CN107433694B - 工件固定机构、线锯切边装置及工件切边方法 - Google Patents

工件固定机构、线锯切边装置及工件切边方法 Download PDF

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Abstract

本发明的工件固定机构，包括相对设置的第一夹持部和第二夹持部，上述两个夹持部都包括一个中心夹头和围绕中心夹头的多个边料夹头，两个中心夹头对应设置，多个边料夹头一一对应设置。本发明的线锯切边装置，包括切割头和如上所述的工件固定机构，切割头移动地设置于第一夹持部和第二夹持部之间。本发明的工件切边方法，切割去除工件的边料部分以获得其中心部分，利用工件固定机构夹持工件的中心部分和边料部分，再利用切边装置进行切边处理。本发明的工件固定机构在加工前后能方便快速地进行上下料；本发明的线锯切边装置替代砂浆切边设备，能大幅提升切边效率；本发明的工件切边方法使工件被稳定夹持，有利于提高切割精度。

Description

工件固定机构、线锯切边装置及工件切边方法
技术领域
本发明属于硅材料制造技术领域，具体涉及一种工件固定机构，还涉及一种具有该工件固定机构的线锯切边装置，还涉及利用该工件固定机构的工件切边方法。
背景技术
随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为一种绿色能源以及人类可持续发展的主要能源，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。晶硅材料作为一种常用的太阳能电池基底，市场需求在不断扩大。
直拉法是一种常见的晶硅制造方法，拉制的晶棒通常需经历切断、切边及切片等机械加工工序，获得硅片。现有的切边加工，是先将切断的圆棒粘接在晶托上，再将多个粘接好的圆棒置入开方机器内，利用钢线布好方形网格状的线网、借助砂浆进行切割的过程。这种钢线结合砂浆的手段，加工效率较低，另外，在切割加工前后，需要将圆棒粘接于晶托或从晶托卸下，耗费大量的人力物力，不利于开方效率的提升。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工件固定机构，可以将工件快速、稳定地夹持住方便进行下道加工工序。
本发明的目的还在于提供一种具有该工件固定机构的线锯切边装置，解决了现有的切割方式存在的效率较低以及切割效果较差的问题。
本发明的目的还在于提供一种利用该工件固定机构的工件切边方法，能快速稳定地夹持工件，然后利用切边装置进行切边处理，有利于提高切割精度和速度。
本发明所采用的一种技术方案是：工件固定机构，包括相对设置的第一夹持部和第二夹持部，第一夹持部包括一个第一中心夹头和围绕第一中心夹头的多个第一边料夹头，第二夹持部包括一个第二中心夹头和围绕第二中心夹头的多个第二边料夹头，第二中心夹头与第一中心夹头相对应设置，多个第二边料夹头与多个第一边料夹头一一对应设置。
本发明的特点还在于，
工件固定机构还包括工作台，第一夹持部固定设置于工作台的一侧，第二夹持部设置于工作台的另一侧，且第二夹持部可相对于第一夹持部移动。
第二中心夹头与第一中心夹头同轴设置，第二中心夹头可沿其中心轴线向靠近或远离第一中心夹头的方向移动，多个第二边料夹头中，每个第二边料夹头均与一个对应的第一边料夹头同轴设置，每个第二边料夹头均可沿其中心轴线向靠近或远离与第二边料夹头相对应的第一边料夹头的方向移动。
第一边料夹头为四个，且环绕第一中心夹头等角度分布。
第一夹持部还包括机械连接于第一中心夹头的第一中心驱动件，第二夹持部还包括机械连接于第二中心夹头的第二中心驱动件，第一中心驱动件与第二中心驱动件带动第一中心夹头和第二中心夹头同步转动。
本发明所采用的另一种技术方案是：线锯切边装置，包括切割头和如上所述的工件固定机构，切割头移动地设置于所述第一夹持部和第二夹持部之间。
本发明的特点还在于，
切割头形成包括多个切边部的线网，多个切边部与配合设置的多个第一边料夹头及多个第二边料夹头一一对应。
线锯切边装置还包括位于第一夹持部和第二夹持部之间的晶线识别单元，晶线识别单元检测工件的形状特征。
线锯切边装置还包括信号连接于晶线识别单元的控制单元，控制单元根据晶线识别单元的检测结果，控制第一中心夹头和第二中心夹头转动至特定位置。
本发明所采用的另一种技术方案是：工件切边方法，切割去除工件的边料部分以获得其中心部分，工件切边方法使用如上所述的工件固定机构，首先利用第一中心夹头和第二中心夹头夹持工件的中心部分，利用配合设置的多个第一边料夹头和多个第二边料夹头夹持工件的边料部分，然后再利用切边装置进行切边处理。
本发明的有益效果是：本发明的工件固定机构利用第一中心夹头和第二中心夹头夹持工件的中心部分，利用多个第一边料夹头和多个第二边料夹头夹持边料部分，在加工前后能方便快速地进行上下料，相较于现有的粘胶固定以及脱胶下料的方式，节省了大量的人力物力，提高了工件固定及下料的效率，降低了相应的生产成本；本发明的线锯切边装置替代传统的砂浆切边设备，能大幅提升切边效率；本发明的工件切边方法实现了工件的中心部分及边料部分同时稳定地被夹持，有利于提高切割精度，切割过程中能有效避免崩边等异常现象发生。
附图说明
图1是本发明的工件固定机构的结构示意图；
图2是本发明的工件固定机构的使用状态图；
图3是本发明的线锯切边装置的结构示意图。
图中，10.工件固定机构，11.工作台，12.第一夹持部，13.第二夹持部，120.第一中心夹头，121.第一中心驱动件，122.第一边料夹头，123.第一边缘驱动件，130.第二中心夹头，131.第二中心驱动件，132.第二边料夹头，133.第二边缘驱动件，100.工件，101.第一端面，102.第二端面，20.线锯切边装置，21.切割头，22.晶线识别单元。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明提供的工件固定机构10的结构如图1所示，包括工作台11以及相对设置于工作台11的第一夹持部12和第二夹持部13。具体地，第一夹持部12固定设置于工作台11的一侧，第二夹持部13设置于工作台11的另一侧，且第二夹持部13可相对于第一夹持部12移动。
第一夹持部12包括一个第一中心夹头120、一个第一中心驱动件121、多个第一边料夹头122以及多个第一边缘驱动件123。第一中心驱动件121机械连接于第一中心夹头120。多个第一边料夹头122围绕第一中心夹头120设置。本实施例中，第一边料夹头122为四个，环绕第一中心夹头120等角度分布。多个第一边缘驱动件123与多个第一边料夹头122一一对应，每个第一边缘驱动件123均机械连接于一个对应的第一边料夹头122。
第二夹持部13包括一个第二中心夹头130、一个第二中心驱动件131、多个第二边料夹头132以及多个第二边缘驱动件133。第二中心驱动件131机械连接于第二中心夹头130。多个第二边料夹头132围绕第二中心夹头130设置。本实施例中，与多个第一边料夹头122相对应地，第二边料夹头132也为四个，且环绕第二中心夹头130等角度分布。多个第二边缘驱动件133与多个第二边料夹头132一一对应，每个第二边缘驱动件133均机械连接于一个对应的第二边料夹头132。
参见图1和图2，使用本实施例的工件固定机构10和切边装置进行工件切边的方法，具体包括以下步骤：
第一步，提供圆柱体形的工件100，其具有相对的第一端面101和第二端面102；
第二步，利用第一中心夹头120和第二中心夹头130夹持工件100的中心部分。具体地，使第一中心夹头120接触工件100的第一端面101，移动第二中心夹头130以接触工件100的第二端面102，从而将工件100夹持于第一中心夹头120与第二中心夹头130之间；
第三步，利用第一中心驱动件121和第二中心驱动件131，分别带动第一中心夹头120和第二中心夹头130转动，第一中心夹头120和第二中心夹头130同步转动，使工件100转动至一定的角度位置后，锁紧第一中心夹头120和第二中心夹头130；
第四步，利用多个第一边料夹头122和多个第二边料夹头132夹持工件100的边料部分。具体地，可先利用第一边缘驱动件123驱动对应的第一边料夹头122，使该第一边料夹头122夹紧工件100的第一端面101的对应边料部分，再利用第二边缘驱动件133驱动对应的第二边料夹头132，使该第二边料夹头132夹紧工件100的第二端面102的对应边料部分；
第五步，当上述步骤将工件100的中心部分和边料部分稳定夹持后，即可利用切边装置对工件100进行切边处理。
使用本实施例的工件固定机构10，在加工前，能快速实行上料固定动作。利用第一中心夹头120和第二中心夹头130夹持工件的中心部分，利用多个第一边料夹头122和多个第二边料夹头132夹持边料部分。切割加工之后，能方便地进行切割成品及边料的下料。相较于现有的粘胶固定以及脱胶下料的方式，节省了大量的人力物力，提高了工件固定及下料的效率，降低了相应的生产成本。
实施例2
本发明还提供一种线锯切边装置20，参见图2和图3，线锯切边装置20包括切割头21、晶线识别单元22、控制单元(图未示)和如上所述的工件固定机构10。切割头21设置于工作台11，且可移动地设置于第一夹持部12和第二夹持部13之间。切割头21张设线锯，形成包括多个切边部的线网(图未示)，多个切边部与配合设置的多个第一边料夹头122及多个第二边料夹头132一一对应。每个切边部从圆柱体形的工件100上切割去除一个对应的边料，以获得大致为多棱柱体的成品。本实施例中，与第一边料夹头122及第二边料夹头132相对应地，线网包括四个切边部，切割完成后，获得四个边料以及大致为方形体的成品。晶线识别单元22设置于第一夹持部12和第二夹持部13之间，用于检测工件100的形状特征。具体地，晶线识别单元22可采用接触式检测或者视觉检测手段，检测工件100的形状特征。控制单元与晶线识别单元22信号连接，用于根据晶线识别单元22的检测结果控制第一中心驱动件121和第二中心驱动件131转动，使工件100在第一中心夹头120和第二中心夹头130的带动下转动至切割角度位置。
本实施例还提供一种工件切边方法，其利用线锯切边装置20切割去除工件100的边料部分，包括以下步骤：
第一步骤，与实施例1的第一步大致相同；
第二步骤，与实施例1的第二步大致相同；
第三步骤，与实施例1的第三步大致相同。其区别在于，工件100在第一中心夹头120和第二中心夹头130的带动下转动一圈，转动的同时晶线识别单元22检测工件100的形状特征。控制单元接收来自晶线识别单元22的检测结果，控制第一中心驱动件121和第二中心驱动件131转动，使工件100在第一中心夹头120和第二中心夹头130的带动下转动至特定的切割角度位置；
第四步骤，与第一实施例的第四步大致相同；
第五步骤，利用切割头21切割工件100，切割去除多个边料部分、并获得大致为方形体的中心部分作为成品。切边完成之后，利用控制单元控制多个第一边料夹头122和多个第二边料夹头132对多个边料部分逐一进行下料，然后，使第一中心夹头120和第二中心夹头130松开，取下方形体的中心部分作为成品。
本实施例的线锯切边装置20，替代传统的砂浆切边设备，能大幅提升切边效率。由于使用了工件固定机构10，可以实现切边装置快速自动上下料，提高了切割加工自动化程度及生产效率。在该工件切边方法中，利用该工件固定机构10的第一中心夹头120和第二中心夹头130夹持中心部分，利用多个第一边料夹头122和多个第二边料夹头132夹持边料部分。在切割的整个过程中，工件100的各个部分都被稳定地夹持，有利于提高切割精度，避免崩边等异常现象发生。

Claims (8)

1.工件固定机构，其特征在于，用于晶硅棒材的固定，包括相对设置的第一夹持部(12)和第二夹持部(13)，所述第一夹持部(12)和所述第二夹持部(13)分别夹持在晶硅棒材两个端面，用于轴向固定晶硅棒材；所述第一夹持部(12)包括一个第一中心夹头(120)和围绕所述第一中心夹头(120)的多个第一边料夹头(122)，所述第二夹持部(13)包括一个第二中心夹头(130)和围绕所述第二中心夹头(130)的多个第二边料夹头(132)，所述第二中心夹头(130)与所述第一中心夹头(120)相对应设置，所述多个第二边料夹头(132)与所述多个第一边料夹头(122)一一对应设置；
所述第一夹持部(12)还包括机械连接于所述第一中心夹头(120)的第一中心驱动件(121)，第二夹持部(13)还包括机械连接于所述第二中心夹头(130)的第二中心驱动件(131)，所述第一中心驱动件(121)与第二中心驱动件(131)带动所述第一中心夹头(120)和所述第二中心夹头(130)同步转动。
2.如权利要求1所述的工件固定机构，其特征在于，所述第二中心夹头(130)与所述第一中心夹头(120)同轴设置，所述第二中心夹头(130)可沿其中心轴线向靠近或远离所述第一中心夹头(120)的方向移动，所述多个第二边料夹头(132)中，每个第二边料夹头(132)均与一个对应的第一边料夹头(122)同轴设置，每个第二边料夹头均(132)可沿其中心轴线向靠近或远离与所述第二边料夹头(132)相对应的第一边料夹头(122)的方向移动。
3.如权利要求2所述的工件固定机构，其特征在于，所述第一边料夹头(122)为四个，且环绕所述第一中心夹头(120)等角度分布。
4.线锯切边装置，其特征在于，包括切割头(21)和如权利要求1至3中任一项所述的工件固定机构，所述切割头(21)移动地设置于所述第一夹持部和第二夹持部之间，用于沿着晶硅棒材轴向切边。
5.如权利要求4所述的线锯切边装置，其特征在于，所述切割头(21)形成包括多个切边部的线网，所述多个切边部与配合设置的所述多个第一边料夹头(122)及多个第二边料夹头(132)一一对应。
6.如权利要求5所述的线锯切边装置，其特征在于，所述线锯切边装置还包括位于所述第一夹持部(12)和第二夹持部(13)之间的晶线识别单元(22)，所述晶线识别单元(22)检测工件(100)的形状特征。
7.如权利要求6所述的线锯切边装置，其特征在于，所述线锯切边装置还包括信号连接于所述晶线识别单元(22)的控制单元，所述控制单元根据所述晶线识别单元(22)的检测结果，控制所述第一中心夹头(120)和所述第二中心夹头(130)转动至特定位置。
8.工件切边方法，其特征在于，切割去除工件(100)的边料部分以获得其中心部分，所述工件切边方法使用如权利要求1至3中任一项所述的工件固定机构，首先利用所述第一中心夹头(120)和第二中心夹头(130)夹持工件(100)的中心部分，利用配合设置的所述多个第一边料夹头(122)和多个第二边料夹头(132)夹持工件的边料部分，然后再利用切边装置进行切边处理。
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