專利名稱：硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控機(jī)床，尤其涉及一種用于對硅棒進(jìn)行切割的數(shù)控切割機(jī)。
背景技術(shù)：
在目前國內(nèi)的多晶硅行業(yè)生產(chǎn)廠家中，均需要將還原出來的2-8英寸直徑的硅棒進(jìn)行徑向定尺切割，以供成品檢驗和滿足不同的下一工序生產(chǎn)需要。專利號為200920287130. 2，
公開日為2010. 12.22的中國專利“單/多晶硅棒切割機(jī)”公開了一種硅棒切割機(jī)，該切割機(jī)包括晶棒固定裝置、切割系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述晶棒固定裝置包括若干固定夾緊工裝，固定夾緊工裝設(shè)在工作臺上，固定夾緊工裝分別設(shè)在砂輪片的左右兩側(cè)，另外工作臺上設(shè)有防塵罩和刻度尺，該實用新型主要是利用固定夾緊工裝將待切部分和切除部分分別固定，以達(dá)到定位可靠，切割尺寸穩(wěn)定，解決晶棒切割過程中 移動和崩邊等問題的目的。專利號為201120383908. 7，
公開日為2012. 5. 30的中國專利“一種改進(jìn)的硅棒切
割裝置”公開了一種硅棒切割裝置，它包括主輥、線網(wǎng)和主體進(jìn)刀單元夾緊機(jī)構(gòu)，主體進(jìn)刀單元夾緊機(jī)構(gòu)包括位于線網(wǎng)上方的左右兩組夾緊單元，夾緊單元包括在硅棒工件板和安裝工件板，在硅棒工件板和安裝工件板之間增設(shè)鋼片，通過人為提前壓低硅棒內(nèi)側(cè)高度，使得切割完成時內(nèi)外兩側(cè)切割深度一致，進(jìn)而達(dá)到減少碎片的目的。上述兩專利的切割方式均采用全直徑切割方式，因而其振動較大，切割方向無法與硅棒彎曲的軸向保持垂直，被切割部分容易破碎。專利號為200820223950. 0，
公開日為2009. 10. 21的中國專利“硅棒錐度或外圓數(shù)
控磨床”公開了一種硅棒數(shù)控磨床，包括機(jī)架和數(shù)控箱，還包括由數(shù)控箱控制作往復(fù)運動的工作臺，在機(jī)架上設(shè)置有放置工件的放置架和由數(shù)控箱控制帶動放置架上的工件做同心圓轉(zhuǎn)動的傳動裝置，在工作臺上設(shè)置有至少一個由數(shù)控箱控制與工件待磨削端配合的砂輪。其發(fā)明目的是將硅芯棒端部磨制成同心度極高的圓柱體或圓錐體，硅芯棒一端由傳動裝置夾持，另一端水平放置在放置架上，其目的是讓硅芯棒在工作臺上做同心圓轉(zhuǎn)動。在現(xiàn)實生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的特定原因，被還原出來的多晶硅棒晶格組織通常較為疏松、強(qiáng)度較差；在總長度2. 8米范圍內(nèi)無法保證同軸度、均有彎曲；在截面積視向普遍產(chǎn)生大小不等的橢圓度；在不同長度范圍內(nèi)，普遍出現(xiàn)直徑大小不一等多種外表不規(guī)則狀態(tài)。這種待切割硅棒，在使用老式數(shù)控切割機(jī)床對硅棒采用單點強(qiáng)制壓力式定位、用刀盤工具進(jìn)行徑向全直徑切割時，硅棒本身受到很大震動，且切割方向無法與硅棒彎曲的軸向保持垂直，被切割部分極易破碎，難以切割出成品。此傳統(tǒng)切割工藝及設(shè)備，即造成較大的經(jīng)濟(jì)損失、又延誤下一工序的生產(chǎn)，使企業(yè)生產(chǎn)成本大幅上升。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，該數(shù)控機(jī)床能完全克服硅棒外表具有的多種不規(guī)則狀態(tài)，能對材料組織密度較稀疏、工件有軸向彎曲、直徑方向有橢圓度、直徑大小不一致等外表不規(guī)則的、易破碎的多晶硅棒在浮動旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，實現(xiàn)非同心軸向旋轉(zhuǎn)自動半徑切割，且在切割硅棒的過程中，切割方向始終垂直于硅棒非同心旋轉(zhuǎn)的軸心，即本發(fā)明能自動調(diào)整硅棒軸向總體同心度，能自動調(diào)整因硅棒的橢圓度、彎曲度、不等徑原因造成的圓柱形物體無法旋轉(zhuǎn)的弊端。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控箱、床身、傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在床身上的切割機(jī)構(gòu)和娃棒夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于所述娃棒夾持機(jī)構(gòu)包括豎直方向配合夾持娃棒的主動旋轉(zhuǎn)托輪和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪；所述的主動旋轉(zhuǎn)托輪帶動硅棒在浮動旋轉(zhuǎn)壓輪的壓緊下，在主動旋轉(zhuǎn)托輪和從動托輪的水平位置上作非同心軸向旋轉(zhuǎn)。所述浮動旋轉(zhuǎn)壓輪垂直位于硅棒的上方，且與彈性擠壓裝置連接，彈性擠壓裝置驅(qū)動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪位于娃棒的下方,與傳動機(jī)構(gòu)連接,傳動機(jī)構(gòu)通過主動旋轉(zhuǎn)托 輪帶動硅棒旋轉(zhuǎn)。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪為兩個，兩主動旋轉(zhuǎn)托輪軸向平行設(shè)置，硅棒放置在兩主動旋轉(zhuǎn)托輪軸向形成的凹槽中。所述硅棒的各段上至少有一組由主動旋轉(zhuǎn)托輪和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪組成且對應(yīng)設(shè)置的硅棒夾持機(jī)構(gòu)，至少有一組由從動旋轉(zhuǎn)托輪和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪對應(yīng)設(shè)置的硅棒夾持機(jī)構(gòu)，且各組硅棒夾持機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)托輪位于同一水平位置上，上方均設(shè)置有對硅棒夾持的彈性擠壓裝置。所述的彈性擠壓裝置是浮動氣缸，所述浮動氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，活塞連接一驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的另一端連接橫桿，橫桿的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪，浮動氣缸驅(qū)動驅(qū)動軸下壓，帶動橫桿兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒外圓部位。所述的彈性擠壓裝置是彈簧緊壓裝置，所述彈簧緊壓裝置內(nèi)設(shè)彈簧連接一驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的另一端連接橫桿，橫桿的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪，彈簧緊壓裝置驅(qū)動驅(qū)動軸下壓，帶動橫桿兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒外圓部位。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪同軸向設(shè)有兩組，兩組軸向之間形成定位槽。所述硅棒上套有切割定尺環(huán)，切割定尺環(huán)置于主動旋轉(zhuǎn)托輪的定位槽中或者位于主動旋轉(zhuǎn)托輪的一側(cè)，切割定尺環(huán)隨娃棒同方向轉(zhuǎn)動。所述傳動機(jī)構(gòu)包括娃棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)、傳動皮帶、減速機(jī)、減速機(jī)轉(zhuǎn)動軸上固定的主動鏈輪、傳動鏈條、設(shè)置在主動旋轉(zhuǎn)托輪軸上的從動鏈輪，硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過傳動皮帶與減速機(jī)連接，主動鏈輪通過傳動鏈條與從動鏈輪連接。所述切割機(jī)構(gòu)包括數(shù)控切割工作臺，所述切割工作臺的下方設(shè)有伺服驅(qū)動電機(jī)、滾珠絲杠、線性滑軌，切割工作臺位于線性滑軌上，所述伺服電機(jī)驅(qū)動的滾珠絲杠聯(lián)接絲桿螺母帶動數(shù)控切割工作臺在線性滑軌上面做往復(fù)運動；所述切割工作臺的上方設(shè)有切割電機(jī)、電機(jī)傳動皮帶、切割主軸、切割工件刀具，所述切割電機(jī)通過電機(jī)傳動皮帶與切割主軸相連，切割工件刀具連接在切割主軸上。本發(fā)明的工作原理及過程如下
將準(zhǔn)備切斷的硅棒(最長2. 8米、Φ 200—40毫米)穩(wěn)妥穿過定位在主動旋轉(zhuǎn)托輪之間定位槽中的切割定尺環(huán)13，安放在水平的由兩根平行狀態(tài)組成的主動旋轉(zhuǎn)托輪和兩根平行狀態(tài)組成的的從動旋轉(zhuǎn)托輪之間的凹面上，以固定在床身上的不銹鋼尺子為標(biāo)準(zhǔn)，確定需切割長度并緊固切割定尺環(huán)圓周上的三只螺絲，按下系統(tǒng)手動開關(guān)、啟動浮動氣缸(或彈簧裝置)，利用空氣壓力使浮動旋轉(zhuǎn)壓輪壓在硅棒的外圓，以外形不規(guī)則的硅棒可以自由轉(zhuǎn)動，且不會被過大的空氣壓力通過浮動旋轉(zhuǎn)壓輪將其壓斷為標(biāo)準(zhǔn)，不同直徑的硅棒需調(diào)整不同的空氣壓力及切割定尺環(huán)。裝好透明防水板，啟動數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)會按照以加工要求照編制好的數(shù)控程序開始運行
首先啟動硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動傳動皮帶、減速機(jī)，由減速機(jī)上的輸出軸帶動主動鏈輪、傳動鏈條、從動鏈輪、主動旋轉(zhuǎn)托輪軸、帶動彈性極好的主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪旋轉(zhuǎn)。切割定尺環(huán)將硅棒固定在主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪的中 部定位槽中，使外形不規(guī)則的硅棒在二套浮動旋轉(zhuǎn)壓輪的浮動壓力下開始進(jìn)行非同心圓旋轉(zhuǎn)。其次啟動切割電機(jī)，經(jīng)電機(jī)傳動皮帶帶動切割主軸再帶動切割工件刀具開始高線速度的旋轉(zhuǎn)。第三啟動冷卻水電磁閥，使冷卻水通過水嘴噴灑在切割工件刀具的外邊緣部位。啟動伺服驅(qū)動電機(jī)帶動滾珠絲杠，通過絲桿螺母帶動數(shù)控切割工作臺沿線性滑軌往硅棒方向運行，并對硅棒進(jìn)行切割，當(dāng)切入深度達(dá)到大于硅棒沿非同心圓旋轉(zhuǎn)直徑的二分之一時，被切斷的硅棒落入切料接盤中。切割完畢，依程序停止硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作，被硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)I動力帶動的硅棒停止旋轉(zhuǎn)。裝有切割工件刀具的數(shù)控切割工作臺依程序沿線性滑軌自動退回原位，冷卻水電磁閥自動關(guān)閉，停止噴水，切割工件刀具停止轉(zhuǎn)動。移開透明擋水板，按下系統(tǒng)手動開關(guān)，松開浮動氣缸帶動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪脫離硅棒。取出被切斷硅棒，再次調(diào)整硅棒需切割長度，重復(fù)上述動作，即可進(jìn)入下一個循環(huán)加工程序。本發(fā)明具有以下技術(shù)效果
I、本發(fā)明充分利用了氣缸內(nèi)的空氣具有壓縮性或彈簧的工作原理，使外形不規(guī)則的硅棒可以在一套主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪、一套從動旋轉(zhuǎn)壓輪之間的空氣壓力(或彈簧)夾持定位下，可以進(jìn)行非同心圓軸向旋轉(zhuǎn)運動，切割機(jī)構(gòu)由原來對工件的全直徑切割改為半徑切割，這樣切割刀具對硅棒造成的棒身振動減小，極大的控制了硅棒的破碎，減少了切割時間，降低生產(chǎn)成本。2、老式數(shù)控切割機(jī)床對硅棒采用單點強(qiáng)制壓力式定位、使硅棒產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力，由于多晶硅棒材料的特性(極脆、易斷，不可彎曲)，故極易使硅棒在切割時產(chǎn)生破碎。本發(fā)明采用硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割方式，完全克服了老式數(shù)控機(jī)床的弊端，使外形不規(guī)則、組織疏松的硅棒切割成為現(xiàn)實，可在很大程度上提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。3、本發(fā)明所述工件切割定尺環(huán)為固定在浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件上并使之在主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪中間定位槽的配合間隙中，隨浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件同步旋轉(zhuǎn)，由于工件切割定尺環(huán)的使用，使在浮動旋轉(zhuǎn)切割過程中的硅棒可以準(zhǔn)確的定尺切割，長度精度可達(dá)到O. 1MM，能夠很容易的滿足各項生產(chǎn)工藝指標(biāo)要求。4、本發(fā)明所述床身連接有支架，支架上設(shè)有兩個從動旋轉(zhuǎn)托輪，所述兩個從動旋轉(zhuǎn)托輪的軸線互相平行，所述從動旋轉(zhuǎn)托輪與主動旋雙段轉(zhuǎn)托輪在同一水平面上，主動旋轉(zhuǎn)托輪軸與從動旋轉(zhuǎn)托輪的軸分別在同一軸線上；使得硅棒可以放置更平穩(wěn)，在一套主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪、一套從動旋轉(zhuǎn)托輪和兩套從動旋轉(zhuǎn)壓輪之間的空氣壓力(或彈簧)夾持定位下，進(jìn)行非同心圓軸向浮動旋轉(zhuǎn)，使對工件進(jìn)行半徑切割更精準(zhǔn)，成倍的減少了切割時間，可以大幅降低生產(chǎn)成本。5、本發(fā)明自動化程度很高，硅棒旋轉(zhuǎn)運動、氣動夾持、半徑切割等全部工序，均由數(shù)控箱程序控制，除上下料以外，可實現(xiàn)全自動無污染生產(chǎn)，可在減輕員工勞動強(qiáng)度。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)裝置正視圖(無硅棒10)；
圖2為浮動旋轉(zhuǎn)切割裝置局部正視圖(有硅棒10)；
圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)裝置右視圖(有硅棒10)；
圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)裝置左視圖(有硅棒10);
圖5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)裝置俯視圖(無娃棒10)；
圖6為本發(fā)明彈性擠壓裝置是浮動氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖 圖7為本發(fā)明彈性擠壓裝置是彈簧緊壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標(biāo)記I、硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)；2、傳動皮帶；3、減速機(jī)；4主動鏈輪；5傳動鏈條；6、從動鏈輪；7、主動旋轉(zhuǎn)托輪軸；8、主動旋轉(zhuǎn)托輪；9、從動旋轉(zhuǎn)托輪；10、硅棒；11、浮動旋轉(zhuǎn)壓輪；12、彈性壓緊裝置；13、工件切割定尺環(huán)；14、數(shù)控箱；15、伺服驅(qū)動電機(jī)；16、切割電機(jī)；17、數(shù)控切割工作臺；18、電機(jī)傳動皮帶；19、切割主軸；20、切割工件刀具；21、床身；22、支架；23、滾珠絲杠；24、線性滑軌；25、氣缸體；26、活塞；27、驅(qū)動軸；28、橫桿、29、彈簧；30、驅(qū)動軸；31、橫桿、32、凹槽；
具體實施例方式實施例I
一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控箱、床身、傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在床身上的切割機(jī)構(gòu)和娃棒夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于所述娃棒夾持機(jī)構(gòu)包括豎直方向配合夾持娃棒10的主動旋轉(zhuǎn)托輪8和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11 ;所述的主動旋轉(zhuǎn)托輪8帶動硅棒10在浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11的壓緊下，在主動旋轉(zhuǎn)托輪8和從動托輪9的水平位置上作非同心軸向旋轉(zhuǎn)
所述浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11垂直位于硅棒10的上方，且與彈性擠壓裝置12連接，彈性擠壓裝置12驅(qū)動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒10。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪8位于娃棒10的下方,與傳動機(jī)構(gòu)連接,傳動機(jī)構(gòu)通過主動旋轉(zhuǎn)托輪8帶動硅棒10旋轉(zhuǎn)。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪8為兩個，兩主動旋轉(zhuǎn)托輪8軸向平行設(shè)置，硅棒10放置在兩主動旋轉(zhuǎn)托輪8軸向形成的凹槽32中。所述硅棒10的各段上，即在硅棒10總長的范圍內(nèi)，至少有一組由主動旋轉(zhuǎn)托輪8和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11對應(yīng)設(shè)置的硅棒夾持機(jī)構(gòu)，至少有一組由從動旋轉(zhuǎn)托輪9和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11對應(yīng)設(shè)置的娃棒夾持機(jī)構(gòu)，且娃棒夾持機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)托輪8、9位于同一水平位置上，上方均設(shè)置有對硅棒10夾持的彈性擠壓裝置12。所述的彈性擠壓裝置12是浮動氣缸，所述浮動氣缸內(nèi)設(shè)有活塞，活塞連接一驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的另一端連接橫桿，橫桿的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11，浮動氣缸12驅(qū)動驅(qū)動軸下壓，帶動橫桿兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒10外圓部位。所述硅棒10上套有切割定尺環(huán)13，切割定尺環(huán)13位于主動旋轉(zhuǎn)托輪8中，切割定尺環(huán)13隨娃棒10同向轉(zhuǎn)動。所述傳動機(jī)構(gòu)包括娃棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)I、傳動皮帶2、減速機(jī)3、減速機(jī)轉(zhuǎn)動軸上固定的主動鏈輪4、傳動鏈條5、設(shè)置在主動旋轉(zhuǎn)托輪軸7上的從動鏈輪6，硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)I通過傳動皮帶2與減速機(jī)3連接，主動鏈輪4通過傳動鏈條5與從動鏈輪6連接。所述切割機(jī)構(gòu)包括數(shù)控切割工作臺17，所述切割工作臺17的下方設(shè)有伺服驅(qū)動電機(jī)15、滾珠絲杠23、線性滑軌24，切割工作臺17位于線性滑軌24上，所述伺服電機(jī)15驅(qū)動的滾珠絲杠23聯(lián)接絲桿螺母帶動數(shù)控切割工作臺17在線性滑軌24上面做往復(fù)運動； 所述切割工作臺17的上方設(shè)有切割電機(jī)16、電機(jī)傳動皮帶18、切割主軸19、切割工件刀具20，所述切割電機(jī)16通過電機(jī)傳動皮帶18與切割主軸19相連，切割工件刀具20連接在切割主軸19上。實施例2
如圖I、圖2所示，一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控箱14、床身21、傳動機(jī)構(gòu)、床身上分別設(shè)有切割機(jī)構(gòu)和娃棒夾持機(jī)構(gòu)，娃棒夾持機(jī)構(gòu)構(gòu)包括豎直方向配合夾持娃棒10的主動旋轉(zhuǎn)托輪8和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11 ;浮動旋轉(zhuǎn)壓輪連接浮動氣缸，浮動氣缸12的氣體驅(qū)動氣缸驅(qū)動軸，氣缸驅(qū)動軸連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11，開啟浮動氣缸12，氣缸驅(qū)動軸驅(qū)動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11緊壓硅棒10外圓，浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11隨硅棒10的外圓的起伏實現(xiàn)上下移動；所述傳動機(jī)構(gòu)與主動旋轉(zhuǎn)托輪8轉(zhuǎn)動連接，傳動機(jī)構(gòu)帶動主動旋轉(zhuǎn)托輪8旋轉(zhuǎn)帶動硅棒10反向旋轉(zhuǎn),娃棒旋轉(zhuǎn)10帶動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11反向旋轉(zhuǎn)。主動旋轉(zhuǎn)托輪8沿主動旋轉(zhuǎn)托輪軸向平行設(shè)置有兩個，硅棒10放置在兩個主動旋轉(zhuǎn)托輪之間；硅棒10的豎上方浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11為兩個，氣缸驅(qū)動軸與兩個浮動旋轉(zhuǎn)壓輪
11連接，開啟浮動氣缸12，氣缸驅(qū)動軸驅(qū)動兩個浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11緊壓硅棒10的外圓，兩個浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11隨硅棒10的外圓的起伏實現(xiàn)上下浮動；
特別的由于硅棒10的外圓周表面不規(guī)則，浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11在其表面上實現(xiàn)上下浮動緊壓，因而需使用氣缸驅(qū)動方或彈簧驅(qū)動方式，而不能采用油壓或液壓驅(qū)動方式。為了實現(xiàn)對硅棒10切割更加準(zhǔn)確，上述同一水面上并排設(shè)置兩個主動旋轉(zhuǎn)托輪
(8)，同軸向設(shè)有兩組，兩組軸向之間形成定位槽；將外形不規(guī)則的浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件10放置在其上，將切割定尺環(huán)13固定在外形不規(guī)則的浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件10的外圓上，并安放在兩組主動旋轉(zhuǎn)托輪8中間部位的定位槽中，(即兩組軸向之間形成定位槽中，)將準(zhǔn)備切斷的硅棒10，穿過定位在主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪8中間槽中的切割定尺環(huán)13，安放在水平的、由2根平行狀態(tài)組成的主動旋轉(zhuǎn)雙段托輪8和2根平行狀態(tài)組成的的從動旋轉(zhuǎn)托輪9的凹面上，以固定在床身上的不銹鋼尺子為標(biāo)準(zhǔn)，測量好需切割的硅棒長度后，并緊固切割定尺環(huán)13圓周上的三只螺絲，浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11緊壓硅棒10的外圓上，切割定尺環(huán)隨硅棒同向轉(zhuǎn)動(圖2所示)，切割機(jī)構(gòu)對硅棒進(jìn)行半徑切割。為實現(xiàn)硅棒10在切割時平穩(wěn)，避免晃動或發(fā)生移動，床身21連接有支架22，在支架22上設(shè)有兩個從動旋轉(zhuǎn)托輪9 (如圖I、圖2所示)，兩從動旋轉(zhuǎn)托輪9兩軸線互相平行，也即是兩從動旋轉(zhuǎn)托輪9并排平行設(shè)置，且從動旋轉(zhuǎn)托輪9與主動旋雙段轉(zhuǎn)托輪8在同一水平面上，主動旋轉(zhuǎn)托輪軸7與從動旋轉(zhuǎn)托輪9的軸分別在同一軸線上；在從動旋轉(zhuǎn)托輪9豎直上方同樣設(shè)有浮動氣缸12，浮動氣缸12下方連接兩個浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11，浮動氣缸12驅(qū)動時浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11豎直下壓，并緊壓硅棒10的外圓，使硅棒10在豎直方向上兩端都被浮動夾持。兩組浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11可在豎直方向上下移動。所述兩個主動旋轉(zhuǎn)托輪的外圓帶動娃棒10旋轉(zhuǎn),娃棒10旋轉(zhuǎn)帶動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪反向旋轉(zhuǎn)。所述浮動氣缸12內(nèi)設(shè)有活塞，活塞連接一驅(qū)動軸，驅(qū)動軸的另一端連接橫桿，橫桿的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11，開啟浮動氣缸12，氣體壓縮驅(qū)動驅(qū)動軸下壓，帶動橫桿兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11緊壓硅棒10的外圓并隨之反向旋轉(zhuǎn)，由數(shù)控箱14控制切割工件刀具20對被工件切割定尺環(huán)13定尺的硅棒10進(jìn)行徑向切割。本發(fā)明中，傳動裝置包括由數(shù)控箱14控制設(shè)置在床身內(nèi)部的硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)I帶動傳動皮帶2、減速機(jī)3，由減速機(jī)3上的輸出軸帶動主動鏈輪4、傳動鏈條5、從動鏈輪6、主動旋轉(zhuǎn)托輪軸7、帶動彈性極好的主動旋轉(zhuǎn)托輪8旋轉(zhuǎn)。切割定尺環(huán)13將浮動旋轉(zhuǎn)待切割工 件10固定在主動旋轉(zhuǎn)托輪8的定位槽中，使外形不規(guī)則的浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件10在二套浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11的浮動壓力下開始進(jìn)行非同心圓旋轉(zhuǎn)。如圖4、圖5所示，床身上還安裝有切割機(jī)構(gòu)，切割機(jī)構(gòu)包括數(shù)控切割工作臺17，所述切割工作臺17上設(shè)有伺服驅(qū)動電機(jī)15、滾珠絲杠23、線性滑軌24，切割工作臺17位于線性滑軌24上；伺服電機(jī)15驅(qū)動的滾珠絲杠23聯(lián)接絲桿螺母帶動數(shù)控切割工作臺17在線性滑軌24上面做往復(fù)運動；
數(shù)控工作臺17上設(shè)有切割電機(jī)16、電機(jī)傳動皮帶18、切割主軸19、切割工件刀具20，切割電機(jī)16通過電機(jī)傳動皮帶18與切割主軸19相連，切割工件刀具20連接在切割主軸19上，切割電機(jī)皮帶18將切割電機(jī)16的動力傳遞到切割主軸19、帶動切割工件刀具20對外形不規(guī)則、非同心圓旋轉(zhuǎn)的浮動旋轉(zhuǎn)待切割工件10進(jìn)行徑向切割。本發(fā)明還包括油泵、工作照明燈、電控箱、工作警示燈、水路電磁閥、冷卻水管路及噴嘴、壓縮空氣管路及氣壓調(diào)節(jié)閥、氣動電磁閥、定位尺、硅棒切料接盤、機(jī)床外罩、透明擋水板等附件組成的輔助系統(tǒng)均為公知類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本圖示中未逐項詳細(xì)列出。實施例3
同上道理，所述的彈性擠壓裝置12是彈簧緊壓裝置，所述彈簧緊壓裝置(圖7)內(nèi)設(shè)彈簧29連接一驅(qū)動軸30，驅(qū)動軸30的另一端連接橫桿31，橫桿31的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪11，彈簧29驅(qū)動驅(qū)動軸30下壓，帶動橫桿31兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓娃棒10外圓部位。所述主動旋轉(zhuǎn)托輪8同軸向設(shè)有兩組，兩組軸向之間形成定位槽32 ;所述硅棒10上套有切割定尺環(huán)13，切割定尺環(huán)13位于定位槽中，切割定尺環(huán)13隨硅棒10同向轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還包括油泵、工作照明燈、電控箱、工作警示燈、水路電磁閥、冷卻水管路及噴嘴、壓縮空氣管路及氣壓調(diào)節(jié)閥、氣動電磁閥、定位尺、硅棒切料接盤、機(jī)床外罩、透明擋水板等附件組成的輔助系統(tǒng)均為公知類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本圖示中未逐項詳細(xì)列出。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。應(yīng)當(dāng)指出。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動就能夠聯(lián)想到的技術(shù)特征，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些變化顯然都應(yīng)視為等同特征，仍屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi) 。
權(quán)利要求
1.一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，包括數(shù)控箱、床身、傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在床身上的切割機(jī)構(gòu)和硅棒夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于所述硅棒夾持機(jī)構(gòu)包括豎直方向配合夾持硅棒(10)的主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11);所述的主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)帶動硅棒(10)在浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)的壓緊下，在主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)和從動托輪(9)的水平位置上作非同心軸向旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)垂直位于硅棒(10)的上方，且與彈性壓緊裝置(12)連接，彈性壓緊裝置(12 )驅(qū)動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)位于娃棒(10)的下方,與傳動機(jī)構(gòu)連接,傳動機(jī)構(gòu)通過主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)帶動娃棒 (10)旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)為兩個，兩主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)軸向平行設(shè)置，硅棒(10)放置在兩主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)軸向形成的凹槽(32)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述硅棒(10)的各段上至少有一組由主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)對應(yīng)設(shè)置的硅棒夾持機(jī)構(gòu)，至少有一組由從動旋轉(zhuǎn)托輪(9)和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)對應(yīng)設(shè)置的硅棒夾持機(jī)構(gòu)，且娃棒夾持機(jī)構(gòu)中的旋轉(zhuǎn)托輪(8、9)位于同一水平位置上,上方均設(shè)置有對娃棒(10)夾持的彈性擠壓裝置(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述的彈性擠壓裝置(12)是浮動氣缸，所述浮動氣缸(25)內(nèi)設(shè)有活塞(26)，活塞(26)連接一驅(qū)動軸(27)，驅(qū)動軸(27)的另一端連接橫桿(28)，橫桿(28)的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)，浮動氣缸(25)驅(qū)動驅(qū)動軸(27)下壓，帶動橫桿(28)兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)圍繞硅棒外圓的形狀適時緊壓硅棒(10)外圓部位。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述的彈性擠壓裝置(12)是彈簧擠壓裝置，所述彈簧壓緊裝置內(nèi)設(shè)彈簧(29)連接一驅(qū)動軸(30)，驅(qū)動軸(30)的另一端連接橫桿(31)，橫桿(31)的兩端分別連接浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)，彈簧壓緊裝置(12)驅(qū)動驅(qū)動軸(30)下壓，帶動橫桿(31)兩端的浮動旋轉(zhuǎn)壓輪(11)圍繞硅棒外圓的形狀適時壓緊娃棒(10)外圓部位。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)同軸向設(shè)有兩組，兩組軸向之間形成定位槽，所述硅棒(10)上套有切割定尺環(huán)(13)，切割定尺環(huán)(13)置于主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)的定位槽中或者位于主動旋轉(zhuǎn)托輪(8)的一側(cè)， 切割定尺環(huán)(13)隨娃棒(10)同方向轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述傳動機(jī)構(gòu)包括娃棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)、傳動皮帶(2)、減速機(jī)(3)、減速機(jī)轉(zhuǎn)動軸上固定的主動鏈輪(4)、傳動鏈條(5)、設(shè)置在主動旋轉(zhuǎn)托輪軸(7)上的從動鏈輪￠)，硅棒旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)通過傳動皮帶(2)與減速機(jī)(3)連接，主動鏈輪(4)通過傳動鏈條(5)與從動鏈輪(6)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，其特征在于所述切割機(jī)構(gòu)包括數(shù)控切割工作臺(17)，所述切割工作臺(17)的下方設(shè)有伺服驅(qū)動電機(jī)(15)、滾珠絲杠(23)、線性滑軌(24)，切割工作臺(17)位于線性滑軌(24)上，所述伺服電機(jī)(15)驅(qū)動的滾珠絲杠(23)聯(lián) 接絲桿螺母帶動數(shù)控切割工作臺(17)在線性滑軌(24)上面做往復(fù)運動；所述切割工作臺(17)的上方設(shè)有切割電機(jī)(16)、電機(jī)傳動皮帶(18)、切割主軸(19)、切割工件刀具(20)，所述切割電機(jī)(16)通過電機(jī)傳動皮帶(18)與切割主軸(19)相連，切割工件刀具(20)連接在切割主軸(19)上。
全文摘要
一種硅棒旋轉(zhuǎn)浮動切割數(shù)控機(jī)床，涉及一種數(shù)控機(jī)床，尤其涉及一種用于對硅棒進(jìn)行切割的數(shù)控切割機(jī)。包括數(shù)控箱、床身、傳動機(jī)構(gòu)、設(shè)置在床身上的切割機(jī)構(gòu)和硅棒夾持機(jī)構(gòu)，其特征在于所述硅棒夾持機(jī)構(gòu)包括豎直方向配合夾持硅棒的主動旋轉(zhuǎn)托輪和浮動旋轉(zhuǎn)壓輪；所述浮動旋轉(zhuǎn)壓輪連接彈性壓緊裝置，彈性壓緊裝置驅(qū)動浮動旋轉(zhuǎn)壓輪壓緊硅棒；所述傳動機(jī)構(gòu)與主動旋轉(zhuǎn)托輪軸連接。本發(fā)明能對材料組織密度較稀疏、工件有軸向彎曲、直徑方向有橢圓度、直徑大小不一致等外表不規(guī)則的、易破碎的多晶硅棒在浮動旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時，實現(xiàn)非同心軸向旋轉(zhuǎn)浮動半徑切割，是一種新型的自動半徑切割的數(shù)控機(jī)床。
文檔編號B28D5/02GK102862239SQ201210360148
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月25日
發(fā)明者劉鴻彬 申請人:劉鴻彬