一种圆弧形石英板的自动化生产设备及其加工方法与流程

本发明属于石英玻璃加工，尤其涉及一种圆弧形石英板的自动化生产设备及其加工方法。

背景技术：

1、石英玻璃因具有高硬度、高纯度、低热膨胀系数和良好的电绝缘性等特性，被广泛的应用于电子工业、光学工业、生物医疗工业、航天工业等领域。随着半导体设备制造行业的迅速发展，对石英玻璃产品的需求也越来越大，然而对于石英玻璃产品的加工工艺要求非常严苛，特别是制作的圆弧形石英材料。

2、目前制作圆弧形石英材料主要有两种加工方法，其一是通过机械加工，在整块石英碇上进行切割，以制作所需半径尺寸的圆弧形石英板材。然而，由于所需的切削量较大，这种方法会造成大量材料的浪费。此外，加工周期也较长，需要单台机床连续工作很长时间才能完成所需弧形板的加工。这导致了较高的材料和设备成本。

3、另一种则是通过机械加工，在石英碇上切割出较厚的石英平板，然后使用焊枪进行精烧软化，辅以简单的治具将平板一端压紧。同时，在底部放置专用的石墨治具，其形状与所需圆弧板的形状相吻合。工作人员手动对平板进行弯曲，使石英板的弯曲形状与底部的石墨治具形状相匹配，从而完成所需产品的加工。这种方法可以大大节约机械加工所需的时间，并减少材料的使用。然而，由于是由工人手动精烧软化和弯曲，产品的质量不稳定，无法精确地弯曲出所需的圆弧半径和形状。因此，为了保证尺寸精度，仍然需要后续的机械加工切削，这增加了加工成本。此外，平板下料过程中需要留出后续加工的余量，导致材料浪费。同时，弯曲过程中，由于一端固定进行弯曲，会导致石英板在厚度上的拉伸形变。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种自动化、且能够保证尺寸精度的圆弧形石英板生产设备及其加工方法，这种生产设备能解决目前存在的问题，如加工精度、加工周期、材料浪费和加工成本等方面的不足。

2、为实现上述目的，提供如下技术方案：一种圆弧形石英板的自动化生产设备，包括机架，所述机架上具有工作台，其中，还包括设置于所述工作台上的

3、底托组件，用于承载石英板，且石英板在其宽度方向上被所述底托组件限位，石英板在其长度方向上能够在底托组件上移动；

4、精烧组件，用于对石英板在竖直方向上进行精烧使其软化；

5、弯曲组件，用于带动软化后的石英板做圆弧运动，使石英板进行弯曲；

6、以及控制单元，用于控制所述精烧组件和弯曲组件。

7、在本技术方案中，该自动化生产设备相比传统手动生产方式，具有自动化高效、生产精度高、缺陷率低、节省成本、支持大规模生产等优势。

8、在上述技术方案中，进一步的，所述弯曲组件包括：

9、转轴，设置于所述工作台上；

10、旋转连杆，一端与所述转轴相连，另一端设置有夹头，所述夹头用于夹紧石英板；以及

11、恒力驱动部，以恒力驱动所述转轴转动，并带动旋转连杆旋转，以对石英板施加其在软化后能够进行弯曲的恒力。

12、在本技术方案中，通过恒力驱动部带动转轴转动，而且在恒力的作用下，使得石英板不会受力不均匀，造成断裂，进而提高石英板的弯折精度以及合格率。

13、在上述任一技术方案中，进一步的，所述转轴能够在所述旋转连杆的长度方向可调节设置，以改变所述旋转连杆的旋转中心，进而调整石英板的弯曲半径。

14、所述工作台上设置有能够在其上滑动的滑动座，所述转轴沿竖直方向设置于所述滑动座上，所述转轴与所述旋转连杆之间通过第一调节件相连；

15、其中，所述旋转连杆上有沿其长度方向开设的滑槽，所述转轴的上端具有内螺纹，所述第一调节件为穿过所述滑槽后与所述转轴的内螺纹螺纹连接的第一螺杆把手。

16、在本技术方案中，针对不同的圆弧形石英板，其宽度大小以及弯折半径均不一样，基于此，为能够加工出弯折直径不同的圆弧形石英板，进行了如下改进，转轴能够在旋转连杆的长度方向可调节设置，以改变旋转连杆的旋转中心，进而调整石英板的弯曲半径。

17、在上述任一技术方案中，进一步的，所述恒力驱动部包括：

18、第一电机，由所述控制单元控制，所述第一电机的输出轴与所述转轴相连；

19、以及扭矩限制器，设置于所述第一电机上，用于控制所述第一电机的输出扭矩。

20、在本技术方案中，不仅方便线路的布设，而且减少制作的零部件。

21、在上述任一技术方案中，进一步的，所述底托组件包括：

22、直线导向块，所述直线导向块上开设有供石英板插入的u形槽；

23、第一底托垫块，设置于所述工作台上，所述第一底托垫块与所述u形槽的底部共同为石英板提供支撑；以及

24、第二调节件，设置于所述直线导向块上，用于调节所述u形槽的槽宽，以对石英板在其宽度方向被限位；

25、其中，所述精烧组件用于对石英板在所述直线导向块和第一底托垫块之间的区域进行精烧。

26、在本技术方案中，底托组件是用于对石英板起到支撑的作用，通过设置直线导向块以及第一底托垫块后，使得石英板在受到外力后，能够进行平稳的移动。

27、在上述任一技术方案中，进一步的，所述底托组件还包括：

28、第二底托垫块，活动的设置于所述工作台上，用于为弯折的石英板提供支撑；

29、以及驱动部，用于驱动所述第二底托垫块移动；

30、其中，所述驱动部由所述控制单元控制，在石英板被所述精烧组件精烧软化，且被所述弯曲组件弯曲一定长度后，所述控制单元控制所述驱动部运行，使所述第二底托垫块向所述第一底托垫块和夹头之间移动，直至所述第二底托垫块位于石英板在所述第一底托垫块和夹头之间的区域的底部，并托住石英板。

31、在本技术方案中，当弯曲组件带动石英板弯曲到一定长度后，为避免软化后的石英板在自身重力作用下向下弯曲变形，为此设置有可移动的第二底托垫块，通过第二底托垫块来对石英板弯曲的部分进行支撑。当弯曲组件带动石英板弯曲到一定长度后，为避免软化后的石英板在自身重力作用下向下弯曲变形，为此设置有可移动的第二底托垫块，通过第二底托垫块来对石英板弯曲的部分进行支撑。

32、在上述任一技术方案中，进一步的，所述底托组件还包括：

33、牵引部，设置于所述直线导向块的前侧，在所述弯曲组件带动软化后的石英板做圆弧运动的同时，所述牵引部以恒力推动石英板移动。

34、在本技术方案中，由于石英板只受到了弯曲组件的牵引外力，因此在石英板软化后，弯曲组件在弯曲石英板的过程中，还会对石英板有个拉伸的作用，因此容易导致弯曲的石英板被拉伸变形，进而影响所生产的圆弧形石英板的精度，为此，还设置有牵引部。

35、在上述任一技术方案中，进一步的，所述底托组件还包括：

36、导向部，设置于所述直线导向块的前侧，在石英板受到外力移动时，用于引导其做直线运动。

37、在本技术方案中，在石英板受到弯曲组件的外力后，其会有一个弯曲方向上的受力，因此会导致石英板并不是沿着直线进行移动，最后会导致所加工出的圆弧形石英板的圆弧精度较低，为此设置有导向部，通过导向部来石英板做直线运动。

38、在上述任一技术方案中，进一步的，所述精烧组件包括：

39、喷枪，具有两组，并对称设置，石英板位于两喷枪之间；

40、导向杆，具有两根，且均沿竖直方向活动设置于所述工作台上，两所述喷枪分别设置于两所述导向杆上；

41、连接横杆，用于将两所述导向杆相连；

42、第三电机，设置于所述机架上；

43、旋转盘，设置于所述第三电机的输出轴上，所述旋转盘上设置有偏心凸起；

44、以及曲柄，一端与所述偏心凸起相连，另一端与所述连接横杆相连。

45、在本技术方案中，在石英板弯曲过程中，需要使石英板在高度方向上，完全被精烧软化才行，而喷枪所喷射的火焰的范围一定，因此需要使得喷枪能够匀速的上下移动，从而实现对石英板的均匀精烧。为此设置有上述结构。

46、本发明的有益效果是：

47、1、该自动化生产设备相比传统手动生产方式，具有自动化高效、生产精度高、缺陷率低、节省成本、支持大规模生产等优势。

48、2、针对不同的圆弧形石英板，其宽度大小以及弯折半径均不一样，基于此，为能够加工出弯折直径不同的圆弧形石英板，进行了如下改进，转轴能够在旋转连杆的长度方向可调节设置，以改变旋转连杆的旋转中心，进而调整石英板的弯曲半径。

49、3、由于石英板只受到了弯曲组件的牵引外力，因此在石英板软化后，弯曲组件在弯曲石英板的过程中，还会对石英板有个拉伸的作用，因此容易导致弯曲的石英板被拉伸变形，进而影响所生产的圆弧形石英板的精度，为此，还设置有牵引部，在前侧弯曲组件，以及后侧的牵引部的作用下，能够完全避免这个问题，将二者的线速度设置成一致后，通过牵引部来实现对石英板的进给，通过弯曲组件来实现对石英板的弯曲。