《晶体硅棒切割装置》
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[摘 要]本文以通过晶体硅棒的切割装置研究,研究包括机架、床身、硅棒传送机构和硅棒切割机构,其特征在于：还包括机械手自动上、下料系统、自动探测定位系统以及数控操作系统的切割机构为金刚石线切割系统,本设备可同时完成多根开方后多晶硅铸锭原料头、尾部分的切割加工,实现整个过程的多工位自动上下料、自动定位、自动切割,明显提高了生产效率、降低了劳动强度.
[关键词]切割装置；晶体硅棒；人机交换系统；
中图分类号：R61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0154-02
Study on crystal silicon rod cutting system
Shao Wei, Liu Hongtao, Shi Xiaowei and Zhang Jiao
（Luoyang Jin Nuo Mechanical Engineering Co., Ltd., Luoyang 471003）
[Abstract] This paper studies the cutting device of the crystal silicon rod, including the frame, the bed body, the silicon rod tranission mechani and the silicon rod cutting mechani. The characteristics are as follows： the automatic on and down system of the manipulator, the automatic detection and positioning system, and the cutting mechani of the CNC operating system are the gold rigid line cutting system. The cutting and processing of the head and tail part of the polysilicon ingot after multiple roots are completed, and the multi position automatic feeding, automatic positioning and automatic cutting are realized in the whole process, which obviously improves the production efficiency and reduces the labor intensity.automatic feeding, automatic positioning and automatic cutting in the whole process, which obviously improves the production efficiency and reduces the labor intensity.
[Key words] cutting device； crystal silicon rod； human-machine switching system；
1.前言：
鑄造多晶硅目前已成功取代直拉单晶硅成为主要的太阳能电池材料.而铸造多晶硅锭原料的底部和顶部都存在低少子寿命区域.少子寿命是半导体材料和器件的重要参数,它直接反映了材料的质量和制成器件的特性.而铸造多晶硅材料中高密度的杂质、结晶学缺陷以及少子寿命又是影响其太阳能电池转换效率的重要因素.由于硅锭原料中间部分少子寿命值较高、密度较低且分布均匀,而底部和顶部存在缺陷、密度较高,为了提高产品的质量,一般要对硅锭原料的两端进行切割,而切割位置通常需要通过少子寿命测试仪来检测确定.目前,晶体切割已成为人工晶体加工领域中广泛使用的技术[1].
中常用的切割装置为卧式锯床和立式锯床,两种锯床均安装电镀金刚石锯带.卧式锯床可单根或多根同时加工,立式锯床一般单根加工.根据检测结果,首先在晶棒两端把要截掉的部分依靠人工画线来做出标记,切割时通过人工肉眼观察,使标记线与切割刀刃的位置重合[4].
就切割技术而言,锯带是切割单晶硅棒的主要工具.锯带一般被安装在锯床上,在一定的张力与进给速度下对单晶硅棒进行切割.现有的锯带在切割单晶硅棒时会产生2mm左右的锯缝和3mm左右的斜面,对材料的损耗较大.在此操作过程中,人工劳动强度较大.
目前还有一种使用金刚石线对单晶硅棒进行切割的技术[1],金刚石线切割是比较先进的硅棒切割加工技术.借助于收放线装置使金刚石线产生高速运动,在切割液辅助冷却的作用下对晶棒材料进行摩擦,从而达到切割的目的[2].
常用技术中该加工方法与卧式锯床加工方式类似[3],多为单根加工,也有一次性加工多根的相关设备.采用金刚石线对单晶硅棒进行切割时,由于使用记号笔画线、人工对线[2],不仅切割效率低,而且人工劳动强度大.随着光伏技术的发展,人工晶体的应用量不断扩大,现有技术这种低效的人工切割方式已经难以满足生产的需求,急需开发一种生产效率高的自动化切割设备.
2.技术方案：
一种晶体硅棒的切割装置,该装置包括床身、机架、硅棒传送机构和硅棒切割机构,还包括机械手自动上、下料系统、自动探测定位系统以及数控操作系统切割机构为金刚石线切割系统.
1.）硅棒传送机构为导轨丝杠传动机构,机械手自动上、下料系统包括机械手机构、转运小车、废料输送机构、硅棒气动夹紧机构和机械手丝杠传动机构,转运小车上可同时放多根待加工硅棒,机械手机构从转运小车上抓取硅棒并依次放入硅棒气动夹紧机构内,导轨丝杠传动机构装载硅棒由自动探测定位系统进行探测定位并将其送入切割部位,导轨丝杠传动机构为滚珠丝杠传动机构.
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晶体硅棒切割装置引用文献:
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