CN113523948B - 一种自动化加工控制方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及芯片加工技术领域,公开了一种自动化加工控制方法及设备,自动化加工设备包括承载盘以及设于承载盘底部的下磨盘,承载盘内部设有一个太阳轮以及一个以上的游星轮,游星轮的内部设有一个以上的装夹孔,装夹孔的孔壁上设有多个均匀环形阵列分布的装夹单元,装夹单元包括夹块、第一连杆、第二连杆以及连接第二连杆的球头,夹块固定的连接第一连杆的内端,第一连杆的外端插入第二连杆中,并且第一连杆与第二连杆滑动的配合,在第一连杆与第二连杆之间连接有弹簧,该弹簧设于第二连杆内部;本发明将倒角和表面研磨两个工艺均通过双面研磨机进行加工,缩短晶片加工工艺流程,降低设备成本。
Description
技术领域
本发明涉及芯片加工技术领域,更具体地说,它涉及一种自动化加工设备。
背景技术
晶片是LED最主要的原料之一,晶片的好坏将直接决定LED的性能。晶片加工过程中需要对其基体进行倒角和表面研磨抛光,对于倒角使用倒角机进行加工,表面研磨利用双面研磨机或单面研磨机进行加工,两个工艺环节需要两次装夹,而且需要两台设备,本发明考虑通过一台设备完成两个工艺的加工。
发明内容
本发明提供一种自动化加工设备,解决通过一台设备完成两个工艺的加工的技术问题。
根据本发明的一个方面,提供了一种自动化加工设备,包括承载盘以及设于承载盘底部的下磨盘,承载盘的顶部设有上磨盘,上磨盘和下磨盘分别连接一个升降机构,上磨盘配合下磨盘对游星轮上装夹的工件进行双面的研磨;承载盘内部设有一个太阳轮以及一个以上的游星轮,太阳轮设于承载盘的中心,承载盘的内周设有内齿圈,太阳轮和游星轮的外周均设有外齿圈,太阳轮的外齿圈与游星轮的外齿圈啮合,游星轮的外齿圈与承载盘的内齿圈啮合;太阳轮的中心设有主轴,主轴连接第一旋转动力源的输出端。由第一旋转动力源驱动主轴旋转,进而驱动太阳轮旋转,从而驱动游星轮绕太阳轮公转的同时自转。
游星轮的内部设有一个以上的装夹孔,装夹孔的轴心与游星轮的轴心之间设有间距,装夹孔的孔壁上设有多个均匀环形阵列分布的装夹单元,装夹单元包括夹块、第一连杆、第二连杆以及连接第二连杆的球头,夹块固定的连接第一连杆的内端,第一连杆的外端插入第二连杆中,并且第一连杆与第二连杆滑动的配合,在第一连杆与第二连杆之间连接有弹簧,该弹簧设于第二连杆内部;在装夹孔的内壁上设有与第二连杆间隙配合的安装孔,在安装孔内设有与球头配合的球头座,球头座上设有与球头配合的球形凹槽,球头远离第二连杆的部分设有定位孔,定位孔包括一个直孔和一个锥形孔,直孔连接锥形孔的内端,锥形孔的内端内径小于外端内径;锥形孔的半锥角大于50°;球形凹槽的内端连接一个螺纹孔,该螺纹孔内设有螺栓,螺栓与直孔间隙配合;球形凹槽的球心位于螺纹孔的轴线上,球形凹槽的球心位于第二连杆的轴心上。
装夹单元存在两种状态,第一种状态是螺栓脱离球头,工件边缘会被上磨盘和下磨盘研磨产生倒角,用于对工件进行倒角;
第二种状态是螺栓插入球头的直孔内,用于进行工件上下两面的平面研磨;
升降机构为液压缸,上磨盘连接一个液压缸的活塞杆,下磨盘连接另一个液压缸的活塞杆。
根据本发明的一个方面,提供一种上述的自动化加工设备的控制方法,包括以下步骤:
步骤S1,将所有装夹单元的螺栓旋转至其内端脱离球形凹槽;
步骤S2,将工件放置到装夹孔内,通过装夹单元夹紧工件的边缘的中间部分;
步骤S3,降下上磨盘并升起下磨盘,然后启动第一旋转动力源驱动游星轮转动,配合装夹单元的第一连杆的绕球头的球心的摆动对工件边缘进行倒角研磨;
步骤S4,升起上磨盘并降下下磨盘,然后将所有装夹单元的螺栓旋转至其内端插入球头的直孔;
步骤S5,降下上磨盘并升起下磨盘,对工件的上下两面进行平面研磨,完成对于工件的研磨加工。在步骤S5中,上磨盘与工件之间、下磨盘与工件之间不存在间隙,并且上磨盘和下磨盘对工件进行施压进行研磨。
本发明的有益效果在于:
本发明将倒角和表面研磨两个工艺均通过双面研磨机进行加工,缩短晶片加工工艺流程,降低设备成本。
附图说明
图1是本发明实施例的自动化加工设备的整体结构示意图;
图2是本发明实施例的自动化加工设备的去除上磨盘以及与其连接的升降机构后的结构示意图;
图3是本发明实施例的图2的俯视图;
图4是本发明实施例的游星轮的俯视图;
图5是本发明实施例的装夹孔的俯视图;
图6是图5的A处放大图;
图7是本发明实施例的装夹孔的剖视图;
图8是图7的B处放大图;
图9是本发明实施例的球头转动后的螺栓向直孔插入的示意图;
图10是本发明实施例的自动化加工设备的控制方法的流程示意图。
图中:承载盘100,下磨盘101,太阳轮102,游星轮103,主轴104,上磨盘105,升降机构106,装夹孔107,装夹单元108,夹块109,第一连杆110,第二连杆111,球头112,安装孔113,球形凹槽114,直孔115,锥形孔116,螺栓117。
具体实施方式
现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解,讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题,并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下,对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要,省略、替代或者添加各种过程或组件。另外,相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。
如图1-图8所示,一种自动化加工设备,包括承载盘100以及设于承载盘100底部的下磨盘101,承载盘100内部设有一个太阳轮102以及一个以上的游星轮103,太阳轮102设于承载盘100的中心,承载盘100的内周设有内齿圈,太阳轮102和游星轮103的外周均设有外齿圈,太阳轮102的外齿圈与游星轮103的外齿圈啮合,游星轮103的外齿圈与承载盘100的内齿圈啮合;太阳轮102的中心设有主轴104,主轴104连接第一旋转动力源的输出端。
由第一旋转动力源驱动主轴104旋转,进而驱动太阳轮102旋转,从而驱动游星轮103绕太阳轮102公转的同时自转。
承载盘100的顶部设有上磨盘105,上磨盘105和下磨盘101分别连接一个升降机构106,上磨盘105配合下磨盘101对游星轮103上装夹的工件进行双面的研磨;
游星轮103的内部设有一个以上的装夹孔107,装夹孔107的孔壁上设有多个均匀环形阵列分布的装夹单元108,装夹单元108包括夹块109、第一连杆110、第二连杆111以及连接第二连杆111的球头112,夹块109固定的连接第一连杆110的内端,第一连杆110的外端插入第二连杆111中,并且第一连杆110与第二连杆111滑动的配合,在第一连杆110与第二连杆111之间连接有弹簧,该弹簧设于第二连杆111内部;
在装夹孔107的内壁上设有与第二连杆111间隙配合的安装孔113,在安装孔113内设有与球头112配合的球头座,球头座上设有与球头112配合的球形凹槽114,球头112远离第二连杆111的部分设有定位孔,定位孔包括一个直孔115和一个锥形孔116,直孔115连接锥形孔116的内端,锥形孔116的内端内径小于外端内径;球形凹槽114的内端连接一个螺纹孔,该螺纹孔内设有螺栓117,螺栓117与直孔115间隙配合;球形凹槽114的球心位于螺纹孔的轴线上,球形凹槽114的球心位于第二连杆111的轴心上。
对于上述实施例中的装夹单元108存在两种状态,第一种状态是螺栓117脱离球头112,此时球头112能够不受螺栓117限制的转动,进而能够使第一连杆110能够绕球头112的球心摆动,对于某一工件来说,由于装夹工件的所有的装夹单元108的第一连杆110均是可以摆动的,因此在工件跟随游星轮103转动移动的过程中由于离心力以及机械振动等因素的影响而无法保持水平状态,使其边缘某处接触上磨盘105和下磨盘101,由于摩擦施力又会使工件的受力平衡不断被打破,使其边缘各处交替的接触上磨盘105和下磨盘101,其在接触上磨盘105和下磨盘101时是与水平面存在一定夹角的,因此其边缘会被上磨盘105和下磨盘101研磨产生倒角;
第二种状态是螺栓117插入球头112的直孔115内,此时球头112的自由度完全被限制,其无法在球形凹槽114内转动,进而限制第一连杆110的运动,此时工件不会出现倾斜的运动,始终保持水平,其上下两个平面水平的与上磨盘105和下磨盘101接触,进行上下两面的平面研磨。
在本发明的实施例中,第一旋转动力源可以是电机或电机与减速器的组合。
在本发明的实施例中,升降机构106是液压缸或气缸或直线电机,例如升降机构106为液压缸,上磨盘105连接一个液压缸的活塞杆,下磨盘101连接另一个液压缸的活塞杆。
优选的,锥形孔116的半锥角大于50°。
优选的,第一连杆110的转角范围为30°~-30°。该角度指的是第一连杆110与螺栓117的夹角。
在本发明的实施例中,装夹孔107的轴心与游星轮103的轴心之间设有间距。
在本发明的实施例中,第二连杆111的中心设有与第一连杆110间隙配合的孔,弹簧位于该孔内,并连接第一连杆110的外端。
在本发明的实施例中,在装夹孔107外侧的游星轮103上还设有用于旋转螺栓117的开槽,该开槽连通螺纹孔,螺栓117的外端延伸至开槽内。在开槽内能够对螺栓117进行旋转的操作。
优选的,螺栓117的内端为球面。使螺栓117接触定位孔时减小摩擦损伤。
再具体的应用时优选的将夹块109的厚度设置为工件的厚度的1/2以下。
如图10所示,本实施例提供一种上述的自动化加工设备的控制方法,包括以下步骤:
步骤S1,将所有装夹单元108的螺栓117旋转至其内端脱离球形凹槽114;
步骤S2,将工件放置到装夹孔107内,通过装夹单元108夹紧工件的边缘的中间部分;
步骤S3,降下上磨盘105并升起下磨盘101,然后启动第一旋转动力源驱动游星轮103转动,配合装夹单元108的第一连杆110的绕球头112的球心的摆动对工件边缘进行倒角研磨;
在这一个步骤,工件与上磨盘105和下磨盘101之间是存在间隙的,才能给予工件倾斜的空间。
步骤S4,升起上磨盘105并降下下磨盘101,然后将所有装夹单元108的螺栓117旋转至其内端插入球头112的直孔115;
如图9所示,即使球头112由于转动后其直孔115并非是对准螺栓117的,但是由于锥形孔116的存在,使螺栓117的内端能够由于锥形孔116的导向作用将球头112逐渐转动至直孔115对准螺栓117,然后螺栓117插入直孔115内。
步骤S5,降下上磨盘105并升起下磨盘101,对工件的上下两面进行平面研磨,完成对于工件的研磨加工。在步骤S5中,上磨盘105与工件之间、下磨盘101与工件之间不存在间隙,并且上磨盘105和下磨盘101对工件进行施压进行研磨。
对于上述的步骤,步骤S1和步骤S2可以替换顺序。
上述步骤中虽然未提及,但是本领域技术人员可以根据需要添加研磨液。
上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述,但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本实施例的启示下,在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本实施例的保护之内。
Claims (9)
1.一种自动化加工设备,其特征在于,包括承载盘以及设于承载盘底部的下磨盘,承载盘内部设有一个太阳轮以及一个以上的游星轮,太阳轮设于承载盘的中心,承载盘的内周设有内齿圈,太阳轮和游星轮的外周均设有外齿圈,太阳轮的外齿圈与游星轮的外齿圈啮合,游星轮的外齿圈与承载盘的内齿圈啮合;太阳轮的中心设有主轴,主轴连接第一旋转动力源的输出端;
承载盘的顶部设有上磨盘,上磨盘和下磨盘分别连接一个升降机构,上磨盘配合下磨盘对游星轮上装夹的工件进行双面的研磨;
游星轮的内部设有一个以上的装夹孔,装夹孔的孔壁上设有多个均匀环形阵列分布的装夹单元,装夹单元包括夹块、第一连杆、第二连杆以及连接第二连杆的球头,夹块固定的连接第一连杆的内端,第一连杆的外端插入第二连杆中,并且第一连杆与第二连杆滑动的配合,在第一连杆与第二连杆之间连接有弹簧,该弹簧设于第二连杆内部;
在装夹孔的内壁上设有与第二连杆间隙配合的安装孔,在安装孔内设有与球头配合的球头座,球头座上设有与球头配合的球形凹槽,球头远离第二连杆的部分设有定位孔,定位孔包括一个直孔和一个锥形孔,直孔连接锥形孔的内端,锥形孔的内端内径小于外端内径;球形凹槽的内端连接一个螺纹孔,该螺纹孔内设有螺栓,螺栓与直孔间隙配合;球形凹槽的球心位于螺纹孔的轴线上,球形凹槽的球心位于第二连杆的轴心上。
2.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述装夹孔外侧的游星轮上还设有用于旋转螺栓的开槽,该开槽连通螺纹孔,螺栓的外端延伸至开槽内。
3.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述装夹孔的轴心与游星轮的轴心之间设有间距。
4.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述锥形孔的半锥角大于50°。
5.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述第二连杆的中心设有与第一连杆间隙配合的孔,弹簧位于该孔内,并连接第一连杆的外端。
6.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述螺栓的内端为球面。
7.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述升降机构是液压缸,上磨盘连接一个液压缸的活塞杆,下磨盘连接另一个液压缸的活塞杆。
8.根据权利要求1所述的一种自动化加工设备,其特征在于,所述螺栓的内端为球面。
9.根据权利要求1所述的自动化加工设备的加工控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1,将所有装夹单元的螺栓旋转至其内端脱离球形凹槽;
步骤S2,将工件放置到装夹孔内,通过装夹单元夹紧工件的边缘的中间部分;
步骤S3,降下上磨盘并升起下磨盘,然后启动第一旋转动力源驱动游星轮转动,配合装夹单元的第一连杆的绕球头的球心的摆动对工件边缘进行倒角研磨;
步骤S4,升起上磨盘并降下下磨盘,然后将所有装夹单元的螺栓旋转至其内端插入球头的直孔;
步骤S5,降下上磨盘并升起下磨盘,对工件的上下两面进行平面研磨,完成对于工件的研磨加工。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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