改進的研磨拋光機的制作方法
【專利說明】改進的研磨拋光機
[0001 ] 本申請是申請日為2009年6月4日、國際申請?zhí)枮镻CT/US2009/046190、國家申請?zhí)枮?00980123745.4、發(fā)明名稱為“改進的研磨拋光機”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本申請要求于2008年6月20提交的美國專利臨時申請N0.61/074,455的優(yōu)先權(quán)。
【背景技術(shù)】
[0004]本發(fā)明涉及研磨拋光機。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于為實驗制備樣品的改進的研磨拋光機
[0005]研磨拋光機應(yīng)用于許多產(chǎn)業(yè)。它們經(jīng)常用于制備為進一步實驗用的金屬樣品、聚合物樣品、陶瓷樣品或類似樣品，例如用于金相實驗。
[0006]已知的研磨拋光機包括標(biāo)本支架或樣品支架，所述標(biāo)本支架或樣品支架設(shè)置成可相對于壓盤轉(zhuǎn)動，所述壓盤也被設(shè)置成可以轉(zhuǎn)動。用這種方式，有兩個轉(zhuǎn)動的動作同時發(fā)生。漿(通常為研磨料)被注入到壓盤上為研磨和拋光樣品提供研磨介質(zhì)。
[0007]樣品支架被支撐用于在卡盤上轉(zhuǎn)動。支架是具有多孔的平面盤，樣品位于孔中。在一種方式中，樣品被鎖入支架中并且由支架施加向下的壓力壓在壓盤上。當(dāng)支架和壓盤轉(zhuǎn)動時，支架(和樣品)施加的壓力與漿的研磨作用一起，對樣品產(chǎn)生研磨和拋光的作用。
[0008]在另一種方式中，樣品漂浮在支架內(nèi)并且柱塞被移動與樣品接觸以對樣品施加壓力。此外，當(dāng)所述支架和壓盤轉(zhuǎn)動時，柱塞施加的壓力與漿的研磨作用一起導(dǎo)致對樣品產(chǎn)生研磨和拋光的作用。
[0009]支架接近和遠離壓盤的移動被位于研磨拋光機頭部的驅(qū)動器控制。驅(qū)動馬達被用于定位支架并且因此相對于壓盤的樣品。已知研磨拋光機的一個缺陷是沒有良好的定位控制器或機構(gòu)以精確控制支架相對于壓盤的位置。
[0010]壓盤被支撐在碗狀物內(nèi)。碗狀物用作在研磨或拋光操作中產(chǎn)生碎片的容器。水或其他液體用于沖洗碗狀物以清除碎片。實踐證明使用已知的沖洗系統(tǒng)，碎片被收集在碗狀物內(nèi)，并且導(dǎo)致其難看和不便地堆積在碗狀物內(nèi)。實踐還證明如果研磨特別地猛烈，壓盤會發(fā)熱從而會不利地影響樣品制備。
[0011]因此地，需要一種改進的研磨拋光機。所需的這種研磨拋光機包括改進的照明系統(tǒng)以提高工作區(qū)域的能見度。更所需地，這種研磨拋光機具有改進的沖洗/碗狀物清洗系統(tǒng)。更值得向往地，這種研磨拋光機具有用于定位頭部和樣品支架以及用于相對于旋轉(zhuǎn)壓盤將樣品固定在適當(dāng)位置的改進系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]—種改進的研磨拋光機包括具有碗狀物的基座，轉(zhuǎn)動的驅(qū)動盤，驅(qū)動盤驅(qū)動器和控制系統(tǒng)。所述驅(qū)動盤適于支撐壓盤。
[0013]該研磨拋光機包括改進的照明系統(tǒng)以提高工作區(qū)域的能見度并且具有改進的沖洗或碗狀物清洗系統(tǒng)。一種改進的系統(tǒng)還被提供用于定位頭部和樣品支架以及用于相對于轉(zhuǎn)動壓盤將所述樣品固定在適當(dāng)位置。
[0014]在本實施例中，所述頭部設(shè)置用于支撐樣品支架。研磨拋光機包括封裝在頭部內(nèi)的用于樣品支架的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的第一驅(qū)動器(轉(zhuǎn)動驅(qū)動器)和用于垂直地移動頭部和樣品支架使其接近和遠離壓盤的第二驅(qū)動器(高度驅(qū)動器)。
[0015]頭部包括可操作地與第一驅(qū)動器連接的測壓元件和設(shè)置成用于確定頭部接近和遠離壓盤的移動和移動程度的計數(shù)器。
[0016]當(dāng)?shù)诙?qū)動器以向前方向操作(以移動樣品支架與壓盤接觸)并且一旦支架和壓盤之間檢測到接觸時停止向前方向移動時，測壓元件適于檢測樣品支架和壓盤之間的接觸。在本系統(tǒng)中，以一種操作方式中，具有控制系統(tǒng)，使得在檢測到的在樣品支架和壓盤之間接觸后，第二驅(qū)動器被停止和反轉(zhuǎn)以移動使樣品支架遠離壓盤預(yù)定的距離。在這種操作方式中，然后樣品被定位在支架內(nèi)。在研磨或拋光操作中，用指狀物把樣品固定在適當(dāng)位置。指狀物可伸展出和可縮回到可與樣品支架一起轉(zhuǎn)動的頭部的部分。指狀物設(shè)置用于接觸樣品并施加壓力在樣品上使得樣品與壓盤接合。
[0017]在本實施例中，指狀物偏向于縮回位置并且工具被用于伸展指狀物。指狀物用具有涂層的基材形成。一種合適的涂層是陶瓷材料。
[0018]在另一種操作方式中，設(shè)有控制系統(tǒng)，使得測壓元件檢測到樣品和壓盤之間接觸產(chǎn)生的負荷并且當(dāng)負荷變化時，測壓元件產(chǎn)生信號致動第二驅(qū)動器，用以以向前方向操作移動樣品接近壓盤。根據(jù)預(yù)定的操作時間或移動距離，研磨/拋光操作能夠被執(zhí)行(例如發(fā)生研磨)。
[0019]研磨拋光機包括主驅(qū)動軸，主驅(qū)動軸可操作地與樣品支架連接并可操作地連接到測壓元件上，其中施加于主驅(qū)動軸上的力提供樣品和壓盤之間的接觸產(chǎn)生的負荷的檢測。
[0020]高度驅(qū)動器包括用于移動樣品支架接近和遠離壓盤的導(dǎo)螺桿。導(dǎo)螺桿可操作地與計數(shù)器連接。托架和軌道用于引導(dǎo)頭部和樣品支架接近和遠離壓盤。
[0021]控制系統(tǒng)至少部分地封裝在外殼內(nèi)并且包括微處理器控制的控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)包括觸摸板或觸摸屏。
[0022]改進的研磨拋光機還包括用于與碗狀物匹配的可替換的碗狀襯墊。在本研磨拋光機中碗狀物和碗狀襯墊大致上呈D形以用于限定壓盤外圍和碗狀襯墊之間的空間用于手接近壓盤。碗狀襯墊可以是透明的和用塑料制成。
[0023]研磨拋光機還包括設(shè)置在頭部直接朝向壓盤和碗的照明設(shè)備。照明設(shè)備優(yōu)選為發(fā)光二極管。
[0024]通過以下的詳細描述并結(jié)合權(quán)利要求，容易理解本發(fā)明的這些和其它特征及優(yōu)點。
【附圖說明】
[0025]通過閱讀以下的詳細描述和附圖，相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會更容易理解本發(fā)明的好處和優(yōu)點，其中:
[0026]圖1為體現(xiàn)了本發(fā)明原理的改進的研磨拋光機的透視圖；
[0027]圖2為表示頭部旋轉(zhuǎn)得稍微遠離基座的研磨拋光機的正視圖；
[0028]圖3為研磨拋光機的側(cè)視圖；
[0029]圖4是俯視圖，其中示出了由D形基座和防濺罩提供的壓盤和手柄，還示出了頭部旋轉(zhuǎn)得稍微遠離基座的研磨拋光機；
[0030]圖5示出了具有使用者的手的壓盤以表示接近壓盤的近視圖；
[0031]圖6表示了未便于說明多根手指之一處于伸展(通過使用者的手)狀態(tài)，還表示了用于工作區(qū)域照明的LED燈；
[0032]圖7是透視圖，其中示出了在適當(dāng)位置用于操作的壓盤和中心模式樣品支架，還示出了位于碗狀物上方的軟管(軟管未示出)的分配器部分；
[0033]圖8為前景中的其中裝有樣品的中心模式樣品支架和背景中單一模式的樣品支架的不意圖；
[0034]圖9為驅(qū)動盤示意圖，示出了驅(qū)動盤中的孔并也部分地示出了碗狀物排水溝；
[0035]圖1OA和1B為顯示有主軸和測壓元件的頭部(高度)驅(qū)動器組件的立體圖和透視圖；
[0036]圖11為安裝有樣品支架的頭部的透視圖；
[0037]圖12A-B為顯示有高度驅(qū)動器組件的頭部示意圖和為了清楚顯示的目的而將頭部的一部分被移除了的示意圖；
[0038]圖13為高度驅(qū)動器組件的部分視圖；
[0039]圖14為轉(zhuǎn)動驅(qū)動器組件的部分透視圖；
[0040]圖15A-C為樣品(轉(zhuǎn)動的)驅(qū)動器的部分和卡盤的透視圖和立體圖，示出了其中具有樣品支架和樣品驅(qū)動器組件軸和卡盤以及固定樣品的指狀物；
[0041]圖16-17為樣品(轉(zhuǎn)動的)驅(qū)動器和卡盤的立體圖和剖視圖；
[0042]圖18為壓盤驅(qū)動器和驅(qū)動器組件的分解圖；
[0043]圖19-20為控制系統(tǒng)和外殼的正視圖和剖視圖，圖20取沿著圖19中20-20線的剖視圖；
[0044]圖21-23為基座的底部視圖和剖視圖，圖22和23分別取沿著圖21中的22-22線和23-23線的剖視圖；
[0045]圖24表示控制系統(tǒng)屏幕上的一些符號；
[0046]圖25為具有用于沖洗壓盤和碗狀物的延伸的軟管的分配器的部分透視圖；
[0047]圖26表示壓盤的移除；
[0048]圖27表示防濺罩的移除；
[°°49]圖28表不用于布置在碗中的干凈襯墊；
[0050]圖29示出了樣品支架的預(yù)備安裝；以及
[0051]圖30和31表示一個指狀物的縮回和伸出用于研磨或拋光。
【具體實施方式】
[0052]雖然本發(fā)明可具有多種形式的實施例，但附圖所示及將在下面進行描述的是當(dāng)前的優(yōu)選實施例，應(yīng)理解，此公開內(nèi)容應(yīng)被看作是本發(fā)明的示例，不能認為本發(fā)明被限制于所述的具體實施例。
[0053]還應(yīng)當(dāng)理解，本說明書該部分的標(biāo)題，ΒΓ本發(fā)明的詳細說明