一种数控短硅芯切割机的制作方法

1.本实用新型涉及切割设备技术领域，具体涉及一种数控短硅芯切割机。


背景技术：

2.目前，国内外生产多晶硅原料的工艺大部分都是三氯氢硅氢还原法,即改良西门子法,改良西门子法或其他类似方法生产大直径多晶硅的主要设备是多晶硅还原炉，多晶硅还原炉在细长的硅芯上通上电源，使硅芯加热发红，直至表面温度达到1050～1100℃，通入高纯的三氯氢硅和氢气，使其在高温下发生氢还原反应，使三氯氢硅中的硅分子堆积在硅芯上，使其的直径不断地增大，通常硅芯的直径在7～10mm，可以是圆形也可以是方型，或是其他形状，最终通过氢还原反应使直径不断地增大到120～200mm，生产出高纯太阳能级6n或电子级11n的多晶硅。
3.上述通过氢还原反应生长成的大直径硅芯棒料经过分切处理变成细长的方形硅芯，然后再切除两端多余的废料后，才能得到预定长度、能够投入使用的成品硅芯。但是，现有硅芯切割机的切割片移动范围有限，只能对2米以上的细长方形硅芯的两端废料进行切除，无法切出预定长度在1米左右甚至更短的成品硅芯，而后者（短硅芯）目前只能通过人工切割来实现，人工切割稳定性差，无法保证前后批次的预定长度一致，误差大，导致个别短硅芯无法达到预定长度而报废。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种数控短硅芯切割机，以解决现有的硅芯切割机无法切出预定长度在1米左右甚至更短的成品硅芯即不适用的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.一种数控短硅芯切割机，包括：
7.机架，其顶端设有一平台；
8.夹持机构，安装于所述平台，用于夹持待切割的方硅芯；
9.切断机构，安装于所述平台且位于所述夹持机构后侧，用于切断方硅芯；及
10.控制面板，与所述机架固定连接，用于控制所述夹持机构和切断机构；
11.其中，所述夹持机构具有一竖向设置的挡板，用于方硅芯端部的对齐；所述切断机构具有一切割片，所述切割片与所述挡板平行且它们之间的垂直距离小于等于1米。
12.可选地，所述夹持机构包括托架、支架及与所述控制面板电性连接的压紧气缸，所述托架顶端设有第一u型夹板；
13.所述支架位于托架一侧且间隔设置有两件，每件所述的支架顶端设有第二u型夹板；
14.所述第二u型夹板与第一u型夹板成排布置，它们内部形成方硅芯的放置通道；
15.所述挡板竖向设于所述第一u型夹板内以封堵所述放置通道一端；
16.所述压紧气缸通过l型支撑板与所述支架相连接，其工作端向下贯穿所述l型支撑
板后连接有压板，所述压板位于所述第二u型夹板正上方；
17.两件支架之间的间隔形成切割通道，所述切割片位于所述切割通道上且可沿垂直于所述放置通道的方向前后进给。
18.可选地，所述第一u型夹板内设有多个等间距的插槽；所述挡板可分别与每个插槽上下滑动连接。
19.可选地，所述压板顶面一角连接有导向杆，所述导向杆与所述l型支撑板滑动连接。
20.可选地，所述第一u型夹板、第二u型夹板及压板与所述方硅芯接触的面上均衬有尼龙板。
21.可选地，所述切断机构包括：
22.进给组件，设于所述平台上，用于实现所述切割片的进给；及
23.驱动组件，设于所述进给组件上，用于驱动所述切割片旋转。
24.可选地，所述进给组件包括基座、滑轨、进给板、滚珠丝杆及伺服电机；
25.所述基座固定连接于所述平台；
26.所述滑轨成对地固定设于所述基座顶面；
27.所述进给板滑动连接在所述滑轨上且其底端与所述滚珠丝杆相传动连接；
28.所述滚珠丝杆与所述伺服电机相传动连接；
29.所述伺服电机与所述控制面板电性连接。
30.可选地，所述驱动组件包括电机及主轴；
31.所述电机固定安装在所述进给板上且与所述控制面板电性连接；
32.所述主轴通过带座轴承转动设于所述进给板上方，所述主轴一端通过传动副与所述电机相传动连接、另一端与所述切割片固定连接。
33.可选地，所述控制面板固定安装于所述机架侧面设置的撑杆顶端，所述控制面板内置数控系统。
34.可选地，所述机架底端四角各设有脚轮，所述脚轮具有高度调节和固定功能。
35.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
36.1、细长的方硅芯通过夹持机构的夹持，利用挡板和切割片之间的距离控制成品硅芯长度，从而切出长度小于等于1米的短硅芯，解决了现有硅芯切割机不适用于预定长度在1米左右甚至更短的成品硅芯的问题，同时通过挡板的定位，能够保证前后批次切出的成品硅芯长度一致，提高了成品质量；
37.2、挡板可插入不同的插槽，从而调整其与切割片之间的距离，进而可以切出不同长度的短硅芯，扩大了本切割机的适用范围；
38.3、通过导向杆，能够避免压板上下移动时不发生偏转，提高了压紧方硅芯时的平稳性；
39.4、通过第一u型夹板、第二u型夹板及压板衬设的尼龙板，可避免方硅芯与铁质接触，从而减少硅芯的污染，而且能够降低夹持机构的成本；
40.5、控制面板通过内置的数控系统控制压紧气缸、伺服电机及电机分别动作，实现短硅芯的切断，提高了操作的便捷性；
41.6、通过设于机脚底端的脚轮，本切割机能够移动到任何地方，且通过脚轮的高度
调节功能，能够调节平台的水平度，有利于提高方硅芯切断后切口的整齐度。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为本实用新型的立体结构示意图；
44.图2为本实用新型隐藏封板后的立体结构示意图；
45.图3为图2在水平面内逆时针转动90
°
后的立体结构示意图；
46.图4为图3中局部a放大结构示意图；
47.图5为图3在水平面内逆时针转动90
°
后的立体结构示意图；
48.图6为图5中局部b放大结构示意图。
具体实施方式
49.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
50.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。
为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。
55.下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
56.参见图1～图6所示，本实用新型提供了一种数控短硅芯切割机，包括：
57.机架100，其顶端设有一平台110；
58.夹持机构200，安装于平台110，用于夹持待切割的方硅芯；
59.切断机构300，安装于平台110且位于夹持机构200后侧，用于切断方硅芯；及
60.控制面板400，与机架100固定连接，用于控制夹持机构200和切断机构300；
61.其中，夹持机构200具有一竖向设置的挡板212，用于方硅芯端部的对齐；切断机构300具有一切割片330，切割片330与挡板212平行且它们之间的垂直距离小于等于1米。
62.夹持机构200包括托架210、支架220及与控制面板400电性连接的压紧气缸230，托架210顶端设有第一u型夹板211；支架220位于托架210一侧且间隔设置有两件，每件支架220顶端设有第二u型夹板221；第二u型夹板221与第一u型夹板211成排布置（即相互对齐），它们内部形成方硅芯的放置通道；挡板212竖向设于第一u型夹板211内以封堵放置通道一端，使放置通道呈半开放状态；压紧气缸230通过l型支撑板240与支架220相连接，其工作端向下贯穿l型支撑板240后连接有压板231，压板231位于第二u型夹板221正上方；两件支架220之间的间隔形成切割通道，切割片330位于切割通道上且可沿垂直于放置通道的方向前后进给。具体地，将已切除两端废料的细长（长度在2米以上）方硅芯层叠码放在放置通道内，并使其一端抵触在挡板212上从而实现对齐，控制面板400控制压紧气缸230的工作端向下伸出以驱动压板231将方硅芯压紧，切割片330前后移动从而将细长的方硅芯切断，得到长度小于等于1米的短硅芯。即细长的方硅芯通过夹持机构200的夹持，利用挡板212和切割片330之间的距离控制成品硅芯长度，从而切出长度小于等于1米的短硅芯，解决了现有硅芯切割机不适用于预定长度在1米左右甚至更短的成品硅芯的问题，同时通过挡板212的定位，能够保证前后批次切出的成品硅芯长度一致，提高了成品质量。
63.参见图6所示，第一u型夹板211内设有多个等间距的插槽，挡板212可分别与每个插槽上下滑动连接。即挡板212可插入不同的插槽，从而调整其与切割片330之间的距离，进而可以切出不同长度的短硅芯，扩大了本切割机的适用范围。
64.参见图3和图4所示，为了避免压板231上下移动时不发生偏转以提高压紧方硅芯时的平稳性，压板231顶面一角连接有导向杆232，导向杆232与l型支撑板240滑动连接。
65.在本实施例中，第一u型夹板211、第二u型夹板221及压板231与方硅芯接触的面上均衬有尼龙板。尼龙板可避免方硅芯与铁质接触，从而减少硅芯的污染，而且能够降低夹持机构200的成本。
66.切断机构300包括：
67.进给组件310，设于平台110上，用于实现切割片330的进给；及
68.驱动组件320，设于进给组件310上，用于驱动切割片330旋转。
69.进给组件310包括基座、滑轨、进给板、滚珠丝杆及伺服电机，基座固定连接于平台110，滑轨成对地固定设于基座顶面，进给板滑动连接在滑轨上且其底端与滚珠丝杆相传动连接，滚珠丝杆与伺服电机相传动连接，伺服电机与控制面板400电性连接。具体地，伺服电机固定安装于基座，且位于滑轨之间；滚珠丝杆通过带座轴承转动设于基座上方、其一端与
伺服电机输出端相连接；驱动组件320安装在进给板上。即伺服电机启动，驱动滚珠丝杆转动，带动进给板在滑轨上滑动，驱动组件320跟着整体移动，从而实现切割片330的进给。
70.驱动组件320包括电机及主轴，电机固定安装在进给板上且与控制面板400电性连接；主轴通过带座轴承转动设于进给板上方，主轴一端通过传动副与电机相传动连接、另一端与切割片330固定连接。
71.在本实施例中，传动副为皮带传动副，具体包括依次连接的主动轮、皮带及从动轮，主动轮与电机输出端固定连接，从动轮与主轴远离切割片330的一端固定连接。
72.控制面板400固定安装于机架100侧面设置的撑杆120顶端，控制面板400内置数控系统。控制面板400通过内置的数控系统控制压紧气缸230、伺服电机及电机分别动作，实现短硅芯的切断，提高了操作的便捷性。
73.机架100底端四角各设有脚轮130，脚轮130具有高度调节和固定功能。通过脚轮130，本切割机能够移动到任何地方，且通过脚轮130的高度调节功能，能够调节平台110的水平度，有利于提高方硅芯切断后切口的整齐度。
74.参见图1所示，平台110上设有封板111，封板111罩设在夹持机构200和切断机构300四周，这样能够提高硅芯切割过程中的安全性。
75.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。