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用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置.pdf

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用于 金刚 多晶 硅片 联动 自动 喷砂 装置
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摘要
申请专利号:

CN201610540025.X

申请日:

2016.07.11

公开号:

CN106003446A

公开日:

2016.10.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法?#19978;?#24773;: 专利权的转移IPC(主分类):H01L 21/302登记生效日:20180417变更事项:专利权人变更前权利人:北京?#35789;?#25463;能机器人有限公司变更后权利人:北京合德丰材料科技有限公司变更事项:地址变更前权利人:100160 北京市丰台区南四环西路128号院4号楼12层1506-066(园区)变更后权利人:100068 北京市丰台区城南嘉园益城园11号楼一层3-101|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B28D 5/04申请日:20160711|||公开
IPC分类号: B28D5/04; B28D7/00; B28D7/04; B24B27/06; B24B57/02 主分类号: B28D5/04
申请人: 北京?#35789;?#25463;能机器人有限公司
发明人: 李名扬; 唐宵汉; 华永云; 刘佳; 王倩; 张金光; 陈永胜
地址: 100160 北京市丰台区南四环西路128号院4号楼12层1506-066(园区)
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 北京君恒知识产权代理事务所(普通合伙) 11466 代理人: 张效荣;林潮
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法律状态
申请(专利)号:

CN201610540025.X

授权公告号:

|||||||||

法律状态公告日:

2018.05.04|||2017.09.19|||2016.11.23|||2016.10.12

法律状态类型:

专利申请权、专利权的转移|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

公开了用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置,包括:竖向传动机构、横向传动机构、垂直传动机构、喷枪模组、砂泵和砂缸。其中,竖向传动机构用于驱动金刚线多晶硅片进出喷砂区;横向传动机构设置在竖向传动机构上方,用于固定喷枪模组,横向传动机构能沿着X轴方向往复运动;垂直传动机构的输出端与横向传动机构连接,用于驱动横向传动机构沿着Z轴方向运动。利用竖向传动机构、横向传动机构和垂直传动机构三轴联动实现多自由度数控调节,不仅能满足多种金刚线多晶硅片的加工需求,而且能严格控制切削深度和金刚线多晶硅片表面的微观结构,加工质量均匀,一致性好。

权利要求书

1.一种用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于包
括:竖向传动机构、横向传动机构、垂直传动机构、喷枪模组、砂泵、砂
缸和控制器;其中,
竖向传动机构在控制器的控制下驱动金刚线多晶硅片进出喷砂区,包
括:真空载台、传动轨道和Y轴驱动单元;其中,真空载台的上端面用于
放置金刚线多晶硅片;传动轨道用于承载真空载台、并限定真空载台进出
喷砂区的轨迹;Y轴驱动单元在控制器的控制下驱动真空载台沿着Y轴方
向进出喷砂区;
横向传动机构设置在竖向传动机构上方,用于固定喷枪模组;横向传
动机构在控制器的控制下沿着X轴方向往复运动;
垂直传动机构的输出端与横向传动机构连接,在控制器的控制下驱动
横向传动机构沿着Z轴方向运动;
砂泵的一端与砂缸连接,另一端与喷枪模组连接,在控制器的控制下
将砂缸中的磨液泵入喷枪模组的喷枪的进料孔;
控制器接收外部的操作指令;当所述操作信号为喷砂指令时:控制器
根据所述喷砂指令生成控制信号,依据所述控制信号调整竖向传动机构、
横向传动机构和垂直传动机构的位置,依据所述控制信号调整所述砂泵的
喷射流量;
其中,X轴方向是指平行于金刚线多晶硅片、并与Y轴垂直的方向,
Y轴方向是指金刚线多晶硅片进入喷砂区的方向,Z轴?#30452;?#19982;X轴和Y轴
垂直。
2.如权利要求1所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,横向
传动机构包括至少一根与X轴平行的横杆,喷枪模组包括至少一组喷枪,
每根横杆上设置一组喷枪,所述喷枪能够在控制器的控制下沿着所述横杆
移动;和/或,
喷枪模组包括至少一组喷枪,横向传动机构包括至少一个横板;所述
横板上设置至少一条与X轴平行的横轨,每条横轨上设置一组喷枪,所述
喷枪能够在控制器的控制下沿着所述横板移动。
3.如权利要求2所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,在控
制器的控制下,喷枪能够在?#25105;?#26041;向上相?#36816;?#36848;横向传动机构转动。
4.如权利要求3所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,喷枪
通过连接件与横向传动机构连接;
所述连接件固定地设置在横向传动机构上,或者所述连接件能够在控
制器的控制下围绕其与横向传动机构的连接点转动;
喷枪设置在所述连接件上,并且能够在控制器的控制下围绕其与所述
连接件的连接点转动。
5.如权利要求2所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,横向
传动机构的一端与X轴驱动单元连接;在控制器的控制下,横向传动机构
能够在X轴驱动单元的驱动作用下沿着X轴方向往复运动。
6.如权利要求2所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,喷枪
上设置有进气孔,用于与高压气源连接。
7.如权利要求2所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,在控
制器的控制下,垂直传动机构能够在Z轴驱动单元的驱动作用下沿着Z
轴方向往复运动。
8.如权利要求1所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,Y轴驱
动单元包括:传动轮、传?#22303;?#25110;传送带、以及设置在传动链或传送带上的
限位齿;其中,
传?#22303;?#25110;传送带的运动方向与传动轨道平行,限位齿设置在传?#22303;?#25110;
传送带上;
传动轮设置在传?#22303;?#25110;传送带的内圈,传动轮的外圈与传?#22303;?#25110;传送
带的内圈啮合,在控制器的控制下驱动传?#22303;?#25110;传送带运动。
9.如权利要求2所述的三轴联动自动喷砂装置,其特征在于,喷枪
的数量以及相邻两个喷枪之间的距离满足如下关系:
n=roundup(l/(s×m))×Kh
式中,n为喷枪数量;l为金刚线多晶硅片的边长,单位为mm;s为
喷枪的摆动幅度,单位为mm;m为相邻两个喷枪之间的距离,单位为
mm;Kh为经验系数,Kh取0.1~1000。
10.根据权利要求1至9中?#25105;?#39033;所述的三轴联动自动喷砂装置在对
于金刚线多晶硅片进行喷砂中的应用。

说明书

用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置

技术领域

本发明涉及太阳能电池片技术领域,具体涉及用于金刚线多晶硅片的三
轴联动自动喷砂装置。

背景技术

以下对本发明的相关技术背景进行说明,但这些说明并不一定构成本发
明的现有技术。

随着我国太阳能产业的快速发展,太阳能电池片的需求量在不断的扩大,
如何加工出低成本、高效率的核?#33041;?#26009;—硅片成为行业亟待解决的的课题。
目前,市场上用于制作太阳能电池片的硅片有砂浆线单晶硅片、砂浆线多晶
硅片、金刚线单晶硅片,低成本的金刚线切割多晶硅片表面过于光滑,还不
能用于太阳能电池片的制作。目前国内外对金刚线切割多晶硅片进行二次加
工的技术有化学法的黑硅技术,但是该技术还处于试验阶段,并不能用于工
业生产,同时黑硅技术也存在着占地面积大、环境污染?#29616;亍?#21361;化?#20998;?#19994;、
设备成本高等多种难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装
置,能够自动化进行喷砂处理,加工质量均匀,一致性好,加工效率高,无
环境污染问题。

根据本发明的用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置,包括:
竖向传动机构、横向传动机构、垂直传动机构、喷枪模组、砂泵、砂缸和
控制器;其中,

竖向传动机构在控制器的控制下驱动金刚线多晶硅片进出喷砂区,包
括:真空载台、传动轨道和Y轴驱动单元;其中,真空载台的上端面用于
放置金刚线多晶硅片;传动轨道用于承载真空载台、并限定真空载台进出
喷砂区的轨迹;Y轴驱动单元在控制器的控制下驱动真空载台沿着Y轴方
向进出喷砂区;

横向传动机构设置在竖向传动机构上方,用于固定喷枪模组;横向传
动机构在控制器的控制下沿着X轴方向往复运动;

垂直传动机构的输出端与横向传动机构连接,在控制器的控制下驱动
横向传动机构沿着Z轴方向运动;

砂泵的一端与砂缸连接,另一端与喷枪模组连接,在控制器的控制下
将砂缸中的磨液泵入喷枪模组的喷枪的进料孔;

控制器接收外部的操作指令;当操作信号为喷砂指令时:控制器根据
喷砂指令生成控制信号,依据控制信号调整竖向传动机构、横向传动机构
和垂直传动机构的位置,依据控制信号调整砂泵的喷射流量;

其中,X轴方向是指平行于金刚线多晶硅片、并与Y轴垂直的方向,
Y轴方向是指金刚线多晶硅片进入喷砂区的方向,Z轴?#30452;?#19982;X轴和Y轴
垂直。

优选地,横向传动机构包括至少一根与X轴平行的横杆,喷枪模组包
括至少一组喷枪,每根横杆上设置一组喷枪,所述喷枪能够在控制器的控
制下沿着所述横杆移动;和/或,

喷枪模组包括至少一组喷枪,横向传动机构包括至少一个横板;所述
横板上设置至少一条与X轴平行的横轨,每条横轨上设置一组喷枪,所述
喷枪能够在控制器的控制下沿着所述横板移动。

优选地,在控制器的控制下,喷枪能够在?#25105;?#26041;向上相?#36816;?#36848;横向传
动机构转动。

优选地,喷枪通过连接件与横向传动机构连接;

所述连接件固定地设置在横向传动机构上,或者所述连接件能够在控
制器的控制下围绕其与横向传动机构的连接点转动;

喷枪设置在所述连接件上,并且能够在控制器的控制下围绕其与所述
连接件的连接点转动。

优选地,横向传动机构的一端与X轴驱动单元连接;在控制器的控制
下,横向传动机构能够在X轴驱动单元的驱动作用下沿着X轴方向往复
运动。

优选地,喷枪上设置有进气孔,用于与高压气源连接。

优选地,在控制器的控制下,垂直传动机构能够在Z轴驱动单元的驱
动作用下沿着Z轴方向往复运动。

优选地,Y轴驱动单元包括:传动轮、传?#22303;?#25110;传送带、以及设置在
传动链或传送带上的限位齿;其中,

传?#22303;?#25110;传送带的运动方向与传动轨道平行,限位齿设置在传?#22303;?#25110;
传送带上;

传动轮设置在传?#22303;?#25110;传送带的内圈,传动轮的外圈与传?#22303;?#25110;传送
带的内圈啮合,在控制器的控制下驱动传?#22303;?#25110;传送带运动。

优选地,喷枪的数量以及相邻两个喷枪之间的距离满足如下关系:

n=roundup(l/(s×m))×Kh

式中,n为喷枪数量;l为金刚线多晶硅片的边长,单位为mm;s为
喷枪的摆动幅度,单位为mm;m为相邻两个喷枪之间的距离,单位为
mm;Kh为经验系数,Kh取0.1~1000。

本发明?#22266;?#20379;了如上所述的三轴联动自动喷砂装置在对于金刚线多
晶硅片进行喷砂中的应用。

根据本发明的用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置具有如下
优点:

(1)对金刚线多晶硅片表面进行自动化喷砂处理,结构简单易操作,
加工效率高;通过对硅片表面进行喷砂处理,能够改变硅片的表面微观形
貌,使其能够直接用于制作太阳能电池片的制作。

(2)利用竖向传动机构、横向传动机构和垂直传动机构三轴联动实
现多自由度数控调节,不仅能满足多种金刚线多晶硅片的加工需求,而且
能严格控制切削深度和金刚线多晶硅片表面的微观结构,加工质量均匀,
一致性好。

(2)喷枪模组的喷枪能够相对横向传动机构转动,调节喷砂角度,
改变金刚线多晶硅片表面的微观结构。

(3)喷枪模组的喷枪上设置有与砂缸连接的进料孔和与高压气源连
接的进气孔,通过改变喷射气压和喷射流量能够调节喷射效率。

(4)设备成?#38236;汀?#26080;环境污染问题。

附图说明

通过以下参照附图而提供的具体实施方式部分,本发明的特征和优点将
变得更加容易理解,在附图中:

图1为根据本发明的三轴联动自动喷砂装置的结构图。

图2为根据本发明的真空载台的结构。

图3为根据本发明的喷枪模组的结构图。

图4为根据本发明的喷枪的结构图。

附图标记说明:10竖向传动机构、11传动轨道、12真空载台、121通
孔、122限位块、123固定横条、13传动轮、14传动链、15限位齿、20
横向传动机构、21横杆、30垂直传动机构、31竖杆、Z轴驱动单元32、40
喷枪模组、41喷枪、411喷枪的进料孔、412喷枪的进气孔、42连接件、50
砂泵、60砂缸。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的示例性实施方式进行详?#35813;?#36848;。对示例性实施
方式的描述仅仅是出于示范目的,而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。

金刚线切割多晶硅片表面过于光滑,为了解决金刚线切割多晶硅片表面
过于光滑的问题,本发明对金刚线多晶硅片的表面进行喷砂处理。通过喷
砂处理提高金刚线多晶硅片表面的粗糙度,使其能够直接用于制作电池
片。

参见图1,根据本发明的用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装
置,包括:竖向传动机构10、横向传动机构20、垂直传动机构30、喷枪
模组40、砂泵50、砂缸60和控制器(图中未示出)。横向传动机构20设
置在竖向传动机构10上方,用于固定喷枪模组40。垂直传动机构30的输
出端与横向传动机构20连接,能够驱动横向传送机构20沿着Z轴方向往
复运动。若靶距不合?#21097;?#21363;横向传动机构上的喷枪与金刚线多晶硅片之间
的垂直距离不合?#21097;?#21487;以通过垂直传动机构30进?#26800;?#33410;。控制器接收外
部的操作指令;当操作信号为喷砂指令时,控制器根据喷砂指令生成控制
信号,依据控制信号调整竖向传动机构、横向传动机构和垂直传动机构的
位置。根据本发明的喷砂装置工作时,竖向传动机构10驱动金刚线多晶
硅片进出喷砂区,控制器依据控制信号调整砂泵的喷射流量,并控制横向
传动机构20上的喷枪模组40对金刚线多晶硅片进行喷砂处理。

竖向传动机构10包括:传动轨道11、真空载台12和Y轴驱动单元。
真空载台12的上端面用于放置金刚线多晶硅片。喷砂处理过程中真空载
台12内?#25910;?#31354;状态,金刚线多晶硅片被吸附在真空载台12的上端面;喷
砂处理结束后,真空载台21内恢复至常压状态,此时便可将真空载台21
上端面的金刚线多晶硅片取下。用于制作太阳能电池片的金刚线多晶硅片
非常薄,脆性强、易碎,因此现有技术的固定方式不适于固定金刚线多晶
硅片。本发明实施例中,真空载台12不仅能够固定金刚线多晶硅片,还
能防止喷砂过程中不可控因素对金刚线多晶硅片的破坏,?#26723;?#37329;刚线多晶
硅片的破碎率。

在本发明的一些实施例中,真空载台12的上端面设置有通孔121,当
真空载台12与真空源连通时,设置在真空载台12上端面的金刚线多晶硅
片通过通孔121吸附在真空载台12上。喷砂处理过程中真空载台12内呈
真空状态,真空载台12内的气体压力与真空载台12外的气体压力不同,
通孔121处金刚线多晶硅片的受力情况与非通?#29366;?#37329;刚线多晶硅片的受力
情况不同,因此喷砂处理过程中金刚线多晶硅片的受力情况不均匀。与非
通?#29366;?#30456;比,通孔121处的金刚线多晶硅片容易沿着通孔121向真空载台
12内?#23458;?#26354;。若金刚线多晶硅片的不平整度较大,不仅影响其制作太阳能
电池片的性能,还容易由于弯曲变形导致破碎,使喷砂处理的次品率升高。
为了尽量避免由于受力不均匀导致的性能?#26723;?#21644;次品率升高,应尽量?#26723;?br />通孔121的内径。此外,当真空载台12的上端面设置至少两个通孔121
时,可以使该至少两个通孔均匀对称分?#36857;?#20197;使金刚线多晶硅片的受力均
匀。当真空载台12上端面通孔121的数量较多时,通孔121可以按照圆
形、方形或其他形状从真空载台12上端面的中心向外辐射,本发明对真
空载台12上端面通孔121的分布方式不作具体限定,任何能够实现通孔
121目的的通?#36164;?#37327;和分布方式均应视为本发明的保护范围。通孔121的
横截面形状可以根据喷砂要求和设计需要进行设计,例如将通孔121的横
截面设计成由弧线和/或线段组成的封闭图形。

若真空载台12上端面所有通孔121的横截面积之和过小,则真空载
台12对金刚线多晶硅片的吸附力过小,使得金刚线多晶硅片不稳定;若
真空载台12上端面所有通孔121的横截面积之和过大,会?#26723;?#30495;空载台
12内的抽真空速度,增加喷砂装置的启动时间,从而?#26723;?#21943;砂装置的产能。
因此,可以采用较小的通孔孔径和较多的通孔。真空载台12上端面通孔
121的数量可以根据喷砂要求和设计需要进行确定,例如真空载台12上端
面通孔121的数量可以为一个、两个或更多个。

金刚线多晶硅片在真空载台12的上端面固定不动,真空载台12载控
制器的控制下沿着传动轨道11进出喷砂区,喷枪模组40按照设定的移动
路径进行喷砂,以保证金刚线多晶硅片上端面喷砂均匀。若金刚线多晶硅
片在真空载台12上表面发生位移,容?#36164;?#37329;刚线多晶硅片的部分位置偏
离出喷砂范围,影响该部分的喷砂效果,甚至无法喷砂。金刚线多晶硅片
的偏移还会使部分砂浆未喷射到金刚线多晶硅片上便直接进入真空载台
12内,造成砂浆浪?#36873;?#22522;于此,可以在真空载台12上端面设置限位块122,
参见图2。限位块123不仅能?#29615;?#27490;金刚线多晶硅片在真空载台12上端面
移动,还能限制金刚线多晶硅片在真空载台12上端面的一个侧边或多个
侧边的位置,便于快速定位金刚线多晶硅片。

为了提高喷砂装置的产能,每个真空载台12可以承载多个金刚线多
晶硅片,例如每个真空载台包括至少两个承载区,每个承载区承载一个金
刚线多晶硅片。图2中,真空载台12包括一个承载区。

在其他条件相同的条件下,真空载台12的容积越大,达到相同真空
度的时间越长。为了尽量减小抽真空的时间和喷砂装置的启动时间,以提
高喷砂装置的产生,可以根据真空源的气体流量和喷砂过程对喷砂装置启
动时间的要求确定与每个真空源对应的真空载台12的数量。当真空载台
12的容积较大时,与每个真空源对应的真空载台12的数量可以为一个;
当真空载台12的容积较小时,与每个真空源对应的真空载台12的数量可
以为两个或多个。真空载台12的数量以及真空源的气体流量由设备的产
能确定。如图2所示,真空源对应三个真空载台12。可以在真空载台12
上设置固定横条123。通过固定横条123将多个真空载台12连接固定,能
够避免由于载台之间有相对位移而导致的喷砂效果不一致的情况。

传动轨道11用于承载真空载台12、并限定真空载台12进出喷砂区的
轨迹。Y轴驱动单元在控制器的控制下驱动真空载台12沿着Y轴方向从
传动轨道11的上料端进入喷砂区,经过喷枪模组40喷砂处理后移动至传
动轨道11的下料端,从真空载台12上取下金刚线多晶硅片或者将真空载
台12从传动轨道11上取下。在本发明的一些实施例中,Y轴驱动单元包
括:传动轮、传?#22303;?#25110;传送带、以及设置在传动链或传送带上的限位齿。
传?#22303;?#25110;传送带的运动方向与传动轨道平行,限位齿设置在传?#22303;?#25110;传送
带上,传动轮设置在传?#22303;?#25110;传送带的内圈,传动轮的外圈与传?#22303;?#25110;传
送带的内圈啮合。如图1所示,传动轮13载控制器的控制下驱动传?#22303;?br />14运动,传动链14运动过程中限位齿15驱动真空载台12沿着传动轨道
11的方向进出喷砂区。若仅采用传动轨道11,则需要额外的传动部件驱
动真空载台21移动。若仅采用传动链14,传动链14会在重力作用下弯曲,
一方面不便于准确控制真空载台12上端面的金刚线多晶硅片与喷枪模组
40之间的靶距,另一方面,当喷枪模组40对固定在真空载台12上端面的
金刚线多晶硅片进行喷砂时,喷砂的冲击会进一步增加真空载台12上端
面的金刚线多晶硅片与喷枪模组40之间的靶距,影响喷砂效果。本发明
实施例同时采用传动轨道11和传动链14,不仅能够驱动真空载台12沿着
固定的轨道进出喷砂区,还能够准确控制真空载台12上端面的金刚线多
晶硅片与喷枪模组40之间的靶距,提高喷砂处理效果。

真空载台12沿着传动轨道11运动的过程中受到来自传动轨道11的
摩擦力,真空载台12对传动轨道11的压力越大,其所受到的摩擦力越大。
当真空载台12运动至喷砂1区时,喷砂的冲击作用会增加真空载台12对
传动轨道11的压力和真空载台12受到的摩擦力,使得真空载台12的移
动速度?#26723;停?#20174;而延长了真空载台12上端面的金刚线多晶硅片的喷砂处
理时间,使得金刚线多晶硅片表面的加工深度过大,?#26723;?#20102;采用该金刚线
多晶硅片制作的太阳能电池片的可承受压力。此外,过大的摩擦力还会加
速真空载台12和传动轨道11的磨损,?#26723;?#20854;使用寿命。为了尽量?#26723;?#30495;
空载台12与传动轨道11之间的摩擦力,传动轨道11上均匀间隔地设置
有垂直于传动轨道11的滚动单元(图中未示出)。

喷砂处理结束时,可以将真空载台12内的磨液回收至砂缸60。例如,
真空载台12内恢复至常压状态后人工倒出其中的磨液。当然,为了自动
化收集磨液,也可以在回收容器(图中未示出)上设置回收孔(图中未示
出),当喷砂处理结束时,通过回收孔回收回收容器内的磨液。当外泄磨
液较多时,若回收容器的容积较小,回收容器无法完全收集外泄的磨液,
造成磨液浪费,提高喷砂装置的喷砂成本。基于此,可以通过回流管(图
中未示出)将回收容器与砂缸60连通。喷砂处理过程中,外泄的磨液进
入回收容器,然后通过回流管自动回流至砂缸60中。采用回流管实时回
流回收容器内的磨液,能?#29615;?#27490;由于回收容器载台容积过小导致的外泄磨
液收集不完全,避免磨液浪费和喷砂装置污染,?#26723;?#21943;砂成本。

横向传动机构20设置在竖向传动机构10上方,用于固定喷枪模组40。
横向传动机构20能在控制器的控制下沿着X轴方向往复运动。喷枪模组
40将砂浆喷射在金刚线多晶硅片表面形成砂斑在喷砂过程中,喷枪模组
40沿着垂直于真空载台运动方向的往复运动不仅能够提高金刚线多晶硅
片表面的喷砂均匀性,还能缩短喷砂时间。

在本发明的一些实施例中,横向传动机构20包括至少一根与X轴平
行的横杆21,喷枪模组40包括至少一组喷枪,每根横杆21上设置一组喷
枪,喷枪能够在控制器的控制下沿着横杆21移动,如图1所示。在本发
明的另一些实施例中,喷枪模组40包括至少一组喷枪,横向传动机构20
包括至少一个横板;横板上设置至少一条与X轴平行的横轨,每条横轨上
设置一组喷枪,喷枪能够在控制器的控制下沿着横杆移动。通过喷枪沿着
横杆21的往复运动调整喷枪模组40在X轴方向的位置。

砂浆喷射到金刚线多晶硅片表面,在金刚线多晶硅片表面形成砂坑。
喷砂方向不同,砂?#26377;?#24577;不同,所得金刚线多晶硅片表面的围观结构也不
同。喷枪模组40沿着垂直于金刚线多晶硅片表面的方向喷砂时,形成垂
直的砂坑,采用这种喷砂方式的金刚线多晶硅片制作太阳能电池片时,太
阳光在太阳能电池片内部的停留时间较短,太阳能电池的效?#24335;系汀?#20026;了
尽量提高太阳能电池的效?#21097;?#21487;以?#22266;?#38451;能电池片表面砂坑的结构尽量复
杂,例如,?#22266;?#38451;能电池片表面的砂坑?#23454;?#19977;角结构。为此,在本发明的
一些实施例中,在控制器的控制下,喷枪模组40的喷枪41能够在?#25105;?#26041;
向上相对横向传动机构20转动,从而改变喷砂角度,提高喷砂效果。

为了便于改变喷枪41的角度,根据本发明的优选实施例,喷枪41
通过连接件42与横向传动机构20连接。如图3所示,连接件42设置在
横向传动机构20的横杆21上,连接件42可以固定地设置在横杆21上,
连接件42也可以能够围绕Y轴方向相对其与横向传动机构的连接点转
动。喷枪41设置在连接件42上,并且能够围绕其与连接件42的连接点
转动。

砂泵50的一端与砂缸60连接,另一端与喷枪模组40连接.砂缸60
中的磨?#21644;?#36807;砂泵50泵入喷枪模组40的喷枪41的进料孔411,由喷枪
41将磨液喷射在金刚线多晶硅片的表面。为了进一步提高喷射的均匀性,
喷枪41上设置有与高压气源连接的进气孔412,如图4所示。

横向传动机构20的横杆21或横板可以设置成可伸缩式的,通过控
制器调节横杆或横板的伸缩长度,进而调节喷枪模组40在X轴方向的
位置。当然,也可以将横向传动机构20的一端与X轴驱动单元连接,
在控制器的控制下,通过X轴驱动单元驱动横向传动机构20沿着X轴
方向往复运动。

垂直传动机构30的输出端与横向传动机构20连接,用于在控制器的
控制下驱动横向传动机构20沿着Z轴方向运动。垂直传动机构30可以设
置成可伸缩式的,通过控制器调节垂直传动机构30的伸缩长度来调节喷
枪模组40的靶距。当然,也可以将垂直传动机构30的一端与Z轴驱动单
元连接,在控制器的控制下,通过Z轴驱动单元驱动垂直传动机构30沿
着Z轴方向往复运动。

本发明中以喷砂时金刚线多晶硅片的中心为坐标原点、金刚线多晶硅
片进入喷砂区的方向为Y轴方向,金刚线多晶硅片上垂直于Y轴的方向
为X轴方向,Z轴?#30452;?#20110;X轴和Y轴垂直。喷枪模组40的喷枪41与金
刚线多晶硅片之间的垂直距离定义为靶距。喷枪的数量越多,达到相同加
工深度所需的喷砂时间越短;相邻两个喷枪之间的距离越小,加工均匀性
越好。根据本发明的优选实施例,喷枪的数量以及相邻两个喷枪之间的距
离满足如下关系:

n=roundup(l/(s×m))×Kh

式中,n为喷枪数量;l为金刚线多晶硅片的边长,单位为mm,例如
l小于200mm;s为喷枪的摆动幅度,单位为mm,例如s=0.1mm~100mm;
m为相邻两个喷枪之间的距离,单位为mm,例如m小于100mm;Kh为
经验系数,Kh取0.1~1000。

本发明?#22266;?#20379;了三轴联动自动喷砂装置在对于金刚线多晶硅片进行
喷砂中的应用。

与现有技术相比,本发明不仅能够改变金刚线多晶硅片表面的微观结
构使其适于制作太阳能电池片,大大提高了金刚线多晶硅片的使用范围、
?#26723;?#20102;太阳能电池片的制作成本,还能自动化完成喷砂过程,操作简单,
加工精度和一致性好,碎片?#23454;停?#20135;能高。

虽然参照示例性实施方式对本发明进行了描述,但是应当理解,本发明
并不局限于文中详?#35813;?#36848;和示出的具体实施方式,在不偏离权利要求书所限
定的范围的情况下,本领域技术人员可以?#36816;?#36848;示例性实施方式做出各种改
变。

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本文标题:用于金刚线多晶硅片的三轴联动自动喷砂装置.pdf
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