一种研磨抛光工件自适应多自由度调整机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型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。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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，本实用新型中的抛光盘借用专利号CN102658520 A(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。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型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。
[0005]本实用新型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
[0006]分级抛光盘装置，用于实现分级抛光盘的固定和转动；
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]支撑装置，用于支撑上述所有部件；
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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。
[0016]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。
[0017]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，第三滚珠丝杠转动时带动第三丝杠螺母上下运动，从而带动第三拖动块上下移动，进而带动前后方向调整装置沿直线导轨上下移动。
[0018]进一步的，所述分级抛光盘装置包括分级抛光盘步进电机、分级抛光盘步进电机支撑架、分级抛光盘步进电机联轴器、分级抛光盘转动支撑轴承、分级抛光盘转动支撑轴承固定架和分级抛光盘；所述分级抛光盘下端的转动轴通过分级抛光盘步进电机联轴器连接分级抛光盘步进电机，所述转动轴通过分级抛光盘转动支撑轴承进行支撑，所述分级抛光盘转动支撑轴承通过分级抛光盘转动支撑轴承固定架固定在整体机构底部支撑板上，所述分级抛光盘步进电机通过分级抛光盘步进电机支撑架固定在整体机构底部支撑板上。
[0019]本实用新型的技术构思为:整个装置在工作室，左右方向调整装置、前后方向调整装置和上下方向调整装置分别经过第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机的调节，进行抛光工件的定位，使工件位姿自适应调整装置底面的抛光工件与抛光工件与分级抛光盘同心，启动分级抛光盘，抛光盘表面轨迹摄像装置对分级抛光盘每一级抛光轨道的表面轨迹形状进行数据采集，为下一位姿的实时调整进行信息准备。然后，调节分级抛光盘、左右方向调整装置、前后方向调整装置和上下方向调整装置，使抛光工件到达分级抛光盘的中心区域，然后调整工件位姿自适应调整装置，使六个高精度调整液压缸的收缩量相同，计为i，然后再继续调节六个高精度调整液压缸，使抛光工件完全贴合中心区域平面，根据工件位