CN111805309B - 用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床 - Google Patents

Abstract

用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，涉及机械设备技术领域。为解决现有的在对硬脆单晶圆柱外圆表面进行磨削时，采用的磨削液为碱性或者酸性，长期使用会腐蚀机床，导致对工件的装夹精度降低，加工出零件的表面精度降低，并且采用人工的方式进行上料，导致工作效率较低的问题。自动上料机构与自动分类及收纳机构呈相互平行分布，全自动磨床分别与自动上料机构和自动分类及收纳机构呈相互垂直分布，磨床基座的上表面一角处设有收纳机构基台，且收纳机构基台的上表面低于磨床基座的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构。本发明适用于对硬脆单晶圆柱外圆面进行磨削加工。

Description

用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，具体涉及一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床。

背景技术

近年来随着新材料、新工艺的飞速发展，钇铝石榴石晶体YAG、倍半氧化物LU2O3等一些典型的硬脆材料，以其高度的光学均匀性、良好的光谱特性、良好的光学透射率、优良的热机械性能以及稳定的物理化学特性，在航空航天、国防军事、工业生产等领域占据着极其重要的地位，其应用范围也在不断的拓宽。然而由于这些材料硬度高、脆性大、断裂韧性低等特性，导致其在进行外圆研磨加工过程中容易产生表面/亚表面裂纹、表面凹坑等机加工缺陷，不仅降低了零部件的精度，而且由于这些脆性损伤的存在，会直接导致零部件的使用寿命降低甚至失效。因此如何实现这类难加工材料的高效率加工的同时保证零件的精度及其性能，已经成为精密及超精密磨削加工中必须突破的关键技术。传统的金刚石磨料磨削技术，由于在硬脆材料在磨削过程中出现的磨削力大、磨削温度高等原因，很容易引起砂轮的堵塞和快速磨损，难以实现硬脆材料的高效率、高精度加工。为了解决这类硬脆材料难加工的技术难题，国内外学者通过不懈的努力在硬脆材料的磨削性能和加工方法等方面取得了显著的成就，并指出在特定的条件下可以实现硬脆材料的塑性域加工。而在硬脆材料的诸多加工方法中，超声波振动辅助磨削技术被证实是一种高效率、高精度的加工方法。目前该技术已在硬脆材料加工、深小孔、弱刚度结构加工中表现出优越的性能，不仅可以有效减少切削力，而且也可以降低切削产生的热量，从而获得切削表面质量也有显著提高，从理论上提高了工件表面粗糙度和刀具使用寿命。然而由于国内对钇铝石榴石晶体YAG、倍半氧化物LU2O3、人造蓝宝石、氟化镁、尖晶石、硫化锌、单晶硅、锗单晶等超硬超脆的材料进行外圆研磨加工所使用的磨床是由金属材料组成，而加工这些硬脆材料所需的磨削液均是碱性或酸性切削液，长期使用这些磨削液会对磨床的零部件产生一定的影响，尤其是对接触较为密切的装夹产生严重腐蚀，长此以往会影响装夹的定位精度，从而导致加工出来的零部件精度及其性能大打折扣，限制了这类材料在高、精、尖技术领域的应用和推广。目前国内专用于这类硬脆材料的外圆研磨设备并未见报道，而国外如美国、德国等发达虽有相关的专用设备,但一直以来以美国为首的西方国家从一开始就对我国实行长期的技术封锁和禁运政策，以至于大量发展急需的技术以及设备都无法从国外进口，这直接阻碍了这类材料在相关领域的应用前景。因此急需开发一种低成本、高效率、高精度和高度自动化且针对于钇铝石榴石晶体YAG、倍半氧化物LU2O3等硬脆材料的外圆加工的专用加工设备。

综上所述，现有的在对硬脆单晶圆柱外圆表面进行磨削时，采用的磨削液为碱性或者酸性，长期使用会腐蚀机床，导致对工件的装夹精度降低，加工出零件的表面精度降低，并且采用人工的方式进行上料，导致工作效率较低的问题。

发明内容

本发明为解决现有的在对硬脆单晶圆柱外圆表面进行磨削时，采用的磨削液为碱性或者酸性，长期使用会腐蚀机床，导致对工件的装夹精度降低，加工出零件的表面精度降低，并且采用人工的方式进行上料，导致工作效率较低的问题，而提出一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床。

本发明的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其组成包括全自动磨床、磨床基座、自动上料机构和自动分类及收纳机构，磨床基座的上表面设有磨床、自动上料机构、自动分类及收纳机构和收纳机构基台，自动上料机构与自动分类及收纳机构呈相互平行分布，全自动磨床分别与自动上料机构和自动分类及收纳机构呈相互垂直分布，磨床基座的上表面一角处设有收纳机构基台，且收纳机构基台的上表面低于磨床基座的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构；

进一步的，所述的全自动磨床包括磨床机架、磨床砂轮、支撑基座、磨床电机和磨床底座；磨床砂轮和磨床电机固定在磨床机架的上方，磨床机架下方的磨床底座通过螺栓连接固定在支撑基座的上表面，支撑基座的侧面中部设有磨削装置放置槽，支撑基座的下底面与磨床基座的上表面固定连接；

进一步的，所述的自动上料机构包括料斗装置、第一光电传感器、振料盘、振料盘支架、上料机构、工件分离机构、超声椭圆振动辅助磨削装置和在线校对相机装置，料斗装置设置在振料盘的上方，料斗装置的出料口正对振料盘，振料盘安装在振料盘支架上，振料盘的出口与工件分离机构相连，第一光电传感器固定安装在工件分离机构左侧，上料机构设置在工件分离机构的右上方，超声椭圆振动辅助磨削装置设置在工件分离机构的正前方，在线校对相机装置设置在超声椭圆振动辅助磨削装置的左侧；

所述的上料机构包括上料机构X方向进给电机、上料机构X方向L型连接件、上料机构X方向直线运动机构、上料机构固定支架、上料机构X方向进给电机护罩、上料机构Z方向直线运动机构、上料机构Z方向进给电机、上料机构Z方向进给电机护罩、上料机构Z方向L型连接件、上料机构夹手紧固螺母和上料机构气爪，上料机构X方向直线运动机构水平设置在上料机构固定支架的上部，上料机构X方向直线运动机构包括上料机构X方向直线运动机构滑块和上料机构X方向直线运动机构丝杠，上料机构X方向直线运动机构滑块套设在上料机构X方向直线运动机构丝杠上，上料机构X方向直线运动机构滑块与上料机构X方向直线运动机构丝杠螺纹连接，上料机构X方向进给电机护罩安装在上料机构固定支架上部的一端，上料机构X方向进给电机安装在上料机构X方向进给电机护罩上，上料机构X方向进给电机的动力输出端与上料机构X方向直线运动机构丝杠连接，上料机构Z方向直线运动机构竖直设置在上料机构固定支架的左侧，上料机构Z方向直线运动机构与上料机构X方向直线运动机构之间设有上料机构X方向L型连接件，上料机构X方向L型连接件的一端与上料机构X方向直线运动机构滑块连接，上料机构X方向L型连接件的另一端与上料机构Z方向直线运动机构的底部连接，上料机构Z方向直线运动机构包括上料机构Z方向直线运动机构滑块和上料机构Z方向直线运动机构丝杠，上料机构Z方向直线运动机构滑块套设在上料机构Z方向直线运动机构丝杠上，上料机构Z方向直线运动机构滑块与上料机构Z方向直线运动机构丝杠螺纹连接，上料机构Z方向进给电机护罩安装在上料机构Z方向直线运动机构上端，上料机构Z方向进给电机安装在上料机构Z方向进给电机护罩上，上料机构Z方向进给电机的动力输出端与上料机构Z方向直线运动机构丝杠连接，上料机构Z方向L型连接件的一端与上料机构Z方向直线运动机构滑块连接，上料机构气爪通过上料机构夹手紧固螺母与上料机构Z方向L型连接件的另一端连接；

进一步的，所述的工件分离机构包括分离机构传送带、分离机构固定支架、分离机构磁偶式无杆气缸、分离机构传送带电机、磁偶式无杆气缸支架、传送带固定支架、工件分离装置、分离机构光电传感器、接料夹手机构和两个工件导向板，分离机构传送带水平设置在传送带固定支架的顶部，分离机构传送带电机安装在分离机构传送带一端的左侧，工件导向板为圆弧形导向板，两个工件导向板相对设置在分离机构传送带的另一端的上方，两个工件导向板之间形成收缩型通道，工件分离装置、分离机构固定支架、分离机构磁偶式无杆气缸和磁偶式无杆气缸支架沿竖直方向由上至下依次设置在分离机构传送带的下部，工件分离装置与两个工件导向板之间的中心线相互垂直布置，工件分离装置的底部固定安装在分离机构固定支架顶部，分离机构光电传感器安装在工件分离装置左侧，分离机构固定支架固定安装在分离机构磁偶式无杆气缸的滑块上，分离机构磁偶式无杆气缸固定安装在磁偶式无杆气缸支架上，接料夹手机构位于磁偶式无杆气缸支架远离传送带固定支架一侧且与磁偶式无杆气缸支架相互平行分布；

进一步的，所述的工件分离装置包括分离装置料槽、双联气缸、工件分离机构支撑件、两个旋转轴固定板、两个分离装置旋转轴、两个双联气缸与阻拦件连接件、分离装置工件、四个双联气缸紧固螺母和2N个分离装置阻拦件，N＞1，N为正整数，分离装置料槽安装在工件分离机构固定支架的顶部横梁前侧，分离装置料槽的底部两侧分别沿竖直方向由上至下依次相对设有N个导向槽，分离装置料槽的底部设有出料孔，两个双联气缸与阻拦件连接件分别设置在分离装置料槽的两侧，每个双联气缸与阻拦件连接件的内侧沿竖直方向由上至下依次垂直连接有N个分离装置阻拦件，所述N个分离装置阻拦件的自由端分别分别穿过分离装置料槽对应的N个导向槽并延伸至分离装置料槽的内部，两个旋转轴固定板分别设置在分离装置料槽的两侧，所述旋转轴固定板安装在工件分离机构固定支架的顶部横梁内侧，两个分离装置旋转轴的一端分别嵌入两侧的旋转轴固定板内，两个分离装置旋转轴的另一端分别与两个双联气缸与阻拦件连接件的中部转动配合，工件分离机构支撑件安装在工件分离机构固定支架的底部横梁内侧，双联气缸安装在工件分离机构支撑件的顶部，双联气缸侧面中部均匀的设有两个螺纹孔，两个双联气缸与阻拦件连接件的底部分别通过两个双联气缸紧固螺母与双联气缸的两侧连接，分离装置料槽的内部设有分离装置工件；两个双联气缸与阻拦件连接件内侧的分离装置阻拦件相对设置，每个双联气缸与阻拦件连接件内侧垂直连接的N个分离装置阻拦件的长度由上至下依次递增；

接料夹手机构包括两个接料夹手单元，两个接料夹手单元平行设置在分离装置料槽的下方，每个接料夹手单元包括接料夹手机构气爪、底端紧固螺母、气爪连接件、伸缩气缸、伸缩气缸L型连接件和夹料机构磁耦式无杆气缸，接料夹手机构气爪、伸缩气缸和夹料机构磁耦式无杆气缸沿竖直方向由上至下依次设置，两个夹料机构磁耦式无杆气缸沿水平方向平行设置，两个伸缩气缸分别竖直设置在两个夹料机构磁耦式无杆气缸的上部，伸缩气缸的底部设有伸缩气缸专用孔，伸缩气缸与夹料机构磁耦式无杆气缸之间设有伸缩气缸L型连接件，伸缩气缸通过伸缩气缸专用孔固定在伸缩气缸L型连接件上，伸缩气缸L型连接件的底部固定安装在夹料机构磁耦式无杆气缸的滑块上，接料夹手机构气爪与伸缩气缸之间设有气爪连接件，接料夹手机构气爪的底部通过底端紧固螺母固定在气爪连接件的顶部，气爪连接件的底部固定安装在伸缩气缸的伸缩杆上；

进一步的，所述的超声椭圆振动辅助磨削装置包括托板、托板座、斜面滑台、推动气缸、推动气缸基座、超声椭圆振动换能器、换能器固定底座、超声椭圆振动换能器底板、斜面滑台导轨、斜面滑台基座和两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸，两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸平行设置在工件分离机构的正前方，超声椭圆振动换能器底板水平设置在两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸的上方，超声椭圆振动换能器底板的底部与辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸的滑块连接，推动气缸基座、斜面滑台基座和换能器固定底座由前至后依次安装在超声椭圆振动换能器底板的上端面，超声椭圆振动换能器的底部与换能器固定底座连接，托板、托板座、斜面滑台和斜面滑台导轨由上至下依次设置在斜面滑台基座的上方，两个斜面滑台导轨固定在斜面滑台的下部两侧，斜面滑台通过两个斜面滑台导轨与斜面滑台基座可滑动连接，托板座安装在斜面滑台的上端面，托板的一端与托板的上端面固接，托板的另一端指向超声椭圆振动换能器的末端，推动气缸安装在推动气缸基座的上端面，推动气缸的伸缩杆末端与斜面滑台的尾部连接；

超声椭圆振动换能器包括振动结合件、纵向换能器组件和横向换能器组件，纵向换能器组件竖直设置，横向换能器组件水平设置，振动结合件设置在纵向换能器组件和横向换能器组件之间，纵向换能器组件通过振动结合件与横向换能器组件连接，纵向换能器组件包括纵向换能器、纵向压电陶瓷、纵向前盖板、纵向紧固螺栓和纵向固定法兰，纵向换能器、纵向压电陶瓷和纵向前盖板沿竖直方向由上至下依次连接，纵向前盖板通过纵向紧固螺栓与纵向压电陶瓷连接，纵向固定法兰套设在纵向换能器上，纵向换能器组件通过纵向固定法兰与换能器固定底座的上端面垂直连接，横向换能器组件包括横向换能器、横向压电陶瓷、横向前盖板、超声椭圆振动换能器紧固螺栓和横向固定法兰，横向换能器、横向压电陶瓷和横向前盖板沿水平方向由前至后依次连接，横向前盖板通过超声椭圆振动换能器紧固螺栓与横向压电陶瓷连接，横向固定法兰套设在横向换能器上，横向换能器组件通过横向固定法兰与换能器固定底座的前侧板垂直连接；

进一步的，在线校对相机装置包括相机装置滑块紧固螺栓、在线校对相机装置L型连接件、相机、X方向的气缸、相机装置支架、相机装置滑块和Y方向的气缸，相机装置支架竖直设置，相机装置滑块的上端面设有空心孔，相机装置滑块套设在相机装置支架上，Y方向的气缸水平设置在相机装置滑块的一侧，Y方向的气缸通过相机装置滑块紧固螺栓与相机装置滑块相连接，X方向的气缸水平设置，相机固定安装在X方向的气缸上，在线校对相机装置L型连接件设置在X方向的气缸与Y方向的气缸之间，X方向的气缸通过在线校对相机装置L型连接件与Y方向的气缸垂直连接；

进一步的，所述的自动分类及收纳机构包括控制柜、柔性接料机械手、辅助检测机械手、自动检测分类装置和自动收纳装置；控制柜与辅助检测机械手、自动检测分类装置分别与自动收纳装置相互成平行分布，柔性接料机械手设置在辅助检测机械手的下面，且成相互垂直分布，辅助检测机械手的下方与自动检测分类装置连接，自动检测分类装置的未端与自动收纳装置的一端连接，且自动检测分类装置与自动收纳装置呈相互重直分布；

所述的柔性接料机械手包括缓冲软胶、柔性接料机械手紧固螺母、伸缩气缸、伸缩气缸U型固定件、伸缩气缸紧固螺栓、柔性接料机械手连接件、柔性接料机械手磁偶式无杆气缸和柔性接料机械手螺栓；

缓冲软胶的四角处分别设有一个螺纹孔,缓冲软胶通过柔性接料机械手紧固螺母与伸缩气缸的顶端固定连接，伸缩气缸的底端穿过柔性接料机械手连接件顶端，与伸缩气缸U型固定件连接，并且伸缩气缸通过伸缩气缸紧固螺栓与伸缩气缸U型固定件锁紧固定，柔性接料机械手连接件的底端通过柔性接料机械手螺栓，与柔性接料机械手磁偶式无杆气缸上表面固定连接；

所述的辅助检测机械手包括Y方向磁偶式无杆气缸、Z方向磁偶式无杆气缸、抓手连接件、定位相机、抓料气爪、辅助检测机械手固定支架、辅助检测机械手连接件和夹料手指；

辅助检测机械手固定支架上表面设有Y方向磁偶式无杆气缸，且通过螺栓固定连接，Y方向磁偶式无杆气缸的上端通过辅助检测机械手连接件连接Z方向磁偶式无杆气缸，Z方向磁偶式无杆气缸的上方通过螺纹，与抓手连接件连接，抓手连接件的中部设有定位相机,抓手连接件的底部设有抓料气爪，抓料气爪的前端与夹料手指螺纹连接；

进一步的，所述自动检测分类装置包括分类装置、基准板、工业喷嘴、直线度检测仪器、基准座、分类机构传送带、送检磁偶式无杆气缸、分类导向件、待收纳工件、收料缓冲装置、基准座连接件、控制喷嘴工业光电传感器、检测仪器固定架和A等级传送带电机；

基准座连接件的上表面中部设有基准座，基准座连接件通过螺栓与送检磁偶式无杆气缸的上表面固定连接，送检磁偶式无杆气缸的底部与基准板的上表面固定连接，基准板的上表面设有工业喷嘴，且工业喷嘴与基准座相邻，基准板上表面的后端设有直线度检测仪器，且直线度检测仪器与基准座平行分布，基准板的一端与分类装置的一端铰连接，基准板的侧面边缘处设有控制喷嘴工业光电传感器，且控制喷嘴工业光电传感器的底座与检测仪器固定架的侧面固定连接，基准板的下方设有三条等同长度的分类机构传送带，分类机构传送带的一端沿轴向方向穿过检测仪器固定架，与分类装置的中部连接，且分类机构传送带的一侧面均匀的均设有多个A等级传送带电机，其分类机构传送带的另一侧面侧通过螺栓固定分类导向件，分类机构传送带的另一端与收料缓冲装置的一端连接；

所述的收料缓冲装置包括两个固定式拉件、连杆、缓冲装置伸缩气缸、A等级光电传感器、B等级光电传感器、C等级光电传感器、收纳缓冲装置铰链和收纳缓冲装置缓冲软胶；分类导向件的两侧固定分别通过螺栓与固定式拉件连接，固定式拉件的末端设有孔，孔内连接连杆，连杆的中部设有收纳缓冲装置缓冲软胶，缓冲装置伸缩气缸与固定式拉件成相互平行分布，缓冲装置伸缩气缸的一端设有收纳缓冲装置铰链，其左端紧挨着A等级光电传感器，B等级光电传感器和C等级光电传感器分布分布在不同等级的分类机构传送带上；

进一步的，所述分类装置包括分类装置轴、滚动轴承、导向槽上盖板、分类装置电机、导向胶片、导向槽下盖板和阻拦胶片；

导向槽上盖板和导向槽下盖板均设有通孔，分类装置轴的一端穿过导向槽下盖板，分类装置轴的另一端穿过导向槽上盖板，且每个通孔的内部嵌有滚动轴承，分类装置轴上设有两片阻拦胶片，且两片阻拦胶片平行设置，导向槽下盖板上与导向胶片固定连接，并在导向槽下盖板的外侧设有分类装置电机；

所述自动收纳装置包括收纳装置旋转轴、真空吸嘴、收纳装置收纳盒、收纳装置支撑板、收纳装置托件、收纳装置固定法兰、收纳装置电机和收纳装置固定架；

收纳装置固定架的上表面中央处设有通孔，且通孔内部嵌有收纳装置固定法兰，收纳装置固定法兰的下表面设有收纳装置电机，收纳装置电机的输出端穿过收纳装置固定法兰中心的通孔，与纳装置旋转轴的一端固定连接，收纳装置旋转轴沿圆周外表面设有多个收纳装置托件，每个收纳装置托件的外端上表面设有一个收纳装置支撑板，收纳装置支撑板上表面四角处分别设有一个真空吸嘴，收纳装置收纳盒的底面通过真空吸嘴与收纳装置支撑板连接；

进一步的，在使用时，未加工工件从料斗装置中出料,经振料盘输出后自动排序，在工件分离机构上的传送带的作用下以及工件导向板的作用下，工件有序落入分离装置，在分离装置的工作下，工件有序被分离出并由接料夹手机构将其抓取,为上料机构的机械手精准抓取提供有效帮助。随之机械手工作将工件放入超声椭圆振动辅助磨削装置上的托板中，利用相机抓取图像，在图像算法分析的基础上，推动气缸推动斜面滑台基座以保证托板与工件成线性接触，对纵向换能、横向换能器施加具有一定相位差的同频率高频电压可在竖直方向上换能器末端得到超声椭圆振动，通过调节砂轮使砂轮外圆与工件进行磨削。

磨削工作完成，需将已加工的工件落入柔性接料机械手上的缓冲软胶，在柔性接料机械手磁偶式无杆气缸的作用下，已加工的工件被移动到指定位置。此时由辅助检测机械手上的定位相机检测工件，启动抓料气爪工作，促使夹料手指精准抓取工件，在Y方向磁偶式无杆气缸和Z方向磁偶式无杆气缸的作用下，将工件放在自动检测分类装置的基准座上，在送检磁偶式无杆气缸的作用下待检测工件被送入直线度检测仪器中检测，待检测结束后，送检磁偶式无杆气缸又以相反方式将工件送回，此时柔性接料机械手已获得检测结果。此时辅助检测机械手可将工件放到基准板上的指定位置，此时工业喷嘴喷出，在外力的作用下，工件掉入分类装置中。由于柔性接料机械手已获得分类等级结果，可指导分类装置中分类装置电机工作，即带动相应等级的分类装置电机启动使分类装置轴发生转动进而带动阻拦胶片，其短时间阻碍工件继续下滑，并在阻拦胶的作用下，在无外力作用下的沿导向胶片滑入分类机构传送带中，在A等级传送带电机的作用下，工件被分类机构传送带运输至其末端，在此阶段触发了A等级光电传感器，最终在分类机构传送带两侧的分类导向件的作用下工件落入收料缓冲装置中，为了避免工件下降速度过快落入收纳装置收纳盒中出现的二次损伤，在收料缓冲装置中设置了收纳缓冲装置缓冲软胶，使工件经过收纳缓冲装置缓冲软胶缓慢平稳落入收纳装置收纳盒中。随着落入收纳装置收纳盒中的工件数量增加，为防止收纳装置收纳盒中工件落入处的工件堆积，加上料满之后自动收纳装置需旋转更换下一个收纳装置收纳盒之时，可能与收纳缓冲装置缓冲软胶的末端出现干涉问题，根据A等级光电传感器统计的工件的个数，控制收料缓冲装置中的缓冲装置伸缩气缸的伸缩，经过固定式拉件与收纳缓冲装置缓冲软胶的作用达到调节收纳缓冲装置缓冲软胶自由升降的目的。在收纳装置收纳盒装料之初，缓冲装置伸缩气缸向左运动，使收纳缓冲装置缓冲软胶的末端下降伸入收纳装置收纳盒中，降低工件下落的高度。随着工件数量的增加，缓冲装置伸缩气缸逐渐向右运动，直至收纳装置收纳盒料装满。在收纳装置收纳盒料满之后，缓冲装置伸缩气缸向右运动至最大位置，完全脱离收纳装置收纳盒边缘之后，启动收纳装置电机工作。为了避免收纳装置电机带动收纳装置托件旋转出现的离心力造成收纳装置收纳盒向外运动，在旋转过程中真空吸嘴紧紧吸住收纳装置收纳盒，直至旋转结束之后，真空吸嘴释放收纳装置收纳盒，完成了不停机换料工作，有效提高分类及收料作用。实现了无心磨削与超声振动加工相结合对激光晶体微细圆柱进行精密加工工艺，不仅保证加工质量，而且有效提高生产效率。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、本发明克服了现有技术的缺点，采用自动上料装置，通过在自动上料装置中设置振料盘、传送带以及机械手，在使用时，通过振料盘、传送带以及机械手的相互配合，实现对被加工件的自动上料，无需人为的操作，提高工作效率。

二、本发明克服了现有技术的缺点，采用超声椭圆振动换能器能大幅降低切削力，减小切削热，无需在加工时加入切削液，提高硬脆材料加工表面精度，降低加工过程引起的损伤。

三、本发明采用在线校对相机装置，在此装置中机装置滑块的中心与相机装置支架相连，通过调节组合气缸的距离，可调整相机的安装位置，降低了相机因位置不佳而引入误差，提高校对的精度，并且实现通过机械手对被加工件的精准装夹。

附图说明

图1是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床的整体结构示意图；

图2是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中全自动磨床机构三维立体结构图；

图3是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中自动上料机构三维立体结构图；

图4是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中上料机构三维立体结构图；

图5是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中工件分离机构三维立体结构图；

图6是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中工件分离装置三维立体正视图；

图7是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中工件分离装置三维立体俯视图；

图8是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中接料夹手机构三维立体结构图；

图9是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中超声椭圆振动辅助磨削装置三维立体结构图；

图10是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中超声椭圆振动换能器三维立体结构图；

图11是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中在线校对相机装置三维立体结构图；

图12是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中自动分类及收纳机构的整体结构三维立体结构图；

图13是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中柔性接料机械手三维立体结构图；

图14是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中辅助检测机械手三维立体结构图；

图15是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中自动检测分类装置三维立体结构图；

图16是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中收料缓冲装置三维立体结构图；

图17是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中分类装置三维立体结构图；

图18是本发明所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床中自动收纳装置三维立体结构图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床包括全自动磨床1、磨床基座2、自动上料机构3和自动分类及收纳机构4，磨床基座2的上表面设有磨床1、自动上料机构3、自动分类及收纳机构4和收纳机构基台11，自动上料机构3与自动分类及收纳机构4呈相互平行分布，全自动磨床1分别与自动上料机构3和自动分类及收纳机构4呈相互垂直分布，磨床基座2的上表面一角处设有收纳机构基台11，且收纳机构基台11的上表面低于磨床基座2的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构4；

本具体实施方式，在使用时，未加工工件13从料斗装置1中出料,经振料盘15输出后自动排序，在工件分离机构18上的传送带34的作用下以及工件导向板40的作用下，工件13有序落入分离装置41，在分离装置41的工作下，工件13有序被分离出并由接料夹手机构43将其抓取,为上料机构17的机械手精准抓取提供有效帮助。随之机械手工作将工件13放入超声椭圆振动辅助磨削装置24上的托板61中，利用相机82抓取图像，在图像算法分析的基础上，推动气缸64推动斜面滑台基座72以保证托板与工件成线性接触，对纵向换能74、横向换能器77施加具有一定相位差的同频率高频电压可在竖直方向上换能器末端得到超声椭圆振动，通过调节砂轮使砂轮外圆与工件进行磨削。

磨削工作完成，需将已加工的工件落入柔性接料机械88手上的缓冲软胶92，在柔性接料机械手磁偶式无杆气缸98的作用下，已加工的工件被移动到指定位置。此时由辅助检测机械手89上的定位相机103检测工件，启动抓料气爪104工作，促使夹料手指107精准抓取工件，在Y方向磁偶式无杆气缸100和Z方向磁偶式无杆气缸101的作用下，将工件放在自动检测分类装置90的基准座113上，在送检磁偶式无杆气缸115的作用下待检测工件111被送入直线度检测仪器112中检测，待检测结束后，送检磁偶式无杆气缸115又以相反方式将工件送回，此时柔性接料机械手88已获得检测结果。此时辅助检测机械手89可将工件放到基准板109上的指定位置，此时工业喷嘴110喷出，在外力的作用下，工件掉入分类装置108中。由于柔性接料机械手88已获得分类等级结果，可指导分类装置108中分类装置电机134工作，即带动相应等级的分类装置电机134启动使分类装置轴131发生转动进而带动阻拦胶片137，其短时间阻碍工件继续下滑，并在阻拦胶135的作用下，在无外力作用下的沿导向胶片135滑入分类机构传送带114中，在A等级传送带电机128的作用下，工件被分类机构传送带114运输至其末端，在此阶段触发了A等级光电传感器122，最终在分类机构传送带114两侧的分类导向件116的作用下工件落入收料缓冲装置118中，为了避免工件下降速度过快落入收纳装置收纳盒140中出现的二次损伤，在收料缓冲装置118中设置了收纳缓冲装置缓冲软胶130，使工件经过收纳缓冲装置缓冲软胶130缓慢平稳落入收纳装置收纳盒140中。随着落入收纳装置收纳盒140中的工件数量增加，为防止收纳装置收纳盒140中工件落入处的工件堆积，加上料满之后自动收纳装置91需旋转更换下一个收纳装置收纳盒140之时可能与收纳缓冲装置缓冲软胶130的末端出现干涉问题，根据A等级光电传感器122统计的工件的个数，控制收料缓冲装置118中的缓冲装置伸缩气缸121的伸缩，经过固定式拉件119与收纳缓冲装置缓冲软胶130的作用达到调节收纳缓冲装置缓冲软胶130自由升降的目的。在收纳装置收纳盒140装料之初，缓冲装置伸缩气缸121向左运动，使收纳缓冲装置缓冲软胶130的末端下降伸入收纳装置收纳盒140中，降低工件下落的高度。随着工件数量的增加，缓冲装置伸缩气缸121逐渐向右运动，直至收纳装置收纳盒140料装满。在收纳装置收纳盒140料满之后，缓冲装置伸缩气缸121向右运动至最大位置，完全脱离收纳装置收纳盒140边缘之后，启动收纳装置电机144工作。为了避免收纳装置电机144带动收纳装置托件142旋转出现的离心力造成收纳装置收纳盒140向外运动，在旋转过程中真空吸嘴139紧紧吸住收纳装置收纳盒140，直至旋转结束之后，真空吸嘴139释放收纳装置收纳盒140，完成了不停机换料工作，有效提高分类及收料作用。实现了无心磨削与超声振动加工相结合对激光晶体微细圆柱进行精密加工工艺，不仅保证加工质量，而且有效提高生产效率。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的全自动磨床1包括磨床机架5、磨床砂轮6、支撑基座7、磨床电机8和磨床底座9；磨床砂轮6和磨床电机8固定在磨床机架5的上方，磨床机架5下方的磨床底座9通过螺栓连接固定在支撑基座7的上表面，支撑基座7的侧面中部设有磨削装置放置槽10，支撑基座7的下底面与磨床基座2的上表面固定连接。

具体实施方式三：结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的自动上料机构3包括料斗装置12、第一光电传感器14、振料盘15、振料盘支架16、上料机构17、工件分离机构18、超声椭圆振动辅助磨削装置19和在线校对相机装置20，料斗装置12设置在振料盘15的上方，料斗装置12的出料口正对振料盘15，振料盘15安装在振料盘支架16上，振料盘15的出口与工件分离机构18相连，第一光电传感器14固定安装在工件分离机构18左侧，上料机构17设置在工件分离机构18的右上方，超声椭圆振动辅助磨削装置19设置在工件分离机构18的正前方，在线校对相机装置20设置在超声椭圆振动辅助磨削装置19的左侧；

所述的上料机构17包括上料机构X方向进给电机21、上料机构X方向L型连接件22、上料机构X方向直线运动机构24、上料机构固定支架27、上料机构X方向进给电机护罩28、上料机构Z方向直线运动机构30、上料机构Z方向进给电机、上料机构Z方向进给电机护罩、上料机构Z方向L型连接件31、上料机构夹手紧固螺母32和上料机构气爪33，上料机构X方向直线运动机构24水平设置在上料机构固定支架27的上部，上料机构X方向直线运动机构24包括上料机构X方向直线运动机构滑块23和上料机构X方向直线运动机构丝杠25，上料机构X方向直线运动机构滑块23套设在上料机构X方向直线运动机构丝杠25上，上料机构X方向直线运动机构滑块23与上料机构X方向直线运动机构丝杠25螺纹连接，上料机构X方向进给电机护罩28安装在上料机构固定支架27上部的一端，上料机构X方向进给电机21安装在上料机构X方向进给电机护罩28上，上料机构X方向进给电机21的动力输出端与上料机构X方向直线运动机构丝杠25连接，上料机构Z方向直线运动机构30竖直设置在上料机构固定支架27的左侧，上料机构Z方向直线运动机构30与上料机构X方向直线运动机构24之间设有上料机构X方向L型连接件22，上料机构X方向L型连接件22的一端与上料机构X方向直线运动机构滑块23连接，上料机构X方向L型连接件22的另一端与上料机构Z方向直线运动机构30的底部连接，上料机构Z方向直线运动机构30包括上料机构Z方向直线运动机构滑块26和上料机构Z方向直线运动机构丝杠29，上料机构Z方向直线运动机构滑块26套设在上料机构Z方向直线运动机构丝杠29上，上料机构Z方向直线运动机构滑块26与上料机构Z方向直线运动机构丝杠29螺纹连接，上料机构Z方向进给电机护罩安装在上料机构Z方向直线运动机构30上端，上料机构Z方向进给电机安装在上料机构Z方向进给电机护罩上，上料机构Z方向进给电机的动力输出端与上料机构Z方向直线运动机构丝杠29连接，上料机构Z方向L型连接件31的一端与上料机构Z方向直线运动机构滑块26连接，上料机构气爪33通过上料机构夹手紧固螺母32与上料机构Z方向L型连接件31的另一端连接；

本具体实施方式，通过振料盘、传送带以及机械手的相互配合，既具备自动传送的功能又能够实现自动上料的目的，无需人为操作，工作效率非常高；并且在上料机构中采用2个电动控制直线运动机构的运动，实现气爪对工件的精准抓取，简化了上料机构的结构，降低了制造成本。

具体实施方式四：结合图5说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的工件分离机构18包括分离机构传送带34、分离机构固定支架35、分离机构磁偶式无杆气缸36、分离机构传送带电机37、磁偶式无杆气缸支架38、传送带固定支架39、工件分离装置41、分离机构光电传感器42、接料夹手机构43和两个工件导向板40，分离机构传送带34水平设置在传送带固定支架39的顶部，分离机构传送带电机37安装在分离机构传送带34一端的左侧，工件导向板40为圆弧形导向板，两个工件导向板40相对设置在分离机构传送带34的另一端的上方，两个工件导向板40之间形成收缩型通道，工件分离装置41、分离机构固定支架35、分离机构磁偶式无杆气缸36和磁偶式无杆气缸支架38沿竖直方向由上至下依次设置在分离机构传送带34的下部，工件分离装置41与两个工件导向板40之间的中心线相互垂直布置，工件分离装置41的底部固定安装在分离机构固定支架35顶部，分离机构光电传感器42安装在工件分离装置41左侧，分离机构固定支架35固定安装在分离机构磁偶式无杆气缸36的滑块上，分离机构磁偶式无杆气缸36固定安装在磁偶式无杆气缸支架38上，接料夹手机构43位于磁偶式无杆气缸支架38远离传送带固定支架39一侧且与磁偶式无杆气缸支架38相互平行分布；

本具体实施方式，采用这种结构可以使杂乱的工件在传送的过程中自动左右对齐，并为后面的工件分离、机械手抓取提供有力保障。

具体实施方式五：结合图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的工件分离装置41包括分离装置料槽44、双联气缸49、工件分离机构支撑件52、两个旋转轴固定板50、两个分离装置旋转轴47、两个双联气缸与阻拦件连接件48、分离装置工件45、四个双联气缸紧固螺母51和2N个分离装置阻拦件46，N＞1，N为正整数，分离装置料槽44安装在工件分离机构固定支架35的顶部横梁前侧，分离装置料槽44的底部两侧分别沿竖直方向由上至下依次相对设有N个导向槽，分离装置料槽44的底部设有出料孔，两个双联气缸与阻拦件连接件48分别设置在分离装置料槽44的两侧，每个双联气缸与阻拦件连接件48的内侧沿竖直方向由上至下依次垂直连接有N个分离装置阻拦件46，所述N个分离装置阻拦件46的自由端分别分别穿过分离装置料槽44对应的N个导向槽并延伸至分离装置料槽44的内部，两个旋转轴固定板50分别设置在分离装置料槽44的两侧，所述旋转轴固定板50安装在工件分离机构固定支架35的顶部横梁内侧，两个分离装置旋转轴47的一端分别嵌入两侧的旋转轴固定板50内，两个分离装置旋转轴47的另一端分别与两个双联气缸与阻拦件连接件48的中部转动配合，工件分离机构支撑件52安装在工件分离机构固定支架35的底部横梁内侧，双联气缸49安装在工件分离机构支撑件52的顶部，双联气缸49侧面中部均匀的设有两个螺纹孔53，两个双联气缸与阻拦件连接件48的底部分别通过两个双联气缸紧固螺母51与双联气缸49的两侧连接，分离装置料槽44的内部设有分离装置工件45；两个双联气缸与阻拦件连接件48内侧的分离装置阻拦件46相对设置，每个双联气缸与阻拦件连接件48内侧垂直连接的N个分离装置阻拦件46的长度由上至下依次递增；

接料夹手机构43包括两个接料夹手单元，两个接料夹手单元平行设置在分离装置料槽44的下方，每个接料夹手单元包括接料夹手机构气爪54、底端紧固螺母55、气爪连接件56、伸缩气缸57、伸缩气缸L型连接件58和夹料机构磁耦式无杆气缸60，接料夹手机构气爪54、伸缩气缸57和夹料机构磁耦式无杆气缸60沿竖直方向由上至下依次设置，两个夹料机构磁耦式无杆气缸60沿水平方向平行设置，两个伸缩气缸57分别竖直设置在两个夹料机构磁耦式无杆气缸60的上部，伸缩气缸57的底部设有伸缩气缸专用孔59，伸缩气缸57与夹料机构磁耦式无杆气缸60之间设有伸缩气缸L型连接件58，伸缩气缸57通过伸缩气缸专用孔59固定在伸缩气缸L型连接件58上，伸缩气缸L型连接件58的底部固定安装在夹料机构磁耦式无杆气缸60的滑块上，接料夹手机构气爪54与伸缩气缸57之间设有气爪连接件56，接料夹手机构气爪54的底部通过底端紧固螺母55固定在气爪连接件56的顶部，气爪连接件56的底部固定安装在伸缩气缸57的伸缩杆上；

本具体实施方式，采用长度不等的阻拦件，能够起到分离工件的作用，当双联气缸向外运动时，在分离装置旋转轴的作用下，上方的两个阻拦件距离缩短，将工件阻拦而下方的而下方的两个阻拦件距离增大，在重力的作用下，能有效将工件分离；采用接料夹手机构43有利于上料机构的机械手的精准抓取，提高工作效率。

具体实施方式六：结合图9、图10和图11说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的超声椭圆振动辅助磨削装置19包括托板61、托板座62、斜面滑台63、推动气缸64、推动气缸基座65、超声椭圆振动换能器68、换能器固定底座69、超声椭圆振动换能器底板70、斜面滑台导轨71、斜面滑台基座72和两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸66，两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸66平行设置在工件分离机构18的正前方，超声椭圆振动换能器底板70水平设置在两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸66的上方，超声椭圆振动换能器底板70的底部与辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸66的滑块连接，推动气缸基座65、斜面滑台基座72和换能器固定底座69由前至后依次安装在超声椭圆振动换能器底板70的上端面，超声椭圆振动换能器68的底部与换能器固定底座69连接，托板61、托板座62、斜面滑台63和斜面滑台导轨71由上至下依次设置在斜面滑台基座72的上方，两个斜面滑台导轨71固定在斜面滑台63的下部两侧，斜面滑台63通过两个斜面滑台导轨71与斜面滑台基座72可滑动连接，托板座62安装在斜面滑台63的上端面，托板61的一端与托板61的上端面固接，托板61的另一端指向超声椭圆振动换能器68的末端，推动气缸64安装在推动气缸基座65的上端面，推动气缸64的伸缩杆末端与斜面滑台63的尾部连接；

超声椭圆振动换能器68包括振动结合件73、纵向换能器组件和横向换能器组件，纵向换能器组件竖直设置，横向换能器组件水平设置，振动结合件73设置在纵向换能器组件和横向换能器组件之间，纵向换能器组件通过振动结合件73与横向换能器组件连接，纵向换能器组件包括纵向换能器74、纵向压电陶瓷75、纵向前盖板76、纵向紧固螺栓和纵向固定法兰78，纵向换能器74、纵向压电陶瓷75和纵向前盖板76沿竖直方向由上至下依次连接，纵向前盖板76通过纵向紧固螺栓与纵向压电陶瓷75连接，纵向固定法兰78套设在纵向换能器74上，纵向换能器组件通过纵向固定法兰78与换能器固定底座69的上端面垂直连接，横向换能器组件包括横向换能器77、横向压电陶瓷、横向前盖板、超声椭圆振动换能器紧固螺栓79和横向固定法兰，横向换能器77、横向压电陶瓷和横向前盖板沿水平方向由前至后依次连接，横向前盖板通过超声椭圆振动换能器紧固螺栓79与横向压电陶瓷连接，横向固定法兰套设在横向换能器77上，横向换能器组件通过横向固定法兰与换能器固定底座69的前侧板垂直连接；

在线校对相机装置20包括相机装置滑块紧固螺栓80、在线校对相机装置L型连接件81、相机82、X方向的气缸83、相机装置支架84、相机装置滑块85和Y方向的气缸86，相机装置支架84竖直设置，相机装置滑块85的上端面设有空心孔，相机装置滑块85套设在相机装置支架84上，Y方向的气缸86水平设置在相机装置滑块85的一侧，Y方向的气缸86通过相机装置滑块紧固螺栓80与相机装置滑块85相连接，X方向的气缸83水平设置，相机82固定安装在X方向的气缸83上，在线校对相机装置L型连接件81设置在X方向的气缸83与Y方向的气缸86之间，X方向的气缸83通过在线校对相机装置L型连接件81与Y方向的气缸86垂直连接；

本具体实施方式，采用超声椭圆振动换能器能大幅降低切削力，减小切削热，无需在加工时加入切削液，能提高硬脆材料加工表面精度，降低加工过程引起的损伤，结合在线校对相机装置，可以通过设置推动气缸的推动距离使本发明适用于不同规格的工件，实现一机多用；采用在线校对相机装置，在此装置中机装置滑块的中心与相机装置支架相连，通过调节组合气缸的距离，可调整相机的安装位置，降低了相机因位置不佳而引入误差，提高校对的精度，并且实现通过机械手对被加工件的精准装夹。

具体实施方式七：结合图12、图13和14说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的自动分类及收纳机构4包括控制柜87、柔性接料机械手88、辅助检测机械手89、自动检测分类装置90和自动收纳装置91；控制柜87与辅助检测机械手89、自动检测分类装置90分别与自动收纳装置91相互成平行分布，柔性接料机械手88设置在辅助检测机械手89的下面，且成相互垂直分布，辅助检测机械手89的下方与自动检测分类装置90连接，自动检测分类装置90的未端与自动收纳装置91的一端连接，且自动检测分类装置90与自动收纳装置91呈相互重直分布；

所述的柔性接料机械手88包括缓冲软胶92、柔性接料机械手紧固螺母93、伸缩气缸94、伸缩气缸U型固定件95、伸缩气缸紧固螺栓96、柔性接料机械手连接件97、柔性接料机械手磁偶式无杆气缸98和柔性接料机械手螺栓99；

缓冲软胶92的四角处分别设有一个螺纹孔,缓冲软胶92通过柔性接料机械手紧固螺母93与伸缩气缸94的顶端固定连接，伸缩气缸94的底端穿过柔性接料机械手连接件97顶端，与伸缩气缸U型固定件95连接，并且伸缩气缸94通过伸缩气缸紧固螺栓96与伸缩气缸U型固定件95锁紧固定，柔性接料机械手连接件97的底端通过柔性接料机械手螺栓99，与柔性接料机械手磁偶式无杆气缸98上表面固定连接；

所述的辅助检测机械手89包括Y方向磁偶式无杆气缸100、Z方向磁偶式无杆气缸101、抓手连接件102、定位相机103、抓料气爪104、辅助检测机械手固定支架105、辅助检测机械手连接件106和夹料手指107；

辅助检测机械手固定支架105上表面设有Y方向磁偶式无杆气缸100，且通过螺栓固定连接，Y方向磁偶式无杆气缸100的上端通过辅助检测机械手连接件106连接Z方向磁偶式无杆气缸101，Z方向磁偶式无杆气缸101的上方通过螺纹，与抓手连接件102连接，抓手连接件102的中部设有定位相机103,抓手连接件102的底部设有抓料气爪104，抓料气爪104的前端与夹料手指107螺纹连接；

本具体实施方式，采用此种结构减少占地空间，提高工作效率；采用此种柔性的接料机械手可以有效承接已加工好的工件，防止工件下落的过程造成的损伤，并且可以降低制造的成本。

具体实施方式八：结合图15和图16说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的自动检测分类装置90包括分类装置108、基准板109、工业喷嘴110、直线度检测仪器112、基准座113、分类机构传送带114、送检磁偶式无杆气缸115、分类导向件116、待收纳工件117、收料缓冲装置118、基准座连接件124、控制喷嘴工业光电传感器126、检测仪器固定架127和A等级传送带电机128；

基准座连接件124的上表面中部设有基准座113，基准座连接件124通过螺栓与送检磁偶式无杆气缸115的上表面固定连接，送检磁偶式无杆气缸115的底部与基准板109的上表面固定连接，基准板109的上表面设有工业喷嘴110，且工业喷嘴110与基准座113相邻，基准板109上表面的后端设有直线度检测仪器112，且直线度检测仪器112与基准座113平行分布，基准板109的一端与分类装置108的一端铰连接，基准板109的侧面边缘处设有控制喷嘴工业光电传感器126，且控制喷嘴工业光电传感器126的底座与检测仪器固定架127的侧面固定连接，基准板109的下方设有三条等同长度的分类机构传送带114，分类机构传送带114的一端沿轴向方向穿过检测仪器固定架127，与分类装置108的中部连接，且分类机构传送带114的一侧面均匀的均设有多个A等级传送带电机128，其分类机构传送带114的另一侧面侧通过螺栓固定分类导向件116，分类机构传送带114的另一端与收料缓冲装置118的一端连接；

所述的收料缓冲装置118包括两个固定式拉件119、连杆120、缓冲装置伸缩气缸121、A等级光电传感器122、B等级光电传感器123、C等级光电传感器125、收纳缓冲装置铰链129和收纳缓冲装置缓冲软胶130；分类导向件116的两侧固定分别通过螺栓与固定式拉件119连接，固定式拉件119的末端设有孔，孔内连接连杆120，连杆120的中部设有收纳缓冲装置缓冲软胶130，缓冲装置伸缩气缸121与固定式拉件119成相互平行分布，缓冲装置伸缩气缸121的一端设有收纳缓冲装置铰链129，其左端紧挨着A等级光电传感器122，B等级光电传感器123和C等级光电传感器125分布分布在不同等级的分类机构传送带114上；

本具体实施方式，采用自动检测分类装置取代了传统的人工操作，极大地提高了工作效率。

具体实施方式九：结合图17说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式八所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的分类装置108包括分类装置轴131、滚动轴承132、导向槽上盖板133、分类装置电机134、导向胶片135、导向槽下盖板136和阻拦胶片135；

导向槽上盖板133和导向槽下盖板136均设有通孔，分类装置轴131的一端穿过导向槽下盖板136，分类装置轴131的另一端穿过导向槽上盖板133，且每个通孔的内部嵌有滚动轴承132，分类装置轴131上设有两片阻拦胶片135，且两片阻拦胶片135平行设置，导向槽下盖板136上与导向胶片135固定连接，并在导向槽下盖板136的外侧设有分类装置电机134；

本具体实施方式，采用导向槽下盖板和导向槽上盖板的两侧均嵌入滚动轴承。在导向槽下盖板的外侧设有分类装置电机将分类装置设计成梯形，可在利用重力落料的过程中，设计开关机构有效将工件分类，提高工作效率。

具体实施方式十：结合图18说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式七所述的全自动磨床的进一步的限定，本实施方式所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，所述的自动收纳装置91包括收纳装置旋转轴138、真空吸嘴139、收纳装置收纳盒140、收纳装置支撑板141、收纳装置托件142、收纳装置固定法兰143、收纳装置电机144和收纳装置固定架145；

收纳装置固定架145的上表面中央处设有通孔，且通孔内部嵌有收纳装置固定法兰143，收纳装置固定法兰143的下表面设有收纳装置电机144，收纳装置电机144的输出端穿过收纳装置固定法兰143中心的通孔，与纳装置旋转轴138的一端固定连接，收纳装置旋转轴138沿圆周外表面设有多个收纳装置托件142，每个收纳装置托件142的外端上表面设有一个收纳装置支撑板141，收纳装置支撑板141上表面四角处分别设有一个真空吸嘴139，收纳装置收纳盒140的底面通过真空吸嘴139与收纳装置支撑板141连接；

本具体实施方式，采用这种结构设计取代了传统的人工收料，可在不停机的情况下提高工作效率。

工作原理

在使用时，未加工工件13从料斗装置1中出料,经振料盘15输出后自动排序，在工件分离机构18上的传送带34的作用下以及工件导向板40的作用下，工件13有序落入分离装置41，在分离装置41的工作下，工件13有序被分离出并由接料夹手机构43将其抓取,为上料机构17的机械手精准抓取提供有效帮助。随之机械手工作将工件13放入超声椭圆振动辅助磨削装置24上的托板61中，利用相机82抓取图像，在图像算法分析的基础上，推动气缸64推动斜面滑台基座72以保证托板与工件成线性接触，对纵向换能74、横向换能器77施加具有一定相位差的同频率高频电压可在竖直方向上换能器末端得到超声椭圆振动，通过调节砂轮使砂轮外圆与工件进行磨削。

磨削工作完成，需将已加工的工件落入柔性接料机械88手上的缓冲软胶92，在柔性接料机械手磁偶式无杆气缸98的作用下，已加工的工件被移动到指定位置。此时由辅助检测机械手89上的定位相机103检测工件，启动抓料气爪104工作，促使夹料手指107精准抓取工件，在Y方向磁偶式无杆气缸100和Z方向磁偶式无杆气缸101的作用下，将工件放在自动检测分类装置90的基准座113上，在送检磁偶式无杆气缸115的作用下待检测工件111被送入直线度检测仪器112中检测，待检测结束后，送检磁偶式无杆气缸115又以相反方式将工件送回，此时柔性接料机械手88已获得检测结果。此时辅助检测机械手89可将工件放到基准板109上的指定位置，此时工业喷嘴110喷出，在外力的作用下，工件掉入分类装置108中。由于柔性接料机械手88已获得分类等级结果，可指导分类装置108中分类装置电机134工作，即带动相应等级的分类装置电机134启动使分类装置轴131发生转动进而带动阻拦胶片137，其短时间阻碍工件继续下滑，并在阻拦胶135的作用下，在无外力作用下的沿导向胶片135滑入分类机构传送带114中，在A等级传送带电机128的作用下，工件被分类机构传送带114运输至其末端，在此阶段触发了A等级光电传感器122，最终在分类机构传送带114两侧的分类导向件116的作用下工件落入收料缓冲装置118中，为了避免工件下降速度过快落入收纳装置收纳盒140中出现的二次损伤，在收料缓冲装置118中设置了收纳缓冲装置缓冲软胶130，使工件经过收纳缓冲装置缓冲软胶130缓慢平稳落入收纳装置收纳盒140中。随着落入收纳装置收纳盒140中的工件数量增加，为防止收纳装置收纳盒140中工件落入处的工件堆积，加上料满之后自动收纳装置91需旋转更换下一个收纳装置收纳盒140之时可能与收纳缓冲装置缓冲软胶130的末端出现干涉问题，根据A等级光电传感器122统计的工件的个数，控制收料缓冲装置118中的缓冲装置伸缩气缸121的伸缩，经过固定式拉件119与收纳缓冲装置缓冲软胶130的作用达到调节收纳缓冲装置缓冲软胶130自由升降的目的。在收纳装置收纳盒140装料之初，缓冲装置伸缩气缸121向左运动，使收纳缓冲装置缓冲软胶130的末端下降伸入收纳装置收纳盒140中，降低工件下落的高度。随着工件数量的增加，缓冲装置伸缩气缸121逐渐向右运动，直至收纳装置收纳盒140料装满。在收纳装置收纳盒140料满之后，缓冲装置伸缩气缸121向右运动至最大位置，完全脱离收纳装置收纳盒140边缘之后，启动收纳装置电机144工作。为了避免收纳装置电机144带动收纳装置托件142旋转出现的离心力造成收纳装置收纳盒140向外运动，在旋转过程中真空吸嘴139紧紧吸住收纳装置收纳盒140，直至旋转结束之后，真空吸嘴139释放收纳装置收纳盒140，完成了不停机换料工作，有效提高分类及收料作用。实现了无心磨削与超声振动加工相结合对激光晶体微细圆柱进行精密加工工艺，不仅保证加工质量，而且有效提高生产效率。

Claims (7)

1.一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：包括全自动磨床(1)、磨床基座(2)、自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)，磨床基座(2)的上表面设有全自动磨床(1)、自动上料机构(3)、自动分类及收纳机构(4)和收纳机构基台(11)，自动上料机构(3)与自动分类及收纳机构(4)呈相互平行分布，全自动磨床(1)分别与自动上料机构(3)和自动分类及收纳机构(4)呈相互垂直分布，磨床基座(2)的上表面一角处设有收纳机构基台(11)，且收纳机构基台(11)的上表面低于磨床基座(2)的上表面，且用于放置自动分类及收纳机构(4)；

所述的自动上料机构(3)包括料斗装置(12)、第一光电传感器(14)、振料盘(15)、振料盘支架(16)、上料机构(17)、工件分离机构(18)、超声椭圆振动辅助磨削装置(19)和在线校对相机装置(20)，料斗装置(12)设置在振料盘(15)的上方，料斗装置(12)的出料口正对振料盘(15)，振料盘(15)安装在振料盘支架(16)上，振料盘(15)的出口与工件分离机构(18)相连，第一光电传感器(14)固定安装在工件分离机构(18)左侧，上料机构(17)设置在工件分离机构(18)的右上方，超声椭圆振动辅助磨削装置(19)设置在工件分离机构(18)的正前方，在线校对相机装置(20)设置在超声椭圆振动辅助磨削装置(19)的左侧；

所述的上料机构(17)包括上料机构X方向进给电机(21)、上料机构X方向L型连接件(22)、上料机构X方向直线运动机构(24)、上料机构固定支架(27)、上料机构X方向进给电机护罩(28)、上料机构Z方向直线运动机构(30)、上料机构Z方向进给电机、上料机构Z方向进给电机护罩、上料机构Z方向L型连接件(31)、上料机构夹手紧固螺母(32)和上料机构气爪(33)，上料机构X方向直线运动机构(24)水平设置在上料机构固定支架(27)的上部；

上料机构X方向直线运动机构(24)包括上料机构X方向直线运动机构滑块(23)和上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)，上料机构X方向直线运动机构滑块(23)套设在上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)上，上料机构X方向直线运动机构滑块(23)与上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)螺纹连接，上料机构X方向进给电机护罩(28)安装在上料机构固定支架(27)上部的一端，上料机构X方向进给电机(21)安装在上料机构X方向进给电机护罩(28)上，上料机构X方向进给电机(21)的动力输出端与上料机构X方向直线运动机构丝杠(25)连接，上料机构Z方向直线运动机构(30)竖直设置在上料机构固定支架(27)的左侧，上料机构Z方向直线运动机构(30)与上料机构X方向直线运动机构(24)之间设有上料机构X方向L型连接件(22)，上料机构X方向L型连接件(22)的一端与上料机构X方向直线运动机构滑块(23)连接，上料机构X方向L型连接件(22)的另一端与上料机构Z方向直线运动机构(30)的底部连接；

上料机构Z方向直线运动机构(30)包括上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)和上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)，上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)套设在上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)上，上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)与上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)螺纹连接，上料机构Z方向进给电机护罩安装在上料机构Z方向直线运动机构(30)上端，上料机构Z方向进给电机安装在上料机构Z方向进给电机护罩上，上料机构Z方向进给电机的动力输出端与上料机构Z方向直线运动机构丝杠(29)连接，上料机构Z方向L型连接件(31)的一端与上料机构Z方向直线运动机构滑块(26)连接，上料机构气爪(33)通过上料机构夹手紧固螺母(32)与上料机构Z方向L型连接件(31)的另一端连接；所述的自动分类及收纳机构(4)包括控制柜(87)、柔性接料机械手(88)、辅助检测机械手(89)、自动检测分类装置(90)和自动收纳装置(91)；控制柜(87)与辅助检测机械手(89)、自动检测分类装置(90)分别与自动收纳装置(91)相互成平行分布，柔性接料机械手(88)设置在辅助检测机械手(89)的下面，且成相互垂直分布，辅助检测机械手(89)的下方与自动检测分类装置(90)连接，自动检测分类装置(90)的未端与自动收纳装置(91)的一端连接，且自动检测分类装置(90)与自动收纳装置(91)呈相互重直分布；

所述的柔性接料机械手(88)包括缓冲软胶(92)、柔性接料机械手紧固螺母(93)、伸缩气缸、伸缩气缸U型固定件(95)、伸缩气缸紧固螺栓(96)、柔性接料机械手连接件(97)、柔性接料机械手磁偶式无杆气缸(98)和柔性接料机械手螺栓(99)；

缓冲软胶(92)的四角处分别设有一个螺纹孔,缓冲软胶(92)通过柔性接料机械手紧固螺母(93)与伸缩气缸的顶端固定连接，伸缩气缸的底端穿过柔性接料机械手连接件(97)顶端，与伸缩气缸U型固定件(95)连接，并且伸缩气缸通过伸缩气缸紧固螺栓(96)与伸缩气缸U型固定件(95)锁紧固定，柔性接料机械手连接件(97)的底端通过柔性接料机械手螺栓(99)，与柔性接料机械手磁偶式无杆气缸(98)上表面固定连接；

所述的辅助检测机械手(89)包括Y方向磁偶式无杆气缸(100)、Z方向磁偶式无杆气缸(101)、抓手连接件(102)、定位相机(103)、抓料气爪(104)、辅助检测机械手固定支架(105)、辅助检测机械手连接件(106)和夹料手指(107)；

辅助检测机械手固定支架(105)上表面设有Y方向磁偶式无杆气缸(100)，且通过螺栓固定连接，Y方向磁偶式无杆气缸(100)的上端通过辅助检测机械手连接件(106)连接Z方向磁偶式无杆气缸(101)，Z方向磁偶式无杆气缸(101)的上方通过螺纹与抓手连接件(102)连接，抓手连接件(102)的中部设有定位相机(103),抓手连接件(102)的底部设有抓料气爪(104)，抓料气爪(104)的前端与夹料手指(107)螺纹连接；

所述的自动检测分类装置(90)包括分类装置(108)、基准板(109)、工业喷嘴(110)、直线度检测仪器(112)、基准座(113)、分类机构传送带(114)、送检磁偶式无杆气缸(115)、分类导向件(116)、收料缓冲装置(118)、基准座连接件(124)、控制喷嘴工业光电传感器(126)、检测仪器固定架(127)和A等级传送带电机(128)；

基准座连接件(124)的上表面中部设有基准座(113)，基准座连接件(124)通过螺栓与送检磁偶式无杆气缸(115)的上表面固定连接，送检磁偶式无杆气缸(115)的底部与基准板(109)的上表面固定连接，基准板(109)的上表面设有工业喷嘴(110)，且工业喷嘴(110)与基准座(113)相邻，基准板(109)上表面的后端设有直线度检测仪器(112)，且直线度检测仪器(112)与基准座(113)平行分布，基准板(109)的一端与分类装置(108)的一端铰连接，基准板(109)的侧面边缘处设有控制喷嘴工业光电传感器(126)，且控制喷嘴工业光电传感器(126)的底座与检测仪器固定架(127)的侧面固定连接，基准板(109)的下方设有三条等同长度的分类机构传送带(114)，分类机构传送带(114)的一端沿轴向方向穿过检测仪器固定架(127)，与分类装置(108)的中部连接，且分类机构传送带(114)的一侧面均匀的设有多个A等级传送带电机(128)，其分类机构传送带(114)的另一侧面侧通过螺栓固定分类导向件(116)，分类机构传送带(114)的另一端与收料缓冲装置(118)的一端连接；

所述的收料缓冲装置(118)包括两个固定式拉件(119)、连杆(120)、缓冲装置伸缩气缸(121)、A等级光电传感器(122)、B等级光电传感器(123)、C等级光电传感器(125)、收纳缓冲装置铰链(129)和收纳缓冲装置缓冲软胶(130)；分类导向件(116)的两侧固定分别通过螺栓与固定式拉件(119)连接，固定式拉件(119)的末端设有孔，孔内连接连杆(120)，连杆(120)的中部设有收纳缓冲装置缓冲软胶(130)，缓冲装置伸缩气缸(121)与固定式拉件(119)成相互平行分布，缓冲装置伸缩气缸(121)的一端设有收纳缓冲装置铰链(129)，其左端紧挨着A等级光电传感器(122)，B等级光电传感器(123)和C等级光电传感器(125)分布在不同等级的分类机构传送带(114)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的全自动磨床(1)包括磨床机架(5)、磨床砂轮(6)、支撑基座(7)、磨床电机(8)和磨床底座(9)；磨床砂轮(6)和磨床电机(8)固定在磨床机架(5)的上方，磨床机架(5)下方的磨床底座(9)通过螺栓连接固定在支撑基座(7)的上表面，支撑基座(7)的侧面中部设有磨削装置放置槽(10)，支撑基座(7)的下底面与磨床基座(2)的上表面固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的工件分离机构(18)包括分离机构传送带(34)、分离机构固定支架(35)、分离机构磁偶式无杆气缸(36)、分离机构传送带电机(37)、磁偶式无杆气缸支架(38)、传送带固定支架(39)、工件分离装置(41)、分离机构光电传感器(42)、接料夹手机构(43)和两个工件导向板(40)，分离机构传送带(34)水平设置在传送带固定支架(39)的顶部，分离机构传送带电机(37)安装在分离机构传送带(34)一端的左侧，工件导向板(40)为圆弧形导向板，两个工件导向板(40)相对设置在分离机构传送带(34)的另一端的上方，两个工件导向板(40)之间形成收缩型通道，工件分离装置(41)、分离机构固定支架(35)、分离机构磁偶式无杆气缸(36)和磁偶式无杆气缸支架(38)沿竖直方向由上至下依次设置在分离机构传送带(34)的下部，工件分离装置(41)与两个工件导向板(40)之间的中心线相互垂直布置，工件分离装置(41)的底部固定安装在分离机构固定支架(35)顶部，分离机构光电传感器(42)安装在工件分离装置(41)左侧，分离机构固定支架(35)固定安装在分离机构磁偶式无杆气缸(36)的滑块上，分离机构磁偶式无杆气缸(36)固定安装在磁偶式无杆气缸支架(38)上，接料夹手机构(43)位于磁偶式无杆气缸支架(38)远离传送带固定支架(39)一侧且与磁偶式无杆气缸支架(38)相互平行分布。

4.根据权利要求3所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的工件分离装置(41)包括分离装置料槽(44)、双联气缸(49)、工件分离机构支撑件(52)、两个旋转轴固定板(50)、两个分离装置旋转轴(47)、两个双联气缸与阻拦件连接件(48)、四个双联气缸紧固螺母(51)和2N个分离装置阻拦件(46)，N＞1，N为正整数，分离装置料槽(44)安装在工件分离机构固定支架(35)的顶部横梁前侧，分离装置料槽(44)的底部两侧分别沿竖直方向由上至下依次相对设有N个导向槽，分离装置料槽(44)的底部设有出料孔，两个双联气缸与阻拦件连接件(48)分别设置在分离装置料槽(44)的两侧，每个双联气缸与阻拦件连接件(48)的内侧沿竖直方向由上至下依次垂直连接有N个分离装置阻拦件(46)，所述N个分离装置阻拦件(46)的自由端分别穿过分离装置料槽(44)对应的N个导向槽并延伸至分离装置料槽(44)的内部，两个旋转轴固定板(50)分别设置在分离装置料槽(44)的两侧，所述旋转轴固定板(50)安装在工件分离机构固定支架(35)的顶部横梁内侧，两个分离装置旋转轴(47)的一端分别嵌入两侧的旋转轴固定板(50)内，两个分离装置旋转轴(47)的另一端分别与两个双联气缸与阻拦件连接件(48)的中部转动配合，工件分离机构支撑件(52)安装在工件分离机构固定支架(35)的底部横梁内侧，双联气缸(49)安装在工件分离机构支撑件(52)的顶部，双联气缸(49)侧面中部均匀的设有两个螺纹孔53，两个双联气缸与阻拦件连接件(48)的底部分别通过两个双联气缸紧固螺母(51)与双联气缸(49)的两侧连接，分离装置料槽(44)的内部设有分离装置工件(45)；两个双联气缸与阻拦件连接件(48)内侧的分离装置阻拦件(46)相对设置，每个双联气缸与阻拦件连接件(48)内侧垂直连接的N个分离装置阻拦件(46)的长度由上至下依次递增；

接料夹手机构(43)包括两个接料夹手单元，两个接料夹手单元平行设置在分离装置料槽(44)的下方，每个接料夹手单元包括接料夹手机构气爪(54)、底端紧固螺母(55)、气爪连接件(56)、伸缩气缸、伸缩气缸L型连接件(58)和夹料机构磁耦式无杆气缸(60)，接料夹手机构气爪(54)、伸缩气缸和夹料机构磁耦式无杆气缸(60)沿竖直方向由上至下依次设置，两个夹料机构磁耦式无杆气缸(60)沿水平方向平行设置，两个伸缩气缸分别竖直设置在两个夹料机构磁耦式无杆气缸(60)的上部，伸缩气缸的底部设有伸缩气缸专用孔(59)，伸缩气缸与夹料机构磁耦式无杆气缸(60)之间设有伸缩气缸L型连接件(58)，伸缩气缸通过伸缩气缸专用孔(59)固定在伸缩气缸L型连接件(58)上，伸缩气缸L型连接件(58)的底部固定安装在夹料机构磁耦式无杆气缸(60)的滑块上，接料夹手机构气爪(54)与伸缩气缸之间设有气爪连接件(56)，接料夹手机构气爪(54)的底部通过底端紧固螺母(55)固定在气爪连接件(56)的顶部，气爪连接件(56)的底部固定安装在伸缩气缸的伸缩杆上。

5.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的超声椭圆振动辅助磨削装置(19)包括托板(61)、托板座(62)、斜面滑台(63)、推动气缸(64)、推动气缸基座(65)、超声椭圆振动换能器(68)、换能器固定底座(69)、超声椭圆振动换能器底板(70)、斜面滑台导轨(71)、斜面滑台基座(72)和两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)，两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)平行设置在工件分离机构(18)的正前方，超声椭圆振动换能器底板(70)水平设置在两个辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)的上方，超声椭圆振动换能器底板(70)的底部与辅助磨削装置的磁偶式无杆气缸(66)的滑块连接，推动气缸基座(65)、斜面滑台基座(72)和换能器固定底座(69)由前至后依次安装在超声椭圆振动换能器底板(70)的上端面，超声椭圆振动换能器(68)的底部与换能器固定底座(69)连接，托板(61)、托板座(62)、斜面滑台(63)和斜面滑台导轨(71)由上至下依次设置在斜面滑台基座(72)的上方，两个斜面滑台导轨(71)固定在斜面滑台(63)的下部两侧，斜面滑台(63)通过两个斜面滑台导轨(71)与斜面滑台基座(72)可滑动连接，托板座(62)安装在斜面滑台(63)的上端面，托板(61)的一端与托板座(62)的上端面固接，托板(61)的另一端指向超声椭圆振动换能器(68)的末端，推动气缸(64)安装在推动气缸基座(65)的上端面，推动气缸(64)的伸缩杆末端与斜面滑台(63)的尾部连接；

超声椭圆振动换能器(68)包括振动结合件(73)、纵向换能器组件和横向换能器组件，纵向换能器组件竖直设置，横向换能器组件水平设置，振动结合件(73)设置在纵向换能器组件和横向换能器组件之间，纵向换能器组件通过振动结合件(73)与横向换能器组件连接；

纵向换能器组件包括纵向换能器(74)、纵向压电陶瓷(75)、纵向前盖板(76)、纵向紧固螺栓和纵向固定法兰，纵向换能器(74)、纵向压电陶瓷(75)和纵向前盖板(76)沿竖直方向由上至下依次连接，纵向前盖板(76)通过纵向紧固螺栓与纵向压电陶瓷(75)连接，纵向固定法兰套设在纵向换能器(74)上，纵向换能器组件通过纵向固定法兰与换能器固定底座(69)的上端面垂直连接；

横向换能器组件包括横向换能器(77)、横向压电陶瓷、横向前盖板、超声椭圆振动换能器紧固螺栓(79)和横向固定法兰，横向换能器(77)、横向压电陶瓷和横向前盖板沿水平方向由前至后依次连接，横向前盖板通过超声椭圆振动换能器紧固螺栓(79)与横向压电陶瓷连接，横向固定法兰套设在横向换能器(77)上，横向换能器组件通过横向固定法兰与换能器固定底座(69)的前侧板垂直连接；

在线校对相机装置(20)包括相机装置滑块紧固螺栓(80)、在线校对相机装置L型连接件(81)、相机(82)、X方向的气缸(83)、相机装置支架(84)、相机装置滑块(85)和Y方向的气缸(86)，相机装置支架(84)竖直设置，相机装置滑块(85)的上端面设有空心孔，相机装置滑块(85)套设在相机装置支架(84)上，Y方向的气缸(86)水平设置在相机装置滑块(85)的一侧，Y方向的气缸(86)通过相机装置滑块紧固螺栓(80)与相机装置滑块(85)相连接，X方向的气缸(83)水平设置，相机(82)固定安装在X方向的气缸(83)上，在线校对相机装置L型连接件(81)设置在X方向的气缸(83)与Y方向的气缸(86)之间，X方向的气缸(83)通过在线校对相机装置L型连接件(81)与Y方向的气缸(86)垂直连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的分类装置(108)包括分类装置轴(131)、滚动轴承(132)、导向槽上盖板(133)、分类装置电机(134)、导向胶片(135)、导向槽下盖板(136)和阻拦胶片；

导向槽上盖板(133)和导向槽下盖板(136)均设有通孔，分类装置轴(131)的一端穿过导向槽下盖板(136)，分类装置轴(131)的另一端穿过导向槽上盖板(133)，且每个通孔的内部嵌有滚动轴承(132)，分类装置轴(131)上设有两片阻拦胶片，且两片阻拦胶片平行设置，导向槽下盖板(136)上与导向胶片(135)固定连接，并在导向槽下盖板(136)的外侧设有分类装置电机(134)。

7.根据权利要求1所述的一种用于硬脆单晶圆柱外圆超声振动辅助磨削的全自动磨床，其特征在于：所述的自动收纳装置(91)包括收纳装置旋转轴(138)、真空吸嘴(139)、收纳装置收纳盒(140)、收纳装置支撑板(141)、收纳装置托件(142)、收纳装置固定法兰(143)、收纳装置电机(144)和收纳装置固定架(145)；

收纳装置固定架(145)的上表面中央处设有通孔，且通孔内部嵌有收纳装置固定法兰(143)，收纳装置固定法兰(143)的下表面设有收纳装置电机(144)，收纳装置电机(144)的输出端穿过收纳装置固定法兰(143)中心的通孔，与收纳装置旋转轴138的一端固定连接，收纳装置旋转轴(138)沿圆周外表面设有多个收纳装置托件(142)，每个收纳装置托件(142)的外端上表面设有一个收纳装置支撑板(141)，收纳装置支撑板(141)上表面四角处分别设有一个真空吸嘴(139)，收纳装置收纳盒(140)的底面通过真空吸嘴(139)与收纳装置支撑板(141)连接。

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