專利名稱：研磨裝置和研磨方法
上述磨料片與柄部還可為整體式，磨料片上做出有突出的與工件絕緣 的絕緣磨料。上述磨料片為單層或多層，并通過負(fù)脈沖反電解的方式去除粘附在磨 料片上的金屬屑；上述柄部的中部做出為以便向加工區(qū)域供給電解液的空 心結(jié)構(gòu)。本發(fā)明使用上述電化學(xué)機(jī)械復(fù)合電極鉆的加工裝置，包括能讓復(fù)合電 極鉆整體實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)可控的高速自旋運(yùn)動的機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、加工 電源、電解液供給系統(tǒng)，其中加工電源的負(fù)極和正極分別與復(fù)合電極鉆的 電極片及工件連接，加工電源的內(nèi)部包含有相應(yīng)的電源控制系統(tǒng)，電源控 制系統(tǒng)與控制系統(tǒng)連接，上述機(jī)械運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括陶瓷軸承高速電主軸、旋 轉(zhuǎn)接頭、通過控制系統(tǒng)能使工件和復(fù)合電極鉆進(jìn)行復(fù)雜的相對運(yùn)動的工作 臺、電解液槽，其中陶瓷軸承髙速電主軸為空心結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)接頭裝設(shè)在陶 瓷軸承高速電主軸的下端，復(fù)合電極鉆的柄部夾持在裝設(shè)于陶瓷軸承高速 電主軸的夾頭上，復(fù)合電極鉆的電極片通過電刷系統(tǒng)與加工電源的負(fù)極連 接，電解液槽裝在工作臺的下部，電解液槽通過其底部所設(shè)的回收孔及管 道與電解液供給系統(tǒng)連接，工件的旁側(cè)設(shè)有與電解液供給系統(tǒng)連接的噴嘴。上述工作臺上裝設(shè)有X軸運(yùn)動導(dǎo)軌、Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌、Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌，其 中電主軸裝設(shè)在Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌上，Z軸運(yùn)動導(dǎo)軌固定在X軸運(yùn)動導(dǎo)軌上，X 軸運(yùn)動導(dǎo)軌支承在Y軸運(yùn)動導(dǎo)軌上。上述加工電源的加工電流通過石墨電刷從電主軸的下端導(dǎo)入加工的區(qū) 域，門架釆用大理石結(jié)構(gòu)，電解液槽釆用耐腐蝕的材料制作，并且和機(jī)床主 體絕緣。本發(fā)明復(fù)合電極鉆的刃部由于采用包括有突出柄部的若干電極片和磨 料片的結(jié)構(gòu)，在加工時(shí)，電能通過復(fù)合電極鉆的電極片對工件進(jìn)行電加工， 同時(shí)，復(fù)合電極鉆的磨料片對工件進(jìn)行磨削加工，其中電加工的形式主要


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是磁性轉(zhuǎn)彎導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3的A-A處斷面圖。圖中，滑輪l,支撐滑架2，齒條3,減速箱4，驅(qū)動齒輪5，驅(qū)動電機(jī)6， 橫梁7,導(dǎo)軌8，標(biāo)尺9,絲杠IO，支架ll,立式銑頭12，軸承箱13,夾具"， 工件15,工作臺16,導(dǎo)軌槽17。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖l、 2所示，磁性轉(zhuǎn)彎導(dǎo)軌專用銑床，包括工作臺16、支撐滑架2、軸承 箱13、立式銑頭機(jī)構(gòu)、工作臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)。工作臺16呈扇形或圓形，其圓心安裝 于軸承箱13中心，圓弧邊底面支承于支撐滑架2頂端的滑輪1上；所述立式銑 頭機(jī)構(gòu)包括橫梁7、支架11、立式銑頭12、導(dǎo)軌8、絲杠10、標(biāo)尺9,橫梁7 兩端固定于支架ll上，橫梁7 —側(cè)面安裝有導(dǎo)軌8、絲杠IO，立式銑頭12安 裝于導(dǎo)軌8上；所述工作臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)6、減速箱4、驅(qū)動齒輪5、 齒條3,齒條3安裝于工作臺16底面，與驅(qū)動齒輪5呈嚙合狀態(tài)。圖3、 4所示，該專用銑床即用來加工磁性轉(zhuǎn)彎導(dǎo)軌的弧形導(dǎo)軌槽17。該磁性轉(zhuǎn)彎導(dǎo)軌為塑料件，加工時(shí)，將工件15放置于工作臺16上的加工 區(qū)域，用夾具14固定，調(diào)節(jié)立式銑頭12高度、橫向距離，使得立式銑頭12銑 刀處于工件欲加工弧形導(dǎo)軌的對應(yīng)位置，開啟立式銑頭12后，開啟工作臺驅(qū)動 電機(jī)6，通過驅(qū)動電機(jī)6的正反轉(zhuǎn)，使工作臺16及工件15繞軸承箱13中心作 圓周往返運(yùn)動，加工出弧形導(dǎo)軌槽17;加工多道弧形導(dǎo)軌槽時(shí)，對照標(biāo)尺9通 過絲杠10調(diào)節(jié)立式銑頭12在導(dǎo)軌8上的橫向距離，加工出多道次不同半徑弧 形導(dǎo)軌槽的磁性轉(zhuǎn)彎導(dǎo)軌。體的偏位角。通過該保持構(gòu)件的偏位角的改變，能夠可靠地使工件均勻地與 研磨構(gòu)件上的平坦的研磨面接觸。當(dāng)研磨構(gòu)件沿著平坦的容置面進(jìn)給時(shí)，在 工件上可高精度地形成倒棱?？煞乐乖摴ぜa(chǎn)生微裂紋和碎裂。而且，如果 研磨構(gòu)件僅沿著一個方向移動，則產(chǎn)生微裂紋和碎裂的可能性將顯著地降 低。此外，由于進(jìn)給機(jī)構(gòu)能夠使研磨構(gòu)件運(yùn)動，因而提高了研磨加工的效率。在該研磨裝置中，細(xì)長的保持面可相對于平坦的研磨面以預(yù)定的傾斜角 度傾斜。球形容納體可連接到支撐構(gòu)件上，以便以與前述的研磨裝置相同的 方式，沿著垂直于包括平坦的研磨面的假想的平面的方向相對運(yùn)動。該研磨 裝置可進(jìn)一步包括檢測器，用于檢測保持構(gòu)件的圍繞球形容納體的角度的變 化。容置支撐件的平坦的容置面可限定在非彈性體上。根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供了一種研磨方法，包括將保持構(gòu)件設(shè)定 在球形容納體上，以改變保持構(gòu)件的偏位角，從而使工件邊緣與平坦的研磨 面接觸，保持構(gòu)件限定出與平坦的研磨面相對的、細(xì)長的保持面，以用于保 持工件；以及通過工件和平坦的研磨面之間沿一個方向上的相對運(yùn)動而對該 工件的邊緣進(jìn)行研磨加工。在該研磨方法中，細(xì)長的工件附著于與平坦的研磨面相對的、細(xì)長的保 持面上。保持構(gòu)件支撐在球形容納體上，以改變保持構(gòu)件的圍繞該球形容納 體的偏位角。通過保持構(gòu)件的偏位角的改變，能夠可靠地使工件均勻地與平 坦的研磨面接觸。當(dāng)在工件和平坦的研磨面之間產(chǎn)生相對運(yùn)動時(shí)，可在工件 上高精度地形成倒棱?？煞乐乖摴ぜa(chǎn)生微裂紋和碎裂。另外，如果工件在 平坦的研磨面上僅沿著一個方向移動，則產(chǎn)生微裂紋和碎裂的可能性將顯著 地降低。該工件限定出從一個方向上的邊緣延伸的第一表面，該第一表面具有 第一表面粗糙度；以及從另一個方向上的邊緣延伸的第二表面，該第二表面 具有小于該第一表面粗糙度的第二表面粗糙度。在此情況下，在平坦的研磨 面和工件的相對運(yùn)動期間，第二表面跟隨第一表面。由于在平坦的研磨面和 工件的相對運(yùn)動期間，第一表面在第二表面前面，可防止該工件產(chǎn)生微裂紋 和碎裂?？筛鶕?jù)檢測到的保持構(gòu)件的圍繞球形容納體的角度變化來確定工件 的研磨量。平坦的研磨面可限定在非彈性體上。根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提供了一種固定工件的方法，包括在限定在焊對象物3的熱容量開始調(diào)整對象區(qū)段12的熱容量的時(shí)刻不限于軟釬焊對象物3送入對象 區(qū)段12的時(shí)刻。圖1中，將處理用的區(qū)段即利用回流進(jìn)行軟釬焊處理的區(qū)段(下面稱為對象區(qū)段)作 為區(qū)段12，將位于對象區(qū)段12的前段的區(qū)段L作為前區(qū)段L進(jìn)行說明。軟釬焊對象物3 裝載于傳送帶3上通過前區(qū)段li送至對象區(qū)段12。實(shí)施方式的軟釬焊裝置如圖1所示包括位置運(yùn)算部4、熱容量運(yùn)算部5、以及溫度管 理部6。位置運(yùn)算部4根據(jù)在互相連通的處理用的多個區(qū)段L、 12、 13、…L內(nèi)依次傳送軟釬焊 對象物3的傳送帶2的動作信息，計(jì)算出軟釬焊對象物3的位置。位置運(yùn)算部4如專利文 獻(xiàn)3所示，通過與傳送帶的動作量同步對脈沖計(jì)數(shù)器所發(fā)出的脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來測定區(qū) 段L、 12、 13、…ln內(nèi)軟釬焊對象物3的位置。另外，位置測定部4也可以為專利文獻(xiàn)3 所述的方式以外的方式，例如用設(shè)置于各區(qū)段的位置傳感器計(jì)算出軟釬焊對象物3的位置。熱容量運(yùn)算部5計(jì)算出送入?yún)^(qū)段的所述軟釬焊對象物的熱容量。具體說明的話，熱容 量運(yùn)算部5根據(jù)送入軟釬焊對象物3的對象區(qū)段12和位于對象區(qū)段12前段的前區(qū)段L兩者 間的溫度差、軟釬焊對象物3的寬度尺寸比(L/Lmax)、以及成為調(diào)整對象區(qū)段12的熱容量 用的閾值的系數(shù)這三者的乘積，計(jì)算軟釬焊對象物3的熱容量。下面利用算式作具體的說明。以傳送帶2為中心將前區(qū)段l,和對象區(qū)段12內(nèi)分成上下 兩部分，令對象區(qū)段l2內(nèi)的上部l2a的溫度設(shè)定值為X，前區(qū)段li內(nèi)的上部L的溫度設(shè)定 值為X'，對象區(qū)段12內(nèi)的下部l2b的溫度設(shè)定值為X"。熱容量運(yùn)算部5如圖4所示，根據(jù)式(1)求出所存儲的傳送帶2的最大寬度尺寸L, 與熱容量運(yùn)算時(shí)的傳送帶2所輸送的軟釬焊對象物3的寬度尺寸L的寬度尺寸比。寬度尺 寸LnM同寬度尺寸L的寬度尺寸比示出軟釬焊對象物3的大小相對于對象區(qū)段12的比值。L/L咖…(1)圖4中，傳送帶2的最大寬度尺寸L皿和軟釬焊對象物3的寬度尺寸L 一致的情況下， 即傳送帶2的寬度固定的情況下，軟釬焊對象物3的寬度尺寸比L/L max為"1"。另外， 傳送帶2的寬度尺寸可隨軟釬焊對象物3的寬度尺寸而有相應(yīng)調(diào)整的情況下，軟釬焊對象 物3的寬度尺寸比可按L/L M的形式表示。另外，以上說明中，以傳送帶2的寬度尺寸 為基準(zhǔn)設(shè)定軟釬焊對象物3的寬度尺寸比，但并不限于此。也可以將對象區(qū)段12接受軟釬 焊對象物3的送入口的寬度尺寸作為基準(zhǔn)，代替?zhèn)魉蛶?的寬度尺寸來設(shè)定軟釬焊對象物 3的寬度尺寸比。這種情況下，對象區(qū)段l2的送入口的最大寬度尺寸L ,和軟釬焊對象物圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的研磨裝置11。研磨裝置11包括基座12?；?2包括限定出平坦的表面的基座本體13。基座本體 13由非彈性體，即金屬物質(zhì)制成。在基座本體13的平坦的表面上結(jié)合研磨 片14。研磨片14包括附著在樹脂片上的研磨顆粒。研磨顆粒例如由氧化鋁 制成。例如利用酒精溶液將研磨片14牢固結(jié)合到基座本體13的平坦的表面 上。在研磨片14表面上限定出平坦的研磨面15。由于基座本體13由金屬物 質(zhì)制成，因此平坦的研磨面15被限定在非彈性體上?？梢苿訅K16設(shè)在研磨片14的后方?？梢苿訅K16包括連接到導(dǎo)軌17上 的塊本體18。導(dǎo)軌17沿基座本體13的縱向延伸。塊本體18設(shè)計(jì)為在基座 本體13的縱向上沿著導(dǎo)軌17移動。塊本體18平行于平坦的研磨面15移動。 在塊本體18上形成有突起19。該突起19從該塊本體18的表面豎直伸出。 操作者可用手指按壓突起19以沿著縱向移動塊本體18。導(dǎo)軌17和塊本體 18構(gòu)造為所謂的LM (線性運(yùn)動)導(dǎo)軌。在基座本體13上的塊本體18的移動路徑上設(shè)置一對止動銷21。止動銷 21由彈性體制成。該彈性體可連接在從基座本體13的表面豎直伸出的支撐 柱上。靠近研磨片14的止動銷21設(shè)計(jì)為擋住塊本體18的前端以限制塊本 體18的向前運(yùn)動。遠(yuǎn)離研磨片14的止動銷21設(shè)計(jì)為擋住塊本體18的后端。 因而限制塊本體18的向后運(yùn)動。止動銷21用于將塊本體18的縱向運(yùn)動限 制在預(yù)定的范圍內(nèi)。在塊本體18上設(shè)置支撐單元22，用以支撐保持構(gòu)件23。保持構(gòu)件23 包括從可移動塊16向前延伸的塊構(gòu)件24。在塊構(gòu)件24的表面上連接有反射 鏡25。反射鏡25限定出反射表面。塊構(gòu)件24的前端連接有夾具26。在夾 具26和塊構(gòu)件24的前端之間夾持有保持塊27。螺桿28提供緊固力，以便 將保持塊27固定地保持在夾具26和塊構(gòu)件24之間。螺桿28旋入塊構(gòu)件24 中。保持塊27在與基座本體13的縱向方向垂直的橫向方向上沿著研磨片14 的平坦的研磨面15伸長。保持塊27的底部安放在平坦的研磨面15上。檢測器，即自準(zhǔn)直儀29與反射鏡25相對。自準(zhǔn)直儀29可支撐在支撐 臂上。支撐臂例如可固定在基座本體13上。自準(zhǔn)直儀29包括將激光束發(fā)射 到反射鏡25的光源。所發(fā)射的激光束在反射鏡25上反射。反射的激光束被 提供到與自準(zhǔn)直儀29相結(jié)合的CCD傳感器。反射鏡25的傾斜將在反射光的角度和發(fā)射光的角度之間產(chǎn)生移位。CCD傳感器設(shè)計(jì)為基于反射光的角度和發(fā)射光的角度之間的移位來檢測反射鏡25或保持構(gòu)件23的角度的變化。如圖2中所示，在塊構(gòu)件24的下表面上形成底孔31。底孔31限定出筒 形空間。如稍后所詳述的，支撐單元22容置在該筒形空間內(nèi)。該筒形空間 的中心軸線設(shè)置為垂直于反射鏡25的表面。在保持塊27的底部限定出保持 面32。保持面32沿著假想的平面延伸。如后所述，工件被容置于該保持面 32上。保持面32沿保持塊27的縱向伸長。在保持塊27上形成導(dǎo)向壁33。 導(dǎo)向壁33從保持面32豎直伸出。導(dǎo)向壁33設(shè)計(jì)為在保持面32的縱向上沿 著保持面32的邊緣延伸。如圖3中所示，支撐單元22包括鎖緊螺帽34。球形容納體35放置在鎖 緊螺帽34上。如圖4所示，球形容納體35容置在保持構(gòu)件23的底孔31內(nèi)。 球形容納體35頂住底孔31的底部。球形容納體35同時(shí)與底孔31的內(nèi)壁表 面接觸。球形容納體35以這種方式支撐保持構(gòu)件23，以便改變保持構(gòu)件23 的圍繞球形容納體35的偏位角(attitude)。螺紋軸36與球形容納體35形 成為一體。螺紋軸36旋入到在塊本體18中形成的螺紋孔37內(nèi)。螺紋軸36 圍繞其中心軸線的旋轉(zhuǎn)使得球形容納體35能夠沿著通常垂直于包括平坦的 研磨面15的假想的平面的方向上運(yùn)動。因此球形容納體35距離塊本體18 的表面的高度可發(fā)生改變。鎖緊螺帽34與螺紋軸36接合。鎖緊螺帽34的旋轉(zhuǎn)使得鎖緊螺帽34能 夠沿著螺紋軸36在垂直方向上運(yùn)動。當(dāng)鎖緊螺帽34朝向塊本體18旋緊時(shí)， 可防止螺紋軸36和球形容納體35的旋轉(zhuǎn)。球形容納體35的高度得到保持。 當(dāng)鎖緊螺帽34旋松時(shí)，允許螺紋軸36旋轉(zhuǎn)。螺紋軸36的旋轉(zhuǎn)使得球形容 納體35的高度能夠被調(diào)整。在調(diào)整高度之后，將鎖緊螺帽34朝向塊本體18 旋緊。球形容納體35的高度以此方式被保持。當(dāng)將保持構(gòu)件23設(shè)為偏位角水平時(shí)，反射鏡25在水平面上延伸。自準(zhǔn) 直儀29確定保持構(gòu)件23的偏位角為零度。根據(jù)自準(zhǔn)直儀29的檢測結(jié)果調(diào) 整球形容納體35的高度。球形容納體35的高度調(diào)整導(dǎo)致保持構(gòu)件23的圍 繞球形容納體35的偏位角發(fā)生改變。保持面32與平坦的研磨面15相對。 保持面32平行于平坦的研磨面15伸長。包括保持面32的假想的平面32a 與包括保持塊27的后端的假想的平面27a相交的傾斜角a例如大約等于60度。這里，假想平面27a設(shè)定為垂直于水平面。假想平面32a與平坦的研磨 面15相交的傾斜角P例如大約等于30度。圖5示意性示出了陀螺儀傳感器41的結(jié)構(gòu)。陀螺儀傳感器41包括第一 基板42。封裝體43覆蓋于第一基板42上。第二基板44在封裝體43的內(nèi)部 空間內(nèi)豎立在第一基板42的表面上。第二基板44上固定連接有例如L形的 連接構(gòu)件45。連接構(gòu)件45容置音叉狀的壓電元件46的根部端。第一基板 42上固定有接線端子47。壓電元件46的前端沿一個預(yù)定的方向振動，以檢 測角速度。當(dāng)陀螺儀傳感器41旋轉(zhuǎn)時(shí)，其前端的振動方向基于科里奧利力 (Coriolis force)而改變。這種沿振動方向的改變可電學(xué)地檢測。利用此方 式可檢測物體的角速度。如圖5中所示，在陀螺儀傳感器41中，壓電元件46連接到連接構(gòu)件45 上。壓電元件46的底面和背面部分地附著到連接構(gòu)件4 5。在連接構(gòu)件45 的內(nèi)側(cè)的角部上形成有斜面48。在壓電元件46的底面和背面之間限定的壓 電元件46的邊緣上形成有倒棱49。倒棱49用于可靠地使壓電元件46的底 面和背面與連接構(gòu)件45的表面緊密接觸，而不受斜面48的影響。壓電元件 46牢固地固定到連接構(gòu)件45上。因此，使得陀螺儀傳感器41能夠基于壓電 元件46的振動而精確地檢測角速度。下面將簡要描述制造壓電元件46的方法。將保持構(gòu)件23在烤盤上加熱 到例如約80攝氏度。將熱熔粘接劑涂覆在保持面32上。如圖6中所示，工 件，即晶片棒51放置在保持面32上。晶片棒51是事先制備的。晶片棒51 制成為薄板。在晶片棒51中限定壓電元件46。壓電元件46沿縱向排列。晶 片棒51能夠沿著保持面32相對于保持塊27運(yùn)動。通過晶片棒51的相對運(yùn) 動將熱熔粘接劑以相同的厚度均勻地平鋪在晶片棒51和保持面32之間。晶 片棒51的側(cè)邊之一鄰接導(dǎo)向壁33。以此方式將晶片棒51設(shè)在預(yù)定的位置。如圖7中所示，在保持塊27上放置重物52。重物52同樣作用于晶片棒 51上。因此通過預(yù)定的推力使晶片棒51推抵保持面32。然后將保持構(gòu)件23 冷卻到室溫或常溫以使熱熔粘接劑凝固或硬化。然后從保持構(gòu)件23上去除 重物52。之后再次在烤盤上加熱該保持構(gòu)件23。再次熔化熱熔粘接劑。由 于該重物52從晶片棒51釋放，因此，由于熱熔粘接劑的粘附，晶片棒51 的壓力釋放。去除掉晶片棒51的覆層。然后將保持構(gòu)件23冷卻到室溫或常溫以使熱熔粘接劑凝固或硬化。晶片棒51以這種方式最后固定在保持面32上。如圖8中所示，保持構(gòu)件23安裝在可移動塊16上。球形容納體35容 置在保持構(gòu)件23的底孔31中。晶片棒51的邊緣51c容置于平坦的研磨面 15上，該邊緣51c在前表面51a和側(cè)表面51b之間直線延伸。根據(jù)自準(zhǔn)直儀 29的檢測結(jié)果可調(diào)整球形容納體35的高度。利用球形容納體的高度調(diào)整將 保持構(gòu)件23的傾斜角設(shè)置為預(yù)定角度。該預(yù)定角度可事先計(jì)算出。保持構(gòu) 件23的角度改變決定晶片棒51的研磨量。在本實(shí)施例中，該預(yù)定角度設(shè)置 為0.043度。明確地說，保持構(gòu)件23的表面在與水平面相交0.043度的假想 平面上延伸。保持構(gòu)件23的后端比保持構(gòu)件23的前端更接近基座本體13。 在此情況下，由于保持構(gòu)件23支撐在球形容納體35上用以改變圍繞球形容 納體35的偏位角，因而能夠可靠地使晶片棒51的邊緣51c均勻地、徹底地 與平坦的研磨面15接觸。在保持面32和平坦的研磨面15之間形成預(yù)定的 傾斜角度。如圖9所示，晶片棒51的前表面51a與平坦的研磨面15以大約30度 的傾斜角相交。晶片棒51的側(cè)表面51b與平坦的研磨面15以大約60度的 傾斜角相交。研磨片14的研磨顆粒14a的顆粒直徑或尺寸設(shè)置為例如大約 lO)im。晶片棒51的側(cè)表面51b的表面粗糙度設(shè)置為大于前表面51a的表面 粗糙度?？梢苿訅K16僅沿著導(dǎo)軌17在一個方向上移動，即朝向基座本體13 的后端移動?？梢苿訅K16平行于平坦的研磨面15移動。在移動時(shí)，前表面 51a跟隨側(cè)表面51b移動。邊緣51c在平坦的研磨面15上滑動。邊緣51c以 這種方式進(jìn)行研磨加工。塊本體18的后端最終被后端的止動銷21擋住。然后，操作者抬升保持構(gòu)件23。將晶片棒51從平坦的研磨面15上移開。 操作者使塊本體18朝向基座本體13的前端前行。在晶片棒51向前移動時(shí)， 可防止邊緣51c與平坦的研磨面15接觸。當(dāng)將塊本體18設(shè)在預(yù)定位置時(shí)， 邊緣51c放置在平坦的研磨面15上。利用自準(zhǔn)直儀29測量保持構(gòu)件23的 角度。測得的角度確定了晶片棒51的研磨量。除非測得的角度到達(dá)零度， 否則操作者將再次向后移動可移動塊16。晶片棒51在平坦的研磨面15上滑 動。操作者重復(fù)研磨過程，直到保持構(gòu)件23的角度到達(dá)零度。當(dāng)保持構(gòu)件 23的角度變?yōu)榱愣葧r(shí)，將在晶片棒51上形成預(yù)定的倒棱。當(dāng)形成預(yù)定的倒棱后，將保持構(gòu)件23從支撐單元22上分離。將保持構(gòu) 件23放在烤盤上。加熱保持構(gòu)件23。熱熔粘接劑熔化。因此可容易地將晶 片棒51從保持塊27上分離。采用超聲波清洗機(jī)清洗晶片棒51。將熱熔粘接 劑從晶片棒51上去除。然后從晶片棒51上切下各個壓電元件46。以這種方 式得到壓電元件46的成品。將單個壓電元件46附著在連接構(gòu)件45上。在 這種方式下完成陀螺儀傳感器41的制造。在研磨裝置11中，保持構(gòu)件23支撐在球形容納體35上，以使保持構(gòu) 件23改變圍繞該球形容納體35的偏位角。能夠可靠地使晶片棒51的邊緣 51c均勻地接觸平坦的研磨面15。在晶片棒51上高精度地形成倒棱?？煞?止該晶片棒51產(chǎn)生微裂紋和碎裂。另外，晶片棒51設(shè)計(jì)為在平坦的研磨面 15上僅沿著一個方向移動。在晶片棒51的研磨過程中，具有第一表面粗糙 度的側(cè)表面51b在具有第二表面粗糙度(小于第一表面粗糙度)的前表面51a 的前面移動。發(fā)明人基于觀測發(fā)現(xiàn)，這種研磨工藝能夠使產(chǎn)生微裂紋和碎裂 的可能性得到有效地降低。在觀測中發(fā)現(xiàn)，碎裂的可能性例如從3%下降到丄/b o圖io示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的研磨裝置。利用保持單元23a代替前述的保持構(gòu)件23 。保持單元23a包括第一塊構(gòu)件24a和第二塊 構(gòu)件24b。在第一塊構(gòu)件24a上形成前述的底孔31。第一塊構(gòu)件24a在底孔 31處連接到支撐單元22。夾具26連接到第二塊構(gòu)件24b的前端。利用夾具 26將保持塊27固定連接到第二塊構(gòu)件24b上。與前述的研磨裝置11中的結(jié) 構(gòu)和元件對應(yīng)的結(jié)構(gòu)和元件以同樣的附圖標(biāo)記來表示。利用螺桿61將第一塊構(gòu)件24a連接到第二塊構(gòu)件24b。多個連接軸62 與螺桿61平行設(shè)置。連接軸62設(shè)計(jì)為從第一塊構(gòu)件24a延伸到第二塊構(gòu)件 24b中。連接軸62的一端固定于第一塊構(gòu)件24a。連接軸62的另一端例如 分別容置到在第二塊構(gòu)件24b上形成的對應(yīng)的孔中，這些孔未圖示。當(dāng)螺桿 61圍繞其縱向軸線沿第一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠減小第一塊構(gòu)件24a和第二塊構(gòu) 件24b之間的距離。當(dāng)螺桿61圍繞其縱向軸線沿與第一方向相反的第二方 向旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠增大第一塊構(gòu)件24a和第二塊構(gòu)件24b之間的距離。根據(jù)本 發(fā)明，螺桿61用作距離調(diào)整機(jī)構(gòu)。在研磨裝置lla中，第一塊構(gòu)件24a和第二塊構(gòu)件24b之間的距離的增大引起保持面32和形成在球形容納體35和第一塊構(gòu)件24a之間的接觸點(diǎn)之 間的距離增大。這種距離的增大導(dǎo)致在研磨加工期間保持構(gòu)件23的角度的 變化減小。因此抑制了晶片棒51相對于平坦的研磨面15的傾斜角度的偏差。 這使得可以抑制尺寸誤差。另一方面，第一塊構(gòu)件24a和第二塊構(gòu)件24b之 間的距離的減小引起保持面32和形成在球形容納體35和第一塊構(gòu)件24a之 間的接觸點(diǎn)之間的距離減小。這種距離的減小導(dǎo)致在研磨加工期間保持構(gòu)件 23的角度的變化增大。這使得可以改進(jìn)角度變化的分辨率。因此，保持構(gòu)件 23的角度可以高的精度設(shè)置為零度。以這種方式提高尺寸精度。保持面32 和形成在球形容納體35和第一塊構(gòu)件24a之間的接觸點(diǎn)之間的距離可視晶 片棒51的尺寸精度而確定。圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的研磨裝置11b。在研磨裝 置llb中，支撐單元22放置在固定支撐件71上。晶片棒51的邊緣51c接 觸在固定的容納支撐件72上限定的平坦的容置面73。容置支撐件72由諸如 金屬物質(zhì)之類的非彈性體制成。在容置支撐件72下方設(shè)置一對輥?zhàn)?4。研 磨帶75圍繞容置支撐件72和輥?zhàn)?4纏繞。在容置支撐件72和輥?zhàn)?4之 間的研磨帶75上施加預(yù)定的張力。由此，在容置支撐件72上的研磨帶75 上限定出平坦的研磨面76。由于容置支撐件72由非彈性的金屬材料制成， 因此平坦的研磨面76限定在非彈性體上。研磨帶75具有與研磨片類似的構(gòu) 造。研磨帶75在位于兩輥?zhàn)?4之間的位置上夾置于一對進(jìn)給輥77之間。 進(jìn)給輥77以彼此相反的方向旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動馬達(dá)可連接到所述進(jìn)給輥77，用以 使進(jìn)給輥77旋轉(zhuǎn)。進(jìn)給輥77實(shí)現(xiàn)了研磨帶75圍繞輥?zhàn)?4和平坦的容置面 73的運(yùn)轉(zhuǎn)。研磨帶75沿著容置支撐件的平坦的容置面73在一個方向上進(jìn)給。 根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)給輥77用作進(jìn)給機(jī)構(gòu)。進(jìn)給輥77以這種方式實(shí)現(xiàn)晶片棒51 和研磨帶75之間的相對運(yùn)動。晶片棒51容置于研磨帶75的平坦的研磨面 76上。研磨帶75的運(yùn)轉(zhuǎn)方向使得晶片棒51的側(cè)表面51b在晶片棒51的前 表面51a的前面移動。與研磨裝置11中的結(jié)構(gòu)和元件對應(yīng)的結(jié)構(gòu)和元件以 同樣的附圖標(biāo)記來表示。下面將對研磨裝置lib的運(yùn)行進(jìn)行說明。晶片棒51以與前述相同的方 式附著在保持面32上。保持構(gòu)件23安裝在支撐單元22上。調(diào)整球形容納體35的高度以設(shè)定保持構(gòu)件23的偏位角為預(yù)定的角度。晶片棒51的邊緣 51c均勻地接觸平坦的研磨面76。進(jìn)給輥77旋轉(zhuǎn)以驅(qū)動研磨帶75。研磨帶 75沿著平坦的容置面73在一個方向進(jìn)給。邊緣51c在平坦的研磨面76上滑 動。從而對邊緣51c進(jìn)行研磨加工。在研磨加工期間，自準(zhǔn)直儀29連續(xù)測 量保持構(gòu)件23的角度。當(dāng)保持構(gòu)件23的角度到達(dá)零度時(shí)，研磨帶75停止 運(yùn)轉(zhuǎn)。以此方式在晶片棒51上形成預(yù)定的倒棱。在研磨裝置lib中，與研磨裝置11、 lla中的方式相同，保持構(gòu)件23 支撐在支撐單元22上，以便改變圍繞球形容納體35的偏位角。晶片棒51 的邊緣51c可靠地、均勻地與平坦的研磨面76接觸。在晶片棒51上高精度 地形成倒棱?？煞乐咕?1產(chǎn)生微裂紋和碎裂。另外，驅(qū)動研磨帶75以 沿著一個方向運(yùn)轉(zhuǎn)。晶片棒51在平坦的研磨面76上沿著一個方向滑動。具 有第一表面粗糙度的側(cè)表面51b在具有第二表面粗糙度(小于第一表面粗糙 度)的前表面51a的前面移動。這使得產(chǎn)生微裂紋和碎裂的可能性能夠有效 地降低。此外，基于進(jìn)給輥77的作用，研磨帶75相對于晶片棒51自動移 動。因而無需人工移動保持構(gòu)件23。由此提高了研磨加工的效率。在研磨裝置11、 lla和lib中，可在保持塊27上安裝真空泵?？稍诒?持塊27的保持面32上形成空氣入口。真空泵用于經(jīng)由空氣入口吸入空氣。 空氣入口的負(fù)壓用于將晶片棒51保持在保持面32上。因此能夠省略用于固 定晶片棒51的加熱過程。另外，可利用例如電力致動器使球形容納體35進(jìn) 行豎向運(yùn)動?？衫镁哂行〕叽缪心ヮw粒的研磨片14和研磨帶75對倒棱進(jìn) 行精整研磨加工。研磨顆粒的尺寸可設(shè)定為例如大約5pm。
權(quán)利要求
1.一種研磨裝置，包括基座，其限定出平坦的研磨面；保持構(gòu)件，其限定出細(xì)長的保持面，以用于支撐物體，該細(xì)長的保持面與該平坦的研磨面相對；以及可移動塊，其具有用于支撐該保持構(gòu)件的球形容納體，以用于改變該保持構(gòu)件的圍繞該球形容納體的偏位角，該可移動塊設(shè)計(jì)為平行于該平坦的研磨面移動。
2. 如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該細(xì)長的保持面相對于該平坦 的研磨面以預(yù)定的傾斜角度傾斜。
3. 如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該球形容納體連接到該可移動 塊，以使該球形容納體沿著垂直于包括該平坦的研磨面的假想的平面的方向 相對運(yùn)動。
4. 如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，還包括檢測器，該檢測器用于檢測 該保持構(gòu)件的圍繞該球形容納體的角度的變化。
5. 如權(quán)利要求4所述的研磨裝置，還包括距離調(diào)整機(jī)構(gòu)，該距離調(diào)整 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為用于調(diào)整該細(xì)長的保持面和該球形容納體之間的距離。
6. 如權(quán)利要求1所述的研磨裝置，其中該平坦的研磨面限定在非彈性 體上。
7. —種研磨裝置，包括 容置支撐件，其限定出平坦的容置面；研磨構(gòu)件，其置于該容置支撐件的平坦的容置面上，該研磨構(gòu)件限定出 平坦的研磨面；進(jìn)給機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)為沿著該容置支撐件的該平坦的容置面移動該研磨構(gòu)件；保持構(gòu)件，其限定出與該平坦的研磨面相對的細(xì)長的保持面，該細(xì)長的 保持面用于保持物體；以及支撐構(gòu)件，其具有用以支撐該保持構(gòu)件的球形容納體，以改變該保持構(gòu) 件的圍繞該球形容納體的偏位角。
8. 如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該細(xì)長的保持面相對于該平坦 的研磨面以預(yù)定的傾斜角度傾斜。
9. 如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該球形容納體連接到該支撐構(gòu) 件，以使該球形容納體沿著垂直于包括該平坦的研磨面的假想的平面的方向 相對運(yùn)動。
10. 如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，還包括檢測器，該檢測器用于檢測 該保持構(gòu)件的圍繞該球形容納體的角度的變化。
11. 如權(quán)利要求7所述的研磨裝置，其中該容置支撐件的該平坦的容置 面限定在非彈性體上。
12. —種研磨方法，包括將保持構(gòu)件放置在球形容納體上，以改變該保持構(gòu)件的偏位角，從而使 工件的邊緣與平坦的研磨面接觸，該保持構(gòu)件限定出與該平坦的研磨面相對的、細(xì)長的保持面，以用于保持該工件；以及通過該工件和該平坦的研磨面之間沿一個方向上的相對運(yùn)動而對該工 件的邊緣進(jìn)行研磨加工。
13. 如權(quán)利要求12所述的研磨方法，其中，該工件限定出 第一表面，其從該邊緣沿一個方向延伸，該第一表面具有第一表面粗糙度；以及第二表面，其從該邊緣沿另一個方向延伸，該第二表面具有小于該第一 表面粗糙度的第二表面粗糙度，在該平坦的研磨面和該工件的相對運(yùn)動期 間，該第二表面跟隨該第一表面運(yùn)動。
14. 如權(quán)利要求12所述的研磨方法，還包括檢測該保持構(gòu)件的圍繞該 球形容納體的角度的變化，以確定該工件的研磨量。
15. 如權(quán)利要求12所述研磨方法，其中該平坦的研磨面限定在非彈性 體上。
16. —種固定工件的方法，包括在保持面上涂覆熱熔粘接劑，然后在該保持面上放置工件，該保持面限 定在被加熱的保持構(gòu)件上；使該工件沿著該保持面相對移動，由此將所述熱熔粘接劑平鋪到該工件 和該保持面之間；在以預(yù)定的推力將該工件推抵該保持面時(shí)，將該工件和該保持構(gòu)件冷卻 到室溫；以及在該工件從所述預(yù)定的推力下釋放后，加熱該工件和該保持構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種研磨裝置，在該研磨裝置中，細(xì)長的工件附著于與平坦的研磨面相對的、細(xì)長的保持面上。保持構(gòu)件支撐在球形容納體上，以改變該保持構(gòu)件的圍繞該球形容納體的偏位角。通過該保持構(gòu)件的偏位角的改變，能夠可靠地使該工件均勻地與平坦的研磨面接觸。當(dāng)在工件和平坦的研磨面之間產(chǎn)生相對運(yùn)動時(shí)，在工件上形成高精度的倒棱?？煞乐乖摴ぜa(chǎn)生微裂紋和碎裂。而且，如果工件在平坦的研磨面上僅沿著一個方向移動，則會顯著地降低產(chǎn)生微裂紋和碎裂的可能性。
文檔編號B24B9/00GK101229623SQ20081000296
公開日2008年7月30日 申請日期2008年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月25日
發(fā)明者島田淳吾, 野村進(jìn)直, 須藤浩二 申請人:富士通株式會社