CN112723725B - 一种石英产品全自动热熔对接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石英产品全自动热熔对接装置，包括床体，所述床体上设置有工作基台，所述工作基台上设置有产品安装基座和焊接辅助组件，所述焊接辅助组件包括环设于产品安装基座的对料机构，所述对料机构侧方并列设置有弹夹式进料机构，所述内部安置有待对接部件的弹夹式进料机构与弹夹式进料机构之间设置有切换式变位机构。通过切换式变位机构将弹夹式进料机构内的待对接部件转移至对料机构内，再通过对料机构实现待对接部件和产品主体的精准对接，使得石英产品的自动化热熔对接加工工作连贯进行。

Description

一种石英产品全自动热熔对接装置

技术领域

本发明涉及石英玻璃加工技术领域，尤其是涉及一种石英产品全自动热熔对接装置。

背景技术

随着发明集成电路行业的高速发展，半导体设备制造行业随之日渐成熟，石英玻璃产品属于半导体设备中的重要组成产品，需求也与日俱增。因石英玻璃具有高硬度、高纯度、热膨胀系数低和电绝缘等一系列特性，故其加工工艺要求十分严苛，尤其精烧工艺绝大多数为传统的人工操作，精烧合格率和效率普遍偏低，且对作业人员的技能水平要求较高；半导体设备中的石英产品结构复杂多变，石英沟棒精烧更是给操作人员带来了极大的精烧困难，石英沟棒因为沟齿数量多，精烧所需时间长，沟齿精烧易变形，精烧效率低，从而造成生产成本高且质量不稳定；

例如一种在中国专利文献上公开的“一种石英石自动焊接设备”，其公告号“CN107553741A”，包括上料机构、焊接机构、固定平台，所述上料机构和焊接机构配合连接在一起，所述固定平台的另外两个侧面上分别安装有流量阀和乙炔进气管路，所述乙炔进气管路为并排放置的四个，所述乙炔进气管路通过管路与流量阀连接到一起，所述流量阀通过管路与焊接机构连接到一起，所述固定平台的顶端边缘内安装有人机对话窗口，所述人机对话窗口放置在焊接机构的外围处。这种装置通过焊接机构和上料机构自动将石英石半成品进行乙炔开孔和环形乙炔焊接，流量阀控制乙炔的流量，准确控制石英石半成品的开孔大小与环形焊接时间，但是这种装置在进行石英产品热熔对接加工时，无法做到自动上料及焊接部件的自动对接，需要人工操作实现上述工作，这使得石英产品的热动对接加工效率降低，且加工精度无法保证。

发明内容

针对现有技术中石英产品热熔加工过程中无法实现针对待对接部件的自动上料动作和自动对接动作连贯进行的问题，本发明提供了一种石英产品全自动热熔对接装置，将待对接部件安置于弹夹式进料机构中，通过切换式变位机构将弹夹式进料机构内的待对接部件转移至对料机构内，再通过对料机构实现待对接部件和产品主体的精准对接，使得石英产品的自动化热熔对接加工工作连贯进行。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种石英产品全自动热熔对接装置，包括床体，所述床体上设置有工作基台，所述工作基台上设置有产品安装基座和焊接辅助组件，所述焊接辅助组件包括环设于产品安装基座的对料机构，所述对料机构侧方并列设置有弹夹式进料机构，所述内部安置有待对接部件的弹夹式进料机构与弹夹式进料机构之间设置有切换式变位机构，所述切换式变位机构可装夹弹夹式进料机构内的待对接部件并转移至对料机构中，所述对料机构可推动待对接部件与产品安装基座内的产品主体接合。所述弹夹式进料机构内并列设置有若干片状结构的待对接部件，所述切换式变位机构能够夹持弹夹式进料机构内的待对接部件并将其运输至对料机构中，使得待对接部件在对料机构的驱动下与产品安装基座内的产品主体精准对接，便于热熔焊接工作的顺利进行。

作为优选，所述对料机构包括部件导引座，所述部件导引座中部设置有导引槽，所述导引槽远离产品安装基座的一端设置有第一摆渡槽，所述第一摆渡槽远离产品安装基座的一端设置有进料气缸。所述导引座尾部设置的第一摆渡槽为弹夹式进料机构与对料机构之间的过渡部件之一，所述导引座为待对接部件进行对接前的安置处，通过进料气缸的推动，可使切换式变位机构运输而来并放置于导引槽的待对接部件沿导引槽长度方向移动，进而抵接产品安装座内的产品主体。

作为优选，所述弹夹式进料机构包括储料盒，所述储料盒靠近产品安装基座的一侧设置有第二摆渡槽，所述第一摆渡槽与第二摆渡槽并列设置，所述切换式变位机构可在第一摆渡槽与第二摆渡槽之间运动，所述储料盒对应第二摆渡槽的位置为部件停留部，所述部件停留部远离第二摆渡槽的一侧设置有推料气缸。所述储料盒延伸而成的第二摆渡槽与第一摆渡槽并列，确保切换式变位机构仅需在Z轴方向和Y轴方向上进行运动即可完成待对接部件的摆渡式运输转移，避免在X轴方向上产生偏差影响对接精度。所述推料气缸则用于保证储料盒内的待对接部件顺利进入第二摆渡槽等待切换式变位机构的转移运输。

进一步的，所述切换式变位机构包括设置于第一摆渡槽与第二摆渡槽之间的横向滑轨，所述横向滑轨上设置有纵向滑轨，所述纵向滑轨上设置有部件装夹机构。所述横向滑轨用于为部件装夹机构在Y轴方向上移动待对接部件提供轨道，所述纵向滑轨用于为部件装夹机构在Z轴方向上移动待对接部件提供轨道。横向轨道的长度为第一摆渡槽和第二摆渡槽之间的距离，纵向轨道的长度则为部件装夹机构的抬升高度。横向轨道与纵向轨道的设置能够保证部件装夹机构按照设计准确运行，确保待对接部件的移动距离精准可控。

进一步的，所述部件装夹机构包括夹持部和夹持气缸，所述夹持气缸可控制夹持部装夹待对接部件。所述夹持气缸驱动夹持部对待对接部件进行夹合和放松，以此实现待对接部件的顺利转移。

作为优选，所述储料盒远离对料机构的一侧设置有上料机构，所述上料机构包括上料推杆和上料推杆远离储料盒一端的上料气缸，所述上料推杆可推动储料盒内的待对接部件至第二摆渡槽后方。所述储料盒侧方的上料机构用于保证待对接部件在切换式变位机构的持续夹装运输过程中，保证储料盒上对应进料气缸的位置始终存在等待被装夹的待对接部件，实现弹夹式进料机构的“自动上弹”功能。上料推杆在上料气缸的推动下间歇推动储料盒内的待对接部件抵接储料盒靠近对料机构一侧的部件停留部，保证切换式变位机构和推料气缸的流畅运行。

作为优选，所述导引槽靠近产品安装基座的一端为开口结构，所述导引槽槽底靠近开口结构的端部设置有导引垫，所述导引垫的外轮廓为内凹式弧形结构。所述导引槽用于确保待对接部件能够准确对接产品主体，以此完成热熔对接工作，导引垫的设置则确保待对接部件在进料气缸的推动下平滑抵接产品主体，以便于热熔对接工作的进行。

作为优选，所述床体内部设置有主气缸，所述工作基台底部设置有连通于主气缸的气槽，所述气槽连通于产品安装基座底部，所述气槽还连通于导引座底部。所述主气缸可通过气槽向产品安装基座和导引座同步排气，在热熔对接工作完成后可使对接成品快速脱离基座的固定，便于操作者收取成品，以便于继续下一成品的对接制造顺利进行，通过实现针对待对接部件的自动上料动作和自动对接动作连贯进行，从而有效提升成品连续制造的加工效率。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过切换式变位机构将弹夹式进料机构内的待对接部件转移至对料机构内，再通过对料机构实现待对接部件和产品主体的精准对接，使得石英产品的自动化热熔对接加工工作连贯进行；（2）切换式变位机构能够夹持弹夹式进料机构内的待对接部件并将其运输至对料机构中，使得待对接部件在对料机构的驱动下与产品安装基座内的产品主体精准对接，便于热熔焊接工作的顺利进行；（3）导引槽用于确保待对接部件能够准确对接产品主体，以此完成热熔对接工作，导引垫的设置则确保待对接部件在进料气缸的推动下平滑抵接产品主体，以便于热熔对接工作的进行；（4）横向轨道与纵向轨道的设置能够保证部件装夹机构按照设计准确运行，确保待对接部件的移动距离精准可控；（5）主气缸可通过气槽向产品安装基座和导引座同步排气，在热熔对接工作完成后可使对接成品快速脱离基座的固定，便于操作者收取成品。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中焊接辅助组件的结构示意图。

图3为图2中导引座的剖面图。

图中：100-焊接辅助组件、101-弹夹式进料机构、102-对料机构、1-产品主体、2-产品安装基座、3-切换式变位机构、4-储料盒、5-上料机构、51-上料推杆、52-上料气缸、6-推料气缸、7-进料气缸、8-工作基台、9-床体、10-升降气缸、11-横向滑轨、12-纵向滑轨、13-平移气缸、14-部件装夹机构、141-夹持气缸、142-夹持部、15-待对接部件、151-部件停留部，16-第一摆渡槽、17-第二摆渡槽、18-导引座、19-导引槽、191-导引垫、20-气槽。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1所示，一种石英产品全自动热熔对接装置，包括床体9，所述床体9上设置有工作基台8，所述工作基台8上设置有产品安装基座2和焊接辅助组件100，所述焊接辅助组件包括环设于产品安装基座2的对料机构102，所述对料机构侧方并列设置有弹夹式进料机构101，所述内部安置有待对接部件15的弹夹式进料机构与弹夹式进料机构之间设置有切换式变位机构3，所述切换式变位机构3可装夹弹夹式进料机构内的待对接部件15并转移至对料机构中，所述对料机构可推动待对接部件15与产品安装基座2内的产品主体1接合。所述弹夹式进料机构内并列设置有若干片状结构的待对接部件15，所述切换式变位机构3能够夹持弹夹式进料机构内的待对接部件15并将其运输至对料机构中，使得待对接部件15在对料机构的驱动下与产品安装基座2内的产品主体1精准对接，便于热熔焊接工作的顺利进行。本实施例中，工作基台8连同产品安装基座2。以及焊接辅助组件均为石墨制件，具备良好的润滑和抗磨性，具备化学稳定性，不易受熔融玻璃的浸润，不会改变玻璃的成分，材料耐热冲击性能良好，尺寸随温度变化小，是热弯玻璃加工工艺辅助件的优秀选择。

所述对料机构包括部件导引座18，所述部件导引座18中部设置有导引槽19，所述导引槽19远离产品安装基座2的一端设置有第一摆渡槽16，所述第一摆渡槽16远离产品安装基座2的一端设置有进料气缸7。所述弹夹式进料机构包括储料盒4，所述储料盒4靠近产品安装基座2的一侧设置有第二摆渡槽17，所述第一摆渡槽16与第二摆渡槽17并列设置，所述切换式变位机构3可在第一摆渡槽16与第二摆渡槽17之间运动，所述储料盒4对应第二摆渡槽17的位置为部件停留部151，所述部件停留部151远离第二摆渡槽17的一侧设置有推料气缸6。所述导引座18尾部设置的第一摆渡槽16为弹夹式进料机构与对料机构之间的过渡部件之一，所述导引座18为待对接部件15进行对接前的安置处，通过进料气缸7的推动，可使切换式变位机构3运输而来并放置于导引槽19的待对接部件15沿导引槽19长度方向移动，进而抵接产品安装座内的产品主体1。所述储料盒4延伸而成的第二摆渡槽17与第一摆渡槽16并列，确保切换式变位机构3仅需在Z轴方向和Y轴方向上进行运动即可完成待对接部件15的摆渡式运输转移，避免在X轴方向上产生偏差影响对接精度。所述推料气缸6则用于保证储料盒4内的待对接部件15顺利进入第二摆渡槽17等待切换式变位机构3的转移运输。

所述切换式变位机构3包括设置于第一摆渡槽16与第二摆渡槽17之间的横向滑轨11，所述横向滑轨11上设置有纵向滑轨12，所述纵向滑轨12上设置有部件装夹机构14。所述横向滑轨11用于为部件装夹机构14在Y轴方向上移动待对接部件15提供轨道，所述纵向滑轨12用于为部件装夹机构14在Z轴方向上移动待对接部件15提供轨道。横向轨道的长度为第一摆渡槽16和第二摆渡槽17之间的距离，纵向轨道的长度则为部件装夹机构14的抬升高度。横向轨道与纵向轨道的设置能够保证部件装夹机构14按照设计准确运行，确保待对接部件15的移动距离精准可控。

所述部件装夹机构14包括夹持部142和夹持气缸141，所述夹持气缸141可控制夹持部142装夹待对接部件15。所述夹持气缸141驱动夹持部142对待对接部件15进行夹合和放松，以此实现待对接部件15的顺利转移。

所述储料盒4远离对料机构的一侧设置有上料机构5，所述上料机构5包括上料推杆51和上料推杆51远离储料盒4一端的上料气缸52，所述上料推杆51可推动储料盒4内的待对接部件15至第二摆渡槽17后方。所述储料盒4侧方的上料机构5用于保证待对接部件15在切换式变位机构3的持续夹装运输过程中，保证储料盒4上对应进料气缸7的位置始终存在等待被装夹的待对接部件15，实现弹夹式进料机构的“自动上弹”功能。上料推杆51在上料气缸52的推动下间歇推动储料盒4内的待对接部件15抵接储料盒4靠近对料机构一侧的部件停留部151，保证切换式变位机构3和推料气缸6的流畅运行。

所述导引槽19靠近产品安装基座2的一端为开口结构，所述导引槽19槽底靠近开口结构的端部设置有导引垫191，所述导引垫191的外轮廓为内凹式弧形结构。所述导引槽19用于确保待对接部件15能够准确对接产品主体1，以此完成热熔对接工作，导引垫191的设置则确保待对接部件15在进料气缸7的推动下平滑抵接产品主体1，以便于热熔对接工作的进行。

所述床体9内部设置有主气缸，所述工作基台8底部设置有连通于主气缸的气槽20，所述气槽连通于产品安装基座2底部，所述气槽还连通于导引座18底部。所述主气缸可通过气槽向产品安装基座2和导引座18同步排气，在热熔对接工作完成后可使对接成品快速脱离基座的固定，便于操作者收取成品，以便于继续下一成品的对接制造顺利进行，通过实现针对待对接部件15的自动上料动作和自动对接动作连贯进行，从而有效提升成品连续制造的加工效率。

本实施例中，热熔对接的成品为石英三爪产品，其包括作为产品主体1的石英圆棒和作为待对接部件15的石英片。本实施例中，包括三组由对料机构、弹夹式进料机构和切换式变位机构3组成的焊接辅助组件，且上述机构均通过控制模块同一控制。本实施例中控制模块采用PLC控制器进行动作控制。

开始热熔对接工作时，首先将批量的石英片放置在储料盒4中，将产品主体1石英圆棒安装在产品安装基座2中，启动石英产品全自动热熔对接装置，焊枪火焰对产品主体1和待对接部件15进行预热，并同时开始石英片转运工作。上料机构5启动确保部件停留部151处存在待对接部件15，接着推料气缸6动作，推动该待对接部件15到达第二摆渡槽17内，此时切换式变位机构3的部件装夹机构14在PLC控制器的控制下，通过纵向轨道上的升降气缸10运行至纵向轨道最高位置，接着通过横向轨道上的平移气缸13驱动纵向轨道连同部件装夹机构14运动至横向轨道远离对料机构的一端，即第二摆渡槽17上方；接着升降气缸10驱动部件装夹机构14下降，同时部件装夹机构14的夹持气缸141驱动夹持部142装夹第二摆渡槽17内的待对接部件15，在升降气缸10抬升部件装夹机构14至最高位置时，由平移气缸13驱动纵向轨道连同部件装夹机构14运动至横向轨道靠近对料机构的一端，即第一摆渡槽16上方，升降气缸10驱动部件装夹机构14下降，夹持气缸141驱动夹持部142放松，使得待对接部件15落入第一摆渡槽16中，切换式变位机构3复位，一次转运工作完成，等待下次工作的进行。而此时，上料机构5继续动作确保部件停留部151处存在下一待对接部件15。进料气缸7启动，推动第一摆渡槽16中的待对接部件15沿导引槽19滑动，经导引垫191的导引抵接产品主体1，此时焊接火焰已将该待对接部件15和产品主体1加热至熔融效果满足焊接条件的温度，焊接顺利进行。

焊接完成且冷却完成后，主气缸启动，气槽20向产品安装基座2底部和导引座18底部通气，使得产品主体1以及三组焊接辅助组件上的已对接部件同时脱离焊接辅助组件，方便操作者快速取下，以便进行下一成品的加工。而主气缸的气压值根据试验机型能够调整，以不对石英成品的结构状态造成伤害为适宜。

除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，包括床体，所述床体上设置有工作基台，所述工作基台上设置有产品安装基座和焊接辅助组件，所述焊接辅助组件包括环设于产品安装基座的对料机构，所述对料机构侧方并列设置有弹夹式进料机构，所述弹夹式进料机构内部安置有待对接部件，对料机构与弹夹式进料机构之间设置有切换式变位机构，所述切换式变位机构可装夹弹夹式进料机构内的待对接部件并转移至对料机构中，所述对料机构可推动待对接部件与产品安装基座内的产品主体接合；

所述对料机构包括部件导引座，所述部件导引座中部设置有导引槽，所述导引槽远离产品安装基座的一端设置有第一摆渡槽，所述第一摆渡槽远离产品安装基座的一端设置有进料气缸；

所述弹夹式进料机构包括储料盒，所述储料盒靠近产品安装基座的一侧设置有第二摆渡槽，所述第一摆渡槽与第二摆渡槽并列设置，所述切换式变位机构可在第一摆渡槽与第二摆渡槽之间运动；

所述切换式变位机构包括设置于第一摆渡槽与第二摆渡槽之间的横向滑轨，所述横向滑轨上设置有纵向滑轨；

所述床体内部设置有主气缸，所述工作基台底部设置有连通于主气缸的气槽，所述气槽连通于产品安装基座底部，所述气槽还连通于导引座底部，所述主气缸能够通过气槽向产品安装基座和导引座同步排气。

2.根据权利要求1所述的一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，所述储料盒对应第二摆渡槽的位置为部件停留部，所述部件停留部远离第二摆渡槽的一侧设置有推料气缸。

3.根据权利要求2所述的一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，所述纵向滑轨上设置有部件装夹机构。

4.根据权利要求3所述的一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，所述部件装夹机构包括夹持部和夹持气缸，所述夹持气缸可控制夹持部装夹待对接部件。

5.根据权利要求1所述的一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，所述储料盒远离对料机构的一侧设置有上料机构，所述上料机构包括上料推杆和上料推杆远离储料盒一端的上料气缸，所述上料推杆可推动储料盒内的待对接部件至第二摆渡槽后方。

6.根据权利要求1所述的一种石英产品全自动热熔对接装置，其特征是，所述导引槽靠近产品安装基座的一端为开口结构，所述导引槽槽底靠近开口结构的端部设置有导引垫，所述导引垫的外轮廓为内凹式弧形结构。

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