CN110026877A

CN110026877A - 一种抛光机及抛光方法

Info

Publication number: CN110026877A
Application number: CN201810025638.9A
Authority: CN
Inventors: 金龙; 王忻; 金熙永; 翁业兵
Original assignee: Kunshan Rui Yongcheng Precision Equipment Co Ltd
Current assignee: Kunshan Rui Yongcheng Precision Equipment Co Ltd
Priority date: 2018-01-11
Filing date: 2018-01-11
Publication date: 2019-07-19

Abstract

本发明涉及抛光技术领域，公开了一种抛光机及抛光方法。本发明的抛光机具有刀头的抛光组件、用于承载工件的工作台、驱动机构、刀具位置传感器、探针以及控制器。具有抛光精度高、自动化程度高的优点。本发明的抛光方法包括利用探针抵接待抛光表面，检测待抛光表面的高度位置；利用刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，确定刀头的高度位置；最后利用控制器收集待抛光表面和刀头的高度位置信息，计算与刀头底部与待抛光表面的相对位置，并控制刀头移动到待抛光表面进行抛光。该方法通过利用探针接触式地测量待抛光面处的高度位置(或厚度)能够准确的判断刀头在高度方向上所需移动的距离，从而使得抛光精度高。

Description

一种抛光机及抛光方法

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，具体而言，涉及一种抛光机及抛光方法。

背景技术

现目前，流通于市面上的各类产品，为了追求外观上的精美以及结构上的精良，往往会对部件进行抛光处理，使其具有良好的外观、光滑的表面或者精准的尺寸。以手机盖板玻璃为例，要求其光滑且具有精确的尺寸，来保证其具有较好光学性能。由于其要求的抛光精度高，并且某些位置的结构尺寸具有特殊性(比如盲孔处)，导致其抛光难度较大，抛光不理想。现有的抛光设备和抛光工艺，难以满足一些精度要求高的抛光处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种抛光机，其具有较高的抛光精度和抛光良率。

本发明的另一目的在于提供一种抛光方法，其抛光精度更高，良率更高。

本发明的实施例是这样实现的：

一种抛光机，其包括：

用于抛光工件的抛光组件，抛光组件具有刀头；

工作台，工作台具有用于承载工件的承载面；

驱动机构，驱动机构用于驱动抛光组件相对于工作台移动；

与工作台保持相对固定的刀具位置传感器，刀具位置传感器用于检测抛光组件的刀头在第一预设方向上的高度位置；

探针，探针连接于抛光组件，探针用于从第一预设方向上与工件的待抛光表面接触，来测检测待抛光表面在第一预设方向上的位置；

控制器，驱动机构、抛光组件位置感应器以及探针电连接，控制器用于接收刀具位置传感器以及探针所采集的位置信息，并控制驱动机构驱动抛光组件对工件进行抛光。

在本发明的一种实施例中，驱动机构包括：

第一驱动机构，抛光组件传动连接于第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动抛光组件和探针相对于工作台在第一预设方向上运动；

与第一驱动机构传动连接的第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动第一驱动机构相对于工作台在第二预设方向上运动；以及

第三驱动机构，第三驱动机构用于令第二驱动机构与承载面在第三预设方向上相对运动；

其中，第一预设方向、第二预设方向以及第三预设方向两两相互垂直，第一驱动机构、第二驱动机构以及第三驱动机构分别与控制器电连接。

在本发明的一种实施例中：

工作台上设置有载物板，承载面位于载物板上；载物板滑动连接于工作台并能够相对于工作台在第三预设方向上运动；第三驱动机构包括第三驱动部和第三导轨，载物板滑动连接于第三导轨上并能够被第三驱动部驱动，从而相对于工作台在第三预设方向上移动。

在本发明的一种实施例中：

第一驱动装置包括第一驱动部以及第一导轨，抛光组件滑动连接于第一导轨并能够被第一驱动部驱动；

第二驱动机构包括第二驱动部以及第二导轨，第一导轨滑动连接于第二导轨中，并能够被第二驱动部驱动。

在本发明的一种实施例中：

抛光组件包括主轴、固定于主轴的主轴电机以及与主轴电机传动连接的刀头。

在本发明的一种实施例中：

抛光组件上设置有CCD定位系统，CCD定位系统的成像装置朝向下，CCD定位系统与控制器电连接。

在本发明的一种实施例中：

探针与主轴活动连接，主轴上设置有第四驱动部，第四驱动部用于驱动探针相对于主轴在第一预设方向上移动。

在本发明的一种实施例中：

抛光组件上设置有供粉装置，供粉装置用于向抛光组件的刀头和抛光区域处供应抛光粉。

在本发明的一种实施例中：

工作台上设置有用于自动清洁刀头底部的清洁装置。

本发明提供一种抛光方法，其包括：

利用探针抵接待抛光表面，检测待抛光表面的高度位置；

利用刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，确定刀头的高度位置；

利用控制器收集待抛光表面和刀头的高度位置信息，计算与刀头底部与待抛光表面的相对位置；

控制刀头移动到待抛光表面进行抛光。

本发明实施例的有益效果是：

本发明的抛光机具有刀头的抛光组件、用于承载工件的工作台、驱动机构、刀具位置传感器、探针以及控制器。当第一预设方向为竖直方向时，探针可以在驱动机构的驱动下从高度方向上抵接待抛光表面，然后获取该表面的高度位置信息，将其传给控制器，当控制器控制抛光组件移动至刀具位置传感器，让刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，从而获得刀头下端的高度位置信息；获得了待抛光表面和刀头在高度方向上的相对位置后，控制器能够控制驱动机构将抛光组件移动至抛光位置，降下刀头至合适深度，进行抛光。这样的抛光精度高、自动化程度高、良率高。

本发明的抛光方法包括利用探针抵接待抛光表面，检测待抛光表面的高度位置；利用刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，确定刀头的高度位置；最后利用控制器收集待抛光表面和刀头的高度位置信息，计算与刀头底部与待抛光表面的相对位置，并控制刀头移动到待抛光表面进行抛光。该方法通过利用探针接触式地测量带待抛光面处的高度位置(或厚度)能够准确的判断刀头在高度方向上所需移动的距离，从而使得抛光精度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例中抛光机第一视角结构示意图；

图2为本发明实施例中抛光机第二视角结构示意图；

图3为本发明实施例中抛光机第三视角结构示意图；

图4为本发明实施例中抛光组件的第一视角结构示意图；

图5为本发明实施例中抛光组件的第二视角结构示意图。

图标：100-抛光机；110-工作台；111-载物板；112-第三导轨；114-操作按钮；115-真空显示器；116-紧急停止按钮；117-脚轮；120-第一导轨；121-第一驱动部；122-固定部；125-第二导轨；130-抛光组件；132-主轴；134-刀头；140-探针；142-滑动部；144-第四导轨；150-定位系统；160-刀具位置传感器；162-清洁装置；170-供粉装置；180-精度校准显示器；190-刀具清洁机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

实施例

图1为本发明实施例中抛光机100第一视角结构示意图；图2为本发明实施例中抛光机100第二视角结构示意图；图3为本发明实施例中抛光机100第三视角结构示意图。请参照图1至图3，本实施例提供一种抛光机100，其包括工作台110、设置于工作台110的载物板111、设置于工作台110上方的抛光组件130、与抛光组件130连接的CCD定位系统150和探针140。抛光组件130、CCD定位系统150以及探针140可在驱动机构的驱动下相对于工作台110在第一预设方向和第二预设方向上移动，工作台110上设置有用于承载工件的载物板111，载物板111的上表面为承载面，载物板111可以在驱动机构的驱动下相对于工作台110在第三预设方向上移动。本实施例的抛光机100，可以用于抛光手机等移动终端的屏幕盖板玻璃，尤其是玻璃上的盲孔等对抛光精度要求较高的位置。

为了方便描述，本实施例中的第一预设方向、第二预设方向以及第三预设方向分别对应相关附图中的z方向、x方向以及y方向。

在本实施例中，工作台110大致为一个矩形台，其上表面用于设置抛光组件130、驱动机构、载物板111等装置。在本实施例中，工作台110上设置有第三导轨112，所述载物板111的下表面与第三导轨112滑动配合，第三驱动部(图未示)能够驱动载物板111沿第三导轨112运动。在本实施例中，为了使载物板111具有较高的移动精度，所述第三驱动部为伺服电机。第二驱动部可以设置于载物板111，通过与设置于工作台110的齿条配合来传动；第三驱动部也可以是设置于工作台110，通过丝杠与载物板111传动配合来驱动载物板111。

载物板111的承载面具有真空吸附装置(图未示)，其通过真空产生负压来吸附待加工的工件(比如手机盖板玻璃)。应当理解，在其他实施例中，工件可以利用设置于载物板111的夹具来固定。

在本实施例中，工作台110包括机架、柜门，工作台110的上表面还设置有操作按钮114、真空显示器115以及紧急停止按钮116，以便控制抛光机100及显示相关参数。工作台110的底部设置有脚轮117使得整个抛光机100便于移动。

在本实施例中，在工作台110的上表面，与载物板111间隔设置有一个刀具位置传感器160，刀具位置传感器160与控制器电连接。刀具位置传感器160整体为柱状并垂直于工作台110上表面，其上端用于与刀头134对接来测量刀头134下端的高度位置。刀具位置传感器160内设置有压力传感器，当刀头134从z方向压下时，其能够感受到压力，并控制驱动机构停止刀头134的下压，再将刀头134在z方向上的高度信息传输给控制器。在本实施例中，刀具位置传感器160与载物板111在x方向上间隔设置。

除了第三驱动机构之外，驱动机构还包括第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构用于驱动抛光组件130在z方向上运动，即控制刀头134的下压和提起。第二驱动机构用于驱动第一驱动机构和传动连接于第一驱动机构的抛光组件130一通在x方向上移动。

在本实施例中，第一驱动机构包括第一驱动部121(图未示)和第一导轨120，抛光组件130通过一个固定部122滑动连接于第一导轨120，抛光组件130与固定部122可以一同沿着第一导轨120在z方向上移动，即抛光组件130可以在第一驱动机构的作用下竖直方向上靠近或者远离承载面。第一驱动部121用于给固定部122提供移动的动力，在本实施例中，为了保证移动量的精确，第一驱动部121也采用伺服电机，其驱动方式可以参考第三驱动部，此处不再赘述。

第二驱动部包括第二导轨125和第二驱动部(图未示)，第二导轨125具有在x方向的延伸，其与工作台110通过连接件(图未示)固定。第一导轨120的背侧与第二导轨125滑动配合，因此可以相对于第二导轨125在x方向移动，从而使得第一驱动机构连同抛光组件130能够在载物板111的工作面上方平移。与第一驱动机构、第三驱动机构类似，第二驱动机构的第二驱动部也为伺服电机。

在本实施例中，第一驱动部121、第二驱动部以及第三驱动部分别与控制器电连接，因此能够在控制器的控制下启动或停止运转。在本发明的其他实施例中，第一驱动部121、第二驱动部以及第三驱动部也可以是步进电机、直线电机或者气缸、液压缸等。

图4为本发明实施例中抛光组件130的第一视角结构示意图；图5为本发明实施例中抛光组件130的第二视角结构示意图。请参照图1至图5，在本实施例中，抛光组件130包括主轴132、设置于主轴132的主轴132电机以及与主轴132电机传动连接的刀头134，刀头134可以在主轴132电机的驱动下转动，进而进行抛光操作。抛光组件130的主轴132与固定部122固定连接。

在本实施例中，主轴132远离固定部122的一侧设置有探针140，探针140通过第四驱动机构与主轴132传动连接，第四驱动机构包括第四驱动部(图未示)、第四导轨144以及与第四导轨144滑动配合的滑块。滑块能够在第四驱动部的驱动下沿第四导轨144在z方向上移动，使得探针140可以相对于主轴132在高度方向上移动。滑块的下端通过一个夹具固定探针140，探针140与控制器电连接。探针140竖直向下，其内设置有压力传感器，使得探针140在接触到工件时能够控制器能够及时控制第四驱动部停止运动，此时探针140能够检测待抛光面在z方向上的高度位置。

在本实施例中，第四驱动部为升降气缸，在本发明的其他实施例中，第四驱动部也可以是直线电机、步进电机以及液压缸等驱动装置。

为了对抛光工件进行精准定位主轴132的侧面还设置有CCD定位系统150，CCD定位系统150与控制器电连接。CCD定位系统150的成像装置朝向下，从而采集工件的图像信息，其通过捕获靶标或者盲孔来对抛光工件进行精准定位。。当CCD定位系统150捕捉到靶标或盲孔时定位结束进行加工。

本实施例的抛光机100在抛光玻璃时会用到抛光粉，为了实现一体化自动操作，抛光组件130还具有一个供粉装置170，供粉装置170能够将储存的抛光粉从喷嘴朝向刀头134方向喷出。供粉装置170与控制器电连接，使得供粉装置170在抛光开始时能够在控制器的控制下自动供应抛光粉。

在本实施例中，工作台110上设置有用于自动清洁刀具位置传感器160表面和刀头134底部的清洁装置162。清洁装置162具有气嘴，气嘴连通气源(图未示)。当刀头134移动到气嘴位置时，气嘴能够将气体高速喷出，从而将刀具位置传感器表面以及刀头134底部的抛光粉、玻璃粉或者其他杂质喷吹脱离，从而使得刀头134位置传感器测量刀头134高度位置更加精确。

此外，在加工中刀头134底部上牢固粘连的抛光粉或玻璃粉可能无法通过所述清洁装置162清洁干净，因此在工作台110上特设了用于清洁刀头134底部的刀具清洁机构190。刀具清洁机构190在本实施例中具有一个槽体，其内部具有一个擦拭部(图未示)，刀头134在需要清洁时，可以伸入到刀具清洁机构190的槽体内，利用擦拭部对刀头134的底部进行擦拭，直接擦除刀头134上顽固的杂质(比如粘结的抛光粉或者玻璃粉)。

其可选的一种工作方式是：只要刀具抛光过工件，驱动机构便无条件地把刀头134移动到刀具清洁机构190内，按照事先编好的程式反复移动刀头134，对刀头134的底部进行各角度的完美清洁，否则可能因为刀头134具有杂质导致抛光时在工件上形成刀具移动的痕迹。

抛光机100还设置有精度校准显示器180，其与探针140电连接，用于显示探针140端部在下压时的偏移量。

在本实施例中，控制器选用Delta Tau的UMAC系统级控制器，在其他实施例中，控制器还可以选择其他类型的单片机、PLC等。

本发明还提供一种抛光方法，其利用了本实施例的抛光机100进行抛光，以加工手机盖板玻璃的盲孔为例，方法包括：

S1、将工件固定于载物板111的承载面上；

S2、控制驱动机构移动抛光组件130，利用CCD定位系统150对工件上的靶标或者盲孔中心，确定整个抛光机100构与工件在水平面(xy平面)上的相对位置；

S3、利用控制器控制驱动机构将抛光组件130移动到刀具位置传感器160的上方，控制第一驱动机构移动抛光组件130，使刀头134下降，从而接触刀具位置传感器160的上端，刀具位置传感器160获取刀头134的下端的高度位置；

S4、利用控制器控制驱动机构将探针140移动到待加工表面上方(比如盲孔上方)，控制第四驱动部降下探针140至盲孔底部，探针140抵接盲孔底部，检测盲孔底部的高度位置；探针140下压于盲孔底部时，能够检测到探针140端部在竖直压力下的偏移量，后续计算考虑偏移量可以使盲孔高度或盲孔底部厚度信息更准确；

S5、利用控制器收集待抛光表面和刀头134的高度位置信息，计算与刀头134底部与盲孔底部在高度方向上的相对位置，并控制刀头134移动到盲孔底部进行抛光。

在S5步骤之后，可以控制刀头134移动到刀具清洁机构190中对刀头134进行彻底的清洁。

综上所述，本发明的抛光机具有刀头的抛光组件、用于承载工件的工作台、驱动机构、刀具位置传感器、探针以及控制器。当第一预设方向为竖直方向时，探针可以在驱动机构的驱动下从高度方向上抵接待抛光表面，然后获取该表面的高度位置信息，将其传给控制器，当控制器控制抛光组件移动至刀具位置传感器，让刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，从而获得刀头下端的高度位置信息；获得了待抛光表面和刀头在高度方向上的相对位置后，控制器能够控制驱动机构将抛光组件移动至抛光位置，降下刀头至合适深度，进行抛光。这样的抛光精度高、自动化程度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种抛光机，其特征在于，所述抛光机包括：

用于抛光工件的抛光组件，所述抛光组件具有刀头；

工作台，所述工作台具有用于承载工件的承载面；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述抛光组件相对于所述工作台移动；

与所述工作台保持相对固定的刀具位置传感器，所述刀具位置传感器用于检测所述抛光组件的刀头在第一预设方向上的高度位置；

探针，所述探针连接于所述抛光组件，所述探针用于从所述第一预设方向上与所述工件的待抛光表面接触，来测检测所述待抛光表面在所述第一预设方向上的位置；

控制器，所述驱动机构、所述抛光组件位置感应器以及所述探针电连接，所述控制器用于接收所述刀具位置传感器以及所述探针所采集的位置信息，并控制所述驱动机构驱动所述抛光组件对所述工件进行抛光。

2.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于，所述驱动机构包括：

第一驱动机构，所述抛光组件传动连接于所述第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动所述抛光组件和所述探针相对于所述工作台在第一预设方向上运动；

与所述第一驱动机构传动连接的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述第一驱动机构相对于所述工作台在第二预设方向上运动；以及

第三驱动机构，所述第三驱动机构用于令所述第二驱动机构与所述承载面在第三预设方向上相对运动；

其中，所述第一预设方向、所述第二预设方向以及所述第三预设方向两两相互垂直，所述第一驱动机构、所述第二驱动机构以及所述第三驱动机构分别与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于：

所述工作台上设置有载物板，所述承载面位于所述载物板上；所述载物板滑动连接于所述工作台并能够相对于所述工作台在所述第三预设方向上运动；所述第三驱动机构包括第三驱动部和第三导轨，所述载物板滑动连接于第三导轨上并能够被所述第三驱动部驱动，从而相对于所述工作台在所述第三预设方向上移动。

4.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于：

所述第一驱动装置包括第一驱动部以及第一导轨，所述抛光组件滑动连接于所述第一导轨并能够被所述第一驱动部驱动；

所述第二驱动机构包括第二驱动部以及第二导轨，所述第一导轨滑动连接于所述第二导轨中，并能够被所述第二驱动部驱动。

5.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于：

所述抛光组件包括主轴、固定于主轴的主轴电机以及与所述主轴电机传动连接的所述刀头。

6.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于：

抛光组件上设置有CCD定位系统，所述CCD定位系统的成像装置朝向下，所述CCD定位系统与所述控制器电连接。

7.根据权利要求5所述的抛光机，其特征在于：

所述探针与所述主轴活动连接，所述主轴上设置有第四驱动部，所述第四驱动部用于驱动所述探针相对于所述主轴在所述第一预设方向上移动。

8.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于：

所述抛光组件上设置有供粉装置，所述供粉装置用于向所述抛光组件的刀头和抛光区域处供应抛光粉。

9.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于：

所述工作台上设置有用于清洁所述刀头的清洁装置。

10.一种抛光方法，其特征在于，其包括：

利用探针抵接待抛光表面，检测待抛光表面的高度位置；

利用刀头从高度方向上接触刀具位置传感器，确定所述刀头的高度位置；

利用控制器收集所述待抛光表面和所述刀头的高度位置信息，计算与刀头底部与所述待抛光表面的相对位置；

控制所述刀头移动到所述待抛光表面进行抛光。