CN110153859A - 一种全自动研磨机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及研磨技术领域，具体涉及一种全自动研磨机。包括：底座、电控箱组件和研磨总成，所述电控箱组件和所述研磨总成均设置在所述底座上，其特征在于，所述研磨总成包括：用以固定工件的转盘组件、气悬浮垫盘、转运组件、打磨组件、刷洗盘组件和检测组件，所述转盘组件设置在底座上，所述转盘组件上具有装卸工位、粗加工工位和精加工工位，所述气悬浮垫盘设置在转盘组件与底座之间，所述转盘组件与驱动电机传动连接，所述驱动电机通过升降组件与底座固定连接。本发明通过采用研磨和测厚同时进行，缩短检测时间提升加工效率，通过设置气悬浮垫盘配合定位组件能够将转盘进行转动使得转台实现精准定位进行加工。

Description

一种全自动研磨机

技术领域

本发明涉及研磨技术领域，具体涉及一种全自动研磨机。

背景技术

优质硅片是制造太阳能电池的原始材料，为了使硅片平整，并消除切割过程中所造成的损伤，获得完美的衬底材料，硅片必须要经过研磨，才有可能制出合格的器件，因此，硅片研磨机是太阳能电池硅片制造领域中必不可少的一种装置。现有的大尺寸研磨机具有一定缺陷，1、不能实现完全自动化，2、对于大尺寸硅片研磨后需要进行检测工程会比较繁琐，3、流水线式硅片研磨方式不易进行精准定位，4、高速研磨对驱动电机要求比较高，造价比较高昂。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足和缺陷，提供一种盘式全自动硅片自动研磨机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种全自动研磨机，包括：底座、电控箱组件和研磨总成，所述电控箱组件和所述研磨总成均设置在所述底座上，所述研磨总成包括：用以固定工件的转盘组件、气悬浮垫盘、用以转运工件的转运组件、用以打磨工件的打磨组件、用以清洗转盘的刷洗盘组件和用以检测工件厚度的检测组件，所述转盘组件设置在底座上，所述转盘组件上具有装卸工位、粗加工工位和精加工工位，所述气悬浮垫盘设置在转盘组件与底座之间，所述转盘组件与驱动电机传动连接，所述驱动电机通过升降组件与底座固定连接。

具体的，所述转盘组件包括：转盘、设置在转盘上的转台、驱动转台转动的转台电机，所述转台电机设置在转盘底部，所述驱动电机与转盘固定连接，所述转台上还设有真空吸附装置，所述真空吸附装置通过旋转接头与气泵连通。

具体的，底座通过定位组件与转盘进行定位。

具体的，所述底座上安装有设置有滑轨的支架，所述转运组件包括入料机械手和出料机械手，所述入料机械手和所述出料机械手均与滑轨滑动连接，所述入料机械手包括：与滑轨滑动连接的第一横向驱动机构，与第一横向驱动机构固定设置的第一升降机构，与第一升降机构固定连接的第一转向机构，与转向机构固定连接的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸水平设置，所述第一伸缩气缸端部设有入料吸附装置；所述出料机械手包括：与滑轨滑动连接的第二横向驱动机构，与第二横向驱动机构固定设置的第二升降机构，与第二升降机构固定连接的第二转向机构，与转向机构固定连接的第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸水平设置，所述第二伸缩气缸端部设有出料吸附装置。

具体的，所述底座上设有入料放置台和出料放置台，所述入料放置台到第一转向机构转轴的距离等于装卸工位到第一转向机构转轴的距离，所述出料放置台到第二转向机构转轴的距离等于装卸工位到第二转向机构转轴的距离。

具体的，其特征在于所述底座上还安装有转运机器人，所述底座上还设有防护壳，所述防护壳外设有存料台，所述存料台防护壳固定设置。

具体的，所述打磨组件包括：粗磨气浮平台和精磨气浮平台，所述粗磨气浮平台包括粗磨气浮座、安装在粗磨气浮座上的粗磨升降气缸、固定在粗磨升降气缸端部的粗磨电机和设置在粗磨电机端部的粗磨盘，所述粗磨盘、粗磨电机和粗磨升降气缸均设置在粗加工工位上方；所述精磨气浮平台包括精磨气浮座、安装在精磨气浮座上的精磨升降气缸、固定在精磨升降气缸端部的精磨电机和设置在精磨电机端部的精磨盘，所述精磨盘、精磨电机和精磨升降气缸均设置在精加工工位上方。

具体的，所述刷洗盘组件设置在装卸工位正上方，所述刷洗盘组件包括：与滑轨滑动连接的第三横向驱动机构、与第三横向驱动机构固定设置的第三升降机构及设置在第三升降机构端部的刷洗盘。

具体的，所述检测组件包括粗磨测厚仪和精磨测厚仪，所述粗磨测厚仪设置在粗加工工位旁的底座上，所述精磨测厚仪设置在精加工工位旁的底座上。

具体的，粗磨盘打磨产品时所述粗磨盘至少覆盖产品的一条半径，精磨盘打磨产品时所述精磨盘至少覆盖产品的一条半径，所述粗磨测厚仪的粗磨检测端与粗磨盘并列设置在粗加工工位上方，所述精磨测厚仪的精磨检测端与精磨盘并列设置在精加工工位上方。

本发明相比现有技术包括以下优点及有益效果：

(1)本发明通过采用研磨和测厚同时进行，缩短检测时间提升加工效率，通过设置气悬浮垫盘配合定位组件能够将转盘进行转动使得转台实现精准定位进行加工。

(2)本发明通过产品和打磨组件都进行转动，转台与打磨组件相对的速度达到要求速度，相比于单个部件进行转动对电机的要求较低，造价相对较低。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明的整体结构的俯视图。

图3为本发明研磨总成的结构图。

图4为本发明研磨总成的俯视图。

图5为本发明转盘组件的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1至图5所示，一种全自动研磨机，包括：底座1、电控箱组件3和研磨总成4，所述电控箱组件3和所述研磨总成4均设置在所述底座1上，所述研磨总成4包括：用以固定工件的转盘组件6、气悬浮垫盘5、用以转运工件的转运组件7、用以打磨工件的打磨组件8、用以清洗转盘的刷洗盘组件9和用以检测工件厚度的检测组件10，所述转盘组件6设置在底座1上，所述转盘组件6上具有装卸工位61、粗加工工位62和精加工工位63，所述气悬浮垫盘5设置在转盘组件6与底座1之间，所述转盘组件6与驱动电机11传动连接，所述驱动电机11通过升降组件与底座1固定连接。通过在转盘组件6上设置三个工位，通过转动转盘能够将将产品切换至三个不同的工位上，方便对产品进行不同工序的动作，通过气悬浮垫盘5掉转盘组件6进行抬升，升降组件对驱动电机11进行抬升，抬升后能够使得转盘组件6和底座1分离，电机能够更加方便的驱动转盘组件6进行转动，也方便在底座1上安装定位转盘组件6的定位组件，保证产品能够精准的放置在工位上。

具体的，所述转盘组件6包括：设置在底座1上的转盘64、设置在转盘64上的转台65、驱动转台65转动的转台电机66，所述转台电机66设置在转盘64底部，所述驱动电机11与转盘64固定连接，所述转台65上还设有真空吸附装置67，所述真空吸附装置67通过旋转接头68与气泵连通。所述气悬浮垫盘5设置在转盘64和底座1之间，转盘轴心设有中心轴19，转盘以中心轴19为轴心进行转动，所述转台65上设有产品放置槽，所述产品放置槽边缘设有定位倒角，所述驱动电机11通过皮带与转盘64转动连接。设置产品放置槽能够将产品放置在产品放置槽内，通过设置定位倒角，当产品与产品放置槽有一定误差时定位倒角能够将产品落入产品放置槽内，保证产品的精准定位。所述转台65数量为三个以上，所述驱动电机11的数量与转台65的数量相同，通过设置三个以上转台65，能够实现多工位同时运作，提高加工效率。

所述转台电机66通过气浮平台组件驱动转台65转动，所述气浮平台组件包括：轴承传动件69、轴承座70和连接轴71，所述轴承转动件上端与转台65固定连接，所述轴承传动件69下端与连接轴71固定连接，所述转台电机66与连接轴71传动连接，所述轴承传动件69内设有环形槽，所述轴承座70套设在环形槽内限制轴承传动件69轴向移动和径向移动，所述轴承座70上设有通向轴承传动件69的通气管72，通气管72与分离气泵连通，当转台电机66驱动轴承传动件69转动时，分离气泵向轴承座70的通气管72通入高压气体，使得轴承转动件与轴承座70彼此悬浮产生0.007-0.01mm空气间隙，进而使得轴承座70上的震动不会传送至轴承转动件上，进而使得转台65的震动大大减小，能够达到高精度精磨的要求；所述转台65、所述轴承传动件69和连接轴71的轴心上均设有用以抽取真空吸附装置67气体的抽气孔，所述连接轴71下端部连接有气动连接转向接头，连接轴71下端通过旋转接头68与气泵连接，使得气泵能够同抽气孔对真空吸附装置67进行抽气，保证产品在真空吸附装置67上。

具体的，底座1通过定位组件与转盘64进行定位。所述定位组件为设置在底座1上的定位销，所述转盘64上设有与定位销配合的定位孔，所述定位销端部有倒角，所述定位孔入口处也设有倒角。定位销配合定位孔能够实现转盘64与底座1精准定位，通过在定位销端部设置倒角，定位孔入口设置倒角，当转盘64停止转动时和底座1具有一定误差也能够通过倒角实现位置校正。

具体的，所述底座1上安装有设置有滑轨的支架，所述转运组件7包括入料机械手76和出料机械手77，所述入料机械手76和所述出料机械手77均与滑轨滑动78连接，所述入料机械手76包括：与滑轨滑动78连接的第一横向驱动机构，与第一横向驱动机构固定设置的第一升降机构，与第一升降机构固定连接的第一转向机构，与转向机构固定连接的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸水平设置，所述第一伸缩气缸端部设有入料吸附装置；所述出料机械手77包括：与滑轨滑动78连接的第二横向驱动机构，与第二横向驱动机构固定设置的第二升降机构，与第二升降机构固定连接的第二转向机构，与转向机构固定连接的第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸水平设置，所述第二伸缩气缸端部设有出料吸附装置。所述出料吸附装置包括缓冲板和吸附板，所述第二伸缩气缸与缓冲板固定连接，所述缓冲板和吸附板滑动连接，所述缓冲板和吸附板之间设有压缩弹簧，所述缓冲板直径大于产品直径，所述缓冲板上环形阵列分布有多个真空吸附接头，真空吸附接头通过气管与气泵连接，到圆心距离相等的真空吸附接头组成一组吸附接头组，所述吸附板上设有多组真空吸附接头组。由于加工完成后的产品表面比较光滑，通过设置多个真空吸附接头能够保证能够将产品吸附，通过设置多组真空吸附接头组能够适应不同直径的产品，并且不同直径的产品能够对应的真空吸附接头组数也不一样，在不更换出料吸附装置的情况下能够按需吸附。

具体的，所述底座1上设有入料放置台101和出料放置台102，所述入料放置台101到第一转向机构转轴的距离等于装卸工位61到第一转向机构转轴的距离，所述出料放置台102到第二转向机构转轴的距离等于装卸工位61到第二转向机构转轴的距离。第一转向机构只需转动即可在入料放置台101和装卸工位61来回转运，第二转向机构只需转动即可在出料放置台102和装卸工位61来回转运，更加精准方便。

具体的，其特征在于所述底座1上还安装有转运机器人2，所述底座1上还设有防护壳，所述防护壳外设有存料台，所述存料台防护壳固定设置。通过设置转运机器人2和存料台，工作人员只需将待加工工件放置在存料台上，转运机器人2会将带加工工件转运至入料放置台101，并且将出料放置台102上的已加工工件转运出至存料台上，工作人员无需直接将待加工工件放置在入料放置台101上，提高了安全系数。

具体的，所述打磨组件8包括：粗磨气浮平台81和精磨气浮平台82，所述粗磨气浮平台81包括粗磨气浮座、安装在粗磨气浮座上的粗磨升降气缸、固定在粗磨升降气缸端部的粗磨电机和设置在粗磨电机端部的粗磨盘，所述粗磨盘、粗磨电机和粗磨升降气缸均设置在粗加工工位62上方；所述精磨气浮平台82包括精磨气浮座、安装在精磨气浮座上的精磨升降气缸、固定在精磨升降气缸端部的精磨电机和设置在精磨电机端部的精磨盘，所述精磨盘、精磨电机和精磨升降气缸均设置在精加工工位63上方。粗磨升降气缸只需通过升降即可控制粗磨盘的进给量，精磨升降气缸只需通过升降即可控制精磨盘的进给量。

具体的，所述刷洗盘组件9设置在装卸工位61正上方，所述刷洗盘组件9包括：与滑轨滑动78连接的第三横向驱动机构、与第三横向驱动机构固定设置的第三升降机构及设置在第三升降机构端部的刷洗盘。刷洗盘能够对转台65进行刷洗清洁。

具体的，所述检测组件10包括粗磨测厚仪105和精磨测厚仪106，所述粗磨测厚仪105设置在粗加工工位62旁的底座1上，所述精磨测厚仪106设置在精加工工位63旁的底座1上。所述粗磨测厚仪105具有粗磨测厚安装座和粗磨检测臂，所述粗磨检测臂与安装座转动连接，所述精磨测厚仪106具有精磨测厚安装座和精磨检测臂，所述精磨检测臂与安装座转动连接。

具体的，粗磨盘打磨产品时所述粗磨盘至少覆盖产品的一条半径，精磨盘打磨产品时所述精磨盘至少覆盖产品的一条半径，当转台65与粗磨盘同时进行转动时粗磨盘无需移动即可将产品进行粗磨，当转台65与精磨盘同时进行转动时精磨盘无需移动即可将产品进行精磨，所述粗磨测厚仪105的粗磨检测端与粗磨盘并列设置在粗加工工位62上方，所述精磨测厚仪106的精磨检测端与精磨盘并列设置在精加工工位63上方。能够实现打磨和检测同时进行，提高了检测效率和加工效率。

本发明的具体实施过程如下：

1)工作人员将待加工产品放置在存料台上，转运机器人2将存料台的待加工组件转运至入料放置台101上，气悬浮垫盘5升起，升降组件同时将驱动电机11升起，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔分离，驱动电机11通过皮带将空转台65转动至装卸工位61上，气悬浮垫盘5下降，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔配合实现精准定位；

2)入料机械手76将入料放置台101上的待加工工件吸附转运至装卸工位61上的转台65上，转台65上的真空吸附装置67开始工作将待加工工件吸附在转台65上；

3)气悬浮垫盘5升起，升降组件同时将驱动电机11升起，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔分离，驱动电机11通过皮带将固定有待加工工件的转台65转动至粗加工工位62上，同时另一个空转台65转至装卸工位61上，气悬浮垫盘5下降，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔配合实现精准定位；

4)粗加工工位62内的转台电机66驱动固定有待加工产品的转台65转动，同时粗磨电机带动粗磨盘开始转动，粗磨升降气缸下降的粗磨盘对待加工产品进行粗磨，粗磨测厚仪105实时对产品进行测厚，同时入料机械手76重复步骤2)，当粗磨测厚仪105检测到产品达到粗磨需要的厚度时粗磨升降气缸上升使得粗磨盘与待加工产品分离，粗磨电机和转台电机66停止转动；

5)气悬浮垫盘5升起，升降组件同时将驱动电机11升起，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔分离，驱动电机11通过皮带将固定有待加工工件的转台65转动至粗加工工位62上，粗加工工位62上的转台65转动至精加工工位63，同时一个空转台65转至装卸工位61上，气悬浮垫盘5下降，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔配合实现精准定位；

6)精加工工位63内的转台电机66驱动固定有待加工产品的转台65转动，同时精磨电机带动精磨盘开始转动，精磨升降气缸下降的精磨盘对待加工产品进行精磨，精磨测厚仪106实时对产品进行测厚，同时重复步骤4)，当精磨测厚仪106检测到产品达到精磨需要的厚度时精磨升降气缸上升使得精磨盘与待加工产品分离，精磨电机和转台电机66停止转动；

7)气悬浮垫盘5升起，升降组件同时将驱动电机11升起，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔分离，驱动电机11通过皮带将固定有待加工工件的转台65转动至粗加工工位62上，粗加工工位62上的转台65转动至精加工工位63，精加工工位63上的转台65转至装卸工位61上，气悬浮垫盘5下降，使得底座1上的定位销与转盘64上的定位孔配合实现精准定位；

8)转台65上的真空吸附装置67停止工作，出料机械手77将已加工的产品转运至出料放置台102上，并且重复步骤6)，转运机器人2将放置台上的已加工产品转运至存料台上，工作人员再将存料台上的已加工产品运走；

9)往复循环步骤7)和步骤8)进行加工；

10)当所有待打磨产品均已打磨时，入料机械手76不进行转运，没有待加工产品的转台65粗磨气浮平台81和精磨气浮平台82不对转台65进行工作，直至转盘64上所有产品均被出料机械手77和转运机器人2转运出，全自动研磨机停止工作。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种全自动研磨机，包括：底座、电控箱组件和研磨总成，所述电控箱组件和所述研磨总成均设置在所述底座上，其特征在于，所述研磨总成包括：用以固定工件的转盘组件、气悬浮垫盘、用以转运工件的转运组件、用以打磨工件的打磨组件、用以清洗转盘的刷洗盘组件和用以检测工件厚度的检测组件，所述转盘组件设置在底座上，所述转盘组件上具有装卸工位、粗加工工位和精加工工位，所述气悬浮垫盘设置在转盘组件与底座之间，所述转盘组件与驱动电机传动连接，所述驱动电机通过升降组件与底座固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述转盘组件包括：转盘、设置在转盘上的转台、驱动转台转动的转台电机，所述转台电机设置在转盘底部，所述驱动电机与转盘固定连接，所述转台上还设有真空吸附装置，所述真空吸附装置通过旋转接头与气泵连通。

3.根据权利要求2所述的一种全自动研磨机，其特征在于：底座通过定位组件与转盘进行定位。

4.根据权利要求1所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述底座上安装有设置有滑轨的支架，所述转运组件包括入料机械手和出料机械手，所述入料机械手和所述出料机械手均与滑轨滑动连接，所述入料机械手包括：与滑轨滑动连接的第一横向驱动机构，与第一横向驱动机构固定设置的第一升降机构，与第一升降机构固定连接的第一转向机构，与转向机构固定连接的第一伸缩气缸，所述第一伸缩气缸水平设置，所述第一伸缩气缸端部设有入料吸附装置；所述出料机械手包括：与滑轨滑动连接的第二横向驱动机构，与第二横向驱动机构固定设置的第二升降机构，与第二升降机构固定连接的第二转向机构，与转向机构固定连接的第二伸缩气缸，所述第二伸缩气缸水平设置，所述第二伸缩气缸端部设有出料吸附装置。

5.根据权利要求4所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述底座上设有入料放置台和出料放置台，所述入料放置台到第一转向机构转轴的距离等于装卸工位到第一转向机构转轴的距离，所述出料放置台到第二转向机构转轴的距离等于装卸工位到第二转向机构转轴的距离。

6.根据权利要求5所述的一种全自动研磨机，其特征在于：其特征在于所述底座上还安装有转运机器人，所述底座上还设有防护壳，所述防护壳外设有存料台，所述存料台防护壳固定设置。

7.根据权利要求1所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述打磨组件包括：粗磨气浮平台和精磨气浮平台，所述粗磨气浮平台包括粗磨气浮座、安装在粗磨气浮座上的粗磨升降气缸、固定在粗磨升降气缸端部的粗磨电机和设置在粗磨电机端部的粗磨盘，所述粗磨盘、粗磨电机和粗磨升降气缸均设置在粗加工工位上方；所述精磨气浮平台包括精磨气浮座、安装在精磨气浮座上的精磨升降气缸、固定在精磨升降气缸端部的精磨电机和设置在精磨电机端部的精磨盘，所述精磨盘、精磨电机和精磨升降气缸均设置在精加工工位上方。

8.根据权利要求5所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述刷洗盘组件设置在装卸工位正上方，所述刷洗盘组件包括：与滑轨滑动连接的第三横向驱动机构、与第三横向驱动机构固定设置的第三升降机构及设置在第三升降机构端部的刷洗盘。

9.根据权利要求7所述的一种全自动研磨机，其特征在于：所述检测组件包括粗磨测厚仪和精磨测厚仪，所述粗磨测厚仪设置在粗加工工位旁的底座上，所述精磨测厚仪设置在精加工工位旁的底座上。

10.根据权利要求9的一种全自动研磨机，其特征在于：粗磨盘打磨产品时所述粗磨盘至少覆盖产品的一条半径，精磨盘打磨产品时所述精磨盘至少覆盖产品的一条半径，所述粗磨测厚仪的粗磨检测端与粗磨盘并列设置在粗加工工位上方，所述精磨测厚仪的精磨检测端与精磨盘并列设置在精加工工位上方。