方形晶棒磨倒一体机的制作方法

本发明涉及的晶棒加工，尤其是一种方形晶棒磨倒一体机。

背景技术：

众所周知的：多晶硅的硅棒一般为矩形硅棒，单晶硅的硅棒为圆柱形。目前，国内外针对单晶硅棒的切方、磨面和圆角的加工过程，其传统的加工方式是单独的兰道工序，即分别采用三种不同的设备流转完成单晶硅棒的整个加工过程。实际操作时，线开方机通常需要采用粘胶的方式对25根单晶硅棒同时进行开方处理，再将开方后的硅棒单独由外圆磨床进行圆角磨削，最后再送入平面磨床进行表面磨削、抛光。整个加工过程需要三种不同功能的加工设备，硅棒需要频繁地在不同设备之间进行人工搬运，而且加工前的装夹和作为操作一般都有工人完成，这样就带来了定位误差。

在对多晶硅棒进行磨削处理时，现有的磨削装置一般通过夹紧多晶硅棒的一端，对晶棒进行磨面，由于夹紧端无法实现磨面，因此晶棒磨面一端后，需要夹紧另一端对未磨面的一端进行磨面，从而使得加工工艺复杂，加工效率低。

在多晶硅棒进行磨削处理后，由于多晶硅的硅片需要进行倒角，为了减少分别对每片硅片的倒角，因此需要对方形的硅棒进行倒角，现有的硅棒倒角一般是对硅棒的上端的两个角进行倒角，对硅棒进行翻置再对剩下的两个角进行倒角，从而使得加工工艺复杂，加工效率低，加工成本较高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够一次性同时完成晶棒四个角的倒角，并且能够实现晶棒两个对侧面同时磨削，提高工作效率，降低成本的方形晶棒磨倒一体机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：方形晶棒磨倒一体机，包括机体，所述机体内设置有横向工作通腔；

所述横向工作通腔的底部设置有晶棒夹紧装置，所述机体的一端设置有放料窗口；所述机体另一端的两侧均设置有磨削装置以及倒角装置；所述磨削装置位于放料窗口与倒角装置之间；

所述磨削装置具有磨削头，所述磨削头延伸到横向工作通腔内；所述倒角装置具有的倒角砂轮延伸到横向工作通腔内；

所述倒角装置包括底座，所述底座上设置有滑动箱；所述滑动箱上方设置有驱动电机；所述滑动箱内设置有变速装置，所述变速装置具有转动输入轴以及转动输出轴；所述转动输入轴与驱动电机传动连接，所述转动输出轴的一端设置有锥齿；

所述锥齿的上方和下方均设置有安装架，所述安装架上设置有传动轴；所述传动轴一端设置有从动锥齿，另一端设置有倒角砂轮，所述倒角砂轮上设置有倾斜倒角面；

所述底座固定安装在机体外侧的侧壁上；所述滑动箱滑动安装在底座上；所述转动输出轴穿过机体延伸到横向工作通腔内；

所述磨削装置包括安装座；所述安装座上滑动安装有变速箱；所述变速箱上方设置有磨削驱动电机；所述磨削驱动电机与变速箱传动连接；所述变速箱具有输出传动轴，所述输出传动轴上设置有磨削头，所述磨削头上设置有滚磨砂轮；

所述晶棒夹紧装置，包括底板；所述底板上设置有两个竖向伸缩装置；所述竖向缩装置上端设置有支撑板；所述支撑板的两端设置有挡板；所述支撑板上设置有两个滑动夹块；所述支撑按上设置有滑槽；所述滑动夹块下端设置有凸块；

所述凸块穿过滑槽延伸到支撑板下方；所述支撑板下方设置有丝杆以及驱动丝杆转动的丝杆驱动电机；所述丝杆穿过滑动夹块下部的凸块；两个滑动夹块下端的凸块均与丝杆螺纹配合，两个滑动夹块下端的凸块与丝杆的螺纹配合方向相反；

所述底板的两端均设置有支撑架，两个竖向伸缩装置位于底板两端的支撑架之间；所述支撑架上端设置有水平伸缩装置；所述水平伸缩装置的一端设置有夹紧块；所述夹紧块位于底板两端的支撑架之间；所述底板通过直线驱动装置滑动安装在横向工作通腔内；所述滚磨砂轮位于底板的一侧，且位于底板的上方。

优选的，所述水平直线驱动装置包括设置在横向工作通腔底部的连根平行导轨以及导轨之间设置的转动丝杆；以及横向工作通腔一端设置的驱动转动丝杆转动的丝杆转动驱动电机；

所述底板底面设置有凸块以及与导轨匹配的凹槽；所述底板滑动安装在导轨上，所述转动丝杆穿过凸块，且与凸块螺纹配合。

优选的，所述水平直线驱动装置采用滑台，所述底板固定安装在滑台的滑块上。

优选的，所述横向工作通腔一端的侧壁上设置有放料窗口，另一端的侧壁上设置有清洗液喷头。

进一步的，所述机体下方设置有安装底座。

进一步的，所述驱动电机的转轴上设置有主动轮，所述转动输入轴的一端设置有从动轮；所述主动轮以及从动轮通过皮带传动连接。

进一步的，所述底板上方设置有支撑块；所述支撑块位于两个竖向伸缩装置之间。

进一步的，所述水平伸缩装置以及竖向伸缩装置均采用液压缸。

进一步的，所述滑动夹块的上端为锲形。

进一步的，所述丝杆驱动电机采用步进驱动电机。

本发明的有益效果是：本发明所述的方形晶棒磨倒一体机，由于在机体内设置有横向工作通槽，并且在横向工作通槽一端的侧壁上设置有磨削头以及倒角砂轮；同时在横向工作通槽的底部设置有可以滑动的晶棒夹紧装置；

通过晶棒夹紧装置能够实现晶棒的夹紧以及晶棒在横向工作槽内的移动，通过磨削装置能够实现晶棒两个对侧面的磨削，同时通过倒角装置能够实现晶棒四个角的倒角。

因此，本发明所述的方形晶棒磨倒一体机，能够提高加工效率，降低加工成本，在对晶棒进行磨面处理时，可以同时对晶棒的两个对侧面进行磨面处理；并且在磨面处理后能够对晶棒实现一次性倒角；从而能够简化晶棒的滚磨工艺，能够提高晶棒的磨面、倒角效率，同时能够减少定位误差，能够较少硅料的浪费。

附图说明

图1是本发明实施例中方形晶棒磨倒一体机的立体图；

图2是本发明实施例中方形晶棒磨倒一体机的主视图；

图3是本发明实施例中方形晶棒磨倒一体机的俯视图；

图4是本发明实施例中方形晶棒磨倒一体机的端面视图；

图5是图3的a-a剖视图；

图6是本发明实施例中倒角装置的结构示意图；

图7是本发明实施例中晶棒夹紧装置的立体图；

图8是本发明实施例中晶棒夹紧装置的主视图；

图9是本发明实施例中晶棒夹紧装置的俯视图；

图10是图9的b-b剖视图；

图11是图8的c-c剖视图；

图中标示：1-机体，2-横向工作通槽，3-磨削装置，4-导轨，5-转动丝杆，6-晶棒夹紧装置，61-底板，62-竖向伸缩装置，63-支撑架，64-水平伸缩装置，65-夹紧块，66-支撑板，67-支撑肋板，68-滑槽，69-滑动夹块，610-丝杆驱动电机，611-挡板，612-丝杆，613-凸块，614-支撑块，7-丝杆转动驱动电机，8-底座，91-底板，92-滑动箱，93-驱动电机，94-转动输入轴，95-变速装置，96-转动输出轴，97-锥齿，98-传动轴，99-从动齿轮，910-倒角砂轮，911-倾斜倒角面，912-皮带，10-清洗液喷头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图10所示，本发明所述的方形晶棒磨倒一体机，包括机体1，所述机体1内设置有横向工作通腔2；

所述横向工作通腔2的底部设置有晶棒夹紧装置，所述机体1的一端设置有放料窗口11；所述机体1另一端的两侧均设置有磨削装置3以及倒角装置9；所述磨削装置3位于放料窗口11与倒角装置9之间；

所述磨削装置3具有磨削头31，所述磨削头31延伸到横向工作通腔2内；所述倒角装置9具有的倒角砂轮910延伸到横向工作通腔2内；

所述倒角装置9包括底座91，所述底座91上设置有滑动箱92；所述滑动箱92上方设置有驱动电机93；所述滑动箱92内设置有变速装置95，所述变速装置95具有转动输入轴94以及转动输出轴96；所述转动输入轴94与驱动电机93传动连接，所述转动输出轴96的一端设置有锥齿97；

所述锥齿97的上方和下方均设置有安装架，所述安装架上设置有传动轴98；所述传动轴98一端设置有从动锥齿99，另一端设置有倒角砂轮910，所述倒角砂轮910上设置有倾斜倒角面911；

所述底座91固定安装在机体1外侧的侧壁上；所述滑动箱92滑动安装在底座91上；所述转动输出轴96穿过机体1延伸到横向工作通腔2内；

所述磨削装置3包括安装座34；所述安装座34上滑动安装有变速箱33；所述变速箱33上方设置有磨削驱动电机35；所述磨削驱动电机35与变速箱33传动连接；所述变速箱33具有输出传动轴，所述输出传动轴上设置有磨削头31，所述磨削头31上设置有滚磨砂轮32；

所述晶棒夹紧装置，包括底板61；所述底板61上设置有两个竖向伸缩装置62；所述竖向缩装置62上端设置有支撑板66；所述支撑板66的两端设置有挡板611；所述支撑板66上设置有两个滑动夹块69；所述支撑按66上设置有滑槽68；所述滑动夹块69下端设置有凸块613；

所述凸块613穿过滑槽68延伸到支撑板66下方；所述支撑板66下方设置有丝杆612以及驱动丝杆612转动的丝杆驱动电机610；所述丝杆612穿过滑动夹块69下部的凸块613；两个滑动夹块69下端的凸块613均与丝杆612螺纹配合，两个滑动夹块69下端的凸块613与丝杆612的螺纹配合方向相反；

所述底板61的两端均设置有支撑架63，两个竖向伸缩装置62位于底板61两端的支撑架63之间；所述支撑架63上端设置有水平伸缩装置64；所述水平伸缩装置64的一端设置有夹紧块65；所述夹紧块65位于底板61两端的支撑架63之间；所述底板61通过直线驱动装置滑动安装在横向工作通腔2内；所述滚磨砂轮32位于底板61的一侧，且位于底板61的上方。

在工作过程中，首先通过水平直线驱动装置将晶棒夹紧装置6移动到机体1设置有放料窗口的一端，然后在放料窗口将晶棒放置在晶棒夹紧装置6上，通过晶棒夹紧装置6夹紧晶棒。

晶棒夹紧装置6在夹紧晶棒的过程中,首先将晶棒放置在支撑板66上两个滑动夹块69之间，然后通过丝杆驱动电机610，使得丝杆612转动，从而使得滑动夹块69向内侧夹紧，从而使得晶棒对中夹紧，然后启动水平伸缩装置64使得夹紧块65夹紧晶棒；然后通过启动丝杆驱动电机610松开滑动夹块69，使得滑动夹块69松开晶棒，然后启动竖向伸缩装置62使得支撑板66下降脱离晶棒，并且使得滑动夹块69下降到晶棒的下方；通过上述步骤，从而实现对晶棒的夹紧。

然后启动磨削装置3以及倒角装置9，同时启动水平直线驱动装置，使得晶棒依次通过磨削装置3和倒角装置9，通过横向工作通腔2两侧壁上的磨削头31实现对晶棒两个侧面的自动磨削；通过倒角装置9实现对晶棒四个角的倒角。

同时可以通过调节变速箱33在安装座34上的位置从而调节磨削头31延伸到横向工作通槽2内的长度，从而调节磨削量。以及调节滑动箱92在底座91上的位置从而调节倒角砂轮910延伸到横向工作通槽2内的长度，从而调节倒角切削量。

综上所述，本发明所述的方形晶棒磨倒一体机，由于在机体内设置有横向工作通槽，并且在横向工作通槽一端的侧壁上设置有磨削头以及倒角砂轮；同时在横向工作通槽的底部设置有可以滑动的晶棒夹紧装置；

通过晶棒夹紧装置能够实现晶棒的夹紧以及晶棒在横向工作槽内的移动，通过磨削装置能够实现晶棒两个对侧面的磨削，同时通过倒角装置能够实现晶棒四个角的倒角。

因此，本发明所述的方形晶棒磨倒一体机，能够提高加工效率，降低加工成本，在对晶棒进行磨面处理时，可以同时对晶棒的两个对侧面进行磨面处理；并且在磨面处理后能够对晶棒实现一次性倒角；从而能够简化晶棒的滚磨工艺，能够提高晶棒的磨面、倒角效率，同时能够减少定位误差，能够较少硅料的浪费。

为了便于操作，优选的，所述水平直线驱动装置包括设置在横向工作通腔2底部的连根平行导轨4以及导轨4之间设置的转动丝杆5；以及横向工作通腔2一端设置的驱动转动丝杆5转动的丝杆转动驱动电机7；

所述底板61底面设置有凸块615以及与导轨4匹配的凹槽614；所述底板61滑动安装在导轨4上，所述转动丝杆5穿过凸块615，且与凸块615螺纹配合。

为了降低成本，优选的，所述水平直线驱动装置采用滑台，所述底板61固定安装在滑台的滑块上。

为了实现对晶棒磨削后的清洗，进一步的，所述横向工作通腔2一端的侧壁上设置有放料窗口11，另一端的侧壁上设置有清洗液喷头10。

为了便于设备的安装，进一步的，所述机体1下方设置有安装底座8。

为了简化传动，同时能够起到一定的过载保护作用，进一步的，所述驱动电机93的转轴上设置有主动轮931，所述转动输入轴94的一端设置有从动轮941；所述主动轮931以及从动轮941通过皮带912传动连接。

为了避免晶棒通过两端夹具夹紧后掉落，进一步的，所述底板61上方设置有支撑块614；所述支撑块614位于两个竖向伸缩装置62之间。

为了便于控制，优选的，所述水平伸缩装置64以及竖向伸缩装置62均采用液压缸。

为了便于晶棒的定位、对中，进一步的，所述滑动夹块69的上端为锲形。

为了便于控制优选的，所述丝杆驱动电机610采用步进驱动电机。