[发明专利]一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置

说明书

本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有漏液孔；所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液。本申请具有能够对导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的效果。

技术领域

本申请涉及电化学机械抛光的技术领域，具体涉及一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。

背景技术

抛光工艺一般作为工件精密加工的最后一道工序，能获得高精度的工件表面，但机械抛光方法都存在去除效率低、加工时间长的不足。电化学抛光又称电解抛光，将工件作为阳极，通过控制电流对工件进行选择性腐蚀溶解，能够快速去除工件表面材料并对工件表面进行整平。为同时满足高效和超精密的抛光，可采用将电化学抛光与机械抛光相结合的电化学机械抛光(ECMP)技术，该加工技术能实现低压力、高可控性的材料去除抛光。目前，平面工件的电化学机械抛光装置的研究已经较为成熟，例如：申请号为201711115032.6的一种磨粒浮动式自适应电化学机械抛光加工方法及装置，申请号为201819692821.0的一种用于双面电化学机械抛光平面构件的设备及方法，申请号为201910546739.5的一种超声电化学机械抛光蓝宝石衬底材料的装置，相比之下，能应用于球面、非球面等曲面工件的电化学机械抛光装置的研究和已发表成果还较少。

申请号为201610963123.4的一种气囊式电化学机械抛光头、抛光装置及抛光方法提出了一种将超声加工与电化学机械抛光综合为一体的新型加工技术，并采用气囊式电化学机械抛光头，可加工任意曲面工件。但该装置将工件与抛光头浸泡于电解液中，电解液不流通，材料去除碎屑将会浮于电解液中，一方面会影响电解液效果，另一方面也会存在抛光垫堵塞的情况，从而影响加工效率和加工精度。同时，机械去除用到的磨粒镶嵌于带孔抛光垫内部的导电聚合物中，磨粒不能较好地接触工件表面达到较高的材料去除效果。

有鉴于此，设计制造出一种能够通过定点加工、电解腐蚀与机械抛光去除交替进行从而达到导电材料任意曲面工件高效、超精密抛光的电化学机械抛光装置就显得尤为重要。

发明内容

为了解决现有电化学机械抛光装置加工效率和加工精度较低的问题，本申请提供一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置。

本申请提出了一种电解腐蚀与机械去除交替进行的电化学机械抛光装置，包括机械臂，所述机械臂的输出端设置有驱动电机，所述驱动电机的输出端设置有抛光组件，所述抛光组件包括主轴、导电导液滑环和抛光头，所述主轴的一端固定在所述驱动电机的输出端，且另一端与所述抛光头固定连接，所述导电导液滑环的转子固定套设在所述主轴上，所述抛光头远离所述主轴的一端开设有多个漏液孔；

所述抛光头的下方设置有用于安装并抛光工件的抛光池，还包括导电模块和导液模块，所述导电模块用于将直流电源的正极和负极分别连接至所述工件和所述抛光头，所述导液模块用于向所述抛光头内通入电解抛光液，以使所述电解抛光液从所述漏液孔喷向所述工件。

通过上述技术方案，抛光工件时，利用机械臂驱动整个抛光组件到达指定加工位置，接着利用驱动电机驱动主轴转动，主轴带动抛光头转动，然后通过导电模块分别向工件和抛光头接入直流电源的正极和负极，再通过导液模块向抛光头内通入电解抛光液，工件与抛光头之间形成电解的条件，工件待加工表面电解腐蚀与机械抛光便可交替或同时进行。本申请通过机械臂调整抛光头的位姿，可加工任意曲面工件，且通过电解腐蚀和机械抛光的交替进行，可达到超精密的抛光。