本發(fā)明屬于藍(lán)寶石單晶的研磨領(lǐng)域，特別涉及一種全自動藍(lán)寶石研磨機。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石的主要應(yīng)用：航空航天大尺寸直徑大于162mm的光學(xué)級晶體平板狀藍(lán)寶石光電窗口；藍(lán)寶石襯底80％LED用；大尺寸高品質(zhì)藍(lán)寶石軍工窗口及器件，藍(lán)寶石窗口時馬赫數(shù)大于2的高速整流罩、光電窗口的首選材料，藍(lán)寶石窗口及光學(xué)透鏡。
藍(lán)寶石基片加工過程的研磨目的是去除切片時造成的晶片切割損傷層及改善晶片的平坦度,晶片研磨是從粗到細(xì)的漸進過程，晶片與磨料在一定的壓力下進行相對機械運動達(dá)到預(yù)定的厚度及隨之可進行拋光的良好表面。
隨著LED產(chǎn)品高性能化的發(fā)展，藍(lán)寶石襯底加工制備所經(jīng)過的一系列工藝步驟，如切片、磨削、研磨和拋光等，均會在襯底表面產(chǎn)生表面/亞表面損傷層，降低了襯底的發(fā)光功率、使用性能和壽命等重要性能指標(biāo)，因此，必須對藍(lán)寶石襯底表面/亞表面損傷層進行準(zhǔn)確的檢測，并在后續(xù)加工過程中將其去除，為各步驟加工工藝參數(shù)的優(yōu)化提供參考依據(jù)。
隨著行業(yè)的發(fā)展，自動化的應(yīng)用在藍(lán)寶石的加工生產(chǎn)中也越來越多，人們正在嘗試將自動化引入到研磨工藝，CN104924197A一種自動雙盤研磨機；CN05415166A一種藍(lán)寶石研磨機都是很好的嘗試，但是目前尚且沒有將藍(lán)寶石研磨過程中的研磨、清洗、檢驗等設(shè)置為一體的嘗試。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明是應(yīng)用在藍(lán)寶石的研磨過程中，嘗試著將研磨、清洗、檢驗等一系列流程自動化。
一種全自動藍(lán)寶石研磨機，包括設(shè)有操作臺1的機架、與機架2Y向滑動連接的X向橫梁3和控制系統(tǒng)，所述操作臺1包括原料區(qū)4、定位研磨區(qū)5、清洗區(qū)6、位于定位研磨區(qū)5和清洗區(qū)6正下方的廢液區(qū)、檢驗區(qū)7、廢料區(qū)8和成品區(qū)9，所述X向橫梁3上設(shè)有Z向加液槍10和Z向機械手11，所述定位研磨區(qū)5、Z向加液槍10和Z向機械手11設(shè)有驅(qū)動機構(gòu)和傳動機構(gòu)，所述控制系統(tǒng)均電性連接于驅(qū)動機構(gòu)和傳動機構(gòu)。為了實現(xiàn)自動功能，機架和X向橫梁3上均設(shè)有滑軌、同步帶、驅(qū)動電機等器件，使得X向橫梁3能夠在機架2上沿Y軸前后移動，Z向加液槍10和Z向機械手11能夠在X向橫梁3沿X軸前后移動。
進一步地，所述定位研磨區(qū)5包括研磨機構(gòu)12和排水機構(gòu)13，所述清洗區(qū)6包括若干個設(shè)有閥門的清洗槽14和振動電機，廢液區(qū)包括兩個槽，所述定位研磨區(qū)5產(chǎn)生的研磨廢液通過排水機構(gòu)13和所述清洗區(qū)6的清洗廢液通過閥門分別排到廢液區(qū)的兩個槽體內(nèi)。之所以設(shè)置排水機構(gòu)13，一是為了保持臺面的清潔，二是對研磨液進行回收，避免造成過多的環(huán)境污染。清洗槽14一般為長方形，它的尺寸大小應(yīng)能涵蓋圓片、厚度薄的透鏡等，為了避免清洗過程由振動帶來的摩擦損傷，清洗槽14的內(nèi)壁應(yīng)選用光滑、彈性材料。廢液區(qū)包括兩個槽體，是為了方便研磨液和清洗液的分別回收，如果混合在一起，回收時會額外增加工作量。
進一步地，所述研磨機構(gòu)12包括主機，研磨盤，太陽輪，游星輪和修正輪。主機采用變頻調(diào)速電機驅(qū)動，配置大功率減速系統(tǒng)，軟啟動、軟停止，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。太陽輪可以正反方向轉(zhuǎn)動，游星輪自轉(zhuǎn)方向可以改變，工件在載體內(nèi)作既公轉(zhuǎn)且自轉(zhuǎn)的游星運動。
進一步地，所述Z向加液槍10從上到下依次設(shè)置有儲液盒、電動注液泵和加液管。電動注液泵的入液口和出液口分別與儲液盒、加液管相連，電動注液泵的使用使得加液的速度、數(shù)量得以有效控制。
進一步地，所述Z向機械手11包括一個外殼，一個基座，一個設(shè)置于基座上的機械手伸縮部件及一個與所述機械手伸縮部件連接的手指部件，所述手指部件包括兩個夾持臂及一個設(shè)置于所述夾持臂內(nèi)側(cè)壁之間的彈簧。夾持臂與夾持件接觸的部位設(shè)有彈性件，為了避免因為夾持給夾持件造成二次損傷。
進一步地，所述外殼上安裝有高強度匯聚光源和大面積漫射光源。藍(lán)寶石晶體表面/亞表面的損傷檢測方法有X射線衍射法、角度拋光法、橫截面透射電子顯微鏡法等，這些方法目前需要配合大型檢驗儀器方能使用，并不適合此處研磨階段的檢驗，由于研磨之后還要拋光工藝，研磨階段的檢驗相對來說可以簡單一點，本發(fā)明選擇的就是在特定光源的幫助下，操作人員由肉眼對加工件進行損傷、劃痕等的檢驗。
進一步地，所述檢驗區(qū)7設(shè)有真空吸筆。之所以選用真空吸筆是為了在操作時，避免給加工件表面造成污痕。
進一步地，所述廢料區(qū)8和成品區(qū)9之間設(shè)置有觸摸屏15。這里的觸摸屏與控制系統(tǒng)是同步的，使得操作人員可以實現(xiàn)現(xiàn)場操作與遠(yuǎn)程操作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)對于藍(lán)寶石的自動化操作，提供了一種新的思路；
(2)將與研磨工藝相關(guān)的研磨、清洗、檢驗等流程徹底融合在一起，機械手的使用使得自動連續(xù)生產(chǎn)成為可能；
(3)廢液區(qū)的設(shè)置，提高了設(shè)備的環(huán)保效率，廢液的回收，降低了設(shè)備運行的成本。
附圖說明
圖1：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1、操作臺；3、X向橫梁；4、原料區(qū)；5、定位研磨區(qū)；6、清洗區(qū)；7、檢驗區(qū)；8、廢料區(qū)；9、成品區(qū)；10、Z向加液槍；11、Z向機械手；12、研磨機構(gòu)；13、排水機構(gòu)；14、清洗槽；15、觸摸屏。
具體實施方式
實施例一
結(jié)合圖1作出說明，圖1所示適合包括但不限于圓片或透鏡形狀的原料。
一種全自動藍(lán)寶石研磨機，包括設(shè)有操作臺1的機架、與機架2Y向滑動連接的X向橫梁3和控制系統(tǒng)，所述操作臺1包括設(shè)置有八個插槽的原料區(qū)4、定位研磨區(qū)5、設(shè)置有八個清洗槽14的清洗區(qū)6、位于定位研磨區(qū)5和清洗區(qū)6正下方的廢液區(qū)位于操作臺1下的柜體內(nèi)，圖中未示出、設(shè)置有六個檢驗槽的檢驗區(qū)7、廢料區(qū)8和成品區(qū)9，所述X向橫梁3上設(shè)有Z向加液槍10和Z向機械手11，所述定位研磨區(qū)5、Z向加液槍10和Z向機械手11設(shè)有驅(qū)動機構(gòu)和傳動機構(gòu)，所述控制系統(tǒng)均電性連接于驅(qū)動機構(gòu)和傳動機構(gòu)。
所述定位研磨區(qū)5包括研磨機構(gòu)12和排水機構(gòu)13，圖1所示排水機構(gòu)13為柵柵式，所述清洗區(qū)6包括八個設(shè)有閥門的清洗槽14和振動電機位于操作臺1下的柜體內(nèi)，圖中未示出，廢液區(qū)包括兩個槽，所述定位研磨區(qū)5產(chǎn)生的研磨廢液通過排水機構(gòu)13和所述清洗區(qū)6的清洗廢液通過閥門分別排到廢液區(qū)的兩個槽體內(nèi)。
所述研磨機構(gòu)12包括主機，研磨盤，太陽輪，游星輪和修正輪。這里的研磨機構(gòu)12采用的是目前常見的單面研磨機構(gòu)，研磨機構(gòu)12的操作面與操作臺1平行。
所述Z向加液槍10從上到下依次設(shè)置有儲液盒、電動注液泵和加液管。
所述Z向機械手11包括一個外殼，一個基座，一個設(shè)置于基座上的機械手伸縮部件及一個與所述機械手伸縮部件連接的手指部件，所述手指部件包括兩個夾持臂肌一個設(shè)置于所述夾持臂內(nèi)側(cè)壁之間的彈簧。機械手伸縮部件包括一個Z向電機，Z向電機帶動機械手在Z軸上做上下運動。彈簧的使用使得夾持臂與夾持件的作用力增大，且夾持件的大小可調(diào)。
所述外殼上安裝有高強度匯聚光源和大面積漫射光源，所述檢驗區(qū)7設(shè)有真空吸筆。檢驗槽設(shè)置成通孔，檢驗區(qū)7下對應(yīng)的柜體內(nèi)可以設(shè)置光源，當(dāng)外殼上的光源不足以檢驗損傷時，可以開啟柜體內(nèi)的光源。
所述廢料區(qū)8和成品區(qū)9之間設(shè)置有觸摸屏15。
使用時，Z向機械手11從原料區(qū)4夾取原料，傳送至定位研磨區(qū)5，Z向加液槍10加研磨液，研磨機構(gòu)進行研磨，研磨完畢后，Z向機械手11將工件傳送至清洗區(qū)6，振動電機啟動，清洗工件，清洗完畢后通過Z向機械手11傳送至檢驗區(qū)7，啟動光源，必要時輔助真空吸筆，對工件進行肉眼檢測，合格的通過Z向機械手11傳送至成品區(qū)9，不合格的根據(jù)檢驗結(jié)果通過Z向機械手11傳送至定位研磨區(qū)5或者廢料區(qū)。