TW201336622A - 彈性拋光載具及應用其的拋光裝置及拋光方法 - Google Patents

Abstract

一種彈性拋光載具，包含一底座模組、一夾具模組及一彈性模組，該夾具模組包括一可移動地設置於該底座模組上方的夾具底座，該彈性模組包括一設置於該底座模組及該夾具底座的其中一者的第一固定塊、一設置於該底座模組及該夾具底座的其中另一者並對應該第一固定塊設置的第二固定塊、一穿設於該第一固定塊及該第二固定塊的導螺桿、一套設於該導螺桿的彈簧、一設置於該導螺桿的調整壓力導帽，及一設置於該彈簧的壓力感測元件，透過該壓力感測元件量測壓力，以使拋光時的壓力能夠自動補償而維持穩定，進而提高生產良率及生產產量。

Description

彈性拋光載具及應用其的拋光裝置及拋光方法

本發明是有關於一種拋光方法，特別是指一種彈性拋光載具及應用其的拋光裝置及拋光方法。

現有的一種拋光方法，是由技術熟練的操作者一手持研磨工具對另一手所持的待加工件進行拋光研磨，雖然在技術熟練的條件下，大部分的成品能夠被順利製出，然而當操作者精神不集中時，則還是會有產生失敗品的機會，此外，要養成一位技術熟練的操作者也必須耗費相當長的時間，所需的生產成本非常高昂，且每一位操作者所生產的產品品質也會不一致。

因此現有的另一種自動拋光方法，是將該待加工件固定於一固定載具，並透過一由一移動主軸帶動的研磨輪而對該待加工件拋光，該移動主軸是由一控制單元進行控制而移動，該控制單元根據一對應該待加工件的外表面的預設移動路徑而驅使該移動主軸移動，且帶動該研磨輪進行拋光，進而達到自動拋光的效果，而可改善前述的缺點。

然而，將該待加工件固定於該固定載具時，由於該待加工件的基準不確定，可能會產生些微的位置偏差，而使該預設移動路徑與實際該待加工件的外表面不同，而產生有些部位有拋光，而有些部位沒有拋光的不均勻拋光問題，進而使整體的拋光良率降低。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以提高拋光良率的彈性拋光載具及應用其的拋光裝置及拋光方法。

於是，本發明彈性拋光載具，包含一底座模組、一夾具模組及一彈性模組。

該底座模組包括一基座，該夾具模組包括一設置於該基座上方並可沿一第一方向移動的夾具底座，及一設置於該夾具底座頂部的夾具本體，該彈性模組包括一設置於該基座及該夾具底座的其中一者的第一固定塊、一設置於該基座及該夾具底座的其中另一者並對應該第一固定塊設置的第二固定塊、一沿該第一方向穿設於該第一固定塊及該第二固定塊的導螺桿、一套設於該導螺桿的彈簧、一設置於該導螺桿且位於該彈簧及該第一固定塊間的調整壓力導帽，及一設置於該彈簧的壓力感測元件。

於是，本發明應用彈性拋光載具的拋光裝置，包含一台座單元、一彈性拋光載具、一研磨單元，及一控制單元。

該台座單元包括一台座本體，及一設置於該台座本體的第一移動模組，該彈性拋光載具包括一底座模組、一夾具模組及一彈性模組，該底座模組具有一設置於該第一移動模組的基座，該夾具模組具有一設置於該基座上方並可沿一第一方向移動的夾具底座，及一設置於該夾具底座頂部的夾具本體，該彈性模組具有一設置於該基座及該夾具底座的其中一者的第一固定塊、一設置於該基座及該夾具底座的其中另一者並對應該第一固定塊設置的第二固定塊、一沿該第一方向穿設於該第一固定塊及該第二固定塊的導螺桿、一套設於該導螺桿的彈簧、一設置於該導螺桿且位於該彈簧及該第一固定塊間的調整壓力導帽，及一設置於該彈簧的壓力感測元件，該研磨單元包括一設置於該台座本體的立柱、一設置於該立柱的第二移動模組，及一研磨模組，該研磨模組具有一設置並受該第二移動模組連動而朝一垂直該第一方向的升降方向移動的主軸馬達，及一設置於該主軸馬達的研磨輪，該控制單元分別電連接該第一移動模組、該第二移動模組、該壓力感測元件及該主軸馬達。

於是，本發明應用彈性拋光載具的拋光方法，先製備一如所述的應用彈性拋光載具的拋光裝置，並將一待加工件以該夾具本體夾固，並透過該控制單元驅使該主軸馬達運轉，並驅使該第二移動模組運作，以使該研磨輪沿該升降方向移動至可對該待加工件進行加工的範圍中的其中一位置，接著透過該控制單元驅使該第一移動模組運作，以使該研磨輪及該待加工件相互接觸，並透過該控制單元驅使該第一移動模組運作，以調整該研磨輪及該待加工件的接觸壓力，接著該控制單元根據該壓力感測元件所量測的一接觸壓力值與一預設壓力值進行比對，當該接觸壓力值趨近於該預設壓力值時，驅使該第二移動模組運作，以使該研磨輪沿該升降方向移動至可對該待加工件進行加工的範圍中的另一位置。

本發明之功效在於：透過該壓力感測元件量測壓力，以使該研磨輪對該待加工件拋光時的壓力維持穩定，進而使拋光表面能夠均勻拋光，進而提高生產良率。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之三個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3，本發明彈性拋光載具及應用其的拋光裝置及拋光方法之第一較佳實施例是以一應用彈性拋光載具的拋光方法對一設置於一應用彈性拋光載具的拋光裝置的待加工件7進行拋光，該應用彈性拋光載具的拋光裝置包含一台座單元2、一彈性拋光載具3、一研磨單元4，及一控制單元5。

該台座單元2包括一台座本體21，及一設置於該台座本體21的第一移動模組22。

該第一移動模組22具有一對設置於該台座本體21並朝一第一方向X延伸的第一滑軌221、一可移動地設置於該對第一滑軌221的第一滑座222、一沿該第一方向X延伸且穿設該第一滑座222的第一導螺桿223、一驅動該第一導螺桿223的第一馬達224、一對設置於該第一滑座222並朝一垂直該第一方向X的第二方向Y延伸的第二滑軌225、一可移動地設置於該對第二滑軌225的第二滑座226、一沿該第二方向Y延伸且穿設該第二滑座226的第二導螺桿227，及一驅動該第二導螺桿227的第二馬達228。

該彈性拋光載具3包括一底座模組31、一夾具模組32及一彈性模組33。

該底座模組31具有一設置於該第一移動模組22的第二滑座226上的基座311，及二平行設置於該基座311且朝該第一方向X延伸的底座導軌312。

該夾具模組32具有一設置於該基座311上方並可沿該第一方向X移動的夾具底座321、一設置於該夾具底座321頂部的夾具本體322、複數設置於該夾具底座321底部並可沿該等底座導軌312滑動的底座滑台323，及一連接並驅動該夾具本體322轉動的夾具馬達324。於本實施例中，每一底座導軌312上承載有兩個底座滑台323。

該彈性模組33具有一設置於該基座311的第一固定塊331、一設置於該夾具底座321的底部並對應該第一固定塊331設置的第二固定塊332、一沿該第一方向X穿設於該第一固定塊331及該第二固定塊332的導螺桿333、一套設於該導螺桿333的彈簧334、一設置於該導螺桿333且位於該彈簧334及該第一固定塊331間的調整壓力導帽335，及一設置於該彈簧334的壓力感測元件336。

該第一固定塊331具有一供該導螺桿333的其中一端穿設的穿孔337，該第二固定塊332具有一供該導螺桿333螺接的螺孔338，該壓力感測元件336設置於該第二固定塊332及該彈簧334間。

該研磨單元4包括一設置於該台座本體21的立柱41、一設置於該立柱41的第二移動模組42，及一研磨模組43。

該第二移動模組42具有一設置於該立柱41且朝一分別垂直該第一方向X及該第二方向Y的升降方向Z延伸的第三導螺桿421、一可移動地設置於該第三導螺桿421並供該研磨模組43設置的升降座422，及一驅動該第三導螺桿421的第三馬達423。

該研磨模組43具有一設置並受該第二移動模組42的升降座422連動而朝該升降方向Z移動的主軸馬達431，及一設置於該主軸馬達431的研磨輪432。

該控制單元5分別電連接該第一移動模組22的該第一馬達224及該第二馬達228、該第二移動模組42的該第三馬達423、該壓力感測元件336、該主軸馬達431及該夾具馬達324。

該研磨輪432可受該第一移動模組22的該第一滑座222的連動而沿該第一方向X移動，並可受該第一移動模組22的該第二滑座226的連動而沿該第二方向Y移動，且可受該第二移動模組42的該升降座422的連動而沿該升降方向Z移動。

參閱圖1、3、4，該應用彈性拋光載具的拋光方法包含以下步驟61~67。

於步驟61時，製備該應用彈性拋光載具的拋光裝置，並將該待加工件7以該夾具本體322夾固。

於步驟62時，該控制單元5驅使該主軸馬達431運轉，並驅使該第二移動模組42運作，以使該研磨輪432沿該升降方向Z移動至可對該待加工件7進行加工的範圍中的頂端。

於步驟63時，該控制單元5驅使該第一移動模組22運作，以使該研磨輪432及該待加工件7相互接觸。

參閱圖3、4、5，於步驟64時，該控制單元5驅使該第一移動模組22運作，以調整該研磨輪432及該待加工件7的接觸壓力，此時該研磨輪432推擠該待加工件7的接觸壓力會連動使該夾具底座321沿該第一方向X移動，並使該第二固定塊332推擠該彈簧334，此時同樣受到推擠的該壓力感測元件336即可產生對應該接觸壓力的一接觸壓力值。於本實施例中，當該壓力感測元件336所量測出對應該接觸壓力的該接觸壓力值低於一預設壓力值時，該控制單元5調整該第一移動模組22以使該研磨輪432及該待加工件7的接觸壓力增加，當該壓力感測元件336所量測出的該接觸壓力值高於該預設壓力值時，該控制單元5調整該第一移動模組22以使該研磨輪432及該待加工件7的接觸壓力減少。

於步驟65時，該控制單元5根據該壓力感測元件336所量測的該接觸壓力值與該預設壓力值進行比對，當該接觸壓力值趨近於該預設壓力值時，驅使該第二移動模組42運作，以使該研磨輪432沿該升降方向Z朝下方移動至可對該待加工件7進行加工的範圍中的另一位置(見圖5中相對應該研磨輪432下方的假想線)。

於步驟66時，該控制單元5對該研磨輪432朝下所移動的位置進行判斷，當該研磨輪432尚未移動至一預設的終點位置時，進行步驟64，當該研磨輪432移動至該終點位置時，進行步驟67。

於步驟67時，該控制單元5驅使該第一移動模組22及該第二移動模組42運作，以使該研磨輪432及該待加工件7彼此相互遠離，以完成該待加工件7的拋光作業。

要說明的是，調整該調整壓力導帽335相對該導螺桿333的位置可以改變該彈簧334被壓縮的幅度，進而可以改變該接觸壓力與該待加工件7受到拋光研磨的厚度的關係，當該彈簧334預設被壓縮的幅度越大，所被拋光研磨的厚度就越少，當該彈簧334預設被壓縮的幅度越小，所被拋光研磨的厚度就越多。

該夾具本體322並能夠受到該夾具馬達324的驅動而相對該夾具底座321轉動，以使該待加工件7的外周面能夠於轉動時皆能受到拋光。

由於在自動拋光過程中，該控制單元5可以持續根據該壓力感測元件336所量測到的該接觸壓力值進行回授，而控制使該接觸壓力值趨近於該預設壓力值，使該待加工件7的拋光表面保持受力均勻，相較於現有的自動拋光方法，本發明不會因為該待加工件7安裝時的些微誤差而影響拋光效果，因而可大幅度增加拋光良率，減少生產成本。

參閱圖6、7，本發明的一第二較佳實施例是類似於該第一較佳實施例，其差異之處在於：該第一移動模組22具有一對設置於該台座本體21並朝該第一方向X延伸的第一滑軌221、一可移動地設置於該對第一滑軌221且承載該底座模組31的基座311的第一滑座222、一沿該第一方向X延伸且穿設該第一滑座222的第一導螺桿223，及一驅動該第一導螺桿223的第一馬達224。

該第二移動模組42具有一設置於該立柱41並朝該第二方向Y延伸的第二滑軌424、一可移動地設置於該第二滑軌424的第二滑座425、一沿該第二方向Y延伸且穿設該第二滑座425的第二導螺桿426、一驅動該第二導螺桿426的第二馬達427、一設置於該第二滑座425且朝該升降方向Z延伸的第三導螺桿421、一可移動地設置於該第三導螺桿421並供該研磨模組43設置的升降座422，及一驅動該第三導螺桿421的第三馬達423。

該控制單元5分別電連接該第一移動模組22的該第一馬達224、該第二移動模組42的該第二馬達427及該第三馬達423、該壓力感測元件336及該主軸馬達431。

配合參閱圖8，該研磨輪432可受該第一移動模組22的該第一滑座222的連動而沿該第一方向X移動，並可受該第二移動模組42的該第二滑座425的連動而沿該第二方向Y移動，且可受該第二移動模組42的該升降座422的連動而沿該升降方向Z移動。

如此，該第二較佳實施例也可達到與上述第一較佳實施例相同的目的與功效，並可將控制沿該第二方向Y移動的該第二滑座425更改設置於該立柱41，進而提供另一種型式的設計。

參閱圖9，本發明的一第三較佳實施例是類似於該第一較佳實施例，其差異之處在於：該彈性拋光載具3與該第一移動模組22間再加入另一個移除掉夾具模組且與原本的該彈性拋光載具3成正交關係的彈性拋光載具3’。

該待加工件7是沿該第一方向X受到該夾具本體322夾持，而該第三導螺桿421是沿該第一方向X延伸，該主軸馬達431可受控制而連動該升降座422朝該第一方向X移動。

拋光時，該控制單元5能夠同時根據兩組方向相異的壓力感測元件336來控制接觸壓力，而使該待加工件7能夠於各方向皆能拋光均勻。

如此，該第三較佳實施例也可達到與上述第一較佳實施例相同的目的與功效，並可以不同的方向對該待加工件7進行拋光，以提供另一種型式的設計。

綜上所述，該控制單元5可以持續根據該壓力感測元件336所量測到的該接觸壓力值而控制使該待加工件7的拋光表面保持受力均勻，相較於現有的自動拋光方法，本發明在自動拋光時可大幅度增加拋光良率，減少生產成本，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

2．．．台座單元

21．．．台座本體

22．．．第一移動模組

221．．．第一滑軌

222．．．第一滑座

223．．．第一導螺桿

224．．．第一馬達

225．．．第二滑軌

226．．．第二滑座

227．．．第二導螺桿

228．．．第二馬達

3、3’．．．彈性拋光載具

31．．．底座模組

311．．．基座

312．．．底座導軌

32．．．夾具模組

321．．．夾具底座

322．．．夾具本體

323．．．底座滑台

324．．．夾具馬達

33．．．彈性模組

331．．．第一固定塊

332．．．第二固定塊

333．．．導螺桿

334．．．彈簧

335．．．調整壓力導帽

336．．．壓力感測元件

337．．．穿孔

338．．．螺孔

4．．．研磨單元

41．．．立柱

42．．．第二移動模組

421．．．第三導螺桿

422．．．升降座

423．．．第三馬達

424．．．第二滑軌

425．．．第二滑座

426．．．第二導螺桿

427．．．第二馬達

43．．．研磨模組

431．．．主軸馬達

432．．．研磨輪

5．．．控制單元

61~67．．．應用彈性拋光載具的拋光方法

7．．．待加工件

X．．．第一方向

Y．．．第二方向

Z．．．升降方向

圖1是本發明應用彈性拋光載具的拋光裝置的一第一較佳實施例的示意圖；

圖2是該第一較佳實施例的一彈性拋光載具的局部剖視示意圖；

圖3是該第一較佳實施例的電氣方塊圖；

圖4是應用彈性拋光載具的拋光方法的流程圖；

圖5是該第一較佳實施例的動作示意圖；

圖6是本發明應用彈性拋光載具的拋光裝置的一第二較佳實施例的示意圖；

圖7是該第二較佳實施例的電氣方塊圖；

圖8是該第二較佳實施例的動作示意圖；及

圖9是本發明應用彈性拋光載具的拋光裝置的一第三較佳實施例的示意圖。

3．．．彈性拋光載具

31．．．底座模組

311．．．基座

312．．．底座導軌

32．．．夾具模組

321．．．夾具底座

322．．．夾具本體

323．．．底座滑台

33．．．彈性模組

331．．．第一固定塊

332．．．第二固定塊

333．．．導螺桿

334．．．彈簧

335．．．調整壓力導帽

336．．．壓力感測元件

337．．．穿孔

338．．．螺孔

7．．．待加工件

X．．．第一方向

Y．．．第二方向

Z．．．升降方向

Claims (10)

1. 一種彈性拋光載具，包含：一底座模組，包括一基座；一夾具模組，包括一設置於該基座上方並可沿一第一方向移動的夾具底座，及一設置於該夾具底座頂部的夾具本體；及一彈性模組，包括一設置於該基座及該夾具底座的其中一者的第一固定塊、一設置於該基座及該夾具底座的其中另一者並對應該第一固定塊設置的第二固定塊、一沿該第一方向穿設於該第一固定塊及該第二固定塊的導螺桿、一套設於該導螺桿的彈簧、一設置於該導螺桿且位於該彈簧及該第一固定塊間的調整壓力導帽，及一設置於該彈簧的壓力感測元件。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之彈性拋光載具，其中，該第一固定塊具有一供該導螺桿的其中一端穿設的穿孔，該第二固定塊具有一供該導螺桿螺接的螺孔，該壓力感測元件設置於該調整壓力導帽及該第二固定塊的其中一者及該彈簧間。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之彈性拋光載具，其中，該底座模組還包括二平行設置於該基座且朝該第一方向延伸的底座導軌，該夾具模組還包括複數設置於該夾具底座底部並可沿該等底座導軌滑動的底座滑台。
4. 一種應用彈性拋光載具的拋光裝置，包含：一台座單元，包括一台座本體，及一設置於該台座本體的第一移動模組；一彈性拋光載具，包括一底座模組、一夾具模組及一彈性模組，該底座模組具有一設置於該第一移動模組的基座，該夾具模組具有一設置於該基座上方並可沿一第一方向移動的夾具底座，及一設置於該夾具底座頂部的夾具本體，該彈性模組具有一設置於該基座及該夾具底座的其中一者的第一固定塊、一設置於該基座及該夾具底座的其中另一者並對應該第一固定塊設置的第二固定塊、一沿該第一方向穿設於該第一固定塊及該第二固定塊的導螺桿、一套設於該導螺桿的彈簧、一設置於該導螺桿且位於該彈簧及該第一固定塊間的調整壓力導帽，及一設置於該彈簧的壓力感測元件；一研磨單元，包括一設置於該台座本體的立柱、一設置於該立柱的第二移動模組，及一研磨模組，該研磨模組具有一設置並受該第二移動模組連動而朝一垂直該第一方向的升降方向移動的主軸馬達，及一設置於該主軸馬達的研磨輪；及一控制單元，分別電連接該第一移動模組、該第二移動模組、該壓力感測元件及該主軸馬達。
5. 根據申請專利範圍第4項所述之應用彈性拋光載具的拋光裝置，其中，該第一移動模組具有一設置於該台座本體並朝該第一方向延伸的第一滑軌、一可移動地設置於該第一滑軌的第一滑座、一沿該第一方向延伸且穿設該第一滑座的第一導螺桿、一設置於該第一滑座並朝一分別垂直該第一方向及該升降方向的第二方向延伸的第二滑軌、一可移動地設置於該第二滑軌且承載該底座模組的基座的第二滑座，及一沿該第二方向延伸且穿設該第二滑座的第二導螺桿，該第二移動模組具有一設置於該立柱且朝該升降方向延伸的第三導螺桿，及一可移動地設置於該第三導螺桿並供該研磨模組設置的升降座。
6. 根據申請專利範圍第5項所述之應用彈性拋光載具的拋光裝置，其中，該第一移動模組還具有一驅動該第一導螺桿的第一馬達，及一驅動該第二導螺桿的第二馬達，該第二移動模組還具有一驅動該第三導螺桿的第三馬達，該控制單元分別電連接該第一馬達、該第二馬達、該第三馬達、該主軸馬達及該壓力感測元件。
7. 根據申請專利範圍第4項所述之應用彈性拋光載具的拋光裝置，其中，該第一移動模組具有一設置於該台座本體並朝該第一方向延伸的第一滑軌、一可移動地設置於該第一滑軌且承載該底座模組的基座的第一滑座，及一沿該第一方向延伸且穿設該第一滑座的第一導螺桿，該第二移動模組具有一設置於該立柱並朝一分別垂直該第一方向及該升降方向的第二方向延伸的第二滑軌、一可移動地設置於該第二滑軌的第二滑座、一沿該第二方向延伸且穿設該第二滑座的第二導螺桿、一設置於該第二滑座且朝該升降方向延伸的第三導螺桿，及一可移動地設置於該第三導螺桿並供該研磨模組設置的升降座。
8. 根據申請專利範圍第7項所述之應用彈性拋光載具的拋光裝置，其中，該第一移動模組還具有一驅動該第一導螺桿的第一馬達，該第二移動模組還具有一驅動該第二導螺桿的第二馬達，及一驅動該第三導螺桿的第三馬達，該控制單元分別電連接該第一馬達、該第二馬達、該第三馬達、該主軸馬達及該壓力感測元件。
9. 一種應用彈性拋光載具的拋光方法，包含下列步驟：(A)製備一如申請專利範圍4所述的應用彈性拋光載具的拋光裝置，並將一待加工件以該夾具本體夾固；(B)該控制單元驅使該主軸馬達運轉，並驅使該第二移動模組運作，以使該研磨輪沿該升降方向移動至可對該待加工件進行加工的範圍中的其中一位置；(C)該控制單元驅使該第一移動模組運作，以使該研磨輪及該待加工件相互接觸；(D)該控制單元驅使該第一移動模組運作，以調整該研磨輪及該待加工件的接觸壓力；及(E)該控制單元根據該壓力感測元件所量測的一接觸壓力值與一預設壓力值進行比對，當該接觸壓力值趨近於該預設壓力值時，驅使該第二移動模組運作，以使該研磨輪沿該升降方向移動至可對該待加工件進行加工的範圍中的另一位置。
10. 根據申請專利範圍第9項所述之應用彈性拋光載具的拋光方法，還包含一步驟(F)，於該步驟(B)中，該研磨輪是沿該升降方向移動至可對該待加工件進行加工的範圍中的頂端，於該步驟(E)中，該研磨輪是沿該升降方向朝下方移動，於該步驟(F)中，該控制單元於該研磨輪朝下移動至一終點位置時，驅使該第一移動模組及該第二移動模組運作，以使該研磨輪及該待加工件彼此相互遠離。