CN111376393A - 一种单硅晶棒切磨一体机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种单硅晶棒切磨一体机，包括夹持工装、切割运行机构和磨抛机构；所述夹持工装用于夹紧待切磨的硅晶棒料；所述切割运行机构包括机架、环形线锯切割单元和升降单元，所述环形线锯切割单元可滑动的固定于机架上，且环形线锯切割单元位于夹持工装上方，所述升降单元用于带动环形线锯切割单元抬升或者下降，以对单硅晶棒开方；所述磨抛机构可滑动的设置于机架的侧壁上，磨抛机构包括磨抛组件和水平滑动组件，所述磨抛组件包括磨抛电机、传动件和磨头，所述磨抛电机通过传动件与磨头连接，所述磨抛组件设置于水平滑动组件上，水平滑动组件用于带动磨头抵靠或者远离开方后的硅晶方料。本方案中设备通用性强，加工效率高，使用成本低。

Description

一种单硅晶棒切磨一体机

技术领域

本发明涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种单硅晶棒切磨一体机。

背景技术

在光伏产业中对于硅晶的使用非常广泛。为了满足硅晶棒的质量参数和下一道工序的外形、尺寸而对硅棒进行的初步加工。

圆形单晶硅棒在使用于产品制作加工前，都需要进行棒料的开方切割以及抛磨工作。目前单硅晶棒加工过程中，棒料的开方和抛磨一般都是通过两种不同的设备来进行加工处理，无疑造成设备需求量提高，设备通用性较差，并且棒料在两种设备之间的转移，重复的棒料输送、装夹都会棒料的加工时间延长，生产效率低下，成本居高不下。

此外，在切割和抛磨工作时，对硅晶棒料的夹持固定机构要求较高，既需要能对棒料进行稳定的夹持，以保证开方精度，又需要保证夹持机构高效运作的同时尽可能的降低夹持机构的工作能耗，还需要防止棒料切割后的边料随意掉落，影响作业环境，妨碍正常工作甚至造成设备损伤。而现有的棒料夹持工装，都不能很好的解决以上问题。

发明内容

为此，需要提供一种单硅晶棒切磨一体机，来解决现有的单晶硅棒加工设备中无法同时用于单晶硅棒的开方以及抛磨工作，设备通用性差，加工效率低，使用成本高的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种单硅晶棒切磨一体机，所述切磨一体机包括夹持工装、切割运行机构和磨抛机构；

所述夹持工装用于夹紧待切磨的硅晶棒料；

所述切割运行机构包括机架、环形线锯切割单元和升降单元，所述环形线锯切割单元可滑动的固定于机架上，且环形线锯切割单元位于夹持工装上方，所述升降单元用于带动环形线锯切割单元抬升或者下降，以对单硅晶棒开方；

所述磨抛机构可滑动的设置于机架的侧壁上，磨抛机构包括磨抛组件和水平滑动组件，所述磨抛组件包括磨抛电机、传动件和磨头，所述磨抛电机通过传动件与磨头连接，所述磨抛组件设置于水平滑动组件上，水平滑动组件用于带动磨头抵靠或者远离开方后的硅晶方料。

作为本发明的一种优选结构，所述切磨一体机还包括磨抛安装架，所述磨抛机构设置于磨抛安装架上，所述磨抛安装架可滑动的设置于机架内侧壁上。

作为本发明的一种优选结构，所述机架的内侧壁上设置有竖直滑轨，所述磨抛安装架通过竖直滑块固定于竖直滑轨上。

作为本发明的一种优选结构，所述环形线锯切割单元和磨抛机构均与同一升降单元连接，升降单元同时带动环形线锯切割单元和磨抛机构上升或者下降。

作为本发明的一种优选结构，所述夹持工装包括上夹持机构和下夹持机构；

所述上夹持机构包括第一伸缩件、第一旋转电机、压头和边料上顶紧单元，所述第一伸缩件的伸缩端与第一旋转电机连接，所述第一旋转电机与压头传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件和顶紧块，所述顶紧块固定于第二伸缩件的伸缩端上；

所述下夹持机构包括第二旋转电机、工装台和边料下顶紧单元，所述第二旋转电机与工装台传动连接，所述边料下顶紧单元包括第三伸缩件和至少两根顶杆，所述顶杆均匀固定于第三伸缩件的伸缩端上；

所述上夹持机构和下夹持机构相对设置，待加工棒料夹持于压头和工装台之间。

作为本发明的一种优选结构，所述下夹持机构还包括边皮夹持单元，所述边皮夹持单元包括夹持安装座和至少两组相对设置的夹持组件，所述夹持组件包括第四伸缩杆、连杆和夹爪，所述夹持安装座套设于工装台外，所述连杆铰接固定于夹持安装座上，连杆的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪，第四伸缩件通过连杆带动夹爪抵靠或远离待加工棒料的侧壁。

作为本发明的一种优选结构，所述切磨一体机还包括转运装置，所述转运装置包括回转换向机构、圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构；

所述回转换向机构包括转向驱动机构和回转座；

所述圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构分别固定于回转座的不同侧壁上，圆棒夹持机构用于夹持待加工的单晶硅棒，边料夹持机构用于夹持单晶硅棒开方后切割出的边料，方料夹持机构用于夹持单晶硅棒开方后的方棒；

所述转向驱动机构用于驱动回转座转向运动，以带动圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构位置转换。

作为本发明的一种优选结构，所述切磨一体机还包括滑动机构，所述回转换向机构设置于滑动机构上，用于带动回转换向机构沿预设路径运动。

作为本发明的一种优选结构，所述切磨一体机还包括晶线定向机构，所述晶线定向机构设置于转运装置的一侧，所述晶线定向机构包括底座、回转工作台和检测元件，所述回转工作台和检测元件均设置于底座上，检测单元位于回转工作台的一侧，用于确定单硅晶棒的晶线。

作为本发明的一种优选结构，所述环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，所述线锯切割组件与联动架固定，线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，所述主驱动组件包括主驱动电机和主驱动轮，所述主驱动轮与主驱动电机传动连接，所述张紧组件包括张紧轮、张紧主轴、张紧轴承座、摆臂、摆臂转轴、摆臂轴承座、张力臂和张紧电机，所述张紧轮套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴外，所述摆臂一端与张紧主轴固定，另一端与摆臂转轴固定，所述摆臂轴承座套设于摆臂转轴外，所述张紧电机通过张力臂与摆臂转轴连接，所述环形切割线布设于主驱动轮和张紧轮的线槽中；

所述升降单元与联动架传动连接，所述升降机构用于驱动环形线锯切割单元抬升或者下降。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本发明一种单硅晶棒切磨一体机，所述切磨一体机包括夹持工装、切割运行机构和磨抛机构，待加工的单晶硅棒首先由夹持工装上进行夹持，然后通过升降单元带动环形线锯切割单元下降对单晶硅棒进行开方切割，在对单晶硅棒开方成方料后，通过水平滑动组件带动磨抛组件的磨头与方料的侧壁接触，磨抛电机通过传动件带动磨头转动，对方料与磨头接触处的侧壁进行抛磨，同时磨抛机构沿机架向下滑动，从而完成对方料一侧壁的抛磨，通过夹持工装带动方料转动完成四个侧壁的抛磨。在本方案中，切磨一体机能够完成对单晶硅棒的开方和抛磨工作，在单晶硅棒开方时，水平滑动组件带动磨头远离单硅晶棒，以避免对开方切割造成干涉，待开方完成后，水平滑动组件带动磨头与开方后的硅晶方料侧壁抵靠，磨头转动对方料进行抛磨，同时在磨抛机构沿机架向下滑动，完成整个侧壁的抛磨，设备通用性强，加工效率高，使用成本低。

附图说明

图1为本发明所述单硅晶棒切磨一体机一实施例的斜视结构示意图；

图2为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中磨抛机构一实施例的斜视结构示意图；

图3为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中磨抛机构一实施例的斜视结构另一示意图；

图4为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中切割运行机构一实施例的斜视结构示意图；

图5为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中线锯切割组件一实施例的斜视结构示意图；

图6为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中线锯切割组件一实施例的斜视结构示意图；

图7为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中环形线锯切割单元一实施例的部分结构示意图；

图8为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中夹持工装一实施例的斜视结构示意图；

图9为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中上夹持机构一实施例的斜视结构示意图；

图10为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中下夹持机构一实施例的斜视结构示意图；

图11为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中转运装置一实施例的斜视结构示意图；

图12为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中晶线定向机构一实施例的斜视结构示意图；

图13为本发明所述单硅晶棒切磨一体机中边料夹持机构工作状态的斜视结构示意图。

附图标记说明：

100、夹持工装；

110、上夹持机构；111、第一伸缩件；112、第一旋转电机；113、压头；114、顶块；115、边料上顶紧单元；116、第二伸缩件；117、顶紧块；

120、下夹持机构；121、第二旋转电机；122、工装台；123、边料下顶紧单元；124、第三伸缩件；125、顶杆；126、边皮夹持单元；127、夹持安装座；128、夹持组件；1281、第四伸缩杆；1282、连杆；1283、夹爪；129、竖直位移驱动机构；

200、切割运行机构；

210、机架；211、竖直滑轨；212、竖直滑块；

220、环形线锯切割单元；

230、线锯切割组件；

231、主驱动组件；2311、主驱动电机；2312、主驱动轮；

232、张紧组件；2321、张紧轮；2322、张紧主轴；2323、摆臂；2324、摆臂转轴；2325、张力臂；2326、张紧电机；2327、张力绳；2328、导向轮；

233、环形切割线；

240、联动架；

250、升降单元；

251、升降驱动电机；

252、减速器；

253、滚珠丝杆；

300、磨抛机构；

310、磨抛组件；311、磨抛电机；312、传动件；313、磨头；

320、水平滑动组件；321、滑动底座；322、滑动台架；323、水平滑动驱动件；

400、磨抛安装架；

500、转运装置；

510、回转换向机构；511、转向驱动机构；512、回转座；

520、圆棒夹持机构；

530、边料夹持机构；

540、方料夹持机构；

600、滑动机构；

610、纵向滑动底座；

620、滑台；

700、晶线定向机构；

710、底座；

720、回转工作台；

730、检测元件；

800、单晶硅棒；

910、边料；

920、方料。

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。

请一并参阅图1至图13，本发明提供了一种单硅晶棒切磨一体机，所述切磨一体机可用于对单晶硅棒800进行圆料开方和开方后方料920的抛磨，设备通用性强。具体的，所述切磨一体机包括夹持工装100、切割运行机构200和磨抛机构300；

所述夹持工装100用于夹紧待切磨的硅晶棒料，以防止硅晶棒料在开方或者抛磨时出现晃动，影响加工精度；

所述切割运行机构200包括机架210、环形线锯切割单元220和升降单元250，所述环形线锯切割单元220用于对待加工的单晶硅棒800进行开方切割工作，具体的，所述环形线锯切割单元220可滑动的固定于机架210上，且环形线锯切割单元220位于夹持工装100上方，所述升降单元250用于带动环形线锯切割单元220抬升或者下降，以对单硅晶棒开方；

所述磨抛机构300用于对单晶硅棒800开方后的方料920侧壁进行研磨抛光，以便于方料920的进一步加工。具体的，所述磨抛机构300可滑动的设置于机架210的侧壁上，通过设置升降运动驱动机构能够带动磨抛机构300上下滑动，以便对方料920的整个侧壁进行抛磨。优选的，磨抛机构300包括磨抛组件310和水平滑动组件320，所述磨抛组件310包括磨抛电机311、传动件312和磨头313，所述磨抛电机311通过传动件312与磨头313连接，所述磨抛组件310设置于水平滑动组件320上，水平滑动组件320用于带动磨头313抵靠或者远离开方后的硅晶方料920。所述磨抛组件310具体用于方料侧壁的抛磨工作，具体的，磨抛电机311启动，通过传动件312带动磨头313转动，在磨头313与方料920侧壁抵靠接触时，便可以对方料920进行抛磨。具体的，所述传动件312可以为轴承箱。在进行单晶硅棒800切割时，水平滑动组件320带动磨抛组件310整体向远离单晶硅棒800的方向运动，防止磨头313对开方工作造成影响。在单晶硅棒800开方完成后，水平滑动组件320带动磨抛组件310靠近开方后的方料920侧壁，从而对方料920侧壁进行抛磨。具体的，水平滑动组件320包括滑动底座321、滑动台架322和水平滑动驱动件323，所述抛磨足记设置于滑动台架322上，所述滑动台架322通过滑轨滑块结构滑动固定于滑动底座321上，水平滑动驱动组件戴晴滑动台架322沿滑动底座321水平滑动。

本实施例一种单硅晶棒切磨一体机，所述切磨一体机包括夹持工装100、切割运行机构200和磨抛机构300，待加工的单晶硅棒800首先由夹持工装100上进行夹持，然后通过升降单元250带动环形线锯切割单元220下降对单晶硅棒800进行开方切割，在对单晶硅棒800开方成方料920后，通过水平滑动组件320带动磨抛组件310的磨头313与方料920的侧壁接触，磨抛电机311通过传动件312带动磨头313转动，对方料920与磨头313接触处的侧壁进行抛磨，同时磨抛机构300沿机架210向下滑动，从而完成对方料920一侧壁的抛磨，通过夹持工装100带动方料920转动完成四个侧壁的抛磨。在本方案中，切磨一体机能够完成对单晶硅棒800的开方和抛磨工作，在单晶硅棒开方时，水平滑动组件320带动磨头313远离单硅晶棒，以避免对开方切割造成干涉，待开方完成后，水平滑动组件320带动磨头313与开方后的硅晶方料920侧壁抵靠，磨头313转动对方料920进行抛磨，同时在磨抛机构300沿机架210向下滑动，完成整个侧壁的抛磨，设备通用性强，加工效率高，使用成本低。

请参阅图1至图3，作为本发明的一种优选实施例，所述切磨一体机还包括磨抛安装架400，所述磨抛机构300设置于磨抛安装架400上，所述磨抛安装架400可滑动的设置于机架210内侧壁上。所述磨抛安装架400用于磨抛机构300的安装，以便于升降运动驱动机构来带动磨抛机构300沿着机架210整体上下滑动，以便于对方料920的整个侧壁进行滑动。在本实施例中，所述升降运动驱动机构可以为气缸、液压缸或者直线电机，其伸缩杆与磨抛安装架400连接以带动磨抛机构300进行升降运动。优选的，所述机架210的内侧壁上设置有竖直滑轨211，所述磨抛安装架400通过竖直滑块212固定于竖直滑轨211上。通过竖直滑轨211和竖直滑块212的配合，使得磨抛安装架400在运动时更为稳定，抛磨精度更高。

如图1和图4所示的优选实施例，所述环形线锯切割单元220和磨抛机构300均与同一升降单元250连接，升降单元250同时带动环形线锯切割单元220和磨抛机构300上升或者下降。在本实施例中，所述环形线锯切割单元220和磨抛机构300共同使用同一升降单元250，能够简化切磨一体机的结构，降低其生产成本。优选的，所述升降单元250为同步升降驱动单元。同步升降单元250用于在环形线锯切割单元220的对应的两侧，同时带动环形线锯切割单元220下降进行切割工作，环形线锯切割单元220下降过程更为稳定，切割精度更高。具体的，所述同步升降驱动单元包括升降驱动电机251、减速器252和滚珠丝杆253，所述环形线锯切割单元220两侧联动架240均与滚珠丝杆253连接，所述滚珠丝杆253连接减速器252，两减速器252通过传动机构与升降驱动电机251连接，升降驱动电机251工作，将驱动力传递给减速器252，然后带动两根滚珠丝杆253同时转动，以实现在环形线锯切割单元220的左右两侧同时带动其抬升或者下降。在某些优选的实施例中，所述机架210的左右两侧均设置有磨抛机构300，所述两磨抛机构300均设置在磨抛安装架400上，磨抛安装架400与滚丝丝杆连接，以带动磨抛机构300上下滑动。

请参阅图8至图10，作为本发明的一种优选实施例，所述夹持工装100包括上夹持机构110和下夹持机构120；

所述上夹持机构110包括第一伸缩件111、第一旋转电机112、压头113和边料上顶紧单元115，所述第一伸缩件111的伸缩端与第一旋转电机112连接，所述第一旋转电机112与压头113传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件116和顶紧块117，所述顶紧块117固定于第二伸缩件116的伸缩端上；所述边料上顶紧单元115用于对待开方的单晶硅棒800的边料位置的上端进行抵靠，具体是通过第二伸缩件116的伸缩运动带动顶紧块117抵靠或者远离棒料的边料910位置处。优选的，所述压头113端面设置有上镀有金刚石颗粒的顶块114，与单晶硅棒800的端面摩擦力更大，更有利棒料的顶紧以及回转运动。

所述下夹持机构120包括第二旋转电机121、工装台122和边料下顶紧单元123，所述第二旋转电机121与工装台122传动连接，所述边料下顶紧单元123包括第三伸缩件124和至少两根顶杆125，所述顶杆125均匀固定于第三伸缩件124的伸缩端上；所述工装台122作为棒料下端面的支撑台面，工装台122的台面小于棒料的截面，便于边料下顶紧单元123能够与处于工装台122台面外的边料910抵靠。所述边料下顶紧单元123用于对待切割棒料的边料位置的下端进行抵靠，具体是通过第三伸缩件124的伸缩运动带动顶杆125抵靠或者远离棒料的边料910位置处。

所述上夹持机构110和下夹持机构120相对设置，待加工棒料夹持于压头113和工装台122之间。上夹持机构110和下夹持机构120配合能够在棒料的上下两端进行抵紧，同时在第一旋转电机112和第二旋转电机121的作用下，能够带动棒料进行回转运动。在本实施例中，边料上顶紧单元115和边料下顶紧单元123不仅在棒料进行切割前进行边料处上下端面的抵紧，防止边料910随意脱落。请参阅图13，同时二者配合，还能够将开方切割掉的边料910向上顶出，以便于边料收集单元进行收取。

在本实施例中，硅晶棒料采用上夹持机构110和下夹持机构120配合进行立式装夹的方式，单晶硅棒在进行开方切割以及开方后侧面的抛磨工作时，下夹持机构120能够起到很好的支撑作用，以抵消切削力，装夹更为稳定，并且棒料立式装夹在其自重的作用下，上下夹持机构120只需要提供很小的旋转摩擦力，便可以带动硅晶棒料做回转运动，降低工作能耗，同时在边料顶紧单元的作用下，能够很好的对切割掉的边料910进行夹持，便于边料910收取。

如图8和图10所示，作为本发明的一种优选实施例，所述下夹持机构120还包括边皮夹持单元126，所述边皮夹持单元126包括夹持安装座127和至少两组相对设置的夹持组件128，所述夹持组件128包括第四伸缩杆1281、连杆1282和夹爪1283，所述夹持安装座127套设于工装台122外，所述连杆1282铰接固定于夹持安装座127上，连杆1282的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪1283，第四伸缩件通过连杆1282带动夹爪1283抵靠或远离待加工棒料的侧壁。两组相对设置的夹持组件128在单硅晶棒的对应的两侧壁同时进行夹持，才能起到进一步的夹持固定作用。

在图10所示在优选的实施例中，所述边皮夹持单元126还包括竖直位移驱动机构129，所述竖直位移驱动机构129用于边皮夹持单元126进行上下升降运动，从而根据需要调整夹持组件128位置，更好的完成棒料夹持工作。具体的，所述竖直位移驱动机构129与夹持安装座127的底面连接，用于驱动夹持安装座127上下运动。在进行棒料开方切割时，需要边皮夹持单元126对棒料的侧壁进行夹持，此时可通过竖直位置驱动单元带动夹持安装架和夹持组件128向上运动到棒料侧壁的指定位置处，实现棒料侧壁的夹持。在进行开方后棒料的抛磨工作时，若边皮夹持单元126还位于棒料侧壁的夹持工位，则会影响磨头313机构对棒料的抛磨，此时则需要竖直位移驱动单元带动夹持组件128向下运动到指定位置，防止对其他工作造成干涉。

请参阅图11和图12，作为本发明的一种优选实施例，所述切磨一体机还包括转运装置500，所述转运装置500包括回转换向机构510、圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料夹持机构540；

所述回转换向机构510包括转向驱动机构511和回转座512；

所述圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料夹持机构540分别固定于回转座512的不同侧壁上，圆棒夹持机构520用于夹持待加工的单晶硅棒800，边料夹持机构530用于夹持单晶硅棒800开方后切割出的边料910，方料夹持机构540用于夹持单晶硅棒800开方后的方料920；

所述转向驱动机构511用于驱动回转座512转向运动，以带动圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料920夹持机构540位置转换。

本实施例中所述转运装置500包括回转换向机构510、圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料夹持机构540，回转换向机构510中的转向驱动机构511能够驱动回转座512进行回转运动，从而使得固定在回转座512上的圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料夹持机构540进行转动，以使得圆棒夹持机构520、边料夹持机构530和方料夹持机构540根据需要停留在夹持工位上，根据需要使用圆棒夹持机构520夹持待加工的单晶硅棒800；使用边料夹持机构530夹持单晶硅棒800开方后切割出的边料910，使用方料夹持机构540夹持单晶硅棒开方后的方棒。在本方案中，使用一套转运装置500便可以完成待开方单晶硅棒的夹持运送、开方脱落的边料910的夹持收取以及开方后经过抛磨的方料的夹持转运，转运装置500结构简单，适用性强，自动化程度高，能够在提高转运效率的同时，降低使用成本。

请参阅图1和图11，作为本发明的一种优选实施例，所述切磨一体机还包括滑动机构600，所述回转换向机构510设置于滑动机构600上，用于带动回转换向机构510沿预设路径运动，以便于进行棒料的输送，如将位于晶线定向机构700上的单晶硅棒通过圆棒夹持机构520输送到线锯切割机构下方，以便于进行切割工作。在图11所述的具体实施例，所述滑动机构600包括纵向滑动底座610和滑动设置于滑动底座321上的滑台620，所述回转换向机构510设置于滑台620上。优选的，所述转运装置500还包括滑台620位移驱动机构，以驱动滑台620沿着滑动底座321运动。进一步的实施例中，滑动机构600还包括横向滑动底座321，所述纵向滑动底座610设置于横向滑动底座321上，横向滑动底座321能够带动纵向滑动底座610以及其上设置的结构一起横向运动，进而实现转运装置500的横向纵向移动，便于棒料的输送。

请参阅图1和图12，作为本发明的一种优选实施例，所述切磨一体机还包括晶线定向机构700，所述晶线定向机构700设置于转运装置500的一侧，所述晶线定向机构700包括底座710、回转工作台720和检测元件730，所述回转工作台720和检测元件730均设置于底座710上，检测单元位于回转工作台720的一侧，用于确定单硅晶棒的晶线。所述单晶硅棒放置于回转工作台720上，首先由圆棒夹持机构520夹持单硅晶棒，调整单晶硅棒与回转工作台720同心。然后回转工作台720转动带动单晶硅棒旋转，通过检测单元来对单晶硅棒的晶线进行检测，从而确定晶线的角度，进而方便单晶硅棒的切割。晶线角度对位简单，操作方便。

请参阅图1、图4至图7，作为本发明的一种优选实施例，所述环形线锯切割单元220包括线锯切割组件230和联动架240，所述线锯切割组件230与联动架240固定，线锯切割组件230包括主驱动组件231、张紧组件232和环形切割线233，所述主驱动组件231包括主驱动电机2311和主驱动轮2312，所述主驱动轮2312与主驱动电机2311传动连接，所述张紧组件232包括张紧轮2321、张紧主轴2322、张紧轴承座、摆臂2323、摆臂转轴2324、摆臂2323轴承座、张力臂2325和张紧电机2326，所述张紧轮2321套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴2322外，所述摆臂2323一端与张紧主轴2322固定，另一端与摆臂转轴2324固定，所述摆臂2323轴承座套设于摆臂转轴2324外，所述张紧电机2326通过张力臂2325与摆臂转轴2324连接，所述环形切割线233布设于主驱动轮2312和张紧轮2321的线槽中；

所述升降单元250与联动架240传动连接，所述升降机构用于驱动环形线锯切割单元220抬升或者下降。

本实施例所述的切割运行机构200包括机架210以及安装于机架210上的环形线锯切割单元220和升降单元250，所述环形线锯切割单元220包括线锯切割组件230和联动架240，所述升降单元用于通过联动架240带动线锯切割组件230进行抬升或者下降以对硅晶棒进行切割工作，线锯切割组件230包括主驱动组件231、张紧组件232和环形切割线233，主驱动组件231中的主驱动电机2311带动主驱动轮2312转动，带动绕设于主驱动轮2312和张紧轮2321线槽中的环形切割线233转动，从而对进行切割工作，张紧组件232中可通过张紧电机2326提供驱动力，经由张力臂2325、摆臂转轴2324、摆臂2323、张紧主轴2322的传动带动张紧轮2321摆动，从而实现环形切割线233的张紧。其中线锯切割组件230中仅有驱动组件和张紧组件232，线锯切割组件230的结构更为紧凑且结构刚性更好，能够持续进行稳定的切割，有利于提高切割效率，并且线锯的张紧更为的简单，张紧效果更佳。

如图5所示的实施例中，作为本发明的一种优选结构，所述张紧组件232还包括张力绳2327和导向轮2328，所述张力绳2327一端固定在张紧电机2326的枢转轴上，张力绳2327绕设于导向轮2328后另一端与张力臂2325固定。张紧组件232中增设张力绳2327，通过张力绳2327来连接张紧电机2326和张力臂2325，并通过导向轮2328对张力绳2327的布设方向进行导向，以便于更加合理的选择张紧电机2326的设置位置，使得线锯切割组件230结构布设更为合理，以便于多线锯切割组件230的轮系布局，精简结构。

在优选的实施例中，所述环形线锯切割单元220可以由两组线锯切割组件230组成双刀切割系统，能够同时对单晶硅棒的两侧同时进行开方。如图7所示，环形线锯切割单元220还可以由四组线锯切割单元组成四刀切割系统，四条环形切割线233围成井字形结构。能够一次性实现对单晶硅棒的的四边同时进行开方切割，切割效率相对较高。

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 (10)

1.一种单硅晶棒切磨一体机，其特征在于，所述切磨一体机包括夹持工装、切割运行机构和磨抛机构；

所述夹持工装用于夹紧待切磨的硅晶棒料；

所述切割运行机构包括机架、环形线锯切割单元和升降单元，所述环形线锯切割单元可滑动的固定于机架上，且环形线锯切割单元位于夹持工装上方，所述升降单元用于带动环形线锯切割单元抬升或者下降，以对单硅晶棒开方；

所述磨抛机构可滑动的设置于机架的侧壁上，磨抛机构包括磨抛组件和水平滑动组件，所述磨抛组件包括磨抛电机、传动件和磨头，所述磨抛电机通过传动件与磨头连接，所述磨抛组件设置于水平滑动组件上，水平滑动组件用于带动磨头抵靠或者远离开方后的硅晶方料。

2.根据权利要求1所述的单硅晶棒切磨一体机，其特征在于，所述切磨一体机还包括磨抛安装架，所述磨抛机构设置于磨抛安装架上，所述磨抛安装架可滑动的设置于机架内侧壁上。

3.根据权利要求2所述的单硅晶棒切磨一体机，其特征在于，所述机架的内侧壁上设置有竖直滑轨，所述磨抛安装架通过竖直滑块固定于竖直滑轨上。

4.根据权利要求2所述的单硅晶棒切磨一体机，其特征在于，所述环形线锯切割单元和磨抛机构均与同一升降单元连接，升降单元同时带动环形线锯切割单元和磨抛机构上升或者下降。

5.根据权利要求1所述的单硅晶棒切磨一体机，其特征在于，所述夹持工装包括上夹持机构和下夹持机构；

所述上夹持机构包括第一伸缩件、第一旋转电机、压头和边料上顶紧单元，所述第一伸缩件的伸缩端与第一旋转电机连接，所述第一旋转电机与压头传动连接，所述上边料顶紧单元包括第二伸缩件和顶紧块，所述顶紧块固定于第二伸缩件的伸缩端上；

所述下夹持机构包括第二旋转电机、工装台和边料下顶紧单元，所述第二旋转电机与工装台传动连接，所述边料下顶紧单元包括第三伸缩件和至少两根顶杆，所述顶杆均匀固定于第三伸缩件的伸缩端上；

所述上夹持机构和下夹持机构相对设置，待加工棒料夹持于压头和工装台之间。

6.根据权利要求5所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述下夹持机构还包括边皮夹持单元，所述边皮夹持单元包括夹持安装座和至少两组相对设置的夹持组件，所述夹持组件包括第四伸缩杆、连杆和夹爪，所述夹持安装座套设于工装台外，所述连杆铰接固定于夹持安装座上，连杆的两端分别连接第四伸缩件的伸缩端和夹爪，第四伸缩件通过连杆带动夹爪抵靠或远离待加工棒料的侧壁。

7.根据权利要求1所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述切磨一体机还包括转运装置，所述转运装置包括回转换向机构、圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构；

所述回转换向机构包括转向驱动机构和回转座；

所述圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构分别固定于回转座的不同侧壁上，圆棒夹持机构用于夹持待加工的单晶硅棒，边料夹持机构用于夹持单晶硅棒开方后切割出的边料，方料夹持机构用于夹持单晶硅棒开方后的方棒；

所述转向驱动机构用于驱动回转座转向运动，以带动圆棒夹持机构、边料夹持机构和方料夹持机构位置转换。

8.根据权利要求7所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述切磨一体机还包括滑动机构，所述回转换向机构设置于滑动机构上，用于带动回转换向机构沿预设路径运动。

9.根据权利要求8所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述切磨一体机还包括晶线定向机构，所述晶线定向机构设置于转运装置的一侧，所述晶线定向机构包括底座、回转工作台和检测元件，所述回转工作台和检测元件均设置于底座上，检测单元位于回转工作台的一侧，用于确定单硅晶棒的晶线。

10.根据权利要求1所述的棒料夹持工装，其特征在于，所述环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，所述线锯切割组件与联动架固定，线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，所述主驱动组件包括主驱动电机和主驱动轮，所述主驱动轮与主驱动电机传动连接，所述张紧组件包括张紧轮、张紧主轴、张紧轴承座、摆臂、摆臂转轴、摆臂轴承座、张力臂和张紧电机，所述张紧轮套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴外，所述摆臂一端与张紧主轴固定，另一端与摆臂转轴固定，所述摆臂轴承座套设于摆臂转轴外，所述张紧电机通过张力臂与摆臂转轴连接，所述环形切割线布设于主驱动轮和张紧轮的线槽中；

所述升降单元与联动架传动连接，所述升降机构用于驱动环形线锯切割单元抬升或者下降。

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