一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法
阅读说明：本技术 一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法 (Monocrystalline silicon manufacturing machine capable of automatically discharging and using method thereof ) 是由 王晶晶 于 2021-08-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及单晶硅制造领域,具体的说是一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法,包括操作基台,操作基台的上表面设置有切割机构,操作基台的上表面设置有升降机构,操作基台靠近升降机构一端的上表面设置有夹紧机构,操作基台的上表面设置有下料机构。通过设置下料机构对便于切割完成的单晶硅片进行收纳,多片单晶硅片可以一并收起,大大提高效率,通过设置触发机构可以使下料机构停留在固定的位置,然后通过顶板运行自行启动,节省人工成本,使自动化成本更高,通过设置夹紧机构使单晶硅棒定位固定,其中在下料机构的挂板中设置了分离板,可以有效对单晶硅棒进行保护,在切割过程中,防止侧方向受力使单晶硅片发生歪斜。(The invention relates to the field of monocrystalline silicon manufacturing, in particular to an automatic-blanking monocrystalline silicon manufacturing machine and a using method thereof. Accomodate the monocrystalline silicon piece of being convenient for the cutting to accomplish through setting up unloading mechanism, multi-disc monocrystalline silicon piece can be packed up in the lump, raise the efficiency greatly, can make unloading mechanism stop in fixed position through setting up trigger mechanism, then run the self-starting through the roof, save the cost of labor, it is higher to make automatic cost of forming, it is fixed to make the monocrystalline silicon rod location through setting up clamping mechanism, wherein set up the separator plate in the link plate of unloading mechanism, can effectively protect the monocrystalline silicon rod, in the cutting process, prevent that the side direction atress from making the monocrystalline silicon piece take place crooked.)
技术领域
本发明涉及单晶硅制造领域，具体说是一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法。
背景技术
单晶硅通常指的是硅原子的一种排列形式形成的物质。半导体的导电能力介于导体和绝缘体之间，硅、锗、砷化镓和硫化镉都是半导体材料，半导体材料的电阻率随着温度升高和辐射强度的增大而减小，在半导体中加入微量的杂质，对其导电性有决定性影响，这是半导体材料的重要特性。硅是最常见应用最广的半导体材料，当熔融的单质硅凝固时，硅原子以金刚石晶格排列成晶核，其晶核长成晶面取向相同的晶粒，形成单晶硅。单晶硅作为一种比较活泼的非金属元素晶体，是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿。单晶硅材料制造要经过如下过程：石英砂-冶金级硅-提纯和精炼-沉积多晶硅锭-单晶硅-硅片切割。其主要用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、供热等。
在单晶硅的制造过程中，需要经过石头加工、酸洗、拉晶、切方，当单晶硅棒生长完成后，需要使用金刚线进行切片，在切片过程中，现有的机器不具有下料机构，通过人工收纳，容易损伤单晶硅片，同时多个单晶硅片单个收取效率极低。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动下料的单晶硅制造机，包括操作基台,所述操作基台的上表面设置有切割机构，所述操作基台的上表面设置有升降机构，所述操作基台靠近升降机构一端的上表面设置有夹紧机构，所述操作基台的上表面设置有下料机构，所述下料机构的内部设置有触发机构，所述操作基台的上表面设置有喷水组件；
所述切割机构包括两个固定竖板，两个所述固定竖板固定连接在操作基台的上表面，两个所述操作基台的顶端之间固定连接有同一个横板，所述横板的上表面固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端固定连接有主动辊，所述主动辊的圆周表面开设有若干个第一线槽，若干个所述第一线槽的内部均套接有金刚线，两个所述固定竖板的一侧表面均通过开槽固定连接有第一轴承，两个所述第一轴承的内部均转动连接有从动辊，两个所述从动辊的表面均开设有若干个第二线槽；
所述升降机构包括升降平台，所述升降平台固定连接在操作基台的上表面，所述升降平台的输出端固定连接有升降板，所述升降板的顶端表面固定连接有若干个支撑细杆，若干个所述支撑细杆的顶端表面设置有同一个单晶硅棒，所述操作基台的上表面固定连接有L型固定杆，所述L型固定杆的顶端侧表面开设有侧槽，所述侧槽的内壁转动连接有第一定位轮；
所述夹紧机构包括固定柱，所述固定柱靠近顶端的一侧表面开设有方形滑槽，所述固定柱远离方形滑槽一端的侧表面开设有螺纹槽，所述方形滑槽与螺纹槽相连通，所述方形滑槽的内部滑动连接有方形滑杆，所述方形滑杆的一端固定连接有固定块，所述固定块的侧表面转动连接有第二定位轮，所述方形滑杆远离固定块的一端表面开设有凹槽，所述凹槽的内部固定连接有第二轴承，所述第二轴承的内部转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端固定连接有旋转块；
所述下料机构包括第一竖杆，所述第一竖杆固定连接在操作基台的上表面一端，所述操作基台的上表面远离第一竖杆的一端固定连接有第二竖杆，所述第一竖杆和第二竖杆之间固定连接有同一个方形斜杆，所述方形斜杆的外表面设置有圆筒，所述圆筒的两端表面之间开设有方形槽，所述方形槽与方形斜杆滑动连接，所述方形斜杆靠近第一竖杆的底端表面开设有限位滑槽，所述圆筒的底端表面固定连接有连接杆，所述连接杆的底端表面固定连接有固定板，所述固定板的两侧表面开设有铰接槽，两个所述铰接槽的内部均铰接有挂板，两个所述挂板互相靠近的一侧表面等距固定连接有若干个分离板；
所述触发机构包括两个第一滑孔，两个所述第一滑孔的内部均滑动连接有第一滑杆，两个所述第一滑杆的底端之间固定连接有同一个顶板，所述顶板的侧表面开设有通槽，所述固定板的底端表面中心处开设有插槽，所述插槽的内部固定插接有弹簧，所述固定板的上表面固定连接有侧杆，所述侧杆的侧表面转动连接有齿轮，其中一个所述第一滑杆的侧表面开设有第一齿槽，所述圆筒的底端表面开设有第二滑孔，所述第二滑孔的内部滑动连接有第二滑杆，所述第二滑杆的一侧表面开设有第二齿槽，所述固定板的底端表面开设有两个固定槽，两个所述固定槽的内部均固定连接有电磁铁，两个所述挂板的侧表面均固定连接有拨杆。
具体的，若干个所述金刚线与对应的第二线槽均套接设置，两个所述从动辊与主动辊将金刚线绷紧成三角形。
具体的，若干个所述支撑细杆分为两排等距排列，且顶端设置成弧形斜面，所述单晶硅棒与第一定位轮和第二定位轮均接触设置。
具体的，所述螺纹杆与螺纹槽螺纹连接。
具体的，所述弹簧的底端与顶板的上表面接触设置。
具体的，所述第二滑杆与限位滑槽滑动连接，所述齿轮与第一齿槽和第二齿槽均啮合。
具体的，两个所述电磁铁与顶板对应设置，两个所述拨杆均与通槽插接设置。
具体的，本发明的步骤为：
第一步、将单晶硅棒头尾处的锥形区域切除，然后放于支撑细杆上方，转动旋转块，使夹紧机构将单晶硅棒夹紧定位；
第二步、启动升降平台和切割机构，使单晶硅棒上移，经过金刚线，其中金刚线在驱动电机的带动下运行，对单晶硅棒进行切割；
第三步、下料机构沿着方形斜杆滑动，停留在单晶硅棒正上方，被切割的单晶硅棒上升使下料机构抓紧被切割成片的单晶硅棒，同时启动触发机构，使下料机构前移，进行下料。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法，通过设置下料机构对便于切割完成的单晶硅片进行收纳，多片单晶硅片可以一并收起，大大提高效率，当单晶硅棒向上运行时，顶住顶板，通过拨杆带动挂板向内收合，顶板上移后被电磁铁吸引，防止掉落，最后可通过电磁铁断电释放单晶片。
（2）本发明所述的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法，通过设置触发机构可以使下料机构停留在固定的位置，然后通过顶板运行自行启动，节省人工成本，使自动化成本更高，顶板带动第一滑杆上移，第一滑杆通过齿轮带动第二滑杆回缩，使圆筒可以沿着方形斜杆下滑，收料后自动下移。
（3）本发明所述的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法，通过设置夹紧机构使单晶硅棒定位固定，其中在下料机构的挂板中设置了分离板，可以有效对单晶硅棒进行保护，在切割过程中，防止侧方向受力使单晶硅片发生歪斜。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的主视图；
图2为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的侧视图；
图3为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的升降机构和夹紧机构侧视图；
图4为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的图3中A部分放大图；
图5为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的下料机构和触发机构侧视剖视图；
图6为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的下料机构和触发机构主视图；
图7为本发明提供的一种自动下料的单晶硅制造机及其使用方法的图5中B部分放大图。
图中：1、操作基台；2、切割机构；21、固定竖板；22、横板；23、驱动电机；24、主动辊；25、第一线槽；26、金刚线；27、第一轴承；28、从动辊；29、第二线槽；3、升降机构；31、升降平台；32、升降板；33、支撑细杆；34、单晶硅棒；35、L型固定杆；36、侧槽；37、第一定位轮；4、夹紧机构；41、固定柱；42、方形滑槽；43、螺纹槽；44、方形滑杆；45、固定块；46、第二定位轮；47、螺纹杆；48、凹槽；49、第二轴承；410、旋转块；5、下料机构；51、第一竖杆；52、第二竖杆；53、方形斜杆；54、圆筒；55、方形槽；56、限位滑槽；57、连接杆；58、固定板；59、铰接槽；510、挂板；511、分离板；6、触发机构；61、第一滑孔；62、第一滑杆；63、第一齿槽；64、侧杆；65、齿轮；66、第二滑孔；67、第二滑杆；68、第二齿槽；69、插槽；610、顶板；611、弹簧；612、固定槽；613、电磁铁；614、通槽；615、拨杆；7、喷水组件。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图7所示，本发明所述的一种自动下料的单晶硅制造机，包括操作基台1,操作基台1的上表面设置有切割机构2，操作基台1的上表面设置有升降机构3，操作基台1靠近升降机构3一端的上表面设置有夹紧机构4，操作基台1的上表面设置有下料机构5，下料机构5的内部设置有触发机构6，操作基台1的上表面设置有喷水组件7；
切割机构2包括两个固定竖板21，两个固定竖板21固定连接在操作基台1的上表面，两个操作基台1的顶端之间固定连接有同一个横板22，横板22的上表面固定连接有驱动电机23，驱动电机23的输出端固定连接有主动辊24，主动辊24的圆周表面开设有若干个第一线槽25，若干个第一线槽25的内部均套接有金刚线26，两个固定竖板21的一侧表面均通过开槽固定连接有第一轴承27，两个第一轴承27的内部均转动连接有从动辊28，两个从动辊28的表面均开设有若干个第二线槽29，启动驱动电机23，驱动电机23带动主动辊24旋转，主动辊24带动金刚线26运行，其中从动辊28的作用是使金刚线26底端呈水平便于对单晶硅棒34进行切割，其中喷水组件7的作用是喷水有效防止硅粉扩散；
升降机构3包括升降平台31，升降平台31固定连接在操作基台1的上表面，升降平台31的输出端固定连接有升降板32，升降板32的顶端表面固定连接有若干个支撑细杆33，若干个支撑细杆33的顶端表面设置有同一个单晶硅棒34，操作基台1的上表面固定连接有L型固定杆35，L型固定杆35的顶端侧表面开设有侧槽36，侧槽36的内壁转动连接有第一定位轮37，将切头去尾的单晶硅棒34放置在支撑细杆33的上表面，升降机构3的中的升降平台31带动升降板32上移，升降板32通过支撑细杆33带动单晶硅棒34上移，单晶硅棒34在上移过程中被移动的金刚线26逐步切割，其中支撑细杆33间的间隙是便于金刚线26对单晶硅棒34进行切割；
夹紧机构4包括固定柱41，固定柱41靠近顶端的一侧表面开设有方形滑槽42，固定柱41远离方形滑槽42一端的侧表面开设有螺纹槽43，方形滑槽42与螺纹槽43相连通，方形滑槽42的内部滑动连接有方形滑杆44，方形滑杆44的一端固定连接有固定块45，固定块45的侧表面转动连接有第二定位轮46，方形滑杆44远离固定块45的一端表面开设有凹槽48，凹槽48的内部固定连接有第二轴承49，第二轴承49的内部转动连接有螺纹杆47，螺纹杆47的一端固定连接有旋转块410，其中夹紧机构4的作用是使单晶硅棒34定位固定，首先第一定位轮37的作用是确定单晶硅棒34的初始位置，然后通过螺纹杆47带动方形滑杆44夹紧单晶硅棒34，其中第一定位轮37和第二定位轮46可以旋转，使单晶硅棒34可以仍可以上移；
下料机构5包括第一竖杆51，第一竖杆51固定连接在操作基台1的上表面一端，操作基台1的上表面远离第一竖杆51的一端固定连接有第二竖杆52，第一竖杆51和第二竖杆52之间固定连接有同一个方形斜杆53，方形斜杆53的外表面设置有圆筒54，圆筒54的两端表面之间开设有方形槽55，方形槽55与方形斜杆53滑动连接，方形斜杆53靠近第一竖杆51的底端表面开设有限位滑槽56，圆筒54的底端表面固定连接有连接杆57，连接杆57的底端表面固定连接有固定板58，固定板58的两侧表面开设有铰接槽59，两个铰接槽59的内部均铰接有挂板510，两个挂板510互相靠近的一侧表面等距固定连接有若干个分离板511，下料机构5的作用是使被切片的单晶硅棒34可以迅速收集转运，以便于空出切割位进行下一次切割，提高效率，其中下料机构5中的圆筒54沿着方形斜杆53滑下，停留在单晶硅棒34的正上方，其中固定板58两端的挂板510在触发机构6的带动下会向内合并，将被切片的单晶硅棒34收纳，其中分离板511的作用是使每个单晶硅片分隔，在切割过程中防止侧方向受力发生歪斜，便于收纳下料；
触发机构6包括两个第一滑孔61，两个第一滑孔61的内部均滑动连接有第一滑杆62，两个第一滑杆62的底端之间固定连接有同一个顶板610，顶板610的侧表面开设有通槽614，固定板58的底端表面中心处开设有插槽69，插槽69的内部固定插接有弹簧611，固定板58的上表面固定连接有侧杆64，侧杆64的侧表面转动连接有齿轮65，其中一个第一滑杆62的侧表面开设有第一齿槽63，圆筒54的底端表面开设有第二滑孔66，第二滑孔66的内部滑动连接有第二滑杆67，第二滑杆67的一侧表面开设有第二齿槽68，固定板58的底端表面开设有两个固定槽612，两个固定槽612的内部均固定连接有电磁铁613，两个挂板510的侧表面均固定连接有拨杆615，其中下料机构5的停留、闭合、出发都是通过触发机构6驱动，其中圆筒54的停留是由于第二滑杆67在限位滑槽56中卡住，当单晶硅棒34向上运行时，顶住顶板610，顶板610带动第一滑杆62上移，第一滑杆62通过齿轮65带动第二滑杆67回缩，使圆筒54可以沿着方形斜杆53下滑，顶板610在上移过程中带动两个拨杆615移动，拨杆615带动挂板510向内收合，顶板610上移后被电磁铁613吸引，防止掉落，最后可通过电磁铁613断电释放单晶片。
具体的，若干个金刚线26与对应的第二线槽29均套接设置，两个从动辊28与主动辊24将金刚线26绷紧成三角形，便于切割单晶硅棒34。
具体的，若干个支撑细杆33分为两排等距排列，且顶端设置成弧形斜面，单晶硅棒34与第一定位轮37和第二定位轮46均接触设置，便于固定和定位单晶硅棒34，便于切割。
具体的，螺纹杆47与螺纹槽43螺纹连接，便于夹紧单晶硅棒34。
具体的，弹簧611的底端与顶板610的上表面接触设置，便于带动顶板610复位。
具体的，第二滑杆67与限位滑槽56滑动连接，齿轮65与第一齿槽63和第二齿槽68均啮合，便于释放圆筒54使圆筒54下移。
具体的，两个电磁铁613与顶板610对应设置，两个拨杆615均与通槽614插接设置，便于带动挂板510抱住单晶硅片。
具体的，本发明的步骤为：
第一步、将单晶硅棒34头尾处的锥形区域切除，然后放于支撑细杆33上方，转动旋转块410，使夹紧机构4将单晶硅棒34夹紧定位；
第二步、启动升降平台31和切割机构2，使单晶硅棒34上移，经过金刚线26，其中金刚线26在驱动电机23的带动下运行，对单晶硅棒34进行切割；
第三步、下料机构5沿着方形斜杆53滑动，停留在单晶硅棒34正上方，被切割的单晶硅棒34上升使下料机构5抓紧被切割成片的单晶硅棒34，同时启动触发机构6，使下料机构5前移，进行下料。
在使用时，启动驱动电机23，驱动电机23带动主动辊24旋转，主动辊24带动金刚线26运行，其中从动辊28的作用是使金刚线26底端呈水平便于对单晶硅棒34进行切割，其中喷水组件7的作用是喷水有效防止硅粉扩散，将切头去尾的单晶硅棒34放置在支撑细杆33的上表面，升降机构3的中的升降平台31带动升降板32上移，升降板32通过支撑细杆33带动单晶硅棒34上移，单晶硅棒34在上移过程中被移动的金刚线26逐步切割，其中支撑细杆33间的间隙是便于金刚线26对单晶硅棒34进行切割，其中夹紧机构4的作用是使单晶硅棒34定位固定，首先第一定位轮37的作用是确定单晶硅棒34的初始位置，然后通过螺纹杆47带动方形滑杆44夹紧单晶硅棒34，其中第一定位轮37和第二定位轮46可以旋转，使单晶硅棒34可以仍可以上移。
下料机构5的作用是使被切片的单晶硅棒34可以迅速收集转运，以便于空出切割位进行下一次切割，提高效率，其中下料机构5中的圆筒54沿着方形斜杆53滑下，停留在单晶硅棒34的正上方，其中固定板58两端的挂板510在触发机构6的带动下会向内合并，将被切片的单晶硅棒34收纳，其中分离板511的作用是使每个单晶硅片分隔，在切割过程中防止侧方向受力发生歪斜，便于收纳下料，其中下料机构5的停留、闭合、出发都是通过触发机构6驱动，其中圆筒54的停留是由于第二滑杆67在限位滑槽56中卡住，当单晶硅棒34向上运行时，顶住顶板610，顶板610带动第一滑杆62上移，第一滑杆62通过齿轮65带动第二滑杆67回缩，使圆筒54可以沿着方形斜杆53下滑，顶板610在上移过程中带动两个拨杆615移动，拨杆615带动挂板510向内收合，顶板610上移后被电磁铁613吸引，防止掉落，最后可通过电磁铁613断电释放单晶片。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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