一种全自动蓝宝石研磨机制造技术

本发明专利技术属于蓝宝石单晶的研磨领域，特别涉及一种全自动蓝宝石研磨机，包括设有操作台的机架、与机架Y向滑动连接的X向横梁和控制系统，所述操作台包括原料区、定位研磨区、清洗区、位于定位研磨区和清洗区正下方的废液区、检验区、废料区和成品区，所述控制系统均电性连接于驱动机构和传动机构。为了实现自动功能，机架和X向横梁上均设有滑轨、同步带、驱动电机等器件，使得X向横梁能够在机架上沿Y轴前后移动，Z向加液枪和Z向机械手能够在X向横梁沿X轴前后移动。与现有技术相比，本发明专利技术将与研磨工艺相关的研磨、清洗、检验等流程彻底融合在一起，机械手的使用使得自动连续生产成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于蓝宝石单晶的研磨领域，特别涉及一种全自动蓝宝石研磨机。
技术介绍
蓝宝石的主要应用：航空航天大尺寸直径大于162mm的光学级晶体平板状蓝宝石光电窗口；蓝宝石衬底80％LED用；大尺寸高品质蓝宝石军工窗口及器件，蓝宝石窗口时马赫数大于2的高速整流罩、光电窗口的首选材料，蓝宝石窗口及光学透镜。蓝宝石基片加工过程的研磨目的是去除切片时造成的晶片切割损伤层及改善晶片的平坦度,晶片研磨是从粗到细的渐进过程，晶片与磨料在一定的压力下进行相对机械运动达到预定的厚度及随之可进行抛光的良好表面。随着LED产品高性能化的发展，蓝宝石衬底加工制备所经过的一系列工艺步骤，如切片、磨削、研磨和抛光等，均会在衬底表面产生表面/亚表面损伤层，降低了衬底的发光功率、使用性能和寿命等重要性能指标，因此，必须对蓝宝石衬底表面/亚表面损伤层进行准确的检测，并在后续加工过程中将其去除，为各步骤加工工艺参数的优化提供参考依据。随着行业的发展，自动化的应用在蓝宝石的加工生产中也越来越多，人们正在尝试将自动化引入到研磨工艺，CN104924197A一种自动双盘研磨机；CN05415166A一种蓝宝石研磨机都是很好的尝试，但是目前尚且没有将蓝宝石研磨过程中的研磨、清洗、检验等设置为一体的尝试。
技术实现思路
本专利技术是应用在蓝宝石的研磨过程中，尝试着将研磨、清洗、检验等一系列流程自动化。一种全自动蓝宝石研磨机，包括设有操作台1的机架、与机架2Y向滑动连接的X向横梁3和控制系统，所述操作台1包括原料区4、定位研磨区5、清洗区6、位于定位研磨区5和清洗区6正下方的废液区、检验区7、废料区8和成品区9，所述X向横梁3上设有Z向加液枪10和Z向机械手11，所述定位研磨区5、Z向加液枪10和Z向机械手11设有驱动机构和传动机构，所述控制系统均电性连接于驱动机构和传动机构。为了实现自动功能，机架和X向横梁3上均设有滑轨、同步带、驱动电机等器件，使得X向横梁3能够在机架2上沿Y轴前后移动，Z向加液枪10和Z向机械手11能够在X向横梁3沿X轴前后移动。进一步地，所述定位研磨区5包括研磨机构12和排水机构13，所述清洗区6包括若干个设有阀门的清洗槽14和振动电机，废液区包括两个槽，所述定位研磨区5产生的研磨废液通过排水机构13和所述清洗区6的清洗废液通过阀门分别排到废液区的两个槽体内。之所以设置排水机构13，一是为了保持台面的清洁，二是对研磨液进行回收，避免造成过多的环境污染。清洗槽14一般为长方形，它的尺寸大小应能涵盖圆片、厚度薄的透镜等，为了避免清洗过程由振动带来的摩擦损伤，清洗槽14的内壁应选用光滑、弹性材料。废液区包括两个槽体，是为了方便研磨液和清洗液的分别回收，如果混合在一起，回收时会额外增加工作量。进一步地，所述研磨机构12包括主机，研磨盘，太阳轮，游星轮和修正轮。主机采用变频调速电机驱动，配置大功率减速系统，软启动、软停止，运转平稳。太阳轮可以正反方向转动，游星轮自转方向可以改变，工件在载体内作既公转且自转的游星运动。进一步地，所述Z向加液枪10从上到下依次设置有储液盒、电动注液泵和加液管。电动注液泵的入液口和出液口分别与储液盒、加液管相连，电动注液泵的使用使得加液的速度、数量得以有效控制。进一步地，所述Z向机械手11包括一个外壳，一个基座，一个设置于基座上的机械手伸缩部件及一个与所述机械手伸缩部件连接的手指部件，所述手指部件包括两个夹持臂及一个设置于所述夹持臂内侧壁之间的弹簧。夹持臂与夹持件接触的部位设有弹性件，为了避免因为夹持给夹持件造成二次损伤。进一步地，所述外壳上安装有高强度汇聚光源和大面积漫射光源。蓝宝石晶体表面/亚表面的损伤检测方法有X射线衍射法、角度抛光法、横截面透射电子显微镜法等，这些方法目前需要配合大型检验仪器方能使用，并不适合此处研磨阶段的检验，由于研磨之后还要抛光工艺，研磨阶段的检验相对来说可以简单一点，本专利技术选择的就是在特定光源的帮助下，操作人员由肉眼对加工件进行损伤、划痕等的检验。进一步地，所述检验区7设有真空吸笔。之所以选用真空吸笔是为了在操作时，避免给加工件表面造成污痕。进一步地，所述废料区8和成品区9之间设置有触摸屏15。这里的触摸屏与控制系统是同步的，使得操作人员可以实现现场操作与远程操作。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)对于蓝宝石的自动化操作，提供了一种新的思路；(2)将与研磨工艺相关的研磨、清洗、检验等流程彻底融合在一起，机械手的使用使得自动连续生产成为可能；(3)废液区的设置，提高了设备的环保效率，废液的回收，降低了设备运行的成本。附图说明图1：本专利技术的结构示意图；图中：1、操作台；3、X向横梁；4、原料区；5、定位研磨区；6、清洗区；7、检验区；8、废料区；9、成品区；10、Z向加液枪；11、Z向机械手；12、研磨机构；13、排水机构；14、清洗槽；15、触摸屏。具体实施方式实施例一结合图1作出说明，图1所示适合包括但不限于圆片或透镜形状的原料。一种全自动蓝宝石研磨机，包括设有操作台1的机架、与机架2Y向滑动连接的X向横梁3和控制系统，所述操作台1包括设置有八个插槽的原料区4、定位研磨区5、设置有八个清洗槽14的清洗区6、位于定位研磨区5和清洗区6正下方的废液区位于操作台1下的柜体内，图中未示出、设置有六个检验槽的检验区7、废料区8和成品区9，所述X向横梁3上设有Z向加液枪10和Z向机械手11，所述定位研磨区5、Z向加液枪10和Z向机械手11设有驱动机构和传动机构，所述控制系统均电性连接于驱动机构和传动机构。所述定位研磨区5包括研磨机构12和排水机构13，图1所示排水机构13为栅栅式，所述清洗区6包括八个设有阀门的清洗槽14和振动电机位于操作台1下的柜体内，图中未示出，废液区包括两个槽，所述定位研磨区5产生的研磨废液通过排水机构13和所述清洗区6的清洗废液通过阀门分别排到废液区的两个槽体内。所述研磨机构12包括主机，研磨盘，太阳轮，游星轮和修正轮。这里的研磨机构12采用的是目前常见的单面研磨机构，研磨机构12的操作面与操作台1平行。所述Z向加液枪10从上到下依次设置有储液盒、电动注液泵和加液管。所述Z向机械手11包括一个外壳，一个基座，一个设置于基座上的机械手伸缩部件及一个与所述机械手伸缩部件连接的手指部件，所述手指部件包括两个夹持臂肌一个设置于所述夹持臂内侧壁之间的弹簧。机械手伸缩部件包括一个Z向电机，Z向电机带动机械手在Z轴上做上下运动。弹簧的使用使得夹持臂与夹持件的作用力增大，且夹持件的大小可调。所述外壳上安装有高强度汇聚光源和大面积漫射光源，所述检验区7设有真空吸笔。检验槽设置成通孔，检验区7下对应的柜体内可以设置光源，当外壳上的光源不足以检验损伤时，可以开启柜体内的光源。所述废料区8和成品区9之间设置有触摸屏15。使用时，Z向机械手11从原料区4夹取原料，传送至定位研磨区5，Z向加液枪10加研磨液，研磨机构进行研磨，研磨完毕后，Z向机械手11将工件传送至清洗区6，振动电机启动，清洗工件，清洗完毕后通过Z向机械手11传送至检验区7，启动光源，必要时辅助真空吸笔，对工件进行肉眼检测，合格的通过Z向机械手11传送至成品区9，不合格的根据检验结果通过Z向机械手11传送至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全自动蓝宝石研磨机，其特征在于：包括设有操作台(1)的机架、与机架(2)Y向滑动连接的X向横梁(3)和控制系统，所述操作台(1)包括原料区(4)、定位研磨区(5)、清洗区(6)、位于定位研磨区(5)和清洗区(6)正下方的废液区、检验区(7)、废料区(8)和成品区(9)，所述X向横梁(3)上设有Z向加液枪(10)和Z向机械手(11)，所述定位研磨区(5)、Z向加液枪(10)和Z向机械手(11)设有驱动机构和传动机构，所述控制系统均电性连接于驱动机构和传动机构。

【技术特征摘要】
1.一种全自动蓝宝石研磨机，其特征在于：包括设有操作台(1)的机架、与机架(2)Y向滑动连接的X向横梁(3)和控制系统，所述操作台(1)包括原料区(4)、定位研磨区(5)、清洗区(6)、位于定位研磨区(5)和清洗区(6)正下方的废液区、检验区(7)、废料区(8)和成品区(9)，所述X向横梁(3)上设有Z向加液枪(10)和Z向机械手(11)，所述定位研磨区(5)、Z向加液枪(10)和Z向机械手(11)设有驱动机构和传动机构，所述控制系统均电性连接于驱动机构和传动机构。2.根据权利要求1所述的一种全自动蓝宝石研磨机，其特征在于：所述定位研磨区(5)包括研磨机构(12)和排水机构(13)，所述清洗区(6)包括若干个设有阀门的清洗槽(14)和振动电机，废液区包括两个槽，所述定位研磨区(5)产生的研磨废液通过排水机构(13)和所述清洗区(6)的清洗废液通过阀门分别排到废液区的两个槽体内。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪浩然，王国强，滕斌，王子学，段斌斌，徐金鑫，
申请(专利权)人：天通银厦新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64