CN114559323A - 一种硅环自动倒角设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅环自动倒角设备，包括设备主体，所述设备主体包括有往复式工作台和封闭式工作腔，所述往复式工作台包括有至少两组硅环定位盘，所述往复式工作台可驱动各硅环定位盘轮流进入封闭式工作腔，所述封闭式工作腔内设置有磨轮组件。采用往复式工作台对硅环定位盘进行位置调节，使得各硅环定位盘上的待加工硅环轮流进入设备主体上的封闭式工作腔进行倒角加工，使得硅环的安装与倒角工作能够同步进行，有效提升加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及工装夹具技术领域，尤其是涉及一种硅环自动倒角设备。
背景技术
硅是一种又硬又脆的材料，硅环在机加工过程中会在边缘形成崩边和小缺口，在硅环搬运和后续加工中会扩大这些裂纹和缺口。所以需要对粗加工完毕的硅环进行倒角处理，使得在后续加工时不容易产生破坏性的崩口。
目前常用的硅环倒角方式是人工使用角向磨光机对硅环进行倒角。硅环在倒角的过程中会产生大量的硅粉，这些硅粉大部分会被吸尘机吸走，但是不可避免的会有少部分漂浮于空气中，长期处于这种环境中不利于人的身体健康。
另一方面，硅环往往具有较为严格的平面度和平行度要求，目前常用的加工工艺是在倒角后进行LAPPING：硅环放置于LAPPING机里，通过上下研磨盘和研磨液的共同作用，能使硅环的平面度和平行度大大降低。不过人工倒角无法控制倒角的大小及角度，不良的倒角形状会在LAPPING过程中造成硅环表面划伤，严重的甚至会导致硅环破裂。
例如一种在中国专利文献上公开的“一种用于硅片加工的倒角机”，其公告号“CN215094801U”，包括基座、底座、第一电机、蜗杆、蜗轮、工作台、冷却液箱和倒角装置，所述基座底部两侧安装有减震脚垫，所述基座的右侧设置有底座，所述底座上方设置有转轴，所述转轴顶部安装有工作台，所述底座左侧安装有废料槽，所述底座内部设置有第一电机、蜗杆和蜗轮。该方案虽采用倒角刀具可以更换的方式，对硅片进行曲面或直角倒角处理，直角倒角的方式可以使得边缘和中心厚度保持一致。但该方案中仅能通过单个倒角刀具进行加工，加工效率较低，还需要工作人员时刻关注以避免产生加工问题。而该装置却无法处理倒角过程中的切削飞屑，长期工作过程中会污染加工环境，影响工作人员的身体健康。
发明内容
针对现有技术中倒角设备加工效率较低的问题。本发明提供了一种硅环自动倒角设备，采用往复式工作台对硅环定位盘进行位置调节，使得各硅环定位盘上的待加工硅环轮流进入设备主体上的封闭式工作腔进行倒角加工，使得硅环的安装与倒角工作能够同步进行，有效提升加工效率。
本发明的第二发明目的是：由于加工效率较低，且工作人员需时刻关注加工情况，而加工过程中缺易产生粉尘碎屑等杂质污染加工环境，从而影响工作人员健康。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种硅环自动倒角设备，包括设备主体，所述设备主体包括有往复式工作台和封闭式工作腔，所述往复式工作台包括有至少两组硅环定位盘，所述往复式工作台可驱动各硅环定位盘轮流进入封闭式工作腔，所述封闭式工作腔内设置有磨轮组件。所述往复式工作台用于控制各个硅环定位盘轮流进出封闭式工作腔，当一个硅环定位盘进入封闭式工作腔后，腔内的磨轮组件能够对硅环定位盘上的待加工硅环进行倒角加工，而工作人员可以对封闭式工作腔外部的其他硅环定位盘进行装夹操作，使得磨轮组件能够保持高效加工模式，不会因硅环拆装等工序停机等待，有效提升加工效率。而封闭式加工腔能够对倒角过程中的硅环进行封闭保护，有效避免粉尘飞扬，提升加工环境清洁度。
作为优选，所述硅环定位盘包括连接于往复式工作台的真空吸盘，所述真空吸盘顶部设置有定心机构，所述定心机构可内撑放置于真空吸盘上的硅环进行预定位。所述定心机构则能够对放置于硅环定位盘上的硅环进行位置调整，确保硅环精确安置于硅环定位盘盘心，而真空吸盘则用于吸附固定定位后的待加工硅环，确保待加工硅环随硅环定位盘进入封闭式工作腔后能够直接开始加工，显著提升加工效率。
进一步的，所述定位机构包括有设置于真空吸盘中心的定心盘，所述定心盘上沿周向设置有若干等长的定位块，所述定心盘中心设置有旋转伸缩组件，所述旋转伸缩组件可驱动定位块在定心盘内沿径向方向同步伸缩动作。所述定位块在旋转伸缩组件的驱动下可以定心盘中轴线为中心沿径向平移，而由于各个定位块规格相同且位移量相等，因此各个定位块向定位盘外伸长后可抵接硅环内壁，因此能够精确归置硅环位置，确保硅环准确定位在定心盘中心。
作为优选，所述旋转伸缩组件与真空吸盘同心设置，所述旋转伸缩组件包括丝杆和螺纹连接于丝杆的升降块，所述升降块与各定位块之间设置有连杆，所述连杆一端与升降块铰接，另一端与定位块铰接，所述定心盘内沿径向设置有滑槽，所述定位块可沿滑槽移动。所述旋转伸缩组件通过丝杆转动对升降块进行Z向位置调整，而各个设置于滑槽中的定位块能够在连杆的牵拉作用下将升降块的Z向移动转换为水平方向上的移动。从而完成定心盘对硅环的定心。
作为优选，所述磨轮组件包括磨轮驱动轴和设置于磨轮驱动轴底端的倒角磨轮，所述倒角磨轮包括有上倒角环和下倒角环。所述倒角磨轮的上倒角环和下倒角环分别用于加工硅环的上、下两端，而上倒角的侧上方还设置有平磨壁，用于对硅环进行“开角”，避免直接用上倒角环对硅环棱角进行磨削而产生应力集中，这在长期运行过程中会导致倒角磨轮加速磨损，徒增生产成本。而是利用平磨壁进给完成开角而降低倒角磨轮的磨损量，从而提升倒角磨轮的使用寿命。
作为优选，所述倒角磨轮的底端面上沿周向设置有导叶，所述导叶沿阿基米德螺旋线路径分布于倒角磨轮底部。所述导叶随倒角磨轮同步转动产生向下气流，将倒角磨轮磨削产生的粉尘飞屑向下引导，加速杂质收集速度，使得封闭式工作腔内的加工环境得到优化。而沿阿基米德螺旋线分布的导叶协同工作产生向下的螺旋气流，在封闭式工作腔的内部形成螺旋气流，而不会因为导叶产生的气流四处飞扬，而是通过螺旋气流将粉尘碎屑向倒角磨轮底部汇集引导，确保工作人员能够时刻关注封闭式工作腔内的倒角工作。
作为优选，所述磨轮驱动轴两侧还设置有冷却液管，所述冷却液管为万向管。所述万向式冷却液管可对磨轮组件加工位置进行准确冲刷，辅助倒角工作正常进行。
作为优选，所述往复式工作台两端设置有伸缩机构，所述伸缩机构可驱动往复式工作台沿设备主体长度方向水平移动。所述伸缩机构能够驱动往复式工作台沿设备主体长度方向动作，使得各个硅环定位盘交替进入封闭式工作腔进行加工工作。
所述封闭式工作腔包括有观察窗，所述观察窗为透明件。观察窗用于辅助工作人员时刻关注倒角工作的进行，确保倒角工序精确高效的完成。
所述真空吸盘外缘设置有排液槽。所述排液槽用于将冷却液及粉尘飞屑及时排出，使得封闭式工作腔内环境保持清洁。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）采用往复式工作台对硅环定位盘进行位置调节，使得各硅环定位盘上的待加工硅环轮流进入设备主体上的封闭式工作腔进行倒角加工，使得硅环的安装与倒角工作能够同步进行，有效提升加工效率；（2）封闭式加工腔能够对倒角过程中的硅环进行封闭保护，有效避免粉尘飞扬，提升加工环境清洁度；（3）沿阿基米德螺旋线分布的导叶协同工作产生向下的螺旋气流，在封闭式工作腔的内部形成螺旋气流，使得粉尘碎屑不会因为导叶产生的气流四处飞扬，而是通过螺旋气流向倒角磨轮底部汇集引导，确保工作人员能够时刻关注封闭式工作腔内的倒角工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的剖视图。
图3为图2中A处的局部放大图。
图中：100、设备主体，101、往复式工作台，1、封闭式工作腔，11、观察窗，2、硅环定位盘，21、真空吸盘，22、排液槽，3、定心机构，31、定心盘，32、定位块，4、旋转伸缩组件，41、丝杆，42、升降块，43、连杆，5、磨轮组件，51、磨轮驱动轴，52、倒角磨轮，521、上倒角环，522、下倒角环，6、导叶，7、冷却液管，8、伸缩机构。
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。
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1
如图1、2所示，一种硅环自动倒角设备，包括设备主体100，所述设备主体100包括有往复式工作台101和封闭式工作腔1，所述往复式工作台101包括两组硅环定位盘2，所述往复式工作台101可驱动两组硅环定位盘2轮流进入封闭式工作腔1，所述封闭式工作腔1内设置有磨轮组件5。所述硅环定位盘2包括连接于往复式工作台101的真空吸盘21，所述真空吸盘21顶部设置有定心机构3，所述定心机构3可内撑放置于真空吸盘21上的硅环进行预定位。
所述往复式工作台101用于控制各个硅环定位盘2轮流进出封闭式工作腔1，当一硅环定位盘2进入封闭式工作腔1后，腔内的磨轮组件5能够对硅环定位盘2上的待加工硅环进行倒角加工，而工作人员可以对封闭式工作腔1外部的另一硅环定位盘2进行装夹操作，使得磨轮组件5能够保持高效加工模式，不会因硅环拆装等工序停机等待，有效提升加工效率。而封闭式加工腔能够对倒角过程中的硅环进行封闭保护，有效避免粉尘飞扬，提升加工环境清洁度。所述定心机构3则能够对放置于硅环定位盘2上的硅环进行位置调整，确保硅环精确安置于硅环定位盘2盘心，而真空吸盘21则用于吸附固定定位后的待加工硅环，确保待加工硅环随硅环定位盘2进入封闭式工作腔1后能够直接开始加工，显著提升加工效率。
如图3所示，所述定位机构包括有设置于真空吸盘21中心的定心盘31，所述定心盘31上沿周向设置有若干等长的定位块32，所述定心盘31中心设置有旋转伸缩组件4，所述旋转伸缩组件4可驱动定位块32在定心盘31内沿径向方向同步伸缩动作。所述旋转伸缩组件4与真空吸盘21同心设置，所述旋转伸缩组件4包括丝杆41和螺纹连接于丝杆41的升降块42，所述升降块42与各定位块32之间设置有连杆43，所述连杆43一端与升降块42铰接，另一端与定位块32铰接，所述定心盘31内沿径向设置有滑槽，所述定位块32可沿滑槽移动。
所述定位块32在旋转伸缩组件4的驱动下可以定心盘31中轴线为中心沿径向平移，而由于各个定位块32规格相同且位移量相等，因此各个定位块32向定位盘外伸长后可抵接硅环内壁，因此能够精确归置硅环位置，确保硅环准确定位在定心盘31中心。所述旋转伸缩组件4通过丝杆41转动对升降块42进行Z向位置调整，而各个设置于滑槽中的定位块32能够在连杆43的牵拉作用下将升降块42的Z向移动转换为水平方向上的移动。从而完成定心盘31对硅环的定心。
所述磨轮组件5包括磨轮驱动轴51和设置于磨轮驱动轴51底端的倒角磨轮52，所述倒角磨轮52包括有上倒角环521和下倒角环522。所述倒角磨轮52的底端面上沿周向设置有导叶6，所述导叶6沿阿基米德螺旋线路径分布于倒角磨轮52底部。
所述倒角磨轮52的上倒角环521和下倒角环522分别用于加工硅环的上、下两端，而上倒角的侧上方还设置有平磨壁，用于对硅环进行“开角”，避免直接用上倒角环521对硅环棱角进行磨削而产生应力集中，这在长期运行过程中会导致倒角磨轮52加速磨损，徒增生产成本。而是利用平磨壁进给完成开角而降低倒角磨轮52的磨损量，从而提升倒角磨轮52的使用寿命。所述导叶6随倒角磨轮52同步转动产生向下气流，将倒角磨轮52磨削产生的粉尘飞屑向下引导，加速杂质收集速度，使得封闭式工作腔1内的加工环境得到优化。
所述磨轮驱动轴51两侧还设置有冷却液管7，所述冷却液管7为万向管。所述往复式工作台101两端设置有伸缩机构8，所述伸缩机构8可驱动往复式工作台101沿设备主体100长度方向水平移动。所述封闭式工作腔1包括有观察窗11，所述观察窗11为透明件。所述真空吸盘21外缘设置有排液槽22。
所述万向式冷却液管7可对磨轮组件5加工位置进行准确冲刷，辅助倒角工作正常进行。所述伸缩机构8能够驱动往复式工作台101沿设备主体100长度方向动作，使得各个硅环定位盘2交替进入封闭式工作腔1进行加工工作。观察窗11用于辅助工作人员时刻关注倒角工作的进行，确保倒角工序精确高效的完成。所述排液槽22用于将冷却液及粉尘飞屑及时排出，使得封闭式工作腔1内环境保持清洁。
本实施例中，待加工硅环放置于真空吸盘21上，真空吸盘21底部设置有转台，两者通过螺丝连接，转台底部通过气动高速旋转接头与真空发生器连接；硅环放置后，扭动旋转伸缩组件4中部的转轮，定心盘31的四个定位块32会伸出来抵住硅环内圆实现对圆心，对圆心完毕后气动真空发生器吸住硅环，接着工作人员扭动转轮，收回四个定位块32；硅环进入加工位置后，转台带动硅环定位盘2开始旋转，倒角磨轮52逐渐靠近硅环，万向冷却管喷出切削液，可以完成硅环的倒角，并且将硅粉溶于切削液中；特别的是，倒角磨轮底部的导叶随其转动而高速旋转产生螺旋气流，使得硅粉飞屑汇集至倒角磨轮52下方进入切削液。硅环通过导轨进入机床加工位置时，另一端的相同结构移出机床，可以进行上述倒角操作。
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 (10)
1.一种硅环自动倒角设备，包括设备主体，其特征是，所述设备主体包括有往复式工作台和封闭式工作腔，所述往复式工作台包括有至少两组硅环定位盘，所述往复式工作台可驱动各硅环定位盘轮流进入封闭式工作腔，所述封闭式工作腔内设置有磨轮组件。
2.根据权利要求1所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述硅环定位盘包括连接于往复式工作台的真空吸盘，所述真空吸盘顶部设置有定心机构，所述定心机构可内撑放置于真空吸盘上的待加工硅环进行预定位。
3.根据权利要2所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述定位机构包括有设置于真空吸盘中心的定心盘，所述定心盘上沿周向设置有若干等长的定位块，所述定心盘中心设置有旋转伸缩组件，所述旋转伸缩组件可驱动定位块在定心盘内沿径向方向同步伸缩动作。
4.根据权利要3所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述旋转伸缩组件与真空吸盘同心设置，所述旋转伸缩组件包括丝杆和螺纹连接于丝杆的升降块，所述升降块与各定位块之间设置有连杆，所述连杆一端与升降块铰接，另一端与定位块铰接，所述定心盘内沿径向设置有滑槽，所述定位块可沿滑槽移动。
5.根据权利要求1所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述磨轮组件包括磨轮驱动轴和设置于磨轮驱动轴底端的倒角磨轮，所述倒角磨轮包括有上倒角环和下倒角环。
6.根据权利要求5所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述倒角磨轮的底端面上沿周向设置有导叶，所述导叶沿阿基米德螺旋线路径分布于倒角磨轮底部。
7.根据权利要求5所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述磨轮驱动轴两侧还设置有冷却液管，所述冷却液管为万向管。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述往复式工作台两端设置有伸缩机构，所述伸缩机构可驱动往复式工作台沿设备主体长度方向水平移动。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述封闭式工作腔包括有观察窗，所述观察窗为透明件。
10.根据权利要求2所述的一种硅环自动倒角设备，其特征是，所述真空吸盘外缘设置有排液槽。
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