CN112959528A - 一种靶材自动切割装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置包括依次连接的上料设备、上料称重设备、切断设备、下料称重设备以及标签打印设备；所述上料设备包括上料架和第一阻位器；所述上料架的表面朝所述上料称重设备的方向向下倾斜；所述第一阻位器设置于与上料称重设备相连接的一端；所述上料称重设备包括支撑架、第一称重器、第二阻位器和滚轴；所述第一称重器穿插设置于所述支撑架中；所述第二阻位器与所述滚轴相互垂直设置于所述支撑架上，所述滚轴的滚动方向与上料方向水平垂直；所述切割装置集自动上料、自动称重、自动切割以及自动打印标签为一体，有效提高了切割效率，减少人工干预，具有较好的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明属于靶材制备技术领域，具体涉及一种靶材自动切割装置及其使用方法。
背景技术
随着我国科学技术的日益发展，半导体工艺的应用也越来越广泛，因此靶材的需求量也逐渐增加。在靶材生产过程中，重要的一道工序是机加工，主要使用切割机进行加工。目前市场上切割机主要存在以下问题：(1)实际应用型单一；(2)操作程序较为复杂；(3)加工效率低；(4)对加工材料造成损坏。对以上情况，设计开发一种实用高效、一体化操作的靶材自动切割机，成为当前亟待解决的问题。
CN208645715U公开了一种靶材切割机，包括框架、冷却组件、Z轴工作组件、Y轴工作组件、真空吸附组件、模具组件、腐蚀组件、打磨组件、机械手组件和切割组件。CN208866596U公开了一种金属靶材自动切割装置，该切割装置包括操作台，操作台的顶端开设有移料槽，移料槽的内侧固定安装有齿轮安装架，齿轮安装架的内侧通过转轴转动连接有齿轮，齿轮的一侧通过转轴转动连接有送料马达，齿轮的顶端啮合连接有排齿板，排齿板的顶端固定连接有操作板，操作台的顶端设置有主切割架和辅切割架述切割架的顶端设置有切割电机，切割电机的一侧连接有丝杠，丝杠的末端通过轴承转动连接有辅切割架。
上述切割装置虽然可有效的提高切割精度，但其仅能实现切割功能，而对于上料、材料称重以及标签区分均需人工操作，成本较高，时间较长，且容易损坏靶材，从而降低切割的合格率。
综上所述，如何提供一种方便高效、全自动一体化操作的靶材切割机，减少人工干预，成为当前急迫需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述切割装置集自动上料、自动称重、自动切割以及自动打印标签为一体，有效提高了切割效率，减少人工干预，具有较好的工业应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种靶材自动切割装置，所述靶材自动切割装置包括依次连接的上料设备、上料称重设备、切断设备、下料称重设备以及标签打印设备；
所述上料设备包括上料架和第一阻位器；所述上料架的表面朝所述上料称重设备的方向向下倾斜；所述第一阻位器设置于与上料称重设备相连接的一端；
所述上料称重设备包括支撑架、第一称重器、第二阻位器和滚轴；所述第一称重器穿插设置于所述支撑架中；所述第二阻位器与所述滚轴相互垂直设置于所述支撑架上，所述滚轴的滚动方向与上料方向水平垂直。
本发明中，第一阻位器可通过电路控制其上下伸缩；上料设备通过斜面与第一阻位器的配合来精准控制每枚靶材的上料，所述上料设备上可同时存放10～15枚靶材，节省上料时间。
本发明中，上料称重设备集称重功能与运输功能为一体，可精准称量每枚靶材的重量，之后将其自动运送到切断设备之中，避免人工搬运，有效保护靶材。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述上料称重设备的称重上限为1吨。
优选地，所述上料称重设备的称重精度精确到百分位。
作为本发明优选的技术方案，所述第一称重器为2个。
优选地，所述第一称重器包括圆弧形测量台、连接杆、气压起重器以及底座，所述底座、连接杆以及圆弧形测量台从下到上依次设置，所述气压起重器贯穿设置于所述底座上。
作为本发明优选的技术方案，所述第一阻位器至少为2个，例如2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，第一阻位器的的数量可根据上料架的宽度以及圆柱体靶材的长度而定，保证可稳定阻挡住靶材即可。
优选地，所述第二阻位器至少为2个，例如2个、3个、4个、5个、6个、7个或8个等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，第二阻位器用于拦截靶材，避免靶材滚从称重设备上滚落，其数量同样根据上料称重设备的长度以及靶材的长度而定。
作为本发明优选的技术方案，所述切断设备为高速锯锯床。
优选地，所述切断设备采用的高速锯为薄片金属带锯条。
本发明中，所述切断设备为高速锯锯床，该设备具有数控编程、自动夹紧、自动进给、尺寸精度高的优点，锯切速度、进给速度，在给定的范围内无级可调，断带自动停机，其采用薄片金属带锯条，切口窄，耗材少，所需动力小，是一种节材又节能的高效切割设备。
作为本发明优选的技术方案，所述下料称重设备包括下料架、第二称重器以及滚轮传送带。
优选地，所述滚轮传送带包括称重区和运输区，所述称重区为平台，所述运输区为逐渐降低的斜坡和平台。
本发明中，待靶材切割完毕后运送到称重区平台，下料称重设备会自动读取重量并上传数据采集系统，然后标签打印设备工作，切割后的靶材运送到运输区的平台后，贴上标签，由人工搬运到存放区。
另一方面，本发明提供了靶材自动切割装置的使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
将靶材放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器下降，所述靶材自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后通过滚轴将其运送到切断设备中，切割完毕后自动运送到下料称重设备上，同时完成打印标签，然后由人工将标签粘贴在切割后的靶材的侧面。
本发明中，整个装置的运行通过后台的电路反馈系统控制，装置开启后，靶材自动上料开始后续步骤，待一枚靶材切割完毕到达下料称重设备的运输区平台后，信号反馈到控制系统，随即开始下一枚靶材的上料切割。整个流程仅需进行人工上料卸料，其他流程均通过装置自动完成，提高了切割效率，减少人工成本，具有良好的工业应用前景。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材包括铝靶材。
作为本发明优选的技术方案，所述靶材为圆柱体，直径为30～700mm，例如30mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm、600mm或700mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，当所述靶材的直径为30～180mm时，所述切割的速度为2.7～3.1mm/s，例如2.7mm/s、2.8mm/s、2.9mm/s、3.0mm/s或3.1mm/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，当所述靶材的直径为180～390mm时，所述切割的速度为2.6～2.8mm/s，例如2.6mm/s、2.7mm/s或2.8mm/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，当所述靶材的直径为390～700mm时，所述切割的速度为2.5～2.6mm/s，例如2.5mm/s、2.55mm/s或2.6mm/s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，针对不同直径的靶材，需控制不同的切割速度。若速度过快，会导致材料切歪，严重时还会导致锯条绷断；若速度过慢，则会导致材料表面光洁度差、锯条磨损增大。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述切割装置通过对上料设备以及上料称重设备的结构设计，使其与切断设备、下料称重设备以及标签打印设备结合实现一体化自动切割功能，有效避免了由人工操作带来的损伤，极大地提高了切割效率，切割合格率达80.1％以上；并且，通过进一步控制材料的切割速率，使得对铝靶材的切割合格率达98.0％以上；
(2)本发明所述的切割装置的使用方法简单高效，并且针对不同直径的靶材设计了不同的切割速度，保证了产品的合格率，减少了切断设备的磨损，有利于规模化生产，具有良好的工业化应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的靶材自动切割装置的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的上料设备以及上料称重设备的结构示意图；
图3是本发明实施例1提供的上料称重设备中的第一称重器的结构示意图；
其中，1-上料架，2-第一阻位器，3-支撑架，4-第一称重器，5-第二阻位器，6-滚轴，7-切断设备，8-下料架，9-第二称重器，10-称重区，11-运输区，12-标签打印设备，13-铝靶材，14-圆弧形测量台，15-连接杆，16-气压起重器，17-底座。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
本发明具体实施方式部分提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置包括依次连接的上料设备、上料称重设备、切断设备7、下料称重设备以及标签打印设备12；
所述上料设备包括上料架1和第一阻位器2；所述上料架1的表面朝所述上料称重设备的方向向下倾斜；所述第一阻位器2设置于与上料称重设备相连接的一端；
所述上料称重设备包括支撑架3、第一称重器4、第二阻位器5和滚轴6；所述第一称重器4穿插设置于所述支撑架3中；所述第二阻位器5与所述滚轴6相互垂直设置于所述支撑架3上，所述滚轴6的滚动方向与上料方向水平垂直。
上述切割装置的使用方法包括以下步骤：
将靶材放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器2下降，所述靶材自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后又通过滚轴6将其运送到切断设备7中，切割完毕后自动运送到下料称重设备上，同时完成打印标签，然后由人工将标签粘贴在切割后的靶材的侧面。
以下为本发明典型但非限制性实施例：
实施例1：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置包括依次连接的上料设备、上料称重设备、切断设备7、下料称重设备以及标签打印设备12；所述靶材自动切割装置的结构示意图如图1所示；
所述上料设备包括上料架1和第一阻位器2；所述上料架1的表面朝所述上料称重设备的方向向下倾斜；所述第一阻位器2设置于与上料称重设备相连接的一端；
所述上料称重设备包括支撑架3、第一称重器4、第二阻位器5和滚轴6；所述第一称重器4穿插设置于所述支撑架3中；所述第二阻位器5与所述滚轴6相互垂直设置于所述支撑架3上，所述滚轴6的滚动方向与上料方向水平垂直，所述上料设备以及上料称重设备的结构示意图如图2所示，所述上料设备称重设备中的第一称重器4的结构示意如图3所示。
所述上料称重设备的称重上限为1吨，称重精度精确到百分位。
所述第一称重器4为2个，所述第一称重器4包括圆弧形测量台14、连接杆15、气压起重器16以及底座17，所述底座17、连接杆15以及圆弧形测量台14从下到上依次设置，所述气压起重器16贯穿设置于所述底座17上。
所述第一阻位器2为5个，所述第二阻位器5为6个。
切断设备7为高速锯锯床；所述切断设备7采用的高速锯为薄片金属带锯条。
所述下料称重设备包括下料架8、第二称重器9以及滚轮传送带；所述滚轮传送带包括称重区10和运输区11，所述称重区10为平台，所述运输区11为逐渐降低的斜坡和平台。
上述切割装置的使用方法包括以下步骤：
将10枚直径为30mm，长为60mm和5枚直径为30mm，长为2500mm的铝靶材13放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器2下降，所述铝靶材13自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后又通过滚轴6将其运送到高速切割机中，以3.1mm/s的切割速度进行切割，切割完毕后自动运送到下料称重设备的称重区10，重量信息传送到标签打印设备12进行打印，切割后的铝靶材13自动运送到运输区11的平台，然后由人工将标签粘贴在切割后的铝靶材13的侧面搬放到存放区。
实施例2：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置参照实施例1中的切割装置，区别仅在于：所述第一阻位器2为2个，所述第二阻位器5为2个。
上述切割装置的使用方法包括以下步骤：
将7枚直径为180mm，长为500mm和4枚直径为180mm，长为1500mm的铝靶材13放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器2下降，所述铝靶材13自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后又通过滚轴6将其运送到高速切割机中，以2.7mm/s的切割速度进行切割，切割完毕后自动运送到下料称重设备的称重区10，重量信息传送到标签打印设备12进行打印，切割后的铝靶材13自动运送到运输区11的平台，然后由人工将标签粘贴在切割后的铝靶材13的侧面搬放到存放区。
实施例3：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置参照实施例1中的切割装置，区别仅在于：所述第一阻位器2为4个，所述第二阻位器5为5个。
上述切割装置的使用方法包括以下步骤：
将4枚直径为390mm，长为1000mm和8枚直径为390mm，长为2000mm的铝靶材13放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器2下降，所述铝靶材13自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后又通过滚轴6将其运送到高速切割机中，以2.6mm/s的切割速度进行切割，切割完毕后自动运送到下料称重设备的称重区10，重量信息传送到标签打印设备12进行打印，切割后的铝靶材13自动运送到运输区11的平台，然后由人工将标签粘贴在切割后的铝靶材13的侧面搬放到存放区。
实施例4：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述靶材自动切割装置参照实施例1中的切割装置，区别仅在于：所述第一阻位器2为6个，所述第二阻位器5为6个。
上述切割装置的使用方法包括以下步骤：
将10枚直径为700mm，长为2500mm的铝靶材13放置于上料设备上，开启靶材13自动切割装置，第一阻位器2下降，所述铝靶材13自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后又通过滚轴6将其运送到高速切割机中，以2.5mm/s的切割速度进行切割，切割完毕后自动运送到下料称重设备的称重区10，重量信息传送到标签打印设备12进行打印，切割后的铝靶材13自动运送到运输区11的平台，然后由人工将标签粘贴在切割后的铝靶材13的侧面搬放到存放区。
实施例5：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述切割装置与实施例1中的切割装置相同。
上述切割装置的使用方法参照实施例1中的使用方法，区别仅在于：以3.5mm/s的切割速度进行切割。
本实施例的切割速度过大，材料锯歪，导致材料尺寸不合格。
实施例6：
本实施例提供了一种靶材自动切割装置及其使用方法，所述切割装置与实施例4中的切割装置相同。
上述切割装置的使用方法参照实施例4中的使用方法，区别仅在于：以2.2mm/s的切割速度进行切割。
本实施例的切割速度过小，导致产品表面光洁度不够，同时造成锯条磨损，使用寿命减少。
实施例1-6中，分别采用相同的方法切割与本实施例相对应的、型号尺寸相同的100枚靶材，测定其切割合格率，结果如表1所示。
表1实施例1-6中的靶材切割合格率
| 切割合格率/％ | |
| 实施例1 | 98.5 |
| 实施例2 | 98.0 |
| 实施例3 | 98.1 |
| 实施例4 | 98.7 |
| 实施例5 | 80.1 |
| 实施例6 | 82.5 |
综合上述实施例可以看出，本发明所述切割装置通过对上料设备以及上料称重设备的结构设计，使其与切断设备、下料称重设备以及标签打印设备结合实现一体化自动切割功能，有效避免了由人工操作带来的损伤，极大地提高了切割效率，与需人工搬运进行上料、称重、下料的工艺流程相比，切割合格率达80.1％以上；并且，通过进一步控制材料的切割速率，使得对铝靶材的切割合格率达98.0％以上；所述切割装置的使用方法简单高效，并且针对不同直径的靶材设计了不同的切割速度，保证了产品的合格率，减少了切断设备的磨损，有利于规模化生产，具有良好的工业化应用前景。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的装置和详细方法，但本发明并不局限于上述装置和详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述装置和详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置的等效替换及辅助操作的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种靶材自动切割装置，其特征在于，所述靶材自动切割装置包括依次连接的上料设备、上料称重设备、切断设备、下料称重设备以及标签打印设备；
所述上料设备包括上料架和第一阻位器；所述上料架的表面朝所述上料称重设备的方向向下倾斜；所述第一阻位器设置于与上料称重设备相连接的一端；
所述上料称重设备包括支撑架、第一称重器、第二阻位器和滚轴；所述第一称重器穿插设置于所述支撑架中；所述第二阻位器与所述滚轴相互垂直设置于所述支撑架上，所述滚轴的滚动方向与上料方向水平垂直。
2.根据权利要求1所述的靶材自动切割装置，其特征在于，所述上料称重设备的称重上限为1吨；
优选地，所述上料称重设备的称重精度精确到百分位。
3.根据权利要求1或2所述的靶材自动切割装置，其特征在于，所述第一称重器为2个；
优选地，所述第一称重器包括圆弧形测量台、连接杆、气压起重器以及底座，所述底座、连接杆以及圆弧形测量台从下到上依次设置，所述气压起重器贯穿设置于所述底座上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的靶材自动切割装置，其特征在于，所述第一阻位器至少为2个；
优选地，所述第二阻位器至少为2个。
5.根据权利要求1-4任一项所述的靶材自动切割装置，其特征在于，所述切断设备为高速锯锯床；
优选地，所述切断设备采用的高速锯为薄片金属带锯条。
6.根据权利要求1-5任一项所述的靶材自动切割装置，其特征在于，所述下料称重设备包括下料架、第二称重器以及滚轮传送带；
优选地，所述滚轮传送带包括称重区和运输区，所述称重区为平台，所述运输区为逐渐降低的斜坡和平台。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的靶材自动切割装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括以下步骤：
将靶材放置于上料设备上，开启靶材自动切割装置，第一阻位器下降，所述靶材自动滚落到上料称重设备上进行称重，然后通过滚轴将其运送到切断设备中，切割完毕后自动运送到下料称重设备上，同时完成打印标签，然后由人工将标签粘贴在切割后的靶材的侧面。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，所述靶材包括铝靶材。
9.根据权利要求7或8所述的使用方法，其特征在于，所述靶材为圆柱体，直径为30～700mm。
10.根据权利要求7-9任一项所述的使用方法，其特征在于，当所述靶材的直径为30～180mm时，所述切割的速度为2.7～3.1mm/s；
优选地，当所述靶材的直径为180～390mm时，所述切割的速度为2.6～2.8mm/s；
优选地，当所述靶材的直径为390～700mm时，所述切割的速度为2.5～2.6mm/s。
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