自动化石英锭套钻设备及其使用方法与流程

专利2025-03-27  9


本发明涉及石英材料加工,具体涉及自动化石英锭套钻设备及其使用方法。


背景技术:

1、自动化石英锭套钻设备是用于在石英锭上进行钻孔的设备,这种设备通常在电子、光学、半导体等行业中广泛应用,用于制造各种精密零件和器件;

2、现有的石英锭套钻设备,在进行打孔时,例如公开号为cn111037757a的中国专利申请公开的一种用于玻璃锅盖的智能打孔系统,该系统在对玻璃进行打孔操作时,不能保持钻头受到的扭矩阻力值处于一个稳定的范围内,导致打孔时,玻璃的内壁受力不均匀,容易导致孔壁碎裂,降低了系统的打开质量。


技术实现思路

1、为了克服上述的技术问题,本发明的目的在于提供自动化石英锭套钻设备及其使用方法,以解决现有技术中,设备在对玻璃进行打孔操作时,不能保持钻头受到的扭矩阻力值处于一个稳定的范围内,导致钻头在打孔时,玻璃的内壁受力不均匀孔壁容易碎裂的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

3、本发明的第一方面提供自动化石英锭套钻设备,包括设备底座,其顶面设有可旋转的夹持机构,夹持机构用于夹持石英锭本体;

4、套钻机构,其设置在夹持机构的顶部;

5、控制模块,其装载于设备底座上,控制模块通过夹持机构的速度值来稳定套钻机构加工石英锭时的扭矩阻力值,夹持机构的速度值为夹持机构带动石英锭本体的旋转速度。

6、作为本发明进一步的方案:所述控制模块预先收集历史训练数据集合,基于历史训练数据集合,训练出预测夹持机构的速度值的机器学习模型;

7、所述控制模块实时采集石英锭本体的温度数据、套钻机构的阻力数据、压力数据以及转速数据,基于温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据使用机器学习模型预测出夹持机构的速度值;

8、所述历史训练数据集合包括n组训练数据,n为正整数,每组训练数据包括特征数据和标签数据,其中特征数据包括温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据;

9、所述温度数据为收集每组训练数据时,石英锭本体套钻位置的温度值;

10、所述阻力数据为收集每组训练数据时,套钻机构受到的扭矩阻力值;

11、所述压力数据为收集每组训练数据时,套钻机构对石英锭本体施加的压力值;

12、所述转速数据为收集每组训练数据时,套钻机构的工作转速值;

13、所述标签数据为收集每组训练数据时,夹持机构的速度值。

14、作为本发明进一步的方案:所述控制模块训练出预测夹持机构的速度值的机器学习模型的方式为:

15、将每组训练数据中的特征数据转化为特征向量,以特征向量作为机器学习模型的输入,机器学习模型对特征数据预测的速度值作为输出,以每组特征数据对应的标签数据中的速度值作为预测目标,以最小化所有预测准确度之和作为训练目标,预测准确度的计算公式为ui=(αi-βi)2,其中ui为预测准确度,αi为第i组特征数据对应的预测的速度值,βi为第i组标签数据中的速度值,对机器学习模型进行训练,直至预测准确度达到收敛时停止训练。

16、作为本发明进一步的方案:所述夹持机构包括旋转平台,设备底座的内部安装有电机,电机的输出轴与旋转平台的底面圆心位置固定连接,旋转平台的顶面设有x轴轨道和y轴轨道,y轴轨道的顶面设有夹持平台。

17、作为本发明进一步的方案:所述夹持平台包括移动台,移动台的顶面四角位置均固定连接有立柱,立柱的侧面中心位置固定连接有伸缩套,伸缩套通过伸缩杆连接有夹持块。

18、作为本发明进一步的方案:所述套钻机构包括调节座,设备底座的侧面固定连接有与调节座相匹配的调节轨道,调节座的顶部固定连接有驱动主机,驱动主机的底部设置有传动机构,传动机构的底部设置有钻头。

19、作为本发明进一步的方案:所述传动机构包括固定块和移动块,固定块固定在驱动主机的内部,驱动固定块和移动块之间安装有液压杆,固定块的内部通过轴承穿插有第一驱动轴,移动块的内部通过轴承穿插有第二驱动轴,第一驱动轴与第二驱动轴之间滑动连接。

20、作为本发明进一步的方案:所述驱动主机的顶面螺栓连接有驱动电机,驱动电机的输出轴与第一驱动轴通过联轴器连接,第二驱动轴远离第一驱动轴的一端与钻头可拆卸连接。

21、作为本发明进一步的方案:所述套钻机构上装载有传感器模块,传感器模块包括温度传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器。

22、本发明的第二方面提供用于自动化石英锭套钻设备的使用方法,包括以下步骤:

23、s1:控制模块预先收集历史训练数据集合,基于历史训练数据集合,训练出预测夹持机构的速度值的机器学习模型;

24、s2:控制模块通过传感器模块实时采集温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据;

25、s3:基于温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据使用机器学习模型预测出夹持机构的速度值;

26、s4:控制模块基于预测出夹持机构的速度值控制设备底座内部的电机,使旋转平台基于预测出夹持机构的速度值下旋转。

27、本发明的有益效果:

28、本发明中,控制模块实时采集石英锭本体的温度数据、套钻机构的阻力数据、压力数据以及转速数据,基于温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据使用机器学习模型预测出夹持机构的速度值,通过控制模块训练出的机器学习模型,可以准确预测出夹持机构的速度值,这样在套钻机构加工石英锭本体时,夹持机构通过控制速度值使石英锭本体受到的剪切力更加均匀,防止在石英锭本体上打孔时导致石英锭本体碎裂或者打孔不均匀的情况,大幅提高了自动化石英锭套钻设备的加工质量。



技术特征:

1.自动化石英锭套钻设备,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述控制模块训练出预测夹持机构(2)的速度值的机器学习模型的方式为:

3.根据权利要求2所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述夹持机构(2)包括旋转平台(21),设备底座(1)的内部安装有电机,电机的输出轴与旋转平台(21)的底面圆心位置固定连接,旋转平台(21)的顶面设有x轴轨道(22)和y轴轨道(23),y轴轨道(23)的顶面设有夹持平台(24)。

4.根据权利要求3所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述夹持平台(24)包括移动台(241),移动台(241)的顶面四角位置均固定连接有立柱(242),立柱(242)的侧面中心位置固定连接有伸缩套(243),伸缩套(243)通过伸缩杆连接有夹持块(244)。

5.根据权利要求1所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述套钻机构(3)包括调节座(31),设备底座(1)的侧面固定连接有与调节座(31)相匹配的调节轨道(11),调节座(31)的顶部固定连接有驱动主机(32),驱动主机(32)的底部设置有传动机构(33),传动机构(33)的底部设置有钻头(34)。

6.根据权利要求5所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述传动机构(33)包括固定块(331)和移动块(332),固定块(331)固定在驱动主机(32)的内部,驱动固定块(331)和移动块(332)之间安装有液压杆(333),固定块(331)的内部通过轴承穿插有第一驱动轴(334),移动块(332)的内部通过轴承穿插有第二驱动轴(335),第一驱动轴(334)与第二驱动轴(335)之间滑动连接。

7.根据权利要求6所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述驱动主机(32)的顶面螺栓连接有驱动电机(321),驱动电机(321)的输出轴与第一驱动轴(334)通过联轴器连接,第二驱动轴(335)远离第一驱动轴(334)的一端与钻头(34)可拆卸连接。

8.根据权利要求3-7任一项所述的自动化石英锭套钻设备,其特征在于,所述套钻机构(3)上装载有传感器模块,传感器模块包括温度传感器、扭矩传感器、压力传感器和转速传感器。

9.用于权利要求8所述的自动化石英锭套钻设备的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了自动化石英锭套钻设备及其使用方法,涉及石英材料加工技术领域,包括设备底座,其顶面设有可旋转的夹持机构,夹持机构用于夹持石英锭本体,在夹持机构的顶部设置有套钻机构,在设备底座上装载有控制模块,控制模块预先收集历史训练数据集合,基于历史训练数据集合,训练出预测夹持机构的速度值的机器学习模型;控制模块实时采集石英锭本体的温度数据、套钻机构的阻力数据、压力数据以及转速数据,基于温度数据、阻力数据、压力数据和转速数据使用机器学习模型预测出夹持机构的速度值;通过机器学习模型准确预测出夹持机构的速度值,使石英锭本体受到的剪切力更加均匀,大幅提高了自动化石英锭套钻设备的加工质量。

技术研发人员:陈佳宇,孙纬佳,周韦军,周文华
受保护的技术使用者:上海强华实业股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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