一种硅棒边皮回收装置及硅棒加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及硅棒加工技术领域，特别是涉及一种硅棒边皮回收装置及硅棒加工设备。


背景技术：

2.硅片为太阳能电池片制造过程中的核心部件，硅片的制造通常离不开硅棒的加工环节。
3.目前的硅棒加工过程中，通常在不同的场所布置不同的设备，分别使用多台不同功能类型的设备进行不同工序的加工处理，从而得到切片前的硅棒。
4.在实际生产中，通常采用使硅棒的轴线处于水平面内，采用卧式加工设备对硅棒进行加工。为了减小加工设备的占地面积，在工业生产中，也出现了使硅棒的轴线处于铅垂面内，从硅棒的端面采用正交的金刚线网进行切割的加工设备。
5.发明人在研究上述现有技术的过程中发现，上述现有技术方案存在如下缺点：现有的这种立式加工设备中，切割后的边皮常常因为收集不当而造成碎裂，从而导致硅棒的实际利用率较低，材料存在浪费。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种硅棒边皮回收装置及硅棒加工设备，旨在解决现有硅棒立式加工方式中硅棒的实际利用率较低，材料存在浪费的问题。
7.本实用新型实施例提供了一种硅棒边皮回收装置，所述硅棒边皮回收装置包括：边皮夹取组件和边皮集送组件；
8.所述边皮夹取组件设置于待加工硅棒的上方，所述边皮夹取组件用于同时夹持硅棒四周的各个边皮，其中所述待加工硅棒的轴线处于铅垂面内；
9.所述边皮集送组件设置于所述边皮夹取组件的下方用于收集输出所述边皮。
10.可选地，所述边皮夹取组件包括支撑架、第一驱动机构、第二驱动机构和夹持机构；
11.所述第一驱动机构连接于所述支撑架和所述第二驱动机构之间，所述第一驱动机构用于驱动所述第二驱动机构相对所述支撑架沿水平方向平移；
12.所述第二驱动机构连接于所述夹持机构和所述第一驱动机构之间，所述第二驱动机构用于驱动所述夹持机构相对所述支撑架沿铅垂方向平移；
13.所述支撑架支撑所述第一驱动机构、所述第二驱动机构和所述夹持机构处于所述待加工硅棒上方。
14.可选地，所述支撑架包括支撑梁、支撑立柱和定位调整机构；
15.所述第一驱动机构连接于所述支撑梁上，所述支撑梁和所述支撑立柱通过所述定位调整机构可拆卸地连接。
16.可选地，所述支撑梁和所述支撑立柱连接形成门形桁架结构。
17.可选地，所述边皮集送组件包括传送机构和托盘；
18.所述托盘设置于所述传送机构的传送平面上，所述托盘内设置有用于装卡所述边皮的工装夹具。
19.可选地，所述工装夹具设置有与所述边皮截面形状相同的嵌槽，所述嵌槽用于嵌装固定所述边皮。
20.可选地，所述工装夹具为圆盘形夹具，围绕所述工装夹具的圆心均匀分布有四个所述嵌槽。
21.可选地，所述传送机构的传送平面设置有多个所述托盘。
22.可选地，所述传送机构为传送带。
23.本实用新型实施例还提供了一种硅棒加工设备，所述硅棒加工设备包括前述的任一种硅棒边皮回收装置。
24.在本实用新型实施例中，可由边皮夹取组件对硅棒立式切割过程中产生的边皮夹持直至切割完成，防止其自然倾倒坠落碎裂，同时，边皮夹取组件的下方设置的边皮集送装置可以将边皮收集自动输出。从而，本实用新型实施例的硅棒边皮回收装置可以自动回收利用硅棒切割后的边皮，提高硅棒的利用率，减少材料的浪费。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1示出了本实用新型实施例中一种硅棒边皮回收装置的示意图；
27.图2示出了本实用新型实施例中边皮夹取组件的示意图；
28.图3示出了本实用新型实施例中边皮集送组件的示意图。
29.附图编号说明：
30.10-硅棒边皮回收装置，20-待加工硅棒，21-边皮，101-边皮夹取组件，102-边皮集送组件，1011-支撑架，1012-第一驱动机构，1013-第二驱动机构，1014-夹持机构，1021-传送机构，1022-托盘，1023-工装夹具，10111-支撑梁，10112-支撑立柱。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.参照图1，示出了本实用新型提供的一种硅棒边皮回收装置的结构示意图，所述硅棒边皮回收装置10包括：边皮夹取组件101和边皮集送组件102；
33.所述边皮夹取组件101设置于待加工硅棒20的上方，所述边皮夹取组件101用于同时夹持硅棒四周的各个边皮21，其中，所述待加工硅棒20的轴线处于铅垂面内；
34.所述边皮集送组件102设置于所述边皮夹取组件101的下方用于收集输出所述边
皮21。
35.具体而言，如图1所示，当待加工硅棒20的轴线处于铅垂面内时，即当待加工硅棒20以立式姿态被夹持固定时，可以通过立式的切割装置对其切割去除边皮21。在将待加工硅棒20切割形成方棒的切割过程中，切割线从待加工硅棒20的边缘切割形成边皮21，切割过程所使用的切割线可以为金刚石线锯，金刚石线锯也称为金刚线，是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上。为了防止边皮21的倾倒坠落碎裂，如图1的示意，在待加工硅棒20的上方设置有边皮夹取组件101，边皮夹取组件101可以通过支撑或者悬吊的方式设置于待加工硅棒20的上方，边皮夹取组件101用于同时夹持硅棒四周的各个边皮21。
36.在切割线从入刀开始切割至切割完成的过程中，该边皮夹取组件101可以始终保持与边皮21的夹持状态，防止其自然坠落碎裂。该边皮夹取组件101可以为通用的机械手或根据硅棒形状尺寸定制的装置。此外，在边皮夹取组件101运动范围内的下方，还设置有边皮集送组件11，该边皮集送组件102用于承接边皮夹取组件101所夹持的边皮21，并可沿着水平方向将边皮21收集输出。边皮集送组件102可以是各类具有输送平台且具有平移运动功能的装置。
37.在本实用新型实施例中，可由边皮夹取组件对硅棒立式切割过程中产生的边皮夹持直至切割完成，防止其自然倾倒坠落碎裂，同时，边皮夹取组件的下方设置的边皮集送装置可以将边皮收集自动输出。从而，本实用新型实施例的硅棒边皮回收装置可以自动回收利用硅棒切割后的边皮，提高硅棒的利用率，减少材料的浪费。并且，边皮的回收过程可自动实现，减少了人力介入，可以提高回收效率以及降低人员作业受伤风险。
38.可选地，参照图2，所述边皮夹取组件101包括支撑架1011、第一驱动机构1012、第二驱动机构1013和夹持机构1014；
39.所述第一驱动机构1012连接于所述支撑架1011和所述第二驱动机构1013之间，所述第一驱动机构1012用于驱动所述第二驱动机构1013相对所述支撑架1011沿水平方向平移；
40.所述第二驱动机构1013连接于所述夹持机构1014和所述第一驱动机构1012之间，所述第二驱动机构1013用于驱动所述夹持机构1014相对所述支撑架1011沿铅垂方向平移；
41.所述支撑架1011支撑所述第一驱动机构1012、所述第二驱动机构1013和所述夹持机构1014处于所述待加工硅棒上方。
42.具体而言，一种实施方式中，如图2所示，上述的边皮夹取组件101可以包括支撑架1011、第一驱动机构1012、第二驱动机构1013和夹持机构1014。支撑架1011为边皮夹取组件101的支撑框架，可以为金属型材制成的框架，将第一驱动机构1012、第二驱动机构1013和夹持机构1014支撑悬置于待加工硅棒20的上方。第一驱动机构1012和第二驱动机构1013分别用于实现水平方向(参照图2示意的x方向)和铅垂方向(参照图2示意的z方向)的运动。夹持机构1014则作为末端的执行机构用于与边皮21直接接触以夹紧边皮21，夹持机构1014可以为利用机械力驱动的机械夹爪。第一驱动机构1012连接于支撑架1011和第二驱动机构1013之间，第一驱动机构1012的运动部件与第二驱动机构1013连接，当第一驱动机构1012动作时，可以驱动第二驱动机构1013相对支撑架1011沿水平方向平移。第二驱动机构1013连接于夹持机构1014和第一驱动机构1012之间，第二驱动机构1013的运动部件与夹持机构
1014连接，当第二驱动机构1013动作时，可以驱动夹持机构1014相对第一驱动机构1012以及支撑架1011沿铅垂方向平移。结合图2示意，容易理解的是，两个驱动机构相互配合，可以实现夹持机构1014在xz方向所在的平面内运动，从而触及到该区域内的边皮21。需要说明的是，第一驱动机构1012和第二驱动机构1013可以为液压缸、丝杠机构、齿轮齿条机构等线性运动的机构中任意一种机构。在切割过程中，夹持机构1014可以保持夹紧边皮21，当切割完成之后，第二驱动机构1013动作可将边皮21提起，相继第一驱动机构1012动作，可以携带边皮21沿水平方向运动，将边皮21转移至边皮集送组件102的位置，直至夹持机构1014夹着边皮21靠近抵接边皮夹取组件101下方的边皮集送组件102时，第一驱动机构1012可停止动作，夹持机构1014松开边皮21，将边皮21卸下，轻缓地放置于边皮集送组件102上以供输出，可以防止其从自然倾倒坠落碎裂。
43.可选地，参照图2，所述支撑架1011包括支撑梁10111、支撑立柱10112和定位调整机构；
44.所述第一驱动机构1012连接于所述支撑梁10111上，所述支撑梁10111和所述支撑立柱10112通过所述定位调整机构可拆卸地连接。
45.具体而言，一种实施方式中，如图2所示，支撑架1011包括支撑梁10111、支撑立柱10112和定位调整机构。支撑梁10111和支撑立柱10112可以为金属型材件，可以通过标准化的连接结构实现快速拆装。支撑梁10111和支撑立柱10112相互垂直连接，支撑梁10111布置于水平面内，支撑立柱10112沿铅垂方向布置，前述的第一驱动机构1012连接在支撑梁10111上，从而可将第一驱动机构1012、第二驱动机构1013以及夹持机构1014支撑在硅棒上方。并且，支撑梁10111和支撑立柱10112通过定位调整机构可拆卸地连接。该定位调整机构可以是紧固螺钉与支撑梁10111上开设的若干定位孔的组合结构，通过紧固螺钉与不同定位孔的配合，可以实现支撑立柱10112和支撑梁10111连接位置的调整，从而，可以根据实际安装需求调整支撑立柱10112和支撑梁10111的相位位置关系，避免安装时与其他不同部件之间的干涉冲突。
46.可选地，所述支撑梁10111和所述支撑立柱10112连接形成门形桁架结构。
47.具体而言，一种实施方式中，如图2所示，可以采用两根支撑立柱10112平行的连接在支撑梁10111上组成门形桁架结构，从而提升对第一驱动机构1012、第二驱动机构1013以及夹持机构1014的支撑刚度。
48.可选地，参照图3，所述边皮集送组件102包括传送机构1021和托盘1022；
49.所述托盘1022设置于所述传送机构1021的传送平面上，所述托盘1022内设置有用于装卡所述边皮21的工装夹具1023。
50.具体而言，一种实施方式中，如图3所示，边皮集送组件102可以包括传送机构1021和托盘1022。传送机构1021具有水平的传送平面，该传送平面可以用于放置托盘1022，需要说明的是，托盘1022可以直接放置在传送平面上，也可进一步采取凸点一类的限位结构进行卡接约束。为了防止边皮21输送过程中的晃动倾倒风险，在托盘1022内设置有用于装卡边皮21的工装夹具1023，可以对边皮21进行固定。
51.可选地，参照图3，所述工装夹具1023设置有与所述边皮21截面形状相同的嵌槽10231，所述嵌槽10231用于嵌装固定所述边皮21。
52.具体而言，一种实施方式中，如图3所示，上述的工装夹具1023可以为根据边皮21
截面形状定制的带有嵌槽10231的夹具。嵌槽10231的形状与边皮21截面形状相同，当边皮21竖直嵌装插入在嵌槽10231内时，即可将边皮21固定。结合图3的示意，实际应用中，嵌槽10231可以为月牙形的圆缺形状。
53.可选地，参照图3，所述工装夹具1023为圆盘形夹具，围绕所述工装夹具的圆心均匀分布有四个所述嵌槽10231。
54.具体而言，一种实施方式中，如图3所示，上述的工装夹具1023可以为通过铸造或机械加工制成的圆盘形夹具，围绕工装夹具的圆心均匀分布有四个嵌槽10231，从而一个工装夹具1023一次性便可装载固定四根边皮21。例如，可以对切割方棒过程中形成的四根边皮同时固定输送。
55.可选地，参照图3，所述传送机构1021的传送平面设置有多个所述托盘1022。
56.具体而言，一种实施方式中，如图3所示，还可以在传送机构1021的传送平面设置多个托盘1022，利用多个托盘1022及其对应的工装夹具1023，可将多根硅棒的边皮21进行输出，有助于提高回收效率。
57.可选地，所述传送机构1021为传送带。
58.具体而言，一种实施方式中，传送机构1021可以为传送带，传送带的皮带表面即传送平面。传送带布置于边皮夹取组件101的下方，当边皮夹取组件101携带边皮21下移至传送带表面的工装夹具1023时，将边皮21松开放置于工装夹具1023内，驱动电机带动传送带水平运动，将边皮21输出至回收工位。可以理解的是，传送带可以提供较大的传送面，且传送带组件的成本较低。
59.本实用新型实施例还提供了一种硅棒加工设备，所述硅棒加工设备包括前述的任一种硅棒边皮回收装置。
60.具体而言，上述的硅棒边皮回收装置可以集成布置在硅棒加工设备中，与硅棒加工设备中的切割装置等共同组成功能较为完备的一体化自动加工设备，提升硅棒加工过程的自动化程度和效率，该硅棒加工设备的可借鉴参照图1的示意。
61.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
62.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。