CN111318904A - 一种棒料夹持工装及切磨一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种棒料夹持工装及切磨一体机，其中所述所述夹持工装包括上夹持机构和下夹持机构；所述上夹持机构包括第一伸缩件、第一旋转电机、压头和边料上顶紧单元，所述第一伸缩件的伸缩端与第一旋转电机连接，所述第一旋转电机与压头传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件和顶紧块，所述顶紧块固定于第二伸缩件的伸缩端上；所述下夹持机构包括第二旋转电机、工装台和边料下顶紧单元，所述第二旋转电机与工装台传动连接，所述边料下顶紧单元包括第三伸缩件和至少两根顶杆，所述顶杆均匀固定于第三伸缩件的伸缩端上。本方案中棒料的装夹更为稳定，工作能耗低，边料收取方便。

Description

一种棒料夹持工装及切磨一体机

技术领域

本发明涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种棒料夹持工装及切磨一体机。

背景技术

在光伏产业中对于硅晶的使用非常广泛。为了满足硅晶棒的质量参数和下一道工序的外形、尺寸而对硅棒进行的初步加工。

圆形硅晶棒料在使用于产品制作加工前，一般需要进行棒料开方切割以及抛磨工作，而进行切割和抛磨工作时，对硅晶棒料的夹持固定机构要求较高，既需要能对棒料进行稳定的夹持，以保证开方精度，又需要保证夹持机构高效运作的同时尽可能的降低夹持机构的工作能耗，还需要防止棒料切割后的边料随意掉落，影响作业环境，妨碍正常工作甚至造成设备损伤。而现有的棒料夹持工装，都不能很好的解决以上问题。

发明内容

为此，需要提供一种棒料夹持工装及切磨一体机，来解决现有的硅晶棒料加工设备中夹持工装对棒料的夹持稳定性不高，工作能耗高，效率较低，且切割掉的边料随意脱落，影响正常作业的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种棒料夹持工装，所述夹持工装包括上夹持机构和下夹持机构；

所述上夹持机构包括第一伸缩件、第一旋转电机、压头和边料上顶紧单元，所述第一伸缩件的伸缩端与第一旋转电机连接，所述第一旋转电机与压头传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件和顶紧块，所述顶紧块固定于第二伸缩件的伸缩端上；

所述下夹持机构包括第二旋转电机、工装台和边料下顶紧单元，所述第二旋转电机与工装台传动连接，所述边料下顶紧单元包括第三伸缩件和至少两根顶杆，所述顶杆均匀固定于第三伸缩件的伸缩端上；

所述上夹持机构和下夹持机构相对设置，待加工棒料夹持于压头和工装台之间。

作为本发明的一种优选结构，所述下夹持机构还包括边皮夹持单元，所述边皮夹持单元包括夹持安装座和至少两组相对设置的夹持组件，所述夹持组件包括第四伸缩杆、连杆和夹爪，所述夹持安装座套设于工装台外，所述连杆铰接固定于夹持安装座上，连杆的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪，第四伸缩件通过连杆带动夹爪抵靠或远离待加工棒料的侧壁。

作为本发明的一种优选结构，所述边皮夹持单元包括四组夹持组件，所述四组夹持组件两两相对设置。

作为本发明的一种优选结构，所述边皮夹持单元还包括竖直位移驱动机构，所述竖直位移驱动机构与夹持安装座的底面连接，用于驱动夹持安装座上下运动。

作为本发明的一种优选结构，所述竖直位移驱动机构为四组，四组竖直位移驱动机构均匀分布于夹持安装座的四个边角处。

作为本发明的一种优选结构，所述竖直位移驱动机构为滑动气缸。

作为本发明的一种优选结构，所述边料上顶紧单元和边料下顶紧单元均为四组，四组边料上顶紧单元和四组边料下顶紧单元相对设置，边料上顶紧单元中的顶紧块与边料下顶紧单元中的顶杆可分别与同一边料上下两端抵靠。

作为本发明的一种优选结构，所述上夹持机构还包括安装架，所述安装架套设固定于第一旋转电机外壁上，安装架用于连接机架。

作为本发明的一种优选结构，所述边料上顶紧单元和边料下顶紧单元还包括固定座和护罩，所述第二伸缩件通过固定座与安装架固定，第二伸缩件的伸缩杆外壁上套设有护罩，所述第三伸缩件通过固定座与第二旋转电机外壁固定，所述第三伸缩件的伸缩杆外壁上套设有护罩。

进一步地，发明人还提供了一种切磨一体机，所述切磨一体机包括切割运行机构、磨头机构和装夹工装，所述装夹工装为上述的棒料夹持工装，所述棒料夹持工装用于固定待加工的棒料，所述切割运行机构用于切割棒料，所述磨头机构设置于切割运行机构的机架上，用于棒料开方后的抛磨。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本发明一种棒料夹持工装及切磨一体机，其中所述装夹工装包括上夹持机构和下夹持机构，待加工的棒料的一端放置于下夹持机构的工装台上，上夹持机构中的第一伸缩件带动第一旋转电机以及压头向下运动，压头压紧在硅晶棒料的另一端，在进行棒料开放式，上边料顶紧单元的第二伸缩件带动顶紧块与硅晶棒料的边料上端面抵靠，下边料顶紧单元的第三伸缩件带动顶靠与硅晶棒料的边料下端面抵靠，开方切割掉的边料会在边料上顶紧单元和边料下顶紧单元的配合下夹持固定，以便于后续的手机，同时在硅晶棒料一侧被开方后，通过第一旋转电机与第二旋转电机的配合，能够带动棒料进行转动预设角度，便于下次开方工作。在本方案中，硅晶棒料采用上夹持机构和下夹持机构配合进行立式装夹的方式，棒料在进行开方切割以及开方后侧面的抛磨工作时，下夹持机构能够起到很好的支撑作用，以抵消切削力，装夹更为稳定，并且棒料立式装夹在其自重的作用下，上下夹持机构只需要提供很小的旋转摩擦力，便可以带动硅晶棒料做回转运动，降低工作能耗，同时在边料顶紧单元的作用下，能够很好的对切割掉的边料进行夹持，便于边料收取。

附图说明

图1为本发明所述一种棒料夹持工装一实施例的斜视结构示意图；

图2为本发明所述一种棒料夹持工装中上夹持机构一实施例的斜视结构示意图；

图3为本发明所述一种棒料夹持工装中边料上顶紧单元一实施例的斜视结构示意图；

图4为本发明所述一种棒料夹持工装中下夹持机构一实施例的斜视结构示意图；

图5为本发明所述一种棒料夹持工装中边料下顶紧单元一实施例的斜视结构示意图；

图6为本发明所述一种棒料夹持工装中边皮夹持单元一实施例的斜视结构示意图；

图7为本发明所述一种棒料夹持工装中一实施例的使用状态示意图；

图8为本发明所述一种切磨一体机一实施例的斜视结构示意图。

附图标记说明：

10、夹持工装；

100、上夹持机构；

110、第一伸缩件；

120、第一旋转电机；

130、压头；

131、顶块；

140、边料上顶紧单元；

141、第二伸缩件；

142、顶紧块；

143、固定座；

144、护罩；

150、安装架；

200、下夹持机构；

210、第二旋转电机；

220、工装台；

230、边料下顶紧单元；

231、第三伸缩件；

232、顶杆；

240、边皮夹持单元；

241、夹持安装座；

242、夹持组件；2421、第四伸缩杆；2422、连杆；2423、夹爪；

243、竖直位移驱动机构；

20、切割运行机构；

30、磨头机构；

40、棒料。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请一并参阅图1至图8，本发明提供了一种棒料夹持工装，所述棒料夹持工装10用于在对硅晶棒进行开方、抛磨等工作中，对待加工的棒料40进行夹紧固定，以便于后续工作。具体的，所述夹持工装10包括上夹持机构100和下夹持机构200；

所述上夹持机构100用于在棒料40的上端对其进行抵靠固定。具体的，所述上夹持机构100包括第一伸缩件110、第一旋转电机120、压头130和边料上顶紧单元140，所述第一伸缩件110的伸缩端与第一旋转电机120连接，所述第一旋转电机120与压头130传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件141和顶紧块142，所述顶紧块142固定于第二伸缩件141的伸缩端上；所述第一伸缩件110通过伸缩运动带动第一旋转电机120上下运动，从而带动压头130抵靠或者远离棒料40的上端面。所述边料上顶紧单元140用于对待切割棒料40的边料位置的上端进行抵靠，具体是通过第二伸缩件141的伸缩运动带动顶紧块142抵靠或者远离棒料40的边料位置处。优选的，所述压头130端面设置有上镀有金刚石颗粒的顶块131，与棒料40端面的摩擦力更大，更有利硅晶棒料40的顶紧以及回转运动。

所述下夹持机构200用于在棒料40的下端对其进行抵靠固定。具体的，所述下夹持机构200包括第二旋转电机210、工装台220和边料下顶紧单元230，所述第二旋转电机210与工装台220传动连接，所述边料下顶紧单元230包括第三伸缩件231和至少两根顶杆232，所述顶杆232均匀固定于第三伸缩件231的伸缩端上；所述工装台220作为棒料40下端面的支撑台面，工装台220的台面小于棒料40的截面，便于边料下顶紧单元230能够与处于工装台220台面外的边料抵靠。所述边料下顶紧单元230用于对待切割棒料的边料位置的下端进行抵靠，具体是通过第三伸缩件231的伸缩运动带动顶杆232抵靠或者远离棒料的边料位置处。

所述上夹持机构100和下夹持机构200相对设置，待加工棒料40夹持于压头130和工装台220之间。上夹持机构100和下夹持机构200配合能够在棒料的上下两端进行抵紧，同时在第一旋转电机120和第二旋转电机210的作用下，能够带动棒料40进行回转运动。在本实施例中，边料上顶紧单元140和边料下顶紧单元230不仅在棒料进行切割前进行边料处上下端面的抵紧，防止边料随意脱落。同时二者配合，还能够使得开方切割掉的边料，向上顶出，以便于边料收集单元进行收取。

本实施例一种棒料夹持工装及切磨一体机，其中所述装夹工装包括上夹持机构100和下夹持机构200，待加工的棒料40的一端放置于下夹持机构200的工装台220上，上夹持机构100中的第一伸缩件110带动第一旋转电机120以及压头130向下运动，压头130压紧在硅晶棒料的另一端，在进行棒料开放式，上边料顶紧单元的第二伸缩件141带动顶紧块142与硅晶棒料的边料上端面抵靠，下边料顶紧单元的第三伸缩件231带动顶靠与硅晶棒料的边料下端面抵靠，开方切割掉的边料会在边料上顶紧单元140和边料下顶紧单元230的配合下夹持固定，以便于后续的手机，同时在硅晶棒料一侧被开方后，通过第一旋转电机120与第二旋转电机210的配合，能够带动棒料进行转动预设角度，便于下次开方工作。在本方案中，硅晶棒料采用上夹持机构100和下夹持机构200配合进行立式装夹的方式，棒料在进行开方切割以及开方后侧面的抛磨工作时，下夹持机构200能够起到很好的支撑作用，以抵消切削力，装夹更为稳定，并且棒料立式装夹在其自重的作用下，上下夹持机构200只需要提供很小的旋转摩擦力，便可以带动硅晶棒料40做回转运动，降低工作能耗，同时在边料顶紧单元的作用下，能够很好的对切割掉的边料进行夹持，便于边料收取。

请参阅图1、图4和图6，作为本发明的一种优选结构，所述下夹持机构200还包括边皮夹持单元240，所述边皮夹持单元240用于对待加工棒料的侧壁夹持，使得棒料在进行开方切割时，固定更为牢固，切割精度更好。具体的，所述边皮夹持单元240包括夹持安装座241和至少两组相对设置的夹持组件242，所述夹持组件242包括第四伸缩杆2421、连杆2422和夹爪2423，所述夹持安装座241套设于工装台220外，所述连杆2422铰接固定于夹持安装座241上，连杆2422的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪2423，第四伸缩件通过连杆2422带动夹爪2423抵靠或远离待加工棒料40的侧壁。两组相对设置的夹持组件242在单硅晶棒的对应的两侧壁同时进行夹持，才能起到进一步的夹持固定作用。具体的，第四伸缩件伸长，带动连杆2422绕与夹持安装座241的铰接处向内转动，从而带动夹持向棒料的侧壁抵靠，实现棒料的侧壁夹紧。在开方完成后，第四伸缩件收缩便可以通过连杆2422带动夹爪2423远离棒料的侧壁。优选的实施例中，所述边皮夹持单元240包括四组夹持组件242，所述四组夹持组件242两两相对设置。设置四组夹持组件242能够在棒料的四处侧壁上进行夹持固定，固定更为牢固，防止切割过程中棒料晃动，加工精度更高。

具体的，所述第一伸缩件110、第二伸缩件141、第三伸缩件231和第四伸缩件可以为气缸、液压缸或者直线电机。

如图4和图6所示的实施例中，所述边皮夹持单元240还包括竖直位移驱动机构243，所述竖直位移驱动机构243用于边皮夹持单元进行上下升降运动，从而根据需要调整夹持组件242位置，更好的完成棒料40夹持工作。具体的，所述竖直位移驱动机构243与夹持安装座241的底面连接，用于驱动夹持安装座241上下运动。在进行棒料40开方切割时，需要边皮夹持单元240对棒料的侧壁进行夹持，此时可通过竖直位置驱动单元带动夹持安装架150和夹持组件242向上运动到棒料侧壁的指定位置处，实现棒料侧壁的夹持。在进行开方后棒料的抛磨工作时，若边皮夹持单元240还位于棒料侧壁的夹持工位，则会影响磨头机构对棒料的抛磨，此时则需要竖直位移驱动单元带动夹持组件242向下运动到指定位置，防止对其他工作造成干涉。

请参阅图4和图6，作为本发明的一种优选实施例，所述竖直位移驱动机构243为四组，四组竖直位移驱动机构243均匀分布于夹持安装座241的四个边角处。四组竖直位移驱动机构243同时驱动夹持安装座241和夹持组件242做升降运动，运动过程更为稳定。同时对夹持组件242的支撑效果更好，夹持组件242对棒料侧壁进行夹持固定时，竖直位移机构能够给夹持组件242很好的支撑效果。优选的，所述竖直位移驱动机构243为滑动气缸。所述滑动气缸为具有滑动架的气缸，在滑动架和滑杆的限位作用下，不会出现运动轨迹偏差。

请参阅图1至图5，作为本发明的一种优选实施例，所述边料上顶紧单元140和边料下顶紧单元230均为四组，四组边料上顶紧单元140和四组边料下顶紧单元230相对设置，边料上顶紧单元140中的顶紧块142与边料下顶紧单元230中的顶杆232可分别与同一边料上下两端抵靠。本实施例所述的棒料40夹持工装10适用于单硅晶棒进行四方开方，如图7所示，所述夹持工装10还能够同时适用于四条边料的顶紧，以及边料切掉后顶出，便于边料收集机构进行收取。

如图1和图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述上夹持机构还包括安装架150，所述安装架150套设固定于第一旋转电机120外壁上，安装架150用于连接机架。所述安装架150作为上夹持机构100与外部机架之间的连接固定机构，以便于上夹持机构100的安装。请参阅2至图4，优选的实施例中，所述边料上顶紧单元140和边料下顶紧单元230还包括固定座143和护罩144，所述第二伸缩件141通过固定座143与安装架150固定，第二伸缩件141的伸缩杆外壁上套设有护罩144，所述第三伸缩件231通过固定座143与第二旋转电机210外壁固定，所述第三伸缩件231的伸缩杆外壁上套设有护罩144。

如图8所示进一步的实施例中，本发明还提供了一种切磨一体机，所述切磨一体机可适用于硅晶棒的开方切割以及开方后的抛磨工作。具体的，所述切磨一体机包括切割运行机构20、磨头机构30和装夹工装，所述装夹工装为上述的棒料夹持工装10，所述棒料夹持工装用于固定待加工的棒料，所述切割运行机构20用于切割棒料，所述磨头机构设置于切割运行机构20的机架上，用于棒料开方后的抛磨。所述磨头机构用于对硅晶棒切割后的开方面进行研磨和抛光工作，磨头机构采用现有成熟产品即可。所述切磨一体机使用上述的棒料夹持工装进行硅晶棒料的装夹工作，使用方便，夹持稳定，且能够有效降低使用成本。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种棒料夹持工装，其特征在于，所述夹持工装包括上夹持机构和下夹持机构；

所述上夹持机构包括第一伸缩件、第一旋转电机、压头和边料上顶紧单元，所述第一伸缩件的伸缩端与第一旋转电机连接，所述第一旋转电机与压头传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件和顶紧块，所述顶紧块固定于第二伸缩件的伸缩端上；

所述下夹持机构包括第二旋转电机、工装台和边料下顶紧单元，所述第二旋转电机与工装台传动连接，所述边料下顶紧单元包括第三伸缩件和至少两根顶杆，所述顶杆均匀固定于第三伸缩件的伸缩端上；

所述上夹持机构和下夹持机构相对设置，待加工棒料夹持于压头和工装台之间。

2.根据权利要求1所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述下夹持机构还包括边皮夹持单元，所述边皮夹持单元包括夹持安装座和至少两组相对设置的夹持组件，所述夹持组件包括第四伸缩杆、连杆和夹爪，所述夹持安装座套设于工装台外，所述连杆铰接固定于夹持安装座上，连杆的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪，第四伸缩件通过连杆带动夹爪抵靠或远离待加工棒料的侧壁。

3.根据权利要求2所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述边皮夹持单元包括四组夹持组件，所述四组夹持组件两两相对设置。

4.根据权利要求2所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述边皮夹持单元还包括竖直位移驱动机构，所述竖直位移驱动机构与夹持安装座的底面连接，用于驱动夹持安装座上下运动。

5.根据权利要求4所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述竖直位移驱动机构为四组，四组竖直位移驱动机构均匀分布于夹持安装座的四个边角处。

6.根据权利要求4所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述竖直位移驱动机构为滑动气缸。

7.根据权利要求1所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述边料上顶紧单元和边料下顶紧单元均为四组，四组边料上顶紧单元和四组边料下顶紧单元相对设置，边料上顶紧单元中的顶紧块与边料下顶紧单元中的顶杆可分别与同一边料上下两端抵靠。

8.根据权利要求1所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述上夹持机构还包括安装架，所述安装架套设固定于第一旋转电机外壁上，安装架用于连接机架。

9.根据权利要求8所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述边料上顶紧单元和边料下顶紧单元还包括固定座和护罩，所述第二伸缩件通过固定座与安装架固定，第二伸缩件的伸缩杆外壁上套设有护罩，所述第三伸缩件通过固定座与第二旋转电机外壁固定，所述第三伸缩件的伸缩杆外壁上套设有护罩。

10.一种切磨一体机，所述切磨一体机包括切割运行机构、磨头机构和装夹工装，其特征在于，所述装夹工装为权利要求1-9任意一项所述的棒料夹持工装，所述棒料夹持工装用于固定待加工的棒料，所述切割运行机构用于切割棒料，所述磨头机构设置于切割运行机构的机架上，用于棒料开方后的抛磨。

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