CN110732732B - 一种闭合环线切断机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种闭合环线切断机床，包括主机机床和分别设置在所述主机机床两侧的上料机床和下料机床，所述主机机床靠近所述下料机床的一侧设有至少一个工作单元，所述工作单元包括工作立柱、安装在所述工作立柱上并驱动所述工作立柱运动的水平进给单元、安装在所述工作立柱上的垂直进给单元、安装在所述垂直进给单元上的切割单元和安装在所述工作立柱上的下料搬运单元；所述切割单元采取环线切割。环线的使用成本降低。减少了两套收放线装置，以及排线机构，降低了设备成本，下料搬运单元与切割单元同步水平运动，切割完后下料搬运单元直接将切割完的硅棒搬运至下料机床，增加了工作效率。

Description

一种闭合环线切断机床

技术领域

本发明涉及一种硅棒切割机床，具体地说是一种闭合环线切断机床。

背景技术

目前，硅棒的切割机床多数采用金刚线切断机床进行切割，金刚线切断机是用金刚线将一根长硅棒，按照需要截断成短的硅棒。目前金刚线切断机的运线机构有如下部件组成：放线轮支撑装置，放线轮组，排线装置，张力控制装置，张力轮机构，过轮机构，收线轮装置，收线轮支撑。运线原理是：收、放线轮支撑带动收、放线轮旋转，放线轮上的金刚线，经排线轮、张力轮，通过两个主切割轮，再经过收线轮装置，将钢线经过排线轮、张力轮最后到收线轮上。这种运线结构复杂，成本高，安装收放线轮繁琐。断线处理相对麻烦，尤其是被切割工件表面精度相对较低。而且现在的切割机床为整根硅棒依次切割，硅棒切割完一部分，进料装置将硅棒向前搬运一部分，整体切割速度慢，且因进料装置的频繁搬运切割精度受到影响。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种硅棒切割机床。本发明采用的技术手段如下：

一种闭合环线切断机床，包括主机机床和分别设置在所述主机机床两侧的上料机床和下料机床，所述上料机床包括上料台和用于将所述上料台上的硅棒输送至所述主机机床的上料搬运单元；

所述主机机床靠近所述下料机床的一侧设有至少一个工作单元，所述工作单元包括工作立柱、安装在所述工作立柱上并驱动所述工作立柱沿所述主机机床长度方向运动的水平进给单元、安装在所述工作立柱上的垂直进给单元、安装在所述垂直进给单元上用于切割硅棒的切割单元和安装在所述工作立柱上用于夹取所述切割单元切割后的硅棒，并将切割后的硅棒输送至所述下料机床的下料搬运单元；

所述切割单元包括主动轮、两个过轮、金刚线和驱动所述主动轮运动的主动轮驱动电机，所述金刚线依次经过所述主动轮和两个所述过轮形成闭合环线，所述主动轮与两个所述过轮中的一个过轮平行设置，且所述主动轮与此过轮的轴心连线垂直于所述主机机床的长度方向，并与所述主机机床所在平面平行。

所述切割单元还包括固定板，所述主动轮和所述过轮均安装在所述固定板靠近所述下料搬运单元的一侧，所述主动轮驱动电机安装在所述固定板远离所述下料搬运单元的一侧，且所述主动轮驱动电机的输出轴穿过所述固定板与所述主动轮连接；所述固定板上安装有调整所述金刚线涨紧程度的涨紧调节装置，所述涨紧调节装置包括安装在所述固定板远离所述下料搬运单元一侧的重锤，所述重锤的顶端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与转轴的一端固定连接，所述转轴的另一端穿过所述固定板与安装在所述固定板靠近所述下料搬运单元一侧的摆臂的一端固定连接，所述摆臂的另一端与张力轮转动连接，且所述张力轮与所述金刚线连接。

所述主机机床靠近所述下料机床的一侧设有两个所述工作单元，且两个所述工作单元分别设置在所述主机机床长度方向的两端。

所述下料搬运单元包括竖直安装在所述工作立柱上的转动轴、与所述转动轴的外壁固定连接的旋转架、固定在所述转动轴外壁上的转动轴齿轮、固定在所述工作立柱顶部的顶部气缸、固定在所述顶部气缸输出端上并与所述转动轴齿轮相配合的转动轴齿条、固定在所述工作立柱底部的底部气缸，且所述底部气缸的输出端与转动轴的底端固定连接和固定在所述旋转架远离所述转动轴一端底部的，并用于夹取切割后硅棒的下料夹爪。

所述上料搬运单元包括呈龙门形的支撑架，所述支撑架的顶部设有水平设置的上料滑轨，且所述上料滑轨的延伸方向垂直于所述主机机床的长度方向，所述上料滑轨上安装有与所述上料滑轨滑动连接的上料滑台，且所述支撑架顶部安装有驱动所述上料滑台运动的上料滑台驱动气缸，所述上料滑台驱动气缸的输出端与所述上料滑台固定连接，所述上料滑台上固定有上料提升丝杠驱动电机，且所述上料提升丝杠驱动电机连接有竖直设置的上料提升丝杠，所述上料提升丝杠的输出端上固定有提升横梁，所述提升横梁的两端分别固定有用于夹取待加工硅棒的上料夹爪。

所述水平进给单元包括设置在所述工作单元下方并与所述主机机床固定连接的水平轨道，所述工作立柱的底部固定有与所述水平轨道滑动配合的水平滑台，所述水平滑台的侧壁固定有水平电机，所述水平电机的输出轴通过水平减速器固定有水平齿轮，且所述水平轨道上固定有与所述水平齿轮相配合的水平齿条。

所述垂直进给单元包括固定在所述工作立柱内的竖直丝杠，且所述竖直丝杠的输出端与所述切割单元固定连接，所述工作立柱内固定有驱动所述竖直丝杠运动的丝杠驱动电机和丝杠减速器。

所述主机机床的顶部固定有用于支撑待加工硅棒的硅棒支撑装置。

所述硅棒支撑装置包括由软性材料形成的V型支撑槽，所述V型支撑槽的延伸方向与所述主机机床的长度方向平行。

所述硅棒支撑装置包括沿所述主机机床长度方向均匀分布的多个滚子支撑结构，所述滚子支撑结构包括支撑底座，且所述支撑底座具有V型槽，且所述V型槽的槽壁上设有用于支撑硅棒的滚轮。

使用状态下：上料夹爪夹住待加工硅棒，所述上料提升丝杠驱动电机驱动所述上料提升丝杠将上料夹爪夹取的硅棒提升，所述上料滑台驱动气缸驱动所述上料滑台沿所述上料滑轨运动至所述硅棒支撑装置上；所述水平电机驱动所述水平齿轮转动，进而在水平齿轮与所述水平齿条的带动下所述工作立柱运动至工作位置；所述竖直丝杠驱动电机驱动所述竖直丝杠运动进而将所述切割单元下降至工作位置，所述主动轮驱动电机驱动所述主动轮转动，进而所述金刚线水平的部分对待加工硅棒进行切割；待硅棒切割完成一次后，所述下料夹爪夹取切割完的硅棒，所述底部气缸驱动所述旋转架抬升，所述顶部气缸驱动所述转动轴齿条运动，进而所述转动轴齿轮转动，带动所述转动轴旋转，将所述切割完的硅棒旋转至下料机床，之后所述底部气缸驱动所述旋转架下降，将所述切割完的硅棒放在下料机床上；之后所述水平进给单元带动所述切割单元到下一工位继续切割，直至整个硅棒完全切割完毕完成一个工作循环。

本发明具有以下优点：

1、切割单元结构简单，运行简单，成本低，金刚线的安装简单，被切割工件表面精度高。

2、每个切割单元都具有一个主动轮驱动电机，较传统的截断机，该设备切割效率更高，切割精度更高。

3、环线的使用成本降低。

4、减少了两套收放线装置，以及排线机构，降低了设备成本。

5、换线时，将金刚线直接安装在切割头的线槽内即可，挂线操作方便。

6、下料搬运单元与切割单元同步水平运动，切割完后下料搬运单元直接将切割完的硅棒搬运至下料机床，增加了工作效率。

7、采用两个工作单元在硅棒的两端同步切割，增加了工作效率。

8、提供了两种硅棒支撑装置，每种硅棒支撑装置都能保证切割硅棒时硅棒的稳定性，因为硅棒的外表面凹凸不平，采用传统的支撑装置很容易造成硅棒在切割过程中断裂，而本发明提供的硅棒支撑装置一种采用软性材料制成，另一种采用多段式支撑，保证硅棒时刻有两点受力。

基于上述理由本发明可在硅棒切割等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施方式中一种闭合环线切断机床俯视图。

图2是本发明具体实施方式中一种闭合环线切断机床主视图。

图3是本发明具体实施方式中一种闭合环线切断机床侧视图。

图4是本发明具体实施方式中切割单元正视图。

图5是本发明具体实施方式中切割单元背视图。

图6是本发明具体实施方式中具有软性材料制成的V型支撑槽的一种闭合环线切断机床三维视图。

图7是图6另一视角下三维视图。

图8是本发明具体实施方式中滚子支撑结构结构示意图。

图9是图6中A部放大图。

图10是图6中B部放大图。

图11是本发明具体实施方式中垂直进给单元结构示意图。

图中：1、主机机床；11、工作立柱；12、水平进给单元；121、水平轨道；122、水平滑台；123水平电机；124、水平减速器；125、水平齿轮；125、水平齿条；13、垂直进给单元；131、竖直丝杠；132、丝杠驱动电机；133、丝杠减速器；14、切割单元；141、主动轮；142、过轮；143、金刚线；144、主动轮驱动电机；145、固定板；15、下料搬运单元；151、转动轴；152、旋转架；153、转动轴齿轮；154、顶部气缸；155、转动轴齿条；156、底部气缸；157、下料夹爪；16、涨紧调节装置；161、重锤；162、连杆；163、转轴；164、摆臂；165、张力轮；17、硅棒支撑装置；171、V型支撑槽；172、支撑底座；173、滚轮；2、上料机床；21、上料搬运单元；211、支撑架；212、上料滑轨；213、上料滑台；214、上料滑台驱动气缸；215、上料提升丝杠驱动电机；216、上料提升丝杠；217、提升横梁；218、上料夹爪；3、下料机床。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~图11所示，一种闭合环线切断机床，包括主机机床1和分别设置在所述主机机床1两侧的上料机床2和下料机床3，所述上料机床2包括上料台2和用于将所述上料台2上的硅棒输送至所述主机机床1的上料搬运单元21；

所述主机机床1靠近所述下料机床的一侧设有至少一个工作单元，所述工作单元包括工作立柱11、安装在所述工作立柱11上并驱动所述工作立柱11沿所述主机机床1长度方向运动的水平进给单元12、安装在所述工作立柱11上的垂直进给单元13、安装在所述垂直进给单元13上用于切割硅棒的切割单元14和安装在所述工作立柱11上用于夹取所述切割单元14切割后的硅棒，并将切割后的硅棒输送至所述下料机床3的下料搬运单元15；

如图4~5所示，所述切割单元14包括主动轮141、两个过轮142、金刚线143和驱动所述主动轮141运动的主动轮驱动电机144，所述金刚线143依次经过所述主动轮141和两个所述过轮142形成闭合环线，所述主动轮141与两个所述过轮142中的一个过轮142平行设置，且所述主动轮141与此过轮142的轴心连线垂直于所述主机机床1的长度方向，并与所述主机机床1所在平面平行。所述切割单元14还包括固定板145，所述主动轮141和所述过轮142均安装在所述固定板145靠近所述下料搬运单元15的一侧，所述主动轮驱动电机144安装在所述固定板145远离所述下料搬运单元15的一侧，且所述主动轮驱动电机144的输出轴穿过所述固定板145与所述主动轮141连接；所述固定板145上安装有调整所述金刚线143涨紧程度的涨紧调节装置16，所述涨紧调节装置16包括安装在所述固定板145远离所述下料搬运单元15一侧的重锤161，所述重锤161的顶端与连杆162的一端铰接，所述连杆162的另一端与转轴163的一端固定连接，所述转轴163的另一端穿过所述固定板145与安装在所述固定板145靠近所述下料搬运单元15一侧的摆臂164的一端固定连接，所述摆臂164的另一端与张力轮165转动连接，且所述张力轮165与所述金刚线143连接。

所述主机机床1靠近所述下料机床3的一侧设有两个所述工作单元，且两个所述工作单元分别设置在所述主机机床1长度方向的两端。

如图9所示，所述下料搬运单元15包括竖直安装在所述工作立柱11上的转动轴151、与所述转动轴151的外壁固定连接的旋转架152、固定在所述转动轴151外壁上的转动轴齿轮153、固定在所述工作立柱11顶部的顶部气缸154、固定在所述顶部气缸154输出端上并与所述转动轴齿轮153相配合的转动轴齿条155、固定在所述工作立柱11底部的底部气缸156，且所述底部气缸156的输出端与转动轴151的底端固定连接和固定在所述旋转架152远离所述转动轴151一端底部的，并用于夹取切割后硅棒的下料夹爪157。

如图10所示，所述上料搬运单元21包括呈龙门形的支撑架211，所述支撑架211的顶部设有水平设置的上料滑轨212，且所述上料滑轨212的延伸方向垂直于所述主机机床1的长度方向，所述上料滑轨212上安装有与所述上料滑轨212滑动连接的上料滑台213，且所述支撑架211顶部安装有驱动所述上料滑台213运动的上料滑台驱动气缸214，所述上料滑台驱动气缸214的输出端与所述上料滑台213固定连接，所述上料滑台213上固定有上料提升丝杠驱动电机215，且所述上料提升驱动电机216连接有竖直设置的上料提升丝杠216，所述上料提升丝杠216的输出端上固定有提升横梁217，所述提升横梁217的两端分别固定有用于夹取待加工硅棒的上料夹爪218。

如图2所示，所述水平进给单元12包括设置在所述工作单元下方并与所述主机机床1固定连接的水平轨道121，所述工作立柱11的底部固定有与所述水平轨道121滑动配合的水平滑台122，所述水平滑台122的侧壁固定有水平电机123，所述水平电机123的输出轴通过水平减速器124固定有水平齿轮125，且所述水平轨道121上固定有与所述水平齿轮125相配合的水平齿条126。

如图11所示，所述垂直进给单元13包括固定在所述工作立柱11内的竖直丝杠131，且所述竖直丝杠131的输出端与所述切割单元14的固定板145固定连接，所述工作立柱11内固定有驱动所述竖直丝杠131运动的丝杠驱动电机132和丝杠减速器133。

所述主机机床1的顶部固定有用于支撑待加工硅棒的硅棒支撑装置17。

所述硅棒支撑装置17可以为由软性材料形成的V型支撑槽171（如图6所示），所述V型支撑槽的延伸方向与所述主机机床的长度方向平行。

所述硅棒支撑装置17也可以为由多个滚子支撑结构组成（如图8所示），多个滚子支撑结构沿所述主机机床长度方向均匀分布，所述滚子支撑结构包括支撑底座172，且所述支撑底座172具有V型槽，且所述V型槽的槽壁上设有用于支撑硅棒的滚轮173。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种闭合环线切断机床，包括主机机床和分别设置在所述主机机床两侧的上料机床和下料机床，其特征在于：

所述上料机床包括上料台和用于将所述上料台上的硅棒输送至所述主机机床的上料搬运单元；

所述主机机床靠近所述下料机床的一侧设有至少一个工作单元，所述工作单元包括工作立柱、安装在所述工作立柱上并驱动所述工作立柱沿所述主机机床长度方向运动的水平进给单元、安装在所述工作立柱上的垂直进给单元、安装在所述垂直进给单元上用于切割硅棒的切割单元和安装在所述工作立柱上用于夹取所述切割单元切割后的硅棒，并将切割后的硅棒输送至所述下料机床的下料搬运单元；

所述切割单元包括主动轮、两个过轮、金刚线和驱动所述主动轮运动的主动轮驱动电机，所述金刚线依次经过所述主动轮和两个所述过轮形成闭合环线，所述主动轮与两个所述过轮中的一个过轮平行设置，且所述主动轮与此过轮的轴心连线垂直于所述主机机床的长度方向，并与所述主机机床所在平面平行；

所述切割单元还包括固定板，所述主动轮和所述过轮均安装在所述固定板靠近所述下料搬运单元的一侧，所述主动轮驱动电机安装在所述固定板远离所述下料搬运单元的一侧，且所述主动轮驱动电机的输出轴穿过所述固定板与所述主动轮连接；所述固定板上安装有调整所述金刚线涨紧程度的涨紧调节装置，所述涨紧调节装置包括安装在所述固定板远离所述下料搬运单元一侧的重锤，所述重锤的顶端与连杆的一端铰接，所述连杆的另一端与转轴的一端固定连接，所述转轴的另一端穿过所述固定板与安装在所述固定板靠近所述下料搬运单元一侧的摆臂的一端固定连接，所述摆臂的另一端与张力轮转动连接，且所述张力轮与所述金刚线连接；所述连杆的上下两侧均固定有连杆限位块；

所述下料搬运单元包括竖直安装在所述工作立柱上的转动轴、与所述转动轴的外壁固定连接的旋转架、固定在所述转动轴外壁上的转动轴齿轮、固定在所述工作立柱顶部的顶部气缸、固定在所述顶部气缸输出端上并与所述转动轴齿轮相配合的转动轴齿条、固定在所述工作立柱底部的底部气缸，且所述底部气缸的输出端与转动轴的底端固定连接和固定在所述旋转架远离所述转动轴一端底部的，并用于夹取切割后硅棒的下料夹爪；

所述上料搬运单元包括呈龙门形的支撑架，所述支撑架的顶部设有水平设置的上料滑轨，且所述上料滑轨的延伸方向垂直于所述主机机床的长度方向，所述上料滑轨上安装有与所述上料滑轨滑动连接的上料滑台，且所述支撑架顶部安装有驱动所述上料滑台运动的上料滑台驱动气缸，所述上料滑台驱动气缸的输出端与所述上料滑台固定连接，所述上料滑台上固定有上料提升丝杠驱动电机，且所述上料提升丝杠驱动电机连接有竖直设置的上料提升丝杠，所述上料提升丝杠的输出端上固定有提升横梁，所述提升横梁的两端分别固定有用于夹取待加工硅棒的上料夹爪；

所述水平进给单元包括设置在所述工作单元下方并与所述主机机床固定连接的水平轨道，所述工作立柱的底部固定有与所述水平轨道滑动配合的水平滑台，所述水平滑台的侧壁固定有水平电机，所述水平电机的输出轴通过水平减速器固定有水平齿轮，且所述水平轨道上固定有与所述水平齿轮相配合的水平齿条。

2.根据权利要求1所述的一种闭合环线切断机床，其特征在于：所述主机机床靠近所述下料机床的一侧设有两个所述工作单元，且两个所述工作单元分别设置在所述主机机床长度方向的两端。

3.根据权利要求1所述的一种闭合环线切断机床，其特征在于：所述垂直进给单元包括固定在所述工作立柱内的竖直丝杠，且所述竖直丝杠的输出端与所述切割单元固定连接，所述工作立柱内固定有驱动所述竖直丝杠运动的丝杠驱动电机和丝杠减速器。

4.根据权利要求1所述的一种闭合环线切断机床，其特征在于：所述主机机床的顶部固定有用于支撑待加工硅棒的硅棒支撑装置。

5.根据权利要求4所述的一种闭合环线切断机床，其特征在于：所述硅棒支撑装置包括由软性材料形成的V型支撑槽，所述V型支撑槽的延伸方向与所述主机机床的长度方向平行。

6.根据权利要求4所述的一种闭合环线切断机床，其特征在于：所述硅棒支撑装置包括沿所述主机机床长度方向均匀分布的多个滚子支撑结构，所述滚子支撑结构包括支撑底座，且所述支撑底座具有V型槽，且所述V型槽的槽壁上设有用于支撑硅棒的滚轮。