CN109176930B - 一种晶硅棒切割机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶硅棒切割机，包括供料装置、送料装置及线锯切割装置；所述线锯切割装置用于切割晶硅棒；所述送料装置包括送料台及送料台驱动机构，所述送料台与线锯切割装置的进料口相对设置，所述送料台驱动机构用于驱动送料台靠近或远离金刚石线锯；所述供料装置包括升降机构、回旋机构、夹持翻转机构及输送机构；所述输送机构设置于送料台运动轨迹的侧边处，用于输送晶硅棒；所述升降机构设置于输送机构和送料台运动轨迹之间，用于调节夹持翻转机构的所处高度；所述夹持翻转机构设置于送料台上方，且通过回旋机构与升降机构连接，用于夹持及翻转晶硅棒；所述回旋机构用于驱动夹持翻转机构旋转。本发明具有自动送料和翻料的优点。

Description

一种晶硅棒切割机

技术领域

本发明涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种一种晶硅棒切割机。

背景技术

晶体硅为钢灰色，无定形硅为黑色，属于原子晶体，硬而有光泽，有半导体性质。硅的化学性质比较活泼，在高温下能与氧气等多种元素化合，不溶于水、硝酸和盐酸，溶于氢氟酸和碱液，用于造制合金如硅铁、硅钢等，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制成铸锭，再对铸锭开方、截断后形成各种形状规格的棒料，即晶硅棒。

公开号为CN107322823A的中国专利，公开了一种双驱动单晶硅棒双边切割机，该切割机用于晶硅块料棱边、棱条、棱线的切割加工，具有加工效率高、结构简单、能够单独运行一组或同时运行两组金刚石线锯进行切割的特点，但该切割机只能切割当前主流的截面尺寸为156mm×156mm规格的晶硅块料的棱边、棱条、棱线，其它尺寸规格的则无法切割，所以通用性较低；另外，该切割机在完成一次切割后的换刀翻转料、切割前的上料、切割后的下料操作，都需要通过人工手工进行，自动程度不高，导致换料时间长，设备有效切割效率低。

发明内容

为此，需要提供一种晶硅棒切割机,以解决现有技术中加工晶硅棒时的翻转料及上料需要通过人工进行，效率低下的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种晶硅棒切割机，包括供料装置、送料装置及线锯切割装置；

所述线锯切割装置用于切割晶硅棒；

所述送料装置包括送料台及送料台驱动机构，所述送料台与线锯切割装置的进料口相对设置，所述送料台驱动机构用于驱动送料台靠近或远离金刚石线锯；

所述供料装置包括升降机构、回旋机构、夹持翻转机构及输送机构；所述输送机构设置于送料台运动轨迹的侧边处，用于输送晶硅棒；所述升降机构设置于输送机构和送料台运动轨迹之间，用于调节夹持翻转机构的所处高度；所述夹持翻转机构设置于送料台上方，且通过回旋机构与升降机构连接，用于夹持及翻转晶硅棒；所述回旋机构用于驱动夹持翻转机构旋转。

进一步地，所述供料装置为两个，两个供料装置分别设置于送料台运动轨迹的两侧边处。

进一步地，所述送料台与线锯切割装置之间设置有直线导轨，所述送料台的底部设置有与直线导轨相适配的滑块，所述滑块设置于可活动地设置于直线导轨处；所述送料台驱动机构与送料台连接，用于驱动送料台及滑块相对直线导轨做直线往返运动。

进一步地，所述送料台的顶部设置有置料架，所述置料架为开口朝上的U形架，且所述U形架的开口呈V形。

进一步地，所述送料台内部为空腔；所述空腔的顶面与U形架连通，且空腔内设置有顶出板及顶出板驱动机构，所述顶出板驱动机构与顶出板连接，用于驱动顶出板穿至U形架内；所述送料台的顶部设置有摆臂，所述摆臂通过转角气缸与送料台连接，所述转角气缸用于驱动摆臂旋转及上下移动；所述送料台的两侧分别设置有定位机构，所述定位机构包括下架、上架、上架驱动机构及定位气缸；所述上架位于下架上方，且上架通过上架驱动机构与下架连接；所述上架驱动机构用于驱动上架上下运动；两个定位机构的定位气缸分别水平设置于上架处，且两个定位气缸相对设置。

进一步地，所述升降机构包括底座、升降台及升降台驱动机构；所述升降台设置于底座上，且通过升降台驱动机构与底座连接；所述升降台驱动机构用于驱动升降台的上升或下降；所述回旋机构与升降台连接。

进一步地，所述回旋机构包括回转驱动机构；所述回转驱动机构包括涡轮、蜗杆及回转电机，所述蜗杆、蜗杆均与升降机构活动连接；所述回转电机与蜗杆连接，用于驱动蜗杆旋转；所述蜗杆的齿与涡轮的齿啮合；所述涡轮的端面与夹持翻转机构连接。

进一步地，所述夹持翻转机构包括安装板、两个夹爪、夹爪驱动机构及旋转驱动机构；所述夹爪包括夹爪架及爪体，所述爪体可旋转地与夹爪架连接；所述安装板与回旋机构连接，两个夹爪架可相互靠近或远离地设置于安装板处，且两个爪体相对设置；所述夹爪驱动机构与夹爪连接，用于驱动两个夹爪相互靠近或远离；所述旋转驱动机构与爪体连接，用于驱动爪体旋转。

进一步地，所述线锯切割装置包括线锯切割机构，所述线锯切割机构包括切割面板、导轮组件和金刚石线锯，所述导轮组件安装于切割面板上，所述金刚石线锯布设于导轮组件的线槽中；所述线锯切割机构有两个；两个线锯切割机构相邻设置，且两个切割面板设置有金刚石线锯的一面相对设置；所述送料台可在两个线锯切割机构之间往返运动。

进一步地，所述线锯切割装置还包括切割面板安装架及切割面板驱动机构，两个切割面板可活动地与切割面板安装架连接，所述切割面板驱动机构与切割面板连接，用于驱动两个切割面板靠近或远离。

区别于现有技术，上述技术方案所述的晶硅棒切割机，包括供料装置、送料装置及线锯切割装置；所述线锯切割装置用于切割晶硅棒，这样的设置实现了能够对晶硅棒切割的功能。所述送料装置包括送料台及送料台驱动机构，所述送料台与线锯切割装置的进料口相对设置，所述送料台驱动机构用于驱动送料台靠近或远离金刚石线锯，这样的设置可以实现自动送料。所述供料装置包括升降机构、回旋机构、夹持翻转机构及输送机构；所述输送机构设置于送料台运动轨迹的侧边处，用于输送晶硅棒，这样的设置可以实现自动上料；所述升降机构设置于输送机构和送料台运动轨迹之间，用于调节夹持翻转机构的所处高度；所述夹持翻转机构设置于送料台上方，且通过回旋机构与升降机构连接，用于夹持及翻转晶硅棒；所述回旋机构用于驱动夹持翻转机构旋转。在需要夹持晶硅棒时，夹持翻转机构与输送机构上的晶硅棒对齐，再通过升降机构将夹持翻转机构向下调节，直至夹持翻转机构可以夹住晶硅棒，然后通过回旋机构将夹持翻转机构从输送机构上方旋转至送料台上方，然后夹持翻转机构松开晶硅棒，使得晶硅棒落于送料台上，通过送料台将晶硅棒输送至线锯切割装置进行两侧的切割，待切割完后，送料台回至初始位置，夹持翻转装置在升降机构的控制下下降并夹持晶硅棒，然后翻转晶硅棒之后再送至线锯切割装置进行另外的两侧的切割。这样的设置则实现了自动的上料、供料、翻料及送料，从而省去了人工辅助操作，降低了劳动强度，提高了设备工作效率。

附图说明

图1为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图一；

图2为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图二；

图3为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图三；

图4为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图四；

图5为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图五；

图6为本发明一实施例涉及的晶硅棒切割机的结构图六；

图7为本发明一实施例涉及的定位机构的结构图；

图8为本发明一实施例涉及的定位机构的剖视图；

图9为本发明一实施例涉及的送料装置的结构图；

图10为本发明另一实施例涉及的送料装置的结构图；

图11为本发明一实施例涉及的供料装置的上料状态示意图；

图12为本发明一实施例涉及的供料装置的夹料状态示意图；

图13为本发明一实施例涉及的供料装置的放料状态示意图；

图14为本发明一实施例涉及的升降机构和回旋机构的结构图；

图15为本发明一实施例涉及的升降机构和回旋机构的剖视图；

图16为本发明一实施例涉及的夹持翻转机构的侧视图；

图17为本发明另一实施例涉及的方形的爪体的夹持翻转机构的侧视图；

图18为本发明另一实施例涉及的圆形的爪体的夹持翻转机构的侧视图；

图19为本发明一实施例涉及的线锯切割装置的结构图；

图20为本发明另一实施例涉及的线锯切割装置的结构图一；

图21为本发明另一实施例涉及的线锯切割装置的结构图二。

附图标记说明：

1、机架；

2、线锯切割装置；21、切割面板；22、驱动轮机构；23、从动轮机构；24、张紧轮机构；25、金刚石线锯；26、收集挡板；27、收放线机构；211、边料窗口；

3、送料装置；31、送料台驱动机构；32、送料减速机；33、齿条；34、齿轮；35、滑块；36、直线导轨；37、送料台；

4、机罩；

5、喷淋机构；

6、切割装置控制系统；

7、电控箱；

8、切割架；81、切割面板安装板；82、切割减速机；83、切割面板驱动机构；84、螺母；85、丝杆；86、连接座；

9、供料装置；

91、升降机构；911、底座；912、升降台驱动机构；913、滑套；914、滑轴；915、升降台；916、升降台驱动机构控制系统；92、回旋机构；921、轴承座；922、蜗杆前端支撑板；923、回旋座固定板；924、涡轮；925、蜗杆；926、蜗杆后端支撑板；927、回转电机；928、回转减速机；93、夹持翻转机构；931、安装板；932、滑台安装架；933、直线导轨；934、滑块；935、夹爪架；936、旋转驱动机构；937、旋转减速机；938、定位电磁铁；939、定位块；9310、爪体架；9311、爪体；9312、软垫；9313、夹爪驱动机构；94、置料架；941、U形架；942、垫块；943、顶出板驱动机构；944、顶出板；945、限位块；946、滑套；947、滑轴；948、托板；949、垫板；9410、摆臂；9411、转角气缸；9412、压块；95、输送装置；96、定位机构；961、下架；962、上架驱动机构；963、滑套；964、滑轴；965、定位气缸；966、上架；10、晶硅棒。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图21，本发明提供了一种晶硅棒切割机，用于将晶硅棒切割成方柱或八面柱，能够实现晶硅棒的自动输送、翻转、校中定位、夹紧等功能，从而省去了人工辅助操作，降低了劳动强度，缩短了换线切割的辅助时间，提高了设备工作效率。

请参阅图1至图5，在具体的实施例中，所述晶硅棒切割机包括供料装置9、送料装置3及线锯切割装置2。所述供料装置9用于上料及翻料，尤其是用于自动上料及自动翻料。所述送料装置3用于自动将获取的晶硅棒或翻转的晶硅棒输送至线锯切割装置2的切割通道内。所述线锯切割装置2用于切割晶硅棒的棱边。

请参阅图19至图21，在具体的实施例中，所述线锯切割装置2包括线锯切割机构，所述线锯切割机构包括切割面板21、导轮组件和金刚石线锯，所述导轮组件安装于切割面板21上，所述金刚石线锯25布设于导轮组件的线槽中。线锯切割装置2可以为线形线锯切割装置或环形线锯切割装置，所述线形线锯切割装置的金刚石线锯25为首尾未连接的线状，所述环形线锯切割装置的金刚石线锯25为首尾相连的环状。

在进一步的实施例中，所述线锯切割机构有两个；两个线锯切割机构相邻设置，且两个切割面板21设置有金刚石线锯25的一面相对设置；两个切割面板21之间形成送料台37可通过的切割通道。所述送料台37可在两个线锯切割机构之间往返运动。这样的设置则实现了双边切割，可以同时切割晶硅棒的两个侧面，大大提高了切割的效率。

所述切割面板驱动机构83设置有切割减速机82。

由于晶硅棒的尺寸有多种，为了在能够同时切割晶硅棒两个侧面的前提下，能够适用于切割不同尺寸的晶硅棒，在进一步的实施例中，所述线锯切割装置还包括切割面板驱动机构83，所述切割面板驱动机构83可以设置有一个，也可以设置有两个。当切割面板驱动机构83仅设置有一个时，所述切割面板驱动机构83可为转化为直线运动的机构，如直线电机、气缸或油缸，切割面板驱动机构83设置于两个切割面板之间，当切割面板驱动机构83伸长时，则可以驱动两个切割面板21相互远离，当切割面板驱动机构83缩短时，则可以驱动两个切割面板21相互靠近。当切割面板驱动机构83设置有两个时，一个切割面板21驱动机构与一个切割面板21连接，这样则可以一个切割面板驱动机构83控制一个切割面板21移动，两个切割面板21的独立性更强。

在进一步的实施例中，所述线锯切割装置还包括切割架8，两个切割面板21可活动地与切割架8连接。所述切割架8可设置于两个切割面板21的底部，即所述切割架8为支撑底座。所述切割架8也可以设置于两个切割面板21的顶部，如所述切割架8为匚形架，两个切割面板21设置于匚形架的横板处。

请参阅图19，当所述切割架8为匚形架时，所述匚形架的横板开设有两条直线导轨，所述切割面板驱动机构83为丝杆电机，所述丝杆电机通过连接座86固定设置于横板上，且丝杆电机的丝杆85套设有螺母84，所述螺母84连接有切割面板安装板81，所述切割面板21设置于横板下方，且穿过直线导轨与横板上方的切割面板安装板81连接。当丝杆电机启动时，丝杆85会旋转，螺母84相对丝杆85旋转的同时，还会沿着丝杆85的杆身移动，并带着与之连接在一起的切割面板移动。

在进一步的实施例中，所述切割面板间距的调节可通过伺服系统控制切割面板驱动机构83带动减速机驱动传动丝杠从而带动切割面板的移动，且实现精确调整；也可以是通过伺服系统控制电机带动减速机驱动齿轮34转动通过齿轮34齿条33的啮合传动实现切割面板的精确调整，还可以是直接通过手工工具转动实现的调整。

请参阅图20，当所述切割架8为支撑底座时，所述切割架8的顶面设置有滑条，所述切割面板的底部设置有贯穿切割面板的正面至背面的滑槽，或者所述切割面板的底部设置有切割面板安装板81，所述切割面板安装板81设置滑槽，所述切割面板驱动机构83和减速机与切割面板安装板81连接。所述滑槽与滑条相适配；两个切割面板通过滑槽和滑条与切割架8滑动连接。

在实际的切割过程中，晶硅棒的边料被切割下来后，边料掉落在切割架8内，不利于清洁，因而，在进一步的实施例中，所述切割面板开设有贯穿切割面板的正面至背面的边料窗口211；切割面板的正面设置有边料收集挡板26，所述边料收集挡板26位于边料窗口211的底部；所述导轮组件安装于切割面板的正面处，且导轮组件环绕设置于边料窗口211周边；所述环形金刚石线锯25布设于导轮组件的线槽中。在切割晶硅板时，晶硅棒的边料会落于收集挡板26上，用户可以通过边料窗口211将收集挡板26上的边料取出。这样的设置则可以收集边料，也便于边料的拿取和清理。

在具体的实施例中，所述线锯切割装置的导轮组件包括驱动轮机构22、从动轮机构23、张紧轮机构24；所述驱动轮机构22包括驱动轮及导轮驱动机构；所述驱动轮与切割面板活动连接，所述导轮驱动机构与驱动轮传动连接，用于带动驱动轮旋转；所述张紧轮机构24包括张紧轮、连杆及张紧驱动机构；所述连杆的一端与张紧轮活动连接，连杆的另一端与张紧驱动机构传动连接；所述张紧驱动机构设置于切割面板处，用于驱动张紧轮拉紧环形金刚石线锯25。

请参阅图21，环形线锯切割装置的张紧轮机构24可以为通过重锤提供切割张紧力，也可以通过伺服电机张紧。请参阅图19，线形线锯切割装置则由伺服电机旋转后产生的扭力通过连杆传导至安装在连杆另一端的张紧导提供切割张力，通过扭力传感器监测反馈的实时数据修正伺服电机扭力，从而提供切割稳定张力。

环形先锯切割装置的从动轮机构23为两个，驱动轮机构22、两个从动轮机构23及张紧轮机构24将环形金刚石线锯25支撑成四边形，其中，纵向的两边用于切割晶硅棒10。而线形线锯切割装置的金刚石线锯25的一端与从动轮机构23固定连接，然后另一端依次绕过张紧轮机构24、驱动轮机构22，并固定于驱动轮处。

在优选的实施例中，所述环形线锯切割机构设置于支撑底座上，所述线形线锯切割机构设置于匚形架上。

请参阅图19，在进一步的实施例中，线形切割装置还包括收放线机构27，所述收放线机构27有两个，两个收放线机构27分别设置于匚形架的两个纵板处，金刚石线锯25的一端与从动轮机构23固定连接，然后另一端依次绕过张紧轮机构24、驱动轮机构22，最后绕于收放线机构27处。所述收放线机构27收放线形金刚石。在两个切割面板距离改变时，切割面板与收放线机构27的距离改变；若切割面板与收放线机构27的距离是变小，此时即便张紧轮机构24移动也无法使金刚石线锯25绷紧，因此，此时可以通过收放线机构27进行收线，以使金刚石线锯25可以绷紧；若切割面板与收放线机构27的距离是变大，则收放线机构27需要进行放线，以使切割面板可以移动，不会被限制。

请参阅图21，由于切割晶硅棒10会产生细屑，因此，在进一步的实施例中，所述驱动轮机构22、从动轮机构23、张紧轮机构24均一一设置有喷淋机构5。这样的设置则可以在切割完晶硅棒10后，对驱动轮机构22、从动轮机构23、张紧轮机构24进行清洗，保证驱动轮机构22、从动轮机构23、张紧轮机构24的干净，不影响下一次的切割。

在进一步的实施例中，还包括机架1，所述线锯切割机构设置于机架1上，所述机架1的顶部可以设置支撑件或支撑轮，这样的设置可以便于线锯切割机构的搬运或线锯切割机构底部杂质的清理。

请参阅图6，在进一步的实施例中，还包括机罩4，所述线锯切割机构设置于机罩4内，这样的设置可以保证设备运行过程中操作人员的安全，防止操作人员不慎触碰到金刚石线锯25而割伤，还能防止切割过程中晶硅棒10的边料溅出。所述机罩4相对切割面板的背面处设置有罩门，这样的设置使得用户在需要拿取收集挡板26上的边料时，无需将整个机罩4拿开，只需要将罩门打开，即可穿过边料窗口211获取边料，更加便捷。

在进一步的实施例中，所述线锯切割机构还设置有切割装置控制系统6及电控箱7，所述切割装置控制系统6与切割机驱动机构及电控箱7连接，用于控制切割机驱动机构的开启或关闭，实现对两个切割面板间距的调节。

请参阅图11至图13，在具体的实施例中，所述供料装置9包括升降机构91、回旋机构92、夹持翻转机构93及输送机构。所述升降机构91用于调节夹持翻转机构93的所处高度，所述回旋机构92用于控制夹持翻转机构93的朝向，如驱动夹持翻转机构93从送料台37的上方旋转至输送机构的上方，或驱动夹持翻转机构93从输送机构的上方旋转至送料台37的上方。所述输送机构输送圆柱形的晶硅棒10，用于上料。所述夹持翻转机构93用于将晶硅棒10从输送机构处移动至送料台37处，还用于翻转晶硅棒10，尤其是将晶硅棒10翻转90度或45度，这样的设置则可以使晶硅棒10的各个面都能被切割。

在具体的实施例中，所述输送机构设置于送料台37运动轨迹的侧边处，即当送料台37位于初始位置时，输送机构与送料台37并排设置。所述输送机构可以为皮带传送机构，也可以为链条传送机构，还可以为传动辊传送机构，通过将晶硅棒10放置在输送机构上，则可以实现自动上料。为了可以更加便捷，省去人工将晶硅棒10放置在输送机构上的步骤，所述输送机构可以与生产晶硅棒10的设备的出料口连接，这样的设置使得晶硅棒10在被生产完后，可以直接进入切割的工序。

由于晶硅棒10在被切割前的形态为圆柱体形，因此，在优选的实施例中，所述输送机构为传动辊传送机构，且所述传动辊传送机构包括两排传动辊道，两排传动辊道倾斜设置呈V形，晶硅棒10放置于两排传动辊道之间，这样的设置使得晶硅棒10在被运输的过程中不会滚落。

请参阅图14至图15，在进一步的实施例中，所述升降机构91设置于输送机构和送料台37运动轨迹之间，即当送料台37位于初始位置时，所述升降机构91设置于送料台37和输送机构之间，所述夹持翻转机构93设置于升降台915处。具体地，所述升降机构91包括底座911、升降台915及升降台驱动机构912；所述升降台915设置于底座911上，且通过升降台驱动机构912与底座911连接；所述升降台驱动机构912用于驱动升降台915的上升或下降。其中，所述升降台驱动机构912可以为直线电机、气缸、油缸。当升降台驱动机构912的输出轴伸长时，升降台915在升降台驱动机构912的输出轴的驱动下向上运动，则能够达到抬升夹持翻转机构93的效果；当升降台驱动机构912的输出轴缩短时，升降台915在升降台驱动机构912的输出轴的驱动下向下运动，则能够达到降低夹持翻转机构93所处高度的效果。

还设置有升降台驱动机构控制系统916，所述升降台驱动机构控制系统916与升降台驱动机构连接，用于控制升降台驱动机构。

为了提高升降台915上升或下降时的稳定性，在进一步的实施例中，所述升降机构91还设置有至少两个活动支撑组件，所述升降台驱动机构912设置于升降台915的中部，每两个活动支撑组件分别设置于升降台驱动机构912的两侧。活动支撑组件在升降台915上升的同时伸长，活动支撑组件在升降台915下降的同时缩短，这样则既能够支撑升降台915，又不会妨碍升降台915的移动。

所述活动支撑组件包括滑套913及滑轴914；所述底座911的内部为空腔，且底座911的顶部开设有连通空腔的孔洞；所述滑套913固定设置于孔洞处，所述滑轴914可滑动地穿过滑套913，且滑轴914的顶端与升降台915连接。当升降台驱动机构912的输出轴伸长时，升降台915上升，滑轴914从底座911的空腔内滑出；当升降台驱动机构912的输出轴缩短时，升降台915下降，滑轴914收缩于底座911的空腔内。这样的设置则可以保证升降台915上升或下降过程中的平稳性，可以有效地避免升降台915的移动过程中歪斜的情况。

在进一步的实施例中，所述升降机构91还包括升降机构控制系统，所述升降机构控制系统与升降台驱动机构912连接，用于控制升降台驱动机构912的输出轴的伸长、缩短或关闭，这样的设置则可以实现对升降台驱动机构912的控制，即能够实现对升降台915所处高度的控制。

在进一步的实施例中，所述回旋机构92与升降台915连接，所述回旋机构包括回转驱动机构，所述回旋驱动机构包括回旋电机、减速机，减速机与回旋电机连接，夹持翻转机构93与回旋电机的输出轴连接，当需要旋转夹持翻转机构93时，则可以启动回旋电机。

在优选的实施例中，所述回转驱动机构还包括涡轮924、蜗杆925，所述涡轮924、蜗杆925均与升降机构91活动连接；所述回转电机927与蜗杆925连接，用于驱动蜗杆925旋转；所述蜗杆925的齿与涡轮924的齿啮合；所述涡轮924的端面通过回旋座固定板923与夹持翻转机构93连接。这样的设置则可以防止夹持翻转机构93被人为旋转而导致回旋电机损坏，这样的设置使得回旋机构92更加耐用。

所述回旋电机设置有回旋减速机。

为了使蜗杆925能够与升降台915活动连接，在进一步的实施例中，所述回旋机构还包括两个蜗杆支撑板，两个蜗杆支撑板分别为蜗杆前端支撑板922、蜗杆后端支撑板926。蜗杆前端支撑板922、蜗杆后端支撑板926均与升降机构91连接，且蜗杆前端支撑板922、蜗杆后端支撑板926相对设置；所述蜗杆设置于蜗杆前端支撑板922、蜗杆后端支撑板926之间，且蜗杆925的两端分别与蜗杆前端支撑板922、蜗杆后端支撑板926活动连接；所述涡轮924通过轴承座921与回旋机构活动连接。

请参阅图16至图18，在具体的实施例中，所述夹持翻转机构93包括安装板931、两个夹爪、夹爪驱动机构9313及旋转驱动机构936，所述夹爪用于夹持晶硅棒10。所述夹爪包括夹爪架935及爪体9311，所述爪体9311通过爪体架9310可旋转地与夹爪架935连接；所述安装板931与回旋机构连接，两个夹爪架935可相互靠近或远离地设置于安装板931处，且两个爪体9311相对设置；所述夹爪驱动机构9313与夹爪连接，可以为直线电机、气缸、油缸，用于驱动两个夹爪相互靠近或远离；所述旋转驱动机构936与爪体9311连接，可以为旋转电机和减速机，用于驱动爪体9311旋转。两个夹爪的初始间距大于晶硅棒10的长度，在需要夹持晶硅棒10时，两个夹爪分别位于晶硅棒10的两端处，通过夹爪驱动机构9313驱动两个夹爪相对靠近，直至完全卡住晶硅棒10。在需要翻转晶硅棒10时，两个夹爪将晶硅棒10卡住，然后旋转驱动机构936驱动两个爪体9311同时旋转，待晶硅棒10旋转至所需方向时，则可以将晶硅棒10释放在送料台37上，送料台37再将晶硅棒10送至线锯切割装置的切割通道内。这样则可以实现自动上料和自动翻料，更加便捷。

为了实现两个夹爪与安装板931的活动连接，在进一步的实施例中，所述夹持翻转机构93还包括滑台安装架932，所述滑台安装架932于安装板931连接，且滑台安装架932设置有直线导轨933；所述夹爪架935设置有滑块934，所述滑块934可活动地设置于直线导轨933内。所述夹爪驱动机构9313可以为滑动气缸，所述滑动气缸有两个，两个滑动气缸均设置于直线导轨933内，且分别与两个夹爪架935连接。

两个滑动气缸的行程设置不同，短行程滑动气缸用于带动夹爪避让，采用普通活塞气缸；长行程滑动气缸不仅用于带动夹爪避让还用于不同长度规格的晶硅棒10的夹持，采用无感气缸。

由于切割晶硅棒10，可以为先从圆柱体的晶硅棒10切割成方柱体的晶硅棒10后，再切割棱边，变成八面柱体的晶硅棒10；还可以直接将方柱体的晶硅棒10切割棱边，变成八面柱体的晶硅棒10。因此，在进一步的实施例中，爪体9311的截面形状设置成平面，在平面上固定连接开设近似圆柱体的晶硅棒10的外径尺寸的内圆形软垫9312，或在平面上固定连接开设近似方柱体的晶硅棒10的外径尺寸的内方形软垫9312，用于更加稳定地夹持住晶硅棒10。

为了实现对晶硅棒10翻转后，卡爪的定位，在进一步的实施例中，所述夹持翻转机构93还包括定位电磁铁938、定位块939，所述定位电磁铁938设置于夹爪架935处，且与爪体9311正对设置，所述定位块939设置于爪体9311处，且与夹爪架935正对设置。在爪体9311相对夹爪架935旋转至固定角度时，定位块939与定位电磁铁938正对，通电的定位电磁铁938则能将定位块939吸紧，爪体9311则能相对夹爪架935固定不动，这样则能实现对晶硅棒10翻转后，卡爪的定位。

在需要抓取输送机构上的晶硅棒10时，升降机构91下降以带动夹持翻转机构93向下运动，直到夹持翻转机构93可以够得着晶硅棒10，然后升降机构91则停止运动；夹持翻转机构93的夹爪驱动机构9313驱动两个爪体9311靠近，直至完全抓紧晶硅棒10，然后升降机构91上升以带动夹持有晶硅棒10的夹持翻转机构93向上运动，直至被夹持翻转机构93夹持的晶硅棒10离开输送机构，然后升降机构91则停止运动；回旋机构92控制翻转夹持翻转机构93旋转至送料台37上方，然后升降机构91下降以带动夹持翻转机构93向下运动，直到被夹持翻转机构93夹持的晶硅棒10的底部触碰着送料台37的台面；接着夹持翻转机构93的夹爪驱动机构9313驱动两个爪体9311相互远离，直至晶硅棒10被释放，最后升降机构91上升以带动夹持翻转机构93向上运动，直到夹持翻转机构93的夹爪不会阻碍送料台37运输晶硅棒10，这样则可以完成自动供料。

在进行圆形晶硅棒10上料前，首先需要通过人工找到晶线并标记，然后在输送机构上完成校正，最后通过夹持翻转机构93转移至置料架94上，从而完成第一次的定位，则可以开始晶硅棒10的第一次切割。在完成第一次切割后，晶硅棒10的两侧面呈平面，送料台37回到初始位置，即送料台37回到供料装置9一侧，夹持翻转机构93在升降机构91的驱动下，向下运动，直至夹持翻转机构93的两个爪体9311分别位于晶硅棒10的两端处；然后夹持翻转机构93在升降机构91的驱动下，向上运动；然后在夹爪驱动机构9313的驱动下，两个爪体9311相互靠近，直至两个爪体9311将晶硅棒10夹紧；然后旋转驱动机构936驱动两个爪体9311同时旋转90度，晶硅棒10的上下面则位于左右两侧，晶硅棒10的左右面则位于上下两侧；然后夹持翻转机构93在驱动机构的驱动下，向下运动，直至翻转后的晶硅棒10位于送料台37的台面上；然后夹爪驱动机构9313驱动两个爪体9311远离，直至晶硅棒10被释放；最后升降机构91驱动夹持翻转机构93向上运动，直至夹持翻转机构93不会阻碍送料台37输送晶硅棒，这样则可以完成自动翻料。

在进一步的实施例中，所述供料装置9为两个，两个供料装置9分别设置于送料台37运动轨迹的两侧边处。这样的设置则可以实现分别从送料台37初始位置的两侧供料、翻料。

在具体的实施例中，所述送料装置3包括送料台37及送料台驱动机构31，所述送料台37与线锯切割装置的进料口相对设置，所述送料台驱动机构31用于驱动送料台37靠近或远离金刚石线锯25，即送料台驱动机构31可以驱动送料台37进入线锯切割装置的切割通道内。这样的设置则能实现自动送料。

在进一步的实施例中，所述送料台37与线锯切割装置之间设置有直线导轨36，所述送料台37的底部设置有与直线导轨36相适配的滑块35，所述滑块35设置于可活动地设置于直线导轨36处；所述送料台驱动机构与送料台37连接，用于驱动送料台37及滑块35相对直线导轨36做直线往返运动。这样的设置可以限制送料台37运动轨迹，使得送料台37的运动轨迹为直线。

在进一步的实施例中，所述直线轨道设置有齿条33，所述送料台驱动机构31包括旋转电机及送料减速机32，所述旋转电机与送料减速机32连接，且与送料台37连接，且旋转电机的输出轴固定套设有齿轮34；所述齿轮34与齿条33啮合。当旋转电机启动后，旋转电机的输出轴旋转，旋转的输出轴带着齿轮34一同旋转，旋转的齿轮34相对齿条33移动做直线运动，送料台37的滑块35在直线滑轨内移动，则可以实现送料台37的移动。

在进一步的实施例中，所述送料台37的顶部设置有置料架94，所述置料架94为开口朝上的U形架941，且所述U形架941的开口呈V形。这样的设置更加便于放置晶硅棒，晶硅棒在送料台37上不容易滚落。

在进一步的实施例中，U形架941的开口处设置有垫块942。这样的设置可以起到增大摩擦力和缓冲的作用，因而可以提高晶硅棒位于置料架94上的稳定性，也可以减少夹持翻转机构93将晶硅棒放于置料架94上的撞击力。

由于晶硅棒被切割后其侧壁呈平面，为了提高晶硅棒在置料架94上的稳定性，在进一步的实施例中，所述送料台37内部为空腔；所述空腔的顶面与U形架941连通，且空腔内设置有顶出板944及顶出板驱动机构943，所述顶出板驱动机构943与顶出板944连接，用于驱动顶出板944穿至U形架941内。在晶硅棒的两侧面被切割，然后被夹持翻转机构93翻转90度后，晶硅棒的左右面被翻转至上下两侧，此时顶出板驱动机构943驱动顶出板944向上运动至U形架941内，直至顶出板944可以承托着晶硅棒。由于顶出板944和晶硅棒呈平面的顶部完成接触，因此，晶硅棒位于置料台内更加稳定，不会倾斜偏移。

为了保证顶出板944运动的稳定性，在进一步的实施例中，所述顶出板944也设置也设置有活动支撑组件，即滑轴947与滑套946，以及还设置有托板948。所述顶出板944位于U形架941内，所述托板948位于顶出板944下方，且位于送料台37的空腔内，顶出板驱动机构943的输出轴与托板948连接；所述滑套946设置于送料台37的顶面，所述滑轴947的顶端与顶出板944连接，另一端穿过滑套946并与托板948连接。顶出板驱动机构943的输出轴伸长，则推动托板948向上运动，在顶出板944的作用下，滑轴947向上运动并将顶出板944向上顶；顶出板驱动机构943的输出轴缩短，则托板948一同向下运动，滑轴947也向下运动，因而，顶出板944也向下运动，这样的设置使得顶出板944的上下运动更加稳定。

所述托板948的顶面设置有限位块945，在托板948向上运动直至限位块945顶着送料台37的空腔的顶壁，托板948则无法继续向上运动，避免送料台37的空腔的顶壁被撞坏。

所述顶出板944的顶面设置有垫板949，所述垫板949可以为硅胶垫或磨砂布。

所述送料台37的顶部设置有摆臂9410，所述摆臂9410通过转角气缸9411与送料台37连接，所述转角气缸9411用于驱动摆臂9410旋转及上下移动。在晶硅棒被置于置料台上时，所述转角气缸9411启动，在带动摆臂9410旋转的同时，还带动摆臂9410下降，当摆臂9410旋转至置料台上方的同时，摆臂9410也下降至晶硅棒的顶部，且完全卡压着晶硅棒。这样的设置则可以加强晶硅棒在置料台上的稳定性，可以有效地防止晶硅棒在被输送过程中掉落，或者在切割过程中移位。

所述摆臂9410的底部设置有压块9412，用于进一步压紧晶硅棒。

为了保证晶硅棒在送进切割通道内时，晶硅棒位于切割通道的正中间，在进一步的实施例中，所述送料台37的两侧分别设置有定位机构96，所述定位机构96包括支架及定位气缸965，所述定位气缸965水平设置于支架的一侧面处；两个定位机构96分别设置于送料台37运动轨迹的两侧处，两个定位机构96与送料台37运动轨迹的间距一致，且两个定位机构96的定位气缸965相对设置；两个定位气缸965用于同时压紧晶硅棒。两个定位气缸965的输出轴同时伸长，直至相互顶住，则能够将晶硅棒顶至送料台37的正中间，在送料台37运动至切割通道内时，晶硅棒也位于切割通道的正中间，因此所述定位机构96具有晶硅棒位置校准的作用。

由于晶硅棒的尺寸不一致，因此，在进一步的实施例中，所述支架包括下架961、上架966、上架驱动机构962缸；所述上架966位于下架961上方，且上架966通过上架驱动机构962与下架961连接；所述上架驱动机构962用于驱动上架966上下运动。这样的设置则可以调整定位气缸965的所处高度，以适应不同厚度的晶硅棒。

所述上架和下架之间也设置有相互配合的滑轴964和滑套963。

方形晶硅棒的切割过程如下：

在自动程序控制下，方形晶硅棒被输送装置95输送至晶硅棒供料装置9一侧的指定位置停下。

夹持翻转机构93的夹爪驱动机构9313带动两个夹爪相互远离，确保两个夹爪之间留出足够的夹持空间的余量。

升降机构91的升降台驱动机构912带动升降台915向下运动，则能够带动夹持翻转机构93向下运动，此时方形晶硅棒位于两个夹爪之间；升降台驱动机构912继续动作至被限制行程时，夹持翻转机构93下降至指定位置。

夹持翻转机构93的夹爪驱动机构9313驱动带动两个夹爪靠近，方形晶硅棒两处尖角插入夹爪之间，其尖角的夹角面分别和软垫9312贴紧；夹爪驱动机构9313继续动作，直到方形晶硅棒的端面分别和夹爪的定位面完全接触后停止，此时完成对方形晶硅棒的夹紧。

升降机构91的升降台驱动机构912反向动作，带动夹持翻转机构93向上运动，带动方形晶硅棒脱离输送装置95；升降台驱动机构912继续动作到被限制行程时，方形晶硅棒完全脱离输送装置95。

回旋机构92的回转电机927驱动回转减速机928，带动蜗杆925旋转一同带动和蜗杆925啮合的涡轮924旋转，从而带动夹持翻转机构93旋转180°后到达置料架94的上方位置悬停。

升降机构91的升降台驱动机构912再次向下动作，带动夹持翻转机构93向下运动，当方形晶硅棒下方尖角的夹角面分别和置料架94的垫块942接触时，升降台驱动机构912也刚好被限制行程，夹持翻转机构93停止不动。

夹持翻转机构93的夹爪驱动机构9313带动两个夹爪相互远离，确保两个夹爪之间让出晶硅棒长度方向足够的空间余量，此时方形晶硅棒置于置料架94上方，并从夹持翻转机构93中脱离。

升降机构91又一次上升，当升降台驱动机构912被限制行程后，夹持翻转机构93保持此时位置不变化。

送料装置3的送料台驱动机构31驱动送料减速机32带动齿轮34旋转，通过齿轮和齿条33的啮合传动带动和送料台37固定连接的置料架94向前运动，根据设定好的两条金刚石线锯25之间的间距参数，对方形晶硅棒的两边同时进行切割，切割后的边料通过收集挡板26落入边料窗口211内部；切割完成后，送料机构再次运动带动方形晶硅棒回到夹持翻转机构93下方的原始位置。

升降机构91下降到指定位置、夹持翻转机构93再次夹紧方形晶硅棒、升降机构91上升到指定位置，此时方形晶硅棒脱离置料架94悬停。

旋转驱动机构936驱动旋转减速机937带动夹爪架935旋转，当旋转扭力超过定位电磁铁938对定位块939的吸力时，夹爪架935带动方形晶硅棒旋转90°，旋转驱动机构936停止动作，另一定位电磁铁938吸住相应定位块939，完成翻转后的定位。

重复以上动作，完成另一次的切割。

当所有切割全部完成后，将方形晶硅棒移送至输送装置95上，由输送料装置3输送至指定位置。

圆形晶硅棒的切割过程如下：

置料架94的顶出板944处于未顶出状态，固定连接在U形架941两侧上方的垫块942所形成的V形夹角没有被干涉；转角气缸9411处于未拉紧状态，摆臂9410与送料台37运动轨迹呈90°夹角。

圆形晶硅棒被夹持放置到置料架94的垫块942上方，其动作和夹持方形晶硅棒的动作相同，不同的是，夹持翻转机构93不能停留在圆形晶硅棒位置的上方，需要再次旋转180°，停留在输送装置95的上方。此时的圆形晶硅棒下方和垫块942所形成的V形夹角相接触，圆形晶硅棒的轴线和送料台37运动轨迹保持一致，第一次切割定位完成。

转角气缸9411启动，向下拉紧的同时带动摆臂9410转动90°，直到压块9412压紧圆形晶硅棒后停止动作，第一次切割夹紧完成。

送料机构带动圆形晶硅棒完成第一次切割，并退回至原始位置。

转角气缸9411顶出，向上顶出的同时带动摆臂9410反向转动90°，松开对圆形晶硅棒的压紧，并让出圆形晶硅棒上方的空间。

夹持翻转机构93再次旋转180°，夹持圆形晶硅棒并实现90°翻转，将圆形晶硅棒再次放置在置料架94的垫块942上方后，夹持翻转机构93又一次旋转180°回到输送装置95的上方。

送料机构带动圆形晶硅棒朝远离线锯切割机构的方向移动到指定位置后停止不动。

置料架94的顶出板驱动机构943的驱动下，顶出板944向上托住圆形晶硅棒的下平面，直到顶出板944被限位块945限位后停止运动。此时圆形晶硅棒完全脱离垫块942所形成的V形夹角，只和垫板949相接触。

两个定位装置的上架驱动机构962同时顶出，推动上架966向上升至指定位置后停止。两个定位气缸965同时伸长，分别顶住圆形晶硅棒的两侧圆弧面，完成圆形晶硅棒校中定位。

转角气缸9411再次动作，向下拉紧的同时带动摆臂9410转动90°，直到压块9412压紧圆形晶硅棒后停止动作，第二次切割夹紧完成。

两个定位气缸965同时收回；两个上架驱动机构962同时收回，带动上架966回复至初始位置。

送料机构带动圆形晶硅棒完成第二次切割，并退回至第一次切割完成后退回的原始位置。转角气缸9411又一次动作，向上顶出的同时带动摆臂9410反向转动90°，松开对圆形晶硅棒的压紧。此时圆形晶硅棒被切割成方形，且下平面和垫板949贴平。

在一夹持翻转机构93的对面，还可以设置另一能够对晶硅棒翻转90°、45°的夹持翻转机构93，对圆形晶硅棒首先进行一次45°的翻转切割，再进行一次90°的翻转切割，以完成所有棱边的切割。以上进行的45°、90°翻转后，置料架94的垫板949都应当收回至底部，由被切割成方形的圆形晶硅棒的两个侧边和垫块942所形成的V形夹角相接触，再由压块9412压紧，从而实现定位。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种晶硅棒切割机，其特征在于，包括供料装置、送料装置及线锯切割装置；

所述线锯切割装置用于切割晶硅棒；

所述送料装置包括送料台及送料台驱动机构，所述送料台与线锯切割装置的进料口相对设置，所述送料台驱动机构用于驱动送料台靠近或远离金刚石线锯；

所述供料装置包括升降机构、回旋机构、夹持翻转机构及输送机构；所述输送机构设置于送料台运动轨迹的侧边处，用于输送晶硅棒；所述升降机构设置于输送机构和送料台运动轨迹之间，用于调节夹持翻转机构的所处高度；所述夹持翻转机构设置于送料台上方，且通过回旋机构与升降机构连接，用于夹持及翻转晶硅棒；所述回旋机构用于驱动夹持翻转机构旋转；

所述升降机构包括底座、升降台及升降台驱动机构；所述升降台设置于底座上，且通过升降台驱动机构与底座连接；所述升降台驱动机构用于驱动升降台的上升或下降；所述回旋机构与升降台连接；

所述回旋机构包括回转驱动机构；所述回转驱动机构包括涡轮、蜗杆及回转电机，所述蜗杆、蜗杆均与升降机构活动连接；所述回转电机与蜗杆连接，用于驱动蜗杆旋转；所述蜗杆的齿与涡轮的齿啮合；所述涡轮的端面与夹持翻转机构连接；

所述夹持翻转机构包括安装板、两个夹爪、夹爪驱动机构及旋转驱动机构；所述夹爪包括夹爪架及爪体，所述爪体可旋转地与夹爪架连接；所述安装板与回旋机构连接，两个夹爪架可相互靠近或远离地设置于安装板处，且两个爪体相对设置；所述夹爪驱动机构与夹爪连接，用于驱动两个夹爪相互靠近或远离；所述旋转驱动机构与爪体连接，用于驱动爪体旋转；

所述线锯切割装置包括线锯切割机构，所述线锯切割机构包括切割面板、导轮组件和金刚石线锯，所述导轮组件安装于切割面板上，所述金刚石线锯布设于导轮组件的线槽中；所述线锯切割机构有两个；两个线锯切割机构相邻设置，且两个切割面板设置有金刚石线锯的一面相对设置；所述送料台可在两个线锯切割机构之间往返运动。

2.根据权利要求1所述的晶硅棒切割机，其特征在于，所述供料装置为两个，两个供料装置分别设置于送料台运动轨迹的两侧边处。

3.根据权利要求1所述的晶硅棒切割机，其特征在于，所述送料台与线锯切割装置之间设置有直线导轨，所述送料台的底部设置有与直线导轨相适配的滑块，所述滑块设置于可活动地设置于直线导轨处；所述送料台驱动机构与送料台连接，用于驱动送料台及滑块相对直线导轨做直线往返运动。

4.根据权利要求1所述的晶硅棒切割机，其特征在于，所述送料台的顶部设置有置料架，所述置料架为开口朝上的U形架，且所述U形架的开口呈V形。

5.根据权利要求4所述的晶硅棒切割机，其特征在于，所述送料台内部为空腔；所述空腔的顶面与U形架连通，且空腔内设置有顶出板及顶出板驱动机构，所述顶出板驱动机构与顶出板连接，用于驱动顶出板穿至U形架内；所述送料台的顶部设置有摆臂，所述摆臂通过转角气缸与送料台连接，所述转角气缸用于驱动摆臂旋转及上下移动；所述送料台的两侧分别设置有定位机构，所述定位机构包括下架、上架、上架驱动机构及定位气缸；所述上架位于下架上方，且上架通过上架驱动机构与下架连接；所述上架驱动机构用于驱动上架上下运动；两个定位机构的定位气缸分别水平设置于上架处，且两个定位气缸相对设置。

6.根据权利要求1所述的晶硅棒切割机，其特征在于，所述线锯切割装置还包括切割面板安装架及切割面板驱动机构，两个切割面板可活动地与切割面板安装架连接，所述切割面板驱动机构与切割面板连接，用于驱动两个切割面板靠近或远离。