CN205572745U - 一种硅棒切割机床的切割单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅棒切割机床的切割单元，涉及硅棒多线切割技术领域。主辊组包括平行设置的两个主辊，主辊组的进线端和出线端分别设有一个导向轮组，两个主辊中间夹持的空间为切割空间，主辊组驱动机构包括四个驱动电机，分设于两个主辊的两端，进料机构设于切割空间正上方，碎片盒设于切割空间内，砂浆喷管包括两个，分设于两个主辊的上方；两个主辊均包括辊体、边环及树脂外套，辊体两端设有安装轴，边环固设于辊体两端，且与辊体外径相同，并被安装轴贯穿，树脂外套设于辊体及边环外围，外部均匀设置线锯导向槽；树脂外套长度为730mm‑750mm，辊体及边环总长度为800mm‑820mm。其切割效率高，不仅高了产量，且减少了设备发生故障的概率，延长设备使用寿命。

Description

一种硅棒切割机床的切割单元

技术领域

本实用新型涉及硅棒多线切割技术领域。

背景技术

PV600切片机床是在半导体制造行业中广泛使用的用于切割单晶或多晶硅棒的设备。目前，在使用PV600切片机床进行生产的过程中，由于切割室内空间利用不充分，导致切割效率较低，且切割材料如果长度较长，辅料在切割过程中还可能造成浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种硅棒切割机床的切割单元，切割效率提高，不仅高了产量，且减少了设备发生故障的概率，延长设备使用寿命。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种硅棒切割机床的切割单元，包括主辊组、主辊组驱动机构、进料机构、碎片盒及砂浆喷管，主辊组包括平行设置的两个主辊，主辊组的进线端和出线端分别设有一个与机架连接的导向轮组，两个主辊中间夹持的空间为切割空间，主辊组驱动机构包括四个驱动电机，分别设于两个主辊的两端，进料机构设于切割空间正上方，碎片盒设于切割空间内，砂浆喷管包括两个，分设于两个主辊的上方；两个主辊均包括辊体、边环及树脂外套，辊体两端设有安装轴，边环固设于辊体两端，且与辊体外径相同，并被安装轴贯穿，树脂外套设于辊体及边环外围，外部均匀设置线锯导向槽；树脂外套长度为730mm-750mm，辊体及边环的总长度为800mm-820mm。

作为进一步的技术方案，所述两个主辊均通过变速箱与驱动电机连接，且均通过轴承箱与机架连接；轴承箱包括箱体、第一轴承盖、第二轴承盖及连接轴；连接轴贯穿箱体，且其处于箱体内部的部分外围均匀的设有球轴承，每个球轴承之间还设有垫片，第一轴承盖及第二轴承盖与连接轴的连接处均设有密封环，连接轴的一端与主辊的安装轴固接，另一端与变速箱连接；第一轴承盖及第二轴承盖均通过螺纹连接件与箱体连接，箱体端部的外缘还固设有连接平台，其通过螺纹紧固件与机架连接。

作为进一步的技术方案，所述边环的安装面上设有定位销，辊体端面上设有与定位销配合的定位孔，边环与辊体通过螺纹连接件固接。

作为进一步的技术方案，所述辊体端面与边环的安装面均设为相互配合的环状波浪形。

作为进一步的技术方案，所述辊体长度为680mm-690mm，边环的长度为40mm-70mm。

作为进一步的技术方案，所述砂浆喷管包括进料管及喷洒管，喷洒管的长轴与主辊的长轴平行，其下部设有喷缝，进料管通过砂浆泵与砂浆搅拌机连通。

作为进一步的技术方案，所述线锯导向槽为倒梯形的导向槽，斜边的倾斜角α为50°-60°。

作为进一步的技术方案，所述碎片盒包括盒体、安装部及把手，盒体为长方形盒体，尺寸与切割空间的尺寸相匹配，安装部设于盒体长板侧上部，与机架固接，把手设于盒体短板侧上部。

作为进一步的技术方案，所述每个导向轮组均包括五个交错设置的导向轮，导向轮的工作直径为90mm-110mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

通过对PV600机床进行改造，提高了单刀的切割长度，提高了产量，减少故障率，也提高了工作效率，降低了原材料的浪费。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的工作状态图；

图3是图1中轴承箱的结构示意图；

图4是图1中主辊的剖视结构示意图；

图5是图4的A部放大图；

图6是图2中碎片盒的俯视图。

图中：1、进料机构；2、碎片盒；3、砂浆喷管；4、主辊；5、导向轮；6、驱动电机；7、辊体；8、边环；9、树脂外套；10、安装轴；11、线锯导向槽；12、变速箱；13、轴承箱；14、箱体；15、第一轴承盖；16、第二轴承盖；17、连接轴；18、球轴承；19、垫片；20、密封环；21、连接平台；22、定位销；23、进料管；24、喷洒管；25、盒体；26、安装部；27、把手；28、线锯；29、硅棒；30、绕线轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-6所示，为本实用新型一种硅棒切割机床的切割单元的一个实施例，包括：

主辊组、主辊组驱动机构、进料机构1、碎片盒2及砂浆喷管3。

主辊组包括平行设置的两个主辊4，用于支撑线锯，使线锯28形成均匀的切割网。主辊组的进线端和出线端分别设有一个与机架连接的导向轮组，由于多线切割是使用一跟完整的切割线作为线锯28，新线缠绕在绕线轮30上，经过进线端的导向轮组被抻展后在两个主辊4伤编织成线网，后经过出线端的导向轮组抻展，再被用于收纳旧线的绕线轮30缠绕收纳。在此过程中，导线轮组对线锯起到抻展拉伸的作用，使线锯28在切割过程中始终能够保持所需的张力，使切割效果好，效率高。

两个主辊4中间夹持的空间为切割空间，线锯28在切割空间上表面形成线网，用于切割硅棒29。主辊组驱动机构包括四个驱动电机6，分别设于两个主辊4的两端，使用两个驱动电机对一个主辊4进行驱动，主辊4两端受力均匀，能够使主辊4运行的更加平稳，切割质量更高。进料机构1设于切割空间正上方，进料机构1的下部设有用于粘结硅棒29的平台，进料机构1结构稳固，强度高，在切割过程中不易发生偏斜，能够有效地保证切割进料平稳，提高切割质量。碎片盒2设于切割空间内，用于收集切割过程中掉落的硅片及留下的浆料，方便操作人员对设备的清理及养护，延长设备的使用寿命。砂浆喷管3包括两个，分设于两个主辊4的上方，在切割过程中，两侧都有浆料可喷洒，使得浆料能够更加均匀的喷淋在线锯28上，进一步提高切割效率。

由于待切割材料侧长度一般不会进行精确的的确定，为了进一步提高切割效率，以及可以延伸加工长度，进一步适应待切割材料的长度，并充分利用切割室内部的空间，对主辊4进行改造。两个主辊4均包括辊体7、边环8及树脂外套9，辊体7两端设有安装轴10，边环8固设于辊体7两端，且与辊体7外径相同，并被安装轴10贯穿，树脂外套9设于辊体7及边环8外围，外部均匀设置线锯导向槽11。辊体7为主要的支撑结构，边环8相当于对辊体7支撑部分的延长，树脂外套9用于直接接触线锯28，这些结构都通过安装轴10固定在其他部件上，进而实现转动的动作。改进后，树脂外套9长度为730mm-750mm，辊体7及边环8的总长度为800mm-820mm，可加工的长度延长了40mm左右，大大提高了切割效率，减少了材料的浪费。边环8的安装面上设有定位销22，辊体7端面上设有与定位销22配合的定位孔，边环8与辊体7通过螺纹连接件固接。由于边环8与辊体7采用螺纹连接件连接，其连接孔的位置都是对应的，因此在两者之间加工出定位销22及定位孔，能够有效地对边环8进行定位，提高了安装速度，缩短了安装周期。

两个主辊4均通过变速箱12与驱动电机6连接，且均通过轴承箱13与机架连接。由于机架上安装了轴承箱13，主辊4在机架上固定的更加稳固，驱动电机6与主辊4之间也能够更加有效地进行扭矩传递。

优选的，轴承箱13包括箱体14、第一轴承盖15、第二轴承盖16及连接轴17；连接轴17贯穿箱体14，且其处于箱体14内部的部分外围均匀的设有球轴承18，每个球轴承18之间还设有垫片19，第一轴承盖15及第二轴承盖16与连接轴17的连接处均设有密封环20，连接轴17的一端与主辊4的安装轴10固接，另一端与变速箱12连接；第一轴承盖15及第二轴承盖16均通过螺纹连接件与箱体14连接，箱体14端部的外缘还固设有连接平台21，其通过螺纹紧固件与机架连接。在球轴承18之间设有垫片19，能够有效减少运动过程中摩擦产生的损耗；第一轴承盖15及第二轴承盖16与连接轴17接触的位置设有密封环，使得轴承箱13密封效果好，润滑油不易渗漏；箱体14与机架之间、第一轴承盖15与箱体14之间及第二轴承盖16与箱体之间14均通过螺纹连接件连接，在转动过程中，能够保持结构的稳定，平稳性提高，进而提高切割质量，且轴承箱13的使用寿命也较长。

优选的，辊体7端面与边环8的安装面均设为相互配合的环状波浪形（图中未示出），能够进一步帮助边环8与辊体7在安装过程中的定位，进一步提高安装效率。

优选的，为了结构稳定，且能够延长切割空间，辊体7长度为680mm-690mm，边环8的长度为40mm-70mm。

优选的，砂浆喷管3包括进料管23及喷洒管24。喷洒管24的长轴与主辊4的长轴平行，下部设有喷缝，喷缝得长度与线锯28织成线网的宽度一致，即与树脂外套9的长度一致，通过喷缝对浆料进行喷洒，在喷洒管24内部压力的作用下，使流体呈现喷淋的状态，能够使喷淋更加均匀，并且在保证切割效果的前提下，减少浆料的使用，进一步降低生产成本。进料管23通过砂浆泵与砂浆搅拌机连通。

优选的，为了延缓线锯28在切割过程中对线锯导向槽11的磨损，延长树脂外套9 的使用寿命，线锯导向槽11设为倒梯形的导向槽，斜边的倾斜角α为50°-60°。这种结构不仅能够对线锯28进行稳定的定位，还能提供更大的受力面，防止应力过于集中造成的快速磨损。

优选的，碎片盒2包括盒体25、安装部26及把手27。盒体25为长方形盒体，尺寸与切割空间的尺寸相匹配，能够更加全面的覆盖切割空间，防止碎片或浆料落入设备底部，进而能够降低清理维护的难度。安装部26设于盒体25长板侧上部，方便将盒体25与机架上的连接部分固接在一起，且不影响盒体25的整体结构。把手27设于盒体25短板侧上部，方便操作人员提拉或安放，提高装卸效率。

优选的，每个导向轮组均包括五个交错设置的导向轮5。对导向轮5也进行了改进，将导向轮5的工作直径设为90mm-110mm，能够使导向轮5在工作过程中转动速度降低，进而降低其磨损程度，延长导向轮5的使用寿命。其优选为100mm。

使用过程：

先将硅棒29粘结在进料机构1上，设定好主辊4转速及进料速度后，开始进行切割。随着硅棒29切割深度的增加，一些碎片及浆料落入碎片盒2中，当切割完毕后，进料机构1反向移动，使切割好的硅棒29退出线网，随后拆卸硅片。

切割可分为两种方式，第一种为全部使用全新线进行切割，进行过切割的部分不会进行回退切割；第二种为用新线部分与切割过的部分交替使用进行切割，例如，一般的生产过程是用新线正向运动100米进行切割，再反向运动回退50米进行切割。可根据不同的切割需求来进行调整。

采用上述技术方案后，提高了单刀的切割长度，提高了产量，减少故障率，也提高了工作效率，降低了原材料的浪费，延长了设备的使用寿命。

Claims (9)

1.一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：包括主辊组、主辊组驱动机构、进料机构（1）、碎片盒（2）及砂浆喷管（3）；主辊组包括平行设置的两个主辊（4），主辊组的进线端和出线端分别设有一个与机架连接的导向轮组，两个主辊（4）中间夹持的空间为切割空间，主辊组驱动机构包括四个驱动电机（6），分别设于两个主辊（4）的两端，进料机构（1）设于切割空间正上方，碎片盒（2）设于切割空间内，砂浆喷管（3）包括两个，分设于两个主辊（4）的上方；两个主辊（4）均包括辊体（7）、边环（8）及树脂外套（9），辊体（7）两端设有安装轴（10），边环（8）固设于辊体（7）两端，且与辊体（7）外径相同，并被安装轴（10）贯穿，树脂外套（9）设于辊体（7）及边环（8）外围，外部均匀设置线锯导向槽（11）；树脂外套（9）长度为730mm-750mm，辊体（7）及边环（8）的总长度为800mm-820mm。

2.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述两个主辊（4）均通过变速箱（12）与驱动电机（6）连接，且均通过轴承箱（13）与机架连接；轴承箱（13）包括箱体（14）、第一轴承盖（15）、第二轴承盖（16）及连接轴（17）；连接轴（17）贯穿箱体（14），且其处于箱体（14）内部的部分外围均匀的设有球轴承（18），每个球轴承（18）之间还设有垫片（19），第一轴承盖（15）及第二轴承盖（16）与连接轴（17）的连接处均设有密封环（20），连接轴（17）的一端与主辊（4）的安装轴（10）固接，另一端与变速箱（12）连接；第一轴承盖（15）及第二轴承盖（16）均通过螺纹连接件与箱体（14）连接，箱体（14）端部的外缘还固设有连接平台（21），其通过螺纹紧固件与机架连接。

3.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述边环（8）的安装面上设有定位销（22），辊体（7）端面上设有与定位销（22）配合的定位孔，边环（8）与辊体（7）通过螺纹连接件固接。

4.根据权利要求3所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述辊体（7）端面与边环（8）的安装面均设为相互配合的环状波浪形。

5.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述辊体（7）长度为680mm-690mm，边环（8）的长度为40mm-70mm。

6.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述砂浆喷管（3）包括进料管（23）及喷洒管（24），喷洒管（24）的长轴与主辊（4）的长轴平行，其下部设有喷缝，进料管（23）通过砂浆泵与砂浆搅拌机连通。

7.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述线锯导向槽（11）为倒梯形的导向槽，斜边的倾斜角α为50°-60°。

8.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述碎片盒（2）包括盒体（25）、安装部（26）及把手（27），盒体（25）为长方形盒体，尺寸与切割空间的尺寸相匹配，安装部（26）设于盒体（25）长板侧上部，与机架固接，把手（27）设于盒体（25）短板侧上部。

9.根据权利要求1所述的一种硅棒切割机床的切割单元，其特征在于：所述每个导向轮组均包括五个交错设置的导向轮（5），导向轮（5）的工作直径为90mm-110mm。