[發明專利]用于太陽能硅片多線切割機的進料設備以及硅塊進給方法

在審

• 申請號: 202010920277.1
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111873206A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 黃晶晶
• 申請（專利權）人: 安徽尚夏光能有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00;B28D7/04;B24B27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，包括固定膠接在硅塊（1）一表面兩邊位置的支腳條塊（2）、固定膠接在支腳條塊（2）遠離硅塊（1）一側面的支撐板（3）、設置在支撐板（3）上表面的兩組導向軸支座（4）以及通過兩組導向軸支座（4）架設的擺動驅動軸（5），其特征在于，所述支腳條塊（2）靠近硅塊（1）的一側面粘結有硅膠層（201），所述硅膠層（201）表面通過高溫膠與硅塊（1）表面密封膠接，所述支腳條塊（2）遠離硅塊（1）的一側面粘結有雙面膠條（202），所述支撐板（3）靠近硅塊（1）的一側面均勻涂布有磨砂層（301），所述雙面膠條（202）與磨砂層（301）緊密貼合，所述支撐板（3）遠離硅塊（1）的一側面對稱設置有兩組導向軸支座（4），所述導向軸支座（4）的上部開設有光滑孔，且兩組所述導向軸支座（4）分別設置在擺動驅動軸（5）的兩端位置，所述擺動驅動軸（5）兩端部的軸壁位置通過平鍵與導向軸支座（4）的光滑孔固定套接；

所述擺動驅動軸（5）的軸向與支腳條塊（2）的長度方向相平行，所述擺動驅動軸（5）的中部穿接有減速箱（6），所述減速箱（6）下部的兩側壁位置分別設有與擺動驅動軸（5）活動套接的軸承孔，所述擺動驅動軸（5）伸入減速箱（6）內的軸壁部分固定套接有蝸桿段（7），所述蝸桿段（7）的頂部嚙合有蝸輪（8），所述蝸輪（8）中心通過平鍵固定套接有電機軸（9），所述電機軸（9）的軸向與擺動驅動軸（5）的軸向相互垂直，所述減速箱（6）上部的兩側壁位置分別設有電機軸（9）活動套接的軸承孔，所述電機軸（9）一端伸出減速箱（6）外且連接有低速電機（10），所述減速箱（6）頂部和低速電機（10）外殼頂部位置分別通過支撐架（11）固接在安裝板（12）底面上，所述安裝板（12）為水平固定設置，所述減速箱（6）與擺動驅動軸（5）連接的兩外側壁分別固接有兩個限位桿（13），所述擺動驅動軸（5）擺動過程形成一個扇形區域，所述限位桿（13）與擺動驅動軸（5）平行，所述限位桿（13）遠離減速箱（6）的一端穿過所述扇形區域，任一外側壁上的其中一個所述限位桿（13）設置在所述扇形區域的右上側位置，任一外側壁上的另一個所述限位桿（13）設置在所述扇形區域的左側位置；

所述硅塊（1）正下方設有切割鋼絲（14），所述切割鋼絲（14）由四組呈矩形分布的線輥（15）架設而成，四組線輥（15）依次為放線輥、支撐輥I、支撐輥II和收線輥，所述切割鋼絲（14）的上部為水平線設置，所述硅塊（1）設置在切割鋼絲（14）水平線的中部位置，所述切割鋼絲（14）水平線的兩端位置分別設有一個張緊輥（16），所述張緊輥（16）的斜上方設有切割液滴澆頭（17），兩個所述切割液滴澆頭（17）的出口均朝向切割鋼絲（14）上部，兩個所述切割液滴澆頭（17）沿切割鋼絲（14）水平線的中點呈對稱分布。

2.根據權利要求1所述的用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，其特征在于，所述導向軸支座（4）的旋轉方向為順時針，起始位置為水平向下偏轉10-15°，終止位置為豎直方向，所述導向軸支座（4）的總偏轉角度為75-80°，任一側的兩個所述限位桿（13）分別設置在導向軸支座（4）的起始位置和終止位置，以限制導向軸支座（4）的偏轉角度。

3.根據權利要求1所述的用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，其特征在于，所述低速電機（10）具體是轉速為1-2r/min的正反轉低速電機。

4.根據權利要求1所述的用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，其特征在于，所述蝸輪（8）與蝸桿段（7）的傳動比為200-300：1。

5.根據權利要求1所述的用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，其特征在于，所述硅塊（1）具體是棱邊經過倒角處理后形成的八棱柱狀結構，切割出的硅片為四角經過倒角處理的四邊形片狀。

6.用于太陽能硅片多線切割機的硅塊進給方法，采用權利要求1-5任一所述的用于太陽能硅片多線切割機的進料設備，其特征在于，包括以下步驟：

a.進料設備布置：根據現有常用多線切割機的布置，切割鋼絲（14）及線輥（15）設置在一個支撐平臺上，該支撐平臺四腳通過液壓桿升降，此是現有常規技術且不是本發明所要保護的主要結構，故不再贅述；

再通過涂膠并烘干的方式，將硅塊（1）、支腳條塊（2）及支撐板（3）依次膠接低速電機（10），將低速電機（10）和減速箱（6）通過支撐架（11）固接安裝板（12），將安裝板（12）設置在切割鋼絲（14）水平線的正上方位置，將導向軸支座（4）套接在擺動驅動軸（5）兩端， 使導向軸支座（4）位于兩組限位桿（13）之間位置，限定導向軸支座（4）的起始位置為右側水平向下偏轉10-15°，終止位置為豎直向下，即所述導向軸支座（4）的總偏轉角度為75-80°；

開啟低速電機（10），使導向軸支座（4）向右逆時針旋轉至與右側的限位桿（13）接觸，此為起始位置，再通過液壓桿調整切割鋼絲（14）水平線的高度，使終止位置的硅塊（1）頂面高度比切割鋼絲（14）水平線高度小100μm，使切割鋼絲（14）能夠全部切斷硅塊（1）并有部分切到硅膠層（201）一定深度，要避免損傷支腳條塊（2）；

b.調試及切割：調整張緊輥（16）位置，打開切割液滴澆頭（17）通過閥門調整滴速，調整四組線輥（15）包括放線輥、支撐輥I、支撐輥II和收線輥的轉速，調整切割鋼絲（14）正向和反向的往復速度分布，開啟低速電機（10），使導向軸支座（4）向左順時針旋轉，至導向軸支座（4）與左側的限位桿（13）接觸，此為終止位置；

使切割鋼絲（14）靜止，再改變低速電機（10）轉向，使導向軸支座（4）向右逆時針旋轉至起始位置，使切割鋼絲（14）從切口中滑出并對硅片表面進行打磨；

取出測試的硅塊（1），觀察硅片表面的平整度及四邊的毛邊程度，硅片表面的粗糙度達到0.1μm以下、且無明顯毛邊，即為合格產品，記錄該合格產品的工藝參數，包括張緊輥（16）位置、切割液滴澆頭（17）的滴速、放線輥、支撐輥I、支撐輥II、收線輥以及低速電機（10）的轉速，在此參數下進行其他硅塊（1）的切割；

c.多線切割后處理：通過低速電機（10）使導向軸支座（4）向右逆時針旋轉至起始位置，降低切割鋼絲（14）水平線的高度，用切刀將已完成切割的硅塊（1）上的硅膠層（201）劃開，收集粘有硅膠層（201）的硅片，將其在60℃溫水中超聲波浸泡5-10min，使硅膠自動脫落，使用吹風機常溫下吹干，即得成品硅片；

采用100-150℃的熱風機吹拂支腳條塊（2）表面5-10s，再用鋼絲刷將支腳條塊（2）表面的硅膠層（201）刮去，用濕布擦拭并吹干，得到較光滑表面，再通過高溫膠在支腳條塊（2）表面粘結新的硅膠層（201），并通過高溫膠將硅膠層（201）與新的待切割硅塊（1）膠接，重復步驟b的操作，即完成硅片的多線切割后處理。