内圆切割机同步旋转机械手的制作方法[0002]内圆切割机是切割加工单晶硅、陶瓷、玻璃、蓝宝石等硬脆性晶体材料的常用设备；目前的内圆切割机通常由机架、设在该机架上的主轴总成、固定在该机架上的工作台、设在该工作台上可作横向运动的横向进给总成、以及设在该横向进给总成上可作上下运动的送料总成构成。这种传统的内圆切割机存在以下缺陷: O由于固定在送料总成上的工件夹头不能转动，仅仅利用主轴带动刀环旋转来切割晶体棒料，因此切割尺寸受到了内圆刀片几何尺寸的限制，切割尺寸较小。[0003]2)晶体棒料与内圆刀片的接触为圆弧线接触，且该圆弧线的长度在切割过程中呈现由短变长、再由长变短的周期性变化，因此切割力也呈现由小变大、再由大变小周期性变化；容易导致内圆刀片快速磨损或至损坏。[0004]3)由于在切割过程中切割力的大小呈周期性变化，若以内圆刀片与晶体棒料刚接触时的切割力为基准来确定一个较高的切割速度，则会由于切割至棒料芯部时因切割力逐渐增大而损坏刀片；反之，若以内圆刀片切割至棒料芯部时的切割力为基准来确定一个较低的切割速度，虽然刀片不会损坏，但切割效率则会大幅下降。[0005]为此， 申请人:于2012年2月9日提出了名称为“内圆切割机”、申请号为“201220041815.0”的实用新型专利，该专利虽然可有效解决上述问题，但当内圆刀片切割至晶体棒料芯部时，由于晶片自重等因数影响，晶片与棒料之间会被拉断或扭断，从而在切口端面残留凸台或凹坑、影响晶片质量，甚至造成废品。为了避免上述情况，该实用新型专利的溜板上设置了用于承托晶片的机械手臂；然而，由于该机械手臂为不可调节的固定式结构，当棒料的端面与棒料轴线不垂直时，机械手臂上的接料盘不能与棒料端面形成良好的面接触，晶片与棒料之间仍然存在被拉断或扭断可能。
[0006]为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明旨在提供一种可避免切口端面残留凸台或凹坑的内圆切割机同步旋转机械手。
[0007]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:它包括固定在导轨座上的丝杠、驱动该丝杠的电机、设在所述导轨座上由所述丝杠带动的溜板，该溜板上有机械手臂；所述机械手臂包括通过第一销轴设在溜板上的直臂、穿过该直臂上的第一腰形孔而固定在溜板上的锁紧螺栓、与直臂铰接的横臂、通过轴承设在该横臂上的接料盘、固定在直臂上的锁紧螺钉。
[0008]溜板与直臂之间有第一调节机构，该第一调节机构由固定在溜板与直臂之间的拉簧、固定在溜板上与直臂接触的调节螺钉构成；机械手臂有第二调节机构，该第二调节机构由设在直臂上的第二腰形孔、设在直臂上的轴形螺母、设在横臂上的连接轴、穿过轴形螺母和第二腰形孔而与连接轴活动连接的调节丝杠构成；横臂上有光电传感器，接料盘上固定有遮光片；接料盘上固定有橡胶圈。
[0009]与现有技术比较，本发明由于采用了上述技术方案，将原来固定式结构的机械手臂改为了活动式结构，因此可通过调节X轴方向和Y轴方向的转动自由度来保证接料盘与棒料端面有良好的面接触，从而使接料盘在摩擦力的作用下与晶体棒料同步转动；彻底克服了晶片在即将被切断时，因处于悬空状态容易被拉断或扭断而在端面芯部残留凸台或凹坑的缺陷。



[0010]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是图1中的C处放大图；
图4是图1中的A— A剖视图；
图5是图2中的C一C剖视图；
图6是图2中的B— B剖视图。
[0011]图中:电机1、导轨座2、横臂3、芯轴4、晶棒5、遮光片6、接料盘7、光电传感器8、锁紧螺钉9、第二销轴10、直臂11、第二腰形孔12、调节丝杠13、安装座14、拉簧15、调节螺钉16、溜板17、丝杠18、锁紧螺栓19、第一腰形孔20、第一销轴21、橡胶圈22、连接轴23、轴形螺母24。

[0012]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明:
在图1?6中，导轨座2上固定有丝杠18、以及驱动该丝杠转动的电机1，通过丝杠螺母与丝杠18配合的溜板17可在导轨座2上作上下运动；溜板17上有机械手臂。该机械手臂由通过第一销轴21设在溜板17上的直臂11、穿过设在该直臂上的第一腰形孔20而固定在溜板17上的锁紧螺栓19、设在该锁紧螺栓19上的锁紧螺母(图中未标示出)、通过第二销轴10与溜板17铰接的横臂3、通过轴承设在该横臂上的接料盘7、固定在直臂11上的锁紧螺钉9构成。
[0013]为了便于调节，在溜板17与直臂11之间设有第一调节机构；该第一调节机构由固定在溜板17与直臂11之间的拉簧15、固定在溜板17上与直臂11接触的调节螺钉16构成；转动调节螺钉16即可通过直臂11调节整个机械手臂沿X轴方向的转动自由度。同理，为了能够方便调节沿Y轴方向的转动自由度，在机械手臂上设有第二调节机构；该第二调节机构由设在直臂11上的第二腰形孔12、固定在直臂11上的安装座14、设在该安装座中的轴形螺母24、固定在横臂3上的另一个安装座14 (图中未标示出)、设在该安装座中的连接轴23、穿过第二腰形孔12 —端与轴形螺母24配合另一端与连接轴23活动连接的调节丝杠13构成。显然，轴形螺母24也可以直接铰接在直臂11上；同理，连接轴23也可以直接铰接在横臂3上。
[0014]为了便于控制溜板17向上的运动行程、避免机械手臂将棒料碰坏，在横臂3上固定有与控制器(图中未示出)电连接的光电传感器8 ;在接料盘7上固定有遮光片6。
[0015]为了便于控制接料盘7与晶棒5端面接触的力度，同时也为了增大摩擦力、保证接料盘7与晶棒5同步转动，在接料盘7上固定有橡胶圈22。
[0016]工作原理:切割时将晶棒5固定在芯轴4上，转动调节螺钉16即可顶动直臂11带动横臂3绕第一销轴21转动，直至接料盘7在X轴方向与晶棒5的端面平行，然后将锁紧螺母锁死。转动调节丝杠13即可通过连接轴23带动横臂3在一定范围内绕第二销轴10上下摆动，当接料盘7在Y轴方向与晶棒5的端面平行时，然后通过锁紧螺钉9将横臂3锁死即可；在调节过程中，调节杆13可绕轴形螺母24的轴线上下摆动。启动电机1，丝杠18即可通过溜板17带动机械手臂向上运动；当橡胶圈22与晶棒5接触时，接料盘7便会在摩擦力的作用下与晶棒5同步转动；接料盘7上的遮光片6转到光电传感器8的位置时，该光电传感器会将信号传递给控制系统，控制系统立即发出停止指令，电机I停止转动，溜板17停止运动。胶圈22的微变形可以有效保护晶棒5不被损害。为了避免当晶棒5被切割到靠近轴线时而被扭断，在晶棒5快被切断而又足以承受扭断力时的尺寸时，控制系统指令芯轴4停止旋转，而切割仍然在进行，直至晶片被切断。由于有接料盘7托住晶棒5的底部，因此能有效避免了晶片(需切下部分)与晶棒5之间被拉断或扭断发生。如果出现晶棒5端面与轴线不垂直的情况，在切第一刀时胶圈便不能与晶棒5下端面形成良好接触，从而有可能影响第一刀切割效果。如果出现这种情况，则可通过转动调节螺钉16和调节丝杠13来实现接料盘胶圈与晶棒下端面的有效接触，从而保证第一刀的切割效果。