[发明专利]一种涡轮旋转多相流抛光自动化设备

说明书

技术领域

本发明涉及超精密加工技术领域，更具体的说，尤其涉及一种涡轮旋转多相流抛光自动化设备。

背景技术

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质量好，需要的量也越来越大，因此需要一种快速、高效和自动化多相流抛光设备。现在的流体抛光设备加工效率低，不能快速高效的对硅片表面和光学镜面进行抛光，不能高效地形成高速的旋流湍流对工件进行抛光。同时也不能很好地，对加工参数进行监控，不能实现自动化、统一化的工业标准来进行加工，可重复性差，不能适应工业化生产的需求。

发明内容

本发明的目的在于解决多相流抛光设备中无法高效率形成高速的旋转湍流对工件进行抛光、对加工参数不能准确的检测和控制，以及自动化程度差的问题，提供了一种涡轮旋转多相流抛光自动化设备。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种涡轮旋转多相流抛光自动化设备，包括工件固定模块、参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块、支撑模块和升降模块，工件固定模块用于装夹加工工件，支撑模块用于支撑参数监测与控制模块、涡轮旋转多相流抛光模块和升降模块，升降部件带动涡轮旋转多相流抛光模块到达指定位置对工件固定模块上固定的加工工件进行抛光，参数监测与控制模块用于整个设备的参数监测和控制；

所述工件固定模块包括抛光工件固定台、进气接头和真空接头，抛光工件固定台上开有圆形的工件安装槽和与工件安装槽连通的废液出口，抛光工件固定台内部开有气腔，所述抛光工件固定台上开有与所述气腔连通的进气接头口和真空接头口，进气接头和真空接头分别安装在进气接头口和真空接头口处；所述工件安装槽底部均布多个与所述气腔相连通的吸附气孔；所述进气接头和真空接头分别通过管道连接进气泵和真空气源；

所述涡轮旋转多相流抛光模块包括第一电机、第一联轴器、第一电机支撑架、抛光液进料管、涡轮旋转槽、密封盖、带轴涡轮、O型密封圈、唇形密封圈和唇形密封圈压盖，所述涡轮旋转槽呈竖直设置的空心管状，密封盖固定在所述涡轮旋转槽的上端，密封盖和涡轮旋转槽之间通过O型密封圈密封；所述带轴涡轮的涡轮端位于所述涡轮旋转槽内部，带轴涡轮的轴端穿过所述密封盖并通过第一联轴器连接第一电机，所述第一电机通过第一电机支撑架固定在所述密封盖上；所述带轴涡轮与密封盖通过唇形密封圈密封；抛光液进料管固定在密封盖上并与所述涡轮旋转槽内部连通，第一电机通过第一联轴器带动带轴涡轮转动时，带动涡轮旋转槽内的多相流抛光液形成旋转湍流；

所述支撑模块包括顶部固定支撑架、竖直固定支撑架、第一L型连接块、第二L型连接块，顶部固定支撑架固定在两个竖直固定支撑架顶部，升降模块固定在竖直固定支撑架上，升降模块通过第一L型连接块连接第二L型连接块，第二L型连接块固定在第一电机支撑架上；升降装置通过第一L型连接块和第二L型连接块带动涡轮旋转多相流抛光模块沿竖直方向作升降运动；

所述参数监测与控制模块包括出口流量测速仪、出口温度监测仪、温度传感器、距离传感器、涡轮流量计和电机速度传感器，所述出口流量测速仪和出口温度监测仪固定在所述废液出口的正上方，所述出口流量测速仪通过出口流量测速仪固定架固定在抛光工件固定台上，所述出口温度监测仪通过出口温度监测仪固定架固定在抛光工件固定台上；所述距离传感器固定在第二L型连接块上，距离传感器用于检测涡轮旋转多相流抛光模块的下降距离；所述涡轮流量计固定在所述抛光液进料管并用于检测所述抛光液进料管中多相流抛光液的流量、粘度和相含比例；所述电机速度传感器固定在第一电机支撑架的内壁上，电机速度传感器的感应片与所述带轴涡轮的轴端相接触，电机速度传感器用于检测所述第一电机的转动速度；所述温度传感器固定在所述涡轮旋转槽的侧壁上，温度传感器用于检测涡轮旋转槽内多相流抛光液的温度。