CN112026033A - 一种硅棒切片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光伏设备技术领域，且公开了一种硅棒切片装置，包括固定架、切割传动装置、硅棒和伺服电机，所述切割传动装置上均匀缠绕有金刚石线锯，所述切割传动装置与伺服电机固定连接，所述固定架上对称固定安装有滑行杆，所述固定架且位于两个滑行杆之间活动安装有传动丝杆。通过活动夹的均匀设置，使得对硅棒在长度上进行均分，并且相邻两个活动夹之间设有等距的空隙，为金刚石线锯提供切割路线，确保金刚石线锯对硅棒从切割开始到结束成片，硅棒均在活动夹的固定下，减少硅棒的位移与振动，减少金刚石线锯在硅棒内部的相对横向位移，确保以最小的切割损耗得到硅片，同时保证切割的顺利完成，增加切割的完整率，提高切割质量。

Description

一种硅棒切片装置
技术领域
本发明涉及光伏设备技术领域，具体为一种硅棒切片装置。
背景技术
随着不可再生资源的逐渐枯竭，可再生能源的发展与利用迫在眉睫，太阳能作为主要能源之一，利用太阳能电池片进行光电转化，在电池片的制造工艺中，为了制作一定规格的大小的电池片，需要对硅棒进行的切片加工，目前对于单晶硅棒的切割常利用内圆切割机，以及线切割机，线切割机又分为单线切割机和多线切割机，从切割工艺上来看,内圆切割机与单线切割机的切割方式相同，对单晶硅棒进行单片切割，多线切割机能够对一根单晶硅棒进行全部切片，无论单线切割机或者多线切割机均存在一些不足：
其一，单线切割机对单晶硅棒进行一片片切割，单晶硅棒所受的力较小，故对于单晶硅棒的夹持要求较低，但其切割方式限制了单晶硅棒切片的效率，同样对于多线切割机来说，虽然提高了对单晶硅棒的切片效率，但对于单晶硅棒的夹持出现困难，无论将单晶硅棒竖直或者水平放置时，利用多线切割时，为保护夹具，切割所用的金刚石线锯不能够接触夹具，当单晶硅棒竖直放置，在两端进行夹紧时，金刚石线锯横向切割，越过中心时，切片之间出现缝隙，一旦上方的压力过大，则容易造成切片折断，造成损失，同样单晶硅水平放置同样如此，当切割即将结束时，多线切割的金刚石线锯与切片之间有较大的横向力，容易将切片直接带走，造成边角折断，影响切片质量。
其二，金刚石线锯是利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上组合而成的，故能够对单晶硅棒产生切割作用，但由于金刚石分布的不规则性，使得金刚石线锯对于切片的切割面造成不规格的划痕，影响切片的质量。
发明内容
本发明提供了一种硅棒切片装置，具备夹持效果好，切片质量高的优点，解决了上述背景技术中的问题。
本发明提供如下技术方案：一种硅棒切片装置，包括固定架、切割传动装置、硅棒和伺服电机，所述切割传动装置上均匀缠绕有金刚石线锯，所述切割传动装置与伺服电机固定连接，所述固定架上对称固定安装有滑行杆，所述固定架且位于两个滑行杆之间活动安装有传动丝杆，所述滑行杆上活动套接有切割传动装置，所述切割传动装置的背面固定安装有滚珠套，所述切割传动装置通过滚珠套与传动丝杆活动连接，所述固定架上且位于切割传动装置的正下方固定安装有固定轴，所述固定轴上均匀活动套接有活动夹，所述活动夹与硅棒活动连接，所述固定架上且位于硅棒的两端活动安装有支撑装置，所述支撑装置上活动连接有限位板，所述限位板与活动夹活动卡接，所述限位板有两个，且通过螺栓固定连接，所述切割传动装置的右侧底部固定安装有限位涂覆装置，所述金刚石线锯从限位涂覆装置中穿过，所述切割传动装置的左侧底部固定安装有限位收液装置，所述金刚石线锯从限位收液装置中穿过。
优选的，所述活动夹分为左右两个部分，且对称分布，所述活动夹的右部分顶部活动卡接有一个限位板，所述限位板的左部分顶部活动卡接有另一个限位板，所述硅棒通过两个限位板之间的锁紧进而被活动夹夹紧，所述活动夹将硅棒均匀等分，且相邻两个活动夹之间设有一定的空隙，所述切割传动装置上活动安装有三个活动辊，所述切割传动装置上的三个活动辊上且位于相邻两个活动夹中间的正上方均均匀开设有V型槽，所述金刚石线锯分别与三个活动辊上V型槽活动连接。
优选的，所述活动夹的内侧上固定安装有弧形橡胶条。
优选的，所述支撑装置包括固定连杆和收紧螺纹转杆，所述固定连杆有两个，且对称分布，所述收紧螺纹转杆与左部的固定连杆活动连接，所述收紧螺纹转杆与右部的固定连杆螺纹连接，所述固定连杆的顶端活动安装有支撑块，所述支撑块与限位板活动卡接。
优选的，所述限位涂覆装置包括固定箱一，所述固定箱一的内部开设有储液腔和活塞腔，所述固定箱一的内部且位于储液腔的下方均匀开设有分液口，所述储液腔与分液口连通，所述固定箱一的顶部开设有进液口，所述进液口与储液腔连通，所述固定箱一的内部且位于活塞腔的右侧开设有传输孔，所述活塞腔通过活塞腔与储液腔连通，所述固定箱一的中部且位于分液口的正下方穿过金刚石线锯，所述固定箱一的内腔中活动安装有动力装置；
所述动力装置包括限位轮一，所述限位轮一的顶部与金刚石线锯活动连接，所述限位轮一的正面活动连接有传动连杆，所述传动连杆的底端活动连接有传动活塞，所述传动活塞与活塞腔活动套接。
优选的，所述限位收液装置包括固定箱二和限位轮二，所述限位轮二与固定箱二的内腔活动连接，所述金刚石线锯从固定箱二中穿过，且与限位轮二活动连接，所述固定箱二的底部开设有出液口，所述限位轮二与传动活塞规格相同。
本发明具备以下有益效果：
1、通过活动夹的均匀设置，使得对硅棒在长度上进行均分，并且相邻两个活动夹之间设有等距的空隙，为金刚石线锯提供切割路线，确保金刚石线锯对硅棒从切割开始到结束成片，硅棒均在活动夹的固定下，减少硅棒的位移与振动，减少金刚石线锯在硅棒内部的相对横向位移，确保以最小的切割损耗得到硅片，同时保证切割的顺利完成，增加切割的完整率，提高切割质量。
2、通过限位涂覆装置的设置，使得对金刚石线锯的表面覆盖研磨液，并且金刚石线锯在下压力的作用下，依然能够对硅棒进行切削作用，但由于研磨液的覆盖，消减金刚石线锯上不均匀的金刚石对硅片表面的伤害，降低硅片的表面损伤，提高硅片的切割质量，同时还能够带走切削下来的单晶硅的碎渣，防止碎渣对切削的阻碍，并减少碎渣对硅片的刮伤，进一步提高对硅片的保护，并且对金刚石线锯进行限位拉紧，减少抖动对硅棒表面的损伤。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构示意图；
图3为本发明结构示意图；
图4为本发明结构示意图；
图5为本发明结构示意图。
图中：1、固定架；2、滑行杆；3、传动丝杆；4、切割传动装置；5、固定轴；6、活动夹；7、支撑装置；71、固定连杆；72、收紧螺纹转杆；73、支撑块；8、限位板；9、限位涂覆装置；91、固定箱一；92、储液腔；93、动力装置；931、限位轮一；932、传动连杆；933、传动活塞；94、活塞腔；95、传输孔；96、分液口；97、进液口；10、限位收液装置；101、固定箱二；102、限位轮二；103、出液口；11、硅棒；12、金刚石线锯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，一种硅棒切片装置，包括固定架1、切割传动装置4、硅棒11和伺服电机，切割传动装置4上均匀缠绕有金刚石线锯12，切割传动装置4与伺服电机固定连接，固定架1上对称固定安装有滑行杆2，固定架1且位于两个滑行杆2之间活动安装有传动丝杆3，滑行杆2上活动套接有切割传动装置4，切割传动装置4的背面固定安装有滚珠套，切割传动装置4通过滚珠套与传动丝杆3活动连接，固定架1上且位于切割传动装置4的正下方固定安装有固定轴5，固定轴5上均匀活动套接有活动夹6，活动夹6与硅棒11活动连接，固定架1上且位于硅棒11的两端活动安装有支撑装置7，支撑装置7上活动连接有限位板8，限位板8与活动夹6活动卡接，限位板8有两个，且通过螺栓固定连接，切割传动装置4的右侧底部固定安装有限位涂覆装置9，金刚石线锯12从限位涂覆装置9中穿过，切割传动装置4的左侧底部固定安装有限位收液装置10，金刚石线锯12从限位收液装置10中穿过。
其中，活动夹6分为左右两个部分，且对称分布，活动夹6的右部分顶部活动卡接有一个限位板8，限位板8的左部分顶部活动卡接有另一个限位板8，硅棒11通过两个限位板8之间的锁紧进而被活动夹6夹紧，活动夹6将硅棒11均匀等分，且相邻两个活动夹6之间设有一定的空隙，切割传动装置4上活动安装有三个活动辊，切割传动装置4上的三个活动辊上且位于相邻两个活动夹6中间的正上方均均匀开设有V型槽，金刚石线锯12分别与三个活动辊上V型槽活动连接，当金刚石线锯12对硅棒11进行切割时，从活动夹6之间的间隙下降，对硅棒11进行切削，确保金刚石线锯12对硅棒11从切割开始到结束成片，硅棒11均在活动夹6的固定下，确保硅棒11无法产生位移，同时保证了切割的顺利完成，增加切割的完整率，提高切割质量。
其中，活动夹6的内侧上固定安装有弧形橡胶条，当活动夹6在限位板8的作用下对硅棒11进行夹紧后，由于金刚石线锯12对硅棒11有一个横向力，避免硅棒11成片后，直接与活动夹6碰撞，造成边角破碎，提高对硅片的保护，增加切割后的硅片质量。
其中，支撑装置7包括固定连杆71和收紧螺纹转杆72，固定连杆71有两个，且对称分布，收紧螺纹转杆72与左部的固定连杆71活动连接，收紧螺纹转杆72与右部的固定连杆71螺纹连接，固定连杆71的顶端活动安装有支撑块73，支撑块73与限位板8活动卡接，通过转动收紧螺纹转杆72，对固定连杆71进行收紧，使支撑块73上升，对限位板8进行抬升，对活动夹6进行拉紧，对活动夹6进行限位，防止其左右摆动，造成切割事故。
其中，限位涂覆装置9包括固定箱一91，固定箱一91的内部开设有储液腔92和活塞腔94，固定箱一91的内部且位于储液腔92的下方均匀开设有分液口96，储液腔92与分液口96连通，固定箱一91的顶部开设有进液口97，进液口97与储液腔92连通，固定箱一91的内部且位于活塞腔94的右侧开设有传输孔95，活塞腔94通过活塞腔94与储液腔92连通，固定箱一91的中部且位于分液口96的正下方穿过金刚石线锯12，固定箱一91的内腔中活动安装有动力装置93；
动力装置93包括限位轮一931，限位轮一931的顶部与金刚石线锯12活动连接，限位轮一931的正面活动连接有传动连杆932，传动连杆932的底端活动连接有传动活塞933，传动活塞933与活塞腔94活动套接，由进液口97向储液腔92中添加硅片研磨液，而后研磨液分别从分液口96向下流出，覆盖到金刚石线锯12上，由金刚石线锯12向右带出，使得金刚石线锯12在下压力的作用下，依然能够对硅棒11进行切削作用，但由于研磨液的覆盖，消减金刚石线锯12上不均匀的金刚石对硅片表面的伤害，降低硅片的表面损伤，提高硅片的切割质量，同时还能够带走切削下来的单晶硅的碎渣，防止碎渣对切削的阻碍，并减少碎渣对硅片的刮伤，进一步提高对硅片的保护，并且从分液口96落下的多余的研磨液继续向下，落到活塞腔94中，金刚石线锯12带动限位轮一931旋转，进而通过传动连杆932带动传动活塞933在活塞腔94内左活塞运动，将活塞腔94内的研磨液传输到储液腔92中，进行循环利用，减少研磨液的消耗，降低成本。
其中，限位收液装置10包括固定箱二101和限位轮二102，限位轮二102与固定箱二101的内腔活动连接，金刚石线锯12从固定箱二101中穿过，且与限位轮二102活动连接，固定箱二101的底部开设有出液口103，限位轮二102与传动活塞933规格相同，传动活塞933位于固定箱一91的内部，能够使得金刚石线锯12上的研磨液覆盖均匀，防止滴落，而后者，尽可能的清除金刚石线锯12上的研磨液，并进行回收，减少研磨液浪费。
工作原理，装夹过程，将一个限位板8对活动夹6的左部分进行托举放平，而后将硅棒11放置在其内部，将活动夹6的右部分对硅棒11的另一侧进行封盖，而后利用另一个限位板8对活动夹6的右部分进行卡扣连接，并将两个限位板8利用螺栓固定连接，对活动夹6进行锁紧，而后转动收紧螺纹转杆72，对固定连杆71进行收紧，使得支撑块73上升，对限位板8进行抬升，对活动夹6进行拉紧呈竖直状态，注意的是，利用限位板8对活动夹6锁紧时，需要将金刚石线锯12穿过限位板8和硅棒11之间；切片过程，切割传动装置4上的活动辊转动，并带动金刚石线锯12顺时针传动，同时传动丝杆3转动，带动切割传动装置4下降，使得金刚石线锯12从活动夹6之间的间隙中对硅棒11进行切割，同时，由进液口97向储液腔92中添加硅片研磨液，而后研磨液分别从分液口96向下流出，覆盖到金刚石线锯12上，由金刚石线锯12向右携带，与硅棒11接触，并且从分液口96落下的多余的研磨液继续向下，落到活塞腔94中，金刚石线锯12带动限位轮一931旋转，进而通过传动连杆932带动传动活塞933在活塞腔94内做活塞运动，将活塞腔94内的研磨液通过传输孔95传输到储液腔92中，进行循环利用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种硅棒切片装置，包括固定架(1)、切割传动装置(4)、硅棒(11)和伺服电机，所述切割传动装置(4)上均匀缠绕有金刚石线锯(12)，所述切割传动装置(4)与伺服电机固定连接，其特征在于：所述固定架(1)上对称固定安装有滑行杆(2)，所述固定架(1)且位于两个滑行杆(2)之间活动安装有传动丝杆(3)，所述滑行杆(2)上活动套接有切割传动装置(4)，所述切割传动装置(4)的背面固定安装有滚珠套，所述切割传动装置(4)通过滚珠套与传动丝杆(3)活动连接，所述固定架(1)上且位于切割传动装置(4)的正下方固定安装有固定轴(5)，所述固定轴(5)上均匀活动套接有活动夹(6)，所述活动夹(6)与硅棒(11)活动连接，所述固定架(1)上且位于硅棒(11)的两端活动安装有支撑装置(7)，所述支撑装置(7)上活动连接有限位板(8)，所述限位板(8)与活动夹(6)活动卡接，所述限位板(8)有两个，且通过螺栓固定连接，所述切割传动装置(4)的右侧底部固定安装有限位涂覆装置(9)，所述金刚石线锯(12)从限位涂覆装置(9)中穿过，所述切割传动装置(4)的左侧底部固定安装有限位收液装置(10)，所述金刚石线锯(12)从限位收液装置(10)中穿过。
2.根据权利要求1所述的一种硅棒切片装置，其特征在于：所述活动夹(6)分为左右两个部分，且对称分布，所述活动夹(6)的右部分顶部活动卡接有一个限位板(8)，所述限位板(8)的左部分顶部活动卡接有另一个限位板(8)，所述硅棒(11)通过两个限位板(8)之间的锁紧进而被活动夹(6)夹紧，所述活动夹(6)将硅棒(11)均匀等分，且相邻两个活动夹(6)之间设有一定的空隙，所述切割传动装置(4)上活动安装有三个活动辊，所述切割传动装置(4)上的三个活动辊上且位于相邻两个活动夹(6)中间的正上方均均匀开设有V型槽，所述金刚石线锯(12)分别与三个活动辊上V型槽活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种硅棒切片装置，其特征在于：所述活动夹(6)的内侧上固定安装有弧形橡胶条。
4.根据权利要求1所述的一种硅棒切片装置，其特征在于：所述支撑装置(7)包括固定连杆(71)和收紧螺纹转杆(72)，所述固定连杆(71)有两个，且对称分布，所述收紧螺纹转杆(72)与左部的固定连杆(71)活动连接，所述收紧螺纹转杆(72)与右部的固定连杆(71)螺纹连接，所述固定连杆(71)的顶端活动安装有支撑块(73)，所述支撑块(73)与限位板(8)活动卡接。
5.根据权利要求1所述的一种硅棒切片装置，其特征在于：所述限位涂覆装置(9)包括固定箱一(91)，所述固定箱一(91)的内部开设有储液腔(92)和活塞腔(94)，所述固定箱一(91)的内部且位于储液腔(92)的下方均匀开设有分液口(96)，所述储液腔(92)与分液口(96)连通，所述固定箱一(91)的顶部开设有进液口(97)，所述进液口(97)与储液腔(92)连通，所述固定箱一(91)的内部且位于活塞腔(94)的右侧开设有传输孔(95)，所述活塞腔(94)通过活塞腔(94)与储液腔(92)连通，所述固定箱一(91)的中部且位于分液口(96)的正下方穿过金刚石线锯(12)，所述固定箱一(91)的内腔中活动安装有动力装置(93)；
所述动力装置(93)包括限位轮一(931)，所述限位轮一(931)的顶部与金刚石线锯(12)活动连接，所述限位轮一(931)的正面活动连接有传动连杆(932)，所述传动连杆(932)的底端活动连接有传动活塞(933)，所述传动活塞(933)与活塞腔(94)活动套接。
6.根据权利要求1所述的一种硅棒切片装置，其特征在于：所述限位收液装置(10)包括固定箱二(101)和限位轮二(102)，所述限位轮二(102)与固定箱二(101)的内腔活动连接，所述金刚石线锯(12)从固定箱二(101)中穿过，且与限位轮二(102)活动连接，所述固定箱二(101)的底部开设有出液口(103)，所述限位轮二(102)与传动活塞(933)规格相同。
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