CN105563674B - 金刚线多晶硅锭开方机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及多晶硅加工专用切割设备技术领域，旨在提供金刚线多晶硅锭开方机。该金刚线多晶硅锭开方机包括大底架、进刀部件、左张力电机安装架、右张力电机安装架、工作台、机械手安装架、龙门架、导向导轮、切割导轮安装架、切割导轮、主导轨、工作台水平移动电机、减速机、主丝杠、导向轮驱动电机，能利用金刚线切割晶锭。本发明采用金刚石线锯切割，切割刀痕小，切割面质量高，大大减少了原材料的损耗；本发明使工作环境大大改善，实现了环保生产；本发明采用水平方向进刀，线弓小，进刀快，切割效率高；且导轮数量少，线网简单易布。

Description

金刚线多晶硅锭开方机

技术领域

本发明是关于多晶硅加工专用切割设备技术领域，特别涉及金刚线多晶硅锭开方机。

背景技术

多晶硅锭烧制成型后需要经过开方、截断、磨面倒角、切片等工艺制成太阳能光伏电池。晶锭的开方是整体加工过程的第一道工序，是把大型晶锭切割成小型长方体。目前最成熟、最常见的开方设备多使用方格网线从上方进刀切割，网线锯的工作区为相互垂直并在不同平面上的数条切割线组成，没4条网线组成一个方格，设备运行时，切割丝被带动切割硅锭，切割完成后，网线组成的方格中就形成一个小型长方体晶锭。

网线切割所使用的切割方式分为砂浆线切割和金刚线切割。

使用砂浆线切割切割时，钢丝快速运动将含磨料的液体带入工件切缝，产生切削作用。用砂浆线切割因其切缝窄，切片量大，切片成本低而被广泛运用；单切割效率低，切割时产生的废浆液处理难度大，造成对环境的污染；使用成本高、钢丝和排线轮同时磨损，使用寿命短，断线后重新换线过程复杂费时。

使用金刚线切割时，通过金刚线上的钻石与工件之间的摩擦达到切割作用。使用金刚线切割具有硅粉易回收处理、切割环境好、切割表面损伤小、效率高等优势。

目前普遍使用的金刚线多晶硅锭开方设备，如“多晶硅锭开方金刚石线装置”(专利号CN 203680563 U)，切割前，先将金刚线一头拉出，并跨过几十个导轮形成网状。由于从晶锭的正上方进刀，线网的跨度大，造成的线弓就非常大，使得拉线弓的时间加大，从而使得切割效率低下。大跨度的线网又容易在切割表面留下划痕，增加后续工作量。另外，所用的金刚线较细，跨过几十个导轮，往复运动容易造成断线，一旦断线，换线难度大，耗时。同时由于要布成网状线网，需要金刚线多次换向，这样容易引起金刚线往复运动时切割了导向轮，使得导向轮和金刚线的消耗大大提高，减少了他们的使用寿命，大大的增加了使用成本。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种使用金刚石线锯切方的设备。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供金刚线多晶硅锭开方机，能利用金刚线切割晶锭，所述金刚线多晶硅锭开方机包括大底架、进刀部件、左张力电机安装架、右张力电机安装架、工作台、机械手安装架、龙门架、导向导轮、切割导轮安装架、切割导轮、主导轨、工作台水平移动电机、减速机、主丝杠、导向轮驱动电机；

所述大底架上安装有主导轨，主导轨的上方装有工作台，大底架的中间处装有工作台水平移动电机，工作台水平移动电机连接有减速机，减速机通过主丝杠与工作台连接，使工作台能沿着主丝杠轴向进行水平移动；所述工作台上开有8条贯通的长条，用于金刚线线网穿过；

所述机械手安装架为装有液压缸的立柱(通过地脚螺栓固定在地面上)；所述机械手安装在机械手安装架上，能实现水平方向、竖直方向的移动，以及夹紧和旋转晶锭的功能；

所述龙门架安装在大底架的正上方，龙门架的左侧安装有左张力电机安装架，龙门架的右侧安装有右张力电机安装架；所述龙门架包括龙门架上梁、龙门架下梁，龙门架上梁的正面上并排装有5个导向导轮，5个导向导轮的下方并排装有8个切割导轮安装架，龙门架下梁的正面上并排装有4个导向导轮，4个导向导轮的上方并排装有8个切割导轮安装架；安装在龙门架上梁中间处的导向导轮的一端连接有导向轮驱动电机，每个切割导轮安装架上装有切割导轮；且保证金刚线经过导向导轮时，竖直方向的金刚线各经过一个龙门架上梁处切割导轮的线槽、一个龙门架下梁处切割导轮的线槽，使得在工作台水平进刀切割时产生的线弓在切割导轮内侧；

所述进刀部件包括左排线部件、左收放线部件、左过渡导轮、左张力电机、左张力臂、左张力导轮、右排线部件、右收放线部件、右过渡导轮、右张力电机、右张力臂、右张力导轮；所述左排线部件安装在大底架左侧，左排线部件上方装有左收放线部件，所述左过渡导轮、左张力电机、左张力臂安装在左张力电机安装架上，左张力导轮安装在左张力臂上；所述右排线部件安装在大底架右侧，右排线部件上方装有右收放线部件；所述右过渡导轮、右张力电机、右张力臂安装在右张力电机安装架上，右张力导轮安装在右张力臂上。

作为进一步的改进，所述切割导轮安装架上开有腰型槽，用于左右调节相邻金刚线之间的距离。

作为进一步的改进，所述安装在龙门架上梁、龙门架下梁的各8个切割导轮的线槽，位于工作台上用于金刚线穿过的长条的中心。

作为进一步的改进，所述机械手采用双抓机械手，能通过机械手抓的水平移动实现抓取。

作为进一步的改进，所述左过渡导轮、左张力导轮、所有导向导轮、右过渡导轮、右张力导轮的导线槽都在同一个平面内，从而使得经过导线槽的金刚线在同一平面内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用金刚石线锯切割，切割刀痕小，切割面质量高，大大减少了原材料的损耗。本发明使工作环境大大改善，实现了环保生产。本发明采用水平方向进刀，线弓小，进刀快，切割效率高；且导轮数量少，线网简单易布。

附图说明

图1为本发明的等轴测视图。

图2为本发明的正视图。

图3为本发明的俯视图。

图4为本发明的左视图。

图5为本发明中进刀部件的正视图。

图6为本发明第一次进刀切割完成后的俯视图。

图7为本发明第二次进刀之前的俯视图。

图8为本发明第二次进刀切割完成后的俯视图。

图中的附图标记为：1龙门架；2进刀部件；3机械手安装架；4机械手；5晶锭；6工作台；7大底架；8左张力电机安装架；9左张力电机；10主丝杠；11减速机；12工作台水平移动电机；13主导轨；14导向轮驱动电机；15右张力电机；16右张力电机安装架；17左排线部件；18左收放线部件；19左过渡导轮；20左张力导轮；21左张力臂；22导向导轮；23切割导轮安装架；24切割导轮；25龙门架上梁；26右张力臂；27右张力导轮；28右过渡导轮；29右收放线部件；30右排线部件；31龙门架下梁；32金刚线。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1至图4所示，金刚线多晶硅锭开方机包括大底架7、进刀部件2、左张力电机安装架8、右张力电机安装架16、工作台6、机械手安装架3、龙门架1、导向导轮22、切割导轮安装架23、切割导轮24、主导轨13、工作台水平移动电机12、减速机11、主丝杠10、导向轮驱动电机14，能利用金刚线32切割晶锭5。

大底架7上安装有主导轨13，主导轨13的上方装有工作台6，大底架7的中间处装有工作台水平移动电机12，工作台水平移动电机12连接有减速机11，减速机11通过主丝杠10与工作台6连接，使工作台6能沿着主丝杠10轴向进行水平的移动。所述工作台6上开有8条贯通的长条，用于金刚线32线网穿过。

机械手安装架3具体为装有液压缸的立柱，通过地脚螺栓固定在地面上。所述机械手4采用双抓机械手，机械手4安装在机械手安装架3上，通过机械手抓的水平移动，机械手4能实现水平方向、竖直方向的移动，以及夹紧和旋转晶锭5的功能。

龙门架1安装在大底架7的正上方，龙门架1的左侧安装有左张力电机安装架8，龙门架1的右侧安装有右张力电机安装架16。所述龙门架1包括龙门架上梁25、龙门架下梁31；龙门架上梁25的正面上并排装有5个导向导轮22，5个导向导轮22的下方并排装有8个切割导轮安装架23；龙门架下梁31的正面上并排装有4个导向导轮22，4个导向导轮22的上方并排装有8个切割导轮安装架23。安装在龙门架上梁25中间处的导向导轮22的一端连接有导向轮驱动电机14；每个切割导轮安装架23上装有切割导轮24，且切割导轮安装架23上开有腰型槽，用于左右调节相邻金刚线32之间的距离。且安装在龙门架上梁25、龙门架下梁31的各8个切割导轮24的槽位于工作台6上用于金刚线32穿过的长条的中心。

如图5所示，进刀部件2包括左排线部件17、左收放线部件18、左过渡导轮19、左张力电机9、左张力臂21、左张力导轮20、右排线部件30、右收放线部件29、右过渡导轮28、右张力电机15、右张力臂26、右张力导轮27。所述左排线部件17安装在大底架7左侧，左排线部件17上方装有左收放线部件18，所述左过渡导轮19、左张力电机9、左张力臂21安装在左张力电机安装架8上，左张力导轮20安装在左张力臂21上；所述右排线部件30安装在大底架7右侧，右排线部件30上方装有右收放线部件29；所述右过渡导轮28、右张力电机15、右张力臂26安装在右张力电机安装架16上，右张力导轮27安装在右张力臂26上。

金刚线32从左收放线部件18中出来，依次绕过左过渡轮19、左张力导轮20，进入龙门架上梁25上的导向导轮22，在向下绕过龙门架下梁31上的导向导轮22，然后又向上绕过龙门架上梁25上的第二个导向导轮22，重复循环4次后，从龙门架上梁25上最右边的导向导轮22绕出，依次进过右张力导轮27、右过渡导轮28，最后进入右收放线部件29。所述左过渡导轮19、左张力导轮20、中间的所有导向导轮22、右过渡导轮28、右张力导轮27的导线槽都在同一个平面内，从而使得经过导向槽的金刚线32在同一平面内。所述经过导向导轮22的竖直方向的金刚线32其上下各经过一个切割导轮24的线槽，使得在工作台6水平进刀切割时产生的线弓在切割导轮24之间，使得金刚线32在经过左过渡导轮19、左张力导轮20、中间的所有导向导轮22、右过渡导轮28、右张力导轮27时仍然处于原来平面内。

如图6至图8所示，切割时，晶锭5放在工作台6正上方；左收放线部件18和右收放线部件29来回运动，带动其上的金刚线32做往复运动；同时工作台水平移动电机12带动工作台6水平向工作台水平移动电机12方向第一次进刀，使得龙门架上梁25与龙门架下梁31之间的切割导轮24中间的金刚线32对晶锭5进行切割。当一边切割完成后，工作台6后退退刀；机械手4向下运动夹起晶锭5，旋转90°后，再将晶锭5放置在工作台6上；工作台水平移动电机12再次带动工作台6水平向工作台水平移动电机12方向第二次进刀；最终完成切割。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (4)

1.金刚线多晶硅锭开方机，能利用金刚线切割晶锭，其特征在于，所述金刚线多晶硅锭开方机包括大底架、进刀部件、左张力电机安装架、右张力电机安装架、工作台、机械手安装架、龙门架、导向导轮、切割导轮安装架、切割导轮、主导轨、工作台水平移动电机、减速机、主丝杠、导向轮驱动电机；

所述大底架上安装有主导轨，主导轨的上方装有工作台，大底架的中间处装有工作台水平移动电机，工作台水平移动电机连接有减速机，减速机通过主丝杠与工作台连接，使工作台能沿着主丝杠轴向进行水平移动；所述工作台上开有8条贯通的长条，用于金刚线线网穿过；

所述机械手安装架为装有液压缸的立柱；所述机械手安装在机械手安装架上，能实现水平方向、竖直方向的移动，以及夹紧和旋转晶锭的功能；

所述龙门架安装在大底架的正上方，龙门架的左侧安装有左张力电机安装架，龙门架的右侧安装有右张力电机安装架；所述龙门架包括龙门架上梁、龙门架下梁，龙门架上梁的正面上并排装有5个导向导轮，5个导向导轮的下方并排装有8个切割导轮安装架，龙门架下梁的正面上并排装有4个导向导轮，4个导向导轮的上方并排装有8个切割导轮安装架；安装在龙门架上梁中间处的导向导轮的一端连接有导向轮驱动电机，每个切割导轮安装架上装有切割导轮；且保证金刚线经过导向导轮时，竖直方向的金刚线各经过一个龙门架上梁处切割导轮的线槽、一个龙门架下梁处切割导轮的线槽，使得在工作台水平进刀切割时产生的线弓在切割导轮内侧；

所述进刀部件包括左排线部件、左收放线部件、左过渡导轮、左张力电机、左张力臂、左张力导轮、右排线部件、右收放线部件、右过渡导轮、右张力电机、右张力臂、右张力导轮；所述左排线部件安装在大底架左侧，左排线部件上方装有左收放线部件，所述左过渡导轮、左张力电机、左张力臂安装在左张力电机安装架上，左张力导轮安装在左张力臂上；所述右排线部件安装在大底架右侧，右排线部件上方装有右收放线部件；所述右过渡导轮、右张力电机、右张力臂安装在右张力电机安装架上，右张力导轮安装在右张力臂上；

所述左过渡导轮、左张力导轮、所有导向导轮、右过渡导轮、右张力导轮的导线槽都在同一个平面内，从而使得经过导线槽的金刚线在同一平面内。

2.根据权利要求1所述的金刚线多晶硅锭开方机，其特征在于，所述切割导轮安装架上开有腰型槽，用于左右调节相邻金刚线之间的距离。

3.根据权利要求1所述的金刚线多晶硅锭开方机，其特征在于，所述安装在龙门架上梁、龙门架下梁的各8个切割导轮的线槽，位于工作台上用于金刚线穿过的长条的中心。

4.根据权利要求1所述的金刚线多晶硅锭开方机，其特征在于，所述机械手采用双抓机械手，能通过机械手抓的水平移动实现抓取。