CN105082377A - 一种板状晶体的切割装置 - Google Patents

Abstract

一种板状晶体的切割装置，涉及晶体技术领域，本发明通过在所述机架(26)上面的一侧设有运动机构，所述运动机构中的工作台(20)上设有夹持机构，所述夹持机构夹持板状晶体，在机架上面的另一侧间隔设有两套切割机构，所述两套切割机构中的切割片(19)分别设置在工作台上板状晶体两端的切割槽(37)内，所述两切割片由板状晶体的两端同时向中间进行切割，大大提高了切割效率，同时还有效的降低了在切割过程中板状晶体发生崩边的可能，大大提高了板状晶体的利用率，进而降低了生产成本等，本发明具有操作方便，生产效率高等特点，适合大范围的推广和应用。

Description

一种板状晶体的切割装置

【技术领域】

本发明涉及晶体技术领域，尤其涉及一种切割装置，具体涉及一种板状晶体的切割装置。

【背景技术】

已知的，在科技飞速发展的今天，晶体的应用非常广泛，从航海到航天、从微电子到光电子、从自动控制到智能技术、从计算机到通讯、从生命科学到医疗技术、从民用技术到国防科技没有哪一门高新技术能离开晶体材料，不同的晶体具有不同的本领，各种各样的人工晶体在现代科学技术中各领风骚；以蓝宝石为例，因蓝宝石具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，其强度高、硬度大、耐冲刷和抗腐蚀，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，而且其还具有良好的热传导性和电气绝缘性，最重要的是蓝宝石还具有良好的透光性，被广泛的应用于红外窗口、高强度光学窗口和医疗器械等技术领域，其中当蓝宝石被应用在光学窗口上时，就需要对蓝宝石晶片进行切割以达到所需尺寸，但是由于蓝宝石硬度高、脆性大，在对蓝宝石晶片切割时难度很高，而且切割效率较低，如目前常采用的利用金刚石涂层线对蓝宝石进行切割，由于在切割中金刚石涂层线在损耗到一定程度后需要更换，而且在切割过程中金刚石涂层线还会经常断裂，进而造成切割成本居高不下，同时其切割效率也相对较低等。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明提供了一种板状晶体的切割装置，本发明通过采用两套切割机构对板状晶体进行切割，在切割时，由板状晶体的两端向中间同时切割，大大提高了切割效率，本发明具有操作方便，生产效率高等特点。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种板状晶体的切割装置，包括运动机构、切割机构、夹持机构和机架，在所述机架上面的一侧设有运动机构，所述运动机构中的工作台上设有夹持机构，所述夹持机构夹持板状晶体，在机架上面的另一侧间隔设有两套切割机构，所述两套切割机构中的切割片分别设置在工作台上板状晶体两端的切割槽内，所述两切割片由板状晶体的两端同时向中间进行切割形成板状晶体的切割装置。

所述的板状晶体的切割装置，所述机架上设有控制盒支撑杆，在控制盒支撑杆上设有控制盒，所述控制盒分别控制运动机构、切割机构和夹持机构。

所述的板状晶体的切割装置，所述切割片的上方设有冷却结构。

所述的板状晶体的切割装置，所述冷却结构包括冷却介质管道、冷却介质循环过滤器和喷淋软管，所述喷淋软管的出口对应切割片，喷淋软管的进口连接冷却介质管道，所述冷却介质管道与切割片随动，冷却介质管道连接冷却介质循环过滤器。

所述的板状晶体的切割装置，所述工作台上设有切割槽，在工作台一侧的侧面上设有传感器挡板，所述传感器挡板的下方设有传感器，所述传感器通过传感器固定块固定在光杠B上，所述光杠B通过固定座固定在机架的上面。

所述的板状晶体的切割装置，所述运动机构包括丝杠、导轨、电机A和工作台，所述导轨通过导轨安装座固定在机架上，在导轨上设有滑块，在所述滑块的上面设有工作台，在所述工作台的下面设有丝母，所述丝母与丝杠丝接配合，所述丝杠的一端连接电机A。

所述的板状晶体的切割装置，所述切割机构包括滑道、电机B、切割片、滑座和电主轴，所述电主轴间隔设置为两个，所述每个电主轴通过电主轴安装座固定在滑座上，所述滑座设置在滑道上，所述滑道设置在机架的一侧，在滑座的下面设有丝母，所述丝母丝接丝杆，所述丝杆的一端设有电机B，在电主轴的输出轴的外缘面上设有切割片固定套，在所述切割片固定套上设有切割片，所述切割片设置在工作台上的切割槽内。

所述的板状晶体的切割装置，所述夹持机构包括光杠A、气缸、气缸固定座、支撑座和压紧块，所述光杠A上设有至少两个气缸固定座，在每个气缸固定座的下面分别设有气缸，在所述气缸的顶杆上设有压紧块，在光杠A的两端分别设有支撑座，所述支撑座固定在工作台上切割槽的一侧，在工作台上切割槽的另一侧间隔设有至少两个气缸安装座，所述气缸安装座设置在工作台上的T形槽内，在气缸安装座上分别设有气缸，在所述气缸的顶杆上设有压紧块。

所述的板状晶体的切割装置，所述工作台的外围设有护罩，所述护罩上设有至少一块透明玻璃窗。

所述的板状晶体的切割装置，所述机架的四周分别设有面板，在机架的下部设有至少四块调整垫铁。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明所述的一种板状晶体的切割装置，本发明通过采用两套切割机构对板状晶体进行切割，在切割时，由板状晶体的两端向中间同时切割，大大提高了切割效率，同时还有效的降低了在切割过程中板状晶体发生崩边的可能，大大提高了板状晶体的利用率，进而降低了生产成本等，本发明具有操作方便，生产效率高等特点，适合大范围的推广和应用。

【附图说明】

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的另一立体结构示意图；

图3是本发明的电主轴结构示意图；

图中：1、冷却介质管道；2、光杠A；3、气缸；4、气缸固定座；5、支撑座；6、丝杠；7、导轨；8、电机A；9、电主轴安装座；10、滑道；11、冷却介质储存盒；12、电机B；13、冷却介质循环过滤器；14、控制盒；15、控制盒支撑杆；16、护罩；17、透明玻璃窗；18、喷淋软管；19、切割片；20、工作台；21、传感器挡板；22、传感器；23、固定座；24、光杠B；25、传感器固定块；26、机架；27、面板；28、调整垫铁；29、压紧块；30、风琴护罩；31、滑座；32、电主轴；33、切割片压紧垫片；34、切割片固定套；35、压紧螺钉；36、锁紧螺母；37、切割槽；38、托板。

【具体实施方式】

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例；

结合附图1～3中所述的一种板状晶体的切割装置，包括运动机构、切割机构、夹持机构和机架26，在所述机架26上面的一侧设有运动机构，所述运动机构包括丝杠6、导轨7、电机A8和工作台20，所述导轨7为滚动直线导轨，导轨7通过导轨安装座固定在机架26上，在导轨7上设有滑块，在所述滑块的上面设有工作台20，在所述工作台20的下面设有丝母，所述丝母与丝杠6丝接配合，所述丝杠6的一端通过联轴器连接电机A8，所述电机A8通过电机安装座固定在机架26上，其中所述工作台20上设有切割槽37，在所述切割槽37的端部设有冷却介质储存盒11，所述冷却介质储存盒11通过管道连接冷却介质循环过滤器13，在工作台20一侧的侧面上设有传感器挡板21，所述传感器挡板21的下方设有传感器22，所述传感器22通过传感器固定块25固定在光杠B24上，所述光杠B24通过固定座23固定在机架26的上面形成限制工作台20行程的限位机构；

进一步，所述运动机构中的工作台20上设有用于夹持板状晶体的夹持机构，所述夹持机构包括光杠A2、气缸3、气缸固定座4、支撑座5和压紧块29，所述光杠A2上设有至少两个气缸固定座4，在每个气缸固定座4的下面分别设有气缸3，在所述气缸3的顶杆上设有压紧块29，在光杠A2的两端分别设有支撑座5，其中气缸3通过气缸固定座4可以再光杠A2上任一滑动进而实现调整气缸3的位置，以满足夹持不同大小的板状晶体，所述支撑座5固定在工作台20上切割槽37的一侧，在工作台20上切割槽37的另一侧间隔设有至少两个气缸安装座，所述气缸安装座设置在工作台20上的T形槽内，在气缸安装座上分别设有气缸3，在所述气缸3的顶杆上设有压紧块29或在工作台20上切割槽37的另一侧设置一光杠A2，在光杠A2上设有至少两个气缸固定座4，在每个气缸固定座4的下面分别设有气缸3，在所述气缸3的顶杆上设有压紧块29，在光杠A2的两端分别设有支撑座5，其中气缸3通过气缸固定座4可以再光杠A2上任一滑动进而实现调整气缸3的位置，以满足夹持不同大小的板状晶体，所述支撑座5固定在工作台20上，其中气缸3可以替换为液压缸或电动马达；

进一步，在机架26上面的另一侧间隔设有两套切割机构，所述切割机构包括滑道10、电机B12、切割片19、滑座31和电主轴32，所述电主轴32间隔设置为两个，在两电主轴32之间设有风琴护罩3，所述风琴护罩3连接冷却介质储存盒11，所述每个电主轴32通过电主轴安装座9固定在滑座31上，所述滑座31设置在滑道10上，所述滑道10设置在机架26的一侧，在滑座31的下面设有丝母，所述丝母丝接丝杆，所述丝杆的一端设有电机B12，在电主轴32的输出轴的外缘面上设有切割片固定套34，在所述切割片固定套34上设有切割片19，所述切割片19设置在工作台20上的切割槽37内或切割机构包括电机B12、切割片19、电主轴32和滚动直线滑台，所述电主轴32间隔设置为两个，所述每个电主轴32通过电主轴安装座9固定在滚动直线滑台上，其中滚动直线滑台为标准件，所述滚动直线滑台设置在机架26的一侧，滚动直线滑台的一端设有电机B12，在电主轴32的输出轴的外缘面上设有切割片固定套34，所述切割片固定套34通过压紧螺钉35固定在电主轴32的输出轴上，在所述切割片固定套34上设有切割片19，所述切割片19通过锁紧螺母36固定在切割片固定套34上，在切割片19与锁紧螺母36之间设有切割片压紧垫片33，所述切割片19设置在工作台20上的切割槽37内，上述两种方案的切割机构，为了加工方便，优选后一种方案，所述两套切割机构中的切割片19分别设置在工作台20上板状晶体两端的切割槽37内，所述切割片19的上方设有冷却结构，所述冷却结构包括冷却介质管道1、冷却介质循环过滤器13和喷淋软管18，所述喷淋软管18的出口对应切割片19，喷淋软管18的进口连接冷却介质管道1，所述冷却介质管道1与切割片19随动，冷却介质管道1连接冷却介质循环过滤器13；所述两切割片19由板状晶体的两端同时向中间进行切割，在机架26上设有控制盒支撑杆15，在控制盒支撑杆15上设有控制盒14，所述控制盒14分别控制运动机构、切割机构和夹持机构，在机架26的四周分别设有面板27，所述面板27的两端设有扣手，在面板27的上部设有锁具，在机架26的下部设有至少四块用于调整机架26平整的调整垫铁28形成板状晶体的切割装置；

进一步，在所述工作台20的外围设有护罩16，所述护罩16上设有至少一块用于观察切割情况的透明玻璃窗17，如果所需切割的板状晶体尺寸较大，在工作台20的侧边设有托板38。

其中本发明中冷却介质优选水。

本发明在实施过程中，板状晶体放置于工作台20上，如果板状晶体过长，通过与工作台20连接的托板38托举支撑，定位好的板状晶体通过由四个微型气缸3驱动的气动夹持机构压紧在工作台20上，压紧力大小通过调节气动调压阀控制气缸3进气压力进行调节，切割片19通过切割片固定套34、切割片压紧垫片33、锁紧螺母36、压紧螺钉35与电主轴32实现高精度定位并固定连接；电主轴32的转速通过变频器变频调节，两个电主轴32分别通过电主轴安装座9固定；电主轴安装座9与滚动直线滑台上的滑板连接固定，从而驱动电主轴32随滚动直线滑台作往复直线运动，滚动直线滑台由电机B12驱动，所述电机B12为伺服电机，通过伺服电机的伺服控制系统控制电机B12的转速，从而实现电主轴32直线运动速度快慢的调节控制，工作台20与导轨7上的滑块连接，工作台20的下部设有丝母，所述丝母与丝杠6丝接，丝杠6一端通过联轴器与电机A8连接，所述电机A8为步进电机，通过步进电机驱动丝杠6旋转，从而驱动丝杠6上的丝母作直线运动，并带动与之连接的工作台20在导轨7上作精密的往复直线运动；切割过程中切割片19通过喷淋软管18对切割片19连续喷水冷却；工作台20上安装有护罩16，进行安全防护及防止冷却水飞溅；冷却水通过冷却介质储存盒11汇集后经过滤流回到冷却介质循环过滤器13，通过过滤的冷却水经冷却水泵重新供给到喷淋软管18对切割片19实现冷却循环使用，本发明可实现手动、自动模式运行，手动模式可实现电主轴32单独及同时对板状晶体切割运行，自动模式实现双电主轴32同时进给切割，在左右电主轴32同时到达限位位置时，自动启动工作台20直线进给运动，完成板状晶体切断并使电主轴32及工作台20自动回退至起始位置，控制系统采用HMI+PLC控制方式，操作指令及切割参数设定及修改均通过控制盒14完成，本发明具有完善的安全保护装置，伺服电机及步进电机均具有过载保护功能，电主轴32工作电流实时在液晶屏上显示，进给速度过快或切割片19钝化导致电主轴32扭矩及电流增大到设定电流时，本发明能自动停止运行等。

本发明在切割板状晶体时，由于是从板状晶体的两端往板状晶体的中间进行切割，有效的避免了切割时板状晶体的崩边，进而提高了板状晶体的利用率等，本发明特别适用于蓝宝石晶板的切割。

以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。

为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种板状晶体的切割装置，包括运动机构、切割机构、夹持机构和机架(26)，其特征是：在所述机架(26)上面的一侧设有运动机构，所述运动机构中的工作台(20)上设有夹持机构，所述夹持机构夹持板状晶体，在机架(26)上面的另一侧间隔设有两套切割机构，所述两套切割机构中的切割片(19)分别设置在工作台(20)上板状晶体两端的切割槽(37)内，所述两切割片(19)由板状晶体的两端同时向中间进行切割形成板状晶体的切割装置。

2.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述机架(26)上设有控制盒支撑杆(15)，在控制盒支撑杆(15)上设有控制盒(14)，所述控制盒(14)分别控制运动机构、切割机构和夹持机构。

3.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述切割片(19)的上方设有冷却结构。

4.根据权利要求3所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述冷却结构包括冷却介质管道(1)、冷却介质循环过滤器(13)和喷淋软管(18)，所述喷淋软管(18)的出口对应切割片(19)，喷淋软管(18)的进口连接冷却介质管道(1)，所述冷却介质管道(1)与切割片(19)随动，冷却介质管道(1)连接冷却介质循环过滤器(13)。

5.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述工作台(20)上设有切割槽(37)，在工作台(20)一侧的侧面上设有传感器挡板(21)，所述传感器挡板(21)的下方设有传感器(22)，所述传感器(22)通过传感器固定块(25)固定在光杠B(24)上，所述光杠B(24)通过固定座(23)固定在机架(26)的上面。

6.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述运动机构包括丝杠(6)、导轨(7)、电机A(8)和工作台(20)，所述导轨(7)通过导轨安装座固定在机架(26)上，在导轨(7)上设有滑块，在所述滑块的上面设有工作台(20)，在所述工作台(20)的下面设有丝母，所述丝母与丝杠(6)丝接配合，所述丝杠(6)的一端连接电机A(8)。

7.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述切割机构包括滑道(10)、电机B(12)、切割片(19)、滑座(31)和电主轴(32)，所述电主轴(32)间隔设置为两个，所述每个电主轴(32)通过电主轴安装座(9)固定在滑座(31)上，所述滑座(31)设置在滑道(10)上，所述滑道(10)设置在机架(26)的一侧，在滑座(31)的下面设有丝母，所述丝母丝接丝杆，所述丝杆的一端设有电机B(12)，在电主轴(32)的输出轴的外缘面上设有切割片固定套(34)，在所述切割片固定套(34)上设有切割片(19)，所述切割片(19)设置在工作台(20)上的切割槽(37)内。

8.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述夹持机构包括光杠A(2)、气缸(3)、气缸固定座(4)、支撑座(5)和压紧块(29)，所述光杠A(2)上设有至少两个气缸固定座(4)，在每个气缸固定座(4)的下面分别设有气缸(3)，在所述气缸(3)的顶杆上设有压紧块(29)，在光杠A(2)的两端分别设有支撑座(5)，所述支撑座(5)固定在工作台(20)上切割槽(37)的一侧，在工作台(20)上切割槽(37)的另一侧间隔设有至少两个气缸安装座，所述气缸安装座设置在工作台(20)上的T形槽内，在气缸安装座上分别设有气缸(3)，在所述气缸(3)的顶杆上设有压紧块(29)。

9.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述工作台(20)的外围设有护罩(16)，所述护罩(16)上设有至少一块透明玻璃窗(17)。

10.根据权利要求1所述的板状晶体的切割装置，其特征是：所述机架(26)的四周分别设有面板(27)，在机架(26)的下部设有至少四块调整垫铁(28)。