张紧装置及单晶硅硅棒截断机

技术领域

本发明涉及单晶硅机加工技术领域，尤其涉及一种张紧装置及单晶硅硅棒截断机。

背景技术

单晶硅硅棒截断机包括主动轮、从动轮及金属锯带，环形状的金属锯带环绕设置在主动轮和从动轮上，主动轮带动金属锯带对单晶硅进行切割的过程中由于剧烈的摩擦使得金属锯带发热，发热后的金属锯带产生膨胀使金属锯带变长，从而造成金属锯带的张紧力变小，金属锯带越长，其张紧力变化越大。金属锯带受热膨胀后张紧力变小，使得金属锯带的切断力下降，导致切断效果欠佳；而且金属锯带张紧力变小也使金属锯带横向摆动幅度增大，极容易因受力不均而造成断裂，影响正常生产。在生产过程中，为了使金属锯带保持足够的张紧力，通常采用人工用扳手进行调整，费时费力。然而对于金属锯带是否已张紧，一般是靠操作员感觉的，至于张紧力是多少，更是没有可供参考的数据，这样不仅准确度低，对于一样的加工材料和金属锯带，也需重新调试张紧，工作重复率大，生产效率低，而且各次张紧的一致性也差。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种张紧装置，以解决现有技术在单晶硅截断过程中金属锯带由于摩擦受热及转动摆动等原因导致金属锯带张紧力无法自动调节的问题。

一种张紧装置，包括机架、导轨、滑块、传感器、第一气缸和控制器，导轨设置在机架上，滑块安装在导轨上并沿着导轨上下滑动，滑块上设置轴座固定孔以供安装单晶硅硅棒截断机从动轮，传感器的顶端和滑块的下端相连接，第一气缸的气缸轴顶端和传感器的下端相连接，传感器和控制器电性连接以供传感器上端检测的实时张紧力信号发送至控制器，第一气缸的缸筒设置在机架上，第一气缸的进气端设置气泵，气泵和控制器电性连接；在控制器中预设锯带最低张紧力和锯带最高张紧力，控制器接收传感器发送的实时张紧力信号并将实时张紧力信号转化为实时张紧力，控制器再将实时张紧力分别和最低张紧力、最高张紧力判断对比，控制器判断出实时张紧力小于最低张紧力时，控制器控制气泵进行升压工作使第一气缸的伸缩端朝上依次推动传感器和滑块，传感器挤压滑块使滑块沿着导轨朝上移动，滑块沿着导轨朝上移动推动单晶硅硅棒截断机从动轮朝上移动进而将锯带的绷紧，控制器判断出实时张紧力大于最高张紧力时，控制器控制气泵进行降压工作使第一气缸伸缩端以及滑块的高度降低，以使单晶硅硅棒截断机的从动轮向下移动，以使锯带的张紧力降低；控制器判断出实时张紧力位于锯带最低张紧力、锯带最高张紧力之间时，控制器控制气泵对第一气缸进行压力维持工作。

优选的，机架设置供单晶硅硅棒截断机从动轮容置用的第一容置部，第一容置部内设置背板，背板的中间位置处设置槽口，槽口竖向设置；导轨包括左导轨和右导轨，左导轨和右导轨分别设置在槽口的左侧和右侧，滑块的左右两侧分别和左导轨、右导轨套设。

优选的，左导轨设置第一滑槽，右导轨设置第二滑槽，第一滑槽和第二滑槽相对设置。

优选的，传感器为拉压力传感器。

优选的，机架设置第二容置部，第二容置部和第一容置部相对设置，且第二容置部和第一容置部位于背板两侧，第二容置部用于放置导轨、滑块、传感器和第一气缸，第二容置部下侧设置第一横隔板，第一气缸的缸筒底部设置在第一横隔板上，第一气缸的缸筒侧壁上设置侧向固定座，侧向固定座设置在背板上。

优选的，机架上还设置晶棒容置部，晶棒容置部位于第一容置部的正下方，第一横隔板从第一容置部的下方水平延伸，第一横隔板上设置第一通过口，第一通过口位于第一容置部的下侧以供锯带通过，第一通过口的宽度和锯带的厚度相适应，使得第一通过口能够降低锯带的摆动幅度。

优选的，张紧装置还包括滑块顶紧组件，滑块顶紧组件包括U型架和第二气缸，U型架设置在导轨上，第二气缸的缸筒设置在U型架上，第二气缸和背板位于导轨的两侧，左导轨上设置第一开口，右导轨上设置第二开口，第一开口和第二开口位于同一高度，第二气缸的气缸轴顶端设置U型顶紧件，U型顶紧件的两端分别插入第一开口和第二开口内，U型顶紧件的中间位置和第二气缸的气缸轴顶端连接，第二气缸的气缸轴伸出过程中推动U型顶紧件使U型顶紧件的两端逐渐插入第一开口和第二开口再挤压滑块，使导轨和U型顶紧件从导轨的两侧挤压从而将滑块固定。

本发明还提供一种单晶硅硅棒截断机，该单晶硅硅棒截断机包括主动轮、从动轮、锯带、以及上述所述的张紧装置，主动轮设置在机架上并靠近机架的下端处，从动轮设置在机架上并靠近机架的上端处，锯带环绕在主动轮和从动轮上，从动轮的转轴设置在张紧装置的滑块上，控制装置根据传感器检测的实时张紧力控制第一气缸工作使滑块沿着导轨上下移动，通过滑块带动从动轮上下移动将锯带的张进度调节至预设的张进度范围内。

优选的，机架设置主动轮容置部，主动轮容置部用于容纳主动轮，主动轮容置部和第一容置部位于机架的同一侧。

优选的，主动轮容置部的顶侧水平设置第二横隔板，第二横隔板上设置第二通过口，第二通过口位于第一通过口的正下方，第二通过口的宽度和第一通过口的宽度一致，第一通过口和第二通过口靠近晶棒进入晶棒容置部的一侧。

由上述张紧装置的技术方案可知，通过传感器实时检测单晶硅硅棒截断机的锯带在运转过程中的实时张紧力，传感器将实时检测的实时张紧力转化成实时张紧力信号发送至控制器，控制器接收实时张紧力信号并将实时张紧力信号转化为接收张紧力，然后控制器再将接收张紧力分别和储存在控制器内的最低张紧力、最高张紧力判断对比，接收张紧力小于最低张紧力时，控制器控制第一气缸工作使滑块升高，接收张紧力大于最高张紧力时，控制器控制第一气缸工作使滑块下降，通过自动调整滑块的高度将锯带的张紧力维持在预设的张紧力范围内，降低单晶硅硅棒截断过程中由于锯带张紧力不足所产生的损耗，以及避免单晶硅硅棒截断过程中由于锯带张紧力过大发生锯带断裂的几率。

附图说明

图1是张紧装置第一实施例的立体图。

图2是图1中A处的放大图。

图3是张紧装置第二实施例的立体图。

图4是张紧装置第二实施例中机架、导轨和U型架组装的立体图。

图5是张紧装置的结构框图。

图6是单晶硅硅棒截断机的立体图。

图中：张紧装置100、机架10、第一容置部11、背板12、槽口13、第二容置部14、第一横隔板15、第一通过口151、晶棒容置部16、主动轮容置部17、第二横隔板18、第二通过口181、导轨20、左导轨21、第一滑槽211、第一开口212、右导轨22、第二滑槽221、第二开口222、滑块30、传感器40、第一气缸50、气泵51、第一电磁阀52、侧向固定座53、控制器60、滑块顶紧组件70、U型架71、第二气缸72、U型顶紧件73、第二电磁阀74、单晶硅硅棒截断机200、主动轮201、从动轮202、锯带203。

具体实施方式

以下结合本发明的附图，对发明实施例的技术方案及技术效果做进一步的详细阐述。

请参阅图1至图6，张紧装置100包括机架10、导轨20、滑块30、传感器40、第一气缸50和控制器60，导轨20设置在机架10上，滑块30安装在导轨20上并沿着导轨20上下滑动，滑块30上设置轴座固定孔以供安装单晶硅硅棒截断机200从动轮202，传感器40的顶端和滑块30的下端相连接，第一气缸50的气缸轴顶端和传感器40的下端相连接，传感器40和控制器60电性连接以供传感器40上端检测的实时张紧力信号发送至控制器60，第一气缸50的缸筒设置在机架10上，第一气缸50的进气端设置气泵51，第一气缸50的进气端和气泵51的连接处设置第一电磁阀52，气泵51、第一电磁阀52分别和控制器60电性连接，控制器60控制第一电磁阀52的开闭及开闭程度对第一气缸50进行升压控制或降压控制；根据锯带203的张紧力预设最低张紧力和最高张紧力参数值，并将最低张紧力和最高张紧力参数值储存在控制器60中，控制器60将最低张紧力转换为最低张紧力信号、将最高张紧力转换为最高张紧力信号，控制器60接收传感器40发送的实时张紧力信号并将实时张紧力信号转化为实时张紧力，控制器60再将实时张紧力分别和最低张紧力、最高张紧力判断对比，控制器60检测到实时张紧力小于最低张紧力时，控制器60控制气泵51工作使第一气缸50的伸缩端朝上依次推动传感器40和滑块30，传感器40挤压滑块30使滑块30沿着导轨20朝上移动，滑块30沿着导轨20朝上移动推动单晶硅硅棒截断机200从动轮202朝上移动进而将锯带203的绷紧，控制器60检测到实时张紧力接近最高张紧力时，控制器60控制气泵51持续工作并保持第一气缸50伸缩端的高度。通过自动调整滑块30的高度将锯带203的张紧力维持在预设的张紧力范围内，降低单晶硅硅棒截断过程中由于锯带203张紧力不足所产生的损耗，以及避免单晶硅硅棒截断过程中由于锯带203张紧力过大发生锯带203断裂的几率。

进一步的，机架10设置供单晶硅硅棒截断机200从动轮202容置用的第一容置部11，第一容置部11内设置背板12，背板12的中间位置处设置槽口13，槽口13竖向设置；导轨20包括左导轨21和右导轨22，左导轨21和右导轨22分别设置在槽口13的左侧和右侧，滑块30的左右两侧分别和左导轨21、右导轨22套设。

进一步的，左导轨21设置第一滑槽211，右导轨22设置第二滑槽221，第一滑槽211和第二滑槽221相对设置。

进一步的，传感器40为拉压力传感器。本实施例中采用型号为NS-WL1-700KG244V30的拉压力传感器，在其他实施例中也可以采用其他同种功能的拉压力传感器。

进一步的，机架10设置第二容置部14，第二容置部14和第一容置部11相对设置，且第二容置部14和第一容置部11位于背板12两侧，第二容置部14用于放置导轨20、滑块30、传感器40和第一气缸50，第二容置部14下侧设置第一横隔板15，第一气缸50的缸筒底部设置在第一横隔板15上，第一气缸50的缸筒侧壁上设置侧向固定座53，侧向固定座53设置在背板12上。通过侧向固定座53、以及第一横隔板15分别固定第一气缸50的缸筒52的底端和侧壁，从而将第一气缸50牢固的固定在机架10上。

进一步的，机架10上还设置晶棒容置部16，晶棒容置部16位于第一容置部11的正下方，第一横隔板15从第一容置部11的下方水平延伸，第一横隔板15上设置第一通过口151，第一通过口151位于第一容置部11的下侧以供锯带203通过，第一通过口151的宽度和锯带203的厚度相适应，使得第一通过口151能够降低锯带203的摆动幅度，锯带203的摆动幅度降低后使得锯带203的张紧力变化范围降低，进而使得传感器40检测的实时张紧力较为准确。

进一步的，张紧装置100还包括滑块顶紧组件70，滑块顶紧组件70包括U型架71和第二气缸72，U型架71设置在导轨20上，第二气缸72的缸筒设置在U型架71上，第二气缸72和背板12位于导轨20的两侧，左导轨21上设置第一开口212，右导轨22上设置第二开口222，第一开口212和第二开口222位于同一高度，第二气缸72的气缸轴顶端设置U型顶紧件73，U型顶紧件73的两端分别插入第一开口212和第二开口222内，U型顶紧件73的中间位置和第二气缸72的气缸轴顶端连接，第二气缸72的气缸轴伸出过程中推动U型顶紧件73使U型顶紧件73的两端逐渐插入第一开口212和第二开口222再挤压滑块30，使导轨20和U型顶紧件73从导轨20的两侧挤压从而将滑块30固定，此时，滑块30的高度相对固定，设置在滑块30上的从动轮202的高度也相对固定，最终使设置在从动轮202和主动轮201上的锯带203张紧力维持在预设的张紧力范围内。其中，第二气缸72的进气端和气泵51相连通，第二气缸72的进气端和气泵51的连通管道上设置第二电磁阀74，第二电磁阀74和控制器60电性连接，控制器60控制第二电磁阀74的开闭及开闭程度对第二气缸72进行升压控制或降压控制。

本发明还提供一种单晶硅硅棒截断机200，该单晶硅硅棒截断机200包括主动轮201、从动轮202、锯带203、以及上述所述的张紧装置100，主动轮201设置在机架10上并靠近机架10的下端处，从动轮202设置在机架10上并靠近机架10的上端处，锯带203环绕在主动轮201和从动轮202上，从动轮202的转轴设置在张紧装置100的滑块30上，控制装置根据传感器40检测的实时张紧力控制第一气缸50工作使滑块30沿着导轨20上下移动，通过滑块30带动从动轮202上下移动将锯带203的张进度调节至预设的张进度范围内。

进一步的，机架10设置主动轮容置部17，主动轮容置部17用于容纳主动轮201，主动轮容置部17和第一容置部11位于机架10的同一侧。

进一步的，主动轮容置部17的顶侧水平设置第二横隔板18，第二横隔板18上设置第二通过口181，第二通过口181位于第一通过口151的正下方，第二通过口181的宽度和第一通过口151的宽度一致，第一通过口151和第二通过口181靠近晶棒进入晶棒容置部16的一侧。第二通过口181能够进一步降低锯带203的摆动幅度，锯带203的摆动幅度进一步降低后使得锯带203的张紧力变化范围进一步降低，进而使得传感器40检测的实时张紧力更为准确。