CN114559569B - 单晶硅竖向切割边皮收集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单晶硅竖向切割边皮收集方法，包括利用一种单晶硅切割回收装置，其包括夹持单晶硅夹持装置、单晶硅夹持装置上方的移动切割架，移动切割架内侧具有线切割装置，切割移动架的上设置有回转件，切割移动架由切割驱动装置驱动上下移动，回转件上设置有用于夹持切割后边皮的边皮夹持结构，边皮夹持结构旁侧设置有能吸附边皮的吸盘；通过边皮夹持结构与吸盘的配合能够满足边皮的快速安全转运，避免造成边皮表面的磕碰以利于回收利用。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅加工设备技术领域，尤其指单晶硅竖向切割边皮收集方法。
背景技术
单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。单晶硅在加工时会产生边片，这些边皮可以进行回收再利用，现有技术在边皮产生后是直接掉落到接料槽内，再通过人工将边皮输送到下一步骤，但是边皮在从高处下料会撞击接料槽，边皮易破损，不利于边皮料回收，且人工输送边皮，会降低边皮的输送效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够适用于立式开方机的棒料转运机构。能够方便地实现对单晶硅的切割后边皮的高效安全转运。
本发明的技术方案如下：一种单晶硅竖向切割边皮收集方法，包括利用一种单晶硅切割回收装置，所述单晶硅切割回收装置包括夹持单晶硅夹持装置及位于单晶硅夹持装置上方的移动切割架，所述移动切割架内侧具有线切割装置，切割移动架的上设置有回转件，切割移动架由切割驱动装置驱动上下移动，所述回转件上设置有用于夹持切割后边皮的边皮夹持结构，所述边皮夹持结构边皮上夹爪及边皮下夹爪，所述边皮夹持结构旁侧设置有能吸附边皮的吸盘；
具体包括以下步骤：
(1)切割移动架在切割驱动装置驱动下竖向对单晶硅侧部进行切割开方；
(2)切割后的边皮由回转件上的边皮上夹爪及边皮下夹爪夹持并通过回转件回转将边皮的平面朝向吸盘；
(3)吸盘对边皮的平面吸附并进行转运。
优选的，所述回转件上固定有固定板，所述固定板上设置有设置有横向驱动机构以驱动边皮下夹爪伸出至单晶硅边皮下方，固定板上还设置有竖向驱动装置以驱动边皮上夹爪上下移动夹持或松开单晶硅边皮。
优选的，所述回转件包括转轴及驱动转轴转动的回转件电机，所述横向驱动装置包括边皮下夹爪气缸，所述边皮下夹爪气缸固定于固定板上，边皮下夹爪气缸的伸缩端与边皮下夹爪固定连接，所述竖向驱动装置为边皮竖向气缸，所述边皮竖向气缸固定于固定板上端，边皮竖向气缸的伸缩端与边皮上夹爪固定连接。
优选的，所述固定板上位于边皮上夹爪与边皮下夹爪之间固定有朝向边皮的支撑板，所述支撑板端部固定有弹性件，弹性件前端形状呈凹字型。
优选的，所述吸盘下方具有设置于机架上的传送带，所述吸盘位于一吸盘座上，吸盘与负压管路连通，所述吸盘座与一转杆固定连接，所述转杆与一滑动板通过轴承连接，所述机架上表面固定有吸盘导轨，所述滑动板下表面具有能与吸盘导轨配合的滑槽，所述滑动板由滑动板气缸驱动靠近或远离移动切割架方向移动，所述转杆由转杆驱动装置驱动转动。
优选的，所述吸盘座的下部延伸有用于承托边皮的托台，托台上表面固定有柔性垫块。
优选的，所述线切割装置包括主动轮、张紧轮及绕于两者外部的切割线，所述切割装置成对设置于单晶硅两侧。
优选的，单晶硅夹持装置包括用于支撑单晶硅的回转下夹持件及沿单晶硅轴向夹持单晶硅的上夹持件，所述上夹持件由中心驱动装置驱动上下移动，所述回转下夹持件由电机驱动能转动地设置于一底座上。
优选的，所述上夹持件与下加持件旁侧还设置有用于夹持单晶硅边皮的边皮上夹件及边皮下夹件，所述边皮上夹件及边皮下夹件由边皮夹持驱动装置驱动夹紧单晶硅待切割边皮区域。
优选的，所述边皮上夹爪形状为一U形结构，边皮下夹爪形状为对称的长条矩形，所述边皮上夹件下端面对应U形中部具有凸部，所述边皮下夹件呈块状位边皮下夹爪于旁侧。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过吸盘与边皮边皮夹持结构，能够在柱状单晶硅切割后进行边皮的转运回收，边皮预先通过转动实现边皮。
(2)本发明实施例中支撑板端部采用弹性件，对边皮材料进行了有效保护，本发明采用边皮上夹爪、边皮下夹爪配合支撑板对边皮材料进行夹持，夹持更稳定。
(3)本发明实施例中在装置中吸盘座在吸附边皮后将边皮横置从而避免边皮直接直接从高处掉落在传送带上，避免对传送带与边皮表面造成损害，有利于边皮料回收。
附图说明
图1为本发明实施例一整体结构示意图；
图2为本发明边皮夹持机构结构示意图；
图3为本发明单晶硅夹持装置结构示意图；
图4为本发明图3单晶硅夹持装置局部结构示意图；
图5为本发明吸盘部分工作状态结构示意图1；
图6为本发明吸盘部分工作状态结构示意图2；
图7为本发明吸盘部分另一实施例工作状态结构示意图1；
图8为本发明吸盘部分另一实施例工作状态结构示意图2；
图中：100-单晶硅，10-移动切割架，110-主动轮，120-张紧轮，20-转轴，201-回转件电机，1210-固定板，220-边皮上夹爪，221-边皮竖向气缸， 230-边皮下夹爪，231-边皮下夹爪气缸，30-吸盘座，310-吸盘，320-转杆， 321-摆柄，322-转杆气缸，330-滑动板；340-托台；350-滑动板气缸，40-传送带；510-回转下夹持件，511-回转底座，520上夹持件，530-边皮上夹件， 540-边皮下夹件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1-6，一种单晶硅竖向切割边皮收集方法，包括利用一种单晶硅切割回收装置，所述单晶硅切割回收装置包括夹持单晶硅夹持装置及位于单晶硅夹持装置上方的移动切割架10，所述移动切割架内侧具有线切割装置，切割移动架的上设置有回转件，切割移动架由切割驱动装置驱动上下移动，所述回转件上设置有用于夹持切割后边皮的边皮夹持结构，所述边皮夹持结构边皮上夹爪220及边皮下夹爪230，所述边皮夹持结构旁侧设置有能吸附边皮的吸盘310；
本实施例中，所述线切割装置包括主动轮110、张紧轮120及绕于两者外部的切割线130，所述切割装置成对设置于单晶硅两侧。利用线切割的原理，在切割移动架上下移动的过程中对位于单晶硅夹持装置上的单晶硅切割。
本实施例中，所述的线切割装置具有一对，当切割移动架移动时能够竖向对圆柱状的单晶硅进行切割将其两侧切割形成平面，经过两次切割能够将圆柱状单晶硅形成截面为矩形的柱状结构。
所述的边皮夹持结构与吸盘310配合能够满足将切割过程后的边皮进行收集和转运。
本实施例中，所述回转件上固定有固定板210，所述固定板上设置有设置有横向驱动机构以驱动边皮下夹爪伸出至单晶硅边皮下方，固定板210上还设置有竖向驱动装置以驱动边皮上夹爪上下移动夹持或松开单晶硅边皮。
本实施例中，所述回转件包括转轴20及驱动转轴转动的回转件电机201，所述横向驱动装置包括边皮下夹爪气缸231，所述边皮下夹爪气缸231固定于固定板上，边皮下夹爪气缸231的伸缩端与边皮下夹爪固定连接，所述竖向驱动装置为边皮竖向气缸221，所述边皮竖向气缸固定于固定板上端，边皮竖向气缸221的伸缩端与边皮上夹爪固定连接。
具体的，本实施例中，固定板与回转件通过连接杆连接实现同步带动固定板转动，另外所述的下夹爪气缸231与边皮竖向气缸221可以替换为液压或电动丝杆形式驱动，下夹爪气缸231与边皮竖向气缸221与固定板固定连接，通过将边皮下夹爪气缸231伸入边皮下部之后边皮上夹爪220下压边皮上部，实现对边皮在切割过程中的支撑，本实施例中，边皮夹持结构与吸盘310成对设置在移动切割架10的两侧，实现对单晶硅两侧边皮的同步夹持转移。
如图5—6所示，本实施例中，所述吸盘310下方具有设置于机架上的传送带40，所述吸盘位于一吸盘座30上，吸盘310与负压管路连通，所述吸盘座与一转杆320固定连接，所述转杆320与一滑动板330通过轴承连接，所述机架上表面固定有吸盘导轨，所述滑动板下表面具有能与吸盘导轨配合的滑槽，所述滑动板由滑动板气缸350驱动靠近或远离移动切割架方向移动。
本实施例中，所述转杆320由转杆驱动装置驱动转动，本实施例中，转杆 320固定连接有摆柄321，所述转杆驱动装置为转杆气缸322，转杆气缸322的伸缩端铰接连接摆柄远离转杆一端，转杆气缸322尾部与滑动板铰接连接，通过转杆气缸322伸缩端拉动摆柄带动转杆转动，进而通过转杆带动吸盘座实现竖向及横向的转换。
上述结构中，所述的吸盘导轨与滑动板330配合是为了能够实现吸盘位置接近或远离由回转件递送而来的边皮，滑动板330由滑动板气缸350驱动靠近或远离边皮。同样的还可以采用直线导轨、油缸等类似的结构替代滑动板气缸 350进行驱动。
如图7—8所示，本发明的又一实施例中，相比于上一实施例，所述的滑动板330位于机架朝向传送带40的一侧，区别在于，所述的摆柄321与吸盘座30固定连接，摆柄321偏离吸盘座与转杆320的连接部位，转杆驱动装置为转杆气缸322，转杆气缸322的伸缩端铰接连接摆柄远离吸盘座30的一端，转杆气缸322固定端与滑动板铰接连接，通过转杆气缸322伸缩端拉动摆柄带动转杆转动，进而通过转杆带动吸盘座实现竖向与横向的转换。
在本发明的任一实施例中，单晶硅夹持装置包括用于支撑单晶硅的回转下夹持件510及沿单晶硅轴向夹持单晶硅的上夹持件520，所述上夹持件由中心驱动装置驱动上下移动，所述回转下夹持件510由电机驱动能转动地设置于一底座511上。
中心驱动装置采用气缸、液压或电缸，通过中心驱动装置的伸缩端竖向伸缩控制上夹持件520与回转下夹持件510共同夹紧待切割柱状单晶硅。
在本发明的任一实施例中，所述上夹持件与下加持件旁侧还设置有用于夹持单晶硅边皮的边皮上夹件530及边皮下夹件540，所述边皮上夹件及边皮下夹件由边皮夹持驱动装置驱动夹紧单晶硅待切割边皮区域。
本实施例中，所述的边皮上夹件530及边皮下夹件540均由独立的边皮夹持驱动装置驱动实现两者相向或背向移动，用于对切割边皮的部分进行辅助夹持。边皮夹持驱动装置可以是气缸、电缸或液压缸。
依托上述实施例技术方案，工作时，依据以下步骤进行：
(1)单晶硅固定于上夹持件520与回转下夹持件510之间后，边皮上夹件530及边皮下夹件540同步作用夹持待切割边皮；
(2)移动切割架下移，移动切割架带动线切割装置与边皮上夹爪220与边皮下夹爪230结构同步向下运动，边皮下夹爪230回缩，边皮上夹爪220随着线切割过程逐渐同步下行；
(3)切割完成后，下夹爪气缸231带动边皮下夹爪230伸出至边皮的底面使边皮下夹爪230上表面与边皮底面贴合，之后边皮竖向气缸221驱动边皮上夹爪220下行扣于边皮上表面，使边皮夹持于边皮上夹爪220与边皮下夹爪230 之间；
(4)边皮上夹件与边皮下夹件回缩，电机驱动固定板210连同夹持边皮的边皮上夹爪220及边皮下夹爪230同步旋转，将边皮的平面朝向吸盘一侧，吸盘座30处于竖向位置并通过滑动板气缸驱动接近吸附边皮，利用吸盘的负压吸附边皮平面，之后边皮竖向气缸221驱动边皮上夹爪220松开边皮；
(5)转杆带动吸盘座转动将吸盘座上吸附的边皮由竖直状态横置，之后吸盘负压解除边皮掉落至下方的传送带40输出，移动切割架上升，切割完成两侧的单晶硅旋转180°等待切割另外两侧位置，完成一次循环。
在本发明的一个实施例中，所述固定板上位于边皮上夹爪与边皮下夹爪之间固定有朝向边皮的支撑板，所述支撑板端部固定有弹性件，弹性件前端形状呈凹字型。
在上述实施例中，所述固定板210位于上夹爪与下夹爪之间固定有支撑板240，支撑板240朝向边皮的一段为弹性材料制成的弹性件241，所述弹性材料为橡胶材质，弹性件能在转动边皮转动和夹持过程中顶靠边皮外表面，保证其在移动过程中的不发生倾斜。
所述吸盘座30的下部延伸有用于承托边皮的托台340，托台上表面固定有柔性垫块341。通过托台340能够辅助支撑边皮防止边皮掉落，通过垫块341 能市边皮在转运的过程中更为稳定且不会对边皮产生划痕。
为了避免边皮上夹件530及边皮下夹件540与边皮上夹爪及边皮下夹爪产生干涉，所述边皮上夹爪形状为一U形结构，边皮下夹爪形状为对称的长条矩形，所述边皮上夹件下端面对应U形中部具有凸部，所述边皮下夹件呈块状位边皮下夹爪于旁侧。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是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，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于，包括利用一种单晶硅切割回收装置，所述单晶硅切割回收装置包括夹持单晶硅夹持装置及位于单晶硅夹持装置上方的移动切割架，所述移动切割架内侧具有线切割装置，切割移动架的上设置有回转件，切割移动架由切割驱动装置驱动上下移动，所述回转件上设置有用于夹持切割后边皮的边皮夹持结构，所述边皮夹持结构边皮上夹爪及边皮下夹爪，所述边皮夹持结构旁侧设置有能吸附边皮的吸盘；
具体包括以下步骤：
(1)切割移动架在切割驱动装置驱动下竖向对单晶硅侧部进行切割开方；
(2)切割后的边皮由回转件上的边皮上夹爪及边皮下夹爪夹持并通过回转件回转将边皮的平面朝向吸盘；
(3)吸盘对边皮的平面吸附并进行转运；
所述回转件上固定有固定板，所述固定板上设置有横向驱动装置以驱动边皮下夹爪伸出至单晶硅边皮下方，固定板上还设置有竖向驱动装置以驱动边皮上夹爪上下移动夹持或松开单晶硅边皮；
所述回转件包括转轴及驱动转轴转动的回转件电机，所述横向驱动装置包括边皮下夹爪气缸，所述边皮下夹爪气缸固定于固定板上，边皮下夹爪气缸的伸缩端与边皮下夹爪固定连接，所述竖向驱动装置为边皮竖向气缸，所述边皮竖向气缸固定于固定板上端，边皮竖向气缸的伸缩端与边皮上夹爪固定连接。
2.根据权利要求1所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述固定板上位于边皮上夹爪与边皮下夹爪之间固定有朝向边皮的支撑板，所述支撑板端部固定有弹性件，弹性件前端形状呈凹字型。
3.根据权利要求1所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述吸盘下方具有设置于机架上的传送带，所述吸盘位于一吸盘座上，吸盘与负压管路连通，所述吸盘座与一转杆固定连接，所述转杆与一滑动板通过轴承连接，所述机架上表面固定有吸盘导轨，所述滑动板下表面具有能与吸盘导轨配合的滑槽，所述滑动板由滑动板气缸驱动靠近或远离移动切割架方向移动，所述转杆由转杆驱动装置驱动转动。
4.根据权利要求3所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述吸盘座的下部延伸有用于承托边皮的托台，托台上表面固定有柔性垫块。
5.根据权利要求1所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述线切割装置包括主动轮、张紧轮及绕于两者外部的切割线，所述切割装置成对设置于单晶硅两侧。
6.根据权利要求1所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：单晶硅夹持装置包括用于支撑单晶硅的回转下夹持件及沿单晶硅轴向夹持单晶硅的上夹持件，所述上夹持件由中心驱动装置驱动上下移动，所述回转下夹持件由电机驱动能转动地设置于一底座上。
7.根据权利要求6所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述上夹持件与下加持件旁侧还设置有用于夹持单晶硅边皮的边皮上夹件及边皮下夹件，所述边皮上夹件及边皮下夹件由边皮夹持驱动装置驱动夹紧单晶硅待切割边皮区域。
8.根据权利要求7所述的单晶硅竖向切割边皮收集方法，其特征在于：所述边皮上夹爪形状为一U形结构，边皮下夹爪形状为对称的长条矩形，所述边皮上夹件下端面对应U形中部具有凸部，所述边皮下夹件呈块状位边皮下夹爪于旁侧。
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