CN219254405U - 定位组件、装夹机构、进给单元及线切割机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及线切割技术领域，具体提供一种定位组件、装夹机构、进给单元及线切割机，旨在解决现有线切割机的工件台定位精度差的问题。为此目的，本申请的定位组件包括：定位块，所述定位块上具有定位面，所述定位面用于接触工件台的侧面；以及多个位置传感器，多个所述位置传感器并排设置，每个所述位置传感器用于检测其感应端距离工件台的所述侧面的距离，以确保所述定位面与所述侧面完全贴合。本申请通过位置传感器检测工件台在安装过程中是否处于设定位置，使工件台的安装位置更为精准，从而能够提高工件的切割精度。

Description

定位组件、装夹机构、进给单元及线切割机

技术领域

本申请涉及线切割技术领域，具体提供一种定位组件、装夹机构、进给单元及线切割机。

背景技术

线切割机是一种通过金刚线的高速往复运动对待切割件进行切割的设备。线切割机一般包括切割总成和进给单元，待切割工件通过工件台安装在进给单元上，通过进给单元朝向切割总成进给移动，实现对安装于工件台上的的待切割工件的切割。

工件台向进给单元上安装的过程中，需要将工件台调整至设定位置后，才能够将工件台夹紧固定。但是在工件台的实际安装过程中，受到人为操作因素、设备震动等多方面因素影响，工件台的安装位置容易产生偏差，而在这种情况下，则会对工件的切割精度造成影响。

因此，本领域需要一种定位方式来解决上述问题。

实用新型内容

本申请旨在解决上述技术问题，即解决工件台定位精度差的问题。

第一方面，本申请提供一种定位组件，其包括：

定位块，所述定位块上具有定位面，所述定位面用于接触工件台的侧面；以及

多个位置传感器，多个所述位置传感器并排设置，每个所述位置传感器用于检测其感应端距离工件台的所述侧面的距离，以确保所述定位面与所述侧面完全贴合。

在采用上述技术方案的情况下，通过位置传感器对工件台的位置进行检测，从而确定工件台处于设定位置或倾斜状态，同时根据位置传感器反馈的信息，能够对工件台进行迅速调整，从而能够保证工件台的位置精度，保证工件能够稳定、精准地切割，提高了工件的切割精度。

可选地，多个所述位置传感器的感应端的连线平行于所述定位面。

可选地，所述位置传感器的数量为两个。

在采用上述技术方案的情况下，根据两点确定一条直线的原理，通过两个位置传感器即可判断工件台的状态。

可选地，所述位置传感器为光学距离传感器、线性接近传感器、红外距离传感器或超声波距离传感器。

在采用上述技术方案的情况下，可根据实际生产需求选择合适的传感器类型。

第二方面，本申请提供一种装夹机构，其包括装夹底座、设置于所述装夹底座上的驱动器、连接于所述驱动器输出端的夹持部以及第一方面中任一项所述的定位组件，所述定位块设置于所述装夹底座上。

可选地，所述装夹底座上开设有凹槽，所述定位块固定设置于所述凹槽内。

在采用上述技术方案的情况下，凹槽能够对定位块的安装起到定位作用，进而有利于将定位块的快速、精准地安装至装夹底座上。

可选地，所述位置传感器安装于所述装夹底座上。

可选地，所述位置传感器的数量为两个，两个所述位置传感器分别位于所述定位块的两侧。

可选地，所述装夹底座上设置有安装支座，所述位置传感器可拆卸连接于所述安装支座上。

可选地，所述位置传感器安装于所述定位块上。

第三方面，本申请提供一种进给单元，其包括第二方面中任一项所述的装夹机构。

第四方面，本申请提供一种线切割机，其包括第三方面中所述的进给单元。

附图说明

下面结合附图来描述本申请的优选实施方式，附图中：

图1是本申请实施例给出的工件台的示意图；

图2是本申请实施例给出的夹紧机构的示意图；

图3是图4的侧视图；

图4是沿图3中B-B线的剖视图；

图5是工件台安装在装夹机构上的状态示意图；

图6是体现位置传感器与定位块之间位置关系的俯视图；

图7是工件台安装在进给单元上的状态示意图；

图8是图7的侧视图。

图中，附图标记指代如下：

11、连接部；111、滑槽；12、承托部；13、安装板；2、装夹底座；21、第二夹持面；22、容置槽；23、凹槽；24、安装支座；3、夹持组件；31、夹持部；311、通孔；312、导向部；3121、导向面；313、第一夹持面；32、缸体；321、进油口；322、第一腔室；323、第二腔室；324、凸缘；325、定位孔；33、活塞杆；331、活塞端；332、杆体端；3321、盲孔；34、弹性件；35、锁紧件；4、定位块；41、定位面；42、第一端面；43、第二端面；5、位置传感器。

具体实施方式

下面参照附图来描述本申请的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本申请的技术原理，并非用于限制本申请的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示相关组件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申请的限制。此外，序数词“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。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

首先应当说明的是，本申请的工件包括但不限于是半导体硅材料、蓝宝石、磁性材料等高硬脆材料。本申请中以半导体硅材料进行说明，因此，工件可以为硅棒、硅片等部件。

参照图1，为本申请实施例公开的一种工件台，其包括连接部11和承托部12。

连接部11用于与进给单元的装夹端相连接。承托部12固定于连接部11的下部，用于安装待切割工件，且承托部12与连接部11一体成型，例如，其成型方式包括但不限于铸造、冲压成型等方式。

在另一些方案中，连接部11与承托部12并非一体成型，而是连接在一起的两个独立部件，上下两个部件之间通常通过螺钉等连接件相连。此方案的工件台加工方便。

将连接部11与承托部12一体成型，两者的连接处不会存在缝隙，因此相对现有的螺钉连接等方式来讲，切割作业中产生的硅粉不会堆积在连接部11与承托部12之间，从而能够保证工件台的整体尺寸不会受到硅粉、大气粉尘等外界因素的影响而发生改变，进而能够保证切割精度。

除此之外，连接部11与承托部12一体成型，在循环往复切割过程中，两者之间不会出现相对松动，从而保证切割精度、降低作业风险。还应理解的是，对于分体式结构来讲，工件台整体尺寸会受到连接部11与承托部12之间的装配精度的影响，而连接部11与承托部12一体成型加工，则更有利于保证工件台整体的尺寸精度。

参照图1，连接部11上开设有与进给单元的装夹端适配的滑槽111。连接部11通过滑槽111滑动安装至进给单元上，操作更便捷。

可选地，滑槽111的数量设置有多个，多个滑槽111相互平行设置。通过增加滑槽111的数量来增加工件台与进给单元装夹端之间的接触点，以使工件台能够更稳定地安装于进给单元上。例如，在本申请一种可能的实现方式中，滑槽111的数量设置为三个，相应地，进给单元的装夹端也设置有与三个滑槽111适配的夹持部。

在本申请一些可能的实现方式中，滑槽111的截面可设置为T字型或燕尾型，本申请对此不作具体限制。

承托部12背离连接部11的表面上设置有安装面，安装面的形状与工件的表面相适配，以使工件能够更稳定地安装于承托部12上。

在本申请一些可能的实现方式中，承托部12背离连接部11的表面上固定设置有安装板13，相应地，安装板13背离承托部12的表面与安装面的形状相同，以使工件能够固定于安装板13上。

可选地，安装板13可拆卸连接于承托部12上，例如，可采用螺钉连接、粘接等方式，本申请对此不作具体限制。

安装板13可由树脂材料、硬质塑料等制成，本申请对此不作具体限制。通过设置安装板13，待切割工件可粘接在安装板13上，金刚线切割过程中，在进给单元行程的末端，由于安装板13的存在，金刚线不会直接与承托部12接触，避免金刚线或承托部12受到损伤。

参照图1，在上述工件台的基础上，作为本申请一种可能的实现方式，还公开了一种横向装夹工作台，其中滑槽111沿着与承托部12长度方向垂直的方向进行开设，从而使工件台能够沿着横向于线切割机主辊轴线的方向滑动安装到线切割机上，即工件台能够于进给单元的一侧进行安装，无需占用进给单元前方太多的空间，从而能够减小操作空间。

可以理解的是，为了使工件台能够更稳定地安装在进给单元上，滑槽111同样可并排设置多条。

参照图2、图3和图4，本申请实施例还公开了一种装夹机构，其安装在进给单元的下端，用于对工件台进行夹持。其中，装夹机构包括装夹底座2以及安装在装夹底座2上的夹持组件3，夹持组件能够沿竖直方向往复运动，从而夹紧或松开工件台。

参照图4，夹持组件3包括驱动器和安装在驱动器输出端的夹持部31。

驱动器包括缸体32、活塞杆33以及弹性件34。缸体32固定安装在装夹底座2上，缸体32的内部具有空腔，且缸体32远离装夹底座2的端部开设有与空腔连通的进油口321，进油口321可与注油泵的输出端相连。活塞杆33具有相对的活塞端331和杆体端332，活塞端331滑动设置在空腔内，与空腔的内壁紧密贴合，杆体端332伸出缸体32外并与夹持部31固定连接。活塞端331将空腔分隔为第一腔室322和第二腔室323，进油口321连通第一腔室322。弹性件34位于第二腔室323内，弹性件34的一端与活塞端331抵接，另一端与第二腔室323的内壁抵接，弹性件34始终处于压缩状态。

夹持部31的截面可以为T字型、燕尾型等形式，与滑槽111的截面形状适配即可，本申请对此不作具体限定。夹持部31具有朝向杆体端332的第一夹持面313。

弹性件34可以采用碟簧、螺旋弹簧等形式，当然，也可采用其它弹性部件，本申请对此不作具体限定。在本申请的一种可选方式中，弹性件34采用碟簧，碟簧本身呈薄片状，更适合放置在缸体32的狭小空间内，而且碟簧吸振能力强，能够消除夹持部31回缩过程中的冲击能量，增强了夹持组件3的整体稳定性。

注油泵通过进油口321向第一腔室内注油，推动活塞端331向下运动时，第一腔室322增大，第二腔室323缩小，在这个过程中活塞端331压缩弹性件34，推动夹持部31向下移动。注油泵回油的过程中，弹性件34释放弹性势能，推动活塞端331反向运动，第二腔室323缩小，第二腔室323增大，夹持部31受到弹性件34的弹力作用向上缩回，从而实现夹持部31的往复动作。

采用上述方式控制夹持部31往复运动，夹持部31的伸出通过施加油压实现，夹持部31的缩回通过弹性件34的弹性力实现。夹持部31伸出时，处于松开状态，可安装工件，夹持部31缩回时，通过第一夹持面313将工件夹紧。相对于传统气动夹紧的方式来讲，本申请的方式中，在回油完成后，弹性件34自动回弹，推动夹持部31缩回，实现对工件的夹紧，之后无需再通过电气控制方式对夹持组件3进行控制，依靠机械压力使夹持部31保持夹紧状态，从而更加稳定，避免了因设备电气系统故障导致工件脱落的问题，从而增强了安全性。

另一方面，通过弹性件34自身弹性势能的储存和释放实现夹持部31的动作，无需通过增设传感器等器件感知夹持部31的压力，相对来讲，对硬件的要求较低，从而降低了成本。

参照图5，可以理解的是，当安装工件台时，首先控制夹持部31保持松开状态，即注油状态，将工件台上的滑槽111分别与对应的夹持部31对准，然后横向推动工件台，将工件台推动至设定位置后，控制液压油回流，使夹持部31向上移动，在这个过程中，夹持部31与滑槽111的内壁抵接，直到连接部11的上表面与装夹底座2抵接时，连接部11被夹紧固定。

装夹底座2上具有与连接部11适配的第二夹持面21，第二夹持面21即装夹底座2的底面，第一夹持面313和第二夹持面21之间形成用于容纳和夹紧工件台的间隙。例如，当连接部11的上表面为平面时，第二夹持面21也为平面；当连接部11的上表面为弧面时，夹持面21应当是与连接部11相配合的弧面。夹持部31向上移动，使连接部11与装夹底座2抵紧时，连接部11的上表面与第二夹持面21完全贴合，两者接触面积更大，从而能够增强夹持的稳定性。

工件台横向安装，无需占用进给单元和切割总成正前方的空间，从而在实际作业过程中，由于减小了操作空间，使得周围环境空间的利用更为合理，安装也更方便。同时，工件台于进给单元的一侧安装至装夹机构上，在进给单元的侧方位没有切割总成的遮挡，还可采用装夹小车等辅助装置进行安装，从而降低工作人员的劳动强度。

参照图4，作为本申请一种可能的实现方式，进油口321设置于缸体32的顶部，且进油口321的轴线与活塞杆33的轴线重合。向第一腔室322内注油的过程中，油压能够直接作用在活塞端331上，有利于快速推动活塞端311移动。

可选地，缸体32外壁的下端沿周向固定设置有凸缘324，凸缘324上开设有多个定位孔325。凸缘324的形式类似于法兰盘结构，缸体32安装时，可在定位孔325内分别穿设螺栓等连接件，以将缸体32与装夹底座2通过上述连接件相连，安装拆卸更为方便。

装夹底座2上还设置有与缸体32对应的容置槽22，缸体32安装于容置槽22内。容置槽22对缸体32的安装起到定位作用，使缸体32能够快速安装至装夹底座2上。

参照图4，作为本申请一种可能的实现方式，夹持组件3还包括锁紧件35。杆体端332上开设有盲孔3321，夹持部31上开设有与盲孔3321对应的通孔311。锁紧件35穿设于通孔311和盲孔3321内，用于将夹持部31与杆体端332固定连接。

在本申请一些可能的实现方式中，锁紧件35可以采用螺钉、卡扣等形式。例如，当锁紧件35采用螺钉时，盲孔3321为螺纹孔，锁紧件35穿过通孔311后与盲孔3321螺纹连接。进一步地，为了防止螺钉对工件台造成干涉，将通孔311设置为沉孔，以使螺钉头能够收纳于沉孔内，从而使螺钉不凸出夹持部31与第一夹持面313相背离的底面。

参照图3、图4和图6，作为本申请一种可能的实现方式，夹持部31上固定设置有导向部312，导向部312包围于夹持部31的外侧，且沿滑槽111的长度方向延伸，导向部312的截面形状与滑槽111的截面形状大致相同，导向部312与滑槽111之间可以采用间隙配合的形式，以便于导向部312向滑槽111内安装。导向部312的作用主要在于对工件台的安装过程起到导向作用，有利于将滑槽111的开口快速与导向部312的端部对准，进而相对导向部312滑动。同时导向部312还能够增大了与滑槽111之间的接触面积，从而增强了夹持的稳定性。

进一步地，导向部312的端部设置有导向面3121，工件台安装时，滑槽111的开口侧能够贴着导向面3121滑动，对工件台的安装起到进一步导向作用。

在一些可选形式中，导向面3121为斜面或者弧面，本申请对此不作具体限定。

参照图2和图3，本申请实施例还公开了一种定位组件，其安装在装夹机构上，用于对工件台进行定位。

定位组件包括定位块4和多个位置传感器5。定位块4固定安装在装夹底座2上，定位块4上具有朝向待安装工件的定位面41，定位面41为平面，用于接触工件台的侧面。多个位置传感器5并排设置，而且多个位置传感器5的感应端均未凸出定位面41。可选地，位置传感器5可采用光学距离传感器、线性接近传感器、红外距离传感器或超声波距离传感器，本申请对此不作具体限定。位置传感器5用于检测其感应端距离工件台的侧面的距离。

可选地，多个位置传感器5的感应端的连线平行于定位面41。

在本申请一种可能的实现方式中，位置传感器5的数量为两个。工件台滑动至与定位块4抵接后，两个位置传感器5分别检测工件台与传感器感应端之间的距离，根据两点确定一条直线的原理，当两个位置传感器5检测到的距离值相同时，说明工件台的端面与定位面41完全贴合，此时表示工件台已达到设定位置，控制夹紧机构将工件台夹紧固定。当两个位置传感器5检测到的距离值不同时，说明工件台的至少一端未与定位面41抵接，即工件台的端面未与定位面41完全贴合，工件台相对定位块4处于倾斜状态，此时应继续调整工件台的位置，直至两个位置传感器5检测到的距离值相同为止。

通过位置传感器5对工件台的位置进行检测，从而确定工件台处于设定位置或倾斜状态，同时根据位置传感器5反馈的信息，能够对工件台进行迅速调整，从而能够保证工件台的位置精度，保证工件能够稳定、精准地切割，提高了工件的切割精度。

参照图3，装夹底座2的底面上开设有凹槽23，定位块4可固定设置在凹槽23内。应当说明的是，凹槽23的截面尺寸与定位块4的截面尺寸相适配，对定位块4的安装起到定位作用，进而有利于将定位块4的快速、精准地安装至装夹底座2上。

参照图6，作为本申请一种可能的实现方式，装夹底座2上固定设置有安装支座24，安装支座24的数量为两个，分别位于定位块4的两侧，两个位置传感器5分别固定在安装支座24上。

可选地，位置传感器5可通过螺钉连接、卡接等方式与安装支座24可拆卸连接，从而方便分体加工制造。

作为本申请一种可能的实现方式，两个位置传感器5均固定安装在定位块4上。如此能够使位置传感器5与定位块4的位置保持相对固定，拆装定位块4时，无需再对位置传感器5进行调整。例如，两个位置传感器5分别安装在定位块4相对的两个端面上，具体地，可以采用螺纹连接、卡接等形式。

参照图7和图8，本申请实施例还公开了一种进给单元，其包括上述任一实施例中的装夹机构和工件台。进给单元沿竖直方向滑动设置在线切割机的机架上，装夹机构安装在进给单元的下端，工件台夹紧固定于装夹机构上。具体地，装夹机构具有安装于进给单元下端的装夹底座2，其上安装夹持组件3。夹持组件3具有可竖直移动的夹持部31，夹持部31可横向安装和夹紧一体式的工件台的上侧连接部11，工件台的下侧承托部12的下侧安装工件。

本申请实施例还公开了一种线切割机，其包括上述实施例中的进给单元和切割总成，进给单元相对切割总成的线辊往复运动，从而实现对工件的切割。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种定位组件，用于定位工件台，其特征在于，包括：

定位块，所述定位块上具有定位面，所述定位面用于接触工件台的侧面；以及

多个位置传感器，多个所述位置传感器并排设置，每个所述位置传感器用于检测其感应端距离工件台的所述侧面的距离，以确保所述定位面与所述侧面完全贴合。

2.根据权利要求1所述的定位组件，其特征在于，多个所述位置传感器的感应端的连线平行于所述定位面。

3.根据权利要求1所述的定位组件，其特征在于，所述位置传感器的数量为两个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的定位组件，其特征在于，所述位置传感器为光学距离传感器、线性接近传感器、红外距离传感器或超声波距离传感器。

5.一种装夹机构，其特征在于，所述装夹机构包括装夹底座、设置于所述装夹底座上的驱动器、连接于所述驱动器输出端的夹持部以及权利要求1至4中任一项所述的定位组件，所述定位块设置于所述装夹底座上。

6.根据权利要求5所述的装夹机构，其特征在于，所述装夹底座上开设有凹槽，所述定位块固定设置于所述凹槽内。

7.根据权利要求5所述的装夹机构，其特征在于，所述位置传感器安装于所述装夹底座上。

8.根据权利要求7所述的装夹机构，其特征在于，所述位置传感器的数量为两个，两个所述位置传感器分别位于所述定位块的两侧。

9.根据权利要求7或8所述的装夹机构，其特征在于，所述装夹底座上设置有安装支座，所述位置传感器可拆卸连接于所述安装支座上。

10.根据权利要求5所述的装夹机构，其特征在于，所述位置传感器安装于所述定位块上。

11.一种进给单元，其特征在于，所述进给单元包括权利要求5至10中任一项所述的装夹机构。

12.一种线切割机，其特征在于，所述线切割机包括权利要求11所述的进给单元。

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