本實用新型是關于多晶硅塊加工設備領域，特別涉及一種全自動多晶硅塊倒角磨面加工一體設備。

背景技術：

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

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

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種全自動多晶硅塊倒角磨面加工一體設備。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種全自動多晶硅塊倒角磨面加工一體設備，包括底架組件、磨削動力頭組件、尺寸檢測單元、磨削工作臺組件、機械手組件及儲料臺組件，所述底架組件包括底架本體、主導軌、主絲桿、主驅動電機，底架本體的中部設有兩根平行的主導軌，兩根主導軌上安裝有磨削工作臺組件；所述主驅動電機設置在底架本體上，主驅動電機能通過主絲桿驅動磨削工作臺組件，使磨削工作臺組件能沿著主導軌移動；

所述磨削工作臺組件包括尾座、工作臺底板、氣缸、對刀傳感器、尺寸檢測基準塊、頭座、行星減速機和分度電機；所述尾座和頭座分別安裝在工作臺底板的兩端，工作臺底板內設有氣缸，尾座能在氣缸的驅動下沿著工作臺底板向頭座離開或靠攏移動，用于夾緊和松開硅塊；頭座中面向尾座的一端設有對刀傳感器和尺寸檢測基準塊，用于在硅塊加工前做為測量基準；頭座的另一端設有行星減速機和分度電機，分度電機(在硅塊夾緊時)能通過精度分度控制硅塊旋轉并停止于所需的角度位置(這里分度電機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動電機驅動主絲桿，從而驅動磨削工作臺組件進給，在兩根對稱安裝的主導軌導向下，能使磨削工作臺組件運動在底架本體上的各工位之間；

所述底架組件的兩側各設有一個延伸平臺，延伸平臺用于安裝磨削動力頭組件；所述磨削動力頭組件包括兩個粗磨動力頭組件和兩個精磨動力頭組件，即在兩側延伸平臺上各安裝一組精磨動力頭組件和一組粗磨動力頭組件；

所述粗磨動力頭組件包括粗磨動力頭、粗磨變頻電機、粗磨動力頭固定座、粗磨進給組件、粗磨砂輪安裝座和粗磨杯型砂輪；所述粗磨進給組件安裝在延伸平臺上，通過絲杠螺母副、導軌滑塊副與粗磨動力頭固定座相連，用于驅動粗磨動力頭實現前后進給移動；所述粗磨動力頭的一頭安裝粗磨變頻電機，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；所述粗磨變頻電機通過聯軸器與動力頭內部主軸聯接，用于驅動粗磨杯型砂輪進行旋轉；

所述精磨動力頭組件包括精磨動力頭、精磨變頻電機、精磨動力頭固定座、精磨進給組件、精磨砂輪安裝座和精磨杯型砂輪；所述精磨進給組件安裝在延伸平臺上，通過絲杠螺母副、導軌滑塊副與精磨動力頭固定座相連，用于驅動精磨動力頭實現前后進給移動；所述精磨動力頭的一頭安裝精磨變頻電機，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；所述精磨變頻電機通過聯軸器與動力頭內部主軸聯接，用于驅動粗磨杯型砂輪進行旋轉；

所述機械手組件及儲料臺組件、尺寸檢測單元分別安裝在底架組件的側面；

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

所述尺寸檢測單元包括底座、驅動電機、直線運動單元、支撐座和接觸式傳感器；所述底座安裝在底架本體上，所述驅動電機和直線運動單元安裝在底座上，且驅動電機與直線運動單元相連；所述支撐座上設有支撐臂，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動單元上；驅動電機能支撐座在直線運動單元上移動，用于帶動接觸式傳感器進行尺寸檢測。

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

在本實用新型中，所述底架組件中，底架本體上還設置有廢油箱，用于存儲潤滑絲桿導軌后廢棄的潤滑油。

在本實用新型中，所述磨削工作臺組件中，頭座和尾座的回轉中心位于同一高度。

在本實用新型中，所述粗磨杯型砂輪的顆粒度為100～200目。

在本實用新型中，所述精磨杯型砂輪的顆粒度為400～1000目。

在本實用新型中，所述全自動多晶硅塊倒角磨面加工一體設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，用于保護設備。

在本實用新型中，所述外罩鈑金組件上方還設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備內的廢氣。

在本實用新型中，所述底架組件中，底架本體是Q235鋼板焊接而成的底架。

與現有技術相比，本實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用新型中全自動進行，無需在不同設備間轉運，節約加工耗時；此外，磨削動力頭采用對稱布局，同時進行雙面加工，成倍地提高加工效率。

2、多晶硅塊上下料均由機械手自動完成，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，節省硅料損耗。

3、多晶硅塊加工動力頭的水平進給，工作臺的移動等均由伺服電機驅動，并由高精度的滾珠絲桿傳動，可保證足夠的加工精度，同時底架采用高剛度的部件，能保證設備長久及穩定的高精度運行。

4、設備生產過程中，密閉的罩殼將硅粉通過抽氣管道排出，又將加工產生的噪音顯著降低，有效減少生產加工對車間環境的影響。

附圖說明

圖1為本實用新型的外形示意圖。

圖2為本實用新型去除罩殼后的俯視圖。

圖3為本實用新型中底架組件的示意圖。

圖4為本實用新型中磨削工作臺組件的示意圖。

圖5為本實用新型中粗磨動力頭組件的示意圖。

圖6為本實用新型中精磨動力頭組件的示意圖。

圖7為本實用新型中機械手組件及儲料臺組件的示意圖。

圖8為本實用新型中尺寸檢測單元的示意圖。

圖中的附圖標記為：100底架組件；200磨削動力頭組件；300外罩鈑金組件；400尺寸檢測單元；500磨削工作臺組件；600機械手組件及儲料臺組件；700粗磨動力頭組件；800精磨動力頭組件；101底架本體；102主絲桿；103主導軌；104主驅動電機；401底座；402驅動電機；403直線運動單元；404支撐座；405接觸式傳感器；501尾座；502工作臺底板；503氣缸；504對刀傳感器；505尺寸檢測基準塊；506頭座；507行星減速機；508分度電機；601機械手組件；602儲料臺組件；701粗磨變頻電機；702粗磨動力頭固定座；703粗磨砂輪安裝座；704粗磨杯型砂輪；705粗磨進給組件；801精磨變頻電機；802精磨動力頭固定座；803精磨砂輪安裝座；804精磨杯型砂輪；805精磨進給組件。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述：

如圖1、圖2所示的一種全自動多晶硅塊倒角磨面加工一體設備，包括底架組件100、磨削動力頭組件200、尺寸檢測單元400、磨削工作臺組件500、機械手組件及儲料臺組件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、主導軌103、主絲桿102、主驅動電機104，底架本體101的中部設有兩根平行的主導軌103，兩根主導軌103上安裝有磨削工作臺組件500；所述主驅動電機104設置在底架本體101上，主驅動電機104能通過主絲桿102驅動磨削工作臺組件500，使磨削工作臺組件500能沿著主導軌103移動。底架本體101由Q235鋼板焊接而成，保證了底架的強度及其剛性；且底架本體101上還設有水道，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，存儲潤滑絲桿導軌后廢棄的潤滑油。

如圖4所示，所述磨削工作臺組件500包括尾座501、工作臺底板502、氣缸503、對刀傳感器504、尺寸檢測基準塊505、頭座506、行星減速機507和分度電機508。所述尾座501和頭座506分別安裝在工作臺底板502的兩端，工作臺底板502內設有氣缸503，尾座501能在氣缸503的驅動下沿著工作臺底板502向頭座506離開或靠攏移動，用于夾緊和松開硅塊。頭座506中面向尾座501的一端設有對刀傳感器504和尺寸檢測基準塊505，用于在硅塊加工前做為測量基準；頭座506的另一端設有行星減速機507和分度電機508，頭座506和尾座501的回轉中心位于同一高度，且在硅塊夾緊時，分度電機508能通過高精度分度控制控制硅塊旋轉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中的主驅動電機104驅動主絲桿102，從而驅動磨削工作臺組件500進給，在兩根對稱安裝的主導軌103導向下，能使磨削工作臺組件500平穩并精確地運動在底架主體上的各工位之間。

所述底架組件100的兩側各設有一個延伸平臺，用于安裝磨削動力頭組件200。所述磨削動力頭組件200包括兩個粗磨動力頭組件700和兩個精磨動力頭組件800，即在兩側延伸平臺上各安裝一組精磨動力頭組件800和一組粗磨動力頭組件700。如圖5所示，粗磨動力頭組件700包括粗磨動力頭、粗磨變頻電機701、粗磨動力頭固定座702、粗磨進給組件705、粗磨砂輪安裝座703和粗磨杯型砂輪704；所述粗磨進給組件705安裝在延伸平臺上，通過絲杠螺母副、導軌滑塊副與粗磨動力頭固定座702相連，用于驅動粗磨動力頭實現前后進給移動；所述粗磨動力頭的一頭安裝粗磨變頻電機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701通過聯軸器與動力頭內部主軸聯接，用于驅動粗磨杯型砂輪704進行旋轉。粗磨杯型砂輪704的顆粒度為100～200目，用于硅塊粗磨工序。在具體實現中，兩個粗磨動力頭700對稱的安裝于底架組件100兩側，可在粗磨進給組件705的作用下在水平方向上精確移動；粗磨變頻電機701，安裝粗磨動力頭固定座702上，可帶動粗磨杯型砂輪704高速旋轉，實現硅塊兩側同時進行的平面磨削及邊角磨削，成倍提高加工效率；磨削動力頭腔體內通有0.1～0.3Mpa的正壓氣體，可有效防止灰塵、加工冷卻水等進入，造成動力頭內部損傷。

如圖6所示，所述精磨動力頭組件800包括精磨動力頭、精磨變頻電機801、精磨動力頭固定座802、精磨進給組件805、精磨砂輪安裝座803和精磨杯型砂輪804；所述精磨進給組件805安裝在延伸平臺上，通過絲杠螺母副、導軌滑塊副與精磨動力頭固定座802相連，用于驅動精磨動力頭實現前后進給移動；所述精磨動力頭的一頭安裝精磨變頻電機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801通過聯軸器與動力頭內部主軸聯接，用于驅動粗磨杯型砂輪704進行旋轉。精磨杯型砂輪804的顆粒度為400～1000目，用于硅塊精磨工序。在具體實現中，兩個精磨動力頭800對稱的安裝于底架組件100的兩側，可在精磨進給組件805的作用下在水平方向上精確移動；精磨變頻電機801，安裝于精磨動力頭固定座802上，可帶動精磨杯型砂輪804高速旋轉，實現硅塊兩側同時進行的平面磨削及邊角磨削，成倍提高加工效率；磨削動力頭腔體內通有0.1～0.3Mpa的正壓氣體，可有效防止灰塵、加工冷卻水等進入，造成動力頭內部損傷。

機械手組件及儲料臺組件600、尺寸檢測單元400分別安裝在底架組件100的側面。

如圖7所示，所述機械手組件601用于將放在儲料臺組件602上的多晶硅塊裝入磨削工作臺組件500的工作臺底板502上，以及將磨削完成的多晶硅塊從工作臺底板502上取下放置在儲料臺組件602上。在具體實現中，機械手組件601包括水平移動、豎直移動，夾持三個動作，儲料臺組件602可以放置上下料的方棒。

如圖8所示，所述尺寸檢測單元400包括底座401、驅動電機402、直線運動單元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，所述驅動電機402和直線運動單元403安裝在底座401上，且驅動電機402與直線運動單元403相連；所述支撐座404上設有支撐臂，接觸式傳感器405通過支撐臂安裝在支撐座404上，支撐座404安裝在直線運動單元403上；驅動電機402能驅動支撐座404在直線運動單元403上移動，用于帶動接觸式傳感器405進行尺寸檢測。在具體實現中，當硅塊位于尺寸檢測工位后，直線運動單元403帶動支撐座404伸出直至接觸式傳感器405探頭接觸硅塊表面后停下，再縮回進行下一次觸碰，待所需的測量點全部觸碰完成后，系統將會根據基準和觸碰位移等數據計算出測量的硅塊尺寸；所述尺寸檢測單元400用于檢測硅塊尺寸并計算加工量。

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，用于保護設備。在具體實現中，所述外罩鈑金組件300拆分為4段組成，包括1扇自動移門以及3扇手動開門，所有門合理分布于粗磨動力頭700及精磨動力頭800附近，方便工作人員進行觀察、調試、維護等動作；自動移門位于硅塊上下料位置，與機械手及儲料臺組件600所在位置對應，自動移門通過氣缸503驅動打開或關閉，并由系統控制協助硅塊上下料動作。外罩鈑金組件300上方還設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備內的廢氣，可通過外部吸氣裝置把硅塊加工過程的水、塵排出，減少機器內部的粉塵堆積。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。