[實用新型]一種全自動單晶硅棒切方磨削復合加工一體設備

有效

• 申請號: 201420108359.6
• 申請日: 2014-03-11
• 公開（公告）號: CN203818351U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 葉欣;朱亮;沈文杰;陳明杰;周建燦;石剛;孫明;楊奎;董熔成
• 申請（專利權）人: 浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: B28D5/02
• 分類號: B28D5/02;B28D7/02;B28D7/04;B24B25/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本實用新型屬于單晶硅棒加工設備領域，具體涉及一種全自動單晶硅棒切方磨削復合加工一體設備。

背景技術

硅單晶材料是最重要的光伏發電原材料，近年來隨著光伏行業突飛猛進地擴張，硅單晶的產能持續增加。制備硅單晶的常用方法包括直拉法、區熔法等方法，采用此類方法制備的單晶硅均成圓柱型的晶棒。制備出來的整根單晶硅棒，首先需要進行截斷工序，將過長的晶棒切斷成一定長度方便加工的小段晶棒；接著，硅棒還需進行切方工序，將圓柱型晶棒切成方型且帶有部分圓弧的方棒；方棒加工完成后，還需進一步對圓弧和方型表面進行磨削加工，生產出具有一定尺寸精度和表面粗糙度的硅棒；最后，再將加工好的硅棒送入專門的線切片機，加工出可用于電池片生產的硅片。

目前，國內外針對硅棒的切方、邊角磨削和平面磨削的加工過程通常是單獨的三道工序，需在三種不同的設備間流轉以完成整個加工過程。實際操作時，通常先采用線開方機對25根單晶硅棒同時進行開方操作后，再將開方后的硅棒單獨由外圓磨床進行圓角磨削，最后再送入平面磨床進行表面磨削。整個加工過程需要三種不同功能的設備配合，而且硅棒需頻繁地在設備間進行搬運和裝夾定位操作。硅棒的搬運、夾裝，即帶來了定位誤差又增加了物流的工作，而且三種設備的加工精度都會影響加工過程。通常操作時為保證磨削時具備足夠的加工余量，在切方時設置較大正向尺寸偏差，這樣既浪費硅棒材料又增加了磨削加工的工作量，使得整個加工過程效率低、耗時長。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提供一種全自動單晶硅棒切方磨削復合加工一體設備。

為解決技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種全自動單晶硅棒切方磨削復合加工一體設備，包括底架、切方動力頭驅動組件、磨削動力頭驅動組件、外罩單元、邊皮輸送機構、尺寸檢測單元、晶向檢測單元、切磨工作臺和機械手及儲料臺組件；

所述底架中部設有兩根平行的主導軌，所述切磨工作臺安裝于兩根主導軌上，并由設置在底架上的主驅動電機通過底架上的主絲桿進行驅動，使其能沿著主導軌移動；

所述底架兩側有四個延伸平臺，每側各兩個；所述切方動力頭驅動組件和磨削動力頭驅動組件安裝在底架延伸平臺上；所述切方動力頭驅動組件包括兩個切方動力頭，所述磨削動力頭驅動組件包括兩個粗磨動力頭、兩個精磨動力頭；所述機械手及儲料臺組件、晶向檢測單元、尺寸檢測單元、切方動力頭安裝于底架側面；所述邊皮傳輸機構安裝于底架端部，所述外罩單元安裝于底架上端。

本實用新型中，所述底架的主導軌上安裝有兩個切磨工作臺，所述兩個切磨工作臺上包括尾座、底板、氣缸、對刀傳感器、基準塊、頭座和分度直驅電機；所述主驅動電機驅動主絲桿，從而驅動切磨工作臺進給，在兩根對稱安裝的主導軌導向下，平穩并精確地運動于底架上各工位之間；

所述用于夾緊晶棒的尾座和頭座分別安裝于切磨工作臺底板的兩端，且底板內設有氣缸；尾座在氣缸的驅動下沿著底板向頭座離開或靠攏移動，從而實現松緊晶棒；

頭座一端設有對刀傳感器和基準塊，用于晶棒加工前做為測量基準；其另一端設有分度直驅電機；

頭座和尾座的回轉中心位于同一高度，且在晶棒夾緊時，分度直驅電機通過高精度分度控制控制晶棒旋轉并停止于所需的角度位置。

本實用新型中，所述切方動力頭包括切方變頻電機、切方支撐框架、切方刀盤安裝座和盤狀銑刀，兩個切方動力頭分別通過其各自切方刀盤安裝座固定于底架；所述切方變頻電機驅動盤狀銑刀旋轉，盤狀銑刀外圈上鑲嵌有金剛石顆粒，用于晶棒切方工序；

本實用新型中，所述粗磨動力頭包括粗磨變頻電機、粗磨支撐框架、粗磨砂輪安裝座和粗磨杯型砂輪，兩個粗磨動力頭分別通過各自的粗磨砂輪安裝座固定于底架；所述粗磨變頻電機驅動粗磨杯型砂輪旋轉，所述粗磨杯型砂輪的顆粒度為100～200目，用于晶棒粗磨工序。

本實用新型中，所述精磨動力頭包括精磨變頻電機、精磨支撐框架、精磨砂輪安裝座和精磨杯型砂輪，兩個精磨動力頭分別通過各自精磨砂輪安裝座固定于底架；所述精磨變頻電機驅動精磨杯型砂輪旋轉，所述精磨杯型砂輪的顆粒度為400～600目，用于晶棒精磨工序。

本實用新型中，所述機械手及儲料臺組件包括機械手部件和儲料臺部件，所述機械手部件用于將放置于儲料臺部件上的晶棒裝入切磨工作臺、將切方完成的晶棒從一個切磨工作臺轉運到另一個切磨工作臺以及將磨削完成的晶棒從切磨工作臺取下放置在儲料臺部件上。