CN218658199U - 晶体棒端面倒角设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶体棒端面倒角设备。其支撑台台面上设置有水槽，水槽内设置有下水孔；支撑台上设置有水平支撑系统和竖直支撑系统：移动平台经滑块安装在水平支撑系统上；动力头总成安装在移动平台上，包括高精度弹性筒夹头座及高精度弹性筒夹头座和旋转头；夹筒经螺母安装在动力头总成的旋转头上，用于夹装晶体棒，所述夹筒安装在动力头总成后，位于研磨盘的上方，且呈倾斜朝向研磨盘；升降平台经滑块安装在竖直支撑系统；研磨盘安装在升降平台上，连接伺服电机，以控制研磨盘转动，研磨盘位于水槽内。该倒角设备可极大的提高了倒角精度和倒角效率，占地面积小，空间利用率高，操作方便。

Description

晶体棒端面倒角设备

技术领域

本实用新型涉及晶体加工技术领域，具体涉及一种晶体棒端面倒角设备。

背景技术

一些晶体，例如翠绿宝石晶体棒，本身性质比较特殊：硬度极高，脆度很大，在装配或者使用过程中很容易造成棒端面崩裂。基于此原因，需要对晶体棒进行倒角。

通常，工作人员倒角作业时是手持晶体棒圆棒，倾斜一定角度让晶体圆棒截面圆弧与研磨盘接触，通过研磨下尺寸，实现倒角。此种倒角方式，存在以下不足：一是倒角的角度不容易确定，每一根棒的倒角角度都不相同；二是倒角不均匀，同一根棒不同位置下的尺寸不同；三是晶体圆棒硬度极大，脆度高，受力不均极易崩裂；四是倒角效率低下且耗费体力，对操作人员要求高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决前述技术问题之一，提供一种可高效、高精度完成晶体倒角的设备。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种晶体棒端面倒角设备，包括：

支撑台：所述支撑台台面上设置有水槽，水槽内设置有下水孔；所述支撑台上设置有水平支撑系统和竖直支撑系统；

移动平台：经滑块安装在水平支撑系统上，所述水平支撑系统安装在支撑台台面上；

动力头总成：安装在移动平台上，包括高精度弹性筒夹头座和旋转头，旋转头连接旋转驱动装置；

夹筒：用于夹装晶体棒，经螺母安装在动力头总成的旋转头；所述夹筒安装在动力头总成后，位于研磨盘的上方，且呈倾斜朝向研磨盘；

升降平台：经滑块安装在竖直支撑系统；

研磨盘：安装在升降平台上，连接伺服电机，以控制研磨盘转动，所述伺服电机安装在升降平台上，所述研磨盘位于水槽内。

本实用新型一些实施例中，所述水平支撑系统包括间隔平行设置在支撑台台面上的第一支撑轴和第二支撑轴，所述移动平台底部间隔设置有第一滑块组和第二滑块组，所述第一滑块组安装在第一支撑轴上，所述第二滑块组安装在第二支撑轴上。

本实用新型一些实施例中，所述竖直支撑系统包括间隔竖直设置的第三支撑轴和第四支撑轴，所述升降平台底部间隔设置有第三滑块组和第四滑块组，所述第三滑块组安装在第三支撑轴上，第四滑块组安装在第四支撑轴上。

本实用新型一些实施例中，进一步包括：

丝杠：平行第三支撑轴和第四支撑轴设置；所述升降平台的底部进一步设置有丝杠滑块，升降平台经丝杠滑块安装在丝杠上；

手摇轮：经传动轴与丝杠连接，用于控制丝杠转动。

本实用新型一些实施例中，进一步包括刻度盘，与手摇轮同轴设置。

本实用新型一些实施例中，所述倒角设备进一步包括水桶和水泵，所述水泵经入水管路连接水桶，且连接出水管路；所述出水管路设置在升降平台上，其出水口朝向研磨盘端面。

本实用新型一些实施例中，所述倒角设备进一步包括楔形安装块，安装在移动平台上，所述动力头总成安装在楔形安装块上，所述楔形安装块的斜面朝上，以使动力头总成安装在楔形安装块后，夹筒位于研磨盘的上方，且呈倾斜朝向研磨盘。

本实用新型一些实施例中，所述楔形安装块的斜面端呈45°倾角，斜面上设置有安装槽，动力头总成高精度弹性筒夹头座安装在所述安装槽内。

本实用新型一些实施例中，所述支撑台侧壁上设置有开关组件，包括但不限于：动力头启停控制开关、动力头转速控制开关、研磨盘启停控制开关、研磨盘转速控制开关、冷却水启停控制开关、冷却水流速控制开关。

本实用新型一些实施例中，所述支撑台底部设置有地脚，所述地脚经螺栓安装在支撑台上。

较现有技术相比，本实用新型提供的晶体棒端面倒角设备的技术优势在于：

本实用新型提供了一种高硬度晶体圆棒端面倒角设备，通过夹持着晶体圆棒的高精度动力头的旋转、研磨盘的旋转、抬升，实现晶体圆棒高精度倒角作业。在高精度螺母与筒夹的配合下，可自主稳定的夹持待倒角的晶体，不需要人员操作，避免了轴心偏移导致倒角不均匀。倒角精度可控制在0.01mm级，极大的提高了倒角精度和倒角效率。此倒角设备占地面积小，空间利用率高，而且操作简单，容易上手，适合广泛推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为倒角设备第一视角结构示意图；

图2为倒角设备第二视角结构示意图；

图3为研磨盘安装状态结构示意图；

图4a为升降平台第一视角结构示意图；

图4b为升降平台第二视角结构示意图；

图5为倒角设备第三视角结构示意图；

图6为图5局部放大图；

以上各图中：

1-支撑台，101-地脚；

2-水槽，201-下水孔；

3-移动平台；

4-动力头总成；

5-夹筒，501-螺母；

6-升降平台，601-丝杠滑块；

7-研磨盘

8-伺服电机；

9-同步带；

1001-第一支撑轴，1002-第二支撑轴，1003-第一滑块组；

1101-第三支撑轴，1102-第四支撑轴，1103-第三滑块组，1104-第四滑块组；

1201-动力头启停控制开关，1202-动力头转速控制开关、1203-研磨盘启停控制开关、1204-研磨盘转速控制开关、1205-冷却水启停控制开关，1206-冷却水流速控制开关；

13-楔形安装块；

14-丝杠；

15-刻度盘；

16-手摇轮；

17-出水管路。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置在”，“连接”，另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供一种晶体棒端面倒角设备，可用于晶体的自动倒角。倒角设备的整体结构参考图1至图6，包括以下结构单元。

支撑台1：支撑台1台面上设置有水槽2，水槽2内设置有下水孔201，水槽2内的水可经下水孔201流出；支撑台1上设置有水平支撑系统和竖直支撑系统。支撑台1底部设置有地脚101，经螺栓安装在支撑台1上，可调整支撑台1的高度。支撑台1整体选择采用金属材料制作。

移动平台3：经滑块安装在水平支撑系统上，水平支撑系统安装在支撑台台面上；移动平台3可沿着水平支撑系统沿着平行支撑台11台面的方向运动。

动力头总成4：安装在移动平台3上，包括高精度弹性筒夹头座401和旋转头，旋转头连接旋转驱动机构。动力头总成4的作用是使得晶体棒棒转起来，以完成倒角操作。

夹筒5：用于夹装晶体棒，经螺母501安装在动力头总成4的旋转头上，连接旋转驱动装置，可随旋转头被驱动转动。夹筒安装在动力头4总成后，位于研磨盘7的上方，且呈倾斜朝向研磨盘7。这种方向的设置主要是为了配合倒角的需求。可根据倒角角度的要求，调整动力头总成的安装方向。703高精度弹性筒夹头座，三者相互配合，实现对晶体圆棒的高精度夹持。

参考图6，动力头总成4的高精度主轴内部是空心结构，高精度主轴端头设计为高精度弹性筒夹头座，另有筒夹5和高精度螺母501配合，控制了晶体圆棒的垂直度，实现对晶体圆棒的高精度夹持。根据不同规格的晶体圆棒，选择与之相匹配的夹筒5。晶体棒的大部分长度都应在动力头内部，由于伸出端头的长度越短倒角精度越高，所以棒伸出动力头总成5的长度需占晶体棒总长度的1/4～1/5。动力头总成5内部所掏空范围的长度至少需要12cm，才能满足所有规格棒的加工要求。

升降平台6：经滑块安装在竖直支撑系统。

研磨盘7：安装在升降平台上，连接伺服电机8，以控制研磨盘7转动，伺服电机7安装在升降平台6上，研磨盘7位于水槽2内。启动伺服电机8，研磨盘7高速转动，与晶体接触，完成倒角。研磨盘7是碳化硅-金刚石复合而成的盘，盘面中间低，四周高；本实用新型的伺服电机8与研磨盘7通过同步带9连接，通过皮带传动的方式，实现对研磨盘的高效控制，此种传动方式的优势在于运行时平稳且噪音小而且同步带有缓冲吸振作用。

当移动平台3移动时，动力头总成4将沿着平行支撑台1台面的方向运动。同时，夹筒5也会运动，带动待倒角的晶体运动。当升降平台6沿着竖直支撑系统运动时，研磨盘7同步沿着竖直支撑系统运动。通过升降平台6和移动平台3的位置配合，可实现晶体与研磨盘7的配合，以更好的完成倒角加工。研磨盘7与晶体圆棒接触时形成一个磨削力，完成倒角。

为了实现晶体与研磨盘7的配合，水平支撑系统和竖直支撑系统的作用非常重要。以下，提供水平支撑系统和竖直支撑系统的具体实施结构。

本实用新型一些实施例中，水平支撑系统包括间隔平行设置在支撑台1台面上的第一支撑轴1001和第二支撑轴1002，移动平台3底部间隔设置有第一滑块组1003和第二滑块组(图中不可见)，第一滑块组1003安装在第一支撑轴1001上，第二滑块组安装在第二支撑轴1002上，位于水槽2的上方。第一滑块组1003和第二滑块组均可以分别包括一个或多个滑块，本实施例中，每个滑块组包括两个滑块。当滑块沿着支撑轴运动时，移动平台3将水平移动。

在第一支撑轴1001和第二支撑轴1002上可设置定位块，用于控制移动平台3的移动范围。晶体圆棒是间接连接在移动平台3上的，移动平台3左右滑动，使得棒倒角端面外缘充分与整个研磨盘7面接触。

参考图4a和图4b，本实用新型一些实施例中，竖直支撑系统包括间隔竖直设置的第三支撑轴1101和第四支撑轴1102，升降平台6底部间隔设置有第三滑块组1103和第四滑块组1104，第三滑块组1103安装在第三支撑轴1101上，第四滑块组1104安装在第四支撑轴1102上。

本实用新型一些实施例中，进一步包括：

丝杠14：平行第三支撑轴1101和第四支撑轴1102设置；升降平台6的底部进一步设置有丝杠滑块601，升降平台6经丝杠滑块601安装在涡轮升降丝杆14上；

手摇轮16：经传动轴与丝杠连接，用于控制丝杠14转动。

本实用新型一些实施例中，进一步包括刻度盘15，与手摇轮16同轴设置。刻度盘15细分为100小格，通过控制齿轮的传动比，实现手摇16轮转动一周，升降平台6抬升或下降1mm。

本实用新型一些实施例中，倒角设备进一步包括冷却系统，具体包括水桶和水泵，水泵经入水管路连接水桶，且连接出水管路17；出水管路17设置在升降平台6上，其出水口朝向研磨盘7端面。水泵固定在冷却水桶的盖上。

出水管路7采用的为钢管。出水管路7与研磨盘7传动轴共同装配在升降平台6上，铜管与研磨盘7的抬升或下降是同步进行的，因此，冷却水都是从一个固定的角度喷撒到研磨盘7上，清洗倒角晶体。

本实用新型一些实施例中，所述倒角设备进一步包括楔形安装块13，安装在移动平台3上，动力头总成4安装在楔形安装块13上，楔形安装块13的斜面朝上，以使动力头总成4安装在楔形安装块13后，夹筒位于研磨盘7的上方，且呈倾斜朝向研磨盘7。

为了方便动力头总成4的安装，本实用新型一些实施例中，楔形安装块13的斜面端呈45°倾角，斜面上设置有安装槽，动力头总成高精度弹性筒夹头座安装在所述安装槽内。

为了实现倒角设备的自动控制，本实用新型一些实施例中，支撑台1侧壁上设置有开关组件，包括但不限于：

动力头启停控制开关1201：与旋转驱动装置连接，用于控制动力头转动的启停；

动力头转速控制开关1202：与旋转驱动装置连接，用于控制动力头转动的速度；

研磨盘启停控制开关1203：与伺服电机8连接，用于控制研磨盘7转动的启停；

研磨盘转速控制开关1204：与伺服电机8连接，用于控制研磨盘7转动的速度；

冷却水启停控制开关1205：与水泵连接，用于控制水泵工作的启停；

冷却水流速控制开关1206：与水泵连接，用于控制水泵工作的频率。

以上，启停控制为按钮，转速控制为旋钮。

此外，为了防护，可在移动平台3上放置一个聚乙烯材质的透明防护罩，防护罩的右侧与滑动平台的右侧通过合页连接，保护罩可以从一侧抬起.

将晶体圆棒固定到动力头总成4上以后，左右方向推移动平台3，使得晶体圆棒的倒角端的端面在研磨盘7正上方，摇动手摇轮16，抬升研磨盘7至即将与晶体圆棒研磨端面接触(肉眼可见的缝隙)。分别按下研磨盘启停按钮1203，冷却水启停按钮1205，动力头启停按钮1201，使其启动。需要注意的是研磨盘7并非由伺服电机8直接控制，而是通过同步带9传动的方式由伺服电机8通过同步带9来带动研磨盘7转动；调整研磨盘调速旋钮1204、冷却水流速旋钮1206、动力头调速旋钮1202，使得研磨盘7和动力头总成4转速适宜，冷却水流速流量适宜。移动移动平台3使得晶体棒倒角端往研磨盘7外缘移动，观察棒端与研磨盘7面是否卷起水花。

摇动手摇轮16将盘每次抬升5-10丝，以此往复，直至卷起水花。晶体棒倒角端面可以卷起水花时，晶体棒倒角端和研磨盘面之间的间距已经很小了，往后每次将盘抬升3-5丝进行倒角，以避免因研磨盘7单次抬升距离太大导致晶体圆棒与研磨盘之间应力过大造成晶体棒端面崩裂或晶体棒断裂。卷起水花时记录手摇轮16对应的刻度盘15数值，按照晶体棒加工要求，将研磨盘抬升相应的高度。在研磨盘7缓慢抬升的这个过程中，晶体棒缘与碳化硅-金刚石复合研磨盘持续接触摩擦，产生磨削力，得益于碳化硅-金刚石研磨盘7的硬度大，晶体棒端面外缘得以研磨去除掉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种晶体棒端面倒角设备，其特征在于，包括：

支撑台：所述支撑台台面上设置有水槽，水槽内设置有下水孔；所述支撑台上设置有水平支撑系统和竖直支撑系统；

移动平台：经滑块安装在水平支撑系统上，所述水平支撑系统安装在支撑台台面上；

动力头总成：安装在移动平台上，包括高精度弹性筒夹头座和旋转头，旋转头连接旋转驱动装置；

夹筒：用于夹装晶体棒，经螺母安装在动力头总成的旋转头；所述夹筒安装在动力头总成后，位于研磨盘的上方，且呈倾斜朝向研磨盘；

升降平台：经滑块安装在竖直支撑系统；

研磨盘：安装在升降平台上，连接伺服电机，以控制研磨盘转动，所述伺服电机安装在升降平台上，所述研磨盘位于水槽内。

2.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述水平支撑系统包括间隔平行设置在支撑台台面上的第一支撑轴和第二支撑轴，所述移动平台底部间隔设置有第一滑块组和第二滑块组，所述第一滑块组安装在第一支撑轴上，所述第二滑块组安装在第二支撑轴上。

3.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述竖直支撑系统包括间隔竖直设置的第三支撑轴和第四支撑轴，所述升降平台底部间隔设置有第三滑块组和第四滑块组，所述第三滑块组安装在第三支撑轴上，第四滑块组安装在第四支撑轴上。

4.如权利要求3所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，进一步包括：

丝杠：平行第三支撑轴和第四支撑轴设置；所述升降平台的底部进一步设置有丝杠滑块，升降平台经丝杠滑块安装在丝杠上；

手摇轮：经传动轴与丝杠连接，用于控制丝杠转动。

5.如权利要求4所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，进一步包括刻度盘，与手摇轮同轴设置。

6.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述倒角设备进一步包括水桶和水泵，所述水泵经入水管路连接水桶，且连接出水管路；所述出水管路设置在升降平台上，其出水口朝向研磨盘端面。

7.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述倒角设备进一步包括楔形安装块，安装在移动平台上，所述动力头总成安装在楔形安装块上，所述楔形安装块的斜面朝上，以使动力头总成安装在楔形安装块后，夹筒位于研磨盘的上方，且呈倾斜朝向研磨盘。

8.如权利要求7所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述楔形安装块的斜面端呈45°倾角，斜面上设置有安装槽，动力头总成高精度弹性筒夹头座安装在所述安装槽内。

9.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述支撑台侧壁上设置有开关组件，包括但不限于：动力头启停控制开关、动力头转速控制开关、研磨盘启停控制开关、研磨盘转速控制开关、冷却水启停控制开关、冷却水流速控制开关。

10.如权利要求1所述的晶体棒端面倒角设备，其特征在于，所述支撑台底部设置有地脚，所述地脚经螺栓安装在支撑台上。

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