CN208392357U - 一种单晶硅棒加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单晶硅棒加工装置，包括工作台、送料机构、对刀移料机构和线锯切割运行机构，对刀移料机构包括吸盘、移料机构和检测机构，其中检测机构包括连接座、圆螺母、滑动销轴、复位弹簧、感应开关和感应板，连接座与移料架之间螺纹连接，圆螺母套设于连接座外，滑动销轴一端连接复位弹簧，另一端连接感应板，感应开关固定在连接座上，感应开关的感应端与连接座的侧壁相齐平，感应板与吸紧单晶硅棒后的吸盘面相齐平，线锯切割运行机构用于单晶硅晶进行加工。本装置的送料过程更加简单，单晶硅棒运送速度快，加工效率高，通过增设的检测机构保证确保单晶硅棒和原点定位的准确性，从而减小单晶硅棒切割长度误差，保证其加工精度。

Description

一种单晶硅棒加工装置

技术领域

本实用新型涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种单晶硅棒加工装置。

背景技术

中国专利文献中，公开号CN107443601A，其公开了一种单晶棒料截断切割设备，其包括机架、可以在底架上滑动运行的单晶棒料送料装置、安装在底架上的切割机架、安装在切割机架上的线锯切割机构、可以在底架上滑动的单晶棒料托顶装置、取送料机器人和料车，其要点在于：支撑滚轮组件固定底座上，两个可移动的夹持单元的夹爪位于支撑滚轮的上方，夹持单元可穿过切割机架下方的空间，线锯切割机构是单段切割，伺服电机驱动减速机带动齿轮与齿条啮合实现棒料浮动托顶装置运动，取料机器人位于棒料浮动托顶装置的侧面。该设备具有以下不足：

(1)单晶硅棒通过两组可移动夹持单元的夹爪实现自定心夹紧，每执行一个切割动作都必须重复以下步骤：夹持单元松开单晶硅棒放置在滚轮组件上、移动夹持单元到指定位置、再重新夹紧单晶硅棒脱离滚轮组件、再带动单晶硅棒至指定切割位置，繁琐的操作，会大大降低设备的工作效率，降低产量，而且该设备中并未公开如何进行校刀，以保证单晶硅棒的切割精度，而传统的切割校刀都是通过人工观察或者拉线定位的方式，校刀效率低，切割精度低，容易对单晶硅棒的加工精度造成较大影响。

(2)支撑单晶棒料的夹持力由棒料浮动托顶装置的气缸提供，气缸在顶出后，需要保持这种顶出位置不变直到切割完成，由于气源压力不稳定、供气管路泄漏压力损失、切断后单晶硅棒重力变化都会对夹持力产生影响，可能造成单晶棒料位移从而影响切割质量。

(3)现有用于对环形金刚石线锯进行冷切和清屑的喷淋装置安装在切割运行机构切割窗的边缘，刚开始切割时距离单晶硅棒较远，冷切水冲击在单晶硅棒后向四周飞溅，弄脏工作环境不利于环保。

发明内容

为此，需要提供一种单晶硅棒加工装置，来解决现有的单晶硅棒加工装置工作过程中送料繁琐效率低，单晶硅棒切割长度误差大、加工精度低的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种单晶硅棒加工装置，所述加工装置包括工作台、送料机构、对刀移料机构和线锯切割运行机构；

所述工作台的顶面上设置有多个滚轮机构，所述多个滚轮机构沿工作台轴向排列；

所述送料机构包括夹持机构和输送机构，所述夹持机构用于夹紧单晶硅棒，所述输送机构包括输送架和第一驱动机构，所述夹持机构固定在输送架上，所述第一驱动机构用于带动输送架沿工作台轴向运动；

所述对刀移料机构包括吸盘、移料机构和检测机构，所述移料机构包括移料架和第二驱动机构，所述第二驱动机构用于带动移料架沿工作台轴向运动，所述吸盘固定在移料架上，吸盘用于贴吸在单晶硅棒的一端面上，所述检测机构包括连接座、圆螺母、滑动销轴、复位弹簧、感应开关和感应板，所述连接座与移料架之间螺纹连接，所述圆螺母套设于连接座外，连接座上开设有容置孔，所述复位弹簧位于容置孔中，所述滑动销轴一端连接复位弹簧，另一端连接感应板，所述感应开关固定在连接座上，感应开关的感应端与连接座的侧壁相齐平，所述感应板与吸紧单晶硅棒后的吸盘面相齐平；

所述线锯切割运行机构包括机架、线锯切割单元和提升机构，所述线锯切割单元位于工作台的上方，线锯切割单元经由提升机构与机架固定，所述提升机构带动线锯切割单元对单晶硅晶进行加工。

作为本实用新型的一种优选结构，所述连接座包括固定座和滑动座，所述固定座与移料架之间螺纹连接，所述滑动座与固定座之间滑动套接，所述固定座与滑动座内部均开设有容置孔，滑动座与固定座连通，所述复位弹簧位于固定座的容置孔中，所述滑动销轴一端与复位弹簧连接，另一端连接感应板，所述感应开关固定在滑动座上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述对刀移料机构还包括装夹工件，所述装夹工件固定在移料架上，装夹工件分别位于吸盘的两侧，所述装夹工件包括装夹座、第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的缸体固定在装夹座的侧壁上，第一气缸的伸缩杆贯穿装夹座，伸缩杆穿过装夹座一端固定有顶紧块，所述顶紧块与装夹座侧壁之间的伸缩杆外部套设有圆形伸缩护罩，所述第二气缸的缸体固定在装夹座的侧壁上，第二气缸的伸缩杆伸缩实现与第一气缸伸缩杆的抵靠或者分离，位于吸盘两侧的装夹工件的第一气缸的伸缩杆均朝向吸盘设置。

作为本实用新型的一种优选结构，所述夹持机构包括第一卡爪座、第二卡爪座、卡爪和伸缩件，所述第一卡爪座、第二卡爪座均呈弧形结构，第一卡爪座的一端与伸缩件的一端铰接，第一卡爪座的另一端固定有卡爪，第二卡爪座的一端与伸缩件的另一端铰接，第二卡爪座的另一端固定有卡爪，第一卡爪座与第二卡爪座均通过支撑柱连接输送架，第一卡爪座与第二卡爪座均可绕与支撑柱连接处转动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述滚轮机构包括U型滚轮支撑架、连接杆和滚轮，所述U型滚轮支撑架与工作台顶面固定连接，所述滚轮经由连接杆固定在滚轮支撑架的U形槽内，滚轮可绕连接杆转动，多个滚轮机构沿工作台顶面轴向排列成两组，两组滚轮机构在工作台顶面上对称设置，两组滚轮机构中滚轮中心线的延长线所形成的夹角为30-60°。

作为本实用新型的一种优选结构，所述工作台的顶面上还设置有多个装夹工件，所述多个装夹工件沿工作台顶面轴向排列成两组，两组装夹工件与两组滚轮机构共线。

作为本实用新型的一种优选结构，所述线锯切割运行机构为龙门式环形金刚石线锯切割机构，所述龙门式环形金刚石线锯切割机构包括龙门架、环形金刚石线锯切割单元和提升机构，所述环形金刚石线锯切割单元包括轮系安装面板、导轮组件和环形金刚石线锯，所述环形金刚石线锯布设于导轮组件的导轮线槽中，所述提升机构包括提升电机、提升减速机、提升螺杆和提升螺母，所述提升电机设置于龙门架的横梁上，提升电机经由提升减速机与提升螺杆连接，提升电机用于驱动提升螺杆转动，所述提升螺母套接于提升螺杆上，所述轮系安装面板与提升螺母相固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述加工装置还包括移动喷淋机构，所述移动喷淋机构包括移动机构和喷淋机构，所述喷淋机构包括蓄水箱、送水管、喷水箱、限位侧板和挡水毛刷，所述蓄水箱上开设有进水孔，所述送水管连通蓄水箱与喷水箱，所述喷水箱的底板上开设有多个喷水孔，所述喷水箱的前后两侧面上均设置有限位侧板，所述限位侧板的底端具有弧形缺口，喷水箱的左右两侧面上均设置有挡水毛刷。

作为本实用新型的一种优选结构，所述加工装置还包括伸缩挡水机构，所述伸缩挡水机构包括收卷机构和挡水帘片，所述挡水帘片一端与工作台固定，挡水帘片的另一端卷收在收卷机构内。

作为本实用新型的一种优选结构，所述加工装置还包括手工取片工装，所述手工取片工装包括磁性表座、万向支臂和切片吸盘，所述万向支臂一端与磁性表座连接，万向支臂的另一端与切片吸盘连接，手工取片工装位于工作台上，所述切片吸盘用于待切片的单晶硅棒的端面。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本实用新型单晶硅棒加工装置，首先通过夹持机构将单晶硅棒夹取固定，然后通过输送机构将待加工的单晶硅棒运送到对刀移料机构处，夹持机构松开单晶硅棒，之后只需要吸盘吸住单晶硅棒的一端面，并通过移料机构将单晶硅棒拖动到指定切割位置即可，在第一次切割工作完成后，重复使用对刀移料机构拖动单晶硅棒即可完成送料，使得送料过程更加简单，单晶硅棒运送速度快，加工效率高；此外在吸盘完全吸住单晶硅棒的端面时，确定单晶硅棒的切割原点，并通过增设的检测机构保证确保单晶硅棒和原点定位的准确性，从而减小单晶硅棒切割长度误差，保证其加工精度。

附图说明

图1为本实用新型单晶硅棒加工装置一实施例的斜视结构示意图；

图2为本实用新型单晶硅棒加工装置的送料机构一实施例的斜视结构示意图；

图3为本实用新型单晶硅棒加工装置的对刀移料机构一实施例的斜视结构示意图；

图4为本实用新型单晶硅棒加工装置的装夹工件一实施例的斜视结构示意图；

图5为本实用新型单晶硅棒加工装置的检测机构一实施例的斜视结构示意图；

图6为本实用新型单晶硅棒加工装置的检测机构一实施例的剖视结构示意图；

图7为本实用新型单晶硅棒加工装置的工作台一实施例的侧视结构示意图；

图8为本实用新型单晶硅棒加工装置的线锯切割运行机构一实施例的主视结构示意图；

图9为本实用新型单晶硅棒加工装置的线锯切割运行机构一实施例的后视结构示意图；

图10为本实用新型单晶硅棒加工装置的滚轮机构一实施例的斜视结构示意图；

图11为本实用新型单晶硅棒加工装置的移动喷淋机构一实施例的斜视结构示意图；

图12为本实用新型单晶硅棒加工装置的伸缩挡水机构一实施例的斜视结构示意图；

图13为本实用新型单晶硅棒加工装置的手工取片工装一实施例的斜视结构示意图；

图14为本实用新型一种单晶硅棒加工装置另一实施例的斜视结构示意图；

图15为本实用新型单晶硅棒加工装置的送料机构另一实施例的斜视结构示意图；

图16为本实用新型单晶硅棒加工装置的对刀移料机构另一实施例的斜视结构示意图。

附图标记说明：

1、工作台；11、凸台；

2、送料机构；

211、第一卡爪座；212、第二卡爪座；213、卡爪；214、伸缩件；215、支撑柱；216、支撑板；

221、输送架；222、第一驱动机构；2221、伺服电机；2222、传动齿轮；2223、传动齿条；2224、减速机；2225、直线导轨；2226、滑块；

3、对刀移料机构；

31、吸盘；

321、移料架；322、第二驱动机构；

33、检测机构；331、固定座；332、滑动座；333、圆螺母；334、滑动销轴；335、复位弹簧；336、感应开关；337、感应板；

34、装夹工件；341、装夹座；342、第一气缸；343、第二气缸；344、顶紧块；345、圆形伸缩护罩；

4、线锯切割运行机构；

41、龙门架；

42、环形金刚石线锯切割单元；421、轮系安装面板；422、导轮组件；423、环形金刚石线锯；

431、提升电机；432、提升减速机；433、提升螺杆；434、提升螺母；435、提升导轨；436、提升滑块；

5、滚轮机构；51、U型滚轮支撑架；52、连接杆；53、滚轮；

6、单晶硅棒；

7、移动喷淋机构；

71、移动机构；

721、蓄水箱；722、送水管；723、喷水箱；724、限位侧板；725、挡水毛刷；

73、安装支架；

8、伸缩挡水机构；81、收卷机构；82、挡水帘片；

9、手工取片工装；91、磁性表座；92、万向支臂；93、切片吸盘。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图16，本实用新型提供了一种单晶硅棒加工装置，所述加工装置包括工作台1、送料机构2、对刀移料机构3和线锯切割运行机构4；

所述工作台1作为待加工单晶硅棒6的承载结构，单晶硅棒6的移动与加工均在工作台1上完成。具体的，所述工作台1的顶面上设置有多个滚轮机构5，所述多个滚轮机构5沿工作台1轴向排列。所述的滚轮机构5直接与单晶硅棒6接触，单晶硅棒6沿滚轮机构5中滚轮面进行滑动，使得单晶硅棒6的运动更加的顺畅。

如图2所示，所述送料机构2作为本装置的进给机构之一，放置到工作台1上的单晶硅棒6首先由送料机构2运送到下一个单元，以靠近指定的加工位置。具体的，所述送料机构2包括夹持机构和输送机构，所述夹持机构用于夹紧单晶硅棒6，所述输送机构包括输送架221和第一驱动机构222，所述夹持机构固定在输送架221上，所述第一驱动机构222用于带动输送架221沿工作台1轴向运动。输送架221作为夹持机构的安装架，第一驱动机构222带动输送架221运动，以带动夹取单晶硅棒6的夹持机构运动，达到移动待加工单晶硅棒6的作用。

如图3所示，所述对刀移料机构3作为本装置的又一进给机构，其既起到移动单晶硅棒6到指定加工位置的作用，又起到对刀校准的作用，保证单晶硅棒6加工原点的准确性，以确保其加工精度。具体的，所述对刀移料机构3包括吸盘31、移料机构和检测机构33，所述移料机构包括移料架321和第二驱动机构322，所述第二驱动机构322用于带动移料架321沿工作台1轴向运动，所述吸盘31固定在移料架321上，吸盘31用于贴吸在单晶硅棒6的一端面上，所述检测机构33包括连接座、圆螺母、滑动销轴334、复位弹簧335、感应开关336和感应板337，所述连接座与移料架321之间螺纹连接，所述圆螺母套设于连接座外，连接座上开设有容置孔，所述复位弹簧335位于容置孔中，所述滑动销轴334一端连接复位弹簧335，另一端连接感应板337，所述感应开关336固定在连接座上，感应开关336的感应端与连接座的侧壁相齐平，所述感应板337与吸紧单晶硅棒6后的吸盘31面相齐平。在本装置中，送料机构2首先将单晶硅棒6向前运送，直至单晶硅棒6的前端面贴住吸盘31，此时夹持机构放开单晶硅棒6，送料机构2返回到初始位置，直至下一根单晶硅棒6装夹时参与下一次切割工作，此时将吸盘31完全吸紧单晶硅棒6前端面的位置作为切割计长的原点，通过移料机构运动带动吸紧在吸盘31上的单晶硅棒6向前移动，移料机构运动到指定的位置时，开始切割工作，在对刀移位机构中因为作为切割计长的原点确定，移料机构停止位置确定，那么单晶硅棒6的切割长度完全是精确的，而且采用此结构对于切割长度的确定更加高效，从而提供了整个装置的加工效率。请参阅图5和图6。为了进一步提高单晶硅棒6的切割长度精度，对刀移料机构3中还设置了检测机构33，以确保切割计长原点的准确性，具体的在检测机构33中感应板337与吸盘31在吸紧单晶硅棒6后的吸盘31面相齐平，在吸盘31未吸紧单晶硅棒6时感应板337应该在吸盘31的前方，单晶硅棒6首先撞击到感应板337上，感应板337向后运动，单晶硅棒6的前端面撞击到吸盘31上被吸盘31完全吸紧时，感应板337与吸盘31面相齐平，此时感应板337向后触碰到接触式感应开关336，感应开关336亮起以保证单晶硅棒6和原点定位的准确性，从而减小单晶硅棒6切割长度误差，保证其加工精度，在单晶硅棒6脱离吸盘31之后，在复位弹簧335的作用下，感应板337回复到初始状态，以进行下次校准工作。而当感应开关336亮起而吸盘31未带动单晶硅棒6移动，或者单晶硅棒6在被吸盘31拖动，而感应开关336无反应，说明单晶硅棒6和原点定位出现误差，那么切割长定精度则会受到降低，此时调整连接座的位置，调整连接螺杆锁入移料架321的深度以调节感应板337的位置，使得吸盘31在吸紧单晶硅棒6后的吸盘31面与感应板337相齐平，确定单晶硅棒6切割计长原点的准确性，在旋转连接座调节好感应板337的位置后，再通过套设在连接座外的圆螺母进行锁固。优选的，所述吸盘31为圆形，设置在移料架321上的吸盘31的中心与单晶硅棒6的中心相对应。

所述的线锯切割运行机构4作为本装置具体执行切割功能的部件，对待加工的单晶硅棒6执行切片或者截断功能。具体的，所述线锯切割运行机构4包括机架、线锯切割单元和提升机构，所述线锯切割单元位于工作台1的上方，线锯切割单元经由提升机构与机架固定，所述提升机构带动线锯切割单元对单晶硅晶进行加工。

请参阅图5和图6，作为本实用新型的一种优选实施例，所述连接座包括固定座331和滑动座332，所述固定座331与移料架321之间螺纹连接，所述滑动座332与固定座331之间滑动套接，所述固定座331与滑动座332内部均开设有容置孔，滑动座332与固定座331连通，所述复位弹簧335位于固定座331的容置孔中，所述滑动销轴334一端与复位弹簧335连接，另一端连接感应板337，所述感应开关336固定在滑动座332上。固定座331作为检测机构33与移料架321的直接连接结构，将连接座分割成固定座331与滑动座332的目的在于：当检测到切割计长原点存在误差时，则需要对感应板337的前后位置进行调整，也就是调整固定座331上螺纹锁入移料架321的深度，因为滑动座332与固定座331之间采用的滑动连接，在固定座331进行旋转调整锁入深度时，滑动座332在径向上的位置时不变的，那么固定在滑动座332上的感应开关336则会保持与感应板337相对位置不变，以防对感应开关336正常的检测工作造成影响。在具体的实施例中，所述的滑动销轴334与复位弹簧335的连接可以是滑动销轴334的一端直接与复位弹簧335的一端抵靠，或者滑动销轴334伸入到复位弹簧335的内旋空腔中，滑动销轴334上设置的限位凸起与复位弹簧335一端抵靠。优选的，所述感应板337塑料材质制成，其在于感应板337对单晶硅棒6的品质造成影响，因为硅晶和铁质材料直接接触，铁质材料极有可能带有含有导磁性物质，导致硅片磁场边缘效应的复杂化，从而影响切割后硅晶块的品质。

请参阅图3和图4，作为本实用新型的一种优选实施例，所述对刀移料机构3还包括装夹工件34，所述装夹工件34固定在移料架321上，装夹工件34分别位于吸盘31的两侧，所述装夹工件34包括装夹座341、第一气缸342和第二气缸343，所述第一气缸342的缸体固定在装夹座341的侧壁上，第一气缸342的伸缩杆贯穿装夹座341，伸缩杆穿过装夹座341一端固定有顶紧块344，所述顶紧块344与装夹座341侧壁之间的伸缩杆外部套设有圆形伸缩护罩345，所述第二气缸343的缸体固定在装夹座341的侧壁上，第二气缸343的伸缩杆伸缩实现与第一气缸342伸缩杆的抵靠或者分离，位于吸盘31两侧的装夹工件34的第一气缸342的伸缩杆均朝向吸盘31设置。所述的装夹工件34用于在单晶硅棒6进行切割时，对单晶硅棒6的夹持固定，具体的，第一气缸342伸缩杆伸长带动顶紧块344抵靠在单晶硅棒6上，然后第二气缸343伸缩杆伸缩对第一气缸342的伸缩缸造成压迫，通过吸盘31两侧的装夹工件34对单晶硅棒6进行夹持，保证单晶硅棒6切割时的稳定性。优选的，吸盘31两侧的装夹工件34两伸缩杆所形成的夹角为60-100°。优选的，所述装夹座341用于安装第一气缸342伸缩杆的通孔中心偏离装夹座341的中心，并位于第二气缸343安装面的远端，第二气缸343伸缩杆与第一气缸342伸缩杆相互垂直，第二气缸343的安装位置靠近顶出端，该结构使得第二气缸343施加给第一气缸342伸缩杆的压力更大，摩擦力更加稳定。采用以上结构的装夹工件34，装夹工件34第二气缸343能够以较小的顶出压力转换为第一气缸342伸缩杆上的较大的摩擦力，能够大大降低因气缸气源压力不稳定造成单晶硅棒6在切割过程中发生晃动，进而出现崩边或者波浪面的发生，以保证单晶硅棒6的切割质量；单晶硅棒6切断后，收回的装夹工件的顶紧块，单晶硅棒6落在滚轮机构5上，通过自动对刀移料机构3上的吸盘31带动单晶硅棒6移动到出料区域，自动化程度高，加工品质高。

如图2和图3所示的实施例中，所述第一驱动机构222和第二驱动机构322均包括伺服电机2221、传动齿轮2222和传动齿条2223，所述传动齿条2223设置在工作台1的侧壁上，所述传动齿轮2222与传动齿条2223相啮合。在第一驱动机构222中，所述伺服电机2221的输出轴贯穿输送架221与传动齿轮2222连接，所述伺服电机2221启动，伺服电机2221的输出轴带动与其啮合的传动齿轮2222发生转动，传动齿轮2222带动输送架221沿着传动齿条2223进行直线运动。在第二驱动机构322中，所述伺服电机2221的输出轴贯穿移料架321与传动齿轮2222连接，所述伺服电机2221启动，伺服电机2221的输出轴带动与其啮合的传动齿轮2222发生转动，传动齿轮2222转动带动移料架321沿着传动齿条2223进行直线运动。优选的，所述伺服电机2221与传动齿轮2222之间还设置有减速机2224，所述减速机2224用于将伺服电机2221输出的高转速降低后通过输出轴输出。采用此种驱动机构，结构巧妙，制造更加的简单，驱动机构整个设置于工作台1的侧边上，便于维护。优选的，第一驱动机构222与第二驱动机构322分别设置于工作台1的两个侧面上。优选的，所述工作台1上还设置有直线导轨2225，与之相适配的移料架321以及输送架221上设置有导轨滑块2226，以保证移料架321与输送架221移动的更加稳定。请参阅图14和图16，在某些其他的实施例中，所述驱动机构采用滚珠丝杆传动，所述的工作台1为槽式结构，工作台1的两侧具有供输送架221和移料架321穿过以及移动的通槽，优选的，驱动机构包括移动导轨、滑块2226以及丝杆螺母、滚珠丝杆、伺服电机2221和减速机2224，所述伺服电机2221连接减速机2224，减速机2224的输出轴与滚珠丝杆连接，所述丝杆螺母套接在滚珠丝杆上，并与安装架固定，所述滑块2226设置于安装架的下方，所述直线导轨2225沿着工作台1轴向设置，所述滑块2226可沿直线导轨2225滑动。具体的，所述安装架可以为输送架221或者移料架321，即该驱动机构既可用于送料机构2也可用于对刀移料机构3。

请参阅图2，作为本实用新型的一种优选实施例，所述夹持机构包括第一卡爪座211、第二卡爪座212、卡爪213和伸缩件214，所述第一卡爪座211、第二卡爪座212均呈弧形结构，第一卡爪座211的一端与伸缩件214的一端铰接，第一卡爪座211的另一端固定有卡爪213，第二卡爪座212的一端与伸缩件214的另一端铰接，第二卡爪座212的另一端固定有卡爪213，第一卡爪座211与第二卡爪座212均通过支撑柱215连接输送架221，第一卡爪座211与第二卡爪座212均可绕与支撑柱215连接处转动。在本实施例中，伸缩件214伸长会带动固定在输送架221上的第一卡爪座211与第二卡爪座212绕支撑柱215向内转动，第一卡爪213与第二卡爪213相互靠近以收缩夹持机构的夹持内腔，同时固定在卡爪213座开口端的卡爪213收缩，使得夹持机构能够夹住工作台1上的单晶硅棒6，当伸缩件214收缩时，第一卡座与第二卡爪座212就会相互分离，以放开单晶硅棒6，采用该结构夹持机构对单晶硅棒6的夹取固定非常的简单便捷。优选的，所述伸缩件214可以为电动气缸、液压缸或者直线电机均可。优选的，所述卡爪213与单晶硅棒6的接触面上还设置有软垫，软垫采用聚氨酯材料制成。优选的，所述的夹持机构还包括支撑板216，所述支撑板216的两端分别与第一卡爪座211与第二卡爪座212侧壁铰接固定，所述支撑板216用于提高整个夹持机构的结构刚性，增强起牢固度。请参阅图14和图15，在某些其他的实施例中，所述的夹持机构包括夹持架、伸缩气缸和限位夹板，所述夹持架成“凵”结构，所述限位夹板可枢转的铰接在夹持架的两侧壁上，所述伸缩气缸的一端固定在夹持架上，一端与限位夹板的底端固定。伸缩器气缸的伸缩杆伸长带动两侧的限位夹板向下收合，其配合夹持架上的顶紧气缸对单晶硅棒6进行夹紧。

请参阅图，作为本实用新型的一种优选实施例，所述滚轮机构5包括U型滚轮支撑架51、连接杆52和滚轮53，所述U型滚轮支撑架51与工作台1顶面固定连接，所述滚轮53经由连接杆52固定在滚轮支撑架的U形槽内，滚轮53可绕连接杆转动，多个滚轮机构5沿工作台1顶面轴向排列成两组，两组滚轮机构5在工作台1顶面上对称设置，两组滚轮机构5中滚轮53中心线的延长线所形成的夹角为30-60°。将工作台1面上的滚轮设置成以上述结构，滚轮53的安装比较简单，无需在工作台1上开设滚轮安装孔，省去复杂的安装过程，在滚轮53发生磨损只需要将磨损滚轮53所在的滚轮支撑架拆掉进行更换即可，更换简单简约成本，而且采用滚轮支撑架来安装滚轮，只需要控制好滚轮支撑架的倾斜角度，即可很方便的控制滚轮中心线的延长线所形成的夹角，也就是单晶硅棒在滚轮机构上滚动时的夹持角。优选的，两组滚轮机构5中滚轮中心线的延长线所形成的夹角为30-60°，滚轮设置成这种角度在单晶硅棒在滚轮上进给切割时，单晶硅棒的移动更加稳定。

请参阅图1、图8和图9，作为本实用新型的一种优选实施例，所述线锯切割运行机构4为龙门式环形金刚石线锯切割机构，所述龙门式环形金刚石线锯切割机构包括龙门架41、环形金刚石线锯切割单元42和提升机构，所述环形金刚石线锯切割单元42包括轮系安装面板421、导轮组件422和环形金刚石线锯423，所述环形金刚石线锯423布设于导轮组件422的导轮线槽中，所述提升机构包括提升电机431、提升减速机432、提升螺杆433和提升螺母434，所述提升电机431设置于龙门架41的横梁上，提升电机431经由提升减速机432与提升螺杆433连接，提升电机431用于驱动提升螺杆433转动，所述提升螺母434套接于提升螺杆433上，所述轮系安装面板421与提升螺母434相固定。优选的，所述加工装置还包括凸台11，所述凸台11设置在工作台1的两侧，所述机架固定在凸台11上。具体的，所述龙门架41包括左右两根立柱以及连接在立柱顶端的横梁，提升电机431、提升减速机432固定在横梁上，环形金刚石线锯切割单元42的轮系安装面板421与提升螺母434相固定，所述提升螺杆433转动带动提升螺母434上升或者下降。所述提升电机431用于为提升机构提供升降的驱动力。优选的，所述立柱上还设置有提升导轨435，轮系安装面板421上固定有与其相适配的提升滑块436。所述的提升减速机432则用于将提升电机431输出轴输出的高转速降低，以减缓切割单元的抬升或者下降速度。所述的提升螺杆433与提升螺母434配合，将提升螺杆433的旋转运动转化为提升螺母434的升降运动。在某些其他的实施例中，所述线锯切割运行机构4也可以为绕线式金刚石线锯切割机构。

如图11所示的实施例中，所述加工装置还包括移动喷淋机构7，所述移动喷淋机构7包括移动机构71和喷淋机构，所述喷淋机构包括蓄水箱721、送水管722和喷水箱723，所述蓄水箱721上开设有进水孔，所述送水管722连通蓄水箱721与喷水箱723，所述喷水箱723的底板上开设有多个喷水孔。所述的移动喷淋机构7能够跟随线锯切割运行机构4的切割工作进行水冷喷淋。外部冷却水首先经过蓄水箱721上的进水孔流入到蓄水箱721中，然后通过送水管722输送到喷水箱723，然后通过喷水箱723上开设的多个喷水孔喷到单晶硅棒6的锯缝中，对金刚石环形线锯和单晶硅棒6的切割面进行冷却降温，同时也可以起到对切割粉屑进行湿润，防止粉屑污染工作环境。所述移动机构71的作用就在于上下抬升或者降低喷水箱723的位置，跟随切割运行机构运动，以免线锯切割运行机构4与喷淋机构发生运行干涉。优选的，所述移动机构71可以为气缸、液压缸或者直线电机。优选的，所述送水管722为钢管，且送水管722道为两条。优选的，所述移动喷淋机构7还包括安装支架73，所述安装支架73设置在龙门架41横梁的侧面上，所述移动机构71固定在安装支架73上。

请参阅图11，作为本实用新型的一种优选实施例，所述喷淋机构还包括限位侧板724和挡水毛刷725，所述喷水箱723的前后两侧面上均设置有限位侧板724，所述金刚石线锯位于前后两块限位侧板724之间，所述限位侧板724的底端具有弧形缺口，喷水箱723的左右两侧面上均设置有挡水毛刷725。所述限位侧板724一方面可以防止喷水孔中喷出的冷却液喷射到其他位置，造成喷淋水的浪费，另一方面所述的限位侧板724上还具有与单晶硅棒6形状相适配的弧形缺口，在移动机构71的带动下，两块限位侧板724正好贴合抵靠在单晶硅棒6的侧面上，此时所述环形金刚石线锯423恰好从两块限位侧板724之间穿过，环形金刚石线锯423对单晶硅棒6进行切割，限位侧板724在进行切割工作时通过压住单晶硅棒6切口的两端，降低了切断时单晶硅棒6应力释放从而导致切口崩边的可能，喷淋液限位侧板724限制，只能从单晶硅棒6的切口处喷入并从两侧面冲出，良好的冷切和排屑不仅有效的提高了环形金刚石线锯423的寿命、保证了切割质量，还减少了喷淋水的飞溅。此外，在实际工作过程中，环形金刚石线锯423会经过挡水毛刷725的位置，因此在使用过程中挡水毛刷725会被切割出一条线锯运行通道。优选的，所述的限位侧板724为尼龙材质，其能够防止硅晶材料表面被刮花，还不会对单晶硅棒6的品质造成影响。

请参阅图1和图14，作为本实用新型的一种优选实施例，所述工作台1的顶面上还设置有多个装夹工件34，所述多个装夹工件34沿工作台1顶面轴向排列成两组，两组装夹工件34与两组滚轮机构5共线。在本实施例中，所述的装夹工件34作为单晶硅棒6的夹持固定装置之一，装夹工件34的顶紧块344向上顶起单晶硅棒6，两组装夹工件形成一个V形夹角面，单晶硅棒在自身重力以及顶紧块摩擦力的作用下，能够牢牢固定住单晶硅棒，防止在加工过程中，单晶硅棒出现崩边的情况。在需要移动单晶硅棒时，收起装夹工件，使得单晶硅棒落到滚轮机构上，即可很方便的实现单晶硅棒的移动。在优选的实施例中，装夹工件还可以配合其他夹取机构对单晶硅棒固定，如喷淋机构限位挡板的下压，能够对单晶硅棒6起到很好的限位作用，所述工作台1顶面上的装夹工件34还能够配合对刀限位机构上的装夹工件34对待加工的单晶硅棒6进行限位固定。优选的，所述工作台1上还设置有让位槽，所述让位槽可供环形金刚石线锯423通过以便更好的对单晶硅棒6进行切割。在实施使用中，所述让位槽可以是两个U型滚轮支撑架51之间的间隙形成。优选的，设置在工作台1顶面上的装夹工件34至少为4个，且分别对称布置在工作台1让位槽的两侧，此种结构在环形金刚石线锯423对单晶硅棒6切割时，对单晶硅棒6的限位更加稳定。

请参阅图12，作为本实用新型的一种优选实施例，所述加工装置还包括伸缩挡水机构8，所述伸缩挡水机构8包括收卷机构81和挡水帘片82，所述挡水帘片82一端与工作台1固定，挡水帘片82的另一端卷收在收卷机构81内。所述的伸缩挡水机构8用于防止喷淋冷却水的飞溅，对操作者的使用环境造成影响。具体的，所述收卷机构81设置在线锯切割运行机构4的切割架上，如环形金刚石线锯切割单元42的轮系安装面板421底端，收卷机构81能够随着轮系安装面板421上下运动，挡水帘片82则会在收卷机构81中进行实时收卷，进一步对飞溅的喷淋液进行遮挡和导流，从而减少了飞溅的喷淋液对环境的污染。优选的，所述工作台1顶面的两侧设置有集液槽。具体的，所述收卷机构81包括收卷箱体和转动轴，所述挡水帘片82一端固定在转动轴上。在其他的实施例中，所述伸缩挡水机构8跟卷收尺的结构类似，收卷机构81包括收卷箱体和压缩弹片，所述挡水帘片82缠绕在压缩弹片外。

请参阅图13，作为本实用新型的一种优选实施例，所述加工装置还包括手工取片工装9，所述手工取片工装9包括磁性表座91、万向支臂92和切片吸盘93，所述万向支臂92一端与磁性表座91连接，万向支臂92的另一端与切片吸盘93连接，手工取片工装9位于工作台1上，所述切片吸盘93用于待切片的单晶硅棒6的端面。在进行单晶硅棒6切片作业时吸盘31吸附在待切硅棒的端面，再将磁性表座91吸附工作台1上，接着锁紧磁万向支臂92，从而完成待切硅片的装夹，切片结束后，只要轻轻拨动吸盘31一角就能卸下硅片。而进行单晶硅棒6截断工作时时，可以将手工取片工装9放置在不影响单晶硅棒6截断的区域或者直接取下手工取片工装9。手工取片工结构简单，操作极为便利，完全解决了硅片易摔碎的问题。优选的，所述切片吸盘93为无真空源吸盘31。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述加工装置包括工作台、送料机构、对刀移料机构和线锯切割运行机构；

所述工作台的顶面上设置有多个滚轮机构，所述多个滚轮机构沿工作台轴向排列；

所述送料机构包括夹持机构和输送机构，所述夹持机构用于夹紧单晶硅棒，所述输送机构包括输送架和第一驱动机构，所述夹持机构固定在输送架上，所述第一驱动机构用于带动输送架沿工作台轴向运动；

所述对刀移料机构包括吸盘、移料机构和检测机构，所述移料机构包括移料架和第二驱动机构，所述第二驱动机构用于带动移料架沿工作台轴向运动，所述吸盘固定在移料架上，吸盘用于贴吸在单晶硅棒的一端面上，所述检测机构包括连接座、圆螺母、滑动销轴、复位弹簧、感应开关和感应板，所述连接座与移料架之间螺纹连接，所述圆螺母套设于连接座外，连接座上开设有容置孔，所述复位弹簧位于容置孔中，所述滑动销轴一端连接复位弹簧，另一端连接感应板，所述感应开关固定在连接座上，感应开关的感应端与连接座的侧壁相齐平，所述感应板与吸紧单晶硅棒后的吸盘面相齐平；

所述线锯切割运行机构包括机架、线锯切割单元和提升机构，所述线锯切割单元位于工作台的上方，线锯切割单元经由提升机构与机架固定，所述提升机构带动线锯切割单元对单晶硅晶进行加工。

2.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述连接座包括固定座和滑动座，所述固定座与移料架之间螺纹连接，所述滑动座与固定座之间滑动套接，所述固定座与滑动座内部均开设有容置孔，滑动座与固定座连通，所述复位弹簧位于固定座的容置孔中，所述滑动销轴一端与复位弹簧连接，另一端连接感应板，所述感应开关固定在滑动座上。

3.根据权利要求2所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述对刀移料机构还包括装夹工件，所述装夹工件固定在移料架上，装夹工件分别位于吸盘的两侧，所述装夹工件包括装夹座、第一气缸和第二气缸，所述第一气缸的缸体固定在装夹座的侧壁上，第一气缸的伸缩杆贯穿装夹座，伸缩杆穿过装夹座一端固定有顶紧块，所述顶紧块与装夹座侧壁之间的伸缩杆外部套设有圆形伸缩护罩，所述第二气缸的缸体固定在装夹座的侧壁上，第二气缸的伸缩杆伸缩实现与第一气缸伸缩杆的抵靠或者分离，位于吸盘两侧的装夹工件的第一气缸的伸缩杆均朝向吸盘设置。

4.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述夹持机构包括第一卡爪座、第二卡爪座、卡爪和伸缩件，所述第一卡爪座、第二卡爪座均呈弧形结构，第一卡爪座的一端与伸缩件的一端铰接，第一卡爪座的另一端固定有卡爪，第二卡爪座的一端与伸缩件的另一端铰接，第二卡爪座的另一端固定有卡爪，第一卡爪座与第二卡爪座均通过支撑柱连接输送架，第一卡爪座与第二卡爪座均可绕与支撑柱连接处转动。

5.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述滚轮机构包括U型滚轮支撑架、连接杆和滚轮，所述U型滚轮支撑架与工作台顶面固定连接，所述滚轮经由连接杆固定在滚轮支撑架的U形槽内，滚轮可绕连接杆转动，多个滚轮机构沿工作台顶面轴向排列成两组，两组滚轮机构在工作台顶面上对称设置，两组滚轮机构中滚轮中心线的延长线所形成的夹角为30-60°。

6.根据权利要求5所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述工作台的顶面上还设置有多个装夹工件，所述多个装夹工件沿工作台顶面轴向排列成两组，两组装夹工件与两组滚轮机构共线。

7.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述线锯切割运行机构为龙门式环形金刚石线锯切割机构，所述龙门式环形金刚石线锯切割机构包括龙门架、环形金刚石线锯切割单元和提升机构，所述环形金刚石线锯切割单元包括轮系安装面板、导轮组件和环形金刚石线锯，所述环形金刚石线锯布设于导轮组件的导轮线槽中，所述提升机构包括提升电机、提升减速机、提升螺杆和提升螺母，所述提升电机设置于龙门架的横梁上，提升电机经由提升减速机与提升螺杆连接，提升电机用于驱动提升螺杆转动，所述提升螺母套接于提升螺杆上，所述轮系安装面板与提升螺母相固定。

8.根据权利要求1或7所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括移动喷淋机构，所述移动喷淋机构包括移动机构和喷淋机构，所述喷淋机构包括蓄水箱、送水管、喷水箱、限位侧板和挡水毛刷，所述蓄水箱上开设有进水孔，所述送水管连通蓄水箱与喷水箱，所述喷水箱的底板上开设有多个喷水孔，所述喷水箱的前后两侧面上均设置有限位侧板，所述限位侧板的底端具有弧形缺口，喷水箱的左右两侧面上均设置有挡水毛刷。

9.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括伸缩挡水机构，所述伸缩挡水机构包括收卷机构和挡水帘片，所述挡水帘片一端与工作台固定，挡水帘片的另一端卷收在收卷机构内。

10.根据权利要求1所述的单晶硅棒加工装置，其特征在于，所述加工装置还包括手工取片工装，所述手工取片工装包括磁性表座、万向支臂和切片吸盘，所述万向支臂一端与磁性表座连接，万向支臂的另一端与切片吸盘连接，手工取片工装位于工作台上，所述切片吸盘用于待切片的单晶硅棒的端面。