一种硅芯固定装置的制作方法

本发明涉及太阳能光伏组件辅助生产装置技术领域，具体涉及一种硅芯固定装置。

背景技术：

硅芯是生产太阳能光伏组件的关键部件之一，其直径约为8—16mm、长度约为300—2800mm。硅芯拉制炉和线切割生产的硅芯必须对其头尾进行加工，才能投入生产使用。

硅芯硬而脆，细长的硅芯容易断裂，加工时的固定有一定难度。目前对硅芯头尾的加工定位，通常采用手工方式，手工定位方式的加工精度与工人的技术水平、工作状态有很大关系，对操作人员的要求较高。同时手工定位精度低、加工后的硅晶尺寸偏差大，给安装精度和稳定性造成极大困难，因此现有技术不能满足硅芯头尾加工的定位要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可实现硅芯加工的快速、可靠、准确定位，并能提高硅芯的加高精度与效率，避免损坏硅芯的固定装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种硅芯固定装置，其特征在于：包括有中心套、旋转套、滑移套、夹头、压紧座和弹簧，中心套内部具有硅芯穿过的通孔，滑移套和旋转套套设于中心套的外圆上，旋转套采用轴向固定形成径向可旋转结构，滑移套与旋转套对接侧面为结构匹配的曲面，通过旋转套的旋转，在旋转套与滑移套的侧面曲面配合下推动滑移套沿中心套的轴向朝外端滑动；夹头连接于中心套的端部，压紧座套于夹头外面并与滑移套连接成联动结构，滑移套朝外端移动带动压紧座一起往外端移动以松开对夹头的夹持，便于将硅芯插入夹头内；在中心套的端部外侧设有调节板，弹簧套在中心套上，并位于滑移套与调节板之间，弹簧在滑移套朝外端移动时被压缩，在旋转套反向旋转时，弹簧复位推动滑移套往中心套的中间位置移动，压紧座重新压紧于夹头的外部，使夹头夹紧硅芯形成固定结构。

进一步地，所述旋转套设于中心套的中间位置，整个硅芯固定装置以旋转套为中心形成左右对称结构；在该硅芯固定装置的底部设有支座。

进一步地，所述旋转套的两边侧面为凸轮曲面结构，而两边的滑移套与旋转套对接的侧面为相配的凸轮曲面结构，转动旋转套时，旋转套的凸轮曲面压迫滑移套的凸轮曲面使滑移套往两侧移动；而旋转套往回旋转时解除对滑移套的凸轮曲面的压迫，使滑移套能够在弹簧推动下往中间移动；

滑移套还包括有定位调整螺纹、弹簧径向定位面、弹簧轴向定位面和支座孔，压紧座设置在滑移套内，滑移套内孔设有与压紧座配合的定位调整螺纹，可通过定位调整螺纹调节压紧座与滑移套的轴向位置，以调整压紧座与夹头的压紧力大小；

旋转套还包括有手柄和定位槽，旋转套设置于中心套外圆上，旋转套与中心套轴向固定形成径向可旋转一定角度的结构。

进一步地，中心套包括有夹头径向定位面、夹头轴向定位面、定位调整螺纹和钢珠，中心套外圆中心设有与钢珠连接的钢珠定位槽；旋转套设置在中心套外圆上，其轴向由钢珠配合旋转套的定位槽定位，钢珠用于旋转套与中心套的轴向定位，并减少相对转动时的摩擦力，保护旋转套和中心套不被摩损；

中心套两端外圆面设有与调节板连接的定位调整螺纹，调节板与中心套的轴向位置由定位调整螺纹调节，实现对弹簧的定位和弹簧力大小的调整；

中心套两端内孔设有夹头径向定位面和夹头轴向定位面，分别与夹头的径向基准面和轴向基准面配合，以对夹头与中心套轴线的同轴度进行调节，使硅芯始终位于加工要求的精确位置。

进一步地，所述夹头的外部为锥形结构，其设有分瓣槽、收缩槽、硅芯固定爪、外锥面、径向基准面和轴向基准面，夹头设置的分瓣槽和收缩槽使多瓣式硅芯固定爪可以自由张开与收缩，具有自定中心功能，夹头的外锥面确保在硅芯固定爪张开与收缩时夹头中心轴线不偏移。

进一步地，压紧座的内部为配合夹头的锥形结构，其包括有内锥面和定位调整螺纹，压紧座的内锥面与夹头的外锥面配合，当内锥面向外锥面轴向滑动时，内锥面与外锥面压紧，硅芯固定爪受压力向内收缩，压力大小由轴向滑动的距离决定，压力合适时硅芯被可靠固定；当内锥面反向滑动时，硅芯固定爪受到的压力减小向外张开，硅芯被松开；

内锥面通过轴向压紧外锥面使硅芯固定爪收缩方式，保证硅芯固定爪受力相等、收缩量均匀，使硅芯固定爪在收缩时自动找正中心，中心轴线定位精度高，硅芯中心轴线与固定装置的中心轴线同轴度高，提高硅芯的定位精度；

压紧座的定位调整螺纹使压紧座与滑移套的轴向形成位置可调结构，保证压紧座对硅芯固定爪的压力为可调整的。

进一步地，调节板包括弹簧定位面和定位调整螺纹，调节板通过定位调整螺纹连接在中心套的外圆上，通过定位调整螺纹调整调节板在中心套上的轴向定位来设定弹簧初压紧力的大小。

优选地，所述旋转套两端的凸轮曲面及滑移套端面的凸轮曲面均为正弦凸轮曲线结构。

工作原理：操作人员转动旋转套，其凸轮曲面同时推动滑移套的凸轮曲面，两边的滑移套同时向中心套的两端滑动，带动设置在滑移套内的压紧座向两端运动，内锥面与外锥面压紧力减小，内锥面与外锥面脱开时对夹头的压紧力为零，硅芯固定爪逐渐自动张开，放入硅芯，此时，弹簧被压缩。

操作人员反向转动旋转套，其凸轮曲面与两滑移套的凸轮曲面同时脱开，两滑移套在弹簧作用下同时向中心套中间位置滑动，带动设置在滑移套内的压紧座向中心运动，内锥面与外锥面接触并压紧，压缩力逐渐增加，硅芯固定爪逐渐收缩，硅芯被可靠固定，加工完成后重复上述操作，实现对硅芯的固定与加工。

本发明通过设置在中心套上的旋转套、滑移套、夹头、压紧座、弹簧及调节板等各部件的配合动作，使夹头可对硅芯实现快速、可靠的固定，同时可避免损坏硅芯，并提高对硅芯的定位精度，保证加工尺寸标准、精度准确、符合技术要求，为后续生产提供保障，同时也可以方便地解除对硅芯的固定，快速取出硅芯，具有操作方便的优点。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为中心套结构示意图；

图3为夹头结构示意图；

图4为压紧座结构示意图；

图5为调节板结构示意图；

图6为滑移套结构示意图；

图7为旋转套结构示意图。

图中，100-硅芯固定装置；110－中心套；120-夹头；130-压紧座；140-调节板；150-弹簧；160-滑移套；170-旋转套；180－滑移套；101-硅芯；111-夹头径向定位面；112-夹头轴向定位面；113-钢珠定位槽；114-定位调整螺纹；115-钢珠；121-分瓣槽；122-收缩槽；123-硅芯固定爪；124-外锥面；125-径向基准面；126-轴向基准面；131-内锥面；132-定位调整螺纹；141-弹簧定位面；142-定位调整螺纹；161-定位调整螺纹；162-弹簧径向定位面；163-弹簧轴向定位面；164-凸轮曲面；165-支座孔；171-手柄；172-凸轮曲面；173-定位槽。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图7，所述硅芯固定装置100，包括有中心套110、旋转套170、滑移套160、180、夹头120、压紧座130和弹簧150，中心套110内部具有硅芯101穿过的通孔，滑移套160、180和旋转套170套设于中心套110的外圆上，旋转套170采用轴向固定形成径向可旋转结构，滑移套160、180与旋转套170对接侧面为结构匹配的曲面，通过旋转套170的旋转，在旋转套170与滑移套160、180的侧面曲面配合下推动滑移套160、180沿中心套110的轴向朝外端滑动；夹头120连接于中心套110的端部，压紧座130套于夹头120外面并与滑移套160、180连接成联动结构，滑移套160、180朝外端移动带动压紧座130一起往外端移动以松开对夹头120的夹持，便于将硅芯101插入夹头120内；在中心套110的端部外侧设有调节板140，弹簧150套在中心套110上，并位于滑移套160、180与调节板140之间，弹簧150在滑移套160、180朝外端移动时被压缩，在旋转套170反向旋转时，弹簧150复位推动滑移套160、180往中心套110的中间位置移动，压紧座130重新压紧于夹头120的外部，使夹头120夹紧硅芯101形成固定结构。

所述旋转套170设于中心套110的中间位置，整个硅芯固定装置100以旋转套170为中心形成左右对称结构；在该硅芯固定装置100的底部设有支座190。

所述旋转套170的两边侧面为凸轮曲面结构，而两边的滑移套160、180与旋转套170对接的侧面为相配的凸轮曲面结构，转动旋转套170时，旋转套170的凸轮曲面172压迫滑移套160的凸轮曲面164和滑移套180的凸轮曲面使两滑移套160、180往两侧移动；而旋转套170往回旋转时解除对滑移套160、180的凸轮曲面的压迫，使滑移套160、180能够在弹簧150推动下往中间移动；

滑移套160还包括有定位调整螺纹161、弹簧径向定位面162、弹簧轴向定位面163和支座孔165，支座190通过支座孔165安装，压紧座130设置在滑移套160内，滑移套160内孔设有与压紧座130配合的定位调整螺纹161，可通过定位调整螺纹161调节压紧座130与滑移套160的轴向位置，以调整压紧座130与夹头120的压紧力大小；

旋转套170还包括有手柄171和定位槽173，旋转套170设置于中心套110外圆上，旋转套170与中心套110轴向固定形成径向可旋转一定角度的结构，手柄171用于转动旋转套170。

中心套110包括有夹头径向定位面111、夹头轴向定位面112、定位调整螺纹114和钢珠115，中心套110外圆中心设有与钢珠115连接的钢珠定位槽113；旋转套170设置在中心套110外圆上，其轴向由钢珠115配合旋转套170的定位槽173定位，钢珠115用于旋转套170与中心套110的轴向定位，并减少相对转动时的摩擦力，保护旋转套170和中心套110不被摩损；

中心套110两端外圆面设有与调节板140连接的定位调整螺纹114，调节板140与中心套110的轴向位置由定位调整螺纹114调节，实现对弹簧150的定位和弹簧力大小的调整；

中心套110两端内孔设有夹头径向定位面111和夹头轴向定位面112，分别与夹头120的径向基准面125和轴向基准面126配合，以对夹头120与中心套110轴线的同轴度进行调节，使硅芯101始终位于加工要求的精确位置。

所述夹头120的外部为锥形结构，其设有分瓣槽121、收缩槽122、硅芯固定爪123、外锥面124、径向基准面125和轴向基准面126，夹头120设置的分瓣槽121和收缩槽122使多瓣式硅芯固定爪123可以自由张开与收缩，具有自定中心功能，夹头的外锥面124确保在硅芯固定爪123张开与收缩时夹头120中心轴线不偏移。

压紧座130的内部为配合夹头120的锥形结构，其包括有内锥面131和定位调整螺纹132，压紧座130的内锥面131与夹头120的外锥面124配合，当内锥面131向外锥面124轴向滑动时，内锥面131与外锥面124压紧，固定爪123受压力向内收缩，压力大小由轴向滑动的距离决定，压力合适时硅芯101被可靠固定；当内锥面131反向滑动时，硅芯固定爪123受到的压力减小向外张开，硅芯101被松开；

内锥面131通过轴向压紧外锥面124使固定爪123收缩方式，保证固定爪123受力相等、收缩量均匀，使固定爪123在收缩时自动找正中心，中心轴线定位精度高，硅芯101中心轴线与固定装置的中心轴线同轴度高，提高硅芯101的定位精度；

压紧座130的定位调整螺纹132使压紧座130与滑移套160、180的轴向形成位置可调结构，保证压紧座130对硅芯固定爪123的压力为可调整的。

调节板140包括弹簧定位面141和定位调整螺纹142，弹簧150与弹簧定位面141对接，调节板140通过定位调整螺纹142连接在中心套110的外圆上，通过定位调整螺纹142调整调节板140在中心套110上的轴向定位来设定弹簧初压紧力的大小。

所述旋转套170两端的凸轮曲面172及滑移套160、180端面的凸轮曲面164均为正弦凸轮曲线结构。

工作原理：操作人员通过手柄171转动旋转套170，其凸轮曲面172同时推动滑移套的凸轮曲面164，两边的滑移套160同时向中心套110的两端滑动，带动设置在滑移套160内的压紧座130向两端运动，内锥面131与外锥面124压紧力减小，内锥面131与外锥面124脱开时对夹头的压紧力为零，硅芯固定爪123逐渐自动张开，放入硅芯101，此时，弹簧150被压缩。

操作人员反向转动旋转套170，其凸轮曲面172与两滑移套的凸轮曲面164同时脱开，两滑移套160在弹簧150作用下同时向中心套110中间位置滑动，带动设置在滑移套160内的压紧座130向中心运动，内锥面131与外锥面124接触并压紧，压缩力逐渐增加，硅芯固定爪123逐渐收缩，硅芯101被可靠固定，加工完成后重复上述操作，实现对硅芯101的固定与加工。

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。