專利名稱：硅棒自定心同步夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅棒切方機(jī)，尤其涉及硅棒切方機(jī)的硅棒定位夾緊裝置。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)能電池組件的生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(jī)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(jī)按切割刀具分主要有兩種，第一種為帶狀鋸條切割機(jī)，另一種為鋸盤(pán)切割機(jī)。帶狀鋸條切割機(jī)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四次，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(pán)切割機(jī)進(jìn)行硅棒切割時(shí)，同樣需要對(duì)單晶硅棒進(jìn)行四次切割加工，采用頂壓裝置頂住單晶硅棒的雙端面進(jìn)行定位夾緊，先對(duì)單晶硅棒預(yù)夾緊，再通過(guò)對(duì)單晶硅棒兩端面的中心調(diào)整、校正后，再進(jìn)行頂緊夾固，然后切割加工，第一條邊切割結(jié)束后，進(jìn)行縱向進(jìn)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(jìn)行定位，校正硅棒端面使之與下一臺(tái)鋸盤(pán)切割機(jī)的鋸盤(pán)一冼，進(jìn)行另兩條邊的切割，每根硅棒需安裝二次，經(jīng)過(guò)二臺(tái)切割機(jī)才能完成單晶硅棒的切方。這兩種硅棒切方工藝，在實(shí)際加工過(guò)程中都存在著不足， 第一種工藝方法需要對(duì)單晶硅棒進(jìn)行膠合，在加工完成后還需要進(jìn)行加熱溶膠，工序過(guò)程非常復(fù)雜，切割機(jī)需配備分度機(jī)構(gòu)等需輔助裝置，切割效率很低，同時(shí)，無(wú)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(jìn)行膠合的，很容易造成硅棒在切方過(guò)程中產(chǎn)生報(bào)廢，這種切方工藝的缺點(diǎn)是硅棒完成切方加工需要經(jīng)過(guò)二次裝夾，且每次裝夾必須依靠人工對(duì)單晶硅棒進(jìn)行校正，操作比較麻煩，調(diào)試效率很低，容易產(chǎn)生切方報(bào)廢。為了克服現(xiàn)有硅棒切方機(jī)存在的上述不足，申請(qǐng)人研制了一種自定心同步夾緊的硅棒切方機(jī)，它能消除硅棒圓柱度、圓度和表面粗糙對(duì)切方加工的影響，快速地對(duì)硅棒進(jìn)行定位夾緊，整個(gè)切方過(guò)程，硅棒只要一次夾裝就能完成四個(gè)面的切割加工，加工精度穩(wěn)定可靠，硅棒裝夾操作簡(jiǎn)單，對(duì)操作員工的技術(shù)要求不高。在這種切方機(jī)中，自定心同步夾緊裝置是關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為切方機(jī)提供一種硅棒自定心同步夾緊裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種硅棒自定心同步夾緊裝置，由兩個(gè)沿切方機(jī)進(jìn)給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個(gè)自定心定位夾緊單元組包括移動(dòng)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，在移動(dòng)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(dòng)導(dǎo)向座通過(guò)水平滑移槽套裝在縱向送料滑臺(tái)上，在上夾持座滑板下端外側(cè)面的下段設(shè)有齒條邊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(dòng)導(dǎo)向座的上豎直導(dǎo)向軌上，下夾持座滑塊套裝在移動(dòng)導(dǎo)向座的下豎直導(dǎo)向軌上，在下夾持座滑塊上設(shè)有下耳座和齒條邊B，齒輪安裝在移動(dòng)導(dǎo)向座上，齒輪的軸線與水平滑移槽的方向平行，齒輪位于齒條邊A和齒條邊B之間，且齒條邊A和齒條邊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(duì)稱線處于同一直線上，兩者對(duì)稱分布；夾緊油缸的缸體固定在移動(dòng)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(jìn)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(dòng)。進(jìn)一步，所述電動(dòng)分度裝置中電機(jī)為伺服電機(jī)。本發(fā)明在切方機(jī)中作用是對(duì)硅棒段進(jìn)行精確定位和預(yù)夾緊，為頂壓裝置的最終夾緊提供精確定位，在切割前，先由本發(fā)明中的兩個(gè)雙V型塊對(duì)硅棒進(jìn)行自定心定位和同步預(yù)夾緊，使待切割硅棒的軸線始終與進(jìn)給方向平行，然后再由頂壓裝置對(duì)準(zhǔn)待切割硅棒的兩個(gè)端面進(jìn)行最終夾緊，使待切割硅棒處于準(zhǔn)確定位夾緊狀態(tài)，再將自定心夾緊裝置松開(kāi)， 然后依次進(jìn)行縱向送料、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(jìn)給滑臺(tái)快退復(fù)位，即可取出已切方的硅棒，完成整個(gè)硅棒切割工作。這種自定心夾緊裝置依靠二個(gè)V型塊同步收緊機(jī)構(gòu)對(duì)硅棒進(jìn)行定位和預(yù)夾緊，即使硅棒存在圓柱度、圓度誤差，硅棒表面質(zhì)量不高等缺陷，它都能將硅棒的軸線控制在同一位置上，且與兩已切割的端面垂直，在硅棒的整個(gè)裝夾過(guò)程中既不粘膠，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(shí)加工效率可提高25 % 30 %。


圖1為裝有本發(fā)明的硅棒切方機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示硅棒切方機(jī)中頂壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-進(jìn)給滑臺(tái)座；2-進(jìn)給電機(jī)；3-進(jìn)給滑臺(tái)；4-縱向送料滑臺(tái)；5-縱向送料電機(jī)；6-頂壓裝置；7-自定心同步夾緊裝置；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(dòng)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(dòng)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-齒條邊A ；732-上耳座；741-下耳座；742-齒條邊B。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式圖1為裝有本發(fā)明的硅棒切方機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，它包括進(jìn)給滑臺(tái)座1、進(jìn)給電機(jī)2、進(jìn)給滑臺(tái)3、縱向送料滑臺(tái)4、縱向送料電機(jī)5、頂壓裝置6、自定心同步夾緊裝置7、帶鋸側(cè)面立架8、鋸條9、液壓站10和電控箱11，進(jìn)給滑臺(tái)3安裝在進(jìn)給滑臺(tái)座1上，在進(jìn)給滑臺(tái)3與進(jìn)給滑臺(tái)座1之間設(shè)有由進(jìn)給電機(jī)2驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；在進(jìn)給滑臺(tái)3上設(shè)有縱向滑軌31，縱向送料滑臺(tái)4與進(jìn)給滑臺(tái)3上的縱向滑軌31滑動(dòng)配合，在縱向送料滑臺(tái)4 與進(jìn)給滑臺(tái)3之間設(shè)有由縱向送料電機(jī)5驅(qū)動(dòng)的絲桿螺母直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；頂壓裝置6如圖 2所示，它包括電動(dòng)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(dòng)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(dòng)分度裝置61固定安裝在縱向送料滑臺(tái)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(dòng)地固定安裝在縱向送料滑臺(tái)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(zhǎng)度存在差別時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)手輪66，使頂壓油缸64處于能可頂壓硅棒的位置；所述自定心同步夾緊裝置7由兩個(gè)沿進(jìn)給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個(gè)自定心定位夾緊單元組如圖3所示，它由移動(dòng)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(dòng)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(dòng)導(dǎo)向座71通過(guò)水平滑移槽711套裝在縱向送料滑臺(tái)4上，在上夾持座滑板73下端外側(cè)面的下段設(shè)有齒條邊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(dòng)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(dòng)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和齒條邊B742，齒輪75安裝在移動(dòng)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位于齒條邊A731和齒條邊B742之間，且齒條邊A731和齒條邊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(duì)稱線處于同一直線上，兩者對(duì)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(dòng)；夾緊油缸72的缸體固定在移動(dòng)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(jìn)給電機(jī)2、縱向送料電機(jī)5及頂壓裝置6的電動(dòng)分度裝置61中所用電機(jī)均為伺服電機(jī)。切方機(jī)的動(dòng)作要求如下第一步，調(diào)整頂壓裝置6的頂壓行程，根據(jù)待切割硅棒12的軸向長(zhǎng)度，通過(guò)調(diào)節(jié)手輪66調(diào)節(jié)頂壓裝置6的左頂桿62和右頂桿63處于頂壓狀態(tài)時(shí)的間距小于待切割硅棒12 的軸向長(zhǎng)度，確保待切割硅棒12在頂壓狀態(tài)時(shí)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76和上V型塊77之間的間隔處于最大位置，將待切割硅棒12的兩端分別擱置在兩只下V型塊 76上，啟動(dòng)夾緊油缸72，使夾緊油缸72處于伸展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，上夾持座滑板73則沿移動(dòng)導(dǎo)向座71的上豎直導(dǎo)向軌712向下移動(dòng)，而下夾持座滑塊74則沿移動(dòng)導(dǎo)向座71的下豎直導(dǎo)向軌713同步向上移動(dòng)，從而完成對(duì)待切割硅棒12的自定心定位夾緊，確保待切割硅棒12 的軸線始終處于同一軸線上，這樣就能保證待切割硅棒12的兩端面與硅棒軸線垂直；第三步，兩端面頂壓夾緊，啟動(dòng)頂壓油缸64，使頂壓油缸64的活塞桿處于伸展?fàn)顟B(tài)，此時(shí)，左頂桿62和右頂桿63即將待切割硅棒頂壓夾緊；第四步，松開(kāi)自定心雙支撐定位夾緊裝置，當(dāng)頂壓裝置6將待切割硅棒12牢固頂
5壓夾緊后，使自定心雙支撐定位夾緊裝置處于松開(kāi)初始狀態(tài)；第五步，縱向送料到位，啟動(dòng)縱向送料電機(jī)5使縱向送料滑臺(tái)4向鋸條靠近，當(dāng)待切割硅棒12達(dá)到切割位置時(shí)停止；第六步，切割，啟動(dòng)切割電機(jī)帶動(dòng)鋸條旋轉(zhuǎn)切割，同時(shí)進(jìn)給電機(jī)2帶動(dòng)進(jìn)給滑臺(tái)3 作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，當(dāng)切割結(jié)束后，切割電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，而進(jìn)給電機(jī)2則快速反向旋轉(zhuǎn)，使進(jìn)給滑臺(tái)3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6中的電動(dòng)分度裝置61帶動(dòng)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。
權(quán)利要求
1.一種硅棒自定心同步夾緊裝置，其特征是由兩個(gè)沿切方機(jī)進(jìn)給方向共線分布的自定心定位夾緊單元組成，每個(gè)自定心定位夾緊單元組包括移動(dòng)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)， 在移動(dòng)導(dǎo)向座(71)上設(shè)有水平滑移槽(711)、上豎直導(dǎo)向軌(71 和下豎直導(dǎo)向軌(713)， 移動(dòng)導(dǎo)向座(71)通過(guò)水平滑移槽(711)套裝在縱向送料滑臺(tái)(4)上，在上夾持座滑板(73) 下端外側(cè)面的下段設(shè)有齒條邊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(dòng)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(dòng)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) 和齒條邊B (742)，齒輪(7 安裝在移動(dòng)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)位于齒條邊A (731)和齒條邊B (742)之間，且齒條邊A (731) 和齒條邊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(73 上，且下V型塊(76)和上V型塊(77)的V形支承面的對(duì)稱線處于同一直線上，兩者對(duì)稱分布；夾緊油缸(72)的缸體固定在移動(dòng)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所述硅棒自定心同步夾緊裝置，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(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅棒自定心同步夾緊裝置，其特征是所述電動(dòng)分度裝置(61) 中所用電機(jī)為伺服電機(jī)。
全文摘要
一種硅棒自定心同步夾緊裝置，其中的自定心定位夾緊單元組包括移動(dòng)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，上夾持座滑板和下夾持座滑塊套裝在移動(dòng)導(dǎo)向座的豎直導(dǎo)向軌上，齒輪安裝在移動(dòng)導(dǎo)向座上，齒輪同時(shí)與上夾持座滑板上的齒條邊A和下夾持座滑塊上的齒條邊B嚙合，下V型塊安裝在下夾持座滑塊上，上V型塊安裝在上夾持座滑板上，且下V型塊和上V型塊的V形支承面的對(duì)稱線處于同一直線上，兩者對(duì)稱分布；上夾持座滑板和下夾持座滑塊由夾緊油缸驅(qū)動(dòng)。其作用是對(duì)硅棒段進(jìn)行精確定位和預(yù)夾緊，為頂壓裝置的最終夾緊提供精確定位。
文檔編號(hào)B28D7/04GK102267199SQ201110176769
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)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(jìn), 崔正, 陳 勝 申請(qǐng)人:常州天澤光伏設(shè)備制造有限公司