一種單晶硅棒單根開方機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種開方機(jī)，具體涉及一種單晶硅棒單根開方機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著社會對綠色可再生能源利用的重視和開放，光伏太陽能發(fā)電領(lǐng)域越來越得到重視和發(fā)展。光伏發(fā)電領(lǐng)域中，采用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)發(fā)電，通常的晶體硅太陽能電池是在厚度160~200 μπι的高質(zhì)量硅片上制成的，這種硅片從提拉或澆鑄的硅錠后通過多線鋸切割而成。
[0003]現(xiàn)有硅片的制作流程，一般是先將多晶硅脆狀材料提拉為單晶硅棒，然后采用開方機(jī)進(jìn)行開方；此時，切割機(jī)構(gòu)沿硅棒長度方向進(jìn)給并在硅棒周向上切割出四個兩兩平行的平面，使得硅棒整體呈類長方體形；開方完畢后，再采用多線切片機(jī)沿長度方向?qū)﹂_方后的娃棒進(jìn)行切片，得到所需娃片。
[0004]其中，現(xiàn)有的開方機(jī)，均是一次性能夠完成多根硅棒開方切割的結(jié)構(gòu)設(shè)計，例如本行業(yè)通常使用的梅爾博格公司、重慶四和晶工、大連連城、上海日進(jìn)等生產(chǎn)的硅棒開方機(jī)，能夠一次性完成對十六根娃棒的切割開方。但是這種現(xiàn)有的娃棒開方機(jī)，雖然切割機(jī)構(gòu)一次進(jìn)給能夠完成多根硅棒的切割，但是由于硅棒根數(shù)較多，切割機(jī)構(gòu)中切割線在布置走線時需要經(jīng)過很多羅拉(即轉(zhuǎn)輪)轉(zhuǎn)向，使其工作時能耗損失較大，降低了切割效率，為了保證切割效果，切割機(jī)構(gòu)進(jìn)給速度通常很慢，一般只能達(dá)到1.3~2mm/min。故整體切割效率實(shí)際并不高，且為了保證切割穩(wěn)定性，通常只能實(shí)現(xiàn)500mm長度以內(nèi)的娃棒開方。同時，娃棒開方后對應(yīng)后續(xù)切片處理的切片機(jī)通常也只適用于500mm長度以內(nèi)的硅棒進(jìn)行切片，能夠保證切片質(zhì)量。
[0005]但隨著目前光伏領(lǐng)域的發(fā)展和技術(shù)的成熟，現(xiàn)有的較為先進(jìn)的多線切片機(jī)，已能夠適用于更長硅棒的切片處理，由于硅棒在切片機(jī)中切片時兩端會報廢部分長度的廢料，故通常硅棒長度越長，切片機(jī)切片的整體效率才會越高。所以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，有必要研發(fā)一種能夠適用于較長硅棒開方的開方機(jī)，使其能夠獲得更長的開方硅棒，以提高后續(xù)切片機(jī)的切割效率，降低硅片生產(chǎn)的整體成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:怎樣提供一種結(jié)構(gòu)簡單，切割效率高，能夠?qū)崿F(xiàn)較長硅棒切割的單晶硅棒單根開方機(jī)，使其能夠獲得更長的開方硅棒，以提高后續(xù)切片機(jī)的切割效率，降低硅片生產(chǎn)的整體成本。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案:
[0008]—種硅棒單晶單根開方機(jī)，包括機(jī)座，固定設(shè)置在機(jī)座上的硅棒固定機(jī)構(gòu)、切割機(jī)構(gòu)和放排線機(jī)構(gòu)；所述切割機(jī)構(gòu)包括切割機(jī)頭、布置在切割機(jī)頭上的多個用于張緊出切割線切割段的切割輪、多個用于實(shí)現(xiàn)過渡或?qū)虻倪^渡導(dǎo)向輪、至少一套用于張緊切割線的張緊裝置和一根切割線，切割線繞接在過渡導(dǎo)向輪、張緊輪和切割輪上且兩端連接回放排線機(jī)構(gòu)，放排線機(jī)構(gòu)包括可轉(zhuǎn)動地橫向安裝在機(jī)座上的放線卷筒和收線卷筒，切割線的兩端纏繞連接在放線卷筒和收線卷筒上，放線卷筒和放線電機(jī)傳動連接，收線卷筒和收線電機(jī)傳動連接，其特征在于，所述硅棒固定機(jī)構(gòu)包括兩個固定設(shè)置在機(jī)座上的安裝座，兩個安裝座上端水平相對延伸形成有整體呈水平圓柱形的夾持部，一個安裝座上的夾持部為固定設(shè)置的固定夾持部，另一個安裝座上的夾持部可水平活動設(shè)置的活動夾持部以實(shí)現(xiàn)夾緊，夾持部直徑和待切割硅棒直徑匹配，兩個夾持部相對一端端部均沿相互垂直的方向設(shè)置有兩對用于實(shí)現(xiàn)切割線走線讓位的讓位槽；所述切割機(jī)頭豎向設(shè)置且套設(shè)在夾持部外，所述切割線在切割機(jī)頭前方布置為用于切割的“井”字形，切割機(jī)頭和進(jìn)給機(jī)構(gòu)相連并能夠靠進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制在兩個夾持部之間來回運(yùn)動。
[0009]這樣，本單晶硅棒單根開方機(jī)，使用時，只需將單根硅棒兩端抵接夾持到安裝座的夾持部之間，然后啟動切割機(jī)構(gòu)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)，使得切割機(jī)頭沿進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)給，靠切割機(jī)頭前偵?！弊中蔚那懈罹€實(shí)現(xiàn)對單根硅棒的切割。這樣由于切割線的切割部只需布置為簡單的“井”字形，故所需的切割輪和過渡導(dǎo)向輪的數(shù)量均大為減少，使得切割線布線更簡單，切割效率更快，同時切割機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和體積也可以大幅簡化，使其能夠更加輕松快捷地在進(jìn)給機(jī)構(gòu)帶動下實(shí)現(xiàn)切割，故切割效率和進(jìn)給速度能夠得到大幅提高且能夠更好地保證切割穩(wěn)定性，也降低了機(jī)器整體重量以及工廠占地面積。極大地延長了能夠切割硅棒的長度，能夠獲得更長的開方硅棒以提高后續(xù)切片機(jī)的切割效率，降低了硅片生產(chǎn)的整體成本。
[0010]作為優(yōu)化，所述活動夾持部安裝在一個固定于對應(yīng)安裝座的油缸的伸縮臂上。
[0011]這樣，靠油缸帶動夾持部實(shí)現(xiàn)對硅棒的夾緊，操作簡單，動作快捷且夾緊可靠。
[0012]作為優(yōu)化，所述切割機(jī)頭整體呈豎向的板狀體，且中部為能夠供待切割硅棒自由穿過的讓位空間，切割機(jī)頭前側(cè)面的上部左右兩端和下部左右兩端各自沿豎向設(shè)置有一個切割輪，切割機(jī)頭前側(cè)面的左側(cè)上下兩端和右側(cè)上下兩端也各水平設(shè)置有一個切割輪，八個切割輪前側(cè)面位于同一豎向平面上且使得切割線繞過切割輪后在八個切割輪前側(cè)面形成用于切割的“井”字形，井字形中間矩形部分沿水平方向的投影落入到切割機(jī)頭中部的讓位空間內(nèi)。
[0013]這樣，切割機(jī)頭結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)“井”字形的切割，且自身結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊，降低了質(zhì)量，以提高進(jìn)給控制速度。
[0014]作為進(jìn)一步優(yōu)化，所述切割機(jī)頭下端面左右兩側(cè)各設(shè)置有一個向下的導(dǎo)軌槽，導(dǎo)軌槽用于實(shí)現(xiàn)和進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的兩根沿夾持部長度方向設(shè)置在夾持部兩側(cè)下方機(jī)座上的導(dǎo)軌滑動配合，切割機(jī)構(gòu)下端中部還沿豎向固定設(shè)置有一個螺母，螺母用于和進(jìn)給機(jī)構(gòu)中的一根絲杠配合形成絲杠螺母傳動副，所述絲杠和一個進(jìn)給電機(jī)傳動連接。
[0015]這樣，方便切割機(jī)頭和電機(jī)絲桿螺母傳動副配合實(shí)現(xiàn)進(jìn)給傳動，結(jié)構(gòu)簡單巧妙且保證了進(jìn)給的穩(wěn)定性。
[0016]作為優(yōu)化，所述八個切割輪各自可轉(zhuǎn)動地安裝在一個水平設(shè)置的安裝臂前端，安裝臂后端靠螺栓固定在切割機(jī)頭上的條形槽上，所述條形槽長度方向和對應(yīng)切割輪設(shè)置方向一致。
[0017]這樣，可以方便調(diào)整八個切割輪的位置，以調(diào)整切割線切割段“井”字形的大小，以調(diào)節(jié)切割位置，更好地滿足切割尺寸要求。
[0018]作為優(yōu)化，所述切割機(jī)頭上還設(shè)置有八根切割液出液管道，切割液出液管道的出液口分別正對八個切割輪前側(cè)面切割線靠近“井”字形中部相交位置設(shè)置，切割液出液管道和切割液供給系統(tǒng)相連。
[0019]這樣，切割液出液管道正對“井”字形中部相交位置出液潤滑，能夠更好地幫助完成切割，且切割液出液更加精確和具有針對性，不造成浪費(fèi)。
[0020]作為優(yōu)化，部分過渡導(dǎo)向輪安裝在切割機(jī)頭上，部分過渡導(dǎo)向輪和張緊輪安裝在一個固定于放排線機(jī)構(gòu)一側(cè)的固定架上。
[0021]這樣，更加方便布線和走線控制。
[0022]作為優(yōu)化，還包括放排線輔助機(jī)構(gòu)，所述放排線輔助機(jī)構(gòu)包括用于安裝放線卷筒和放線電機(jī)的放線卷筒安裝座，放線卷筒安裝座下端可滑動地配合在沿放線卷筒軸心線方向設(shè)置的放線