本實用新型涉及晶硅切割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于單晶硅臥式單棒開放機的夾棒機構(gòu)。

背景技術(shù)：

單晶硅的制法通常是先制得多晶硅或無定形硅，然后用直拉法或懸浮區(qū)熔法從熔體中生長出棒狀單晶硅。熔融的單質(zhì)硅在凝固時硅原子以金剛石晶格排列成許多晶核，如果這些晶核長成晶面取向相同的晶粒，則這些晶粒平行結(jié)合起來便結(jié)晶成單晶硅。單晶硅也稱硅單晶，是電子信息材料和光伏行業(yè)中最基礎(chǔ)性材料，屬半導(dǎo)體材料類。單晶硅已滲透到國民經(jīng)濟和國防科技中各個領(lǐng)域。

傳統(tǒng)開方機采用立式開方，首先將棒料用膠粘接在晶托上，然后利用電磁技術(shù)將晶托吸在托盤上，然后切割機頭從上至下進行切割，下料時還要對棒料進行脫膠處理，總體來說，工藝復(fù)雜，輔助時間長，人工成本高，生產(chǎn)效率低，操作不便。申請?zhí)枮镃N201610120604.9的專利申請文件公開了一種單晶硅臥式單棒開方機，采用頭架組件和尾架組件對硅棒的兩端進行夾緊固定，該種技術(shù)方案解決了上述晶托膠粘技術(shù)存在的工藝復(fù)雜、輔助時間長、人工成本高、生產(chǎn)效率低、操作不便的技術(shù)問題，但是，該技術(shù)方案中，切割下來的四塊邊皮還是需要輔助人工來進行清理，自動化程度還是較低，而且容易劃傷方棒表面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，通過尾架組件和頭架組件形成的一端固定一端夾緊的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了單晶硅棒的臥式裝夾，解決了粘膠費時費力的問題，同時通過對棒體和四部分邊皮的分別裝夾，改進夾棒機構(gòu)的結(jié)構(gòu)使硅棒可旋轉(zhuǎn)，這樣旋轉(zhuǎn)硅棒時可實現(xiàn)邊皮的自動掉落，且不損傷方棒表面質(zhì)量。

本實用新型為了實現(xiàn)上述目的，采用的技術(shù)解決方案是：

一種單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，包括安裝于底座上并分別夾緊硅棒兩端的頭架組件和尾架組件，頭架組件固定在底座的一側(cè)，尾架組件安裝在底座的另一側(cè)并可以沿硅棒的軸向移動，與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于：

所述頭架組件包括頭架和頭架圓鋼組件，所述頭架圓鋼組件包括用于夾緊硅棒端面的頭架夾頭組件、與頭架夾頭組件連接的頭架軸組件、驅(qū)動頭架軸組件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、以及用于夾緊硅棒邊皮的頭架夾邊皮組件；所述頭架夾頭組件與頭架夾邊皮組件之間設(shè)有容置開方機的切割線網(wǎng)繞硅棒軸線旋轉(zhuǎn)的空間；

所述尾架組件包括尾架和尾架圓鋼組件，所述尾架圓鋼組件包括用于夾緊硅棒端面的尾架夾頭組件、與尾架夾頭組件連接的尾架軸組件、以及用于夾緊硅棒邊皮的尾架夾邊皮組件；所述尾架夾頭組件與尾架夾邊皮組件之間設(shè)有容置開方機的切割線網(wǎng)繞硅棒軸線旋轉(zhuǎn)的空間。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，為實現(xiàn)頭架夾頭組件與頭架夾邊皮組件之間具有容置切割線網(wǎng)旋轉(zhuǎn)的空間，優(yōu)選的，所述頭架夾頭組件包括頭架夾緊盤、頭架壓頭，所述頭架夾緊盤的外徑小于等于硅棒經(jīng)開方得到的方棒的端面內(nèi)切圓直徑。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，為實現(xiàn)尾架夾頭組件與尾架夾邊皮組件之間具有容置切割線網(wǎng)旋轉(zhuǎn)的空間，優(yōu)選的，所述尾架夾頭組件包括尾架夾緊盤、尾架壓頭，所述尾架夾緊盤的外徑小于等于硅棒經(jīng)開方得到的方棒的端面內(nèi)切圓直徑。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，優(yōu)選的，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括減速機連接盤、聯(lián)軸器、減速機及電機。電機通過減速機、聯(lián)軸器與頭架軸連接，并帶動頭架夾頭組件旋轉(zhuǎn)，頭架夾頭組件的壓頭與硅棒端面接觸，從而帶動硅棒旋轉(zhuǎn)。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述頭架壓頭包括若干個通過夾頭壓板固定在頭架夾緊盤上的第一壓頭，所述第一壓頭通過第一彈性件與頭架夾緊盤連接。該第一彈性件優(yōu)選彈簧，頭架組件為固定支撐端，端面夾頭末端裝有彈簧，可適用單晶硅棒端面不平整的情況。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述尾架壓頭包括第二端蓋和固定在第二端蓋上的若干個第二壓頭，所述第二端蓋通過第二彈性件與尾架夾緊盤連接。該第二彈性件優(yōu)選彈簧。尾架組件為夾緊支撐端，端面夾頭位置固定，且安裝有一套浮動結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)單晶硅棒的端面與中心軸垂直度差的情況。同時，尾架夾頭組件中的壓頭與硅棒接觸并受擠壓產(chǎn)生摩擦力，硅棒旋轉(zhuǎn)時帶動尾架軸旋轉(zhuǎn)。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述頭架夾邊皮組件包括四組對稱設(shè)置的第一邊皮夾緊機構(gòu)，每組第一邊皮夾緊機構(gòu)包括兩個頭架鎖緊氣缸、與各頭架鎖緊氣缸連接的頭架導(dǎo)向桿，每個頭架導(dǎo)向桿的另一端均設(shè)有一第三壓頭。該頭架夾邊皮組件在切割過程中夾緊硅棒的邊皮，保證夾緊邊皮避免切割完成時產(chǎn)生崩邊。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述尾架夾邊皮組件包括四組對稱設(shè)置的第二邊皮夾緊機構(gòu)，每組第二邊皮夾緊機構(gòu)包括兩個尾架鎖緊氣缸、與各尾架鎖緊氣缸連接的尾架導(dǎo)向桿，每個尾架導(dǎo)向桿的另一端均設(shè)有一第四壓頭。該尾架夾邊皮組件在切割過程中夾緊硅棒的邊皮，保證夾緊邊皮避免切割完成時產(chǎn)生崩邊。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述頭架軸組件包括頭架軸、頭架圓鋼、第一軸承，頭架軸套設(shè)在頭架圓鋼內(nèi)，頭架軸的兩側(cè)各通過一第一軸承支撐；頭架軸的前端與頭架夾邊皮組件通過平鍵連接，頭架軸的后端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)連接。第一軸承優(yōu)選圓錐滾子軸承，用于支撐頭架軸，可以同時承受較大的軸向力及徑向力。

如上所述的單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)，所述尾架軸組件包括尾架軸、尾架圓鋼、第二軸承，尾架軸套設(shè)在尾架圓鋼內(nèi)，尾架軸的兩側(cè)各通過一第二軸承支撐；尾架軸前端與尾架夾頭組件通過平鍵連接，尾架軸的后端連接電磁剎車。第二軸承優(yōu)選圓錐滾子軸承，用于支撐尾架軸，可以同時承受較大的軸向力及徑向力。尾架軸后端連接電磁剎車，在切割過程中將尾架軸鎖死，保證硅棒的穩(wěn)定性。

本實用新型能夠產(chǎn)生的有益效果：該夾棒機構(gòu)的頭架組件和尾架組件都是安裝在底座上，頭架固定安裝在底座的一側(cè)，尾架安裝在另一側(cè)并可以沿軸向移動，夾緊硅棒的兩個端面，頭架軸及尾架軸處于同一軸線并可以帶動硅棒旋轉(zhuǎn)，可以檢測晶線調(diào)整加工角度并在加工完成后用來去掉邊皮；設(shè)有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，且夾頭組件與夾邊皮組件之間設(shè)有供切割線網(wǎng)旋轉(zhuǎn)的空間，實現(xiàn)硅棒再不受切割線網(wǎng)干涉的前提下可以旋轉(zhuǎn)，從而方便邊皮的自動脫落，并且不不劃傷方棒表面。

附圖說明

附圖1為本實用新型單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)示意圖。

附圖2為本實用新型頭架組件示意圖。

附圖3為本實用新型頭架圓鋼組件示意圖。

附圖4為本實用新型頭架軸組件截面圖。

附圖5為本實用新型頭架夾頭組件示意圖。

附圖6為本實用新型頭架夾邊皮組件示意圖。

附圖7為本實用新型尾架組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖8為本實用新型尾架圓鋼組件示意圖。

附圖9為本實用新型尾架軸組件的截面圖。

附圖10為本實用新型尾架夾頭組件示意圖。

附圖11為本實用新型尾架夾邊皮組件示意圖。

其中：101、頭架組件；102、尾架組件；103、底座；104、硅棒；201、頭架201；202、頭架圓鋼組件；301、頭架軸組件；302、頭架夾頭組件；303、頭架夾邊皮組件；304、減速機連接盤；305、聯(lián)軸器；306、減速機；307、電機；401、頭架圓鋼；402、第一軸承；403、頭架軸；404、第一圓鋼壓蓋；501、頭架夾緊盤；502、第一壓頭；503、夾頭壓板；504、第一端蓋；601、頭架夾邊皮鋼板；602、第一無油襯套；603、頭架導(dǎo)向桿；604、第三壓頭；605、頭架鎖緊氣缸；701、尾架；702、尾架圓鋼組件；801、尾架軸組件；802、尾架夾頭組件；803、尾架夾邊皮組件；901、尾架圓鋼；902、第二軸承；903、尾架軸；904、第二圓鋼壓蓋；905、電磁剎車；1001、尾架夾緊盤；1002、第二壓頭；1003、第二端蓋；1101、尾架夾邊皮鋼板；1102、第二無油襯套；1103、尾架導(dǎo)向桿；1104、第四壓頭。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1～11對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明。

本實施例公開了一種單晶硅臥式單棒開方機夾棒機構(gòu)。如圖1所示，包括安裝于底座103上并分別夾緊硅棒104兩端的頭架組件101和尾架組件102。頭架組件101固定在底座103的一側(cè)，尾架組件102安裝在底座103的另一側(cè)并可以沿硅棒104的軸向移動，來夾緊硅棒104的兩個端面。

頭架組件101，如圖2所示，包括頭架201和頭架圓鋼組件202。

頭架圓鋼組件202，如圖3所示，包括用于夾緊硅棒104端面的頭架夾頭組件302、與頭架夾頭組件302連接的頭架軸組件301、驅(qū)動頭架軸組件301旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)、以及用于夾緊硅棒104邊皮的頭架夾邊皮組件303。頭架夾頭組件302與頭架夾邊皮組件303之間設(shè)有容置開方機的切割線網(wǎng)繞硅棒104軸線旋轉(zhuǎn)的空間。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括減速機連接盤304、聯(lián)軸器305、減速機306及電機307。電機307通過減速機306、聯(lián)軸器305與頭架軸403連接，并帶動頭架夾頭組件302旋轉(zhuǎn)，頭架夾頭組件302的第一壓頭502與硅棒104端面接觸，從而帶動硅棒104旋轉(zhuǎn)。

頭架軸組件301，如圖4所示，包括頭架軸403、頭架圓鋼401、第一軸承402，頭架軸403套設(shè)在頭架圓鋼401內(nèi)并用第一圓鋼壓蓋404固定，頭架軸403的兩側(cè)各通過一第一軸承402支撐，可以同時承受較大的軸向力及徑向力。第一軸承402為圓錐滾子軸承。頭架軸403的前端與頭架夾邊皮組件303通過平鍵連接，頭架軸403的后端與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)連接。

頭架夾頭組件302，如圖5所示，包括頭架夾緊盤501、頭架壓頭、第一端蓋504，頭架夾緊盤501的外徑小于等于硅棒104經(jīng)開方得到的方棒的端面內(nèi)切圓直徑，第一端蓋504用于頭架夾頭組件302端頭密封，螺釘通過第一端蓋504中的過孔將頭架夾頭組件302與頭架軸組件301連接。頭架壓頭包括若干個通過夾頭壓板503固定在頭架夾緊盤501上的第一壓頭502，第一壓頭502的尾部裝有第一彈性件，第一彈性件為彈簧，對于單晶硅棒斷面平整情況的不同，壓緊后呈現(xiàn)不同程度的壓縮量，第一壓頭502與硅棒104接觸并受擠壓產(chǎn)生摩擦力，硅棒104旋轉(zhuǎn)時帶動尾架軸903旋轉(zhuǎn)。

頭架夾邊皮組件303，如圖6所示，包括四組對稱設(shè)置的第一邊皮夾緊機構(gòu)，分別對四個邊皮進行夾緊，在切割過程中夾緊硅棒的邊皮，保證夾緊邊皮避免切割完成時產(chǎn)生崩邊。每組第一邊皮夾緊機構(gòu)包括兩個頭架鎖緊氣缸605、與頭架鎖緊氣缸605連接的頭架導(dǎo)向桿603，每個頭架導(dǎo)向桿603的另一端均設(shè)有第三壓頭604，兩個頭架導(dǎo)向桿603分別通過兩端的第一無油襯套602安裝在一頭架夾邊皮鋼板601上。頭架夾邊皮鋼板601在頭架夾邊皮組件303中起支撐作用。

尾架組件102，如圖7所示，包括尾架701和尾架圓鋼組件702。

尾架圓鋼組件702，如圖8所示，包括用于夾緊硅棒104端面的尾架夾頭組件802、與尾架夾頭組件802連接的尾架軸組件801、以及用于夾緊硅棒104邊皮的尾架夾邊皮組件803。尾架夾頭組件802與尾架夾邊皮組件803之間設(shè)有容置開方機的切割線網(wǎng)繞硅棒104軸線旋轉(zhuǎn)的空間。

尾架軸組件801，如圖9所示，包括尾架軸903、尾架圓鋼901、第二軸承902，尾架軸903套設(shè)在尾架圓鋼901內(nèi)并用第二圓鋼壓蓋904固定，尾架軸903的兩側(cè)各通過一第二軸承902支撐，可以同時承受較大的軸向力及徑向力。第二軸承902為圓錐滾子軸承。尾架軸903前端與尾架夾頭組件802通過平鍵連接，尾架軸903的后端連接電磁剎車905，在切割過程中將尾架軸903鎖死，保證硅棒的穩(wěn)定性。

尾架夾頭組件802，如圖10所示，包括尾架夾緊盤1001、尾架壓頭，尾架夾緊盤1001的外徑小于等于硅棒104經(jīng)開方得到的方棒的端面內(nèi)切圓直徑。尾架壓頭包括第二端蓋1003和固定在第二端蓋1003上的若干個第二壓頭1002，第二端蓋1003通過第二彈性件與尾架夾緊盤1001連接。第二彈性件優(yōu)選彈簧。

尾架夾邊皮組件803，如圖11所示，包括四組對稱設(shè)置的第二邊皮夾緊機構(gòu)，分別對四個邊皮進行夾緊，在切割過程中夾緊硅棒的邊皮，保證夾緊邊皮避免切割完成時產(chǎn)生崩邊。每組第二邊皮夾緊機構(gòu)包括兩個尾架鎖緊氣缸1105、與尾架鎖緊氣缸1105連接的尾架導(dǎo)向桿1103，每個尾架導(dǎo)向桿1103的另一端均設(shè)有第四壓頭1104，兩個尾架導(dǎo)向桿1103分別通過兩端的第二無油襯套1102安裝在一尾架夾邊皮鋼板1101上。尾架夾邊皮鋼板1101在尾架夾邊皮組件803中起支撐作用。

當(dāng)然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實用新型的保護范圍。