CN208714236U - 一种硅棒开方夹持工装及开方机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及了一种硅棒开方夹持工装及开方机，其中所述开方夹持工装包括旋转台、夹持件和旋转动力机构，所述夹持件固定于旋转台上，夹持件的上端面开设有凹止口，所述凹止口用于固定待开方硅晶，夹持件由止口面向下设置有纵横交错的让位通槽，所述旋转动力机构用于驱动旋转台发生转动。在本实用新型硅棒开方夹持工装中，旋转动力机构驱动旋转台发生转动，以带动夹持件上夹持的硅晶棒转动，实现硅棒开方面的调整，开方效率较高；在夹持件上设置让位通槽，使得线锯切割机不会切割到夹持件，采用该硅棒开方夹持工装相对传统带锯切割开方效率高，相比多线切割装置晃动力小，开方面不会出现“波浪面”或“崩边”，硅晶棒的开方品质高。

Description

一种硅棒开方夹持工装及开方机

技术领域

本实用新型涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种硅棒开方夹持工装及开方机。

背景技术

随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。光伏太阳能发电领域中，通常的晶体硅太阳能电池是在高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅棒后通过多线锯切割而成。

现有硅片的制作流程，一般是将硅棒通过开方机进行开方，使得硅棒整体呈类矩形；开方完毕后，对硅棒进行磨面、滚圆及抛光等处理；最后，再采用多线切片机对开方后的硅棒进行切片。

在现有硅棒开方作业中，先将待切割硅棒竖直放置并予以定位，再利用切割装置从待切割硅棒的顶部进入且沿硅棒长度方向向下进给直至待切割硅棒的底部后穿出，从而在硅棒周向上切割出四个两两平行的轴切面。目前常用的切割装置为带锯和多线切割装置。采用带锯开方，一次只能切割一个面，而且每当一个面切割完成后都需人为的转动硅棒，以对其他面进行切割，开方效率低下。而采用多线切割装置进行开方，虽然提高工作效率，但是多线切割，硅棒振动幅度较大，硅棒晃动容易造成“波浪面”或“崩边”，此外现有的硅棒开放装置的线锯容易接触到硅棒固定台，造成固定台损坏。

实用新型内容

为此，需要提供一种硅棒开方夹持工装及开方机，来解决现有的硅棒开方装置开方效率低，硅棒开方品质不高，容易损坏硅棒固定台的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种硅棒开方夹持工装，所述开方夹持工装包括旋转台、夹持件和旋转动力机构，所述夹持件固定于旋转台上，夹持件的上端面开设有凹止口，所述凹止口用于固定待开方硅晶，夹持件由止口面向下设置有纵横交错的让位通槽，所述旋转动力机构用于驱动旋转台发生转动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方夹持工装还包括移动进给机构，所述移动进给机构包括驱动机构和移动底盘，所述旋转台设置于移动底盘上，所述移动底盘下方设置有滑块。

作为本实用新型的一种优选结构，所述驱动机构包括伺服电机、减速机和滚珠丝杆，所述减速机与伺服电机输出轴连接，所述滚珠丝杆连接减速机的输出端与移动底盘，以驱动移动底盘进行直线往复运动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述驱动机构还包括风琴护罩，所述风琴护罩的一端与移动底盘的侧边连接，风琴护罩具有容置空腔，所述滚珠丝杆位于容置空腔内。

作为本实用新型的一种优选结构，所述驱动机构为直线电机，所述直线电机的直线推杆与移动底盘连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述旋转动力机构包括旋转电机和蜗轮蜗杆机构，所述旋转电机位于旋转台的侧边上，旋转电机驱动蜗轮蜗杆机构转动，以带动旋转台发生转动。

作为本发明的一种优选结构，所述旋转动力机构包括直线往复装置和齿条，所述旋转台上侧壁上设置有环状齿槽，所述环状齿槽与齿条相啮合，所述直线往复装置与齿条传动连接。

发明人还公开了一种开方机，包括上述的硅棒开方夹持工装，还包括底座、机架和线锯切割机，所述机架固定于底座上形成机体空腔，所述硅棒开方夹持工装位于机体孔空腔内，硅棒开方夹持工装固定于底座上，所述线锯切割机位于硅棒开方夹持工装的上方，线锯切割机经由升降机构固定在机架上，所述升降机构的抬升或下降带动线锯切割机对待开方硅棒进行切割。

作为本实用新型的一种优选结构，所述底座上设置有直线导轨，所述滑块与直线导轨的形状相适配。

作为本实用新型的一种优选结构，所述线锯切割机与机架相对的面上设置有提升滑块，所述机架上设置有与提升滑块相适配的提升滑轨。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：在本实用新型硅棒开方夹持工装中，旋转动力机构驱动旋转台发生转动，以带动夹持件上夹持的硅晶棒转动，实现硅棒开方面的调整，开方效率较高；在夹持件上设置让位通槽，使得线锯切割机不会切割到夹持件，采用该硅棒开方夹持工装相对传统带锯切割开方效率高，相比多线切割装置晃动力小，开方面不会出现“波浪面”或“崩边”，硅晶棒的开方品质高。

附图说明

图1为本实用新型一种硅棒开方夹持工装一实施例的主视结构示意图；

图2为本实用新型一种硅棒开方夹持工装一实施例的俯视结构示意图；

图3为本实用新型一种硅棒开方夹持工装另一实施例的斜视结构示意图；

图4为本实用新型一种开方机一实施例的主视结构示意图。

附图标记说明：

1、开方夹持工装；

11、旋转台；111、环状齿槽；

12、夹持件；121、凹止口；122、让位通槽；123、凸台；

13、旋转动力机构；131、直线往复装置；132、齿条；

141、驱动机构；1411、伺服电机；1412、减速机；1413、滚珠丝杆；

142、移动底盘；

15、风琴护罩；

2、开方机；

21、底座；

22、机架；

23、线锯切割机；

24、升降机构；

25、直线导轨；

26、提升滑轨；

3、硅棒。

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3，本实用新型提供了一种硅棒开方夹持工装，所述开方夹持工装1包括旋转台11、夹持件12和旋转动力机构13，所述夹持件12固定于旋转台11上，夹持件12的上端面开设有凹止口121，所述凹止口121用于固定待开方硅晶，夹持件12由止口面向下设置有纵横交错的让位通槽122，所述旋转动力机构13用于驱动旋转台11发生转动。

所述硅棒开方夹持工装用于装载固定待进行开方的硅棒3，优选的，所述硅棒开方夹持工装主要用于籽晶棒的开方。其具体结构为：所述开方装夹机构包括旋转台11、夹持件12和旋转动力机构13。所述夹持件12固定于旋转台11上，夹持件12的上端面开设有凹止口121，所述凹止口121用于固定待开方的籽晶棒，防止籽晶棒在切割开方过程中以及旋转台11转动过程中出现晃动或者偏移出预设位置，导致籽晶棒开方面出现波浪面或者崩边的情况发生。夹持件12由止口面向下设置有纵横交错的让位通槽122，让位通槽122 的作用是让线锯切割机23金刚石切割线的安全运行，防止线锯切割机23在进行线切割的过程中，切割到夹持件12上，让位通槽122便于切割线对籽晶棒进行完全切割，防止开方面未完全切断，也便于切割线的脱出，让位通槽122之间的凸台123则作为籽晶棒完成开方切割后的籽晶支撑平台，防止切割过程出现位移。所述旋转动力机构13用于驱动旋转台11发生转动，籽晶棒一般需要进行多个面的开方，在不改变线锯切割机23切割运行路径的情况下，转动旋转台11以改变籽晶棒的开方面，开方工作更为简单，工作效率更高，且为适配此种开方方式，夹持件12由止口面向下设置纵横交错的让位通槽 122。在某些其它的实施例中，所述开方装夹机构3也可以用于除籽晶棒之外其他种类的硅晶棒的装载，只要其能够被该开方装夹机构进行稳定固定即可。

在本实用新型硅棒开方夹持工装中，旋转动力机构13驱动旋转台11发生转动，以带动夹持件12上夹持的硅棒转动，实现硅棒3开方面的调整，开方效率较高；在夹持件12上设置让位通槽122，使得线锯切割机23不会切割到夹持件12，采用该硅棒开方夹持工装1相对传统带锯切割开方效率高，相比多线切割装置晃动力小，开方面不会出现“波浪面”或“崩边”，硅晶棒的开方品质高。

如图1和图2所示的优选实施例中，所述开方夹持工装1还包括移动进给机构，所述移动进给机构包括驱动机构141和移动底盘142，所述旋转台 11设置于移动底盘上，所述移动底盘下方设置有滑块。所述移动进给装置可用于在旋转台11上固定装载硅棒3后，将其移动到预设位置，使用线锯切割机23进行开方工作。所述移动底盘下方设置有滑块，所述滑块的设计是为了减小移动底盘滑动的摩擦力，在长时间的直线往复运动中，更加节省能源消耗，而且使用移动进给机构更加方便进行籽晶棒的安装与更换。

请参阅图2，作为本实用新型的一种优选实施例，所述驱动机构141包括伺服电机1411、减速机1412和滚珠丝杆1413，所述减速机1412与伺服电机 1411输出轴连接，所述滚珠丝杆1413连接减速机1412的输出端与移动底盘 142，以驱动移动底盘进行直线往复运动。滚珠丝杆1413是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。在本实施例中伺服电机1411的高转速在经过减速机1412的减速后，通过滚珠丝杆1413将减速机输出端的旋转运动转化为直线运动，以驱动移动底盘进行直线往复运动，进而带动旋转台11做直线运动，更加方便硅棒3的拆装。

如图2所示的实施例中，所述驱动机构141还包括风琴护罩15，所述风琴护罩15的一端与移动底盘的侧边连接，风琴护罩15具有容置空腔，所述滚珠丝杆1413位于容置空腔内。所述的风琴护罩15可随着移动底盘的运用进行收缩与伸展，以起到到防尘、防水的保护作用。在某些其它的实施例中，所述驱动机构141为直线电机，所述直线电机的直线推杆与移动底盘连接。

进一步的实施例中，所述旋转动力机构13包括旋转电机和蜗轮蜗杆机构，所述旋转电机位于旋转台11的侧边上，旋转电机驱动蜗轮蜗杆机构转动，以带动旋转台11发生转动。蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆在其中间平面内相当于齿轮与齿条，蜗杆又与螺杆形状相似。旋转电机驱动蜗杆转动，蜗杆带动与其啮合的蜗轮做旋转运动，进而带动旋转台11发生旋转运动，优选的，旋转台11每次旋转的角度为90°，以完成硅棒3一个面的开方工作。当然，其他驱动机构141只要能够驱使旋转台11 做旋转运动均可。

请参阅图3，作为本发明的另一种优选结构，所述旋转动力机构包括直线往复装置131和齿条132，所述旋转台上侧壁上设置有环状齿槽111，所述环状齿槽111与齿条132相啮合，所述直线往复装置与齿条传动连接。在本实施例中，所述直线往复装置131可以为气缸、液压缸或者直线电机，直线往复装置的伸缩活塞杆与齿条的一端固定连接，伸缩活塞杆运动带动所述齿条 132进行直线运动，然后经由与旋转台上与齿条相啮合的环状齿槽传动，将齿条的直线运动转化为旋转台11的旋转运动，以实现旋转台绕其中部的枢转轴做旋转运动。优选的实施例中，所述的旋转动力机构设置于移动进给机构的移动底盘的上方，使得旋转力机构随同移动进给机构运动。

在本实用新型的另一种较优的实施例中，所述旋转动力机构13包括旋转电机和枢转轴，所述枢转轴固定于旋转台11的底部，所述旋转电机的输出端与枢转轴传动连接。所述旋转电机的输出端转动以驱动枢转轴转动，带动旋转台11发生转动，优选的，所述换电机每次驱动旋转台11旋转的角度为90°。

请参阅图4，本实用新型还公开了一种开方机2，包括上述的硅棒开方夹持工装，还包括底座21、机架22和线锯切割机23，所述机架22固定于底座 21上形成机体空腔，所述硅棒开方夹持工装1位于机体孔空腔内，硅棒开方夹持工装1固定于底座21上，所述线锯切割机23位于硅棒开方夹持工装1 的上方，线锯切割机23经由升降机构24固定在机架22上，所述升降机构24 的抬升或下降带动线锯切割机23对待开方硅棒进行切割。所述线锯切割机23 位于硅棒开方夹持工装1的上方，线锯切割机23经由升降机构24固定在所述机架22，所述升降机构24的抬升或下降带动线锯切割机23对待加工硅晶进行截断或者开方。在实际工作中，线锯切割机23在对硅棒的一面进行开方后。升降机构24抬起线锯切割机23，旋转台11转动使得夹持件12固定的硅棒发生转动，以改变硅棒的切割面，提高硅棒的开方效率。所述线锯切割机 23主要通过切割线的转动完成硅晶棒的开方工作。所述升降机构24可以为直线电机、气缸等。优选的，在本实用新型中线锯切割机23为环形线锯切割机 23，环形线锯切割机23为现有成熟设备，不在具体赘述。

优选的实施例中，所述底座21上设置有直线导轨25，所述滑块与直线导轨25的形状相适配。所述直线导轨25的设置，能够更为精确的保证移动底盘沿着导轨进行直线运动，同时能够减小移动底盘运动的摩擦力。

作为本实用新型的一种优选实施例，所述线锯切割机23与机架22相对的面上设置有提升滑块，所述机架22上设置有与提升滑块相适配的提升滑轨 26。提升滑块与提升滑轨26配合作为线锯切割机23运行的配合机构，能够保证线锯切割机23不发生位置偏移，以保证硅棒的开方效果。

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)

1.一种硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述开方夹持工装包括旋转台、夹持件和旋转动力机构，所述夹持件固定于旋转台上，夹持件的上端面开设有凹止口，所述凹止口用于固定待开方硅晶，夹持件由止口面向下设置有纵横交错的让位通槽，所述旋转动力机构用于驱动旋转台发生转动。

2.根据权利要求1所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述开方夹持工装还包括移动进给机构，所述移动进给机构包括驱动机构和移动底盘，所述旋转台设置于移动底盘上，所述移动底盘下方设置有滑块。

3.根据权利要求2所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述驱动机构包括伺服电机、减速机和滚珠丝杆，所述减速机与伺服电机输出轴连接，所述滚珠丝杆连接减速机的输出端与移动底盘，以驱动移动底盘进行直线往复运动。

4.根据权利要求3所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述驱动机构还包括风琴护罩，所述风琴护罩的一端与移动底盘的侧边连接，风琴护罩具有容置空腔，所述滚珠丝杆位于容置空腔内。

5.根据权利要求2所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述驱动机构为直线电机，所述直线电机的直线推杆与移动底盘连接。

6.根据权利要求1所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述旋转动力机构包括旋转电机和蜗轮蜗杆机构，所述旋转电机位于旋转台的侧边上，旋转电机驱动蜗轮蜗杆机构转动，以带动旋转台发生转动。

7.根据权利要求1所述的硅棒开方夹持工装，其特征在于，所述旋转动力机构包括直线往复装置和齿条，所述旋转台上侧壁上设置有环状齿槽，所述环状齿槽与齿条相啮合，所述直线往复装置与齿条传动连接。

8.一种开方机，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的硅棒开方夹持工装，还包括底座、机架和线锯切割机，所述机架固定于底座上形成机体空腔，所述硅棒开方夹持工装位于机体孔空腔内，硅棒开方夹持工装固定于底座上，所述线锯切割机位于硅棒开方夹持工装的上方，线锯切割机经由升降机构固定在机架上，所述升降机构的抬升或下降带动线锯切割机对待开方硅棒进行切割。

9.根据权利要求8所述的开方机，其特征在于，所述底座上设置有直线导轨，滑块与直线导轨的形状相适配。

10.根据权利要求8所述的开方机，其特征在于，所述线锯切割机与机架相对的面上设置有提升滑块，所述机架上设置有与提升滑块相适配的提升滑轨。