一种实验室用多功能研抛机制造技术

一种实验室用多功能研抛机，包括抛光头电机（21）和抛光盘（4），其特征是：所述抛光头电机（21）通过螺栓固定于垂直溜板（32）上，并通过同步带（24）将动力传至抛光头主轴（19）上，所述抛光头主轴（19）安装于垂直溜板（32）上，所述垂直溜板（32）与横向溜板（27）相连；所述横向溜板（27）安装在横向导轨（20）上；所述抛光盘（4）通过插销连接于抛光盘主轴（5）上，所述抛光盘主轴（5）上端支承在推力球轴承（18）上，下端支承在角接触球轴承（6）上并与法兰连接器（17）连接，所述法兰连接器（17）与推力球轴承（7）配合安装，所述推力球轴承（7）与压力传感器（8）贴合安装。本发明专利技术结构简单，成本低，功能齐全。功能齐全。功能齐全。

【技术实现步骤摘要】
一种实验室用多功能研抛机


[0001]本专利技术涉及一种实验室设备，尤其是一种化学机械抛光实验装置，具体地说是一种实验室用多功能研抛机。

技术介绍

[0002]现阶段的化学机械抛光实验中，所使用的研抛机基本都是比较传统和基础的，在研抛过程中对于各种重要参数的控制及测量都无法实现，这使得对于研抛实验的效果难以控制，此外，目前国外存在一些智能化研抛机，可以对某些具体参数进行精确控制，但是用于实验室成本过高，大大提高实验成本，没有实际的应用价值，国内一些设备也可以进行精确控制，但是仅是对于抛光头的参数，而对于抛光盘过程参数的采集以及处理几乎没有，且对于抛光头参数的处理分析很大一部分是抛光头静止不动，这不符合实际的实验情况，存在一定偏差，进而无法达到所需要研究的实验效果。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对现有实验室CMP设备存在结构复杂成本高，检测项目不全的问题，设计一种可实现智能化多功能、自适应的实验室用多功能研抛机。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种实验室用多功能研抛机，包括抛光头电机21和抛光盘4，其特征是：所述抛光头电机21通过螺栓固定于垂直溜板32上，并通过同步带24将动力传至抛光头主轴19上，所述抛光头主轴19安装于垂直溜板32上，所述垂直溜板32与竖直滑块25相连，竖直滑块25安装在垂直导轨26上，垂直导轨26固定在横向溜板27上，横向溜板27上安装有气缸29，气缸29的气缸杆与垂直溜板32相连，气缸29带动垂直溜板32在横向溜板27上上下移动，进而实现抛光头部件的上下竖直运动，在气缸的横向溜板27上安装有位移传感器1，位移传感器1用于检测垂直溜板32上下移动距离；所述横向溜板27通过横向滑块28安装在横向导轨20上，所述横向导轨20安装于横梁30上，横梁30上安装有伺服电机3和滚珠丝杠33，伺服电机3带动滚珠丝杠33转动，滚珠丝杠33带动丝杠螺母34移动，丝杠螺母34与横向滑块28相连并带动其移动，横向滑块28带动与其相连的横向溜板27移动；在横梁30上安装有用于检测横向溜板27移动距离的位移传感器1；所述抛光盘4通过插销连接于抛光机主轴5上，所述抛光盘主轴5上端支承在推力球轴承18上，下端支承在角接触球轴承6上并与法兰连接器17连接，所述法兰连接器17与推力球轴承7配合安装，所述推力球轴承7与压力传感器8贴合安装，所述法兰连接器17通过联轴器16与扭矩传感器9连接，所述扭矩传感器9通过联轴器15与轴14相连，所述轴14通过多楔带13与带轮轴10连接，所述带轮轴10通过多楔带11与抛光盘电机12连接。
[0005]所述的所述抛光头主轴19安装于轴套31上，所述轴套31通过螺栓固定于垂直溜板32上。
[0006]当进行正常的研抛实验时，抛光盘由抛光盘电机12通过带传动将动力传至主轴5
上，实现抛光盘的转动，抛光头主轴19的旋转由抛光头电机21通过带传动将动力传至抛光头主轴，伺服电机3通过联轴器2将动力传至滚珠丝杠33，由滚珠丝杠33通过丝杠螺母34和螺母座35与抛光头部分连接，带动整个抛光头实现沿着抛光盘中线往复运动，从而实现抛光盘转动的同时，抛光头部分实现自旋转和往复直线运动，增加研抛轨迹的复杂性；在控制面板上设置实验所需的压力值，而后通过压力传感器8采集的的信号传至处理器中与设定值进行对比，将误差值通过转换传至气缸的电气比例阀端，通过调整气缸29的输出压力值，达到实验压力值，实现压力的自适应，通过算法，由抛光盘扭矩和抛光头位移数值推算出抛光盘在研抛过程中所受到的摩擦力，进而可以得到摩擦系数值，并进行实时显示，以便得到研抛过程中参数的变化对研抛效果的影响。
[0007]综上所述本专利技术的实验室用多功能研抛机包括抛光头电机和抛光盘，所述抛光头电机通过螺栓固定于垂直溜板上，通过同步带将动力传至抛光头主轴上，所述抛光头主轴安装于轴套上，所述轴套通过螺栓固定于垂直溜板上，所述垂直溜板与导轨连接，通过气缸实现抛光头部件的竖直运动，所述气缸29与横向溜板27之间安装有压力传感器22，所述横向溜板连接在横向导轨上，所述横向导轨安装于龙门架上，所述垂直溜板通过伺服电机带动滚珠丝杠沿着导轨横向运动，所述抛光盘通过插销连接于抛光机主轴上，所述抛光盘主轴与推力球轴承连接，所述抛光盘主轴与角接触球轴承安装一起，所述抛光盘主轴与法兰连接器连接一起，所述法兰连接器与推力球轴承配合安装，所述推力球轴承与压力传感器贴合安装，所述法兰连接器通过联轴器与扭矩传感器连接，所述扭矩传感器通过联轴器与轴相连，所述轴通过多楔带与轴连接，所述轴通过多楔带与抛光盘电机连接。
[0008]本专利技术的有益效果是：1、本专利技术可以实现在研抛实验过程中实现抛光压力的自适应调整，使得研抛压力始终与设定值一致，提高实验的准确性。
[0009]2、本专利技术可同时实时采集到抛光头及抛光盘任意时刻得参数值，并可以通过程序实现抛光盘摩擦系数的输出，可以明显的看出研抛的效果，以便控制实验。
[0010]3、本专利技术设计过程中选取的传感器及各种硬件都是市场上常见的，不存在特制情况，并且可以很好的实现想要的结果，这可大大降低整个设备研发成本，具有实际的应用效果。
[0011]4、通过推力球轴承18和7，有效解决了在研抛过程中实时采集研抛压力的问题，通过反馈系统，可以实时的观测到研抛过程中的各参数的变化，以便很好的控制实验，通过使用气缸29结合横向导轨20、竖直导轨26以及滚珠丝杠33，可以实现抛光头的柔性加压，而现有的实验室用的研抛设备的智能化程度低，且无法很好控制研抛实验的效果，本专利技术针对这些短板做出了有效的设计，很好的解决了这些问题。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的结构示意图。
[0013]图2为本专利技术结构示意图Ⅰ处的放大图。
[0014]图3为图2在B处的剖视图。
[0015]图4为本专利技术的三维整体结构图。
[0016]图5为本专利技术的后视结构图。
[0017]图6为本专利技术结构示意图Ⅱ处的放大图。
[0018]其中，1.位移传感感器， 2.联轴器， 3.伺服电机， 4.抛光盘， 5.抛光盘主轴， 6.角接触球轴承， 7.推力球轴承， 8.压力传感器， 9.扭矩传感器， 10.传动轴，11.多楔带， 12.抛光盘电机， 13.多楔带， 14.传动轴，15.联轴器， 16.联轴器， 17.法兰连接器， 18.推力球轴承， 19.抛光头主轴，20.横向导轨， 21.抛光头电机， 22.压力传感器， 23.弹性支撑件， 24.同步带， 25.竖直滑块， 26.垂直导轨， 27.横向溜板，28.横向滑块，29.气缸，30.横梁，31.轴套，32.垂直溜板，33.滚珠丝杠，34.丝杠螺母，35.螺母座，36.主立柱。
具体实施方式
[0019]下面将结合附图和实施例对本专利技术实作进一步有说明。所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实例，基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实验室用多功能研抛机，包括抛光头电机（21）和抛光盘（4），其特征是：所述抛光头电机（21）通过螺栓固定于垂直溜板（32）上，并通过同步带（24）将动力传至抛光头主轴（19）上，所述抛光头主轴（19）安装于垂直溜板（32）上，所述垂直溜板（32）与竖直滑块（25）相连，竖直滑块（25）安装在垂直导轨（26）上，垂直导轨（26）固定在横向溜板（27）上，横向溜板（27）上安装有气缸（29），气缸（29）的气缸杆与垂直溜板（32）相连，气缸（29）带动垂直溜板（32）在横向溜板（27）上上下移动，进而实现抛光头部件的上下竖直运动，在气缸横向溜板（27）上安装有位移传感器（1），位移传感器（1）用于检测垂直溜板（32）上下移动距离；所述横向溜板（27）通过横向滑块（28）安装在横向导轨（20）上，所述横向导轨（20）安装于横梁（30）上，横梁（30）上安装有伺服电机（3）和滚珠丝杠（33），伺服电机（3）带动滚珠丝杠（33）转动，滚珠丝杠（33）带动丝杠螺母（34）移动，丝杠螺母（34）与横向滑块（28）相连并带动其移动，横向滑块滑块（28）带动与其相连的横向溜板（27）移动；在横梁（30）上安装有用于检测横向溜板（27）移动距离的位移传感器（1）；所述抛光盘（4）通过插销连接于抛光盘主轴（5）上，所述抛光盘主轴（5）上端支承在推力球轴承（18）上，下端支承在角接触球轴承（6）上并与法兰连接器（17）连接，所述法兰连接器（17）与推力球轴承（7）配合安装，所述推力球轴承（7）与...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建修，曹潇俊，王占奎，张亚奇，李海波，逄明华，李勇峰，付素芳，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：