切割装置以及包含该切割装置的开磨一体机的制作方法

本技术涉及硬脆材料的加工设备，具体涉及一种切割装置以及包含该切割装置的开磨一体机。

背景技术：

1、以硬脆材料为硅棒为例，对其进行加工的装置通常包括将圆棒切割成方棒的开方装置、对方棒进行磨削作业的磨削装置以及将磨削后的方棒进行切片处理的切割装置。在上述不同的处理环节之间具有衔接可能性的情形下，可将其中的部分装置进行整合设计。

2、如市面上出现了开磨一体机，具体而言，对上述对应于开方装置的功能以及对应于磨削装置的功能进行整合，从而能够在同一台开磨一体机上完成对硅棒的开方作业和磨削作业。不过，目前的开磨一体机通常存在如下的问题：对应于开方装置的功能的工位、对应于磨削装置的功能的工位、对应于切割装置的功能的工位在功能上仍然与整合前的功能基本保持一致，因此，整合后的不同工位之间的协作性尚存一定的提升空间。其中，在工位包括线切割功能的情形下，由于多功能整合本身已经为设备带来一定的复杂度，因此传统的包含收放线机构、张力轮、排线轮以及多个导轮的结构可能会导致设备的结构较为复杂且可能出现与其他功能干涉的现象。

技术实现思路

1、为了至少一定程度地解决上述技术问题，第一方面，本实用新型提供了一种切割装置，能够对工件进行至少一部分的开方作业和/或对工件的棱边进行切割，该切割装置包括成对设置的切割机头组件，每个所述切割机头组件包括切割轮组件和张力轮组件，所述切割轮组件包括切割轮组件驱动部件以及第一切割轮，所述张力轮组件包括第二切割轮，所述第一切割轮和所述第二切割轮之间缠绕有环形切割线。

2、与传统的包含收放线机构、排线轮、导轮等结构的切割装置相比，采用环形切割的方式使得切割装置具有结构简单、切割效率高等效果。如切割电机等切割轮组件驱动部件主要用于为环形切割线提供旋转驱动力，而张力轮组件则主要用于保证环形切割线的张力水平。

3、此外，在切割装置的一对切割轮组件和一对张力轮组件之间撑设有能够对工件进行切割的、两条平行的环形切割线，从而以双线切割的方式同时产生一对边皮或者对一对棱边进行切割，提高了切割效率。

4、对于上述切割装置，在一种可能的实施方式中，所述张力轮组件包括：张力摆杆；张力轮组件驱动部件，其与所述张力摆杆连接；以及所述张力摆杆与所述第二切割轮相连。

5、通过这样的构成，给出了张力轮组件的一种具体的结构形式。如基于张力轮电机等张力轮组件驱动部件输出的恒扭矩，张力摆杆根据环形切割线的张力水平进行摆动从而保证了环形切割线的张力水平。

6、对于上述切割装置，在一种可能的实施方式中，所述切割装置包括成对设置的切割轮座，所述切割机头组件设置于相应的所述切割轮座。

7、通过这样的构成，给出了切割机头组件构成切割装置的具体方式。

8、对于上述切割装置，在一种可能的实施方式中，切割轮组件驱动部件为切割轮电机，所述切割轮组件包括切割轮轴承箱，所述切割轮电机通过所述切割轮轴承箱与所述切割轮连接，所述切割轮轴承箱设置于所述切割轮座。

9、通过这样的构成，给出了切割轮组件的一种具体的结构形式。

10、对于上述切割装置，在一种可能的实施方式中，所述切割装置包括切割立柱以及设置于所述切割立柱上的切割进给组件，所述切割进给组件包括：竖向切割进给组件；以及横向切割进给组件，其与所述竖向切割进给组件滑动连接；其中，与两条平行的环形切割线对应的两个所述切割轮座分别与所述横向切割进给组件沿水平方向滑动连接。

11、通过这样的构成，能够谋求通过横向切割进给组件沿竖向切割进给组件的滑动实现切割轮沿z向的上升/下降从而对工件进行切割，以及通过切割轮座沿横向切割进给组件的滑动使得金刚线切割段能够到达与不同规格(径向尺寸)的工件相适配的切割位置。

12、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定横向切割进给组件对应于两个切割轮座的驱动传动机构，如可以是独立的两套传动机构也可以集成/部分集成的传动机构。

13、对于上述切割装置，在一种可能的实施方式中，所述横向切割进给组件包括：横向进给驱动部件；以及横向进给丝杠螺母机构；其中，所述横向进给丝杠螺母机构的丝杠与所述横向进给驱动部件连接相连，所述横向进给丝杠螺母机构的丝杠的两端的旋向相反，与丝杠的两端分别配合的螺母与两个所述切割轮座固定连接；或者所述横向切割进给组件包括两套横向切割进给组件，两套所述横向切割进给组件的横向进给丝杠螺母机构的螺母分别与两个所述切割轮座固定连接。

14、通过这样的构成，能够谋求通过横向进给驱动部件驱动两个切割轮座同步相向/相背运动。

15、在第二方面，本实用新型提供了一种开磨一体机，该开磨一体机至少包括前述任一项所述的切割装置。

16、可以理解的是，该开磨一体机具有前述任一项所述的切割装置的所有技术效果，在此不再赘述。

17、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述开磨一体机包括至少一个磨削装置，所述磨削装置能够对工件进行至少一部分的磨削作业，其中，所述磨削装置与所述切割装置集成设置和/或分开设置。

18、通过这样的构成，能够谋取通过多功能的组合方式对工件进行开方以及磨削作业。如在磨削装置包括多个的情形下，多个磨削装置之间可以分开设置、集成设置或者将磨削装置与切割装置集成设置。

19、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述开磨一体机包括上下料装置，所述上下料装置包括回转夹爪组件，所述回转夹爪组件包括回转机构以及设置于所述回转机构的上料夹爪组件和下料夹爪组件，至少基于所述回转机构的活动，工件能够从外部环境经所述上料夹爪组件转移至对应于所述切割装置或者所述磨削装置的工位；并且/或者工件能够经所述下料夹爪组件从对应于所述切割装置或者所述磨削装置的工位转移至外部环境。

20、通过回转机构的设置，使得上下料装置在结构上实现了一定的集成，在操作上产生一定的关联，从而使得开磨一体机的环节之间具有了更好的集成性能。

21、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定上/下料夹爪组件的具体结构形式、其设置于回转机构上的具体方式、上/下料夹爪组件之间的相对位置、回转机构的具体结构形式及其使得上料作业和下料作业之间得以切换所对应的活动方式以及活动量等。如上/下料夹爪组件的结构可以相同或者不同。示例性地，活动可以包括伸缩运动、转动、移动等，以转动为例，如转动范围可以是45°、90°、180°等。

22、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述回转机构包括底座组件以及枢转设置于所述底座组件的回转框架，所述上料夹爪组件和所述下料夹爪组件设置于所述回转框架。

23、通过这样的构成，给出了回转夹爪组件构成回转机构的一种可能的结构形式并且给出了回转机构的一种具体的活动形式。

24、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定回转框架相对底座组件转动的具体实现方式，如可以通过人力驱动、电机等驱动部件直接驱动或者如包括驱动部件和传动机构的转动模组来实现(如电机和齿轮副的组合等)等。

25、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述回转机构包括回转底座，所述回转框架枢转设置于所述回转底座，所述回转底座设置于所述底座组件。

26、通过这样的构成，给出了回转框架与底座组件之间的一种可能的连接关系。具体而言，二者通过引入中间部件的方式间接相连。

27、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定回转框架、回转底座以及底座组件之间具体的连接方式，如相邻的二者之间均可相互转动或者其中之一为固定连接等。

28、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述底座组件包括：可沿第一方向运动的第一传动组件；以及设置于所述第一传动组件且可沿与所述第一方向呈夹角的第二方向运动的第二传动组件；其中，所述回转底座以可沿所述第一方向和/或所述第二方向运动的方式设置于所述底座组件。

29、通过这样的构成，能够谋求回转框架除了前述的转动之外实现沿第一和/或第二方向的运动，从而在此基础有望使上/下料夹爪组件在切换的过程中能够通过更丰富的运动形式来实现。

30、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况确定第一/第二方向的具体方向以及二者之间的夹角，示例性地，二者为水平面内的两个相互垂直的方向。

31、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述第二传动组件包括丝杠螺母机构，所述回转底座通过丝母座与所述丝杠螺母机构的螺母固接。

32、通过这样的构成，给出了回转底座与底座组件之间的一种具体的连接方式。

33、这样一来，回转驱动部件带动回转框架相对回转底座转动，回转底座相对第二传动组件沿第二方向运动，第二传动组件相对第一传动组件沿第一方向运动，因此，有望通过三种运动中的一种或者活动实现上/下料夹爪组件之间的状态切换，从而能够谋取更好地实现针对工件的上下料作业。

34、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述底座组件设置有接水盘。

35、通过这样的构成，能够谋取通过接水盘滴落的携带于硅棒的水滴，从而保证回转机构的洁净性。

36、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定接水盘的结构形式、个数及其在底座组件上的设置位置等。如可以在第一传动组件和或第一传动组件上设置接水盘，也可以新增一个或者多个设置接水盘的载体。

37、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述回转机构包括回转驱动部件，所述回转驱动部件能够带动所述回转框架相对所述底座组件转动，所述回转框架内形成有回转空间，所述回转驱动部件的至少一部分处于所述回转空间。

38、通过这样的构成，能够谋求提高回转机构的结构紧凑性。

39、在一种可能的实施方式中，所述上料夹爪组件和/或所述下料夹爪组件包括能够将工件夹持的至少一对夹爪。

40、通过这样的构成，能够谋求通过至少一对夹爪将工件可靠地夹持。如上/下料夹爪组件中包含的夹爪的对数以及夹爪的结构形式可以相同或者不同。

41、在一种可能的实施方式中，所述上料夹爪组件和/或所述下料夹爪组件包括：沿工件的长度方向分布的多对夹爪；或者一对或者多对夹爪，所述一对或者多对夹爪中的至少一部分能够沿工件的长度方向运动。

42、通过这样的构成，能够谋取通过多点夹持或者换位夹持的方式将工件更可靠地夹持。示例性地，上料夹爪组件包括两对夹爪，两对夹爪中的其中一对沿工件的长度方向的位置相对固定。另一对则可沿工件的长度方向运动。

43、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定夹爪实现其运动的具体实现方式，如可以通过动力缸或者直线模组等。

44、在一种可能的实施方式中，所述上料夹爪组件和/或所述下料夹爪组件包括：一对或者多对夹爪；第一夹爪驱动部件，其能够带动所述一对或者多对夹爪中的至少一对沿靠近/远离彼此的方向运动；第二夹爪驱动部件，其能够带动所述一对或者多对夹爪中的至少一对沿工件的方向运动。

45、通过这样的构成，给出了上/下料夹爪组件的一种可能的结构形式，如第一/第二夹爪驱动部件可以是可伸缩的动力缸、直线模组(如电机与丝杠螺母机构的组合)等。

46、在一种可能的实施方式中，所述上料夹爪组件和/或所述下料夹爪组件包括：沿工件的长度方向分布的一对或者多对夹爪；齿轮齿条副，其包括齿轮以及与齿轮啮合的第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和所述第二齿条分别与其中一对夹爪中的两个夹爪固接。

47、通过这样的构成，给出了一对夹爪将工件夹紧的一种可能的结构形式。如提供驱动力的部件可以与齿轮或者第一/第二齿条相连。

48、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述磨削装置包括粗磨砂轮和精磨砂轮。

49、通过这样的构成，给出了第二工位的一种具体的结构形式。

50、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述磨削装置包括复合轴组件，所述复合轴组件包括第一传动轴以及可伸缩地容纳于所述第一传动轴内的第二传动轴，所述粗磨砂轮和所述精磨砂轮分别与所述第一传动轴和所述第二传动轴中的其中之一相连，以便：通过第二传动轴的伸缩运动，使得与之相连的所述粗磨砂轮或者所述精磨砂轮能够处于对工件进行磨削的工作状态。

51、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述开磨一体机包括夹持转运装置，所述夹持转运装置能够与所述上下料装置对接，并将来自所述上下料装置的工件送达对应于所述切割装置和/或所述磨削装置的工位的作业区或者将工件由对应于所述切割装置和/或所述磨削装置位的作业区送达所述上下料装置；和/或所述夹持转运装置能够将工件在对应于所述切割装置和/或所述磨削装置的工位的作业区之间转运；和/或在对应于所述切割装置和/或所述磨削装置的工位的作业区包括多个子作业区的情形下，所述夹持转运装置能够将工件在不同的子作业区之间转运。

52、通过这样的构成，能够谋求通过夹持转运装置保证开磨一体机的作业连续性。

53、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述夹持转运装置包括旋转工作台以及设置于所述旋转工作台上的夹持转运立柱，所述夹持转运立柱上设置有：夹紧头组件，其包括第一夹紧头和第二夹紧头，工件能够夹持于所述第一夹紧头和所述第二夹紧头之间；并且/或者扶边皮组件，其能够将开方产生的边皮的上端面顶紧。

54、通过这样的构成，给出了夹持转运装置的一种具体的结构形式。

55、对于上述开磨一体机，在一种可能的实施方式中，所述开磨一体机包括工作台，所述旋转工作台可转动地设置于所述工作台，所述基础工作台上设置有：边皮支撑组件，其能够将工件的下端面对应于边皮的位置顶紧；并且所述边皮支撑组件以可活动的方式设置于所述工作台。

56、通过这样的构成，给出了开磨一体机的一种具体的结构形式。

57、具体而言，通过在在夹持转运立柱配置夹紧头组件、扶边皮组件和边皮支撑组件，可保证切割/磨削作业得以顺利地完成，在此前提下，使得开磨一体机的整机尺寸更为紧凑。通过边皮支撑组件的活动，可以避免由于边皮支撑组件而导致开磨一体机的取边皮等其他作业受到干涉。

58、本实用新型的开磨一体机中，切割装置采用了结构简单且切割效率高的环线切割方式。并且，双线切割的方式能够明显地提高对工件的加工效率。并且，在不同的环节进行作业时，无需进行二次装夹，因此有望获得较高的加工精度并因此减少了磨削余量。此外，回转机构的设置使得上下料装置在结构上实现了集成，提高了开磨一体机的集成程度。