CN208375624U - 一种晶硅单刀截断机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶硅单刀截断机，属于晶硅加工设备技术领域，包括底座及位于底座上方的输送机构和切割机构，所述输送机构沿着晶硅的轴向分为两级，其分别为进料输送组件和下料输送组件，位于进料输送组件和下料输送组件之间设有活动支撑机构，所述切割机构跨设于活动支撑机构上方，所述下料输送组件处设置有夹爪组件，本实用新型将输送机构与活动支撑机构结合，以固定不同切割长度的晶硅，灵活度高，同时，实现了收线、放线与切割功能的一体化，结构紧凑，既降低了设备制造成本，又适应工厂布置需求，结构紧凑，经济耐用，应用前景广。

Description

一种晶硅单刀截断机

技术领域

本实用新型属于晶硅加工设备技术领域，具体地说涉及一种晶硅单刀截断机。

背景技术

制作太阳能电池板所用硅片的制造工序分为：拉晶、截断、开方、磨倒、切片等几个步骤。目前，线切割技术是比较先进的晶硅切割加工技术，它的原理是通过高速运动的切割丝对晶硅进行摩擦，从而达到切割目的。

多刀截断机使用最为广泛，其通过导轮将切割丝布成网状，可通过自上而下一次性运行，完成对晶硅的多刀切割。随着拉晶工艺的提高，拉晶炉熔炼出来的硅棒长度加长，而市场上的多刀截断机的适用棒长范围并没有达到新的棒长长度，同时，大量晶硅工厂在建厂时，没有考虑到硅棒拉晶工艺会有突破，向着越来越长发展，造成现在硅棒在厂内转运困难。此外，对于中小型企业，为保证作业和产能的持续连续性，一般布置两台设备连续交替作业，存在产能过剩的现象。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种晶硅单刀截断机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种晶硅单刀截断机，包括底座及位于底座上方的输送机构和切割机构，所述输送机构沿着晶硅的轴向分为两级，其分别为进料输送组件和下料输送组件，位于进料输送组件和下料输送组件之间设有活动支撑机构，所述活动支撑机构包括可相对滑动的第一滑台和第二滑台，所述第一滑台和第二滑台上均设置多个锁紧支撑组；

所述切割机构跨设于活动支撑机构上方，其通过支撑立柱与底座连接，所述切割机构4包括支撑框架、升降组件和切割头，所述升降组件与支撑立柱固连，所述切割头位于支撑框架上，所述升降组件通过连接板与支撑框架连接，以推动支撑框架沿着支撑立柱滑动，所述支撑框架上设有供晶硅通过的通孔；

所述下料输送组件处设置有夹爪组件，所述夹爪组件包括横梁和驱动电机，所述横梁与晶硅的轴向垂直，其靠近进料输送组件的一侧设有与横梁连通的定位块，所述驱动电机位于横梁的另一侧，所述定位块的末端设有真空吸盘，所述横梁的一端设有与其连通的气路转接盒。

进一步，所述锁紧支撑组包括两个间隔设置的锁紧气缸，且锁紧气缸的活塞端面倾斜设置以贴合晶硅圆周表面，所述多个锁紧支撑组沿着晶硅的轴向设置。

进一步，所述第一滑台和/或第二滑台上设有与所述锁紧支撑组相平行的滚轮组，所述滚轮组包括两个滚轮，所述滚轮与锁紧气缸对应设置，且两个滚轮分别通过支架与第一滑台或第二滑台可转动连接。

进一步，所述锁紧气缸的缸体端与第一滑台或第二滑台固连，其活塞端外围套设有复位弹簧，且复位弹簧位于缸体端外侧，所述复位弹簧外围套设有风琴护罩。

进一步，所述升降组件包括升降电机、减速机和第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠与支撑立柱平行设置，所述升降电机、减速机与支撑立柱固连，所述连接板与第一滚珠丝杠的螺母固连。

进一步，所述切割头包括放线组件、收线组件、第一切割轮和第二切割轮，所述放线组件包括放线驱动电机和放线轮，所述收线组件包括收线驱动电机和收线轮，所述第一切割轮和第二切割轮分别位于通孔的两侧，且第一切割轮、第二切割轮分别与支撑框架可转动连接，切割丝依次绕过放线轮、第一切割轮、第二切割轮和收线轮以切割晶硅。

进一步，所述放线驱动电机和收线驱动电机均通过安装座与支撑框架连接，所述安装座上设有排线组件，用于驱动放线驱动电机和收线驱动电机沿着晶硅的轴向移动。

进一步，所述排线组件包括排线驱动电机、第二滚珠丝杠和固定板，所述第二滚珠丝杠与排线驱动电机的输出端连接，其螺母与固定板固连，所述固定板位于放线驱动电机或收线驱动电机的下方，且固定板与放线驱动电机或收线驱动电机固连。

进一步，所述支撑框架上设有喷嘴和激光标线器，所述喷嘴位于通孔上方，所述激光标线器出射的激光与第一切割轮、第二切割轮之间的切割丝重合。

进一步，所述横梁两端分别固定设置挡水板，所述真空吸盘通过安装杆与定位块连接。

本实用新型的有益效果是：

将输送机构与活动支撑机构结合，借助第一滑台和第二滑台可相对移动，以固定不同切割长度的晶硅，灵活度高，同时，将升降组件和切割头集成于支撑框架上，实现了收线、放线与切割功能的一体化，结构紧凑，既降低了设备制造成本，又适应工厂布置需求，此外，采用真空吸盘来吸住需要切割的晶硅或样片，以提高切割稳定性，有效防止切割误差的出现，结构紧凑，经济耐用，应用前景广。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是输送机构与活动支撑机构的结合示意图；

图3是锁紧气缸的纵向剖面示意图；

图4是切割机构的前视图；

图5是切割机构的轴测图；

图6是夹爪组件的整体结构示意图。

附图中：1-底座、2-进料输送组件、3-下料输送组件、4-切割机构、401-支撑框架、402-升降组件、403-通孔、404-放线组件、405-收线组件、406-第一切割轮、407-第二切割轮、408-收线驱动电机、409-安装座、410-排线驱动电机、411-固定板、412-升降电机、413-减速机、414-第一滚珠丝杠、5-活动支撑机构、501-第一滑台、502-第二滑台、503-锁紧支撑组、504-锁紧气缸、505-滚轮、506-支架、507-滑轨、508-复位弹簧、509-风琴护罩、6-支撑立柱、7-连接板、8-切割丝、9-喷嘴、10-激光标线器、11-夹爪组件、1101-横梁、1102-驱动电机、1103-定位块、1104-真空吸盘、1105-气路转接盒、1106-挡水板。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本实用新型创造。

实施例一：

参考图1，一种晶硅单刀截断机，包括底座1、输送机构和切割机构4，所述输送机构和切割机构4均位于底座1上方。所述输送机构沿着晶硅的轴向分为两级，其分别为进料输送组件2和下料输送组件3，晶硅经进料输送组件2输送至切割机构4处进行截断，截断后的晶硅经下料输送组件3输出。

为了便于切割不同长度的晶硅，在进料输送组件2和下料输送组件3之间设有活动支撑机构5。参考图2，所述活动支撑机构5包括可相对滑动的第一滑台501和第二滑台502，所述底座1上设有滑轨507，所述第一滑台501和/或第二滑台502位于所述滑轨507上，以实现相对滑动。本实施例中，第二滑台502可沿着滑轨507滑动。

所述第一滑台501和第二滑台502上均设置多个锁紧支撑组503，且所述多个锁紧支撑组503沿着晶硅的轴向设置。所述锁紧支撑组503包括两个间隔设置的锁紧气缸504，所述锁紧气缸504的缸体端与第一滑台501或第二滑台502固连，其活塞端用于支撑晶硅，为了提高活塞端与晶硅圆周表面的贴合度，锁紧气缸504的活塞端面倾斜设置，同时，参考图3，活塞端外围套设有复位弹簧508，且复位弹簧508位于缸体端外侧。当晶硅位于活动支撑机构5上方时，根据被截断晶硅的长度，所述第二滑台502移动至该长度的中间位置，锁紧气缸504的气压断开，复位弹簧508推动锁紧气缸504的的活塞端产生向上的位移，直至活塞端与晶硅表面接触，活塞端停止运动，锁紧气缸504的气压接通，将活塞端的活动支撑演变为固定支撑，所述复位弹簧508外围套设有风琴护罩509，以提高安全性。

当需截取的晶硅长度较长时，在第一滑台501和/或第二滑台502上设有与所述锁紧支撑组503相平行的滚轮组，所述滚轮组包括两个滚轮505，所述滚轮505与锁紧气缸504对应设置，且两个滚轮505分别通过支架506与第一滑台501或第二滑台502可转动连接，滚轮505用于支撑晶硅，防止倾倒。

实施例二：

参考图1、图4和图5，所述切割机构4跨设于活动支撑机构5上方，其通过支撑立柱6与底座1连接。切割机构4包括支撑框架401、升降组件402和切割头，其中，所述升降组件402与支撑立柱6固连，所述切割头位于支撑框架401上，同时，所述升降组件402通过连接板7与支撑框架401连接，以推动支撑框架401沿着支撑立柱6滑动，所述支撑框架401上设有供晶硅通过的通孔403。当晶硅位于通孔403时，升降组件402带动切割头下移进而截断晶硅。

所述升降组件402包括升降电机412、减速机413和第一滚珠丝杠414，所述升降电机412的输出端与减速机413连接，所述减速机413的输出端通过联轴器与第一滚珠丝杠414连接，也就是说，升降电机412可带动第一滚珠丝杠414转动。所述第一滚珠丝杠414与支撑立柱6平行设置，所述升降电机412、减速机413与支撑立柱6固连，所述连接板7与第一滚珠丝杠414的螺母固连，即第一滚珠丝杠414转动过程中可带动支撑框架401、切割头产生垂直方向的位移。

所述切割头包括放线组件404、收线组件405、第一切割轮406和第二切割轮407，所述放线组件404包括放线驱动电机和放线轮，且放线轮与放线驱动电机的输出端连接，所述收线组件405包括收线驱动电机408和收线轮，且收线轮与收线驱动电机408的输出端连接。参考图5，为了清楚的展现各部分位置关系，图5中省略了放线轮与放线驱动电机。所述第一切割轮406和第二切割轮407分别位于通孔403的两侧，且第一切割轮406、第二切割轮407分别与支撑框架401可转动连接，以实现导线作用。切割丝8依次绕过放线轮、第一切割轮406、第二切割轮407和收线轮以切割晶硅。本实施例中，第一切割轮406、第二切割轮407位于同一水平线上，以保证切割丝8呈水平运行状态，同时，放线轮使用市场通用BS60线辊，不需二次绕线，节约生产时间。

所述放线驱动电机和收线驱动电机408均通过安装座409与支撑框架401连接，所述安装座409上设有排线组件，用于驱动放线驱动电机和收线驱动电机408沿着晶硅的轴向移动。所述排线组件包括排线驱动电机410、第二滚珠丝杠和固定板411，所述第二滚珠丝杠与排线驱动电机410的输出端连接，其螺母与固定板411固连，所述固定板411位于放线驱动电机或收线驱动电机408的下方，且固定板411与放线驱动电机或收线驱动电机408固连。也就是说，在排线驱动电机410的驱动作用下，所述固定板411可沿着安装座409滑动，且固定板411的滑动方向与晶硅轴向相同，以实现均匀放线和收线操作。

此外，所述支撑框架401上设有喷嘴9和激光标线器10，所述喷嘴9位于通孔403上方且其设置有多个，喷嘴9随切割头一起上下移动，切割深度越深，喷嘴9距离晶硅越近，保证足够的冷却液进入切割缝内。所述激光标线器10出射的激光与第一切割轮406、第二切割轮407之间的切割丝8重合，远程标定切割丝8能够切割到的位置，为晶硅定位做基准。

实施例三：

参考图1和图6，所述下料输送组件3处设置有夹爪组件11，所述夹爪组件11包括横梁1101和驱动电机1102，所述横梁1101与晶硅的轴向垂直，其靠近进料输送组件2的一侧设有与横梁1101连通的定位块1103，所述驱动电机1102位于横梁1101的另一侧。底座1上设有沿着晶硅轴向延伸的进给滑轨，驱动电机1102带动夹爪组件11沿着进给滑轨移动，以拖动晶硅沿着输送机构传输。

所述定位块1103的末端设有真空吸盘1104，真空吸盘1104用来吸住需要切割的晶硅或样片，同时，定位块1103能有效防止晶硅或样片在夹爪组件11移动时出现晃动、位移，等晶硅或样片切割完成后再与真空吸盘1104分离。所述真空吸盘1104通过安装杆与定位块1103连接，所述横梁1101的一端设有与其连通的气路转接盒1105，从气路转接盒1105里出来一根真空气管连接到真空吸盘1104，用于控制真空吸盘1104对晶硅或样片的吸附和分离。同时，在气路转接盒1105上设置一按钮(图中未示出)，该按钮用来控制真空气管的关闭或连通。所述横梁1101两端分别固定设置挡水板1106，能挡住喷嘴9喷出的水，防止水溅到夹爪组件11上，溅湿电路线导致短路，影响切割作业。

参考图1至图6，晶硅截断具体过程为：将晶硅棒对接推入截断机，打开激光标线器10，标定第一刀切割位置。输入下料晶硅棒各段段长，点击启动按钮，喷嘴9自动打开，激光标线器10自动关闭。切割头切割晶硅棒头部，切割完成后，喷嘴9自动关闭，激光标线器10自动打开，切割下的晶硅棒由下料输送组件3送出。切割头上升，夹爪组件11前进并吸住晶硅断面，向前拖动，按照输入段长将晶硅棒拖动规定距离，第一滑台501或第二滑台502到达被截断部分的中间位置，锁紧气缸504与晶硅充分接触后锁死。喷嘴9打开，切割头开始工作，切割完成后，锁紧气缸504缩回，夹爪组件11将截断部分拖出切割区，等待取走。如此反复，直到切割至尾部最后一刀。

取样片时，夹爪组件11作为扶持装置和取片装置使用。真空吸盘1104吸紧晶硅断面，根据输入样片厚度要求，向前拉动硅棒1～5mm，拉动完成后，真空吸盘1104吸紧断面保持不动，喷嘴9打开，进入切割程序。切割结束后，喷嘴9不关闭，此时样片与硅棒断面吸附力很小，真空吸盘1104将样片带出切割区。手持样片边缘，按下气路转接盒1105上的按钮，样片会与真空吸盘1104脱离，即可人工拿下样片，完成取样片工作。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种晶硅单刀截断机，包括底座(1)及位于底座(1)上方的输送机构和切割机构(4)，其特征在于，所述输送机构沿着晶硅的轴向分为两级，其分别为进料输送组件(2)和下料输送组件(3)，位于进料输送组件(2)和下料输送组件(3)之间设有活动支撑机构(5)，所述活动支撑机构(5)包括可相对滑动的第一滑台(501)和第二滑台(502)，所述第一滑台(501)和第二滑台(502)上均设置多个锁紧支撑组(503)；

所述切割机构(4)跨设于活动支撑机构(5)上方，其通过支撑立柱(6)与底座(1)连接，所述切割机构(4)包括支撑框架(401)、升降组件(402)和切割头，所述升降组件(402)与支撑立柱(6)固连，所述切割头位于支撑框架(401)上，所述升降组件(402)通过连接板(7)与支撑框架(401)连接，以推动支撑框架(401)沿着支撑立柱(6)滑动，所述支撑框架(401)上设有供晶硅通过的通孔(403)；

所述下料输送组件(3)处设置有夹爪组件(11)，所述夹爪组件(11)包括横梁(1101)和驱动电机(1102)，所述横梁(1101)与晶硅的轴向垂直，其靠近进料输送组件(2)的一侧设有与横梁(1101)连通的定位块(1103)，所述驱动电机(1102)位于横梁(1101)的另一侧，所述定位块(1103)的末端设有真空吸盘(1104)，所述横梁(1101)的一端设有与其连通的气路转接盒(1105)。

2.根据权利要求1所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述锁紧支撑组(503)包括两个间隔设置的锁紧气缸(504)，且锁紧气缸(504)的活塞端面倾斜设置以贴合晶硅圆周表面，所述多个锁紧支撑组(503)沿着晶硅的轴向设置。

3.根据权利要求2所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述第一滑台(501)和/或第二滑台(502)上设有与所述锁紧支撑组(503)相平行的滚轮组，所述滚轮组包括两个滚轮(505)，所述滚轮(505)与锁紧气缸(504)对应设置，且两个滚轮(505)分别通过支架(506)与第一滑台(501)或第二滑台(502)可转动连接。

4.根据权利要求2所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述锁紧气缸(504)的缸体端与第一滑台(501)或第二滑台(502)固连，其活塞端外围套设有复位弹簧(508)，且复位弹簧(508)位于缸体端外侧，所述复位弹簧(508)外围套设有风琴护罩(509)。

5.根据权利要求1所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述升降组件(402)包括升降电机(412)、减速机(413)和第一滚珠丝杠(414)，所述第一滚珠丝杠(414)与支撑立柱(6)平行设置，所述升降电机(412)、减速机(413)与支撑立柱(6)固连，所述连接板(7)与第一滚珠丝杠(414)的螺母固连。

6.根据权利要求1所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述切割头包括放线组件(404)、收线组件(405)、第一切割轮(406)和第二切割轮(407)，所述放线组件(404)包括放线驱动电机和放线轮，所述收线组件(405)包括收线驱动电机(408)和收线轮，所述第一切割轮(406)和第二切割轮(407)分别位于通孔(403)的两侧，且第一切割轮(406)、第二切割轮(407)分别与支撑框架(401)可转动连接，切割丝(8)依次绕过放线轮、第一切割轮(406)、第二切割轮(407)和收线轮以切割晶硅。

7.根据权利要求6所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述放线驱动电机和收线驱动电机(408)均通过安装座(409)与支撑框架(401)连接，所述安装座(409)上设有排线组件，用于驱动放线驱动电机和收线驱动电机(408)沿着晶硅的轴向移动。

8.根据权利要求7所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述排线组件包括排线驱动电机(410)、第二滚珠丝杠和固定板(411)，所述第二滚珠丝杠与排线驱动电机(410)的输出端连接，其螺母与固定板(411)固连，所述固定板(411)位于放线驱动电机或收线驱动电机(408)的下方，且固定板(411)与放线驱动电机或收线驱动电机(408)固连。

9.根据权利要求6所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述支撑框架(401)上设有喷嘴(9)和激光标线器(10)，所述喷嘴(9)位于通孔(403)上方，所述激光标线器(10)出射的激光与第一切割轮(406)、第二切割轮(407)之间的切割丝(8)重合。

10.根据权利要求1所述的一种晶硅单刀截断机，其特征在于，所述横梁(1101)两端分别固定设置挡水板(1106)，所述真空吸盘(1104)通过安装杆与定位块(1103)连接。