CN103878894B - 立式多层平面线网线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立式多层平面线网线切割机，属于光伏太阳能硅片制造设备技术领域。机架上安装有左右对称的两个框式工作台，框式工作台包括竖立设置的框体和若干层水平设置的工作台，框体通过丝杆机构与机架连接，机床底座上机架两侧分别安装有卷线机构，切割线从一卷线机构引出后经由驱动导轮及过渡导轮与另一卷线机构连接，切割线的切割位置近乎位于同一竖直平面内，上下相邻的两层工作台分别对应一组由一个驱动导轮和至少一个过渡导轮的导轮组，切割线行经该组导轮组驱动导轮和过渡导轮上侧的部分位于相邻的两层工作台的上层工作台的上方，切割线行经该组导轮组驱动导轮和过渡导轮下侧的部分位于相邻的两层工作台的下层工作台的上方。

Description

立式多层平面线网线切割机

技术领域

本发明涉及一种立式多层平面线网线切割机，属于光伏太阳能硅片制造设备技术领域。

背景技术

太阳能硅片生产需经过以下环节:铸锭、剖方、头尾切割、研磨、切片、清洗等。小方锭的头尾切割没有好的办法大多采用带锯切割，其缺点是：

一、切割效率低。带锯切割是单件切割，一般一个小方锭切割一刀大约需要15分钟。

二、切割成本高。一根金刚石带锯条只能切几十刀就报废。

三、切割断面不平整，崩边。带锯条使用一段时间后变钝，切割能力下降而切偏，带锯切割时切割力大，切割面带锯出口及切断时不可避免产生崩边，导致端面不平，影响下道工序的切片质量。端面不平整及崩边在切片环节产生废片直接影响切片得率。

发明内容

本发明解决了现有技术所存在的技术问题，提供了一种采用多线多件组合同时切割，有效提高切割加工效率；采用线切割耗材的消耗少，可降低切割成本；线切割端面平整，无崩边现象，后道工序切片得率提高，可显著提高经济效益的立式多层平面线网线切割机。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案解决的：它包括机床底座，其特征在于：机床底座上安装有立式设置的机架，机架上安装有左右对称的两个框式工作台，所述框式工作台包括竖立设置的框体和若干层与框体固定为一体且水平设置的工作台，所述若干层与框体固定为一体且水平设置的工作台上下间隔平行设置且水平伸出于框体，所述框体通过丝杆机构与机架连接，所述机床底座上机架两侧分别安装有卷线机构，有若干过渡导轮设置在框体两侧，在两个框式工作台之间设有驱动导轮，切割线从一卷线机构引出后经由驱动导轮及过渡导轮与另一卷线机构连接，切割线经布线后的切割位置近乎位于同一竖直面内，所述切割线行经每一个工作台的上方，驱动导轮由驱动电机驱动；所述工作台的数量为偶数层，上下相邻的两层工作台分别对应一组由一个驱动导轮和至少一个过渡导轮的导轮组，切割线行经该导轮组驱动导轮和过渡导轮上侧的部分位于所述相邻的两层工作台的上层工作台的上方，切割线行经该导轮组驱动导轮和过渡导轮下侧的部分位于所述相邻的两层工作台的下层工作台的上方。

本发明工作台为多层框式结构，呈“目”字结构，布置于各组导轮上的上下切割线分别对应两层工作台。驱动导轮设置在两个框式工作台之间，过渡导轮设置在框体两侧，可在不增加驱动导轮的情况下以增加工作台的数量，从而可增加同时切割工件的数量，以提高加工效率。

本发明采用独立的两个卷线机构加中间过渡导轮和驱动导轮驱动，线网立式垂直布置位子固定，在驱动导轮驱动下高速运动，同时工件随工作台面向上运动实现线切割。本发明的框式工作台的框体竖立设置，若干层与框体固定为一体且水平设置的工作台相互间上下间隔，切割线经布线后的切割位置近乎位于同一竖直面内，可同时对不同工作台上的工件进行切割，即实现多线多件组合同时切割，有效提高切割加工效率，并可大大减小占地面积；本发明驱动导轮和过渡导轮上方的切割线及驱动导轮和过渡导轮下方的切割线可分别切割上下相邻的两个工作台上的工件，有效利用了机床空间，可成本增加同时切割的工件数量，另采用线切割耗材的消耗少，可降低切割成本；线切割端面平整，无崩边现象，后道工序切片得率提高，可显著提高经济效益。本发明即可以采用金刚线作为切割线切割，也可以采用普通切割线而在切割液中添加砂砾通过砂砾来切割。

作为优选，所述框式工作台两侧的机架上设有多组所述导轮组，驱动导轮的导轮轴承座和过渡导轮的导轮轴承座固定于机架上，驱动导轮的轮毂和过渡导轮的轮毂位于同一垂直平面内，切割线由一卷线机构引出后经由导轮组及过渡导轮与另一卷线机构形成的线网呈平面布置。

作为优选，所述驱动导轮数量为两个或两个以上，所有驱动导轮间通过同步带相连保持同步，以保证切割线各处的受理均衡，保证不同工作台上的工件具有相同的切割速度。

作为优选，所述切割线构成的线网由卷线机构张紧，两个装在卷线机构上的电机施加反向等值力矩使线网保持平衡并张紧，驱动导轮带动线网。

作为优选，所述机架的左上侧设有左过渡轮，所述机架的右上侧设有右过渡轮，所述左过渡轮、右过渡轮及第一卷线机构和第二卷线机构分布在矩形区域的四个角上，所述若干过渡导轮和驱动导轮位于由左过渡轮、右过渡轮及第一卷线机构和第二卷线机构围合成的矩形区域内。其中，左过渡轮和右过渡轮可起到涨紧切割线的作用，保证切割线的切割效果。

作为优选，所述两个卷线机构分别安装机床底座上左侧和右侧，所述左右对称的两个框式工作台中左侧的框式工作台包括左框体，所述左右对称的两个框式工作台中右侧的框式工作台包括右框体，左框体自上而下固定有左第一工作台、左第二工作台、左第三工作台和左第四工作台，右框体自上而下固定有右第一工作台、右第二工作台、右第三工作台和右第四工作台，所述过渡导轮包括左上过渡导轮、左下过渡导轮、右上过渡导轮和右下过渡导轮，左上过渡导轮位于左第一工作台的左侧，左下过渡导轮位于左第三工作台的左侧，右上过渡导轮位于右第一工作台右侧，右下过渡导轮位于右第三工作台右侧，所述驱动导轮包括上驱动导轮和下驱动导轮，上驱动导轮位于左第一工作台和右第一工作台之间，下驱动导轮位于左第三工作台和右第三工作台之间，上驱动导轮和下驱动导轮通过同步带连接，所述机架的左上侧设有左过渡轮，所述机架的右上侧设有右过渡轮，所述左过渡轮、右过渡轮及两个卷线机构分布在矩形区域的四个角上，所述过渡导轮和驱动导轮位于由左过渡轮、右过渡轮及两个卷线机构围合成的矩形区域内，切割线从预置切割线的一个卷线机构经过过渡导轮、驱动导轮及过渡轮构成的导轮系统连接另一卷线机构形成线网。

作为优选，所述框式工作台顶部设有切割液喷淋装置，各切割线下方工作台面上设有切割液汇集槽，台面下方设有与汇集槽连通的喷淋嘴，各层工作台为下层作喷淋装置，逐层喷淋。最上层工作台上方设有切割液喷淋装置用于对最上层工作台上的工件切割进行喷淋，而为于工作台下方的喷淋嘴则将收集槽收集的切割液喷淋至下层工作台的工件上，依次类推。本发明只需在最上层工作台上方设置切割液喷淋装置，而其余工作台只需利用上层工作台收集的切割液即可，大大简化了切割液喷淋系统。其中，切割液既可对工件切割进行冷却、润滑，同时也可以作为切割载体的传送，即在切割液中添加切割砂砾。

因此，本发明具有采用多线多件组合同时切割，有效提高切割加工效率；采用线切割耗材的消耗少，可降低切割成本；线切割端面平整，无崩边现象，后道工序切片得率提高，可显著提高经济效益等特点。

附图说明

图1是本发明一种整体结构示意图；

图2是一种线切割原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1所示，机床底座1上安装有机架2，机架2上安装有左右对称的框式工作台3和框式工作台27，左侧的框式工作台3包括竖立设置的左框体3-1，右侧的框式工作台27包括竖立设置的右框体3-2，左框体3-1和右框体3-2通过丝杆机构12与机架2连接，左框体3-1自上而下设有与左框体3-1固定为一体的左第一工作台4、左第二工作台5、左第三工作台6和左第四工作台7，左第一工作台4、左第二工作台5、左第三工作台6和左第四工作台7上下间隔平行设置且水平伸出于左框体3-1，右框体3-2自上而下设有与右框体3-2固定为一体的右第一工作台8、右第二工作台9、右第三工作台10和右第四工作台11，右第一工作台8、右第二工作台9、右第三工作台10和右第四工作台11上下间隔平行设置且水平伸出于右框体3-2。

机床底座左侧和右侧分别安装有第一卷线机构13和第二卷线机构14。过渡导轮包括左上过渡导轮15、左下过渡导轮16、右上过渡导轮17和右下过渡导轮18，左上过渡导轮15位于左第一工作台4的左侧，左下过渡导轮16位于左第三工作台6的左侧，右上过渡导轮17位于右第一工作台8右侧，右下过渡导轮18位于右第三工作台10右侧，驱动导轮包括上驱动导轮19和下驱动导轮20，上驱动导轮19位于左第一工作台4和右第一工作台8之间，下驱动导轮20位于左第三工作台6和右第三工作台10之间，上驱动导轮19和下驱动导轮20通过同步带连接，机架2的左上侧设有左过渡轮21，机架2的右上侧设有右过渡轮22，左过渡轮21、右过渡轮22及第一卷线机构13和第二卷线机构14分布在矩形区域的四个角上，过渡导轮和驱动导轮位于由左过渡轮21、右过渡轮22及第一卷线机构13和第二卷线机构14围合成的矩形区域内，切割线23从预置切割线的第一卷线机构13上拉出线头经左下过渡导轮 →下驱动导轮→左下过渡导轮→左上过渡导轮→上驱动导轮→左上过渡导轮→左过渡轮→右过渡轮→右上过渡导轮→上驱动导轮→右上过渡导轮→右下过渡导轮→下驱动导轮→右下过渡导轮→固定于第二卷线机构上完成布线。切割线行经每一个工作台的上方，驱动导轮由驱动电机驱动。

上下相邻的左第一工作台4和左第二工作台5及右第一工作台8和右第二工作台9对应由上驱动导轮19和左上过渡导轮15、右上过渡导轮17构成的导轮组，切割线23行经上驱动导轮19和左上过渡导轮15上侧的部分位于左第一工作台4的上方并能对位于左第一工作台4上的工件进行切割，切割线23行经上驱动导轮19和右上过渡导轮17上侧的部分位于右第一工作台8的上方并能对位于右第一工作台8上的工件进行切割，切割线23行经上驱动导轮19和左上过渡导轮15下侧的部分位于左第二工作台5的上方并能对位于左第二工作台5上的工件进行切割，切割线23行经上驱动导轮19和右上过渡导轮17下侧的部分位于右第二工作台9的上方并能对位于右第二工作台9上的工件进行切割。

上下相邻的左第三工作台6和左第四工作台7及右第三工作台9和右第四工作台10对应由下驱动导轮20和左下过渡导轮16、右下过渡导轮18构成的导轮组，切割线23行经下驱动导轮20和左下过渡导轮16上侧的部分位于左第三工作台6的上方并能对位于左第三工作台6上的工件进行切割，切割线23行经下驱动导轮20和右下过渡导轮18上侧的部分位于右第三工作台10的上方并能对位于右第三工作台10上的工件进行切割，切割线23行经下驱动导轮20和左下过渡导轮16下侧的部分位于左第四工作台7的上方并能对位于左第四工作台7上的工件进行切割，切割线23行经下驱动导轮20和右下过渡导轮18下侧的部分位于右第四工作台11的上方并能对位于右第四工作台11上的工件进行切割。

左第一工作台4的上方和右第一工作台8的上方设有切割液喷淋装置24，左第一工作台4、左第二工作台5、左第三工作台6、右第一工作台8、右第二工作台9、右第三工作台10均设有切割液收集槽（图中未示出），左第一工作台4、左第二工作台5、左第三工作台6、右第一工作台8、右第二工作台9、右第三工作台10均在下方设有与收集槽连通的喷淋嘴25。最上层工作台上方设有切割液喷淋装置用于对最上层工作台上的工件切割进行喷淋，而为于工作台下方的喷淋嘴则将收集槽收集的切割液喷淋至下层工作台的工件上，依次类推。只需在最上层工作台上方设置切割液喷淋装置，而其余工作台只需利用上层工作台收集的切割液即可，大大简化了切割液喷淋系统。

切割原理如图2所示，第一卷线机构13和第二卷线机构14用伺服马达分别施加相反方向大小相等的力矩，此时切割线线网张紧并处于平衡状态。开启驱动电机，此时驱动电机带动上驱动轮19和下驱动轮20转动，左上过渡导轮15、左下过渡导轮16、右上过渡导轮17和右下过渡导轮18在线网的作用下跟着转动，第一卷线机构13和第二卷线机构14之间的平衡打破，在张力不变的情况下第一卷线机构13放线，与此同时第二卷线机构14收线。驱动轮反响转动则第一卷线机构13和第二卷线机构14收放线切换。线网在高速运动时启动升降机构使各工作台向上移动，切割液喷淋到线上实现线对工件26切割。线切割的实现解决了带锯切割成本高，切割端面不平整、崩边的问题。

Claims (6)

1.一种立式多层平面线网线切割机，包括机床底座，其特征在于：机床底座上安装有立式设置的机架，机架上安装有左右对称的两个框式工作台，所述框式工作台包括竖立设置的框体和若干层与框体固定为一体且水平设置的工作台，所述若干层工作台上下间隔平行设置且水平伸出于框体，所述框体通过丝杆机构与机架连接，所述机床底座上机架两侧分别安装有卷线机构，有若干过渡导轮设置在框体两侧，在两个框式工作台之间设有驱动导轮，切割线从一卷线机构引出后经由驱动导轮及过渡导轮与另一卷线机构连接，切割线经布线后的切割位置近乎位于同一竖直面内，所述切割线行经每一个工作台的上方，驱动导轮由驱动电机驱动；所述工作台的数量为偶数层，上下相邻的两层工作台分别对应一组由一个驱动导轮和至少一个过渡导轮构成的导轮组，切割线行经该导轮组驱动导轮和过渡导轮上侧的部分位于所述相邻的两层工作台的上层工作台的上方，切割线行经该导轮组驱动导轮和过渡导轮下侧的部分位于所述相邻的两层工作台的下层工作台的上方。

2.根据权利要求1所述的一种立式多层平面线网线切割机，其特征在于所述框式工作台两侧的机架上设有多组所述导轮组，驱动导轮的导轮轴承座和过渡导轮的导轮轴承座固定于机架上，驱动导轮的轮毂和过渡导轮的轮毂位于同一垂直平面内，切割线由一卷线机构引出后经由导轮组及过渡导轮与另一卷线机构形成的线网呈平面布置。

3.根据权利要求1或2所述的一种立式多层平面线网线切割机，其特征在于所述驱动导轮数量为两个或两个以上，所有驱动导轮间通过同步带相连保持同步。

4.根据权利要求1或2所述的一种立式多层平面线网线切割机，其特征在于所述切割线构成的线网由卷线机构张紧，两个装在卷线机构上的电机施加反向等值力矩使线网保持平衡并张紧，驱动导轮带动线网。

5.根据权利要求1所述的一种立式多层平面线网线切割机，其特征在于所述两个卷线机构分别安装在机床底座上左侧和右侧，所述左右对称的两个框式工作台中左侧的框式工作台包括左框体，所述左右对称的两个框式工作台中右侧的框式工作台包括右框体，左框体自上而下固定有左第一工作台、左第二工作台、左第三工作台和左第四工作台，右框体自上而下固定有右第一工作台、右第二工作台、右第三工作台和右第四工作台，所述过渡导轮包括左上过渡导轮、左下过渡导轮、右上过渡导轮和右下过渡导轮，左上过渡导轮位于左第一工作台的左侧，左下过渡导轮位于左第三工作台的左侧，右上过渡导轮位于右第一工作台右侧，右下过渡导轮位于右第三工作台右侧，所述驱动导轮包括上驱动导轮和下驱动导轮，上驱动导轮位于左第一工作台和右第一工作台之间，下驱动导轮位于左第三工作台和右第三工作台之间，上驱动导轮和下驱动导轮通过同步带连接，所述机架的左上侧设有左过渡轮，所述机架的右上侧设有右过渡轮，所述左过渡轮、右过渡轮及两个卷线机构分布在矩形区域的四个角上，所述过渡导轮和驱动导轮位于由左过渡轮、右过渡轮及两个卷线机构围合成的矩形区域内，切割线从预置切割线的一个卷线机构经过过渡导轮、驱动导轮及过渡轮构成的导轮系统连接另一卷线机构形成线网。

6.根据权利要求1或2所述的一种立式多层平面线网线切割机，其特征在于所述框式工作台顶部设有切割液喷淋装置，各切割线下方工作台面上设有切割液汇集槽，台面下方设有与汇集槽连通的喷淋嘴，各层工作台为下层作喷淋装置，逐层喷淋。