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一种切割机构及切割设备的制作方法

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种切割机构及切割设备的制作方法

1.本实用新型涉及硅锭切割领域,特别涉及一种切割机构及切割设备。


背景技术:

2.现有硅片的制作流程,以多晶硅产品为例,一般地,大致的作业工序可包括:先使用硅锭开方机对初级硅锭(大尺寸硅锭)进行开方作业以形成次级硅锭(小尺寸硅锭);开方完毕后,再使用硅锭截断机对次级硅锭进行截断加工以形成多晶硅棒;再对各个多晶硅棒进行相应的研磨作业(例如:磨面、倒角、滚磨等),使得多晶硅棒的表面整形达到相应的平整度及尺寸公差要求;后续再使用切片机对多晶硅棒进行切片作业,则得到多晶硅片。
3.在实现本实用新型的过程中,发明人发现现有技术中存在如下问题:
4.现有技术中的硅锭开方机的切割机构,采用双线切割时,没有合理布置驱动单元,导致切割机构占地空间大,不利于切割机构的布置。


技术实现要素:

5.为此,需要提供一种切割机构及切割设备,用于解决现有技术中没有合理布置驱动单元,导致切割机构占地空间大,不利于切割机构的布置的技术问题。
6.为实现上述目的,发明人提供了一种切割机构,包括切割机架以及设置在所述切割机架上的切割运行组件;
7.所述切割运行组件包括两个切割单元以及切割驱动单元,所述切割单元包括切割线,两个切割单元的切割线并排设置,且两个切割单元的切割线之间的间距为预设值,所述切割驱动单元沿硅料的宽度方向设置,并用于驱动所述切割线将硅料沿硅料的长度方向切成长条。
8.区别于现有技术,本技术的技术方案通过两个切割单元的切割线并排设置,且两个切割单元的切割线之间的间距为预设值,可以实现双线同时切割。切割驱动单元沿硅料的宽度方向设置,并用于驱动切割线将硅料沿硅料的长度方向切成长条;如此,可以将切割驱动单元沿硅料的宽度方向设置,切割驱动单元可以设置在两个切割线之间,使切割机构的结构更加紧凑,节省空间,方便切割机构的布置。
9.作为本实用新型的一种实施方式,所述切割运行组件包括切割面板以及两个切割驱动单元,两个切割驱动单元错开设置在所述切割面板上,两个切割驱动单元的输出轴分别朝向相反的方向,两个切割驱动单元分别单独驱动一个切割线。
10.作为本实用新型的一种实施方式,所述切割面板包括底板,所述底板上设置有安装孔,两个切割驱动单元为第一切割驱动单元、第二切割驱动单元,所述第一切割驱动单元安装在所述底板的上表面,所述第二切割驱动单元安装在所述安装孔上。
11.作为本实用新型的一种实施方式,两个切割单元分别包括主驱动轮、从驱动轮以及张紧部件,所述主驱动轮、所述从驱动轮以及所述张紧部件分别设置在所述切割面板上,所述切割线分别绕所述主驱动轮、所述从驱动轮以及所述张紧部件成环形,所述第一切割
驱动单元、所述第二切割驱动单元分别通过同步带驱动所述切割单元的主驱动轮转动,从而带动所述切割线绕环形运动。
12.作为本实用新型的一种实施方式,两个切割单元分别位于切割面板的两侧。
13.作为本实用新型的一种实施方式,所述切割机构还包括设置在所述切割机架上的切割进给机构,所述切割机架上设置有切割轨道,所述切割进给机构用于驱动所述切割运行组件沿所述切割轨道的延伸方向相对滑动。
14.作为本实用新型的一种实施方式,所述切割机构包括两个以上的切割运行组件以及两个以上的切割进给机构,所述切割机架上设置有两个以上的切割轨道;
15.所述切割运行组件分别通过一个所述切割轨道设置在所述切割机架上,每一个所述切割运行组件单独设置有一个所述切割进给机构。
16.作为本实用新型的一种实施方式,相邻所述切割运行组件的切割线之间的间距也为预设值。
17.作为本实用新型的一种实施方式,所述切割运行组件通过滑座设置在所述切割轨道上,所述切割进给机构包括切割电机,所述切割进给机构通过切割电机、丝杆与所述滑座的配合,用于驱动所述切割运行组件沿所述切割轨道的延伸方向相对滑动。
18.为实现上述目的,发明人还提供了一种切割设备,如上述发明人提供的任意一项所述的切割机构。
19.区别于现有技术,本技术的技术方案的切割设备通过两个切割单元的切割线并排设置,且两个切割单元的切割线之间的间距为预设值,可以实现双线同时切割。切割驱动单元沿硅料的宽度方向设置,并用于驱动切割线将硅料沿硅料的长度方向切成长条;如此,可以将切割驱动单元沿硅料的宽度方向设置,切割驱动单元可以设置在两个切割线之间,使切割机构的结构更加紧凑,节省空间,方便切割机构的布置。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据附图获得其他的附图。
21.图1为本技术一个实施例的切割设备的立体图;
22.图2为本技术一个实施例的切割设备的正视图;
23.图3为本技术一个实施例的切割运行组件的结构示意图;
24.图4为本技术一个实施例的切割进给机构的结构示意图;
25.图5为本技术一个实施例的硅料台定位机构的立体图。
26.附图标记说明:
27.11、主驱动轮,
28.12、张紧部件,
29.13、切割驱动单元,
30.15、从驱动轮,
31.16、切割面板,
32.161、底板,
33.162、安装孔,
34.17、切割线,
35.18、切割机构,
36.181、切割机架,
37.1811、切割轨道,
38.182、切割运行组件,
39.1821、滑座,
40.183、切割进给机构,
41.1831、切割电机,
42.1832、丝杆,
43.19、硅料台定位机构,
44.191、活动夹持组件,
45.192、固定夹持组件,
46.194、定位机架。
具体实施方式
47.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。
48.在本技术的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;除非另有规定或说明,术语“多个”是指两个或两个以上;术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
49.本说明书的描述中,需要理解的是,本技术实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本技术实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
50.图中箭头x所指方向为硅料的宽度方向,图中箭头y所指方向为硅料的长度方向,图中箭头z所指方向为硅料的厚度方向。
51.现有技术中的硅锭开方机的切割机构,采用双线切割时,没有合理布置驱动单元,导致切割机构占地空间大,不利于切割机构的布置。
52.因此,本技术实施例提供一种技术方案,请参阅图1至图5,本实施例涉及一种切割设备,该切割设备包括硅料台定位机构19以及切割机构18,硅料台定位机构19用于对硅料沿硅料的长度方向(图中箭头y所指方向)进行定位、夹持,切割机构18用于将硅料沿硅料的长度方向(图中箭头y所指方向)切成长条。
53.硅料台定位机构19包括定位机架194以及设置在定位机架194上的固定夹持组件
192以及活动夹持组件191,固定夹持组件192设置在定位机架194的一端,活动夹持组件191设置在定位机架194的另一端,沿硅料的宽度方向设置有两个以上的固定夹持组件192与两个以上的活动夹持组件191,活动夹持组件191与固定夹持组件192一一对应相互配合用于夹紧硅料;即使切割线17将硅料切穿,长条的硅料还是被活动夹持组件与固定夹持组件所夹持,可以有效减少硅料的振动,减少崩边和晃动引起的断线。
54.本实施例中,请参阅图1至图3,切割机构18包括切割机架181以及设置在切割机架181上的切割运行组件182;切割运行组件182包括两个切割单元以及切割驱动单元13,切割单元包括切割线17,两个切割单元的切割线17并排设置,且两个切割单元的切割线17之间的间距为预设值,本实施例中预设值为158mm,切割驱动单元13沿硅料的宽度方向(如图中箭头x所指方向)设置,并用于驱动切割线17将硅料沿硅料的长度方向(如图中箭头y所指方向)切成长条;
55.区别于现有技术,本技术的技术方案通过两个切割单元的切割线17并排设置,且两个切割单元的切割线17之间的间距为预设值,可以实现双线同时切割。切割驱动单元13沿硅料的宽度方向(如图中箭头x所指方向)设置,并用于驱动切割线17将硅料沿硅料的长度方向(如图中箭头y所指方向)切成长条,切割驱动单元13的长度小于预设值;如此,可以将切割驱动单元13沿硅料的宽度方向(如图中箭头x所指方向)设置,切割驱动单元13可以设置在两个切割线17之间,使切割机构18的结构更加紧凑,节省空间,方便切割机构18的布置。
56.具体的,切割驱动单元13的长度小于预设值,使切割驱动单元13不干涉相邻的零部件。可以采用一个切割驱动单元13同时驱动两个切割线17,也可以采用两个切割驱动单元13分别驱动两个切割线17,都在本实施例的保护范围内。切割驱动单元13的总长度可以大于预设值,只要不会对相邻的零部件进行干涉,切割驱动单元13的总长度也可以小于预设值,避免了干涉,都在本实施例的保护范围内。即使是切割驱动单元13的总长度可以大于预设值,也可以在相邻的切割运行组件之间做出避让空间,也可以正常运行。
57.在一些实施例中,如图1所示,切割机构18还包括设置在切割机架181上的切割进给机构183,切割机架181上设置有切割轨道1811,切割进给机构183用于驱动切割运行组件182沿切割轨道1811的延伸方向相对滑动。本实施例中,切割轨道1811沿硅料的长度方向(如图中箭头y所指方向)设置。
58.如此,可以通过切割进给机构183驱动切割运行组件182,对硅料沿硅料的长度方向(如图中箭头y所指方向)进行切割。
59.在一些实施例中,切割机构18包括两个以上的切割运行组件182以及两个以上的切割进给机构183,切割机架181上设置有两个以上的切割轨道1811;切割运行组件182分别通过一个切割轨道1811设置在切割机架181上,每一个切割运行组件182单独设置有一个切割进给机构183。
60.如此,通过在切割运行组件182分别通过一个切割轨道1811设置在切割机架181上,每一个切割运行组件182单独设置有一个切割进给机构183,每一个切割进给机构183都可以单独驱动一个切割运行组件182,切割运行组件182之间相互独立,可以独立进给,互不干涉。
61.在一些实施例中,相邻切割运行组件182的切割线17之间的间距也为预设值。如
此,通过相邻切割运行组件182的切割线17之间的间距也为预设值,在本实施例中,预设值为158mm,两个以上的切割运行组件182同时切割时,其切割下来的长条硅料的宽度是相同的,可以统一长条硅料的尺寸,便于后续的生产。
62.在一些实施例中,如图3所示,切割运行组件182包括切割面板16以及两个切割驱动单元13,两个切割驱动单元13错开设置在切割面板16上,两个切割驱动单元13的输出轴分别朝向相反的方向,分别朝向箭头x所指的两个方向,两个切割驱动单元13分别单独驱动一个切割线17。
63.如此,两个切割线17被分别驱动,可以分别对切割线17提供动力,避免一个切割驱动单元13同时驱动两个切割线17功率不足的问题,方便单个切割线17的维修、保养。
64.在一些实施例中,切割面板16包括底板161,底板161上设置有安装孔162,两个切割驱动单元13为第一切割驱动单元13、第二切割驱动单元13,第一切割驱动单元13安装在底板161的上表面,第二切割驱动单元13安装在安装孔162上。
65.如此,通过第一切割驱动单元13安装在底板161的上表面,第二切割驱动单元13安装在安装孔162上,第一切割驱动单元13、第二切割驱动单元13错开设置,方便第一切割驱动单元13、第二切割驱动单元13的安装,节省空间。
66.在一些实施例中,两个切割单元分别包括主驱动轮11、从驱动轮15以及张紧部件12,主驱动轮11、从驱动轮15以及张紧部件12分别设置在切割面板16上,切割线17分别绕主驱动轮11、从驱动轮15以及张紧部件12成环形,第一切割驱动单元13、第二切割驱动单元13分别通过同步带驱动切割单元的主驱动轮11转动,从而带动切割线17绕环形运动。
67.如此,通过切割单元分别包括主驱动轮11、从驱动轮15以及张紧部件12,可以实现切割线17对硅料的切割。切割面板16设置有容硅料通过的开口,可以实现切割线17沿竖直方向(如图中箭头z所指方向)对硅料进行切割,切割完后硅料被容纳在切割面板16内,方便切割线17对硅料的切割。
68.在一些实施例中,两个切割单元分别位于切割面板16的两侧。如此,通过两个切割单元分别位于切割面板16的两侧,方便切割单元的布置。
69.在一些实施例中,如图3以及图4所示,切割运行组件182通过滑座1821设置在切割轨道1811上,切割进给机构183包括切割电机1831,切割进给机构183通过切割电机1831、丝杆1832与滑座1821的配合,用于驱动切割运行组件182沿切割轨道1811的延伸方向相对滑动。如此,通过电机和丝杆1832的配合,可以精确控制切割进给机构183的进给速度以及进给位置。
70.在使用过程中,首先将多晶硅铸锭搬运至硅料台定位机构19上,可以是人工,也可以是自动机械手。多晶硅铸锭的一个竖向端面尽量靠在活动夹持组件191的活动夹紧块边缘。活动夹持驱动单元动作,通过活动夹紧块推顶多晶硅铸锭,从而实现了多晶硅铸锭的夹紧。此时,具有多个且一一对向设置的活动夹持组件191、固定夹持组件192,能够满足在切割完成后始终保持对多晶硅条料块的夹持,从而减少崩边和晃动引起的断线。
71.切割机构18动作,进行条料切割,切割运行组件182的驱动方式与之前有较大差异,因为切割后的多晶硅块尺寸一般为158mm
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158mm,所以受制于空间限制,切割进给机构183采用同步带传送。切割运行组件182设有多个,切割运行组件182均设有独立的切割进给机构183,切割运行组件182上设有2套切割单元,切割单元的间距158mm,从而在本动作中,
将多晶硅锭切割成厚度为158mm的多个条料,条料另外四个面的皮料则保持原始状态。
72.上述的切割机构18切割完成后,最外侧的2块皮料人工收集,之后切割机构18回退至起始位置。
73.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专利的保护范围之内。