一種工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于用于磨削或拋光的機(jī)床、裝置或工藝的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種有效避免單獨(dú)使用時間控制研磨工件的尺寸或用高度傳感器控制研磨工件的尺寸的單一研磨方式、以達(dá)到更高研磨精度的工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙面研磨設(shè)備是采用涂上或嵌入磨料的研具對工件表面進(jìn)行研磨的磨床，其主要用于對兩面平行的晶體或其它機(jī)械零件進(jìn)行雙面研磨，特別適用于薄脆性材料的加工，如機(jī)械密封環(huán)、陶瓷片、氣缸活塞環(huán)、油栗葉片軸承端面及硅、鍺、石英晶體、石墨、藍(lán)寶石、光學(xué)水晶、玻璃、鈮酸鋰、硬質(zhì)合金、不銹鋼、粉灰冶金等金屬材料的平面研磨和拋光。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，普通的雙面研磨設(shè)備一般都是單獨(dú)采用使用研磨時間控制或單獨(dú)采用高度傳感器控制被研磨工件的尺寸，即被研磨量，這樣的控制方式比較單一，光憑時間的控制由于基準(zhǔn)不同，不利于控制的進(jìn)行，光憑尺寸研磨則無法滿足工件大批量和自動化的生產(chǎn)需求，并且研磨的精度亦較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是，由于現(xiàn)有技術(shù)中，普通的雙面研磨設(shè)備一般都是單獨(dú)采用使用研磨時間控制或單獨(dú)采用高度傳感器控制被研磨工件的尺寸，而導(dǎo)致的控制方式比較單一，光憑時間的控制由于基準(zhǔn)不同，不利于控制的進(jìn)行，光憑尺寸研磨則無法滿足工件大批量和自動化的生產(chǎn)需求，并且研磨的精度亦較低的問題，進(jìn)而提供了一種優(yōu)化的工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備及方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備，包括配合設(shè)置的上定盤和下定盤，所述上定盤連接至控制機(jī)構(gòu)，所述下定盤中部設(shè)有太陽齒輪，所述太陽齒輪的軸心處設(shè)有高度計(jì)，所述高度計(jì)的頂端正對所述上定盤的中心，所述高度計(jì)連接至控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)順次通過氣動機(jī)構(gòu)和氣缸連接至上定盤;所述太陽齒輪外側(cè)嚙合有行星齒輪，所述行星齒輪上設(shè)有通孔，所述行星齒輪嚙合至下定盤的內(nèi)齒圈。
[0006]優(yōu)選地，所述氣動機(jī)構(gòu)包括順次連接的氣源、油霧發(fā)生器和氣動閥組，所述氣動閥組包括第一氣動閥組和第二氣動閥組;所述第一氣動閥組包括與所述油霧發(fā)生器連接的比例閥及配合設(shè)置的第一上升閥和第一下降閥；所述第二氣動閥組包括與所述油霧發(fā)生器連接的減壓閥及配合設(shè)置的第二上升閥和第二下降閥；所述氣動閥組與所述氣缸連接。
[0007]優(yōu)選地，所述第一氣動閥組和第二氣動閥組還包括設(shè)于第一上升閥和第一下降閥與氣缸間及第二上升閥和第二下降閥與氣缸間的單向流量閥。
[0008]優(yōu)選地，所述上定盤上還設(shè)有鎖緊氣缸，所述鎖緊氣缸通過調(diào)節(jié)閥連接至氣源。
[0009]優(yōu)選地，所述下定盤下部通過排液管路連接至砂漿桶，所述排液管路上設(shè)有排液閥。
[0010]優(yōu)選地，所述排液閥為二位三通電磁閥，所述排液閥的輸出端分別連接至砂漿桶和廢液收集機(jī)構(gòu)，所述砂漿桶上設(shè)有抽液栗，所述抽液栗的出口通過管路連接至所述上定盤和下定盤間的間隙。
[0011]—種采用工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備的工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨方法，所述方法包括以下步驟:
步驟一:在雙面研磨設(shè)備的下定盤上的行星齒輪的通孔處放置工件，讀取下定盤中心處的高度計(jì)頂端與雙面研磨設(shè)備的上定盤間的距離數(shù)據(jù)；
步驟二:在所述上定盤和下定盤間添加研磨液，在砂漿桶內(nèi)添加研磨液，雙面研磨設(shè)備的排液閥切換至導(dǎo)通砂漿桶的狀態(tài);雙面研磨設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)控制氣源將設(shè)于上定盤處的鎖緊氣缸調(diào)至鎖緊狀態(tài)；
步驟三:通過控制機(jī)構(gòu)設(shè)定研磨時間T及最終高度計(jì)頂端與上定盤的距離X，研磨開始；步驟四:控制機(jī)構(gòu)控制雙面研磨設(shè)備的氣動機(jī)構(gòu)開始作業(yè)，鎖緊氣缸松開，氣動機(jī)構(gòu)帶動設(shè)于上定盤上部的氣缸使得上定盤逐步下降，對工件進(jìn)行T時間的研磨；
步驟五:對工件研磨了時間T后，根據(jù)高度計(jì)頂端此時與上定盤的距離X’進(jìn)行定寸研磨，控制機(jī)構(gòu)通過所述氣動機(jī)構(gòu)和氣缸帶動上定盤向下緩慢研磨距離(X’ -X);X’ >χ;
步驟六:高度計(jì)頂端與上定盤間的距離達(dá)到X時，研磨結(jié)束;控制機(jī)構(gòu)通過所述氣動機(jī)構(gòu)和氣缸帶動上定盤升起，雙面研磨設(shè)備的控制機(jī)構(gòu)控制氣源將設(shè)于上定盤處的鎖緊氣缸調(diào)至鎖緊狀態(tài);雙面研磨設(shè)備的排液閥切換至導(dǎo)通廢液收集機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟四中，氣源供氣，第一下降閥和第二下降閥得電，將上定盤下降，通過比例閥施加壓力調(diào)節(jié)上定盤的下降速度，對工件進(jìn)行τ時間的研磨，通過下氣缸進(jìn)氣口的單向流量閥控制出氣速度。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟五中，氣源供氣，減壓閥根據(jù)上定盤的重量進(jìn)行調(diào)節(jié)減壓、平衡上定盤自重后，第一下降閥和第二下降閥得電，通過比例閥施加壓力調(diào)節(jié)上定盤的下降速度，上定盤向下緩慢研磨距離(X’ -X)。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟六中，氣源供氣，第一下降閥和第二上升閥得電，將上定盤升起，通過比例閥施加壓力調(diào)節(jié)上定盤的上升速度。
[0015]本發(fā)明提供了一種優(yōu)化的工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備及方法，通過控制機(jī)構(gòu)控制氣動機(jī)構(gòu)帶動氣缸將上定盤降下、施加一定的壓力，工件通過在上定盤和下定盤之間的行星運(yùn)動，在壓力的作用下其厚度尺寸慢慢減小，上定盤和下定盤之間的間距也會慢慢減小，當(dāng)研磨一定的時間后，達(dá)到初步研磨的效果，由此時雙面研磨設(shè)備的下定盤中部的太陽齒輪的軸心處設(shè)置的高度計(jì)與上定盤的中心的距離計(jì)算出上定盤需要補(bǔ)償加壓的距離，開始將誤差值補(bǔ)償在工件厚度上，逐步加壓完成補(bǔ)償研磨。本發(fā)明中，初始研磨是為了排除轉(zhuǎn)速、壓力等外界因素的影響，保證測量尺寸的精準(zhǔn)，當(dāng)外界因素相同時工件測量的尺寸值也相對穩(wěn)定，此時開始進(jìn)行定尺寸研磨，實(shí)現(xiàn)工件一次到尺寸研磨的工藝要求，結(jié)合使用研磨時間控制及采用高度傳感器控制被研磨工件的尺寸，有利于控制的進(jìn)行，滿足工件大批量和自動化的生產(chǎn)需求，提升研磨精度。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中的氣路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0018]如圖所示，本發(fā)明涉及一種工件定尺寸補(bǔ)償式雙面研磨設(shè)備，包括配合設(shè)置的上定盤1和下定盤2，所述上定盤1連接至控制機(jī)構(gòu)，所述下定盤2中部設(shè)有太陽齒輪3，所述太陽齒輪3的軸心處設(shè)有高度計(jì)4，所述高度計(jì)4的頂端正對所述上定盤1的中心，所述高度計(jì)4連接至控制機(jī)構(gòu)，所述控制機(jī)構(gòu)順次通過氣動機(jī)構(gòu)和氣缸5連接至上定盤1;所述太陽齒輪3外側(cè)嚙合有行星齒輪，所述行星齒輪上設(shè)有通孔，所述行星齒輪嚙合至下定盤2的內(nèi)齒圈。
[0019]本發(fā)明中，使用高精度的高度計(jì)4安裝于太陽齒輪3的中心，在工作狀態(tài)下高度計(jì)4的頂端正對上定盤1的中心，高度計(jì)4的頂端即測量頭測量與上定盤1的中心的距離，可以得到工件的實(shí)際研磨厚度，保證工作狀態(tài)的順利。
[0020]本發(fā)明中，雙面研磨設(shè)備是一種以行星輪系為傳動原理的機(jī)型，行星齒輪上設(shè)置有通孔，以2寸晶片為例，雙面研磨設(shè)備在工作時，先把行星齒輪放置在下定盤2上，行星齒輪的齒部與太陽齒輪3和內(nèi)齒圈相嚙合，再將待研磨晶片填置在通孔位置，合上上定盤1，開動自動程序即開始加工工件。
[0021]本發(fā)明中，上定盤1和下定盤2之間行星運(yùn)動，在壓力的作用下工件的厚度尺寸慢慢減小，上定盤1和下定盤2之間的間距也會慢慢減小。
[0022]本發(fā)明中，高度計(jì)4采用高精度測量器件，分辨率達(dá)到0.5μπι，精度2μπι，測量范圍50mm ο
[0023]本發(fā)明中，為了防止高度計(jì)4的測量元件由于干擾、震動等因素造成測量