CN115194652A - 双面抛光设备上抛光盘修整装置及其修整方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及双面抛光设备上抛光盘修整装置，具有机架、工作平台、元件夹具、以及修盘器，机架上固定设有驱动气缸，驱动气缸的伸缩端固定设有驱动电机，驱动电机的输出端固定安装有上抛光盘，修盘器上设有可供上抛光盘伸入的内腔，内腔内设有修整件，修整件自上而下依次为修整层、多个薄膜传感器、带孔绝缘片、控制单元，各个薄膜传感器的一端穿过带孔绝缘片上对应的孔后与控制单元电连接，驱动气缸和驱动电机均与控制单元电连接，上抛光盘通过驱动气缸的驱动对修整层进行靠压，修整层通过驱动电机的驱动对上抛光盘进行修整。本发明专利还涉及双面抛光设备上抛光盘修整方法。本发明专利能够快速提升上抛光盘的修整效率，实现精准修平。

Description

双面抛光设备上抛光盘修整装置及其修整方法

技术领域

本发明专利涉及双面抛光设备上抛光盘修整的技术领域，特别涉及双面抛光设备上抛光盘修整装置及其修整方法。

背景技术

在光学玻璃加工领域中，平面度是一项关键的指标，其代表了玻璃元件最高处与最低处的差值，平面度越低，元件表面的高低差越小，其在应用于光学系统中时，对光的反射或者透射影响越小，从而具备优秀的光学性能；双面抛光是光学玻璃加工工艺中常见的一种抛光方式，在双面抛光过程中，抛光盘的平整程度，是决定其加工出的元件平面度高低的关键因素，抛光盘不平整，加工时就会将自身的不平整映射在元件上，从而使得加工出的元件平面度较差。

在对玻璃进行双面抛光时，通常通过上下抛光盘给予玻璃元件压力，并在其中加入一定的抛光液来对玻璃元件进行抛光。在抛光盘与玻璃元件的相对运动中，抛光液不仅将玻璃元件进行去除和抛光，还会磨损上盘和下盘，随着加工次数的增加，上盘和下盘逐渐出现高低不平的现象，此时就需要对抛光盘进行修平，以重新达到适合加工的状态。

目前常见的双面抛光设备是行星轮式的抛光机，其上抛光盘和下抛光盘大小一致，当需要修盘时，只需要将上盘下降至与下盘贴合，给予一定的压力进行旋转摩擦，即可完成修盘；而另一种新型的双面抛光设备采用了多工位、小上盘的加工方式，其上抛光盘远小于下抛光盘，加工时可以使上抛光盘径向移动，以此来解决行星轮式抛光机加工轨迹明显的问题，加工出的元件在中频误差的指标上非常优秀，而对于多工位式抛光设备，其下抛光盘的修整方法已经成熟，对于上抛光盘的修整目前没有较好的方法，一般需要将上抛光盘拆卸下来，倒扣于平整表面上手动使用修盘器进行修平，这种方法缺点较多，一是整个修盘过程繁琐且效率低下，延误生产进程；二是上抛光盘拆卸再组装后其相对于电机的定位及带给电机的扭矩会产生微小的变化，需要重新进行电机的优化和校准，三是手动修盘无法准确地把控抛光盘的高低分布和适当的去除量，能达到的平整程度非常有限。

发明内容

本发明专利的第一个目的是提供双面抛光设备上抛光盘修整装置，结构巧妙，可以有效的提供上抛光盘的整修的效率，高效实用。

实现本发明专利目的的技术方案是：本发明专利具有机架、固定在机架上的工作平台、可放置在工作平台上的元件夹具、以及可拆卸式固定在元件夹具上的修盘器，所述机架上固定设有驱动气缸，驱动气缸的伸缩端固定设有驱动电机，驱动电机的输出端固定安装有上抛光盘，驱动气缸的伸缩方向及上抛光盘均与修盘器同轴设置，所述修盘器上设有可供上抛光盘伸入的内腔，所述内腔内设有可对上抛光盘进行修整的修整件，所述修整件固定安装在内腔内、且其结构自上而下依次为修整层、多个可感知修整层上的各个位置所受压力的薄膜传感器、带孔绝缘片、可对各个薄膜传感器的数据进行收集和处理的控制单元，各个薄膜传感器的一端穿过带孔绝缘片上对应的孔后与控制单元电连接，驱动气缸和驱动电机均与控制单元电连接，上抛光盘通过驱动气缸的驱动伸入内腔并对修整层进行靠压，修整层通过驱动电机对上抛光盘的驱动对上抛光盘进行修整。

进一步的，上述元件夹具上设有可供修盘器嵌入的安装槽，元件夹具的底部设有定位槽，定位槽与安装槽连通，所述修盘器的底部设有可与定位槽配合连接的定位安装块，修盘器通过定位安装块与定位槽的配合可拆卸式固定在元件夹具上。

进一步的，上述修盘器呈圆筒状，各个薄膜传感器沿孔绝缘片的同心圆均匀的逐圈分布，并形成多个与修盘器同轴设置的传感器组，各个传感器组内的各个薄膜传感器沿带孔绝缘片的轴线圆周均匀分布，各个传感器组内的各个薄膜传感器与相邻的传感器组内的各个薄膜传感器交错分布。

进一步的，各个传感器组内的各个薄膜传感器在以修盘器轴线为中心的圆上均匀分布后多个相等的分隔角，相邻的两个传感器组上对应的两个薄膜传感器形成错开角，错开角的角度为分隔角的一半。

进一步的，上述修整层为硬质材料，本申请中的修整层可设置为镶嵌金刚石或者碳化硅的树脂层。

进一步的，上述元件夹具的底部固定设有两个平行设置的插杆、工作平台上固定设有可与各个插杆对应的插筒，元件夹具通过各个插杆与对应的插筒的插接配合固定在工作平台上。

进一步的，上述机架上固定设有用于盛放抛光液的盛液箱，所述盛液箱内设有可将抛光液抽出的抽液泵，抽液泵与控制单元电连接，抽液泵的输出端固定连接有出液管，出液管上远离抽液泵的一端固定在机架上且位于修盘器的正上方，所述上抛光盘上设有可与可将抛光液导入修盘器内的导液孔，出液管通过抽液泵的驱动将抛光液喷洒在上抛光盘上并通过导液孔流入修盘器内。

进一步的，上述工作平台上还设有可将抛光后的残渣进行冲洗的冲洗装置，所述冲洗装置包括固定在机架上且可用于盛装去离子水的盛液桶、固定安装在盛液桶内的导液泵、以及可与导液泵连接导液管，导液泵上远离导液泵的一端固定在机架上，所述导液管的出水口固定设有喷嘴，导液管上喷嘴通过导液泵的驱动对抛光完成后抬升的上抛光盘进行冲洗。

本发明专利的第二个目的是提供双面抛光设备上抛光盘修整方法，可以实现上抛光盘的精准修平，便捷实用。

实现本发明专利目的的技术方案是：本发明专利包括上述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，还包括以下操作步骤：

S1、在控制单元上设置初始压力值、以及压差的标准值；

S2、控制单元发出下降信号至驱动气缸，驱动气缸驱动上抛光盘开始下降至与修整层接触并进行施压，各个薄膜传感器将检测的各个压力信号传递控制单元，控制单元将各个压力信号转换成压力值，当上抛光盘施加给修整层的压力值小于等于初始压力值时，控制电机向驱动气缸发出停止信号，驱动气缸停下压；

S3、控制单元发出驱动信号给驱动电机，驱动电机驱动上抛光盘开始转动进行修整，同时控制单元向抽液泵发出驱动气缸，抛光液开始导入，在修整的过程中，各个薄膜传感器持续对修整层上的压力进行检测，并将各个压力信号传递控制单元，控制单元将各个压力信号转换成压力值，并将实时检测的压力值与初始压力值进行对比；

S4、当检测的压力值与初始压力值的差压未达到标准值时，修整层继续对上抛光盘进行修整；

S5、当检测的压力值与初始压力值的压差达到标准值时，控制单元发出止动信号至驱动电机和抽液泵，驱动电机停止转动，且抛光液不再导入，同时向驱动气缸发出抬升信号，驱动气缸驱动上抛光盘进行上升，完成修整。

S6、控制单元向导液泵发出驱动信号，导液管及导液管上的喷嘴喷出去离子水对上抛光盘和修盘器进行清洗；

S7、取下修整器并清洗。

进一步的，上述控制单元包括存储器、处理器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行S1～S7的操作步骤的操作程序。

本发明专利具有积极的效果：(1)本发明通过在工作平台上放置元件夹具，通过修盘器与元件夹具的配合来将修盘器进行稳定的连接，通过将驱动气缸的伸缩方向与抛光盘均设置成与修盘器同轴设置，可以有效的保证抛光盘在向下延伸的过程中可以准确无误的进入修盘器的内腔，避免抛光盘与修盘器的其他部位发生撞击，将修整件设置成修整层、薄膜压力传感器、带孔绝缘片和控制单元的配合既可以检测到上抛光盘各个位置的压力，并通过将压力反馈至控制单元，从而使得控制单元可以更加精准的对上抛光盘进行修整，上抛光盘的转动可以最大程度上确保上抛光盘的修整效果并且不收轴承端跳的影响，有效的解决了现有技术中拆卸上抛光盘影响定位精度、扭矩适配等问题，极大的提高了修盘的效率以及修盘的质量，高效实用。

(2)本发明通过在元件夹具上设置安装槽，在元件夹具的底部设置定位槽，修盘器通过定位安装块与定位槽的配合，一方面可以保证修盘器与元件夹具之间连接的牢固和稳定，另一方面定位安装块和定位槽的配合也方便修盘器的安装和拆卸，结构巧妙，便捷实用。

(3)本发明通过将修盘器设置成圆筒状，各个薄膜传感器沿带孔绝缘片的同心圆逐圈均匀分布，并且相邻的两个传感器组交错设置，通过均匀的分布方式，控制单元可以全面且直观的对修整层所受的压力进行检测，并且可以更加直接的判断上抛光盘是否修平，从而避免了上抛光盘的反复拆卸带来的不便，大幅提升了修盘的效率和修平的质量，高效实用。

(4)本发明通过将相邻的薄膜传感器与修盘器形成分隔角，将各个相邻的传感器组交错的角度设置成错开角，可以将各个薄膜传感器全面的配设在带孔绝缘片上，从而实现对修整层上的各个压力的全面检测，进一步的保证上抛光盘修整的效率和质量，便捷实用。

(5)本发明通过将修整层设置成镶嵌金刚石的树脂层，可以高效且精准的对上抛光盘进行整修，高效便捷。

(6)本发明通过在元件夹具的底部设置插杆，在工作平台上设置插筒，元件夹具通过插杆与插筒的配合可以有效的保证元件夹具在工作平台上的稳定性，同时也方便元件夹具的安装和拆卸，便捷实用。

(7)本发明通过在机架上设置盛液箱，并通过抽液泵将盛液箱内的抛光液抽出并对上抛光盘进行喷洒，可以有效的对上抛光盘进行降温和优化平面的作用，同时抛光液也可以有效的增强修盘器对抛光垫的去除，提高修盘效率，高效实用。

(8)本发明通过在工作平台上设置冲洗装置，通过导液泵将去离子水导出，并喷洒在上抛光盘上对上抛光盘进行冲洗，从而保证上抛光盘的整洁度，同时也可以将拆卸后的修盘器进行清洁，从而保证整体的整洁度。

(9)本发明通过设置修整方法，通过设置初始压力值和压差的标准值作为评判是否修整完成的标准，通过控制单元对驱动电机和驱动气缸控制上抛光盘的上升和下降、以及上抛光盘的转动，并且根据各个薄膜传感器传递压力信号，从而保证抛光的高效性和准确性，并且通难过抛光液对上抛光进行降温和优化平面，并通过去离子水对上抛光盘和修盘器进行清洁，在保证整体的整洁度的同时也保证了修整的高效性和精准度。

附图说明

为了使本发明专利的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明专利作进一步详细的说明，其中

图1为本发明中双面抛光设备上抛光修整装置的整体结构示意图；

图2为本发明中元件夹具的整体结构示意图；

图3为本发明中修整盘的整体结构示意图；

图4为本发明中修整盘的整体结构的剖视图；

图5为图4中A处的放大图；

图6为本发明中控制单元的连接结构示意图。

具体实施方式

见图1至图6，本发明专利涉及双面抛光设备上抛光盘7修整装置，具有机架1、固定在机架1上的工作平台2、可放置在工作平台2上的元件夹具3、以及可拆卸式固定在元件夹具3上的修盘器4，所述机架1上固定设有驱动气缸5，驱动气缸5的伸缩端固定设有驱动电机6，驱动电机6的输出端固定安装有上抛光盘7，驱动气缸5的伸缩方向及上抛光盘7均与修盘器4同轴设置，所述修盘器4上设有可供上抛光盘7伸入的内腔41，所述内腔41内设有可对上抛光盘7进行修整的修整件，所述修整件固定安装在内腔41内、且其结构自上而下依次为修整层43、多个可感知修整层43上的各个位置所受压力的薄膜传感器44、带孔绝缘片45、可对各个薄膜传感器44的数据进行收集和处理的控制单元46，各个薄膜传感器44的一端穿过带孔绝缘片45上对应的孔后与控制单元46电连接，驱动气缸5和驱动电机6均与控制单元46电连接，上抛光盘7通过驱动气缸5的驱动伸入内腔41并对修整层43进行靠压，修整层43通过驱动电机6对上抛光盘7的驱动对上抛光盘7进行修整。

带孔绝缘片45上的各个孔的直径为3mm；

所述元件夹具3上设有可供修盘器4嵌入的安装槽32，元件夹具3的底部设有定位槽33，定位槽33与安装槽32连通，元件夹具3的底部设有多个可供整修后的杂质排出的排料孔34，各个排料孔34均与安装槽32连通，所述修盘器4的底部设有可与定位槽 33配合连接的定位安装块42，修盘器4通过定位安装块42与定位槽33的配合可拆卸式固定在元件夹具3上。

所述修盘器4呈圆筒状，各个薄膜传感器44沿孔绝缘片的同心圆均匀的逐圈分布，并形成多个与修盘器4同轴设置的传感器组，每个传感器组有12个薄膜传感器44，且各个薄膜传感器44的厚度为0.1mm，各个传感器组内的各个薄膜传感器44沿带孔绝缘片45的轴线圆周均匀分布，各个传感器组内的各个薄膜传感器44与相邻的传感器组内的各个薄膜传感器44交错分布。

各个传感器组内的各个薄膜传感器44在以修盘器4轴线为中心的圆上均匀分布后多个相等的分隔角，相邻的两个传感器组上对应的两个薄膜传感器44形成错开角，错开角的角度为分隔角的一半

当每个传感器组有12个薄膜传感器44时，分隔角可设置成30°，错开角设置成15°。

所述修整层43为镶嵌金刚石或者碳化硅的树脂层。

所述元件夹具3的底部固定设有两个平行设置的插杆31、工作平台2上固定设有可与各个插杆31对应的插筒21，元件夹具3通过各个插杆31与对应的插筒21的插接配合固定在工作平台2上。

所述机架1上固定设有用于盛放抛光液的盛液箱8，所述盛液箱8内设有可将抛光液抽出的抽液泵，抽液泵与控制单元46电连接，抽液泵的输出端固定连接有出液管81，出液管81上远离抽液泵的一端固定在机架1上且位于修盘器4的正上方，所述上抛光盘7上设有可与可将抛光液导入修盘器4内的导液孔，出液管81通过抽液泵的驱动将抛光液喷洒在上抛光盘7上并通过导液孔流入修盘器4内。

所述工作平台2上还设有可将抛光后的残渣进行冲洗的冲洗装置，所述冲洗装置包括固定在机架1上且可用于盛装去离子水的盛液桶9、固定安装在盛液桶9内的导液泵、以及可与导液泵连接导液管91，导液泵上远离导液泵的一端固定在机架1上，所述导液管91的出水口固定设有喷嘴92，导液管91上喷嘴92通过导液泵的驱动对抛光完成后抬升的上抛光盘7进行冲洗。

本发明还涉及双面抛光设备上抛光盘7的修整方法，包括所述的双面抛光设备上抛光盘7修整装置，还包括以下操作步骤：

S1、在控制单元46上设置初始压力值、以及压差的标准值，初始的压力值设置为200N，初始的驱动电机6的转速为15r/min，初始的压差的标准值为0.5kpa；

S2、控制单元46发出下降信号至驱动气缸5，驱动气缸5驱动上抛光盘7开始下降至与修整层43接触并进行施压，各个薄膜传感器44将检测的各个压力信号传递控制单元46，控制单元46将各个压力信号转换成压力值，当上抛光盘7施加给修整层43的压力值小于等于初始压力值时，控制电机向驱动气缸5发出停止信号，驱动气缸5停下压；

S3、控制单元46发出驱动信号给驱动电机6，驱动电机6驱动上抛光盘7开始转动进行修整，同时控制单元46向抽液泵发出驱动气缸5，抛光液开始导入，在修整的过程中，各个薄膜传感器44持续对修整层43上的压力进行检测，并将各个压力信号传递控制单元46，控制单元46将各个压力信号转换成压力值，并将实时检测的压力值与初始压力值进行对比；

S4、当检测的压力值与初始压力值的差压未达到标准值时，修整层43继续对上抛光盘7进行修整；

S5、当检测的压力值与初始压力值的压差达到标准值时，控制单元46发出止动信号至驱动电机6和抽液泵，驱动电机6停止转动，且抛光液不再导入，同时向驱动气缸 5发出抬升信号，驱动气缸5驱动上抛光盘7进行上升，完成修整。

S6、控制单元46向导液泵发出驱动信号，导液管91及导液管91上的喷嘴92喷出去离子水对上抛光盘7和修盘器4进行清洗；

S7、取下修整器并清洗。

所述控制单元46包括存储器、处理器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行S1～S7的操作步骤的操作程序。

以上所述的具体实施例，对本发明专利的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明专利的具体实施例而已，并不用于限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：具有机架、固定在机架上的工作平台、可放置在工作平台上的元件夹具、以及可拆卸式固定在元件夹具上的修盘器，所述机架上固定设有驱动气缸，驱动气缸的伸缩端固定设有驱动电机，驱动电机的输出端固定安装有上抛光盘，驱动气缸的伸缩方向及上抛光盘均与修盘器同轴设置，所述修盘器上设有可供上抛光盘伸入的内腔，所述内腔内设有可对上抛光盘进行修整的修整件，所述修整件固定安装在内腔内、且其结构自上而下依次为修整层、多个可感知修整层上的各个位置所受压力的薄膜传感器、带孔绝缘片、可对各个薄膜传感器的数据进行收集和处理的控制单元，各个薄膜传感器的一端穿过带孔绝缘片上对应的孔后与控制单元电连接，驱动气缸和驱动电机均与控制单元电连接，上抛光盘通过驱动气缸的驱动伸入内腔并对修整层进行靠压，修整层通过驱动电机对上抛光盘的驱动对上抛光盘进行修整。

2.根据权利要求1所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述元件夹具上设有可供修盘器嵌入的安装槽，元件夹具的底部设有定位槽，定位槽与安装槽连通，所述修盘器的底部设有可与定位槽配合连接的定位安装块，修盘器通过定位安装块与定位槽的配合可拆卸式固定在元件夹具上。

3.根据权利要求2所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述修盘器呈圆筒状，各个薄膜传感器沿孔绝缘片的同心圆均匀的逐圈分布，并形成多个与修盘器同轴设置的传感器组，各个传感器组内的各个薄膜传感器沿带孔绝缘片的轴线圆周均匀分布，各个传感器组内的各个薄膜传感器与相邻的传感器组内的各个薄膜传感器交错分布。

4.根据权利要求3所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：各个传感器组内的各个薄膜传感器在以修盘器轴线为中心的圆上均匀分布后多个相等的分隔角，相邻的两个传感器组上对应的两个薄膜传感器形成错开角，错开角的角度为分隔角的一半。

5.根据权利要求4所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述修整层为镶嵌金刚石的树脂层。

6.根据权利要求5所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述元件夹具的底部固定设有两个平行设置的插杆、工作平台上固定设有可与各个插杆对应的插筒，元件夹具通过各个插杆与对应的插筒的插接配合固定在工作平台上。

7.根据权利要求6所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述机架上固定设有用于盛放抛光液的盛液箱，所述盛液箱内设有可将抛光液抽出的抽液泵，抽液泵与控制单元电连接，抽液泵的输出端固定连接有出液管，出液管上远离抽液泵的一端固定在机架上且位于修盘器的正上方，所述上抛光盘上设有可与可将抛光液导入修盘器内的导液孔，出液管通过抽液泵的驱动将抛光液喷洒在上抛光盘上并通过导液孔流入修盘器内。

8.根据权利要求7所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述工作平台上还设有可将抛光后的残渣进行冲洗的冲洗装置，所述冲洗装置包括固定在机架上且可用于盛装去离子水的盛液桶、固定安装在盛液桶内的导液泵、以及可与导液泵连接导液管，导液泵上远离导液泵的一端固定在机架上，所述导液管的出水口固定设有喷嘴，导液管上喷嘴通过导液泵的驱动对抛光完成后抬升的上抛光盘进行冲洗。

9.双面抛光设备上抛光盘的修整方法，其特征在于：包括权利要求7所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，还包括以下操作步骤：

S1、在控制单元上设置初始压力值、以及压差的标准值；

S2、控制单元发出下降信号至驱动气缸，驱动气缸驱动上抛光盘开始下降至与修整层接触并进行施压，各个薄膜传感器将检测的各个压力信号传递控制单元，控制单元将各个压力信号转换成压力值，当上抛光盘施加给修整层的压力值小于等于初始压力值时，控制电机向驱动气缸发出停止信号，驱动气缸停下压；

S3、控制单元发出驱动信号给驱动电机，驱动电机驱动上抛光盘开始转动进行修整，同时控制单元向抽液泵发出驱动气缸，抛光液开始导入，在修整的过程中，各个薄膜传感器持续对修整层上的压力进行检测，并将各个压力信号传递控制单元，控制单元将各个压力信号转换成压力值，并将实时检测的压力值与初始压力值进行对比；

S4、当检测的压力值与初始压力值的差压未达到标准值时，修整层继续对上抛光盘进行修整；

S5、当检测的压力值与初始压力值的压差达到标准值时，控制单元发出止动信号至驱动电机和抽液泵，驱动电机停止转动，且抛光液不再导入，同时向驱动气缸发出抬升信号，驱动气缸驱动上抛光盘进行上升，完成修整。

S6、控制单元向导液泵发出驱动信号，导液管及导液管上的喷嘴喷出去离子水对上抛光盘进行冲洗；

S7、取下修整器并清洗。

10.根据权利要求9所述的双面抛光设备上抛光盘修整装置，其特征在于：所述控制单元包括存储器、处理器、以及存储在存储器上并可在处理器上运行S1～S7的操作步骤的操作程序。

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