CN114918819A - 一种自动化金刚石研磨臂***与研磨抛光方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动化金刚石研磨臂***与研磨抛光方法，涉及金刚石加工技术领域。本发明包括依次连接的控制模块、运动模块、连接模块和可调向抛光模块；控制模块用于控制运动模块启停、运行模式、速度和行程；运动模块用于接受控制模块指令，与连接模块连接带动可调向抛光模块沿磨盘径向往复运动；连接模块用于连接运动模块与可调向抛光模块；可调向抛光模块用于装载待抛光金刚石抛光，并可直接调节金刚石与磨盘平行度。本发明通过研磨臂***的方向调节功能，可以直接调节金刚石待磨面与磨盘表面的平行度，实现对金刚石待磨面的均匀研磨，极大降低无效工作时间，提升工作效率。

Description

一种自动化金刚石研磨臂***与研磨抛光方法
技术领域
本发明属于金刚石加工技术领域，特别是涉及一种自动化金刚石研磨臂***与研磨抛光方法，能够实现全自动、可调向，大大提升金刚石研磨效率。
背景技术
在CVD培育金刚石生长及加工领域，表面的研磨抛光是关键的工艺流程之一。研磨过程使用磨盘对表面非金刚石碳(如石墨等)及不平整台阶进行打磨抛光，提升金刚石表面光泽度与平整度。
然而，一方面传统的自动金刚石研磨臂无法实现金刚石待磨面的灵活调平，由于待磨面不平导致的非对称研磨大大增加了无效工作。另一方面，为充分利用磨盘，手动研磨臂往往需要沿磨盘径向手动移动，大大降低了工作效率，提升了人力成本。
为提升研磨效率，本专利提出一种新型的自动化金刚石研磨臂***与研磨方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化金刚石研磨臂***与研磨抛光方法，通过研磨臂***的方向调节功能，可以直接调节金刚石待磨面与磨盘表面的平行度，实现对金刚石待磨面的均匀研磨，解决了现有的金刚石研磨效率低、研磨速度慢的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种自动化金刚石研磨臂***，包括依次连接的控制模块、运动模块、连接模块和可调向抛光模块；所述控制模块用于控制运动模块开关、运行模式、速度和行程；所述运动模块用于接受控制模块指令，与连接模块连接带动可调向抛光模块沿磨盘径向往复运动；所述连接模块用于连接运动模块与可调向抛光模块；所述可调向抛光模块用于装载待抛光金刚石抛光，并可直接调节金刚石与磨盘平行度。
作为一种优选的技术方案，所述控制模块包括步进电机驱动器、控制芯片、开关和限位器；所述步进电机驱动器输出端与电机连接，用于控制电机运行；所述控制芯片控制电机运动模式；所述开关实现启停控制；所述限位器调节抛光模块在磨盘上的运动范围。
作为一种优选的技术方案，所述运动模块包括步进电机、丝杆和滑块；所述步进电机输出端固定有丝杆；所述步进电机受控制模块控制带动丝杆运动；所述丝杆转动带动滑块移动；所述滑块通过连接装置与抛光模块连接。
作为一种优选的技术方案，所述连接模块由金属连接件组成，用于将运动模块与抛光模块连接。
作为一种优选的技术方案，所述可调向抛光模块由车石臂、夹持件、旋钮一和旋钮二组成；所述旋钮一和旋钮二相互垂直，用于实现金刚石待磨面的表面倾角调节；所述夹持件用于金刚石的固定。
本发明为一种自动化金刚石研磨抛光方法，如下步骤：
步骤S1：调试、粗调节车石臂两个旋钮，使得夹持件与磨盘表面平行；调节限位器位置，控制车石臂行程；通过芯片调节步进电机转速，控制研磨速率；
步骤S2：装载、将金刚石装载到抛光模块的夹持件上，并微调节抛光模块方向旋钮，使得金刚石待磨面与磨盘表面平行；
步骤S3：抛光、通过控制模块启动运动模块，开始抛光；根据抛光状态，微调抛光模块方向旋钮，实时调节金刚石待磨面与磨盘的平行度；
步骤S4：卸载、抛光完成，停止运动模块，将金刚石从抛光模块夹持件上卸载。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提出的研磨臂车石臂***具备方向调节功能，可以直接实现金刚石待磨面与磨盘表面的调平行，对金刚石待磨面均匀研磨，极大降低无效工作时间，提升工作效率；
(2)本发明通过研磨臂控制模块，实现研磨臂沿磨盘径向自动化的往复运动，增加磨盘有效使用面积，提升研磨速率；
(3)本发明提出的研磨臂使用部组件简单成熟，取放便捷，故障率低、稳定性及鲁棒性高，价格低廉。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为自动化金刚石研磨臂***模块示意图；
图2为自动化金刚石研磨臂***示意图；
图3为可调向抛光模块示意图；
图4为一种自动化金刚石研磨抛光方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1所示，本发明为一种自动化金刚石研磨臂***，包括依次连接的控制模块、运动模块、连接模块和可调向抛光模块9；控制模块用于控制运动模块开关、运行模式、速度和行程；运动模块用于接受控制模块指令，通过连接模块带动可调向抛光模块9沿磨盘95径向往复运动；连接模块用于连接运动模块与可调向抛光模块9；可调向抛光模块9用于装载待抛光金刚石抛光，并可直接调节金刚石与磨盘95平行度。控制模块包括步进电机驱动器1、控制芯片2、开关3和限位器4；步进电机驱动器1输出端与电机连接，用于控制电机运行；控制芯片2安装在步进电机驱动器1的底部，用于控制电机运动模式；开关3安装在步进电机驱动器1上，实现启停控制；限位器4调节抛光模块在磨盘95上的运动范围，限位器4一共有两个分别安装在丝杆6的一侧，且处于自己需要的宽度范围内，限位器4控制滑块7在两个限位器4之间做往复运动。运动模块包括步进电机5、丝杆6和滑块7；步进电机5输出端固定有丝杆6；步进电机5受控制模块控制带动丝杆6运动；丝杆6转动带动滑块7移动；滑块7通过连接装置与抛光模块连接；
由于步进电机5输出轴固定有丝杆6，步进电机5受控制模块控制带动丝杆6同步转动，而金属连接件8上开设有螺孔，金属连接件8通过螺孔安装在丝杆6上，当丝杆6顺时针或逆时针转动，能够控制金属连接件8向上或向下转动，实现可调向抛光模块9的伸缩，并在丝杆6一侧不同高度安装两限位器4，来控制金属连接件8上下移动的区间范围，当高处的限位器4检测到金属连接件8，说明金属连接件8已达到最大高度，控制模块控制步进电机停止转动；当低处的限位器4检测到金属连接件8，说明金属连接件8已达到最低位置，控制模块控制步进电机停止转动。
连接模块由金属连接件8组成，用于将运动模块与抛光模块连接。
可调向抛光模块9由车石臂91、夹持件92、旋钮一93和旋钮二94组成；旋钮一93和旋钮二94相互垂直，用于实现金刚石待磨面的表面倾角调节；夹持件92用于金刚石的固定。
实施例二
请参阅图4所示，本发明为一种自动化金刚石研磨抛光方法，如下步骤：
步骤S1：调试、粗调节车石臂91两个旋钮，使得夹持件92与磨盘95表面平行；调节限位器位置，控制车石臂91行程；通过芯片调节步进电机转速，控制研磨速率；
步骤S2：装载、将金刚石装载到抛光模块的夹持件92上，并微调节抛光模块方向旋钮，使得金刚石待磨面与磨盘95表面平行；
步骤S3：抛光、通过控制模块启动运动模块，开始抛光；根据抛光状态，微调抛光模块方向旋钮，实时调节金刚石10待磨面与磨盘95的平行度；
步骤S4：卸载、抛光完成，停止运动模块，将金刚石从抛光模块夹持件92上卸载。
值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种自动化金刚石研磨臂***，其特征在于，包括依次连接的控制模块、运动模块、连接模块和可调向抛光模块(9)；
所述控制模块用于控制运动模块开关、运行模式、速度和行程；
所述运动模块用于接受控制模块指令，与连接模块连接带动可调向抛光模块(9)沿磨盘(95)径向往复运动；
所述连接模块用于连接运动模块与可调向抛光模块(9)；
所述可调向抛光模块(9)用于装载待抛光金刚石(10)抛光，并可直接调节金刚石(10)与磨盘(95)平行度。
2.根据权利要求1所述的一种自动化金刚石研磨臂***，其特征在于，所述控制模块包括步进电机驱动器(1)、控制芯片(2)、开关(3)和限位器(4)；所述步进电机驱动器(1)输出端与电机连接，用于控制电机运行；所述控制芯片(2)控制电机运动模式；所述开关(3)实现启停控制；所述限位器(4)调节抛光模块在磨盘(95)上的运动范围。
3.根据权利要求1所述的一种自动化金刚石研磨臂***，其特征在于，所述运动模块包括步进电机(5)、丝杆(6)和滑块(7)；所述步进电机(5)输出端固定有丝杆(6)；所述步进电机(5)受控制模块控制带动丝杆(6)运动；所述丝杆(6)转动带动滑块(7)移动；所述滑块(7)通过连接装置与抛光模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种自动化金刚石研磨臂***，其特征在于，所述连接模块由金属连接件(8)组成，用于将运动模块与抛光模块连接。
5.根据权利要求1所述的一种自动化金刚石研磨臂***，其特征在于，所述可调向抛光模块(9)由车石臂(91)、夹持件(92)、旋钮一(93)和旋钮二(94)组成；所述旋钮一(93)和旋钮二(94)相互垂直，用于实现金刚石(10)待磨面的表面倾角调节；所述夹持件(92)用于金刚石(10)的固定。
6.一种自动化金刚石研磨抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：调试、粗调节车石臂(91)两个旋钮，使得夹持件(92)与磨盘(95)表面平行；调节限位器位置，控制车石臂(91)行程；通过芯片调节步进电机转速，控制研磨速率；
步骤S2：装载、将金刚石(10)装载到抛光模块的夹持件(92)上，并微调节抛光模块方向旋钮，使得金刚石(10)待磨面与磨盘(95)表面平行；
步骤S3：抛光、通过控制模块启动运动模块，开始抛光；根据抛光状态，微调抛光模块方向旋钮，实时调节金刚石(10)待磨面与磨盘(95)的平行度；
步骤S4：卸载、抛光完成，停止运动模块，将金刚石(10)从抛光模块夹持件(92)上卸载。
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