RU230973U1

RU230973U1 - Polishing device

Info

Publication number: RU230973U1
Application number: RU2024127543U
Authority: RU
Inventors: Борис Сергеевич Степанов; Илья Игоревич Евдокимов
Filing date: 2024-09-18
Publication date: 2024-12-26

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для полировки оптических материалов и может быть использована для полировки стекла, в том числе торцов ферул с оптическими волокнами, с высокой точностью. Устройство содержит основание, на котором размещены установленная с возможностью вращения полировальная платформа, держатель полируемого образца, направляющие держателя полируемого образца, модули линейного перемещения с тензодатчиками и контроллеры. Устройство выполнено с возможностью перемещения держателя полируемого образца по оси, перпендикулярной плоскости вращения полировальной платформы, заданного указанными модулями линейного перемещения в зависимости от изменения прижимного усилия, регистрируемого тензодатчиками. Полировальная платформа содержит на своей поверхности абразивную пленку, соприкасающуюся с плоскостью полируемого образца. Увеличивается точность контроля и быстродействия при управлении прижимным усилием, действующим на полируемый образец. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. The utility model relates to devices for polishing optical materials and can be used for polishing glass, including the ends of ferrules with optical fibers, with high precision. The device comprises a base on which a polishing platform mounted with the possibility of rotation, a holder of a polished sample, guides of the holder of the polished sample, linear displacement modules with strain gauges and controllers are placed. The device is made with the possibility of moving the holder of the polished sample along an axis perpendicular to the plane of rotation of the polishing platform, specified by the said linear displacement modules depending on the change in the clamping force recorded by the strain gauges. The polishing platform contains an abrasive film on its surface, which is in contact with the plane of the polished sample. The accuracy of control and speed of response when controlling the clamping force acting on the polished sample are increased. 2 clauses, 5 figs.

Description

Полезная модель относится к устройству для полировки оптических материалов (например, оптического стекла), в том числе торцов ферул с оптическими волокнами, которое используется для полировки с высокой точностью.The utility model relates to a device for polishing optical materials (for example, optical glass), including the ends of ferrules with optical fibers, which is used for polishing with high precision.

Известно устройство для полировки торцевой поверхности оптического волокна из патента JP2787293B2. Устройство для полировки торцевой поверхности, описанное в данном патенте, содержит секцию для удержания оптического волокна (удерживающая часть), расположенную напротив верхней части полировальной пластины. При этом перемещение полировальной пластины представляет собой комбинацию вращательного движения пластины вокруг центральной оси и вращательного движения пластины вокруг себя. Удерживающая часть имеет подвижное основание для удержания оптического волокна. Основание имеет подвижную опору с возможностью перемещения. На основание действует прижимное усилие, оказываемое спиральными пружинами, установленными в углах удерживающей части. Спиральные пружины имеют конфигурацию, обеспечивающую подачу напряжения на удерживающую часть.A device for polishing the end surface of an optical fiber is known from patent JP2787293B2. The device for polishing the end surface described in this patent comprises a section for holding the optical fiber (the holding part), located opposite the upper part of the polishing plate. In this case, the movement of the polishing plate is a combination of the rotational movement of the plate around the central axis and the rotational movement of the plate around itself. The holding part has a movable base for holding the optical fiber. The base has a movable support with the ability to move. The base is subject to a pressing force exerted by spiral springs installed in the corners of the holding part. The spiral springs have a configuration that provides voltage to the holding part.

Таким образом, торцевая поверхность оптического волокна, закрепленного на удерживающей части с помощью дополнительных элементов, соприкасается с полировальным материалом, таким как полировальная пленка, на полировальной пластине. Поскольку торцевая поверхность оптического волокна контактирует с полирующим материалом, можно прикладывать давление для полировки к торцевой поверхности наконечника из оптического волокна.In this way, the end face of the optical fiber fixed to the holding portion by means of additional members contacts the polishing material such as the polishing film on the polishing plate. Since the end face of the optical fiber contacts the polishing material, it is possible to apply pressure for polishing to the end face of the optical fiber ferrule.

В описанной выше конструкции, поскольку прижимное усилие прикладывается только с помощью спиральных пружин, основание может перемещаться под действием силы реакции на полировку, и давление на полировку может быть нестабильным.In the above structure, since the pressing force is applied only by the coil springs, the base may move due to the reaction force on the polishing, and the pressure on the polishing may be unstable.

В качестве прототипа выбрано устройство для полировки торцевой поверхности наконечника оптического волокна в соответствии с патентным документом US20230039931 (дата приоритета 03.02.2017, МПК B24B19/22; B24B41/06; B24B47/12; G02B6/38).A device for polishing the end surface of an optical fiber tip in accordance with patent document US20230039931 (priority date 03.02.2017, IPC B24B19/22; B24B41/06; B24B47/12; G02B6/38) was selected as a prototype.

Заявленное в данном патентном документе изобретение представляет собой устройство для полировки торца оптоволоконного наконечника путем приложения давления для полировки между полировальной пластиной, приводимой в движение приводным валом для полировки, и оптическим волокном, фиксируемым держателем, при этом устройство для полировки торца оптоволоконного наконечника содержит опорную часть, позволяющую полировальной пластине вращаться относительно оси вращения приводного вала вокруг себя и по окружности; модуль передачи прижимного усилия для передачи движущей силы, выходящей из источника привода прижимного усилия, в качестве движущей силы в осевом направлении перемещения держателя. Заявленная в данном патентном документе конструкция также может содержать датчики контроля прижимного усилия и связанный с ними контроллер для управления им.The invention claimed in this patent document is a device for polishing the end face of an optical fiber tip by applying polishing pressure between a polishing plate driven by a polishing drive shaft and an optical fiber fixed by a holder, wherein the device for polishing the end face of the optical fiber tip comprises a support portion allowing the polishing plate to rotate relative to the rotation axis of the drive shaft around itself and along a circumference; a clamping force transmission module for transmitting a driving force output from a clamping force drive source as a driving force in the axial direction of movement of the holder. The structure claimed in this patent document may also comprise clamping force monitoring sensors and a controller associated with them for controlling it.

Основным недостатком такого устройства является очень сложная конструкция управления держателем, содержащая множество связанных друг с другом элементов, при этом датчики контроля (тензодатчики) располагаются далеко от держателя оптического волокна и связаны с ним через большое количество других элементов, что снижает точность определения прижимного усилия и повышает вероятность ошибок при управлении давлением, действующим на оптическое волокно.The main disadvantage of such a device is a very complex design of the holder control, containing many interconnected elements, while the control sensors (strain gauges) are located far from the optical fiber holder and are connected to it through a large number of other elements, which reduces the accuracy of determining the clamping force and increases the likelihood of errors in controlling the pressure acting on the optical fiber.

Главной технической проблемой известных аналогов является то, что элементы, регулирующие прижимное усилие, передаваемое держателем на полируемый образец, способны перемещать его в осевом направлении только к полировальной платформе (вниз). В таком варианте работы устройства откалываемые от полируемого образца частицы остаются под поверхностью полируемого образца, царапают его полируемую поверхность и ухудшает качество полировки. Для удаления от этих частиц требуются дополнительные специальные устройства и зачастую, остановка работы полировальной установки, что усложняет процесс полировки.The main technical problem of the known analogues is that the elements regulating the clamping force transmitted by the holder to the polished sample are capable of moving it in the axial direction only towards the polishing platform (down). In this version of the device operation, the particles chipped off from the polished sample remain under the surface of the polished sample, scratch its polished surface and worsen the polishing quality. To remove these particles, additional special devices are required and often, the polishing unit stops working, which complicates the polishing process.

Полезная модель направлена на устранение возможности разрушения полируемой поверхности образца с последующим образованием царапин на поверхности отколовшимися частицами полируемого материала.The utility model is aimed at eliminating the possibility of destruction of the polished surface of the sample with the subsequent formation of scratches on the surface by chipped particles of the polished material.

Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью, заключается в увеличении точности контроля и быстродействия при управлении прижимным усилием, действующим на полируемый образец.The technical result achieved by the claimed utility model consists in increasing the accuracy of control and speed of response when controlling the pressing force acting on the polished sample.

Указанный технический результат достигается устройством для полировки, содержащим основание, на котором размещены установленная с возможностью вращения полировальная платформа, держатель полируемого образца, направляющие держателя полируемого образца, модули линейного перемещения с тензодатчиками и контроллеры, отличающимся тем, что оно выполнено с возможностью перемещения держателя полируемого образца по оси, перпендикулярной плоскости вращения полировальной платформы, заданного указанными модулями линейного перемещения в зависимости от изменения прижимного усилия, регистрируемого тензодатчиками, а полировальная платформа содержит на своей поверхности абразивную пленку, соприкасающуюся с плоскостью полируемого образца.The specified technical result is achieved by a polishing device comprising a base on which a polishing platform mounted with the possibility of rotation, a holder of a polished sample, guides of the holder of the polished sample, linear displacement modules with strain gauges and controllers are placed, characterized in that it is designed with the possibility of moving the holder of the polished sample along an axis perpendicular to the plane of rotation of the polishing platform, specified by the specified linear displacement modules depending on the change in the pressing force recorded by the strain gauges, and the polishing platform contains on its surface an abrasive film in contact with the plane of the polished sample.

Под полируемым образцом в заявляемой полезной модели подразумевается любой объемный образец, требующий полировки, например, в виде дисков или параллепипедов, а также образцов неправильной формы из стекол, металлов, керамик, пластиков и других материалов (широкая номенклатура полируемых образов). В предпочтительном варианте исполнения - это образец произвольной формы из оптического материала, например, стекла. Также устройство может использоваться для полировки торцов ферул оптических волокон.The polished sample in the claimed utility model means any volumetric sample requiring polishing, for example, in the form of disks or parallelepipeds, as well as irregularly shaped samples made of glass, metal, ceramics, plastics and other materials (a wide range of polished samples). In the preferred embodiment, this is a sample of arbitrary shape made of optical material, for example, glass. The device can also be used to polish the ends of optical fiber ferrules.

В предпочтительном варианте исполнения полезной модели полировальная платформа расположена с возможностью вращения в горизонтальной плоскости вокруг своей оси и описывания центром ее вращения окружности.In a preferred embodiment of the utility model, the polishing platform is arranged with the possibility of rotation in a horizontal plane around its axis and describing a circle with its center of rotation.

В предпочтительном варианте исполнения полезной модели держатель полируемого образца выполнен с возможностью закрепления на нем плоскопараллельной пластины, задающей плоскость полирования образца. При этом положение плоскопараллельной пластины фиксируется и контролируется в процессе полирования с помощью связанных друг с другом модулей линейного перемещения и тензодатчиков. Подвижные платформы, на которых расположены тензодатчики, двигаются синхронно, сохраняя заданную в начале полирования плоскость плоскопараллельной пластины.In a preferred embodiment of the utility model, the holder of the polished sample is designed with the possibility of fixing a plane-parallel plate on it, which specifies the plane of polishing the sample. In this case, the position of the plane-parallel plate is fixed and controlled during the polishing process using interconnected linear displacement modules and strain gauges. The movable platforms on which the strain gauges are located move synchronously, maintaining the plane of the plane-parallel plate specified at the beginning of polishing.

В предпочтительном варианте исполнения полезной модели модулей линейного перемещения, и, следовательно, закрепленных на них контроллеров, платформ с тензодатчиками и удерживающих платформ установлено по четыре штуки.In a preferred embodiment of the utility model, four linear displacement modules, and, consequently, four controllers, platforms with strain gauges and holding platforms fixed to them, are installed.

Все элементы заявляемой полезной модели выполняются из материалов, обеспечивающих необходимую жесткость конструкции (например, металлических сплавов (алюминия, меди, железа, никеля, хрома, вольфрама, ванадия и др.), стекол и керамик различных составов, пластиков и др.)All elements of the claimed utility model are made of materials that provide the necessary rigidity of the structure (for example, metal alloys (aluminum, copper, iron, nickel, chromium, tungsten, vanadium, etc.), glass and ceramics of various compositions, plastics, etc.)

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано устройство для полировки, вид сбоку.Fig. 1 shows a side view of the polishing device.

На фиг. 2 показан держатель полируемого образца с установленными на нем элементами, вид сверху и вид сбоку в разрезе.Fig. 2 shows a holder of a polished sample with elements mounted on it, a top view and a side view in section.

На фиг. 3 показано устройство для полировки без держателя полируемого образца, вид сверху.Fig. 3 shows a device for polishing without a holder for the polished sample, top view.

На фиг. 4 показан общий рабочий вид установки для полировки, закрепленной на блоке управления полировальной платформой, вид сбоку.Fig. 4 shows the general working view of the polishing unit, fixed on the polishing platform control unit, side view.

На фиг. 5 показан вид сбоку машины для полировки.Fig. 5 shows a side view of the polishing machine.

Устройство для полировки содержит основание 1, на котором размещены и жестко закреплены с помощью метизов (например, винтов) полировальная платформа 2, направляющие держателя полируемого образца 3, модули линейного перемещения 4. Основание 1 выполнено из металлических сплавов, обеспечивающих необходимую жесткость конструкции (сплавы алюминия, меди, железа, никеля, хрома, вольфрама, ванадия и др.).The polishing device comprises a base 1 on which a polishing platform 2, guides for the holder of the polished sample 3, and linear movement modules 4 are placed and rigidly secured using hardware (e.g. screws). The base 1 is made of metal alloys that provide the necessary rigidity of the structure (alloys of aluminum, copper, iron, nickel, chromium, tungsten, vanadium, etc.).

Полировальная платформа 2 содержит на своей поверхности абразивную пленку 5, с которой соприкасается плоскость полируемого образца 6. Полировальная платформа 2 установлена так, что может вращаться в горизонтальной плоскости вокруг своей оси и дополнительно центр ее вращения описывает окружность. Абразивная пленка 5, расположенная на полировальной платформе 2, может быть выполнена из следующих материалов - полимерная, тканевая, резиновая основа, на которую нанесен абразив, содержащий частицы алмаза или сапфира с размерами 0.1-30 мкм.The polishing platform 2 contains on its surface an abrasive film 5, with which the plane of the polished sample 6 comes into contact. The polishing platform 2 is installed so that it can rotate in a horizontal plane around its axis and, in addition, its center of rotation describes a circle. The abrasive film 5, located on the polishing platform 2, can be made of the following materials - a polymer, fabric, rubber base, onto which an abrasive is applied, containing diamond or sapphire particles with dimensions of 0.1-30 μm.

Движение полируемого образца 6 в плоскости, перпендикулярной оси вращения полировальной платформы 2, осуществляется с помощью держателя полируемого образца 7, который выполнен из металлических сплавов, обеспечивающих необходимую жесткость конструкции (сплавы алюминия, меди, железа, никеля, хрома, вольфрама, ванадия и др.). В углах держателя 7 изготовлены посадочные места под направляющие 3, которые обеспечивают фиксацию держателя 7 в направлении, перпендикулярном оси вращения полировальной платформы 2.The movement of the polished sample 6 in the plane perpendicular to the axis of rotation of the polishing platform 2 is carried out with the help of the holder of the polished sample 7, which is made of metal alloys that provide the necessary rigidity of the structure (alloys of aluminum, copper, iron, nickel, chromium, tungsten, vanadium, etc.). In the corners of the holder 7, there are seats for guides 3, which provide fixation of the holder 7 in the direction perpendicular to the axis of rotation of the polishing platform 2.

К держателю 7 с помощью съемного крепления 8 прикреплена каким-либо известным способом съемная пластина 9, представляющая собой металлическую пластину требуемой формы (например, в виде диска), которая предназначена для закрепления плоскопараллельной пластины 10 на держателе 7. Плоскопараллельная пластина 10 задает плоскость полирования образца. Причем местная неплоскостность плоскопараллельной пластины не должна превышать 0.3 мкм, а отклонение от взаимной параллельности рабочих поверхностей съемной и плоскопараллельной пластин не должно превышать 0.5 мкм.A removable plate 9 is attached to the holder 7 by means of a removable fastening 8 in some known manner. The removable plate is a metal plate of the required shape (for example, in the form of a disk), which is intended for fixing the plane-parallel plate 10 on the holder 7. The plane-parallel plate 10 specifies the plane of polishing of the sample. Moreover, the local non-flatness of the plane-parallel plate should not exceed 0.3 μm, and the deviation from the mutual parallelism of the working surfaces of the removable and plane-parallel plates should not exceed 0.5 μm.

К держателю 7 прикреплены четыре удерживающие платформы 11. Для достижения максимальной точности полирования поверхности удерживающих платформ 11 отполированы до уровня шероховатости √Ra0.1 по ГОСТ 2789-73. В рабочем состоянии держатель 7 опирается удерживающими платформами 11 на опорные площадки подвижных платформ 12 с тензодатчиками, которые прикреплены к кареткам модулей линейного перемещения 4, управляющим движением держателя 7.Four holding platforms 11 are attached to the holder 7. To achieve maximum polishing accuracy, the surfaces of the holding platforms 11 are polished to a roughness level of √Ra0.1 according to GOST 2789-73. In the working state, the holder 7 rests with the holding platforms 11 on the support pads of the movable platforms 12 with strain gauges, which are attached to the carriages of the linear displacement modules 4, controlling the movement of the holder 7.

В предпочтительном варианте исполнения полезной модели модулей линейного перемещения 4 установлено четыре штуки. Каждый модуль линейного перемещения 4 оснащен подвижной платформой 12 с балочным одноточечным тензодатчиком резистивного типа; а также контроллером 13, содержащим усилитель сигнала и драйвер шагового двигателя, обеспечивающим разрешающую способность вращения вала до 6400 шагов/оборот. Подвижная платформа 12 с помощью шагового двигателя может линейно перемещаться в осевом направлении вверх и вниз с помощью каретки по винтовому стержню модуля линейного перемещения 4 (на фигурах не обозначены). Шаг резьбы винтового стержня в предпочтительных вариантах - от 0.1 мм, ход каретки в предпочтительных вариантах - от 10 до 500 мм, разрешающая способность линейного перемещения каретки в предпочтительных вариантах - от 0.025 мкм. При вертикальном расположении модулей линейного перемещения 4 и постоянной по направлению действия нагрузки на каретку ошибка позиционирования не превышает 1 мкм. Контроллер 13 принимает сигналы с тензодатчиков и через модули линейного перемещения 4 управляет положением держателя 7, который опирается удерживающими платформами 11 на опорные площадки подвижных платформ 12. Каждый контроллер 13 соединен с блоком управления тензодатчиками и модулями линейного перемещения 14.In the preferred embodiment of the utility model, four linear displacement modules 4 are installed. Each linear displacement module 4 is equipped with a movable platform 12 with a beam single-point resistive strain gauge; as well as a controller 13 containing a signal amplifier and a stepper motor driver providing a shaft rotation resolution of up to 6400 steps/revolution. The movable platform 12 can move linearly in the axial direction up and down using the stepper motor with the help of a carriage along the screw rod of the linear displacement module 4 (not indicated in the figures). The thread pitch of the screw rod in the preferred embodiments is from 0.1 mm, the carriage stroke in the preferred embodiments is from 10 to 500 mm, the resolution of the linear displacement of the carriage in the preferred embodiments is from 0.025 μm. With a vertical arrangement of the linear displacement modules 4 and a constant load on the carriage in the direction of action, the positioning error does not exceed 1 μm. The controller 13 receives signals from the strain gauges and, through the linear displacement modules 4, controls the position of the holder 7, which rests with the holding platforms 11 on the support pads of the movable platforms 12. Each controller 13 is connected to the control unit of the strain gauges and the linear displacement modules 14.

Основание 1 устройства для полирования прикреплено к блоку управления полировальной платформой 15 элементами жесткой фиксации и является узлом жесткого соединения модулей линейного перемещения с блоком управления полировальной платформой 15.The base 1 of the polishing device is attached to the control unit of the polishing platform 15 by rigid fixation elements and is a rigid connection unit of the linear movement modules with the control unit of the polishing platform 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

На начальном этапе полировальная платформа 2 с абразивной пленкой 5 неподвижна и держатель полируемого образца 7 свободной поверхностью плоскопараллельной пластины 10 опирается на рабочую поверхность полировальной платформы 2, а опорные площадки подвижных платформ 12 с тензодатчиками освобождены от нагрузки и располагаются ниже удерживающих платформ 11, закрепленных на держателе 7. Затем каждый модуль линейного перемещения 4 перемещает каретку и, соответственно, опорную площадку подвижной платформы 12 с тензодатчиком вверх до соприкосновения с удерживающей платформой 11. Таким образом, выставляется начальное положение кареток, при котором опорные площадки подвижных платформ 12 касаются удерживающих платформ 11 с околонулевой нагрузкой. Такое расположение кареток является начальным и запоминается контроллером 13.At the initial stage, the polishing platform 2 with the abrasive film 5 is stationary and the holder of the polished sample 7 with the free surface of the plane-parallel plate 10 rests on the working surface of the polishing platform 2, and the support pads of the movable platforms 12 with strain gauges are released from the load and are located below the holding platforms 11 fixed on the holder 7. Then, each linear displacement module 4 moves the carriage and, accordingly, the support pad of the movable platform 12 with the strain gauge upward until they touch the holding platform 11. Thus, the initial position of the carriages is set, in which the support pads of the movable platforms 12 touch the holding platforms 11 with a near-zero load. This arrangement of the carriages is the initial one and is remembered by the controller 13.

Перед началом работы съемная пластина 9 с закрепленной на ней плоскопараллельной пластиной 10 снимаются с устройства. На свободной рабочей грани плоскопараллельной пластины 10 фиксируется полируемый образец 6 с помощью воска, смол или клеев различного состава (плавление воска или смолы осуществляют нагреванием съемной пластины 9). Поверхность плоскопараллельной пластины 10 задает плоскость полирования полируемого образца 6, при этом заданная в начале работы устройства плоскость полирования контролируется с помощью подвижных платформ 12, закрепленных на каретках модулей линейного перемещения 4, которые при работе устройства двигаются синхронно.Before starting work, the removable plate 9 with the plane-parallel plate 10 fixed to it is removed from the device. On the free working face of the plane-parallel plate 10, the polished sample 6 is fixed using wax, resins or adhesives of various compositions (the wax or resin is melted by heating the removable plate 9). The surface of the plane-parallel plate 10 sets the polishing plane of the polished sample 6, and the polishing plane set at the beginning of the device operation is controlled using movable platforms 12 fixed to the carriages of the linear displacement modules 4, which move synchronously during the operation of the device.

Далее съемная пластина 9 с закрепленным на плоскопараллельной пластине 10 полируемым образцом 6 с помощью съемного крепления 8 устанавливается на держатель 7.Next, the removable plate 9 with the polished sample 6 fixed on the plane-parallel plate 10 is installed on the holder 7 using the removable mount 8.

Контроллер 13 управляется с помощью блока управления тензодатчиками и модулями линейного перемещения 14. Работа программы контроллера 13 предусматривает несколько этапов. Подготовительные этапы: установка держателя 7 в параллельном полировальной платформе 2 положении, запрос параметров (начальной и конечной толщины полируемого образца 6, прижимного усилия). Рабочий этап (основной цикл работы): регулирование прижимного усилия путем перемещения держателя 7 с размещенным на нем полируемым образцом 6 в направлениях, перпендикулярных плоскости вращающейся платформы (вверх и вниз), исходя из тензометрических данных, причем перемещение в других направлениях ограничено направляющими 3.Controller 13 is controlled by means of a control unit for strain gauges and linear displacement modules 14. The operation of the program of controller 13 provides for several stages. Preparatory stages: installation of holder 7 in a position parallel to polishing platform 2, request for parameters (initial and final thickness of polished sample 6, clamping force). Working stage (main operation cycle): regulation of the clamping force by moving holder 7 with polished sample 6 placed on it in directions perpendicular to the plane of the rotating platform (up and down), based on strain gauge data, wherein movement in other directions is limited by guides 3.

Благодаря петле обратной связи, реализованной между модулями линейного перемещения 4 и тензодатчиками, прижимное усилие, действующее на полируемый образец, поддерживается на заданном уровне с высокой степенью точности (с шагом 0.01-0.1% от веса держателя 7 с расположенными на нем элементами (на фигурах поз.6, 8, 9, 10)). Блок управления 14 «опрашивает» тензодатчики (в предпочтительном варианте расположенные в 4-6 точках держателя образца с частотой 10-100 Гц, в других вариантах количество тензодатчиков и частота их «опрашивания» может быть любой возможной). В процессе полировки от полируемого образца 6 откалываются частички, которые «застревают» между полируемым образом 6 и полировальной платформой 2. При этом такие частички будут царапать полируемый образец 6, изменяя (увеличивая) нагрузку на поверхность полируемого образца 6 и, следовательно, на держатель 7 и подвижные платформы 12 с тензодатчиками. Изменение нагрузки (прижимного усилия), выявленное на любом из тензодатчиков, в процессе полировки отрабатывается возвращением к заданному в начале полировки значению прижимного усилия за счет движения держателя 7 по вертикальной оси (вверх или вниз). Движение держателя 7 осуществляется при помощи связанных с тензодатчиками модулей линейного перемещения 4, которые двигаются синхронно, сохраняя заданную в начале полировки плоскость держателя 7.Due to the feedback loop implemented between the linear displacement modules 4 and the strain gauges, the clamping force acting on the polished sample is maintained at a given level with a high degree of accuracy (with a step of 0.01-0.1% of the weight of the holder 7 with the elements located on it (in the figures, pos. 6, 8, 9, 10)). The control unit 14 "polls" the strain gauges (in the preferred embodiment, located at 4-6 points of the sample holder with a frequency of 10-100 Hz, in other embodiments, the number of strain gauges and the frequency of their "polling" can be any possible). During the polishing process, particles break off from the polished sample 6 and get stuck between the polished image 6 and the polishing platform 2. In this case, such particles will scratch the polished sample 6, changing (increasing) the load on the surface of the polished sample 6 and, consequently, on the holder 7 and the movable platforms 12 with strain gauges. The change in load (pressure) detected on any of the strain gauges is processed during the polishing process by returning to the value of the pressure force specified at the beginning of polishing due to the movement of the holder 7 along the vertical axis (up or down). The movement of the holder 7 is carried out using linear displacement modules 4 connected to the strain gauges, which move synchronously, maintaining the plane of the holder 7 specified at the beginning of polishing.

На рабочем этапе также приходит в действие блок управления полировальной платформой 15, запускается одновременно два вращательных движения полировальной платформы 2 - вращение полировальной платформы 2 вокруг своей оси и вращение центра такого вращения по окружности, размер которой определяется в соответствии с необходимыми параметрами и задается с помощью блока управления 15. Благодаря такой траектории вращения полировальной платформы 2 и возможности перемещения держателя 7 по оси, перпендикулярной плоскости ее вращения (вверх), откалываемые от полируемого образца 6 частички свободно выходят из-под поверхности полируемого образца 6, предотвращая возможные отклонения точности полирования.At the working stage, the control unit of the polishing platform 15 also comes into operation, two rotational movements of the polishing platform 2 are started simultaneously - rotation of the polishing platform 2 around its axis and rotation of the center of such rotation along a circle, the size of which is determined in accordance with the necessary parameters and is set using the control unit 15. Due to such a rotation trajectory of the polishing platform 2 and the possibility of moving the holder 7 along an axis perpendicular to the plane of its rotation (upward), particles chipped off from the polished sample 6 freely exit from under the surface of the polished sample 6, preventing possible deviations in polishing accuracy.

Прижимное усилие ограничено весом держателя 7, с расположенными на нем элементами, а габаритные размеры полируемого образца 6 ограничены площадью поверхности абразивной пленки 5 с учетом перемещения полировальной платформы 2 и длиной хода каретки модулей линейного перемещения 4.The clamping force is limited by the weight of the holder 7, with the elements located on it, and the overall dimensions of the polished sample 6 are limited by the surface area of the abrasive film 5, taking into account the movement of the polishing platform 2 and the stroke length of the carriage of the linear movement modules 4.

Таким образом прижимное усилие от держателя полируемого образца 7 передается на подвижные платформы 12 через удерживающие платформы 11 и контролируется с помощью тензодатчиков. Такая конструкция обеспечивает более точный контроль прижимного усилия, действующего на полируемый образец 6 с помощью тензодатчиков, и отклонение от взаимной параллельности обрабатываемых поверхностей полируемого образца 6 на величину не более 0.6 мкм по всей площади торцевой поверхности.In this way, the clamping force from the holder of the polished sample 7 is transmitted to the movable platforms 12 through the holding platforms 11 and is controlled using strain gauges. Such a design ensures more accurate control of the clamping force acting on the polished sample 6 using strain gauges, and a deviation from the mutual parallelism of the processed surfaces of the polished sample 6 by a value of no more than 0.6 μm over the entire area of the end surface.

Claims

1. A polishing device comprising a base on which a polishing platform mounted with the possibility of rotation, a holder of a polished sample, guides of the holder of the polished sample, linear displacement modules with strain gauges and controllers are placed, characterized in that it is designed with the possibility of moving the holder of the polished sample along an axis perpendicular to the plane of rotation of the polishing platform, specified by the said linear displacement modules depending on the change in the pressing force recorded by the strain gauges, and the polishing platform contains on its surface an abrasive film in contact with the plane of the polished sample.

2. The device according to item 1, characterized in that the polishing platform is located with the possibility of rotation in a horizontal plane around its axis and describing a circle with its center of rotation.

3. A device according to item 1 or 2, characterized in that the holder of the sample being polished is designed with the possibility of fixing a plane-parallel plate on it, defining the plane of polishing of the sample.