一种晶棒加工设备及晶棒加工工艺

技术领域

本发明属于石英晶片生产设备技术领域，具体为一种晶棒加工设备及晶棒加工工艺。

背景技术

石英晶片，作为石英晶棒谐振件的核心组成部分，其品质直接影响着最终产品的性能，而在石英晶片的整个生产流程中，石英晶棒的加工工艺无疑是决定其品质的一个至关重要的环节，对于石英晶棒的加工，每一步都需精益求精，尤其是在晶棒的切割和打磨作业中，夹持机构的性能直接决定了加工精度和效率，在传统的生产车间中，进行晶棒切割或打磨时，夹持机构扮演着至关重要的角色，然而，由于石英晶棒的应用场景多样，其形状和尺寸需求也各不相同，有时，晶棒需要被加工成精细的小片，有时又需要保持较大的尺寸以满足特定的性能要求，面对这样的变化，传统的固定式夹持机构往往显得力不从心，其固定性的设计使得它无法灵活适应不同形状和尺寸的晶棒，无疑增加了加工的难度，也降低了生产效率，由于晶体的形状和尺寸可能因生产批次或工艺要求的不同而有所差异，传统的夹持机构在面对这种变化时，往往无法提供稳定且可靠的夹持效果，这不仅可能影响加工精度，还可能对晶棒造成损伤，进一步影响产品的品质，因此，需要对其进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶棒加工设备及晶棒加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种晶棒加工设备及晶棒加工工艺，包括基台，所述基台的顶部固定安装有外壳，所述基台的顶部设置有矩形框；

限位机构，固定安装在矩形框的外壁上；

旋转机构，固定安装在基台的顶部，且和限位机构活动连接；

其中，所述限位机构包括移动组件和限位组件一，其中所述移动组件包括固定安装在矩形框左侧外壁上的电机一，所述电机一的输出轴上固定安装有螺纹杆一，所述螺纹杆一的外壁上螺纹套设有弧形架。

通过启动电机一，电机一的输出轴旋转带动螺纹杆一旋转，螺纹杆一通过螺纹连接的方式驱动弧形架沿着预设方向移动，通过设置弧形架，当矩形框进行翻转作业时，弧形架能够紧密地贴合矩形框的边缘，形成一个保护屏障，确保了放置在矩形框内的晶棒在翻转过程中得到有效保护，防止其因晃动或倾斜而掉落，提高了晶棒在加工过程中的安全性，传统装置往往采用固定式的结构，无法适应不同尺寸和形状的晶棒，本装置通过电机驱动的螺纹传动方式，可以实现对弧形架位置的精确调节，从而能够根据晶棒的长度进行调节，使得能够起到防护作用。

工作人员首先启动电机一，电机一的输出轴旋转带动螺纹杆一旋转，螺纹杆一通过螺纹连接的方式驱动弧形架沿着预设方向，根据晶棒的长度进行移动调节，然后再启动液压缸，液压缸的输出轴驱动齿条一移动，通过齿条一与齿轮一的啮合，带动齿条一和转杆一旋转，转杆一带动矩形框旋转，从而将矩形框内的晶棒翻转至外壳的槽口外，等待进行下个步骤。

优选地，所述外壳的右侧外壁上固定安装有电机二，所述外壳内滑动安装有L形移动块；

调节机构一，固定安装在外壳的外壁上；

调节机构二，固定安装在L形移动块的顶部；且和调节机构一固定连接；

其中，所述调节机构二包括固定安装在L形移动块顶部的电机三，所述L形移动块的外壁上开设有两个齿轮二，两个所述齿轮二内壁上分别转动安装有转杆二，两个所述转杆二的顶部延伸至L形移动块外且对应的转杆二与电机三的输出轴固定连接，两个所述转杆二的外壁上均缠绕有皮带，两个所述转杆二的外壁上分别固定安装有齿轮二。

通过启动电机二，电机二的输出轴带动螺纹杆二旋转，螺纹杆二带动L形移动块进行首次水平移动调节，螺纹传动方式具有较高的定位精度和稳定性，能够满足对位置精确控制的需求，然后再启动电机三，通过皮带的作用下，带动两个转杆二旋转，两个转杆二带动两个齿轮二旋转，通过齿轮二与与夹持机构配合实现二次位置调节，增加了调节的灵活性和范围，与传统装置相比，通过两次位置调节的设置，使得夹持机构能够更好地适应不同尺寸、形状和重量的工件，提高了其通用性和适应性。

工作人员首先启动电机二，电机二的输出轴带动螺纹杆二旋转，螺纹杆二带动L形移动块移动至外壳的槽口处，与放置晶棒的矩形框的位置对齐，然后再启动电机三，通过皮带的作用下，带动两个转杆二旋转，两个转杆二带动两个齿轮二旋转。

优选地，所述L形移动块的内部滑动安装有夹持仓；

夹持机构，固定安装在夹持仓的外壁上；

其中，所述夹持机构包括固定安装在L形移动块背部外壁上的电机四，所述夹持仓的两侧外壁上分别开设有齿槽，两个所述齿槽与对应的齿轮二相啮合，所述夹持仓的背面内壁上转动安装有转杆三，所述转杆三延伸至夹持仓外并与电机四的输出轴固定连接，所述转杆三的外壁上固定安装有齿轮三，所述L形移动块内滑动安装有两个齿块，两个所述齿块均与外壳相啮合，两个所述齿块的正面分别固定安装有夹持块。

通过启动电机四，电机四的输出轴带动转杆三旋转，转杆三带动齿轮三旋转，通过齿轮三与两个齿块的啮合，带动两个齿块和两个夹持块进行垂直方向运动，从而将需要加工的晶棒稳定夹持，与传统装置相比，夹持机构能够适应不同长度的晶棒，提高了装置的通用性，对于生产线上的多种晶棒，通过调整夹持机构都可以将其稳定夹持，降低了操作难度和时间成本，从而提高了生产效率和产品质量，其次，通过稳定、精确的夹持，夹持机构有助于减少加工过程中的振动和变形，从而提高产品的质量和精度。

两个齿轮二通过与两个齿槽的啮合，使得两个齿轮二旋转带动两个齿槽和夹持仓纵向的水平移动，使得夹持块能够顺利接触到晶棒，此时，再启动电机四，电机四的输出轴带动转杆三旋转，转杆三带动齿轮三旋转，通过齿轮三与两个齿块的啮合，带动两个齿块和两个夹持块进行垂直方向运动，从而将需要加工的晶棒稳定夹持。

优选地，所述限位组件一包括固定安装在矩形框外壁上的限位滑杆一，所述限位滑杆一贯穿弧形架并与弧形架滑动连接。

通过设置限位组件一，确保了弧形架在移动过程中的稳定性和准确性，从而保证了整个设备的正常运行和操作效果。

优选地，所述旋转机构包括固定安装在基台顶部的液压缸，两个所述液压缸的输出轴上分别固定安装有齿条一，所述矩形框内固定安装有转杆一，所述转杆一贯穿矩形框，所述转杆一的外壁上固定安装有两个齿轮一，两个齿轮一与对应的齿条一相啮合。

通过启动液压缸，液压缸的输出轴驱动齿条一移动，通过齿条一与齿轮一的啮合，带动齿条一和转杆一旋转，转杆一带动矩形框旋转，从而将矩形框内的晶棒翻转至外壳的槽口外。

优选地，调节机构一包括转动安装在外壳内的螺纹杆二，所述螺纹杆二与L形移动块螺纹连接，所述螺纹杆二的右端延伸至外壳外并与电机二的输出轴固定连接。

通过利用螺纹杆二与L形移动块之间的螺纹连接以及电机二的驱动作用，实现了对L形移动块位置的精确、快速调整，不仅提高了设备的操作便捷性和灵活性，还增强了其稳定性和可靠性。

优选地，所述外壳内固定安装有限位滑杆二，所述限位滑杆二贯穿L形移动块并与L形移动块滑动连接。

通过设置限位滑杆二，仅增强了整体结构的稳定性，还确保了L形移动块能够沿着其进行平稳、准确的滑动，有助于减少机械运动中的摩擦和磨损，从而提高设备的使用寿命。

优选地，所述限位机构和旋转机构的数量均为两组且成对称分布。

通过双重的设置不仅增强了整体的稳定性和可靠性，还使得操作更为灵活多变，其中一组可以根据现实需要设置为进料框，另一个则可以设置为出料框，有助于减少操作过程中的安全隐患，使得生产过程更为安全、高效。

优选地，使用方法具体步骤为：

S1，启动电机一，电机一的输出轴带动螺纹杆一旋转，螺纹杆一驱动弧形架沿着预设方向移动；

S2，启动液压缸，液压缸驱动齿条一移动，齿条一与齿轮一的啮合，带动齿条一和转杆一旋转，转杆一带动矩形框旋转；

S3，启动电机二，电机二的输出轴带动螺纹杆二旋转，螺纹杆二带动L形移动块进行水平移动调节；

S4，电机三，通过皮带的作用下，带动两个转杆二旋转，两个转杆二带动两个齿轮二旋转；

S5，通过两个齿轮二与两个齿槽的啮合，使得两个齿轮二旋转带动两个齿槽和夹持仓纵向的水平移动；

S6，启动电机四，电机四的输出轴带动转杆三旋转，转杆三带动齿轮三旋转，通过齿轮三与两个齿块的啮合，带动两个齿块和两个夹持块进行垂直方向运动。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过启动电机一，电机一的输出轴旋转带动螺纹杆一旋转，螺纹杆一通过螺纹连接的方式驱动弧形架沿着预设方向移动，通过设置弧形架，当矩形框进行翻转作业时，弧形架能够紧密地贴合矩形框的边缘，形成一个保护屏障，确保了放置在矩形框内的晶棒在翻转过程中得到有效保护，防止其因晃动或倾斜而掉落，提高了晶棒在加工过程中的安全性，传统装置往往采用固定式的结构，无法适应不同尺寸和形状的晶棒，本装置通过电机驱动的螺纹传动方式，可以实现对弧形架位置的精确调节，从而能够根据晶棒的长度进行调节，使得能够起到防护作用。

2、本发明通过启动电机二，电机二的输出轴带动螺纹杆二旋转，螺纹杆二带动L形移动块进行首次水平移动调节，螺纹传动方式具有较高的定位精度和稳定性，能够满足对位置精确控制的需求，然后再启动电机三，通过皮带的作用下，带动两个转杆二旋转，两个转杆二带动两个齿轮二旋转，通过齿轮二与与夹持机构配合实现二次位置调节，增加了调节的灵活性和范围，与传统装置相比，通过两次位置调节的设置，使得夹持机构能够更好地适应不同尺寸、形状和重量的工件，提高了其通用性和适应性。

3、本发明通过启动电机四，电机四的输出轴带动转杆三旋转，转杆三带动齿轮三旋转，通过齿轮三与两个齿块的啮合，带动两个齿块和两个夹持块进行垂直方向运动，从而将需要加工的晶棒稳定夹持，与传统装置相比，夹持机构能够适应不同长度的晶棒，提高了装置的通用性，对于生产线上的多种晶棒，通过调整夹持机构都可以将其稳定夹持，降低了操作难度和时间成本，从而提高了生产效率和产品质量，其次，通过稳定、精确的夹持，夹持机构有助于减少加工过程中的振动和变形，从而提高产品的质量和精度。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明外壳内部结构示意图；

图3为本发明弧形架结构示意图；

图4为本发明图3中A的放大结构示意图；

图5为本发明L形移动块结构示意图；

图6为本发明夹持仓侧面剖视结构示意图。

图中：1、基台；2、外壳；3、矩形框；4、电机一；5、螺纹杆一；6、弧形架；7、限位滑杆一；8、液压缸；9、齿条一；10、转杆一；11、齿轮一；12、电机二；13、螺纹杆二；14、L形移动块；15、限位滑杆二；16、电机三；17、转杆二；18、皮带；19、矩形槽；20、齿轮二；21、夹持仓；22、齿槽；23、电机四；24、转杆三；25、齿轮三；26、齿块；27、夹持块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种晶棒加工设备及晶棒加工工艺，包括基台1，基台1的顶部固定安装有外壳2，基台1的顶部设置有矩形框3；

限位机构，固定安装在矩形框3的外壁上；

旋转机构，固定安装在基台1的顶部，且和限位机构活动连接；

其中，限位机构包括移动组件和限位组件一，其中移动组件包括固定安装在矩形框3左侧外壁上的电机一4，电机一4的输出轴上固定安装有螺纹杆一5，螺纹杆一5的外壁上螺纹套设有弧形架6。

通过启动电机一4，电机一4的输出轴旋转带动螺纹杆一5旋转，螺纹杆一5通过螺纹连接的方式驱动弧形架6沿着预设方向移动，通过设置弧形架6，当矩形框3进行翻转作业时，弧形架6能够紧密地贴合矩形框3的边缘，形成一个保护屏障，确保了放置在矩形框3内的晶棒在翻转过程中得到有效保护，防止其因晃动或倾斜而掉落，提高了晶棒在加工过程中的安全性，传统装置往往采用固定式的结构，无法适应不同尺寸和形状的晶棒，本装置通过电机驱动的螺纹传动方式，可以实现对弧形架6位置的精确调节，从而能够根据晶棒的长度进行调节，使得能够起到防护作用。

工作人员首先启动电机一4，电机一4的输出轴旋转带动螺纹杆一5旋转，螺纹杆一5通过螺纹连接的方式驱动弧形架6沿着预设方向，根据晶棒的长度进行移动调节，然后再启动液压缸8，液压缸8的输出轴驱动齿条一9移动，通过齿条一9与齿轮一11的啮合，带动齿条一9和转杆一10旋转，转杆一10带动矩形框3旋转，从而将矩形框3内的晶棒翻转至外壳2的槽口外，等待进行下个步骤。

其中，外壳2的右侧外壁上固定安装有电机二12，外壳2内滑动安装有L形移动块14；

调节机构一，固定安装在外壳2的外壁上；

调节机构二，固定安装在L形移动块14的顶部；且和调节机构一固定连接；

其中，调节机构二包括固定安装在L形移动块14顶部的电机三16，L形移动块14的外壁上开设有两个齿轮二20，两个齿轮二20内壁上分别转动安装有转杆二17，两个转杆二17的顶部延伸至L形移动块14外且对应的转杆二17与电机三16的输出轴固定连接，两个转杆二17的外壁上均缠绕有皮带18，两个转杆二17的外壁上分别固定安装有齿轮二20。

通过启动电机二12，电机二12的输出轴带动螺纹杆二13旋转，螺纹杆二13带动L形移动块14进行首次水平移动调节，螺纹传动方式具有较高的定位精度和稳定性，能够满足对位置精确控制的需求，然后再启动电机三16，通过皮带18的作用下，带动两个转杆二17旋转，两个转杆二17带动两个齿轮二20旋转，通过齿轮二20与与夹持机构配合实现二次位置调节，增加了调节的灵活性和范围，与传统装置相比，通过两次位置调节的设置，使得夹持机构能够更好地适应不同尺寸、形状和重量的工件，提高了其通用性和适应性。

工作人员首先启动电机二12，电机二12的输出轴带动螺纹杆二13旋转，螺纹杆二13带动L形移动块14移动至外壳2的槽口处，与放置晶棒的矩形框3的位置对齐，然后再启动电机三16，通过皮带18的作用下，带动两个转杆二17旋转，两个转杆二17带动两个齿轮二20旋转。

其中，L形移动块14的内部滑动安装有夹持仓21；

夹持机构，固定安装在夹持仓21的外壁上；

其中，夹持机构包括固定安装在L形移动块14背部外壁上的电机四23，夹持仓21的两侧外壁上分别开设有齿槽22，两个齿槽22与对应的齿轮二20相啮合，夹持仓21的背面内壁上转动安装有转杆三24，转杆三24延伸至夹持仓21外并与电机四23的输出轴固定连接，转杆三24的外壁上固定安装有齿轮三25，L形移动块14内滑动安装有两个齿块26，两个齿块26均与外壳2相啮合，两个齿块26的正面分别固定安装有夹持块27。

通过启动电机四23，电机四23的输出轴带动转杆三24旋转，转杆三24带动齿轮三25旋转，通过齿轮三25与两个齿块26的啮合，带动两个齿块26和两个夹持块27进行垂直方向运动，从而将需要加工的晶棒稳定夹持，与传统装置相比，夹持机构能够适应不同长度的晶棒，提高了装置的通用性，对于生产线上的多种晶棒，通过调整夹持机构都可以将其稳定夹持，降低了操作难度和时间成本，从而提高了生产效率和产品质量，其次，通过稳定、精确的夹持，夹持机构有助于减少加工过程中的振动和变形，从而提高产品的质量和精度。

两个齿轮二20通过与两个齿槽22的啮合，使得两个齿轮二20旋转带动两个齿槽22和夹持仓21纵向的水平移动，使得夹持块27能够顺利接触到晶棒，此时，再启动电机四23，电机四23的输出轴带动转杆三24旋转，转杆三24带动齿轮三25旋转，通过齿轮三25与两个齿块26的啮合，带动两个齿块26和两个夹持块27进行垂直方向运动，从而将需要加工的晶棒稳定夹持。

其中，限位组件一包括固定安装在矩形框3外壁上的限位滑杆一7，限位滑杆一7贯穿弧形架6并与弧形架6滑动连接。

通过设置限位组件一，确保了弧形架6在移动过程中的稳定性和准确性，从而保证了整个设备的正常运行和操作效果。

其中，旋转机构包括固定安装在基台1顶部的液压缸8，两个液压缸8的输出轴上分别固定安装有齿条一9，矩形框3内固定安装有转杆一10，转杆一10贯穿矩形框3，转杆一10的外壁上固定安装有两个齿轮一11，两个齿轮一11与对应的齿条一9相啮合。

通过启动液压缸8，液压缸8的输出轴驱动齿条一9移动，通过齿条一9与齿轮一11的啮合，带动齿条一9和转杆一10旋转，转杆一10带动矩形框3旋转，从而将矩形框3内的晶棒翻转至外壳2的槽口外。

其中，调节机构一包括转动安装在外壳2内的螺纹杆二13，螺纹杆二13与L形移动块14螺纹连接，螺纹杆二13的右端延伸至外壳2外并与电机二12的输出轴固定连接。

通过利用螺纹杆二13与L形移动块14之间的螺纹连接以及电机二12的驱动作用，实现了对L形移动块14位置的精确、快速调整，不仅提高了设备的操作便捷性和灵活性，还增强了其稳定性和可靠性。

其中，外壳2内固定安装有限位滑杆二15，限位滑杆二15贯穿L形移动块14并与L形移动块14滑动连接。

通过设置限位滑杆二15，仅增强了整体结构的稳定性，还确保了L形移动块14能够沿着其进行平稳、准确的滑动，有助于减少机械运动中的摩擦和磨损，从而提高设备的使用寿命。

其中，限位机构和旋转机构的数量均为两组且成对称分布。

通过双重的设置不仅增强了整体的稳定性和可靠性，还使得操作更为灵活多变，其中一组可以根据现实需要设置为进料框，另一个则可以设置为出料框，有助于减少操作过程中的安全隐患，使得生产过程更为安全、高效。

其中，使用方法具体步骤为：

S1，启动电机一4，电机一4的输出轴带动螺纹杆一5旋转，螺纹杆一5驱动弧形架6沿着预设方向移动；

S2，启动液压缸8，液压缸8驱动齿条一9移动，齿条一9与齿轮一11的啮合，带动齿条一9和转杆一10旋转，转杆一10带动矩形框3旋转；

S3，启动电机二12，电机二12的输出轴带动螺纹杆二13旋转，螺纹杆二13带动L形移动块14进行水平移动调节；

S4，电机三16，通过皮带18的作用下，带动两个转杆二17旋转，两个转杆二17带动两个齿轮二20旋转；

S5，通过两个齿轮二20与两个齿槽22的啮合，使得两个齿轮二20旋转带动两个齿槽22和夹持仓21纵向的水平移动；

S6，启动电机四23，电机四23的输出轴带动转杆三24旋转，转杆三24带动齿轮三25旋转，通过齿轮三25与两个齿块26的啮合，带动两个齿块26和两个夹持块27进行垂直方向运动。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。