本發(fā)明屬于研磨制造領(lǐng)域，具體涉及用于拋光端面的研磨裝置。

背景技術(shù)：

1、研磨是一種利用磨具中的磨料作用于被加工工件表面，進(jìn)行微量加工的過程，其能夠提供高精度和高質(zhì)量的表面處理，廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域。

2、光纖通信是現(xiàn)代信息社會的一個基石。光纖連接器插芯端面的研磨，作為光纖連接器生產(chǎn)中不可或缺的一環(huán)，其質(zhì)量的好壞直接影響著光纖連接的穩(wěn)定性和通信質(zhì)量。

3、在研究人員的不斷努力下，有以下研磨裝置方案被提出并得到了廣泛應(yīng)用。

4、1)jp6835372b1

5、日本專利jp6835372b1公開了一種光纖套圈端面研磨裝置，磨盤上設(shè)置有研磨片其旋轉(zhuǎn)單元包括用于使轉(zhuǎn)臺公轉(zhuǎn)的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動和用于使轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與自轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的共同驅(qū)動下，研磨裝置的研磨軌跡是一圈環(huán)形的螺旋線。

6、a)砂紙利用率低

7、首先，這種研磨方式使用的研磨片主要是圓形，圓形的研磨片需要從方形的研磨片卷上裁切下來，剩余邊角料就會被廢棄，在裁切過程中就存在浪費(fèi)嚴(yán)重的情況；然后，環(huán)形的研磨軌跡也會使得研磨片的圓心部分無法充分利用，造成了進(jìn)一步的浪費(fèi)。

8、b)相互影響嚴(yán)重

9、由于研磨介質(zhì)盤的公轉(zhuǎn)運(yùn)動與自轉(zhuǎn)運(yùn)動，所有插芯的研磨區(qū)域都相互重合。如果研磨片的某一區(qū)域有灰塵或者其他雜質(zhì)，則在整個研磨過程中會影響所有插芯；也會有因?yàn)橐粋€插芯被錯誤安裝，突出的插芯會直接破壞砂紙，研磨運(yùn)動過程中，突出的插芯會繼續(xù)破壞砂紙的其他區(qū)域，最后導(dǎo)致研磨片大面積失效。

10、c)工件裝載數(shù)量低

11、其研磨介質(zhì)盤為圓形，研磨介質(zhì)盤上僅能安裝一圈工件，也就是說該方案每次僅能研磨這一圈工件，研磨效率低。

12、2)us6302763b1

13、2001年，美國專利us6302763b1公開了一種拋光裝置，其通過主驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動x臺板與y臺板分別沿第一路徑與第二路徑以預(yù)定的定時關(guān)系做往復(fù)運(yùn)動，從而使得拋光構(gòu)件能夠沿著且恒定的8字形拋光圖案移動。

14、a)頂點(diǎn)偏移較大

15、為了解決砂紙浪費(fèi)的問題，通過人為的手段，用驅(qū)動馬達(dá)驅(qū)動載物臺板向前和向后做直線運(yùn)動，來提高砂紙的利用率。然而這一直線運(yùn)動破壞了原先恒定8字形運(yùn)動的中心對稱性，使得研磨出的插芯端面的頂點(diǎn)偏移變差。

16、b)驅(qū)動結(jié)構(gòu)復(fù)雜

17、這個結(jié)構(gòu)的運(yùn)動平臺一共用到了3個，并通過兩組獨(dú)立的驅(qū)動單元進(jìn)行驅(qū)動，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

18、3)jp5714932b2

19、2015年，日本專利jp5714932b2公開了一種研磨裝置，研磨盤呈一排設(shè)置，其通過兩個電動機(jī)分別驅(qū)動研磨盤轉(zhuǎn)動做圓周運(yùn)動和驅(qū)動研磨夾做往復(fù)直線運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)研磨操作，研磨軌跡為遍布砂紙的若干條狀螺旋線。這種研磨介質(zhì)盤運(yùn)動，而工件保持不動的方式，可以將控制研磨精度的機(jī)構(gòu)集中到支撐機(jī)構(gòu)，削減為了保持工件的研磨精度而必須定期更換的消耗部件。其考慮到了研磨過程中插芯和雜質(zhì)相互影響嚴(yán)重，并排設(shè)置的插芯每個都有自己的運(yùn)動區(qū)域，互相不干擾，但是在不同排的插芯有相同的運(yùn)動區(qū)域，所以不同排的插芯還是會相互干擾。

20、a)頂點(diǎn)偏移較大

21、這種研磨方式對砂紙的利用率高，但是一邊畫圓一邊直線的運(yùn)動軌跡破壞了插芯端面周緣受力的性，使得研磨出來的插芯端面的頂點(diǎn)偏移仍然較大。

22、b)工件裝載數(shù)量低

23、在該方案為了解決研磨過程中插芯和雜質(zhì)相互影響嚴(yán)重的問題，插芯并排設(shè)置，并僅設(shè)置了兩排，這樣會導(dǎo)致一次研磨中插芯裝載的數(shù)量小，研磨效率低下。

24、以上方案的運(yùn)動軌跡均是基于圓周運(yùn)動做出的改進(jìn)，為了提高砂紙利用率，均需要圓周運(yùn)動配合另一運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對砂紙的遍歷，這樣一方面破壞了圓周運(yùn)動的中心對稱性，導(dǎo)致研磨后的插芯端面頂點(diǎn)偏移加大；另一方面，更多運(yùn)動的疊加，會導(dǎo)致研磨機(jī)構(gòu)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)變得復(fù)雜。

25、因此，基于上述方案的缺陷，急需一種可以同時解決以上問題的研磨裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種研磨裝置，以解決現(xiàn)有研磨裝置砂紙利用率低，研磨效果不夠中心對稱(頂點(diǎn)偏移大)，端面曲率不良，研磨效率低下的問題。

2、本發(fā)明提供一種研磨裝置，包括研磨介質(zhì)盤，研磨介質(zhì)盤上設(shè)置有研磨材料；

3、運(yùn)動平臺，其承載研磨介質(zhì)盤，帶動研磨介質(zhì)盤沿著一確定軌跡運(yùn)動；

4、驅(qū)動機(jī)構(gòu)，為運(yùn)動平臺提供驅(qū)動動力；

5、底座，用于支撐運(yùn)動平臺；

6、研磨盤，研磨盤用于保持工件與研磨介質(zhì)盤上的研磨材料抵接；

7、所述運(yùn)動軌跡是由x軸的簡諧運(yùn)動與y軸的簡諧運(yùn)動疊加而成。

8、進(jìn)一步的，x軸運(yùn)動和y軸運(yùn)動的參數(shù)方程是或其中，w1/w2為不等于0.5，1，2的其他正實(shí)數(shù)。

9、優(yōu)選的，w1和w2的關(guān)系滿足：0.88≤w1/w2≤1.12。

10、優(yōu)選的，w1和w2的關(guān)系滿足：w1/w2＝1.02。

11、優(yōu)選的，w1，a1，a2和w2的關(guān)系滿w1×a1＝w2×a2。

12、進(jìn)一步的，所述運(yùn)動平臺包括y軸平臺、x軸平臺、平臺底板，所述y軸平臺與所述平臺底板之間設(shè)置有若干組沿y軸方向布置的第一滑軌組件，所述y軸平臺與所述x軸平臺之間設(shè)置有若干組沿x軸方向布置的第二滑軌組件，所述第一滑軌組件和所述第二滑軌組件均包括滑動板、滑軌座以及滾動件；所述滑動板與所述滑軌座平行設(shè)置，所述滾動件設(shè)置于所述滑動板與所述滑軌座之間。

13、優(yōu)選的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)有兩組，每組所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)均包括動力部、輸出部以及滑塊組件，所述動力部在驅(qū)動機(jī)構(gòu)中提供驅(qū)動力，所述輸出部連接所述動力部與所述滑塊組件，每個運(yùn)動平臺上設(shè)置有一滑道，所述滑道的方向垂直于運(yùn)動平臺運(yùn)動方向，滑道貫穿平臺厚度方向，所述滑塊組件包括滑塊與滑軌，所述滑軌平行于所述滑道設(shè)置，并固定在所述滑道兩側(cè)，所述滑塊上有一個凸部在所述滑道中，所述滑塊可轉(zhuǎn)動地固定在所述輸出部上。

14、進(jìn)一步的，所述動力部為電機(jī)馬達(dá)，所述電機(jī)馬達(dá)有一個動力軸，所述輸出部為偏心輪，所述偏心輪上包括圓形輪盤和輸出軸，所述動力軸位于所述圓形輪盤的圓心；所述輸出軸位于圓形任意半徑上遠(yuǎn)離圓心一定距離設(shè)置。

15、優(yōu)選的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為一組，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括動力部、輸出部以及兩組滑塊組件，所述動力部為電機(jī)馬達(dá)，所述電機(jī)馬達(dá)有一個動力軸，所述動力軸上有設(shè)置有主動齒輪，所述輸出部包括第一偏心齒輪和第二偏心齒輪，所述第一偏心齒輪有第一輸出軸，所述第一輸出軸位于所述第一偏心齒輪上任意半徑上遠(yuǎn)離圓心一定距離設(shè)置d1，并與對應(yīng)滑塊轉(zhuǎn)動連接，所述第二偏心齒輪有第二輸出軸，所述第二輸出軸位于所述第二偏心齒輪上任意半徑上遠(yuǎn)離圓心一定距離設(shè)置d2，并與另一滑塊轉(zhuǎn)動連接，第一偏心齒輪和第二偏心齒輪同時與主動齒輪嚙合。

16、優(yōu)選的，所述運(yùn)動平臺包括第一平臺和平臺底板，所述第一平臺與所述平臺底板之間設(shè)置有萬向球，所述研磨介質(zhì)盤設(shè)置在所述第一平臺上，驅(qū)動機(jī)構(gòu)有兩組，每組驅(qū)動機(jī)構(gòu)均包括動力部、輸出部以及滑塊組件，所述動力部在所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)中提供驅(qū)動力，所述輸出部連接所述動力部與所述滑塊組件，所述滑塊組件包括滑塊，所述第一平臺上設(shè)置有相互垂直的第一滑軌和第二滑軌，所述第一滑軌與y軸方向平行，所述滑塊分別與所述第一滑軌和所述第二滑軌滑動連接，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)推動第一滑軌，使所述第一平臺相對于所述平臺底板沿x軸方向移動，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)推動所述第二滑軌，使所述第一平臺相對于所述平臺底板沿y軸方向移動。

17、進(jìn)一步的，所述動力部包括x軸驅(qū)動電機(jī)和y軸驅(qū)動電機(jī)，所述x軸驅(qū)動電機(jī)上有x軸驅(qū)動齒輪，所述y軸驅(qū)動電機(jī)上有y軸驅(qū)動齒輪，所述輸出部均為偏心齒輪，所述x軸驅(qū)動齒輪以及所述y軸驅(qū)動齒輪和其對應(yīng)的偏心齒輪嚙合，所述偏心齒輪包括圓形齒盤、輸出桿以及連桿機(jī)構(gòu)，所述連桿機(jī)構(gòu)包括連桿，推桿，以及引導(dǎo)塊，所述連桿一端可以轉(zhuǎn)動地套接在所述輸出桿上，所述連桿的另一端與所述推桿的一端可以轉(zhuǎn)動地連接在一起，所述推桿的另外一端固定連接于所述滑塊，所述推桿可以滑動地設(shè)置第一引導(dǎo)塊的引導(dǎo)孔中，所述第一引導(dǎo)塊固定在平臺底板上。

18、進(jìn)一步的，所述第一平臺上還設(shè)置有相互垂直的第三滑軌和第四滑軌，所述第三滑軌和所述第一滑軌平行設(shè)置，分別設(shè)置在所述第一平臺與x軸方向平行的兩側(cè)面，所述第四滑軌和所述第二滑軌平行設(shè)置，分別設(shè)置在所述第一平臺與y軸方向平行的兩側(cè)面，所述第三滑軌和所述第四滑軌上均設(shè)置有滑塊，所述滑塊上連接有引導(dǎo)桿，所述引導(dǎo)桿可以滑動地設(shè)置第二引導(dǎo)塊的引導(dǎo)孔中，所述第一引導(dǎo)塊的引導(dǎo)孔的軸線與所述第二引導(dǎo)塊上引導(dǎo)孔的軸線在同一直線上。

19、有益效果

20、要想實(shí)現(xiàn)插芯研磨效果中心對稱，需要研磨介質(zhì)盤的每個運(yùn)動分量都完全中心對稱。本發(fā)明提供的研磨裝置，其研磨介質(zhì)盤的運(yùn)動軌跡是由x軸的簡諧運(yùn)動與y軸的簡諧運(yùn)動疊加而成，簡諧運(yùn)動具備每個運(yùn)動分量都完全中心對稱的特征，這使得本發(fā)明提供的研磨裝置，僅執(zhí)行運(yùn)動平臺的簡諧運(yùn)動，可實(shí)現(xiàn)對工件的對稱研磨，使得對工件的研磨效果更加中心對稱；同時，其研磨動作所形成的運(yùn)動軌跡對砂紙的遍歷程度高，不需要另外增加其他直線運(yùn)動的驅(qū)動裝置，就可以實(shí)現(xiàn)砂紙的充分利用。

21、研發(fā)人員發(fā)現(xiàn)，研磨軌跡的很大程度上取決于兩個簡諧運(yùn)動的頻率。當(dāng)w1/w2等于0.5，1，2等值時，運(yùn)動軌跡非常簡單，當(dāng)w1/w2等于1時，等于則運(yùn)動軌跡是一條往復(fù)運(yùn)動的線段或者圓；不等于則運(yùn)動軌跡是一個傾斜的橢圓；當(dāng)w1/w2等于0.5或2時，運(yùn)動軌跡是一條“8”字形，如果“8”字形的研磨軌跡能夠使得頂點(diǎn)偏移小，但是研磨介質(zhì)盤在以此軌跡研磨工件時，砂紙利用率極低，導(dǎo)致砂紙更換頻繁，嚴(yán)重降低了生產(chǎn)效率。而當(dāng)w1/w2為其他數(shù)值時，運(yùn)動軌跡較為密集，對砂紙的遍歷程度高，砂紙利用率高，按照這種運(yùn)動軌跡進(jìn)行研磨動作，可以僅僅執(zhí)行運(yùn)動平臺的簡諧運(yùn)動即可實(shí)現(xiàn)對工件的對稱研磨，同時無需要增加其他運(yùn)動，比如直線運(yùn)動，就可以極大地提高砂紙的利用率。

22、另外，由于x軸的簡諧運(yùn)動和y軸的簡諧運(yùn)動的頻率不同，在相同的時間內(nèi)，如果研磨軌跡分別在x軸與y軸的運(yùn)動路程有很大差異，就會造成研磨結(jié)束后，工件端面不同角度的研磨效果差異較大，導(dǎo)致工件端面不同角度的曲率半徑差異較大。以光纖連接器的插芯為例，插芯端面曲率半徑太大和太小均會影響通訊質(zhì)量，曲率半徑太小就會給光纖施加較大壓力，而曲率半徑太大則無法給光纖施加壓力，從而導(dǎo)致連接器與光纖端面出現(xiàn)氣隙。當(dāng)x軸的簡諧運(yùn)動和y軸的簡諧運(yùn)動滿足：0.88≤w1/w2≤1.12時，可以顯著消除研磨軌跡分別在x軸與y軸上的運(yùn)動路程差異大的問題，能夠讓插芯端面不同角度的研磨曲率均符合使用要求。

23、最后，為了進(jìn)一步解決插芯端面曲率差異的問題，可以讓x軸與y軸的簡諧運(yùn)動的振幅不一樣，例如w1×a1＝w2×a2，這樣可以讓周期快的方向上的往復(fù)運(yùn)動幅度小，以此來協(xié)調(diào)研磨介質(zhì)盤分別在x軸方向上的總路程與在y軸方向上的總路程一致，這樣可以使的插芯端面各個角度上的研磨程度保持一致，保證光纖對接的良性對接。