CN114701084A - 翻转式取片截断机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种翻转式取片截断机，包括用于承载硅棒的载料平台，切断机构，位于载料平台上方的取片机构及位于载料平台下方能抬升带动硅棒移动的移动机构；取片机构包安装架及用于吸附硅棒的吸盘，安装架上具有驱动吸盘上下移动的取片升降装置及驱动吸盘旋转朝向的转动装置；移动机构包括移动座及位于移动座上方设置有由顶升驱动装置驱动升降的托座，托座上表面具有由两侧向中心向下偏斜的托举面，本发明将吸盘设计在安装架内侧，能够将转动装置与升降装置设置在载料平台的竖向方向上，节约了空间，避免截断机对横向范围的人员造成损伤，利用移动机构能高效实现硅棒的移动。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅加工设备技术领域，尤其指翻转式取片截断机。
背景技术
单晶硅棒体在输出过程中需要通过切割设备实现截断形成待加工的厚度，需要在截断台面上通过输送装置进行输送，现有结构中采用单侧输出硅棒或硅片需要设计取片机构占用空间较大。在作业时操作人员容易对周围人员造成碰撞另外现有在截断机构台面上通过输送装置进行输送，现有结构中采用单一抬升输送构件进行输送，无法很好地适应不同长度和尺寸尺寸类型的硅棒输送。
发明内容
为了解决硅棒在上料过冲中容易出现高位冲击造成支撑轮或硅棒损伤的技术问题，本发明提供一种翻转式取片截断机。
本发明的技术方案如下：一种翻转式取片截断机，包括用于承载硅棒的载料平台及位于载料平台上方的切断机构，其特征在于，还包括位于载料平台上方的取片机构及位于载料平台下方能抬升带动硅棒移动的移动机构；
所述取片机构包括载料平台上方的能沿硅棒输出方向移动的安装架，所述安装架下方设有用于吸附硅棒的吸盘，所述安装架上具有驱动吸盘上下移动的取片升降装置及驱动吸盘旋转朝向的转动装置；
所述移动机构包括移动座及位于移动座上方设置有由顶升驱动装置驱动升降的托座，托座上表面具有由两侧向中心向下偏斜的托举面。
优选的，所述托座包括主托块及副托块，顶升驱动装置包括用于驱动主托块升降的主升降机构及用于驱动副托块升降的副升降机构，所述主托块与副托块顶部与棒状物件接触的托举面积不同。
优选的，所述取片升降装置的伸缩端固定有升降座，所述转动装置固定于升降座内，转动装置的旋转端与吸盘组件固定连接。
优选的，所述吸盘组件包括吸盘气缸与吸盘座，吸盘气缸的伸缩端与吸盘固定连接，所述吸盘座设置有以供吸盘伸出的通孔，所述吸盘嵌套于吸盘座的通孔内，吸盘数目具有两个以上，吸盘座上还设置有用于检测距离的传感器。
优选的，取片升降装置为气缸、油缸或电缸，所述转动装置为回转气缸或电机。
优选的，所述载料平台侧部固定有安装架导轨，所述安装架上固定有能与安装架导轨相互配合的安装架滑块，所述载料平台侧部设有平行于导轨的安装架齿条，安装架下部固定有驱动电机，驱动电机的输出端固定有与安装架齿条相啮合的主动齿轮。
优选的，所述载料平台中部沿长度方向具有以供托座伸出的槽道，载料平台下方设置有基座，所述移动座位于槽道中部下方，所述移动座的下部固定连接有移动滑块，所述基座上固定有凸轨，移动滑块下部与凸轨滑动配合；
所述移动座下部固定有作为移动驱动装置的移动电机，所述移动电机的输出端固定有驱动齿轮，所述基座上固定有与齿轮啮合平行于凸轨的齿条。
根据权利要求7所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述载料平台固定有成对设置用于托载硅棒的传送滑轮，所述传送滑轮斜向设置，所述载料平台位于硅棒的输出端设置有接料斗，所述接料斗两端具有下凹的弧形槽口。
优选的，所述主升降机构与移动座上表面固定连接，所述副升降机构与主升降机构的伸缩端固定连接，所述主托块与副托块包括一对托块，一对托块顶面由两侧向中心向下偏斜的斜面从而形成托举面。
优选的，所述切断机构包括固定于载料平台上方的龙门架，所述龙门架内设置有由切断升降装置驱动下移的线切割机构，所述线切割机构包括转动的切割盘及绕于切割盘上的切割线。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明将吸盘设计在安装架内侧，能够将转动装置与升降装置设置在载料平台的竖向方向上，节约了空间，避免截断机对横向范围的人员造成损伤。
(2)本发明设计吸盘辅助截断机进行硅棒的切割及硅片或截断后硅棒的转运，能够提高硅棒切割的稳定性，能提高转运效率，减少人力，改善作业环境，保障硅片或硅棒的安全性。
(3)本发明利用主升降机构及副升降机构的双重作用实现对不同长度或不同直径的硅棒实现稳定托举输出。
(4)本发明托块采用由两侧向中心向下偏斜的托举面能更好地将硅棒进行托放。
附图说明
图1为本发明实施例整体立体结构示意图；
图2为本发明实施例取片机构立体结构示意图；
图3为本发明取片机构安装架结构示意图；
图4为本发明取片机构升降座连同吸盘座结构示意图；
图5为本发明图4吸盘座翻转180°状态结构示意图；
图6为本发明取片机构侧视结构示意图；
图7为本发明切断装置立体结构示意图；
图8为本发明移动机构实施例整体结构示意图；
图9为本发明移动机构副升降机构抬升状态结构示意图；
图10为本发明移动机构侧视结构示意图；
图11为本发明接料斗结构示意图。
图中：100-硅棒，10-载料平台，101-滑轮，102-槽道，103-基座，110-导轨，120-安装架齿条，121-驱动齿轮，20-安装架，210-竖向支撑件，211-安装架滑块，220-横梁，230-驱动电机，231-齿轮，30-吸盘，310-吸盘气缸，320-吸盘座，40-取片升降装置，410-升降座，420-转动装置；
50-切断装置；510-龙门架，520-切割盘，521-切割线；
60-移动座，610-滑块，611-凸轨，620-移动电机，621-驱动齿轮，630-空腔，70-主托块，710-主升降机构，701-托块，702-托举面，711-横向固定板，712-竖板，80-副托块，810-副升降机构，90-接料斗，910-弧形槽口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1-5，一种翻转式取片截断机，包括用于承载硅棒的载料平台10，载料平台10上方具有切断装置50，所述载料平台上方位于切割装置50朝向朝向物料输出的方向设置有取片机构；
本实施例中，为了实现硅棒在载料平台的移动，在本发明上述实施例中，所述载料平台固定有成对设置的传送滑轮101，所述传送滑轮101斜向设置以利于托载硅棒也利于硅棒的移动。
所述的取片机构包括载料平台上方具有能沿载料平台移动的安装架20，所述安装架下方设有与负压装置连通用于吸附硅棒的吸盘30，所述安装架上具有驱动吸盘上下移动的取片升降装置40及驱动吸盘旋转朝向的转动装置420。
本实施例中，所述安装架20包括一对分设于载料平台两侧的竖向支撑件210，一对竖向支撑件之间的顶部固定有横梁220，采用龙门架形式的安装架能够将转动装置与取片升降装置设置在载料平台的竖向上，节约了空间，避免安装架连通吸盘在转运的过程中对横向范围的人员造成损伤。
本实施例中，所述升降驱动装置的伸缩端固定有升降座410，所述转动装置420固定于升降座内，所述转动装置的旋转端与吸盘组件固定连接。
该机构通过吸盘吸附硅棒端部辅助截断机进行硅棒的切割，并实现硅片的转运，能够提高硅棒切割过程的稳定性与精度，提高转运效率，减少人力，改善作业环境，保障硅片的安全性。
在本发明的一个实施例中，所述吸盘组件包括吸盘气缸310及吸盘座320，吸盘气缸310的伸缩端与吸盘30固定连接，所述吸盘座320设置有以供吸盘伸出的通孔，所述吸盘嵌套于吸盘座的通孔内，吸盘气缸310及吸盘座320固定于转动装置420的旋转端，通过吸盘气缸310的伸缩能够带动吸盘座连同吸盘实现推进及回退，以利于更精确地控制吸盘与硅棒的间距，避免硅棒与吸盘直接接触发生损伤。
本实施例中，所述升降驱动装置40为升降气缸，所述转动装置420为回转气缸。
实际设计中，升降气缸、吸盘气缸也可以替换为油缸、直线电机等直线驱动结构，所述的回转气缸可以选用伺服电机或齿条驱动齿轮的方式设计，本实施例中，所述的转动装置至少旋转角度能达到180°以上。
在本发明的一个实施例中，所述吸盘数目具有两个以上，图示中为4个，吸盘沿吸盘座沿圆周方向均匀设置，通过设置多个物料固定吸盘，将固定硅片所需的吸力由单个吸盘分散至多个吸盘上，方便对样片进行均匀受力，避免单个吸盘的中心负压吸力过大造成硅片碎裂、或出现单个吸盘失效造成无法对样片进行固定，或者在需要承载不同尺寸及重量的样片时方便进行吸力及物料固定吸盘固定位置的适配。
吸盘座上还设置有用于检测距离的传感器，传感器可以设计在相邻吸盘之间，以避免与吸盘位置产生干涉，通过吸盘均匀的阵列布局能够保证在吸附过程中对吸盘座320与硅棒端部的控制，传感器可以选用市售的红外式或激光式。
在本发明的一个实施例中，所述载料平台侧部固定有导轨110，所述安装架20上固定有能与导轨110相互配合的滑块211，所述安装架由行走驱动机构驱动沿载料平台棒料输送方向移动。
本实施例中，所述载料平台侧部设有平行于导轨110的安装架齿条120，所述行走驱动机构包括固定于安装架20下部的驱动电机230，所述驱动电机的输出端固定有与安装架齿条120相啮合的齿轮231。
当驱动电机工作时，驱动齿轮231与齿条120啮合从而带动安装架沿平行设置的齿条及导轨移动，一般地，所述的导轨与齿条与地面平行，移动架的移动能够满足吸盘快速进行长距离位移，以利于对硅棒的靠近和硅片的收集。
本实施例中，所述的切断装置50为原理为线切割装置，切断装置50包括固定于载料平台上方的龙门架510，所述龙门架内设置有由切断升降装置驱动下移的线切割机构，所述线切割机构包括转动的切割盘及绕于切割盘520上的切割线521，本实施例中，所述切断升降装置为油缸，利用切断升降装置带动切割机构整体上下移动，切割盘带动切割线521高速移动从而实现对下方载料平台上硅棒100的截断。
为了能够方便进行硅棒的输送，位于载料平台下方能抬升带动硅棒移动的移动机构；
所述下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图6-11，所述移动机构包括移动座60及位于移动座60上方用于托载棒状物件的主托块70，所述主托块由主升降机构710驱动升降，所述主升降机构的旁侧还设置有至少一个副升降机构810，所述副升降机构的伸缩端固定有副托块80，所述主托块与副托块的上表面具有由两侧向中心向下偏斜的托举面。
本实施例中，所述副升降机构810与主升降机构710的伸缩端固定连接，实际设计中，副升降机构810也可以单独固定在移动座60上进行独立控制。
本实施例中，所述主托块与副托块顶部能与棒状物件接触的托举面积大小不同，从而能够根据需要实现单独主托块、单独副托块、部分副托块或主托块与副托块共同与晶棒外圆周面接触的工作形态变化，进而实现与硅棒的接触面积的改变。
本实施例中，机构的工作目的在于，通过主托块或副托块对硅棒的托举满足硅棒在与移动座同步移动，满足对硅棒物流的转运。
主托块与副托块沿移动座移动方向长度不同，即主托块与副托块与晶棒外圆周面线接触长度不同，利用独立的升降机构升降，对于较长棒料在运输时至少两组升降机构同时顶起，对于较短硅棒在运输时只需要一组支撑顶起机构顶起，以达到对不同长度的晶棒水平稳定输送的效果；
实际设计中还可以通过改变副托块或主托块的大小从而适应不通过直径或形状的硅棒进行转运。
在本发明的一个实施例中，所述主托块与副托块包括一对托块701，一对托块顶面由两侧向中心向下偏斜的斜面从而形成托举面702。
采用由两侧向中心向下偏斜的斜面作为托举面702能够保证硅棒的对中与稳定性。
在本发明的一个实施例中，所述主升降机构710及副升降机构810为气缸，所述主升降机构710的伸缩端固定连接有横向固定板711，所述横向固定板固定有竖板712，所述副升降机构810固定于竖板712上。
本实施例中，所述主托块长度小于副托块长度，工作时，主升降机构710的伸缩端带动主托块70及副升降机构810上行，当硅棒较长时，副升降机构310驱动副托块80上行至与主托块70同一高度实现对硅棒的托载，若遇到较长的硅棒也可以单独使用副升降机构810单独驱动副托块托举硅棒。
实际设计中，所述主升降机构及副升降机构还可以采用电缸、齿轮齿条传动、直线电机、滚珠丝杠或油缸等机构实现托块的升降。
在本发明的一个实施例中，为了能够方便移动，所述主升降机构与移动座上表面固定连接，所述载料平台中部沿长度方向具有以供托座伸出的槽道102，载料平台下方设置有基座103，所述移动座位于槽道中部下方，所述移动座下方固定连接有移动滑块610，所述滑块下部设有滑槽，所述滑块与一固定于基座103上的凸轨611滑动配合，所述移动座由移动驱动装置驱动沿滑轨移动。
为了能够方便实现移动座的移动，在本发明的一个实施例中，所述移动座60下部具有内凹的槽面，所述滑块固定于槽面下表面，所述移动座下部的空腔固定有作为移动驱动装置的移动电机620。所述移动座下部具有空腔630，所述移动驱动装置固定于空腔，移动电机的输出端固定有驱动齿轮621，所基座上固定有与齿轮啮合的齿条，利用移动电机20驱动齿轮转动时移动座沿槽道长度方向移动。
实际设计中还可以采用丝杆、油缸、气缸等结构作为移动驱动装置，实现移动座的直线移动。
所述载料平台位于硅棒的输出端设置有接料斗90，所述接料斗两端具有下凹的弧形槽口910。
工作时，在硅棒切割前，硅棒100置于载料平台10上，由载料平台上的滑轮101支撑硅棒，随后根据硅棒长短的不同，根据需要利用主升降机构和/或副升降机构实现单独主托块、单独副托块、部分副托块或主托块与副托块共同与晶棒外圆周面接触并抬升脱离滑轮，移动座由移动驱动装置驱动移动，满足对硅棒物流的转运；
到达指定截断位置后主升降机构和/或副升降机构下移将硅棒重新置于滑轮上；
切割前，通过利用升降驱动装置伸缩带动升降座410,连同转动装置及吸盘同步升降，之后吸盘朝向硅棒的端部贴近并进行负压吸附，切割工作时利用吸盘将切割分离的硅棒牢牢吸附；
实际设计中，还可以利用其它动力源驱动能下压硅棒的装置对硅棒进行紧压固定，防止切割过程中出现抖动。
切割机构的切割线在切断升降装置的带动下下行切割硅棒；
切割完成切割后利用升降驱动装置伸缩带动升降座410将切割后的硅片抬升，转动装置将吸盘连同硅片转向背离硅棒一侧，利用安装架移动将吸盘连同硅片置入接料斗集中收集，若截断机仅进行截断也可以利用吸盘将硅棒推送至输出端实现辅助送料。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是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，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种翻转式取片截断机，包括用于承载硅棒的载料平台及位于载料平台上方的切断机构，其特征在于，还包括位于载料平台上方的取片机构及位于载料平台下方能抬升带动硅棒移动的移动机构；
所述取片机构包括载料平台上方的能沿硅棒输出方向移动的安装架，所述安装架下方设有用于吸附硅棒的吸盘，所述安装架上具有驱动吸盘上下移动的取片升降装置及驱动吸盘旋转朝向的转动装置；
所述移动机构包括移动座及位于移动座上方设置有由顶升驱动装置驱动升降的托座，托座上表面具有由两侧向中心向下偏斜的托举面。
2.根据权利要求1所述的翻转式取片截断机，其特征在于，所述托座包括主托块及副托块，顶升驱动装置包括用于驱动主托块升降的主升降机构及用于驱动副托块升降的副升降机构，所述主托块与副托块顶部与棒状物件接触的托举面积不同。
3.根据权利要求1或2所述的翻转式取片截断机，其特征在于，所述取片升降装置的伸缩端固定有升降座，所述转动装置固定于升降座内，转动装置的旋转端与吸盘组件固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述吸盘组件包括吸盘气缸与吸盘座，吸盘气缸的伸缩端与吸盘固定连接，所述吸盘座设置有以供吸盘伸出的通孔，所述吸盘嵌套于吸盘座的通孔内，吸盘数目具有两个以上，吸盘座上还设置有用于检测距离的传感器。
5.根据权利要求3所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，取片升降装置为气缸、油缸或电缸，所述转动装置为回转气缸或电机。
6.根据权利要求1～4任一所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述载料平台侧部固定有安装架导轨，所述安装架上固定有能与安装架导轨相互配合的安装架滑块，所述载料平台侧部设有平行于导轨的安装架齿条，安装架下部固定有驱动电机，驱动电机的输出端固定有与安装架齿条相啮合的主动齿轮。
7.根据权利要求2所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述载料平台中部沿长度方向具有以供托座伸出的槽道，载料平台下方设置有基座，所述移动座位于槽道中部下方，所述移动座的下部固定连接有移动滑块，所述基座上固定有凸轨，移动滑块下部与凸轨滑动配合；
所述移动座下部固定有作为移动驱动装置的移动电机，所述移动电机的输出端固定有驱动齿轮，所述基座上固定有与齿轮啮合平行于凸轨的齿条。
8.根据权利要求7所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述载料平台固定有成对设置用于托载硅棒的传送滑轮，所述传送滑轮斜向设置，所述载料平台位于硅棒的输出端设置有接料斗，所述接料斗两端具有下凹的弧形槽口。
9.根据权利要求2所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述主升降机构与移动座上表面固定连接，所述副升降机构与主升降机构的伸缩端固定连接，所述主托块与副托块包括一对托块，一对托块顶面由两侧向中心向下偏斜的斜面从而形成托举面。
10.根据权利要求2所述的一种翻转式取片截断机，其特征在于，所述切断机构包括固定于载料平台上方的龙门架，所述龙门架内设置有由切断升降装置驱动下移的线切割机构，所述线切割机构包括转动的切割盘及绕于切割盘上的切割线。
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- 2022-02-22 CN CN202210162435.0A patent/CN114701084A/zh active Pending
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