CN221135311U - 一种自调节抛光结构及磁流变抛光设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自调节抛光结构及磁流变抛光设备，涉及磁流变抛光技术领域。本实用新型包括支撑架、抛光头、移动模组和定位工装，所述抛光头与所述支撑架连接，所述定位工装与所述移动模组连接，所述定位工装位于所述抛光头下侧。本实用新型设置固定于支架的抛光头，通过移动模组使定位工装相对于抛光头移动，相比重量沉重的抛光头，定位工装的惯性更小，对定位工装的移动精度更高，解决了抛光头过于重量大而导致难以精确控制位置，对光学玻璃打磨效果差的问题。

Description

一种自调节抛光结构及磁流变抛光设备

技术领域

本实用新型属于磁流变抛光技术领域，特别是涉及一种自调节抛光结构及磁流变抛光设备。

背景技术

光学玻璃是高精密度的光学元件，在光学比例生产过程中，需要对光学玻璃表面进行抛光打磨，通过抛光打磨的方式使光学玻璃的表面精度达到使用要求。例如，通过磁流变抛光设备对光学玻璃进行抛光打磨。磁流变抛光设备的抛光精度通常能达到微米级，抛光精度很高。

在进行抛光时，抛光头沿光学玻璃的表面移动，从而对光学玻璃的表面进行抛光。然而，磁流变抛光设备采用的抛光头重量大，在移动过程中惯性很大，在停止过程变向过程中，抛光头在惯性作用下难以在准确的位置停止或者变向，对抛光头的位置难以精确控制，造成对光学玻璃的打磨效果差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自调节抛光结构及磁流变抛光设备，用于解决抛光头重量大而导致难以精确控制位置，对光学玻璃打磨效果差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种自调节抛光结构，包括支撑架、抛光头、移动模组和定位工装，所述抛光头与所述支撑架连接，所述定位工装与所述移动模组连接，所述定位工装位于所述抛光头下侧。

在本方案中，定位工装安装于移动模组上，使得移动模组能够带动定位工装相对于抛光头移动，从而使定位工装上需要打磨的光学玻璃相对于抛光头移动，使抛光头对光学玻璃进行抛光。由于抛光头与支撑架连接，因此抛光头不会发生平移移动，因此解决了抛光头重量大而导致难以精确控制位置，对光学玻璃打磨效果差的问题，提高了抛光的精度。

为进一步解决抛光头对不同光学玻璃通用性差的问题，为此，所述移动模组包括z轴移动机构，所述定位工装设置于所述z轴移动机构顶部。

在本方案中，设置z轴移动机构，能够调节定位工装的高度，从而调节定位工装上光学玻璃与抛光头的间距。例如，当需要抛光的光学玻璃的厚度不同时，则可以通过z轴移动机构调节定位工装的高度，从而调节定位工装上光学玻璃与抛光头的间距，提高了通用性。又例如，在对光学玻璃上的缺陷位置进行抛光修补时，通过z轴移动机构调节缺陷位置与抛光头的间距，若缺陷位置为光学玻璃表面的凹陷部分，则通过z轴移动机构将定位工装上移，缩小光学玻璃与抛光头的间距；若缺陷位置为光学玻璃表面的凸起，则可以通过z轴移动机构将定位工装下移，使抛光头对凸起部分进行逐步抛光打磨，避免一次性打磨过多而造成缺陷扩大。

为进一步解决抛光头无法实时精确调节对光学玻璃抛光深度的问题，为此，所述自调节抛光结构还包括测距传感器和控制器，所述测距传感器和z轴移动机构均与所述控制器电连接，所述测距传感器设置于定位工装上侧，用于检测所述定位工装与抛光头的距离。

在本方案中，设置测距传感器和控制器来控制z轴移动机构，从而使z轴移动机构能够根据检测信号实时调节光学玻璃相对于抛光头的间距，提高抛光的精度。

为进一步解决抛光精度低的问题，为此，所述z轴移动机构为电控升降台，所述电控升降台的精度为微米级。

在本方案中，采用微米级的电控升降台能够确保z轴移动机构的精度，从而提高光学玻璃移动距离的精度，提高对光学玻璃打磨的精度。

为进一步解决检测精度低的问题，为此，所述测距传感器为激光位移计，所述激光位移计的精度高于微米级。

在本方案中，测距传感器的精度高于微米级，使得测距传感器对光学玻璃位置的检测更精确，并且检测精度高于z轴移动机构的精度，能够确保控制器能够测距传感器检测信号更精确地调节z轴移动机构，从而确保光学玻璃的抛光精度提高。

为进一步解决对大面积光学玻璃进行抛光的问题，为此，所述移动模组还包括x轴移动机构和y轴移动机构，所述x轴移动机构包括第一滑台，所述y轴移动机构与所述第一滑台连接，所述x轴移动机构和y轴移动机构相互垂直，所述x轴移动机构和y轴移动机构均位于水平面内。

在本方案中，设置相互垂直的x轴移动机构和y轴移动机构，x轴移动机构和y轴移动机构配合能够带动固定工装在水平面内移动，从而使光学玻璃在水平面内移动，改变光学玻璃与抛光头的接触位置，从而对光学玻璃的表面进行抛光。

为进一步解决光学玻璃位移精度低的问题，为此，所述x轴移动机构和y轴移动机构的精度均为微米级。

在本方案中，x轴移动机构和y轴移动机构的精度均为微米级，能够准确地将光学玻璃移动至准确的位置进行抛光。例如，当光学玻璃表面存在缺陷需要进行抛光时，在微米级精度的x轴移动机构和y轴移动机构的配合作用下，可以准确地将缺陷位置移动至抛光头下侧，从而对光学玻璃的缺陷位置进行抛光。提高了光学玻璃位移的精度，时光学玻璃能够得到准确的定位。

为进一步解决抛光效率低的问题，为此，所述抛光头为磁流变抛光轮，所述磁流变抛光轮与所述支撑架可转动连接。

在本方案中，采用磁流变抛光轮进行抛光，转动抛光的方式能够提高与光学玻璃表面的接触速度，从而提高抛光效率。并且磁流变抛光轮为高精度的抛光轮，能够确保对光学玻璃的抛光精度。

为进一步解决自调节抛光结构的通用性问题，为此，所述支撑架包括第一支架和第二支架，所述抛光头与所述第二支架连接，所述第二支架可拆卸地与第一支架连接。

在本方案中，第二支架相对于第一支架可拆卸连接，在需要对不同抛光要求或者不同尺寸的光学玻璃进行抛光时，可以通过拆卸第二支架的方式对抛光轮进行更换，从而满足不同的抛光要求，提高通用性。

本实用新型还提供一种磁流变抛光设备，包括上述的自调节抛光结构，还包括机架，所述自调节抛光结构安装于所述机架。

在本方案中，通过上述的自调节抛光设备对需要抛光的光学玻璃、半导体晶圆等精密元件进行抛光，能够提高抛光的精度。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型设置固定于支架的抛光头，通过移动模组使定位工装相对于抛光头移动，相比重量沉重的抛光头，定位工装的惯性更小，对定位工装的移动精度更高，解决了抛光头过于重量大而导致难以精确控制位置，对光学玻璃打磨效果差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1去除支撑架和抛光头的结构示意图；

图4为支撑架和抛光头的主视图；

图5为支撑架和抛光头的结构示意图；

图6为第二支架和抛光头的主视图；

图7为第二支架和抛光头的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、支撑架；2、固定工装；3、移动模组；4、抛光头；5、测距传感器；101、第一支架；102、第二支架；301、第一导轨；302、滚珠丝杠；303、电控升降台；304、第一滑台；305、第二滑台；306、第二导轨；307、直线机构。

具体实施方式

下面结合附图，通过本实用新型实施例的具体实现方式，对本实用新型技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

请参阅图1和图2所示，本实施例一提供一种自调节抛光结构，包括支撑架1、抛光头4、定位工装和移动模组3，所述抛光头4与所述支撑架1连接，所述定位工装与所述移动模组3连接，所述移动模组3设置于所述抛光头4下侧，所述移动模组3用于带动定位工装移动，所述定位工装设置有用于固定光学玻璃的固定槽，所述固定槽的形状与光学玻璃的形状适配，用于放置光学玻璃。

如图3所示，所述移动模组3包括x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构，x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构相互垂直，x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构的组合移动能够使滑座在空间位置内移动。

所述x轴移动模组3包括第一导轨301、第一滑台304和滚珠丝杠302，所述第一滑台304与第一导轨301可滑动连接，所述第一滑台304设置有与滚珠丝杠302适配的丝孔，所述滚丝丝杠与所述第一滑台304传动连接，所述滚丝丝杠与第一导轨301平行设置。所述滚珠丝杠302由电机驱动丝杠转动，从而使第一滑台304沿第一导轨301的方向移动。所述滚珠丝杠302的精度为微米级，例如采用型号为SBK2020-3.6RRG0-771L的滚珠丝杠302，精度为6.5um。

所述y轴移动模组3包括第二滑台305、第二导轨306和直线模组，所述第二导轨306与所述第一滑台304连接，所述直线模组的两端分别与第二滑台305和第一滑台304连接，所述第二滑台305可滑动地与所述第二导轨306连接。所述直线模组的精度为微米级，例如采用型号为KR30H06A-300-H的直线模组，精度为5um。

所述z轴移动模组3可以为电控升降台303，所述电控升降台303底部与所述第二滑台305连接，所述电控升降台303顶部与所述定位工装连接。所述电控升降台303的精度为微米级，例如采用型号为SDH50的电控升降台303，精度为5um。

如图6和图7所示，所述抛光结构还包括测距传感器5和控制器，所述测距传感器5与控制器电连接。所述控制器与电控升降台303电连接。所述测距传感器5设置于所述抛光头4一侧，用于检测所述抛光头4与定位工装上放置的光学玻璃的间距。所述控制器根据测距传感器5的信号控制所述电控升降台303的升降，使抛光头4与光学玻璃的间距保持在固定值。

所述测距传感器5可以采用激光位移计，用于检测所述抛光头4与光学玻璃的间距。所述测距传感器5的精度高于微米级，例如采用型号为CL-L015的激光位移计，测量精度为0.49um。

所述抛光头4可以为磁流变抛光轮，所述磁流变抛光轮可转动地与所述支撑架1连接。作为可选的实施方式，可以在支撑架1上安装驱动机构，采用驱动机构驱动磁流变抛光轮转动，磁流变抛光轮转动抛光能够提高对光学玻璃的抛光效率。

所述抛光头4也可以为高精度砂轮。

如图4、图5和图6所示，所述支撑架1包括第一支架101和第二支架102，所述第二支架102与第一支架101连接并使第二支架102悬空，所述第二支架102悬空于定位工装上侧。所述抛光头4与所述第二支架102连接，所述测距传感器5与所述第二支架102连接。因第二支架102悬于定位工装上侧，因此抛光头4和测距传感器5也悬于定位工装上侧。所述第二支架102与第一支架101通过螺旋可拆卸连接，通过更换第二支架102的方式可以更换不同精度以及不同尺寸的抛光头4。

所述控制器可以是单片机、PLC或者PC机。

在进行工作时，所述支撑架1将抛光头4悬于定位工装上侧，使抛光头4不会发生平移移动，避免因抛光头4惯性大而导致难以精确控制抛光头4位置的情况出现，从而解决了抛光头4位置难以控制导致的抛光精度差的问题。移动模组3带动定位工装移动，使定位工装上的光学玻璃与抛光头4接触，从而实现对光学玻璃表面的抛光。在抛光过程中，测距传感器5检测光学玻璃的间距，并将检测信号实时发送至控制器，控制器根据接收的信号对z轴移动机构进行控制，使z轴移动机构进行升降，对光学玻璃的高度位置进行调节，使光学玻璃与抛光头4的间距保持不变，进一步提高对光学玻璃的抛光精度。

在本实施例中，所述光学玻璃也可以是半导体晶圆、封装材料以及芯片等高精度元器件。

实施例二

本实施例二提供一种磁流变抛光设备，包括实施例一所述的自调节抛光结构。所述抛光头4为磁流变抛光轮，采用磁流变抛光轮对光学玻璃进行抛光。还包括机架，所述自调节抛光结构安装于机架上。

所述第一支架101的底部与机架通过紧固件连接。所述第一导轨301和滚珠丝杠302螺母副通过紧固件与机架连接。

所述紧固件可以是螺栓或螺钉。

Claims (10)

1.一种自调节抛光结构，其特征在于：包括支撑架(1)、抛光头(4)、移动模组(3)和定位工装，所述抛光头(4)与所述支撑架(1)连接，所述定位工装与所述移动模组(3)连接，所述定位工装位于所述抛光头(4)下侧。

2.根据权利要求1所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述移动模组(3)包括z轴移动机构，所述定位工装设置于所述z轴移动机构顶部。

3.根据权利要求2所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：还包括测距传感器(5)和控制器，所述测距传感器(5)和z轴移动机构均与所述控制器电连接，所述测距传感器(5)设置于定位工装上侧，用于检测所述定位工装与抛光头(4)的距离。

4.根据权利要求2所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述z轴移动机构为电控升降台(303)，所述电控升降台(303)的精度为微米级。

5.根据权利要求3所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述测距传感器(5)为激光位移计，所述激光位移计的精度高于微米级。

6.根据权利要求2所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述移动模组(3)还包括x轴移动机构和y轴移动机构，所述x轴移动机构包括第一滑台(304)，所述y轴移动机构与所述第一滑台(304)连接，所述x轴移动机构和y轴移动机构相互垂直，所述x轴移动机构和y轴移动机构均位于水平面内。

7.根据权利要求6所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述x轴移动机构和y轴移动机构的精度均为微米级。

8.根据权利要求1所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述抛光头(4)为磁流变抛光轮，所述磁流变抛光轮与所述支撑架(1)可转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种自调节抛光结构，其特征在于：所述支撑架(1)包括第一支架(101)和第二支架(102)，所述抛光头(4)与所述第二支架(102)连接，所述第二支架(102)可拆卸地与第一支架(101)连接。

10.一种磁流变抛光设备，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的自调节抛光结构，还包括机架，所述自调节抛光结构安装于所述机架。