一种蓝宝石外圆平边研磨机的制作方法

本实用新型产品涉及蓝宝石研磨加工领域，具体为一种蓝宝石外圆平边研磨机。

背景技术：

蓝宝石衬底片是制造LED灯的主要生产原料，蓝宝石棒加工成蓝宝石衬底片的第一步就是磨外圆和平边。由于蓝宝石硬度极高，致使蓝宝石棒的加工时间和材料损耗都非常大。

现有蓝宝石加工工艺中，磨外圆、定向、磨工艺边(磨平边)是在三台设备上单独完成。由于加工件需要在不同设备之间转移、重新定位，由此带来定位误差和加工误差的累积，导致加工出来的蓝宝石片精度不高，尤其是工艺边的技术参数不能满足需求。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种蓝宝石外圆平边研磨机。

为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种蓝宝石外圆平边研磨机，包括装于设备底架上的夹紧装置和研磨组件；所述研磨组件包括并列布置的粗磨组件和精磨组件，两者具有相同的构造：电机与装于轴承座中的转轴平行布置，电机与轴承座均固定安装在电机载台上；电机的轴端设带轮，转轴的一端设磨头带轮另一端设砂轮，带轮通过皮带与磨头带轮相连；粗磨组件和精磨组件的底部各通过一个丝杆-滑块组件安装在同一个底部载台上，使粗磨组件和精磨组件能沿电机轴向进行位移；底部载台则通过导轨-滑块组件安装在设备底架上，使底部载台能沿垂直于电机轴向的方向进行位移。

作为改进，所述粗磨组件和精磨组件中，在砂轮上方设有研磨液喷头。

作为改进，所述粗磨组件和精磨组件中，在靠近砂轮的位置设有接触式传感器。

作为改进，所述丝杆-滑块组件包括固定安装在底部载台上的伺服电机、滚珠丝杆和两组滑块，滑块和滚珠丝杆平行于电机轴向布置，伺服电机位于滚珠丝杆的端部。

作为改进，所述导轨-滑块组件包括固定安装在设备底架上的底部伺服电机、底部丝杆和两条底部导轨，底部丝杆和底部导轨垂直于电机轴向布置，底部伺服电机位于底部丝杆的端部。

作为改进，所述轴承上设轴承罩。

作为改进，所述夹紧装置包括左右两组夹紧件，其中心连线垂直于研磨组件中的电机轴线方向；两组夹紧件之间为蓝宝石晶棒的夹紧固定位置，所述研磨组件中的砂轮位于该夹紧固定位置的侧旁。

作为改进，所述粗磨组件和精磨组件中的砂轮具有不同的磨料粒度，磨料粒度的选择范围分别为200～300目和500～600目。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：

1、本实用新型将用于实现蓝宝石磨外圆和磨平边两种功能设计在一台设备上，避免了重复装夹加工件所产生的定位误差。

2、在本实用新型中，磨头分为精磨组件和粗磨组件，在磨蓝宝石棒时先使用粗磨再使用精磨。通过设置不同进给量和磨削速度，可以大大降低蓝宝石棒的加工时间，并保证加工质量。相对于现有蓝宝石滚磨机只有一个砂轮盘，本装置的研磨速度和质量有大幅提高。

附图说明

图1为研磨机中研磨组件的主视图。

图2为研磨机中研磨组件的后视图。

图3为研磨机的俯视图。

图中标记为：1精磨电机；2电机载台；3滑块；4底部载台；5底部滑块；6滚珠丝杆；7底部丝杆座；8粗磨电机；9接触式传感器；10粗磨砂轮；11研磨液喷头；12精磨砂轮；13接触式传感器；14粗磨带轮；15粗磨头带轮；16伺服电机；17精磨带轮；18皮带；19精磨头带轮；20底部伺服电机；21夹紧装置；22蓝宝石晶棒；23底部导轨；24底部丝杆；25转轴；26设备底架。

具体实施方式

如图1-3所示的一种蓝宝石外圆平边研磨设备，包括装于设备底架26上的夹紧装置21和研磨组件。研磨组件包括并列布置的粗磨组件和精磨组件，两者具有相同的构造：粗磨电机8与装于轴承座中的转轴平行布置，粗磨电机8与轴承座均固定安装在电机载台上；粗磨电机8的轴端设粗磨带轮14，转轴的一端设粗磨头带轮15另一端设粗磨砂轮10，粗磨带轮14通过皮带与粗磨头带轮15相连；精磨电机1与装于轴承座中的转轴平行布置，精磨电机1与轴承座均固定安装在另一个电机载台2上；精磨电机1的轴端设精磨带轮17，转轴的一端设精磨头带轮19另一端设精磨砂轮12，精磨带轮17通过皮带18与精磨头带轮19相连。粗磨砂轮10和精磨砂轮12具有不同的磨料粒度，磨料粒度的选择范围分别为200～300目和500～600目。在粗磨砂轮10和精磨砂轮12上方各设一个研磨液喷头11，在靠近粗磨砂轮10和精磨砂轮12的位置分设接触式传感器9、13。两个轴承上均可设轴承罩，研磨液喷头11和接触式传感器9均可固定装在轴承罩上。

粗磨组件和精磨组件的底部各通过一个丝杆-滑块组件安装在同一个底部载台4上，使粗磨组件和精磨组件能沿粗磨电机8和精磨电机1的轴向进行位移；底部载台4则通过导轨-滑块组件安装在设备底架16上，使底部载台能沿垂直于电机轴向的方向进行位移。

其中，丝杆-滑块组件包括固定安装在底部载台4上的伺服电机16、滚珠丝杆6和两组滑块3，滑块3和滚珠丝杆6平行于粗磨电机8和精磨电机1的轴向布置，伺服电机16位于滚珠丝杆6的端部。导轨-滑块组件包括固定安装在设备底架26上的底部伺服电机20、底部丝杆24和两条底部导轨23，底部丝杆24和底部导轨23垂直于粗磨电机8和精磨电机1的轴向布置，底部伺服电机20位于底部丝杆24的一端，底部丝杆24的另一端固定在底部丝杆座7中。

夹紧装置21平行于底部丝杆24布置，包括左右两组夹紧件，夹紧件的中心连线垂直于研磨组件中的电机轴线方向；两组夹紧件之间为蓝宝石晶棒22的夹紧固定位置，粗磨砂轮10和精磨砂轮12位于该夹紧固定位置的侧旁，用于对蓝宝石晶棒22进行研磨加工。

本实用新型的工作过程为：

先将蓝宝石晶棒22安装在夹紧装置21的两组夹紧件之间，将蓝宝石晶棒22能在夹紧装置21的带动下进行缓慢转动。

以接触式传感器9测量蓝宝石的外径后确定蓝宝石尺寸参数，进而确定粗磨组件和精磨组件的操作参数。通过伺服电机16和滚珠丝杆6控制粗磨组件向蓝宝石晶棒22的前进距离，粗磨电机8的转动最终带动粗磨砂轮10转动，在夹紧装置21和粗磨砂轮10的协调工作完成蓝宝石外圆磨削(即粗磨)。

粗磨完成后，控制伺服电机16反转使粗磨组件后退。底部伺服电机20转动通过底部丝杆14控制底部载台4横向移动，使精磨组件移动到蓝宝石晶棒22已完成外圆磨削的位置。伺服电机16转动通过滚珠丝杆6控制精磨组件前进，前进距离和磨削进给量根据接触式距离传感器13的测量结果确定。精磨电机1转动最终带动精磨砂轮12转动以对蓝宝石晶棒22进行加工平边(即精磨)。这样，即便需要磨削加工长度较大的蓝宝石晶棒22，也只需通过底部伺服电机20控制研磨组件横向移动就能磨削整根晶棒。

当蓝宝石外圆加工完成时，夹紧装置21不再转动，粗磨组件与精磨组件重复上述动作加工平边。加工平边时砂轮磨削面积大，所以进给量要小很多。

需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。