CN110788716A - 全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及晶棒磨削单元 - Google Patents

全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及晶棒磨削单元 Download PDF

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Abstract

本发明公开全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及晶棒磨削单元，其晶棒磨削单元包括用于实现四平面和四圆弧磨削倒角加工的粗精磨头、与粗精磨头连接的磨削驱动机构，粗精磨头包括粗磨砂轮头、精磨砂轮头及第一驱动马达，粗磨砂轮头和精磨砂轮头分别通过传动轴与第一驱动马达动力连接，精磨砂轮头在其传动轴带动下可相对于粗磨砂轮头前后移动。该设备集四面及倒角粗磨和四面及倒角精磨、尺寸检测、晶向检测等功能于一体，加工工序集中，且将粗磨和精磨工位集中于同一工位进行四面和四圆弧磨面倒角，减少了设备粗精磨轴数，设备成本低，减小粗磨为精磨留的加工余量，减少晶棒料损的同时，精磨加工刀数减少，从而提高加工效率，降低设备成本。

Description

全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及晶棒磨削单元
技术领域
本发明涉及光伏行业单晶晶棒加工设备技术领域，尤其涉及一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及晶棒磨削单元。
背景技术
太阳能光伏行业硅片环节的的磨削工序为关键工序，目前的磨削工序主要存在以下问题：
1、目前国内外对晶棒加工的磨削工序主流的是两面粗磨、两面精磨，粗磨和精磨由两个工位执行，因而需要两套驱动机构和砂轮主轴系统，这样就造成设备成本较高，而随着光伏行业利润的下降，行业对于降低设备成本的需求也日益迫切；
2、现有粗磨磨头和精磨磨头两个工位不完全在一个水平面，为了保证磨削工序精磨能够完全磨起，粗磨往往留有较大的加工余量，精削工序每刀去除晶棒的加工量较小，这样就使得磨削工序需要加工的刀数增加，造成磨削工序效率低下。
因此，现有技术有待于进一步发展和进步。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机及其晶棒磨削单元，以满足当前光伏行业降低设备成本，提高磨削效率的需求。
本发明技术方案如下：
一种晶棒磨削单元，其中，包括用于实现四平面和四圆弧磨削倒角加工的粗精磨头、与粗精磨头连接用于驱动粗精磨头移动的磨削驱动机构，所述粗精磨头包括粗磨砂轮头、精磨砂轮头、以及用于带动粗磨砂轮头和精磨砂轮头转动的第一驱动马达，所述粗磨砂轮头和精磨砂轮头分别通过相应传动轴与第一驱动马达动力连接，精磨砂轮头在其传动轴带动下可相对于粗磨砂轮头前后移动。
所述的晶棒磨削单元，其中，连接粗磨砂轮头的传动轴为传动外轴，连接精磨砂轮头的传动轴为传动内轴，传动外轴套设于传动内轴外并保持与传动内轴同步转动，所述传动内轴套设于芯轴上并保持与芯轴的同步转动，所述传动内轴可相对于芯轴前后移动。
所述的晶棒磨削单元，其中，所述传动内轴的移动通过气泵控制，所述传动外轴于传动内轴之间对应传动内轴后端设置有连接气泵的气腔。
一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，包括机架、设置于机架上的用于实现晶棒上下料的上料装置和下料装置、用于实现晶棒对中的晶棒对中机构，用于夹持晶棒移动的晶棒夹持组件、与晶棒夹持组件连接的用于实现晶棒纵向移动的晶棒纵向驱动机构、设置于机架上磨削区域的晶棒磨削单元。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机还包括设置于机架上用于驱动上料装置和下料装置动作的上下料驱动组件，上料装置和下料装置分别安装于上下料驱动组件两端。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述晶棒对中机构包括对中齿轮、以及用于推动晶棒对中的对中板，所述对中板设置为两块并分别位于待对中晶棒两端，两对中板分别通过齿条与对中齿轮连接。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述晶棒夹持组件设置于晶棒纵向驱动机构底面，所述晶棒纵向驱动机构包括滑台、设置于滑台上用于驱动滑台移动的第二驱动马达、配合第二驱动马达并导引滑台移动的纵向导杆，所述机架上设置有用于滑台纵向移动的纵向滑轨，所述晶棒夹持组件随滑台在第二驱动马达和纵向导杆作用下沿纵向滑轨纵向移动。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述晶棒夹持组件包括用于夹持晶棒端面的固定夹头和活动夹头、所述固定夹头和活动夹头吊设于滑台底面，所述滑台底面设置有用于导引活动夹头移动的夹持导轨，所述活动夹头由第三驱动马达驱动沿夹持导轨移动。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述晶棒磨削单元设置为两组，两组晶棒磨削单元分别朝向磨削中心对向设置。
所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，所述机架上对应磨削区域设置有用于检测晶棒尺寸的晶棒检测装置。
有益效果
本发明提供一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，该设备集四面及倒角粗磨和四面及倒角精磨、尺寸检测、晶向检测等功能于一体，加工工序集中，尤其将粗磨和精磨工位集中于同一工位进行四面和四圆弧磨面倒角，减少了设备粗精磨的轴数，设备成本低，粗精磨同一工位的设置使得粗磨为精磨留的加工余量小，减少晶棒料损的同时，精磨加工刀数减少，从而提高加工效率，降低设备成本。
附图说明
图1为本发明实施例中全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的结构示意图。
图2为图1中字母A代表的放大结构结构示意图。
图3为本发明实施例中全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的侧视图。
图4为本发明实施例中全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的俯视图。
图5为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的部分结构示意图。
图6为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的粗精磨头外部结构示意图。
图7为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的粗精磨头内部结构示意图。
图8为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的晶棒对中机构结构示意图。
图9为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的晶棒纵向驱动机构和晶棒夹持组件的结构示意图。
图10为全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机的晶棒纵向驱动机构和晶棒夹持组件的内部结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1-图10所述的一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其中，包括机架、设置于机架上的用于实现晶棒上下料的上料装置300和下料装置400、用于实现晶棒对中的晶棒对中机构500，用于夹持晶棒移动的晶棒夹持组件600、与晶棒夹持组件连接的用于实现晶棒纵向移动的晶棒纵向驱动机构700、设置于机架上磨削区域的晶棒磨削单元800。
具体的，所述机架包括底座组件110和设置于底座上的立柱框架120，底座组件110上安装有上下料驱动组件200，上料装置300和下料装置400安装于上下料驱动组件200上，上料装置和下料装置分别安装于上下料驱动组件200两端。晶棒纵向驱动机构700安装于立柱框架120上，晶棒纵向驱动机构700底面上安装有晶棒夹持组件600，晶棒磨削单元安装在底座组件上。所述晶棒磨削单元设置为两组，两组晶棒磨削单元分别朝向磨削中心对向设置。另外，所述机架上对应磨削区域设置有用于检测晶棒尺寸的晶棒检测装置910。晶棒磨削单元旁边除安装有晶棒检测装置外还设置有冷却装置、自动润滑装置等。
如图2所示，上料装置包括设置于上下料驱动组件200上的用于装载待加工晶棒的上料座310、用于配合上料座固定晶棒位置的夹板320，所述夹板320可相对上料座横向移动，晶棒进入到上料座后，夹板移动实现对晶棒的夹持固定，之后由上下料驱动组件带动上料座移动到下一工位。同理，所述下料装置同样包括下料座，下料座设置于上下料驱动组件200上，晶棒完成加工后由晶棒纵向驱动机构带至下料转移位。上下料驱动组件驱动下料装置移动到位，晶棒从夹持组件转移至下料装置上，下料装置移动到下料位完成下料。
如图5、图6和图7所示，晶棒磨削单元包括用于实现四平面和四圆弧磨削倒角加工的粗精磨头、与粗精磨头连接用于驱动粗精磨头移动的磨削驱动机构810，所述粗精磨头包括粗磨砂轮头820、精磨砂轮头830、以及用于带动粗磨砂轮头和精磨砂轮头转动的第一驱动马达840，所述粗精磨头底部还设置有用于与磨削驱动机构连接的安装底座860，所述磨削驱动机构包括设置于底座组件上固定座811、设置于固定座上的磨削导轨812、设置于磨削导轨上并沿磨削导轨移动的磨削滑座813，用于驱动磨削滑座移动的磨削驱动马达814，其中，磨削滑座上安装粗精磨头，粗精磨头在第一驱动马达的驱动下随磨削滑座移动。
进一步的，所述粗磨砂轮头和精磨砂轮头分别通过相应传动轴与第一驱动马达840动力连接，精磨砂轮头在其传动轴带动下可相对于粗磨砂轮头前后移动。具体的，连接粗磨砂轮头820的传动轴为传动外轴821，连接精磨砂轮头830的传动轴为传动内轴831，传动外轴套设于传动内轴外并保持与传动内轴同步转动，所述传动内轴套设于芯轴840上并保持与芯轴的同步转动，所述传动内轴可相对于芯轴前后移动。
具体的，所述传动内轴的移动通过气泵控制，所述传动外轴于传动内轴之间对应传动内轴后端设置有连接气泵的气腔，所述粗精磨头设置连接端口850与气泵连接。
具体的，如图8所示所述晶棒对中机构包括对中齿轮510、以及用于推动晶棒对中的对中板520，所述对中板设置为两块并分别位于待对中晶棒两端，两对中板分别通过齿条530与对中齿轮连接。所述对中板的移动通过移动机构实现，所述移动机构包括对中导轨540和对中滑座550，所述对中板设置于对中滑座上，并随对中滑座沿对中导轨移动，晶棒进入对中工位后，通过对中齿轮与齿条的配合，带动对中板向中心移动，并推动晶棒向中心移动，从而完成晶棒对中。
如图9和图10所示，具体实施例中，所述晶棒夹持组件设置于晶棒纵向驱动机构底面，所述晶棒纵向驱动机构包括滑台710、设置于滑台上用于驱动滑台移动的第二驱动马达720、配合第二驱动马达并导引滑台移动的纵向导杆730，所述机架上设置有用于滑台纵向移动的纵向滑轨，所述晶棒夹持组件随滑台在第二驱动马达和导杆作用下沿纵向滑轨移动。
进一步的，所述晶棒夹持组件包括用于夹持晶棒端面的固定夹头610和活动夹头620、所述固定夹头和活动夹头吊设于滑台底面，所述滑台底面设置有用于导引活动夹头移动的夹持导轨630，所述活动夹头固定于夹持导座650上，夹持导座沿夹持导轨移动，所述活动夹头由第三驱动马达640驱动沿导轨移动。
底座组件是所有加工的基础，晶棒夹持组件和晶棒纵向驱动机构靠立柱框架支撑，当晶棒开始进行加工时，此时上下料驱动组件带动上料装置到接毛方棒位置，上料装置夹持方毛晶棒，上料装置11夹持完方毛晶棒后，在上下料驱动组件的驱动下，上料装置夹持方毛晶棒到晶棒对中机构位置，到位后上料装置松开方毛晶棒，晶棒对中机构上的晶棒高度检测装置进行检测后然后通过对中齿轮驱动两端的对中板，实现晶棒在上料装置的对中，对中完成后，上料装置再次夹持晶棒，此时的晶棒夹持组件接到信号，在晶棒纵向驱动机构的驱动下，移动到上料装置的纵向水平位置，上料装置夹持晶棒并将晶棒送到晶棒夹持组件中心位置，到位后，晶棒夹持组件接信号后夹持晶棒，在晶棒纵向驱动机构的驱动下夹持晶棒到磨削区域，此时上料装置在上下料驱动组件的驱动下退回原位，在晶棒纵向驱动机构带动下晶棒夹持组件将晶棒移动到晶棒检测装置处实现尺寸检测，尺寸检测完成后，粗精磨头的粗磨砂轮头伸出，磨削驱动机构驱动粗精磨头实现晶棒纵向磨削，完成四平面和四圆弧的磨削倒角加工，磨削加工完成后，粗精磨头的精磨砂轮头伸出进行四平面和四圆弧的磨面倒角精加工，加工完成后晶棒检测装置进行尺寸检测，尺寸加工合格后，晶棒纵向驱动机构驱动晶棒夹持组件到上下料驱动组件的纵向中心位置，此时下料装置在上下料驱动组件的作用下，移动到晶棒的正上方，所述下料装置的下料座底部设置升降气缸，下料装置到位后，下料装置的升降气缸将下料座抬起，晶棒夹持组件把晶棒放置在下料装置的下料座上，下料装置在上下料驱动组件的作用下回到原位，实现下料。
本发明提供一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，该设备集四面及倒角粗磨和四面及倒角精磨、尺寸检测、晶向检测等功能于一体，加工工序集中，尤其将粗磨和精磨工位集中于同一工位进行四面和四圆弧磨面倒角，减少了设备粗精磨的轴数，设备成本低，粗精磨同一工位的设置使得粗磨为精磨留的加工余量小，减少晶棒料损的同时，精磨加工刀数减少，从而提高加工效率，降低设备成本。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶棒磨削单元，其特征在于，包括用于实现四平面和四圆弧磨削倒角加工的粗精磨头、与粗精磨头连接用于驱动粗精磨头移动的磨削驱动机构，所述粗精磨头包括粗磨砂轮头、精磨砂轮头、以及用于带动粗磨砂轮头和精磨砂轮头转动的第一驱动马达，所述粗磨砂轮头和精磨砂轮头分别通过相应传动轴与第一驱动马达动力连接，精磨砂轮头在其传动轴带动下可相对于粗磨砂轮头前后移动。
2.根据权利要求1所述的晶棒磨削单元，其特征在于，连接粗磨砂轮头的传动轴为传动外轴，连接精磨砂轮头的传动轴为传动内轴，传动外轴套设于传动内轴外并保持与传动内轴同步转动，所述传动内轴套设于芯轴上并保持与芯轴的同步转动，所述传动内轴可相对于芯轴前后移动。
3.根据权利要求2所述的晶棒磨削单元，其特征在于，所述传动内轴的移动通过气泵控制，所述传动外轴于传动内轴之间对应传动内轴后端设置有连接气泵的气腔。
4.一种全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，包括机架、设置于机架上的用于实现晶棒上下料的上料装置和下料装置、用于实现晶棒对中的晶棒对中机构，用于夹持晶棒移动的晶棒夹持组件、与晶棒夹持组件连接的用于实现晶棒纵向移动的晶棒纵向驱动机构、设置于机架上磨削区域的晶棒磨削单元。
5.根据权利要求4所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机还包括设置于机架上用于驱动上料装置和下料装置动作的上下料驱动组件，上料装置和下料装置分别安装于上下料驱动组件两端。
6.根据权利要求4所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述晶棒对中机构包括对中齿轮、以及用于推动晶棒对中的对中板，所述对中板设置为两块并分别位于待对中晶棒两端，两对中板分别通过齿条与对中齿轮连接。
7.根据权利要求4所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述晶棒夹持组件设置于晶棒纵向驱动机构底面，所述晶棒纵向驱动机构包括滑台、设置于滑台上用于驱动滑台移动的第二驱动马达、配合第二驱动马达并导引滑台移动的纵向导杆，所述机架上设置有用于滑台纵向移动的纵向滑轨，所述晶棒夹持组件随滑台在第二驱动马达和纵向导杆作用下沿纵向滑轨纵向移动。
8.根据权利要求7所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述晶棒夹持组件包括用于夹持晶棒端面的固定夹头和活动夹头、所述固定夹头和活动夹头吊设于滑台底面，所述滑台底面设置有用于导引活动夹头移动的夹持导轨，所述活动夹头由第三驱动马达驱动沿夹持导轨移动。
9.根据权利要求4所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述晶棒磨削单元设置为两组，两组晶棒磨削单元分别朝向磨削中心对向设置。
10.根据权利要求4所述的全自动晶棒粗精磨组合式磨面倒角一体机，其特征在于，所述机架上对应磨削区域设置有用于检测晶棒尺寸的晶棒检测装置。
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CN114952618A (zh) * 2022-07-01 2022-08-30 青岛高测科技股份有限公司 一种棒体加工系统及其对中方法

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