CN105280754B - 工具保持器及槽加工装置 - Google Patents

Abstract

本案发明涉及一种工具保持器及槽加工装置。本发明的课题在于将工具保持器的工具正确地定位并安装，且使其容易拆卸。将覆盖板(50)固定于底板(40)的工具安装部(42)。工具安装部(42)具有相互对向的第一侧壁部(46)与第二侧壁部(47)，并在它们之间形成槽(48)。将第二侧壁部(47)向内切割而形成三角柱状的倾斜面(47a)。也将覆盖板(50)的侧壁部(54)向外切割而形成倾斜面(54b)。利用螺丝(62)拧紧覆盖板(50)而使倾斜面(47a)、(54b)接触并通过楔子固定角柱状的工具(60)。

Description

工具保持器及槽加工装置

技术领域

本发明涉及一种安装于在薄膜太阳电池的制造加工时等对薄膜进行槽加工的加工头的工具保持器及槽加工装置。

背景技术

在集成型的薄膜太阳电池的制造步骤中，例如，如专利文献1所记载般，具有在基板上积层半导体薄膜并反复进行多次图案化的步骤。在该制造步骤中，在脆性材料基板上形成金属制的下部电极层，且作为图案化P1而利用激光束将电极层分割并划分成短条状。于其上形成P型光吸收层及缓冲层而制成积层型的半导体薄膜。其后，作为图案化P2，通过沿着自图案化P1的槽稍微偏移的线将缓冲层与P型光吸收层的一部分机械刻划而分割并划分成短条状。接下来，在缓冲层上形成包含金属氧化物的透明导电膜。接着，作为图案化P3，通过沿着自图案化P2的槽稍微偏移的线将透明导电膜、缓冲层及P型光吸收层的一部分机械刻划而划分成短条状。如此可制造薄膜的太阳电池。因此，需要使图案化P2、P3的线分别相对于图案化P1的线稍微偏移，且需要相对于1片基板而以例如5mm左右的间距形成百数十条平行的槽。

在专利文献2、3中揭示有太阳电池用的刻划装置。在专利文献2中设置有在刻划头的基底上保持加工工具的工具保持器、使工具保持器上下移动的气缸、及用以消除工具保持器的自重的弹簧等，并通过气缸一面调整负载一面将工具按压至工件。此外，在专利文献3中揭示有通过将多个头安装在横梁上的滑动机构而同时地进行多个刻划的刻划装置。

此外，在利文献4中提出有安装在太阳电池的槽加工的槽加工装置的前端的工具的安装机构。

[背景技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开2005-191167号公报

[专利文献2]日本专利特开2011-155151号公报

[专利文献3]日本专利特开2010-245255号公报

[专利文献4]日本专利特开2011-142236号公报

发明内容

[发明要解决的问题]

然而，专利文献2所示的头由于为组合了多个构件的构造，故而头的宽度大至数十mm左右，而难以将头缩小至比当前更窄。因此，在如专利文献3所示般并列配置多个头的情况下，存在无法过分缩小头的间隔的问题点。因此，存在如下问题点：在太阳电池的制造步骤等中无法以例如5mm的狭窄的间隔进行刻划而同时平行地形成多条划线。此外，专利文献4并非将多个头并列配置，存在如下问题点：在更换工具时需要卸下2个螺丝，从而不易更换。

本发明是着眼于此种以往的槽加工装置的问题点而完成的，目的在于提供一种在以狭窄的间距并列配置多个工具保持器的情况下，可将角柱状的工具分别正确地定位并安装在工具保持器，并且可容易地更换工具的工具保持器及使用其的槽加工装置。

[解决问题的技术手段]

为了解决该问题，本发明的工具保持器安装在加工头并保持角柱状的工具而使之装卸自如，且具备：底板，具有安装工具的工具安装部；以及覆盖板，通过螺固而固定在所述底板的工具安装部；所述底板的工具安装部具有：第一侧壁部，具有第一基准面；第二侧壁部，设置在与所述第一侧壁部对向的位置；以及槽，形成在所述第一、第二侧壁部之间且具有第二基准面；所述第二侧壁部自外侧的边缘向内朝向所述槽被切割而形成为三角柱状，所述覆盖板具有在与所述工具安装部的第二侧壁部对向的位置向外被切割而形成为三角柱状的侧壁部，通过将所述工具插入至由所述安装部及所述覆盖板所形成的槽内，并将所述覆盖板的侧壁部按压至所述底板而对准所述第一、第二基准面以固定所述工具。

此处，也可为所述底板的工具安装部的侧壁部的第一基准面具有隔开固定间隔而形成同一平面的第一平面及第二平面，所述覆盖板的侧壁部具有以在将所述覆盖板按压至所述底板时位于所述第一、第二平面之间的方式按压所述工具的第三平面。

为了解决该问题，本发明的槽加工装置具备：平台，供载置基板；所述加工头，安装有具有用以进行槽加工的工具的工具保持器；以及移动机构，使所述平台与所述加工头在水平面内相对移动；且本发明的槽加工装置使所述加工头在基板的上表面平行地移动而在基板上形成槽。

[发明的效果]

根据具有此种特征的本发明，在工具保持器的底板的第一侧壁部具有第一基准面，在第一、第二侧壁部之间的槽具有与第一基准面呈直角的第二基准面。通过在将覆盖板螺固在底板时将覆盖板的侧壁部的倾斜面按压至第二侧壁部的倾斜面，并利用楔子而将角柱状的工具固定。因此，仅通过拧紧一个螺丝便可使工具的面与第一、第二基准面接触而正确地定位，从而获得可极其容易地固定工具或更换工具的效果。

附图说明

图1是本发明的实施方式的槽加工装置的立体图。

图2是本发明的实施方式的槽加工装置的加工头的前视图。

图3(a)及图3(b)是本实施方式的工具保持器的前视图及侧视图。

图4(a)及图4(b)是表示本实施方式的工具保持器的底板的立体图及表示其一部分的放大图。

图5是表示本实施方式的覆盖板的立体图。

图6(a)及图6(b)是表示将工具安装在本实施方式的工具保持器的状态的仰视图及剖视图。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施方式的槽加工装置的整体构成的立体图。在本图中，槽加工装置10具备在xy平面上载置有成为加工对象的薄膜太阳电池基板W的平台11。平台11可在水平面(xy平面)内沿图1的y方向移动，且可在水平面内旋转至任意的角度。

在平台11的上方，在两个基座12分别安装有摄像机13。各基座12可沿着设置在支撑台14的沿x方向延伸的导轨15移动。两个摄像机13可上下移动，且各摄像机13所拍摄的图像显示在对应的监控器16。

在平台11的上方设置有桥接器17。桥接器17具有一对支撑柱18a、18b、横跨这些支撑柱之间并沿x轴方向而设置的导杆19、以及驱动形成在导杆19的导轨20的马达21。桥接器17保持加工头30以使其可沿导轨20在水平面内沿x方向移动。此处，设置在桥接器17的导轨20及马达21构成用以使加工头30在水平面内沿x轴方向相对移动的移动机构。

接下来，使用图2对本发明的实施方式的加工头30进行说明。加工头30的相邻并以固定间隔而配置的多个头单元31安装在框状的框架32。此处，例如设为以5mm的间隔配置有10根头单元31。在框架32的上部设置有气缸体33。在气缸体33形成有10个气缸，且在各气缸设置有用以分别独立地供给气体的导管。而且，通过向各气缸供给气体，而使各个气缸内的活塞沿z轴方向移动自如。而且，在各活塞分别连结有头单元31，且在各头单元31与框架32之间架设有未图示的弹簧。在各头单元31的下方分别安装有通过未图示的线性导轨而上下移动自如的工具保持器34。

接下来，对安装在头单元的工具保持器34进行说明。图3(a)及图3(b)是工具保持器34的前视图及侧视图。工具保持器34为了以狭窄的间隔进行配置而具有细长的长方体状的形态。工具保持器34具有作为整体而为长方体且其一部分被切割的底板40以及安装在该切口部的覆盖板50，且在下端将工具60保持为装卸自如。

图4(a)是底板40的立体图，图4(b)是将其下部放大后的立体图。如图4(a)所示，底板40为大致长方体状，且具有安装在线性滑块的上部的加工头安装部41以及在下方安装并固定工具的工具安装部42。在加工头安装部41上下地设置有一对贯通孔43a、43b。

工具安装部42如图4(a)所示下方被切割成较薄，在其上部设置有供基准销插入的开口44，在下方设置有供螺丝安装的螺丝槽45。此外，在螺丝槽45的下方，在两侧设置有与侧壁在同一面上延伸的侧壁部46与47，且其中间成为自下方被切割的槽48。如图4(b)所示，在侧壁部46的内侧上部设置有与工具安装部42的外侧面平行的第一平面46a，在内侧下部设置有隔开固定间隔而与第一平面46a形成同一平面的第二平面46b，而其间成为稍微被切割者。将这些平面46a、46b合在一起设为第一基准面，将与第一基准面形成直角的槽48的平面48a设为第二基准面。此外，侧壁部47如图示般自侧面的边缘朝向槽48以侧壁部47成为大致三角柱状的方式例如以顶角45°的角度被切割，而内侧成为倾斜面47a。此外，侧壁部47的上部具有自侧方被切割成コ字状的切口部49，且在切口部49的内部如下述般嵌入有磁铁。

接下来，对安装在该工具安装部42的覆盖板50进行说明。覆盖板50如图5所示为细长的平板状的构件，且比阶梯部51靠下的部分被切割成较薄。在覆盖板50的上部中央设置有供基准销插入的贯通孔52以及供螺丝插入的贯通孔53。在图中左侧的侧面具有自比中央稍微靠下的下部向侧方突出的侧壁部54。此处，侧壁部54如图示般设置有稍微向内侧突出的突出部，且其上表面构成第三平面54a。第三平面54a设置于在将覆盖板50安装在底板40时成为第一、第二平面46a、46b的中间的位置。进而，该侧壁部54是自内侧的边缘的前端向外侧设置且以侧壁部54成为大致三角柱状的方式例如以顶角45°被切割，而外侧成为倾斜面54b。该切口的顶角成为与被切割于底板40的侧壁部46的三角柱状部分的顶角相等的角度。

接下来，对将工具60安装在工具保持器34的情况进行说明。在图3(a)及图3(b)中，首先，使基准销61贯通覆盖板的贯通孔52而插入至底板40的开口44。进而，使螺丝62自覆盖板50侧的贯通孔53贯通工具安装部42的螺丝槽45，并拧紧螺丝62。由此，底板40与覆盖板50作为整体而成为大致长方体状的工具保持器34，且在下方形成有角柱状的槽。

接下来，如图3(a)及图3(b)所示使为长方体状且具有以自一方向研磨而成为尖锐的方式而形成的刀尖的工具60的刀尖向下，并使刀尖的前端部分成为第一基准面的侧而自槽插入。图6(a)是表示安装了长方体状的工具的状态的仰视图，图6(b)是沿图3(a)的A-A线的剖视图。如果将工具60插入至最深处，那么工具60的上部由磁铁63保持。如果在该状态下拧紧螺丝62，那么覆盖板50相对于底板40而平行地接近，且底板40的侧壁部47的倾斜面47a与覆盖板50的侧壁部54的倾斜面54b相互面接触。如果进一步拧紧螺丝，那么因覆盖板50沿箭头B方向被按压且阶梯部51的下方稍微倾斜而成为楔子，而侧壁部54将工具60向箭头C的方向按压。此时，可利用第一、第二平面46a、47a与第三平面54a夹住工具60，且侧壁部46的平面46a、47a成为第一基准面、槽48的面48a成为第二基准面而可将角柱状的工具62的刀尖正确地定位并安装。如此，如图2所示在将工具安装在工具保持器的状态下将多个工具保持器34排列在加工头30。

另外在使用该加工头进行槽加工的情况下，如图1所示将薄膜太阳电池基板W配置在平台11上。接着，使加工头30向x轴方向的一端移动，并调整供给至加工头的气缸体的气缸的气体以控制各个头单元的工具的z轴方向的位置。由此，可在制造太阳电池时分别独立地设定各工具的负载。接着，可通过驱动马达21以使加工头30沿x轴移动而以最佳的负载对薄膜太阳电基板W进行刻划，而同时形成多个槽。当如上述般在x轴方向上形成好槽时使各头块稍微上升，并使平台11向y轴方向错开后再次降下各头块而反复进行槽加工。只要这样，便能够以狭窄的间隔执行图案化P1、P2、P3。

而且，在工具劣化而进行更换的情况下，拧松工具保持器34的螺丝62并将工具60向图3(a)及图3(b)的下方抽出。接着，仅通过将新的工具自工具保持器34的下方的槽插入并利用螺丝62拧紧，便可将新的工具正确地固定在特定位置，从而可简单地进行工具的更换作业。

另外，在本实施方式中针对对太阳电池基板进行槽加工的槽加工装置进行了说明，但本发明并不限定于太阳电池基板，可提供一种对各种脆性材料基板实施槽加工的槽加工装置及工具保持器。

[产业上之可利用性]

关于该加工头，由于可通过并列安装多个加工头而以狭窄的间距安装多个工具，因此可优选使用于同时形成多条槽的太阳电池用的槽加工装置等。

[符号的说明]

10 槽加工装置

11 平台

12 摄像机

13 基座

14 支撑台

15 导轨

16 监控器

17 桥接器

18a、18b 支柱

19 导杆

20 导轨

21 马达

30 加工头

31 头单元

32 框架

33 气缸体

34 工具保持器

40 底板

41 加工头安装部

42 工具安装部

43a、43b 贯通孔

44 开口

45 螺丝槽

46、47 侧壁部

46a、46b、54a 平面

47a、54b 倾斜面

48 槽

49 切口部

50 覆盖板

51 阶梯部

52、53 贯通孔

54 侧壁部

60 工具

61 基准销

62 螺丝

Claims (3)

1.一种工具保持器，其安装在加工头且以装卸自如的方式保持角柱状的工具，且具备：

底板，具有供安装工具的工具安装部；以及

覆盖板，通过螺固而固定在所述底板的工具安装部；且

所述底板的工具安装部具有：

第一侧壁部，具有第一基准面；

第二侧壁部，设置在与所述第一侧壁部对向的位置；以及

槽，形成在所述第一、第二侧壁部之间且具有第二基准面；且

所述第二侧壁部自外侧的边缘向内并朝向所述槽被切割而形成为三角柱状，

所述覆盖板具有

侧壁部，在与所述工具安装部的第二侧壁部对向的位置朝向外部被切割而形成为三角柱状，且

通过将所述工具插入至由所述工具安装部及所述覆盖板所形成的槽内，并将所述覆盖板的侧壁部按压至所述底板而对准所述第一、第二基准面以固定所述工具。

2.根据权利要求1所述的工具保持器，其中所述底板的工具安装部的侧壁部的第一基准面具有隔着固定间隔而形成同一平面的第一平面及第二平面，

所述覆盖板的侧壁部具有以在将所述覆盖板按压至所述底板时位于所述第一、第二平面之间的方式按压所述工具的第三平面。

3.一种槽加工装置，具备：

平台，供载置基板；

加工头，安装有具有用以进行槽加工的工具的根据权利要求1或2所述的工具保持器；以及

移动机构，使所述平台与所述加工头在水平面内相对移动；且该槽加工装置使所述加工头在基板的上表面平行地移动而在基板上形成槽。