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边皮卸料机构及硅棒加工设备的制作方法

2021-10-16 09:51:00 来源:中国专利 TAG:卸料 工件 加工设备 加工 机构


1.本技术涉及硅工件加工技术领域,尤其涉及一种边皮卸料机构及硅棒加工设备。


背景技术:

2.目前,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锭后通过多线锯切割及后续加工而成。
3.在相关的硅棒开方作业中,硅棒经开方切割后会形成边皮,因此,需先将形成的边皮予以卸载,一般的边皮卸载方式大多还是由操作人员手工操作将边皮脱离于已切割硅棒并将其搬离出开方设备,不仅效率低下,且在搬运过程中会使得边皮与已切割硅棒发生碰撞而增加已切割硅棒损伤的风险,则边皮难以再利用。再者,在对卧式置放的硅棒进行开方切割的设备中,边皮在切割中存在崩边或掉落而导致损坏的风险,同时不利于操作安全及设备维护。


技术实现要素:

4.鉴于以上所述相关技术的缺点,本技术的目的在于提供一种边皮卸料机构及硅棒加工设备,以解决现有技术中存在的边皮在切割中存在崩边或掉落而导致损坏的风险的问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的,本技术在第一方面公开了一种边皮卸料机构,应用于硅棒加工设备,所述硅棒加工设备包括机座及切割装置,所述切割装置包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待切割硅棒开方切割,其中,所述待切割硅棒的轴线方向平行于第一方向;所述边皮卸料机构包括至少一承托组件,所述承托组件包括:承托部,受控抵靠并承托所述边皮;驱动单元,连接所述承托部以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
6.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括:安装部,用于将所述承托组件连接于所述切割装置或机座。
7.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述驱动单元包括:气缸或液压泵;伸缩部,连接所述承托部,在所述气缸或液压泵驱动下伸缩运动以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
8.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述驱动单元包括:驱动电机;丝杆组件,连接所述承托部,由所述驱动电机驱动运动以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
9.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述承托部包括:至少两个承托块,沿所述第一方向间隔设置,具有用于接触边皮弧面的承载面。
10.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述承托部为承托轮组,其中,所述承托轮组包括:至少两个承托轮,沿第二方向间隔设置,用于接触以承托边皮;承托底座,连接所述驱动单元,用于设置所述至少两个承托轮并在所述驱动单元驱动下带动所述至少两个承托
轮远离或抵靠所述边皮。
11.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述承托部包括:至少两个承托杆,沿第一方向设置,用于接触并承托边皮;连接部,分设于所述切割装置第一方向的相对两侧以对应所述承托杆的相对两端,用于连接所述至少两个承托杆及所述驱动单元。
12.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括边皮错位机构,设于所述机座或切割装置,用于沿第一方向推动所述边皮以令所述边皮脱离所述边皮承托机构。
13.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述边皮错位机构包括:动力源;伸缩杆,沿第一方向设置,用于在动力源驱动下伸缩运动以推动所述边皮。
14.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括边皮输送机构,用于承接切割形成的边皮并将所述边皮转运至卸料区。
15.在本技术第一方面的某些实施方式中,所述边皮输送机构包括:输送部,用于承载所述边皮;输送驱动源,用于驱动所述输送部运动以输送所述边皮。
16.本技术在第二方面还公开了一种硅棒加工设备,包括:机座,具有硅棒加工平台;切割装置,包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待切割硅棒开方切割;如本技术第一方面提供的任一实施方式所述的边皮卸料机构,用于承托切割形成的边皮。
17.在本技术第二方面的某些实施方式中,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:换位机构,与所述切割装置和研磨装置连接,包括换位转轴,驱动所述换位转轴转动预设角度以使所述切割装置和研磨装置在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
18.在本技术第二方面的某些实施方式中,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:第一转换机构,设于硅棒加工平台上的第一安装位置且连接所述切割装置,包括第一转轴,驱动第一转轴转动预设角度以使所述切割装置在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置;第二转换机构,设于硅棒加工平台上的第二安装位置且连接所述研磨装置,包括第二转轴,驱动第二转轴转动预设角度以使所述研磨装置在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
19.在本技术第二方面的某些实施方式中,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:切割转换机构,具有切割转换导轨,驱动所述切割装置沿切割转换导轨移动以在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置;研磨转换机构,具有研磨转换导轨,驱动所述研磨装置中的研磨磨具沿研磨转换导轨移动以在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
20.综上所述,本技术提供的边皮卸料机构及硅棒加工设备,在一实施例中具有如下有益技术效果:所述边皮卸料机构中设置至少一承托组件,每一承托组件中驱动单元驱动承托部抵靠边皮以实现对边皮的承托,在对卧式硅棒进行开方切割的过程中,所述边皮卸料机构可藉由其承托组件的承托作用避免边皮崩边,同时,所述承托组件可用于承接边皮以防止边皮掉落,由此可形成完整边皮以协助实现后续的边皮转运过程;所述边皮卸料机构可使得对卧式硅棒开方切割的过程中获得完整的边皮,有益于边皮复用,同时藉由所述边皮卸料机构以实现自动化的边皮转运,可有效提高转运效率。
附图说明
21.本技术所涉及的实用新型的具体特征如所附权利要求书所显示。通过参考下文中详细描述的示例性实施方式和附图能够更好地理解本技术所涉及实用新型的特点和优势。对附图简要说明书如下:
22.图1显示为设有本技术的边皮卸料机构的硅棒加工设备在一实施例中的切割装置示意图。
23.图2显示为本技术的边皮卸料机构在一实施例中的结构示意图。
24.图3显示为本技术的边皮卸料机构在一实施例中的结构示意图。
25.图4显示为本技术的边皮卸料机构的边皮输送机构在一实施例中的结构示意图。
26.图5显示为本技术的硅棒加工设备的部分结构在一实施例中的结构示意图。
27.图6显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。
28.图7显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的的换位机构的部分结构示意图。
29.图8显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。
30.图9显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的第一转换机构的部分结构示意图。
31.图10显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的第二转换机构的部分结构示意图。
32.图11显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
33.以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效。
34.在下述描述中,参考附图,附图描述了本技术的若干实施例。应当理解,还可使用其他实施例,并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的,并且本技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例,而并非旨在限制本技术。空间相关的术语,例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等,可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
35.虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件或参数,但是这些元件或参数不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件或参数与另一个元件或参数进行区分。例如,第一加工区位可以被称作第二加工区位,并且类似地,第二加工区位可以被称作第一加工区位,而不脱离各种所描述的实施例的范围。第一加工区位和第二加工区位均是在描述一个加工区位,但是除非上下文以其他方式明确指出,否则它们不是同一个加工区位。
36.再者,如同在本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式,除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解,术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组,但不排除一个或多个其他特征、步骤、操
作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。因此,“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个:a;b;c;a和b;a和c;b和c;a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。
37.在硅棒加工作业中,将截面呈圆形的硅棒开方切割以形成截面为矩形或类矩形的硅棒的过程中,自然相应的产生边皮。通常,需要将边皮予以卸载,以便硅棒加工设备后续对截面呈圆形的硅棒进行开方切割。现有的边皮卸载方式大多还是由操作人员手工操作将边皮脱离于已切割硅棒并将其搬离出硅棒开方设备,不仅效率低下,且在搬运过程中会使得边皮与已切割硅棒发生碰撞而增加已切割硅棒损伤的风险。
38.同时,本技术的发明人发现,在切割装置用于对呈卧式置放(或夹持)的硅棒进行开方切割的设备中,在切割形成边皮的过程中,切割线锯未完全贯穿硅棒前,边皮存在因重力作用而断裂即崩边的风险,切割线锯贯穿硅棒后,边皮掉落则可能被摔损而难以复用,同时掉落的边皮可能对硅棒加工设备造成一定的损害而不利于设备维护。有鉴于此,本技术提供了一种边皮卸料机构及硅棒加工设备,所述边皮卸料机构可应用于硅棒加工设备中,实现对切割形成的边皮承托以防止边皮崩边及倾覆,有利于边皮复用及硅棒加工设备执行加工作业的工序流转。
39.为便于对本技术的边皮卸料机构及硅棒加工设备进行说明,在以下提供的各示例中定义了第一方向与第二方向,其中,第一方向与硅棒加工设备中所加工的硅棒的轴线方向平行,所述第一方向、第二方向与重垂线方向两两垂直。
40.本技术在第一方面提供了一种边皮卸料机构,应用于硅棒加工设备,所述硅棒加工设备包括机座及切割装置,所述切割装置包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待切割硅棒开方切割,其中,所述待切割硅棒的轴线方向平行于第一方向;所述边皮卸料机构包括至少一承托组件,所述承托组件包括:承托部,受控抵靠并承托所述边皮;驱动单元,连接所述承托部以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
41.所述机座作为硅棒加工设备的主体部件,用于提供作业平台,在一种示例中,所述机座的体积和重量均较大以提供更大的安装面以及更牢固的整机稳固度。应当理解,所述机座可作为硅棒加工设备中不同的执行加工作业的结构或部件的底座,机座的具体结构可基于不同的功能需求或结构需求变更;在一些示例中,所述机座包括用于承接所述硅棒加工设备中不同部件的固定结构或限位结构如底座、杆体、柱体、架体等均为本技术所述的机座。
42.同时,在一些示例中,所述机座可以为一体的底座,在另一些示例中,所述机座可以包括多个相独立的底座。
43.所述机座具有硅棒加工平台,在硅棒加工平台上可设有不同区位,例如对应于切割装置进行开方切割的加工区位,对应于将切割形成的边皮进行卸载的卸料区等。
44.所述切割装置包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待切割硅棒开方切割,应理解的,所述呈卧式的待切割硅棒在开方切割过程中处于始终处于卧式状态,在此,所述待切割硅棒例如处于被承载或被夹持状态。
45.应当理解,所述待切割硅棒呈卧式,切割形成的所述边皮也呈卧式,边皮卸料机构对边皮承托以协助将边皮予以卸载。所述承托组件包括:承托部,受控抵靠并承托所述边
皮;驱动单元,连接所述承托部以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
46.在某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括:安装部,用于将所述承托组件连接于所述切割装置或机座。
47.在一些示例中,所述硅棒加工设备中的切割装置在硅棒加工过程中可转换切割位置,例如,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位及第二加工区位,切割装置藉由一转换机构设于所述机座,并可在所述转换机构驱动下在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。在此设置下,所述承托组件例如可通过安装部设于所述切割装置,如此在切割装置转换加工区位时所述承托组件相对切割组件保持相对静止。在某些示例中,所述安装部与所述切割架可拆卸连接,基于对所述硅棒承托位置需要,可将所述安装部设于切割装置上的不同位置。
48.所述承托组件设于切割装置上的位置可基于切割装置中线切割单元的具体结构确定。请参阅图1,显示为一实施例中所述硅棒加工设备中切割装置的结构示意图。如图1所示,所述切割装置包括切割架21及线切割单元22,所述线切割单元22藉由线切割支座23设于所述切割架21。在此,所述线切割支座23作为将线切割单元22中多个切割轮221及过渡轮222关联于切割架21的载体,所述线切割支座23的具体形式可以为梁体、板架、支架等。在此示例下,所述承托组件可藉由所述安装部设于所述线切割支座23。
49.在另一些示例中,例如当所述切割装置在第一方向的位置保持不变,所述承托组件可通过所述安装部设于所述机座,例如,所述安装部为一支撑柱或支架,用于设置所述承托组件以令承托组件中承托部在驱动单元带动下可实现对边皮的承托。
50.所述承托组件包括承托部,所述承托部用于接触并抵靠硅棒以实现对边皮的承托作用,应当说明的是,在本技术的各实施例中,所述承托作用即为施力于所述边皮以令边皮维持稳定的状态,以所述切割线锯设于水平线方向为例,切割形成的边皮位于硅棒上侧或下侧,此时所述承托部可对硅棒下侧的边皮提供支持力以防止边皮断裂,由此可令所述边皮维持稳定状态;又或当所述切割线锯设于重垂线方向,切割形成的边皮位于硅棒旁侧(左侧或/及右侧),所述承托部可设置为与硅棒外侧弧面相适应的结构以提供对边皮的支持力,或通过抵靠所述边皮以令所述边皮受到向上的摩擦力而维持稳定状态。
51.所述驱动单元用于驱动所述承托部远离或抵靠所述边皮。所述的远离或抵靠边皮的方向可以为多个方向,例如,抵靠边皮即为所述承托部在驱动单元的驱动下从与边皮相离的状态运动至接触边皮的状态,而所述承托部具体的运动方向本技术不做限制。
52.在一实现方式中,所述驱动单元包括:气缸或液压泵;伸缩部,连接所述承托部,在所述气缸或液压泵驱动下伸缩运动以控制所述承托部远离或抵靠所述边皮。
53.所述伸缩部可在气缸或液压泵驱动下伸缩运动,令伸缩部连接所述承托部,所述伸缩部的伸缩方向例如为远离或靠近硅棒轴线的方向,由此带动所连接的承托部远离或抵靠边皮。
54.在又一实现方式中,所述驱动单元包括驱动电机以及由所述驱动电机驱动的丝杆组件。所述丝杆组件可在一端与所述承托部螺纹连接,所述驱动电机驱动丝杆转动以令所述承托部沿丝杆方向移动,通过驱动电机控制丝杆旋向,即可控制承托部靠近或远离边皮。
55.所述承托部可设置为不同结构以实现承托作用,例如所述承托部可为承托板并具有用于接触所述边皮的弧面,又或所述承托部为具有折边以防止边皮滚动的承托板,例如
承托板截面为呈梯形的槽结构(其中槽口为梯形的下底);应理解的,可用于实现边皮承托的承托部具有多种可实现方式,本技术不做限制。
56.为实现将切割形成的边皮稳妥承托以防止边皮断裂,又或为简化边皮卸料转运,本技术还提供了以下实现方式:
57.在一示例中,所述承托部包括至少两个承托块,沿所述第一方向间隔设置,具有用于接触并承载边皮的承载面。所述承托块的承载面可设置为具有弧面以适应所承托的边皮,又或可设置为由不同水平度的接触平面组成以防止边皮滚动。
58.应理解的,在一些加工场景中,通过一个承托块即可实现对边皮的承托;在此,本技术还提供了通过沿第一方向间隔设置的至少两个承托块实现边皮承托的实施例,通过设置所述至少两个承托块之间沿第一方向的间隔或跨距即可实现对不同长度规格的硅棒切割形成的边皮的承托,同时,由间隔设置的承托块对边皮进行承托可使边皮在不同长度方向(即第一方向)受到承托部的作用力,由此有利于防止切割线锯未贯穿硅棒前边皮发生断裂。在切割线锯贯穿硅棒以形成与硅棒相独立的边皮后,间隔设置的所述至少两个承托块可用于承托边皮以防止边皮倾斜以致坠覆。
59.同时,在所述承托部包括两个承托块的实施例中,所述承托组件更可包括两个驱动单元,任一所述驱动单元与一承托块对应,例如,每一承托块连接至一驱动单元,在切割过程中,所述承托组件的两个驱动单元可分别驱动所对应的承托块,以令承托部整体靠近边皮进而实现承托。
60.在某些实施方式中,所述边皮卸料机构的承托部为承托轮组,其中,所述承托轮组包括至少两个承托轮,沿第二方向间隔设置,用于接触以承托边皮;承托底座,连接所述驱动单元,用于设置所述至少两个承托轮以带动所述至少两个承托轮远离或抵靠所述边皮。
61.请参阅图2,显示为本技术的边皮卸料机构在一实施例中的结构示意图。
62.在另一实施例中,所述边皮卸料机构的承托组件包括至少两个承托部,所述至少两个承托部沿第一方向间隔设于所述切割装置或所述机座。其中,所述承托部为承托轮组510,任一所述承托轮组包括至少两个承托轮5101,沿第二方向间隔设置,如此可令所承托的边皮重心在第二方向位置位于所述至少两个承托轮5101之间。所述承托轮5101用于接触并承托边皮,且与硅棒边皮接触的承托轮5101的切线方向沿第一方向。
63.在一些实现方式中,所述承托轮5101可沿承托轮轴心滚动,所述承托轮轴心设于第二方向。在此设置下,当切割线锯贯穿硅棒形成独立的边皮,要将边皮进行后续转运时,当所述边皮沿第一方向与承托轮组510相对移动时,边皮与承托轮5101间为滚动摩擦,则便于实现沿第一方向对边皮的后续输送。
64.所述承托组件还包括驱动单元513,所述驱动单元513用于驱动所述承托轮组运动以远离或抵靠边皮,在一实现方式中,当所述硅棒加工设备中切割装置的切割线锯设于第二方向,所述驱动单元513驱动所述承托轮组510沿重垂线方向运动以在切割过程中抵靠并承托边皮。所述驱动单元513例如为气缸或驱动电机等,所述气缸或驱动电机连接至所述承托轮组510的承托底座5102(如图2所示实施例),以驱动所述承托轮组510整体沿重垂线方向升降运动。
65.所述驱动单元513可设置为与所述承托轮组一一对应,每一承托轮组的承托底座5102连接至一驱动单元513,在某些实施例中,所述承托轮组更可藉由所述驱动单元513安
装至切割装置,例如,所述驱动单元513设于切割装置(如切割装置中的线切割支座上),且其动力输出端连接至承托底座5102。
66.在又一示例中,所述承托部包括:至少两个承托杆,沿第一方向设置,用于接触并承托边皮;连接部,分设于所述承托杆的沿第一方向的相对两端,用于连接所述至少两个承托杆及所述驱动单元。
67.请参阅图3,显示为本技术的边皮卸料机构在一实施例中的部分结构示意图。如图所示,所述承托部包括沿第二方向间隔设置两个承托杆5111,承托杆5111杆体沿第一方向。
68.在此,通过所述至少两个承托杆5111即可实现对边皮的承托作用,应理解的,令切割形成的所述边皮的重心位于所述至少两个承托杆5111之间即可实现对边皮的承托;同时,任一所述承托杆5111与所承托的边皮为线接触,在此设置下,可减小承托部与边皮接触的摩擦力。
69.所述连接部5112分设于承托杆5111长度方向(即第一方向)的两端,同时,任一所述连接部5112连接一驱动单元与承托杆,所述至少两个承托杆5111整体即在两侧的驱动单元驱动下靠近或远离硅棒边皮。承托杆两侧均设有连接部及驱动单元,承托杆5111两端均可藉由驱动单元驱动运动,在被驱动运动及承托边皮的过程中,两侧的连接部及驱动单元还可作为承受边皮重力的支撑,有利于提高所述承托部的结构稳定性;当令所承托的边皮重心在第一方向的位置位于两个驱动单元(或两个连接部)之间,易于实现对边皮的稳妥承托。
70.同时,承托杆5111两端的驱动单元还可作为将所述承托杆5111及连接部5112关联至切割装置的支撑,如图3所示实施例中,所述驱动单元通过所述安装部连接于所述切割装置,可伸缩运动的自由端即连接至所述连接部5112以驱动所述承托部整体沿驱动单元驱动的伸缩方向移动。在图3所示示例中,所述驱动单元为具有伸缩部的气缸512,所述气缸512的伸缩部连接至所述连接部5112。
71.在图3所示示例中,所述承托部受控沿重垂线方向运动以远离或靠近边皮;应理解的,当所述切割装置中切割线锯的方向不同,又或当所述承托部的结构不同,对应的所述边皮承托机构中驱动单元可设置在不同方向以适应于承托边皮的需要。例如,当所述切割装置中切割线锯沿重垂线方向,所述驱动单元例如可设置为其伸缩运动的方向为第二方向,以令承托部沿第二方向运动以靠近或远离所述边皮。对所述承托部受控运动的方向,本技术不做限制,仅当令所述承托部实现对边皮的承托作用即可。
72.所述承托组件的数量可对应于对边皮的承托需要设置,例如,当所述切割装置中包括一切割线锯,则在一次切割作业中在对应形成一边皮,所述切割装置上可设置一承托组件以实现对边皮的承托;又如,当所述切割装置中包括平行的两条切割线锯,在一次切割作业中对应的形成两边皮,所述切割装置上可设置两个承托组件以分别对硅棒两侧的边皮进行承托。
73.在某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括边皮错位机构,设于所述机座或切割装置,用于沿第一方向推动所述边皮以令所述边皮脱离所述边皮承托机构。
74.在某些实施方式中,所述边皮错位机构以相对切割线锯沿第一方向的预设间隔设于所述机座或切割装置,其中,所述第一方向平行于硅棒轴线方向。应当理解,当切割线锯贯穿硅棒时即可形成与硅棒相独立的边皮,此时,被承托组件承托的边皮的一端面在第一
方向的位置与切割线锯对齐。因此,在将边皮错位机构设于所述硅棒加工设备时,预先确定所述边皮错位机构与切割线锯之间在第一方向的预设间隔,即确定了边皮错位机构与所需顶推的边皮端面之间的间隔,在实际加工场景中,当边皮错位机构在第一方向运动一定距离时,基于此距离以及边皮错位机构与切割线锯在第一方向的预设间隔,即可获知边皮错位机构实际对边皮端面推动的距离,如此即可基于对边皮推动距离的需要控制边皮错位机构沿第一方向运动的位移量。
75.所述边皮错位机构可设于机座或切割装置,在具体场景中,可基于硅棒加工设备确定。例如,切割装置在硅棒加工过程中在第一方向的位置不变,即可将边皮错位机构设于机座或切割装置中任一者;当所述硅棒加工设备中切割装置在第一方向的位置在不同加工状态或切割过程中不为定值,例如切割装置沿第一方向移动以实现对硅棒进给切割,可将所述边皮错位机构设于切割装置。
76.应理解的,待切割硅棒轴线方向沿第一方向,切割中形成的边皮在被承托状态下也沿第一方向,所述边皮错位机构可沿第一方向推动边皮以令边皮相对边皮承托机构运动,以令边皮脱离边皮承托机构即可对边皮进行后续的转运流程。
77.在某些实施方式中,所述边皮错位机构包括:动力源;伸缩杆,沿第一方向设置,用于在动力源驱动下伸缩运动以推动所述边皮。
78.在一实现方式中,所述边皮错位机构的动力源为气缸或液压泵,其中,所述气缸或液压泵的伸缩杆沿第一方向设置。例如图3所示实施例,所述切割装置中设有相平行的两个线切割单元,所述边皮卸料机构中包括两个边皮错位机构,分设于所述切割架的上侧线切割单元及下侧线切割单元,所述边皮错位机构为具有伸缩杆的气缸541,所述伸缩杆沿第一方向设置并对齐至所述边皮端面。当切割线锯贯穿硅棒以形成独立的边皮后,通过边皮错位机构沿第一方向运动以抵靠至边皮端面并推动边皮运动,由此边皮可脱离边皮承托机构或脱离切割后硅棒。在此,所述边皮错位机构的伸缩杆的伸缩范围可基于硅棒的长度规格确定,又或基于承托组件的承托部在第一方向的跨距确定,以控制所述边皮在第一方向被推动的行程以确保所述边皮可实现脱离。
79.当然,应理解的,所述边皮错位机构的具体结构及位置不以图3所示实施例为限,例如,在一些示例中,所述边皮错位机构也可设于硅棒加工设备的机座。同时,所述边皮错位机构可适用于不同类型的承托组件,通常的,所述边皮错位机构可沿第一方向推动边皮以令边皮脱离承托部即可,此时所述承托组件的具体形式不必要以图3所实施例为限。
80.在某些实施方式中,所述边皮卸料机构还包括边皮输送机构,用于承接切割形成的所述边皮并将所述边皮转运至卸料区。在此,所述卸料区即边皮卸料区。
81.在一实施例中,所述边皮输送结构在第二方向的位置可设置为与所述硅棒加工设备中的切割装置对齐,以令切割硅棒形成的边皮可由对应的边皮输送结构予以输送,由此可减少对边皮的转运。
82.所述边皮输送机构设置的方向及位置可由所述切割区与边皮卸料区的位置关系确定。
83.在一实施方式中,所述边皮卸料区与切割区沿第一方向相邻设置,在此,所述边皮输送结构可沿第一方向设置,并对接于所述切割装置,以令硅棒在被切割形成边皮后,将边皮沿第一方向推动以脱离切割后硅棒或承托组件后即被转移至边皮输送结构,由此可简化
边皮的转运路径。所述边皮输送机构的数量还可依所述硅棒加工设备中切割装置的数量、结构或工作方式确定,例如,当所述硅棒加工设备中设有不同加工区位,其中多个加工区位上设有切割装置,所述边皮输送机构可对应设于多个加工区位上以对应切割装置;又如,当所述切割装置同时可对多根硅棒进行开方切割,所述边皮输送机构以设为多个,以使每一边皮输送机构对应一硅棒。
84.在某些实施方式中,所述边皮输送机构为链条输送机构、倍速链机构、或传送带机构。
85.在一实施方式中,所述边皮输送机构包括:输送部,用于承载所述边皮;输送驱动源,用于驱动所述输送部运动以输送所述边皮。
86.请参阅图4,显示为本技术的边皮卸料机构的边皮输送机构52在一实施例中于硅棒加工设备中的结构示意图。如图所示,所述输送部521可沿第一方向设置,并在所述输送驱动源522的驱动下沿第一方向运输所承载的边皮。所述输送部521的运动方向可设置为朝向所述边皮卸料区的方向(如图4所示的箭头方向),以将所承载的边皮运送至边皮卸料区。
87.所述输送驱动源522例如为电机,用于驱动输送部521运动并控制输送部521的运输速度。
88.在一些示例中,为了避免所述边皮在输送过程中收碰撞被磨损,在一些实施例中,所述输送部521设有用于与所述边皮接触的缓冲垫,又或,所述输送部521采用缓冲材料制成。所述缓冲垫或缓冲材料例如为具有弹性的橡胶、硅胶或由其他具有弹性形变、阻尼特性或缓冲特性的材料。如此以减小边皮输送的破损风险,有利于边皮复用。
89.在此,本技术第一方面提供的边皮卸料机构,通过驱动源驱动承托部抵靠边皮以实现对边皮的承托,在对卧式硅棒进行开方切割的过程中,所述边皮卸料机构可藉由其承托组件的承托作用避免边皮崩边,同时,所述承托组件可用于承接边皮以防止边皮掉落,由此可形成完整边皮以协助实现后续的边皮转运过程;在一些示例中,所述边皮卸料机构中还设有边皮错位机构,可用于沿第一方向推动边皮以使边皮脱离承托组件,还可藉由边皮输送机构将脱离了承托组件的边皮转运至卸料区,即可实现对边皮的卸除及后续转运。
90.本技术在第二方面还提供了一种硅棒加工设备,包括:机座;切割装置,包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待切割硅棒开方切割;如本技术第一方面的任一实施方式所述的边皮卸料机构,用于承托切割形成的边皮。
91.所述机座作为硅棒加工设备的主体部件,用于提供作业平台,在一种示例中,所述机座的体积和重量均较大以提供更大的安装面以及更牢固的整机稳固度。应当理解,所述机座可作为硅棒加工设备中不同的执行加工作业的结构或部件的底座,机座的具体结构可基于不同的功能需求或结构需求变更;在一些示例中,所述机座包括用于承接所述硅棒加工设备中不同部件的固定结构或限位结构如底座、杆体、柱体、架体等均为本技术所述的机座。
92.同时,在一些示例中,所述机座可以为一体的底座,在另一些示例中,所述机座可以包括多个相独立的底座。
93.所述机座具有硅棒加工平台,在硅棒加工平台上可设有不同区位,例如对应于切割装置进行开方切割的加工区位,对应于将切割形成的边皮进行卸载的卸料区等。
94.所述切割装置包括线切割单元,所述线切割单元中具有切割线锯以对呈卧式的待
切割硅棒开方切割,应理解的,所述呈卧式的待切割硅棒在开方切割过程中处于始终处于卧式状态,在此,所述待切割硅棒例如处于被承载或被夹持状态。例如,在一示例中,所述待切割硅棒由硅棒夹具夹持并在硅棒夹具的带动下沿第一方向运动,由此所述线切割单元中切割线锯相对待切割硅棒进给切割以实现硅棒开方。
95.所述线切割单元中包括多个切割轮,切割线绕于所述多个切割轮以形成至少一切割线锯。应理解的,所述切割装置用于对呈卧式的硅棒开方切割,待切割硅棒的轴线方向沿(平行于)第一方向,在此,切割装置具有多种可选的绕线方式,令所述切割线锯与第一方向相垂直即可。
96.在某些示例中,所述线切割单元中还包括一个或多个过渡轮,用于对切割线进行换向或导向,又或,所述过渡轮可用于调节所述切割线的张力。
97.同时,所述切割装置用于对卧式的硅棒开方切割,在确定所述线切割单元中切割轮及过渡轮的结构、数量、位置关系以及切割线的缠绕方式时,应当令所述硅棒在相对切割线锯进给直至切割完成的过程中避免待切割硅棒与切割装置处于相对运动状态时硅棒加工设备中的部件相互干扰例如待切割硅棒与除切割线锯外的切割线接触,用于夹持待切割硅棒的装置与切割装置碰撞等。
98.在此,本技术的硅棒加工设备中设有切割装置,同时,所述硅棒加工设备也可为设有切割装置与其他加工装置例如研磨装置的硅棒加工设备。
99.在某些实施方式中,所述硅棒加工设备还包括研磨装置,用于对开方切割后的硅棒进行研磨。
100.请参阅图5,显示为本技术的硅棒加工设备的部分结构在一实施例中的结构示意图。在图5所示实施例中,所述研磨装置30的一对研磨磨具301沿重垂线方向相对设置,以形成平行且相对设置的两个研磨面,其中,任一研磨磨具的研磨面沿一水平面方向。在某些实现方式中,所述研磨磨具301包括砂轮与旋转轴。在某些实施方式中,所述砂轮为圆形并且中间设置有通孔。所述砂轮连接至旋转轴以受控沿旋转轴旋转,由此可在旋转状态下接触待切割硅棒侧面以实现研磨。应理解的,在可行的实施方式中,所述研磨装置30中也可包括一个研磨磨具301,但在此设置下研磨耗时增加。
101.所述砂轮具有一定颗粒度与粗糙度,例如由磨粒与结合剂固结而成,以形成具有磨粒的表面以接触并研磨切割后硅棒侧面。所述砂轮具有一定的磨粒尺寸与磨粒密度,其磨料根据研磨硅棒的需要可设置为三氧化二铝、碳化硅、金刚石、立方氮化硼等硬度大于硅材料硬度的磨粒。
102.在设有切割装置及研磨装置的硅棒加工设备中,在对待切割硅棒开方切割后由研磨装置对切割后硅棒进行研磨,即可由同一硅棒加工设备执行完成多个工序对应的加工作业。在同一硅棒加工设备中进行工序流转,有利于简化工序转运路径,提高转运效率并形成不同工序之间良好衔接。为此,本技术还提供了以下实施例,以说明本技术的硅棒加工设备的切割装置及研磨装置的协调作业方式。
103.在一实施例中,所述硅棒加工设备的硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:换位机构,与所述切割装置和研磨装置连接,包括换位转轴,驱动所述换位转轴转动预设角度以使所述切割装置和研磨装置在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
104.请参阅图6,显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。所述换位机构40例如可设于机座10,换位机构40与切割装置20和研磨装置30连接,用于驱动切割装置20和研磨装置30在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。例如,切割装置20位于第一加工区位且研磨装置30位于第二加工区位,通过所述换位机构40可令所述切割装置20转换至第二加工区位且研磨装置30转换为第一加工区位,由此所述硅棒加工平台上的第一加工区位及第二加工区位可同时进行加工作业,在换位机构40驱动下任一加工区位上还可进行不同工序的加工作业。
105.在图6所示实施例中,所述第一加工区位与第二加工区位设于第二方向的相对两侧;其中,所述第一方向、第二方向、以及重垂线方向两两垂直。所述换位转轴可设于重垂线方向,在此示例中,令所述研磨装置30与切割装置20连接于所述换位机构40第二方向的相对两侧,在所述换位机构40驱动下,所述研磨装置30与切割装置20沿换位转轴转动预设角度即可实现在第一加工区位与第二加工区位之间的切换。当所述第一加工区位与第二加工区位呈平行且相对设置,实际加工场景中,所述预设角度例如为180
°
;沿俯视方向,所述预设角度的方向可为顺时针或逆时针。
106.将所述换位转轴设于重垂线方向,由此在所述切割装置及研磨装置被驱动转动以切换加工区位的过程中,所述切割装置及研磨装置的重心高度不变,由此可提高切换过程的稳定性,有益于设备安全,及有利于减小换位机构用于驱动切割装置及研磨装置切换加工区位所承受的力矩或力。在将所述换位转轴设于重垂线方式的实施方式中,所述研磨装置可设置为包括:至少一对研磨磨具,其中,所述一对研磨磨具的研磨面平行且相对设置;以及磨具进退机构,用于驱动所述一对研磨磨具中的至少一个沿重垂线方向移动,如此以控制研磨磨具相对硅棒的进给量也即磨削量。
107.关于所述换位机构,在一实施例中,所述换位机构还包括用于驱动所述切割装置及研磨装置转动的转动驱动机构,所述转动驱动机构包括:主动齿轮,轴接于动力驱动源;从动齿轮,啮合于所述主动齿轮且连接所述换位转轴。
108.请参阅图7,显示为本技术的硅棒加工设备的换位机构在一实施例中的部分结构示意图。
109.所述主动齿轮在驱动源423驱动下转动,由此带动所啮合的从动齿轮422转动,所述从动齿轮422可用于承载或连接所述研磨装置与切割装置,又或所述从动齿轮422可设置为与用于连接研磨装置及切割装置的壳体或筒体一体,例如,所述从动齿轮422的轮齿设于换位机构的壳体上;由此从动齿轮422可带动所述研磨装置与切割装置转动,在此示例下,所述换位转轴41的可以为所述从动齿轮422的轮轴,又或所述换位转轴41沿所述从动齿轮422的轮轴方向连接所述从动齿轮422。
110.在另一示例中,所述转动驱动机构为轴接于所述换位转轴的驱动电机(未予以图示),用于控制所述换位转轴转动预设角度以令所述研磨装置及切割装置在第一加工区位与第二加工区位间切换。
111.在所述切割装置及研磨装置连接于所述换位机构的各实施例中,所述第一加工区位及第二加工区位上还可分别设置有第一硅棒夹具及第二硅棒夹具,用于在所在加工区位上夹持硅棒并带动硅棒沿第一方向移动,以此令待切割硅棒相对切割线锯进给而实现切割,以及令待研磨硅棒相对研磨装置沿第一方向移动以令研磨磨具的研磨面覆盖硅棒的整
个侧面。
112.在一加工场景中,所述硅棒加工设备执行的加工流程如下:
113.在初始时刻,当切割装置位于第一加工区位且研磨装置位于第二加工区位,将一待切割硅棒输送至硅棒加工平台以供第一加工区位上的第一硅棒夹具对待切割硅棒进行夹持;
114.所述第一硅棒夹具在夹持待切割硅棒后在第一加工区位沿硅棒轴线方向即第一方向运动,以使得切割装置中的切割线锯相对待切割硅棒进给以实现开方切割;所述切割装置可配合硅棒夹具及其所夹持的硅棒的运动,例如调整切割线锯的位置以避让硅棒夹具夹持进行了一次切割的硅棒回到初始位置,硅棒夹具驱动所夹持的硅棒转动一定角度,而后从初始位置相对切割线锯进给以进行第二次切割,直至形成截面为矩形或类矩形的切割后硅棒;在此切割线锯与硅棒相对进给过程中,所述边皮卸料机构的承托部在驱动单元驱动下抵靠并承托所述边皮,以防止切割线锯在未贯穿硅棒前发生边皮崩边,当切割线锯贯穿硅棒后,所述承托部可承托边皮以防止边皮坠落;在一些示例中,还可藉由所述边皮卸料机构中的边皮错位机构沿第一方向推动所述边皮以令边皮脱离承托部,边皮卸料机构中还可设置有边皮输送机构以承接脱离承托部的边皮并将所述边皮转运至边皮卸料区;
115.加工获得所述切割后硅棒后,所述换位机构驱动所述切割装置及研磨装置在第一加工区位及第二加工区位之间转换位置,所述研磨装置即被转转至第一加工区位,在此状态下所述第一硅棒夹具即可带动所夹持的切割后硅棒沿第一方向移动,所述研磨装置驱动研磨磨具沿重垂线方向运动以接触切割后硅棒侧面而实现研磨,由第一硅棒夹具驱动硅棒沿硅棒轴线转动即可切换研磨装置西相对硅棒的研磨面,由此可获得研磨后硅棒;
116.在所述第一加工区位进行研磨作业的过程中,所述第二硅棒夹具可装载另一待切割硅棒,在此,被转换至第二加工区位的切割装置还可对第二硅棒夹具所夹持的硅棒进行切割,实现方式可参照前述切割装置在第一加工区位对第一硅棒夹具所夹持的硅棒进行切割的方式,同时,所述边皮卸料装置对第二加工区位的硅棒形成的边皮进行承托并协助卸料,此处不再赘述;
117.将所述第一加工区位的研磨后硅棒予以卸料,所述第一硅棒夹具即可装载又一待切割硅棒,由换位机构驱动切割装置及研磨装置转换位置,切割装置即可对所述第一硅棒夹具夹持的待切割硅棒进行切割;
118.如此重复上述过程,所述硅棒加工设备即可同时进行切割作业与研磨作业,并在切割过程中藉由所述边皮卸料机构进行边皮承托以及边皮转运,以令切割过程及不同工序有序衔接。
119.本技术的硅棒加工设备还可做其他变换,请参阅图8,显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。
120.在另一实施例中,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:第一转换机构43,设于硅棒加工平台上的第一安装位置且连接所述切割装置20,包括第一转轴,驱动第一转轴转动预设角度以使所述切割装置20在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置;第二转换机构45,设于硅棒加工平台上的第二安装位置且连接所述研磨装置30,包括第二转轴,驱动第二转轴转动预设角度以使所述研磨装置30在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
121.所述第一安装位置与第二安装位置不是同一位置,对应的,所述第一转换机构43与第二转换机构45设于硅棒加工平台的不同位置。所述第一安装位置与第二安装位置应当满足所述切割装置20和研磨装置30在转换加工区位的过程中不会相互干扰。在一些实施例中,所述第一安装位置与第二安装位置可设于第一加工区位与第二加工区位之间。在一实现方式中,所述第一安装位置与第二安装位置还可设于第一加工区位与第二加工区位间的居中区域。例如,当所述第一加工区位与第二加工区位呈平行且对称设置,所述第一安装位置与第二安装位置可布设于第一加工区位与第二加工区位的对称线上。
122.所述第一转换机构43包括第一转轴,所述切割装置20沿第一转轴转动预设角度以在第一加工区位与第二加工区位之间转换位置;所述第二转换机构45包括第二转轴,所述研磨装置30沿第二转轴转动预设角度以在第一加工区位与第二加工区位之间转换位置。
123.请结合参阅图8及图9,其中,图9显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中第一转换机构的结构示意图。
124.在一实施例中,所述第一转换机构43包括:支架430,用于设置所述切割装置;转动驱动源432,用于驱动所述切割装置相对支架430沿第一转轴431转动,以在第一加工区位与第二加工区位之间转换位置。在图9所示实施例中,所述切割装置的切割架21连接所述第一转轴431,设于切割架21上的至少一线切割单元随同切割架21沿第一转轴转动。
125.所述支架430可作为第一转换机构43的底座,切割装置可基于所述第一转轴431活动设于所述支架430,并可在转动驱动源432驱动下相对支架430沿第一转轴431转动。所述转动驱动源432例如为具有动力输出轴的电机,其动力输出轴可轴连接至所述第一转轴431。
126.在某些示例中,所述支架430可设置为包括相对设置的两架体,在两个架体可分别连接至所述第一转轴431,两架体间的间隙可用于作为所述切割装置转动的活动空间,即切割装置在转动中与架体间不会发生碰撞等干扰。
127.在一实施例中,所述第二转换机构还包括用于驱动所述研磨装置转动的转动驱动机构,所述转动驱动机构包括:主动齿轮,轴接于动力驱动源;从动齿轮,啮合于所述主动齿轮且连接所述第二转轴。
128.请参阅图10,显示为本技术的硅棒加工设备的第二转换机构在一实施例中的部分结构示意图。
129.所述主动齿轮在驱动源453驱动下转动,由此带动所啮合的从动齿轮452转动,所述从动齿轮452可用于承载或连接所述研磨装置与切割装置,又或所述从动齿轮452可设置为与用于连接研磨装置及切割装置的壳体或筒体一体,例如,所述从动齿轮452的轮齿设于第二转换机构的壳体上;由此从动齿轮452可带动所述研磨装置与切割装置转动,在此示例下,所述第二转轴451的可以为所述从动齿轮452的轮轴,又或所述第二转轴451沿所述从动齿轮452的轮轴方向连接所述从动齿轮452。
130.在另一示例中,所述转动驱动机构为轴接于所述第二转轴的驱动电机(未予以图示),用于控制所述第一转轴转动预设角度以令所述研磨装置在第一加工区位与第二加工区位间切换。
131.应当说明的是,在本技术提供的各示例中,所述第二转轴的具体结构不以轴体为限,例如,所述第二转轴还可以为用于连接所述研磨装置柱体、筒体或壳体,例如在图10所
示实施例中,所述第二转轴451为用于设置所述研磨装置的壳体,应当理解,所述第二转轴451仅当用于实现在第二转轴451转动时研磨装置发生沿轴的转动以实现在第一加工区位与第二加工区位之间的切换即可。
132.所述第一转换机构与第二转换机构可相对独立的驱动其所对应的切割装置与研磨装置,在此,所述第一转轴与第二转轴的方向即可设置为相同方向或不同方向。
133.在某些实施方式中,所述第一转轴设于第一方向,所述第二转轴设于重垂线方向;所述第一加工区位与第二加工区位设于第二方向的相对两侧,其中,所述第一方向、第二方向、以及重垂线方向两两垂直。
134.将所述第一方向定义为机座及硅棒加工平台的长度方向,对切割装置而言,令切割装置20对应的第一转轴431设于第一方向,切割装置20在转换加工区位的过程中在第一方向的位置不变,即可令机座或硅棒加工平台在第一方向的长度缩减或实现更为合理的布局,例如,当所述硅棒加工平台沿长度方向还设有待切割硅棒的上料区位或等候区位等,所述上料区位或等候区位可邻近切割装置20设置。
135.对研磨装置而言,其中需配置用于研磨的磨具,通常研磨装置30重量较大,将所述第二转轴451设于重垂线方向,则所述研磨装置30被驱动转动的过程中,研磨装置30的重心高度不变,由此可提高转换过程的稳定性,有利于减小所述第二转换机构驱动研磨装置30的做功及维护第二转轴451的使用寿命。
136.在所述切割装置连接于所述第一转换机构,研磨装置连接于所述第二转换机构的各实施例中,所述第一加工区位及第二加工区位上还可分别设置有第一硅棒夹具及第二硅棒夹具,用于在所在加工区位上夹持硅棒并带动硅棒沿第一方向移动,以此令待切割硅棒相对切割线锯进给而实现切割,以及令待研磨硅棒相对研磨装置沿第一方向移动以令研磨磨具的研磨面覆盖硅棒的整个侧面。
137.在一加工场景中,所述硅棒加工设备执行的加工流程如下:
138.在初始时刻,当切割装置位于第一加工区位且研磨装置位于第二加工区位,将一待切割硅棒输送至硅棒加工平台以供第一加工区位上的第一硅棒夹具对待切割硅棒进行夹持;
139.所述第一硅棒夹具在夹持待切割硅棒后在第一加工区位沿硅棒轴线方向即第一方向运动,以使得切割装置中的切割线锯相对待切割硅棒进给以实现开方切割;所述切割装置可配合硅棒夹具及其所夹持的硅棒的运动,例如调整切割线锯的位置以避让硅棒夹具夹持进行了一次切割的硅棒回到初始位置,硅棒夹具驱动所夹持的硅棒转动一定角度,而后从初始位置相对切割线锯进给以进行第二次切割,直至形成截面为矩形或类矩形的切割后硅棒;在此切割线锯与硅棒相对进给过程中,所述边皮卸料机构的承托部在驱动单元驱动下抵靠并承托所述边皮,以防止切割线锯在未贯穿硅棒前发生边皮崩边,当切割线锯贯穿硅棒后,所述承托部可承托边皮以防止边皮坠落;在一些示例中,还可藉由所述边皮卸料机构中的边皮错位机构沿第一方向推动所述边皮以令边皮脱离承托部,边皮卸料机构中还可设置有边皮输送机构以承接脱离承托部的边皮并将所述边皮转运至边皮卸料区;
140.加工获得所述切割后硅棒后,所述第一转换机构驱动所述切割装置沿第一转轴转动预设角度以从第一加工区位切换至第二加工区位,同时,所述第二转换机构驱动所述研磨装置沿第二转轴转动预设角度切换至第一加工区位,在此状态下所述第一硅棒夹具即可
带动所夹持的切割后硅棒沿第一方向移动,所述研磨装置驱动研磨磨具沿重垂线方向运动以接触切割后硅棒的侧面而实现研磨,由第一硅棒夹具驱动硅棒沿硅棒轴线转动即可切换研磨装置对硅棒的研磨面,由此可获得研磨后硅棒;
141.在所述第一加工区位进行研磨作业的过程中,所述第二硅棒夹具可装载另一待切割硅棒,在此,被转换至第二加工区位的切割装置还可对第二硅棒夹具所夹持的硅棒进行切割,实现方式可参照上一步骤所述切割装置在第一加工区位对第一硅棒夹具所夹持的硅棒进行切割的方式,同时,所述边皮卸料装置对第二加工区位的硅棒形成的边皮进行承托并协助卸料,此处不再赘述;
142.将所述第一加工区位的研磨后硅棒予以卸料,所述第一硅棒夹具即可装载又一待切割硅棒,由第一转换机构及第二转换机构分别驱动切割装置及研磨装置转换位置,切割装置即可对所述第一硅棒夹具夹持的待切割硅棒进行切割;
143.如此重复上述过程,所述硅棒加工设备即可同时进行切割作业与研磨作业,硅棒加工效率提高;同时,在切割过程中藉由所述边皮卸料机构进行边皮承托以及边皮转运,使得切割过程及不同工序有序衔接。
144.在又一实施例中,所述硅棒加工平台上设有第一加工区位和第二加工区位,所述硅棒加工设备还包括:切割转换机构,具有切割转换导轨,驱动所述切割装置沿切割转换导轨移动以在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置;研磨转换机构,具有研磨转换导轨,驱动所述研磨装置中的研磨磨具沿研磨转换导轨移动以在第一加工区位和第二加工区位之间转换位置。
145.请参阅图11,显示为本技术的硅棒加工设备在一实施例中的结构示意图。
146.在本技术的一实施例中所述切割转换机构61用于驱动切割装置25的切割架251及其上的至少一线切割单元在第一加工区位和第二加工区位之间转换。
147.所述第一加工区位与第二加工区位均沿第一方向设置,位于硅棒加工平台第二方向的相对两侧。所述切割转换机构61的切割转换导轨611沿第二方向穿过所述第一加工区位和第二加工区位,以及,所述研磨转换机构63的研磨转换导轨631沿第二方向穿过所述第一加工区位和第二加工区位。其中,所述切割转换导轨611与研磨转换导轨631均沿第二方向设置,分设于硅棒加工平台第一方向的相对两侧。
148.在此示例中,利用所述切割转换机构61,可驱动所述切割架251及其上的至少一线切割单元沿第二方向移动,以在第一加工区位和第二加工区位之间转换,例如,利用所述切割转换机构61驱动所述切割架251及其上的至少一线切割单元沿第二方向移动以由第一加工区位转换至第二加工区位上,或者,利用所述切割转换机构61驱动所述切割架251及其上的至少一线切割单元沿第二方向移动以由第二加工区位转换至第一加工区位上。
149.在一实施例中,所述切割转换机构包括:切割转换导轨和切割转换驱动单元。
150.例如图11所示实施例,所述切割转换导轨611沿第二方向布设,用于设置所述切割架251。在某些实施方式中,所述切割转换导轨611沿第二方向布设在硅棒加工平台上,所述切割架251通过例如滑块等架设于所述切割转换导轨611上。
151.所述切割转换驱动单元用于驱动所述切割架及其至少一线切割单元沿所述切割转换导轨移动。
152.在某些实施方式中,所述切割转换驱动单元(图中未予以显示)包括:移动齿轨、驱
动齿轮与驱动源。所述移动齿轨沿第二方向设置,与所述切割转换导轨平行。所述驱动齿轮设置于所述切割架上,并且与所述移动齿轨啮合,用于带动所述切割架沿切割转换导轨运动。所述驱动源用于驱动所述驱动齿轮。在本技术的一实现方式中,所述驱动齿轮设置在所述切割架上,所述驱动齿轮由驱动源带动旋转,所述驱动齿轮的轮齿与所述移动齿轨啮合,顺应所述移动齿轨行进,与驱动齿轮连接的切割架及其上的至少一切割单元由此在切割转换导轨上产生相应的移动。
153.在某些实施方式中,所述切割转换驱动单元可设置在所述切割架上,包括移动丝杆和驱动源,其中,所述移动丝杆沿第二方向设置且与所述切割架关联,所述驱动源用于驱动所述移动丝杆转动以使所关联的切割架及其上的至少一切割单元沿切割转换导轨移动。
154.在此实施例中所述的硅棒加工设备中,对任一加工区位例如第一加工区位上的硅棒,利用所述切割转换机构61驱动所述切割架251及其上的至少一线切割单元沿第二方向移动至切割单元位于第一加工区位,当切割装置25在第一加工区位处对硅棒开方切割后,令切割后硅棒沿第一方向移动至在第一方向对齐于所述研磨装置35,令研磨转换机构63驱动研磨磨具沿第二方向移动至第一加工区位,即可对切割后硅棒进行研磨。
155.关于所述研磨转换机构,在一实施例中,所述研磨装置中设有至少一对研磨磨具及至少一磨具转换机构。所述磨具转换机构包括:磨具转换导轨和磨具转换驱动单元。
156.如图11所示,所述磨具转换导轨631沿第二方向布设,用于设置所述研磨磨具。在某些实施方式中,所述磨具转换导轨631沿第二方向布设在硅棒加工平台上,所述至少一对磨具通过例如滑块等架设于所述磨具转换导轨631上。
157.所述磨具转换驱动单元(图中未予以显示)用于驱动所述一对研磨磨具沿磨具转换导轨移动以在第一加工区位与第二加工区位间切换。在某些实施方式中,所述磨具转换驱动单元包括:移动齿轨、驱动齿轮与驱动源。所述移动齿轨沿第二方向设置,与所述磨具转换导轨平行。
158.所述磨具具有磨具安装座,所述驱动齿轮设置于所述磨具安装座上,并且与所述移动齿轨啮合,用于带动所述至少一对磨具沿磨具转换导轨运动。所述驱动源用于驱动所述驱动齿轮。在本技术的一实现方式中,所述驱动齿轮设置在所述磨具安装座上,所述驱动齿轮由驱动源带动旋转,所述驱动齿轮的轮齿与所述移动齿轨啮合,顺应所述移动齿轨行进,与驱动齿轮连接的至少一对磨具由此在磨具转换导轨上产生相应的移动。
159.在某些实施方式中,所述磨具转换驱动单元可设置在所述磨具安装座上,包括移动丝杆和驱动源,其中,所述移动丝杆沿第二方向设置且与所述一对磨具关联,所述驱动源用于驱动所述移动丝杆转动以使所关联的一对磨具沿磨具转换导轨移动。
160.在某些实施方式中,所述磨具转换驱动单元还可控制所述一对磨具中的每一磨具在第二方向位置,由此可控制所述磨具相对于硅棒的磨削进给量。
161.在本技术的一实施例中,所述至少一对磨具中的任一个磨具包括相互嵌套的粗磨砂轮和精磨砂轮,例如所述精磨砂轮与粗磨砂轮的截面为同心但内径及外径不同的两个圆环。令所述粗磨砂轮和所述精磨砂轮中的至少一个设有伸缩驱动机构,在粗磨状态下,令粗磨砂轮相对精磨砂轮呈凸出状态,以使粗磨砂轮接触硅棒;在精磨状态下,令粗磨砂轮凹陷于精磨砂轮,以使精磨砂轮接触硅棒。如此,本技术的硅棒加工设备即实现对硅棒的开方切割、粗磨以及精磨作业。
162.在所述切割装置连接所述切割转换机构,研磨装置连接所述研磨转换机构的各实施例中,所述第一加工区位及第二加工区位上还可分别设置有第一硅棒夹具及第二硅棒夹具,用于在所在加工区位上夹持硅棒并带动硅棒沿第一方向移动,以此令待切割硅棒相对切割线锯进给而实现切割,以及令待研磨硅棒相对研磨装置沿第一方向移动以令研磨磨具的研磨面覆盖硅棒的整个侧面。
163.在一加工场景中,所述硅棒加工设备执行的加工流程如下:
164.令第一硅棒夹具装载第一硅棒,驱动第一硅棒夹具及其所夹持的第一硅棒沿第一方向移动,令切割装置对第一硅棒进行切割作业。在切割装置对第一硅棒进行切割作业时,在切割装置第一硅棒进行第一次切割时,去除切割所留下的边皮,驱动第一硅棒夹具沿第一方向回退至初始位置,利用第一硅棒夹具驱动第一硅棒转动预设角度如90
°
、180
°
以调整切割面,继续驱动第一硅棒夹具及其所夹持的第一硅棒沿第一方向移动,去除切割所留下的边皮,直至形成截面呈矩形的硅棒,完成硅棒的开方;同时,在此切割线锯与硅棒相对进给过程中,所述边皮卸料机构的承托部在驱动单元驱动下抵靠并承托所述边皮,以防止切割线锯在未贯穿硅棒前发生边皮断裂(即崩边),当切割线锯贯穿硅棒后,所述承托部可承托边皮以防止边皮坠落;在一些示例中,还可藉由所述边皮卸料机构中的边皮错位机构沿第一方向推动所述边皮以令边皮脱离承托部,边皮卸料机构中还可设置有边皮输送机构以承接脱离承托部的边皮并将所述边皮转运至边皮卸料区;
165.藉由所述切割转换机构将切割装置由第一加工区位转换至第二加工区位,以及藉由所述研磨转换机构将研磨装置转换至第一加工区位。
166.驱动第一硅棒夹具及其所夹持的第一硅棒沿第一方向移动,令研磨装置对第一硅棒进行研磨作业。在某些实施方式中,所述研磨作业包括粗磨作业和精磨作业,例如,先由硅棒研磨装置中的粗磨磨具对第一硅棒进行粗磨作业,再由硅棒研磨装置中的精磨磨具对第一硅棒进行精磨作业;在另一些实施方式中,所述研磨作业还包括倒角作业;与此同时,驱动第二硅棒夹具及其所夹持的第二硅棒沿第一方向移动,令硅棒切割装置对第二硅棒进行切割作业,以形成截面呈矩形的硅棒,在此切割过程中,所述边皮卸料机构可抵靠并承托所述边皮并协助实现对边皮的转运卸料。
167.将完成研磨作业的第一硅棒予以卸载,将切割装置由第二加工区位转换至第一加工区位以及将研磨装置由第一加工区位转换至第二加工区位。如此可令研磨装置对第二加工区位的切割后硅棒进行研磨,令第一硅棒夹具装载第三硅棒,切割装置即可在第一加工区位进行切割作业。
168.后续加工过程与上述步骤类似,如此重复进行,硅棒加工设备即可同时进行切割作业及研磨作业,自动化实现不同工序流转并简化转运路径,有效提高加工效率。
169.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效,而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本技术的权利要求所涵盖。
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