專利名稱：一種雙電鍍金剛石帶鋸的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及硬脆非金屬材料的切割設(shè)備，具體說是一種雙電鍍金剛石帶鋸的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備，屬于非導(dǎo)電硬脆材料切割技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硅材料的需求量也在不斷增加，硅片的生產(chǎn)技術(shù)也越來越受到人們的重視。多晶硅片的生產(chǎn)通常要經(jīng)過鑄錠、開方、去頭尾、切片等主要工序。多晶硅鑄錠通過開方工序后形成多晶硅塊，其截面尺寸通常為125 X 125mm或156 X 156mm，長度一般為300mm左右。因?yàn)槎嗑Ч梃T錠生產(chǎn)工藝的原因，造成多晶硅塊頭尾中含有較多雜質(zhì)，形成雜質(zhì)區(qū)。頭尾雜質(zhì)區(qū)不能用于切片，因此切片前需要用切割設(shè)備將多晶硅塊頭尾部分的雜質(zhì)區(qū)去掉，這個(gè)過程就是去頭尾。去頭尾一般步驟是首先用檢測設(shè)備進(jìn)行檢測，確定頭尾雜質(zhì)區(qū)的寬度，然后進(jìn)行劃線標(biāo)記，標(biāo)出需要切割掉的頭尾雜質(zhì)區(qū)。最后將做好劃線標(biāo)記的多晶硅塊放置在切割設(shè)備上進(jìn)行切割。由于每塊多晶硅塊的頭尾雜質(zhì)區(qū)寬度不同，因此一般的切割方法先使切割工具對準(zhǔn)一端的雜質(zhì)區(qū)劃線標(biāo)記。切除一端的雜質(zhì)區(qū)，然后調(diào)整切割工具和多晶硅塊的相對位置，使切割工具對準(zhǔn)另一條雜質(zhì)區(qū)的劃線標(biāo)記，切除另一端的的雜質(zhì)區(qū)。因此多晶硅塊的去頭尾工序是通過兩次切割完成的。目前多晶硅塊去頭尾切割工序通常采用的切割設(shè)備有金剛石內(nèi)圓切割機(jī)、金剛石線多線切割機(jī)、金剛石帶鋸切割機(jī)等。金剛石內(nèi)圓切割機(jī)采用電鍍金剛石內(nèi)圓切割片為切割工具，一次只能一個(gè)內(nèi)圓切割片進(jìn)行切割工作，多晶硅塊的頭尾分兩次切割完成，因此切割效率不高，另外內(nèi)圓切割片裝夾不方便，費(fèi)用較高，金剛石內(nèi)圓切割機(jī)價(jià)格也較高。金剛石線多線切割機(jī)通常采用長度數(shù)百米以上的電鍍金剛石切割線為切割工具，切割線的直徑大約O. 3mm左右。切割線通過導(dǎo)輪布成平行線網(wǎng)。一次可以同時(shí)切割10 25塊多晶硅的一端。然后調(diào)整多晶硅塊的位置，再一次切掉另一端的雜質(zhì)區(qū)。金剛石線多線切割機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，雖然一次可以多塊切割，但切割前的準(zhǔn)備時(shí)間。另外電鍍金剛石切割線的價(jià)格高，壽命短，切割成本較高。金剛石帶鋸切割機(jī)用一條張緊在兩個(gè)導(dǎo)輪上的環(huán)形電鍍金剛石帶鋸為切割工具。切割時(shí)，多晶硅塊放在工作臺，使多晶硅塊的一端雜質(zhì)區(qū)劃線標(biāo)記對準(zhǔn)電鍍金剛石帶鋸。一端切割完成后，將多晶硅塊掉轉(zhuǎn)方向，使另一端雜質(zhì)區(qū)劃線標(biāo)記對準(zhǔn)電鍍金剛石帶鋸，再切割掉該端雜質(zhì)區(qū)。因此，雖然金剛石帶鋸切割機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，但需分兩次完成一塊多晶硅塊的去頭尾工作，工作效率低。另外，由于多晶硅塊分兩次裝夾，難以保證兩個(gè)切割面的平行度。因此，如何避免上述多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低，切割效率高的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備是相關(guān)領(lǐng)域目前亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上現(xiàn)有的技術(shù)缺點(diǎn)，本實(shí)用新型專利的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，切割效率高的雙電鍍金剛石帶鋸的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備，以解決現(xiàn)有去頭尾切割分兩次切害I]，切割效率低的問題。本實(shí)用新型含有兩條電鍍金剛石帶鋸，分別套在兩個(gè)導(dǎo)輪上，一條電鍍金剛石帶鋸的位置固定，另一條電鍍金剛石帶鋸可以沿多晶硅塊長度方向上調(diào)整位置，從而調(diào)整兩條電鍍金剛石帶鋸的距離，以適應(yīng)不同雜質(zhì)區(qū)厚度的多晶硅塊。多晶硅塊放在工作臺上，調(diào)整多晶硅塊的位置和兩條電鍍金剛石帶鋸間的距離，使兩條電鍍金剛石帶鋸分別對準(zhǔn)多晶硅塊的雜質(zhì)區(qū)劃線標(biāo)志，夾緊硅塊。兩條電鍍金剛石帶鋸在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)工作臺做進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而一次進(jìn)給同時(shí)完成多晶硅塊頭尾的切割去除工作。同時(shí)，由于工件一次裝夾，減少了裝夾次數(shù)，大大提高了切割效率，并且提高了兩個(gè)切割表面的平行度，提高了切割質(zhì)量。本實(shí)用新型所涉及的設(shè)備包括主電機(jī)一，皮帶，導(dǎo)輪一，電鍍金剛石帶鋸一，導(dǎo)輪二，導(dǎo)向輪組件一，導(dǎo)輪架，張緊導(dǎo)軌，立板，導(dǎo)輪三，電鍍金剛石帶鋸二，導(dǎo)向輪組件二，導(dǎo)輪四，主電機(jī)二，床身，調(diào)距減速電機(jī)，導(dǎo)軌，調(diào)距絲杠，夾具，工作臺，進(jìn)給絲杠，調(diào)距滑臺，進(jìn)給減速電機(jī)，張緊氣缸。工作臺和調(diào)距滑臺都通過直線導(dǎo)軌安裝在床身上，進(jìn)給減速電機(jī)固定在床身上，并通過聯(lián)軸器與進(jìn)給絲杠連接，進(jìn)給絲杠螺母通過螺栓與工作臺連接。調(diào)距減速電機(jī)固定在床身上，并通過聯(lián)軸器與調(diào)距絲杠連接，調(diào)距絲杠螺母通過螺栓與調(diào)距滑臺連接。主電機(jī)一通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪一轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得電鍍金剛石帶鋸一工作，主電機(jī)二通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪四轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得電鍍金剛石帶鋸二工作。本實(shí)用新型所涉及的設(shè)備是這樣工作的先將檢測做好雜質(zhì)區(qū)劃線標(biāo)志的多晶硅塊放在工作臺上，使多晶硅塊上的一條劃線標(biāo)志與電鍍金剛石帶鋸二對齊，調(diào)整電鍍金剛石帶鋸一的位置，使得另一劃線標(biāo)志與電鍍金剛石帶鋸一對齊，然后夾緊工件。最后啟動(dòng)切割設(shè)備，兩條電鍍金剛石帶鋸?fù)瑫r(shí)進(jìn)行切割運(yùn)動(dòng)，從而一次完成多晶硅塊的頭尾切割工作。本實(shí)用新型中涉及的放置多晶硅塊的工作臺上開有兩個(gè)平行于多晶硅塊進(jìn)給方向的長槽以允許切割過程中電鍍金剛石帶鋸?fù)ㄟ^。其中一個(gè)長槽與固定的電鍍金剛石帶鋸對齊，其寬度較窄。另一個(gè)長槽寬度較寬，以允許當(dāng)另一條電鍍金剛石帶鋸位置調(diào)整時(shí)，在切割過程中電鍍金剛石帶鋸可以通過工作臺。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)采用兩條電鍍金剛石帶鋸?fù)瑫r(shí)工作，其中一條電鍍金剛石帶鋸的位置可根據(jù)多晶硅塊雜質(zhì)區(qū)的劃線標(biāo)志位置進(jìn)行調(diào)整，可適應(yīng)不同雜質(zhì)區(qū)厚度的切害I]，因此一次進(jìn)給可同時(shí)完成一塊多晶硅塊的去頭尾切割工作，切割效率高。多晶硅塊只需一次裝夾，減少了裝夾時(shí)間，同時(shí)提高了兩個(gè)切割面的平行度，切割質(zhì)量高。

圖1為本實(shí)用新型的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的左視圖。圖中標(biāo)號1.主電機(jī)一，2.皮帶,3.導(dǎo)輪一,4.電鍍金剛石帶鋸一,5.導(dǎo)輪二，
6.導(dǎo)向輪組件一,7.導(dǎo)輪架,8.張緊導(dǎo)軌,9.立板，10.導(dǎo)輪三，11.電鍍金剛石帶鋸二，
12.導(dǎo)向輪組件二，13.導(dǎo)輪四，14.主電機(jī)二，15.床身，16.調(diào)距減速電機(jī)，17.導(dǎo)軌，18.調(diào)距絲杠，19.多晶硅塊，20.夾具，21.工作臺，22.進(jìn)給絲杠，23.調(diào)距滑臺，24.進(jìn)給減速電機(jī)，25.張緊氣缸具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，具體實(shí)施如下。如圖1與圖2所示，本實(shí)用新型包括主電機(jī)一(1)，皮帶(2)，導(dǎo)輪一(3)，電鍍金剛石帶鋸一(4)，導(dǎo)輪二(5)，導(dǎo)向輪組件一(6)，導(dǎo)輪架(7)，張緊導(dǎo)軌(8)，立板(9)，導(dǎo)輪三
(10)，電鍍金剛石帶鋸二(11)，導(dǎo)向輪組件二(12)，導(dǎo)輪四(13)，主電機(jī)二(14)，床身(15)，調(diào)距減速電機(jī)(16)，導(dǎo)軌(17)，調(diào)距絲杠(18)，多晶硅塊(19)，夾具(20)，工作臺(21)，進(jìn)給絲杠(22)，調(diào)距滑臺(23)，進(jìn)給減速電機(jī)(24)，張緊氣缸(25)。工作臺(21)與調(diào)距滑臺(23)通過導(dǎo)軌(17)固定在床身(15)上，進(jìn)給減速電機(jī)(24)固定在床身(15)上，并通過聯(lián)軸器與進(jìn)給絲杠(22)連接，進(jìn)給絲杠螺母通過螺栓與工作臺(21)連接。調(diào)距減速電機(jī)(16)固定在床身(15)上，并通過聯(lián)軸器與調(diào)距絲杠(18)連接，調(diào)距絲杠螺母通過螺栓與調(diào)距滑臺(23)連接。導(dǎo)輪架(7)通過張緊導(dǎo)軌(8)固定在立板(9)上。張緊氣缸(25)通過螺栓固定在立板(9)上，并且通過螺栓與導(dǎo)輪架(7)相連接。導(dǎo)向輪組件一(6)與導(dǎo)向輪組件二(12)通過螺栓固定在立板(9)上。夾具(20)通過螺栓固定在工作臺(21)上。當(dāng)電鍍金剛石帶鋸(4)、(11)安裝在導(dǎo)輪上以后，張緊氣缸(25)工作，使得導(dǎo)輪架
(7)沿著張緊導(dǎo)軌(8)向上移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)輪(5)、(10)向上移動(dòng)，完成對電鍍金剛石帶鋸(4)、(11)的張緊。當(dāng)需要卸下電鍍金剛石帶鋸時(shí)，張緊氣缸(25)工作，使得導(dǎo)輪架(7)沿著張緊導(dǎo)軌(8)向下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)導(dǎo)輪(5)、(10)向下移動(dòng)，電鍍金剛石帶鋸
(4)、(11)被松開，此時(shí)可以拆卸電鍍金剛石帶鋸。本實(shí)用新型所用主電機(jī)的功率為7. 5kW，進(jìn)給電機(jī)的功率為2. 2kW，所用的導(dǎo)輪直徑為400mm,電鍍金剛石帶鋸長為3650mm,寬為38mm,厚度為O. 5 O. 6mm,可以加工的多晶硅塊的尺寸為125 X 125mm或156 X 156mm,長度一般為300mm左右，帶鋸的線速度為5 8m/s，工件的進(jìn)給速度為O. 2mm/s。在工作時(shí)，先將劃好線的多晶硅塊(19)放置在工作臺(21)上，使多晶硅塊(19)上的其中一條劃好的線與電鍍金剛石帶鋸二(11)對齊。夾具(20)完成對多晶硅塊(19)的夾緊后，按動(dòng)控制按鈕，使調(diào)距減速電機(jī)(16)通過調(diào)距絲杠(18)來調(diào)整調(diào)距滑臺(23)，立板(9)隨著調(diào)距滑臺(23)移動(dòng)，從而使得電鍍金剛石帶鋸一(4)在沿著多晶硅塊(19)的長度方向上移動(dòng)，在電鍍金剛石帶鋸一(4)剛好與多晶硅塊(19)的另一條劃好的線對齊時(shí)，調(diào)距減速電機(jī)(16)停止。然后按下啟動(dòng)按鈕，主電機(jī)一(I)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪一(3)轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)輪一(3)帶動(dòng)電鍍金剛石帶鋸一(4)工作，主電機(jī)二(14)通過帶傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪四
(13)轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)輪四(13)帶動(dòng)電鍍金剛石帶鋸二(11)工作。減速進(jìn)給電機(jī)(24)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)進(jìn)給絲杠(22)轉(zhuǎn)動(dòng)，在進(jìn)給絲杠(22)的驅(qū)動(dòng)下，工作臺(21)沿著導(dǎo)軌進(jìn)給，從而完成電鍍金剛石帶鋸(4)、(11)對多晶硅塊(19)的去頭尾。在工作過程中，導(dǎo)向輪組件一(6)用來保證電鍍金剛石帶鋸一(4)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)向輪組件二(12)用來保證電鍍金剛石帶鋸二(11)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。上述實(shí)施例，僅為對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非僅限定于此。凡是在本實(shí)用新型公開的范圍之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙電鍍金剛石帶鋸的多晶娃塊去頭尾切割設(shè)備，包括主電機(jī)一，皮帶，導(dǎo)輪一， 電鍍金剛石帶鋸一，導(dǎo)輪二，導(dǎo)向輪組件一，導(dǎo)輪架，張緊導(dǎo)軌，立板，導(dǎo)輪三，電鍍金剛石帶鋸二，導(dǎo)向輪組件二，導(dǎo)輪四，主電機(jī)二，床身，調(diào)距減速電機(jī)，導(dǎo)軌，調(diào)距絲杠，夾具，工作臺，進(jìn)給絲杠，調(diào)距滑臺，進(jìn)給減速電機(jī)，張緊氣缸，其特征在于所述的工作臺與調(diào)距滑臺通過導(dǎo)軌固定在床身上，所述的進(jìn)給減速電機(jī)固定在床身上，并且通過聯(lián)軸器與進(jìn)給絲杠相連接，所述的進(jìn)給絲杠螺母通過螺栓與工作臺連接，所述的調(diào)距減速電機(jī)固定在床身上， 并且通過聯(lián)軸器與調(diào)距絲杠相連接，所述的調(diào)距絲杠螺母通過螺栓與調(diào)距滑臺相連接，所述的張緊氣缸通過螺栓固定在立板上，并且通過螺栓與導(dǎo)輪架相連接，所述的導(dǎo)向輪組件一與導(dǎo)向輪組件二通過螺栓固定在立板上，導(dǎo)輪架通過張緊導(dǎo)軌固定在立板上，電鍍金剛石帶鋸安裝在導(dǎo)輪上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電鍍金剛石帶鋸的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備，其特征在于該設(shè)備安裝有兩條電鍍金剛石帶鋸。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種雙電鍍金剛石帶鋸的多晶硅塊去頭尾切割設(shè)備。本設(shè)備含有兩條電鍍金剛石帶鋸，兩條電鍍金剛石帶鋸分別安裝在兩個(gè)導(dǎo)輪上，其中電鍍金剛石帶鋸二的位置固定，電鍍金剛石帶鋸一在沿著多晶硅塊的長度方向上可以進(jìn)行調(diào)整，這樣可以加工不同雜質(zhì)區(qū)厚度的多晶硅塊。在工作過程中，兩條電鍍金剛石帶鋸可同時(shí)切割多晶硅塊的頭尾部分，從而使得工作臺只需一次進(jìn)給就可以同時(shí)完成多晶硅塊頭尾的切割去除工作，減少了工件裝夾次數(shù)，提高了工作效率。
文檔編號B28D7/00GK202862417SQ201220184590
公開日2013年4月10日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者高偉, 高榮奇, 吳平 申請人:青島科技大學(xué)