安装板7固定在滑台8上。
工件安装轴3与滑台通过轴承连接。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (2)

1.一种双自由度平面抛光装置，其特征在于：包括底盘和工件移动机构，所述底盘为方形研磨盘，所述方形研磨盘的盘面粒度沿着长边方向从左至右依次递增；
所述工件移动机构包括真空吸盘、工件安装轴、气缸、滑台、水平云台、控制滑台水平方向左右移动的第一滚轴丝杠和第一直线导轨、控制水平云台前后移动的第二滚轴丝杠和第二直线导轨；所述第一滚轴丝杠和第一直线导轨的两端固定在水平云台上，所述第一滚轴丝杠的一端连接第一电机，所述第二滚轴丝杠的一端连接第二电机；
所述滑台上设有竖直向下的轴孔，所述工件安装轴穿过轴孔，所述工件安装轴的底部连接真空吸盘，所述工件安装轴的顶部通过联轴器连接气缸的活塞杆，所述气缸顶部连接第三电机；所述第三电机固接在安装板上，所述安装板固定在滑台上。
2.根据权利要求1所述的一种双自由度平面抛光装置，其特征在于：所述工件安装轴与滑台通过轴承连接。
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