CN112960992A - 一种压电陶瓷片的分离方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压电陶瓷片的分离方法，包括以下步骤：步骤一，将压电陶瓷片块装入模具，再将模具置于容器内；步骤二，将容器放置于振动槽中，在密闭容器压力为0.4mPa～0.8mPa时，超声波处理5分钟；步骤三，对容器减压，将容器从振动槽中取出，取出模具；步骤四，将压电陶瓷片块滑到分片槽中的管内；步骤五，开启位于管的管底上部的陶瓷拨片轮以及分片槽内的超声波发生器，使得靠近传送带的压电陶瓷片被剥离至传送带；步骤六，吹干压电陶瓷片；步骤七，压电陶瓷片包装。本发明采用超声处理等工艺实现压电陶瓷片的分离，与人工扒片相比，具有分离效果高，机械连续操作性强，处理量大，分离方法简单易操作的优点。

Description

一种压电陶瓷片的分离方法

技术领域

本发明涉及压电陶瓷片技术领域，具体涉及一种压电陶瓷片块的分离方法。

背景技术

压电陶瓷片是一种电子发音元件，以锆钛酸铅压电陶瓷材料制成，基于压电效应原理，在两片铜制圆形电极中间放入压电陶瓷介质材料，当在两片电极上面接通交流音频信号时，压电片会根据信号的大小频率发生振动而产生相应的声音来。压电陶瓷片主要用于压电扬声器、传声器、超声延迟线、测量振动和测量压力的传感器、电话中的送受话器等方面，作机械能(声能)转换成电能，或在低功率下由电能转换成机械能的换能元件。

压电陶瓷工艺流程包括：配料--混合磨细--预烧--二次磨细--造粒--成型--排塑--烧结成瓷--外形加工--被电极--高压极化--老化测试。压电陶瓷片用传统方法叠层烧结，烧结后的压电陶瓷片块，大多选用人工扒片的方式，将层叠的压电陶瓷片进行分离，并筛除不合格产品，不仅需要耗费大量的人力，扒片的效率也较低。另一方面，在人工扒片过程中操作者的手直接与压电陶瓷片接触，通过手皮肤吸收陶瓷片上的铅成分，对人体造成伤害，虽然二氧化锆粉虽然对人体没有危害，但长期手工扒片接触过多的粉尘，通过人的呼吸道进入人体，会对人体产生危害。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种压电陶瓷片的分离方法，实现烧结后的压电陶瓷片块的单片自动化分离，代替传统的人工手工扒片作业。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：

一种压电陶瓷片的分离方法，其中，包括以下步骤：

步骤一，先将压电陶瓷片块装入到模具，再将模具置于盛有去离子水的容器内，并密闭容器；

步骤二，将容器放置于振动槽中，在密闭容器压力为0.4mPa～0.8mPa时，开启振动槽中的超声波发生器，超声频率为20KHz～28KHz，超声波功率密度为0.8W/平方厘米～1.7W/平方厘米，超声波处理时间为5分钟，超声处理时，振动槽中水温为70℃～100℃；

步骤三，对密闭容器减压，将容器从振动槽中取出，将容器的盖板提升，取出模具；

步骤四，打开模具底部，将压电陶瓷片块滑到分片槽中的管内；

步骤五，开启位于管的管底上部的陶瓷拨片轮以及分片槽内的超声波发生器，使得靠近传送带的压电陶瓷片被剥离至传送带；

步骤六，吹干传送带送出的压电陶瓷片；

步骤七，压电陶瓷片包装。

进一步地，步骤六中，传送带将压电陶瓷片送入分片槽外的遂道中，压电陶瓷片经位于遂道上部的正压风刀吹干。

进一步地，步骤五中，传送带伸入分片槽内的部分倾斜设置在分片槽内。

进一步地，步骤五中，管相对传送带伸入分片槽内的部分倾斜设置。

进一步地，陶瓷拨片轮的外周上设有至少一个用于剥落压电陶瓷片的凸起部。

进一步地，步骤五中，被剥离的压电陶瓷片在分片槽内液体由左上部向右下部流动的水流推动力以及被剥离的压电陶瓷片的重力作用下平附在传送带上被传送带带离分片槽。

进一步地，分片槽上设有进去离子水口和出去离子水口，出去离子水口低于进去离子水口，出去离子水口与分片槽外的过滤装置相连接，压电陶瓷片被分离时，进去离子水口和出去离子水口均处于工作状态。

进一步地，压电陶瓷片经传送带送至视觉检测装置处检测，视觉检测装置包括侧面光源识别相机和正面光源识别相机。

进一步地，还包括并联机械手，经侧面光源识别相机和正面光源识别相机检测后的压电陶瓷片由并联机械手分选。

进一步地，并联机械手上安装有用于吸取压电陶瓷片的真空吸嘴。

本发明的优点是：

(1)本发明采用超声处理、陶瓷拨片轮以及流动的水流推动力实现压电陶瓷片块的分离，本发明分离方法与传统人工扒片相比，具有分离效果高，机械连续操作性强，处理量大，分离经济效益高，不会对人体产生危害，并且分离方法简单易操作，经济效益高，适合工业化推广，分片时不产生粉尘，不会对人体产生危害；

(2)本发明压电陶瓷片块在进行超声处理时，超声波空化最大，功率大于密闭容器内压强，产生成倍的空化力，加速压电陶瓷片的分离，因压电陶瓷片在水中，由于水使得压电陶瓷片之间存在相互吸附作用，在位于管底的压电陶瓷片边角顶上的陶瓷拨片轮上设置一凸起部，凸起部旋转直接向下抵触压电陶瓷片边角，能够产生摩擦力(摩擦力≥2公斤)，同时，分片槽内去离子水上进下出循环运动产生的水流推动力，再加上超声波振动衰竭压电陶瓷片之间相互吸附力的作用，直接导致压电陶瓷片块的单片逐一分离。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为压电陶瓷片分离工艺流程图

图2为压电陶瓷片块的原始状态；

图3为压电陶瓷片块超声处理0min的状态；

图4为压电陶瓷片块超声处理3min的状态；

图5为压电陶瓷片块超声处理20min的状态；

图6为压电陶瓷片剥离后并烘干处理60min的状态；

图7为压电陶瓷片块在超声处理过程中竖放和横放的分离效果图；

图8为陶瓷拨片轮的结构示意图；

图9为压电陶瓷片剥离向传送带靠近的状态示意图。

图10为视觉检测装置与传送带位置关系状态示意图。

图11为压电陶瓷片块剥片的另一种方式的结构示意图。

其中，图中各附图标记：振动槽-1、容器-2、压力表-21、温度表-22、模具-3、压电陶瓷片块-4、分片槽-5、进去离子水口-51、出去离子水口-52、管-6、陶瓷拨片轮-7、凸起部-71、传送带-8、遂道-9、正压风刀-10、侧面光源识别相机-12、正面光源识别相机-13、包装线-14、等待剥片线-15、陶瓷片块准备线-16、固定块-18、出料孔-181、刀-73、刀架-731、止挡块-732。

具体实施方式

以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

压电陶瓷片应用广泛，主要用于压电扬声器、传声器、超声延迟线、测量振动和测量压力的传感器、电话中的送受话器等方面。压电陶瓷片在制作时，通常采用传统方法叠层烧结，形成烧结后的压电陶瓷片块，然后采用人工扒片的方式将压电陶瓷片块中的压电陶瓷片进行分离，并筛除不合格产品。

本实施例提供了一种压电陶瓷片的分离方法，图1为压电陶瓷片分离工艺流程图，图2为压电陶瓷片块的原始状态示意图，图2即为采用传统方法叠层烧结形成的压电陶瓷片块4，压电陶瓷片块4的厚度为3㎝，直径为5mm～31mm；图3为压电陶瓷片块在振动槽1中超声处理0min的状态；图4为压电陶瓷片块在振动槽1中超声处理3min的状态；图5为压电陶瓷片块在振动槽1中超声处理20min的状态；图6为压电陶瓷片剥离后并烘干处理60min的状态；图7为压电陶瓷片块在振动槽1中超声处理过程中竖放和横放的分离效果图；图8为陶瓷拨片轮的结构示意图；图9为压电陶瓷片剥离向传送带靠近的状态示意图，图10为视觉检测装置与传送带位置关系状态示意图。

该分离方法包括以下步骤：

步骤一，先将压电陶瓷片块4装入到模具3，再将模具3置于盛有去离子水的容器2内，并密闭容器2，模具3为一盛放压电陶瓷片块4的筒体，筒体壁上设有网状的通孔，通孔用于透水；

步骤二，将容器2放置于振动槽1中，在密闭容器2压力为0.4mPa～0.8mPa时，开启振动槽1中的超声波发生器，超声频率为20KHz～28KHz，超声波功率密度为0.8W/平方厘米～1.7W/平方厘米，超声波处理时间为5分钟，能够使得压电陶瓷片块4中的压电陶瓷片彼此松动；

步骤三，对密闭容器2减压，将容器2从振动槽1中取出，将容器2的盖板提升，取出模具3；

步骤四，打开模具3底部，将压电陶瓷片块4滑到分片槽5中的管6内；

步骤五，开启位于管6的管底上部的陶瓷拨片轮7以及分片槽5内的超声波发生器，使得靠近传送带8的压电陶瓷片被剥离至传送带8；

步骤六，吹干传送带8送出的压电陶瓷片；

步骤七，压电陶瓷片包装。

优选地，步骤六中，传送带8将压电陶瓷片送入分片槽5外的遂道9中，压电陶瓷片经位于遂道9上部的正压风刀10吹干，遂道9上设有的正压风刀10用于烘干压电陶瓷片。

优选地，步骤五中，传送带8伸入分片槽5内的部分倾斜设置在分片槽5内。

优选地，步骤五中，管6相对传送带8伸入分片槽5内的部分倾斜设置。

优选地，步骤一中，压电陶瓷片块4采用叠片烧结工艺制得。

优选地，步骤一中，压电陶瓷片块4的叠片的压电陶瓷片厚度为0.045mm～0.30mm之间，直径为5mm～31mm。

优选地，步骤五中，管底的下部紧贴传送带8。

优选地，传送带8为波纹型传送带。

优选地，传送带8上相邻波纹间的距离大于陶瓷拨片轮7的周长。

优选地，波纹的高度等于压电陶瓷片的厚度。

优选地，陶瓷拨片轮7的外周上设有至少一个用于剥落压电陶瓷片的凸起部71，凸起部71旋转直接向下抵触压电陶瓷片边角，能够产生摩擦力使压电陶瓷片脱离压电陶瓷片块4，摩擦力≥2公斤。

优选地，凸起部71沿陶瓷拨片轮7的径向尺寸大于或等于压电陶瓷片的厚度，以确保凸起部71可靠地抵触压电陶瓷片的边角。

优选地，凸起部71每转一圈剥落一片压电陶瓷片。

优选地，步骤二中，超声处理时，振动槽1中水温为70℃～100℃。

优选地，步骤一中，压电陶瓷片块4在压电陶瓷生坯叠摞烧结时，在相邻压电陶瓷片生坯的表面均匀涂刷有一层隔离材料。

具体地，隔离材料包括纤维素和二氧化锆粉。

更优地，步骤五中，被剥离的压电陶瓷片在分片槽5内液体由左上部向右下部流动的水流推动力以及被剥离的压电陶瓷片的重力作用下平附在传送带8上被传送带8带离分片槽5，另外在超声波的进一步作用下，使得压电陶瓷片可靠地从压电陶瓷片块4上分离以靠附在传送带8上。

如图10所示，压电陶瓷片经传送带8送至视觉检测工位进行检测，压电陶瓷片经传送带8送至视觉检测装置处检测，视觉检测装置包括侧面光源识别相机12和正面光源识别相机13。还设有一并联机械手，检测后由并联机械手分选，具体地，经侧面光源识别相机12和正面光源识别相机13检测后的压电陶瓷片由并联机械手分选，并联机械手上安装有用于吸取压电陶瓷片的真空吸嘴。

具体地，正面光源识别相机13和侧面光源识别相机12与传送带8输送压电陶瓷片的位置关系如图10所示，正面光源识别相机13位于传送带8的正上方，侧面光源识别相机12位于传送带8侧面。

正面光源识别相机13和侧面光源识别相机12检测压电陶瓷片表面缺陷和尺寸。

三种表面缺陷分别为空洞、斑点、划伤，正面光源识别相机13和侧面光源识别相机12检测到三种表面缺陷的任意一种，即该被检测的压电陶瓷片为不合格品。表面有缺陷的压电陶瓷片经并联机械手分选至相应工位。

优选地，不同直径的压电陶瓷片经并联机械手分选。

正面光源识别相机13和侧面光源识别相机12均与视觉检测装置的控制系统相连接。

视觉检测装置和并联机械手结合，能够自动识别产品，使得操作者操作简单。

合格品经包装线14包装入库。

合格的压电陶瓷片厚度误差为±1％，合格的压电陶瓷片密度为7.6克/平方厘米～7.8克/平方厘米。

优选地，传送带8表面为黑色或白色，便于侧面光源识别相机12和正面光源识别相机13检测压电陶瓷片。

进一步地，在振动槽1与分片槽5之间设有等待剥片线15，在振动槽1前设有陶瓷片块准备线16。

更优地，在容器2上设有压力表21和温度表22，以便于操作者观察压力和温度。

优选地，在分片槽5上设有进去离子水口51和出去离子水口52。

更优地地，分片槽5上的出去离子水口52低于进去离子水口51，以利于形成剥离压电陶瓷片的水流推动力。

为了过滤压电陶瓷片分离时容入分片槽5内去离子水中的粉尘，出去离子水口52与分片槽5外的过滤装置相连接。

为了形成足够的用于剥离压电陶瓷片的水流推动力，步骤五中，压电陶瓷片被分离时，进去离子水口51和出去离子水口52均处于工作状态，具体是进去离子水口51向分片槽5内持续供给纯净的去离子水，出去离子水口52持续将分片槽5内含有粉尘的去离子水引出至过滤装置。

在另一实施例中，图11为压电陶瓷片块剥片的另一种方式的结构示意图，在本实施例中，如图11，固定块18的中部开设有出料孔181，出料孔181内有放置好的压电陶瓷片块4，在固定块18的前面设有固定的刀架731，在刀架731的两个内侧壁下方设有支撑压电陶瓷片块4的前端的止挡块732，刀73滑动设置在刀架731的两个内侧壁之间。

止挡块732用于防止压电陶瓷片块4分离前下滑，进而防止分片失败的情况发生。工作原理为：刀73下压陶瓷片，所述刀73推动出料孔181前面的压陶瓷片被分片，同时被分离的压电陶瓷片沿两个止挡块732向前移动，实现单个压电陶瓷片从压电陶瓷片块4上分离，当刀73复位抬起后，驱动机构使得出料孔181内的压电陶瓷片块4向前移动单个压电陶瓷片厚度的距离，移动出出料孔181的压电陶瓷片块4的前端下部被止挡块732阻挡，以防止压电陶瓷片块4下移，接着，刀73下压，进行下一次分离，周而复始进行剥片工作。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压电陶瓷片的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，先将压电陶瓷片块(4)装入到模具(3)，再将模具(3)置于盛有去离子水的容器(2)内，并密闭容器(2)；

步骤二，将容器(2)放置于振动槽(1)中，在密闭容器(2)压力为0.4mPa～0.8mPa时，开启振动槽(1)中的超声波发生器，超声频率为20KHz～28KHz，超声波功率密度为0.8W/平方厘米～1.7W/平方厘米，超声波处理时间为5分钟，超声处理时，振动槽(1)中水温为70℃～100℃；

步骤三，对密闭容器(2)减压，将容器(2)从振动槽(1)中取出，将容器(2)的盖板提升，取出模具(3)；

步骤四，打开模具(3)底部，将压电陶瓷片块(4)滑到分片槽(5)中的管(6)内；

步骤五，开启位于管(6)的管底上部的陶瓷拨片轮(7)以及分片槽(5)内的超声波发生器，使得靠近传送带(8)的压电陶瓷片被剥离至传送带(8)；

步骤六，吹干传送带(8)送出的压电陶瓷片；

步骤七，压电陶瓷片包装。

2.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，步骤六中，传送带(8)将压电陶瓷片送入分片槽(5)外的遂道(9)中，压电陶瓷片经位于遂道(9)上部的正压风刀(10)吹干。

3.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，步骤五中，传送带(8)伸入分片槽(5)内的部分倾斜设置在分片槽(5)内。

4.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，步骤五中，管(6)相对传送带(8)伸入分片槽(5)内的部分倾斜设置。

5.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，陶瓷拨片轮(7)的外周上设有至少一个用于剥落压电陶瓷片的凸起部(71)。

6.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，步骤五中，被剥离的压电陶瓷片在分片槽(5)内液体由左上部向右下部流动的水流推动力以及被剥离的压电陶瓷片的重力作用下平附在传送带(8)上被传送带(8)带离分片槽(5)。

7.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，分片槽(5)上设有进去离子水口(51)和出去离子水口(52)，出去离子水口(52)低于进去离子水口(51)，出去离子水口(52)与分片槽(5)外的过滤装置相连接，压电陶瓷片被分离时，进去离子水口(51)和出去离子水口(52)均处于工作状态。

8.根据权利要求1的分离方法，其特征在于，压电陶瓷片经传送带(8)送至视觉检测装置处检测，视觉检测装置包括侧面光源识别相机(12)和正面光源识别相机(13)。

9.根据权利要求8的分离方法，其特征在于，还包括并联机械手，经侧面光源识别相机(12)和正面光源识别相机(13)检测后的压电陶瓷片由并联机械手分选。

10.根据权利要求9的分离方法，其特征在于，并联机械手上安装有用于吸取压电陶瓷片的真空吸嘴。

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