一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构，包括分级抛光盘装置、抛光盘表面轨迹摄像装置、工件位姿自适应调整装置、左右方向调整装置、前后方向调整装置、上下方向调整装置和支撑装置。本实用新型专利技术机构简单紧凑，生产成本低，能够通过多个部件的调节对抛光工件更好的进行定位和位姿调整；在抛光工件加工之间，通过相关的部件，对抛光盘表面形状轨迹数据进行采集，加工过程中，进一步采集数据，根据数据对高精度调整液压缸实时调整，以达到实时自适应抛光盘表面的形状轨迹，从而达到提高加工质量和提高加工效率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及精密与超精密加工领域，更具体的说，涉及一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构。
技术介绍
目前，随着半导体产业和光学产业的不断发展，需要硅片表面和光学镜面等精密工件表面绝对平整，上下表面绝对平行，没有凸起和平整度差等缺陷。因目前加工技术的限制，用来加工精密工件的抛光盘表面不可能绝对平整，上下表面不可能绝对平行。即使抛光盘绝对平整，上下表面绝对平行，由于工件本身表面不平整平行，再加上装配技术，抛光盘固定之后也不可能绝对水平，再加上固定抛光盘的其他工件由于加工和装配的缺陷，最终导致抛光盘不可能绝对水平、平行。目前的抛光研磨机构在加工过程中不能很好地对加工工件进行位姿变换，以适应不平整的抛光盘，使加工工件很好地贴合抛光盘表面的形状。上述问题使加工工件表面不可能绝对水平、平行，表面也会出现凹凸不平的缺陷。目前的研磨抛光机构中很多抛光盘磨料层没有分级的理念，不能高效、高质量的对加工工件进行加工，本技术中的抛光盘借用专利号CN102658520A(基于分级结构化复合弹性研抛盘的动压光整系统)结构化理念，针对新的结构能实现高效高质量的对加工工件进行加工。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有研磨抛光机构中对加工工件不能实时进行位姿调整以适应抛光盘的表面和位姿缺陷，提供一种新型的研磨抛光工件自适应多自由度调整机构。本技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构，包括分级抛光盘装置，用于实现分级抛光盘的固定和转动；抛光盘表面轨迹摄像装置，用于采集分级抛光盘表面的形状轨迹；工件位姿自适应调整装置，用于对工件的空间位姿进行调整以便工件更好的与抛光盘表面贴合；左右方向调整装置，用于固定抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置并带动抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置左右移动；前后方向调整装置，用于带动左右方向调整装置、抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置前后移动；上下方向调整装置，用于带动前后方向调整装置、左右方向调整装置、抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置上下移动；支撑装置，用于支撑上述所有部件；所述工件位姿自适应调整装置包括位姿调整顶部固定板、位姿调整底部固定板、六个高精度调整液压缸和高精度三维压力传感器，高精度三维压力传感器和抛光工件固定在所述位姿调整底部固定板的底部，六个高精度调整液压缸均同向设置且六个高精度调整液压缸的上下两端分别通过万向铰链铰接在位姿调整顶部固定板和位姿调整底部固定板上；所述位姿调整顶部固定板的上端连接左右方向调整装置。进一步的，所述支撑装置包括整体机构底部支撑板、整体机构竖直梁、整体机构中部支撑板、整体机构竖直支撑板和整体机构顶部支撑板，所述整体机构竖直梁的上下两端分别与整体机构中部支撑板和整体机构底部支撑板固定连接，所述整体机构竖直支撑板的上下两端分别与整体机构顶部支撑板和整体机构中部支撑板固定连接。进一步的，所述左右方向调整装置包括第一侧面固定板、第一中间支撑板、第一滚珠丝杠、第一丝杠螺母、第一丝杠支撑端轴承座、第一丝杠固定端轴承座、第一伺服电机、第一联轴器、第一伺服电机支撑架、第一直线导轨、第一拖动块和第一滑块，所述第一滚珠丝杠通过第一丝杠支撑端轴承座、第一丝杠固定端轴承座支撑在所述第一中间支撑板上，所述第一滚珠丝杠的一端通过第一联轴器连接第一伺服电机，所述第一伺服电机通过第一伺服电机支撑架固定在第一中间支撑板上；所述第一直线导轨固定在所述第一中间支撑板上的底面上，所述第一滑块套装在第一直线导轨上；所述第一拖动块一端与套装在第一滚珠丝杠上的第一丝杠螺母固定连接，另一端与抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置固定连接；所述第一中间支撑板的左右两侧固定有支撑所述第一中间支撑板的第一侧面固定板；所述第一伺服电机通过第一联轴器带动第一滚珠丝杠转动，从而带动第一丝杠螺母左右移动，进一步带动抛光盘表面轨迹摄像装置和工件位姿自适应调整装置左右移动。进一步的，所述前后方向调整装置包括第二侧面固定板、第二中间支撑板、第二滚珠丝杠、第二丝杠螺母、第二丝杠支撑端轴承座、第二丝杠固定端轴承座、第二伺服电机、第二联轴器、第二伺服电机支撑架、第二直线导轨、第二滑块和第二拖动块；所述第二滚珠丝杠通过第二丝杠支撑端轴承座、第二丝杠固定端轴承座支撑在所述第二中间支撑板上，所述第二滚珠丝杠的一端通过第二联轴器连接第二伺服电机，所述第二伺服电机通过第二伺服电机支撑架固定在第二中间支撑板上；所述第二中间支撑板的两侧固定有支撑所述第二中间支撑板的第二侧面固定板，所述第二直线导轨固定在第二侧面固定板上，所述第二滑块套装在所述第二直线导轨上，所述第二滑块与左右方向调整装置固定连接；所述第二丝杠螺母套装在所述第二滚珠丝杠上且第二丝杠螺母与第二拖动块固定连接，第二拖动块与左右方向调整装置固定连接；第二伺服电机通过第二联轴器带动第二滚珠丝杠转动，从而带动第二丝杠螺母前后移动，进一步带动第二拖动块和左右方向调整装置沿着第二直线导轨前后移动。进一步的，所述上下方向调整装置包括第三滚珠丝杠、第三丝杠螺母、第三丝杠支撑端轴承座、第三丝杠固定端轴承座、第三伺服电机、第三伺服电机支撑架、第三直线导轨、第三滑块、第三拖动块、同步带张紧轮、高扭矩从动同步带轮、同步带张紧轮固定轴、高扭矩主动同步带轮和同步带，所述第三滚珠丝杠通过第三丝杠支撑端轴承座、第三丝杠固定端轴承座竖直支撑在所述整体机构竖直支撑板的一侧上，所述整体机构竖直支撑板的另一侧上固定与所述第三滚珠丝杠平行设置的第三直线导轨，所述第三滚珠丝杠的上端固定有高扭矩从动同步带轮，所述第三伺服电机通过第三伺服电机支撑架固定在所述整体机构顶部支撑板的上端，所述第三伺服电机的前端固定高扭矩主动同步带轮，所述整体机构顶部支撑板的上端还固定有同步带张紧轮固定轴，同步带张紧轮固定在所述同步带张紧轮固定轴上，所述同步带张紧轮、高扭矩从动同步带轮和高扭矩主动同步带轮通过同步带连接；所述第三丝杠螺母套装在所述第三滚珠丝杠上，第三拖动块的一端与所述第三丝杠螺母固定连接，第三拖动块的另一端与前后方向调整装置固定连接，所述第三滑块套装在第三直线导轨上且与所述前后方向调整装置固定连接；所述第三伺服电机通过带动高扭矩主动同步带轮转动，通过同步带带动高扭矩被动同步带轮转动，从而驱动第三滚珠丝杠转动，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构由度调整机构，其特征在于：包括分级抛光盘装置(1)，用于实现分级抛光盘(106)的固定和转动；抛光盘表面轨迹摄像装置(7)，用于采集分级抛光盘(106)表面的形状轨迹；工件位姿自适应调整装置(6)，用于对工件的空间位姿进行调整以便工件更好的与抛光盘表面贴合；左右方向调整装置(5)，用于固定抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整装置(6)并带动抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整装置(6)左右移动；前后方向调整装置(4)，用于带动左右方向调整装置(5)、抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整装置(6)前后移动；上下方向调整装置(3)，用于带动前后方向调整装置(4)、左右方向调整装置(5)、抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整装置(6)上下移动；支撑装置(2)，用于支撑上述所有部件；所述工件位姿自适应调整装置(6)包括位姿调整顶部固定板(600)、位姿调整底部固定板(602)、六个高精度调整液压缸(601)和高精度三维压力传感器(603)，高精度三维压力传感器(603)和抛光工件(604)固定在所述位姿调整底部固定板(602)的底部，六个高精度调整液压缸(601)均同向设置且六个高精度调整液压缸(601)的上下两端分别通过万向铰链铰接在位姿调整顶部固定板(600)和位姿调整底部固定板(602)上；所述位姿调整顶部固定板(600)的上端连接左右方向调整装置(5)。...

【技术特征摘要】
1.一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构由度调整机构，其特征在
于：包括分级抛光盘装置(1)，用于实现分级抛光盘(106)的固定和转动；抛
光盘表面轨迹摄像装置(7)，用于采集分级抛光盘(106)表面的形状轨迹；工
件位姿自适应调整装置(6)，用于对工件的空间位姿进行调整以便工件更好的
与抛光盘表面贴合；左右方向调整装置(5)，用于固定抛光盘表面轨迹摄像装
置(7)和工件位姿自适应调整装置(6)并带动抛光盘表面轨迹摄像装置(7)
和工件位姿自适应调整装置(6)左右移动；前后方向调整装置(4)，用于带动
左右方向调整装置(5)、抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整
装置(6)前后移动；上下方向调整装置(3)，用于带动前后方向调整装置(4)、
左右方向调整装置(5)、抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自适应调整
装置(6)上下移动；支撑装置(2)，用于支撑上述所有部件；
所述工件位姿自适应调整装置(6)包括位姿调整顶部固定板(600)、位姿
调整底部固定板(602)、六个高精度调整液压缸(601)和高精度三维压力传感
器(603)，高精度三维压力传感器(603)和抛光工件(604)固定在所述位姿
调整底部固定板(602)的底部，六个高精度调整液压缸(601)均同向设置且
六个高精度调整液压缸(601)的上下两端分别通过万向铰链铰接在位姿调整顶
部固定板(600)和位姿调整底部固定板(602)上；所述位姿调整顶部固定板
(600)的上端连接左右方向调整装置(5)。
2.根据权利要求1所述的一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构由
度调整机构，其特征在于：所述支撑装置(2)包括整体机构底部支撑板(201)、
整体机构竖直梁(202)、整体机构中部支撑板(203)、整体机构竖直支撑板(204)
和整体机构顶部支撑板(205)，所述整体机构竖直梁(202)的上下两端分别与
整体机构中部支撑板(203)和整体机构底部支撑板(201)固定连接，所述整

\t体机构竖直支撑板(204)的上下两端分别与整体机构顶部支撑板(205)和整
体机构中部支撑板(203)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构由
度调整机构，其特征在于：所述左右方向调整装置(5)包括第一侧面固定板
(509)、第一中间支撑板(510)、第一滚珠丝杠(507)、第一丝杠螺母(505)、
第一丝杠支撑端轴承座(508)、第一丝杠固定端轴承座(503)、第一伺服电机
(500)、第一联轴器(502)、第一伺服电机支撑架(501)、第一直线导轨(511)、
第一拖动块(506)和第一滑块(512)，所述第一滚珠丝杠(507)通过第一丝
杠支撑端轴承座(508)、第一丝杠固定端轴承座(503)支撑在所述第一中间支
撑板(510)上，所述第一滚珠丝杠(507)的一端通过第一联轴器(502)连接
第一伺服电机(500)，所述第一伺服电机(500)通过第一伺服电机支撑架(501)
固定在第一中间支撑板(510)上；所述第一直线导轨(511)固定在所述第一
中间支撑板(510)上的底面上，所述第一滑块(512)套装在第一直线导轨(511)
上；所述第一拖动块(506)一端与套装在第一滚珠丝杠(507)上的第一丝杠
螺母(505)固定连接，另一端与抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件位姿自
适应调整装置(6)固定连接；所述第一中间支撑板(510)的左右两侧固定有
支撑所述第一中间支撑板(510)的第一侧面固定板(509)；所述第一伺服电机
(500)通过第一联轴器(502)带动第一滚珠丝杠(507)转动，从而带动第一
丝杠螺母(505)左右移动，进一步带动抛光盘表面轨迹摄像装置(7)和工件
位姿自适应调整装置(6)左右移动。
4.根据权利要求1所述的一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构由
度调整机构，其特征在于：所述前后方向调整装置(4)包括第二侧面固定板
(408)、第二中间支撑板(409)、第二滚珠丝杠(401)、第二丝杠螺母(403)、

\t第二丝杠支撑端轴承座(400)、第二丝杠固定端轴承座(404)、第二伺服电机
(406)、第二联轴器(405)、第二伺服电机支撑架(407)、第二直线导轨(411)、
第二滑块(410)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：金明生，韩帅非，潘烨，计时鸣，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33