一种硅棒开方机接料装置的制作方法

本实用新型涉及硅棒开方机，更具体的说涉及一种硅棒开方机接料装置。

背景技术：

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，采用太阳能电池将太阳能转化为电能实现发电，通常的晶体硅太阳能电池是在厚度160~200μm的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而成。

现有硅片的制作流程，一般是先将多晶硅脆状材料提拉为单晶硅棒，然后采用开方机进行开方；此时，切割机构沿硅棒长度方向进给并在硅棒周向上切割出四个两两平行的平面，使得硅棒整体呈类长方体形；开方完毕后，再采用多线切片机沿长度方向对开方后的硅棒进行切片，得到所需硅片。

其中，现有的开方机，均是一次性能够完成多根硅棒开方切割的结构设计，例如本行业通常使用的梅尔博格公司、重庆四和晶工、重庆源启、大连连城、上海日进等生产的硅棒开方机，能够一次性完成对十六根硅棒的切割开方。但是这种现有的硅棒开方机，虽然切割机构一次进给能够完成多根硅棒的切割，但是由于硅棒根数较多，切割机构中切割线在布置走线时需要经过很多罗拉（即转轮）转向，使其工作时能耗损失较大，降低了切割效率，为了保证切割效果，切割机构进给速度通常很慢，一般只能达到1.3~3.0mm/min。故整体切割效率实际并不高，且为了保证切割稳定性，通常只能实现500mm长度以内的硅棒开方。同时，硅棒开方后对应后续切片处理的切片机通常也只适用于500mm长度以内的硅棒进行切片，能够保证切片质量。

但随着目前光伏领域的发展和技术的成熟，现有的较为先进的多线切片机，已能够适用于更长硅棒的切片处理，由于硅棒在切片机中切片时两端会报废部分长度的废料，故通常硅棒长度越长，切片机切片的整体效率才会越高。所以对于本领域技术人员，有必要研发一种能够适用于较长硅棒开方的开方机，使其能够获得更长的开方硅棒，以提高后续切片机的切割效率，降低硅片生产的整体成本。

为了解决上述问题，申请人曾设计了一种单晶硅棒单根开方机并申请了ZL201520832200.3 的专利，该开方机，包括机座，固定设置在机座上的单晶硅棒固定机构、切割机构和放排线机构；所述切割机构包括切割机头、布置在切割机头上的多个用于张紧切割线切割段的切割轮、多个用于实现过渡或导向的过渡导向轮、至少一套用于张紧切割线的张紧装置和一根切割线，切割线绕接在过渡导向轮、张紧装置和切割轮上且两端连接回放排线机构，所述单晶硅棒固定机构用于固定单根硅棒，所述切割机头和进给机构相连并能够靠进给机构控制实现对硅棒的开方。本实用新型具有结构简单，切割效率高，能够实现较长单晶硅棒切割的优点，能够获得更长的开方硅棒，以提高后续切片机的切割效率，降低了硅片生产的整体成本。

但该单晶硅棒单根开方设备中，还存在以下缺陷需要考虑解决，在加工单晶硅棒时，加工产生的废料直接掉落在机座上，难以清理回收，废料与机座碰撞碎裂，四处溅射，损失硅料，环境污染，飞溅的废料也容易割伤操作人员。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于：如何提供一种硅棒开方机接料装置，便于清理回收开方加工时产生的废料，避免废料与机座碰撞，四处溅射，污染环境，伤害操作人员。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案。

一种硅棒开方机接料装置，包括支架，所述支架上方设置有用于接纳硅棒切割边皮的接料盒，所述接料盒和所述支架之间设置有平动控制装置，所述平动控制装置能够控制所述接料盒在所述支架上端沿垂直于所述接料盒长度方向水平往复运动。

这样，在硅棒开方生产时，该接料台配合开方机工作，平动控制装置带动接料盒伸入硅棒下方接收加工产生的边皮，避免加工边皮与边皮，边皮与机座碰撞碎裂，四处溅射，损失硅料，污染环境，伤害操作人员，当完成加工或接料盒接满时，平动控制装置带动接料盒缩回支架正上方，退出硅棒加工区这样方便加工者清理回收边皮。

优选地，所述接料盒内间隔设有格栅，所述格栅沿所述接料盒长度方向设置在所述接料盒体内，所述格栅将所述接料盒划分为底部边皮接料区，位于所述底部边皮接料区两侧的侧部边皮接料区以及与靠内一侧的侧部边皮接料区相临的顶部边皮接料区。

这样，格栅的设置将整个接料盒分割为不同的接料区，可以对应接收加工硅棒不同部位产生的落料，在开方圆柱形硅棒时，切割线构成“井”型进行切割，即圆柱形的硅棒周向不同部位均会产生落料，将接料盒设置在硅棒下方，格栅沿待开方硅棒轴线设置在所述接料盒体内，切割底部产生边皮会直接掉落进入底部边皮接料区，切割两侧边产生的边皮掉落进入位于底部边皮接料区两侧的侧部边皮接料区，切割完硅棒顶部后，开方机带动硅棒旋转一定角度使得顶部边皮落入与侧部边皮接料区相临的顶部边皮接料区。设置不同的接料区可以相互隔开硅棒不同部分产生废料，避免它们之间的相互撞击，且可以根据各部分加工量的大小，对应设置接料区的容量，这样可以更合理的利用接料盒。

作为优选，所述接料盒与所述格栅均由软质材料制成。

这样，软质材料在接收高出掉落的边皮时，软质材料可以吸收边皮的部分动能防止飞溅和可确保护硅料不被碰伤。具体可采用木质材料，搪塑材料等。

作为优选，所述平动控制装置包括水平设置在所述支架上方的底板和中间板，中间板设置在所述底板的上方，所述底板与所述中间板的长度方向沿垂直于所述接料盒长度方向设置，所述底板与所述中间板之间通过沿长度方向设置的第一滑轨水平滑动连接，底板与所述中间板之间设置有一级平动机构，所述一级平动机构包括位于所述底板下侧竖向设置的齿轮，所述齿轮露出所述底板与所述中间板底部水平固定设置的一个固定齿条啮合，所述齿轮和所述固定齿条均沿垂直于所述接料盒长度方向设置，所述底板下侧还设有和所述齿轮传动连接的伺服电机。

这样，底板固定在支架的上方，底板上水平方向设有滑槽，中间板与底板通过滑槽在水平向可滑动连接，伺服电机带动齿轮转动，齿轮转动通过啮合的固定齿条带动中间板移动的，此时可将接料盒装载在中间板，通过伺服电机控制齿轮正反转从而带动接料盒伸出与缩回。该平动控制结构简单，易于实现，伺服电机的程控功能使操作人员可以具体工况控制齿轮正反转的时间与转换转向的频次。

作为优选，所述平动控制装置还包括水平对应设置于所述中间板上方的顶板，所述顶板与所述中间板之间通过沿垂直于所述接料盒长度方向设置的第二滑轨水平滑动连接，所述顶板与所述中间板之间还设置有二级平动机构，所述二级平动机构包括位于所述中间板长度方向的一端沿竖向设置的动链轮，还包括一根第一传动链条，所述第一传动链条一端固定设置在所述顶板背离所述动链轮方向的一端，另一端啮合并绕过动链轮后固定连接在所述底板上背离动链轮方向的一端。

这样，顶板的设置可以用于解决在加工接料时，中间板伸出长度不够，或者中间板不适宜做的过长的问题。中间板长度方向的一端设有动链轮，中间板在伸出时，中间板的动链轮带动第一传动链条，使得动链轮与第一传动链条之间啮合部位到第一传动链条与底板固定部位的长度变长，啮合部位到第二链条与顶板固定的部位距离变短，即中间板的平动通过第一传动链条与动链轮的转化为顶板的平动，顶板的设置使得在该接料台处于收缩位置时，顶板可以叠放在中间板上，其整体尺寸小。

作为优选，所述齿轮为沿所述底板长度方向间隔设置的两个，且两个齿轮之间的间距小于所述固定齿条长度使其能够和所述固定齿条同时啮合，所述两个齿轮之间依靠同步传动结构同步传动连接；所述二级平动机构包括分别设置在所述顶板和所述中间板沿宽度方向的两个侧边的两组，两组二级平动机构沿所述顶板和所述中间板长度方向对称设置。

这样，两个齿轮的的设置可以使得中间板相对有工作台滑动更远的距离，将两个齿轮沿着底板长度方向水平设置在支架的两端，当中间板位于底板中部时，固定链条与两个齿轮同事啮合，当运动到底板的一端时，固定链条与该端部设置齿轮啮合，可以扩大中间板的移动范围。两个齿轮中间通过同步传动机构实现同步转动。对称设置在中间板长度方向两侧的二级平动机构带动整个接料装置伸出和缩回，当伸出时一侧的二级平动机构带动底板伸出，延长顶板固定第一传动链条的部位到第一传动链条和动链轮啮合部位之间的长度，带动顶板伸出，在收回时另一侧二级平懂机构亦起到相同的作用带动顶板缩回。这样配合两个齿轮，可以使得中间板伸出至底板的两端，且将中间板的移动转化为底板的平动，这样通过一台私服点击即可带动整个装置运动，结构效果更好。

作为优选，述接料盒可拆卸的设置在所述顶板的上部。

这样，可拆卸的设置接料盒可以使得操作人员通过更换不同的接料盒完成对边皮的清理，使得加工工序更加流畅的进行。

作为优选，所述同步传动结构包括分别设置在所述两个齿轮上的定链轮，两个所述定链轮之间设有第二传动链条。

这样，通过传动链条保证两个齿轮同步装置，该结构简单容易实现，通过一台伺服电机即可完成同步驱动。

作为优选，所述中间板沿长度方向上设有罩住所述动链轮和所述第一传动链条的保护罩，所述保护罩沿所述中间板长度方向设置，并在背离所述第一传动链条的一端设有开口。

这样，保护罩可以防止加工产生边皮，或环境杂质进第一传动链条和动链轮之间产生卡顿，起到隔离，保护的作用，开口的设置使得顶板平动时，避免底板上的第一传动链条固定端与保护罩产生干涉。

作为优选，所述底板沿长度方向的两端上设有限制所述中间板平动的限位凸起。

这样，限位凸起限制中间板可平动的极限位置，其到定位和保护的作用，防止中间板掉与底板脱离。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供一种硅棒开方机接料装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种硅棒开方机接料装置中的接料盒的结构示意图；

图3为图1所示的一种硅棒开方机接料装置另一视角示意图；

图4为图1所示的一种硅棒开方机接料装置又一视角示意图。

其中，1为支架、2为平动控制装置、201为伺服电机、202为齿轮、203为保护罩、204为第二传动链条、205为定链轮、206为底板、207为第一传动链条、208为限位凸起、209为固定齿条、210为中间板、211为顶板、3为接料盒、301为底部边皮接料区、302为侧部边皮接料区、303为顶部边皮接料区。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细的说明。

请参阅图1至图4，图1为本实用新型实施例一提供一种硅棒开方机接料装置的结构示意图，图2为本实用新型实施例一提供的一种硅棒开方机接料装置中的接料盒的结构示意图，图3为图1所示的一种硅棒开方机接料装置另一视角示意图，图4为图1所示的一种硅棒开方机接料装置又一视角示意图。图中动链轮被保护罩包覆并未示出。

本实施例公开了一种硅棒开方机接料装置，包括支架1，支架1上方设置有用于接纳硅棒切割边皮的接料盒3，接料盒3和支架1之间设置有平动控制装置2，平动控制装置2能够控制接料盒3在支架1上端沿垂直于接料盒3长度方向水平往复运动。

这样，在硅棒开方生产时，该接料台配合开方机工作，平动控制装置带动接料盒伸入硅棒下方接收加工产生的边皮，避免加工边皮与边皮，边皮与机座碰撞碎裂，四处溅射，损失硅料，污染环境，伤害操作人员，当完成加工或接料盒接满时，平动控制装置带动接料盒缩回支架正上方，退出硅棒加工区这样方便加工者清理回收边皮。

在本实施例中，接料盒3内间隔设有格栅，格栅沿接料盒3长度方向设置在接料盒3体内，格栅将所述接料盒3划分为底部边皮接料区301，位于底部边皮接料区301两侧的侧部边皮接料区302以及与靠内一侧的侧部边皮接料区302相临的顶部边皮接料区303。

这样，格栅的设置将整个接料盒分割为不同的接料区，可以对应接收加工硅棒不同部位产生的落料，在开方圆柱形硅棒时，切割线构成“井”型进行切割，即圆柱形的硅棒周向不同部位均会产生落料，将接料盒设置在硅棒下方，格栅沿待开方硅棒轴线设置在所述接料盒体内，切割底部产生边皮会直接掉落进入底部边皮接料区，切割两侧边产生的边皮掉落进入位于底部边皮接料区两侧的侧部边皮接料区，切割完硅棒顶部后，开方机带动硅棒旋转一定角度使得顶部边皮落入与侧部边皮接料区相临的顶部边皮接料区。设置不同的接料区可以相互隔开硅棒不同部分产生废料，避免它们之间的相互撞击，且可以根据各部分加工量的大小，对应设置接料区的容量，这样可以更合理的利用接料盒。

在本实施例中，接料盒3与格栅均由软质材料制成。

这样，软质材料在接收高出掉落的边皮时，软质材料可以吸收边皮的部分动能防止飞溅和可确保护硅料不被碰伤。具体可采用木质材料，搪塑材料等。

在本实施例中，平动控制装置2包括水平设置在支架1上方的底板206和中间板210，中间板210设置在底板206的上方，底板206与所述中间板210的长度方向沿垂直于接料盒3长度方向设置，底板206与中间板210之间通过沿长度方向设置的第一滑轨水平滑动连接，底板206与中间板210之间设置有一级平动机构，一级平动机构包括位于底板206下侧竖向设置的齿轮202，齿轮202露出底板206与中间板210底部水平固定设置的一个固定齿条209啮合，齿轮202和固定齿条209均沿垂直于接料盒3长度方向设置，底板206下侧还设有和齿轮202传动连接的伺服电机201。

这样，底板固定在支架的上方，底板上水平方向设有滑槽，中间板与底板通过滑槽在水平向可滑动连接，伺服电机带动齿轮转动，齿轮转动通过啮合的固定齿条带动中间板移动的，此时可将接料盒装载在中间板，通过伺服电机控制齿轮正反转从而带动接料盒伸出与缩回。该平动控制结构简单，易于实现，伺服电机的程控功能使操作人员可以具体工况控制齿轮正反转的时间与转换转向的频次

在本实施例中，平动控制装置2还包括水平对应设置于中间板210上方的顶板211，顶板211与中间板210之间通过沿垂直于接料盒3长度方向设置的第二滑轨水平滑动连接，顶板211与中间板210之间还设置有二级平动机构，二级平动机构包括位于中间板210长度方向的一端沿竖向设置的动链轮，还包括一根第一传动链条207，第一传动链条207一端固定设置在顶板211背离动链轮方向的一端，另一端啮合并绕过动链轮后固定连接在底板206上背离动链轮方向的一端。

这样，顶板的设置可以用于解决在加工接料时，中间板伸出长度不够，或者中间板不适宜做的过长的问题。中间板长度方向的一端设有动链轮，中间板在伸出时，中间板的动链轮带动第一传动链条，使得动链轮与第一传动链条之间啮合部位到第一传动链条与底板固定部位的长度变长，啮合部位到第二链条与顶板固定的部位距离变短，即中间板的平动通过第一传动链条与动链轮的转化为顶板的平动，顶板的设置使得在该接料台处于收缩位置时，顶板可以叠放在中间板上，其整体尺寸小。需要说明是第一传动链条也可更换为倍速链，使得顶板相对于中间板快速伸出。

本实施例中，齿轮202为沿底板206长度方向间隔设置的两个，且两个齿轮202之间的间距小于固定齿条209长度使其能够和固定齿条209同时啮合，两个齿轮202之间依靠同步传动结构同步传动连接；二级平动机构包括分别设置在顶板211和中间板210沿宽度方向的两个侧边的两组，两组二级平动机构沿顶板211和中间板210长度方向对称设置。

这样，两个齿轮的的设置可以使得中间板相对有工作台滑动更远的距离，将两个齿轮沿着底板长度方向水平设置在支架的两端，当中间板位于底板中部时，固定链条与两个齿轮同事啮合，当运动到底板的一端时，固定链条与该端部设置齿轮啮合，可以扩大中间板的移动范围。两个齿轮中间通过同步传动机构实现同步转动。对称设置在中间板长度方向两侧的二级平动机构带动整个接料装置伸出和缩回，当伸出时一侧的二级平动机构带动底板伸出，延长顶板固定第一传动链条的部位到第一传动链条和动链轮啮合部位之间的长度，带动顶板伸出，在收回时另一侧二级平懂机构亦起到相同的作用带动顶板缩回。这样配合两个齿轮，可以使得中间板伸出至底板的两端，且将中间板的移动转化为底板的平动，这样通过一台私服点击即可带动整个装置运动，结构效果更好。

在本实施例中，接料盒3可拆卸的设置在所述顶板211的上部。

这样，可拆卸的设置接料盒可以使得操作人员通过更换不同的接料盒完成对边皮的清理，使得加工工序更加流畅的进行。

在本实施例中，同步传动结构包括分别设置在两个齿轮202上的定链轮205，所述定链轮205之间设有第二传动链条204。

通过传动链条保证两个齿轮同步装置，该结构简单容易实现，通过一台伺服电机即可完成同步驱动。具体的定链轮同轴设置在齿轮的同侧，第二传动链条套设在两定链轮上，这样通过链传动保证齿轮同步传动，扩大中间板运动的范围。

在本实施例中，中间板210沿长度方向上设有罩住动链轮和第一传动链条207的保护罩203，保护罩203沿中间板210长度方向设置，并在背离第一传动链条207的一端设有开口。

这样，保护罩可以防止加工产生边皮，或环境杂质进第一传动链条和动链轮之间产生卡顿，起到隔离，保护的作用，开口的设置使得顶板平动时，避免底板上的第一传动链条固定端与保护罩产生干涉。

在本实施例中，底板206沿长度方向的两端上设有限制中间板210平动的限位凸起208。

这样，限位凸起限制中间板可平动的极限位置，其到定位和保护的作用，防止中间板掉与底板脱离。