CN206326754U - 一种方形硅棒切割成型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能够提高切割效率的方形硅棒切割成型装置。该切割成型装置，包括支架、工作台，所述工作台上方设置有多个钢线切割装置，所述工作台的上表面的设置有滑槽，所述滑槽的方向与钢线的移动方向互相垂直，所述滑槽内设置有硅棒夹持装置，当圆形硅棒的端面与两个互相平行的水平切割线以及两个互相平行的竖直切割线接触后，四个切割线对圆形硅棒的上部、下部、左部、右部进行切割，第一滑块继续移动直到圆形硅棒被完全切完，此时圆形硅棒被切出方形硅棒的四个表面，可以一次性将方形硅棒的四个表面切割出来，其切割效率是原有的两倍，切割效率大大提高，适合在太阳能电池加工设备领域推广应用。

Description

一种方形硅棒切割成型装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池加工设备领域，尤其是一种方形硅棒切割成型装置。

背景技术

21世纪，世界能源危机促进了光伏市场的发展，晶体硅太阳能电池是光伏行业的主导产品。随着世界各国对太阳能光伏产业的进一步重视，特别是发达国家制定了一系列的扶持政策，鼓励开发利用太阳能，另外，随着硅太阳能电池应用面的不断扩大，太阳能电池的需求量越来越大，硅单晶材料的需求量也就越来越大。

单晶硅为一种半导体材料，一般用于制造集成电路和其他电子元件，单晶硅生长技术有两种：一种是区熔法，另一种是直拉法，其中直拉法使目前普遍采用的方法。

直拉法生长单晶硅的方法如下：将高纯度的多晶硅原料放入单晶炉的石英坩埚内，然后在低真空有流动惰性气体的保护下加热熔化，把一支有着特定生长方向的单晶硅(也叫做籽晶)装入籽晶夹持装置中，并使籽晶与硅溶液接触，调整熔融硅溶液的温度，使其接近熔点温度，然后驱动籽晶自上而下伸入熔融的硅溶液中并旋转，然后缓缓上提籽晶，此时，单晶硅进入锥体部分的生长，当锥体的直径接近目标直径时，提高籽晶的提升速度，使单晶硅体直径不再增大而进入晶体的中部生长阶段，在单晶硅体生长接近结束时，再提高籽晶的提升速度，单晶硅体逐渐脱离熔融硅，形成下锥体而结束生长。用这种方法生长出来的单晶硅，其形状为两段呈锥形的圆柱体，将该圆柱体切片，即得到单晶硅半导体原料，这种圆形单晶硅片就可以作为集成电路或太阳能的材料。

在光伏行业中，采用直拉法制成的单晶硅棒一般横截面为原形，但是在很多情况下需要将圆形的硅棒切割成方形以便于使用，目前，方形硅棒切割成型装置，包括支架、工作台，所述工作台上方设置有多个钢线切割装置，所述钢线切割装置包括主动线辊、无头钢线、第一线辊、第二线辊、第三线辊，所述第一线辊、第二线辊设置在工作台的一侧且第一线辊设置在第二线辊的上方，所述第三线辊设置在工作台的另一侧，所述无头钢线依次绕过主动线辊、第一线辊、第三线辊、第二线辊、主动线辊反复循环移动形成上下两个互相平行的切割线，所述工作台的上表面的设置有滑槽，所述滑槽的方向与钢线的移动方向互相垂直，所述滑槽内设置有硅棒夹持装置，所述硅棒夹持装置包括设置在滑槽内的第一滑块与第二滑块，所述第一滑块、第二滑块分别设置在钢线的两侧，所述第一滑块上连接有用于使第一滑块沿滑槽滑动的驱动装置，所述第一滑块上固定有第一夹臂，所述第一夹臂的上端固定有第一水平顶杆，所述第二滑块上固定有第二夹臂，所述第二夹臂的上端固定有第二水平顶杆，所述第一水平顶杆与第二水平顶杆的轴心线相互重合，且第一水平顶杆的轴心线与钢线互相垂直，所述第一水平顶杆与第二水平顶杆分别顶在硅棒的两个端面中央，所述第一水平顶杆、第二水平顶杆的横截面积均为硅棒横截面积的1/3-1/2，所述第一滑块上固定有丝杆，所述第二滑块上设置有与丝杆相匹配的通孔，所述丝杆的末端穿过通孔，所述丝杆的末端设置有调节螺母。上述切割装置虽然可以将圆形硅棒切割成方形硅棒，但是上述切割装置一次只能切割出两个面，要将一根圆形硅棒切割成方形硅棒就需要切割两次，其切割效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高切割效率的方形硅棒切割成型装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该方形硅棒切割成型装置，包括支架、工作台，所述工作台上方设置有多个钢线切割装置，所述工作台的上表面的设置有滑槽，所述滑槽的方向与钢线的移动方向互相垂直，所述滑槽内设置有硅棒夹持装置，所述硅棒夹持装置包括设置在滑槽内的第一滑块与第二滑块，所述第一滑块、第二滑块分别设置在钢线的两侧，所述第一滑块上连接有用于使第一滑块沿滑槽滑动的驱动装置，所述第一滑块上固定有第一夹臂，所述第一夹臂的上端固定有第一水平顶杆，所述第二滑块上固定有第二夹臂，所述第二夹臂的上端固定有第二水平顶杆，所述第一水平顶杆与第二水平顶杆的轴心线相互重合，且第一水平顶杆的轴心线与钢线互相垂直，所述第一水平顶杆与第二水平顶杆分别顶在硅棒的两个端面中央，所述第一水平顶杆、第二水平顶杆的横截面积均为硅棒横截面积的1/3-1/2，所述第一滑块上固定有丝杆，所述第二滑块上设置有与丝杆相匹配的通孔，所述丝杆的末端穿过通孔，所述丝杆的末端设置有调节螺母；

所述钢线切割装置包括主动线辊、无头钢线、第一线辊、第二线辊、第三线辊、第四线辊、第五线辊、第六线辊、第七线辊、第八线辊、第九线辊、第十线辊、第十一线辊、第十二线辊，所述第一线辊、第二线辊、第五线辊设置在工作台的右侧且第二线辊设置在第一线辊的正下方、第五线辊设置在第二线辊的正下方，所述第三线辊、第四线辊设置在工作台的左侧且第四线辊设置在第三线辊的正下方，所述主动线辊设置在第一线辊的右侧，所述第一线辊、第二线辊、第三线辊、第四线辊、第五线辊的中心轴线呈水平状态且互相平行，无头钢线依次绕过主动线辊、第一线辊、第三线辊、第四线辊、第二线辊后形成上下两个互相平行的水平切割线，所述上下两个互相平行的水平切割线位于同一竖直平面内，所述水平切割线与第一线辊的中心轴线互相垂直，所述第六线辊设置在第五线辊的左侧，第六线辊的中心轴线呈竖直状态且与第五线辊的中心轴线互相垂直，无头钢线绕过第二线辊后再依次绕过第五线辊、第六线辊，位于第五线辊与第六线辊之间的无头钢线与水平切割线互相平行，所述第七线辊设置在第六线辊的正前方，所述的第七线辊的中心轴线呈水平状态且与第六线辊的中心轴线互相垂直，无头钢线绕过第六线辊后再依次绕过第七线辊，位于第六线辊与第七线辊之间的无头钢线呈水平状态且与位于第五线辊与第六线辊之间的无头钢线位于同一水平面上，同时位于第六线辊与第七线辊之间的无头钢线与位于第五线辊与第六线辊之间的无头钢线互相垂直，所述第八线辊设置在第七线辊的正上方且第八线辊的中心轴线与第七线辊的中心轴线互相垂直，所述第九线辊设置在第八线辊的左侧，所述第十线辊设置在第九线辊的正下方，第八线辊、第九线辊、第十线辊的中心轴线互相平行，绕过第七线辊的无头钢线再依次绕过第八线辊、第九线辊、第十线辊形状左右两个互相平行的竖直切割线，所述左右两个互相平行的竖直切割线位于同一竖直平面内，所述第十一线辊设置在第十线辊的右侧且第十一线辊的中心轴线与第十线辊的中心轴线互相垂直，绕过第十线辊的无头钢线再依次绕过第十一线辊，位于第十线辊与第十一线辊之间的无头钢线呈水平状态且水平切割线互相平行，所述第十二线辊设置在第十一线辊的正后方，第十二线辊的中心轴线与第十一线辊的中心轴线互相平行，绕过第十一线辊的无头钢线再依次绕过第十二线辊、主动线辊，位于第十二线辊与主动线辊之间的无头钢线呈水平状态且两个水平切割线处于同一竖直平面内。

进一步的是，所述主动线辊、第一线辊、第二线辊、第三线辊、第四线辊、第五线辊、第六线辊、第七线辊、第八线辊、第九线辊、第十线辊、第十一线辊、第十二线辊的表面均设置有线槽。

进一步的是，所述驱动装置为气缸。

进一步的是，所述第一水平顶杆朝向第二水平顶杆的端面、第二水平顶杆朝向第一水平顶杆的端面均设置有多个锯齿。

本实用新型的有益效果是：该方形硅棒切割成型装置在使用时，只需将需要切割的圆形硅棒放置在第一水平顶杆与第二水平顶杆之间，然后拧动调节螺母，使第二滑块逐渐向第一滑块靠近，第二滑块在靠近第一滑块的过程中，第二水平顶杆逐渐顶紧圆形硅棒从而将圆形硅棒夹紧，接着使主动线辊转动进而带动钢线高速移动，此时，通过驱动装置驱动第一滑块向四个切割线靠近并接触，当圆形硅棒的端面与两个互相平行的水平切割线以及两个互相平行的竖直切割线接触后，四个切割线对圆形硅棒的上部、下部、左部、右部进行切割，第一滑块继续移动直到圆形硅棒被完全切完，此时圆形硅棒被切出方形硅棒的四个表面，可以一次性将方形硅棒的四个表面切割出来，其切割效率是原有的两倍，切割效率大大提高。

附图说明

图1是本实用新型方形硅棒切割成型装置的主视图；

图2是本实用新型所述的钢线切割装置的俯视图；

图3是本实用新型所述支架的左侧视图；

图中标记为：支架1、工作台2、钢线切割装置3、主动线辊301、无头钢线302、第一线辊303、第二线辊304、第三线辊305、第四线辊306、第五线辊307、第六线辊308、第七线辊309、第八线辊310、第九线辊311、第十线辊312、第十一线辊313、第十二线辊314、滑槽4、第一滑块5、第二滑块6、驱动装置7、第一夹臂8、第一水平顶杆9、第二夹臂10、第二水平顶杆11、丝杆12、调节螺母13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

如图1、2、3所示，该方形硅棒切割成型装置，包括支架1、工作台2，所述工作台2上方设置有多个钢线切割装置3，所述工作台2的上表面的设置有滑槽44，所述滑槽44的方向与钢线的移动方向互相垂直，所述滑槽44内设置有硅棒夹持装置，所述硅棒夹持装置包括设置在滑槽44内的第一滑块5与第二滑块6，所述第一滑块5、第二滑块6分别设置在钢线的两侧，所述第一滑块5上连接有用于使第一滑块5沿滑槽44滑动的驱动装置7，所述第一滑块5上固定有第一夹臂8，所述第一夹臂8的上端固定有第一水平顶杆9，所述第二滑块6上固定有第二夹臂10，所述第二夹臂10的上端固定有第二水平顶杆11，所述第一水平顶杆9与第二水平顶杆11的轴心线相互重合，且第一水平顶杆9的轴心线与钢线互相垂直，所述第一水平顶杆9与第二水平顶杆11分别顶在硅棒的两个端面中央，所述第一水平顶杆9、第二水平顶杆11的横截面积均为硅棒横截面积的1/3-1/2，所述第一滑块5上固定有丝杆12，所述第二滑块6上设置有与丝杆12相匹配的通孔，所述丝杆12的末端穿过通孔，所述丝杆12的末端设置有调节螺母13，所述钢线切割装置3包括主动线辊301、无头钢线302、第一线辊303、第二线辊304、第三线辊305、第四线辊306、第五线辊307、第六线辊308、第七线辊309、第八线辊310、第九线辊311、第十线辊312、第十一线辊313、第十二线辊314，所述第一线辊303、第二线辊304、第五线辊307设置在工作台2的右侧且第二线辊304设置在第一线辊303的正下方、第五线辊307设置在第二线辊304的正下方，所述第三线辊305、第四线辊306设置在工作台2的左侧且第四线辊306设置在第三线辊305的正下方，所述主动线辊301设置在第一线辊303的右侧，所述第一线辊303、第二线辊304、第三线辊305、第四线辊306、第五线辊307的中心轴线呈水平状态且互相平行，无头钢线302依次绕过主动线辊301、第一线辊303、第三线辊305、第四线辊306、第二线辊304后形成上下两个互相平行的水平切割线，所述上下两个互相平行的水平切割线位于同一竖直平面内，所述水平切割线与第一线辊303的中心轴线互相垂直，所述第六线辊308设置在第五线辊307的左侧，第六线辊308的中心轴线呈竖直状态且与第五线辊307的中心轴线互相垂直，无头钢线302绕过第二线辊304后再依次绕过第五线辊307、第六线辊308，位于第五线辊307与第六线辊308之间的无头钢线302与水平切割线互相平行，所述第七线辊309设置在第六线辊308的正前方，所述的第七线辊309的中心轴线呈水平状态且与第六线辊308的中心轴线互相垂直，无头钢线302绕过第六线辊308后再依次绕过第七线辊309，位于第六线辊308与第七线辊309之间的无头钢线302呈水平状态且与位于第五线辊307与第六线辊308之间的无头钢线302位于同一水平面上，同时位于第六线辊308与第七线辊309之间的无头钢线302与位于第五线辊307与第六线辊308之间的无头钢线302互相垂直，所述第八线辊310设置在第七线辊309的正上方且第八线辊310的中心轴线与第七线辊309的中心轴线互相垂直，所述第九线辊311设置在第八线辊310的左侧，所述第十线辊312设置在第九线辊311的正下方，第八线辊310、第九线辊311、第十线辊312的中心轴线互相平行，绕过第七线辊309的无头钢线302再依次绕过第八线辊310、第九线辊311、第十线辊312形状左右两个互相平行的竖直切割线，所述左右两个互相平行的竖直切割线位于同一竖直平面内，所述第十一线辊313设置在第十线辊312的右侧且第十一线辊313的中心轴线与第十线辊312的中心轴线互相垂直，绕过第十线辊312的无头钢线302再依次绕过第十一线辊313，位于第十线辊312与第十一线辊313之间的无头钢线302呈水平状态且水平切割线互相平行，所述第十二线辊314设置在第十一线辊313的正后方，第十二线辊314的中心轴线与第十一线辊313的中心轴线互相平行，绕过第十一线辊313的无头钢线302再依次绕过第十二线辊314、主动线辊301，位于第十二线辊314与主动线辊301之间的无头钢线302呈水平状态且两个水平切割线处于同一竖直平面内。

该方形硅棒切割成型装置在使用时，只需将需要切割的圆形硅棒放置在第一水平顶杆9与第二水平顶杆11之间，然后拧动调节螺母13，使第二滑块6逐渐向第一滑块5靠近，第二滑块6在靠近第一滑块5的过程中，第二水平顶杆11逐渐顶紧圆形硅棒从而将圆形硅棒夹紧，接着使主动线辊301转动进而带动钢线高速移动，此时，通过驱动装置7驱动第一滑块5向四个切割线靠近并接触，当圆形硅棒的端面与两个互相平行的水平切割线以及两个互相平行的竖直切割线接触后，四个切割线对圆形硅棒的上部、下部、左部、右部进行切割，第一滑块继续移动直到圆形硅棒被完全切完，此时圆形硅棒被切出方形硅棒的四个表面，可以一次性将方形硅棒的四个表面切割出来，其切割效率是原有的两倍，切割效率大大提高。

为了避免钢线在高速移动的过程发生蹿位，所述主动线辊301、第一线辊303、第二线辊304、第三线辊305、第四线辊306、第五线辊307、第六线辊308、第七线辊309、第八线辊310、第九线辊311、第十线辊312、第十一线辊313、第十二线辊314的表面均设置有线槽，将钢线限制在线槽内，由于钢线处于紧绷状态，因为无法从线槽内滑出，可以保证钢线稳定的快速移动。

所述驱动装置7可以采用电机驱动，为了避免圆形硅棒移动过快将钢线扯断，作为优选的方式是：所述驱动装置7为气缸，气缸在拉动第一滑块5时，可以根据圆形硅棒受到的作用力自适应调整，可以有效避免钢线被拉断的情况发生。

另外，为了避免圆形硅棒在切割过程中受到钢线的摩擦力转动，所述第一水平顶杆9朝向第二水平顶杆11的端面、第二水平顶杆11朝向第一水平顶杆9的端面均设置有多个锯齿，由于锯齿的存在，圆形硅棒在转动时受到的摩擦力较大，能够保证圆形硅棒在切割过程中不发生转动，保证切割出的表面平整。

Claims (4)

1.一种方形硅棒切割成型装置，包括支架(1)、工作台(2)，所述工作台(2)上方设置有钢线切割装置(3)，所述工作台(2)的上表面的设置有滑槽(4)，所述滑槽(4)的方向与钢线的移动方向互相垂直，所述滑槽(4)内设置有硅棒夹持装置，所述硅棒夹持装置包括设置在滑槽(4)内的第一滑块(5)与第二滑块(6)，所述第一滑块(5)、第二滑块(6)分别设置在钢线的两侧，所述第一滑块(5)上连接有用于使第一滑块(5)沿滑槽(4)滑动的驱动装置(7)，所述第一滑块(5)上固定有第一夹臂(8)，所述第一夹臂(8)的上端固定有第一水平顶杆(9)，所述第二滑块(6)上固定有第二夹臂(10)，所述第二夹臂(10)的上端固定有第二水平顶杆(11)，所述第一水平顶杆(9)与第二水平顶杆(11)的轴心线相互重合，且第一水平顶杆(9)的轴心线与钢线互相垂直，所述第一水平顶杆(9)与第二水平顶杆(11)分别顶在硅棒的两个端面中央，所述第一水平顶杆(9)、第二水平顶杆(11)的横截面积均为硅棒横截面积的1/3-1/2，所述第一滑块(5)上固定有丝杆(12)，所述第二滑块(6)上设置有与丝杆(12)相匹配的通孔，所述丝杆(12)的末端穿过通孔，所述丝杆(12)的末端设置有调节螺母(13)，其特征在于：

所述钢线切割装置(3)包括主动线辊(301)、无头钢线(302)、第一线辊(303)、第二线辊(304)、第三线辊(305)、第四线辊(306)、第五线辊(307)、第六线辊(308)、第七线辊(309)、第八线辊(310)、第九线辊(311)、第十线辊(312)、第十一线辊(313)、第十二线辊(314)，所述第一线辊(303)、第二线辊(304)、第五线辊(307)设置在工作台(2)的右侧且第二线辊(304)设置在第一线辊(303)的正下方、第五线辊(307)设置在第二线辊(304)的正下方，所述第三线辊(305)、第四线辊(306)设置在工作台(2)的左侧且第四线辊(306)设置在第三线辊(305)的正下方，所述主动线辊(301)设置在第一线辊(303)的右侧，所述第一线辊(303)、第二线辊(304)、第三线辊(305)、第四线辊(306)、第五线辊(307)的中心轴线呈水平状态且互相平行，无头钢线(302)依次绕过主动线辊(301)、第一线辊(303)、第三线辊(305)、第四线辊(306)、第二线辊(304)后形成上下两个互相平行的水平切割线，所述上下两个互相平行的水平切割线位于同一竖直平面内，所述水平切割线与第一线辊(303)的中心轴线互相垂直，所述第六线辊(308)设置在第五线辊(307)的左侧，第六线辊(308)的中心轴线呈竖直状态且与第五线辊(307)的中心轴线互相垂直，无头钢线(302)绕过第二线辊(304)后再依次绕过第五线辊(307)、第六线辊(308)，位于第五线辊(307)与第六线辊(308)之间的无头钢线(302)与水平切割线互相平行，所述第七线辊(309)设置在第六线辊(308)的正前方，所述的第七线辊(309)的中心轴线呈水平状态且与第六线辊(308)的中心轴线互相垂直，无头钢线(302)绕过第六线辊(308)后再依次绕过第七线辊(309)，位于第六线辊(308)与第七线辊(309)之间的无头钢线(302)呈水平状态且与位于第五线辊(307)与第六线辊(308)之间的无头钢线(302)位于同一水平面上，同时位于第六线辊(308)与第七线辊(309)之间的无头钢线(302)与位于第五线辊(307)与第六线辊(308)之间的无头钢线(302)互相垂直，所述第八线辊(310)设置在第七线辊(309)的正上方且第八线辊(310)的中心轴线与第七线辊(309)的中心轴线互相垂直，所述第九线辊(311)设置在第八线辊(310)的左侧，所述第十线辊(312)设置在第九线辊(311)的正下方，第八线辊(310)、第九线辊(311)、第十线辊(312)的中心轴线互相平行，绕过第七线辊(309)的无头钢线(302)再依次绕过第八线辊(310)、第九线辊(311)、第十线辊(312)形状左右两个互相平行的竖直切割线，所述左右两个互相平行的竖直切割线位于同一竖直平面内，所述第十一线辊(313)设置在第十线辊(312)的右侧且第十一线辊(313)的中心轴线与第十线辊(312)的中心轴线互相垂直，绕过第十线辊(312)的无头钢线(302)再依次绕过第十一线辊(313)，位于第十线辊(312)与第十一线辊(313)之间的无头钢线(302)呈水平状态且水平切割线互相平行，所述第十二线辊(314)设置在第十一线辊(313)的正后方，第十二线辊(314)的中心轴线与第十一线辊(313)的中心轴线互相平行，绕过第十一线辊(313)的无头钢线(302)再依次绕过第十二线辊(314)、主动线辊(301)，位于第十二线辊(314)与主动线辊(301)之间的无头钢线(302)呈水平状态且两个水平切割线处于同一竖直平面内。

2.如权利要求1所述的方形硅棒切割成型装置，其特征在于：所述主动线辊(301)、第一线辊(303)、第二线辊(304)、第三线辊(305)、第四线辊(306)、第五线辊(307)、第六线辊(308)、第七线辊(309)、第八线辊(310)、第九线辊(311)、第十线辊(312)、第十一线辊(313)、第十二线辊(314)的表面均设置有线槽。

3.如权利要求2所述的方形硅棒切割成型装置，其特征在于：所述驱动装置(7)为气缸。

4.如权利要求3所述的方形硅棒切割成型装置，其特征在于：所述第一水平顶杆(9)朝向第二水平顶杆(11)的端面、第二水平顶杆(11)朝向第一水平顶杆(9)的端面均设置有多个锯齿。