CN110919525B - 一种石英晶片外圆研磨加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石英晶片外圆研磨加工系统，包括金刚石砂轮、顶尖、托盘机构和机械手，所述顶尖沿竖直方向夹紧石英晶片，且所述顶尖可带动石英晶片沿水平面顺时针旋转；所述金刚石砂轮设置在所述顶尖的一侧，且所述金刚石砂轮通过第一运动驱动机构沿水平面逆时针旋转并实现自动进刀、退刀、上移位和下移位；所述托盘机构设置在所述顶尖的另一侧，所述机械手通过第二运动驱动机构在所述顶尖和所述托盘之间实现横向动作和纵向动作。本发明可以实现进刀、退刀、上移位、下移位的加工过程，即可加工单片晶片，也可以加工多片晶砣，加工产品圆度精度≤0.005MM；待加工的单片或晶砣实现真空吸附和气动锁紧的方式固定，同轴度≤0.01MM。

Description

一种石英晶片外圆研磨加工系统

技术领域

本发明涉及外圆加工技术领域，具体地说，涉及一种石英晶片外圆研磨加工系统。

背景技术

原有的石英晶片外圆研磨加工设备，如图1所示，是砂轮工作台001纵向往复运动，带动金刚石砂轮002靠近或远离晶砣003，金刚石砂轮002在竖直面顺时针旋转主运动，晶砣003在竖直面逆时针反方向副运动，每单次行程或每往复行程终了时，尾座套筒004的伸缩运动实现砂轮002对晶砣003的周期性的横向进给，从而逐渐磨去晶砣径向的全部磨削余量。这种加工方式生产效率低，适用于单间小批量的精磨，并且只能加工晶砣，无法单独加工单片晶片，加工产品类别受限，同时加工晶砣圆度公差易超差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种石英晶片外圆研磨加工系统，解决了相关技术中的生产效率低，加工晶砣圆度公差易超差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种石英晶片外圆研磨加工系统，包括金刚石砂轮、顶尖机构、托盘机构和机械手，所述顶尖机构沿竖直方向夹紧石英晶片，且所述顶尖机构可带动石英晶片沿水平面顺时针旋转；所述金刚石砂轮设置在所述顶尖机构的一侧，且所述金刚石砂轮通过第一运动驱动机构沿水平面逆时针旋转并实现自动进刀、退刀、上移位和下移位；所述托盘机构设置在所述顶尖机构的另一侧，所述机械手通过第二运动驱动机构在所述顶尖机构和所述托盘机构之间实现横向动作和纵向动作。

所述顶尖机构通过真空吸附机构固定石英晶片。

所述真空吸附机构包括吸附加工台，所述吸附加工台上固定连接有硅胶吸附层；所述硅胶吸附层为中空腔体；所述硅胶吸附层的腔体上壁呈弧形，所述硅胶吸附层的腔体下壁呈水平状；所述硅胶吸附层的中空腔体内设置有中部开孔的硬质隔层；所述弹性吸附层的腔体上壁环设有若干吸附孔；所述硅胶吸附层的腔体下壁连通有抽气管，所述抽气管与气泵连接；

所述顶尖机构通过气动锁紧机构锁紧石英晶片。

所述气动锁紧机构包括锁紧块和锁紧气缸；所述锁紧气缸的活塞杆与所述锁紧块螺纹连接。

所述第一运动驱动机构包括电机、纵向电动推杆导轨和横向电动推杆。

所述电机的输出轴与所述金刚石砂轮连接，所述电机连接在所述纵向电动推杆的下方，所述纵向电动推杆通过滑块滑动连接在所述导轨上，所述纵向电动推杆的一侧连接有所述横向电动推杆。

所述第二运动驱动机构包括横向滑轨、纵向滑轨、连杆、调整杆、夹紧气缸和夹紧块。

两个所述横向滑轨分别设置在所述托盘机构的两侧；两个所述纵向滑轨分别垂直地滑动连接在两个所述横向滑轨上；所述连杆滑动连接在两个所述纵向滑轨之间；所述调整杆滑动连接在所述连杆上。

两个所述夹紧气缸分别连接在所述调整杆上，其中一个所述夹紧气缸固定连接在所述调整杆上，另一个所述夹紧气缸滑动连接在所述调整杆上。

两个所述夹紧块分别安装在两个所述夹紧气缸上，两个所述夹紧块相对的平面上向内凹设有弧形槽，所述弧形槽内帖设有硅胶层。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明的设备可以实现进刀、退刀、上移位、下移位的加工过程，砂轮加工状态可以实现7个区间档位轨迹变化，即可加工单片晶片，也可以加工多片晶砣，加工产品圆度精度≤0.005MM；机械手实现自动送单片或晶砣到加工位置，待加工完毕，自动拾取放入托盘工位，动作重复循环，实现横向动作和纵向动作；待加工的单片或晶砣实现真空吸附和气动锁紧的方式固定，同轴度≤0.01MM。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的石英晶片外圆研磨加工系统作进一步的详细描述。

图1为现有技术中的普通改圆机的结构示意图。

图2为本发明的石英晶片外圆研磨加工系统的结构示意图。

图3为本发明的真空吸附机构和气动锁紧机构的结构示意图。

图4为本发明的第一运动驱动机构的结构示意图。

图5为本发明的第二运动驱动机构的结构示意图。

图6为本发明的砂轮加工状态的轨迹变化图。

附图标记说明如下。

金刚石砂轮1、顶尖机构2、托盘机构3、机械手4、第一运动驱动机构5、电机5-1、纵向电动推杆5-2、导轨5-3、横向电动推杆5-4、第二运动驱动机构6、横向滑轨6-1、纵向滑轨6-2、连杆6-3、调整杆6-4、夹紧气缸6-5、夹紧块6-6、真空吸附机构7、吸附加工台7-1、硅胶吸附层7-1-1、硬质隔层7-1-2、抽气管7-1-3、气动锁紧机构8、锁紧块8-1、锁紧气缸8-2。

具体实施方式

如图2-图5所示，本发明提供一种石英晶片外圆研磨加工系统，包括金刚石砂轮1、顶尖机构2、托盘机构3和机械手4，所述顶尖机构2沿竖直方向夹紧石英晶片，且所述顶尖机构2可带动石英晶片沿水平面顺时针旋转；所述金刚石砂轮1设置在所述顶尖机构2的一侧，且所述金刚石砂轮1通过第一运动驱动机构5沿水平面逆时针旋转并实现自动进刀、退刀、上移位和下移位；所述托盘机构3设置在所述顶尖机构2的另一侧，所述机械手4通过第二运动驱动机构6在所述顶尖机构2和所述托盘机构3之间实现横向动作和纵向动作。

本实施方式中，上述结构可以实现进刀、退刀、上移位、下移位的加工过程，砂轮加工状态可以实现7个区间档位轨迹变化，如图6所示，即可加工单片晶片，也可以加工多片晶砣，加工产品圆度精度≤0.005MM；机械手实现自动送单片或晶砣到加工位置，待加工完毕，自动拾取放入托盘工位，动作重复循环，实现横向动作和纵向动作，解决了现有技术中的生产效率低，加工晶砣圆度公差易超差的问题。

作为本实施方式的各种改进详述如下。

所述顶尖机构2通过真空吸附机构7固定石英晶片。所述顶尖机构2通过气动锁紧机构8锁紧石英晶片。

本实施方式中，待加工的单片或晶砣实现了真空吸附和气动锁紧的方式固定，同轴度≤0.01MM。

所述真空吸附机构7包括吸附加工台7-1，所述吸附加工台7-1上固定连接有硅胶吸附层7-1-1。

本实施方式中，上述结构硅胶吸附层与待加工的单片或晶砣接触，减轻对单片或晶砣的损伤，有利于减小报废率。

所述硅胶吸附层7-1-1为中空腔体；所述硅胶吸附层7-1-1的腔体上壁呈弧形，所述硅胶吸附层7-1-1的腔体下壁呈水平状。所述硅胶吸附层7-1-1的中空腔体内设置有中部开孔的硬质隔层7-1-2。

本实施方式中，上述结构有利于提高硅胶吸附层与待加工的单片或晶砣贴合度，采用硬质隔层避免硅胶与待加工的单片或晶砣分离。

所述弹性吸附层7-1-1的腔体上壁环设有若干吸附孔；所述硅胶吸附层7-1-1的腔体下壁连通有抽气管7-1-3，所述抽气管7-1-3与气泵连接。

本实施方式中，上述结构有利于吸附固定待加工的单片或晶砣。

所述气动锁紧机构8包括锁紧块8-1和锁紧气缸8-2；所述锁紧气缸8-2的活塞杆与所述锁紧块8-1螺纹连接。

本实施方式中，上述结构有利于锁紧固定待加工的单片或晶砣。

所述第一运动驱动机构5包括电机5-1、纵向电动推杆5-2导轨5-3和横向电动推杆5-4；所述电机5-1的输出轴与所述金刚石砂轮1连接，所述电机5-1连接在所述纵向电动推杆5-2的下方，所述纵向电动推杆5-2通过滑块5-5滑动连接在所述导轨5-3上，所述纵向电动推杆5-2的一侧连接有所述横向电动推杆5-4。

本实施方式中，上述结构有利于金刚石砂轮实现逆时针旋转和自动进刀、退刀、上移位和下移位。

所述第二运动驱动机构6包括横向滑轨6-1、纵向滑轨6-2、连杆6-3、调整杆6-4、夹紧气缸6-5和夹紧块6-6；两个所述横向滑轨6-1分别设置在所述托盘机构3的两侧；两个所述纵向滑轨6-2分别垂直地滑动连接在两个所述横向滑轨6-1上；所述连杆6-3滑动连接在两个所述纵向滑轨6-2之间；所述调整杆6-4滑动连接在所述连杆6-3上；两个所述夹紧气缸6-5分别连接在所述调整杆6-4上，其中一个所述夹紧气缸6-5固定连接在所述调整杆6-4上，另一个所述夹紧气缸6-5滑动连接在所述调整杆6-4上；两个所述夹紧块6-6分别安装在两个所述夹紧气缸6-5上。

本实施方式中，上述结构有利于实现机械手在顶尖机构和所述托盘机构之间的横向动作和纵向动作，并调整机械手的位置准确地抓取单片或晶砣，适用于抓取不同直径大小的单片或晶砣。

两个所述夹紧块6-6相对的平面上向内凹设有弧形槽6-6-1，所述弧形槽6-6-1内帖设有硅胶层6-6-2。

本实施方式中，上述结构减轻了对单片或晶砣的损伤，增加了抓取时的贴合度，有利于减小报废率。

需要声明的是，上述内容及具体实施方式意在证明本所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本保护范围的限定。本领域技术人员在本的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (2)

1.一种石英晶片外圆研磨加工系统，包括金刚石砂轮(1)、顶尖机构(2)、托盘机构(3)和机械手(4)，其特征在于，所述顶尖机构(2)沿竖直方向夹紧石英晶片，且所述顶尖机构(2)可带动石英晶片沿水平面顺时针旋转；所述金刚石砂轮(1)设置在所述顶尖机构(2)的一侧，且所述金刚石砂轮(1)通过第一运动驱动机构(5)沿水平面逆时针旋转并实现自动进刀、退刀、上移位和下移位；所述托盘机构(3)设置在所述顶尖机构(2)的另一侧，所述机械手(4)通过第二运动驱动机构(6)在所述顶尖机构(2)和所述托盘机构(3)之间实现横向动作和纵向动作；

所述顶尖机构(2)通过真空吸附机构(7)固定石英晶片；所述真空吸附机构(7)包括吸附加工台(7-1)，所述吸附加工台(7-1)上固定连接有硅胶吸附层(7-1-1)；所述硅胶吸附层(7-1-1)为中空腔体；所述硅胶吸附层(7-1-1)的腔体上壁呈向上凸起的弧形，所述硅胶吸附层(7-1-1)的腔体下壁呈水平状；所述硅胶吸附层(7-1-1)的中空腔体内设置有中部开孔的硬质隔层(7-1-2)；所述硅胶吸附层(7-1-1)的腔体上壁环设有若干吸附孔；所述硅胶吸附层(7-1-1)的腔体下壁连通有抽气管(7-1-3)，所述抽气管(7-1-3)与气泵连接；所述顶尖机构(2)通过气动锁紧机构(8)锁紧石英晶片；所述气动锁紧机构(8)包括锁紧块(8-1)和锁紧气缸(8-2)；所述锁紧气缸(8-2)的活塞杆与所述锁紧块(8-1)螺纹连接；

所述第二运动驱动机构(6)包括横向滑轨(6-1)、纵向滑轨(6-2)、连杆(6-3)、调整杆(6-4)、夹紧气缸(6-5)和夹紧块(6-6)；两个所述横向滑轨(6-1)分别设置在所述托盘机构(3)的两侧；两个所述纵向滑轨(6-2)分别垂直地滑动连接在两个所述横向滑轨(6-1)上；所述连杆(6-3)滑动连接在两个所述纵向滑轨(6-2)之间；所述调整杆(6-4)滑动连接在所述连杆(6-3)上；两个所述夹紧气缸(6-5)分别连接在所述调整杆(6-4)上，其中一个所述夹紧气缸(6-5)固定连接在所述调整杆(6-4)上，另一个所述夹紧气缸(6-5)滑动连接在所述调整杆(6-4)上；两个所述夹紧块(6-6)分别安装在两个所述夹紧气缸(6-5)上，两个所述夹紧块(6-6)相对的平面上向内凹设有弧形槽(6-6-1)，所述弧形槽(6-6-1)内帖设有硅胶层(6-6-2)。

2.如权利要求1所述的石英晶片外圆研磨加工系统，其特征在于，所述第一运动驱动机构(5)包括电机(5-1)、纵向电动推杆(5-2)导轨(5-3)和横向电动推杆(5-4)；

所述电机(5-1)的输出轴与所述金刚石砂轮(1)连接，所述电机(5-1)连接在所述纵向电动推杆(5-2)的下方，所述纵向电动推杆(5-2)通过滑块(5-5)滑动连接在所述导轨(5-3)上，所述纵向电动推杆(5-2)的一侧连接有所述横向电动推杆(5-4)。

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