[实用新型]一种节能蓝宝石晶锭掏棒机

说明书

技术领域

本实用新型是关于蓝宝石晶锭掏棒加工设备领域，特别涉及一种节能蓝宝石晶锭掏棒机。

背景技术

目前，蓝宝石晶体生长绝大多数为A向生长，而在蓝宝石使用中应用最为广泛LED衬底绝大多数是使用其C面((0001)面)，故在蓝宝石晶锭的掏棒生产过程中，需要从晶锭侧面钻取C向晶棒。所掏晶棒既要满足C取向要求，又要保证不能给晶棒带来任何的损伤。但是，蓝宝石莫氏硬度高达9，在自然界中仅次于金刚石，掏棒加工工艺难度很高，也就对掏棒机的性能要求很高。

由于蓝宝石晶体是近几年才开始规模生产和应用，故被用作蓝宝石晶锭的掏棒加工的产品还比较单一，多数是直接利用其它机床改进。现有掏棒机的工作效率低，机床的刚性差，掏棒精度不能满足日益扩大的生产需求，且制造成本高，严重影响整个蓝宝石晶棒行业的生产效率和生产成本。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高效节能的新型蓝宝石晶锭掏棒机器。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种节能蓝宝石晶锭掏棒机，包括掏棒机构主体，用于生产掏棒，所述节能蓝宝石晶锭掏棒机还包括底座、水槽、水泵、过滤器；

所述掏棒机构主体包括主轴电机、旋转空心主轴、控制面板、工作台、滑块、主轴支撑导轨、加高立柱、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机、外钣金罩、X轴丝杆、Y轴丝杆、掏棒刀具接头、掏棒刀具、气缸、传动皮带，且主轴电机、旋转空心主轴、主轴支撑导轨、Z轴伺服电机置于外钣金罩内；

所述主轴支撑导轨设有两个，分别平行安装在加高立柱上，加高立柱利用主轴支撑导轨垂直安装在底座上；加高立柱的上端设有水平的短臂结构，短臂结构上开有通孔，旋转空心主轴利用通孔垂直安装在短臂结构上，旋转空心主轴的下端通过掏棒刀具接头安装掏棒刀具，掏棒刀具接头由气缸控制；Z轴伺服电机安装在短臂结构上，用于驱动加高立柱沿着主轴支撑导轨上下运动，进而实现掏棒刀具的上下进给运动；

旋转空心主轴的主轴内外环均设有冷却液管道，冷却液能通过冷却液管道对掏棒刀具进行内外同时冷却；主轴电机安装在短臂结构上，主轴电机通过传动皮带与旋转空心主轴连接，并能通过传动皮带驱动旋转空心主轴，使掏棒刀具自动掏取蓝宝石晶棒；

所述工作台利用滑块安装在底座上，用于固定晶锭；X轴丝杆、Y轴丝杆分别与工作台相连，X轴伺服电机、Y轴伺服电机能分别带动X轴丝杆、Y轴丝杆驱动滑块运动，实现工作台在底座上进行左右运动、前后运动，用于将晶锭的掏棒位置调整到与旋转空心主轴的中心位置对准；

所述控制面板安装在外钣金罩上，用于设定加工参数，进而控制X轴伺服电机、Y轴伺服电机、主轴电机；

所述掏棒机构主体固定在底座上，底座的下面设置有水槽，并配备有过滤器，冷却液能经过过滤器流入水槽，再通过水泵将冷却液重新吸入冷却液管道循环使用。

作为进一步的改进，所述种节能蓝宝石晶锭掏棒机还设有修刀砂轮，修刀砂轮固定在工作台的一侧，用于自动修刀：通过控制Z轴伺服电机带动空心主轴和掏棒刀具上升，同时控制Y轴伺服电机旋转带动工作台移动，掏棒刀具到达修刀砂轮中心，控制Z轴伺服电机带动掏棒刀具下降自动修刀(主轴电机安装有主轴电机扭矩监控系统，当主轴电机的扭矩达到一定数值后自动修刀)。

本实用新型的工作原理：采用数控加工，可以对一个晶锭实现自动连续多根掏棒，减少人工干预频次；由于蓝宝石硬度高，加工过程中会散发大量的热，采用空心旋转主轴，主轴内外环出水冷却，使冷却液直接进入刀具内部冷却刀具与晶锭；加工过程中，刀具磨损大，设置主轴电机扭矩监测系统，加工过程中自动修刀，减少刀具的损耗量；掏棒加工全程冷却，冷却液的消耗量大，采用水泵与水槽装置对冷却液循环使用，减少冷却液的损耗；此外，为加强掏棒过程中的稳定性，减少震动，采用加高立柱，短悬臂结构，加强设备的稳定性。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)采用空心主轴，可中心出水，掏棒过程内外出水冷却润滑，晶棒质量高；

2)掏棒过程设有主轴扭矩检测系统，便于掏棒过程自动修刀；

3)设备采用加高立柱，短悬臂的结构，刚性好，掏棒过程稳定；

4)掏棒刀具采用气动装拆，操作简单、方便；

5)底座底部设有水槽水泵循环系统，可实现切削液的重复利用，节省资源。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的俯视图。