多线摇摆硅棒切断机的制作方法

本发明属于多晶硅切割技术领域，更具体涉及一种多线摇摆硅棒切断机。

背景技术

单晶硅的制法通常是先制得多晶硅或无定形硅，然后用直拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出棒状单晶硅。硅棒的生长形成一端平滑的球形一端尖锐的圆锥形。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅。单晶硅是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。目前的硅棒切断装置通常切割装置的位置使固定的，由于收放线装置的拉力，最造成在硅棒切断时切割线在硅棒中是两端低中间高的弧形，导致切割效率不高、同时切割面不光洁、容易形成崩边的情况。

在使用的硅晶片之前需要对硅棒进行切断和检测，而生长成的硅棒的不规则的圆柱体，因此切断硅棒的夹持装置尤为重要，目前市场上的夹持装置主要为环抱型，主要是通夹具对圆柱形的硅棒固定，但是由于硅棒室不规则的圆柱体，所以有时整根的硅棒有些部位是悬空的，切断受力时会造成硅棒内部的裂纹，影响硅晶片的质量。

由于硅棒的表面不光滑且不平整，因此现有技术中的支撑块只能有部分的点能够支撑硅棒，这样在切断硅棒以后由于支撑面的不足会造成硅棒的掉落进而使切断的成品硅棒崩断，造成次品。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种切割效率高、切割面光洁度高、夹持稳定、能够适应不规则硅棒、安全可靠、支撑面大的多线摇摆硅棒切断机。

根据本发明的一个方面，多线摇摆硅棒切断机包括底座，升降机构，以及安装在升降机构上的摇摆机构，收放线机构，送料机构和硅棒支撑机构；底座两端设有升降机构，摇摆切割机构安装在升降机构上，摇摆切割机构下方正对着送料机构，送料机构上安装硅棒支撑机构，收放线机构通过切割线连接摇摆切割机构。

在一些实施方式中，摇摆切割机构包括摆动安装件、摆动部件、摆动支架、第一移动部件和切割轮部件，所述摆动部件固定在摆动安装件上，摆动部件连接摆动支架且驱动摆动支架以摆动部件为中心往复旋转，第一移动部件安装在摆动支架上，第一移动部件上设有若干切割轮部件；

摆动部件包括第一电机和回转盘，第一电机驱动回转盘往复转；

摆动支架固定连接回转盘，摆动支架底部设有配重块；

第一移动部件包括第一线轨和第一滑块，第一滑块套设在第一线轨上，第一滑块上安装切割轮部件；

切割轮部件包括切割轮支架、切割轮和第一锁紧装置，切割轮支架固定连接第一滑块，切割轮和第一锁紧装置安装在切割轮支架上，第一锁紧装置包括锁紧槽和第一锁紧手轮，第一锁紧手轮均安装在锁紧槽内，切割轮支架上至少设有2个第一锁紧手轮。

在一些实施方式中，送料机构包括第二移动部件和送料支架，送料支架安装在第二移动部件上；

第二移动部件包括第二电机、第二线轨、第二滑块和带传动装置，

第二滑块套设在第二线轨上，第二电机驱动带传动装置，送料支架连接带传动装置和第二滑块；

第二电机与带传动装置至少设有2组。

在一些实施方式中，硅棒支撑机构安装在送料支架上，硅棒支撑机构包括第三移动机构、支撑座和第二支撑机构，第二支撑机构设有2个且安装在第三移动机构的两端，第三移动机构上设有若干支撑座，支撑座和第二支撑机构能够在第三移动机构上移动并锁紧；

第三移动机构包括第三线轨以及套设在第三线轨上的第三滑块，第三滑块上安装支撑座或者第二支撑机构。

在一些实施方式中，支撑座包括固定座、移动部件和支撑部件，固定座的底部设有移动部件，支撑部件设在固定座的顶部，支撑部件包括2个对称设置的支撑块和随动支撑杆，支撑块成上端开口的v字形设置在固定座顶部，所述随动支撑杆设有若干，随动支撑杆设置在2个支撑块之间。

在一些实施方式中，随动支撑杆包括固定件、密封件、直线轴承、顶杆、第一气缸、锁紧顶杆和第二气缸，顶杆安装在直线轴承内切顶端延伸出固定座的顶部，第一气缸连接顶杆的底部，所紧顶杆与顶杆移动方向垂直设置，第二气缸连接锁紧顶杆且驱动锁紧顶杆压紧顶杆，直线轴承通过固定件安装在固定座上，顶杆顶部与固定件之间设有密封件，随动支撑杆至少设有2个，顶杆顶端设有弹性材料层。

在一些实施方式中，移动部件包括滑块、旋转手轮和锁紧装置，旋转手轮底部设有齿轮与设在切断装置上的齿条啮合，滑块设在固定座底部且与设在第三线轨上，锁紧装置能够将固定座紧固在第三线轨上。

在一些实施方式中，第二支撑机构包括支撑支架、固定支架和支撑爪，支撑支架固定在第三滑块上，支撑支架上设有若干支撑爪，固定支架上设有若干支撑爪，固定支架可拆卸安装在支撑支架内。

在一些实施方式中，升降机构包括第四线轨、第四滑块、第三电机、丝杆、螺母座和摇摆切割机构安装件，第四滑块套设在第四线轨上，螺母座安装在丝杆上，第三电机连接丝杆，摇摆切割机构安装件固定连接第四滑块和螺母座，第四线轨与硅棒支撑机构垂直设置。

本发明所述的多线摇摆硅棒切断机的有益效果为：本发明能通过摇摆切割机构在对硅棒进行切割的过程中进行摇摆切割，通过摇摆切割线便于增加对硅棒的切割效率，同时每摇摆一次都会对切割面进行修光，提高切割面的光洁度；通过送料机构只需要将硅棒移动到硅棒支撑机构上，再由送料机构移动到切割机构下方进行切割，由于硅棒比较重，这样对硅棒的安装更加方便；通过硅棒支撑机构中的支撑座能够适应不规则硅棒且通过第二支撑机构能够防止两端的硅棒崩断，造成次品。

附图说明

图1是本发明多线摇摆硅棒切断机的结构示意图；

图2是本发明多线摇摆硅棒切断机的摇摆切割机构的结构示意图；

图3是本发明多线摇摆硅棒切断机的摆动部件的结构示意图；

图4是本发明多线摇摆硅棒切断机的支撑座的结构示意图；

图5是本发明多线摇摆硅棒切断机的支撑座的隐藏示意图；

图6是本发明多线摇摆硅棒切断机的第二支撑机构的结构示意图；

图7是本发明多线摇摆硅棒切断机的升降机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的一种多线摇摆硅棒切断机包括底座1，升降机构3以及安装在升降机构3上的摇摆切割机构2，收放线机构4，送料机构5和硅棒支撑机构6；底座1两端设有升降机构3，摇摆切割机构2安装在升降机构3上，摇摆切割机构2下方正对着送料机构5，送料机构5上安装硅棒支撑机构6，收放线机构4通过切割线连接摇摆切割机构2。

如图2所示，摇摆切割机构2包括摆动安装件21、摆动部件22、摆动支架23、第一移动部件24和切割轮部件25，所述摆动部件22固定在摆动安装件21上，摆动部件22连接摆动支架23且驱动摆动支架23以摆动部件22为中心往复旋转，第一移动部件24安装在摆动支架23上，第一移动部件24上设有若干切割轮部件25。在切割时摆动部件22驱动摆动支架23摇摆，进一步带动切割线摇摆，在切割时不会出现两端低中间高处成线拱的情况，这样对硅棒的切割效率更高，不必要像传统的切割设备一样必要要等中间高处成线拱切割完成，才能切断，同时每摇摆一次都会对切割面进行修光，提高切割面的光洁度。

如图3所示，摆动部件22包括第一电机221和回转盘222，第一电机221驱动回转盘222往复转；

摆动支架23固定连接回转盘222，摆动支架23底部设有配重块231，利用配重块231便于驱动摆动支架23平稳的进行摆动，不必要完全依赖第一电机221驱动，提高第一电机221的使用寿命。

第一移动部件24包括第一线轨241和第一滑块242，第一滑块242套设在第一线轨241上，第一滑块242上安装切割轮部件25；切割轮部件25包括切割轮支架251、切割轮252和第一锁紧装置253，切割轮支架251固定连接第一滑块242，切割轮252和第一锁紧装置253安装在切割轮支架251上，第一锁紧装置253包括锁紧槽2531和第一锁紧手轮2532，第一锁紧手轮2532均安装在锁紧槽2531内，切割轮支架251上至少设有2个第一锁紧手轮2532。通过移动切割轮部件25，便于调整需要切断硅棒的间距，同时利用第一锁紧手轮2532将切割轮部件25固定在第一线轨241上便于保证切割的精度。

送料机构5包括第二移动部件51和送料支架52，送料支架52安装在第二移动部件51上；通过第二移动部件51驱动送料支架52移动，移动到切割机构下方进行切割而不必要直接将硅棒移动到切割机构下方安装，由于硅棒比较重，这样对硅棒的安装更加方便。

第二移动部件51包括第二电机511、第二线轨512、第二滑块513和带传动装置514，

第二滑块513套设在第二线轨512上，第二电机511驱动带传动装置514，送料支架52连接带传动装置514和第二滑块513；

第二电机511与带传动装置514至少设有2组。

硅棒支撑机构6安装在送料支架52上，硅棒支撑机构6包括第三移动机构61、支撑座62和第二支撑机构63，第二支撑机构63设有2个且安装在第三移动机构61的两端，第三移动机构61上设有若干支撑座62，支撑座62和第二支撑机构63能够在第三移动机构61上移动并锁紧；

第三移动机构61包括第三线轨611以及套设在第三线轨611上的第三滑块612，第三滑块612上安装支撑座62或者第二支撑机构63。通过硅棒支撑机构6中的支撑座62能够适应不规则硅棒且通过第二支撑机构63能够防止两端的硅棒崩断，造成次品。

如图4所示，支撑座62包括固定座621、移动部件622和支撑部件623，固定座621的底部设有移动部件622，支撑部件623设在固定座621的顶部，支撑部件623包括2个对称设置的支撑块625和随动支撑杆624，支撑块625成上端开口的v字形设置在固定座621顶部，随动支撑杆624设有若干，随动支撑杆624设置在2个支撑块625之间。通过上端开口的v字形设置在固定座621顶部的2个支撑块625，便于增加支撑面积，防止硅棒滚动脱落；通过设在支撑块625中间的随动支撑杆624上的两个气缸实现对硅棒的凹凸不平的表面进行支撑且进行固定；通过移动部件622能够调整本发明之间的距离以适应不同的切断间距。

如图5所示，随动支撑杆624包括固定件6241、密封件6242、直线轴承6243、顶杆6244、第一气缸6245、锁紧顶杆6246和第二气缸6247，顶杆6244安装在直线轴承6243内切顶端延伸出固定座621的顶部，第一气缸6245连接顶杆6244的底部，锁紧顶杆6246与顶杆6244移动方向垂直设置，第二气缸6247连接锁紧顶杆6246且驱动锁紧顶杆6246压紧顶杆6244，直线轴承6243通过固定件6241安装在固定座621上，顶杆6244顶部与固定件6241之间设有密封件6242。通过第一气缸6245是顶杆6244便于使顶杆6244顶住硅棒，通过多个随动支撑杆624增加对硅棒的支撑点，能够适应不同凹凸的硅棒表面。

密封件6242为伸缩橡胶套。通过设置伸缩橡胶套防止切削下来的碎屑进入到机构内部，影响使用寿命。

顶杆6244顶端设有弹性材料层。由于多晶硅硅棒的硬度较好但是比较脆，因此通过设置弹性材料层防止顶住硅棒的力太大造成硅棒碎裂。

随动支撑杆624至少设有2个。随动支撑杆624最优设有4个且均匀分布在支撑块625之间。通过设有多个随动支撑杆624增加对硅棒的支撑点，能够适应不同凹凸的硅棒表面。

移动部件622包括旋转手轮6222和锁紧装置6223，旋转手轮6222底部设有齿轮6224与设在切断装置上的齿条啮合，第三滑块612设在固定座621底部且与设在切断装置上的第三线轨611配合，锁紧装置6223能够将固定座621紧固在第三线轨611。利用旋转手轮6222调节两个多线摇摆硅棒切断机5之间的间距以适应不同的切断间距。

在具体实施时，首先，依据需要切断硅棒的距离调整两个多线摇摆硅棒切断机5之间的间距；然后，将整体的硅棒放置到若干多线摇摆硅棒切断机5上，首先硅棒会与上端开口的v字形设置在固定座621顶部的2个支撑块625接触，防止硅棒滚动脱落；进而第一气缸6245驱动顶杆6244上升顶住硅棒，再由第二气缸6247驱动锁紧顶杆6246压紧顶杆6244，进而固定支撑硅棒的位置，增加支撑面的防止硅棒的掉落进而使切断的成品硅棒崩断，造成次品。

如图6所示，第二支撑机构63包括支撑支架631、固定支架632和支撑爪633，支撑支架631固定在第三滑块612上，支撑支架631上设有若干支撑爪633，固定支架632上设有若干支撑爪633，固定支架632可拆卸安装在支撑支架631内。将第二支撑机构63分体设置降低了设备的整体长度，便于加强机器的结构强度。

如图7所示，升降机构3包括第四线轨31、第四滑块32、第三电机33、丝杆34、螺母座35和摇摆切割机构安装件36，第四滑块32套设在第四线轨31上，螺母座35安装在丝杆34上，第三电机33连接丝杆34，摇摆切割机构安装件36固定连接第四滑块32和螺母座35，第四线轨31与硅棒支撑机构6垂直设置。通过第三电机33带动摇摆切割机构2上下移动实现对硅棒的切断。

在具体实施时：首先，将送料机构5驱动硅棒支撑机构6移动到外侧；再将第二支撑机构63的固定支架632拆下，将的支撑爪633内涂上泡沫胶，然后，将整体的硅棒放置到若干多线摇摆硅棒切断机5上，首先硅棒会与上端开口的v字形设置在固定座621顶部的2个支撑块625接触，防止硅棒滚动脱落；进而第一气缸6245驱动顶杆6244上升顶住硅棒，再由第二气缸6247驱动锁紧顶杆6246压紧顶杆6244，进而固定支撑硅棒的位置；将硅棒两端的支撑支架631移动至硅棒两端并贴合硅棒，再将固定支架632安装到支撑支架631内并锁紧；

然后，送料机构5驱动硅棒支撑机构6移动到摇摆切割机构2的正下方；

进一步的，调整切割轮部件25在第一线轨241上的间距，并用第一锁紧手轮2532将切割轮部件25固定在第一线轨241上便于保证切割的精度。

进一步的，将切割线连接好切割轮部件25和收放线机构4；

启动机器，切割线移动，第三电机带动摇摆切割机构2向下上移动至于是位置；第三电机驱动摆动支架23摇摆，进一步带动切割线摇摆，在切割时不会出现两端低中间高处成线拱的情况，这样对硅棒的切割效率更高，不必要像传统的切割设备一样必要要等中间高处成线拱切割完成，才能切断，同时每摇摆一次都会对切割面进行修光，提高切割面的光洁度。

本发明所述的多线摇摆硅棒切断机的有益效果为：本发明能通过摇摆切割机构2在对硅棒进行切割的过程中进行摇摆切割，通过摇摆切割线便于增加对对硅棒的切割效率，同时没摇摆一次都会对切割面进行修光，提高切割面的光洁度；通过送料机构5只需要将硅棒移动到硅棒支撑机构6上，再由送料机构5移动到切割机构下方进行切割，由于硅棒比较重，这样对硅棒的安装更加方便；通过硅棒支撑机构6中的支撑座62能够适应不规则硅棒且通过第二支撑机构63能够防止两端的硅棒崩断，造成次品。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下，还可以做出其它变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。