CN103692304A - 多功能蓝宝石晶棒加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能蓝宝石晶棒加工设备，包括基座、磨削装置、定向仪、控制箱和工作台；磨削装置、控制箱和工作台均设置于基座上，磨削装置固定于基座顶面的一侧，工作台设置于基座的顶面上且可在基座上左右移动，基座的左端部设置有用于驱动工作台在基座上左右移动的工作台驱动电机；控制箱设置于基座的右端部上；工作台上设置有一个用于夹紧被加工的蓝宝石晶棒的夹紧装置；定向仪设置于工作台上，以检测被加工的蓝宝石晶棒的晶向。本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备，具有加工效率和精度高、定向精度高、设备整体占用空间小、磨头更换方便快捷等优点。

Description

多功能蓝宝石晶棒加工设备

技术领域

本发明涉及一种晶棒加工设备，尤其是一种用于对蓝宝石材料掏棒的多功能蓝宝石晶棒加工设备。

背景技术

由于大尺寸蓝宝石衬底材料应用的普及，特别是发光二极管LED及SOS（Silicon onSapphire，硅-蓝宝石）半导体行业对于蓝宝石晶圆需求的增长，促进了业界对蓝宝石材料加工的需求快速上升。由于蓝宝石材料的物理属于硬脆材料，对大体积蓝宝石晶体，例如80～100kg级的蓝宝石晶体，进行套取大口径晶棒（特别是6、8英寸）的加工操作非常困难，而且效率低下，因此研究蓝宝石掏棒的快速有效加工成为当前的难题。

蓝宝石晶体的一般分为三道工序，即外圆磨削、晶向测定以及最后的晶向平面（参考面）磨削。现有技术中，要完成全部三道加工工序，一般需要采用几台设备完成几个工艺流程加工蓝宝石晶棒。首先磨削蓝宝石晶棒的外圆；待外圆磨削成型后，使用单独的定向仪对蓝宝石晶棒进行其晶向测量；确定晶向后，通过专用的磨削平面设备对其平面进行磨削加工。三道工序的完成，所需多台不同的设备，占地面积大，加工成本高。随着蓝宝石生长技术的成熟，市场对大尺寸晶棒的需求越来越大，而对于大尺寸晶棒的加工要求很高，经过多次装夹会对晶棒容易产生损坏，影响加工成品的质量。虽然现有技术中也有一种设备实现三个加工工序，但是由于设备机构复杂或者定向精度低，不能达到很好的加工效果。

申请号为201120392081.6的中国实用新型专利公开了一种卧式双轴晶体滚磨机，此设备主要由定向仪、工作台运动单元、工件旋转及装夹单元、机床操作箱、液压系统、定向仪垂直运动单元、端磨水平运动单元、端磨升降单元、端磨主轴运动单元、周磨主轴运动单元、周磨水平运动单元、电器柜以及润滑系统组成。直线运动轴导轨均选用滚动直线导轨副、滚珠丝杠副传动。工件旋转及装夹单元安装在工作台运动单元上，跟随工作台一起往返运动；工件的夹紧和放松靠液压站控制。周磨主轴运动单元安装在周磨水平单元上，跟随水平单元往复运动。端磨主轴单元安装在端磨升降单元上，端磨升降单元又安装在端磨水平运动单元上，端磨主轴单元可以跟随端磨升降单元上下升降运动以及水平往复运动。定向仪安装在定向仪垂直运动单元上。此设备主要有一下缺点：1）外圆磨削、定位边磨削分为两个主轴单独进行加工，增加设备的复杂度，运动空间要求大；2）定向仪比较简易，精度不高。

发明内容

本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种多功能蓝宝石晶棒加工设备，以解决当前蓝宝石材料的掏棒加工效率低下、辅料消耗大及晶棒表面质量差的问题。

本发明为解决技术问题采用以下技术方案。

多功能蓝宝石晶棒加工设备，其结构特点是，包括基座、磨削装置、定向仪、控制箱和工作台；所述磨削装置、定向仪、控制箱和工作台均设置于所述基座上，所述磨削装置固定于所述基座顶面的一侧，所述工作台设置于所述基座的顶面上且可在所述基座上左右移动，所述基座的左端部设置有用于驱动工作台在所述基座上左右移动的工作台驱动电机；所述控制箱设置于所述基座的右端部上；所述工作台上设置有一个用于夹紧被加工的蓝宝石晶棒的夹紧装置；

所述夹紧装置包括第一导轨、头架和尾架；所述第一导轨固定设置于所述所述工作台的上表面上，所述头架固定设置于所述第一导轨的右端部上，所述尾架设置于所述第一导轨的左端部上且可沿着所述第一导轨的长度方向移动，所述头架和尾架上分别设置有一个头架顶尖和一个尾架顶尖，通过调整所述尾架在第一导轨上的位置将被加工的蓝宝石晶棒夹紧于头架顶尖和尾架顶尖之间；所述头架上设置有头架驱动电机，由头架驱动电机带动所述头架顶尖转动，从而带动被加工的蓝宝石晶棒和尾架顶尖一起转动；

所述定向仪固定设置于所述基座上，以检测被加工的蓝宝石晶棒的晶向。

本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备还具有以下技术特点。

所述定向仪包括X射线管、计数管接收器、超声波测距器、第一转盘、第二转盘、第一步进电机、第二步进电机、支架、滑动板和滑动板驱动电机，所述支架包括两根导杆、底座和顶架；所述底座设置于所述工作台上，所述导杆竖直立于所述底座之上，所述顶架位于两根导杆的顶端，所述顶架上设有所述滑动板驱动电机，所述滑动板驱动电机的输出端连接有一根丝杠，所述丝杠的上端固定于所述滑动板驱动电机的输出端上，所述丝杠的下端旋入与所述滑动板的螺纹孔内，通过滑动板驱动电机带动所述丝杠转动，进而驱动所述滑动板沿着所述两根导杆的长度方向上下滑动；

所述第一转盘、第二转盘和超声波测距器均设置于所述滑动板的前板面上，所述第一步进电机和第二步进电机均设置于所述滑动板的后板面上；所述第一转盘和第二转盘分别设置于所述第一步进电机的输出轴和第二步进电机的输出轴上，并分别由所述第一步进电机和第二步进电机驱动而旋转；所述X射线管设置于所述第一转盘之上且可随所述第一转盘的转动而转动，所述计数管接收器设置于所述第二转盘之上且可随所述第二转盘的转动而转动；所述超声波测距器位于所述滑动板的前板面上，且位于所述第一转盘和第二转盘之间的位置上。

所述滑动板的前板面上还设置有指示灯。

所述磨削装置包括固定立板、刀具固定架和刀具固定架驱动电机；所述固定立板固定于所述基座顶面的一侧，所述固定立板上靠近所述基座的一侧的侧面上设置有一个沿着竖直方向延伸的第二导轨，所述刀具固定架卡嵌于所述第二导轨上并可沿着所述第二导轨上下移动；所述刀具固定架驱动电机设置于所述固定立板的顶面上，由所述刀具固定架驱动电机驱动所述刀具固定架在所述第二导轨上移动；

所述刀具固定架上设置有刀夹，所述刀夹上夹持有一个磨削刀具，所述刀具固定架上还设置有用于驱动所述刀夹上的磨削刀具的磨削驱动电机。

所述刀具固定架上还设置有刀库，所述刀库之内设置有刀盘，所述刀盘上设置有多个用于磨削刀具的磨头。

所述刀具固定架上还设置有用于为刀夹上的磨削刀具喷洒冷却水的冷却水管。

所述尾架上设置有尾架锁紧手轮，通过转动所述尾架锁紧手轮可将所述尾架锁紧于所述第一导轨上，将被加工的蓝宝石晶棒锁紧于头架顶尖和尾架顶尖之间。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备，有以下几个优点：

1、定向精度高，所用定向仪与头架电机配合，360°检测电流峰值，除去手动操作带来的误差，精度可以达到30″，并设有虚拟平面避免了晶棒和定向仪直接接触，减少了对晶棒的表面损伤，保证了晶棒质量；

2、节省设备空间，一个主轴磨削单元完成外圆磨削和定位边两个工序的工作，并且磨削主轴单元只有上下运动，没见前后运动系统，减少了设备的复杂度，节约了加工成本；

3、设置有刀库，可根据表面质量要求更换不同粒度的磨头，简单快捷；

4、对于大尺寸蓝宝石晶棒，实现一次装夹。比起一般的同种加工设备，本技术方案结构简易，加工成本低，运动空间小，定向精度和加工精度高。

本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备，尤其是适用于大尺寸蓝宝石晶棒的磨削加工，可解决当前蓝宝石材料的掏棒加工效率低下、辅料消耗大及晶棒表面质量差的问题，具有加工效率和精度高、定向精度高、设备整体占用空间小、磨头更换方便快捷等优点。

附图说明

图1为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的主视图。

图2为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的俯视图。

图3为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的磨削装置的左视图。

图4为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的多功能X射线定向仪的结构示意图。

图5为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的多功能X射线定向仪的定向仪的结构示意图。

图6为图5中的A-A剖视图。

图7为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的夹紧装置的立体图。

图1～图7中标号：1基座，2磨削装置，21固定立板，22刀具固定架，23刀具固定架驱动电机，24第二导轨，25刀夹，26磨削刀具，27磨削驱动电机，28刀库，29主轴，210传动皮带，211气动卡夹，212冷却水管，3定向仪，31X射线管，32计数管接收器，33超声波测距器，34第一转盘，35第二转盘，36第一步进电机，37滑动板，3701前板面，3702后板面，38滑动板驱动电机，39导杆，310底座，311顶架，312丝杠，313指示灯，4控制箱，5工作台，6蓝宝石晶棒，7夹紧装置，71第一导轨，72头架，73尾架，731尾架锁紧手轮，74头架顶尖，75尾架顶尖，76头架驱动电机，8工作台驱动电机，9OF面，10左极限开关，11右极限开关。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1～图7，多功能蓝宝石晶棒加工设备，其包括基座1、磨削装置2、定向仪3、控制箱4和工作台5；所述磨削装置2、定向仪3、控制箱4和工作台5均设置于所述基座1上，所述磨削装置2固定于所述基座1顶面的一侧，所述工作台5设置于所述基座1的顶面上且可在所述基座1上左右移动，所述基座的左端部设置有用于驱动工作台5在所述基座上左右移动的工作台驱动电机8；所述控制箱4设置于所述基座1的右端部上；所述工作台5上设置有一个用于夹紧被加工的蓝宝石晶棒6的夹紧装置7；

所述夹紧装置7包括第一导轨71、头架72和尾架73；所述第一导轨71固定设置于所述所述工作台5的上表面上，所述头架72固定设置于所述第一导轨71的右端部上，所述尾架73设置于所述第一导轨71的左端部上且可沿着所述第一导轨71的长度方向移动，所述头架72和尾架73上分别设置有一个头架顶尖74和一个尾架顶尖75，通过调整所述尾架73在第一导轨71上的位置将被加工的蓝宝石晶棒6夹紧于头架顶尖74和尾架顶尖75之间；所述头架72上设置有头架驱动电机76，由头架驱动电机76带动所述头架顶尖74转动，从而带动被加工的蓝宝石晶棒6和尾架顶尖75一起转动；

所述定向仪3固定设置于所述基座1上，以检测被加工的蓝宝石晶棒6的晶向。

如图1～3为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的视图，磨削装置2、定向仪3、控制箱4和工作台5等装置均设置于基座上。磨削装置位于基座的一侧，即图2中的上侧，工作台位于基座上表面之上，定向仪位于基座上表面上靠近基座右端部的一端；控制箱位于右端部上，用于控制工作台、磨削装置、定向仪的工作并显示相关参数等。定向仪的底座穿透所述工作台后固定于基座上表面上，在工作台上相对应于所述定向仪底座之处设置有一个长方形槽，以便于工作台能自如地在基座上左右移动。

基座上设置有两个极限开关，分别为左极限开关10和右极限开关11。工作台5运动至左极限开关10的位置时，为蓝宝石晶棒的磨削位置，此时夹紧装置的晶棒恰好位于磨削装置的磨削刀具26的正下方，在该位置处对蓝宝石晶棒进行磨削加工。头架和尾架一起将蓝宝石晶棒夹紧并由头架驱动电机带动两个顶尖和晶棒一起转动，由控制箱控制磨削装置开始磨削。如图7为本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的夹紧装置的立体图。

工作台运动至右极限开关11的位置时，为蓝宝石晶棒的晶向测量位置，此时夹紧装置上的晶棒恰好位于定向仪的滑动架的正下方，由定向仪对晶棒的晶向进行测量。通过定向仪对晶向进行测量之后，工作台再次移回左极限开关10处，对晶棒进行再次磨削加工。

具体实施时，工作台驱动电机的输出端设置有滚珠丝杠，通过滚珠丝杠驱动工作台做直线运动。

工作台上设置两个极限开关，以便于控制工作台的左右移动极限位置。夹紧装置的头架和尾架安装在工作台上的第一导轨上，尾架可自由滑动，便于不同长度晶棒夹持，并能锁紧固定在工作台上。工作台驱动电机驱动工作台往复运动，并通过两个极限开关限定工作台的左右移动极限位置。

所述定向仪3包括X射线管31、计数管接收器32、超声波测距器33、第一转盘34、第二转盘35、第一步进电机36、第二步进电机、支架、滑动板37和滑动板驱动电机38，所述支架包括两根导杆39、底座310和顶架311；所述底座310设置于所述工作台5上，所述导杆39竖直立于所述底座310之上，所述顶架311位于两根导杆39的顶端，所述顶架311上设有所述滑动板驱动电机38，所述滑动板驱动电机38的输出端连接有一根丝杠312，所述丝杠312的上端固定于所述滑动板驱动电机38的输出端上，所述丝杠312的下端旋入与所述滑动板37的螺纹孔内，通过滑动板驱动电机38带动所述丝杠转动，进而驱动所述滑动板37沿着所述两根导杆39的长度方向上下滑动；

所述第一转盘34、第二转盘35和超声波测距器33均设置于所述滑动板37的前板面3701上，所述第一步进电机36和第二步进电机均设置于所述滑动板37的后板面3702上；所述第一转盘34和第二转盘35分别设置于所述第一步进电机36的输出轴和第二步进电机的输出轴上，并分别由所述第一步进电机36和第二步进电机驱动而旋转；所述X射线管31设置于所述第一转盘34之上且可随所述第一转盘34的转动而转动，所述计数管接收器32设置于所述第二转盘35之上且可随所述第二转盘35的转动而转动；所述超声波测距器33位于所述滑动板37的前板面3701上，且位于所述第一转盘34和第二转盘35之间的位置上。

图4-6为定向仪的结构图。定向仪根据布拉格公式将射线管和计数管接收器设置成不同角度，可以测量不同晶向的角度。设置超声波测距，预先设置虚拟被测晶体平面，即图4中的OF面9，以防止定向头直接与晶体接触。滑动板的后板面上设置有多个连接柱，所述连接柱上设有穿孔，所述导杆有两根，两根导杆均通过位于滑动板的后板面上的连接柱与滑动板相连接，导杆插入所述连接柱的穿孔之内，使得连接柱和滑动板可沿着导杆的长度方向滑移。需要向上拉动滑动板时，开启滑动板驱动电机使得丝杠转动，从而驱动滑动板沿着所述导杆向上或向下移动。底座310固定在基座1上，且不会影响工作台在基座上左右移动。

第一转盘和第二转盘可分别在第一步进电机和第二步进电机附图中未示出的驱动下转动，从而调整X射线管、计数管接收器的旋转角度。

工作台运动至右极限开关11的位置时，被测晶棒固定于夹紧装置7内并被夹紧，晶棒被360°旋转扫描，测出电流最大峰值，电流最大峰值对应的方向为被测晶体端面标准晶向；在该标准晶向的基础上偏转90°的角度为被测晶体端面晶向偏差最大方向，根据偏差角度校正晶向。滑动板上设有高压指示灯，指示灯在开关按钮按下时亮，以对定向仪的开关机状态进行指示。

另外，所述控制箱上还设有用于控制定向仪工作的控制操作按钮和显示屏。首先，打开电源开机通电，利用石英晶片检测定向仪的精准度，如果显示屏上显示的曲线的最大值处为直线且波动微小，说明仪器是正常的。

然后，开始测量被测晶体的晶向角度，比如测量蓝宝石晶体C面。按下控制按钮以驱动第一、第二步进电机驱动第一、第二转盘转动至测量C向所需的角度，转至设定位置后，滑动板驱动电机带动滑动板沿导杆向下运动，超声波测距器连续发出信号检测是否达到虚拟平面即如图4所示的OF面9的位置。根据设定的晶向确定距离，即：在设定好晶向后，测距器与虚拟平面之间的距离被确定。当被测晶体某点到达虚拟平面时，测距器探测信号反馈回控制箱内的单片机，单片机经过处理控制滑动板驱动电机停止，滑动板停止运动。

然后，打开X射线管，此时X射线管射出的X射线经晶体端面某点产生相干衍射，衍射线被计数管接收器接收，经过单片机处理在曲线显示屏上显示电流曲线，同时夹紧装置7转动被加工的蓝宝石晶棒，对晶体端面进行晶向扫描。显示屏上X轴为旋转角度，Y轴为电流值，找出电流值的峰值，读出相应位置的旋转角度。然后，通过控制箱内的的控制键盘输入峰值的旋转角度，在显示屏上显示确认。最后，开动磨削装置2，对被加工的蓝宝石晶棒进行磨削加工。

本发明的多功能蓝宝石晶棒加工设备的定向仪，具有以下几个优点：1测量精度高，消除手动操作的误差；2利于大尺寸晶体和不规则晶体测量晶向，对于晶体形状要求不高，适用于多种晶向测量和校正；3自动化程度高，操作简便，测量方法简单。

所述滑动板37的前板面3701上还设置有指示灯313。指示灯在开关按钮按下时亮，以对定向仪的开关机状态进行指示。

所述磨削装置2包括固定立板21、刀具固定架22和刀具固定架驱动电机23；所述固定立板21固定于所述基座1顶面的一侧，所述固定立板21上靠近所述基座1的一侧的侧面上设置有一个沿着竖直方向延伸的第二导轨24，所述刀具固定架22卡嵌于所述第二导轨24上并可沿着所述第二导轨24上下移动；所述刀具固定架驱动电机23设置于所述固定立板21的顶面上，由所述刀具固定架驱动电机23驱动所述刀具固定架22在所述第二导轨24上移动；

所述刀具固定架22上设置有刀夹25，所述刀夹25上夹持有一个磨削刀具26，所述刀具固定架22上还设置有用于驱动所述刀夹25上的磨削刀具26的磨削驱动电机27。

磨削刀具26包括刀柄和磨头，磨头设置在刀柄上，一般磨头是可更换的。刀具固定架22上设置有一个用于夹紧磨削刀具的刀夹25，所述刀夹25为气动卡夹，将磨削刀具26的刀柄夹紧，磨削刀具26的磨头安装在刀柄上固定。具体实施时，刀具固定架22设置有一个用于带动刀夹25和刀夹所夹持的磨削刀具26高速转动的主轴29，磨削驱动电机27来驱动主轴29高速转动。

磨削驱动电机27在刀具固定架22上的主轴29后方，所述刀夹25设置于所述主轴29的下端部上，磨削驱动电机27的输出轴上设置有一个传动皮带210，由设置于所述磨削驱动电机27的输出轴和主轴之间的驱动传动皮带210驱动主轴29旋转，从而驱动磨削刀具转动，对被加工的蓝宝石晶棒进行磨削加工。

刀具固定架驱动电机23的输出轴上连接有滚珠丝杆传动装置，由刀具固定架驱动电机23通过滚珠丝杆传动装置来驱动刀具固定架，使得刀具固定架能够沿着所述固定立板21上的第二导轨24上下移动，从而可调整磨削刀具的加工位置。

所述刀具固定架22上还设置有刀库28，所述刀库28之内设置有刀盘，所述刀盘上设置有多个用于磨削刀具26的磨头。图4所示刀库28内置旋转刀盘，可以放置16柄不同型号磨头，根据不同的加工精度，选择不同的磨头，从而可以非常方便地更换磨头，实现不同精度的磨削加工，提高了加工效率，也避免了另外设置刀库，节约了成本。

所述刀具固定架22上还设置有用于为刀夹25上的磨削刀具26喷洒冷却水的冷却水管211。冷却水管211内喷出冷却水给磨削刀具26的磨头，使得磨头的温度不至于过高而降低加工精度。

所述尾架73上设置有尾架锁紧手轮731，通过转动所述尾架锁紧手轮731可将所述尾架73锁紧于所述第一导轨71上，将被加工的蓝宝石晶棒6锁紧于头架顶尖74和尾架顶尖75之间。

图7所示的夹紧装置中，两个顶尖分别安装在头架和尾架中，顶尖带有晶棒对中的支架，头架驱动电机带动顶尖旋转从而实现晶棒旋转，并作为定向旋转用，尾架带有螺旋式的尾架锁紧手轮，转动手轮即可将尾架锁紧在第一导轨上，可以非常可靠地将晶棒夹持在夹紧装置中的两个顶尖之间。附图中箭头表示各个电机的转动方向或者装置的直线移动方向。

将定好C向的晶棒放置在夹紧装置上的两个顶尖之间夹紧，通过螺旋尾架锁紧手轮将晶棒很好固定。通过顶尖带有的对应晶棒尺寸的支架，能很好的在夹紧晶棒的过程中使晶棒中心和顶尖中心对中。此时工作台停留在机床左侧的极限开关位置上，将刀库中装入所需的磨头。

选定的磨头从刀库更换至刀具固定架，由刀具固定架的气动卡夹211将磨削刀具夹紧。先由刀具固定架驱动电机23带动刀具固定架沿着第二导轨24下移至预定的加工位置。然后，开启磨削驱动电机，由磨削驱动电机带动刀具固定架上的转动主轴29运动，从而带动位于转动主轴下端的磨削刀具26的磨头高速转动，同时冷却水系统开启，磨头向下进给，头架驱动电机通过顶尖带动晶棒旋转，工作台同时做左右往复运动，加工晶棒外圆。待晶棒外圆加工完毕，刀具固定架上升并停止磨削驱动电机，头架电机也停止旋转，工作台移至机床右侧的极限开关位置上。

此时，正好将晶棒移至定向仪的下方，滑动板37在滑动板驱动电机38驱动下沿导杆39下移，下降至测定晶向设定平面OF面9，头架电机低速旋转360°，在控制箱4的显示屏上显示电流值曲线图，并显示六个峰值，将晶棒旋转至任意峰值处，此时参考定位边定向完毕，定向仪的滑动板37上升，工作台移至机床左侧极限开关位置上。对磨削装置2更换磨头后，再次控制刀具固定架驱动电机23带动刀具固定架沿着第二导轨24下移至加工位置，开启磨削驱动电机，对定位边进行磨削，此时头架驱动电机自锁，保持晶棒固定不动，冷却水系统开启。然后，工作台往复运动，达到磨削定位面的工作。

Claims (7)

1.多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，包括基座（1）、磨削装置（2）、定向仪（3）、控制箱（4）和工作台（5）；所述磨削装置（2）、定向仪（3）、控制箱（4）和工作台（5）均设置于所述基座（1）上，所述磨削装置（2）固定于所述基座（1）顶面的一侧，所述工作台（5）设置于所述基座（1）的顶面上且可在所述基座（1）上左右移动，所述基座的左端部设置有用于驱动工作台（5）在所述基座上左右移动的工作台驱动电机（8）；所述控制箱（4）设置于所述基座（1）的右端部上；所述工作台（5）上设置有一个用于夹紧被加工的蓝宝石晶棒（6）的夹紧装置（7）；

所述夹紧装置（7）包括第一导轨（71）、头架（72）和尾架（73）；所述第一导轨（71）固定设置于所述所述工作台（5）的上表面上，所述头架（72）固定设置于所述第一导轨（71）的右端部上，所述尾架（73）设置于所述第一导轨（71）的左端部上且可沿着所述第一导轨（71）的长度方向移动，所述头架（72）和尾架（73）上分别设置有一个头架顶尖（74）和一个尾架顶尖（75），通过调整所述尾架（73）在第一导轨（71）上的位置将被加工的蓝宝石晶棒（6）夹紧于头架顶尖（74）和尾架顶尖（75）之间；所述头架（72）上设置有头架驱动电机（76），由头架驱动电机（76）带动所述头架顶尖（74）转动，从而带动被加工的蓝宝石晶棒（6）和尾架顶尖（75）一起转动；

所述定向仪（3）固定设置于所述基座（1）上，以检测被加工的蓝宝石晶棒（6）的晶向。

2.根据权利要求1所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述定向仪（3）包括X射线管（31）、计数管接收器（32）、超声波测距器（33）、第一转盘（34）、第二转盘（35）、第一步进电机（36）、第二步进电机、支架、滑动板（37）和滑动板驱动电机（38），所述支架包括两根导杆（39）、底座（310）和顶架（311）；所述底座（310）设置于所述工作台（5）上，所述导杆（39）竖直立于所述底座（310）之上，所述顶架（311）位于两根导杆（39）的顶端，所述顶架（311）上设有所述滑动板驱动电机（38），所述滑动板驱动电机（38）的输出端连接有一根丝杠（312），所述丝杠（312）的上端固定于所述滑动板驱动电机（38）的输出端上，所述丝杠（312）的下端旋入与所述滑动板（37）的螺纹孔内，通过滑动板驱动电机（38）带动所述丝杠转动，进而驱动所述滑动板（37）沿着所述两根导杆（39）的长度方向上下滑动。

所述第一转盘（34）、第二转盘（35）和超声波测距器（33）均设置于所述滑动板（37）的前板面（3701）上，所述第一步进电机（36）和第二步进电机均设置于所述滑动板（37）的后板面（3702）上；所述第一转盘（34）和第二转盘（35）分别设置于所述第一步进电机（36）的输出轴和第二步进电机的输出轴上，并分别由所述第一步进电机（36）和第二步进电机驱动而旋转；所述X射线管（31）设置于所述第一转盘（34）之上且可随所述第一转盘（34）的转动而转动，所述计数管接收器（32）设置于所述第二转盘（35）之上且可随所述第二转盘（35）的转动而转动；所述超声波测距器（33）位于所述滑动板（37）的前板面（3701）上，且位于所述第一转盘（34）和第二转盘（35）之间的位置上。

3.根据权利要求2所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述滑动板（37）的前板面（3701）上还设置有指示灯（313）。

4.根据权利要求1和2所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述磨削装置（2）包括固定立板（21）、刀具固定架（22）和刀具固定架驱动电机（23）；所述固定立板（21）固定于所述基座（1）顶面的一侧，所述固定立板（21）上靠近所述基座（1）的一侧的侧面上设置有一个沿着竖直方向延伸的第二导轨（24），所述刀具固定架（22）卡嵌于所述第二导轨（24）上并可沿着所述第二导轨（24）上下移动；所述刀具固定架驱动电机（23）设置于所述固定立板（21）的顶面上，由所述刀具固定架驱动电机（23）驱动所述刀具固定架（22）在所述第二导轨（24）上移动；

所述刀具固定架（22）上设置有刀夹（25），所述刀夹（25）上夹持有一个磨削刀具（26），所述刀具固定架（22）上还设置有用于驱动所述刀夹（25）上的磨削刀具（26）的磨削驱动电机（27）。

5.根据权利要求1所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述刀具固定架（22）上还设置有刀库（28），所述刀库（28）之内设置有刀盘，所述刀盘上可设置有多个用于磨削刀具（26）的磨头。

6.根据权利要求1所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述刀具固定架（22）上还设置有用于为刀夹（25）上的磨削刀具（26）喷洒冷却水的冷却水管（211）。

7.根据权利要求1所述的多功能蓝宝石晶棒加工设备，其特征是，所述尾架（73）上设置有尾架锁紧手轮（731），通过转动所述尾架锁紧手轮（731）可将所述尾架（73）锁紧于所述第一导轨（71）上，可以将被加工的蓝宝石晶棒（6）锁紧于头架顶尖（74）和尾架顶尖（75）之间。

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