[發明專利]一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構及研磨方法

有效

• 申請號: 201510276478.1
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104959908B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 李慧鵬;張軒;宋凝芳;高爽;朱偉偉;鄭曉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所11121
• 代理人: 周長琪

1.一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構，其特征在于：包括三維空間定位裝置、氣動裝置與夾持機構；

其中，三維空間定位裝置設置于研磨平臺上；三維空間定位裝置中z軸移動機構中的滑塊上安裝氣動裝置；氣動裝置上安裝有夾持機構；通過三維空間定位裝置實現氣動裝置上安裝的夾持機構在空間上內任意一點的定位；夾持機構用來夾持光纖及鈮酸鋰晶片；

所述氣動裝置包括彈簧壓出型氣缸、氣缸支桿、調節機構、z軸移動機構轉接板、力傳感器與精密旋轉臺；

其中，彈簧壓出型氣缸的缸體與氣缸安裝板中安裝面螺紋配合固定；氣缸安裝板用來與z軸移動機構相連；使彈簧壓出型氣缸的活塞桿垂直于研磨平臺；彈簧壓出型氣缸的活塞桿用來與調節機構相連；

所述調節機構具有底板、光軸、頂板、直線軸承與軸承套；其中，光軸為兩根，相互平行設置；兩根光軸的一端與底板固連，另一端與頂板固連；兩根光軸上各套有一個直線軸承，兩個直線軸承的外圈固定安裝在軸承套內，并通過軸承套將兩個直線軸承間的相對位置固定；頂板與彈簧壓出型氣缸的活塞桿軸線垂直設置；軸承套與z軸移動機構中滑臺連接；

所述力傳感器固定端固定安裝在調節機構中底板底面，力感應端安裝精密旋轉臺；精密旋轉臺旋轉端固定安裝有夾持機構。

2.如權利要求1所述一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構，其特征在于：所述三維空間定位裝置采用門字型設計，包括兩套x軸移動機構、一套y軸移動機構、一套z軸移動機構與兩根支柱；x軸移動機構、y軸移動機構與z軸移動機構結構上相同，由安裝臺、滑軌、滑臺、滾珠絲杠與驅動電機構成；其中，安裝臺上安裝有兩條相互平行的滑軌；滾珠絲杠中螺桿與兩條滑軌平行設置，螺桿兩端通過支撐件安裝在安裝臺上，且與安裝件間通過軸承連接；螺桿一端與驅動電機輸出軸同軸相連，通過驅動電機驅動螺桿轉動；滑塊安裝在兩條滑軌上，通過兩條滑軌支撐；滑塊與滾珠絲杠中螺母固定；上述兩套x軸移動機構相互平行設置；兩根支柱豎直設置，底端分別安裝在兩套x軸移動機構中的滑塊上；y軸移動機構兩端分別固定安裝在兩根支柱頂端，通過支柱進行支撐；z軸移動機構軸線與y軸移動機構軸線垂直設置，安裝臺通過轉接件固定于y軸移動機構中的滑臺上。

3.如權利要求2所述一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構，其特征在于：所述兩套x軸移動機構中任意一套上，y軸移動機構上以及z軸移動機構上還安裝有編碼器與光柵尺；其中，編碼器與滾珠絲杠中螺桿的端部同軸固定；光柵尺中標尺光柵固定安裝在安裝臺上，光柵讀數頭安裝在滾珠絲杠中的螺母上。

4.如權利要求1所述一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構，其特征在于：所述力傳感器采用梁式力傳感器。

5.針對權利要求1所述的一種光纖及鈮酸鋰晶片氣動加壓研磨機構的研磨方法，其特征在于：步驟如下：

步驟1：通過夾持機構將兩塊光纖及鈮酸鋰晶片夾持固定；并根據研磨要求，通過調整精密旋轉臺調節光纖及鈮酸鋰晶片研磨端面法向與研磨機表面法向間的角度；

步驟2：上位機通過運動控制器控制三維空間定位裝置，使夾持機構上的光纖及鈮酸鋰晶片運動到研磨機上方；同時，放置研磨砂紙到研磨機上；

步驟3：啟動空壓機向彈簧壓出型氣缸的缸體內通入定值壓強的壓縮空氣，進而由活塞桿帶動夾持機構向上運動；此時，使兩個直線軸承位于光軸中部；且彈簧壓出型氣缸缸體內的復位彈簧運動至彈簧壓出型氣缸行程的中間位置；

步驟4：上位機通過運動控制器控制三維空間定位裝置中z軸移動機構使夾持機構向下運動，至力傳感器測量值減小時，上位機通過運動控制器控制三維空間定位裝置停止；此時，光纖及鈮酸鋰晶片與研磨機接觸；

步驟5:設定研磨機參數，包括研磨轉速、研磨時間；隨后，啟動研磨機；

步驟6：當到達研磨時間后，關閉研磨機；

步驟7：上位機通過運動控制器控制三維空間定位裝置中z軸移動機構使夾持機構抬高；

步驟8：關閉空壓機，關閉電磁閥，關閉減壓閥；

步驟9：將研磨完畢的光纖及鈮酸鋰晶片由夾持機構上取下。