CN103722627A - 一种多块晶硅切边机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多块晶硅切边机，包括机架、安装在机架下端的工作台、带动工作台上下运动的起升装置、绕线装置、通过轴承安装在机架上端的线网装置、驱动线网装置摇摆的摆动装置；摆动装置安装在线网装置的轴承固定端所在的任意一侧壁上，且非侧壁中心位置；本发明的有益效果是可以以较小的作用力实现切割装置的摇摆，提高摆动灵活度、并且可以同时切割多块晶硅，提高了切割的效率，简化了切割设备结构。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅切割技术领域，尤其是涉及一种摇摆往复式多线切割装置。
背景技术
传统切晶硅的多线切割机采用平面升降的切割方式，切割线和晶硅是线接触，从而导致了切割效率的低下、切割线容易断裂的问题。
中国专利文献中，公告号为CN203141673U、名称为摆式定轨往复多线切割装置的实用新型专利公开了一种方案(参见该申请说明书全文)，包括能够上下移动的工作台，位于工作台下侧的摆动盘，摆动盘上设有两个切割辊，分别位于摆动盘两侧的金刚线收线系统和金刚线放线系统，金刚线收线系统包括由伺服电机驱动的收线轮和设置于收线轮与摆动盘之间的多个第一导轮；金刚线放线系统包括由伺服电机驱动的放线轮和设置于放线轮与摆动盘之间的多个第二导轮；所述金刚线由放线轮通过多个第二导轮导向缠绕于切割辊上，绕过切割辊后再通过多个第一导轮导向缠绕于收线轮上。
上述现有技术解决了切割线和晶硅切割接触面积大的问题，实现了较高的切割率、降低了断线率。但是上述方案中切割线的摇摆是通过驱动转动盘的转动，从而带动转动盘上的切割辊转动，在驱动转盘转动时，输出力矩大，对驱动装置的要求高，摆动灵敏度较差；且上述方案无法实现多块晶硅同时切割，结构复杂，提高了生产成本。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种多块晶硅切边机，目的是以较小的作用力实现切割装置的摇摆，提高摆动灵活度、并且可以同时切割多块晶硅，提高了切割的效率，简化了切割设备结构。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种多块晶硅切边机，包括机架、安装在机架下端的工作台、带动工作台上下运动的起升装置、绕线装置、通过轴承安装在机架上端的线网装置、驱动线网装置摇摆的摆动装置；所述摆动装置安装在线网装置的轴承固定端所在的任意一侧壁上、且非侧壁中心位置。
和现有技术相比，本方案基于以较小的作用力实现切割装置的摇摆的构思，将线网装置通过轴承和轴承座固定在机架上，驱动线网装置摇摆的摆动机构安装在线网装置的一侧壁上、且非侧壁的中心位置，工作台位于线网装置的正下方；摆动装置安装在中心位置时，驱动线网装置摇摆需要输出较大的力矩，在没有制动作用下，打破线网装置的平衡状态，摆动装置输出的力矩最小，优选的是摆动装置安装在远离侧壁中心的位置；本方案可以通过摆动机构输出较小的作用力驱动线网装置绕着轴承进行上下摆动，提高了切割的效率，加工精度高，在晶硅切割工艺中产生了积极的技术效果。
基于上述方案，本发明还做了如下改进：
所述摆动装置包括安装在机架上的固定座，固定座上装有支撑座，第一伺服电机固定安装在固定座上，丝杠与第一伺服电机相连、两端固定在支撑座和固定座上，丝杠上装有支撑单元，支撑座上装有限制支撑单元运动范围的第一限位开关，连接杆分别与支撑单元和线网装置相连；本改进方案采用丝杠传动原理，通过电机带动丝杠转动，实现支撑单元的上下位移，支撑单元带动连接杆运动，从而打破线网装置的平衡态，使线网装置绕轴承上下运动，实现摆动；由于整个线网装置的宽度足够，线网装置只需摆动1至2度就可以实现所需的切割角度，因此，为了防止支撑单元大范围运动，在支撑座上装有限位开关，保证支撑单元在固定区域内运动。
所述线网装置包括线网机架，分别安装在线网机架两端的旋转轴，旋转轴上装有切割轮，线网机架上装有与切割轮相配合的第一导线轮，驱动旋转轴旋转的驱动装置；通过第一导线轮将切割线布在切割轮上；本改进方案中驱动旋转轴转动的驱动装置优选为伺服电机和传送带，伺服电机驱动传送带运转，传送带带动旋转轴旋转，进而实现切割丝的走丝；所述线网装置的另一轴承固定端装有可以将线网装置固定在机架上的支撑杆，本改进方案是为了保证切边机不工作时，将线网装置与机架固定，使线网保持平衡状态。
所述绕线装置位于线网装置的一侧，包括收、放线装置，排线装置和张力控制装置；排线装置包括导出或导入切割线的排线轮、将切割线导入张力控制装置的第二导线轮、驱动排线轮运动的驱动装置、限制排线轮位移的第二限位开关和与排线轮连接用于纠偏的偏移传感器；收、放线装置包括收、放线筒，驱动收、放线筒转动的驱动装置，及用于制动收、放线筒的制动装置；
本改进方案中通过限位开关将排线轮的位移限制在所需的范围之内，从而能够将收、放线装置上的切割丝有序的导入或导出，并装有偏移传感器，将切割丝走偏的信号传给控制装置，控制装置通过控制排线轮的驱动装置进行纠偏；考虑到设备不运转时，收、放线筒可能会发生转动，造成设备中切割线的松动、在收、放线筒的下方装有制动装置保证不工作时收、放线的制动。
所述张力控制装置包括张力轮、张力中心轴、分别连接张力轮和张力中心轴的张力臂、安装在张力中心轴上的角位移传感器及驱动张力中心轴转动的气缸驱动装置；在切割丝走丝、排线的过程中，容易出现松动的情况，本改进方案通过气缸驱动装置驱动张力臂摆动、带动张力轮运动，进而控制张力的加载或卸载。
所述工作台上设有放置硅料的晶托，工作台还包括用于固定硅料的压板和球头手柄，底部的滚轮组件和设置在工作台两端的限位块，在晶托上设有用于调整切割位置的拉线定位装置；本改进方案中，拉线定位装置用于调整晶硅的切割位置，定位完毕后，用压板和球头手柄将晶硅加以固定，工作台底部装有滚轮组件。
所述起升装置包括支撑座、安装在支撑座上的起升台、分别安装位于起升台两侧支撑座上的驱动机构、安装在起升台两端与限位块相配合的定位装置、起升台上设有与滚轮组件配合的导轨；支撑座上设有用于起升台升落的直线导轨。
所述冷却系统包括提供切削液的供液箱、与供液箱相连的回液箱、分别与供液箱和回液箱相连的喷淋装置；本改进方案中供液箱为切割丝提供切削液，喷淋装置对切割丝进行喷淋，冷却、润滑、清洗切割丝，切削液回流到回液箱，回液箱将切削液转入供液箱。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
图2是本发明中线网装置结构示意图
图3是本发明中摆动装置结构示意图
图4是本发明中绕线装置结构示意图
图5是本发明中排线装置结构示意图
图6是本发明中张力控制装置结构示意图
图7是本发明中工作台结构示意图
图8是本发明中起升装置结构示意图
图9是本发明中冷却系统结构示意图
具体实施方式
本发明为了提高摆动灵活度、并且可以同时切割多块晶硅，其总的构思是这样的：结合晶硅切割工艺的特点，对驱动线网装置的摇摆装置进行了改进，同时对其他部件结构等做出相应的组装调整，优化具体组合方式，最终实现本发明。
下面将结合具体实施例和附图对本发明做详细说明。
实施例1
如图1、2所示，一种多块晶硅切边机，包括机架1、安装在机架1下端的工作台2、带动工作台2上下运动的起升装置、绕线装置、通过轴承安装在机架1上的线网装置、驱动线网装置摇摆的摆动装置6；摆动装置安装在线网装置的轴承固定端所在的任意一侧壁上，且远离侧壁中心的位置。
如图2、3所示，摆动装置包括安装在机架1上的固定座7，固定座7上装有支撑座8，第一伺服电机9固定安装在固定座上，丝杠10与电机相连、两端固定在支撑座8和固定座7上，丝杠10上装有支撑单元11，支撑座8上装有限制支撑单元11运动范围的限位开关12，连接杆13分别与支撑单元11和线网装置相连；
线网装置包括线网机架14，分别安装在线网机架14两端的旋转轴15，旋转轴15上装有切割轮16，线网机架14上装有与切割轮16相配合的第一导线轮18，驱动旋转轴15旋转的驱动装置；驱动装置包括伺服电机19和传送带20，第二伺服电机19带动传送带20转动，传送带29进一步带动旋转轴15旋转，从而实现切割轮16和第一导线轮18上切割丝的走丝；线网装置的另一轴承端装有可以将线网装置固定在机架1上的支撑杆21。
如图1、4～6所示，绕线装置位于线网装置的一侧，包括收、放线装置，排线装置和张力控制装置；收、放线装置包括收线筒23、放线筒24，驱动收线筒23、放线筒24转动的驱动装置，及用于制动收线筒23、放线筒24的制动装置25，驱动装置包括第三伺服电机、联轴器和中心轴，收线筒23、放线筒24通过联轴器、中心轴与第三伺服电机相连；
排线装置包括导出或导入切割线的排线轮27、将切割线导入张力控制装置的第二导线轮28、驱动排线轮27运动的驱动装置、限制排线轮27位移的限位开关29和与排线轮27连接的偏移传感器30；驱动装置驱动排线轮27沿收、放线筒的轴向运动，使切割线有序地导入或导出，限位开关29用于限制排线轮的位移，防止排线轮27往复运动时跑出收、放线筒的法兰端面；排线轮27下装有偏移传感器30，将切割丝走偏的信号传给控制装置，控制装置将信号反馈给排线轮27的驱动装置，驱动装置驱动排线轮27进行纠偏；驱动装置为第四伺服电机31和丝杠；
张力控制装置包括张力轮32、张力中心轴34、两端分别连接张力轮32和张力中心轴34的张力臂33、安装在张力中心轴34上的角位移传感器35及驱动张力中心轴34转动的气缸驱动装置36；角位移传感器检测张力的大小，将检测信号反馈给控制装置，控制装置控制气缸进行张力的加载或卸载，气缸驱动张力中心轴34转动，张力中心轴34带动张力臂摆动，张力臂从而带动张力轮32运动。
如图7所示，工作台2上设有放置硅料的晶托37，工作台2还包括用于固定硅料的压板和球头手柄40，工作台2底部装有滚轮组件，工作台2两端设有限位块39，在晶托37上设有用于调整切割位置的拉线定位装置38。
如图8所示，起升装置包括支撑架41、安装在支撑架41上的起升台42、支撑架41上设有用于起升台42升落的直线导轨43、分别安装位于起升台42两侧支撑架41上的驱动机构、安装在起升台42两端与限位块39相配合的定位装置44、起升台42上设有与滚轮组件配合的导轨45；将工作台放到起升台42，工作台底部的滚轮组件与起升台42上的导轨相配合滚动，直至工作台上的限位块39与起升台42上的定位装置对中，起升台42两侧的驱动机构同时驱动起升台42沿直线导轨43升或落；驱动机构包括第五伺服电机46和滚珠丝杠47。
如图9所示，冷却系统包括提供切削液的供液箱48、与供液箱48相连的回液箱49、分别与供液箱48和回液箱49相连的喷淋装置50；喷淋装置包括喷淋管，喷淋管的喷嘴为扇形。
实施例2
与实施例1中的一种多块晶硅切边机的结构相同，区别在于摆动装置的安装位置不同，本实施例中，摆动装置安装在线网装置的轴承固定端所在的任意一侧壁上、且较靠近侧壁的中心位置；本实施例与现有技术相比，输出的力矩较小；但与实施例1相比，输出的力矩较大；因此，摆动装置的优选位置为远离侧壁的中心位置。
Claims (10)
1.一种多块晶硅切边机，包括机架、安装在机架下端的工作台、带动工作台上下运动的起升装置、绕线装置、通过轴承安装在机架上端的线网装置、驱动线网装置摇摆的摆动装置、冷却系统，其特征在于：所述摆动装置安装在线网装置的轴承固定端所在的任意一侧壁上，且非侧壁中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述摆动装置安装在远离侧壁中心的位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述摆动装置包括安装在机架上的固定座，固定座上装有支撑座，第一伺服电机固定安装在固定座上，丝杠与第一伺服电机相连、两端固定在支撑座和固定座上，丝杠上装有支撑单元，支撑座上装有限制支撑单元运动范围的第一限位开关，连接杆分别与支撑单元和线网装置相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种多块硅晶切边机，其特征在于：所述线网装置包括线网机架，分别安装在线网机架两端的旋转轴，旋转轴上装有切割轮，线网机架上装有与切割轮相配合的第一导线轮，驱动旋转轴旋转的驱动装置；所述线网装置的另一轴承固定端的侧壁上装有可以将线网装置固定在机架上的支撑杆。
5.根据权利要求1或2所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述绕线装置位于线网装置的一侧，包括收、放线装置，排线装置和张力控制装置。
6.根据权利要求5所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述排线装置包括导出或导入切割线的排线轮、将切割线导入张力控制装置的第二导线轮、驱动排线轮运动的驱动装置、限制排线轮位移的第二限位开关和与排线轮连接用于纠偏的偏移传感器。
7.根据权利要求5所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述张力控制装置包括张力轮、张力中心轴、分别连接张力轮和张力中心轴的张力臂、安装在张力中心轴上的角位移传感器及驱动张力中心轴转动的气缸驱动装置。
8.根据权利要求1或2所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述工作台上设有放置硅料的晶托，工作台还包括用于固定硅料的压板和球头手柄，底部的滚轮组件和设置在工作台两端的限位块；在所述晶托上设有用于调整切割位置的拉线定位装置。
9.根据权利要求8所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述起升装置包括支撑架、安装在支撑架上的起升台、分别安装位于起升台两侧支撑架上的驱动机构、安装在起升台两端与限位块相配合的定位装置、起升台上设有与滚轮组件配合的导轨；支撑架上设有用于起升台升落的直线导轨。
10.根据权利要求1或2所述的一种多块晶硅切边机，其特征在于：所述冷却系统包括提供切削液的供液箱、与供液箱相连的回液箱、分别与供液箱和回液箱相连的喷淋装置。
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