CN103894921A

CN103894921A - 一种高精密单面研磨机的上盘结构

Info

Publication number: CN103894921A
Application number: CN201410114483.8A
Authority: CN
Inventors: 王成勇; 郑李娟; 宋月贤; 李胜蓝; 黎清健; 王启民
Original assignee: Guangdong University of Technology
Current assignee: Guangdong University of Technology
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2034-03-26
Also published as: CN103894921B

Abstract

本发明是一种高精密单面研磨机的上盘结构。包括机架、安装在机架上的移动平台以及安装在移动平台上的驱动装置，机架上安装有导轨，移动平台安装在导轨上，移动平台与驱动装置连接，移动平台移动带动上盘运动，并实现工件的加压，驱动上盘旋转的旋转运动驱动电机固定在基座上，基座安装在移动平台上，旋转运动驱动电机输出轴上安装的主动带轮与主轴上安装的从动带轮通过同步带连接，上盘安装在主轴的一端，旋转运动驱动电机通过带传动机构带动上盘旋转，上盘的下端面装设有用于固定工件的吸盘结构，吸盘结构通过主轴上设有的真空通道与真空发生器相连，主轴上装有控制上盘转速的旋转编码器。本发明加压平稳，对研磨环境无污染，工件更换方便。

Description

一种高精密单面研磨机的上盘结构

技术领域

本发明是一种高精密单面研磨机的上盘结构，属于高精密单面研磨机的上盘结构的改造技术。

背景技术

传统的单面研磨机主要通过以下三种方式实现研磨机上盘的上下运动和保持工件加工压力：气压工作方式，油压工作方式，手动工作方式。气压工作方式由于没有缓冲，经常在下降加压过程中对工件造成强烈冲击，经常撞碎脆性工件，同时也对研磨盘造成损伤。油压工作方式由于密封性的问题，经常会有油液渗透到工作表面，污染研磨液，对加工精度造成影响。手动工作方式由于是通过手动转动丝杆实现上下运动和加压，工作效率底。以上工作方式都无法精确控制工件的加工压力。

传统的单面研磨机加工的工件一般是通过石蜡粘附在研磨机上盘，或者在没有上盘结构时，是通过石蜡粘附在载物板上。这样造成更换工件不方便，工作效率低。因此，如何解决上述问题是目前高精密单面研磨抛光领域的很现实的问题。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种加压平稳，对研磨环境无污染，工件更换方便的高精密单面研磨机的上盘结构。本发明设计合理，方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的高精密单面研磨机的上盘结构，包括有机架、安装在机架上的移动平台以及安装在移动平台上的驱动装置，机架上安装有导轨，移动平台安装在导轨上，移动平台与驱动装置连接，移动平台上下移动带动上盘运动，并实现工件的加压，驱动上盘旋转的旋转运动驱动电机固定在基座上，基座安装在移动平台上，旋转运动驱动电机输出轴上安装的主动带轮与主轴上安装的从动带轮通过同步带连接，上盘安装在主轴的一端，旋转运动驱动电机通过上述带传动机构带动上盘旋转，上盘的下端面装设有用于固定工件的吸盘结构，吸盘结构通过主轴上设有的真空通道与提供夹紧工件需要负压的真空发生器相连，主轴上装有用于实时监测与控制上盘转速的旋转编码器。

上述驱动装置包括有直线运动驱动电机及丝杆螺母传动机构，直线运动驱动电机固定在机架上，丝杆螺母传动机构中的丝杆与直线运动驱动电机的输出轴连接，移动平台与丝杆螺母传动机构中螺母相连。

本发明由于采用包括机架、安装在机架上的移动平台以及安装在移动平台上的驱动装置的结构，控制研磨机上盘的上升下降和给工件加压，使加载过程平稳，能进行无级调控，实现了研磨机上盘的快速进给、缓慢加压、快速提升。解决了传统研磨机气压、油压以及手动工作方式所带来的问题。由于在上盘主轴处采用弹簧缓冲，有效避免工件加载时出现工件撞碎情况，也降低了对研磨盘的冲击。同时上盘采用吸盘结构，解决了传统研磨机工件需要用石蜡粘附的问题。极大的提高了工作效率。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的高精密单面研磨机的上盘结构。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的主轴结构示意图；

图3是本发明的缓冲结构示意图；

图4是本发明的研磨机上盘的吸盘结构示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3、4所示，本发明的高精密单面研磨机的上盘结构，包括有机架11、安装在机架11上的移动平台9以及安装在移动平台9上的驱动装置，机架11上安装有导轨10，移动平台9安装在导轨10上，移动平台9与驱动装置连接，移动平台9上下移动带动上盘5运动，并实现工件的加压，驱动上盘5旋转的旋转运动驱动电机6固定在基座4上，基座4安装在移动平台9上，旋转运动驱动电机6输出轴上安装的主动带轮8与主轴26上安装的从动带轮3通过同步带连接，上盘5安装在主轴26的一端，旋转运动驱动电机6通过上述带传动机构带动上盘5旋转，上盘5的下端面装设有用于固定工件的吸盘结构29，吸盘结构29通过主轴26上设有的真空通道与提供夹紧工件需要负压的真空发生器相连，主轴26上装有用于实时监测与控制上盘5转速的旋转编码器，能够精确控制研磨机上盘转速和上盘对工件的压力。

上述驱动装置包括有直线运动驱动电机1及丝杆螺母传动机构，直线运动驱动电机1固定在机架11上，丝杆螺母传动机构中的丝杆与直线运动驱动电机1的输出轴连接，移动平台9与丝杆螺母传动机构中螺母相连。直线运动驱动电机1驱动上盘5上下移动同时给工件加载压力。由于驱动装置使用包括有直线运动驱动电机1及丝杆螺母传动机构，能够精确控制研磨机上盘5上下移动的速度，有效防止工件在下降到与研磨盘接触时被撞碎。

本实施例中，上述上盘5通过基座4安装在移动平台9上；上述旋转运动驱动电机6通过安装基板7固定在基座4上。

另外，上述主轴26的一端装设有上端盖12，主轴26通过上端盖12与真空发生器连接。本实施例中，上述主轴26的上端盖12通过扩口式锥螺纹直角管接头2与真空发生器连接，提供夹紧工件所需要的负压。

此外，上述上端盖12与主轴26间安装有深沟球轴承13，主轴26中部位置装有角接触球轴承24。

本实施例中，上述主轴26的轴肩处装有缓冲防撞装置, 缓冲防撞装置包括8个缓冲弹簧23、弹簧安装基座16、支撑环15,支撑环15上套装有弹簧安装基座16，缓冲弹簧23固定在弹簧安装基座16上，主轴26的外侧套装有套筒22，套筒22通过螺栓与基座4固定连接，起到定位锁紧作用的法兰盘25与套筒22连接，上盘5在下降过程中，通过移动平台9带动基座4下降，套筒22作用于支撑环15使缓冲弹簧23压缩，当上盘5与研磨盘开始接触后，缓冲弹簧23受力压缩量增大，起到平缓加压的作用，有效防止工件撞碎，片状压力传感器安装在支撑环15与缓冲弹簧23之间，用于实时监测与控制工件加工压力。

为便于安装，上述主轴26的中部通过角接触球轴承17、19支承在套筒22上，角接触球轴承17、19通过定位圆螺母18固定在套筒22上。

本实施例中，上述主轴26上设有的真空通道为直接做出在主轴26内的主轴空腔27，上盘5中设有上盘空腔28，真空发生器通过主轴空腔27及上盘空腔28与上盘5下端面装设的吸盘结构29连接，负压通过主轴空腔27及上盘空腔28进入到吸盘结构29中。

本实施例中，上述主轴端与上盘5通过压铆螺钉连接，上盘空腔28的外端装有密封塞；上述吸盘结构29设有两个环形槽，两个环形槽里的负压可以使工件紧密粘附在上面，当加工完毕时，只需要关闭真空发生器，工件就会自动脱落，工件更换方便，极大的提高了工作效率。

本发明的工作原理如下：移动平台9上下移动带动上盘5运动，并实现工件的加压。驱动上盘旋转的旋转运动驱动电机6通过带传动机构带动上盘5旋转。主轴26上的上端盖12通过扩口式锥螺纹直角管接头2与真空发生器连接，提供夹紧工件所需要的负压。上盘5在下降过程中，通过移动平台9带动基座4下降，基座4与套筒22通过螺栓连接固定。套筒22作用于支撑环15使缓冲弹簧23压缩，当上盘5与研磨盘开始接触后，缓冲弹簧23受力压缩量增大，起到平缓加压的作用，有效防止工件撞碎。片状压力传感器安装在支撑环15与缓冲弹簧23之间，用于实时监测与控制工件加工压力。

吸盘结构如图2、图4所示，真空发生器产生的负压，通过主轴空腔27传递到上盘5，负压通过上盘中的上盘空腔28进入到吸盘结构29中，上盘空腔28的外端装有密封塞，在研磨机停止工作时可以通入清水对腔道进行清洗。吸盘结构29两个环形槽里的负压可以使工件紧密粘附在上面。当加工完毕时，只需要关闭真空发生器，工件就会自动脱落，工件更换方便，极大的提高了工作效率。

本发明提供的高精密单面研磨机的上盘结构，通过使用直线运动驱动电机1及丝杆螺母传动机构，控制研磨机上盘的上升下降和给工件加压，使加载过程平稳，能进行无级调控，实现了研磨机上盘的快速进给、缓慢加压、快速提升。解决了传统研磨机气压、油压以及手动工作方式所带来的问题。由于在上盘主轴处采用弹簧缓冲，有效避免工件加载时出现工件撞碎情况，也降低了对研磨盘的冲击。同时上盘采用吸盘结构，解决了传统研磨机工件需要用石蜡粘附的问题，极大的提高了工作效率。

Claims

1.一种高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于包括有机架（11）、安装在机架（11）上的移动平台（9）以及安装在移动平台（9）上的驱动装置，机架（11）上安装有导轨（10），移动平台（9）安装在导轨（10）上，移动平台（9）与驱动装置连接，移动平台（9）上下移动带动上盘（5）运动，并实现工件的加压，驱动上盘（5）旋转的旋转运动驱动电机（6）固定在基座（4）上，基座（4）安装在移动平台（9）上，旋转运动驱动电机（6）输出轴上安装的主动带轮（8）与主轴（26）上安装的从动带轮（3）通过同步带连接，上盘（5）安装在主轴（26）的一端，旋转运动驱动电机（6）通过上述带传动机构带动上盘（5）旋转，上盘（5）的下端面装设有用于固定工件的吸盘结构（29），吸盘结构（29）通过主轴（26）上设有的真空通道与提供夹紧工件需要负压的真空发生器相连，主轴（26）上装有用于实时监测与控制上盘（5）转速的旋转编码器。

2.根据权利要求1所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述驱动装置包括有直线运动驱动电机（1）及丝杆螺母传动机构，直线运动驱动电机（1）固定在机架（11）上，丝杆螺母传动机构中的丝杆与直线运动驱动电机（1）的输出轴连接，移动平台（9）与丝杆螺母传动机构中螺母相连。

3. 根据权利要求1所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述上盘（5）通过基座（4）安装在移动平台（9）上；上述旋转运动驱动电机（6）通过安装基板（7）固定在基座（4）上。

4.根据权利要求1所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴（26）的一端装设有上端盖（12），主轴（26）通过上端盖（12）与真空发生器连接。

5.根据权利要求4所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴（26）的上端盖（12）通过扩口式锥螺纹直角管接头（2）与提供夹紧工件所需要的负压的真空发生器连接。

6.根据权利要求4所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述上端盖（12）与主轴（26）间安装有深沟球轴承（13），主轴（26）中部位置装有角接触球轴承（24）。

7.根据权利要求1至6任一项所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴（26）的轴肩处有一个支撑环（15），支撑环（15）上套装有弹簧安装基座（16），缓冲弹簧（23）固定在弹簧安装基座（16）上，主轴（26）的外侧套装有套筒（22），套筒（22）通过螺栓与基座（4）固定连接，起到定位锁紧作用的法兰盘（25）与套筒（22）连接，用于实时监测与控制工件加工压力的片状压力传感器安装在支撑环（15）与缓冲弹簧（23）之间。

8.根据权利要求7所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴（26）的中部通过角接触球轴承（17、19）支承在套筒（22）上，角接触球轴承（17、19）通过定位圆螺母（18）固定在套筒（22）上。

9.根据权利要求8所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴（26）上设有的真空通道为直接做出在主轴（26）内的主轴空腔（27），上盘（5）中设有上盘空腔（28），真空发生器通过主轴空腔（27）及上盘空腔（28）与上盘（5）下端面装设的吸盘结构（29）连接，负压通过主轴空腔（27）及上盘空腔（28）进入到吸盘结构（29）中。

10.根据权利要求9所述的高精密单面研磨机的上盘结构，其特征在于上述主轴端与上盘（5）通过压铆螺钉连接，空腔（28）的外端装有密封塞；上述吸盘结构（29）设有两个环形槽。