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原文传递一种单晶硅棒切片装置及方法

专利名称：	一种单晶硅棒切片装置及方法
摘要：	本发明公开了一种单晶硅棒切片装置及方法，涉及单晶硅棒切片装置技术领域，解决了切片吸盘上的切片被拿取后二次定位操作麻烦、且耗时较长，导致单晶硅棒的切片时间增加、效率降低的问题。一种单晶硅棒切片装置及方法，包括基座，所述基座的上方设置有单晶硅棒夹具，所述单晶硅棒夹具与基座的设置有单晶硅棒切片定位夹持机构，所述单晶硅棒夹具的一侧设置有支撑座。本发明可以在对单晶硅棒进行切片的同时，从单晶硅棒的端部对单晶硅棒进行夹持，并对单晶硅棒被切下的切片记性吸附夹持，并在切片工具复位时将被切下的切片与单晶硅棒进行分离，无需人工进行拿取，且在再次切割过程中无需将切片夹取进行二次定位。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	山西糖包科技有限公司
发明人：	李雨萍;王龙
专利状态：	有效
申请日期：	2023-10-08T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311288045.9
公开号：	CN117087022A
分类号：	B28D5/04;B28D7/04;B28D7/00;B24B27/06;B24B41/06;B;B28;B24;B28D;B24B;B28D5;B28D7;B24B27;B24B41;B28D5/04;B28D7/04;B28D7/00;B24B27/06;B24B41/06
申请人地址：	030000 山西省太原市小店区龙城北街君泰中央公园9-2-1304
主权项：	1.一种单晶硅棒切片装置，包括基座(1)，其特征在于：所述基座(1)的上方设置有单晶硅棒夹具(2)，所述单晶硅棒夹具(2)与基座(1)的设置有单晶硅棒切片定位夹持机构(5)，所述单晶硅棒夹具(2)的一侧设置有支撑座(3)，所述支撑座(3)的上方设置有转动切片机构(4)；所述单晶硅棒切片定位夹持机构(5)包括切片吸附吸盘(501)、支撑连杆(502)、调节螺杆(503)、内螺纹套管(504)、传动齿轮环(505)、传动锥齿轮(506)、驱动锥齿轮(507)、同步轴杆(508)、同步锥齿轮(509)、转换锥齿轮(510)、同步齿轮(511)、内螺纹套管齿轮(512)、缓冲杆(513)、抽气气管(514)、第一永磁体(515)、第一电磁铁(516)和缓冲弹簧(517)，所述支撑连杆(502)的一端插接在基座(1)内部另一端位于基座(1)外部，所述切片吸附吸盘(501)安装在缓冲杆(513)的一端上且缓冲杆(513)的另一端插接在支撑连杆(502)的外端中，所述抽气气管(514)一端与气泵连接另一端插接在缓冲杆(513)中且与切片吸附吸盘(501)连通，所述调节螺杆(503)、内螺纹套管(504)、传动齿轮环(505)、传动锥齿轮(506)、驱动锥齿轮(507)、同步轴杆(508)、同步锥齿轮(509)、转换锥齿轮(510)、同步齿轮(511)、内螺纹套管齿轮(512)均安装在基座(1)的内部；所述传动齿轮环(505)的两侧均设置有定位环且定位环卡接在基座(1)内壁中，所述调节螺杆(503)的一端与支撑连杆(502)插接在基座(1)内部的端部连接，所述内螺纹套管(504)套在调节螺杆(503)且两端与基座(1)之间通过滚珠轴承连接，所述内螺纹套管齿轮(512)固定在内螺纹套管(504)的外侧且与同步齿轮(511)将传动齿轮环(505)夹持在中间，所述支撑连杆(502)和传动齿轮环(505)、传动齿轮环(505)和同步齿轮(511)均保持啮合，所述转换锥齿轮(510)和同步齿轮(511)同轴且转换锥齿轮(510)与同步锥齿轮(509)保持啮合，所述同步锥齿轮(509)和传动锥齿轮(506)分别安装在同步轴杆(508)的两端端部且传动锥齿轮(506)与驱动锥齿轮(507)保持啮合；所述转动切片机构(4)包括驱动电机(401)、旋转板(402)、切片电机(403)、连接轴杆(404)、驱动齿轮(405)、旋转齿轮(406)、支撑轴杆(407)，所述驱动电机(401)安装在支撑座(3)的顶端且输出轴端与连接轴杆(404)连接，所述连接轴杆(404)的另一端插接在基座(1)内部且与支撑轴杆(407)固定，所述驱动齿轮(405)固定在连接轴杆(404)与驱动电机(401)连接的端部外侧且与旋转齿轮(406)保持啮合，所述旋转齿轮(406)的中间贯穿设置有支撑轴杆(407)，所述支撑轴杆(407)的一端贯穿旋转板(402)的一端且插接在基座(1)内部。 2.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述传动齿轮环(505)的内外侧均设置有传动齿，所述传动齿轮环(505)内侧的传动齿只占据传动齿轮环(505)内侧表面的一半，所述同步齿轮(511)的中间贯穿设置有支撑轴销，所述支撑轴销的一端插接在基座(1)内壁中另一端与转换锥齿轮(510)固定连接。 3.根据权利要求2所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述切片吸附吸盘(5硅棒切片收集机构(10))的正下方安装有硅棒切片收集机构(10)，所述硅棒切片收集机构(10)包括切片收集筒(1001)，所述切片收集筒(1001)固定在基座(1)表面，所述切片收集筒(1001)的中间设有切片收集仓(1002)，所述切片收集仓(1002)的内部填充有水，所述切片收集仓(1002)的内壁上开设有四个对称分布的收缩槽(1009)，所述收缩槽(1009)的内部固定有第三电磁铁(1010)，所述收缩槽(1009)的内侧滑动设有缓冲橡胶块(1008)，所述缓冲橡胶块(1008)位于收缩槽(1009)中的端部固定有第三永磁体(1011)，所述第三永磁体(1011)与第三电磁铁(1010)之间磁性吸附，所述第三电磁铁(1010)与缓冲橡胶块(1008)的中间设有弹簧片(1012)，所述切片收集仓(1002)的顶端外侧插接有倾斜设置的切片收集导向板(1003)，所述切片收集导向板(1003)的顶端活动安装有旋转导向板(1004)，所述旋转导向板(1004)靠近切片收集导向板(1003)的端部中间固定有旋转转轴，所述旋转转轴从切片收集导向板(1003)的顶端贯穿而过，所述切片收集导向板(1003)的顶端底面固定有吸附固定板(1005)，所述吸附固定板(1005)的上表面镶嵌有第二电磁铁(1006)，所述旋转导向板(1004)的底端镶嵌有第二永磁体(1007)，所述第二电磁铁(1006)与第二永磁体(1007)磁性连接。 4.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述内螺纹套管(504)的两端中间贯穿设置有插接孔，所述调节螺杆(503)从插接孔中间穿过且一端与支撑连杆(502)固定，所述插接孔的内部上设置有与调节螺杆(503)外表面旋向相同且啮合的螺纹，所述内螺纹套管(504)与调节螺杆(503)之间通过螺纹传动，所述支撑连杆(502)与调节螺杆(503)连接的端部底面设置有固定块，所述固定块的一侧设置有导向杆，所述导向杆与调节螺杆(503)保持平行且长度一致。 5.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述旋转板(402)的一侧表面设置有四个对称分布的传动轮(409)，其中两个传动轮(409)的中间设置有驱动轮(408)，四个所述传动轮(409)和驱动轮(408)的外侧缠绕有切片绳索(410)所述旋转板(402)的另一端设置有切片电机(403)，所述切片电机(403)的输出轴端贯穿旋转板(402)和驱动轮(408)且与驱动轮(408)通过固定销连接。 6.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述旋转板(402)与单晶硅棒夹具(2)的中间设置有单晶硅棒端部稳定辅助机构(9)，所述单晶硅棒端部稳定辅助机构(9)包括固定支撑座(901)，所述固定支撑座(901)的内部设置有第一辅助齿轮(910)，所述第一辅助齿轮(910)的两侧均设置有和其啮合的第二辅助齿轮(911)，第一辅助齿轮(910)的中间贯穿设置有辅助传动转轴(905)且辅助传动转轴(905)的一端位于固定支撑座(901)的外部，所述辅助传动转轴(905)的外端固定设置有第二辅助皮带轮辅助(904)，所述第二辅助皮带轮辅助(904)的外侧套有辅助皮带(903)且辅助皮带(903)远离第二辅助皮带轮辅助(904)的端部呢岑设置有第一辅助皮带轮(902)，所述第一辅助皮带轮(902)固定在贯穿47贯穿46的端部，所述固定支撑座(901)的上方设置有两个收纳杆(907)，所述收纳杆(907)的一端活动设置有缓冲杆(908)，所述缓冲杆(908)的另一端固定设置有辅助夹持组件(909)，所述收纳杆(907)的另一端底面设置有L形传动杆(906)，所述L形传动杆(906)的底端与固定支撑座(901)滑动连接且表面设置有第二辅助齿轮(911)啮合的传动齿。 7.根据权利要求6所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述辅助夹持组件(909)包括调节夹持连杆(9091)，所述调节夹持连杆(9091)的一端插接在缓冲杆(908)中且与缓冲杆(908)的中间设置有弹簧，所述调节夹持连杆(9091)的上下方均设置有辅助夹持臂杆(9092)且辅助夹持臂杆(9092)的一端与连接圆柱销(9098)通过旋转销连接，两个所述辅助夹持臂杆(9092)的两侧表面均固定有圆柱凸起，两个所述辅助夹持臂杆(9092)的两侧均设置有夹持拉簧(9094)且夹持拉簧(9094)的两端均勾在圆柱凸起上，所述调节夹持连杆(9091)和辅助夹持臂杆(9092)远离缓冲杆(908)的端部中间活动卡接有定位夹持滑落(9093)，所述辅助夹持臂杆(9092)的一端中间贯穿设置有定位连接卡槽(9096)且定位连接卡槽(9096)的中间穿插有调节支撑连杆(9095)，所述调节支撑连杆(9095)的一端与调节夹持连杆(9091)活动连接，所述调节支撑连杆(9095)位于定位连接卡槽(9096)中的端部两侧贯穿设置有导向调节滑槽(9097)，所述导向调节滑槽(9097)的中间穿插有连接圆柱销(9098)且连接圆柱销(9098)的两端均固定在定位连接卡槽(9096)的内壁上。 8.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述缓冲杆(513)插接在支撑连杆(502)内部的端部设置有第一永磁体(515)，所述支撑连杆(502)的内部设置有缓冲弹簧(517)，所述第一永磁体(515)和缓冲弹簧(517)的外侧设置有第一电磁铁(516)。 9.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒切片装置，其特征在于：所述单晶硅棒夹具(2)的内壁上设置有两个对称分布的安装卡槽(8)，所述单晶硅棒夹具(2)的对内部设置有硅棒进给组件(6)，所述硅棒进给组件(6)包括装夹块(601)、推板(602)、进给棒(603)、收紧拉杆(604)、连接拉杆(605)、收纳拉杆(606)、复位弹簧(607)和导向柱(608)，两个所述收纳拉杆(606)固定在推板(602)的外侧且推板(602)的一端端面设置有进给推杆(7)，所述进给推杆(7)的活动端部贯穿单晶硅棒夹具(2)与推板(602)固定连接，所述连接拉杆(605)的一端插接在收纳拉杆(606)的一端端部另一端与收紧拉杆(604)进行连接，所述装夹块(601)安装在安装卡槽(8)中且固定在收紧拉杆(604)的另一端，所述收纳拉杆(606)的内部设置有导向柱(608)，所述导向柱(608)的一端插接在连接拉杆(605)中且与连接拉杆(605)的中间设置有复位弹簧(607)。 10.根据权利要求1-9中的任意一项中所述的一种单晶硅棒切片装置的切片方法，其特征在于：所述切片方法包括以下步骤： (A)首先将待切片处理的单晶硅棒安装在单晶硅棒夹具(2)上并进行固定，然后接通装置电源，电源接通后启动驱动电机(401)和切片电机(403),切片电机(403)在通电后会带动驱动轮(408)进行旋转，而驱动轮(408)旋转后会带动切片绳索(410)在传动轮(409)和驱动轮(408)的外侧进行高速传动，高速传动中的切片绳索(410)具有更好的裁切能力，可以对被固定的单晶硅棒进行切片处理； (B)随后驱动电机(401)启动带动连接轴杆(404)和驱动齿轮(405)进行旋转，驱动齿轮(405)在旋转时会带动和其啮合的旋转齿轮(406)转动，而旋转齿轮(406)在转动时会带动支撑轴杆(407)进行旋转，而支撑轴杆(407)在旋转时会带动旋转板(402)围绕支撑轴杆(407)的轴线做圆周运动，使得旋转板(402)上高速传动的切片绳索(410)逐渐向单晶硅棒端部靠近； (C)在支撑轴杆(407)带动旋转板(402)做圆周运动的同时，连接轴杆(404)会带动驱动锥齿轮(507)同步进行旋转，而驱动锥齿轮(507)在旋转时会带动和其啮合的传动锥齿轮(506)转动，并且使得与传动锥齿轮(506)固定在同一个同步轴杆(508)上的同步锥齿轮(509)进行旋转，在同步锥齿轮(509)旋转时会带动和其啮合的转换锥齿轮(510)进行转动并使得同步齿轮(511)同步转动，此时转换锥齿轮(510)会带动和其啮合的传动齿轮环(505)进行转动； (D)传动齿轮环(505)在同步齿轮(511)的驱动下围绕自身轴线进行旋转时会通过其内表面传动齿带动和其啮合的内螺纹套管齿轮(512)进行转动，内螺纹套管齿轮(512)在转动时会带动内螺纹套管(504)同步围绕调节螺杆(503)的轴线进行旋转，这时调节螺杆(503)会由于内螺纹套管(504)和调节螺杆(503)之间的螺纹传动而沿着内螺纹套管(504)的轴线方向进行移动，调节螺杆(503)会推动支撑连杆(502)和切片吸附吸盘(501)向单晶硅棒端部靠近； (E)直至切片吸附吸盘(501)贴合在单晶硅棒的端面且缓冲杆(513)的端部进入支撑连杆(502)内部，此时第一电磁铁(516)会被压缩，同时抽气气管(514)通过气泵将切片吸附吸盘(501)与单晶硅棒端面中间的空气进行抽取，使得切片吸附吸盘(501)紧紧吸附在单晶硅棒的端面上； (F)在切片绳索(410)与单晶硅棒端部接触时，此时传动齿轮环(505)内表面的传动齿会刚好与内螺纹套管齿轮(512)进行分离，传动齿轮环(505)继续旋转而内螺纹套管齿轮(512)不会出现转动，同时切片吸附吸盘(501)对单晶硅棒端面的压力不会继续增加，直至切片绳索(410)穿过单晶硅棒端部对单晶硅棒完成切片，切片后缓冲弹簧(517)通电会第一电磁铁(516)进行吸附，使得缓冲杆(513)收纳进入支撑连杆(502)中并且将切片吸附吸盘(501)和切片吸附吸盘(501)上吸附的切片与单晶硅棒进行分离。
所属类别：	发明专利