CN201471286U - 一种数控精密研磨抛光机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及主要用于硅片、硬盘基片、光盘母盘、陶瓷片、石英晶体及其它硬脆材料的研磨加工设备，具体涉及一种数控精密研磨抛光机。包括有焊接箱体(16)，其主支座(14)上设有主轴驱动系统(15)，其上盘装置的快速作用缸(5)的气缸杆朝下固定安装在横粱(18)中央，快速作用缸(5)的气缸杆与缓作用缸(4)相连接，其操作箱(12)内设有用于运动控制的上位机平板电脑，所述的电器柜(13)内设有用于运动控制的工业控制器和电机驱动机构。其变速范围广，运动精度更高，响应速度更快，抗干扰能力强，能更好的适应不同研磨材料及研磨工艺的要求，实现了软启动，软停止，调速稳定，冲击小。

Description

一种数控精密研磨抛光机
技术领域：
本实用新型涉及主要用于硅片、硬盘基片、光盘母盘、陶瓷片、石英晶体及其它硬脆材料的研磨加工设备，具体涉及一种数控精密研磨抛光机。
背景技术：
传统的研磨抛光机常采用普通电机拖动，通过齿轮传动系统实现上下抛光盘以及内外齿圈的传动，从而实现对工件的研磨抛光，其上下抛光盘与行星轮只有两种速度比，限制了双面抛光机加工运动轨迹的变化，缺乏对速度的精确控制。
申请号为200710068275.9的中国实用新型专利公开了一种精密双面抛光机的控制系统，其精密双面抛光机采用四个变频电机分别拖动上下抛光盘和内外齿圈的原理来实现传动，而且采用了轴套结构，虽然实现了无级调速，加工过程的软启动和软停止，提高了抛光机的工作效率和加工精度，但由于变频电机需要有变频器控制，其对使用条件要求较高，动态响应慢，抗干扰能力差，不适应大扭矩的加工要求；特别是对于高精度的研磨抛光设备来说，其轴套结构本身的制造误差也会使上下研磨盘产生跳动和振动，从而不能满足高精度和超高精度的加工要求。
发明内容：
本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种数控精密研磨抛光机，其利用伺服电机分别驱动下研磨盘主轴上的齿圈，从而实现对上下研磨盘的拖动，同时对其运动实施闭环控制，从而有效满足了高精度的研磨抛光机的使用要求。
本实用新型的目的可以通过采用以下技术方案来实现：所述的一种数控精密研磨抛光机，包括有焊接箱体(16)，其特点是还包括有：所述的焊接箱体(16)的一侧设有立柱(17)，焊接箱体(16)的另一侧设有电器柜(13)，横梁(18)的两端分别固定安装在立柱(17)和电器柜(13)上，焊接箱体(16)内的主支座(14)上设有主轴驱动系统(15)，横梁(18)上与主轴驱动系统(15)对应的位置设有上盘装置，操作箱(12)通过操作箱托臂(9)设在电器柜(13)上，上盘装置的快速作用缸(5)的气缸杆朝下固定安装在横粱(18)中央，快速作用缸(5)的气缸杆与缓作用缸(4)相连接，缓作用缸(4)的气缸杆与拉力传感器组件(6)相连，承载盘(19)通过支杆(20)设在拉力传感器组件(6)的下方，上盘(21)固定安装在承载盘(19)上，分液环(22)固定设置在拉力传感器组件(6)上，分液环(22)上设有分液球阀(8)，分液环(22)通过管架(7)与拉力传感器组件(6)固定连接；所述的操作箱(12)内设有用于运动控制的上位机平板电脑，平板电脑内设控制程序，通过触摸屏发送指令进行设备的数据采集、传输、处理，以完成该研磨抛光机的高精度控制；所述的电器柜(13)内设有用于运动控制的工业控制器和电机驱动机构。
所述的缓作用缸(4)上固定连接有上防转板(23)，拉力传感器组件(6)上固定连接有下防转板(24)，防转杆(25)与下防转板(24)固定连接，防转杆(25)的上端设置在上防转板(23)的U型槽内。并可在U型槽内滑动。上盘(21)在快速作用缸(5)及缓作用缸(4)的驱动下实现垂直移动，同时也可转动和浮动。
所述的上盘(21)的上边缘固定设置有手柄(10)。所述的承载盘(19)上设有活动键(11)，活动键(11)通过键座固定安装在承载盘(19)内环边缘，数量为2个，成对称分布。
所述的横梁(18)上缓作用缸(4)的两侧分别设有拉伸弹簧(2)和挂钩作用气缸(3)，拉伸弹簧(2)和挂钩作用气缸(3)与挂钩(1)相连。在拉伸弹簧2和挂钩作用气缸3的作用下，挂钩1可实现摆动。所述的拉力传感器组件(6)内设有关节轴承及推力轴承或深沟球轴承。
所述的主轴驱动机构包括有包括有设置在焊接箱体(16)的主电机(26)和主支座(14)，主电机(26)通过皮带(51)与设在主支座(14)上的主减速箱(27)相连，所述的主支座(14)上安装有支撑套(46)，抬升套(57)设置在支撑套(46)的外部，抬升套(57)下部设有抬升机构(61)；齿圈套(47)通过轴承(52)安装在抬升套(57)上，齿圈套(47)上设有齿圈从动齿轮(48)，齿圈支架(43)固定安装在齿圈套(47)的上部，齿圈(42)设在齿圈支架(43)上，支撑套(46)内通过轴承装有下盘轴(45)，下盘轴(45)上部固定安装有托盘(37)，下盘(41)设置在托盘(37)上，下盘(41)和托盘(37)上对应设有拨销(60)；下盘轴(45)的下部固定设有下盘从动齿轮(33)，下盘轴(45)内部通过轴承装有太阳轮轴(44)，太阳轮轴(44)的上部设有太阳轮支架(58)，太阳轮支架(58)上设有太阳轮(40)，太阳轮轴(44)的下端固定设有太阳轮从动齿轮(29)；太阳轮轴(44)内部通过轴承设有中心轴(38)，中心轴(38)上部固定连接有带动上盘旋转的拨轮(39)，中心轴(38)的下端固定连接有上盘从动齿轮(30)，中心轴(38)下部通过轴承与主支座(14)安装定位。
所述的焊接箱体(16)上还设有上盘电机(54)，上盘电机(54)通过皮带与上盘减速箱(55)相连，上盘减速箱(55)的动力输出轴上设有上盘主动齿轮(56)，上盘主动齿轮(56)与第二惰轮(59)相啮合，第二惰轮(59)与上盘从动齿轮(30)相啮合，所述的主支座(14)上的主减速箱(27)的动力输出轴上设有动力输入齿轮(31)，动力输入齿轮(31)与下盘主动齿轮(32)相啮合，下盘主动齿轮(32)与下盘从动齿轮(33)相啮合；下盘主动齿轮(32)设在动力传动轴(28)上，动力传动轴(28)通过轴承设在主支座(14)上。
所述的主支座(14)上还设有太阳轮电机(35)和齿圈电机(49)，太阳轮电机(35)与太阳轮减速箱(36)相连，太阳轮减速箱(36)的动力输出轴上设有太阳轮主动齿轮(34)，太阳轮主动齿轮(34)与太阳轮从动齿轮(29)相啮合；齿圈电机(49)与齿圈减速箱(50)相连，齿圈减速箱(50)的动力输出轴上设有齿圈主动齿轮(53)，齿圈主动齿轮(53)与齿圈从动齿轮(48)相啮合。
所述的工业控制器包括有单片机(62)、环形变压器和电压差分放大器(66)，单片机(62)的两个串口分别与上位机(63)和变频器(64)相连，单片机(62)的通过SPI总线与数模转换器DAC(65)和铁电(67)相连，单片机(62)通过数据总线与电压差分放大器(66)相连，单片机(62)通过数据地址总线与可编程逻辑控制器CPLD(69)相连，单片机(62)通过并行地址数据总线与备用的存储器RAM(68)相连，可编程逻辑控制器CPLD(69)通过数据线分别与输出光继电器(70)、输入光耦合器(71)和输入AB相脉冲发生器(72)相连。
本实用新型的有益效果是，所述的一种数控精密研磨抛光机，可以由单个或多个伺服电机拖动，每个伺服电机还可以单独驱动，这样可以灵活规划加工工艺，每步工序中各驱动件的转速及转向均可灵活编辑；从而使变速范围广，运动精度更高，响应速度更快，抗干扰能力强，能更好的适应不同研磨材料及研磨工艺的要求，实现了软启动，软停止，调速稳定，冲击小。工作可靠，对维护和保养要求低。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型图1的后视结构示意图；
图3为本实用新型图1中的主轴驱动系统结构原理示意图；
图4为本实用新型工业控制原理图。
具体实施方式：
以下结合附图所示之最佳实施例作进一步详述：
见图1、2、3，所述的一种数控精密研磨抛光机，包括有焊接箱体16，其特点是还包括有：所述的焊接箱体16的一侧设有立柱17，焊接箱体16的另一侧设有电器柜13，横梁18的两端分别固定安装在立柱17和电器柜13上，焊接箱体16内的主支座14上设有主轴驱动系统15，横梁18上与主轴驱动系统15对应的位置设有上盘装置，操作箱12通过操作箱托臂9设在电器柜13上，上盘装置的快速作用缸5的气缸杆朝下固定安装在横粱18中央，快速作用缸5的气缸杆与缓作用缸4相连接，缓作用缸4的气缸杆与拉力传感器组件6相连，承载盘19通过支杆20设在拉力传感器组件6的下方，上盘21固定安装在承载盘19上，分液环22固定设置在拉力传感器组件6上，分液环22上设有分液球阀8，分液环22通过管架7与拉力传感器组件6固定连接；所述的操作箱12内设有用于运动控制的上位机平板电脑，平板电脑内设控制程序，通过触摸屏发送指令进行设备的数据采集、传输、处理，以完成该研磨抛光机的高精度控制；所述的电器柜13内设有用于运动控制的工业控制器和电机驱动机构。
所述的缓作用缸4上固定连接有上防转板23，拉力传感器组件6上固定连接有下防转板24，防转杆25与下防转板24固定连接，防转杆25的上端设置在上防转板23的U型槽内。并可在U型槽内滑动。上盘21在快速作用缸5及缓作用缸4的驱动下实现垂直移动，同时也可转动和浮动。
所述的上盘21的上边缘固定设置有手柄10。所述的承载盘19上设有活动键11，活动键11通过键座固定安装在承载盘19内环边缘，数量为2个，成对称分布。
所述的横梁18上缓作用缸4的两侧分别设有拉伸弹簧2和挂钩作用气缸3，拉伸弹簧2和挂钩作用气缸3与挂钩1相连。在拉伸弹簧2和挂钩作用气缸3的作用下，挂钩1可实现摆动。所述的拉力传感器组件6内设有关节轴承及推力轴承或深沟球轴承。
所述的主轴驱动机构包括有包括有设置在焊接箱体16的主电机26和主支座14，主电机26通过皮带51与设在主支座14上的主减速箱27相连，所述的主支座14上安装有支撑套46，抬升套57设置在支撑套46的外部，抬升套57下部设有抬升机构61；齿圈套47通过轴承52安装在抬升套57上，齿圈套47上设有齿圈从动齿轮48，齿圈支架43固定安装在齿圈套47的上部，齿圈42设在齿圈支架43上，支撑套46内通过轴承装有下盘轴45，下盘轴45上部固定安装有托盘37，下盘41设置在托盘37上，下盘41和托盘37上对应设有拨销60；下盘轴45的下部固定设有下盘从动齿轮33，下盘轴45内部通过轴承装有太阳轮轴44，太阳轮轴44的上部设有太阳轮支架58，太阳轮支架58上设有太阳轮40，太阳轮轴44的下端固定设有太阳轮从动齿轮29；太阳轮轴44内部通过轴承设有中心轴38，中心轴38上部固定连接有带动上盘旋转的拨轮39，中心轴38的下端固定连接有上盘从动齿轮30，中心轴38下部通过轴承与主支座14安装定位。
所述的焊接箱体16上还设有上盘电机54，上盘电机54通过皮带与上盘减速箱55相连，上盘减速箱55的动力输出轴上设有上盘主动齿轮56，上盘主动齿轮56与第二惰轮59相啮合，第二惰轮59与上盘从动齿轮30相啮合，所述的主支座14上的主减速箱27的动力输出轴上设有动力输入齿轮31，动力输入齿轮31与下盘主动齿轮32相啮合，下盘主动齿轮32与下盘从动齿轮33相啮合；下盘主动齿轮32设在动力传动轴28上，动力传动轴28通过轴承设在主支座14上。
所述的主支座14上还设有太阳轮电机35和齿圈电机49，太阳轮电机35与太阳轮减速箱36相连，太阳轮减速箱36的动力输出轴上设有太阳轮主动齿轮34，太阳轮主动齿轮34与太阳轮从动齿轮29相啮合；齿圈电机49与齿圈减速箱50相连，齿圈减速箱50的动力输出轴上设有齿圈主动齿轮53，齿圈主动齿轮53与齿圈从动齿轮48相啮合。
所述的工业控制器包括有单片机62、环形变压器和电压差分放大器66，单片机62的两个串口分别与上位机63和变频器64相连，单片机62的通过SPI总线与数模转换器DAC 65和铁电67相连，单片机62通过数据总线与电压差分放大器66相连，单片机62通过数据地址总线与可编程逻辑控制器CPLD 69相连，单片机62通过并行地址数据总线与备用的存储器RAM 68相连，可编程逻辑控制器CPLD 69通过数据线分别与输出光继电器70、输入光耦合器71和输入AB相脉冲发生器72相连。

Claims (10)

1.一种数控精密研磨抛光机，包括有焊接箱体(16)，其特征是还包括有：所述的焊接箱体(16)的一侧设有立柱(17)，焊接箱体(16)的另一侧设有电器柜(13)，横梁(18)的两端分别固定安装在立柱(17)和电器柜(13)上，焊接箱体(16)内的主支座(14)上设有主轴驱动系统(15)，横梁(18)上与主轴驱动系统(15)对应的位置设有上盘装置(21)，操作箱(12)通过操作箱托臂(9)安装在电器柜(13)顶部，上盘装置的快速作用缸(5)的气缸杆朝下固定安装在横梁(18)中央，快速作用缸(5)的气缸杆与缓作用缸(4)相连接，缓作用缸(4)的气缸杆与拉力传感器组件(6)相连，承载盘(19)通过支杆(20)设在拉力传感器组件(6)的下方，上盘(21)固定安装在承载盘(19)上，分液环(22)固定设置在拉力传感器组件(6)上，分液环(22)上设有分液球阀(8)，分液环(22)通过管架(7)与拉力传感器组件(6)固定连接；所述的操作箱(12)内设有用于运动控制的上位机平板电脑，所述的电器柜(13)内设有用于运动控制的工业控制器和电机驱动机构。
2.如权利要求1所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的缓作用缸(4)上固定连接有上防转板(23)，拉力传感器组件(6)上固定连接有下防转板(24)，防转杆(25)与下防转板(24)固定连接，防转杆(25)的上端定位于上防转板(23)的U型槽内。
3.如权利要求1所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的上盘(21)的上边缘固定有手柄(10)。
4.如权利要求1所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的承载盘(19)上设有活动键(11)，活动键(11)通过键座固定安装在承载盘(19)内环边缘，数量为2个，对称分布。
5.如权利要求2所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的横梁(18)上缓作用缸(4)的两侧分别设有拉伸弹簧(2)和挂钩作用气缸(3)，拉伸弹簧(2)和挂钩作用气缸(3)与挂钩(1)相连。
6.如权利要求2所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的拉力传感器组件(6)内设有关节轴承及推力轴承或深沟球轴承。
7.如权利要求1所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征在于：所述的主轴驱动机构包括有设置在焊接箱体(16)的主电机(26)和主支座(14)，主电机(26)通过皮带(51)与设在主支座(14)上的主减速箱(27)相连，所述的主支座(14)上安装有支撑套(46)，抬升套(57)设置在支撑套(46)的外部，抬升套(57)下部设有抬升机构(61)；齿圈套(47)通过轴承(52)安装在抬升套(57)上，齿圈套(47)上设有齿圈从动齿轮(48)，齿圈支架(43)固定安装在齿圈套(47)的上部，齿圈(42)设在齿圈支架(43)上，支撑套(46)内通过轴承装有下盘轴(45)，下盘轴(45)上部固定安装有托盘(37)，下盘(41)设置在托盘(37)上，下盘(41)和托盘(37)上对应设有拨销(60)；下盘轴(45)的下部固定设有下盘从动齿轮(33)，下盘轴(45)内部通过轴承装有太阳轮轴(44)，太阳轮轴(44)的上部设有太阳轮支架(58)，太阳轮支架(58)上设有太阳轮(40)，太阳轮轴(44)的下端固定设有太阳轮从动齿轮(29)；太阳轮轴(44)内部通过轴承设有中心轴(38)，中心轴(38)上部固定连接有带动上盘旋转的拨轮(39)，中心轴(38)的下端固定连接有上盘从动齿轮(30)，中心轴(38)下部通过轴承与主支座(14)安装定位。
8.如权利要求7所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征是：所述的焊接箱体(16)上还设有上盘电机(54)，上盘电机(54)通过皮带与上盘减速箱(55)相连，上盘减速箱(55)的动力输出轴上设有上盘主动齿轮(56)，上盘主动齿轮(56)与第二惰轮(59)相啮合，第二惰轮(59)与上盘从动齿轮(30)相啮合，所述的主支座(14)上的主减速箱(27)的动力输出轴上设有动力输入齿轮(31)，动力输入齿轮(31)与下盘主动齿轮(32)相啮合，下盘主动齿轮(32)与下盘从动齿轮(33)相啮合；下盘主动齿轮(32)设在动力传动轴(28)上，动力传动轴(28)通过轴承设在主支座(14)上。
9.如权利要求8所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征是：所述的主支座(14)上还设有太阳轮电机(35)和齿圈电机(49)，太阳轮电机(35)与太阳轮减速箱(36)相连，太阳轮减速箱(36)的动力输出轴上设有太阳轮主动齿轮(34)，太阳轮主动齿轮(34)与太阳轮从动齿轮(29)相啮合；齿圈电机(49)与齿圈减速箱(50)相连，齿圈减速箱(50)的动力输出轴上设有齿圈主动齿轮(53)，齿圈主动齿轮(53)与齿圈从动齿轮(48)相啮合。
10.如权利要求1所述的一种数控精密研磨抛光机，其特征是：所述的工业控制器包括有单片机(62)、环形变压器和电压差分放大器(66)，单片机(62)的两个串口分别与上位机(63)和变频器(64)相连，单片机(62)的通过SPI总线与数模转换器DAC(65)和铁电(67)相连，单片机(62)通过数据总线与电压差分放大器(66)相连，单片机(62)通过数据地址总线与可编程逻辑控制器CPLD(69)相连，单片机(62)通过并行地址数据总线与备用的存储器RAM(68)相连，可编程逻辑控制器CPLD(69)通过数据线分别与输出光继电器(70)、输入光耦合器(71)和输入AB相脉冲发生器(72)相连。
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