一种单晶硅开方切割运行机构及单晶硅开方切割机
技术领域
本发明涉及硬质材料切割
技术领域
,特别涉及一种单晶硅开方切割运行机构及单晶硅开方切割机。背景技术
当前技术常采用金刚线对石材、硅晶等脆硬材料进行切割。切割轮系由多个切割轮组成,金刚线为首尾为闭合的环形切割线结构并绕设于切割轮系上的线槽中,切割轮系旋转后驱动金刚线做线性运动。而现有的环形金刚线开方切割机中,通常采用两个切割运行机构,其中切割运行结构只采用两个切割轮以及一条环形金刚线,一次只能切割单晶硅棒的2个面,或者采用有多个多轮系机构对环形金刚线进行弯折排布的切割轮系,实现对单晶硅棒的切割;而现有的切割运行机构中对环形金刚线的弯曲排布,由于单晶硅棒的大小限制,使得造成金刚线在切割轮上弯折角度较大,进而降低金刚线的使用寿命。
发明内容
为此,需要提供一种单晶硅开方切割运行机构及单晶硅开方切割机,解决现有的环形金刚线开方切割机中由于金刚线弯折较大而造成使用寿命降低的问题。
为实现上述目的,发明人提供了一种单晶硅开方切割运行机构,包括切割轮系及切割线,所述切割轮系包括第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组及第二导向轮轮组;
所述第一切割轮组包括第一切割轮及第二切割轮,所述第一切割轮及第二切割轮相向设置;
所述第二切割轮组包括第三切割轮及第四切割轮,所述第三切割轮及第四切割轮相向设置;
所述第一切割轮的切割方向与第三切割轮的切割方向相互垂直;
所述切割线设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组及第二导向轮组之间;
所述第一导向轮组设置在第一切割轮与第三切割轮之间,所述第一导向轮组用于将第一切割线上的切割线引向第三切割轮;
所述第二导向轮组设置在第二切割轮与第四切割轮之间,所述第二导向轮组用于将第二切割线上的切割线引向第四切割轮;
所述切割线分别在第一切割轮及第二切割轮之间以及所述第三切割轮及第四切割轮之间形成相互垂直的切割段。
进一步优化,所述切割轮系为两个,两个切割轮系相对设置,且两个切割轮系的切割段沿着切割方向投影成井字形。
还提供了另一个技术方案:一种单晶硅开方切割机,包括底架、切割工作台架、切割运行机构及切割头机架;
所述切割工作台架设置在底架上,所述切割工作台架用于放置待切割单晶硅棒;
所述切割运行机构包括切割轮系、切割线、固定板、滑动座板及轮系支架;
所述固定板底部设有用于待切割单晶硅棒通过的通孔;
所述固定板连接于滑动座板,所述滑动座板滑动设置在切割头机架上;
所述切割轮系设置在轮系支架上,所述切割轮系包括第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组及第二导向轮组;
所述第一切割轮组包括第一切割轮及第二切割轮,所述第一切割轮及第二切割轮相向设置;
所述第二切割轮组包括第三切割轮及第四切割轮,所述第三切割轮及第四切割轮相向设置;
所述第一切割轮的切割方向与第三切割轮的切割方向相互垂直;
所述切割线设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组及第二导向轮组之间;
所述第一导向轮组设置在第一切割轮与第三切割轮之间,所述第一导向轮组用于将第一切割线上的切割线引向第三切割轮;
所述第二导向轮组设置在第二切割轮与第四切割轮之间,所述第二导向轮组用于将第二切割线上的切割线引向第四切割轮;
所述切割线分别在第一切割轮及第二切割轮之间以及所述第三切割轮及第四切割轮之间在固定板通孔上形成相互垂直的切割段;
所述切割头机架设置在底架上。
进一步优化,所述切割轮系为两个,两个切割轮系相对设置,且两个切割轮系的切割段沿着切割方向投影成井字形。
进一步优化,所述切割头机架包括运行支架及驱动机构;
所述滑动座板滑动设置在运行支架上;
所述驱动机构设置在滑动座板及运行支架之间,所述驱动机构用于驱动滑动座板沿着运行支架上下运动。
进一步优化,所述驱动机构包括传动丝杆及驱动电机;
所述驱动电机设置在运行支架上,所述驱动电机与传动丝杆传动连接,所述驱动电机用于带动传动丝杆转动;
所述滑动座板上设有导向孔,所述滑动座板上导向孔与传动丝杆螺纹连接。
进一步优化,所述驱动电机通过减速机传动连接于传动丝杆。
进一步优化,所述运行支架的两侧设有导轨;
所述滑动座板的两侧设有滑块,所述滑动座板通过滑块滑动设置在运行支架的导轨上。
进一步优化,还包括张紧机构,所述第一导向轮组或第二导向轮组中的一个导向轮为张紧轮;
所述张紧机构与张紧轮传动连接,用于张紧切割线。
进一步优化,所述第一切割轮、第二切割轮、第三切割轮及第四切割轮中的一个为驱动轮。
区别于现有技术,上述技术方案,通过将切割线设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组及第二导向轮组之间,分别在第一切割轮组上及第二切割轮组上形成相互垂直的切割段,用于对单晶硅棒进行切割,而由于第一切割轮及第二切割轮相对设置、第三切割轮及第四切割轮相向设置以及第一切割轮的切割方向与第三切割轮的切割方向相互垂直,使得第一切割轮与第三切割轮之间的距离以及第二切割轮与第四切割轮之间的距离不会受到单晶硅棒的大小而影响,再通过第一导向轮组对第一切割轮与第三切割轮之间的切割线的导向以及第二导向轮组对第二切割轮与第四切割轮之间的切割线的导向,减少金刚切割线的弯折角度,避免切割线长时间处于较大弯曲角度的情况下进行工作,提高切割线的使用寿命。
附图说明
图1为
具体实施方式
所述单晶硅开方切割运行机构的一种结构示意图;
图2为具体实施方式所述单晶硅开方切割运行机构的另一种结构示意图;
图3为具体实施方式所述单晶硅开方切割机的一种结构示意图;
图4为具体实施方式所述单晶硅开方切割机的另一种结构示意图;
图5为具体实施方式所述单晶硅开方切割机的另一种结构示意图;
图6为具体实施方式所述切割运行机构的一种结构示意图;
图7为具体实施方式所述切割运行机构的另一种结构示意图。
附图标记说明:
100、切割运行机构;
111、第一切割轮,112、第二切割轮,113、第三切割轮,114、第四切割轮;
121、第一导向轮组,122、第二导向轮组;
130、切割线,131、切割段;
140、固定板,141、通孔;
150、滑动座板,151、滑块,152、导向孔;
160、轮系支架;
200、底架、
300、切割工作台架;
400、切割头机架;
410、运行支架,411、导轨;
420、驱动机构,421、驱动电机,422、传动丝杆,423、减速机。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1-2,本实施例提供了一种单晶硅开方切割运行机构,包括切割轮系及切割线130,所述切割轮系包括第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122;
所述第一切割轮组包括第一切割轮111及第二切割轮112,所述第一切割轮111及第二切割轮112相向设置;
所述第二切割轮组包括第三切割轮113及第四切割轮114,所述第三切割轮113及第四切割轮114相向设置;
所述第一切割轮111的切割方向与第三切割轮113的切割方向相互垂直;
所述切割线130设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122之间;
所述第一导向轮组121设置在第一切割轮111与第三切割轮113之间,所述第一导向轮组121用于将第一切割线130上的切割线130引向第三切割轮113;
所述第二导向轮组122设置在第二切割轮112与第四切割轮114之间,所述第二导向轮组122用于将第二切割线130上的切割线130引向第四切割轮114;
所述切割线130分别在第一切割轮111及第二切割轮112之间以及所述第三切割轮113及第四切割轮114之间形成相互垂直的切割段131。
通过将切割线130设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122之间,分别在第一切割轮组的第一切割轮111及第二切割轮112之间形成切割段131及第二切割轮组上的第三切割轮113及第四切割轮114之间切割段131,其中第一切割轮组上的切割段131与第二切割轮组上的切割段131相互垂直,可以同时对单晶硅棒的两面进行切割形成直角边,而由于第一切割轮111及第二切割轮112相对设置、第三切割轮113及第四切割轮114相向设置以及第一切割轮111的切割方向与第三切割轮113的切割方向相互垂直,使得第一切割轮111与第二切割轮112之间的距离、第一切割轮111与第三切割轮113之间的距离、第三切割轮113与第四切割轮114之间的距离以及第二切割轮112与第四切割轮114之间的距离不会受到单晶硅棒的大小而影响,再通过第一导向轮组121对第一切割轮111与第三切割轮113之间的切割线130的导向以及第二导向轮组122对第二切割轮112与第四切割轮114之间的切割线130的导向,减少金刚切割线130的弯折角度,避免切割线130长时间处于较大弯曲角度的情况下进行工作,提高切割线130的使用寿命。
在本实施例中,第一导向轮组121及第二导向轮组122分别由两个导向轮组成,在其实施例中,第一导向轮组121及第二导向轮组122可以由三个或者三个以上的导向轮组组成。
在本实施例中,为了便于为切割线提供张紧力,还包括张紧机构,所述第一导向轮组121或第二导向轮组122中的一个导向轮为张紧轮;所述张紧机构与张紧轮传动连接,用于张紧切割线。通过将第一导向轮组121或者第二导向轮组122中的一个导向轮为张紧轮,通过张紧机构及张紧轮为切割线提供张紧力,便于切割线对单晶硅棒进行切割。在其他实施例中,也可以不采用第一导向轮组121或者第二导向轮组122作为张紧轮,而采用张紧轮机构为切割线提供张紧力,其中,张紧轮机构包括张紧轮及张紧机构,张紧轮与张紧机构传动连接,张紧轮机构用于带动张紧轮移动以张紧切割线。其中,张紧机构可以为伺服电机、气缸、油缸或者重锤组件,以伺服电机为例,所述张紧机构可以为偏心张紧电机,所述张紧轮可旋转地套设于偏心张紧电机的偏心轴上。以重锤组件为例,所述张紧机构包括张紧臂和重锤,所述张紧臂的中部铰接,所述张紧轮和重锤分别设于张紧臂的两端,所述张紧轮轴向设有旋转轴,所述旋转轴通过轴承可旋转地设于张紧臂的端部。
在本实施例中,为了提高且切割结构对单晶硅棒的切割效率,所述切割轮系为两个,两个切割轮系相对设置,且两个切割轮系的切割段131沿着切割方向投影成井字形。
通过将切割轮系设置为两个,而两个切割轮系相对设置使得两个切割轮子的切割轮沿着切割方向投用形成井字形,可以同时实现对单晶硅棒的四面进行同时切割,提高单晶硅棒的切割效率。
其中,所述第一切割轮111、第二切割轮112、第三切割轮113及第四切割轮114中的一个为驱动轮;当第一切割轮111、第二切割轮112、第三切割轮113及第四切割轮114中的一个作为驱动轮,则其他切割轮作为从动轮,通过切割线130,驱动轮带动从动轮转动;进而驱动切割线130进行转动,进而实现切割线130对单晶硅棒的切割;其中,本实施例中,切割轮系为两个,可将其中的一个切割轮系中的第一切割轮111作为驱动轮,将另一个切割轮系的第二切割轮112作为驱动轮,该两个驱动轮进行同轴设置,通过同一电机进行驱动该两个驱动轮;在其他实施例中,也可以将两个切割轮系中的其他切割轮进行同轴设置作为驱动轮通过同一电机进行驱动,也可以分别通过两个电机进行驱动两个切割轮系中的驱动轮,而当通过两个电机进行驱动两个切割轮系中的驱动轮时,两个切割轮中的驱动轮可以为两个切割轮中同轴设置的两个切割轮,也可以为两个切割轮中不同轴设置的两个切割轮。在其他实施例中,也可以将第一导向轮组或者第二导向轮组中的一个导向轮作为驱动轮。
在另一个实施例中,一种单晶硅开方切割机,包括底架200、切割工作台架300、切割运行机构100及切割头机架400;
所述切割工作台架300设置在底架200上,所述切割工作台架300用于放置待切割单晶硅棒;
所述切割运行机构100包括切割轮系、切割线130、固定板140、滑动座板150及轮系支架160;
所述固定板140底部设有用于待切割单晶硅棒通过的通孔141;
所述固定板140连接于滑动座板150,所述滑动座板150滑动设置在切割头机架400上;
所述切割轮系设置在轮系支架160上,所述切割轮系包括第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122;
所述第一切割轮组包括第一切割轮111及第二切割轮112,所述第一切割轮111及第二切割轮112相向设置;
所述第二切割轮组包括第三切割轮113及第四切割轮114,所述第三切割轮113及第四切割轮114相向设置;
所述第一切割轮111的切割方向与第三切割轮113的切割方向相互垂直;
所述切割线130设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122之间;
所述第一导向轮组121设置在第一切割轮111与第三切割轮113之间,所述第一导向轮组121用于将第一切割线130上的切割线130引向第三切割轮113;
所述第二导向轮组122设置在第二切割轮112与第四切割轮114之间,所述第二导向轮组122用于将第二切割线130上的切割线130引向第四切割轮114;
所述切割线130分别在第一切割轮111及第二切割轮112之间以及所述第三切割轮113及第四切割轮114之间在固定板140通孔141上形成相互垂直的切割段131;
所述切割头机架400设置在底架200上。
当需要对待切割单晶硅棒进行切割时,将待切割单晶硅棒固定在底架200上的切割工作台上,而切割轮系通过轮系支架160安装在固定板140上,固定板140通过滑动底座滑动安装在切割头机架400上,使得切割运行机构100可以沿着切割头机架400进行运动,对对待切割单晶硅棒进行切割时,通过让切割运行机构100对着待切割单晶硅棒运动,待切割单晶硅棒穿过固定板140底部上的通孔141后,且切割运行机构100上的切割线130对待切割单晶硅棒进行切割;而在切割运行机构100中,通过将切割线130设置在第一切割轮组、第二切割轮组、第一导向轮组121及第二导向轮组122之间,分别在第一切割轮组上及第二切割轮组上形成相互垂直的切割段131,用于对单晶硅棒进行切割,而由于第一切割轮111及第二切割轮112相对设置、第三切割轮113及第四切割轮114相向设置以及第一切割轮111的切割方向与第三切割轮113的切割方向相互垂直,使得第一切割轮111与第三切割轮113之间的距离以及第二切割轮112与第四切割轮114之间的距离不会受到单晶硅棒的大小而影响,再通过第一导向轮组121对第一切割轮111与第三切割轮113之间的切割线130的导向以及第二导向轮组122对第二切割轮112与第四切割轮114之间的切割线130的导向,减少金刚切割线130的弯折角度,避免切割线130长时间处于较大弯曲角度的情况下进行工作,提高切割线130的使用寿命。其中,切割轮系中,第一导向轮组121和第二导向轮组122平行设置,第一导向轮组121设置在第一切割轮111及第三切割轮113上方,第二导向轮组122设置在第二切割轮112及第四切割轮114上方,在面向切割面的投影方向上,第一导向轮组121及第二导向轮的投影交错于第一切割轮组及第二切割轮组,其中,第一导向轮组121与第一切割轮111及第三切割轮113的交错角度为45°,第二导向轮组122与第二切割轮112及第四切割轮114的交错角度为45°,第一导向轮组121沿其最大轮廓且平行于切割面的最外侧轮槽截面中心分别与下方第一切割轮111及第三切割轮113沿其最大轮廓且平行于切割面的最外侧轮槽截面中心,在投影于切割面的方向上重合;第二导向轮组122沿其最大轮廓且平行于切割面的最外侧轮槽截面中心分别与下方第二切割轮112及第四切割轮114沿其最大轮廓且平行于切割面的最外侧轮槽截面中心,在投影于切割面的方向上重合。
在本实施例中,第一导向轮组121及第二导向轮组122分别由两个导向轮组成,在其实施例中,第一导向轮组121及第二导向轮组122可以由三个或者三个以上的导向轮组组成。
在本实施例中,为了便于为切割线提供张紧力,还包括张紧机构,所述第一导向轮组121或第二导向轮组122中的一个导向轮为张紧轮;所述张紧机构与张紧轮传动连接,用于张紧切割线。通过将第一导向轮组121或者第二导向轮组122中的一个导向轮为张紧轮,通过张紧机构及张紧轮为切割线提供张紧力,便于切割线对单晶硅棒进行切割。在其他实施例中,也可以不采用第一导向轮组121或者第二导向轮组122作为张紧轮,而采用张紧轮机构为切割线提供张紧力,其中,张紧轮机构包括张紧轮及张紧机构,张紧轮与张紧机构传动连接,张紧轮机构用于带动张紧轮移动以张紧切割线。其中,张紧机构可以为伺服电机、气缸、油缸或者重锤组件,以伺服电机为例,所述张紧机构可以为偏心张紧电机,所述张紧轮可旋转地套设于偏心张紧电机的偏心轴上。以重锤组件为例,所述张紧机构包括张紧臂和重锤,所述张紧臂的中部铰接,所述张紧轮和重锤分别设于张紧臂的两端,所述张紧轮轴向设有旋转轴,所述旋转轴通过轴承可旋转地设于张紧臂的端部。
其中,所述第一切割轮111、第二切割轮112、第三切割轮113及第四切割轮114中的一个为驱动轮;当第一切割轮111、第二切割轮112、第三切割轮113及第四切割轮114中的一个作为驱动轮,则其他切割轮作为从动轮,通过切割线130,驱动轮带动从动轮转动;进而驱动切割线130进行转动,进而实现切割线130对单晶硅棒的切割;其中,本实施例中,切割轮系为两个,可将其中的一个切割轮系中的第一切割轮111作为驱动轮,将另一个切割轮系的第二切割轮112作为驱动轮,该两个驱动轮进行同轴设置,通过同一电机进行驱动该两个驱动轮;在其他实施例中,也可以将两个切割轮系中的其他切割轮进行同轴设置作为驱动轮通过同一电机进行驱动,也可以分别通过两个电机进行驱动两个切割轮系中的驱动轮,而当通过两个电机进行驱动两个切割轮系中的驱动轮时,两个切割轮中的驱动轮可以为两个切割轮中同轴设置的两个切割轮,也可以为两个切割轮中不同轴设置的两个切割轮。在其他实施例中,也可以将第一导向轮组或者第二导向轮组中的一个导向轮作为驱动轮。
在本实施例中,为了提高且切割结构对单晶硅棒的切割效率,所述切割轮系为两个,两个切割轮系相对设置,且两个切割轮系的切割段131沿着切割方向投影成井字形。
通过将切割轮系设置为两个,而两个切割轮系相对设置使得两个切割轮子的切割轮沿着切割方向投用形成井字形,可以同时实现对单晶硅棒的四面进行同时切割,提高单晶硅棒的切割效率。
其中,所述切割头机架400包括运行支架410及驱动机构420;
所述滑动座板150滑动设置在运行支架410上;
所述驱动机构420设置在滑动座板150及运行支架410之间,所述驱动机构420用于驱动滑动座板150沿着运行支架410上下运动。
通过在切割头机架400上设置运行支架410及驱动机构420,通过驱动机构420进行缺东滑动座板150沿着运行支架410进行运行,进而带动切割运行机构100对待检测单晶硅棒进行切割,提高待切割单晶硅棒的切割效率及稳定性。其中,所述驱动机构420包括传动丝杆422及驱动电机421;所述驱动电机421设置在运行支架410上,所述驱动电机421与传动丝杆422传动连接,所述驱动电机421用于带动传动丝杆422转动;所述滑动座板150上设有导向孔152,所述滑动座板150上导向孔152与传动丝杆422螺纹连接。驱动机构420通过驱动电机421带动传动丝杆422进行转动,而通过传动丝杆422与滑动座板150上的导向孔152的螺纹连接,随着传动丝杆422转动时,切割运行机构100可以沿着运行支架410进行运动,进而实现切割运行机构100对待切割单晶硅棒的切割。其中,为了保证传动丝杆422能够稳速转动,所述驱动电机421通过减速机423传动连接于传动丝杆422。在其他实施例中,驱动机构420也可以通过其他方式进行带动切割运行机构100进行运动,如通过电动推杆的方式带动切割运行机构100运动,将切割运行机构100设置在电动推杆的一端,随着电动推杆上推杆的伸缩进而带动切割运行机构100的运行。其中,所述运行支架410的两侧设有导轨411;所述滑动座板150的两侧设有滑块151,所述滑动座板150通过滑块151滑动设置在运行支架410的导轨411上。滑动座板150通过滑块151滑动设置在运行支架410的导轨411上,使得切割运行机构100可以沿着运行支架410上的导轨411进行运动,保证切割运行机构100的稳定性。
需要说明的是,尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述,但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此,基于本发明的创新理念,对本文所述实施例进行的变更和修改,或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域,均包括在本发明专利的保护范围之内。
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