【技术领域】
本实用新型涉及人工晶体技术领域，尤其涉及一种截断装置，具体涉及一种硅棒截断装置。
背景技术：
已知的，硅棒在后期使用过程中，往往需要将硅棒截成设定的长度，在硅棒截断时，现有技术中常用的截断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。其中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。
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。同时在切割的过程中，切割断面斜度大，易崩边，切割时间长等。
目前还有一种使用金刚石线对单晶硅棒进行切割的技术，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。
现有技术中该加工方法与卧式锯床加工方式类似，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，切割效率较低。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，急需开发一种硅棒截断装置。
技术实现要素：
为了克服背景技术中的不足，本实用新型提供了一种硅棒截断装置，本实用新型通过在机架设置硅棒切割机构和转环，然后在转环内设置待切割的硅棒，切割时，锯片和硅棒同时旋转，使硅棒的切割断点在硅棒的中心部位，有效的避免了硅棒崩边的现象，大大提高了切割效率和切割精度等。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种硅棒截断装置，包括机架、锯片进给机构、硅棒切割机构、转环、转环开合机构、转环旋转机构和数控操控系统，在所述机架右侧的上面设有锯片进给机构，在锯片进给机构中的托板上设有硅棒切割机构，在锯片进给机构左侧的机架上设有转环开合机构，所述转环开合机构中的连接板分别通过左连接架和右连接架连接转环，在所述转环内设有待切割的硅棒，转环旋转机构支撑转环的两端并带动转环旋转，硅棒切割机构中锯片的中心轴线与转环的中心轴线平行，转环开合机构、转环旋转机构、硅棒切割机构和锯片进给机构分别连接数控操控系统形成所述的硅棒截断装置。
所述的硅棒截断装置，所述锯片进给机构包括电机a、托板、减速机和导轨丝杠传动机构，所述导轨丝杠传动机构设置在机架上，导轨丝杠传动机构中丝杠的端部连接减速机，减速机连接电机a，在导轨丝杠传动机构中导轨的上面设有托板。
所述的硅棒截断装置，所述硅棒切割机构包括电机b、锯片固定座和锯片，所述电机b和锯片固定座间隔固定在托板上，电机b的主轴上设有主传动轮，锯片固定座内通过轴承设有旋转主轴，所述旋转主轴的一端设有从动轮，从动轮通过皮带或链条连接主传动轮，旋转主轴的另一端固定有锯片。
所述的硅棒截断装置，所述转环包括上转环体、锁紧扣、下转环体、铰链、下v型压块和上v型压块，在所述上转环体内缘面上设有上v型压块，在下转环体内缘面上设有下v型压块，上转环体和下转环体通过铰链铰接形成开合的圆柱形转环主体，在转环主体两端法兰的外缘面上分别设有v型槽，在转环主体两端法兰的内侧和外侧分别设有内限位槽和外限位槽，在转环主体的开口处设有锁紧扣。
所述的硅棒截断装置，所述上转环体和下转环体上分别设有夹紧调整机构，每个夹紧调整机构中的调整螺杆分别连接上v型压块和下v型压块，在每个夹紧调整机构的左右两侧分别设有导向机构。
所述的硅棒截断装置，所述下转环体的外缘面上设有定位孔，对应定位孔的机架上设有限位销轴。
所述的硅棒截断装置，所述转环开合机构包括连接板、左连接架、轴承、右连接架、升降气缸、三角连杆和三角连杆固定座，所述升降气缸固定在机架上，升降气缸的气缸杆连接三角连杆其中的一角，三角连杆的第二角与三角连杆固定座铰接，三角连杆的第三角连接连接板，所述连接板左右两端的下面分别设有左连接架和右连接架，所述左连接架和右连接架的下端分别设有轴承，所述轴承的外圈分别卡接在转环左右两端的外限位槽和内限位槽内，在左连接架和右连接架上分别设有上支撑轮。
所述的硅棒截断装置，所述转环旋转机构包括下支撑轮、上支撑轮、万向联轴器、驱动轮、电机c和传动箱，所述下支撑轮设置为两个，两个下支撑轮间隔设置在机架上，在每个下支撑轮后方的机架上分别设有驱动轮，其中一个驱动轮连接传动箱，所述传动箱连接电机c，另一个驱动轮通过万向联轴器连接传动箱，上支撑轮设置为两个，两个上支撑轮分别设置在左连接架和右连接架上，所述下支撑轮、上支撑轮和驱动轮的外缘面为v型面。
所述的硅棒截断装置，所述数控操控系统包括控制盒和电器柜，所述电器柜分别通过线路连接电机a、电机b、电机c和升降气缸的电子阀，电器柜通过线路连接控制盒。
所述的硅棒截断装置，所述硅棒切割机构上对应锯片处设有喷水嘴，所述喷水嘴连接水源。
由于采用如上所述的技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型通过在机架设置硅棒切割机构和可以旋转的转环，然后在转环内设置待切割的硅棒，切割时，锯片和硅棒同时旋转，使硅棒的切割断点在硅棒的中心部位，有效的避免了硅棒崩边的现象，切割后的硅棒断面平整光滑，大大提高了切割效率和切割精度等，本实用新型具有操作方便，生产效率高等特点，适合大范围的推广和应用。
【附图说明】
图1是本实用新型截断装置一具体实施例的立体结构示意图；
图2是本实用新型截断装置一具体实施例中转环开启状态的立体结构示意图；
图3是本实用新型截断装置一具体实施例的另一视角立体结构示意图；
图4是本实用新型截断装置一具体实施例的俯视结构示意图；
图5是本实用新型截断装置一具体实施例中转环的立体结构示意图；
图6是图5的左视结构示意图；
图7是图6的a-a剖视结构示意图；
在图中：1、连接板；2、左连接架；3、上转环体；4、锁紧扣；5、下转环体；6、限位销轴；7、下支撑轮；8、上支撑轮；9、控制盒；10、护罩；11、机架；12、轴承；13、右连接架；14、电器柜；15、升降气缸；16、三角连杆；17、三角连杆固定座；18、电机a；19、托板；20、电机b；21、锯片固定座；22、锯片；23、固定块；24、下v型压块；25、万向联轴器；26、驱动轮；27、v型槽；28、减速机；29、导轨丝杠传动机构；30、电机c；31、夹紧调整机构；32、上v型压块；33、铰链；34、定位孔；35、外限位槽；36、导向机构；37、内限位槽。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本实用新型范围内的一切变化和改进，本实用新型并不局限于下面的实施例；
首先需要说明的是，本实用新型在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
结合附图1～7中所述的一种硅棒截断装置，包括机架11、锯片进给机构、硅棒切割机构、转环、转环开合机构、转环旋转机构和数控操控系统，在所述机架11支撑腿的下端设有调整垫铁，以实现装置的找平，然后在机架11右侧的上面设有锯片进给机构，所述锯片进给机构包括电机a18、托板19、减速机28和导轨丝杠传动机构29，所述导轨丝杠传动机构29设置在机架11上，需要说明的是，导轨丝杠传动机构29为本领域常规结构，且可以从市场上直接采购获得，因此不对其具体结构做累述，导轨丝杠传动机构29中丝杠的端部连接减速机28，减速机28连接电机a18，在导轨丝杠传动机构29中导轨的上面设有托板19。
进一步，在锯片进给机构中的托板19上设有硅棒切割机构，所述硅棒切割机构包括电机b20、锯片固定座21和锯片22，所述电机b20和锯片固定座21间隔固定在托板19上，电机b20的主轴上设有主传动轮，锯片固定座21内通过轴承设有旋转主轴，所述旋转主轴的一端设有从动轮，从动轮通过皮带或链条连接主传动轮，实施时，优选皮带传动，同时还可以将皮带传动替换为齿轮传动，旋转主轴的另一端固定有锯片22，在实施时，为了给锯片22和硅棒降温，提高切割效率和锯片22的使用寿命，在硅棒切割机构上对应锯片22处设有喷水嘴，所述喷水嘴连接水源，进一步，为了防止冷却水和切削粉体飘散，在切割位置的机架11上设置护罩10。
进一步，在锯片进给机构左侧的机架11上设有转环开合机构，所述转环开合机构中的连接板1分别通过左连接架2和右连接架13连接转环，在所述转环内设有待切割的硅棒，具体实施时，所述转环开合机构包括连接板1、左连接架2、轴承12、右连接架13、升降气缸15、三角连杆16和三角连杆固定座17，所述升降气缸15固定在机架11上，升降气缸15的气缸杆连接三角连杆16其中的一角，三角连杆16的第二角与三角连杆固定座17铰接，三角连杆16的第三角连接连接板1，所述连接板1左右两端的下面分别设有左连接架2和右连接架13，所述左连接架2和右连接架13的下端分别设有轴承12，所述轴承12的外圈分别卡接在转环左右两端的外限位槽35和内限位槽37内，这样既可以保证转环旋转，又能实现上转环体3的开合，在左连接架2和右连接架13上分别设有上支撑轮8，具体实施时，由于三角连杆16的第二角可以旋转，当第一角跟随升降气缸15下降时，第三角会向上运动，进而带动连接板1向上运动，实现转环的开启，当第一角跟随升降气缸15上升时，第三角会向下运动，进而带动连接板1向下运动，实现转环的闭合。
进一步，转环旋转机构支撑转环的两端并带动转环旋转，硅棒切割机构中锯片22的中心轴线与转环的中心轴线平行，所述转环旋转机构包括下支撑轮7、上支撑轮8、万向联轴器25、驱动轮26、电机c30和传动箱，所述下支撑轮7设置为两个，两个下支撑轮7间隔设置在机架11上，在每个下支撑轮7后方的机架11上分别设有驱动轮26，其中一个驱动轮26连接传动箱，所述传动箱连接电机c30，另一个驱动轮26通过万向联轴器25连接传动箱，上支撑轮8设置为两个，两个上支撑轮8分别设置在左连接架2和右连接架13上，所述下支撑轮7、上支撑轮8和驱动轮26的外缘面为v型面，v型面卡接在转环的v型槽27内，实施时，下支撑轮7、上支撑轮8和驱动轮26分为左右两组，每组呈三角形排列，即下支撑轮7、上支撑轮8和驱动轮26呈三角形排列，其中每组中的上支撑轮8随左连接架2和右连接架13上升或下降。
进一步，所述转环包括上转环体3、锁紧扣4、下转环体5、铰链33、下v型压块24和上v型压块32，在所述上转环体3内缘面上设有上v型压块32，在下转环体5内缘面上设有下v型压块24，上转环体3和下转环体5通过铰链33铰接形成开合的圆柱形转环主体，在转环主体两端法兰的外缘面上分别设有v型槽27，在转环主体两端法兰的内侧和外侧分别设有内限位槽37和外限位槽35，在转环主体的开口处设有锁紧扣4。为了提高硅棒的加紧效果，在所述上转环体3和下转环体5上分别设有夹紧调整机构31，每个夹紧调整机构31中的调整螺杆分别连接上v型压块32和下v型压块24，在每个夹紧调整机构31的左右两侧分别设有导向机构36。夹紧调整机构31的具体结构如图7所示，包括固定座和调整螺杆，固定座分别固定在上转环体3和下转环体5的外缘面上，然后在固定座内丝接调整螺杆，调整螺杆的上端设有旋拧头，调整螺杆的下端分别连接上v型压块32和下v型压块24，实施时，上v型压块32和下v型压块24的材质可以选择尼龙。导向机构36的具体结构如图7所示，包括导向套和导向杆，所述导向套分别固定在上转环体3、下转环体5的外缘面上，然后在导向套内设置导向杆，所述导向杆的下端分别连接上转环体3、下转环体5。进一步，为了提高硅棒切割端头的稳定，在转环的右端头设有至少两个固定块23，固定块23的左端固定在转环右端面的外限位槽35内，然后在固定块23上设有压紧螺钉。所述下转环体5的外缘面上设有定位孔34，对应定位孔34的机架11上设有限位销轴6，所述限位销轴6通过销轴固定架设置在机架11上，限位销轴6可以围绕销轴固定架前后伸缩。
进一步，转环开合机构、转环旋转机构、硅棒切割机构和锯片进给机构分别连接数控操控系统，所述数控操控系统包括控制盒9和电器柜14，所述电器柜14分别通过线路连接电机a18、电机b20、电机c30和升降气缸15的电子阀，电器柜14通过线路连接控制盒9，需要说明的是，数控操控系统不是本实用新型保护的重点，而且所有部件均未常规标准件，可以直接从市场上采购，因此不对其具体结构做累述。
本实用新型的工作过程为：将限位销轴6插入定位孔34中，打开锁紧扣4，通过升降气缸15带动使闭合在一起的转环打开，将待切割的硅棒放入下转环体5的下v型压块24上，调整好硅棒的位置后，启动升降气缸15，将上转环体3和下转环体5闭合在一起，锁紧锁紧扣4，调整夹紧调整机构31上的调整螺杆压紧硅棒，启动切割按钮，转环旋转机构中的电机c30驱动驱动轮26旋转，驱动轮26带动转环随之转动，启动硅棒切割机构，锯片22旋转并向硅棒靠近开始对硅棒进行切割。切割完成后，将转环上的定位孔34转动至对应限位销轴6位置后，将限位销轴6插入定位孔34内，打开锁紧扣4，取出硅棒，完成整个切割过程。
本实用新型不仅可以切割硅棒，同样可以切割其它人工晶体材料，比如碳化硅、蓝宝石等。
以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
为了公开本实用新型的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本实用新型旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
1.一种硅棒截断装置，包括机架（11）、锯片进给机构、硅棒切割机构、转环、转环开合机构、转环旋转机构和数控操控系统，其特征是：在所述机架（11）右侧的上面设有锯片进给机构，在锯片进给机构中的托板（19）上设有硅棒切割机构，在锯片进给机构左侧的机架（11）上设有转环开合机构，所述转环开合机构中的连接板（1）分别通过左连接架（2）和右连接架（13）连接转环，在所述转环内设有待切割的硅棒，转环旋转机构支撑转环的两端并带动转环旋转，硅棒切割机构中锯片（22）的中心轴线与转环的中心轴线平行，转环开合机构、转环旋转机构、硅棒切割机构和锯片进给机构分别连接数控操控系统形成所述的硅棒截断装置。
2.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述锯片进给机构包括电机a（18）、托板（19）、减速机（28）和导轨丝杠传动机构（29），所述导轨丝杠传动机构（29）设置在机架（11）上，导轨丝杠传动机构（29）中丝杠的端部连接减速机（28），减速机（28）连接电机a（18），在导轨丝杠传动机构（29）中导轨的上面设有托板（19）。
3.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述硅棒切割机构包括电机b（20）、锯片固定座（21）和锯片（22），所述电机b（20）和锯片固定座（21）间隔固定在托板（19）上，电机b（20）的主轴上设有主传动轮，锯片固定座（21）内通过轴承设有旋转主轴，所述旋转主轴的一端设有从动轮，从动轮通过皮带或链条连接主传动轮，旋转主轴的另一端固定有锯片（22）。
4.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述转环包括上转环体（3）、锁紧扣（4）、下转环体（5）、铰链（33）、下v型压块（24）和上v型压块（32），在所述上转环体（3）内缘面上设有上v型压块（32），在下转环体（5）内缘面上设有下v型压块（24），上转环体（3）和下转环体（5）通过铰链（33）铰接形成开合的圆柱形转环主体，在转环主体两端法兰的外缘面上分别设有v型槽（27），在转环主体两端法兰的内侧和外侧分别设有内限位槽（37）和外限位槽（35），在转环主体的开口处设有锁紧扣（4）。
5.根据权利要求4所述的硅棒截断装置，其特征是：所述上转环体（3）和下转环体（5）上分别设有夹紧调整机构（31），每个夹紧调整机构（31）中的调整螺杆分别连接上v型压块（32）和下v型压块（24），在每个夹紧调整机构（31）的左右两侧分别设有导向机构（36）。
6.根据权利要求4所述的硅棒截断装置，其特征是：所述下转环体（5）的外缘面上设有定位孔（34），对应定位孔（34）的机架（11）上设有限位销轴（6）。
7.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述转环开合机构包括连接板（1）、左连接架（2）、轴承（12）、右连接架（13）、升降气缸（15）、三角连杆（16）和三角连杆固定座（17），所述升降气缸（15）固定在机架（11）上，升降气缸（15）的气缸杆连接三角连杆（16）其中的一角，三角连杆（16）的第二角与三角连杆固定座（17）铰接，三角连杆（16）的第三角连接连接板（1），所述连接板（1）左右两端的下面分别设有左连接架（2）和右连接架（13），所述左连接架（2）和右连接架（13）的下端分别设有轴承（12），所述轴承（12）的外圈分别卡接在转环左右两端的外限位槽（35）和内限位槽（37）内，在左连接架（2）和右连接架（13）上分别设有上支撑轮（8）。
8.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述转环旋转机构包括下支撑轮（7）、上支撑轮（8）、万向联轴器（25）、驱动轮（26）、电机c（30）和传动箱，所述下支撑轮（7）设置为两个，两个下支撑轮（7）间隔设置在机架（11）上，在每个下支撑轮（7）后方的机架（11）上分别设有驱动轮（26），其中一个驱动轮（26）连接传动箱，所述传动箱连接电机c（30），另一个驱动轮（26）通过万向联轴器（25）连接传动箱，上支撑轮（8）设置为两个，两个上支撑轮（8）分别设置在左连接架（2）和右连接架（13）上，所述下支撑轮（7）、上支撑轮（8）和驱动轮（26）的外缘面为v型面。
9.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述数控操控系统包括控制盒（9）和电器柜（14），所述电器柜（14）分别通过线路连接电机a（18）、电机b（20）、电机c（30）和升降气缸（15）的电子阀，电器柜（14）通过线路连接控制盒（9）。
10.根据权利要求1所述的硅棒截断装置，其特征是：所述硅棒切割机构上对应锯片（22）处设有喷水嘴，所述喷水嘴连接水源。
技术总结