随着化学机械抛光（CMP）技术应用方向的不断增多,对于CMP硬件提出了更严格的要求,目前大部分实验室使用的CMP设备都为旋转摆动重力式研抛机,这种研抛机结构件简单,精度满足实验要求,对于实验条件及环境的要求不高,但是无法实现研抛过程参数的控制,研抛压力加载全靠重力块,无法实现压力的自适应加载,压力的加载方式会直接影响研抛的质量及加工效率,因此,实现研抛机的自适应加载及过程参数的检测和控制对于CMP技术影响重大。本文设计了实现研抛机自适应压力加载,同时可以实时检测出抛光盘在抛光过程中的表面摩擦系数,这对于实时观察抛光效果及抛光终点观测有重要帮助,可大大提高化学机械抛光的效率和质量。目前,国内对于CMP设备的过程参数的采集都是从抛光头进行设计,且是在抛光头不动,抛光盘转动的情况下进行过程参数信号的采集,这不符合实际的抛光工艺过程,存在较大的误差,影响研抛效果。本文的主要研究内容如下:（1）多功能研抛机机构设计本文主要设计了一种多功能研抛机,包括研抛部分、研抛压力加载部分、测量研抛过程参数的传感器的分布设计部分。本设计结构简单,整体尺寸合理,操作方便,能够针对晶体材料和金属材料进行精密抛光,本文中首先通过建立研抛过程中抛光盘与被抛光工件之间运动及受力的数学模型,通过计算得出研抛过程中抛光盘表面所受摩擦力以及压力的大小以及方向,为电机、传感器等的选型做理论依据;其次通过计算后设计了研抛机基本抛光的机械运动部分,压力、扭矩、位移传感器的选型及布置、气动加压部分。针对研抛机基本抛光的机械运动部分,对抛光盘和抛光头电机、滚珠丝杠、丝杠伺服电机、导轨等部件进行分析选型。（2）多功能研抛机建模及力学特性分析使用Solidworks对研抛机进行三维建模,分析了关键部件的动力学及静力学特性。建立研抛盘相对于被抛工件的简化三维模型,利用ANSYSY workbench有限元软件进行有限元瞬态动力学特性分析所建立的三维模型,得出在不同压力条件下,摩擦系数、抛光头转速和抛光盘转速以及抛光压力等研抛过程参数的变化造成的研抛盘变形以及应力分布情况;同时对研抛机下端主轴轴套、整体机架结构以及龙门架部分进行静力学特性分析和模态分析,通过静力学分析校验所设计的结构是否满足强度要求,通过模态分析可以避免在机床工作的过程中产生共振,从而避免机床因振动而被破坏。（3）研抛机工艺系统动力学特性分析利用ANSYS workbench中的模态模块对304不锈钢的化学机械抛光工艺系统进行模态分析,得出易发生共振的固有频率,从而对研抛机抛光盘的改进提供依据。