CN108638358A - 一种数控多晶硅金刚线高速截断机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种数控多晶硅金刚线高速截断机，包括床身及其两端安装的收放线室，收放线室上部固定安装电箱，床身四个角处分别安装立柱，位于床身两侧的两个立柱间分别通过导轨支架安装有两个工作台，导轨支架与工作台之间通过短钢导轨连接；位于后侧的两个立柱上分别通过直线导轨安装有一块滑动板，滑动板带动固定在其下部的切割线架上下移动，切割线架两端分别安装第一基准电机和第二基准电机，切割线架两侧安装有多个金刚线过线轮，切割线架下方安装多个金刚线切割轮，金刚线从一端的收放线室引出，依次绕过多个金刚线切割轮和金刚线过线轮至另一端的收放线室内。本发明提高了金刚线收放线和布线质量，提高了设备运行稳定性和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅加工数控机床自动化技术领域，尤其是一种数控多晶硅金刚线高速截断机。
背景技术
由于光伏行业技术的发展，用户对多晶硅的生产工艺和产品质量提出了更高要求，尤其是对多晶硅金刚线截断设备的高效、高速、低耗能、低碳生产要求进一步提高。
现有技术中，数控金刚线截断设备在设计和应用过程中存在很多缺点：例如切割线架固定设置，切割线轮的工位有限，使其与工作台配合自由度有限，一次可加工的硅棒材数量有限；张紧及平衡金刚线网由电机简易控制，电机既要转动卷线线盘进行收放线，又要兼顾张紧及平衡线网，易造成断线、设备运行稳定性差等问题；工作台上料不方便，上、下料和工作区不独立，造成操作工劳动强大度，费时费力，影响生产效率。
发明内容
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的数控多晶硅金刚线高速截断机，通过自动双工作台、移动式多工位切割台架的设置，大大提高金刚线收放线、布线质量和设备运行稳定性，降低了劳动强度，提高了生产效率。
本发明所采用的技术方案如下：
一种数控多晶硅金刚线高速截断机，包括床身，所述床身的两端分别安装收放线室，收放线室上部固定安装电箱，两个收放线室之间的床身四个角处分别固定安装立柱，位于床身的两侧的两个立柱之间分别通过导轨支架安装有两个工作台，导轨支架与工作台之间通过短钢导轨连接；位于后侧的两个立柱外端分别通过直线导轨安装有一块滑动板，滑动板中部固定有线架驱动装置，滑动板下部固定连接有切割线架，所述切割线架的两端分别安装有第一基准电机和第二基准电机，切割线架两侧安装有多个金刚线过线轮，切割线架下方通过支架安装有多个金刚线切割轮，金刚线从一端的收放线室引出，依次绕过多个金刚线切割轮和金刚线过线轮至另一端的收放线室内，所述金刚线过线轮与所述金刚线切割轮的安装方向相垂直。
其进一步技术方案在于：
两个收放线室内部的安装结构为：均包括收放线机构，其中一个收放线机构通过金刚线依次连接有金刚线纠偏装置、第一过线轮和第一张力臂装置，另一个收放线机构通过金刚线依次连接有十八过线轮和第二张力臂装置。
所述金刚线过线轮的安装结构为：包括位于切割线架一侧上依次间隔安装的第三过线轮、第七过线轮、第八过线轮、十一过线轮、十二过线轮、十五过线轮和十六过线轮，以及位于切割线架另一侧上依次间隔安装的第九过线轮、十过线轮、十三过线轮和十四过线轮，还包括分别安装在两组立柱上与第三过线轮位于同一侧的第二过线轮和十七过线轮，位于十六过线轮一旁的切割线架上方安装有与十六过线轮垂直的第四过线轮和第五过线轮，所述第七过线轮上方安装有与其轴线处于同一竖直线的第六过线轮。
所述金刚线切割轮的安装结构为：包括分别安装在第一基准电机和第二基准电机上，且相对设置的第一切割轮和第八切割轮，位于第一切割轮和第八切割轮之间的切割线架上通过支架依次安装两列对称的金刚线切割轮，其中一列为：依次间隔安装的第二切割轮、第五切割轮和第六切割轮，另一列为：依次间隔安装的第三切割轮、第四切割轮和第七切割轮。
金刚线的布线线路为：从一端的收放线机构引出，依次经过金刚线纠偏装置、第一过线轮和第一张力臂装置，再经过第二过线轮、第三过线轮和第四过线轮、第五过线轮和第六过线轮，绕到第一切割轮、第一基准电机，再依次经过第七过线轮、第八过线轮，依次绕到第二切割轮、第三切割轮，再经过第九过线轮、十过线轮，依次绕到第四切割轮、第五切割轮，再经过十一过线轮、十二过线轮，依次绕到第六切割轮、第七切割轮，再经过十三过线轮和十四过线轮，绕到第八切割轮，到第二基准电机，再依次经过十五过线轮、十六过线轮和十七过线轮，到另一端的第二张力臂装置，最后经过十八过线轮回到另一端的收放线机构。
所述线架驱动装置的安装结构为：包括电机座，电机座上安装有减速机和伺服电机，减速机输出轴通过滚动轴承连接有滚珠丝杠，其上套接有螺母座，螺母座与所述滑动板连接，并带动滑动板上下移动。
每个工作台和与其连接的导轨支架之间通过插销式装置进行固定，两个工作台之间通过长钢导轨连接，长钢导轨与所述短钢导轨相连，工作台与短钢导轨之间通过导轨滚轮组件连接，并在短钢导轨上沿床身两端方向移动。
每个工作台上表面两侧安装有相对的对刀装置，工作台上表面中部安装尼龙板，其中间安装贴塑式基准板。
所述收放线室内安装有工作台自动控制机构。
所述切割线架成框架结构。
本发明的有益效果如下：
本发明结构紧凑、合理，操作方便，设置移动切割线夹、自动双工作台及多工位切割轮、布线轮，机床运行精准、平稳、切割效率高、切割精度好，同时本发明还有如下优点：
1、本发明把工作台手动推动改进为自动双工作台，一块工作台在切割室截断时，另一个工作台在机床外装夹工件，且自动双工作台设计和收放线机构分开设置，减少了加工辅助时间，从而缩短硅块截断加工时间，生产效率提升25％，提高产量，增加经济效益。
2、本发明独立设置的第一张力臂装置、第二张力臂装置能够进行恒张力控制，张紧及平衡金刚线网，加工稳定性好，使切割精度更高。
3、本发明的切割线架在数控系统及线架驱动装置的控制下，多轴联动，实现多工位切割，一次装夹可同时截断多块硅块，金刚线以最高25m/s的线速度切割，工件一次截断只需10分钟，切割速度快，效率高。
4、本发明的第一基准电机、第二基准电机的控制使各金刚线切割轮和金刚线过线轮的转速一致，杜绝断线。
5、本发明的对刀装置方便了上料对刀切割，且安装方便，安装时对刀装置上的基准线与切割线对齐,只要使工件上的切割划线与对刀装置上的基准线对齐即可。
6、本发明的金刚线纠偏装置使放线更稳定，杜绝产生跳线等不利后果。
7、本发明的插销式固定装置的设置能够防止上、下料时工作台非人为的移动，保证生产的安全性和加工精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的后视图。
其中：1、床身；2、收放线室；3、第一基准电机；4、第一张力臂装置；5、金刚线纠偏装置；6、收放线机构；7、电箱；8、工作台；9、导轨支架；10、立柱；11、线架驱动装置；12、切割线架；13、第二基准电机；16、金刚线；17、短钢导轨；18、长钢导轨；19、导轨滚轮组件；20、对刀装置；21、插销式装置；22、直线导轨；23、滑动板；24、第二张力臂装置；25、工作台自动控制机构；26、气缸；801、尼龙板；802、基准板；1101、伺服电机；1102、减速机；1103、滚珠丝杠；1104、电机座；1105、滚动轴承；1106、螺母座；1503、第三过线轮；1507、第七过线轮；1401、第一切割轮；1402、第二切割轮；1403、第三切割轮；1404、第四切割轮；1405、第五切割轮；1406、第六切割轮；1407、第七切割轮；1408、第八切割轮；1501、第一过线轮；1502、第二过线轮；1503、第三过线轮；1504、第四过线轮；1505、第五过线轮；1506、第六过线轮；1507、第七过线轮；1508、第八过线轮；1509、第九过线轮；1510、十过线；1511、十一过线轮；1512、十二过线轮；1513、十三过线轮；1514、十四过线轮；1515、十五过线轮；1516、十六过线轮；1517、十七过线轮；1518、十八过线轮。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2和图3所示，本实施例的数控多晶硅金刚线高速截断机，包括床身1，床身1的两端分别安装收放线室2，收放线室2上部固定安装电箱7，两个收放线室2之间的床身1四个角处分别固定安装立柱10，位于床身1的两侧的两个立柱10之间分别通过导轨支架9安装有两个工作台8，导轨支架9与工作台8之间通过短钢导轨17连接；位于后侧的两个立柱10外端分别通过直线导轨22安装有一块滑动板23，滑动板23中部固定有线架驱动装置11，滑动板23下部固定连接有切割线架12，切割线架12的两端分别安装有第一基准电机3和第二基准电机13，切割线架12两侧安装有多个金刚线过线轮，切割线架12下方通过支架安装有多个金刚线切割轮，金刚线16从一端的收放线室2引出，依次绕过多个金刚线切割轮和金刚线过线轮至另一端的收放线室2内，金刚线过线轮与金刚线切割轮的安装方向相垂直。
两个收放线室2内部的安装结构为：均包括收放线机构6，其中一个收放线机构6通过金刚线16依次连接有金刚线纠偏装置5、第一过线轮1501和第一张力臂装置4，另一个收放线机构6通过金刚线16依次连接有十八过线轮1518和第二张力臂装置24，第一张力臂装置4和第二张力臂装置24均通过安装在床身1上的气缸26进行驱动。
金刚线过线轮的安装结构为：包括位于切割线架12一侧上依次间隔安装的第三过线轮1503、第七过线轮1507、第八过线轮1508、十一过线轮1511、十二过线轮1512、十五过线轮1515和十六过线轮1516，以及位于切割线架12另一侧上依次间隔安装的第九过线轮1509、十过线轮1510、十三过线轮1513和十四过线轮1514，还包括分别安装在两组立柱10上与第三过线轮1503位于同一侧的第二过线轮1502和十七过线轮1517，位于十六过线轮1516一旁的切割线架12上方安装有与十六过线轮1516垂直的第四过线轮1504和第五过线轮1505，第七过线轮1507上方安装有与其轴线处于同一竖直线的第六过线轮1506。
金刚线切割轮的安装结构为：包括分别安装在第一基准电机3和第二基准电机13上，且相对设置的第一切割轮1401和第八切割轮1408，位于第一切割轮1401和第八切割轮1408之间的切割线架12上通过支架依次安装两列对称的金刚线切割轮，其中一列为：依次间隔安装的第二切割轮1402、第五切割轮1405和第六切割轮1406，另一列为：依次间隔安装的第三切割轮1403、第四切割轮1404和第七切割轮1407。
金刚线16的布线线路为：从一端的收放线机构6引出，依次经过金刚线纠偏装置5、第一过线轮1501和第一张力臂装置4，再经过第二过线轮1502、第三过线轮1503和第四过线轮1504、第五过线轮1505和第六过线轮1506，绕到第一切割轮1401、第一基准电机3，再依次经过第七过线轮1507、第八过线轮1508，依次绕到第二切割轮1402、第三切割轮1403，再经过第九过线轮1509、十过线轮1510，依次绕到第四切割轮1404、第五切割轮1405，再经过十一过线轮1511、十二过线轮1512，依次绕到第六切割轮1406、第七切割轮1407，再经过十三过线轮1513和十四过线轮1514，绕到第八切割轮1408，到第二基准电机13，再依次经过十五过线轮1515、十六过线轮1516和十七过线轮1517，到另一端的第二张力臂装置24，最后经过十八过线轮1518回到另一端的收放线机构6。
线架驱动装置11的安装结构为：包括电机座1104，电机座1104上安装有减速机1102和伺服电机1101，减速机1102输出轴通过滚动轴承1105连接有滚珠丝杠1103，其上套接有螺母座1106，螺母座1106与滑动板23连接，并带动滑动板23上下移动。
每个工作台8和与其连接的导轨支架9之间通过插销式装置21进行固定，两个工作台8之间通过长钢导轨18连接，长钢导轨18与短钢导轨17相连，工作台8与短钢导轨17之间通过导轨滚轮组件19连接，并在短钢导轨17上沿床身1两端方向移动；
每个工作台8上表面两侧安装有相对的对刀装置20，工作台8上表面中部安装尼龙板801，其中间安装贴塑式基准板802。
收放线室2内安装有工作台自动控制机构25。
切割线架12成框架结构。
为防止上下料时工作台8非人为的移动，设计插销式装置21，用来固定工作台；直线导轨22和线架驱动装置11都采用全封闭防护设计，使用寿命长；切割线架12采用框架结构设计，刚性好，在机床切割过程中有很好的稳定性。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。
Claims (10)
1.一种数控多晶硅金刚线高速截断机，包括床身(1)，其特征在于：所述床身(1)的两端分别安装收放线室(2)，收放线室(2)上部固定安装电箱(7)，两个收放线室(2)之间的床身(1)四个角处分别固定安装立柱(10)，位于床身(1)的两侧的两个立柱(10)之间分别通过导轨支架(9)安装有两个工作台(8)，导轨支架(9)与工作台(8)之间通过短钢导轨(17)连接；位于后侧的两个立柱(10)外端分别通过直线导轨(22)安装有一块滑动板(23)，滑动板(23)中部固定有线架驱动装置(11)，滑动板(23)下部固定连接有切割线架(12)，所述切割线架(12)的两端分别安装有第一基准电机(3)和第二基准电机(13)，切割线架(12)两侧安装有多个金刚线过线轮，切割线架(12)下方通过支架安装有多个金刚线切割轮，金刚线(16)从一端的收放线室(2)引出，依次绕过多个金刚线切割轮和金刚线过线轮至另一端的收放线室(2)内，所述金刚线过线轮与所述金刚线切割轮的安装方向相垂直。
2.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：两个收放线室(2)内部的安装结构为：均包括收放线机构(6)，其中一个收放线机构(6)通过金刚线(16)依次连接有金刚线纠偏装置(5)、第一过线轮(1501)和第一张力臂装置(4)，另一个收放线机构(6)通过金刚线(16)依次连接有十八过线轮(1518)和第二张力臂装置(24)。
3.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：所述金刚线过线轮的安装结构为：包括位于切割线架(12)一侧上依次间隔安装的第三过线轮(1503)、第七过线轮(1507)、第八过线轮(1508)、十一过线轮(1511)、十二过线轮(1512)、十五过线轮(1515)和十六过线轮(1516)，以及位于切割线架(12)另一侧上依次间隔安装的第九过线轮(1509)、十过线轮(1510)、十三过线轮(1513)和十四过线轮(1514)，还包括分别安装在两组立柱(10)上与第三过线轮(1503)位于同一侧的第二过线轮(1502)和十七过线轮(1517)，位于十六过线轮(1516)一旁的切割线架(12)上方安装有与十六过线轮(1516)垂直的第四过线轮(1504)和第五过线轮(1505)，所述第七过线轮(1507)上方安装有与其轴线处于同一竖直线的第六过线轮(1506)。
4.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：所述金刚线切割轮的安装结构为：包括分别安装在第一基准电机(3)和第二基准电机(13)上，且相对设置的第一切割轮(1401)和第八切割轮(1408)，位于第一切割轮(1401)和第八切割轮(1408)之间的切割线架(12)上通过支架依次安装两列对称的金刚线切割轮，其中一列为：依次间隔安装的第二切割轮(1402)、第五切割轮(1405)和第六切割轮(1406)，另一列为：依次间隔安装的第三切割轮(1403)、第四切割轮(1404)和第七切割轮(1407)。
5.如权利要求1-4任一所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：金刚线(16)的布线线路为：从一端的收放线机构(6)引出，依次经过金刚线纠偏装置(5)、第一过线轮(1501)和第一张力臂装置(4)，再经过第二过线轮(1502)、第三过线轮(1503)和第四过线轮(1504)、第五过线轮(1505)和第六过线轮(1506)，绕到第一切割轮(1401)、第一基准电机(3)，再依次经过第七过线轮(1507)、第八过线轮(1508)，依次绕到第二切割轮(1402)、第三切割轮(1403)，再经过第九过线轮(1509)、十过线轮(1510)，依次绕到第四切割轮(1404)、第五切割轮(1405)，再经过十一过线轮(1511)、十二过线轮(1512)，依次绕到第六切割轮(1406)、第七切割轮(1407)，再经过十三过线轮(1513)和十四过线轮(1514)，绕到第八切割轮(1408)，到第二基准电机(13)，再依次经过十五过线轮(1515)、十六过线轮(1516)和十七过线轮(1517)，到另一端的第二张力臂装置(24)，最后经过十八过线轮(1518)回到另一端的收放线机构(6)。
6.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：所述线架驱动装置(11)的安装结构为：包括电机座(1104)，电机座(1104)上安装有减速机(1102)和伺服电机(1101)，减速机(1102)输出轴通过滚动轴承(1105)连接有滚珠丝杠(1103)，其上套接有螺母座(1106)，螺母座(1106)与所述滑动板(23)连接，并带动滑动板(23)上下移动。
7.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：每个工作台(8)和与其连接的导轨支架(9)之间通过插销式装置(21)进行固定，两个工作台(8)之间通过长钢导轨(18)连接，长钢导轨(18)与所述短钢导轨(17)相连，工作台(8)与短钢导轨(17)之间通过导轨滚轮组件(19)连接，并在短钢导轨(17)上沿床身(1)两端方向移动。
8.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：每个工作台(8)上表面两侧安装有相对的对刀装置(20)，工作台(8)上表面中部安装尼龙板(801)，其中间安装贴塑式基准板(802)。
9.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：所述收放线室(2)内安装有工作台自动控制机构(25)。
10.如权利要求1所述的一种数控多晶硅金刚线高速截断机，其特征在于：所述切割线架(12)成框架结构。
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