CN219768737U - 工件上下料装置及线切割机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及线切割技术领域，具体提供一种工件上下料装置及线切割机，旨在解决现有工件切割过程中，采用人工搬运方式进行工件上下料导致的劳动强度大的问题。为此目的，本申请的工件上下料装置包括：机架；第一安装部，其滑动设置于机架上；第一驱动装置，其与第一安装部相连，用于驱动第一安装部沿第一方向往复运动；第二安装部，其滑动设置于第一安装部上；第二驱动装置，其与第二安装部相连，用于驱动第二安装部沿第二方向往复运动；以及叉板组件，其设置于第二安装部上，并用于运输工件。本申请能够在工件上下料过程中调整晶托相对进给单元的位置，从而降低了劳动强度，提高了加工效率。

Description

工件上下料装置及线切割机

技术领域

本申请涉及线切割技术领域，具体提供一种工件上下料装置及线切割机。

背景技术

线切割是一种通过切割线高速往复运动，并与待切割件(比如光伏硅棒、半导体、碳化硅、蓝宝石、磁材等材料)相对移动，以使切割线切割待切割件的一种加工方法。线切割机一般包括切割总成和进给单元，进给单元可移动地安装在切割总成上，待切割工件安装至进给单元上，通过进给单元的往复进给，实现对安装于工件台上的工件的切割。

以光伏硅棒为例，在硅棒切割前，需要人工将硅棒安装至进给单元上，硅棒切割完成后，需要人工将硅棒从进给单元上取下，而当硅棒体积或重量较大时，采用人工方式将硅棒抬升至进给单元所在高度并安装在进给单元的指定部位，显然具有较高的劳动强度，在连续生产作业过程中对工作人员的体力无疑是一种巨大的消耗。

因此，本领域需要一种工件上下料装置来解决上述问题。

实用新型内容

本申请旨在解决上述技术问题，即解决现有半导体硅切割过程中，采用人工搬运方式进行工件上下料导致的劳动强度大的问题。

第一方面，本申请提供一种工件上下料装置，其包括：

机架；

第一安装部，其滑动设置于所述机架上；

第一驱动装置，其与所述第一安装部相连，用于驱动所述第一安装部沿第一方向往复运动，以调整所述第一安装部相对于地面的高度；

第二安装部，其滑动设置于所述第一安装部上；

第二驱动装置，其与所述第二安装部相连，用于驱动所述第二安装部沿第二方向往复运动，以调整所述第二安装部相对于所述第一安装部在水平面内的横向位置；以及

叉板组件，其设置于所述第二安装部上，并用于运输工件。

在采用上述技术方案的情况下，通过第一驱动装置调整第一安装部在垂直方向上的位置，通过第二驱动装置调整第二安装部在横向上的位置，以使晶托能够稳定安装至进给单元上，相对采用人工搬运的方式来讲，降低了劳动强度，从而也能够提高加工效率。

可选地，所述第一方向垂直于所述第二方向。

可选地，所述叉板组件上设置有可与待切割工件相适配以将待切割工件固定到晶托组件上的固定部。

可选地，所述固定部为可插设到工件上第一插接槽内的第一插接部；或者

所述固定部为与工件上第二插接部适配的第二插接槽，所述第二插接部能够插设到所述第二插接槽内。

在采用上述技术方案的情况下，通过插接配合的形式实现晶托与叉板组件的拆卸安装，操作更方便。

可选地，所述工件上下料装置还包括：

接液盘，其设置于所述机架上，用于对工件下料过程中产生的废液进行收集。

在采用上述技术方案的情况下，当叉板组件与晶托连接时，接液盘伸进线切割机进给单元的下方，在叉板组件将晶托从进给单元上取下的过程中，废液会向下滴落至接液盘上，从而能够防止废液滴落在地面，污染周围环境。

可选地，所述工件上下料装置还包括：

第三安装部，其滑动设置于所述机架上，且位于所述叉板组件的下方，所述接液盘设置于所述第三安装部上；以及

第三驱动装置，其与所述第三安装部相连，用于驱动所述第三安装部在水平面内沿纵向往复运动。

在采用上述技术方案的情况下，通过第三驱动装置调整接液盘相对进给单元的纵向位置，以使得在工件下料过程中接液盘能够处在进给单元的正下方。

可选地，所述第三驱动装置包括：

第一主轴，其转动设置于所述机架上；

第二主轴，其转动设置于所述第三安装部上；

第一连杆，其具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述第一主轴固定连接；

第二连杆，其具有相对的第三端和第四端，所述第三端与所述第二端铰接，所述第四端与所述第二主轴固定连接；转动所述第一主轴，以改变所述第一连杆与所述第二连杆的夹角，从而驱动所述第二主轴和所述第三安装部靠近或远离所述第一主轴。

在采用上述技术方案的情况下，通过手动转动第一主轴改变接液盘的纵向位置，更适合在小范围内进行精确调整。

可选地，所述第一连杆的数量为两根，两根所述第一连杆分别连接于所述第一主轴的两端；所述第二连杆的数量为两根，两根所述第二连杆分别连接于所述第二主轴的两端。

在采用上述技术方案的情况下，能够增强第三驱动装置的整体稳定性，同时也使得第三安装部的滑动过程更为顺畅。

可选地，所述第一主轴的一端固定连接有第一转动臂。

在采用上述技术方案的情况下，通过第一转动臂增加了力臂的长度，转对第一主轴更省力。

可选地，所述第三驱动装置还包括：

第二转动臂，其一端转动连接于所述机架的上部；以及

第三连杆，其一端与所述第二转动臂铰接，另一端与所述第一转动臂铰接；转动所述第二转动臂，以使所述第三连杆摆动，从而驱动所述第一转动臂带动所述第一主轴转动。

在采用上述技术方案的情况下，通过转动第二转动臂来控制第一主轴转动，第二转动臂的高度设置符合人体工学要求，使得操作更方便。

可选地，所述机架包括两根平行设置的水平支撑臂，两根所述水平支撑臂相对的表面上分别开设有第一滑槽，所述第三安装部相对的两侧边分别滑动设置于所述第一滑槽内。

在采用上述技术方案的情况下，在实现第三安装部与机架滑动连接的前提下，能够简化机架和第三安装部的结构，使得机架和第三安装部均呈框架式结构，不仅节省了材料，而且能够减轻整个工件上下料装置的重量。

可选地，所述第三安装部相对的两侧边之间固定连接有支撑部，所述第二主轴与所述支撑部转动连接。

在采用上述技术方案的情况下，不仅能够增强第三安装部的稳定性，还能够防止第三安装部相对的两侧边在滑动过程中发生形变，导致滑动过程出现卡顿。

可选地，所述第一驱动装置为液压缸、电缸或气缸。

在采用上述技术方案的情况下，可根据实际生产需求选择第一驱动装置的具体类型。

可选地，所述机架包括两根平行设置的竖直支撑臂，两根所述竖直支撑臂相对的表面上分别开设有第二滑槽，所述第一安装部相对的两侧边分别滑动设置于所述第二滑槽内。

在采用上述技术方案的情况下，在实现第一安装部与机架滑动连接的前提下，能够简化机架和第一安装部的结构，使得机架和第一安装部均呈框架式结构，不仅节省了材料，而且能够减轻整个工件上下料装置的重量。

可选地，所述第二驱动装置包括转动设置于所述第一安装部上的丝杠以及固定设置于所述第二安装部上的螺母座，所述丝杠与所述螺母座螺纹连接。

在采用上述技术方案的情况下，通过丝杠螺母的配合形式来驱动第二安装部往复运动，结构简单易于实现。

可选地，所述丝杠的一端固定设置有第三转动臂或者手轮。

在采用上述技术方案的情况下，通过增加力臂的长度，使得转动丝杠更为省力。

第二方面，本申请提供一种线切割机，所述线切割机包括第一方面中任一项所述工件上下料装置。

可选地，所述线切割机包括切割总成和进给单元，所述工件上下料装置控制所述叉板组件移动时，将所述叉板组件上的晶托组件安装至所述进给单元上。

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上下料装置中接液盘处于伸出状态的示意图；

图2是本申请实施例给出的工件上下料装置中接液盘处于缩回状态的示意图。

图中，附图标记指代如下：

1、机架；11、水平支撑臂；111、第一滑槽；12、竖直支撑臂；121、第二滑槽；2、第一安装部；21、第一驱动装置；3、第二安装部；31、第二驱动装置；311、丝杠；312、螺母座；4、叉板组件；41、第一插接部；5、晶托；51、第一插槽；6、接液盘；7、第三安装部；71、支撑部；8、第三驱动装置；81、第一主轴；82、第二主轴；83、第一连杆；831、第一端；832、第二端；84、第二连杆；841、第三端；842、第四端；85、第一转动臂；86、第二转动臂；87、第三连杆。

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”、“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。

参照图1和图2，为本申请实施例公开的一种工件上下料装置，其包括机架1、第一安装部2、第二安装部3以及叉板组件4，叉板组件4上安装有用于固定待切割工件的晶托组件5。

机架1包括竖直部分和与竖直部分一体连接的水平部分，机架1的底部可安装万向轮等部件，以方便工作人员推动机架1移动。第一安装部2沿第一方向滑动设置在机架1的竖直部分上，机架1上设置有第一驱动装置21，第一驱动装置21的输出端与第一安装部2相连，第一驱动装置21动作时，驱动第一安装部2沿第一方向作往复直线运动。第二安装部3沿横向滑动设置在第一安装部2上，机架1上设置有第二驱动装置31，第二驱动装置31的输出端与第二安装部3相连，第二驱动装置31动作时，驱动第二安装部3沿第二方向作往复直线运动。其中第一方向为竖直方向，将第一安装部2沿竖直方向移动以改变其相对于地面的高度，第二方向为在水平面内沿着横向的方向。

需要说明的是，为了便于描述本申请的技术方案，本申请将工件上下料装置沿着靠近或远离线切割机进给单元移动所在的方向称为纵向，而在水平面内，与纵向相垂直的方向即为上述中的横向。将纵向称为第三方向，则第三方向与第二方向位于水平面内，且相互垂直。

为了便于理解本申请的技术方案，参照图1和图2，空间坐标系内存在相互正交的X轴、Y轴和Z轴，那么，X轴所在方向对应上述中的第二方向，Z轴所在方向对应上述中的第一方向，Y轴所在方向对应上述中的第三方向。

在一种实施例中，本申请所述工件上下料装置用于线切割机的晶托组件5的上下料工作，晶托组件5用于安装待切割工件(比如光伏硅棒、半导体、碳化硅、蓝宝石、磁材等材料)，并可装配到线切割机的进给单元上，以使切割线机完成对待切割工件的切割。晶托组件5的下表面设置有与硅棒适配的安装面，待切割工件固定安装在晶托组件5上，所述第二安装部3固定安装有可运输晶托组件5的叉板组件4，晶托5可连接到叉板组件4远离第二安装部3的一端。

在进行工件的上料时，首先将固定有工件的晶托组件5安装在叉板组件4上，推动机架1向进给单元方向移动，并调整机架1相对进给单元的横向位置，使晶托组件5与进给单元在横向上基本重合，当机架1移动至靠近进给单元的位置时，通过第一驱动装置21调整第一安装部2在竖直方向的位置，通过第二驱动装置31调整第二安装部3相对进给单元的横向位置，直到晶托组件5与进给单元的安装端在竖直方向和横向位置上重合时，继续推动机架1前进，将晶托组件5安装至进给单元上。可以理解的是，工件切割完成后，推动机架1靠近进给单元，同样采用上述方式，将叉板组件4与晶托组件5连接后，控制机架1后退，将晶托组件5和切割完成的工件运送至指定位置后，将晶托组件5和工件从叉板组件4上卸下即可。

采用上述方式，通过第一驱动装置21调整第一安装部2在竖直方向上的位置，通过第二驱动装置31调整第二安装部3在横向上的位置，以使晶托组件5能够稳定安装至进给单元上，相对采用人工搬运的方式来讲，降低了劳动强度，从而也能够提高加工效率。

第一驱动装置21可以采用液压缸、气缸或电缸，本申请对此不作具体限制。

第二驱动装置31包括丝杠311和螺母座312，丝杠311转动设置在第一安装部2上，螺母座312固定连接在第二安装部3上，丝杠311与螺母座312螺纹连接。转动丝杠311时，丝杠311驱动螺母座312和第二安装部3在水平面内沿横向往复运动。为了方便转动丝杠311，可在丝杠311的其中一端固定设置有第三转动臂或手轮。

当然，对于第二驱动装置31的具体形式，并不局限于丝杠螺母驱动的形式，也可采用同步带、链轮、齿轮齿条等形式，本申请对此不作具体限制。

参照图1和图2，叉板组件4上设置有可与待切割工件相适配以将待切割工件固定到晶托组件上的固定部，在本申请一种可能的实现方式中，固定部为第一插接部41，第一插接部41朝向背离第二安装部3的方向伸出，第一插接部41的数量可以为一个，也可以间隔设置多个，根据实际需求进行设置即可，本申请对此不作具体限定。晶托组件5上设置有与第一插接部41适配的第一插槽51。

第一插接部41插设在第一插槽51内时，晶托组件5安装在叉板组件4上。通过采用插接配合的形式实现晶托组件5与叉板组件4的拆卸安装，操作更方便。

当然，在另一些可能的实现方式中，固定部为开设在叉板组件4上的第二插槽，晶托组件5上固定有与第二插槽适配的第二插接部，同样地，第二插接部可插设在第二插槽内。

参照图1和图2，工件上下料装置还包括接液盘6，接液盘6设置在机架1的下部，位于叉板组件4和晶托组件5的下方。工件下料过程中，形成的废液会向下滴落，而通过设置接液盘6，当叉板组件4与晶托组件5连接时，接液盘6伸进线切割机进给单元的下方，在叉板组件4将晶托组件5从进给单元上取下的过程中，废液会向下滴落至接液盘6上，从而能够防止废液滴落在地面，污染周围环境。

在本申请一种可能的实现方式中，机架1的水平部分上沿纵向滑动设置有第三安装部7。接液盘6设置在第三安装部7上，接液盘6可通过卡接、螺钉连接等方式与第三安装部7可拆卸连接，以方便倾倒接液盘6内的废液，当然也可将接液盘6直接搭放在第三安装部7上，本申请对上述具体形式不作限制。

机架1上设置有第三驱动装置8，第三驱动装置8与第三安装部7相连，用于驱动第三安装部7在水平面内沿纵向往复运动，以调整接液盘6相对进给单元的纵向位置，以使得在工件下料过程中接液盘6能够处在进给单元的正下方。

第三驱动装置8包括第一主轴81、第二主轴82、第一连杆83以及第二连杆84。第一主轴81水平设置，其两端转动连接在机架1上。第二主轴82平行于第一主轴81，其两端转动连接在第三安装部7上。第一连杆83和第二连杆84连接在第一主轴81和第二主轴82之间，具体地，第一连杆83具有相对的第一端831和第二端832，第二连杆84具有相对的第三端841和第四端842，第一端831与第一主轴81固定连接，第四端与第二主轴82固定连接，第二端832与第三端841铰接。

在工件的下料过程中，可手动转动第一主轴81，第一主轴81转动时，第一连杆83与第二连杆84之间的夹角发生改变，从而能够驱动第二主轴82以及第三安装部7上的接液盘6靠近或远离第一主轴81，进而改变接液盘6的纵向位置。

进一步地，为了增强第三驱动装置8整体的稳定性，第一连杆83和第二连杆84的数量均设置为两根，且两根第一连杆83分别连接于第一主轴81的两端，两根第二连杆84分别连接于第二主轴82的两端，使得第三驱动装置8整体形成一个框架结构，两根第一连杆83和第二连杆84的设置也增加了施力点，使得第三安装部7能够沿着纵向稳定滑动，防止第三安装部7在滑动过程中出现卡顿的现象。

可选地，机架1的水平部分具体包括两根平行设置的水平支撑臂11，两根水平支撑臂11相对的表面上分别开设有第一滑槽111，第三安装部7相对的两侧边分别滑动设置在对应侧的第一滑槽111内。

采用上述方式，在实现第三安装部7与机架1滑动连接的前提下，能够简化机架1和第三安装部7的结构，使得机架1和第三安装部7均呈框架式结构，不仅节省了材料，而且能够减轻整个工件上下料装置的重量。

为了增强第三安装部7的稳定性，第三安装部7相对的两侧边之间固定连接有支撑部71，第二主轴82与支撑部71转动连接。

支撑部71能够防止第三安装部7相对的两侧边在滑动过程中发生形变，导致滑动过程出现卡顿。

参照图1和图2，在本申请一种可能的实现方式中，在第一主轴81的其中一端固定连接有第一转动臂85，从而方便转动第一主轴81。

进一步地，机架1的上部还铰接有第二转动臂86，第二转动臂86与第一转动臂85之间连接有第三连杆87，第三连杆87的一端与第二转动臂86的中部铰接，另一端与第三连杆87远离第一主轴81的端部铰接，从而使得转动第二转动臂86时，带动第三连杆87摆动，进而使第三连杆87能够带动第一主轴81转动。

通过将第二转动臂86设置在机架1的上部，工作人员推动机架1移动至靠近进给单元的位置时，可手握第二转动臂86，通过控制第二转动臂86转动来调整接液盘6的位置。第二转动臂86的高度设置符合人体工学要求，使得操作更方便。

参照图1和图2，在本申请一种可能的实现方式中，机架1的竖直部分具体包括两根平行设置的竖直支撑臂12，两根竖直支撑臂12相对的侧表面上分别开设有第二滑槽121，第一安装部2相对的两侧边分别滑动设置在对应侧的第二滑槽121内。

采用上述方式，在实现第一安装部2与机架1滑动连接的前提下，能够简化机架1和第一安装部2的结构，使得机架1和第一安装部2均呈框架式结构，不仅节省了材料，而且能够减轻整个工件上下料装置的重量。

本申请实施例还公开了一种线切割机，其包括上述任一实施例中的工件上下料装置。其中，线切割机包括切割总成和进给单元，进给单元可移动地安装在切割总成上，通过工件上下料装置控制叉板组件4移动时，能够将叉板组件4上的晶托组件5安装至进给单元上。

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 (18)

1.一种工件上下料装置，其特征在于，包括：

机架；

第一安装部，其滑动设置于所述机架上；

第一驱动装置，其与所述第一安装部相连，用于驱动所述第一安装部沿第一方向往复运动，以调整所述第一安装部相对于地面的高度；

第二安装部，其滑动设置于所述第一安装部上；

第二驱动装置，其与所述第二安装部相连，用于驱动所述第二安装部沿第二方向往复运动，以调整所述第二安装部相对于所述第一安装部在水平面内的横向位置；以及

叉板组件，其设置于所述第二安装部上，并用于运输工件。

2.根据权利要求1所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第一方向垂直于所述第二方向。

3.根据权利要求1所述的工件上下料装置，其特征在于，所述叉板组件上设置有可与待切割工件相适配以将待切割工件固定到晶托组件上的固定部。

4.根据权利要求3所述的工件上下料装置，其特征在于，所述固定部为可插设到工件上第一插接槽内的第一插接部；或者

所述固定部为与工件上第二插接部适配的第二插接槽，所述第二插接部能够插设到所述第二插接槽内。

5.根据权利要求1所述的工件上下料装置，其特征在于，所述工件上下料装置还包括：

接液盘，其设置于所述机架上，用于对工件下料过程中产生的废液进行收集。

6.根据权利要求5所述的工件上下料装置，其特征在于，所述工件上下料装置还包括：

第三安装部，其滑动设置于所述机架上，且位于所述叉板组件的下方，所述接液盘设置于所述第三安装部上；以及

第三驱动装置，其与所述第三安装部相连，用于驱动所述第三安装部在水平面内沿纵向往复运动。

7.根据权利要求6所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第三驱动装置包括：

第一主轴，其转动设置于所述机架上；

第二主轴，其转动设置于所述第三安装部上；

第一连杆，其具有相对的第一端和第二端，所述第一端与所述第一主轴固定连接；

第二连杆，其具有相对的第三端和第四端，所述第三端与所述第二端铰接，所述第四端与所述第二主轴固定连接；转动所述第一主轴，以改变所述第一连杆与所述第二连杆的夹角，从而驱动所述第二主轴和所述第三安装部靠近或远离所述第一主轴。

8.根据权利要求7所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第一连杆的数量为两根，两根所述第一连杆分别连接于所述第一主轴的两端；所述第二连杆的数量为两根，两根所述第二连杆分别连接于所述第二主轴的两端。

9.根据权利要求7所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第一主轴的一端固定连接有第一转动臂。

10.根据权利要求9所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第三驱动装置还包括：

第二转动臂，其一端转动连接于所述机架的上部；以及

第三连杆，其一端与所述第二转动臂铰接，另一端与所述第一转动臂铰接；转动所述第二转动臂，以使所述第三连杆摆动，从而驱动所述第一转动臂带动所述第一主轴转动。

11.根据权利要求7所述的工件上下料装置，其特征在于，所述机架包括两根平行设置的水平支撑臂，两根所述水平支撑臂相对的表面上分别开设有第一滑槽，所述第三安装部相对的两侧边分别滑动设置于所述第一滑槽内。

12.根据权利要求11所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第三安装部相对的两侧边之间固定连接有支撑部，所述第二主轴与所述支撑部转动连接。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第一驱动装置为液压缸、电缸或气缸。

14.根据权利要求1至12任一项所述的工件上下料装置，其特征在于，所述机架包括两根平行设置的竖直支撑臂，两根所述竖直支撑臂相对的表面上分别开设有第二滑槽，所述第一安装部相对的两侧边分别滑动设置于所述第二滑槽内。

15.根据权利要求1至12中任一项所述的工件上下料装置，其特征在于，所述第二驱动装置包括转动设置于所述第一安装部上的丝杠以及固定设置于所述第二安装部上的螺母座，所述丝杠与所述螺母座螺纹连接。

16.根据权利要求15所述的工件上下料装置，其特征在于，所述丝杠的一端固定设置有第三转动臂或者手轮。

17.一种线切割机，其特征在于，所述线切割机包括权利要求1至16中任一项所述的工件上下料装置。

18.根据权利要求17所述的线切割机，其特征在于，所述线切割机包括切割总成和进给单元，所述工件上下料装置控制所述叉板组件移动时，将所述叉板组件上的晶托组件安装至所述进给单元上。