[发明专利]一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构及研磨方法

权利要求书

1.一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构，其特征在于：包括三维空间定位装置、气动装置与夹持机构；

其中，三维空间定位装置设置于研磨平台上；三维空间定位装置中z轴移动机构中的滑块上安装气动装置；气动装置上安装有夹持机构；通过三维空间定位装置实现气动装置上安装的夹持机构在空间上内任意一点的定位；夹持机构用来夹持光纤及铌酸锂晶片；

所述气动装置包括弹簧压出型气缸、气缸支杆、调节机构、z轴移动机构转接板、力传感器与精密旋转台；

其中，弹簧压出型气缸的缸体与气缸安装板中安装面螺纹配合固定；气缸安装板用来与z轴移动机构相连；使弹簧压出型气缸的活塞杆垂直于研磨平台；弹簧压出型气缸的活塞杆用来与调节机构相连；

所述调节机构具有底板、光轴、顶板、直线轴承与轴承套；其中，光轴为两根，相互平行设置；两根光轴的一端与底板固连，另一端与顶板固连；两根光轴上各套有一个直线轴承，两个直线轴承的外圈固定安装在轴承套内，并通过轴承套将两个直线轴承间的相对位置固定；顶板与弹簧压出型气缸的活塞杆轴线垂直设置；轴承套与z轴移动机构中滑台连接；

所述力传感器固定端固定安装在调节机构中底板底面，力感应端安装精密旋转台；精密旋转台旋转端固定安装有夹持机构。

2.如权利要求1所述一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构，其特征在于：所述三维空间定位装置采用门字型设计，包括两套x轴移动机构、一套y轴移动机构、一套z轴移动机构与两根支柱；x轴移动机构、y轴移动机构与z轴移动机构结构上相同，由安装台、滑轨、滑台、滚珠丝杠与驱动电机构成；其中，安装台上安装有两条相互平行的滑轨；滚珠丝杠中螺杆与两条滑轨平行设置，螺杆两端通过支撑件安装在安装台上，且与安装件间通过轴承连接；螺杆一端与驱动电机输出轴同轴相连，通过驱动电机驱动螺杆转动；滑块安装在两条滑轨上，通过两条滑轨支撑；滑块与滚珠丝杠中螺母固定；上述两套x轴移动机构相互平行设置；两根支柱竖直设置，底端分别安装在两套x轴移动机构中的滑块上；y轴移动机构两端分别固定安装在两根支柱顶端，通过支柱进行支撑；z轴移动机构轴线与y轴移动机构轴线垂直设置，安装台通过转接件固定于y轴移动机构中的滑台上。

3.如权利要求2所述一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构，其特征在于：所述两套x轴移动机构中任意一套上，y轴移动机构上以及z轴移动机构上还安装有编码器与光栅尺；其中，编码器与滚珠丝杠中螺杆的端部同轴固定；光栅尺中标尺光栅固定安装在安装台上，光栅读数头安装在滚珠丝杠中的螺母上。

4.如权利要求1所述一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构，其特征在于：所述力传感器采用梁式力传感器。

5.针对权利要求1所述的一种光纤及铌酸锂晶片气动加压研磨机构的研磨方法，其特征在于：步骤如下：

步骤1：通过夹持机构将两块光纤及铌酸锂晶片夹持固定；并根据研磨要求，通过调整精密旋转台调节光纤及铌酸锂晶片研磨端面法向与研磨机表面法向间的角度；

步骤2：上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置，使夹持机构上的光纤及铌酸锂晶片运动到研磨机上方；同时，放置研磨砂纸到研磨机上；

步骤3：启动空压机向弹簧压出型气缸的缸体内通入定值压强的压缩空气，进而由活塞杆带动夹持机构向上运动；此时，使两个直线轴承位于光轴中部；且弹簧压出型气缸缸体内的复位弹簧运动至弹簧压出型气缸行程的中间位置；

步骤4：上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置中z轴移动机构使夹持机构向下运动，至力传感器测量值减小时，上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置停止；此时，光纤及铌酸锂晶片与研磨机接触；

步骤5:设定研磨机参数，包括研磨转速、研磨时间；随后，启动研磨机；

步骤6：当到达研磨时间后，关闭研磨机；

步骤7：上位机通过运动控制器控制三维空间定位装置中z轴移动机构使夹持机构抬高；

步骤8：关闭空压机，关闭电磁阀，关闭减压阀；

步骤9：将研磨完毕的光纤及铌酸锂晶片由夹持机构上取下。