CN204076541U - 一种多晶硅块切割设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多晶硅块切割设备。主要包括可调刀架，固定刀架，调距丝杠，调距导轨，工作台，床身等。本设备含有两条电镀金刚石线锯，两条电镀金刚石线锯分别安装在可调刀架、固定刀架的轮系上，其中电镀金刚石线锯二的位置固定，电镀金刚石线锯一在沿着多晶硅块的长度方向上可以进行调整，这样可以加工不同杂质区厚度的多晶硅块。在工作过程中，两条电镀金刚石线锯可同时切割多晶硅块的头尾部分，从而使得工作台只需一次进给就可以同时完成多晶硅块头尾的切割去除工作，减少了工件装夹次数，提高了切割效率和切割质量。
Description
技术领域：
本实用新型涉一种多晶硅块切割设备，具体说是一种双电镀金刚石线锯的多晶硅块去头尾切割设备，属于非导电硬脆材料切割技术领域。
背景技术：
目前，多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级，其中电子级多晶硅占55％左右，太阳能级多晶硅占45％。随着光伏产业的迅猛发展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的发展。
多晶硅太阳电池由多晶硅片通过后继加工得到，生产多晶硅片又分为两个步骤：1)铸造多晶硅锭；2)多晶硅锭切割。经铸造而成的硅锭，需先通过开方工序切割成一定截面尺寸的硅块，再进行硅片切割。硅块的截面尺寸通常为125×125mm或156×156mm，长度一般为350mm左右。因为多晶硅铸锭生产工艺的原因，造成多晶硅块头尾中含有较多杂质，形成杂质区。头尾杂质区不能用于切片，因此切片前需要用切割设备将多晶硅块头尾部分的杂质区去掉，这个过程就是去头尾。
去头尾一般步骤是：首先用检测设备进行检测，确定头尾杂质区的宽度，然后进行划线标记，标出需要切割掉的头尾杂质区，最后将做好划线标记的多晶硅块放置在切割设备上进行切割。由于每块多晶硅块的头尾杂质区宽度不同，因此一般的切割方法先使切割工具对准工件一端的杂质区划线标记，切除一端的杂质区后调整切割工具和多晶硅块的相对位置，使切割工具对准另一条杂质区的划线标记，切除另一端的的杂质区。因此多晶硅块的去头尾工序是通过两次切割完成的。
传统多晶硅块去头尾切割使用的切割工具是金刚石带锯、内圆切割片。切割时，多晶硅块放在工作台上，使多晶硅块的一端杂质区划线标记对准切割工具。一端切割完成后，将多晶硅块掉转方向，使另一端杂质区划线标记对准切割工具，再切割掉该端杂质区。无论带锯切割还是内圆切割，多晶硅块的头尾都要分两次切割完成，因此切割效率低。另外，由于多晶硅块分两次装夹，难以保证两个切割面的平行度，切割质量不高。
因此，如何避免上述多晶硅块去头尾切割设备的缺点，提供一种结构简单，成本低，切割效率高、质量高的多晶硅块切割设备是相关领域目前有待解决的问题。
发明内容：
针对上述技术问题，本实用新型专利的目的是提供一种结构简单，切割效率高的一种多晶硅块切割设备，以解决现有去头尾分两次切割，切割效率低，切割质量不高的问题。
本实用新型涉及的一种多晶硅块切割设备是这样实现的：含有两条电镀金刚石线锯，分别安装在两个轮系上，一条电镀金刚石线锯的位置固定，另一条电镀金刚石线锯可以沿多晶硅块长度方向上调整位置，从而调整两条电镀金刚石线锯的距离，以适应不同杂质区厚度的多晶硅块。多晶硅块放在工作台上，调整多晶硅块的位置和两条电镀金刚石线锯间的距离，使两条电镀金刚石线锯分别对准多晶硅块的杂质区划线标志，定位并夹紧多晶硅块。两条电镀金刚石线锯在主电机的驱动下高速运动，同时工作台在进给减速电机的带动下做进给运动，从而一次进给同时完成多晶硅块头尾的切割去除工作。同时，由于工件一次装夹，减少了装夹次数，大大提高了切割效率，并且提高了两个切割表面的平行度，提高了切割质量。
本实用新型所涉及一种多晶硅块切割设备包括：主电机一，V带，带轮，传动轴，驱动导轮一，固定导轮，电镀金刚石线锯一，电镀金刚石线锯二，驱动导轮二，张紧轮一，张紧轮二，张紧气缸，可调刀架，固定刀架，主电机二，调距减速电机，联轴器一，调距丝杠，调距导轨，夹具，工件，进给减速电机，联轴器二，进给丝杠，进给导轨，工作台，床身。
所述工作台和可调刀架都分别通过进给导轨和调距导轨安装在床身上；所述进给减速电机固定在工作台上，并通过联轴器二与进给丝杠连接；所述调距减速电机固定在床身上，并通过联轴器一与调距丝杠连接；所述调距丝杠又与可调刀架连接；所述张紧轮一、张紧轮二分别与张紧气缸连接；所述主电机一通过带轮、V带和传动轴相连，驱动导轮一安装在传动轴上；电镀金刚石线锯一安装在由驱动导轮一、固定导轮、张紧轮一形成的轮系上；所述主电机二通过带轮、V带和传动轴相连，驱动导轮二安装在传动轴上；电镀金刚石线锯二安装在由驱动导轮二、固定导轮、张紧轮二形成的轮系上；所述夹具安装在工作台上；所述工件为多晶硅块，放置在工作台上；所述电镀金刚石线锯一，电镀金刚石线锯二分别为环形。
优选的，所述固定导轮有4个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上；
优选的，所述张紧气缸有2个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上；
优选的，所述传动轴为2个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上。
本实用新型中涉及的放置多晶硅块的工作台上开有两个平行于多晶硅块进给方向的长槽以允许切割过程中电镀金刚石线锯通过；其中一个长槽与固定的电镀金刚石线锯对齐，其宽度较窄；另一个长槽宽度较宽，以允许当另一条电镀金刚石线锯位置调整时，在切割过程中电镀金刚石线锯可以通过工作台。
本实用新型所涉及的设备是这样工作的：先将检测做好杂质区划线标志的多晶硅块放在工作台上，使多晶硅块上的一条划线标志与电镀金刚石线锯二对齐，调整电镀金刚石线锯一的位置，使得另一划线标志与电镀金刚石线锯一对齐；然后通过夹具夹紧工件；最后启动切割设备，两条电镀金刚石线锯同时进行切割运动，从而一次完成多晶硅块的头尾切割工作。
本实用新型的优点：采用两条电镀金刚石线锯同时工作，其中一条电镀金刚石线锯的位置可根据多晶硅块杂质区的划线标志位置进行调整，可适应不同杂质区厚度的切割，因此一次进给可同时完成一块多晶硅块的去头尾切割工作，切割效率大幅度提高。多晶硅块只需一次装夹，减少了装夹时间，提高了两个切割面的平行度，切割质量高。本实用新型提供的一种多晶硅块切割设备，其结构简单，一次进给可同时完成多晶硅块的去头尾切割工作，切割效率高、切割质量好。
附图说明:
图1为本实用新型的主视图；
图2为本实用新型的左视图；
图3为本实用新型的俯视图。
图中标号：1.主电机一，2.V带，3.带轮，4.传动轴，5.驱动导轮一，6.固定导轮，7.电镀金刚石线锯一，8.电镀金刚石线锯二，9.驱动导轮二，10.张紧轮一，11.张紧轮二，12.张紧气缸，13.可调刀架，14.固定刀架，15.主电机二，16.调距减速电机，17.联轴器一，18.调距丝杠，19.调距导轨，20.夹具，21.工件，22.进给减速电机，23.联轴器二，24.进给丝杠，25.进给导轨，26.工作台，27.床身。
具体实施方式:
以下结合附图详细叙述本实用新型的具体实施例，具体实施如下。
如图1、图2和图3所示，本实用新型包括主电机一(1)，V带(2)，带轮(3)，传动轴(4)，驱动导轮一(5)，固定导轮(6)，电镀金刚石线锯一(7)，电镀金刚石线锯二(8)，驱动导轮二(9)，张紧轮一(10)，张紧轮二(11)，张紧气缸(12)，可调刀架(13)，固定刀架(14)，主电机二(15)，调距减速电机(16)，联轴器一(17)，调距丝杠(18)，调距导轨(19)，夹具(20)，工件(21)，进给减速电机(22)，联轴器二(23)，进给丝杠(24)，进给导轨(25)，工作台(26)，床身(27)。
工作台(26)与可调刀架(13)分别通过进给导轨(25)、调距导轨(19)固定在床身(27)上；进给减速电机(22)固定在工作台(26)上，并通过联轴器二(23)与进给丝杠(24)连接，进给丝杠(24)与工作台(26)连接；调距减速电机(16)固定在床身(27)上，并通过联轴器一(17)与调距丝杠(18)连接，调距丝杠(18)与可调刀架(13)连接；张紧轮一(10)、张紧轮二(11)分别与张紧气缸(12)连接；张紧气缸(12)为2个，分别固定在可调刀架(13)和固定刀架(14)上；固定导轮(6)为4个，分别固定在可调刀架(13)和固定刀架(14)上；夹具(20)固定在工作台(26)上。
所述主电机一(1)通过带轮(3)、V带(2)和传动轴(4)相连，驱动导轮一(5)安装在传动轴(4)上；电镀金刚石线锯一(7)安装在由驱动导轮一(5)、固定导轮(6)、张紧轮一(10)形成的轮系上；所述主电机二(15)通过带轮(3)、V带(2)和传动轴(4)相连，驱动导轮二(9)安装在传动轴(4)上；电镀金刚石线锯二(8)安装在由驱动导轮二(9)、固定导轮(6)、张紧轮二(11)形成的轮系上；所述夹具(20)安装在工作台(26)上；所述工件(21)为多晶硅块，放置在工作台(26)上；所述电镀金刚石线锯一(7)，电镀金刚石线锯二(8)分别为环形。
所述固定导轮(6)有4个，分别安装到所述可调刀架(13)、固定刀架(14)上；
所述张紧气缸(12)有2个，分别安装到所述可调刀架(13)、固定刀架(14)上；
所述传动轴(4)为2个，分别安装到所述可调刀架(13)、固定刀架(14)上。
当电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)分别安装在轮系上以后，通过张紧气缸(12)工作，使得张紧轮一(10)、张紧轮二(11)沿着张紧气缸(12)顶出方向移动，完成对电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)的张紧工作。当需要卸下电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)时，张紧气缸(12)再工作，使得张紧轮一(10)、张紧轮二(11)往相反的方向移动，从而电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)被松开，此时即可拆卸电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)。
工作台(26)上开有两个平行于多晶硅块进给方向的长槽以允许切割过程中电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)通过。其中一个长槽与固定的电镀金刚石线锯二(8)对齐，其宽度较窄；另一个长槽宽度较宽，以允许当电镀金刚石线锯一(7)位置调整时，在切割过程中可以通过工作台(26)。
本实用新型所用主电机一(1)和主电机二(15)的功率为4kW，进给减速电机(22)的功率为0.18kW；使用电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)的直径1.2mm，周长4000mm，周长偏差±20mm；切割线速度15～25m/s可调，工作进给速度3～15mm/min；可切割的多晶硅块截面尺寸为125×125mm，156×156mm，长度300～350mm，一次进给同时切除多晶硅块的两边。
其操作步骤如下；在工作时，先将划好线的工件(21)放置在工作台(26)上，使工件(21)上的其中一条划好的线与电镀金刚石线锯二(8)对齐；通过夹具(20)完成对工件(21)的夹紧后，使调距减速电机(16)通过联轴器一(17)带动调距丝杠(18)来调整可调刀架(13)沿着调距导轨(19)移动，从而使得电镀金刚石线锯一(7)在沿着工件(21)的长度方向上移动，在电镀金刚石线锯一(7)与工件(21)的另一条划好的线对齐时，调距减速电机(16)停止；启动主电机一(1)，主电机一(1)通过带轮(3)、V带(2)、传动轴(4)来使驱动导轮一(5)转动，驱动导轮一(5)带动电镀金刚石线锯一(7)工作；主电机二(15)通过带轮(3)、V带(2)、传动轴(4)来使驱动导轮二(9)转动，驱动导轮二(9)带动电镀金刚石线锯二(8)工作；进给减速电机(22)通过联轴器二(23)带动进给丝杠(24)转动，驱动工作台(26)沿着进给导轨(25)实现进给，从而完成电镀金刚石线锯一(7)、电镀金刚石线锯二(8)对工件(21)的去头尾工作。
上述实施例，仅为对本实用新型的技术方案作进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非仅限定于此。凡是在本实用新型公开的范围之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种多晶硅块切割设备，包括主电机一，V带，带轮，传动轴，驱动导轮一，固定导轮，电镀金刚石线锯一，电镀金刚石线锯二，驱动导轮二，张紧轮一，张紧轮二，张紧气缸，可调刀架，固定刀架，主电机二，调距减速电机，联轴器一，调距丝杠，调距导轨，夹具，工件，进给减速电机，联轴器二，进给丝杠，进给导轨，工作台，床身；其特征在于：所述电镀金刚石线锯一安装在由驱动导轮一、固定导轮、张紧轮一形成的轮系上；所述电镀金刚石线锯二安装在由驱动导轮二、固定导轮、张紧轮二形成的轮系上；所述夹具安装在工作台上；所述工件为多晶硅块，放置在工作台上；所述电镀金刚石线锯一，电镀金刚石线锯二分别为环形；所述工作台和可调刀架分别通过进给导轨和调距导轨安装在床身上；所述进给减速电机固定在工作台上，并通过联轴器二与进给丝杠连接；所述调距减速电机固定在床身上，并通过联轴器一与调距丝杠连接；所述调距丝杠又与可调刀架连接；所述张紧轮一、张紧轮二分别与张紧气缸连接；所述主电机一通过带轮、V带和传动轴相连，驱动导轮一安装在传动轴上；所述主电机二通过带轮、V带和传动轴相连，驱动导轮二安装在传动轴上；所述固定导轮有4个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上；所述张紧气缸有2个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上；所述传动轴为2个，分别安装到所述可调刀架、固定刀架上。
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