一种用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置的制作方法

本实用新型是关于单晶硅棒外圆滚磨加工领域，特别涉及一种用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置。

背景技术：

硅单晶材料是最重要的光伏发电和半导体原材料，近年来随着光伏行业以及半导体行业突飞猛进地扩张，硅单晶的产能持续增加。制备硅单晶的常用方法包括直拉法、区熔法等方法，采用此类方法制备的单晶硅均成圆柱状的晶棒。制备出来的整根单晶硅棒，首先需要进行截断工序，将过长的晶棒切断成一定长度方便加工的小段晶棒；接着，单晶硅棒还需进行磨外圆工序，将不十分规则的圆柱型晶棒磨成具有一定尺寸精度和表面粗糙度的圆柱状晶棒；磨外圆工序完成后，还需要在圆柱状晶棒的表面磨出一个轴向的V槽或者磨边；最后，再将加工好的单晶硅棒送入专门的多线线切片机，加工出可用于电池片生产或半导体基体的硅片。

国内现有的单晶硅棒储料、上料的装置，结构通常比较复杂，具体是这样的：首先根据单晶硅棒的规格通常会设置数量不等的存储硅棒的储料台，这些储料台设置在硅棒加工设备的旁边，储料台仅仅具有存储硅棒的功能，而将硅棒运输到硅棒加工设备的内部，需要另外的抓取硅棒的机械手来实现，而为了保证抓取的灵活性和精准性，抓取机械手通常具有两个方向的自由度(把硅棒抓起需要一个竖直方向的自由度，把硅棒运送到工作台中心位置需要一个横向的自由度)，这无疑大大增加了设备的复杂程度和制造成本。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置，可以实现单晶硅棒的定点输送，并同时满足2～8英寸、长度为50～1000mm的单晶硅棒的上料。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置，用于实现单晶硅棒的定点输送，所述用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置包括底架、气缸安装板、上料气缸、气缸杆连接套、气缸杆加长杆、气缸杆接头、气缸杆固定座、连接块、上料板、滑块、导轨、导轨安装板；

所述底架焊接在单晶硅棒外圆滚磨加工设备上，气缸安装板焊接固连在底架上，上料气缸安装在气缸安装板上；

所述上料板用于存储和输送单晶硅棒，上料板的前侧设有并列的梳齿状的储料槽，储料槽的每个梳齿通过两条呈120度的边与单晶硅棒接触，且上料板的前侧储料槽能与外部对中机械手的梳齿配合(由于上料板储料槽呈梳齿状，只要同样呈梳齿状的外部对中机械手的梳齿能从上料板储料槽的梳齿缝隙中通过，当对中机械手爪由上料板下方运动到上方时，便可完成单晶硅棒的由上料板到外部对中机械手的转移，这就类似于一只手托住一个圆柱状的东西，手指间留有缝隙，当另一只手通过缝隙从下方运动到上方时，圆柱状物体便可从一只手转移到另外一只手上)；上料板的底侧开有螺纹孔，上料板的两侧分别安装有滑块；

上料气缸通过气缸杆连接套、气缸杆加长杆、气缸杆接头、气缸杆固定座、连接块、两个螺母与上料板的底侧螺纹孔连接，具体为：上料气缸的伸出气缸杆利用外螺纹与气缸杆连接套的输入端内螺纹旋合，气缸杆连接套的输出端利用内螺纹与气缸杆加长杆的输入端外螺纹旋合，气缸杆加长杆输入端还与一个螺母旋合，气缸杆加长杆的输出端利用外螺纹与气缸杆接头内螺纹旋合，气缸杆加长杆的输出端还与一个螺母旋合，气缸杆接头与气缸杆固定座通过一根销轴连接，气缸杆固定座与连接块通过螺钉连接固定，连接块与上料板的底侧螺纹孔也通过螺钉连接固定；

所述导轨安装板设有两块，分别焊接固连在气缸安装板的两侧，所述导轨设有两条，分别安装在对应的导轨安装板上，上料板两侧的滑块能在两条导轨上滑动。

作为进一步的改进，所述用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置还包括护罩、护罩安装板；

所述护罩安装板设置有四块，其中两块护罩安装板为固定不动的护罩安装板，分别安装在不动的气缸安装板和导轨安装板两侧上，另外两块护罩安装板为运动的护罩安装板，分别安装在能滑动的上料板两侧上；

所述护罩能够进行伸缩，且护罩设有两块，分别为前侧护罩和后侧护罩，前侧护罩安装在两块运动的护罩安装板上，后侧护罩安装在两块固定不动的护罩安装板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构更为简单的上料装置，能实现单晶硅棒的定点输送，并能同时满足2～8英寸、长度为50～1000mm的单晶硅棒的上料，自动化程度高，一定程度上降低了单晶硅棒外圆滚磨加工设备的复杂程度和制造成本以及运转设备带来的人力成本。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图(为了方便观察内部，护罩没有完全闭合)。

图2为本实用新型的侧面剖视图。

图3为本实用新型的俯视图。

图4为本实用新型和对中机械手配合工作的示意图。

图5为激光测距传感器测量单晶硅棒上料装置工件距离的示意图。

图中的附图标记为：1底架；2气缸安装板；3上料气缸；4气缸杆连接套；5气缸杆加长杆；6气缸杆接头；7气缸杆固定座；8连接块；9上料板；10滑块；11导轨；12导轨安装板；13护罩；14护罩安装板；15单晶硅棒；16工作台；17对中机械手；18激光测距装置。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图1、图2、图3所示的一种用于单晶硅棒外圆滚磨加工设备的上料装置包括底架1、气缸安装板2、上料气缸3、气缸杆连接套4、气缸杆加长杆5、气缸杆接头6、气缸杆固定座7、连接块8、上料板9、滑块10、导轨11、导轨安装板12、护罩13、护罩安装板14，可以实现单晶硅棒15的定点输送，并同时满足2～8英寸，长度为50～1000mm的单晶硅棒15的上料，以解决现在人工将单晶硅棒15装载到对中装置或者其他加工装置，工作效率低、劳动强度大的问题。

所述底架1焊接在单晶硅棒外圆滚磨加工设备上，气缸安装板2焊接固连在底架1上，上料气缸3安装在气缸安装板2上。

所述上料板9用于存储和输送单晶硅棒15，上料板9的前侧设有并列的梳齿状的储料槽，储料槽的每个梳齿通过两条呈120度左右的边与单晶硅棒15接触，方便放置单晶硅棒15，且同时满足2～8英寸，长度为50～1000mm的单晶硅棒15。由于上料板9储料槽呈梳齿状，只要同样呈梳齿状的外部对中机械手17的梳齿能从上料板9储料槽的梳齿缝隙中通过，当对中机械手爪17由上料板9下方运动到上方时，便可完成单晶硅棒15的由上料板9到外部对中机械手17的转移，可参考图4。上料板9的底侧开有螺纹孔，上料板9的两侧分别安装有滑块10。

上料气缸3通过气缸杆连接套4、气缸杆加长杆5、气缸杆接头6、气缸杆固定座7、连接块8、两个螺母与上料板9的底侧螺纹孔连接，具体为：上料气缸3的伸出气缸杆外螺纹与气缸杆连接套4输入端内螺纹旋合，气缸杆连接套4输出端内螺纹与气缸杆加长杆5输入端外螺纹旋合，气缸杆加长杆5输入端同时还与一个螺母旋合，气缸杆输出端外螺纹与气缸杆接头6内螺纹旋合，气缸杆输出端同时还与一个螺母旋合，气缸杆接头6与气缸杆固定座7通过一根销轴连接，气缸杆固定座7与连接块8通过螺钉联接固连，连接块8与上料板9也通过螺钉联接固连。

所述导轨安装板12设有两块，分别焊接固连在气缸安装板2的两侧。所述导轨11设有两条，分别安装在对应的导轨安装板12上，上料板9两侧的滑块10能在两条导轨11上滑动。导轨11和滑块10起到导向和支撑的作用，提高装置运转的平稳性。采用气缸定点输送，成本低。

上料板9前后均装有伸缩防护罩13，保护导轨11气缸，保护导轨11气缸，延长使用寿命。前后侧的护罩13均安装在护罩安装板14上，护罩安装板14设置有四块，其中两块护罩安装板14是固定不动的，与气缸安装板2及导轨安装板12固连，另外两块护罩13安装板是运动的，与上料板9固连。

如图5所示，在气缸处于最大收缩状态时，即上料板9处于最靠后的位置时，可在工作台16上储料槽两侧的合适位置固定两个激光测距传感器。激光传感器固定在设备大支架上，当上料气缸3处在收缩状态并且有单晶硅棒15放在储料槽中时，激光测距装置18可以测得发射点离单晶硅棒15端面的距离，判断出单晶硅棒15的长度，进而把数据返回给控制系统，方便下一步单晶硅棒15对中和夹紧时进行程序控制。之后上料气缸3开始充气推动上料板9向前运动，把单晶硅棒15输送至合适的位置。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。