專利名稱：一種自定心同步夾緊的硅棒切方機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅棒加工設(shè)備，尤其涉及一種硅棒切方機。
背景技術(shù)：
在太陽能電池組件的生產(chǎn)過程中，將拉晶車間生產(chǎn)的硅棒加工成硅片必須依次經(jīng)過切除兩端多頭、切段、切方和切片工序，在硅棒切割成硅棒段后，必須用切方機將硅棒段切割成截面形狀為帶圓角的正方形，俗稱切方。目前，硅棒切方機按切割刀具分主要有兩種，第一種為帶狀鋸條切割機，另一種為鋸盤切割機。帶狀鋸條切割機在切割加工前，首先將切斷后單晶硅棒的一端與定位短軸涂上膠經(jīng)加熱后壓粘在一起，把四根這樣的單晶硅棒靠定位短軸按棒中心垂直放置在設(shè)備的定位止口中，設(shè)備中的定位止口按正方形位置排布，帶鋸條從上向下切割，切割四次后整體旋轉(zhuǎn)90度，再切割從上到下依次切割4次，共需切割八次完成四根硅棒的切割加工，切割完成后把每根單晶硅棒與定位短軸的結(jié)合體放置在加熱的容器中，待膠溶化后取出單晶硅棒轉(zhuǎn)入下道工序，定位短軸清洗后用于下一次的切割。用鋸盤切割機進行硅棒切割時，同樣需要對單晶硅棒進行四次切割加工，采用頂壓裝置頂住單晶硅棒的雙端面進行定位夾緊，先對單晶硅棒預(yù)夾緊，再通過對單晶硅棒兩端面的中心調(diào)整、校正后，再進行頂緊夾固，然后切割加工，第一條邊切割結(jié)束后，進行縱向進給再切割第二條邊，然后取下已切割兩邊的硅棒，用已有的平面進行定位，校正硅棒端面使之與下一臺鋸盤切割機的鋸盤一冼，進行另兩條邊的切割，每根硅棒需安裝二次，經(jīng)過二臺切割機才能完成單晶硅棒的切方。這兩種硅棒切方工藝，在實際加工過程中都存在著不足， 第一種工藝方法需要對單晶硅棒進行膠合，在加工完成后還需要進行加熱溶膠，工序過程非常復(fù)雜，切割機需配備分度機構(gòu)等需輔助裝置，切割效率很低，同時，無法消除因單晶硅棒的外圓度差，加上表面粗糙不規(guī)則造成在前道割段工序后硅棒端面與硅棒中心軸線不垂直的缺陷，由于在切方工藝中，定位短軸是以單晶硅棒端面進行膠合的，很容易造成硅棒在切方過程中產(chǎn)生報廢，這種切方工藝的缺點是硅棒完成切方加工需要經(jīng)過二次裝夾，且每次裝夾必須依靠人工對單晶硅棒進行校正，操作比較麻煩，調(diào)試效率很低，容易產(chǎn)生切方報廢。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有硅棒切方機存在的上述不足，本發(fā)明提供了一種自定心同步夾緊的硅棒切方機，它能克服硅棒外圓的圓柱度、圓度和表面粗糙對切方加工的影響，快速地對硅棒進行定位夾緊，整個切方過程，硅棒只要一次夾裝就能完成四個面的切割加工，加工精度穩(wěn)定可靠，硅棒裝夾操作簡單，對操作員工的技術(shù)要求不高。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種自定心同步夾緊的硅棒切方機，它包括進給滑臺座、進給電機、進給滑臺、縱向送料滑臺、縱向送料電機、頂壓裝置、自定心雙支撐定位夾緊裝置、帶鋸側(cè)面立架、鋸條、 液壓站和電控箱，進給滑臺安裝在進給滑臺座上，在進給滑臺與進給滑臺座之間設(shè)有由進給電機驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)；在進給滑臺上設(shè)有縱向滑軌，縱向送料滑臺與進給滑臺上的縱向滑軌滑動配合，在縱向送料滑臺與進給滑臺之間設(shè)有由縱向送料電機驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)，頂壓裝置包括電動分度裝置、左頂桿、右頂桿、頂壓油缸、行程調(diào)節(jié)螺桿和調(diào)節(jié)手輪，左頂桿為電動分度裝置的輸出軸，右頂桿為頂壓油缸的活塞桿，左頂桿和右頂桿同軸分布，電動分度裝置固定安裝在縱向送料滑臺上，調(diào)節(jié)手輪固定安裝在行程調(diào)節(jié)螺桿的外伸端，行程調(diào)節(jié)螺桿的兩端可轉(zhuǎn)動地固定安裝在縱向送料滑臺上，在頂壓油缸的缸體上固定有與行程調(diào)節(jié)螺桿配合的螺母，當(dāng)待切割硅棒的長度存在差別時，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪，使頂壓油缸處于能可頂壓硅棒的位置；所述自定心雙支撐定位夾緊裝置由兩個沿進給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個自定心定位夾緊單元組由移動導(dǎo)向座、 夾緊油缸、上夾持座滑板、下夾持座滑塊、齒輪、下V型塊和上V型塊組成，在移動導(dǎo)向座上設(shè)有水平滑移槽、上豎直導(dǎo)向軌和下豎直導(dǎo)向軌，移動導(dǎo)向座通過水平滑移槽套裝在縱向送料滑臺上，在上夾持座滑板下端外側(cè)面的下段設(shè)有驅(qū)動齒條邊A，在上夾持座滑板的上端設(shè)有上耳座，上夾持座滑板套裝在移動導(dǎo)向座的上豎直導(dǎo)向軌上，下夾持座滑塊套裝在移動導(dǎo)向座的下豎直導(dǎo)向軌上，在下夾持座滑塊上設(shè)有下耳座和驅(qū)動齒條邊B，齒輪安裝在移動導(dǎo)向座上，齒輪的軸線與水平滑移槽的方向平行，齒輪位于驅(qū)動齒條邊A和驅(qū)動齒條邊B 之間，且驅(qū)動齒條邊A和驅(qū)動齒條邊B均與齒輪嚙合，下V型塊安裝在下夾持座滑塊的下耳座上，上V型塊安裝在上夾持座滑板的上耳座上，且下V型塊和上V型塊的V形支承面的對稱線處于同一直線上，兩者對稱分布；夾緊油缸的缸體固定在移動導(dǎo)向座上，夾緊油缸的活塞桿與上夾持座滑板固定連接，且活塞桿與上夾持座滑板的滑移方向平行。進一步，所述下V型塊和上V型塊在水平面內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動。進一步，所述進給電機、縱向送料電機及頂壓裝置的電動分度裝置中所用電機均為伺服電機。本發(fā)明的動作要求如下第一步，調(diào)整頂壓裝置的頂壓行程，根據(jù)待切割硅棒的軸向長度，通過調(diào)節(jié)手輪調(diào)節(jié)頂壓裝置的左頂桿和右頂桿處于頂壓狀態(tài)時的間距小于待切割硅棒的軸向長度，確保待切割硅棒在頂壓狀態(tài)時夾緊可靠；第二步，上料，使自定心雙支撐定位夾緊裝置處于定位夾緊狀態(tài)，即下V型塊和上 V型塊之間的間隔處于最大位置，將待切割硅棒的兩端分別擱置在兩只下V型塊上，啟動夾緊油缸，使夾緊油缸處于伸展狀態(tài)，此時，上夾持座滑板則沿移動導(dǎo)向座的上豎直導(dǎo)向軌向下移動，而下夾持座滑塊則沿移動導(dǎo)向座的下豎直導(dǎo)向軌同步向上移動，從而完成對待切割硅棒的自定心定位夾緊，確保待切割硅棒的軸線始終處于同一軸線上，這樣就能保證待切割硅棒的兩端面與硅棒軸線垂直；第三步，兩端面頂壓夾緊，啟動頂壓油缸，使頂壓油缸的活塞桿處于伸展狀態(tài)，此時，左頂桿和右頂桿即將待切割硅棒頂壓夾緊；第四步，松開自定心雙支撐定位夾緊裝置，當(dāng)頂壓裝置將待切割硅棒牢固頂壓夾緊后，使自定心雙支撐定位夾緊裝置處于松開初始狀態(tài)；第五步，縱向送料到位，啟動縱向送料電機使縱向送料滑臺向鋸條靠近，當(dāng)待切割硅棒達到切割位置時停止；第六步，切割，啟動切割電機帶動鋸條旋轉(zhuǎn)切割，同時進給電機帶動進給滑臺作進給運動，當(dāng)切割結(jié)束后，切割電機停止旋轉(zhuǎn)，而進給電機則快速反向旋轉(zhuǎn)，使進給滑臺快退復(fù)位；第七步，旋轉(zhuǎn)分度，當(dāng)硅棒完成上道切割并快退復(fù)位后，由頂壓裝置中的電動分度裝置帶動待切割硅棒12定向旋轉(zhuǎn)90° ；第八步，依次切割其它三條連，重復(fù)第六步和第七步，直到完成硅棒的四邊切割為止。在本發(fā)明中，由于對硅棒段的定位和夾緊采用了二步法，第一步先由兩個雙V型塊進行自定心定位同步移動夾緊，使待切割硅棒的軸線始終與進給方向平行，然后再由頂壓裝置對準待切割硅棒的兩個端面進行液壓頂壓，實現(xiàn)待切割硅棒達到加工前的準確定位夾緊狀態(tài)，最后將自定心雙支撐定位夾緊裝置松開，縱向送料、切割、快退復(fù)位、硅棒旋轉(zhuǎn)分度、再切割第二面，如此循環(huán)，當(dāng)硅棒全部切割結(jié)束后，進給滑臺快退復(fù)位，即可取出已切方的硅棒，完成整個硅棒切割工作。在整個切割加工過程中，硅棒既不粘膠，也不要多次定位裝夾，只要一次裝夾即可完成硅棒的四邊切割加工，加工的尺寸精度和形位精度都比現(xiàn)有技術(shù)高，同時加工效率可提高25% 30%，在實際生產(chǎn)過程中，待切割硅棒的長度會有一定變化，在本發(fā)明的頂壓裝置中設(shè)有行程調(diào)節(jié)機構(gòu)。切方機的所有動作順序及要求通過預(yù)設(shè)的控制程序由電控裝置和油壓系統(tǒng)協(xié)同完成，因此，對操作人員的技術(shù)要求不高。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中頂壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中的自定心雙支撐定位夾緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-進給滑臺座；2-進給電機；3-進給滑臺；4-縱向送料滑臺；5-縱向送料電機；6-頂壓裝置；7-自定心雙支撐定位夾緊裝置；8-帶鋸側(cè)面立架；9-鋸條；10-液壓站；11-電控箱；12-待切割硅棒；31-縱向滑軌；61-電動分度裝置；62-左頂桿；63-右頂桿；64-頂壓油缸；65-行程調(diào)節(jié)螺桿；66-調(diào)節(jié)手輪；71-移動導(dǎo)向座；72-夾緊油缸；73-上夾持座滑板；74-下夾持座滑塊；75-齒輪；76-下V型塊；77-上V型塊；711-水平滑移槽； 712-上豎直導(dǎo)向軌；713-下豎直導(dǎo)向軌；731-驅(qū)動齒條邊A ;732_上耳座；741-下耳座； 742-驅(qū)動齒條邊B。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的
具體實施例方式一種自定心同步夾緊的硅棒切方機，如圖1所示，它包括進給滑臺座1、進給電機 2、進給滑臺3、縱向送料滑臺4、縱向送料電機5、頂壓裝置6、自定心雙支撐定位夾緊裝置7、 帶鋸側(cè)面立架8、鋸條9、液壓站10和電控箱11，進給滑臺3安裝在進給滑臺座1上，在進給滑臺3與進給滑臺座1之間設(shè)有由進給電機2驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)；在進給滑臺3上設(shè)有縱向滑軌31，縱向送料滑臺4與進給滑臺3上的縱向滑軌31滑動配合，在縱向送料滑臺4與進給滑臺3之間設(shè)有由縱向送料電機5驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)；頂壓裝置6如圖2所示，它包括電動分度裝置61、左頂桿62、右頂桿63、頂壓油缸64、行程調(diào)節(jié)螺桿65和調(diào)節(jié)手輪66，左頂桿62為電動分度裝置61的輸出軸，右頂桿63為頂壓油缸64的活塞桿，左頂桿62和右頂桿63同軸分布，電動分度裝置61固定安裝在縱向送料滑臺4 上，調(diào)節(jié)手輪66固定安裝在行程調(diào)節(jié)螺桿65的外伸端，行程調(diào)節(jié)螺桿65的兩端可轉(zhuǎn)動地固定安裝在縱向送料滑臺4上，在頂壓油缸64的缸體上固定有與行程調(diào)節(jié)螺桿65配合的螺母，當(dāng)待切割硅棒12的長度存在差別時，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪66，使頂壓油缸64處于能可頂壓硅棒的位置；所述自定心雙支撐定位夾緊裝置7由兩個沿進給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個自定心定位夾緊單元組如圖3所示，它由移動導(dǎo)向座71、夾緊油缸72、 上夾持座滑板73、下夾持座滑塊74、齒輪75、下V型塊76和上V型塊77組成，在移動導(dǎo)向座71上設(shè)有水平滑移槽711、上豎直導(dǎo)向軌712和下豎直導(dǎo)向軌713，移動導(dǎo)向座71通過水平滑移槽711套裝在縱向送料滑臺4上，在上夾持座滑板73下端外側(cè)面的下段設(shè)有驅(qū)動齒條邊A731，在上夾持座滑板73的上端設(shè)有上耳座732，上夾持座滑板73套裝在移動導(dǎo)向座71的上豎直導(dǎo)向軌712上，下夾持座滑塊74套裝在移動導(dǎo)向座71的下豎直導(dǎo)向軌713 上，在下夾持座滑塊74上設(shè)有下耳座741和驅(qū)動齒條邊B742，齒輪75安裝在移動導(dǎo)向座71 上，齒輪75的軸線與水平滑移槽711的方向平行，齒輪75位于驅(qū)動齒條邊A731和驅(qū)動齒條邊B742之間，且驅(qū)動齒條邊A731和驅(qū)動齒條邊B742均與齒輪75嚙合，下V型塊76安裝在下夾持座滑塊74的下耳座741上，上V型塊77安裝在上夾持座滑板73的上耳座732 上，且下V型塊76和上V型塊77的V形支承面的對稱線處于同一直線上，兩者對稱分布， 下V型塊76和上V型塊77在水平面內(nèi)能自由轉(zhuǎn)動；夾緊油缸72的缸體固定在移動導(dǎo)向座 71上，夾緊油缸72的活塞桿與上夾持座滑板73固定連接，且活塞桿與上夾持座滑板73的滑移方向平行。在本例中，進給電機2、縱向送料電機5及頂壓裝置6的電動分度裝置61中所用電機均為伺服電機。
權(quán)利要求
1.一種自定心同步夾緊的硅棒切方機，其特征是它包括進給滑臺座(1)、進給電機 (2)、進給滑臺C3)、縱向送料滑臺(4)、縱向送料電機( 、頂壓裝置(6)、自定心雙支撐定位夾緊裝置(7)、帶鋸側(cè)面立架(8)、鋸條(9)、液壓站(10)和電控箱(11)，進給滑臺( 安裝在進給滑臺(1)上，在進給滑臺⑶與進給滑臺座⑴之間設(shè)有由進給電機⑵驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)；在進給滑臺( 上設(shè)有縱向滑軌(31)，縱向送料滑臺(4)與進給滑臺(3)上的縱向滑軌(31)滑動配合，在縱向送料滑臺(4)與進給滑臺C3)之間設(shè)有由縱向送料電機( 驅(qū)動的絲桿螺母直線運動機構(gòu)，頂壓裝置(6)包括電動分度裝置(61)、左頂桿(62)、右頂桿(63)、頂壓油缸(64)、行程調(diào)節(jié)螺桿(6 和調(diào)節(jié)手輪(66)，左頂桿(62)為電動分度裝置(61)的輸出軸，右頂桿(63)為頂壓油缸(64)的活塞桿，左頂桿(6 和右頂桿(6 同軸分布，電動分度裝置(61)固定安裝在縱向送料滑臺(4)上，調(diào)節(jié)手輪(66)固定安裝在行程調(diào)節(jié)螺桿(6 的外伸端，行程調(diào)節(jié)螺桿(6 的兩端可轉(zhuǎn)動地固定安裝在縱向送料滑臺(4)上，在頂壓油缸(64)的缸體上固定有與行程調(diào)節(jié)螺桿(6 配合的螺母，當(dāng)待切割硅棒(1 的長度存在差別時，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)手輪(66)，使頂壓油缸(64)處于能可靠頂壓硅棒的位置；所述自定心雙支撐定位夾緊裝(7)由兩個沿進給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個自定心定位夾緊單元組由移動導(dǎo)向座(71)、夾緊油缸(72)、上夾持座滑(73)、下夾持座滑塊(74)、齒輪(75)、下V型塊(76)和上V型塊(77)組成，在移動導(dǎo)向座(71)上設(shè)有水平滑移槽(711)、上豎直導(dǎo)向軌(712)和下豎直導(dǎo)向軌(713)，移動導(dǎo)向座(71)通過水平滑移槽(711)套裝在縱向送料滑臺(4)上，在上夾持座滑板(7 下端外側(cè)面的下段設(shè)有驅(qū)動齒條邊A(731)，在上夾持座滑板(7 的上端設(shè)有上耳座(732)，上夾持座滑板(7 套裝在移動導(dǎo)向座(71)的上豎直導(dǎo)向軌(71 上，下夾持座滑塊(74)套裝在移動導(dǎo)向座(71)的下豎直導(dǎo)向軌(71 上，在下夾持座滑塊(74)上設(shè)有下耳座(741) 和驅(qū)動齒條邊B (742)，齒輪(7 安裝在移動導(dǎo)向座(71)上，齒輪(7 的軸線與水平滑移槽(711)的方向平行，齒輪(75)位于驅(qū)動齒條邊A(731)和驅(qū)動齒條邊B(742)之間，且驅(qū)動齒條邊A (731)和驅(qū)動齒條邊B (74 均與齒輪(7 嚙合，下V型塊(76)安裝在下夾持座滑塊(74)的下耳座(741)上，上V型塊(77)安裝在上夾持座滑板(7 的上耳座(732) 上，且下V型塊(76)和上V型塊(77)的V形支承面的對稱線處于同一直線上，兩者對稱分布；夾緊油缸的缸體固定在移動導(dǎo)向座(71)上，夾緊油缸(7 的活塞桿與上夾持座滑板(7 固定連接，且活塞桿與上夾持座滑板(7 的滑移方向平行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自定心同步夾緊的硅棒切方機，其特征是所述下V型塊(76) 和上V型塊(77)在水平面內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自定心同步夾緊的硅棒切方機，其特征是所述進給電機⑵、 縱向送料電機(5)及頂壓裝置(6)的電動分度裝置(61)中所用電機均為伺服電機。
全文摘要
一種自定心同步夾緊的硅棒切方機，包括進給滑臺座、進給電機、進給滑臺、縱向送料滑臺、縱向送料電機、頂壓裝置、自定心雙支撐定位夾緊裝置、帶鋸側(cè)面立架、鋸條、液壓站和電控箱，其中，自定心雙支撐定位夾緊裝置完成對待切割硅棒的自定心定位夾緊，使所有待切割硅棒的軸線處于同一軸線上，且保證待切割硅棒的兩端面與軸線垂直，頂壓裝置能確保待切割硅棒在頂壓狀態(tài)夾緊可靠，實現(xiàn)待切割硅棒在加工過程中始終處于準確定位夾緊狀態(tài)，由于對硅棒段的定位和夾緊采用了二步法，在整個切割加工過程中，硅棒既不粘膠，也不要多次定位裝夾，只要一次裝夾即可完成硅棒的四邊切割加工，加工的尺寸精度和形位精度都比現(xiàn)有技術(shù)高，加工效率可提高25％～30％。
文檔編號B28D5/04GK102248609SQ20111017807
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者于金文, 何進, 崔正, 陳 勝 申請人:常州天澤光伏設(shè)備制造有限公司