CN117754202A - 石英复合结构的加工设备及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石英复合结构的加工设备及加工方法，涉及石英加工技术领域，包括：工作台、第一基座、第二基座、第一安装夹、第一转动驱动机构、第二安装夹、第二转动驱动机构、横向驱动机构、焊枪、真空抽气装置；第一基座和第二基座安装于工作台之上；第一安装夹可转动地安装于第一基座上且用于夹持外层石英管；第一转动驱动机构与第一安装夹驱动连接；第二安装夹可转动地安装于第二基座上且用于夹持内层石英材料；第二转动驱动机构与第二安装夹驱动连接；横向驱动机构安装于工作台上且与焊枪驱动连接。本发明实现了对外层石英管与内层石英材料自动化地复合加工，无需依赖人力，提高了加工效率，提高了加工精度，从而提高了产品良率。

Description

石英复合结构的加工设备及加工方法

技术领域

本发明涉及石英加工技术领域，尤其涉及一种石英复合结构的加工设备及加工方法。

背景技术

夹心翅片应用于芯片高制程的工艺中，石英复合结构(例如，透明石英管材与不透明石英棒)是用在夹心翅片上的某一部件，通常采用人工机械加工方法，主要依赖工人经验水平，对操作水平的要求较高，人工机械加工的效率低、产品良品率低。

因此，有必要提出一种石英复合结构的加工设备及加工方法以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石英复合结构的加工设备及加工方法，用以改善现有的人工机械加工依赖工人的经验水平、加工效率低、产品良品率低的问题。

本发明提供了一种石英复合结构的加工设备，所述加工设备包括：工作台、第一基座、第二基座、第一安装夹、第一转动驱动机构、第二安装夹、第二转动驱动机构、横向驱动机构、焊枪、真空抽气装置；

所述第一基座和所述第二基座安装于所述工作台之上且相对设置；

所述第一安装夹可转动地安装于所述第一基座上且用于夹持外层石英管；

所述第一转动驱动机构与所述第一安装夹驱动连接且用于驱动所述第一安装夹旋转；

所述第二安装夹可转动地安装于所述第二基座上且用于夹持内层石英材料，所述第一安装夹和所述第二安装夹相对设置，以使所述内层石英材料能够插入所述外层石英管内，所述内层石英材料为内层石英管或内层石英棒；

所述第二转动驱动机构与所述第二安装夹驱动连接且用于驱动所述第二安装夹旋转；

所述横向驱动机构安装于所述工作台上，所述横向驱动机构与所述焊枪驱动连接且用于驱动所述焊枪沿所述工作台的延伸方向移动；

所述焊枪对应所述外层石英管设置且用于对所述外层石英管与所述内层石英材料重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构；

所述真空抽气装置与所述外层石英管远离所述内层石英材料的一端连接且用于在加工过程中对所述外层石英管抽真空。

在一种可能的实施例中，所述第一基座内部中空，所述第一基座中部横向贯穿地设有第一穿孔，并形成有围绕所述第一穿孔设置的第一孔板；

所述第一安装夹为第一三爪中空卡盘且具有第一爪孔，所述第一三爪中空卡盘可转动地安装于所述第一基座上，所述第一爪孔与所述第一穿孔连通；

所述外层石英管穿置于所述第一爪孔与所述第一穿孔内，并伸出所述第一基座外。

在一种可能的实施例中，所述第一基座上靠近所述第二基座的一侧设有呈环状的第一环孔，所述第一环孔围绕所述第一孔板设置；

所述第一转动驱动机构包括第一电机、第一主动轮、第一从动环以及第一传动带，所述第一电机安装于所述第一基座上且与所述第一主动轮驱动连接，所述第一从动环的端部与所述第一三爪中空卡盘安装连接，所述第一从动环自所述第一穿孔伸入所述第一基座内，并套于所述第一孔板上，以使所述第一从动环可围绕所述第一孔板旋转，所述第一传动带绕设于所述第一主动轮和所述第一从动环上。

在一种可能的实施例中，所述第二基座内部中空，所述第二基座中部横向贯穿地设有第二穿孔，并形成有围绕所述第二穿孔设置的第二孔板；

所述第二安装夹为第二三爪中空卡盘且具有第二爪孔，所述第二三爪中空卡盘可转动地安装于所述第二基座上，所述第二爪孔与所述第二穿孔连通；

所述内层石英材料穿置于所述第二爪孔与所述第二穿孔内，并伸出所述第二基座外。

在一种可能的实施例中，所述第二基座上靠近所述第一基座的一侧设有呈环状的第二环孔，所述第二环孔围绕所述第二穿孔的孔壁设置；

所述第二转动驱动机构包括第二电机、第二主动轮、第二从动环以及第二传动带，所述第二电机安装于所述第二基座上且与所述第二主动轮驱动连接，所述第二从动环的端部与所述第二三爪中空卡盘安装连接，所述第二从动环自所述第一穿孔伸入所述第一基座内，并套于所述第一孔板上，以使所述第一从动环可围绕所述第一孔板旋转，所述第二传动带绕设于所述第二主动轮和所述第二从动环上。

在一种可能的实施例中，所述横向驱动机构上形成有移动端，所述移动端可沿所述工作台的延伸方向进行位置调节；

所述加工设备还包括竖向地设于所述移动端上的高度调节机构，所述高度调节机构的高度可伸缩调节，所述焊枪设于所述高度调节机构的顶端。

在一种可能的实施例中，所述加工设备还包括沿纵向方向设置且长度可伸缩调节的纵向驱动机构，所述纵向驱动机构安装连接于所述移动端和所述高度调节机构的底端之间。

在一种可能的实施例中，所述加工设备还包括水平地设于所述移动端之上的第一旋转气缸，所述第一旋转气缸的第一旋转盘与所述焊枪驱动连接，所述第一旋转气缸用于驱动所述焊枪在水平方向上转动。

在一种可能的实施例中，所述加工设备还包括呈竖向设置的第二旋转气缸，所述第一旋转气缸的第一旋转盘与所述第二旋转气缸的底端驱动连接，所述第二旋转气缸的第二旋转盘与所述焊枪驱动连接，所述第二旋转气缸用于驱动所述焊枪在竖向方向上转动。

本发明还提供了一种石英复合结构的加工方法，采用如上述任一实施例中的石英复合结构的加工设备，所述加工方法包括如下步骤：

利用所述第一安装夹夹持所述外层石英管，利用所述第二安装夹夹持所述内层石英材料，将所述内层石英材料穿置于所述外层石英管内，使所述外层石英管与所述内层石英材料部分重合；

对所述外层石英管与所述内层石英材料初步焊接，以使所述外层石英管与所述内层石英材料之间形成密闭空间；

将所述真空抽气装置与所述外层石英管远离所述内层石英材料的一端连接；

启动所述第一转动驱动机构和所述第二转动驱动机构，使得所述第一转动驱动机构、所述第二转动驱动机构分别驱动所述第一安装夹、所述第二安装夹同向同步地旋转，以使所述外层石英管和所述内层石英材料同向同步地旋转，同时启动所述横向驱动机构和所述真空抽气装置，所述真空抽气装置对所述外层石英管抽真空，所述横向驱动机构驱动所述焊枪沿所述工作台的延伸方向移动，对所述外层石英管与所述内层石英材料重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构。

本发明的有益效果在于：在对所述外层石英管与所述内层石英材料进行复合时，通过所述第一转动驱动机构、所述第二转动驱动机构分别驱动所述第一安装夹、所述第二安装夹同向同步地旋转，以使所述外层石英管和所述内层石英材料同向同步地旋转，通过所述真空抽气装置对所述外层石英管抽真空，通过所述横向驱动机构驱动所述焊枪沿所述工作台的延伸方向移动，即沿所述外层石英管延伸方向移动，对所述外层石英管与所述内层石英材料重合部分进行火焰加热，使得所述外层石英管与所述内层石英材料复合形成石英复合结构。本发明实现了对所述外层石英管与所述内层石英材料自动化地复合加工，无需依赖人力，提高了加工效率，提高了加工精度，从而提高了产品良率。

附图说明

图1为本发明石英复合结构的加工设备的示意图。

图2为本发明石英复合结构的加工设备中第一基座、第一转动驱动机构及第一安装夹的剖面图。

图3为本发明石英复合结构的加工设备中第一基座、第一转动驱动机构的示意图。

图4为本发明石英复合结构的加工设备中第一基座、第一安装夹的示意图。

图5为本发明石英复合结构的加工设备中第二基座、第二转动驱动机构及第二安装夹的剖面图。

图6为本发明石英复合结构的加工设备中第二基座、第二转动驱动机构的示意图。

图7为本发明石英复合结构的加工设备中机台、横向驱动机构、高度调节机构、纵向驱动机构、第一旋转气缸、第二旋转气缸及焊枪的示意图。

图8为本发明石英复合结构的加工设备中高度调节机构、滚珠的剖面图。

图9为本发明石英复合结构的加工设备中修正机构结构示意图。

图10为本发明石英复合结构的加工设备中定型机构结构示意图。

图11为本发明石英复合结构的加工设备中清扫机构结构示意图。

附图标记说明：工作台110；

第一基座111；第一穿孔1111；第一环孔1112；第一孔板1113；

第二基座112；第二穿孔1121；第二环孔1122；第二孔板1123；

导槽113；

第一安装夹120；第一爪孔121；第一卡爪122；

第一转动驱动机构130；第一电机131；第一主动轮132；第一从动环133；第一限位件1331；第一传动带134；

第二安装夹140；第二爪孔141；第二卡爪142；

第二转动驱动机构150；第二电机151；第二主动轮152；第二从动环153；第二限位件1531；第二传动带154；

横向驱动机构161；移动端1611；承托件1612；导向块1613；高度调节机构162；嵌槽1621；滚珠1622；安装座1623；纵向驱动机构163；

焊枪170；真空抽气装置180；第一抽气管181；第二抽气管182；抽气泵183；支架184；旋转接头185；

第一旋转气缸191；第二旋转气缸192；固定件1921；抱箍1922；

外层石英管200；密封塞210；内层石英材料300。

修正机构40；修正主体401；引导部402；固定杆403；连接板404；

定型机构50；冷却风机501；轴承502；出风口503；第一啮合件504；第二啮合件505；驱动件506；

清扫机构60；清扫板601；连接杆602；复位弹簧603。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对上述技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种石英复合结构的加工设备，参见图1，该加工设备包括：工作台110、第一基座111、第二基座112、第一安装夹120、第一转动驱动机构130、第二安装夹140、第二转动驱动机构150、横向驱动机构161、焊枪170、真空抽气装置180。第一基座111和第二基座112安装于工作台110之上且相对设置，第一安装夹120可转动地安装于第一基座111上且用于夹持外层石英管200，第一转动驱动机构130与第一安装夹120驱动连接且用于驱动第一安装夹120旋转。第二安装夹140可转动地安装于第二基座112上且用于夹持内层石英材料300，第一安装夹120和第二安装夹140相对设置，以使内层石英材料300能够插入外层石英管200内，内层石英材料300为内层石英管或内层石英棒。第二转动驱动机构150与第二安装夹140驱动连接且用于驱动第二安装夹140旋转。横向驱动机构161安装于工作台110上，横向驱动机构161与焊枪170驱动连接且用于驱动焊枪170沿工作台110的延伸方向移动。焊枪170对应外层石英管200设置且用于对外层石英管200与内层石英材料300重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构。真空抽气装置180与外层石英管200远离内层石英材料300的一端连接且用于在加工过程中对外层石英管200抽真空。

具体的，将工作台110的延伸方向设定为横向方向，外层石英管200、内层石英材料300被夹持后呈横向设置，因此，横向驱动机构161驱动焊枪170沿横向方向移动，即焊枪170可沿外层石英管200的延伸方向移动并对外层石英管200与内层石英材料300重合部分进行火焰加热。

在该实施例中，本发明提出了一种自动化加工设备，通过第一转动驱动机构130、第二转动驱动机构150可以精准地控制外层石英管200、内层石英材料300的旋转速度，确保在加工过程中外层石英管200、内层石英材料300始终保持同向同步地旋转，确保焊枪170能够对外层石英管200外壁均匀地加热，通过横向驱动机构161可以精准地控制焊枪170的移动速度，焊枪170自外层石英管200与内层石英材料300重合部分的一端逐步地向另一端移动以对外层石英管200与内层石英材料300重合部分进行逐步地火焰加热，使得焊接更加均匀，抽真空可使受热软化的外层石英管200向内收缩以贴合于内层石英材料300上(内层石英材料300未软化形变)，确保外层石英管200与内层石英材料300充分、均匀地熔合，提高了加工精度，自动化加工避免人工加工带来的不稳定性因素，提高石英复合结构的成型质量，从而提高了产品的良率，还提高了加工效率。

在一种较佳的实施例中，参见图2，第一基座111内部中空，第一基座111中部横向贯穿地设有第一穿孔1111，并形成有围绕第一穿孔1111设置的第一孔板1113。第一安装夹120为第一三爪中空卡盘且具有第一爪孔121，第一三爪中空卡盘可转动地安装于第一基座111上，第一爪孔121与第一穿孔1111连通。外层石英管200穿置于第一爪孔121与第一穿孔1111内，并伸出第一基座111外。

在该实施例中，采用第一三爪中空卡盘，以及在第一基座111上设置第一穿孔1111，以使外层石英管200可以贯穿地安装在第一三爪中空卡盘和第一基座111上，以方便将真空抽气装置180安装连接于外层石英管200远离内层石英材料300的一端。另外，还方便夹持较长的外层石英管200，无需额外裁切外层石英管200的步骤，待复合加工后对石英复合结构进行裁切时，一起裁切，减少裁切步骤。

在一种具体的实施例中，参见图2，第一基座111上靠近第二基座112的一侧设有呈环状的第一环孔1112，第一环孔1112围绕第一孔板1113设置。参见图2和图3，第一转动驱动机构130包括第一电机131、第一主动轮132、第一从动环133以及第一传动带134，第一电机131安装于第一基座111上且与第一主动轮132驱动连接，第一从动环133的端部与第一三爪中空卡盘安装连接，第一从动环133自第一穿孔1111伸入第一基座111内，并套于第一孔板1113上，以使第一从动环133可围绕第一孔板1113旋转，第一传动带134绕设于第一主动轮132和第一从动环133上。较佳的，参见图4，第一三爪中空卡盘的一侧设有三个第一卡爪122，参见图2，第一从动环133连接于第一三爪中空卡盘远离第一卡爪122的一侧。

较佳的，参见图2和图3，第一环孔1112的中心线与第一三爪中空卡盘的中心线一致，第一环孔1112沿第一穿孔1111的边缘设置，第一电机131驱动下第一从动环133可绕第一孔板1113转动，第一主动轮132、第一从动环133以及第一传动带134位于第一基座111内。

具体的，第一从动环133上设有第一限位件1331，第一限位件1331挡设于第一基座111的内壁上，以避免第一从动环133从第一环孔1112脱出。

在该实施例中，第一电机131驱动第一主动轮132转动，在第一传动带134的传动作用下，第一从动环133会带着第一三爪中空卡盘一起转动，从而能够精准地控制第一三爪中空卡盘的旋转速率。

在一种较佳的实施例中，参见图5，第二基座112内部中空，第二基座112中部横向贯穿地设有第二穿孔1121，并形成有围绕第二穿孔1121设置的第二孔板1123。第二安装夹140为第二三爪中空卡盘且具有第二爪孔141，第二三爪中空卡盘可转动地安装于第二基座112上，第二爪孔141与第二穿孔1121连通。内层石英材料300穿置于第二爪孔141与第二穿孔1121内，并伸出第二基座112外。

在该实施例中，采用第二三爪中空卡盘，以及在第二基座112上设置第二穿孔1121，以使内层石英材料300可以贯穿地安装在第二三爪中空卡盘和第二基座112上，方便夹持较长的内层石英材料300，无需额外裁切内层石英材料300的步骤，待复合加工后对石英复合结构进行裁切时，一起裁切，减少裁切步骤。

在一种具体的实施例中，参见图6，第二基座112上靠近第一基座111的一侧设有呈环状的第二环孔1122，第二环孔1122围绕第二孔板1123设置。参见图5和图6，第二转动驱动机构150包括第二电机151、第二主动轮152、第二从动环153以及第二传动带154，第二电机151安装于第二基座112上且与第二主动轮152驱动连接，第二从动环153与第二三爪中空卡盘安装连接，第二从动环153自第二穿孔1121伸入第二基座112内，并套于第二孔板1123上，以使第二从动环153可围绕第二孔板1123旋转，第二传动带154绕设于第二主动轮152和第二从动环153上。较佳的，第二三爪中空卡盘的一侧设有三个第二卡爪142，第二从动环153连接于第二三爪中空卡盘远离第二卡爪142的一侧。

较佳的，参见图5和图6，第二环孔1122的中心线与第二三爪中空卡盘的中心线一致，第二环孔1122沿第二穿孔1121的边缘设置，在第二电机151驱动下第二从动环153可绕第二孔板1123转动，第二主动轮152、第二从动环153以及第二传动带154位于第二基座112内。

具体的，第二从动环153上设有第二限位件1531，第二限位件1531挡设于第二基座112的内壁上，以避免第二从动环153从第二环孔1122脱出。

在该实施例中，第二电机151驱动第二主动轮152转动，在第二传动带154的传动作用下，第二从动环153会带着第二三爪中空卡盘一起转动，从而能够精准地控制第二三爪中空卡盘的旋转速率。

在一种较佳的实施例中，参见图1，横向驱动机构161上形成有移动端1611，移动端1611可沿工作台110的延伸方向进行位置调节。加工设备还包括竖向地设于移动端1611上的高度调节机构162，高度调节机构162的高度可伸缩调节，焊枪170设于高度调节机构162顶端的安装座1623上。较佳的，横向驱动机构161设于工作台110的侧部，横向驱动机构161可以为第一气缸或第一电动伸缩杆，横向驱动机构161的设置方向与工作台110的延伸方向一致。高度调节机构162可以为第二气缸或第二电动伸缩杆。

在一种较佳的实施例中，参见图1和图7，加工设备还包括沿纵向方向设置且长度可伸缩调节的纵向驱动机构163，纵向驱动机构163安装连接于移动端1611和高度调节机构162的底端之间。较佳的，纵向驱动机构163可以为第三气缸或第三电动伸缩杆。在本实施例中，将工作台110的宽度方向设定为纵向方向。

在一种较佳的实施例中，参见图1、图7以及图8，工作台110上靠近横向驱动机构161的一侧设有导槽113，导槽113的设置方向与工作台110的延伸方向一致。横向驱动机构161的移动端1611上设有承托件1612，承托件1612对应导槽113设有导向块1613，导向块1613与导槽113相适配且滑设于导槽113内，以确保承托件1612移动的平稳性。纵向驱动机构163的一端设于承托件1612的顶端，另一端设于高度调节机构162底端的侧壁，高度调节机构162的底端设有嵌槽1621，嵌槽1621内嵌设有滚珠1622，滚珠1622部分伸出嵌槽1621外，滚珠1622可在嵌槽1621内转动，以减小高度调节机构162与机台件间的摩擦力，使得高度调节机构162移动地更顺畅。较佳的，承托件1612可呈板状、柱状或杆状。

本发明通过伸缩调节横向驱动机构161的长度，以使承托件1612沿导槽113的长度方向滑动，进而带着纵向驱动机构163、高度调节机构162沿横向方向移动，以实现对焊枪170的横向位置调节，通过伸缩调节纵向驱动机构163的长度，以使高度调节机构162沿纵向方向移动，以实现对焊枪170的纵向位置调节，通过伸缩调节高度调节机构162的高度，以实现对焊枪170的竖向位置调节。因此，通过横向驱动机构161、纵向驱动机构163、高度调节机构162实现了对焊枪170在横向方向、纵向方向以及竖向方向上的三维空间内的位置调节，从而可以精准地控制焊枪170的移动位置调节。

在一种较佳的实施例中，参见图1和图7，加工设备还包括水平地设于移动端1611之上的第一旋转气缸191，第一旋转气缸191的第一旋转盘与焊枪170驱动连接，第一旋转气缸191用于驱动焊枪170在水平方向上转动。较佳的，第一旋转气缸191水平地设于高度调节机构162的顶端。高度调节机构162的顶端设有安装座1623，第一旋转气缸191水平地设于安装座1623之上。

在一种较佳的实施例中，参见图1和图7，加工设备还包括呈竖向设置的第二旋转气缸192，第一旋转气缸191的第一旋转盘与第二旋转气缸192的底端驱动连接，第二旋转气缸192的第二旋转盘与焊枪170驱动连接，第二旋转气缸192用于驱动焊枪170在竖向方向上转动。

本发明通过第一旋转气缸191驱动第二旋转气缸192旋转，以使焊枪170绕第一旋转盘的中心线(即竖直线)转动，即焊枪170在水平方向上转动，通过第二旋转气缸192驱动焊枪170转动，以使焊枪170绕第二旋转盘的中心线(即水平线)转动，即焊枪170在竖向方向上转动。因此，通过第一旋转气缸191、第二旋转气缸192实现了对焊枪170在三维空间内的姿态调节，从而可以灵活、精准地控制焊枪170的设置角度，以使焊枪170的喷口能够对准外层石英管200。

在一种具体的实施例中，参见图1和图7，第二旋转气缸192的第二旋转盘驱动连接有固定件1921，固定件1921远离第二旋转盘的一端设有抱箍1922，焊枪170穿设安装于抱箍1922内。较佳的，固定件1921可呈板状、柱状或杆状。通过设置固定件1921，避免焊枪170在转动时发生碰撞。

在一种较佳的实施例中，参见图1，外层石英管200远离内层石英材料300的一端内塞设有密封塞210，加工设备还包括靠近外层石英管200远离内层石英材料300的一端设置的支架184，支架184的顶端设有旋转接头185。真空抽气装置180包括第一抽气管181、第二抽气管182以及抽气泵183，第一抽气管181的一端穿设于密封塞210内，以与外层石英管200连通，第一抽气管181的另一端连接于旋转接头185的进气口，第二抽气管182的一端连接于旋转接头185的出气口，第二抽气管182的另一端连接于抽气泵183。在本实施例中，通过设置旋转接头185，使得第一抽气管181可以随着外层石英管200一起旋转，避免发生管路打结缠绕的问题。

在一种具体的实施例中，加工设备还包括与第一转动驱动机构130、第二转动驱动机构150、横向驱动机构161、高度调节机构162、纵向驱动机构163、真空抽气装置180、第一旋转气缸191及第二旋转气缸192控制连接的控制台。

另外，本发明还提供了一种石英复合结构的加工方法，采用如上述任一实施例中的石英复合结构的加工设备，参见图1，加工方法包括如下步骤：

利用第一安装夹120夹持外层石英管200，利用第二安装夹140夹持内层石英材料300，将内层石英材料300穿置于外层石英管200内，使得外层石英管200与内层石英材料300部分重合。较佳的，外层石英管200与内层石英材料300之间的间隙范围为0.5mm-1mm。外层石英管200与内层石英材料300可以为透明材质或不透明材质。

对外层石英管200与内层石英材料300初步焊接，以使外层石英管200与内层石英材料300之间形成密闭空间。具体的，内层石英材料300具有位于外层石英管200内的第一管端和位于外层石英管200外的第二管端。利用焊枪170对内层石英材料300的第一管端及位于第一管端外的外层石英管200局部区域进行加热，以使该局部区域软化(内层石英材料300未软化形变)，采用石墨笔间隔地点在软化的局部区域上，例如，沿周向方向间隔地选3个位置点进行点焊，以实现内层石英材料300的第一管端与外层石英管200的点焊固定，采用点焊的方式一方面起到端部固定作用，另一方面也可以对内层石英材料300和外层石英管200间抽真空。利用焊枪170对外层石英管200靠近第二基座112的一端加热，将外层石英管200靠近第二基座112的一端与内层石英材料300焊接，即将外层石英管200靠近第二基座112的一端热熔于内层石英材料300上，使外层石英管200与内层石英材料300之间形成密闭空间。若内层石英材料300为内层石英管，还需对将内层石英管的第二管端进行封闭。

将真空抽气装置180与外层石英管200远离内层石英材料300的一端连接。

启动第一转动驱动机构130和第二转动驱动机构150，使得第一转动驱动机构130、第二转动驱动机构150分别驱动第一安装夹120、第二安装夹140同向同步地旋转，以使外层石英管200和内层石英材料300同向同步地旋转，同时启动横向驱动机构161和真空抽气装置180，真空抽气装置180对外层石英管200抽真空，横向驱动机构161驱动焊枪170沿工作台110的延伸方向移动，对外层石英管200与内层石英材料300重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构，石英复合结构为两层式结构。

在一种具体的实施例中，在利用第一安装夹120夹持外层石英管200，利用第二安装夹140夹持内层石英材料300之前，还包括：

对外层石英管200进行火焰抛光并校正外层石英管200的同心度；对内层石英材料300进行火焰抛光并校正内层石英材料300的同心度。

在一种具体的实施例中，分别对外层石英管200与内层石英材料300重合部分的两端进行点焊固定，包括：

在进行点焊固定时，分别在外层石英管200与内层石英材料300重合部分的两端处进行至少两个位置点的点焊固定，每端处的至少两个位置点在外层石英管200的周向方向间隔分布。

在一种具体的实施例中，焊枪170在外层石英管200上的起始加热位置与相靠近的点焊位置点的距离范围为20mm-30mm。

在一种具体的实施例中，对外层石英管200与内层石英材料300重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构之后，还包括：对石英复合结构进行裁切，以切除点焊固定的区域。

本发明通过自动化加工设备实现了对石英复合结构的加工。相较于现有人工机械加工方式对工人经验水平的要求较高，加工效率低且产品良品率不稳定。本发明通过自动化设备，降低了对工人经验的依赖，提高了加工效率，并保证了产品质量的稳定性。通过使用第一安装夹120、第二安装夹140分别夹持外层石英管200、内层石英材料300，并利用第一转动驱动机构130、第二转动驱动机构150实现了对外层石英管200、内层石英材料300的同向同步旋转。这种同向同步的旋转方式可以确保对内层石英材料300与外层石英管200的均匀、充分地焊接，提高了石英复合结构的复合成型质量。通过真空抽气装置180对外层石英管200进行抽真空，在火焰加热过程中，真空抽气装置180可以减少空气对火焰加热的影响，使加热更加均匀和稳定，从而提高了产品的良品率。通过对外层石英管200与内层石英材料300重合部分的两端进行点焊固定，可以有效地固定外层石英管200与内层石英材料300，避免在加工过程中外层石英管200与内层石英材料300出现的错位或松动，进一步提高了产品的质量和良品率。综上，本发明通过自动化加工设备、同向同步旋转方式、真空抽气装置180和点焊固定等技术手段，解决了现有技术中人工机械加工效率低、产品良品率不稳定的问题，提高了加工效率、降低了对工人经验的依赖、提高了产品良率。

焊枪170从对外层石英管200进行加热时，会使得外层石英管200受热软化，在自重作用下，会发生形变，这样会导致成型的石英复合结构的外表面存在凹凸不平的情况存在。为了解决上述问题，本发明设置了修正机构40，修正机构40随着安装座1623和焊枪170的运动而运动，这样可以实现对焊枪170处理后形成的成型石英复合结构外表面进行修正，使得成型后的石英复合结构不会存在凹凸不平的情况产生。

具体地，如图9所示，修正机构40包括修正主体401、引导部402和固定杆403，修正主体401(可以理解为管状结构，且采用金属材质)套设在直径较细的内层石英材料300外，修正主体401的左端连接有引导部402(可以理解为喇叭状的管状结构，且喇叭状的管状结构的左端开口大于右端开口)，修正主体401的外侧壁设有固定杆403，固定杆403呈L形状，固定杆403远离修正主体401的一端设有呈竖向设置的连接板404，连接板404通过紧固件可拆卸地安装在安装座1623的侧部(调整好高度调节机构162后，确保焊枪170在合适高度后，再安装修正机构40，即将连接板404安装在安装座1623上)。优选地，引导部402左端开口内径大于外层石英管200的外径，引导部402的右端开口内径(即修正主体401的内径)介于外层石英管200的外径和内层石英材料300外径之间，修正主体401的内径与石英复合结构的设计外径相等。

工作时，最开始引导部402和修正主体401套在内层石英材料300的右端，随着安装座1623带着焊枪170向左运动的过程中，会通过固定杆403带着修正主体401和引导部402向左运动，引导部402和修正主体401套在软化的外层石英管200外，将受热后的外层石英管200和内层石英材料300压合在一起；在整个运动过程中，由于修正主体401的管径一致，因此可以保证成型的石英复合结构尺寸一致，同时，在修正主体401内侧壁的作用下，可以对成型的石英复合结构外表面进行修正，使得成型的石英复合结构外表面光滑，不会存在凹凸不平的情况；而且，修正主体401采用金属材质，具有良好的导热形成，随着修正主体401的移动，会使得成型石英复合结构与修正主体401接触的部分，左侧的温度高于右侧的温度，因此修正主体401在向左移动的过程中，修正主体401的左侧段，用于修正，右侧段用于冷却定型，保持修正后的光滑状态。

为了使得定型的过程更加高效，本发明还增设了定型机构50，如图10所示，定型机构50包括呈环状结构的冷却风机501，以及与冷却风机501的出口端连接的出风口503，出风口503设置有若干个，且若干个出风口503呈环状排布；冷却风机501的左端通过轴承502与修正主体401的右端连接。工作时，冷却风机501的工作，吹出的冷风通过出风口503吹到修正后的成型石英复合结构上，加快冷却效率，从而提高定型效率。冷却风机501为微型风机。

为了使得成型石英复合结构均匀被冷却，本发明中定型机构50还包括第一啮合件504、第二啮合件505和驱动件506，如图10所示，第一啮合件504(可以理解为第一齿轮)固定套设在冷却风机501外，第一啮合件504与第二啮合件505(可以理解为第二齿轮)相互啮合，第二啮合件505与驱动件506(可以理解为驱动电机)的驱动端连接，驱动件506固定设置在修正主体401上。工作时，驱动件506的工作，会通过第二啮合件505和第一啮合件504带着冷却风机501发生旋转，冷却风机501的旋转，会通过出风口503对成型石英复合结构均匀受热，从而使得成型产品的质量更高。

由于环境中存在的悬浮颗粒灰尘，在加热的过程中，会粘附在成型石英复合结构的表面，这样会导致定型后的成型石英复合结构表面不光滑，为了解决上述问题，本发明中还设置了清扫机构60，如图11所示。清扫机构60包括设于冷却风机501内的清扫板601，以及与清扫板601连接的连接杆602，连接杆602活动插接在冷却风机501上，连接杆602外缠绕连接有复位弹簧603，复位弹簧603的两端分别固定连接在连接杆602的侧壁上和冷却风机501的外侧壁上。工作时，冷却风机501的旋转，会带着清扫板601旋转，清扫板601的旋转，会将粘附在成型石英复合结构表面上的颗粒灰尘清扫掉。为了使得该设备适用于不同粗细的成型产品，清扫板601在复位弹簧603的弹性伸缩作用下可以在冷却风机501的径向上运动。同时，清扫板601在径向上的运动，也可以避免不易清理的灰尘存在时，导致清扫板601被卡住的情况发生。

当然在修正主体401向左移动的过程中，也具有清扫掉成型产品表面颗粒灰尘的作用。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

Claims (10)

1.一种石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述加工设备包括：工作台、第一基座、第二基座、第一安装夹、第一转动驱动机构、第二安装夹、第二转动驱动机构、横向驱动机构、焊枪、真空抽气装置；

所述第一基座和所述第二基座安装于所述工作台之上且相对设置；

所述第一安装夹可转动地安装于所述第一基座上且用于夹持外层石英管；

所述第一转动驱动机构与所述第一安装夹驱动连接且用于驱动所述第一安装夹旋转；

所述第二安装夹可转动地安装于所述第二基座上且用于夹持内层石英材料，所述第一安装夹和所述第二安装夹相对设置，以使所述内层石英材料能够插入所述外层石英管内，所述内层石英材料为内层石英管或内层石英棒；

所述第二转动驱动机构与所述第二安装夹驱动连接且用于驱动所述第二安装夹旋转；

所述横向驱动机构安装于所述工作台上，所述横向驱动机构与所述焊枪驱动连接且用于驱动所述焊枪沿所述工作台的延伸方向移动；

所述焊枪对应所述外层石英管设置且用于对所述外层石英管与所述内层石英材料重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构；

所述真空抽气装置与所述外层石英管远离所述内层石英材料的一端连接且用于在加工过程中对所述外层石英管抽真空。

2.根据权利要求1所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述第一基座内部中空，所述第一基座中部横向贯穿地设有第一穿孔，并形成有围绕所述第一穿孔设置的第一孔板；

所述第一安装夹为第一三爪中空卡盘且具有第一爪孔，所述第一三爪中空卡盘可转动地安装于所述第一基座上，所述第一爪孔与所述第一穿孔连通；

所述外层石英管穿置于所述第一爪孔与所述第一穿孔内，并伸出所述第一基座外。

3.根据权利要求2所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述第一基座上靠近所述第二基座的一侧设有呈环状的第一环孔，所述第一环孔围绕所述第一孔板设置；

所述第一转动驱动机构包括第一电机、第一主动轮、第一从动环以及第一传动带，所述第一电机安装于所述第一基座上且与所述第一主动轮驱动连接，所述第一从动环的端部与所述第一三爪中空卡盘安装连接，所述第一从动环自所述第一穿孔伸入所述第一基座内，并套于所述第一孔板上，以使所述第一从动环可围绕所述第一孔板旋转，所述第一传动带绕设于所述第一主动轮和所述第一从动环上。

4.根据权利要求1所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述第二基座内部中空，所述第二基座中部横向贯穿地设有第二穿孔，并形成有围绕所述第二穿孔设置的第二孔板；

所述第二安装夹为第二三爪中空卡盘且具有第二爪孔，所述第二三爪中空卡盘可转动地安装于所述第二基座上，所述第二爪孔与所述第二穿孔连通；

所述内层石英材料穿置于所述第二爪孔与所述第二穿孔内，并伸出所述第二基座外。

5.根据权利要求4所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述第二基座上靠近所述第一基座的一侧设有呈环状的第二环孔，所述第二环孔围绕所述第二孔板设置；

所述第二转动驱动机构包括第二电机、第二主动轮、第二从动环以及第二传动带，所述第二电机安装于所述第二基座上且与所述第二主动轮驱动连接，所述第二从动环的端部与所述第二三爪中空卡盘安装连接，所述第二从动环自所述第二穿孔伸入所述第二基座内，并套于所述第二孔板上，以使所述第二从动环可围绕所述第二孔板旋转，所述第二传动带绕设于所述第二主动轮和所述第二从动环上。

6.根据权利要求1所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，所述横向驱动机构上形成有移动端，所述移动端可沿所述工作台的延伸方向进行位置调节；

所述加工设备还包括竖向地设于所述移动端上的高度调节机构，所述高度调节机构的高度可伸缩调节，所述焊枪设于所述高度调节机构的顶端。

7.根据权利要求6所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，还包括沿纵向方向设置且长度可伸缩调节的纵向驱动机构，所述纵向驱动机构安装连接于所述移动端和所述高度调节机构的底端之间。

8.根据权利要求6所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，还包括水平地设于所述移动端之上的第一旋转气缸，所述第一旋转气缸的第一旋转盘与所述焊枪驱动连接，所述第一旋转气缸用于驱动所述焊枪在水平方向上转动。

9.根据权利要求8所述的石英复合结构的加工设备，其特征在于，还包括呈竖向设置的第二旋转气缸，所述第一旋转气缸的第一旋转盘与所述第二旋转气缸的底端驱动连接，所述第二旋转气缸的第二旋转盘与所述焊枪驱动连接，所述第二旋转气缸用于驱动所述焊枪在竖向方向上转动。

10.一种石英复合结构的加工方法，其特征在于，采用如权利要求1-9中任一项所述的石英复合结构的加工设备，所述加工方法包括如下步骤：

利用所述第一安装夹夹持所述外层石英管，利用所述第二安装夹夹持所述内层石英材料，将所述内层石英材料穿置于所述外层石英管内，使所述外层石英管与所述内层石英材料部分重合；

对所述外层石英管与所述内层石英材料初步焊接，以使所述外层石英管与所述内层石英材料之间形成密闭空间；

将所述真空抽气装置与所述外层石英管远离所述内层石英材料的一端连接；

启动所述第一转动驱动机构和所述第二转动驱动机构，使得所述第一转动驱动机构、所述第二转动驱动机构分别驱动所述第一安装夹、所述第二安装夹同向同步地旋转，以使所述外层石英管和所述内层石英材料同向同步地旋转，同时启动所述横向驱动机构和所述真空抽气装置，所述真空抽气装置对所述外层石英管抽真空，所述横向驱动机构驱动所述焊枪沿所述工作台的延伸方向移动，对所述外层石英管与所述内层石英材料重合部分进行火焰加热，以形成石英复合结构。