单晶棒料截断切割设备制造技术

一种单晶棒料截断切割设备，包括机架、可以在底架上滑动运行的单晶棒料送料装置、安装在底架上的切割机架、安装在切割机架上的线锯切割机构、可以在底架上滑动的单晶棒料托顶装置、取送料机器人和料车，其要点在于：支撑滚轮组件固定底座上，两个可移动的夹持单元的夹爪位于支撑滚轮的上方，夹持单元可穿过切割机架下方的空间，线锯切割机构是单段切割，伺服电机驱动减速机带动齿轮与齿条啮合实现棒料浮动托顶装置运动，取料机器人位于棒料浮动托顶装置的侧面。本实用新型专利技术的优点：通过电机、齿轮与齿条配合带动夹持单元、单晶棒料托顶装置进行自动移动，作业人员劳动强度低、自动化程度高。金刚线更换方便，不容易断线，故障率低。

【技术实现步骤摘要】
单晶棒料截断切割设备
本技术属于硬脆材料切割
，尤其是一种金刚石线锯切割设备。
技术介绍
中国专利文献中，公开号CN201620055181.2名称是一种单晶硅截断机(参见该申请说明书具体实施方式部分)，公开了一种使用一根高速往复运转的金刚线，通过设备的走丝机构对硅碇进行加工研磨，最终实现切割分段的一种单晶硅截断机。缺点：1、使用一根高速往复运转的金刚长线，通过设备的走丝机构对硅碇进行加工研磨；切割丝不仅需要线筒收放，还要按一定螺距进行排线，往返循环走丝时还要通过张力装置补偿切割丝延伸度以防止断线，走丝机构复杂，容易断线，任何一处断裂，整根长线都报废，造成浪费，且切割过程中出现断线对精度影响大，更换切割丝耗时长；2、所述张力控制装置包括张力轮、张力轴、分别连接张力轮和张力轴的张力臂、安装在张力轴上的角位移传感器、以及驱动张力轴转动的气缸驱动机构；张力控制装置结构复杂，需要独立提供气源等装备；3、这种单晶硅截断机的线网装置上分布有多个切割机头，所以设有多个晶托装置，晶托框架的两侧还安装有接料盒，用于盛装切割完成后下坠的晶棒边缘棒料，接料盒为插拔式安装，所述晶托框架的外侧还设有数个推拉把手和数个用于固定晶托装置的固定座，通过推拉把手将晶托装置推至所需位置，并通过固定座进行固定；自动化程度低；4、晶托装置与送料装置通过手轮实现托起、送夹，自动化程度低，晶棒定中心组件的定中心卡爪朝上放置，需手动将若干组单晶棒料定中心组件的定中心卡爪调节至足够的避让尺寸，才能保证上、下料时晶棒不会和定中心卡爪发生碰撞、干涉。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种自动化程度高、作业人员劳动强度低、结构简单、成本低的单晶棒料截断切割设备。本技术所采用的技术方案为：一种单晶棒料截断切割设备，包括机架、可以在底架上滑动运行的单晶棒料送料装置、安装在底架上的切割机架、安装在切割机架上的线锯切割机构、可以在底架上滑动的单晶棒料托顶装置、取送料机器人和料车，其要点在于：所述底架包括底座、若干个固定底座上的支撑滚轮组件，支撑滚轮组件位于切割机架的左侧，所述单晶棒料送料装置由两个可移动的夹持单元构成，夹持单元的夹爪位于支撑滚轮的上方，夹持单元可穿过切割机架下方的空间，在切割机架两侧移动，线锯切割机构是单段切割，单晶棒料托顶装置，包括滑动运行机构、防护装置、棒料浮动托顶装置，所述滑动运行机构由直线导轨、齿条与底座联接，滑块通过内六角圆柱头螺钉与支撑滑台联接，减速机与支撑滑台相连，伺服电机驱动减速机带动齿轮与齿条啮合实现棒料浮动托顶装置运动，棒料浮动托顶装置的移动轨道在支撑滚轮组件右端，取料机器人位于棒料浮动托顶装置的侧面。本技术分别通过电机、齿轮与齿条配合带动夹持单元、单晶棒料托顶装置进行自动移动，通过轨道和滑块来保证直线运动，以切割机架为分界线，左侧为上料区，右侧为成品出口。上料时，夹持单元在电机控制下先分别移动至底座两端，将支撑滚轮组件的上部空间完全避让出来，晶棒起吊后，直接置于支撑滚轮组件上，操作安全、简单。上料完成后，再由控制系统控制夹持单元移的动机构带动夹紧机构，夹爪虚套单晶棒料（二者不接触），相向移动到指定位置后，再对单晶棒料进行夹紧，无需人工调整、锁紧等，作业人员劳动强度低、自动化程度高。同时由于本技术是单段切割，所使用的金刚线短，单环缠绕结构简单，更换方便，不容易断线，故障率低。底座1上固定有支撑滚轮组件，两侧固定有直线导轨A、齿条A，齿条A与夹持单元中的齿轮相配合。所述的可移动的夹持单元的移动机构的伺服电机A和减速机A连接，两个夹爪框架上分别连接有减速机A、滑块A，减速机A输出端装有齿轮A与固定在底座上的齿条A啮合，直线导轨A、齿条A连接在底座上，伺服电机A驱动减速机A带动齿轮A旋转，夹爪框架沿直线导轨A移动，实现夹紧机构的平移；所述的夹持单元的夹紧机构的直线导轨B与夹爪框架连接，滑块B与直线导轨B相配合，滑块B分别安装在右夹爪和左夹爪上，右夹爪和左夹爪的中间装有传动杆B，传动杆B的两端螺纹方向相反，传动杆B的两端都装有轴承，一端通过螺钉锁紧轴承端盖紧固，另一端装有平键、减速机B、伺服电机B，伺服电机B驱动减速机B通过平键传递扭力给传动杆B，带动右夹爪和左夹爪沿夹爪导轨向内或向外移动，实现夹爪的夹紧或松开。单晶棒料平置于支撑滚轮组件上时，其轴线与夹持单元夹爪的轴线平行，两轴线的间距值＜10mm。所述切割机架包括立柱、横梁，横梁通过螺钉与立柱联接，立柱与底座的安装定位面贴紧并通过螺钉锁紧在底座上,所述线锯切割机构包括线锯运行机构单元和线锯切割进给机构单元；所述线锯运行机构单元包括轮系安装面板、驱动轮组件、张紧轮组件、从动轮组件；所述线锯切割进给机构单元包括伺服电机C、传动杆C、减速机C、螺母、丝杆C、螺钉、直线导轨C、滑块C，直线导轨C、减速机C通过螺钉与切割机架锁紧定位，直线导轨C与滑块C滑动配合，滑块C、螺母通过螺钉锁紧在轮系安装面板上，传动杆C、丝杆C、伺服电机C与减速机C相连，伺服电机C驱动减速机C带动传动杆C、丝杆C旋转，丝杆C和螺母在螺旋副的作用下，实现线锯运行机构单元的上下运动。所述的单晶棒料托顶装置它包括滑动运行机构、棒料浮动托顶装置，所述滑动运行机构由直线导轨D、齿条D与底座联接，支撑滑台架通过螺钉与直线导轨D相配合的滑块D联接，伺服电机D与减速机D连接，减速机D固定在支撑滑台架上，伺服电机D驱动减速机D带动减速机上的齿轮D与齿条D啮合实现棒料浮动托顶装置沿直线导轨D运动，所述棒料浮动托顶装置包括托顶块、活塞杆、气缸安装座、圆形伸缩护罩，圆形伸缩护罩套在托顶块杆部，位于托顶块和气缸安装座之间，托顶块与活塞杆相连，活塞杆与气缸安装座相连，气缸安装座与支撑滑台架相连。本技术的优点：通过电机、齿轮与齿条配合带动夹持单元、单晶棒料托顶装置进行自动移动，通过轨道和滑块来保证直线运动，以切割机架为分界线，左侧为上料区，右侧为成品出口。作业人员劳动强度低、自动化程度高。同时由于本技术采用环形金刚石线锯，是单段切割，一套运行机构由若干个导轮组成，其中一个为驱动轮、一个为张紧轮、其余的为从动轮，线锯在运行机构中循环运动，结构简单。所使用的金刚线短，单环缠绕结构简单，更换方便，不容易断线，故障率低。断线时对精度影响极小，通过取送料机器人实现自动化作业。附图说明图1为本技术单晶棒料截断切割设备自动线的示意图图2为本技术单晶棒料截断切割设备正视图图3为本技术单晶棒料截断切割设备侧视图图4为夹持单元工作示意图图5为夹持单元的结构示意图图6为图5的A—A向剖视图图7单晶棒料托顶装置的结构示意图图8为棒料浮动托顶装置的剖视图其中：1、底座2、单晶棒料送料装置3、线锯切割机构4、单晶棒料托顶装置5、取送料机器人6、料车7、棒料浮动托顶装置8、切割机架9、环形金刚石线锯10、控制系统101、支撑滚轮组件201、夹爪框架212、直线导轨A213、滑块A214、齿条A215、齿轮A216、减速机A217、伺服电机A221、螺钉222、轴承端盖223、右夹爪224、传动杆B225、左夹爪226、轴承227、平键228、减速机B229、伺服电机B230、夹持垫块233、滑块B2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单晶棒料截断切割设备，包括机架、可以在底架上滑动运行的单晶棒料送料装置、安装在底架上的切割机架、安装在切割机架上的线锯切割机构、可以在底架上滑动的单晶棒料托顶装置、取送料机器人和料车，其特征在于：所述底架包括底座（1）、若干个固定底座上的支撑滚轮组件（101），支撑滚轮组件位于切割机架的左侧，所述单晶棒料送料装置（2）由两个可移动的夹持单元构成，夹持单元的夹爪位于支撑滚轮的上方，夹持单元可穿过切割机架下方的空间，在切割机架两侧移动，线锯切割机构是单段切割，单晶棒料托顶装置（4），包括滑动运行机构、防护装置、棒料浮动托顶装置，所述滑动运行机构由直线导轨、齿条与底座联接，滑块通过内六角圆柱头螺钉与支撑滑台联接，减速机与支撑滑台相连，伺服电机驱动减速机带动齿轮与齿条啮合实现棒料浮动托顶装置运动，棒料浮动托顶装置的移动轨道在支撑滚轮组件右端，取料机器人位于棒料浮动托顶装置的侧面。

【技术特征摘要】
1.一种单晶棒料截断切割设备，包括机架、可以在底架上滑动运行的单晶棒料送料装置、安装在底架上的切割机架、安装在切割机架上的线锯切割机构、可以在底架上滑动的单晶棒料托顶装置、取送料机器人和料车，其特征在于：所述底架包括底座（1）、若干个固定底座上的支撑滚轮组件（101），支撑滚轮组件位于切割机架的左侧，所述单晶棒料送料装置（2）由两个可移动的夹持单元构成，夹持单元的夹爪位于支撑滚轮的上方，夹持单元可穿过切割机架下方的空间，在切割机架两侧移动，线锯切割机构是单段切割，单晶棒料托顶装置（4），包括滑动运行机构、防护装置、棒料浮动托顶装置，所述滑动运行机构由直线导轨、齿条与底座联接，滑块通过内六角圆柱头螺钉与支撑滑台联接，减速机与支撑滑台相连，伺服电机驱动减速机带动齿轮与齿条啮合实现棒料浮动托顶装置运动，棒料浮动托顶装置的移动轨道在支撑滚轮组件右端，取料机器人位于棒料浮动托顶装置的侧面。2.根据权利要求1所述的单晶棒料截断切割设备，其特征在于：底座（1）上固定有支撑滚轮组件（101），两侧固定有直线导轨A（212）、齿条A（214），齿条A与夹持单元中的齿轮相配合。3.根据权利要求1所述的单晶棒料截断切割设备，其特征在于：所述的可移动的夹持单元的移动机构的伺服电机A（217）和减速机A（216）连接，两个夹爪框架（201）上分别连接有减速机A（216）、滑块A（213），减速机A（216）输出端装有齿轮A（215）与固定在底座上的齿条A（214）啮合，直线导轨A（212）、齿条A（214）连接在底座(1)上，伺服电机A（217）驱动减速机A（216）带动齿轮A（215）旋转，夹爪框架（201）沿直线导轨A（212）移动，实现夹紧机构的平移；所述的夹持单元的夹紧机构的直线导轨B（234）与夹爪框架（201）连接，滑块B（233）与直线导轨B（234）相配合，滑块B（233）分别安装在右夹爪（223）和左夹爪（225）上，右夹爪（223）和左夹爪（225）的中间装有传动杆B（224），传动杆B（224）的两端螺纹方向相反，传动杆B（224）的两端都装有轴承（226），一端通过螺钉（221）锁紧轴承端盖（222）紧固，另一端装有平键（227）、减速机B（228）、伺服电机B（229），伺服电机B（229）驱动减速机B（228）通过平键（227）传递扭力给传动杆B（224），带动右夹爪（223）和左夹爪（225）沿夹爪导轨向内或向外移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文志，黄其勋，李波，林冬，黄田玉，林孝狮，
申请(专利权)人：福州天瑞线锯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35