CN108839276B - 一种单层线网切割的多晶硅开方机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单层线网切割的多晶硅开方机及其切割方法，所述单层线网切割的多晶硅开方机包括底座以及设置在底座上的物料输送平台、第一切割机构、桁架机械手和第二切割机构，物料输送平台包括上料小车、下料小车以及设置在上料小车和下料小车之间的切割平台，第一切割机构设置在切割平台上方，第二切割机构设置在下料小车的后端，桁架机械手设置在下料小车和第二切割机构的上方，本发明经过两次切割可将物料切割成方锭，切割使用单层线网，大幅度减少了切割钢线的使用长度，降低了切割行程，且切割后不剪线网，保证了硅锭的连续切割，提高自动化，实现无人参与，降低人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及晶硅切割技术领域，尤其涉及一种单层线网切割的多晶硅开方机。
背景技术
在光伏行业中，无论是单晶还是多晶硅行业都需要开方机对硅料进行加工，开方机的加工过程主要是采用切割线对大块硅料进行切割变成准硅块。现有技术中的开方机采用立式开方，首先将棒料用胶粘接在晶托上，然后将晶托固定在托盘上，最后切割机头从上至下进行切割，每次切割将硅锭或者硅棒切割成方棒(准硅块)；切割时间长，硅棒的粘接及下料占用大量人工及时间，切割完成后机头无法直接退回，需要将线网剪断才能将托盘拉出进行下料，线网剪掉后不可重复利用，造成了耗材的浪费，而且下料时还要对棒料进行脱胶处理，工序繁琐，操作不便；总体来说，传统开方机工艺复杂，辅助时间长，人工成本高，生产效率低，线耗较高，穿线困难，操作不便。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种单层线网切割的多晶硅开方机。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种单层线网切割的多晶硅开方机，包括底座以及设置在底座上的物料输送平台、第一切割机构、桁架机械手和第二切割机构，所述物料输送平台包括上料小车、下料小车以及设置在上料小车和下料小车之间的切割平台，所述第一切割机构设置在切割平台上方，所述第二切割机构设置在下料小车的后端，所述桁架机械手设置在下料小车和第二切割机构的上方；
所述第一切割机构包括分别设置在底座两侧的起升装置及沿起升装置上下移动的第一切割头，所述第一切割头为U型结构，其两个端边分别设置在底座两侧的起升装置上；所述第一切割头顶部两侧分别间隔设置有多个导向轮，所述第一切割头下部两侧分别设置有第一切割轮组，所述第一切割轮组包括第一转轴、间隔设置在第一转轴上的多个第一切割轮和设置在第一切割头上与第一转轴连接的第一切割电机，所述第一切割头下部两侧的第一切割轮一一对应设置，其之间通过导向轮绕设切割线形成单层切割线网；
所述第二切割机构包括可移动切割台以及设置在可移动切割台后端的第二切割头，所述可移动切割台包括切割机架以及分别设置在切割机架上下两端的第二切割轮组、导向轮组，所述第二切割轮组包括第二转轴、间隔设置在第二转轴上的多个第二切割轮和设置在切割机架上与第二转轴连接的第二切割电机，切割机架上下两端的第二切割轮一一对应设置，其之间通过导向轮组绕设切割线。
优选的，所述上料小车和下料小车结构相同，均设置为U型结构，所述底座上设置有两条导轨，所述上料小车和下料小车相对安装在导轨上。
优选的，所述底座上设置有齿条，所述上料小车和下料小车的底部均设置有进给电机，所述进给电机连接有减速机，所述减速机输出端设置有与齿条啮合的齿轮。
优选的，所述上料小车包括车体、滑动连接在车体上的升降座和设置在升降座上的载料台，所述升降座设置有两个且平行分布于车体两端，每个升降座下均设置有一顶推气缸，所述顶推气缸一端与车体固定连接，另一端与升降座铰接，所述升降座上端间隔设置有至少两个斜坡，所述载料台底部固定连接有可轴向旋转的导向器，所述导向器设置在斜坡内。
优选的，所述下料小车一端设置有限位板，另一端设置有可翻转的限位杆。
优选的，所述切割平台包括分别设置在两条轨道两侧的切割台以及设置在切割台上的夹紧机构，所述切割台由多个等间距设置的台面组成，所述夹紧机构包括设置在台面上的夹爪和设置在切割台四周的边皮夹板。
所述切割平台在两条轨道之间也设置有切割台且与两条轨道两侧的切割台平行设置。
所述可移动切割台包括支座、设置在支座上的切割台面以及设置在支座底部的移动机构，所述支座沿物料进给方向的两端分别设置有滑轨，所述切割台面两端分别设置有滑座，所述滑座安装在滑轨上，所述切割台面上等间距设置有多个台板，每个台板上设置有一晶托垫板，所述移动机构包括驱动电机和丝杠，所述丝杠一端连接在驱动电机的输出端，另一端套接在切割台面底部的丝杠螺母上。
所述底座前端设置有上料定心装置，所述上料定心装置将物料定心后送入上料小车上。
本发明还提供了一种单层线网切割的多晶硅开方机的切割方法，包括以下步骤：
S1：上料
将物料放置到上料定心装置上定心，通过上料小车将物料运输到切割平台，上料小车落下将物料放置到切割台上，上料小车返回；
S2：第一次切割
夹紧机构将切割台上的物料夹紧，起升装置驱动第一切割头落下，进行切割，将物料切割成长条状，切割完成后，第一切割头停止在切割终位，无需剪断线网；
S3：物料中转
下料小车移动到切割平台下，将长条状物料抬起并输送到中转工位，第一切割头退回原位，桁架机械手将中转工位的长条物料逐条运输到第二切割平台；
S4：第二次切割
第二切割平台进给，进行切割，将长条状物料切割成方锭；
S5：下料。
本发明的有益效果：
1、本发明采用单层线网进行切割，相对现有技术中多层线网的切割方案，本发明减少了切割线的使用长度，降低了切割行程。
2、本发明的第一切割头为U型结构，其沿起升装置上下移动，切割时，第一切割头下降进行切割作业，不但可以保证物料通过线网与第一切割头间运输，而且切割完成后，无需剪断线网，可重复利用，保证了物料的连续切割，提高自动化，实现无人参与，降低人工成本。
3、本发明在切割平台上设置有夹紧机构，能够在切割时，夹紧物料，取代传统的胶粘方式，既保证切割过程中的稳定性，又降低了打胶、清洗的人力成本，还避免了胶对环境的污染；另外，结构简单，经济耐用，应用前景更广。
4、本发明设置的上料小车、下料小车与切割平台配合工作，可实现自动上下料，提高了工作效率。
5、本发明设置有可移动的切割台，第二次切割时，线网固定，切割台面带动物料移动进行切割，从而实现了上料、切割和卸料的连续动作，结构简单、工作效率高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的物料输送平台的结构示意图；
图3为本发明的上料小车的俯视结构示意图；
图4为本发明的上料小车侧视剖面图；
图5为本发明的第一切割头的结构示意图；
图6为本发明的可移动切割台的结构示意图；
图7为本发明的第二切割头的结构示意图。
图中：1底座、2第一切割机构、21起升装置、22第一切割头、221导向轮、222第一转轴、223第一切割轮、224第一切割电机、3桁架机械手、4第二切割机构、41可移动切割台、411支座、412切割台面、413滑轨、414滑座、415台板、416晶托垫板、417驱动电机、418丝杠、419电机座、420保护软管、42第二切割头、421切割机架、422第二转轴、423第二切割轮、424第二切割电机、425连接座、426导向轮、5上料小车、51车体、52升降座、53载料台、54顶推气缸、55斜坡、56导向器、57垫板、58轴套、6下料小车、61限位板、62限位杆、7切割平台、71切割台、72夹紧机构、73台面、74夹爪、75边皮夹板、8上料定心装置、9导轨、10齿条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1和图2，一种单层线网切割的多晶硅开方机，包括底座1、物料输送平台、第一切割机构2、桁架机械手3和第二切割机构4和上料定心装置8，其中物料输送平台、第一切割机构2、桁架机械手3和第二切割机构4设置在底座1上，上料定心装置8设置在底座1的上料口端，所述物料输送平台包括上料小车5、下料小车6以及设置在上料小车5和下料小车6之间的切割平台7，所述上料定心装置8将物料定心后送入上料小车5上，所述第一切割机构2设置在切割平台7上方，所述第二切割机构4设置在下料小车6的后端，所述桁架机械手3设置在下料小车6和第二切割机构4的上方，用于将下料小车6上的物料转移至第二切割机构4上。
所述上料小车5和下料小车6结构相同，均设置为U型结构，所述底座1上设置有两条导轨9，所述上料小车5和下料小车6相对安装在导轨9上，所述底座1上设置有齿条10，所述上料小车5和下料小车6的底部均设置有进给电机，所述进给电机连接有减速机，所述减速机输出端设置有与齿条10啮合的齿轮，采用齿条10进给稳定、精确。
所述切割平台7包括分别设置在两条轨道9两侧的切割台71以及设置在切割台71上的夹紧机构72，所述切割台71由多个等间距设置的台面73组成，台面73之间的间隙用于切割线的通过，所述夹紧机构72包括设置在台面73上的夹爪74和设置在切割台四周的边皮夹板75，所述夹爪74通过气缸提供动力，使其能够夹紧物料，边皮夹板75为长杆型，长杆顶端固定有三角板。当上料小车5将晶硅运输到切割台71上后，夹爪74夹紧晶硅，同时边皮夹板75向下压住晶硅顶部边皮位置，能配合夹爪74更加稳固的夹紧晶硅。优选的，所述切割平台7在两条轨道9之间也设置有切割台71且与两条轨道9两侧的切割台71平行设置，所述上料小车5和下料小车6向切割平台7移动的时候，小车上的U型豁口刚好容纳两条轨道9之间的切割台71，所述下料小车6一端设置有限位板61，另一端设置有可翻转的限位杆62，限位杆62和限位板61配合，可防止切割后的晶硅块在下料小车6移动过程中掉落。
如图3和图4所示，所述上料小车5包括车体51、滑动连接在车体51上的升降座52和设置在升降座52上的载料台53，所述载料台53上间隔设置有多个垫板57，用于承载物料，所述升降座52设置有两个且平行分布于车体51两端，每个升降座52下均设置有一顶推气缸54，所述顶推气缸54一端与车体51固定连接，另一端与升降座52铰接，所述升降座52上端间隔设置有至少两个斜坡55，所述载料台53底部固定连接有可轴向旋转的导向器56，所述导向器56设置在斜坡55内，所述顶推气缸54工作时，其活塞端伸出，推动升降座52在车体51上移动，此时，导向器56在斜坡55内由低洼处移向高处，从而使载料台53升高，所述车体51上设置有轴套58，轴套58内设置有导向轴，导向轴与载料台53连接，可以对载料台53进行限位，保证载料台53只向上下移动，载料台53降落时，只需顶推气缸54的活塞缩回即可。
如图1所示，所述第一切割机构2包括分别设置在底座1两侧的起升装置21及沿起升装置21上下移动的第一切割头22，所述第一切割头22为U型结构，其两个端边分别设置在底座1两侧的起升装置21上，起升装置21内设置有升降电机，通过升降电机带动第一切割头22上下移动。
如图5所示，所述第一切割头22顶部两侧分别间隔设置有多个导向轮221，所述第一切割头22下部两侧分别设置有第一切割轮组，所述第一切割轮组包括第一转轴222、间隔设置在第一转轴222上的多个第一切割轮223和设置在第一切割头22上与第一转轴222连接的第一切割电机224，所述第一切割头22下部两侧的第一切割轮223一一对应设置，其之间通过导向轮221绕设切割线形成单层切割线网，采用单层线网进行切割，相对现有技术中多层线网的切割方案，本发明减少了切割线的使用长度，降低了切割行程。
如图1所示，所述第二切割机构4包括可移动切割台41以及设置在可移动切割台41后端的第二切割头42，所述第二切割头42固定不动，工作时，可移动切割台41带动物料向第二切割头42方向移动进行切割作业。
具体地，如图6所示，所述可移动切割台41包括支座411、设置在支座411上的切割台面412以及设置在支座411底部的移动机构，所述支座411沿物料进给方向的两端分别设置有滑轨413，所述切割台面412两端分别设置有滑座414，所述滑座414安装在滑轨413上，切割台面412可沿滑轨413来回移动，所述滑轨413上设置有保护软管420，可以对滑轨413起到保护作用，所述切割台面412上等间距设置有多个台板415，每个台板415上设置有一晶托垫板416，所述移动机构包括驱动电机417和丝杠418，所述丝杠418一端连接在驱动电机417的输出端，另一端套接在切割台面412底部的丝杠螺母上，所述驱动电机417通过电机座419固定连接在支座411上，所述驱动电机417工作带动丝杠418转动，从而使切割台面412沿滑轨413移动。
如图7所示，所述可移动切割台42包括切割机架421以及分别设置在切割机架421上下两端的第二切割轮组、导向轮组，在切割机架421左右两侧分别设置有连接座425，所述第二切割轮组包括第二转轴422、间隔设置在第二转轴422上的多个第二切割轮423和设置在连接座425上与第二转轴422连接的第二切割电机424，所述导向轮组包括间隔设置的多个导向轮426，导向轮426固定连接在切割机架421的上下两端，与第二切割轮组错开，切割机架421上下两端的第二切割轮423一一对应设置，其之间通过导向轮组绕设切割线。
本发明具体工作时，包括以下步骤：
S1：上料
将物料放置到上料定心装置8上定心，通过上料小车5将物料运输到切割平台7，上料小车5落下将物料放置到切割台71上，上料小车5返回；
S2：第一次切割
夹紧机构72将切割台71上的物料夹紧，起升装置21驱动第一切割头22落下，进行切割，将物料切割成长条状，切割完成后，第一切割头22停止在切割终位，无需剪断线网；
S3：物料中转
下料小车6移动到切割平台7下，将长条状物料抬起并输送到中转工位，第一切割头22退回原位，桁架机械手3将中转工位的长条物料逐条运输到第二切割机构4上；
S4：第二次切割
可移动切割台41进给，进行切割，将长条状物料切割成方锭；
S5：下料。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，包括底座以及设置在底座上的物料输送平台、第一切割机构、桁架机械手和第二切割机构，所述物料输送平台包括上料小车、下料小车以及设置在上料小车和下料小车之间的切割平台，所述第一切割机构设置在切割平台上方，所述第二切割机构设置在下料小车的后端，所述桁架机械手设置在下料小车和第二切割机构的上方；
所述第一切割机构包括分别设置在底座两侧的起升装置及沿起升装置上下移动的第一切割头，所述第一切割头为U型结构，其两个端边分别设置在底座两侧的起升装置上；所述第一切割头顶部两侧分别间隔设置有多个导向轮，所述第一切割头下部两侧分别设置有第一切割轮组，所述第一切割轮组包括第一转轴、间隔设置在第一转轴上的多个第一切割轮和设置在第一切割头上与第一转轴连接的第一切割电机，所述第一切割头下部两侧的第一切割轮一一对应设置，其之间通过导向轮绕设切割线形成单层切割线网；
所述第二切割机构包括可移动切割台以及设置在可移动切割台后端的第二切割头，所述可移动切割台包括切割机架以及分别设置在切割机架上下两端的第二切割轮组、导向轮组，所述第二切割轮组包括第二转轴、间隔设置在第二转轴上的多个第二切割轮和设置在切割机架上与第二转轴连接的第二切割电机，切割机架上下两端的第二切割轮一一对应设置，其之间通过导向轮组绕设切割线；
所述上料小车和下料小车结构相同，均设置为U型结构，所述底座上设置有两条导轨，所述上料小车和下料小车相对安装在导轨上，所述上料小车包括车体、滑动连接在车体上的升降座和设置在升降座上的载料台，所述升降座设置有两个且平行分布于车体两端，每个升降座下均设置有一顶推气缸，所述顶推气缸一端与车体固定连接，另一端与升降座铰接，所述升降座上端间隔设置有至少两个斜坡，所述载料台底部固定连接有可轴向旋转的导向器，所述导向器设置在斜坡内；
所述切割平台包括分别设置在两条导轨两侧的切割台以及设置在切割台上的夹紧机构，所述切割台由多个等间距设置的台面组成。
2.根据权利要求 1所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述底座上设置有齿条，所述上料小车和下料小车的底部均设置有进给电机，所述进给电机连接有减速机，所述减速机输出端设置有与齿条啮合的齿轮。
3.根据权利要求 2所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述下料小车一端设置有限位板，另一端设置有可翻转的限位杆。
4.根据权利要求 1所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述夹紧机构包括设置在台面上的夹爪和设置在切割台四周的边皮夹板。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述切割平台在两条导轨之间也设置有切割台且与两条导轨两侧的切割台平行设置。
6.根据权利要求 5所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述可移动切割台包括支座、设置在支座上的切割台面以及设置在支座底部的移动机构，所述支座沿物料进给方向的两端分别设置有滑轨，所述切割台面两端分别设置有滑座，所述滑座安装在滑轨上，所述切割台面上等间距设置有多个台板，每个台板上设置有一晶托垫板，所述移动机构包括驱动电机和丝杠，所述丝杠一端连接在驱动电机的输出端，另一端套接在切割台面底部的丝杠螺母上。
7.根据权利要求 6所述的一种单层线网切割的多晶硅开方机，其特征在于，所述底座前端设置有上料定心装置，所述上料定心装置将物料定心后送入上料小车上。
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