專利名稱：拋光機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種拋光機(jī)，更具體地說涉及一種能夠利用上拋光片和下拋光片拋光工件兩側(cè)(兩面)，例如盆光硅晶片的拋光機(jī)。
背景技術(shù)：
一種傳統(tǒng)的用于拋光工件兩側(cè)例如拋光硅晶片兩側(cè)的拋光機(jī)示于圖16。在圖16中，一下拋光片200和一上拋光片202以預(yù)定的方向旋轉(zhuǎn)。由內(nèi)齒輪204及中心齒輪206驅(qū)動的諸載體208設(shè)置在拋光片200及202之間。在載體208中鉆有諸通孔(圖中未示)，每一通孔中保持著待拋光的工件。保持在通孔內(nèi)的工件的兩側(cè)(兩面)同時由拋光片200及202拋光。
該下拋光片200安裝在一下板209上并與下板209一起旋轉(zhuǎn)。下板209用一軸承212可旋轉(zhuǎn)地安裝在一基底210上。旋轉(zhuǎn)下板209的電動機(jī)214的轉(zhuǎn)矩通過傳動齒輪216及一圓筒形軸217傳送給下板209。
上拋光片202由電動機(jī)224的轉(zhuǎn)矩使之旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)矩由傳動齒輪218及一軸219傳送。內(nèi)齒輪204是通過傳動齒輪220及一圓筒形軸221把電動機(jī)226的轉(zhuǎn)矩加以傳送而得以旋轉(zhuǎn)的。此外，中心齒輪206由電動機(jī)228的轉(zhuǎn)矩使之旋轉(zhuǎn)，電動機(jī)228的轉(zhuǎn)矩是由傳動齒輪222及軸223傳動的。
如圖17所示，多個載體208安裝在下拋光片200上。多個通孔230鉆在每一個載體208上，通孔中容納著要拋光的諸工件。
與內(nèi)齒輪204及中心齒輪206嚙合的齒輪的齒形成在每一載體208的一外邊緣上。通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)齒輪204及中心齒輪206，通過兩齒輪204及206轉(zhuǎn)速差，諸載體208圍繞中心齒輪206回轉(zhuǎn)和作軌道旋轉(zhuǎn)。在通孔230內(nèi)保持著諸工件的諸載體208夾在拋光片200及202之間，然后，拋光片200，202、內(nèi)齒輪204及中心齒輪206各自以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。諸工件隨著載體208圍繞中心齒輪206回轉(zhuǎn)及作軌道運行，以使工件的兩側(cè)能同時被拋光。
然而，在圖16及圖17所示的拋光機(jī)中，每一個載體208都是在自己的軸線上回轉(zhuǎn)的，從而使載體208的內(nèi)部的周緣速度與外部的周緣速度不同。此外，保持載體208的通孔230內(nèi)的工件也是回轉(zhuǎn)的，所以工件的內(nèi)部的周緣速度和外部的周緣速度也是不同的。
由于載體208的周緣速度的差別，保持在載體208的內(nèi)部和外部的工件不能夠被均勻地拋光，有時候，在工件中會形成磨損斑點。此外，由于工件的周緣速度的不同，每一工件的內(nèi)部和外部不能被均勻拋光，有時候會有磨損斑點出現(xiàn)在工件上。
由于載體208的齒輪的齒是與內(nèi)齒輪204及中心齒輪206相嚙合的，在其間形成的磨損屑不僅會沾在載體208上而且會沾在拋光片200及202的拋光面上。
為了解決上述缺點，在美國專利6,080,048中揭示了一種經(jīng)改進(jìn)的拋光機(jī)，這種拋光機(jī)能夠拋光工件的兩側(cè)而用不著使載體作回轉(zhuǎn)及軌道運行。這種經(jīng)改進(jìn)的拋光機(jī)示于圖18。
在圖18中，一上拋光片302由一旋轉(zhuǎn)單元304使之旋轉(zhuǎn)，并由一上升單元306使之垂直向上移動。一下拋光片310則由一旋轉(zhuǎn)單元308使之旋轉(zhuǎn)。一載體300夾在拋光片302和310之間、載體300中形成了多個通孔230，每個通孔中保持著工件100。
載體300有多個沿著外邊緣鉆的孔。通過把從載體支架312向上延伸的插入銷316插入孔中，載體300可以安裝在載體支架312上。
載體支架312有一圓周運動機(jī)構(gòu)320。該圓周運動機(jī)構(gòu)320包括從載體支架312的外圓周面向外延伸的4個軸承部分318；分別設(shè)置在軸承部分318上的諸曲軸318；以及，能同步驅(qū)動諸曲軸的驅(qū)動單元340。
每個曲軸包括形成一圓盤的可旋轉(zhuǎn)的偏心臂324；一軸322a，該軸322a與拋光片302及310的軸線平行，其一端安裝在軸承部分318上，另一端偏心地安裝在圓形偏心臂324上。
所述驅(qū)動單元340包括諸軸322b，其一端分別安裝在圓形偏心臂324的中心；各自安裝在軸322b另一端上的諸鏈輪342；與鏈輪342嚙合的一定時鏈(timing chain)；安裝于軸322b之一上的一齒輪346；與齒輪346嚙合的一齒輪350；以及，一使齒輪350旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)348。
在圖18所示的拋光機(jī)中，拋光片302及310由圓周運動圓周運動機(jī)構(gòu)320的馬達(dá)348使之在預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。所以，夾在拋光片302及310之間的載體支架312在包括載體300的一平面內(nèi)作小的圓周運動而不在它自己的軸線上回轉(zhuǎn)。由載體回轉(zhuǎn)而引起的載體和工件100的周緣差速得以避免。
與圖16及17中所示的拋光機(jī)不同，載體300沒有一與內(nèi)齒輪及中心齒輪嚙合的齒輪齒，所以沒有磨屑形成并沾在載體300上。此外，也沒有磨屑沾在拋光片302及310的拋光面上。
然而，在圖18所示的拋光機(jī)中，載體300的中心從拋光片302及3 10的同軸線“L”移動了一個距離“M”。載體300繞線“L”作軌道運行而不繞它自己的軸線回轉(zhuǎn)。載體300的圓形軌道運動的半徑等于軸322a及322b之間的距離(＝“M”)。
由于其中心從線“L”移動一距離“M”的載體300作圓形軌道運動而不回轉(zhuǎn)，保持在載體300的通孔230內(nèi)的諸工件的重心相對于上拋光片302的重心或旋轉(zhuǎn)中心從而就處于不同的位置。相應(yīng)地，從拋光片302及310將不均勻的力加到了諸工件100上，在拋光時，就產(chǎn)生振動，降低了拋光精度。
由于載體300必須比拋光片302及310的拋光面寬，拋光機(jī)的體積必須較大，其制造成本相應(yīng)增加，亦即，通過加大尺寸來提高拋光機(jī)的效率的方法是受到限制的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種體積較小的較緊湊的拋光機(jī)，它能夠把壓力均勻地從上拋光片加在容納在載體諸通孔內(nèi)的諸工件上。
為了解決傳統(tǒng)拋光機(jī)的問題，發(fā)明人通過研究發(fā)現(xiàn)不用使用大的載體也可以改進(jìn)拋光的效率，辦法是將多個小載體夾在上、下拋光片之間，每個小載體具有容納諸工件的諸通孔。
此外，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，載體可以進(jìn)行小的圓周運動而用不著回轉(zhuǎn)，其法是分別獨立地驅(qū)動處于上、下的拋光片之間的載體。通過進(jìn)行小的圓周運動，可以把均勻的壓力從上拋光片加在諸工件上。
為了達(dá)到此目的，本發(fā)明的拋光機(jī)具有如下的結(jié)構(gòu)。
即，拋光機(jī)包括一拋光諸工件上表面的上拋光片；一拋光諸工件下表面的下拋光片；使至少一個拋光片旋轉(zhuǎn)用的裝置；在上拋光片的重心周圍設(shè)置多個載體，該多個載體夾在拋光片之間，每一載體有一通孔，通孔中設(shè)置工件；分別獨立地使載體作圓周運行或擺動運動而不在它們自己的軸線上回轉(zhuǎn)用的裝置(以下簡稱“運行裝置”)；以及控制上述運行裝置用的控制裝置，從而，使被載體保持的諸工件的重心同時移近上拋光片的重心并同時從那里移開，在載體作圓周運動或擺動運動時諸工件重心的移動距離是相等的。
此拋光機(jī)還可以包括使載體繞下拋光片的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行用的裝置，以及包括使兩拋光片作旋轉(zhuǎn)用的旋轉(zhuǎn)裝置。采用這種結(jié)構(gòu)，可以提高拋光工件的精度，諸工件可以在固定的位置或諸固定位置處饋入及取出，而且諸工件可以由一遙控機(jī)械裝置自動地饋入或取出，等等。
另一拋光機(jī)包括一拋光諸工件上表面用的固定上拋光片；一拋光諸工件下表面用的可旋轉(zhuǎn)的下拋光片；使下拋光片旋轉(zhuǎn)的裝置；多個圍繞上拋光片重心設(shè)置并夾在兩拋光片之間的載體，每一載體有一通孔，工件設(shè)置在通孔中；分別獨立地使載體作圓周運動或擺動運動而不用在它們自己的軸線上回轉(zhuǎn)用的裝置；以及，使諸載體繞下拋光片的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動用的裝置；以及，控制上述運行裝置的控制裝置，從而，被載體所保持的諸工件的重心將同時移近上拋光片的重心并可以同時從那里移開，并且在諸載體作圓周運動或擺動運動時，工作重心的移動距離是相等的。
在所述拋光機(jī)中，作圓周或擺動運動的運行裝置可以位于近下拋光片處；以及，分別形成在從下拋光片的外邊緣突伸出的載體的延伸部分中的連接部分可以分別與作圓周或擺動運動的運行裝置的連接件相連接。采用這種結(jié)構(gòu)，載體在作圓周運動或擺動運動時，可以用不著在它們自己的軸線上回轉(zhuǎn)。
在此拋光機(jī)中，下拋光片可以是具有一中心孔的環(huán)形拋光片，一對作圓周或擺動運動的運行裝置可以分別位于接近下拋光片的中心孔的內(nèi)圓周面處及下拋光片的外圓周面處，形成在載體中并處于近下拋光片的內(nèi)圓周面及外圓周面的連接部分可以分別與圓周或擺動運動的運行裝置的連接件相連接。采用這一結(jié)構(gòu)，可以容易地進(jìn)行載體的圓周運動或擺動運動而用不著在它們自己的軸線上回轉(zhuǎn)。
在此拋光機(jī)中，該圓形或擺動運動的運行裝置可以包括諸偏心臂，這些偏心臂鈳以旋轉(zhuǎn)，在每一偏心臂中，與載體連接的連接銷是偏心設(shè)置的；采用這種結(jié)構(gòu)，載體的圓周運動或擺動運動可以容易地進(jìn)行而用不著在它的自己的軸線上回轉(zhuǎn)。
在此拋光機(jī)中，圓周運動或擺動運動的運行裝置可以包括諸偏心臂，這些臂是可旋轉(zhuǎn)的，并且在每一偏心臂中一與載體相連接的第一連接銷是偏心設(shè)置的；以及，諸可擺動的擺動臂，在每一個擺動臂中，一第二連接銷與載體在與第一連接銷離開的位置處與載體相連接。采用此結(jié)構(gòu)，載體可以進(jìn)行擺動運動。
在此拋光機(jī)中，提供給下拋光片的諸載體的圓周運動或擺動運動的相位位可以相同或者提供給下拋光片的可以是載體的一個偶數(shù)以及相鄰載體的圓周運動或擺動運動的相位2位可以位移180°。采用這種結(jié)構(gòu)，均勻的壓力可以從上拋光片加在設(shè)置或容納在諸載體通孔中的諸工件上。
在此拋光機(jī)中，每一個載體可以有多個通孔。此外，每一載體可以形成一菱形或一扇形狀。
在本發(fā)明的此拋光機(jī)中，保持工件的多個載體夾在上拋光件和下拋光件之間，所以，可以用諸小尺寸載體。因此可以使拋光機(jī)的體積緊湊，其尺寸大小可以不受載體的限制。
此外，控制裝置控制著圓周運動及擺動運動的運行裝置，以同時把諸工件的重心移近上拋光片的重心并同時把它們從那里移離，并且當(dāng)載體作圓周運動或擺動運動時，使諸工件重心的移動距離相等。采用此控制，可以把壓力均勻地從上拋光片加到保持或容納在載體的通孔內(nèi)的諸工件上。從而可以改進(jìn)工件的拋光精度。
特別是，當(dāng)使載體繞著下拋光片的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動時，可以進(jìn)一步提高拋光精度。


下面將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的幾個實施例。這些實施例僅僅作為舉例說明本發(fā)明之用。其中，諸附圖為圖1是本發(fā)明的拋光機(jī)的一個實施例的示意圖；圖2A是用于圖1的拋光機(jī)中的載體的正視圖；圖2B是用于圖1的拋光機(jī)中的載體的剖視圖；圖3是用于圖1拋光機(jī)中的圓形或擺動運動的運行裝置之一的剖視圖；圖4是用于圖1拋光機(jī)中的圓形或擺動運動的另一運行裝置的剖視圖；圖5是一從偏心臂延伸部分的部分剖視圖；圖6是提供給下拋光片的載體的平面圖；圖7A及7B是解釋用的視圖，圖中示出了圖6所示諸載體的運動；圖8是用于圖1所示拋光機(jī)中的另一載體的正視圖；圖9A及圖9B是圖8中所示載體的部分剖視圖；圖10是設(shè)置在下拋光片上的其他載體的平面圖；圖11是設(shè)置在下拋光片上的其他載體的平面圖；圖12A及12B是本發(fā)明拋光機(jī)另一實施例的兩平面圖；圖13A及13B是本發(fā)明拋光機(jī)的另一實施例的兩個平面圖；圖14是圖13A及13B所示載體的正視圖；圖15是圖13A及13B所示載體的部分剖視圖；圖16是傳統(tǒng)(已有技術(shù))拋光機(jī)的示意圖；圖17是設(shè)置在已有技術(shù)拋光機(jī)的下拋光片上的載體的正視圖；以及圖18是另一已有技術(shù)拋光機(jī)的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例作詳細(xì)敘述。本發(fā)明的一拋光機(jī)的實施例示于圖1。該拋光機(jī)具有一上拋片10，它以規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)；以及，一下拋光片12，它形成環(huán)形的形狀。該下拋光片12安裝在一下板14上。采用此結(jié)構(gòu)，當(dāng)下板14旋轉(zhuǎn)時下拋光片12隨下板14一起旋轉(zhuǎn)。下板14通過一軸承可旋轉(zhuǎn)地安裝在一基底18上。使下板14旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)24的轉(zhuǎn)矩通過傳動齒輪20及圓筒形軸22傳送到下板14。在圖1中，電動機(jī)24的轉(zhuǎn)矩由一傳送帶傳送給齒輪20。
上拋光片10由電動機(jī)99驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，并由一合適的單元使之垂直移動，例如通過一圓柱形單元使之垂直移動。
在圖1中，保持工件“W”的多個載體安裝在具有一中心孔15的環(huán)形下拋光片12上。如圖2A及2B所示，載體26形成菱形，并由包括玻璃纖維作為增強(qiáng)材料的環(huán)氧樹脂制成。一用以容納和保持工件“W”的通孔28形成在載體26的中心。延伸部分26a從通孔28向左右延伸，它們從中心孔15的內(nèi)邊緣及下拋光片12的外邊緣延伸。在延伸部分26a的外端部分別形成小孔26b。小孔26b用作連接部分，它們與一對使載體26作圓周運動或擺動運動的運行裝置孔及40相連接。
運行裝置30位于近下拋光片12的外圓周面處(見圖1)。如圖3所示，該運行裝置30包括一偏心臂34；一偏心地設(shè)置在偏心臂34的一面上的連接銷32；一旋轉(zhuǎn)軸36，其一端固定在偏心臂34的另一面的中心并插入連同一軸承37一圓筒形殼體35之中；以及，一固定在旋轉(zhuǎn)軸36的另一端的齒輪38。該運行裝置30的連接銷32則插入載體26的小孔26b之一中(見圖2A及圖2B)。
運行裝置40位于近下拋光片12的中心孔15的內(nèi)圓周面處(見圖1)。如圖4所示，該運行裝置40包括一偏心臂44；一偏心地設(shè)置在偏心臂44一面上的連接銷42；一旋轉(zhuǎn)軸46，其一端固定于偏心臂44的另一面的中心處，連同一軸承插入一圓筒形殼體45內(nèi)；以及，一固定于旋轉(zhuǎn)軸46另一端的齒輪48。運行裝置40的連接銷42插入載體26的另一小孔26b中(見圖2A及圖2B)。
如圖5所示，連接銷32(42)從運行裝置30(40)的偏心臂34(44)垂直延伸，它包括一固定于偏心臂34(44)的垂直螺釘31；一可旋轉(zhuǎn)地蓋在垂直螺釘31上的罩蓋件39；以及，一固定于該垂直螺釘上的凸緣33，該凸緣33可以限制罩蓋件39在軸向上的移動。
如圖1所示，為安裝在下拋光片26上的每一載體26提供了一對運行裝置30及40。多個運行裝置30位于近下拋光片12的外圓周面處并沿著其下拋光片12的外邊緣設(shè)置。
運行裝置30的諸齒輪38與一傳動機(jī)構(gòu)50的一齒輪54相嚙合，此傳動機(jī)構(gòu)50把伺服電動機(jī)52的轉(zhuǎn)矩傳送給齒輪38。采用此結(jié)構(gòu)，運行裝置30的偏心臂的旋轉(zhuǎn)方向及速度可以被伺服電動機(jī)52所同步。
多個運行裝置40位于近下拋光片12的中心孔15的內(nèi)圓周面處，并且沿著由其內(nèi)邊緣設(shè)置。
運行裝置40的諸齒輪48通過一傳送機(jī)構(gòu)62及一圓筒形軸64與一齒輪66相嚙合，它把伺服電動機(jī)60的轉(zhuǎn)矩傳送給齒輪48。采用這種結(jié)構(gòu)，運行裝置40的偏心臂44的旋轉(zhuǎn)方向和速度可以被伺服電動機(jī)60所同步。
一第一控制部分96控制伺服電動機(jī)52及60，以使運行裝置30的由齒輪54同步的諸偏心臂34及運行裝置40的由齒輪64同步的諸偏心臂44沿同一旋轉(zhuǎn)方向并以同一旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
圖1中，沿著下拋光片12的外邊緣設(shè)置的多個運行裝置30固定于一板72上，此板72由伺服電動機(jī)70驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)伺服電動機(jī)70啟動后，運行裝置孔與板72一起沿著圓形下拋光片12的外邊緣移動。
沿著下拋光片12的中心孔15的內(nèi)邊緣設(shè)置的多個運行裝置40固定于一板84上，而板84則固定于由伺服電動機(jī)80驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的軸82的一上端上。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)伺服電動機(jī)80被啟動后，運行裝置40與板84一同沿著圓形下拋光片12的內(nèi)邊緣移動。
一第二控制部分98控制伺服電動機(jī)70及80，以使諸載體26作軌道運動。在每一載體中，運行裝置30及40的偏心臂33及44已插入了環(huán)繞下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線的小孔26b中。
在圖1所示的拋光機(jī)中，上拋光片10和下拋光片12是按預(yù)定的方向旋轉(zhuǎn)的，因此，載體26是圍繞下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行，從而可以改進(jìn)載體26所持有的工件“W”的拋光精度。請注意，如果不需要提高拋光精度，則諸載體的軌道運動可以省卻。
在載體26不作軌道運動的拋光情況下，在拋光工作完成后，載體26可以作軌道運動以調(diào)節(jié)載體26的位置。通過調(diào)節(jié)載體26的位置，被拋光的諸工件“W”可以與載體26一起處于預(yù)定的位置，以使被拋光的諸工件“W”可以自動地例如通過一遙控機(jī)械裝置從諸載體26取出，而其他的有待加工的新的諸工件也可以通過如一機(jī)器人的一自動機(jī)構(gòu)，自動置入諸載體26之中。
上拋光片10把壓力加在容納在載體26的通孔中，并被夾在拋光片10及12之間的諸工件“W”上。所以，對應(yīng)于沿下拋光片12的內(nèi)邊緣設(shè)置的運行裝置40的凹部形成在上拋光片10上。
控制部分96控制伺服電動機(jī)52和60，以使運行裝置30的諸偏心臂34及運行裝置40的諸偏心臂44沿同一方向以同一速度旋轉(zhuǎn)。因為運行裝置30及40的偏心臂34及44的連接銷32和42插入每一載體26的小孔26b中，每個載體26可移動，以進(jìn)行小的圓周運動而用不著在自己的軸線上回轉(zhuǎn)。
在圖1所示的拋光機(jī)中，諸載體26安裝在下拋光片12上并安排成圍繞著上拋光片10的重心。每一載體26與每對運行裝置30及40通過將偏心臂34及44的連接銷32和34插入小孔26b而互相連接，并且，從上拋光片10的重心到設(shè)置在諸載體26的通孔28的諸工件的重心的距離是相等的。
第一控制部分96控制伺服電動機(jī)52和60以旋轉(zhuǎn)運行裝置30和40的偏心臂34和44，以使不在自己的軸線上回轉(zhuǎn)的載體26的小的圓周運動可以沿同一方向和以相同的速度運行。
當(dāng)載體26不在自己的軸線上回轉(zhuǎn)而作小的圓周運動時，諸載體26同時移近上拋光片10的重心并且同時移離重心，并且諸載體26的移動距離是相等的，從而使安排在諸載體26上的諸工件“W”的重心可同時移近上拋光片10的重心并同時移離重心，各工件“W”的重心的移動距離是相等的，即從上拋光片10的重心到諸工件“W”的重心的距離始終是相等的。
請注意，電動機(jī)24及25由與控制部分96及98分開的其他控制部分(圖中未示出)所控制。
下面將對安裝在下拋光片12上的5個載體26的工作情況結(jié)合圖6，7A及7B進(jìn)行解釋。
該5個載體26設(shè)置在下拋光片10上并且安排成圍繞上拋光片10的重心周圍。該載體26示于圖2A及2B，諸工件“W”各自安排在通孔28內(nèi)。如圖6所示，運行裝置30及40的偏心臂34及44的連接銷32及42分別插入載體26的小孔26a內(nèi)。由于載體26通過連接銷32及42與運行裝置30及40相連接，從上拋光片10的重心到由載體36保持的諸工件“W”的重心的距離卻是相等的。
通過將上拋光片10向下移動，由載體26保持的諸工件“W”被夾在上拋光件10及下拋光片12之間。當(dāng)電動機(jī)24被啟動后，下拋光片12沿“A”方向旋轉(zhuǎn)，上拋光片10按規(guī)定的方向旋轉(zhuǎn)。
該伺服電動機(jī)52及60被同時啟動以把運行裝置30及40的偏心臂34及44沿同一方向旋轉(zhuǎn)。
由于位于近下拋光片12的外圓周面的運行裝置30的偏心臂34的齒輪38是與被電動機(jī)52驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的齒輪54相嚙合的，偏心臂34沿箭頭所示方向被同步旋轉(zhuǎn)。
由于位于近下拋光片12的內(nèi)圓周面的運行裝置40的偏心臂44的齒輪48是與由電動機(jī)60所驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的齒輪66相互嚙合的，所以諸偏心臂44沿箭頭所示的方向同步旋轉(zhuǎn)。
由于電動機(jī)52及60由第一控制部分96所控制，每一載體26的偏心臂34及44可以沿同一方向以同一速度旋轉(zhuǎn)。
請注意，在圖6所示的例子中，偏心臂34及44沿順時針方向以相同旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)，所以由連接銷32和42與偏心臂34及44相連接的諸載體26可以沿順時針方向作小的圓周運動而不作軌道運行。
例如，與偏心臂34及44相連接的諸載體26都沿順時針方向旋轉(zhuǎn)并且同時向下拋光片12的中心移動(見圖7A)。所以，設(shè)置在諸載體26的通孔28中的諸工件“W”移近環(huán)形下拋光片12的內(nèi)邊緣(見圖7B)。
在把偏心臂34及44沿順時針方向進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)之后，諸載體26沿順時針方向旋轉(zhuǎn)并同時移向下拋光片12的處邊緣，使保持在諸載體26的通孔28中的諸工件“W”移近下拋光片12的外邊緣。
諸載體26的小的、不在它們自己的軸線上回轉(zhuǎn)的圓周運動是同步運行的，所以從上拋光片10的重心到保持在諸載體26的通孔28的諸工件“W”的重心的距離都是相等的。上拋光片10的重心對應(yīng)于下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線。
所以，在拋光片10和12之間對它們進(jìn)行拋光時，可以均勻地把壓力加在諸工件“W”上。
通過均勻地加壓，已有技術(shù)的拋光機(jī)的問題例如拋光不均勻、產(chǎn)生振動、拋光精度低等問題均得到了解決。
在圖1所示的拋光機(jī)中，第二控制部分98控制著伺服電動機(jī)70及80，每一載體26的運行裝置30及40繞著下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行，使保持在載體26的通孔28中的諸工件“W”也圍繞著下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行。所以，拋光片10和12的拋光面的情況不會影響拋光精度，從而諸工件“W”可以高拋光精度地被拋光。
在工件“W”的拋光結(jié)束以后，上拋光片的就停止旋轉(zhuǎn)，然后上拋光片10向上移動以取出工件“W”。在此時，第二控制部分98控制伺服電動機(jī)70及80，每一載體26的運行裝置30和40繞下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行，使諸載體26也繞著下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動。當(dāng)預(yù)定的載體26到達(dá)取出位置時，載體26的軌道運動就停止。
在取出位置取出在預(yù)定載體26中保持著的被拋光好的工件“W”，然后諸載體26再作軌道運動直到下一個保持著工件“W”的載體26到達(dá)取出位置為止。此動作反復(fù)進(jìn)行，直到從諸載體26取出所有工件“W”為止。
在以上的敘述中，上拋光片10及下拋光板12都進(jìn)行旋轉(zhuǎn)以拋光工件“W”。
在另一實施例中，工件“W”可以在不旋轉(zhuǎn)的上拋光片10和旋轉(zhuǎn)的下拋光片12之間被拋光。在這種情況下，當(dāng)拋光工件“W”時，諸載體26必須圍繞下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動。
通過驅(qū)動伺服電動機(jī)70及80，板72和84被旋轉(zhuǎn)，以使諸載體26可以進(jìn)行軌道運動。在此時，第二控制裝置98控制著電動機(jī)70及80，以使每一載體26的運行裝置30及40圍繞下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動。該第二控制部分98也控制著板72和84的旋轉(zhuǎn)速度。
通過在拋光時使保持著工件“W”的諸載體26作軌道運動，上拋光片10不需要旋轉(zhuǎn)，所以，可以省卻旋轉(zhuǎn)上拋光片10的裝置99，亦即，可以簡化拋光機(jī)的結(jié)構(gòu)。
圖2A及2B中所示的載體26是由包括玻璃纖維作為增強(qiáng)劑的環(huán)氧樹脂制成的。如上所述，延伸部分26a是從通孔28左右延伸的，小孔26b分別形成在延伸部分26a上。
為了使諸載體26便于被操作，載體26做得薄而輕。然而，如果連接銷32及43插入簿載體的小孔26b而偏心臂34及44旋轉(zhuǎn)時，小孔26b的內(nèi)邊緣有時會被連接銷32及42損壞，或者連接銷32和42的外圓周面有時會被小孔26b的內(nèi)邊緣所損壞。為了解決這個問題，具有通孔25a，其直徑等于小孔26b直徑的一加強(qiáng)板25可以貼在載體26上(見圖8及圖9A)。通過該加強(qiáng)板25，小孔26b的內(nèi)邊緣可以被加強(qiáng)，以使它們不會被穿過的連接銷32及42所損壞。
因為連接銷32和42的外圓周面接觸小孔26b的內(nèi)圓周面及通孔25a，接觸兩面的震動可以被分散，從而可防止小孔26b的內(nèi)邊緣及連接銷32及42的外圓周面受到損傷。
此外，如圖9B所示，接觸連接銷32(或42)的小孔26b及通孔25a的內(nèi)圓周面可以通過在孔26b及25a中插入和固定圓柱形件27a而使之加強(qiáng)或增強(qiáng)，在圖9B所示的例子中，其通孔25a是一陰螺釘孔的增強(qiáng)板25是預(yù)先置于載體26的上表面上的。該圓柱形件27a從凸緣部分27b向上延伸，一陽螺釘形成在其外圓周面上。該圓柱形件27a從載體26的底側(cè)插入小孔25a以及與加強(qiáng)板25的陰螺釘孔25a擰合。采用這種結(jié)構(gòu)，小孔26b的內(nèi)表面及內(nèi)邊緣可以被增強(qiáng)。
在圖6，圖7A及7B的拋光機(jī)中，在下拋光片12上設(shè)置的是奇數(shù)的載體26。另一方面，在圖10所示的拋光機(jī)中，在下拋光片12上設(shè)置的是偶數(shù)的載體。在此例子中，每一載體26也需要一對運行裝置30及40。
在圖10中，諸載體26的小圓周運動的相位位是相同的。另一方面，在圖11所示的拋光機(jī)中，相鄰諸載體26的圓周運動的相位位移180°。因為設(shè)置的是偶數(shù)的載體26，其圓周運動的相位是互相相同的諸載體26是交替設(shè)置的。采用此結(jié)構(gòu)，諸載體26可以互相平衡。此外，在此例子中，從上拋光片10的重心到其圓周運動相位是相同的載體26中的諸工件“W”的重心的距離是相等的。上拋光片10的重心對應(yīng)于下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線。
在圖1-11所示的每一拋光機(jī)中，設(shè)置在下拋光片12上的諸載體26都進(jìn)行小的圓周運動。沿著下拋光片12的中心孔15的內(nèi)邊緣設(shè)置的運行裝置40都應(yīng)該為每一載體26設(shè)置，所以，如果載體26的數(shù)目增加，中心孔15必須加寬以便可以在其中設(shè)置其數(shù)量加多的運行裝置40。然而，上拋光片10及下拋光片12必須具有規(guī)定面積的拋光面，所以，拋光片10及12隨著中心孔15的增寬必須具有大的面積。為了包括大的拋光片10及12，拋光機(jī)的尺寸必須較大。
為了解決這一問題，圖12A中的拋光機(jī)在下拋光片12的中心孔15中設(shè)置了一擺動機(jī)構(gòu)76。與在中心孔15中具有多個運行裝置40的拋光機(jī)不同，此中心孔15可以具有較小的尺寸。
沿“B”方向擺動的多個擺動臂77包括在擺動機(jī)構(gòu)76中。擺動臂77的數(shù)目與設(shè)置在下拋光片12上的載體26的數(shù)目是相等的。插入載體26中的小孔26b中的每一個第二連接銷79各自提供給諸擺動臂77的前端。
多個運行裝置30沿下拋光片12的外邊緣設(shè)置。每一運行裝置30與每一載體26以及前述實施例相對應(yīng)。
通過調(diào)節(jié)擺動臂77的擺動速度以及偏心臂34的旋轉(zhuǎn)速度，可以執(zhí)行諸載體26的擺動運動。
當(dāng)容納在通孔28中的諸工件“W”的位置接近于沿方向“A”旋轉(zhuǎn)的下拋光片12的外邊緣時(見圖12A)，運行裝置30的偏心臂34沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，擺動機(jī)構(gòu)76的擺動臂77沿順時針方向轉(zhuǎn)動，此時，被載體26保持的諸工件“W”向中心孔15移動，并且同時沿順時針方向移動。當(dāng)擺動臂77的順時針轉(zhuǎn)動停止時，諸工件“W”處于接近下拋光片12的中心孔15的內(nèi)邊緣處(見圖12B)。
然后，擺動機(jī)構(gòu)76的擺動臂77沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，而偏心臂34繼續(xù)沿順時針方向。當(dāng)擺動臂77的逆時針方向的轉(zhuǎn)動停止時，諸工件“W”位于近下拋光臂12的外邊緣處(見圖12A)。
因為諸載體26是同步移動的，從上拋光片10的重心到保持在諸載體26的通孔28的諸工件“W”的重心是相等的，上拋光片10的重心對應(yīng)于下拋光片12的旋轉(zhuǎn)軸線(見圖12A及12B)。
所以，來自拋光片10的壓力可以均勻地加到在拋光片10和12之間被拋光的諸工件“W”上。
在上述諸實施例上，載體26形成菱形，但它也可以形成扇形(見圖13A及13B)。
在圖13A中，保持在諸扇形載體26的通孔28中的諸工件“W”位于近下拋光片12的外邊緣處；在圖13B中保持在諸扇形載體26的通孔28中的諸工件“W”位于近下拋光片12的內(nèi)邊緣處。請注意，在圖13A及13B中，諸結(jié)構(gòu)件所使用的符號與示于圖1-12B中的是相同的，因此，對它們的解釋將被省略。
扇形載體26的放大視圖示于圖14。容納工件“W”的通孔28形成在中心部分。小孔26b形成在沿著扇形形體26的一內(nèi)邊緣及一外邊緣上。
示于圖15的連接銷32分別插入沿著外邊緣設(shè)置的小孔26b之內(nèi)，該連接銷32設(shè)置在沿著載體26的外邊緣設(shè)置的一箍帶狀件58上。該連接銷32對應(yīng)于沿著載體26的外邊緣設(shè)置的小孔26b。
如圖15所示，箍帶狀件58的截面成L形并固定于一圓盤56上，該圓盤用一軸承56b可旋轉(zhuǎn)地裝在一銷55上。該銷55偏心地設(shè)置在圓形偏心臂34上。
如圖14所示，諸連接銷42分別插入沿內(nèi)邊緣設(shè)置的小孔26b中。這些連接銷42提供給一箍帶狀件59，這些連接銷沿著載體26的內(nèi)邊緣設(shè)置。諸連接銷42對應(yīng)于沿著載體26的內(nèi)邊緣設(shè)置的小孔26b。箍帶狀件59的截面呈L形，并固定于一圓盤57，此圓盤57用一軸承可施轉(zhuǎn)地安裝在銷上，銷偏心地設(shè)置在圓形偏心臂44上。
在圖13A-15中的具有扇形載體26的拋光機(jī)中，當(dāng)偏心臂34及44以相同的速度沿順時針方向旋轉(zhuǎn)時(見圖6-7B)，由箍帶狀件58及59的連接銷32連接的載體26沿順時針方向進(jìn)行小的圓周運動而不作軌道運動。
由于連接銷32及42插入沿載體26的內(nèi)、外邊緣設(shè)置的小孔26b中，外力通過連接銷32及42加在載體26上，因此外力被分散。所以和與一連接銷32以及一連接銷42嚙合的載體26不同，可以防止載體26受損傷；沒有為小孔26b提供增強(qiáng)裝置25(見圖8-9B)，當(dāng)然增強(qiáng)裝置25也可以使用以使載體26得到進(jìn)一步增強(qiáng)。
在不離開本發(fā)明的構(gòu)思精神產(chǎn)基本特點的情況下，本發(fā)明還可以以其他形式加以實施。因此本發(fā)明以上的實施例在所有方面都僅作為舉例說明本發(fā)明之用，本發(fā)明絕不限于上述實施例。本發(fā)明的范圍應(yīng)如所附權(quán)利要求所述而不是由以上的敘述來確定，因此，所有屬于權(quán)利要求書的意義之內(nèi)以及其等效范圍內(nèi)的變化和改變均擬包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種拋光機(jī)，它包括一拋光諸工件上表面的上拋光片；一拋光諸工件下表面的下拋光片；使至少兩拋光片之一的拋光片旋轉(zhuǎn)用的裝置；多個設(shè)置在所述上拋光片重心周圍及夾在上、下拋光片之間的載體，每一載體具有容納工件的一通孔；分別獨立地使諸所述載體作圓形或擺動運動而不在它們自己的軸線上作回轉(zhuǎn)的運行裝置；控制所述運行裝置的控制裝置；從而，由諸載體的保持的諸工件的重心同時移近于所述上拋光片的重心處并同時從所述上拋光片移開，當(dāng)諸所述載體作圓形或擺動運動時諸工件的重心移動距離是相等的。
2.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，它還包括使諸所述載體繞所述下拋光片的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運行用的裝置，其中所述旋轉(zhuǎn)裝置使上下兩拋光片作旋轉(zhuǎn)運動。
3.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，所述運行裝置位于近下拋光片處，并且，分別形成在從下拋光片的外邊緣突伸出的諸載體的延伸部分的連接裝置分別與所述運行裝置的連接件相連接。
4.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，所述下拋光片具有環(huán)形形狀并具有一中心孔；一對運行裝置分別位于近下拋光片的中心孔的一內(nèi)圓周面及所述下拋光片的外圓周面處；以及形成在諸載體中以及位于近所述下拋光片的內(nèi)圓周面和外圓周面處的諸連接件分別與所述運行裝置的連接件相連接。
5.如權(quán)利要求1所述拋光機(jī)，其中，所述運行裝置包括可旋轉(zhuǎn)的偏心臂，在每一偏心臂中偏心地設(shè)置一與所述載體連接的連接銷。
6.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，所述運行裝置包括可旋轉(zhuǎn)的偏心臂，在每一偏心臂上偏心地設(shè)置著一與所述載體連接的第一連接銷；以及，可擺動的諸擺動臂，在每一擺動臂上在與第一連接銷離開的位置處設(shè)置著與所述載體相連接的一第二連接銷。
7.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，提供給所述下拋光片的諸所述載體的圓周或擺動運動的相位都是相同的。
8.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，為所述下拋光片提供著偶數(shù)的諸載體，以及，所述相鄰的諸載體的圓周或擺動運動位移180°。
9.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，每一載體有多個通孔。
10.如權(quán)利要求1所述的拋光機(jī)，其中，每一載體都形成環(huán)形或扇形。
11.一種拋光機(jī)，它包括用于拋光諸工件的上表面的一固定的上拋光片；一可旋轉(zhuǎn)的下拋光片，用于拋光諸工件的下表面；用于旋轉(zhuǎn)所述下拋光片的裝置；設(shè)置在上拋光片重心周圍并夾在所述上、下拋光片之間的多個載體，每一載體具有容納工件的通孔；用以分別獨立地運行諸載體的圓形或擺動運動而不在自己的軸線上回轉(zhuǎn)的裝置；使諸載體繞所述下拋光片的旋轉(zhuǎn)軸線作軌道運動的裝置；以及控制所述運行裝置的控制裝置；從而，被諸載體保持的諸工件的重心可同時移近上拋光片的重心以及同時從那里移開，當(dāng)諸所述載體作圓周或擺動運動時所述諸工件的重心的移動距離是相等的。
12.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，所述運行裝置位于近所述下拋光片處，以及，分別形成在從所述下拋光片的一外邊緣突伸出的諸載體的延伸部分處的連接部分分別與所述運行裝置的連接件相連接。
13.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，所述下拋光片有一環(huán)形形狀并具有一中心孔，一對所述的運行裝置分別位于近述下拋光片的中心孔的內(nèi)圓周面及一所述下拋光片的外圓周面處；以及，形成在所述諸載體中并位于近所述下拋光片的內(nèi)圓周面及外圓周面的連接部分分別與所述運行裝置的連接件相連接。
14.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，所述運行裝置包括可旋轉(zhuǎn)的諸偏心臂，在每一偏心臂中偏心地設(shè)置一與載體相連接的連接銷。
15.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，所述運行裝置包括可旋轉(zhuǎn)的諸偏心臂，在每一偏心臂中偏心地設(shè)置一與載體相連接的第一連接銷，以及，可擺動的諸擺動臂，在每一擺動臂中在與所述第一連接銷離開的位置上有一第二連接銷與所述載體相連接。
16.如權(quán)利要求11的所述的拋光機(jī)，其中，所述提供給所述下拋光片的所述諸載體的圓周或擺動運動的相位都是相同的。
17.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，提供給所述下拋光片的是偶數(shù)的載體，以及，所述相鄰諸載體的圓周或擺動運動的相位約位移180°。
18.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，每一載體有多個通孔。
19.如權(quán)利要求11所述的拋光機(jī)，其中，每一載體形成為一菱形或一扇形形狀。
全文摘要
本發(fā)明拋光機(jī)可以均勻地把壓力從上拋光片施加到容納在載體通孔中的工件之上。該拋光機(jī)包括多個圍繞上拋光片的重心設(shè)置并夾在拋光片之間的載體。不繞自己的軸線回轉(zhuǎn)的載體的圓周運動是分別獨立地進(jìn)行的。諸載體的承載的諸工件的重心同時移近上拋光片的重心也同時從重心處移開，且諸工件重心所移動的距離是相等的。
文檔編號B24B37/28GK1488470SQ0315778
公開日2004年4月14日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者守屋紀(jì)彥, 樹, 神田智樹, 實, 小林拓實, 鍛治倉惇 申請人:不二越機(jī)械工業(yè)株式會社