夹爪组件、磨床及其控制方法、介质、计算机设备与流程

    技术2026-07-09  8


    本发明涉及硬脆材料加工设备,具体提供一种夹爪组件、磨床、磨床的控制方法、计算机可读存储介质、计算机设备。


    背景技术:

    1、对硬脆材料进行加工的设备通常包括截断机、开方机、磨床和切片机,以属于硬脆材料的工件为硅棒为例,其中,截断机主要用于通过如线切割等方式将较长的硅棒切为长度较短的硅棒(如通常为横截面为圆形的硅棒,简称圆棒),开方机主要用于通过如线切割等方式将圆棒切为横截面为矩形(如正方形)的硅棒(简称方棒,如该阶段的方棒未经过磨削加工,通常可以称作毛棒),磨床主要用于通过磨削作业使得毛棒的表面精度达标(如该阶段的方棒经磨削加工之后,表面精度达标,通常可以称作成品棒),切片机主要用于将成品棒通过如多线切割(线网切割)的方式获得待用的薄硅片。

    2、其中,磨床主要包括卧式磨床和立式磨床,对于其中的卧式磨床而言,其结构通常包括上/下料装置、进给滑台装置以及磨削装置。对硅棒进行磨削作业的过程通常为:首先将开方后的硅棒(前述的毛棒)固定至上料装置,对硅棒的姿态进行初步调节后,将硅棒送达进给滑台装置的两个夹头之间。通过进给滑台装置沿硅棒轴向(进给方向)的运动,将硅棒送达对应于磨削装置的位置。基于此,通过使磨削装置靠近硅棒并使硅棒沿进给方向往复运动,便可对硅棒的其中一组待磨削面或者一对棱边进行相应的磨削作业。之后,通过使硅棒旋转,从而转动至第二组待磨削面或者另一对棱边,以此类推,便可如前所述,通过磨床将毛棒加工为成品棒。

    3、可以看出,目前的卧式磨床主要是以依赖于硅棒沿进给方向的往复运动来完成其磨削作业的。由于硅棒的往复运动需要较大的移动行程,对应于较大的移动行程的直线运行对硅棒磨削后的精度会产生一定的影响(如与直线运动向匹配的直线导轨的直线度对硅棒的精度影响较等大),这样的影响将会带来较大的磨削余量,硅棒的磨削精度不达标。因此本领域技术人员需要一种新的方案来改变或者调整目前的磨床加工方式。


    技术实现思路

    1、本发明旨在提供一种结构以及相应的控制方法,通过将其中的结构与磨削组件适配,能够实现在通过磨削组件对工件进行加工件期间采用硅棒不动而磨削组件往复运动的形式。

    2、需要说明的是,上述背景技术的叙述方式只是结合发明人在构思以及涉及产品的思路引出来本发明,即:给出了可将本发明应用的一种具体的应用场景,而不应当理解为本发明的技术方案仅能够应用于该场景。如在本发明的场景中,磨床为卧式磨床,硅棒在卧式磨额磨削区无需往复运动而采用磨削组件沿硅棒的轴线方向往复运动。如通常的夹爪组件在将硅棒夹紧之后,无法再调整硅棒的状态,因此通常无法满足硅棒的轴线与磨床的磨削区域的夹头组件的轴线的同轴度,这将可能造成磨削余量大、磨削精度低的问题。在采用了本发明的夹爪组件的情形下,可以基于夹爪纵向移动机构来对硅棒的轴线姿态进行微调,从而保证了夹爪组件夹持的硅棒的轴线与夹头组件的轴线之间的同轴度。

    3、有鉴于此,第一方面,本发明提供了一种夹爪组件,该夹爪组件包括:第一夹爪组件;以及第二夹爪组件;夹爪纵向移动机构,其能够带动所述第一夹爪组件和/或所述第二夹爪组件沿竖直方向运动。

    4、通过这样的构成,能够谋求通过夹爪组件沿纵向的运动,调整工件(如硅棒)的轴线在不同布局之间的高度,基于此,有望通过该运动调整轴线在竖直方向的位置,如轴线在竖直平面内存在偏差的情形下,通过该运动实现轴线姿态的微调。

    5、可以理解的是,本领域技术人员可以根据实际需求确定第一/第二夹爪组件的结构形式、个数以及夹爪纵向移动机构与二者之一或者全部之间存在驱动连接关系等。

    6、此外,本领域技术人员可以根据实际需求确定夹爪纵向移动机构实现其驱动连接的具体形式以及与之相对应的具体的驱动传动形式。如夹爪纵向移动机构可以是通过动力缸等与第一/第二夹爪组件之间直接驱动连接或者通过中间的传动机构与第一/第二夹爪组件之间间接地驱动连接,如传动机构可以是带传动、链传动、齿轮传动等。

    7、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件中的其中一个配置有所述夹爪纵向移动机构。

    8、通过这样的构成,能够谋求通过对对应于其中一个夹爪组件的位置的硅棒的轴线位置进行纵向位置的调节,对轴线沿竖直平面内的倾斜姿态进行调节,并因此抑制或者消除硅棒的轴线在竖直方向的偏移。

    9、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述夹爪组件包括:第一夹爪;第二夹爪;以及夹爪驱动部件,所述夹爪驱动部件能够驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    10、通过这样的构成,能够谋求在调整夹爪组件侧以竖向微调的方式改变工件的局部位置,并因此调整待加工的姿态使其精度符合磨削标准。

    11、可以理解的是,本领域技术人员可以根据实际需求确定调整夹爪驱动部件的结构形式、个数、其与第一/第二夹爪的对应关系及其驱动第一/第二夹爪产生沿竖直方向的运动的具体方式等。如可以是:第一/第二夹爪分别配置有一个驱动电机,驱动电机通过齿轮齿条副驱动相应的第一/第二夹爪产生升降运动;第一/第二夹爪配置有同一个动力缸,第一/第二夹爪均设置于如支撑台等载体,动力缸与支撑台驱动连接;等。

    12、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述夹爪驱动部件包括偏心结构,所述所述夹爪驱动部件通过所述偏心结构驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    13、通过这样的构成,给出了第一/第二夹爪实现其升降运动的可能的实现方式,如偏心结构可以偏心轴、凸轮等。

    14、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述夹爪组件包括夹爪基体,所述夹爪基体包括活动部分,所述活动部分上具有预留空间,所述偏心结构能够与所述预留空间配合并因此使得所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    15、通过这样的构成,给出了夹爪组件的一种可能的结构形式以及与之相对应的偏心结构实现其传动的可能的方式。如活动部分可以为板状结构、块状结构、筒状结构、支架等。

    16、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述夹爪基体包括固定部分,所述夹爪驱动部件设置于所述固定部分。

    17、通过这样的构成,给出了夹爪组件的一种具体的结构形式,如与活动部分类似,固定部分可以为板状结构、块状结构、筒状结构、支架等。

    18、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述夹爪组件包括纵向移动导向结构,所述活动部分以及设置于所述活动部分上的所述第一夹爪和所述第二夹爪能够沿所述纵向移动导向结构运动。

    19、通过这样的构成,能够谋求保证第一/第二夹爪在发生纵向移动期间的可靠性。如纵向移动导向结构可以为导轨、导槽、导向轴等。

    20、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述偏心结构为凸轮。

    21、通过这样的构成,给出了偏心结构的一种具体的结构形式。

    22、对于上述夹爪组件,在一种可能的实施方式中,所述第一夹爪和所述第二夹爪能够以相互独立的方式或者相关联的方式产生靠近/远离彼此的运动。

    23、通过这样的构成,给出了夹爪组件在工件的夹持方向可能的运动方式,如相关联的方式为第一夹爪和第二夹爪之间以同步反向的方式运动。

    24、在第二方面,本发明提供了一种磨床,该磨床包括前述任一项所述的夹爪组件。

    25、可以理解的是,该磨床具有前述任一项所述的夹爪组件的所有技术效果,在此不再赘述。

    26、在第三方面,本发明提供了一种磨床的控制方法,所述磨床包括夹爪组件,所述夹爪组件包括第一夹爪组件、第二夹爪组件和夹爪纵向移动机构,所述控制方法包括:根据夹持于所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件之间的工件的轴线状态,使所述夹爪纵向移动机构带动所述第一夹爪组件和/或所述第二夹爪组件沿竖直方向运动。

    27、通过这样的构成,有望在工件的轴线位置具有能够通过夹爪纵向移动机构可克服的偏差的情形下,通过第一/第二夹爪组件的运动来抑制或者消除这种偏差。示例性地,仅使得两个夹爪组件中的一对夹爪相对于另一对产生竖直方向的运动,从而调整工件轴线的位置。

    28、可以理解的是,此处以及下文的控制方法中提到的相关部件的结构形式可以包含但是不限于前文中提到的具体形式。

    29、对于上述磨床的控制方法,在一种可能的实施方式中,所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件中的其中一个配置有所述夹爪纵向移动机构,所述的“使所述夹爪纵向移动机构带动所述第一夹爪组件和/或所述第二夹爪组件沿竖直方向运动”包括:使所述所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件中的一个相对另一个在竖直方向运动。

    30、通过这样的构成,给出了夹爪纵向移动机构的配置方式以及相应的轴线位置调节方式。

    31、对于上述磨床的控制方法,在一种可能的实施方式中,所述夹爪组件包括第一夹爪、第二夹爪和夹爪驱动部件,所述的“使所述夹爪纵向移动机构带动所述第一夹爪组件和/或所述第二夹爪组件沿竖直方向运动”包括:使所述夹爪驱动部件驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    32、通过这样的构成,给出了夹爪纵向移动机构使得第一/第二夹爪组件产生竖直方向的运动的可能的实现方式。

    33、对于上述磨床的控制方法,在一种可能的实施方式中,所述夹爪驱动部件包括偏心结构,所述的“使所述夹爪驱动部件驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动”包括:使所述夹爪驱动部件通过所述偏心结构驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    34、通过这样的构成,给出了对应于竖直方向的运动的可能的传动方式。

    35、对于上述磨床的控制方法,在一种可能的实施方式中,所述偏心结构为凸轮。

    36、通过这样的过程,给出了纵向移动机构的驱动传动的一种具体的实现方式

    37、对于上述磨床的控制方法,在一种可能的实施方式中,所述的“使所述夹爪驱动部件驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动”包括:使所述夹爪驱动部件驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪以同步运动的方式产生沿竖直方向的运动。

    38、通过这样的构成,给出了纵向移动得以实现的可能形式。示例性地,同一个夹爪驱动部件通过一个凸轮带动第一/第二卡爪同步上升/下降。

    39、在第四方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,该存储介质包括存储器,所述存储器适于存储多条程序代码,所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行前述任一项所述的切割机的控制方法。

    40、可以理解的是,该计算机可读存储介质具有前述任一项所述的切割机的控制方法的所有技术效果,在此不再赘述。

    41、本领域技术人员能够理解的是,本发明实现其切割机的控制方法中的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个方法实施例的步骤。其中,所述计算机程序包括计算机程序代码,可以理解的是,该程序代码包括但不限于执行上述切割机的控制方法的程序代码。为了便于说明,仅示出了与本发明相关的部分。所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器、随机存取存储器、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是,所述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减,例如在某些司法管辖区,根据立法和专利实践,计算机可读存储介质不包括电载波信号和电信信号。

    42、在第五方面,本发明提供了一种计算机设备,该设备包括存储器和处理器,所述存储器适于存储多条程序代码,所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行前述任一项所述的切割机的控制方法。

    43、可以理解的是,该设备具有前述任一项所述的切割机的控制方法的所有技术效果,在此不再赘述。该设备可以是包括各种电子设备形成的计算机控制设备。


    技术特征:

    1.一种夹爪组件,其特征在于,所述夹爪组件包括:

    2.根据权利要求1所述的夹爪组件,其特征在于,所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件中的其中一个配置有所述夹爪纵向移动机构。

    3.根据权利要求1或者2所述的夹爪组件,其特征在于,所述夹爪组件包括:

    4.根据权利要求3所述的夹爪组件,其特征在于,所述夹爪驱动部件包括偏心结构,所述所述夹爪驱动部件通过所述偏心结构驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    5.根据权利要求4所述的夹爪组件,其特征在于,所述夹爪组件包括夹爪基体,所述夹爪基体包括活动部分,所述活动部分上具有预留空间,所述偏心结构能够与所述预留空间配合并因此使得所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动。

    6.根据权利要求5所述的夹爪组件,其特征在于,所述夹爪基体包括固定部分,所述夹爪驱动部件设置于所述固定部分。

    7.根据权利要求6所述的夹爪组件,其特征在于,所述夹爪组件包括纵向移动导向结构,所述活动部分以及设置于所述活动部分上的所述第一夹爪和所述第二夹爪能够沿所述纵向移动导向结构运动。

    8.根据权利要求7所述的夹爪组件,其特征在于,所述偏心结构为凸轮。

    9.根据权利要求3所述的夹爪组件,其特征在于,所述第一夹爪和所述第二夹爪能够以相互独立的方式或者相关联的方式产生靠近/远离彼此的运动。

    10.一种磨床,其特征在于,所述磨床包括权利要求1至9中任一项所述的夹爪组件。

    11.一种磨床的控制方法,其特征在于,所述磨床包括夹爪组件,所述夹爪组件包括第一夹爪组件、第二夹爪组件和夹爪纵向移动机构,

    12.根据权利要求11所述的磨床的控制方法,其特征在于,所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件中的其中一个配置有所述夹爪纵向移动机构,

    13.根据权利要求11或者12所述的磨床的控制方法,其特征在于,所述夹爪组件包括第一夹爪、第二夹爪和夹爪驱动部件,

    14.根据权利要求13所述的磨床的控制方法,其特征在于,所述夹爪驱动部件包括偏心结构,

    15.根据权利要求14所述的磨床的控制方法,其特征在于,所述偏心结构为凸轮。

    16.根据权利要求13所述的夹爪组件,其特征在于,所述的“使所述夹爪驱动部件驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪产生沿竖直方向的运动”包括:

    17.一种计算机可读存储介质,该存储介质包括存储器,所述存储器适于存储多条程序代码,其特征在于,所述程序代码适于由处理器加载并运行以执行权利要求11至16中任一项所述的磨床的控制方法。

    18.一种计算机设备,所述设备包括存储器和处理器,所述存储器适于存储多条程序代码,其特征在于,所述程序代码适于由所述处理器加载并运行以执行权利要求11至16中任一项所述的磨床的控制方法。


    技术总结
    本发明涉及硬脆材料加工设备技术领域,具体提供了一种夹爪组件、磨床及其控制方法、介质、计算机设备,所述夹爪组件包括第一夹爪组件、第二夹爪组件和夹爪纵向移动机构,所述控制方法包括:根据夹持于所述第一夹爪组件和所述第二夹爪组件之间的工件的轴线状态,使所述夹爪纵向移动机构带动所述第一夹爪组件和/或所述第二夹爪组件沿竖直方向运动。基于此,有望通过该运动调整轴线在竖直方向的位置,如轴线在竖直平面内存在偏差的情形下,通过该运动实现轴线姿态的微调。基于包含该夹爪组件的转运机构,可实现夹持于两个夹爪组件之间的工件在磨床的磨削工位、上料组件以及下料组件之间的转运。

    技术研发人员:徐公志,王硕,郭世锋,范国强
    受保护的技术使用者:青岛高测科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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