CN113798965A - 一种硅芯制备设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种硅芯制备设备，属于硅芯加工技术领域，包括底座、滑动座、驱动装置以及打磨装置，滑动座与底座滑动连接，驱动装置安装在滑动座上，驱动装置与待加工硅芯传动连接，驱动装置能够驱动硅芯沿其轴线转动，打磨装置与底座间隔设置，打磨装置用于对硅芯进行打磨，以将硅芯的端部打磨成需要的形状和大小，滑动座带动驱动装置和硅芯移动时，能够令硅芯的一端移动至打磨装置的加工部位，从而对硅芯的端部进行打磨。本发明公开的硅芯制备设备能够将硅芯的端部打磨成各种大小和形状，以满足市场上的使用需求，采用驱动装置与打磨装置的配合，能够快速将硅芯的端部打磨成预设的形状和大小，加工效率高，且加工成品率高。

Description

一种硅芯制备设备

技术领域

本发明涉及硅芯加工技术领域，具体而言，涉及一种硅芯制备设备。

背景技术

晶体硅材料是最主要的光伏材料，其市场占有率在90％以上，其中，多晶硅是单质硅的一种形态，也可作拉制单晶硅的原料。在实际应用中，多晶硅还原炉中作为沉积中心的结构，是由两根纵向设置的和一根横向设置的晶硅芯装配而成。目前，常用的硅芯一端为方形或圆形，现有设备只能加工出固定尺寸、固定形状的硅芯，不能调节硅芯尺寸及硅芯形状，且存在加工效率低，加工出来的硅芯不规则等问题，因此本申请可根据需求加工不同形状及大小的硅芯，加工效率高。

发明内容

本发明公开了一种硅芯制备设备，以改善上述的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于上述的目的，本发明公开了一种硅芯制备设备，包括：

底座；

滑动座，所述滑动座与所述底座滑动连接；

驱动装置，所述驱动装置与所述滑动座连接，所述驱动装置与所述硅芯传动连接，所述驱动装置能够驱动所述硅芯沿其轴线转动；以及

打磨装置，所述打磨装置用于对所述硅芯进行打磨。

可选地：所述驱动装置包括：

安装座，所述安装座与所述滑动座连接；

用于安装所述硅芯的夹持结构，所述夹持结构与所述安装座转动连接；以及

驱动电机、传动组件，所述驱动电机与所述滑动座连接，所述驱动电机通过所述传动组件驱动所述硅芯转动。

可选地：所述夹持结构包括：

空心主轴，所述空心主轴通过轴承与所述安装座连接，所述空心主轴上设置有用于安装所述硅芯的安装孔；以及

用于将所述硅芯与所述空心主轴固定的气动夹持器。

可选地：所述传动组件包括：

主动轮，所述主动轮与所述驱动电机传动连接；

从动轮，所述从动轮与所述夹持结构连接，且所述夹持结构能够随所述从动轮同步转动；以及

皮带，所述皮带绕制于所述主动轮和所述从动轮之间，以使所述从动轮随所述主动轮转动。

可选地：所述打磨装置包括：

主电机；

驱动轴，所述驱动轴与所述主电机传动连接；

两个相对设置的磨砂轮，且两个所述磨砂轮均与所述驱动轴连接，所述磨砂轮的转动轴线与所述硅芯的轴线垂直；以及

调整结构，所述调整结构用于调节两个所述磨砂轮之间的距离。

可选地：所述调整结构包括多个调整垫块，所述多个调整垫块均安装于两个所述磨砂轮之间，所述磨砂轮与所述调整垫块连接，所述主电机驱动多个所述调整垫块同步转动。

可选地：所述调整结构包括：

控制电机，所述控制电机安装于所述驱动轴内；

丝杆，所述控制电机与所述丝杆传动连接，且所述丝杆与所述驱动轴同轴设置；以及

两个控制件，两个所述控制件均与所述驱动轴滑动连接，且两个所述控制件均与所述丝杆螺纹连接，两个所述控制件上的螺纹旋向相反，以使所述丝杆转动时，两个所述控制件沿相反的方向移动，两个所述控制件与两个所述磨砂轮一一对应连接。

可选地：所述控制件上设置有滑块和弹性件，所述滑块与所述控制件滑动连接，所述滑块沿所述控制件的径向滑动，所述弹性件的两端分别与所述控制件和所述滑块连接，所述弹性件令所述滑块具有沿所述控制件的径向向外移动的趋势；

所述磨砂轮的上设置有用于与所述滑块配合的卡槽，所述滑块与所述卡槽卡接配合。

可选地：所述控制件上设置有转动盘，所述转动盘与所述丝杆采用棘轮棘齿结构连接，所述棘轮棘齿结构令所述丝杆反向转动时，所述转动盘与所述丝杆同步转动，所述转动盘上设置有弧形槽；

所述滑块上设置有用于与所述弧形槽配合的卡接部，所述卡接部与所述弧形槽卡接配合，以使所述转动盘沿反向转动时，所述滑块沿所述控制件的径向向内移动。

可选地：所述转动盘与所述驱动轴转动连接。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果是：

本发明公开的硅芯制备设备能够将硅芯的端部打磨成各种大小和形状，以满足市场上的使用需求，采用驱动装置与打磨装置的配合，能够快速将硅芯的端部打磨成预设的形状和大小，加工效率高，且加工成品率高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1公开的硅芯制备设备的示意图；

图2示出了本发明实施例1公开的驱动装置的示意图；

图3示出了本发明实施例1公开的打磨装置的示意图；

图4示出了本发明实施例2公开的调整结构的示意图；

图5示出了本发明实施例2公开的控制件的示意图。

图中：

100-底座；200-滑动座；300-驱动装置；310-安装座；321-空心主轴；322-气动夹持器；330-驱动电机；340-传动组件；400-打磨装置；410-主电机；420-驱动轴；430-磨砂轮；440-调整结构；441-控制电机；442-丝杆；443-控制件；4431-滑块；4432-弹性件；4433-转动盘；500-硅芯。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中公开的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

参阅图1至图3，本发明实施例公开了一种硅芯500制备设备，其包括底座100、滑动座200、驱动装置300以及打磨装置400。滑动座200安装在底座100上，且滑动座200与底座100滑动连接，滑动座200能够在水平方向上相对于底座100滑动。驱动装置300安装在滑动座200上，且驱动装置300能够随滑动座200同步移动。驱动装置300与待加工硅芯500传动连接，驱动装置300能够驱动硅芯500沿其轴线转动。打磨装置400与底座100间隔设置，打磨装置400用于对硅芯500进行打磨，以将硅芯500的端部打磨成需要的形状和大小，滑动座200带动驱动装置300和硅芯500移动时，能够令硅芯500的一端移动至打磨装置400的加工部位，从而对硅芯500的端部进行打磨。

使用前，先确认硅芯500需要被打磨的形状和大小，若硅芯500的端部需要被打磨成圆形，则在滑动座200相对于底座100移动的同时，驱动装置300带动硅芯500持续转动，这样在打磨完成后，硅芯500的端部被打磨成大小合适的圆柱形；若要将硅芯500的端部打磨成矩形，则在滑动座200移动之前，由驱动装置300带动硅芯500转动一定的角度后停止转动，之后由滑动座200送入打磨装置400的打磨部位，打磨完成后退出，之后由驱动装置300再次驱动硅芯500转动90度，然后再送入打磨装置400内，完成打磨后，硅芯500的端部被打磨成大小合适的矩形。当然，以上仅为加工呈圆形和方形的加工方式，在其他实施例中，若要将硅芯500的端部加工呈正六边形等形状时，只需对改变驱动装置300带动硅芯500的转动角度即可，当然，需要重复更多次的上述打磨过程。

本实施例公开的硅芯500制备设备能够将硅芯500的端部打磨成各种大小和形状，以满足市场上的使用需求，采用驱动装置300与打磨装置400的配合，能够快速将硅芯500的端部打磨成预设的形状和大小，加工效率高，且加工成品率高。

底座100与打磨装置400的位置事先被相对固定。在底座100上设置有滑槽，在滑动座200上设置有用于与该滑槽配合的卡块，卡块卡接于该滑槽内。利用滑槽和卡块的配合来对滑动座200进行导向，能够令滑动座200的滑动更加的平稳，且在硅芯500被打磨的过程中，滑动座200也不会发生偏移。

在本实施例中，令滑槽的延伸方向与硅芯500的轴线方向垂直，这样在硅芯500进入打磨装置400时，是沿硅芯500的径向进入，这样避免硅芯500的端部直接与打磨装置400接触产生撞击。由于硅芯500在制作出来时基本呈圆柱状，因此令硅芯500沿其径向进入打磨装置400可以形成一定的缓冲，避免打磨装置400直接与硅芯500的最大直径位置接触，从而对打磨装置400与贵姓形成保护，进而提高成品率。

底座100上的滑槽形状可以是多种多样，例如图1中的锯齿形状，在其他的实施例中，将滑槽甚至为燕尾槽、“T”型槽或者一般的凹槽等结构都是可以的。

驱动装置300包括安装座310、夹持结构、驱动电机330以及传动组件340。安装座310和驱动电机330均安装在滑动座200上，夹持结构与安装座310转动连接，夹持结构用于对硅芯500进行夹持固定，当夹持结构相对于安装座310转动时，硅芯500能够随夹持结构同步转动。

夹持结构包括空心主轴321和用于将硅芯500与空心主轴321固定的气动夹持器322。气动夹持器322设置为两个，两个气动夹持器322分别位于空心主轴321的两端，以使硅芯500被固定的更加稳定。空心主轴321为空心结构，硅芯500穿过该空心主轴321，空心主轴321则通过轴承与安装座310连接。

驱动电机330通过传动组件340与夹持结构连接，驱动电机330工作时，通过该传动组件340能够带动夹持组件和硅芯500转动。具体地，传动组件340包括主动轮、从动轮和皮带。主动轮与驱动电机330传动连接，从动轮与夹持结构连接，且夹持结构能够随从动轮同步转动，皮带绕制于主动轮和从动轮之间，以使从动轮随主动轮转动。驱动电机330工作、带动主动轮转动，从而通过皮带带动从动轮和与从动轮连接的夹持结构转动，进而带动硅芯500转动。

当然，将传动组件340设置为皮带传动仅为本实施例的一种实施方式，在其他的实施方式中，将查毒弄组件设置为齿轮传动等结构也是可以的。

在本实施例的一些实施方式中，打磨装置400包括主电机410、驱动轴420、调整结构440以及两个相对设置的磨砂轮430。主电机410与驱动轴420传动连接，两个磨砂轮430均安装于该驱动轴420，主电机410能够带动两个磨砂轮430同步转动，滑动座200带动硅芯500移动时，能够令待加工硅芯500的端部进入两个磨砂轮430之间，从而对硅芯500进行打磨，打磨完成后的硅芯500的大小与两个磨砂轮430之间的距离一致。调整结构440用于调整两个磨砂轮430之间的距离，从而控制硅芯500的端部被打磨后的大小，而对硅芯500端部形状的控制，则由驱动电机330来进行调整。

在本实施例中，调整结构440包括多个调整垫块，这些调整垫块安装在两个磨砂轮430之间，通过改变调整垫块的数量，可以改变两个磨砂轮430之间的距离，从而改变被打磨完成后的硅芯500端部的大小。调整垫块安装于主电机410的输出端，调整垫块能够对磨砂轮430同步转动，从而保证磨砂轮430以及调整垫块的稳定性。

实施例2：

参照图4和图5，本实施例也公开了一种硅芯500制备设备，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上的进一步改进，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已公开的技术方案不再重复描述。

具体的，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例公开的硅芯500制备设备的调整结构440与实施例1不同。

本实施例公开的硅芯500制备设备的调整结构440包括控制电机441、丝杆442和两个控制件443。控制电机441安装于驱动轴420内，控制电机441与丝杆442传动连接，且丝杆442与驱动轴420同轴设置。两个控制件443均与驱动轴420滑动连接，且两个控制件443均与丝杆442螺纹连接，两个控制件443上的螺纹旋向相反，以使丝杆442转动时，两个控制件443沿相反的方向移动，两个控制件443与两个磨砂轮430一一对应连接。利用控制电机441驱动丝杆442转动，能够同时带动连接驱动件移动。当驱动电机330驱动丝杆442正向转动时，两个控制件443带动两个磨砂轮430相互靠近；当驱动电机330驱动丝杆442反向转动时，两个控制件443带动两个磨砂轮430相互远离。

参阅图5，在本实施例中以图5中的顺时针方向为正向，以图5中的逆时针方向为反向。

在控制件443上设置有滑块4431、弹性件4432和转动盘4433。滑块4431与控制件443滑动连接，滑块4431沿控制件443的径向滑动，弹性件4432的两端分别与控制件443和滑块4431连接，弹性件4432令滑块4431具有沿控制件443的径向向外移动的趋势。在磨砂轮430的上设置有用于与滑块4431配合的卡槽，滑块4431与卡槽卡接配合。安装时，挤压滑块4431即可令滑块4431退回控制件443内，之后磨砂轮430被移动至指定位置后，滑块4431在弹性件4432的作用下重新凸出控制件443的表面，并与磨砂轮430形成卡接，实现控制件443与磨砂轮430之间的连接，且之后在磨砂轮430工作时，在离心力的作用下，滑块4431也具有沿控制件443的径向向外移动的趋势，从而使控制件443与磨砂轮430连接的更加稳固，避免磨砂轮430在工作时，相对于控制件443发生松动。

转动盘4433与驱动轴420之间为转动连接，且转动盘4433与驱动轴420同轴设置。转动盘4433与丝杆442之间设置有棘轮棘齿结构，通过该棘轮棘齿结构可以令丝杆442反向转动时，转动盘4433与丝杆442同步转动，而在丝杆442正向转动时，转动盘4433不受丝杆442转动的影响，

转动盘4433的直径设置的较大，以使滑块4431的一端卡入磨砂轮430后，其另一端在驱动轴420的轴线方向上也有一部分与转动盘4433重合，滑块4431在该部分设置有卡接部，而转动盘4433上对应设置有弧形槽，弧形槽与卡接部卡接配合。

当卡接部卡入转动盘4433上后，转动盘4433随丝杆442反向转动时，转动盘4433能够带动滑块4431沿控制件443的径向向内移动，以方便安装磨砂轮430。磨砂轮430移动至合适的位置后，控制电机441驱动丝杆442正向移动，虽然此时转动盘4433不会在丝杆442的带动下转动，但是滑块4431在弹性件4432的作用下，具有沿控制件443的径向向外移动的趋势，也就令转动盘4433具有沿正向转动的趋势，转动盘4433沿正向移动后，滑块4431可以卡入卡槽内，完成控制件443与磨砂轮430之间的安装。之后在驱动电机330继续驱动丝杆442正向转动时，丝杆442能够带动两个控制件443以及两个磨砂轮430相互靠近。

当磨砂轮430使用一段时间后需要进行更换时，利用控制电机441带动丝杆442反向转动，两个控制件443相互远离，直至滑块4431上的卡接部重新卡入到转动盘4433上的弧形槽内，继续令丝杆442反向转动，转动盘4433能够带动滑块4431回到控制件443内，此时可以将磨砂轮430取下。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硅芯制备设备，其特征在于，包括：

底座；

滑动座，所述滑动座与所述底座滑动连接；

驱动装置，所述驱动装置与所述滑动座连接，所述驱动装置与所述硅芯传动连接，所述驱动装置能够驱动所述硅芯沿其轴线转动；以及

打磨装置，所述打磨装置用于对所述硅芯进行打磨。

2.根据权利要求1所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述驱动装置包括：

安装座，所述安装座与所述滑动座连接；

用于安装所述硅芯的夹持结构，所述夹持结构与所述安装座转动连接；以及

驱动电机、传动组件，所述驱动电机与所述滑动座连接，所述驱动电机通过所述传动组件驱动所述硅芯转动。

3.根据权利要求2所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述夹持结构包括：

空心主轴，所述空心主轴通过轴承与所述安装座连接，所述空心主轴上设置有用于安装所述硅芯的安装孔；以及

用于将所述硅芯与所述空心主轴固定的气动夹持器。

4.根据权利要求3所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述传动组件包括：

主动轮，所述主动轮与所述驱动电机传动连接；

从动轮，所述从动轮与所述夹持结构连接，且所述夹持结构能够随所述从动轮同步转动；以及

皮带，所述皮带绕制于所述主动轮和所述从动轮之间，以使所述从动轮随所述主动轮转动。

5.根据权利要求1所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述打磨装置包括：

主电机；

驱动轴，所述驱动轴与所述主电机传动连接；

两个相对设置的磨砂轮，且两个所述磨砂轮均与所述驱动轴连接，所述磨砂轮的转动轴线与所述硅芯的轴线垂直；以及

调整结构，所述调整结构用于调节两个所述磨砂轮之间的距离。

6.根据权利要求5所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述调整结构包括多个调整垫块，所述多个调整垫块均安装于两个所述磨砂轮之间，所述磨砂轮与所述调整垫块连接，所述主电机驱动多个所述调整垫块同步转动。

7.根据权利要求5所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述调整结构包括：

控制电机，所述控制电机安装于所述驱动轴内；

丝杆，所述控制电机与所述丝杆传动连接，且所述丝杆与所述驱动轴同轴设置；以及

两个控制件，两个所述控制件均与所述驱动轴滑动连接，且两个所述控制件均与所述丝杆螺纹连接，两个所述控制件上的螺纹旋向相反，以使所述丝杆转动时，两个所述控制件沿相反的方向移动，两个所述控制件与两个所述磨砂轮一一对应连接。

8.根据权利要求7所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述控制件上设置有滑块和弹性件，所述滑块与所述控制件滑动连接，所述滑块沿所述控制件的径向滑动，所述弹性件的两端分别与所述控制件和所述滑块连接，所述弹性件令所述滑块具有沿所述控制件的径向向外移动的趋势；

所述磨砂轮的上设置有用于与所述滑块配合的卡槽，所述滑块与所述卡槽卡接配合。

9.根据权利要求8所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述控制件上设置有转动盘，所述转动盘与所述丝杆采用棘轮棘齿结构连接，所述棘轮棘齿结构令所述丝杆反向转动时，所述转动盘与所述丝杆同步转动，所述转动盘上设置有弧形槽；

所述滑块上设置有用于与所述弧形槽配合的卡接部，所述卡接部与所述弧形槽卡接配合，以使所述转动盘沿反向转动时，所述滑块沿所述控制件的径向向内移动。

10.根据权利要求9所述的硅芯制备设备，其特征在于，所述转动盘与所述驱动轴转动连接。

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