一种研磨装置的制作方法

本发明属于研磨制造领域，具体涉及用于抛光端面的研磨装置。

背景技术：

1、研磨是一种利用磨具中的磨料作用于被加工工件表面，进行微量加工的过程，其能够提供高精度和高质量的表面处理，广泛应用于多个领域。

2、光纤通信是现代信息社会的一个基石。光纤连接器插芯端面的研磨，作为光纤连接器生产中不可或缺的一环，其质量的好坏直接影响着光纤连接的稳定性和通信质量。

3、在研究人员的不断努力下，有以下研磨装置方案被提出并得到了广泛应用。

4、1)jp6835372b1

5、日本专利jp6835372b1公开了一种光纤套圈端面研磨装置，磨盘上设置有研磨片其旋转单元包括用于使转台公转的公转机构驱动和用于使转台旋转的自转机构，在公转机构与自转机构的共同驱动下，研磨装置的研磨轨迹是一圈环形的螺旋线。

6、a)砂纸利用率低

7、首先，这种研磨方式使用的研磨片主要是圆形，圆形的研磨片需要从方形的研磨片卷上裁切下来，剩余边角料就会被废弃，在裁切过程中就存在浪费严重的情况；然后，环形的研磨轨迹也会使得研磨片的圆心部分无法充分利用，造成了进一步的浪费。

8、b)相互影响严重

9、由于研磨介质盘的公转运动与自转运动，所有插芯的研磨区域都相互重合。如果研磨片的某一区域有灰尘或者其他杂质，则在整个研磨过程中会影响所有插芯；也会有因为一个插芯被错误安装，突出的插芯会直接破坏砂纸，研磨运动过程中，突出的插芯会继续破坏砂纸的其他区域，最后导致研磨片大面积失效。

10、c)工件装载数量低

11、其研磨介质盘为圆形，研磨介质盘上仅能安装一圈工件，也就是说该方案每次仅能研磨这一圈工件，研磨效率低。

12、2)us6302763b1

13、2001年，美国专利us6302763b1公开了一种抛光装置，其通过主驱动电机驱动x台板与y台板分别沿第一路径与第二路径以预定的定时关系做往复运动，从而使得抛光构件能够沿着且恒定的8字形抛光图案移动。

14、a)顶点偏移较大

15、为了解决砂纸浪费的问题，通过人为的手段，用驱动马达驱动载物台板向前和向后做直线运动，来提高砂纸的利用率。然而这一直线运动破坏了原先恒定8字形运动的中心对称性，使得研磨出的插芯端面的顶点偏移变差。

16、b)驱动结构复杂

17、这个结构的运动平台一共用到了3个，并通过两组独立的驱动单元进行驱动，整体结构复杂。

18、3)jp5714932b2

19、2015年，日本专利jp5714932b2公开了一种研磨装置，研磨盘呈一排设置，其通过两个电动机分别驱动研磨盘转动做圆周运动和驱动研磨夹做往复直线运动，从而实现研磨操作，研磨轨迹为遍布砂纸的若干条状螺旋线。这种研磨介质盘运动，而工件保持不动的方式，可以将控制研磨精度的机构集中到支撑机构，削减为了保持工件的研磨精度而必须定期更换的消耗部件。其考虑到了研磨过程中插芯和杂质相互影响严重，并排设置的插芯每个都有自己的运动区域，互相不干扰，但是在不同排的插芯有相同的运动区域，所以不同排的插芯还是会相互干扰。

20、a)顶点偏移较大

21、这种研磨方式对砂纸的利用率高，但是一边画圆一边直线的运动轨迹破坏了插芯端面周缘受力的性，使得研磨出来的插芯端面的顶点偏移仍然较大。

22、b)工件装载数量低

23、在该方案为了解决研磨过程中插芯和杂质相互影响严重的问题，插芯并排设置，并仅设置了两排，这样会导致一次研磨中插芯装载的数量小，研磨效率低下。

24、以上方案的运动轨迹均是基于圆周运动做出的改进，为了提高砂纸利用率，均需要圆周运动配合另一运动来实现对砂纸的遍历，这样一方面破坏了圆周运动的中心对称性，导致研磨后的插芯端面顶点偏移加大；另一方面，更多运动的叠加，会导致研磨机构的运动机构变得复杂。

25、因此，基于上述方案的缺陷，急需一种可以同时解决以上问题的研磨装置。

技术实现思路

1、本发明提供一种研磨装置，以解决现有研磨装置砂纸利用率低，研磨效果不够中心对称(顶点偏移大)，端面曲率不良，研磨效率低下的问题。

2、本发明提供一种研磨装置，包括研磨介质盘，研磨介质盘上设置有研磨材料；

3、运动平台，其承载研磨介质盘，带动研磨介质盘沿着一确定轨迹运动；

4、驱动机构，为运动平台提供驱动动力；

5、底座，用于支撑运动平台；

6、研磨盘，研磨盘用于保持工件与研磨介质盘上的研磨材料抵接；

7、所述运动轨迹是由x轴的简谐运动与y轴的简谐运动叠加而成。

8、进一步的，x轴运动和y轴运动的参数方程是或其中，w1/w2为不等于0.5，1，2的其他正实数。

9、优选的，w1和w2的关系满足：0.88≤w1/w2≤1.12。

10、优选的，w1和w2的关系满足：w1/w2＝1.02。

11、优选的，w1，a1，a2和w2的关系满w1×a1＝w2×a2。

12、进一步的，所述运动平台包括y轴平台、x轴平台、平台底板，所述y轴平台与所述平台底板之间设置有若干组沿y轴方向布置的第一滑轨组件，所述y轴平台与所述x轴平台之间设置有若干组沿x轴方向布置的第二滑轨组件，所述第一滑轨组件和所述第二滑轨组件均包括滑动板、滑轨座以及滚动件；所述滑动板与所述滑轨座平行设置，所述滚动件设置于所述滑动板与所述滑轨座之间。

13、优选的，所述驱动机构有两组，每组所述驱动机构均包括动力部、输出部以及滑块组件，所述动力部在驱动机构中提供驱动力，所述输出部连接所述动力部与所述滑块组件，每个运动平台上设置有一滑道，所述滑道的方向垂直于运动平台运动方向，滑道贯穿平台厚度方向，所述滑块组件包括滑块与滑轨，所述滑轨平行于所述滑道设置，并固定在所述滑道两侧，所述滑块上有一个凸部在所述滑道中，所述滑块可转动地固定在所述输出部上。

14、进一步的，所述动力部为电机马达，所述电机马达有一个动力轴，所述输出部为偏心轮，所述偏心轮上包括圆形轮盘和输出轴，所述动力轴位于所述圆形轮盘的圆心；所述输出轴位于圆形任意半径上远离圆心一定距离设置。

15、优选的，所述驱动机构为一组，所述驱动机构包括动力部、输出部以及两组滑块组件，所述动力部为电机马达，所述电机马达有一个动力轴，所述动力轴上有设置有主动齿轮，所述输出部包括第一偏心齿轮和第二偏心齿轮，所述第一偏心齿轮有第一输出轴，所述第一输出轴位于所述第一偏心齿轮上任意半径上远离圆心一定距离设置d1，并与对应滑块转动连接，所述第二偏心齿轮有第二输出轴，所述第二输出轴位于所述第二偏心齿轮上任意半径上远离圆心一定距离设置d2，并与另一滑块转动连接，第一偏心齿轮和第二偏心齿轮同时与主动齿轮啮合。

16、优选的，所述运动平台包括第一平台和平台底板，所述第一平台与所述平台底板之间设置有万向球，所述研磨介质盘设置在所述第一平台上，驱动机构有两组，每组驱动机构均包括动力部、输出部以及滑块组件，所述动力部在所述驱动机构中提供驱动力，所述输出部连接所述动力部与所述滑块组件，所述滑块组件包括滑块，所述第一平台上设置有相互垂直的第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨与y轴方向平行，所述滑块分别与所述第一滑轨和所述第二滑轨滑动连接，所述驱动机构推动第一滑轨，使所述第一平台相对于所述平台底板沿x轴方向移动，所述驱动机构推动所述第二滑轨，使所述第一平台相对于所述平台底板沿y轴方向移动。

17、进一步的，所述动力部包括x轴驱动电机和y轴驱动电机，所述x轴驱动电机上有x轴驱动齿轮，所述y轴驱动电机上有y轴驱动齿轮，所述输出部均为偏心齿轮，所述x轴驱动齿轮以及所述y轴驱动齿轮和其对应的偏心齿轮啮合，所述偏心齿轮包括圆形齿盘、输出杆以及连杆机构，所述连杆机构包括连杆，推杆，以及引导块，所述连杆一端可以转动地套接在所述输出杆上，所述连杆的另一端与所述推杆的一端可以转动地连接在一起，所述推杆的另外一端固定连接于所述滑块，所述推杆可以滑动地设置第一引导块的引导孔中，所述第一引导块固定在平台底板上。

18、进一步的，所述第一平台上还设置有相互垂直的第三滑轨和第四滑轨，所述第三滑轨和所述第一滑轨平行设置，分别设置在所述第一平台与x轴方向平行的两侧面，所述第四滑轨和所述第二滑轨平行设置，分别设置在所述第一平台与y轴方向平行的两侧面，所述第三滑轨和所述第四滑轨上均设置有滑块，所述滑块上连接有引导杆，所述引导杆可以滑动地设置第二引导块的引导孔中，所述第一引导块的引导孔的轴线与所述第二引导块上引导孔的轴线在同一直线上。

19、有益效果

20、要想实现插芯研磨效果中心对称，需要研磨介质盘的每个运动分量都完全中心对称。本发明提供的研磨装置，其研磨介质盘的运动轨迹是由x轴的简谐运动与y轴的简谐运动叠加而成，简谐运动具备每个运动分量都完全中心对称的特征，这使得本发明提供的研磨装置，仅执行运动平台的简谐运动，可实现对工件的对称研磨，使得对工件的研磨效果更加中心对称；同时，其研磨动作所形成的运动轨迹对砂纸的遍历程度高，不需要另外增加其他直线运动的驱动装置，就可以实现砂纸的充分利用。

21、研发人员发现，研磨轨迹的很大程度上取决于两个简谐运动的频率。当w1/w2等于0.5，1，2等值时，运动轨迹非常简单，当w1/w2等于1时，等于则运动轨迹是一条往复运动的线段或者圆；不等于则运动轨迹是一个倾斜的椭圆；当w1/w2等于0.5或2时，运动轨迹是一条“8”字形，如果“8”字形的研磨轨迹能够使得顶点偏移小，但是研磨介质盘在以此轨迹研磨工件时，砂纸利用率极低，导致砂纸更换频繁，严重降低了生产效率。而当w1/w2为其他数值时，运动轨迹较为密集，对砂纸的遍历程度高，砂纸利用率高，按照这种运动轨迹进行研磨动作，可以仅仅执行运动平台的简谐运动即可实现对工件的对称研磨，同时无需要增加其他运动，比如直线运动，就可以极大地提高砂纸的利用率。

22、另外，由于x轴的简谐运动和y轴的简谐运动的频率不同，在相同的时间内，如果研磨轨迹分别在x轴与y轴的运动路程有很大差异，就会造成研磨结束后，工件端面不同角度的研磨效果差异较大，导致工件端面不同角度的曲率半径差异较大。以光纤连接器的插芯为例，插芯端面曲率半径太大和太小均会影响通讯质量，曲率半径太小就会给光纤施加较大压力，而曲率半径太大则无法给光纤施加压力，从而导致连接器与光纤端面出现气隙。当x轴的简谐运动和y轴的简谐运动满足：0.88≤w1/w2≤1.12时，可以显著消除研磨轨迹分别在x轴与y轴上的运动路程差异大的问题，能够让插芯端面不同角度的研磨曲率均符合使用要求。

23、最后，为了进一步解决插芯端面曲率差异的问题，可以让x轴与y轴的简谐运动的振幅不一样，例如w1×a1＝w2×a2，这样可以让周期快的方向上的往复运动幅度小，以此来协调研磨介质盘分别在x轴方向上的总路程与在y轴方向上的总路程一致，这样可以使的插芯端面各个角度上的研磨程度保持一致，保证光纤对接的良性对接。