CN211946794U - 一种石英环自动火抛光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石英环自动火抛光装置，包括用于支撑整个装置的机架，设置在机架内的自动回转升降机构，所述自动回转升降机构包括升降主轴、用于控制产品升降动作的升降结构和用于控制产品回转运动的回转结构；产品工装治具，所述产品工装治具安装在升降主轴上；焊枪组件，所述焊枪组件安装在机架台面上；为整个装置提供电控控制保障的配电柜和上位机，所述配电柜安装在机架一侧，所述上位机安装在配电柜上。本实用新型实现了石英环的自动火抛光，操作简单、效率高且抛光质量均匀，还减少了人为操作步骤，降低了人工成本。

Description

一种石英环自动火抛光装置

技术领域

本实用新型涉及石英玻璃加工领域，尤其是涉及一种石英环自动火抛光装置。

背景技术

随着芯片行业的快速发展，市场需求激增，半导体设备行业随之发展迅速。石英玻璃产品属于半导体设备常用的耗材部件，需求也随之日益增长。石英玻璃采用高纯度的硅砂作为原材料，成型后本身纯度较高，也可作为半导体材料加工的重要辅材。石英玻璃属于特种玻璃，石英制品加工除机械冷加工外，还有需要高温焊枪加热塑形的火加工，火加工过程中常见有两种工艺：焊接和火抛光。火抛光属于石英玻璃火加工工艺领域内重要工序，工艺要求严苛。当前石英玻璃火抛光工艺基本为人工操作，加工质量稳定性较差且效率低下，人力成本较高。

例如，在中国专利文献上公开的“带有凹口的石英大环抛光工艺”，其公告号CN110052899A，包括以下步骤：A、打磨外径；B、清洗；C、将石英大环保持轴线水平放置于工作台，使石英大环的凹口位置处在以石英大环最高点为端点的四分之一圆弧的中点；D、将石英大环缓慢推入退火炉内进行加热，待退火炉升温至950℃，停止加热，将石英大环拖出；E、以火焰喷射的方式对石英大环上部的半个圆周进行高温抛光；F、将石英大环推入退火炉内进行退火；G、检查应力，将石英大环沿轴线旋转180°，以火焰喷射的方式对石英大环未抛光的部分进行高温抛光；H、再次将石英大环推入退火炉内进行退火；I、成品检验。该发明所述的工艺基本为人工操作，加工质量稳定性较差且效率低下，人力成本较高。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有的石英玻璃的火抛光工艺基本为人工操作，加工质量差且效率低下，人力成本高的问题，提供一种石英环自动火抛光装置，实现石英环的自动火抛光，操作简单、效率高且抛光质量均匀，还减少了人为操作步骤，降低了人工成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石英环自动火抛光装置，包括用于支撑整个装置的机架，设置在机架内的自动回转升降机构，所述自动回转升降机构包括升降主轴、用于控制产品升降动作的升降结构和用于控制产品回转运动的回转结构；产品工装治具，所述产品工装治具安装在升降主轴上；焊枪组件，所述焊枪组件安装在机架台面上；为整个装置提供电控控制保障的配电柜和上位机，所述配电柜安装在机架一侧，所述上位机安装在配电柜上。

机架用于支撑整个装置，在机架上安装了自动回转升降机构，自动回转升降机构用于控制产品的升降动作和回转动作，其升降结构和回转结构分别控制升降主轴的升降运动和回转运动，而升降主轴连接产品工装治具，产品固定在产品工装治具上，随着产品工装治具进行运动，焊枪组件用于对产品进行火抛光作业；配电柜和上位机为整个装置提供电控控制保障，上位机控制自动回转升降机构的升降动作和回转动作，上位机还控制了焊枪组件的开火和关火；在产品进行自动火抛光时，首先将产品放置在产品工装治具上，然后将产品工装治具安装在升降主轴上，在启动上位机，通过上位机调取相应的加工程序启动运行，装置即可全自动按照技工程序运转，操作简单便捷，效率高，较少了人为操作步骤，降低了人工成本，另外只要编辑好程序即可控制自动火抛光作业中的各种运动参数，使装置可以更精准地控制产品，提高产品的抛光质量。

作为优选，所述自动回转升降机构还包括用于支撑的升降装置机架，所述升降装置机架内设置有支撑板，所述升降结构和所述回转结构分别设置在升降装置机架内。

升降装置机架为自动回转升降机构提供了支撑平台，其中支撑板用于支撑升降结构。

作为优选，所述升降结构包括安装在支撑板上的升降电机、升降丝杆、用于将升降电机内动力传动给升降丝杆的同步带、升降回转支撑箱体，所述升降回转支撑箱体内部与升降丝杆连接。

在升降主轴进行升降运动时，通过上位机启动升降电机，升降电机的动力通过同步带传递给升降丝杆，从而带动升降回转支撑箱体做升降运动，进而带动升降主轴做升降运动，便于对安装在升降主轴上的产品工装治具进行高度调节，使产品在指定位置进行火抛光作业。

作为优选，所述升降装置机架的内侧壁上设有升降滑轨，所述升降回转支撑箱体外设置有与升降滑轨配合的升降滑槽。

升降滑轨和升降滑槽的设置对升降回转支撑箱体进行导向，有效防止升降回转支撑箱体在升降运动时偏离方向影响抛光质量。

作为优选，所述回转结构包括安装在升降回转支撑箱体上的回转电机，所述回转电机内设置有用于将动力传递给升降主轴的齿轮传动机构。

在升降主轴进行回转运动时，启动回转电机，回转电机内部通过齿轮传动机构将动力传动给升降主轴，从而驱动升降主轴，实现升降主轴的回转运动，带动固定在升降主轴上的产品工装治具进行速度可调的回转动作，便于使产品可按照需求调整回转动作的速度，再进行火抛光作业，提高抛光质量。

作为优选，所述产品工装治具设置为双层结构，所述双层结构包括用于与升降主轴相连的工装底座和用于承载产品的卡爪底座，所述工装底座设置在下层，所述卡爪底座设置在上层，在所述卡爪底座上设置有配套的卡爪。

产品工装治具用于固定产品，其中卡爪对石英环产品起到支撑定位的作用，在固定石英环产品时，先将石英环放置在卡爪上，然后再将卡座底座放置在工装底座上，使产品能随着自动回转升降机构运动，从而对产品的内外径指定位置进行火抛光。

作为优选，所述工装底座上设置有底座阳模，所述卡爪底座设置有与底座阳模配合的底座阴模。

在工装底座和卡爪底座进行配合安装时，将底座阴模与底座阳模配合，使卡座底座与工装底座精确且快速定位，同时还保证了工装底座与卡爪底座位置同心。

作为优选，所述焊枪组件包括焊枪支架和自动点火焊枪，所述焊枪支架安装在机架台面上，所述自动点火焊枪装夹在焊枪支架上。

自动点火焊枪用于对石英环产品进行自动火抛光作业，焊枪支架安装在机架的台面上，焊枪支架为自动点火焊枪提供了自由可调节装夹机构。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

（1）实现石英环的自动火抛光，操作简单、效率高且抛光质量均匀，还减少了人为操作步骤，降低了人工成本；

（2）设置了产品工装治具，便于产品支撑定位；

（3）设置了自动回转升降机构，便于调节产品进行的火抛光时的位置；

（4）分别在设置了底座阳模和底座阴模，便于工装底座与卡爪底座的精确且快速定位。

附图说明

图1是一种石英环自动火抛光装置的结构示意图；

图2是自动回转升降机构的结构示意图；

图3是自动回转升降机构的局部剖视图；

图4是产品工装治具的结构示意图；

图中：1、配电柜 2、上位机 3、产品工装治具 301、工装底座 302、卡爪底座303、卡爪 304、底座阳模 305、底座阴模 4、焊枪组件 5、自动点火焊枪 6、焊枪支架7、产品 8、自动回转升降机构 801、升降装置机架 802、支撑板 803、升降丝杆 804、同步带 805、升降电机 806、升降回转支撑箱体 807、回转电机 808、升降主轴 809、升降结构 810、升降滑轨 811、升降滑槽 9、机架。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示的实施例1中，一种石英环自动火抛光装置，包括用于支撑整个装置的机架9，设置在机架9内的自动回转升降机构8，所述自动回转升降机构8包括升降主轴808、用于控制产品升降动作的升降结构809和用于控制产品回转运动的回转结构，升降装置包括升降电机805，回转结构包括回转电机807；产品工装治具3，所述产品工装治具3安装在升降主轴808上，产品工装治具3设置为双层结构，下层为工装底座301，上层为卡爪底座302，在卡爪底座302上设置有配套的卡爪303，卡爪303用于固定石英环产品；焊枪组件4，焊枪组件4包括焊枪支架6和自动点火焊枪5，自动点火焊枪5装夹在焊枪支架6上，而焊枪支架6安装在机架9台面上，且焊枪支架6为自动点火焊枪5提供了多自由可调节装夹机构；为整个装置提供电控控制保障的配电柜1和上位机2，所述配电柜1安装在机架9一侧，所述上位机2安装在配电柜1上。

本技术方案中，通过上位机2对装置进行可编程控制，使装置便于试验操作和处理，且控制的准确度高，适用面广，能够为石英环加工产品内外径火抛光提供加工保障；在对产品进行自动火抛光作业时，首先将产品放置在产品工装治具3的卡爪303上，再将卡爪底座302固定到工装底座301上，然后将工装底座301安装在升降主轴808上，并使产品的中心与升降主轴808的中心重合对齐，再调取上位机2启动相应的加工程序，整个装置即可全自动按照加工程序进行运转，即升降主轴808通过升降电机805的驱动，上升至指定位置，然后升降主轴808在回转电机807驱动下开始进行回转运动，带动产品进行回转运动，同时自动点火焊枪5开火对准产品内外径指定位置开始进行火抛光；在程序运行完成之后，上位机2控制自动点火焊枪5停火，升降主轴808停止带动产品转动并下降至原点位置，再人工将卡爪底座302搬下并将石英环产品互换位置，再次通过上位机2启动程序，重复进行自动火抛光作业，抛光结束后取下产品，即完成产品的自动火抛光作业。

此外，产品工装治具3采用高纯石墨材质，高纯石墨材质的设置使装置在工作时不会对石英产品造成二次污染。

实施例2：

如图2、图3所示，实施例2的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：自动回转升降机构8还包括升降装置机架801，升降装置机架801上设置有用于支撑升降结构809的支撑板802，升降结构809和回转结构安装在升降装置机架801内，升降结构809还包括同步带804和升降丝杆803，升降电机805安装在支撑板802上，升降电机805与升降丝杆803下端通过同步带804连接，升降电机805通过同步带804将动力传递给升降丝杆803，升降丝杆803上端与升降主轴808相连，在自动回转升降机构8上还设置有升降回转支撑箱体806，升降回转支撑箱体806内部通过丝杆轴套与升降丝杆803相连，因此升降丝会带动整个升降回转支撑箱体806做升降运动；回转结构除了包括回转电机807之外，还包括齿轮传动机构，回转电机807内部通过齿轮传动机构将动力传递给升降主轴808，从而带动主轴及产品工装治具3作回转运动，实现石英圆环产品的回转运动。

进一步地，在升降装置机架801的内侧壁上设有升降滑轨810，升降回转支撑箱体806外设置有与升降滑轨810配合的升降滑槽811，升降回转支撑箱体806会进行上下升降动作，升降滑轨810和升降滑槽811用于导向，有效防止升降回转支撑箱体806偏离原运动方向影响抛光质量。

实施例3：

如图4所示，实施例3的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：在工装底座301上部设置有底座阳模304，在卡爪底座302下部设置有底座阴模305，底座阳模304和底座阴模305配合后可快速定位卡爪底座302和工装底座301，同时还保证工装底座301和卡爪底座302同心，卡爪303设置在卡爪底座302上部，卡爪303可根据产品的外径不同进行更换，为产品提供定位支撑作用。

进一步地，这里底座阳模304设置为三个，底座阴模305设置为三个，三点确定平面，可保证卡座底座与工装底座301平行，提高抛光质量；另外卡爪303也设置为三个，便于更好地对产品进行支撑定位。

实施例4：

实施例4的技术方案与实施例1的技术方案基本相同，其不同之处在于：将石英环自动火抛光加工装置设置为双工位结构，即在机架9内装配两套的自动回转升降机构8，在机架9台面上安装两套焊枪组件4，两套自动回转升降机构8既可以各自工作，也可以通过上位机2编程进行协作，可以对两个石英环产品7进行自动火抛光作业，有效提高工作效率。

需要说明的是，上述描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

以上实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种石英环自动火抛光装置，其特征是，包括，

用于支撑整个装置的机架（9），

设置在机架（9）内的自动回转升降机构（8），所述自动回转升降机构（8）包括升降主轴（808）、用于控制产品升降动作的升降结构（809）和用于控制产品回转运动的回转结构；

产品工装治具（3），所述产品工装治具（3）安装在升降主轴（808）上；

焊枪组件（4），所述焊枪组件（4）安装在机架（9）台面上；

为整个装置提供电控控制保障的配电柜（1）和上位机（2），所述配电柜（1）安装在机架（9）一侧，所述上位机（2）安装在配电柜（1）上。

2.根据权利要求1所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述自动回转升降机构（8）还包括用于支撑的升降装置机架（801），所述升降装置机架（801）内设置有支撑板（802），所述升降结构（809）和所述回转结构分别设置在升降装置机架（801）内。

3.根据权利要求2所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述升降结构（809）包括安装在支撑板（802）上的升降电机（805）、升降丝杆（803）、用于将升降电机（805）内的动力传动给升降丝杆（803）的同步带（804）、升降回转支撑箱体（806），所述升降回转支撑箱体（806）内部与升降丝杆（803）连接。

4.根据权利要求3所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，在所述升降装置机架（801）的内侧壁上设有升降滑轨（810），所述升降回转支撑箱体（806）外设置有与升降滑轨（810）配合的升降滑槽（811）。

5.根据权利要求3所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述回转结构包括安装在升降回转支撑箱体（806）上的回转电机（807），所述回转电机（807）内设置有用于将动力传递给升降主轴（808）的齿轮传动机构。

6.根据权利要求1所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述产品工装治具（3）设置为双层结构，所述双层结构包括用于与升降主轴（808）相连的工装底座（301）和用于承载产品的卡爪底座（302），所述工装底座（301）设置在下层，所述卡爪底座（302）设置在上层，在所述卡爪底座（302）上设置有配套的卡爪（303）。

7.根据权利要求6所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述工装底座（301）上设置有底座阳模（304），所述卡爪底座（302）设置有与底座阳模（304）配合的底座阴模（305）。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种石英环自动火抛光装置，其特征是，所述焊枪组件（4）包括焊枪支架和自动点火焊枪（5），所述焊枪支架（6）安装在机架（9）台面上，所述自动点火焊枪装夹在焊枪支架（6）上。

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