本實(shí)用新型是關(guān)于多晶硅塊加工設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種全自動(dòng)多晶硅塊倒角磨面加工一體設(shè)備。

背景技術(shù)：

多晶硅是用于太陽能光伏發(fā)電的重要材料。多晶鑄錠從多晶硅鑄錠爐生成之后需開方、截?cái)?、磨平面、倒角、切片等工序加工，多晶硅塊倒角磨面一體機(jī)成為多晶硅生產(chǎn)加工過程中不可或缺的的一環(huán)，其加工效率也是提高整個(gè)生產(chǎn)鏈效率的關(guān)鍵因素。

目前，國內(nèi)外針對(duì)多晶硅塊的平面磨削和邊角磨削的加工過程通常是單獨(dú)的二道工序，需在二種不同的設(shè)備間流轉(zhuǎn)以完成整個(gè)加工過程。實(shí)際操作時(shí)，通常先采用平面磨床對(duì)多晶硅塊進(jìn)行表面磨削，再將磨面后的硅塊單獨(dú)由倒角機(jī)進(jìn)行邊角磨削。整個(gè)加工過程需要二種不同功能的設(shè)備配合，而且硅塊需頻繁地在設(shè)備間進(jìn)行搬運(yùn)和裝夾定位操作。硅塊的搬運(yùn)、夾裝，即帶來了定位誤差又增加了物流的工作，而且二種設(shè)備的加工精度都會(huì)影響加工過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種全自動(dòng)多晶硅塊倒角磨面加工一體設(shè)備。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的解決方案是：

提供一種全自動(dòng)多晶硅塊倒角磨面加工一體設(shè)備，包括底架組件、磨削動(dòng)力頭組件、尺寸檢測(cè)單元、磨削工作臺(tái)組件、機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件，所述底架組件包括底架本體、主導(dǎo)軌、主絲桿、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，底架本體的中部設(shè)有兩根平行的主導(dǎo)軌，兩根主導(dǎo)軌上安裝有磨削工作臺(tái)組件；所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在底架本體上，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)能通過主絲桿驅(qū)動(dòng)磨削工作臺(tái)組件，使磨削工作臺(tái)組件能沿著主導(dǎo)軌移動(dòng)；

所述磨削工作臺(tái)組件包括尾座、工作臺(tái)底板、氣缸、對(duì)刀傳感器、尺寸檢測(cè)基準(zhǔn)塊、頭座、行星減速機(jī)和分度電機(jī)；所述尾座和頭座分別安裝在工作臺(tái)底板的兩端，工作臺(tái)底板內(nèi)設(shè)有氣缸，尾座能在氣缸的驅(qū)動(dòng)下沿著工作臺(tái)底板向頭座離開或靠攏移動(dòng)，用于夾緊和松開硅塊；頭座中面向尾座的一端設(shè)有對(duì)刀傳感器和尺寸檢測(cè)基準(zhǔn)塊，用于在硅塊加工前做為測(cè)量基準(zhǔn)；頭座的另一端設(shè)有行星減速機(jī)和分度電機(jī)，分度電機(jī)(在硅塊夾緊時(shí))能通過精度分度控制硅塊旋轉(zhuǎn)并停止于所需的角度位置(這里分度電機(jī)的精度分度一般能控制在3～5弧分的高精度)；所述底架組件中的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)主絲桿，從而驅(qū)動(dòng)磨削工作臺(tái)組件進(jìn)給，在兩根對(duì)稱安裝的主導(dǎo)軌導(dǎo)向下，能使磨削工作臺(tái)組件運(yùn)動(dòng)在底架本體上的各工位之間；

所述底架組件的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)延伸平臺(tái)，延伸平臺(tái)用于安裝磨削動(dòng)力頭組件；所述磨削動(dòng)力頭組件包括兩個(gè)粗磨動(dòng)力頭組件和兩個(gè)精磨動(dòng)力頭組件，即在兩側(cè)延伸平臺(tái)上各安裝一組精磨動(dòng)力頭組件和一組粗磨動(dòng)力頭組件；

所述粗磨動(dòng)力頭組件包括粗磨動(dòng)力頭、粗磨變頻電機(jī)、粗磨動(dòng)力頭固定座、粗磨進(jìn)給組件、粗磨砂輪安裝座和粗磨杯型砂輪；所述粗磨進(jìn)給組件安裝在延伸平臺(tái)上，通過絲杠螺母副、導(dǎo)軌滑塊副與粗磨動(dòng)力頭固定座相連，用于驅(qū)動(dòng)粗磨動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給移動(dòng)；所述粗磨動(dòng)力頭的一頭安裝粗磨變頻電機(jī)，另一頭安裝粗磨砂輪安裝座，粗磨砂輪安裝座上安裝粗磨杯型砂輪；所述粗磨變頻電機(jī)通過聯(lián)軸器與動(dòng)力頭內(nèi)部主軸聯(lián)接，用于驅(qū)動(dòng)粗磨杯型砂輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

所述精磨動(dòng)力頭組件包括精磨動(dòng)力頭、精磨變頻電機(jī)、精磨動(dòng)力頭固定座、精磨進(jìn)給組件、精磨砂輪安裝座和精磨杯型砂輪；所述精磨進(jìn)給組件安裝在延伸平臺(tái)上，通過絲杠螺母副、導(dǎo)軌滑塊副與精磨動(dòng)力頭固定座相連，用于驅(qū)動(dòng)精磨動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給移動(dòng)；所述精磨動(dòng)力頭的一頭安裝精磨變頻電機(jī)，另一頭安裝精磨砂輪安裝座，精磨砂輪安裝座上安裝精磨杯型砂輪；所述精磨變頻電機(jī)通過聯(lián)軸器與動(dòng)力頭內(nèi)部主軸聯(lián)接，用于驅(qū)動(dòng)粗磨杯型砂輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

所述機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件、尺寸檢測(cè)單元分別安裝在底架組件的側(cè)面；

所述機(jī)械手組件用于將放在儲(chǔ)料臺(tái)組件上的多晶硅塊裝入磨削工作臺(tái)組件的工作臺(tái)底板上，以及將磨削完成的多晶硅塊從工作臺(tái)底板上取下放置在儲(chǔ)料臺(tái)組件上；

所述尺寸檢測(cè)單元包括底座、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、直線運(yùn)動(dòng)單元、支撐座和接觸式傳感器；所述底座安裝在底架本體上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)和直線運(yùn)動(dòng)單元安裝在底座上，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)與直線運(yùn)動(dòng)單元相連；所述支撐座上設(shè)有支撐臂，接觸式傳感器通過支撐臂安裝在支撐座上，支撐座安裝在直線運(yùn)動(dòng)單元上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)能支撐座在直線運(yùn)動(dòng)單元上移動(dòng)，用于帶動(dòng)接觸式傳感器進(jìn)行尺寸檢測(cè)。

在本實(shí)用新型中，所述底架組件中，底架本體上還設(shè)有水道，用于排出硅塊加工過程中混合硅粉的冷卻水。

在本實(shí)用新型中，所述底架組件中，底架本體上還設(shè)置有廢油箱，用于存儲(chǔ)潤滑絲桿導(dǎo)軌后廢棄的潤滑油。

在本實(shí)用新型中，所述磨削工作臺(tái)組件中，頭座和尾座的回轉(zhuǎn)中心位于同一高度。

在本實(shí)用新型中，所述粗磨杯型砂輪的顆粒度為100～200目。

在本實(shí)用新型中，所述精磨杯型砂輪的顆粒度為400～1000目。

在本實(shí)用新型中，所述全自動(dòng)多晶硅塊倒角磨面加工一體設(shè)備還包括外罩鈑金組件，外罩鈑金組件安裝在底架組件的上端，用于保護(hù)設(shè)備。

在本實(shí)用新型中，所述外罩鈑金組件上方還設(shè)有水氣路通道和排氣管道，水氣路通道用于水氣路輸送，排氣管道用于排出設(shè)備內(nèi)的廢氣。

在本實(shí)用新型中，所述底架組件中，底架本體是Q235鋼板焊接而成的底架。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1、多晶硅塊的磨面倒角加工能在本實(shí)用新型中全自動(dòng)進(jìn)行，無需在不同設(shè)備間轉(zhuǎn)運(yùn)，節(jié)約加工耗時(shí)；此外，磨削動(dòng)力頭采用對(duì)稱布局，同時(shí)進(jìn)行雙面加工，成倍地提高加工效率。

2、多晶硅塊上下料均由機(jī)械手自動(dòng)完成，既有效減少了人工操作，又能充分保證裝夾的一致精度，可合理配置各加工工序的加工余量，減少加工工作量，節(jié)省硅料損耗。

3、多晶硅塊加工動(dòng)力頭的水平進(jìn)給，工作臺(tái)的移動(dòng)等均由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并由高精度的滾珠絲桿傳動(dòng)，可保證足夠的加工精度，同時(shí)底架采用高剛度的部件，能保證設(shè)備長久及穩(wěn)定的高精度運(yùn)行。

4、設(shè)備生產(chǎn)過程中，密閉的罩殼將硅粉通過抽氣管道排出，又將加工產(chǎn)生的噪音顯著降低，有效減少生產(chǎn)加工對(duì)車間環(huán)境的影響。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的外形示意圖。

圖2為本實(shí)用新型去除罩殼后的俯視圖。

圖3為本實(shí)用新型中底架組件的示意圖。

圖4為本實(shí)用新型中磨削工作臺(tái)組件的示意圖。

圖5為本實(shí)用新型中粗磨動(dòng)力頭組件的示意圖。

圖6為本實(shí)用新型中精磨動(dòng)力頭組件的示意圖。

圖7為本實(shí)用新型中機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件的示意圖。

圖8為本實(shí)用新型中尺寸檢測(cè)單元的示意圖。

圖中的附圖標(biāo)記為：100底架組件；200磨削動(dòng)力頭組件；300外罩鈑金組件；400尺寸檢測(cè)單元；500磨削工作臺(tái)組件；600機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件；700粗磨動(dòng)力頭組件；800精磨動(dòng)力頭組件；101底架本體；102主絲桿；103主導(dǎo)軌；104主驅(qū)動(dòng)電機(jī)；401底座；402驅(qū)動(dòng)電機(jī)；403直線運(yùn)動(dòng)單元；404支撐座；405接觸式傳感器；501尾座；502工作臺(tái)底板；503氣缸；504對(duì)刀傳感器；505尺寸檢測(cè)基準(zhǔn)塊；506頭座；507行星減速機(jī)；508分度電機(jī)；601機(jī)械手組件；602儲(chǔ)料臺(tái)組件；701粗磨變頻電機(jī)；702粗磨動(dòng)力頭固定座；703粗磨砂輪安裝座；704粗磨杯型砂輪；705粗磨進(jìn)給組件；801精磨變頻電機(jī)；802精磨動(dòng)力頭固定座；803精磨砂輪安裝座；804精磨杯型砂輪；805精磨進(jìn)給組件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述：

如圖1、圖2所示的一種全自動(dòng)多晶硅塊倒角磨面加工一體設(shè)備，包括底架組件100、磨削動(dòng)力頭組件200、尺寸檢測(cè)單元400、磨削工作臺(tái)組件500、機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件600、外罩鈑金組件300。

如圖3所示，所述底架組件100包括底架本體101、主導(dǎo)軌103、主絲桿102、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)104，底架本體101的中部設(shè)有兩根平行的主導(dǎo)軌103，兩根主導(dǎo)軌103上安裝有磨削工作臺(tái)組件500；所述主驅(qū)動(dòng)電機(jī)104設(shè)置在底架本體101上，主驅(qū)動(dòng)電機(jī)104能通過主絲桿102驅(qū)動(dòng)磨削工作臺(tái)組件500，使磨削工作臺(tái)組件500能沿著主導(dǎo)軌103移動(dòng)。底架本體101由Q235鋼板焊接而成，保證了底架的強(qiáng)度及其剛性；且底架本體101上還設(shè)有水道，能有效地排出硅塊加工過程中混合硅粉的冷卻水；底架本體101上還擱置有廢油箱，存儲(chǔ)潤滑絲桿導(dǎo)軌后廢棄的潤滑油。

如圖4所示，所述磨削工作臺(tái)組件500包括尾座501、工作臺(tái)底板502、氣缸503、對(duì)刀傳感器504、尺寸檢測(cè)基準(zhǔn)塊505、頭座506、行星減速機(jī)507和分度電機(jī)508。所述尾座501和頭座506分別安裝在工作臺(tái)底板502的兩端，工作臺(tái)底板502內(nèi)設(shè)有氣缸503，尾座501能在氣缸503的驅(qū)動(dòng)下沿著工作臺(tái)底板502向頭座506離開或靠攏移動(dòng)，用于夾緊和松開硅塊。頭座506中面向尾座501的一端設(shè)有對(duì)刀傳感器504和尺寸檢測(cè)基準(zhǔn)塊505，用于在硅塊加工前做為測(cè)量基準(zhǔn)；頭座506的另一端設(shè)有行星減速機(jī)507和分度電機(jī)508，頭座506和尾座501的回轉(zhuǎn)中心位于同一高度，且在硅塊夾緊時(shí)，分度電機(jī)508能通過高精度分度控制控制硅塊旋轉(zhuǎn)并停止于所需的角度位置，一般能控制在3-5弧分的精度；所述底架組件100中的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)104驅(qū)動(dòng)主絲桿102，從而驅(qū)動(dòng)磨削工作臺(tái)組件500進(jìn)給，在兩根對(duì)稱安裝的主導(dǎo)軌103導(dǎo)向下，能使磨削工作臺(tái)組件500平穩(wěn)并精確地運(yùn)動(dòng)在底架主體上的各工位之間。

所述底架組件100的兩側(cè)各設(shè)有一個(gè)延伸平臺(tái)，用于安裝磨削動(dòng)力頭組件200。所述磨削動(dòng)力頭組件200包括兩個(gè)粗磨動(dòng)力頭組件700和兩個(gè)精磨動(dòng)力頭組件800，即在兩側(cè)延伸平臺(tái)上各安裝一組精磨動(dòng)力頭組件800和一組粗磨動(dòng)力頭組件700。如圖5所示，粗磨動(dòng)力頭組件700包括粗磨動(dòng)力頭、粗磨變頻電機(jī)701、粗磨動(dòng)力頭固定座702、粗磨進(jìn)給組件705、粗磨砂輪安裝座703和粗磨杯型砂輪704；所述粗磨進(jìn)給組件705安裝在延伸平臺(tái)上，通過絲杠螺母副、導(dǎo)軌滑塊副與粗磨動(dòng)力頭固定座702相連，用于驅(qū)動(dòng)粗磨動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給移動(dòng)；所述粗磨動(dòng)力頭的一頭安裝粗磨變頻電機(jī)701，一頭安裝粗磨砂輪安裝座703，粗磨砂輪安裝座703上安裝粗磨杯型砂輪704；所述粗磨變頻電機(jī)701通過聯(lián)軸器與動(dòng)力頭內(nèi)部主軸聯(lián)接，用于驅(qū)動(dòng)粗磨杯型砂輪704進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。粗磨杯型砂輪704的顆粒度為100～200目，用于硅塊粗磨工序。在具體實(shí)現(xiàn)中，兩個(gè)粗磨動(dòng)力頭700對(duì)稱的安裝于底架組件100兩側(cè)，可在粗磨進(jìn)給組件705的作用下在水平方向上精確移動(dòng)；粗磨變頻電機(jī)701，安裝粗磨動(dòng)力頭固定座702上，可帶動(dòng)粗磨杯型砂輪704高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)硅塊兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行的平面磨削及邊角磨削，成倍提高加工效率；磨削動(dòng)力頭腔體內(nèi)通有0.1～0.3Mpa的正壓氣體，可有效防止灰塵、加工冷卻水等進(jìn)入，造成動(dòng)力頭內(nèi)部損傷。

如圖6所示，所述精磨動(dòng)力頭組件800包括精磨動(dòng)力頭、精磨變頻電機(jī)801、精磨動(dòng)力頭固定座802、精磨進(jìn)給組件805、精磨砂輪安裝座803和精磨杯型砂輪804；所述精磨進(jìn)給組件805安裝在延伸平臺(tái)上，通過絲杠螺母副、導(dǎo)軌滑塊副與精磨動(dòng)力頭固定座802相連，用于驅(qū)動(dòng)精磨動(dòng)力頭實(shí)現(xiàn)前后進(jìn)給移動(dòng)；所述精磨動(dòng)力頭的一頭安裝精磨變頻電機(jī)801，一頭安裝精磨砂輪安裝座803，精磨砂輪安裝座803上安裝精磨杯型砂輪804；所述精磨變頻電機(jī)801通過聯(lián)軸器與動(dòng)力頭內(nèi)部主軸聯(lián)接，用于驅(qū)動(dòng)粗磨杯型砂輪704進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。精磨杯型砂輪804的顆粒度為400～1000目，用于硅塊精磨工序。在具體實(shí)現(xiàn)中，兩個(gè)精磨動(dòng)力頭800對(duì)稱的安裝于底架組件100的兩側(cè)，可在精磨進(jìn)給組件805的作用下在水平方向上精確移動(dòng)；精磨變頻電機(jī)801，安裝于精磨動(dòng)力頭固定座802上，可帶動(dòng)精磨杯型砂輪804高速旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)硅塊兩側(cè)同時(shí)進(jìn)行的平面磨削及邊角磨削，成倍提高加工效率；磨削動(dòng)力頭腔體內(nèi)通有0.1～0.3Mpa的正壓氣體，可有效防止灰塵、加工冷卻水等進(jìn)入，造成動(dòng)力頭內(nèi)部損傷。

機(jī)械手組件及儲(chǔ)料臺(tái)組件600、尺寸檢測(cè)單元400分別安裝在底架組件100的側(cè)面。

如圖7所示，所述機(jī)械手組件601用于將放在儲(chǔ)料臺(tái)組件602上的多晶硅塊裝入磨削工作臺(tái)組件500的工作臺(tái)底板502上，以及將磨削完成的多晶硅塊從工作臺(tái)底板502上取下放置在儲(chǔ)料臺(tái)組件602上。在具體實(shí)現(xiàn)中，機(jī)械手組件601包括水平移動(dòng)、豎直移動(dòng)，夾持三個(gè)動(dòng)作，儲(chǔ)料臺(tái)組件602可以放置上下料的方棒。

如圖8所示，所述尺寸檢測(cè)單元400包括底座401、驅(qū)動(dòng)電機(jī)402、直線運(yùn)動(dòng)單元403、支撐座404和接觸式傳感器405；所述底座401安裝在底架本體101上，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)402和直線運(yùn)動(dòng)單元403安裝在底座401上，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)402與直線運(yùn)動(dòng)單元403相連；所述支撐座404上設(shè)有支撐臂，接觸式傳感器405通過支撐臂安裝在支撐座404上，支撐座404安裝在直線運(yùn)動(dòng)單元403上；驅(qū)動(dòng)電機(jī)402能驅(qū)動(dòng)支撐座404在直線運(yùn)動(dòng)單元403上移動(dòng)，用于帶動(dòng)接觸式傳感器405進(jìn)行尺寸檢測(cè)。在具體實(shí)現(xiàn)中，當(dāng)硅塊位于尺寸檢測(cè)工位后，直線運(yùn)動(dòng)單元403帶動(dòng)支撐座404伸出直至接觸式傳感器405探頭接觸硅塊表面后停下，再縮回進(jìn)行下一次觸碰，待所需的測(cè)量點(diǎn)全部觸碰完成后，系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)基準(zhǔn)和觸碰位移等數(shù)據(jù)計(jì)算出測(cè)量的硅塊尺寸；所述尺寸檢測(cè)單元400用于檢測(cè)硅塊尺寸并計(jì)算加工量。

所述外罩鈑金組件300，外罩鈑金組件300安裝在底架組件100的上端，用于保護(hù)設(shè)備。在具體實(shí)現(xiàn)中，所述外罩鈑金組件300拆分為4段組成，包括1扇自動(dòng)移門以及3扇手動(dòng)開門，所有門合理分布于粗磨動(dòng)力頭700及精磨動(dòng)力頭800附近，方便工作人員進(jìn)行觀察、調(diào)試、維護(hù)等動(dòng)作；自動(dòng)移門位于硅塊上下料位置，與機(jī)械手及儲(chǔ)料臺(tái)組件600所在位置對(duì)應(yīng)，自動(dòng)移門通過氣缸503驅(qū)動(dòng)打開或關(guān)閉，并由系統(tǒng)控制協(xié)助硅塊上下料動(dòng)作。外罩鈑金組件300上方還設(shè)有水氣路通道和排氣管道，水氣路通道用于水氣路輸送，排氣管道用于排出設(shè)備內(nèi)的廢氣，可通過外部吸氣裝置把硅塊加工過程的水、塵排出，減少機(jī)器內(nèi)部的粉塵堆積。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用新型不限于以上實(shí)施例，還可以有很多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。