CN113021166B - 一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法 - Google Patents

一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，所述抛光装置包括打磨平台、打磨机器人、机器人地轨、电路控制柜以及工具平台；所述打磨平台有两个，平行设置于所述机器人地轨的两侧；所述电路控制柜位于两个打磨平台之间，且设置于所述机器人地轨的任意一端；所述工具平台设置于所述电路控制柜上；所述打磨机器人放置于所述机器人地轨上；所述打磨机器人包括主体与机械臂，所述机械臂的前端设置有夹孔，所述夹孔中连接有打磨头；所述打磨平台上放置有靶材；所述抛光装置通过多种结构的优化设计，实现了对靶材侧边的自动抛光功能，且使用方法简单，明显提高生产效率以及产品合格率，具有较好的工业应用前景。

Description

一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法
技术领域
本发明属于靶材制备技术领域，具体涉及一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法。
背景技术
如今液晶显示(LCD)技术已经广泛应用到生活中，国内也有很多LCD产品的生产厂商。但是，生产使用的LCD靶材仍然需要进口，LCD靶材的自动化加工方法也掌握在他人手中，特别是LCD靶材的表面处理技术，人员加工进度缓慢，且品质难以得到稳定的保障。
目前LCD靶材的主面上的杂质、异物主要通过抛光机进行抛光去除，但是，LCD靶材侧面上的异物、氧化物、非靶材一体物质的去除，主要通过使用手工砂纸或气动抛光机，砂纸抛光铜锈难去除，效率低，且直接用砂纸或气动抛光机抛光，每枚产品在线加工时间2小时左右，粗糙度不稳定，波动性大，从而导致品质不稳定，难以满足当前生产总量及品质需求。
CN110877235A公开了一种靶材背板表面的抛光处理方法，所述方法通过将靶材组件倒置在磁力抛光装置中，靶材背板朝上，进行磁力抛光处理，不仅抛光效率高，抛光后靶材背板表面的抛光纹路均匀无序，靶材背板不易生锈，而且能够将靶材背板上孔的孔内锈迹和毛刺去除干净，较好地满足了溅射靶材背板的需求，具有较高的工业应用价值。该发明对靶材的背板表面进行的抛光，但是对靶材的侧面抛光效果不好，粗糙度的稳定性欠佳。
CN111775030A公开了一种LCD平面靶材侧边抛光工艺，该工艺包括如下步骤：将IPA液涂于百洁布上，对LCD平面靶材的侧边进行抛光。该工艺仍需人工进行作业，浪费人力，且生产效率较低，粗糙度不稳定。
综上所述，如何提供一种靶材侧边的自动抛光工艺代替人工作业，提高生产效率以及产品的合格率，成为当前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，所述抛光装置通过多种结构的优化设计，实现了对靶材侧边的自动抛光功能，且使用方法简单，明显提高生产效率以及产品通过率，具有较好的工业应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种靶材侧边自动抛光装置，所述抛光装置包括打磨平台、打磨机器人、机器人地轨、电路控制柜以及工具平台；
所述打磨平台有两个，平行设置于所述机器人地轨的两侧；所述电路控制柜位于两个打磨平台之间，且设置于所述机器人地轨的任意一端；所述工具平台设置于所述电路控制柜上；所述打磨机器人放置于所述机器人地轨上；所述打磨机器人包括主体与机械臂，所述机械臂的前端设置有夹孔，所述夹孔中连接有打磨头；
所述打磨平台上放置有靶材。
本发明中，所述抛光装置通过对多种功能结构的优化设计，使该装置实现对靶材侧边自动抛光的功能；所述抛光装置通过机器人地轨的设置有利于打磨机器人的水平移动；通过工具平台的设置减少了更换耗材的时间，提高生产效率；同时打磨平台与机器人地轨之间具有一定的空间，形成了人工检修通道，便于对装置的维护与修理；所述抛光装置代替了人工操作，提高了粗糙度的稳定性与生产效率，有利于规模化应用于生产。
本发明中，所述抛光装置设置有两个打磨平台，打磨机器人可进行交互打磨，减少了因上下料需等待的时间，即：打磨一侧的靶材的同时，另一侧靶材进行下料与上料，极大地提升了抛光效率。
本发明中，整个装置的运行通过电路控制柜控制。
本发明中，仅对靶材主体的侧边进行打磨。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述打磨平台靠近所述机器人地轨的长边一侧设置有气动吸盘，每个打磨平台设置的气动吸盘不少于5个，例如5个、6个、7个、8个、9个或10个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，气动吸盘吸住靶材背板的侧边，其设计可有效固定靶材，并且避免损坏靶材，提升产品合格率。
作为本发明优选的技术方案，所述打磨平台远离所述电路控制柜的短边一侧设置有平行于短边的定位块。
优选地，所述打磨平台设置有定位块一端的内侧长边对称设置有安全光栅。
本发明中，安全光栅的设置可防止打磨头因转速过高导致脱落飞出伤人。
作为本发明优选的技术方案，每个所述打磨平台的中间部位均设置有两个凹槽。
本发明中，凹槽的设置用于叉车上下料，避免人工搬运损坏产品，同时提升效率。
作为本发明优选的技术方案，所述工具平台包括备用打磨头收纳区和报废打磨头收纳区。
作为本发明优选的技术方案，所述打磨头包括主轴与打磨片。
优选地，所述打磨片的材质包括白刚玉或氧化铝。
优选地，所述打磨片至少为15片，例如15片、17片、20片、22片、25片或30片等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述打磨片的一侧与主轴相连，整体呈圆柱状。
本发明中，没片打磨片的一侧均与主轴相连，所有打磨片在主轴外侧围成一圈，形成圆柱状。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材包括靶材主体和靶材背板。
优选地，靶材包括LCD用平面靶材。
优选地，所述LCD用平面靶材为分体型靶材。
优选地，所述LCD用平面靶材包括G10.5系列靶材。
优选地，所述G10.5系列靶材包括铜靶材。
另一方面，本发明提供了上述抛光装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
将靶材放置于打磨平台上，将打磨头装入机械臂的夹孔中，启动打磨机器人控制机械臂，使打磨头贴紧靶材侧边，然后沿侧边打磨一圈，完成抛光。
本发明中，所述抛光装置的使用方法简单便捷，降低了人工成本以及产品损坏的风险，同时极大地提高了工作效率，有利于工业化应用。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材以溅射面朝上的方式放置于工作台上。
优选地，所述靶材通过侧边的气动吸盘固定。
优选地，所述夹孔的夹力为9.5～10.5kg，例如9.5kg、9.6kg、9.7kg、9.8kg、9.9kg、10kg、10.1kg、10.2kg、10.3kg、10.4kg或10.5kg等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，所述打磨过程中的下压力为0.9～1.1kg，例如0.9kg、1kg或1.1kg等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1kg。
本发明中，打磨过程中的下压力需进行控制。若下压力过小，侧边氧化物难去除；若下压力过大，则会加速打磨头损坏。
优选地，所述打磨过程中，所述机械臂的移动速度为1.8～2.2m/min，例如1.8m/min、1.9m/min、2m/min、2.1m/min或2.2m/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为2m/min。
本发明中，打磨过程中机械臂的移动速度需进行控制。若速度过快，会导致打磨效果不佳，需再次加工，降低效率；若速度过慢，打磨时间过长，有可能会造成产品侧边纹路异常，降低产品合格率。
优选地，所述打磨过程中，所述打磨头的转速为1550～1650r/min，例如1550r/min、1560r/min、1570r/min、1580r/min、1590r/min、1600r/min、1610r/min、1620r/min、1630r/min、1640r/min或1650r/min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为1600r/min。
本发明中，打磨过程中打磨头的转速需进行控制。若打磨头的转速过快，会导致打磨头使用寿命降低，同时也会出现安全隐患；若打磨头的转速过慢，则会降低加工效率。
优选地，所述打磨过程中使用抛光料。
优选地，所述抛光料包括白刚玉材料。
本发明中，所述抛光料涂抹于打磨片上。
作为本发明优选的技术方案，所述抛光后的靶材侧边的粗糙度为2～2.5μm，例如2μm、2.1μm、2.2μm、2.3μm、2.4μm或2.5μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述抛光装置通过对多种功能结构的优化设计，使该装置实现对靶材侧边自动抛光的功能，由其代替人工操作，极大地提高了生产效率以及产品的合格率，单枚靶材的加工时间缩短了91％以上；
(2)本发明所述抛光装置通过机械臂与打磨头的配合，并控制抛光过程中的条件参数，提高了靶材侧边粗糙度的稳定性，使其稳定在2～2.5μm，并且可有效减少粉尘的产生，改善工作环境，有利于规模化生产，具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的靶材侧边自动抛光装置的俯视结构示意图；
其中，1-打磨平台，2-打磨机器人，3-机器人地轨，4-工具平台，5-靶材，6-气动吸盘，7-定位块，8-安全光栅，9-凹槽，10-备用打磨头收纳区，11-报废打磨头收纳区。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，所述抛光装置包括打磨平台1、打磨机器人2、机器人地轨3、电路控制柜以及工具平台4；
所述打磨平台1有两个，且分别平行设置于所述机器人地轨3的两侧；所述电路控制柜位于两个打磨平台1之间，且设置于所述机器人地轨3的任意一端；所述工具平台4设置于所述电路控制柜上；所述打磨机器人2放置于所述机器人地轨3上；所述打磨机器人2包括主体与机械臂；所述机械臂的前端设置有夹孔；所述夹孔中连接有打磨头；
所述打磨平台1上放置有靶材5。
上述抛光装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材5放置于打磨平台1上，将打磨头装入机械臂的夹孔中，启动打磨机器人2控制机械臂，使打磨头贴紧靶材5侧边，然后沿侧边打磨一圈，完成抛光。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，所述抛光装置的俯视结构示意图如图1所示，本实施例采用的靶材5为长3830mm、宽340mm的LCD用G10.5系列铜靶材。
所述抛光装置包括打磨平台1、打磨机器人2、机器人地轨3、电路控制柜以及工具平台4；
所述打磨平台1有两个，且分别平行设置于所述机器人地轨3的两侧；所述电路控制柜位于两个打磨平台1之间，且设置于所述机器人地轨3的任意一端；所述工具平台4设置于所述电路控制柜上；所述打磨机器人2放置于所述机器人地轨3上；所述打磨机器人2包括主体与机械臂；所述机械臂的前端设置有夹孔；所述夹孔中连接有打磨头；
所述打磨平台1上放置有靶材5。
所述打磨平台1靠近所述机器人地轨3的长边一侧设置有气动吸盘6，且每个打磨平台1设置的气动吸盘6为5个。
所述打磨平台1远离所述电路控制柜的短边一侧设置有平行于短边的定位块7；所述打磨平台1设置有定位块7一端的内侧长边对称设置有安全光栅8。
每个所述打磨平台1的中间部位均设置有两个凹槽9。
所述工具平台4包括备用打磨头收纳区10和报废打磨头收纳区11。
所述打磨头包括主轴与打磨片；所述打磨片的材质为氧化铝；所述打磨片为15片；所述打磨片的一侧与主轴相连，整体呈圆柱状。
上述抛光装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材5放置于打磨平台1上，所述靶材5的侧边通过气动吸盘6固定；将打磨头装入机械臂的夹孔中，夹孔的夹力为10kg，然后启动打磨机器人2控制机械臂，使涂抹过白刚玉材料的打磨头贴紧靶材5侧边，开始打磨；打磨过程中，打磨头的下压力为1kg，机械臂的移动速度为2m/min，打磨头的转速为1600r/min，沿所述靶材5侧边打磨一圈，完成抛光。
实施例2：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例1中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例1中的抛光装置，区别仅在于：每个打磨平台1设置的气动吸盘6为6个。
上述抛光装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材5放置于打磨平台1上，所述靶材5的侧边通过气动吸盘6固定；将打磨头装入机械臂的夹孔中，夹孔的夹力为9.5kg，然后启动打磨机器人2控制机械臂，使涂抹过白刚玉材料的打磨头贴紧靶材5侧边，开始打磨；打磨过程中，打磨头的下压力为0.9kg，机械臂的移动速度为1.8m/min，打磨头的转速为1550r/min，沿所述靶材5侧边打磨一圈，完成抛光。
实施例3：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例1中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例1中的抛光装置，区别仅在于：每个打磨平台1设置的气动吸盘6为7个。
上述抛光装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材5放置于打磨平台1上，所述靶材5的侧边通过气动吸盘6固定；将打磨头装入机械臂的夹孔中，夹孔的夹力为10.5kg，然后启动打磨机器人2控制机械臂，使涂抹过白刚玉材料的打磨头贴紧靶材5侧边，开始打磨；打磨过程中，打磨头的下压力为1.1kg，机械臂的移动速度为2.2m/min，打磨头的转速为1650r/min，沿所述靶材5侧边打磨一圈，完成抛光。
实施例4：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例2中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例2中的抛光装置。
上述抛光装置的使用方法参照实施例2中的使用方法，区别仅在于：打磨头的转速为1400r/min。
实施例5：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例3中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例3中的抛光装置。
上述抛光装置的使用方法参照实施例3中的使用方法，区别仅在于：打磨头的转速为1800r/min。
实施例6：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例2中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例2中的抛光装置。
上述抛光装置的使用方法参照实施例2中的使用方法，区别仅在于：机械臂的移动速度为1m/min。
实施例7：
本实施例提供了一种靶材侧边自动抛光装置及其使用方法，本实施例采用的靶材5与实施例3中采用的相同。
所述抛光装置参照实施例3中的抛光装置。
上述抛光装置的使用方法参照实施例2中的使用方法，区别仅在于：机械臂的移动速度为3m/min。
对比例1：
本对比例提供了一种靶材侧边抛光的方法，本对比例采用的靶材5与实施例1中采用的相同，所述方法包括以下步骤：将靶材5放置于操作台上，1名操作人员采用手工砂纸对靶材5侧边进行抛光。
测定实施例1-7和对比例1中的打磨时间以及抛光后的靶材侧边的粗糙度，结果如表1所示。
表1实施例1-7和对比例1中的打磨时间以及抛光后的靶材侧边的粗糙度
打磨时间/min 粗糙度/μm
实施例1 9.5 2.0
实施例2 10 2.1
实施例3 9 2.0
实施例4 9 2.3
实施例5 9.5 2.5
实施例6 9.5 2.4
实施例7 10 2.3
对比例1 120 2.5
实施例1-3采用本发明所述抛光装置并通过进一步控制打磨过程中给的参数，使得打磨时间缩短了91％以上，抛光后靶材的粗糙度均不大于2.1μm；实施例4降低了打磨过程中的打磨头转速，导致打磨效果不佳，粗糙度增大；实施例5增大了打磨过程中的打磨头转速，造成产品侧边纹路异常；实施例6降低了打磨过程中的机械臂移动速度，导致打磨效果不佳，粗糙度增大；实施例7增大了打磨过程中的机械臂移动速度，造成产品侧边纹路异常。
而对比例1采用人工打磨，打磨时间明显增大，且抛光后的粗糙度较大。
综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述抛光装置通过对多种功能结构的优化设计，使该装置实现对靶材侧边自动抛光的功能，由其代替人工操作，极大地提高了生产效率以及产品的合格率，单枚靶材的加工时间缩短了91％以上，粗糙度稳定在2.5μm以下；并且，所述抛光装置通过机械臂与打磨头的配合，并进一步控制抛光过程中的条件参数，提高了靶材侧边粗糙度的稳定性，使其稳定在2.1μm以下，并且可有效减少粉尘的产生，改善工作环境，有利于规模化生产，具有良好的工业应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的装置和详细方法，但本发明并不局限于上述装置和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述装置和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明操作的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (20)

1.一种靶材侧边自动抛光装置的使用方法，其特征在于，所述抛光装置包括打磨平台、打磨机器人、机器人地轨、电路控制柜以及工具平台；
所述打磨平台有两个，平行设置于所述机器人地轨的两侧；所述电路控制柜位于两个打磨平台之间，且设置于所述机器人地轨的任意一端；所述工具平台设置于所述电路控制柜上；所述打磨机器人放置于所述机器人地轨上；所述打磨机器人包括主体与机械臂，所述机械臂的前端设置有夹孔，所述夹孔中连接有打磨头；
所述打磨平台上放置有靶材；
所述打磨平台靠近所述机器人地轨的长边一侧设置有气动吸盘，每个打磨平台设置的气动吸盘不少于5个；
所述打磨平台远离所述电路控制柜的短边一侧设置有平行于短边的定位块；
所述打磨平台设置有定位块一端的内侧长边对称设置有安全光栅；
每个所述打磨平台的中间部位均设置有两个凹槽；
所述抛光装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材放置于打磨平台上，将打磨头装入机械臂的夹孔中，启动打磨机器人控制机械臂，使打磨头贴紧靶材侧边，然后沿侧边打磨一圈，完成抛光；
所述打磨过程中，所述机械臂的移动速度为1.8～2.2m/min；
所述打磨过程中，所述打磨头的转速为1550～1650r/min。
2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述工具平台包括备用打磨头收纳区和报废打磨头收纳区。
3.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述打磨头包括主轴与打磨片。
4.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述打磨片的材质包括白刚玉或氧化铝。
5.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述打磨片至少为15片。
6.根据权利要求3所述的使用方法，其特征在于，所述打磨片的一侧与主轴相连，整体呈圆柱状。
7.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述靶材包括靶材主体和靶材背板。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，靶材包括LCD用平面靶材。
9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述LCD用平面靶材为分体型靶材。
10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述LCD用平面靶材包括G10.5系列靶材。
11.根据权利要求10所述的使用方法，其特征在于，所述G10.5系列靶材包括铜靶材。
12.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述靶材以溅射面朝上的方式放置于工作台上。
13.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述靶材通过侧边的气动吸盘固定。
14.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述夹孔的夹力为9.5～10.5kg。
15.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述打磨过程中的下压力为0.9～1.1kg，优选为1kg。
16.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述打磨过程中，所述机械臂的移动速度为2m/min。
17.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述打磨过程中，所述打磨头的转速为1600r/min。
18.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述打磨过程中使用抛光料。
19.根据权利要求18所述的使用方法，其特征在于，所述抛光料包括白刚玉材料。
20.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于，所述抛光后的靶材侧边的粗糙度为2～2.1μm。
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