一种自动化环线切割设备及使用方法与流程

专利2026-08-11  15


本发明属于环线切割领域,尤其涉及一种自动化环线切割设备及使用方法。


背景技术:

1、环线切割指的是在特定的机械装置中,利用环形轨迹或针对环状、筒状等结构的材料进行切割的过程。这种切割方式要求切割工具能够灵活地围绕材料表面移动,实现精确的轮廓切割。通常是指利用金刚石线锯作为切割介质,在自动化或半自动化的设备中,对圆形、环形或其他闭合路径的工件实施切割作业。金刚线是一种高端切割工具,它通过在高强度金属线上电镀一层微小的金刚石磨粒来制成。金刚石的硬度极高,使得金刚线成为切割硬质材料如硅、蓝宝石、石材、玻璃等的理想选择。这种技术的优势在于能够提供极高的切割精度、良好的表面光洁度、较低的材料损耗以及较高的加工效率。尤其在太阳能光伏行业,用于硅晶圆的切片加工,以及其他高精密制造业中,如半导体、光电产业、精密陶瓷加工等,金刚线环线切割技术的应用极为广泛。

2、传统的环线切割方法大多依赖于人工操作,使用如切割片、砂轮机等手持式装置进行作业。手工操作难以实现高精度的切割,尤其是在处理微小、复杂或高价值材料时,人为误差会导致产品尺寸不一,质量参差不齐,影响成品的性能和美观度。依靠人力进行环线切割,不仅速度慢,而且劳动强度大,限制了生产效率的提升,难以满足大规模工业化生产的需求。手持式切割工具在操作过程中容易产生飞溅的火花和碎屑,对操作人员的安全构成威胁。长期暴露在这样的工作环境中,还可能引发职业健康问题。非自动化的切割方式难以实现材料的最大化利用,导致废品率高,增加了生产成本。特别是在处理贵金属、特殊合金等昂贵材料时,这种浪费尤为显著。

3、同时现有多数环线切割设备采取侧向进刀方式,这一方法在切割接近完成阶段,因工件自重导致的下落压力易于使环线受挤压而断裂,增加了废品率。此外,手动推进的侧向进刀方式极度依赖操作者的技术与经验,推进速度不均会导致切割面不平整,严重影响成品质量。


技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种自动化环线切割设备及使用方法,以解决全自动化立式环线切割的技术问题。

2、为实现上述目的,本发明的一种自动化环线切割设备及使用方法的具体技术方案如下:

3、一种自动化环线切割设备包括设备本体,用于放置待切割物体的夹持结构,用于切割所述待切割物体的切割结构,用于支撑所述切割结构沿着所述待切割物体移动的平移结构;

4、所述切割结构包括切割部和支撑部,所述切割部包括切割壳体,设置在所述切割壳体内的线轮结构,以及沿着所述线轮结构设置的切割线;

5、所述平移结构带动所述切割结构移动至切割位置上方,所述切割部沿着支撑部上下移动,通过所述线轮结构旋转带动所述切割线切割所述待切割物体。

6、作为本发明的进一步改进,所述夹持结构包括设置在所述设备本体上的夹持卡盘,以及由所述夹持卡盘表面向外延伸的放置杆;所述夹持卡盘上设置有夹持爪,待切割物体沿着放置杆放置且与所述夹持卡盘抵接,所述夹持爪将所述待切割物体夹紧。

7、作为本发明的进一步改进,所述平移结构包括与所述设备本体滑动连接的移动底座,以及设置在所述移动底座上方的连接座;所述连接座与所述切割结构连接,所述移动底座与所述设备本体通过丝杆连接,沿着所述丝杆带动所述切割结构沿着所述待切割物体移动。

8、作为本发明的进一步改进,所述支撑部包括支架,设置在所述支架侧面的滑轨,沿着所述滑轨移动的升降块,驱动所述升降块移动的升降驱动装置,以及与所述平移结构连接的安装座;所述切割壳体侧面与所述升降块连接,所述升降块带动所述切割壳体移动。

9、作为本发明的进一步改进,所述线轮结构包括至少一个主动轮,和若干从动轮;所述切割线环绕的设置在所述主动轮和所述从动轮外周的引导槽内,通过所述主动轮的旋转带动所述切割线在所述主动轮和所述从动轮之间移动。

10、作为本发明的进一步改进,所述切割壳体下部内凹的设置有切割槽,所述切割线在所述切割槽内穿过;所述从动轮包括第一从动轮和第二从动轮;所述第一从动轮和所述第二从动轮对应的设置在所述切割壳体下部的两侧,所述切割槽内凹的设置在所述第一从动轮和所述第二从动轮之间,所述切割线在所述第一从动轮和所述第二从动轮之间穿过所述切割槽。

11、作为本发明的进一步改进,所述切割结构还包括张紧结构,所述张紧结构包括与所述主动轮和所述从动轮共同连接在所述切割线引导下的张力轮,与所述张力轮连接且穿过所述切割壳体在所述切割壳体背面露出的张紧连接块,设置在所述切割壳体背面的张紧固定块,以及连接所述张紧固定块和所述张紧连接块的张紧调节杆;所述切割壳体表面设置有张紧槽,所述张紧连接块穿过所述张紧槽与所述张力轮连接且能够在所述张紧槽内移动,所述张紧调节杆调节所述张紧连接块在所述张紧槽内相对所述张紧固定块移动,带动所述张力轮移动调节所述切割线的张紧度。

12、作为本发明的进一步改进,所述张力轮设置在所述主动轮和所述从动轮之间,所述切割线从所述主动轮和所述从动轮的异侧穿过所述张力轮。

13、作为本发明的进一步改进,本发明的设备还包括控制系统,所述控制系统包括控制所述夹持结构、所述平移结构的设备控制端,以及控制所述切割结构的切割控制端。

14、一种自动化环线切割设备的使用方法包括以下步骤:

15、s1、将待切割物体沿着放置杆放置且与夹持卡盘抵接,启动夹持爪将待切割物体沿着放置杆夹持;

16、s2、将切割结构通过安装座与连接座固定连接,并移动至待切割物体的初始切割位置上方;

17、s3、通过控制系统对切割结构和平移结构进行切割参数的设定,

18、s4、启动夹持结构,使待切割物体慢速旋转;启动旋转驱动装置,主动轮带动从动轮旋转,使切割线极速走线产生切割力;启动升降驱动装置带动切割结构向下移动,对待切割物体进行截断;

19、s5、当升降驱动装置下降到预设位置后,以设定速度上升回到初始位置;驱动平移结构沿着丝杆移动,移动距离为截断长度,重复s4;

20、s6、完成切割后,从放置杆上取下完成切割物体。

21、有益效果:

22、通过集成化的控制系统,实现了对夹持结构、平移结构及切割结构的精准控制,自动化程度高,减少了人力需求,提高了生产流程的连贯性和效率。用户可通过控制界面设定切割参数,实现个性化和精细化加工。

23、切割线结合精密的线轮结构和张紧调节系统,确保了切割线的恒定张力和稳定走线,大幅提高了切割精度和表面质量。切割壳体下部特设的切割槽,采用垂直入刀方式,切口小,无物料压断线风险,降低了环线的断线率。不仅为切割线提供了稳定的导向路径,还有效防止了切割过程中材料的偏移或滑脱,确保了切割面的平直与精度。

24、设备设计中的平移结构、升降结构以及可调张紧装置,使得切割头能够灵活地调整位置和角度,适应不同大小、形状和材质的待切割物体,拓宽了设备的应用范围。

25、金刚线切割技术本身具有低损耗特性,加之本设备的精确控制,进一步减少了材料浪费,特别是在处理贵重材料时,能显著降低生产成本,提高资源利用率。

26、全封闭的切割壳体设计和配套的冷却系统,有效控制了切割过程中的粉尘和碎屑,减少了环境污染和操作者的健康风险,符合现代安全生产和环保标准。

27、综上所述,本发明的自动化环线切割设备不仅解决了传统切割方式中存在的精度不足、效率低下、安全性差等问题,还通过技术创新,为高精尖制造业提供了高效、可靠、环保的解决方案,推动了相关行业的技术进步和产业升级。


技术特征:

1.一种自动化环线切割设备,其特征在于,包括设备本体,用于放置待切割物体的夹持结构,用于切割所述待切割物体的切割结构,用于支撑所述切割结构沿着所述待切割物体移动的平移结构;

2.根据权利要求1所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述夹持结构包括设置在所述设备本体上的夹持卡盘,以及由所述夹持卡盘表面向外延伸的放置杆;所述夹持卡盘上设置有夹持爪,待切割物体沿着放置杆放置且与所述夹持卡盘抵接,所述夹持爪将所述待切割物体夹紧。

3.根据权利要求1所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述平移结构包括与所述设备本体滑动连接的移动底座,以及设置在所述移动底座上方的连接座;所述连接座与所述切割结构连接,所述移动底座与所述设备本体通过丝杆连接,沿着所述丝杆带动所述切割结构沿着所述待切割物体移动。

4.根据权利要求1所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述支撑部包括支架,设置在所述支架侧面的滑轨,沿着所述滑轨移动的升降块,驱动所述升降块移动的升降驱动装置,以及与所述平移结构连接的安装座;

5.根据权利要求1所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述线轮结构包括至少一个主动轮,和若干从动轮;所述切割线环绕的设置在所述主动轮和所述从动轮外周的引导槽内,通过所述主动轮的旋转带动所述切割线在所述主动轮和所述从动轮之间移动。

6.根据权利要求5所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述切割壳体下部内凹的设置有切割槽,所述切割线在所述切割槽内穿过;

7.根据权利要求5所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述切割结构还包括张紧结构,所述张紧结构包括与所述主动轮和所述从动轮共同连接在所述切割线引导下的张力轮,与所述张力轮连接且穿过所述切割壳体在所述切割壳体背面露出的张紧连接块,设置在所述切割壳体背面的张紧固定块,以及连接所述张紧固定块和所述张紧连接块的张紧调节杆;

8.根据权利要求7所述的自动化环线切割设备,其特征在于,所述张力轮设置在所述主动轮和所述从动轮之间,所述切割线从所述主动轮和所述从动轮的异侧穿过所述张力轮。

9.根据权利要求所述的自动化环线切割设备,其特征在于,还包括控制系统,所述控制系统包括控制所述夹持结构、所述平移结构的设备控制端,以及控制所述切割结构的切割控制端。

10.一种自动化环线切割设备的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:


技术总结
一种自动化环线切割设备包括设备本体,用于放置待切割物体的夹持结构,用于切割所述待切割物体的切割结构,用于支撑切割结构沿着待切割物体移动的平移结构;切割结构包括切割部和支撑部,切割部包括切割壳体,设置在切割壳体内的线轮结构,以及沿着线轮结构设置的切割线;平移结构带动切割结构移动至切割位置上方,切割部沿着支撑部上下移动,通过线轮结构旋转带动切割线切割待切割物体。本发明实现了环线切割自动化生成,垂直方向的切割,无物料压断线风险,降低了环线的断线率。

技术研发人员:王广亚,姜海,杜路鹏,王彦龙,陈忠余,李明泽,徐晓雨
受保护的技术使用者:镇江原轼新型材料有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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