CN105729644A - 单晶硅棒金刚线进刀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单晶硅金刚线切割加工设备辅助设备，旨在提供一种单晶硅棒金刚线进刀装置。该种单晶硅棒金刚线进刀装置包括冷却水管、导轮组件、背板、收放线轮组件、减速机固定座、减速机、电机、龙门架、限位装置、滑块、导轨、丝杆螺母座、联轴器和进给丝杆，能利用金刚线切割单晶硅。本发明采用利用收放线装置、排线装置及各导轮组件保证金刚线往复运动平稳，利用滚珠丝杆传动保证进给切割平稳，从而使晶棒切割表面质量好；采用金刚线能减少环境污染，减小硅损耗；三工位及切断自动检测显著提高生产效率。
Description
技术领域
本发明是关于单晶硅金刚线切割加工设备辅助设备领域，特别涉及单晶硅棒金刚线进刀装置。
背景技术
单晶硅棒从单晶炉中生产出来后需经过截断、切方、磨削、切片等工序。随着光伏行业的蓬勃发展，单晶硅产能不断提升。单晶硅加工设备的需求也愈加旺盛。如何减少硅损耗及提高生产效率成为各设备厂家及生产厂家重点研究的课题。传统带锯切割由于刃口较大，且切割平面度较差，切割完成后常需要再做修整，从而导致硅损耗较大。金刚线切割技术凭借其硅损耗小、切割表面好、污染小的优良特性，得到越来越广泛的应用。而自动化是提高生产效率的必经之路。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高效智能的单晶硅棒金刚线进刀装置。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：
提供一种单晶硅棒金刚线进刀装置，能利用金刚线切割单晶硅，所述单晶硅棒金刚线进刀装置包括冷却水管、导轮组件、背板、收放线轮组件、减速机固定座、减速机、电机、龙门架、限位装置、滑块、导轨、丝杆螺母座、联轴器和进给丝杆；
所述龙门架包括纵向水平杆和两根立杆；所述导轨设有两根，分别对称安装在龙门架的两根立杆上；每根导轨上嵌套有滑块，滑块与背板固定相连，使背板能沿着导轨滑动；
所述减速机固定座安装在龙门架的纵向水平杆上，减速机固定在减速机固定座上；所述电机的输出端与减速机的输入端相连，减速机的输出端通过联轴器与进给丝杆相连，进给丝杆与丝杆螺母座固定，丝杆螺母座固定安装在背板上；
所述收放线轮组件包括排线装置、收放线装置、收放线轮，收放线轮安装在收放线装置上，且收放线装置能控制收放线轮做旋转运动，排线装置能控制收放线轮做前后运动，收放线装置和排线装置能共同控制绕出收放线轮的金刚线始终处于同一平面；
收放线轮组件设有两个，分别设置在背板上(通过排线装置、收放线装置固定安装在背板上)，且两个收放线轮组件以丝杆为中线，对称安装在背板上；其中一个收放线轮组件中的收放线轮用于作为绕上金刚线的起点，金刚线绕过导轮组件后，另外一个收放线轮组件中的收放线轮用于作为绕上金刚线的终点，且收放线轮能驱动金刚线；
所述导轮组件包括导轮轴、滚动轴承、导轮和压盖，导轮利用导轮轴通过背板上的通孔与背板固定连接，导轮通过滚动轴承实现转动；
所述限位装置设有三个，分别安装在龙门架上；其中两个限位装置用于限制进刀装置行程，即背板的移动范围(保证背板及背板上安装的零件不会与龙门架等零件相干涉，这两个限位装置采用磁性开关实现，磁性开关固定安装在龙门架上，磁性开关感应块固定安装在背板上，当磁性开关感应块随背板上升或下降到磁性开关位置时，磁性开关得到信号，限制背板不得再上升或下降)；另外一个限位装置用于设置进刀起始位置，即金刚线起始切割位置(该位置用于设置电气原点位，用于计算金刚线及时位置及进刀量，该限位装置同样采用磁性开关实现)；
所述冷却水管固定在背板上，用于冷却金刚线。
作为进一步的改进，所述导轮组件设有六个，分别为导轮A组件、导轮B组件、导轮C组件、导轮D组件、导轮E组件、导轮F组件；
导轮A组件与导轮B组件分别安装在收放线轮组件的两侧，且导轮A组件与导轮B组件位于同一水平线上；导轮C组件与导轮F组件分别位于导轮A组件与导轮B组件的正下方，且导轮C组件与导轮F组件位于同一水平线上；导轮D组件与导轮E组件位于导轮C组件与导轮F组件的中间，且导轮D组件与导轮E组件位于同一水平线上；
导轮A组件、导轮B组件用于金刚线传导及改变方向，导轮C组件和导轮D组件构成一个工位，由导轮D组件和导轮E组件构成第二个工位，由导轮E组件及导轮F组件构成第三个工位。
作为进一步的改进，所述导轮D组件和导轮E组件的安装位置，高于导轮C组件和导轮F组件的安装位置，在空载状态下，金刚线能仅绕制于导轮A组件、导轮B组件、导轮C组件、导轮F组件和两个收放线轮上。
作为进一步的改进，所述导轮B组件、导轮D组件、导轮E组件中还分别安装有测速装置，分别用于获得导轮B组件、导轮D组件或者导轮E组件的实时转速。
作为进一步的改进，所述每根导轨上嵌套有两个滑块。
作为进一步的改进，所述收放线轮转速能够进行调节，且收放线轮能进行正反转，用于实现金刚线的往复运动。
作为进一步的改进，所述电机采用伺服电机。
作为进一步的改进，所述进给丝杆采用滚珠丝杆。
作为进一步的改进，所述导轨采用直线导轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明采用利用收放线装置、排线装置及各导轮组件保证金刚线往复运动平稳，利用滚珠丝杆传动保证进给切割平稳，从而使晶棒切割表面质量好；采用金刚线能减少环境污染，减小硅损耗；三工位及切断自动检测显著提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的后视图。
图3为本发明切割晶棒示意图。
图中的附图标记为：1冷却水管；2导轮A组件；3背板；4收放线轮；5减速机固定座；6减速机；7电机；8龙门架；9限位装置；10导轮B组件；11金刚线；12滑块；13导轨；14导轮C组件；15导轮D组件；16导轮E组件；17导轮F组件；18排线装置；19收放线装置；20丝杆螺母座；21联轴器；22进给丝杆；23单晶硅棒。
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、图2所示的一种单晶硅棒金刚线进刀装置包括冷却水管1、导轮组件、背板3、收放线轮组件、减速机固定座5、减速机6、电机7、龙门架8、限位装置9、滑块12、导轨13、丝杆螺母座20、联轴器21和进给丝杆22，能利用金刚线11切割单晶硅棒23。
导轨13采用直线导轨，设有两根，两根导轨13分别对称安装在龙门架8的两根立杆上；每根导轨13上嵌套有两个滑块12，滑块12与背板3固定相连，使背板3能沿着导轨13滑动。
减速机固定座5安装在龙门架8的纵向水平杆上，减速机6固定在减速机固定座5上。所述电机7的输出端与减速机6的输入端相连，减速机6的输出端通过联轴器21与进给丝杆22相连，进给丝杆22与丝杆螺母座20固定，丝杆螺母座20固定安装在背板3上。在本实施例中，电机7采用伺服电机，进给丝杆22采用滚珠丝杆，
收放线轮组件包括排线装置18、收放线装置19、收放线轮4；收放线轮4安装在收放线装置19上，金刚线11存储于收放线轮4上，收放线轮4转速能够进行调节，且收放线轮4能进行正反转，用于实现金刚线11的往复运动。收放线装置19能控制收放线轮4做旋转运动，排线装置18能控制收放线轮4做前后运动，收放线装置19和排线装置18能共同控制绕出收放线轮4的金刚线11始终处于同一平面。
收放线轮组件设有两个，分别通过排线装置18、收放线装置19固定安装在背板3上，且两个收放线轮组件以丝杆为中线，对称安装在背板3上；其中一个收放线轮组件中的收放线轮4用于作为绕上金刚线11的起点，金刚线11绕过导轮组件后，另外一个收放线轮组件中的收放线轮4用于作为绕上金刚线11的终点，且收放线轮4能驱动金刚线11。
导轮组件设有六个，分别为导轮A组件2、导轮B组件10、导轮C组件14、导轮D组件15、导轮E组件16、导轮F组件17。导轮组件包括导轮轴、滚动轴承、导轮、压盖，导轮组件由导轮轴通过背板3上通孔与背板3固定连接，导轮可通过滚动轴承转动。安装时，导轮A组件2与导轮B组件10分别安装在收放线轮组件的两侧且二者位于同一水平线。导轮C组件14与导轮F组件17分别位于导轮A组件2与导轮B组件10正下方，且二者位于同一水平线。导轮D组件15与导轮E组件16位于导轮C组件14与导轮F组件17中间，二者位于同一水平线，且安装位置略高于导轮C组件14与导轮F组件17。导轮A组件2、导轮B组件10用于金刚线11传导及改变方向，导轮C组件14和导轮D组件15构成一个工位，由导轮D组件15和导轮E组件16构成第二个工位，由导轮E组件16及导轮F组件17构成第三个工位。导轮D组件15和导轮E组件16的安装位置，高于导轮C组件14和导轮F组件17的安装位置，在空载状态下，金刚线11能仅绕制于导轮A组件2、导轮B组件10、导轮C组件14、导轮F组件17和两个收放线轮4上。导轮B组件10、导轮D组件15、导轮E组件16中还分别安装有测速装置，分别用于获得导轮B组件10、导轮D组件15或者导轮E组件16的实时转速。
限位装置9设有三个，分别安装在龙门架8上。其中两个限位装置9用于限制进刀装置行程，保证背板3及背板3上安装的零件不会与龙门架8等零件相干涉，限位装置9采用磁性开关，其中磁性开关固定安装在龙门架8上，磁性开关感应块固定安装在背板3上，当磁性开关感应块随背板3上升或下降到磁性开关位置时，磁性开关得到信号，限制背板3不得再上升或下降。另外一个限位装置9用于设置进刀起始位置，即金刚线起始切割位置，该限位装置9同样采用磁性开关，同时该位置用于设置电气原点位，用于计算金刚线11及时位置及进刀量。冷却水管1固定在背板3上，用于冷却金刚线11。
如图3所示，工作时，单晶硅棒金刚线进刀装置的进刀方向为从上往下做切割。先将金刚线11由一侧收放线轮4经过导轮A组件2、导轮B组件10、导轮C组件14、导轮F组件17绕入另一侧收放线轮4，调整好张力。两收放线轮4同时做顺时针或逆时针往复运动。初始位置时，金刚线11处于空载状态，导轮A组件2、导轮B组件10、导轮C组件14、导轮F组件17受摩擦力作用而转动，此时，导轮D组件15与导轮E组件16由于安装位置较高而与未与金刚线11接触，因此未测得转速。之后，电机7带动进给丝杆22转动，进给丝杆22带动丝杆螺母座20做沿导轨13方向直线运动，而与丝杆螺母座20固定相连的背板3，带动收放线轮4及各导轮组件做沿导轨13方向直线运动，从而带动绕制于各导轮组件上的金刚线11做沿导轨13方向直线运动。之后，进刀装置进入切割状态，此时，金刚线11受单晶硅棒23竖直向上作用力而与导轮D组件15及导轮E组件16接触，二者测得转速。金刚线11继续沿着进刀方向切割，直至切割完成。切割完成时，绕于导轮C组件14与导轮F组件17上的金刚线11受张力作用而绷直，同时，金刚线11与导轮D组件15及导轮E组件16脱离，导轮D组件15及导轮E组件16停止转动，从而判定完成一次切割。
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 (9)
1.单晶硅棒金刚线进刀装置，能利用金刚线切割单晶硅，其特征在于，所述单晶硅棒金刚线进刀装置包括冷却水管、导轮组件、背板、收放线轮组件、减速机固定座、减速机、电机、龙门架、限位装置、滑块、导轨、丝杆螺母座、联轴器和进给丝杆；
所述龙门架包括纵向水平杆和两根立杆；所述导轨设有两根，分别对称安装在龙门架的两根立杆上；每根导轨上嵌套有滑块，滑块与背板固定相连，使背板能沿着导轨滑动；
所述减速机固定座安装在龙门架的纵向水平杆上，减速机固定在减速机固定座上；所述电机的输出端与减速机的输入端相连，减速机的输出端通过联轴器与进给丝杆相连，进给丝杆与丝杆螺母座固定，丝杆螺母座固定安装在背板上；
所述收放线轮组件包括排线装置、收放线装置、收放线轮，收放线轮安装在收放线装置上，且收放线装置能控制收放线轮做旋转运动，排线装置能控制收放线轮做前后运动，收放线装置和排线装置能共同控制绕出收放线轮的金刚线始终处于同一平面；
收放线轮组件设有两个，分别设置在背板上，且两个收放线轮组件以丝杆为中线，对称安装在背板上；其中一个收放线轮组件中的收放线轮用于作为绕上金刚线的起点，金刚线绕过导轮组件后，另外一个收放线轮组件中的收放线轮用于作为绕上金刚线的终点，且收放线轮能驱动金刚线；
所述导轮组件包括导轮轴、滚动轴承、导轮和压盖，导轮利用导轮轴通过背板上的通孔与背板固定连接，导轮通过滚动轴承实现转动；
所述限位装置设有三个，分别安装在龙门架上；其中两个限位装置用于限制进刀装置行程，即背板的移动范围；另外一个限位装置用于设置进刀起始位置，即金刚线起始切割位置；
所述冷却水管固定在背板上，用于冷却金刚线。
2.根据权利要求1所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述导轮组件设有六个，分别为导轮A组件、导轮B组件、导轮C组件、导轮D组件、导轮E组件、导轮F组件；
导轮A组件与导轮B组件分别安装在收放线轮组件的两侧，且导轮A组件与导轮B组件位于同一水平线上；导轮C组件与导轮F组件分别位于导轮A组件与导轮B组件的正下方，且导轮C组件与导轮F组件位于同一水平线上；导轮D组件与导轮E组件位于导轮C组件与导轮F组件的中间，且导轮D组件与导轮E组件位于同一水平线上；
导轮A组件、导轮B组件用于金刚线传导及改变方向，导轮C组件和导轮D组件构成一个工位，由导轮D组件和导轮E组件构成第二个工位，由导轮E组件及导轮F组件构成第三个工位。
3.根据权利要求2所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述导轮D组件和导轮E组件的安装位置，高于导轮C组件和导轮F组件的安装位置，在空载状态下，金刚线能仅绕制于导轮A组件、导轮B组件、导轮C组件、导轮F组件和两个收放线轮上。
4.根据权利要求2所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述导轮B组件、导轮D组件、导轮E组件中还分别安装有测速装置，分别用于获得导轮B组件、导轮D组件或者导轮E组件的实时转速。
5.根据权利要求1所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述每根导轨上嵌套有两个滑块。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述收放线轮转速能够进行调节，且收放线轮能进行正反转，用于实现金刚线的往复运动。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述电机采用伺服电机。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述进给丝杆采用滚珠丝杆。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的单晶硅棒金刚线进刀装置，其特征在于，所述导轨采用直线导轨。
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