[发明专利]硅棒旋转浮动切割数控机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，尤其涉及一种用于对硅棒进行切割的数控切割机。

背景技术

在目前国内的多晶硅行业生产厂家中，均需要将还原出来的2--8英寸直径的硅棒进行径向定尺切割，以供成品检验和满足不同的下一工序生产需要。

专利号为200920287130.2，公开日为2010.12.22的中国专利“单/多晶硅棒切割机”公开了一种硅棒切割机，该切割机包括晶棒固定装置、切割系统和冷却系统，所述晶棒固定装置包括若干固定夹紧工装，固定夹紧工装设在工作台上，固定夹紧工装分别设在砂轮片的左右两侧，另外工作台上设有防尘罩和刻度尺，该实用新型主要是利用固定夹紧工装将待切部分和切除部分分别固定，以达到定位可靠，切割尺寸稳定，解决晶棒切割过程中移动和崩边等问题的目的。

专利号为201120383908.7，公开日为2012.5.30的中国专利“一种改进的硅棒切割装置”公开了一种硅棒切割装置，它包括主辊、线网和主体进刀单元夹紧机构，主体进刀单元夹紧机构包括位于线网上方的左右两组夹紧单元，夹紧单元包括在硅棒工件板和安装工件板，在硅棒工件板和安装工件板之间增设钢片，通过人为提前压低硅棒内侧高度，使得切割完成时内外两侧切割深度一致，进而达到减少碎片的目的。

上述两专利的切割方式均采用全直径切割方式，因而其振动较大，切割方向无法与硅棒弯曲的轴向保持垂直，被切割部分容易破碎。

专利号为200820223950.0，公开日为2009.10.21的中国专利“硅棒锥度或外圆数控磨床”公开了一种硅棒数控磨床，包括机架和数控箱，还包括由数控箱控制作往复运动的工作台，在机架上设置有放置工件的放置架和由数控箱控制带动放置架上的工件做同心圆转动的传动装置，在工作台上设置有至少一个由数控箱控制与工件待磨削端配合的砂轮。其发明目的是将硅芯棒端部磨制成同心度极高的圆柱体或圆锥体，硅芯棒一端由传动装置夹持，另一端水平放置在放置架上，其目的是让硅芯棒在工作台上做同心圆转动。

在现实生产中，由于生产工艺的特定原因，被还原出来的多晶硅棒晶格组织通常较为疏松、强度较差；在总长度2.8米范围内无法保证同轴度、均有弯曲；在截面积视向普遍产生大小不等的椭圆度；在不同长度范围内，普遍出现直径大小不一等多种外表不规则状态。这种待切割硅棒，在使用老式数控切割机床对硅棒采用单点强制压力式定位、用刀盘工具进行径向全直径切割时，硅棒本身受到很大震动，且切割方向无法与硅棒弯曲的轴向保持垂直，被切割部分极易破碎，难以切割出成品。此传统切割工艺及设备，即造成较大的经济损失、又延误下一工序的生产，使企业生产成本大幅上升。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种硅棒旋转浮动切割数控机床，该数控机床能完全克服硅棒外表具有的多种不规则状态，能对材料组织密度较稀疏、工件有轴向弯曲、直径方向有椭圆度、直径大小不一致等外表不规则的、易破碎的多晶硅棒在浮动旋转状态时，实现非同心轴向旋转自动半径切割，且在切割硅棒的过程中，切割方向始终垂直于硅棒非同心旋转的轴心，即本发明能自动调整硅棒轴向总体同心度，能自动调整因硅棒的椭圆度、弯曲度、不等径原因造成的圆柱形物体无法旋转的弊端。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种硅棒旋转浮动切割数控机床，包括数控箱、床身、传动机构、设置在床身上的切割机构和硅棒夹持机构，其特征在于：所述硅棒夹持机构包括竖直方向配合夹持硅棒的主动旋转托轮和浮动旋转压轮；所述的主动旋转托轮带动硅棒在浮动旋转压轮的压紧下，在主动旋转托轮和从动托轮的水平位置上作非同心轴向旋转。

所述浮动旋转压轮垂直位于硅棒的上方，且与弹性挤压装置连接，弹性挤压装置驱动浮动旋转压轮围绕硅棒外圆的形状适时紧压硅棒。

所述主动旋转托轮位于硅棒的下方，与传动机构连接，传动机构通过主动旋转托轮带动硅棒旋转。

所述主动旋转托轮为两个，两主动旋转托轮轴向平行设置，硅棒放置在两主动旋转托轮轴向形成的凹槽中。

所述硅棒的各段上至少有一组由主动旋转托轮和浮动旋转压轮组成且对应设置的硅棒夹持机构，至少有一组由从动旋转托轮和浮动旋转压轮对应设置的硅棒夹持机构，且各组硅棒夹持机构中的旋转托轮位于同一水平位置上，上方均设置有对硅棒夹持的弹性挤压装置。