[实用新型]一种抛光液在线调配内供给抛光机床

说明书

技术领域

本实用新型涉及化学机械抛光领域，尤其涉及一种抛光液在线调配内供给式抛光装置。

背景技术

化学机械抛光（CMP）是在化学试剂及抛光压力的作用下借助磨料的机械去除作用及化学作用去除工件表面的材料，从而获得光学精密表面。

抛光液是CMP的关键要素之一，CMP的抛光液中一般含有H₂O₂等易分解成分，因此抛光液的化学组分浓度稳定性、施液量、施液速度、pH值、温度等因素均影响抛光去除速率。尤其当对大型光学元件表面进行迭代修正抛光时，去除速率的不稳定将直接影响面形误差修正的准确性。因此在抛光过程中保持抛光液组分稳定性至关重要。文献报道中使用的抛光机多采取大面积漫灌方式，抛光液裸露在空气中，难以保证抛光液化学组分浓度稳定性，影响超精密抛光去除过程的稳定性。

发明内容

本实用新型提供一种抛光液在线调配内供给抛光机床，以解决在抛光过程中抛光液组分不能保持稳定的问题。

本实用新型采取的技术方案是：抛光液回收箱和机床支架分别与机床底座固定连接，抛光液在线调配装置与抛光液回收箱上方固定连接，Z向进给机构与机床支架固定连接，Z向进给机构与A轴摆动机构相连，A轴摆动机构与抛光头工具系统相连，机X向进给机构与床底座固定连接，X向进给机构上方与Y向进给机构相连，Y向进给机构上方与C轴转台相连。

所述的抛光液在线调配装置的结构是：化学试剂瓶一、化学试剂瓶二、化学试剂瓶三分别通过液体管一、液体管二、液体管三与高压隔膜泵一、高压隔膜泵二、高压隔膜泵三相连，高压隔膜泵一、高压隔膜泵二、高压隔膜泵三分别通过液体管四、液体管五、液体管六与单向阀一、单向阀二、单向阀三一端相连，单向阀一、单向阀二、单向阀三另一端分别与液体管七一端相连接，液体管七另一端与混合室入口相连，混合室中装有搅拌棒，混合室出口通过液体管八与高压隔膜泵四一端相连，高压隔膜泵四另一端通过液体管九与单向阀四一端相连，单向阀四另一端与液体管十连接。

所述的抛光头工具系统结构是：驱动电机与电机支架相连，电机支架与抛光工具壳相连，驱动电机与联轴器相连，联轴器与齿轮轴相连，齿轮轴与锥齿轮相连，锥齿轮二与锥齿轮一相连，锥齿轮一与空心抛光主轴连接，圆柱连接管一端与空心抛光主轴相连，另一端与抛光工具头相连，圆柱连接管内部有流量截止片，抛光工具头底部与抛光垫相连；输液管在空心抛光主轴内部，输液管一端有进液口，输液管下端与旋转接头上端螺纹连接，输液管上端与输液管架相连，输液管架与抛光工具壳相连，旋转接头下端与圆柱连接管螺纹连接，电动推杆座与输液管架相连，电动推杆外壳与电动推杆座相连，供液电机通过支架固定在电动推杆外壳上，供液电机与丝杠相连，螺母与滑块相连，滑块在导轨上做直线运动，滑块与活塞杆通过螺纹连接。

所述的旋转接头的结构是：旋转轴通过轴承与固定壳转动连接，支撑环与旋转轴固定连接，旋转轴端通过密封圈与固定壳密封，固定壳上端用于与输液管底部螺纹连接，旋转轴下端用于与圆柱连接管螺纹连接。

本实用新型实现了包括三轴移动和两轴转动在内的五轴联动，在线调配系统有利于实现抛光液各组分试剂的独立分装、在线调配，与内供给式供液系统有机结合，实现抛光液的适时定点精确输送，避免抛光液四溅造成的污染浪费，有利于实现稳定均匀的抛光去除，提高大型光学元件面型误差修正抛光的准确性。

本实用新型的有益之处在于：

（1）抛光液在线调配装置可以实现抛光液各组分的实时独立调配，有利于保证抛光液各组分的化学稳定性。

（2）利用电动推杆带动活塞的升降运动和流量截止片的开合角度控制二者相配合，有利于实现抛光液的施液量和施液速度的精确控制，提高材料去除的均匀性、稳定性和准确性，改善加工质量。

（3）内供给式抛光工具头设计成上宽下窄的圆台型结构可改善抛光头的刚度，减小抛光头翘曲变形。抛光头出液孔设计成“《》”式孔道，减小加工前抛光液与外界的接触面积，将抛光液集中向工件表面输送，有效避免抛光液四溅造成的污染浪费，实现抛光液的适时定点输送，并降低外界环境对抛光液性质的影响，进一步保证抛光液的成分稳定性。

（4）将抛光头工具系统整合在五轴联动机床上，结合内供给式抛光头工具系统，有利于实现复杂曲面的化学机械抛光。

本实用新型对于提升我国高品质光学元件的制造水平和制造能力，推进光学曲面精密制造理论创新，加快我国航空航天、机械制造等产业的快速发展，具有重要学术价值和较大的社会经济效益。

附图说明