[实用新型]一种单晶硅开方机切割机头结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种单晶硅棒单根开方机，具体涉及一种单晶硅开方机切割机头结构。

背景技术

目前，随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。光伏发电领域中，采用太阳能电池将太阳能转化为电能实现发电，通常的晶体硅太阳能电池是在厚度160~200μm的高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅锭后通过多线锯切割而成。

现有硅片的制作流程，一般是先将多晶硅脆状材料提拉为单晶硅棒，然后采用开方机进行开方，开方时在开方机上，切割机构沿硅棒长度方向进给并在硅棒周向上切割出四个两两平行的平面，使得硅棒整体呈类长方体形；开方完毕后，再采用切片机沿长度方向对开方后的硅棒进行切片，得到所需硅片。

其中，现有的开方机，均是一次性能够完成多根硅棒开方切割的结构设计，例如本行业通常使用的梅尔博格公司、重庆四和晶工、大连连城、上海日进生产的硅棒开方机，能够一次性完成对十六根硅棒的切割开方。但是这种现有的硅棒开方机，虽然切割机构一次进给能够完成多根硅棒的切割，但是由于硅棒根数较多，切割机构中切割线在布置走线时需要经过很多罗拉（即转轮）转向，使其工作时能耗损失较大，降低了切割效率，为了保证切割效果，切割机构进给速度通常很慢，一般只能达到1.3~2mm/min。故整体切割效率实际并不高，且为了保证切割稳定性，通常只能实现500mm长度以内的硅棒开方。同时，硅棒开方后对应后续切片处理的切片机通常也只适用于500mm长度以内的硅棒进行切片，能够保证切片质量。

但随着目前光伏领域的发展和技术的成熟，现有的较为先进的多线切片机，已能够适用于更长硅棒的切片处理，由于硅棒在切片机中切片时两端会报废部分长度的废料，故通常硅棒长度越长，切片机切片的整体效率才会越高。所以对于本领域技术人员，有必要研发一种能够适用于较长硅棒开方的开方机，使其能够获得更长的开方硅棒，以提高后续切片机的切割效率，降低硅片生产的整体成本。

为了解决上述问题，申请人考虑设计一种硅棒单根开方机，包括机座，固定设置在机座上的硅棒固定机构、切割机构和放排线机构；所述切割机构包括切割机头、布置在切割机头上的多个用于张紧出切割线切割段的切割轮、多个用于实现过渡或导向的过渡导向轮、至少一套用于张紧切割线的张紧装置和一根切割线，切割线绕接在过渡导向轮、张紧轮和切割轮上且两端连接回放排线机构，其中独特设计之处在于，所述硅棒固定机构用于固定单根硅棒，所述切割机头和进给机构相连并能够靠进给机构控制实现对单根硅棒的开方。这样，以达到简化机构并提高效率，使其能够开发较长硅棒的效果。

但其中，切割机头的具体结构应该如何设置，才能使其具有结构简单紧凑，质量轻巧，进给稳定，利于调整的特点，以更好地提高切割效率，成为有待考虑解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：怎样提供一种结构简单紧凑，质量轻巧，进给稳定，利于调整的单晶硅开方机切割机头结构，以更好地提高硅棒单根开方机切割效率。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种单晶硅开方机切割机头结构，其特征在于，所述切割机头整体呈竖向的板状体，且中部为能够供待切割硅棒自由穿过的让位空间，切割机头前侧面的上部左右两端和下部左右两端各自沿竖向设置有一个切割轮，切割机头前侧面的左侧上下两端和右侧上下两端也各水平设置有一个切割轮，八个切割轮前侧面位于同一竖向平面上且使得切割线绕过切割轮后在八个切割轮前侧面形成用于切割的“井”字形，“井”字形中间矩形部分沿水平方向的投影落入到切割机头中部的让位空间内。

这样，切割机头结构能够实现井字形的切割，以方便实现单根硅棒的开方，且自身结构更加简单紧凑，降低了质量，以提高进给控制速度。

作为进一步优化，所述切割机头下端面左右两侧各设置有一个向下的导轨槽，导轨槽用于实现和进给机构中的两根沿夹持部长度方向设置在夹持部两侧下方机座上的导轨滑动配合，切割机构下端中部还沿竖向固定设置有一个螺母，螺母用于和进给机构中的一根丝杠配合形成丝杠螺母传动副，所述丝杠和一个进给电机传动连接。

这样，方便切割机头和电机丝杆螺母传动副配合实现进给传动，结构简单巧妙且保证了进给的稳定性。

作为优化，所述八个切割轮各自可转动地安装在一个水平设置的安装臂前端，安装臂后端靠螺栓固定在切割机头上的条形槽上，所述条形槽长度方向和对应切割轮设置方向一致。