CN112123181A - 抛光机及其抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抛光机，包括上机体与下机体，所述上机体包括上定盘组件，所述上定盘组件包括上定盘，所述上定盘的下表面设有抛光垫，所述下机体包括下定盘组件，所述下定盘组件包括下定盘和用于带动所述下定盘同时作方形运动和随机摇摆运动的驱动系统。本发明还提供一种上述的抛光机的抛光方法。本发明的抛光机的下定盘运动方式不同于传统的抛光机，由方形运动和随机摇摆运动叠加而成，摇摆运动的行程是随机的，每次摇摆的距离不相同，方形运动和随机摇摆运动这两种运动叠加后，可实现下定盘的运动轨迹完全不重复，可提高抛光工件的平面度和平行度。

Description

抛光机及其抛光方法

技术领域

本发明属于玻璃加工设备领域，尤其涉及一种抛光设备及其抛光方法。

背景技术

匀胶铬版是一种硬面光掩模材料，即光掩膜基版，它是当前及未来微细加工光掩膜制作的主流感光材料（相当于照相用的感光胶卷）。它通过在平整的、高光洁度的玻璃基版上通过直流磁控溅射（SP）沉积上氮化铬-氮氧化铬薄膜而形成铬膜基版，再在其上涂敷一层光致抗蚀剂（又称光刻胶）或电子束抗蚀剂制成。

由于匀胶铬版对玻璃基版的平面度、平行度要求非常高，因此匀胶铬版生产的第一道抛光工序，是整个产品制作过程最基础的工序，也是最关键工序，抛光质量的好坏直接影响到整个产品的质量。现有技术中的抛光机在抛光时通常由下定盘带动上定盘做往复运动，利用该抛光机处理匀胶铬版的玻璃基版时，难以保证玻璃基版的平面度与平行度，急需研究开发一种保证抛光产品具有高平面度与平行度的抛光机。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可以保证抛光产品具有高平面度与平行度的抛光机及其抛光方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种抛光机，包括上机体与下机体，所述上机体包括上定盘组件，所述上定盘组件包括上定盘，所述上定盘的下表面设有抛光垫，所述下机体包括下定盘组件，所述下定盘组件包括下定盘和用于带动所述下定盘同时作方形运动和随机摇摆运动的驱动系统。本发明的抛光机中，将待抛光工件（如匀胶铬版的玻璃基版）放置于下定盘上，将抛光垫粘设于上定盘上，通过将上定盘移动至下定盘处，通过下定盘的运动，可以实现待抛光工件的抛光。

上述抛光机中，优选的，所述驱动系统包括第一驱动源、第二驱动源、动力转化机构、动力传递杆和轨道机构，所述第一驱动源、第二驱动源均与所述动力转化机构连接，所述动力传递杆一端与所述动力转化机构连接，所述动力传递杆另一端与所述轨道机构连接，所述轨道机构设于所述下定盘下方。本发明中，通过轨道结构的配合，第一驱动源用于产生使下定盘作方形运动的驱动力，第二驱动源用于产生使下定盘作随机摇摆运动的驱动力，且第二驱动源每次的驱动的行程随机产生，通过动力转化机构表现为下定盘每一次摇摆的幅度大小随机产生。上述第一驱动源、第二驱动源的驱动力通过动力转化机构组合、转化后通过动力传递杆传递至下定盘，下定盘相当于受到两个驱动力的作用，以带动下定盘在轨道机构上同时作方形运动和随机摇摆运动。

上述抛光机中，优选的，所述轨道机构包括底部过渡盘、Y方向移动导滑轨、中部过渡盘、X方向移动导滑轨和上部过渡盘，所述Y方向移动导滑轨设于所述底部过渡盘与中部过渡盘之间，所述X方向移动导滑轨设于中部过渡盘与上部过渡盘之间，所述上部过渡盘与所述下定盘的底部连接，所述底部过渡盘固定设置（固定设于下机体上），所述中部过渡盘活动设置，所述动力传递杆与所述上部过渡盘连接。在第一驱动源、第二驱动源、动力转化机构、动力传递杆的作用下，驱动下定盘在轨道结构上运动，由于轨道结构包括Y方向移动导滑轨和X方向移动导滑轨，下定盘故在驱动力下作方形运动和随机摇摆运动。

上述抛光机中，优选的，所述Y方向移动导滑轨包括导轨与滑轨，所述导轨设于所述底部过渡盘上，所述滑轨设于所述中部过渡盘上；所述X方向移动导滑轨包括导轨与滑轨，所述导轨设于所述中部过渡盘上，所述滑轨设于所述上部过渡盘上。

上述抛光机中，优选的，所述动力转化机构包括用于将所述第一驱动源、第二驱动源的驱动力组合、转化然后输出至所述动力传递杆的行星齿轮机构。第一驱动源与第二驱动源的产生的驱动力通地行星齿轮机构组合、转化后传递至动力传递杆。上述行星齿轮机构采用市面上常见的产品即可，并无特殊的要求。具体的，行星齿轮的旋转部分包括轴与轴套，输出端设有偏心轮。第一驱动源可以采用减速电机，其可与行星齿轮旋转部分的轴连接，通过偏心轮输出动力（偏心轮的运动轨迹为圆形），偏心轮与动力传递杆连接，在方形轨道上做方形运动。第二驱动源可以采用驱动气缸，其可与行星齿轮的轴套连接，通过偏心轮输出动力（偏心轮的运动轨迹为左右弧形摇摆），偏心轮与动力传递杆连接，在方形轨道上做左右摇摆运动。上述两个驱动源的驱动力叠加后，通过偏心轮输出，通过动力传递杆传递，在方形轨道上实现方形运动和摇摆运动。

上述抛光机中，优选的，所述第一驱动源为减速电机，所述减速电机通过皮带与所述动力转化机构连接。

上述抛光机中，优选的，所述第二驱动源为驱动气缸，所述驱动气缸的活塞全行程（即活塞能够自由移动的距离）的中部设有中间感应器，所述抛光机上设有摇动乱码计数器与控制器，所述驱动气缸的活塞每次运动行程按以下方法随机生成：

S1：所述抛光机开机时（即控制器、摇动乱码计数器等部件通电时），控制摇动乱码计数器以预设的n秒内计k个数开始计数，不间断往复循环，所述预设时间n秒内计k个数用于指示计数的时间与数量；开启所述驱动系统，驱动气缸开始工作；

S2：当驱动气缸的活塞前进或后退至活塞全行程的中部时，控制器获取中间感应器的感应信息，同时获取摇动乱码计数器的读数m，再将驱动气缸的活塞再前进或后退m/(k/n)秒的指令传递至驱动气缸，驱动气缸继续前进或后退；重复S2，直至抛光结束。

上述抛光机中，优选的，所述驱动气缸的活塞全行程的前极限位与后极限位分别设有前极限位感应器和后极限位感应器，当驱动气缸的活塞前进至前极限位或后退至后极限位时，控制器获取前极限位感应器或后极限位感应器的感应信息，同时清除上一次发给驱动气缸的指令，m/(k/n)秒中未执行的时间不再执行，驱动气缸的活塞折返前进或后退。

本发明中，通过上述方法随机生成驱动气缸的活塞每次运动行程，由于摇动乱码计数器的读数一直在变化，可以保证驱动气缸每次运动的行程不一样，且随机发生，驱动气缸的驱动力经动力转化机构、动力传递杆作用至下定盘后，下定盘每次随机摆动的幅度也会不相同，可以达到随机摇摆的效果。

上述抛光机中，优选的，所述上定盘组件还包括固定架、升降箱体和升降气缸，所述上定盘设于所述升降箱体上，所述升降箱体通过升降气缸可上下移动的与所述固定架连接。通过上述升降气缸，可以方便上定盘上下自由移动。上述升降气缸可采用电气比例阀控制，能够给抛光工件实现很精密的调压，实现多档压力，可根据用户工艺要求调整抛光压力。

作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的抛光机的抛光方法，包括以下步骤：

S1：开启抛光机，使上定盘与下定盘为分离状态，将待抛光工件粘贴在所述下定盘上；

S2：向下移动所述上定盘组件，使上定盘上的抛光垫接触所述待抛光工件，开启抛光液供给系统，开启驱动系统，使下定盘同步作方形运动和随机摇摆运动，对待抛光工件进行抛光；

S3：抛光完毕后，关闭抛光液供给系统，关闭驱动系统，向上移动所述上定盘组件，使上定盘与下定盘分离，取下抛光工件，即完成抛光过程。

本发明的抛光机抛光时下定盘做方形的四周运动及随机的摇摆运动，方形的四周运动由行星齿轮、偏心机构（即动力转化机构）和减速电机（即第一驱动电机）组成，方形运动的速度可无极调速，方形轨迹的大小由偏心机构的偏心量决定；随机的摇摆运动采用气缸驱动，摇摆运动的速度有多档速度可供选择（改变预设的n秒内计k个数的预设程序即可），每一次的摇摆行程都不一致。上述两种运动叠加可以保证下定盘运动轨迹不重合，有利于保证待抛光工件的平行度和平面度，使得本发明的抛光机更加适用于匀胶铬版的玻璃基版等对抛光表面平行度与平面度具有较高要求的产品的抛光。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的抛光机的下定盘运动方式不同于传统的抛光机，由方形运动和随机摇摆运动叠加而成，摇摆运动的行程是随机的，每次摇摆的距离不相同，方形运动和随机摇摆运动这两种运动叠加后，可实现下定盘的运动轨迹完全不重复，可提高抛光工件的平面度和平行度；并且可以使抛光垫磨损的更加均匀，避免抛光垫只局部失效就需要更换的现象的发生，抛光垫的利用率更高。

2、本发明的抛光机将待抛光工件粘贴在机器的下定盘上，采用上定盘来抛光的形式，方便操作，待抛光工件的装拆更加容易。

3、本发明的抛光机的抛光方法使用简单，易于操作，全过程所需要的人工操作少，自动化程度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为实施例中抛光机的正视图。

图2为实施例中抛光机的侧视图。

图3为实施例中抛光机的俯视图。

图4为实施例中抛光机的轨道结构的结构示意图（正视图）。

图5为实施例中抛光机的轨道结构的结构示意图（侧视图）。

图例说明：

1、上机体；2、下机体；3、上定盘；4、下定盘；5、第一驱动源；6、第二驱动源；7、动力转化机构；8、动力传递杆；9、轨道机构；91、底部过渡盘；92、Y方向移动导滑轨；93、中部过渡盘；94、X方向移动导滑轨；95、上部过渡盘；10、固定架；11、升降箱体；12、升降气缸。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例：

如图1-图3所示，本实施例的抛光机，包括上机体1与下机体2，上机体1包括上定盘组件，上定盘组件包括上定盘3，上定盘3的下表面设有抛光垫，下机体2包括下定盘组件，下定盘组件包括下定盘4和用于带动下定盘4同时作方形运动和随机摇摆运动的驱动系统。

本实施例中，驱动系统包括第一驱动源5、第二驱动源6、动力转化机构7、动力传递杆8和轨道机构9，第一驱动源5、第二驱动源6均与动力转化机构7连接，动力传递杆8一端与动力转化机构7连接，动力传递杆8另一端与轨道机构9连接，轨道机构9设于下定盘4下方。

如图4、图5所示，本实施例中，轨道机构9包括底部过渡盘91、Y方向移动导滑轨92、中部过渡盘93、X方向移动导滑轨94和上部过渡盘95，Y方向移动导滑轨92设于底部过渡盘91与中部过渡盘93之间，X方向移动导滑轨94设于中部过渡盘93与上部过渡盘95之间，上部过渡盘95与下定盘4的底部连接，底部过渡盘91固定设置，动力传递杆8与上部过渡盘95连接。

本实施例中，Y方向移动导滑轨92包括导轨与滑轨，导轨设于底部过渡盘91上，滑轨设于中部过渡盘93上；X方向移动导滑轨94包括导轨与滑轨，导轨设于中部过渡盘93上，滑轨设于上部过渡盘95上。

本实施例中，动力转化机构7包括用于将第一驱动源5、第二驱动源6的驱动力组合、转化然后输出至动力传递杆8的行星齿轮机构。本实施例中，该行星齿轮机构采用市面上常规产品即可，只要能实现本实施例的效果即可，无特殊的要求。

本实施例中，第一驱动源5为减速电机，减速电机通过皮带与动力转化机构7连接。

本实施例中，第二驱动源6为驱动气缸，驱动气缸的活塞全行程的中部设有中间感应器（市面上常规磁感应器即可），抛光机上设有摇动乱码计数器与PLC控制器，驱动气缸的活塞每次运动行程按以下方法随机生成：

S1：抛光机开机时，PLC控制摇动乱码计数器以预设的n秒内计k个数开始计数，不间断往复循环，预设时间n秒内计k个数用于指示计数的时间与数量；开启驱动系统，驱动气缸开始工作；

S2：当驱动气缸的活塞前进或后退至活塞全行程的中部时，控制器获取中间感应器的感应信息，同时获取摇动乱码计数器的读数m，再将驱动气缸的活塞再前进或后退m/(k/n)秒的指令传递至驱动气缸，驱动气缸继续前进或后退；重复S2，直至抛光结束。

本实施例中，驱动气缸的活塞全行程的前极限位与后极限位分别设有前极限位感应器（市面上常规磁感应器即可）和后极限位感应器（市面上常规磁感应器即可），当驱动气缸的活塞前进至前极限位或后退至后极限位时，控制器获取前极限位感应器或后极限位感应器的感应信息，同时清除上一次发给驱动气缸的指令，m/(k/n)秒中未执行的时间不再执行，驱动气缸的活塞继续前进或后退。

为了更好的理解上述随机摇摆运动中驱动气缸的活塞每次运动行程的随机方法，本实施例举例说明如下：假设本实施例的摇动乱码计数器的预设程序为在2s内从1计数至40不间断循环，抛光机开机同时，摇动乱码计数器开始计数，开启驱动系统后，驱动气缸开始工作，当驱动气缸的活塞前进运动至中间感应器处，假设此时摇动乱码计数器的读数为30时，那此时控制器下达的指令为要求驱动气缸的活塞还需要继续向前运动30/（40/2）=1.5秒，然后活塞返回，返回过程中到达中间感应器处，控制器再获取摇动乱码计数器的读数，计算出活塞再次运动的时间。重复上述过程。在上述过程中，若活塞前进至前极限位或后退至后极限位时，即便上个指令中的m/（k/n）秒中未执行完成，也不再执行。经过上述过程，可以保证驱动气缸的每次的驱动行程不一致。

本实施例中，上定盘组件还包括固定架10、升降箱体11和升降气缸12，上定盘3设于升降箱体11上，升降箱体11通过升降气缸12可上下移动的与固定架10连接。

本实施例的抛光机的抛光方法，包括以下步骤：

S1：开启抛光机，使上定盘3与下定盘4为分离状态，将待抛光工件粘贴在下定盘4上；

S2：向下移动上定盘组件，使上定盘3上的抛光垫接触待抛光工件，开启抛光液供给系统，开启驱动系统，使下定盘4同步作方形运动和随机摇摆运动，对待抛光工件进行抛光；

S3：抛光完毕后，关闭抛光液供给系统，关闭驱动系统，向上移动上定盘组件，使上定盘3与下定盘4分离，取下抛光工件，即完成抛光过程。

Claims (10)

1.一种抛光机，包括上机体（1）与下机体（2），所述上机体（1）包括上定盘组件，所述上定盘组件包括上定盘（3），所述上定盘（3）的下表面设有抛光垫，所述下机体（2）包括下定盘组件，其特征在于，所述下定盘组件包括下定盘（4）和用于带动所述下定盘（4）同时作方形运动和随机摇摆运动的驱动系统。

2.根据权利要求1所述的抛光机，其特征在于，所述驱动系统包括第一驱动源（5）、第二驱动源（6）、动力转化机构（7）、动力传递杆（8）和轨道机构（9），所述第一驱动源（5）、第二驱动源（6）均与所述动力转化机构（7）连接，所述动力传递杆（8）一端与所述动力转化机构（7）连接，所述动力传递杆（8）另一端与所述轨道机构（9）连接，所述轨道机构（9）设于所述下定盘（4）下方。

3.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于，所述轨道机构（9）包括底部过渡盘（91）、Y方向移动导滑轨（92）、中部过渡盘（93）、X方向移动导滑轨（94）和上部过渡盘（95），所述Y方向移动导滑轨（92）设于所述底部过渡盘（91）与中部过渡盘（93）之间，所述X方向移动导滑轨（94）设于中部过渡盘（93）与上部过渡盘（95）之间，所述上部过渡盘（95）与所述下定盘（4）的底部连接，所述底部过渡盘（91）固定设置，所述动力传递杆（8）与所述上部过渡盘（95）连接。

4.根据权利要求3所述的抛光机，其特征在于，所述Y方向移动导滑轨（92）包括导轨与滑轨，所述导轨设于所述底部过渡盘（91）上，所述滑轨设于所述中部过渡盘（93）上；所述X方向移动导滑轨（94）包括导轨与滑轨，所述导轨设于所述中部过渡盘（93）上，所述滑轨设于所述上部过渡盘（95）上。

5.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于，所述动力转化机构（7）包括用于将所述第一驱动源（5）、第二驱动源（6）的驱动力组合、转化然后输出至所述动力传递杆（8）的行星齿轮机构。

6.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于，所述第一驱动源（5）为减速电机，所述减速电机通过皮带与所述动力转化机构（7）连接。

7.根据权利要求2所述的抛光机，其特征在于，所述第二驱动源（6）为驱动气缸，所述驱动气缸的活塞全行程的中部设有中间感应器，所述抛光机上设有摇动乱码计数器与控制器，所述驱动气缸的活塞每次运动行程按以下方法随机生成：

S1：所述抛光机开机时，控制摇动乱码计数器以预设时间n秒内计k个数开始计数，不间断往复循环，所述预设时间n秒内计k个数用于指示计数的时间与数量；开启所述驱动系统，驱动气缸开始工作；

S2：当驱动气缸的活塞前进或后退至活塞全行程的中部时，控制器获取中间感应器的感应信息，同时获取摇动乱码计数器的读数m，再将驱动气缸的活塞再前进或后退m/(k/n)秒的指令传递至驱动气缸，驱动气缸继续前进或后退；重复S2，直至抛光结束。

8.根据权利要求7所述的抛光机，其特征在于，所述驱动气缸的活塞全行程的前极限位与后极限位分别设有前极限位感应器和后极限位感应器，当驱动气缸的活塞前进至前极限位或后退至后极限位时，控制器获取前极限位感应器或后极限位感应器的感应信息，同时清除上一次发给驱动气缸的指令，m/(k/n) 秒中未执行的时间不再执行，驱动气缸的活塞继续前进或后退。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的抛光机，其特征在于，所述上定盘组件还包括固定架（10）、升降箱体（11）和升降气缸（12），所述上定盘（3）设于所述升降箱体（11）上，所述升降箱体（11）通过升降气缸（12）可上下移动的与所述固定架（10）连接。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的抛光机的抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：开启抛光机，使上定盘（3）与下定盘（4）为分离状态，将待抛光工件粘贴在所述下定盘（4）上；

S2：向下移动所述上定盘组件，使上定盘（3）上的抛光垫接触所述待抛光工件，开启抛光液供给系统，开启驱动系统，使下定盘（4）同步作方形运动和随机摇摆运动，对待抛光工件进行抛光；

S3：抛光完毕后，关闭抛光液供给系统，关闭驱动系统，向上移动所述上定盘组件，使上定盘（3）与下定盘（4）分离，取下抛光工件，即完成抛光过程。

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