CN109129947B - 硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置，该硅棒开方设备包括：硅棒承载装置；线切割装置，包括线切割支座和线切割单元，线切割单元中具有切割线段，通过驱动线切割支座下降运动令线切割单元中的切割线段贯穿待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；边皮卸载装置，包括边皮提升机构和拨线机构，利用拨线机构拨动切割线段朝向外侧扩张以避免切割线段与已切割硅棒发生干涉。本申请所公开的技术方案，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，如此，不仅可提高硅棒的开方切割作业的效率，更能对开方后的边皮经无碍提升后予以卸载，操作便利，提高了整体作业效率。

Description

硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置

技术领域

本申请涉及晶体硅加工技术领域，特别是涉及一种硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置。

背景技术

在制造各种半导体器件或光伏器件时，将包含硅、蓝宝石、或陶瓷等硬脆材料的半导体工件切割为规格尺寸的结构。由于半导体工件切割是制约后续成品的重要工序，因而对其作业要求也越来越高。目前，多线切割技术由于具有生产效率高、作业成本低、作业精度高等特点，被广泛应用于产业的半导体工件切割生产中。

现有硅片的制作流程，以单晶硅产品为例，一般是先将多晶硅脆状材料提拉为硅棒，然后采用开方设备进行开方；此时，切割机构沿硅棒长度方向进给并在硅棒周向上切割出四个两两平行的平面，使得硅棒整体呈类长方体形；开方完毕后，再采用多线切片机沿长度方向对开方后的硅棒进行切片，得到所需硅片。

一般是先将多晶硅脆状材料提拉为硅棒，然后采用开方设备进行开方；此时，切割机构沿硅棒长度方向进给并在硅棒周向上切割出四个两两平行的平面，使得硅棒整体呈类长方体形；开方完毕后，再采用多线切片机沿长度方向对开方后的硅棒进行切片，得到所需硅片。

在相关的硅棒开方作业中，硅棒经开方切割后会形成边皮，因此，需先将形成的边皮予以卸载，一般的边皮卸载方式大多还是由操作人员手工操作将边皮脱离于已切割硅棒并将其搬离出硅棒开方设备，不仅效率低下，且在搬运过程中会使得边皮与已切割硅棒发生碰撞而增加已切割硅棒损伤的风险。

发明内容

鉴于以上所述相关技术的缺失，本申请的目的在于公开一种硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置，用于解决相关技术中硅棒开方切割作业中边皮卸载效率低下且易造成对硅棒产生损伤等问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请的第一方面公开一种硅棒开方设备，包括：硅棒承载装置，用于承载竖立放置的待切割硅棒；线切割装置，包括可升降活动的线切割支座和设于所述线切割支座上的线切割单元，所述线切割单元中具有切割线段；利用所述线切割装置对所述硅棒承载装置所承载的待切割硅棒进行开方切割，由所述切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；边皮卸载装置，包括：边皮提升机构，设于所述线切割支座上，用于提升所述边皮；拨线机构，设于所述线切割支座上，用于拨动所述切割线段朝向外侧扩张以避免所述切割线段与所述已切割硅棒发生干涉。

本申请公开的硅棒开方设备包括机座、硅棒承载装置、线切割装置以及边皮卸载装置，边皮卸载装置更包括边皮提升机构和拨线机构，其中，利用所述线切割装置对所述硅棒承载装置所承载的待切割硅棒进行开方切割，由切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮，在边皮卸载时，先利用拨线机构拨动切割线段朝向外侧扩张，再利用边皮提升机构提升边皮，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，如此，不仅可提高硅棒的开方切割作业的效率，更能对开方后的边皮经无碍提升后予以卸载，操作便利，提高了整体作业效率。

本申请的第二方面公开一种硅锭开方方法，包括如下步骤：承载竖立放置的待切割硅棒；对所述待切割硅棒进行开方切割，由切割线段贯穿待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；拨动所述切割线段朝向外侧扩张，提升所述边皮以将所述边皮予以卸载。

本申请公开的硅棒开方设方法，对待切割硅棒进行开方切割形成已切割硅棒和边皮，在拨动切割线段朝向外侧扩张之后再提升边皮，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，如此，不仅可提高硅棒的开方切割作业的效率，更能对开方后的边皮经无碍提升后予以卸载，操作便利，提高了整体作业效率。

本申请的第三方面公开一种应用于硅棒开方设备的边皮卸载装置，所述硅棒开方设备包括硅棒承载装置、以及线切割装置，所述线切割装置包括可升降活动的线切割支座和设于所述线切割支座上的线切割单元，所述线切割单元中具有切割线段，由所述切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；所述边皮卸载装置包括：边皮提升机构，设于所述线切割支座上，用于提升所述边皮；拨线机构，设于所述线切割支座上，用于拨动所述切割线段朝向外侧扩张以避免所述切割线段与所述已切割硅棒发生干涉。

本申请公开的边皮卸载装置，包括边皮提升机构和拨线机构，利用拨线机构拨动所述切割线段朝向外侧扩张以避免所述切割线段与所述已切割硅棒发生干涉，利用边皮提升机构提升边皮，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，操作便利，提高了整体作业效率。

附图说明

图1显示为本申请硅棒开方设备在某一实施例中的结构示意图。

图2显示为本申请装配有硅棒转运装置的硅棒开方设备在某一实施例中的结构示意图。

图3显示为图2中硅棒转运装置的结构示意图。

图4显示为硅棒转运装置在某一实施例中的结构示意图。

图5显示为利用本申请硅棒开方设备进行开方切割的状态示意图。

图6显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构在某一仰视角下的示意图，

图7显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构的俯视示意图。

图8显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构提升边皮的状态示意图。

图9显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构在其他变化例中的结构示意图。

图10显示为图9中的边皮提升机构提升边皮的状态示意图。

图11和图12显示为图7中拨线机构的放大示意图，其中，图11显示为拨线机构在未实施拨线的初始状态示意图，图12显示为拨线机构在实施拨线的拨线状态示意图。

图13显示为图2中的夹持组件在一实施方式中的结构示意图。

图14显示为图2中的夹持组件在一另实施方式中的结构示意图。

图15显示为本申请硅棒开方设备中边皮夹持转运机构夹持边皮的状态示意图。

图16显示为本申请硅棒开方设备中边皮夹持转运机构拉升边皮脱离已切割硅棒的状态示意图。

图17显示为本申请硅棒开方设备中边皮夹持转运机构将边皮转运至边皮卸载区的状态示意图。

图18显示为本申请硅棒开方设备中边皮夹持转运机构将边皮移送至边皮筒内的状态示意图。

图19显示为本申请硅棒开方设备中边皮筒翻转后将边皮转移至输送带上的状态示意图。

图20显示为本申请硅棒开方方法在某一实施例中的流程示意图。

图21显示为图20中步骤S15在某些实施方式中细化步骤的流程示意图。

图22显示为图20中步骤S15在某些实施方式中细化步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

在以下描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。例如，第一转向摆动可以被称作第二转向摆动，并且类似地，第二转向摆动可以被称作第一转向摆动，而不脱离各种所描述的实施例的范围。

在相关的硅棒开方切割作业中，存在硅棒开方切割作业的效率低下及边皮卸载等问题。因此，对于本领域技术人员来说，有必要公开一种硅棒开方设备、硅棒开方方法及边皮卸载装置，以便于能提高硅棒开方的切割作业效率及边皮卸载的作业效率，降低硅棒开方的整体成本。

需说明的是，本申请硅棒开方设备和硅棒开方方法可应用于硅棒的开方切割作业中。现有的硅棒一般为圆柱形结构，通过硅棒开方设备对硅棒进行开方切割，使得硅棒在开方处理后截面呈类矩形(包括类正方形)，而已切割硅棒整体呈类长方体形(包括类立方体形)。

以单晶硅棒为例，单晶硅棒的形成工艺可包括：先使用硅棒截断机对原初的长硅棒进行截断作业以形成多段短硅棒；截断完成后，又使用硅棒开方机对截断后的短硅棒进行开方作业形成截面呈类矩形的单晶硅棒。其中，使用硅棒截断机对原初的长硅棒进行截断作业以形成多段短硅棒的具体实现方式可参考例如为CN105856445A、CN105946127A、以及CN105196433A等专利公开文献，使用硅棒开方机对截断后的短硅棒进行开方作业后形成截面呈类矩形的单晶硅棒的具体实施方式则可参考CN105818285A等专利公开文献。但单晶硅棒的形成工艺并不见限于前述技术，在可选实例中，单晶硅棒的形成工艺还可包括：先使用全硅棒开方机对原初的长硅棒进行开方作业以形成截面呈类矩形的长单晶硅棒；开方完成后，又使用硅棒截断机对开方后的长单晶硅棒进行截断作业形成短晶硅棒。其中，上述中使用全硅棒开方机对原初的长硅棒进行开方作业以形成呈类矩形的长单晶硅棒的具体实现方式可参考例如为CN106003443A等专利公开文献。

参阅图1，显示为本申请硅棒开方设备在某一实施例中的结构示意图。如图所示，本申请公开的硅棒开方设备，包括：机座1，硅棒承载装置，线切割装置3，以及边皮卸载装置。硅棒承载装置设于机座1上，用于承载竖立放置的待切割硅棒10。线切割装置3设于机座1上，用于对硅棒承载装置所承载的待切割硅棒10进行开方切割。所述边皮卸载装置设于机座1上，用于将线切割装置3进行开方切割后产生的边皮予以卸载。

机座1是硅棒开方设备的主体部件。较佳地，机座1的体积及重量均较大，以提供更大的安装面及更牢靠的整机稳固度。

硅棒承载装置设于机座1上，机座1具有一工作台。其中，所述硅棒承载装置包括设于工作台上的硅棒承载台21和对应于硅棒承载台21的硅棒顶压机构22。

硅棒承载台21用于承载竖立放置的待切割硅棒10。在本实施例中，硅棒承载台21为台面结构，枕于工作台上。待切割硅棒10是由单晶硅脆状材料提拉而成的硅棒，一般为圆柱形结构，在实际应用中，呈圆柱形结构的待切割硅棒10是圆形截面接触的方式竖立放置于硅棒承载台21上。进一步地，硅棒承载台21中用于与硅棒接触的接触面具有阻尼，以提供能带动硅棒一定的摩擦力。

硅棒承载装置可为硅棒承载台21提供至少一个方向的移动。例如，硅棒承载台21可通过Y向运动机构在Y向(如图1所示的Y轴方向)行进。在一实现方式中，硅棒承载台21为台面结构，硅棒承载台21的底部通过Y向运动机构而运动于工作台上。所述Y向运动机构可包括：并行的两滑轨，以靠近或远离硅棒承载装置的方式铺设于工作台(参见图1中的X轴走向)与硅棒承载台21两个支脚接触的两侧面上；两滑座或滑块，分别设于硅棒承载台21的两个支脚底部且与对应的两并行滑轨适配；驱动装置，用于驱动硅棒承载台21。在实际应用中，利用驱动装置(例如常见的伺服电机)来驱动硅棒承载台21沿着铺设的滑轨在Y向上前进(从等待区移至切割区)或回退(从切割区移至等待区)。

为了保持竖立放置于硅棒承载台21上的待切割硅棒10在Y向(如图1所示的Y轴方向)行进以及后续进行开方切割作业的稳定性，在某些实施方式中，所述硅棒承载台还设有定位机构，所述定位机构包括供定位竖立放置的待切割硅棒10底部的底部定位件。在一实际应用中，所述底部定位件可以是固设于硅棒承载台21上的硅棒夹具，该硅棒夹具包括底托和设于底托外周的夹爪(未在图中显示)，底托与需限位的待切割硅棒10相适配，夹爪为多个(在本实施例中，由于是需要将硅棒由初始的圆形截面切割为类矩形截面，如此，要将硅棒沿着硅棒长度方向切割出四个两两平行的切割平面，因此，各个夹爪的数量可例如为四个，分别自底托的底部向上延伸出)。在一种情形下，对于夹爪的设置，夹爪可设计为具有弹性的弹性夹爪且夹爪是啮合连接于底托的底部(夹爪的连接端设置有齿盘，底托的底部设有与齿盘啮合的齿盘调节柱，齿盘调节柱上设计有多节调节齿。通过齿盘调节柱的上下运动即可控制夹爪的开合)。如此，当待切割硅棒10置放于底托时，待切割硅棒10抵靠于底托且确保待切割硅棒10与底托同心，这时，夹爪可很好地夹固住待切割硅棒10底部。再有，为了防止夹爪剐蹭划伤待切割硅棒10，夹爪与待切割硅棒10接触的部位为圆滑设计或者在夹爪中要与硅棒接触的内表面增设缓冲垫。当然，硅棒夹具仅是一种较佳实施例，但底部定位件并不以此为限，在其他实施例中，底部定位件也可以是气动吸盘或者涂覆有粘结剂的粘结连接面，应同样具有将待切割硅棒10稳固于硅棒承载台21上的效果。

另外，硅棒承载装置还可包括硅棒顶压机构22，硅棒顶压机构22可对应于硅棒承载台21，用于顶压于待切割硅棒10的顶部。在本实施例中，硅棒顶压机构22可在至少一个方向上移动。如图1所示，硅棒顶压机构22可通过一第一X向运动机构实现在X向上运动。第一X向运动机构设于机座1的X方向上(如图1所示的X轴方向)，供用于硅棒加工的装置在X方向上运动。硅棒顶压机构22更可包括滑设于第一X向运动机构上的顶压支座221以及通过活动设于顶压支座221上的顶压件。顶压支座221通过第一X向运动机构沿Y方向可运动地设于机座1上。

第一X向运动机构可包括：第一X向滑轨、第一X向滑块、以及第一X向驱动源。如图1所示，所述第一X向滑块可通过一导向板而设于顶压支座221上且与对应的第一X向导轨200适配，所述第一X向驱动源可例如为X向电机或X向气缸等。于实际的应用中，为使得顶压支座221可实现稳定地沿X向运动，可采用双导轨设计，即，采用两个第一X向导轨200，这两个第一X向导轨200沿X向并行设置。如此，即可令顶压支座221通过第一X向运动机构沿X向运动且可保证顶压支座221在X向运动时的运动稳定度。

所述顶压件可包括：设于顶压支座221上的升降驱动结构223以及设于升降驱动结构223底部的压紧块224。压紧块224在升降驱动结构223的驱动下而升降运动。其中，升降驱动结构223可例如为带有升降杆的升降气缸，升降气缸的升降杆与压紧块224相连，如此，利用升降气缸可控制升降杆伸缩以带动压紧块224作升降运动。压紧块224与待切割硅棒10适配，例如压紧块224可以是与待切割硅棒10的截面尺寸相适配的圆饼形压块。

需补充的是，本申请硅棒开方设备还可包括硅棒转运装置，用于将待切割硅棒转运至硅棒承载装置以及将已切割硅棒从硅棒承载装置转运出。

请参阅图2和图3，其中，图2显示为本申请装配有硅棒转运装置的硅棒开方设备在某一实施例中的结构示意图，图3显示为图2中硅棒转运装置4的结构示意图。结合图2和图3，本申请硅棒开方设备中的硅棒转运装置4邻设于硅棒承载装置，包括：换向载具41，设于换向载具41上的硅棒夹具43，用于驱动换向载具作换向运动的换向驱动机构。

换向载具41为用于设置硅棒转运装置中其他各类部件的主体装置，其他各类部件主要可包括硅棒夹具43，但并不以此为限，其他部件还可例如为机械结构、电气控制系统及数控设备等。在本实施例中，换向载具41可包括底座、与底座相对的顶架、以及设于底座和顶架之间的支撑架构。另外，换向载具41另一重要作用在于通过换向运动以支持硅棒夹具43的换向转换。换向载具41可例如通过一换向驱动机构作换向运动。利用换向驱动机构，可驱动换向载具41作换向运动以令换向载具41上的硅棒夹具43夹持待切割硅棒10并将待切割硅棒10由装卸区转运至对应于等待区的硅棒承载台21，或，夹持对应于等待区的硅棒承载台21上的已切割硅棒12并将已切割硅棒12由等待区转运至装卸区。

在具体实现方式上，使得换向载具41实现换向运动的换向驱动机构可包括转动轴和转动电机，换向载具41通过转动轴轴连接于其下的安装基础(安装基础可例如为硅棒开方设备的基座或硅棒开方设备的工作平台)，转动轴中用于与换向载具41连接的连接端可设有外扩的安装沿，在安装沿上均匀布设有安装孔，对应地，换向载具41中底座的中央位置处也设有安装孔，在安装时，换向载具41中底座与转动轴对接，底座上的安装孔与转动轴上的安装孔对准，之后，由例如螺栓等锁附元件贯穿对准的安装孔后予以锁附，完成换向载具41的装配。在实施转向运动时，则启动转动电机，驱动转动轴转动以带动换向载具41作转动实现换向运动。前述驱动转动轴转动可设计为单向转动也可设计为双向转动，所述单向转动可例如为单向顺时针转动或单向逆时针转动，所述双向转动则可例如为同时实现顺时针转动和逆时针转动。另外，驱动转动轴转动的角度可根据硅棒转运装置的实际构造而设定。再者，换向载具41中的底座可采用圆盘结构、矩形盘或椭圆盘，其中央位置与转动轴连接，但底座的形状并不限于此，在其他实施例中，底座也可采用其他形状。

在换向载具41上设置有至少一个硅棒夹具43，用于夹持相应的硅棒。在图2和图3所示的硅棒开方设备中，在换向载具41的某一安装面上设有一个硅棒夹具43，该硅棒夹具43可用于夹持圆硅棒(即，待切割硅棒)兼硅方体(即，已切割硅棒)。这样，通过驱动换向载具41作换向运动，使得换向载具41上的硅棒夹具43在装卸区与等待区之间转换以转运待切割硅棒以及在等待区与装卸区之间转换以转运已切割硅棒。于实际的应用中，换向载具41作换向运动的转动角度是根据装卸区与等待区之间的位置关系而定，在某些实施方式中，装卸区与等待区为相对设置，硅棒转运装置4位于两者之间，因此，换向载具41被换向驱动机构驱动作180°角转动。但并不以此为限，在其他实施方式中，若装卸区与等待区呈90°角设置，则，换向载具41被换向驱动机构驱动作90度角转动。不过，不论怎么说，装卸区与等待区之间的位置关系无特定的限制，它们的设置顺序以及相互间的设置角度仍可作其他的变化，只要各个工位之间确保不会产生不必要干扰的话，如此，换向载具41的转动方向及转动角度也会作适应性调整。

如前所述，本申请硅棒开方设备可对硅棒进行开方切割作业，可将呈圆柱体形态的圆硅棒经开方切割作业后形成为截面呈类矩形的硅方体。因此，本申请中的硅棒夹具43可实现既能夹持单晶圆硅棒也能夹持硅方体。

以下对硅棒夹具43和进行详细说明。

硅棒夹具43进一步包括至少两个硅棒夹持件431，其中，至少两个硅棒夹持件为间隔设置。在一实施方式中，无论是待切割硅棒还是已切割硅棒均为竖立放置，因此，至少两个硅棒夹持件431为上下设置。

在具体实现方式上，任一个硅棒夹持件431更可包括：夹臂安装座433和至少两个夹臂435，其中，夹臂安装座433是设于换向载具41上，至少两个夹臂435是活动设于夹臂安装座433上。在一种可选实施例中，夹臂435为两个，这两个夹臂435左右对称设置，单个夹臂435设有前后布局的两个夹齿437，这样，两个夹臂435上的夹齿437(共四个)可构成一个供夹持单晶圆硅棒或硅方体的夹持空间。额外地，利用硅棒夹持件431更可兼具定中心调节的作用。一般情形下，硅棒夹持件431中的夹臂435在夹合状态下，两个夹臂435所构成的夹持空间的中心是与待切割硅棒和已切割硅棒的中心相重合的。因此，当利用硅棒夹持件431去夹持竖立放置的待切割硅棒或已切割硅棒时，硅棒夹持件431中的两个夹臂435收缩，由夹臂435中的夹齿437抵靠于待切割硅棒或已切割硅棒。在夹臂435收缩并夹合待切割硅棒或已切割硅棒的过程中，待切割硅棒或已切割硅棒被两旁的两个夹臂435所推动并朝向夹持空间的中央区域移动，直至待切割硅棒或已切割硅棒被硅棒夹持件431中的两个夹臂435夹紧住，此时，待切割硅棒或已切割硅棒的中心就可位于硅棒夹持件431的夹持空间的中心。当然，夹臂435中的夹齿437上还可额外增设缓冲部件，用于避免在夹持待切割硅棒或已切割硅棒的过程中造成对其表面的损伤，起到保护待切割硅棒或已切割硅棒的良好效果。

为使得硅棒夹持件431中的两个夹臂435能顺畅且稳固地夹持住不同尺寸规格的待切割硅棒或已切割硅棒，硅棒夹持件431还包括夹臂驱动机构432，用于驱动两个夹臂435作开合动作。在某些实施方式中，夹臂驱动机构432可例如为带有伸缩轴的气缸。例如，同属于硅棒夹持件431中的两个夹臂435共用一个气缸，所述气缸带有两个(套)伸缩轴，每一个(套)伸缩轴与一个夹臂435相连，夹臂435可通过一滑轨滑设于换向载具41上，如此，利用所述气缸可控制伸缩轴伸缩以带动夹臂435在滑轨上滑移实现夹合动作。也可例如，为每一个夹臂435配置一个气缸，所述气缸的伸缩轴与夹臂435相连，夹臂435可通过一滑轨滑设于换向载具41上，如此，利用所述气缸可控制伸缩轴伸缩以带动夹臂435在滑轨上滑移实现夹合动作。当然，在其他实施方式中，所述夹臂驱动机构也可采用其他形式。

诚如本领域技术人员所知，针对硅棒，是通过对原初的长硅棒进行截断作业而形成的，势必使得硅棒之间的尺寸差异迥异，鉴于硅棒夹具43是用于对竖立放置状态下的硅棒(待切割硅棒或已切割硅棒)进行夹持，因此，对于硅棒夹具43而言，前述尺寸差异的影响主要就表现在硅棒的长度差异性对硅棒夹具43中的硅棒夹持件431是否能对应夹持到硅棒的隐忧。

为减少甚至是免除上述硅棒夹持件431可能会无法夹持到硅棒的风险，硅棒夹具43会有不同的设计方案。

在一种实现方式中，硅棒夹具43采用固定式夹持件，即，在换向载具41上以竖向方式固定设置尽可能多的硅棒夹持件，且，这些硅棒夹持件431中相邻两个硅棒夹持件431的间距可设置的小一些，如此，利用这些硅棒夹持件431可涵盖各类规格长度的硅棒。例如，若硅棒的长度较长，则使用换向载具41上较多的硅棒夹持件431参与夹持；若硅棒的长度较短，则使用换向载具41上较少的硅棒夹持件431参与夹持，例如，位于下方的若干个硅棒夹持件431参与夹持，而位于上方的且高于硅棒的那些个硅棒夹持件431就不参与。

在其他实现方式中，硅棒夹具43采用活动式夹持件，即，在换向载具41上以竖向方式活动设置硅棒夹持件431，由于，硅棒夹持件431为活动式设计，因此，硅棒夹持件431的数量就可大幅减少，一般为两个或三个即可满足。如此，利用活动式夹持件可涵盖各类规格长度的硅棒。例如，若硅棒的长度较长，则移动活动设置的硅棒夹持件431，延长两个硅棒夹持件431的夹持间距；若硅棒的长度较短，则移动活动设置的硅棒夹持件431，缩短两个硅棒夹持件431的夹持间距。

针对活动式硅棒夹持件的硅棒夹具43，亦会有不同的变化例。以两个硅棒夹持件431为例，在一种可选实施方式中，两个硅棒夹持件431中的一个硅棒夹持件431为活动式设计另一个硅棒夹持件431则为固定式设计，这样，于实际的应用中，都是通过移动活动式设计的那一个硅棒夹持件431来调整与固定式设计的硅棒夹持件431之间的夹持间距。由上可知，硅棒(该硅棒既可以是待切割硅棒也可以是已切割硅棒)为竖立放置，因此，不论硅棒的规格长度，硅棒的底部总是可相对易于确定的，因此，较佳地，可将两个硅棒夹持件431中位于上方的那一个硅棒夹持件431设计为活动式，这样，只需调节上方的硅棒夹持件431的位置即可。

为实现硅棒夹持件431的移动，活动式设计的硅棒夹持件431可设有导向驱动机构。利用导向驱动机构可驱动活动式设计的硅棒夹持件431沿着硅棒夹具安装件上下移动。在一种实现方式中，导向驱动机构可例如包括：导轨和导向电机，其中，导轨为竖立设置，硅棒夹持件431的底座可通过滑块枕于导轨上，如此，在需要调整上方的硅棒夹持件431的位置时，由导向电机驱动硅棒夹持件431沿着导轨上下移动。通过控制活动式设计的硅棒夹持件431，可调整两个硅棒夹持件431之间的夹持间距，从而对不同规格长度的硅棒进行有效夹持。

在另一种可选实施方式中，两个硅棒夹持件431均为活动式设计，这样，于实际的应用中，可通过活动式设计的两个硅棒夹持件431的移动来调整它们相互之间的夹持间距。由于硅棒夹持件431为活动式设计，那么，两个硅棒夹持件431中的至少一个硅棒夹持件431需设置导向驱动机构，用于驱动两个硅棒夹持件431上下运动。

实际上，在两个硅棒夹持件431均为活动式设计的情形下，利用导向驱动机构不仅可调整两个硅棒夹持件431之间的夹持间距来对不同规格长度的硅棒进行有效夹持之外，还可对夹持的硅棒实现升降的目的，当两个硅棒夹持件431有效夹持住硅棒之后，通过驱动硅棒夹持件431的上下移动而升降硅棒。具体地，仍以上方的硅棒夹持件431设置了导向驱动机构为例，首先，上方的硅棒夹持件431通过导向驱动机构上下移动而调整了与下方硅棒夹持件431之间的夹持间距；接着，利用每一个硅棒夹持件431中的夹臂驱动机构驱动相应的两个夹臂435作夹合动作以顺畅且稳固地夹持住硅棒；随后，上方的硅棒夹持件431再通过导向驱动机构驱动而向上运动，此时，由于摩擦力作用，夹持住的硅棒及下方的硅棒夹持件431一并随之向上运动，其中，夹持住的硅棒向上运动利用的是上方的硅棒夹持件431与硅棒之间的摩擦力作用，硅棒夹持件431向上运动则利用的是硅棒与下方的硅棒夹持件431之间的摩擦力作用，从而实现抬升硅棒的效果。上方的硅棒夹持件431在导向驱动机构的驱动下带动硅棒和下方的硅棒夹持件431向下运动亦是相同的过程，从而实现降落硅棒的效果，在此不予赘述。

需说明的是，在其他变化例中，例如是在两个硅棒夹持件431中下方的硅棒夹持件431上设置导向驱动机构，导向驱动机构的结构、设置方式以及驱动工作方式与前述上方的硅棒夹持件431的导向驱动机构相类似，例如由下方的硅棒夹持件431在导向驱动机构的驱动下上下移动而调整与上方硅棒夹持件431之间的夹持间距，以及由下方的硅棒夹持件431在导向驱动机构的驱动下带动硅棒和上方的硅棒夹持件431一起上下移动等方式。再例如两个硅棒夹持件431均设置了导向驱动机构，则导向驱动机构的设置方式和驱动工作方式以及两个硅棒夹持件431的运动方式自不待言，在此不予赘述。

在针对活动式设置的硅棒夹持件431上下移动以适配于不同规格长度的硅棒进行夹持的情形中，除了硅棒夹持件431采用活动式的结构设计、硅棒夹持件431需设置导向驱动机构等之外，势必还需要获知当前需要夹持的硅棒的规格长度。有鉴于此，本申请中的硅棒开方设备还可包括高度检测仪430，用于检测竖立放置的硅棒的高度，从而作为活动式设置的硅棒夹持件431在后续向上移动或向下移动以及移动距离的依据。

相应地，在本实施方式中，待切割硅棒经开方切割作业及其他相关作业之后即形成硅方体(该硅方体即为已切割硅棒)，在由待切割硅棒形成为硅方体的过程中，一般地，长度是不变的，因此，在利用硅棒夹具43去夹持位于开方切割作业工位处的硅方体时，硅棒夹具43上活动式设置的硅棒夹持件431就可无需再作调整。

另外，本申请硅棒转运装置中的硅棒夹具还可有其他的变化。例如，硅棒转运装置可配置有两个硅棒夹具，这两个硅棒夹具可分别设置于换向载具41中相对的两个安装面上。且，这两个硅棒夹具可以是相同的也可以是不同的。在相同的情形下，这两个硅棒夹具用于夹持圆硅棒兼硅方体。在不同的情形下，如图4所示，显示为硅棒转运装置在某一实施例中的结构示意图，换向载具41上两个硅棒夹具43、44中的一个硅棒夹具43专用于夹持圆硅棒，另一个硅棒夹具44专用于夹持硅方体。

再有，本申请中的硅棒转运装置4更可提供至少一个方向上的移动。例如，硅棒转运装置4可包括沿Y轴设置的进退机构。在具体实现上，如图3所示，所述进退机构可包括：进退导轨902和进退电机，其中，进退导轨902为沿Y轴设置，换向载具41的底座可通过滑块904枕于进退导轨902上，如此，在需要调整换向载具41的位置时，由所述进退电机驱动换向载具41沿着进退导轨902进退。通过控制换向载具41沿着进退导轨902进退，可调整换向载具41在Y轴的位置，从而使得换向载具41上的硅棒夹具43能对应于装卸区的硅棒承载台或等待区的硅棒承载台21。

利用硅棒转运装置4，可实现对硅棒的装卸，即，可将待切割硅棒由装卸区转运至对应于等待区的硅棒承载台或将已切割硅棒由对应于等待区的硅棒承载台转运至装卸区。

于实际的应用中，本申请硅棒开方设备还可包括设于等待区的硅棒测量装置，用于对待切割硅棒10或经开方切割后的已切割硅棒12进行尺寸测量，以判定是否符合产品要求。一方面，利用硅棒转运装置3将待切割硅棒10由装卸区转运至对应于等待区的硅棒承载台21之后且在进行开方切割作业之前，需要对待切割硅棒10进行尺寸测量及位置测量，在必要时，仍可通过硅棒转运装置3对待切割硅棒10进行位置调整。另一方面，经过开方切割作业之后，也需要对已切割硅棒12进行尺寸测量。利用硅棒测量装置，不仅可通过对待切割硅棒10和已切割硅棒12的尺寸测量来检验硅棒经过开方切割作业后是否符合产品要求，也可通过对待切割硅棒10和已切割硅棒12的尺寸测量，能间接获得线切割装置的磨损状况，以利于实时进行校准或修正，甚至维修或更换。

线切割装置3设于机座1上，用于对硅棒转换装置2中硅棒承载台21上所承载的待切割硅棒10进行开方切割。于实际的应用中，线切割装置包括与切割区对应的至少一线切割单元。

在图1和图2所示的硅棒开方设备中，线切割装置3包括：可升降地设于机座1上的线切割支座31以及设于线切割支座31上的至少一线切割单元33，其中，线切割支座31可通过一升降机构而相对机座1作升降运动，至少一线切割单元33与切割区相对应且具有形成割线网的切割线331，可利用至少一线切割单元33对硅棒转换装置2中对应于切割区的硅棒承载台21所承载的待切割硅棒10进行开方切割。

线切割支座31可通过一升降机构可升降地设于机座1的安装结构上。在一实施方式中，所述升降机构可包括有由升降电机、升降导轨、以及升降滑块等可实现线切割支座31进行垂向位移的机构，其中，升降导轨沿Z轴竖向设置于机座1的安装结构上，升降滑块设置于线切割支座31的背部且与升降导轨相配合，为使得线切割支座31可实现稳定升降于机座1的安装结构，可采用双导轨设计，即，采用两个升降导轨，这两个升降导轨并行设置。在升降电机(该升降电机可例如为伺服电机)驱动下，可实现线切割支座31借助升降导轨和升降滑块相对于机座1作升降运动。

线切割单元33至少包括：设于线切割支座31上的线架333、设于线架333上的多个切割轮335、以及依序绕设于各个切割轮335的切割线331。

于实际的应用中，线切割单元33包括至少八个切割轮335，这至少八个切割轮335可组合成两对切割轮组，即，由两个切割轮组成一个切割轮组(这两个切割轮可装配于一安装轴上)，由相对设置的两个切割轮组组成一对切割轮组。于实际的应用中，线切割单元33包括两对切割轮组，即，第一对切割轮组和第二对切割轮组。所述第一对切割轮组包括第一切割轮组和第二切割轮组，分列于线架333的左右两侧，其中，第一切割轮组位于线架333的左侧且包括前后设置的两个切割轮335，第二切割轮组位于线架333的右侧且包括前后设置的两个切割轮335；所述第二对切割轮组包括第三切割轮组和第四切割轮组，分列于线架333的前后两侧，其中，第三切割轮组位于线架333的前侧且包括左右设置的两个切割轮335，第四切割轮组位于线架333的后侧且包括左右设置的两个切割轮335。

切割线331依序绕设于线切割单元33中的各个切割轮335后形成切割线网。于实际的应用中，切割线331依序绕设于线切割单元33中的八个切割轮后形成四条切割线段，这四条切割线段构成切割线网。具体地，切割线331绕设于第一切割轮组中前后设置的两个切割轮335后形成第一切割线段，切割线331绕设于第二切割轮组中前后设置的两个切割轮335后形成第二切割线段，切割线331绕设于第三切割轮组中左右设置的两个切割轮335后形成第三切割线段，切割线331绕设于第四切割轮组中左右设置的两个切割轮335后形成第四切割线段。如此，第一切割线段、第二切割线段、第三切割线段、以及第四切割线段配合形成呈“井”字型的切割线网。在某些实施方式中，相邻的两条切割线段相互垂直且相对的两条切割线段相互平行。具体地，第一切割轮组中的第一切割线段和第二切割线段相互平行，第二切割轮组中的第三切割线段和第四切割线段相互平行，第一切割轮组中的第一切割线段和第二切割线段与第二切割轮组中的第三切割线段和第四切割线段相互垂直。

这样，于实际的应用中，当线切割单元33中的线架333跟随线切割支座31相对机座1下降时，由线架333上各条切割线段所形成的切割线网对位于切割区的硅棒承载台21所承载的待切割硅棒10沿着硅棒长度方向进行开方切割。

实际上，上述线切割单元33仍可作其他的变化，例如，在某些实施方式中，所述线切割单元可包括四个切割轮，这四个切割轮可组合成一对切割轮组，即，由两个切割轮组成一个切割轮组(这两个切割轮可装配于一安装轴上)，由相对设置的两个切割轮组组成一对切割轮组。每一个切割轮组包括相对设置的两个切割轮和缠绕于两个切割轮上的切割线段，一对切割轮组中分属不同切割轮组中的两条切割线段相互平行。每一个切割轮组中的两个切割轮之间的间距与待切割硅棒的截面尺寸相对应。例如，一对切割轮组包括的两个切割轮组分列于线架的左右两侧，其中，一个切割轮组包括前后设置的两个切割轮，两个切割轮之间缠绕有切割线段，另一个切割轮组也包括前后设置的两个切割轮，两个切割轮之间缠绕有切割线段，这样，分属于两个切割轮组中的两条切割线段相互平行。

于实际的应用中，针对包括一对切割轮组的线切割单元，要将待切割硅棒进行开方切割作业就需要两次开方切割步骤，且在第一次开方切割之后，再次调整待切割硅棒的切割位置。如此，在某一实现方式方式中，可将硅棒承载台设置为旋转式结构，例如：硅棒承载台可通过一转动机构实现转动，这样，通过所述转动机构驱动硅棒承载台转动，就可顺利地将待切割硅棒进行旋转(例如旋转90°)，从而使得那一对切割轮组中的两条切割线段能对旋转后的待切割硅棒进行第二次开方切割，完成待切割硅棒的开方切割。另外，前述硅棒顶压机构中的压紧块也可作旋转运动。

这样，通过将硅棒承载台和硅棒顶压机构设置为旋转式结构，就可顺利地将待切割硅棒进行旋转(例如旋转90°)，从而使得那一对切割轮组中的两条切割线段能对旋转后的待切割硅棒进行第二次切割，完成待切割硅棒的开方。

在将硅棒承载台及硅棒顶压机构设置为旋转式结构的实现方式中，所述硅棒承载台可设计为能自转运动且硅棒顶压机构中的压紧块轴转连接于支座，因此，硅棒承载台或者压紧块可联动于一旋转驱动装置。在某些实施方式中，当硅棒承载台联动于一旋转驱动装置时，由硅棒承载台作为主动转动部件而压紧块则作为从动转动部件；在某些实施方式中，当压紧块联动于一旋转驱动装置时，由压紧块作为主动转动部件而硅棒承载台则作为从动转动部件。以硅棒承载台联动于一旋转驱动装置为例，硅棒顶压机构可与其下的硅棒承载台相互配合，具体地，当将待切割硅棒竖立放置于旋转硅棒承载台上之后，由升降驱动结构驱动压紧块沿着轴承作下降运动直至压紧块抵压于待切割硅棒的顶部。后续，在需要转动待切割硅棒时，由旋转驱动装置驱动联动的硅棒承载台或者压紧块转动，利用硅棒承载台、待切割硅棒、以及压紧块相互之间的摩擦力，顺势带动待切割硅棒也一并转动，实现待切割硅棒中作业面或作业区域的调整，从而使得对待切割硅棒中调整后的作业面或作业区域进行加工作业。待切割硅的转动速度以及转动角度可由旋转驱动装置来控制。在具体实现方式上，旋转驱动装置则可例如为旋转电机。

另外，在某些实施方式中，线切割单元33还可包括如下的至少一种部件：设于线架333和/或线切割支座31上的导线轮，用于实现切割线331的导向，例如，如图2所示，由一侧的一个切割轮335引出的切割线331经切割线架333上的两个导线轮导向后再进入另一侧的一个切割轮335，其中，切割线331中绕于相同位置处的导线轮和切割轮335之间的线段为竖立的(即，导线轮和切割轮335之间的线段沿Z轴方向设置)；设于线架333和/或线切割支座31上的张力轮，用于进行切割线331的张力调整；以及，设于机座1上的贮线筒(该贮线筒更可包括放线筒和收线筒)，用于收放切割线331。

需说明的是，考虑到为实现对待切割硅棒10的完全切割以及为避免切割线段因受到阻挡而产生损伤等状况，本申请提供的技术方案对用于承载待切割硅棒10的硅棒承载台21进行了一定的结构设计。例如，硅棒承载台21为呈矩形截面的台面结构，该台面结构中与硅棒接触的承载面的尺寸要略小于待切割硅棒经开方切割后形成的已切割硅棒的截面，这样，线切割装置3中的线架333跟随线切割支座31相对机座1下降，由线架333上各条切割线段所形成的切割线网对位于切割区的硅棒承载台21所承载的待切割硅棒10进行开方切割，切割线网到达待切割硅棒10的底部时，切割网中的各条切割线段就可无阻碍地继续下降直至贯穿待切割硅棒10，实现对待切割硅棒10的完全切割。当然，硅棒承载台21的结构并不以此为限，在某些实施方式中，硅棒承载台21为呈圆形截面或矩形截面的台面结构，该台面结构中与硅棒接触的承载面的尺寸要大于待切割硅棒经开方切割后形成的已切割硅棒的截面，因此，台面结构上设置有与切割线网中各条切割线段对应的让线槽，具体地，台面结构上即可设置有与第一切割线段、第二切割线段、第三切割线段、以及第四切割线段对应的四段让线槽。至于让线槽的尺寸，一般地，让线槽的宽度和深度可适当大一些，以提供较大的冗余度，例如，让线槽的宽度可例如为8毫米至12毫米。这样，线切割装置3中的线架333跟随线切割支座31相对机座1下降，由线架333上各条切割线段所形成的切割线网对位于切割区的硅棒承载台21所承载的待切割硅棒10进行开方切割，切割线网到达待切割硅棒10的底部并继续下降直至贯穿待切割硅棒10，切割线网中的各条切割线段即可恰好没入相应的让线槽内，实现对待切割硅棒的完全切割。

以下以图2所示的硅棒开方设备为例进行说明。当应用图2所示的硅棒开方设备来对硅棒进行开方切割作业时，其操作过程可大致包括：先利用硅棒转运装置4将待切割硅棒10置放于位于等待区的硅棒承载台21上。然后，将硅棒承载台21通过Y向运动机构在Y向上前进，从等待区移至切割区，此时，线切割装置3中的线切割单元33正对于位于切割区的硅棒承载台21上的待切割硅棒。接着，驱动线切割装置3中的线切割支座31相对机座1下降，由线切割装置3中线切割单元33上各条切割线段所形成的切割线网对位于切割区的硅棒承载台21所承载的待切割硅棒10进行开方切割，直至切割线网中的各条切割线段贯穿待切割硅棒10，完成对待切割硅棒10的完全切割(参见图5)，经开方切割后形成已切割硅棒12和边皮13。

在相关技术中，待切割硅棒10经开方切割后会形成边皮，针对边皮的卸载，一般的边皮卸载方式大多还是由操作人员手工操作将边皮脱离于已切割硅棒并将其搬离出硅棒开方设备，不仅效率低下，且在搬运过程中会使得边皮与已切割硅棒发生碰撞而增加已切割硅棒损伤的风险。有鉴于此，本申请硅棒开方设备还包括边皮卸载装置，用于将线切割装置3对待切割硅棒10进行开方切割后形成的边皮予以卸载。

于实际的应用中，本申请中的边皮卸载装置包括边皮提升机构和拨线机构。

边皮提升机构用于提升边皮以使边皮相对已切割硅棒作上升位移，使得边皮的顶部凸出于已切割硅棒。

请参阅图6和图7，其中，图6显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构在某一仰视角下的示意图，图7显示为本申请硅棒开方设备中边皮提升机构的俯视示意图。

由前述图1和图2可知，切割线331依序绕设于线切割单元33中的八个切割轮后形成四条切割线段，这四条切割线段构成切割线网(如图6和7所示，切割线段被标示为332)。利用本申请硅棒开方设备，将待切割硅棒10沿着硅棒长度方向切割出四个两两平行的切割平面以及形成四个弧线边皮13，因此，边皮提升机构5的数量可例如为四个，两两对向设置于线切割单元33中线架333的相对两侧，可随线架333而实现升降。当然，在其他可变化的实施例中，若线切割单元33中包括一对切割轮组(这一对切割轮组包括相对设置的两个切割轮组，形成两条切割线段)，那么，边皮提升机构5的数量可例如为两个，对向设置于线切割单元33中线架333的相对两侧。

在具体实现上，边皮提升机构5可包括可伸缩运动的顶升件51，具体地，顶升件51受控作伸展运动后托住边皮13的底部。如图6所示，顶升件51可例如为一托板，所述托板的后端受控于一伸缩部件53而作伸缩运动。伸缩部件53可例如为带有伸缩杆的气缸，其中，所述伸缩杆可通过连接结构与顶升件51连接，所述气缸可驱动伸缩杆以带动顶升件51作伸缩运动。这里，顶升件51作伸缩运动包括顶升件51的收缩运动和顶升件51的伸展运动，其中，顶升件51的收缩运动指的是由作为伸缩部件53的气缸驱动伸缩杆收缩以带动顶升件51远离边皮13，顶升件51的伸展运动指的是由作为伸缩部件53的气缸驱动伸缩杆伸展以带动顶升件51靠近边皮13。当然，前述伸缩部件53也可采用其他实现方式，例如，所述伸缩部件也可例如为带有丝杠的伺服电机，所述丝杠与所述顶升件相连，由所述伺服电机的驱动所述丝杠转动以带动相连的所述顶升件作伸缩运动，例如，驱动所述丝杠正向转动带动所述顶升件作收缩运动及驱动所述丝杠逆向转动带动所述顶升件作伸展运动，或者，驱动所述丝杠正向转动带动所述顶升件作伸展运动及驱动所述丝杠逆向转动带动所述顶升件作收缩运动。

于实际的应用中，在初始状态下，所述伸缩杆带动顶升件51处于收缩状态；线切割支座31及其上的线切割单元33被驱动相对机座1下降以使得线切割单元33中线架333上各条切割线段332所形成的切割线网对位于切割区的待切割硅棒10进行开方切割，直至切割线网中的切割线段332贯穿待切割硅棒10，完成对待切割硅棒10的完全切割并形成边皮13，此时，边皮提升机构5已跟随线切割单元33下降至底部；所述气缸驱动所述伸缩杆伸展以带动顶升件51靠近边皮13直至托住边皮13的底部；后续，线切割支座31及其上的线切割单元33被驱动相对机座1上升，边皮提升机构5跟随线切割单元33上升，带动边皮13相对已切割硅棒12发生上升位移，使得边皮13的顶部凸出于待切割硅棒12(参见图8)，当边皮13的顶部相较于待切割硅棒12凸出部分满足设定条件时，则可控制线切割单元33停止上升。如此，后续，边皮13的顶部即可作为进行抓取的着力部位，使得边皮13更易于被抓取。

当然，边皮提升机构5仍可作其他的变化。例如，在某些实施方式中，如图9所示，边皮提升机构5包括顶升件51和伸缩部件53，其中，顶升件51更可包括抵靠板和承托板。所述抵靠板自所述承托板的底部向上延伸出，进一步地，所述抵靠板更可为与边皮13的弧形表面相适配的弧形板，当所述抵靠板抵靠于边皮13时，能与边皮13的弧形表面充分接触，所述抵靠板与边皮13接触的部位为圆滑设计或者在所述抵靠板中要有与边皮13接触的内表面增设缓冲垫。所述承托板用于承托住边皮13的底部，进一步地，所述承托板更可为与边皮13的底面相适配弓形板。在其他实施例中，作为承托板的弓形板的弦边还可增设凸块，以可增加与边皮13的底面的接触面积。伸缩部件53可例如为带有伸缩杆的气缸，其中，所述伸缩杆可通过连接结构与顶升件51中的所述承托板连接，所述气缸可驱动所述伸缩杆以带动顶升件51作伸缩运动。于实际的应用中，在初始状态下，所述伸缩杆带动顶升件51处于收缩状态；线切割单元33被驱动相对机座1下降以使得线切割单元33中线架333上各个切割线段所形成的切割线网对位于切割区的待切割硅棒10进行开方切割，直至所述切割线网贯穿待切割硅棒10，完成对待切割硅棒10的完全切割并形成边皮13，此时，边皮提升机构5已跟随线切割单元33下降至底部；所述气缸驱动所述伸缩杆伸展以带动顶升件51靠近边皮13直至顶升件51中的抵靠板与边皮13接触并实现抵靠；后续，线切割单元33被驱动相对机座1上升，边皮提升机构5跟随线切割单元33上升，带动边皮13相对已切割硅棒12发生上升位移，使得边皮13的顶端凸出于待切割硅棒12(参见图10和图8)，当边皮13的顶端相较于待切割硅棒12凸出部分满足设定条件时，则可控制线切割单元33停止上升。

在某些实施方式中，所述边皮提升机构可包括吸附件和驱动所述吸附件作伸缩运动的伸缩部件，所述吸附件受控于所述伸缩部件而抵靠于边皮并吸附住边皮。所述吸附件更可包括抵靠板和吸附元件。所述抵靠板可例如为与所述边皮的弧形表面相适配的弧形板，当所述抵靠板抵靠于所述边皮时，能与所述边皮的弧形表面充分接触。所述吸附元件可例如为真空吸盘，多个真空吸盘可布设于所述抵靠板中要与所述边皮接触的接触面上。所述伸缩部件可例如为带有伸缩杆的气缸或是带有丝杠的伺服电机，以带有伸缩杆的气缸为例，所述伸缩杆可通过连接结构与所述顶升件中的抵靠板连接，所述气缸可驱动所述伸缩杆收缩以带动所述抵靠板远离所述边皮，所述气缸可驱动所述伸缩杆伸展以带动所述抵靠板靠近所述边皮并在所述抵靠板与所述边皮接触后由所述吸附元件吸附住所述边皮。后续，所述线切割单元被驱动相对所述机座上升，所述边皮提升机构跟随线切割单元上升，利用吸附力可带动边皮相对所述已切割硅棒发生上升位移，使得所述边皮的顶部凸出于所述已切割硅棒。

利用边皮提升机构5，可将经切割开方作业后形成的边皮13相对已切割硅棒12作上升位移，使得边皮13的顶部凸出于已切割硅棒12。值得注意的是，由于边皮提升机构5是设置于线切割支座31，因此，当需要利用边皮提升机构5提升边皮13时，是通过驱动线切割支座31及其上的线切割单元33作上升运动再带动边皮提升机构5提升的，因此，线切割单元33中的切割线段332也将上升。那么，形成切割线网的切割线段332在上升过程中，要沿着之前切割作业时的切割路径返回。一般地，在某些情形下，切割线本身具有一定的挠度，切割线段332在待切割硅棒内下降进行切割时的状态与切割线段332完成切割作业并贯穿待切割硅棒之后的状态很可能是不同的，因此，当提升线切割单元33时，要求切割线网中的切割线段332沿着原切割路径返回并能确保不会干涉到已切割硅棒12是有较大困难的。在实际应用中，切割线网中的切割线段332在上升运动并准备绕过已切割硅棒12时，很可能会受到已切割硅棒12边角的干涉，造成对已切割硅棒产生损伤，例如，已切割硅棒12在切割线段332的干涉下出现崩边等。

为避免上述问题或其他类似问题，本申请中的边皮卸载装置另包括与边皮提升机构配合的拨线机构。请参阅图6和图7，拨线机构9用于拨动切割线网中的切割线段332朝向外侧扩张以避免切割线段332与已切割硅棒发生干涉。由于第一切割线段、第二切割线段、第三切割线段、以及第四切割线段配合形成呈“井”字型的切割线网，因此，拨线机构9的数量是与边皮提升机构5的数量相对应，例如，拨线机构9的数量为四个，两两对向设置。当然，在其他可变化的实施例中，若线切割单元33中包括一对切割轮组(这一对切割轮组包括相对设置的两个切割轮组，形成两条切割线段)，那么，拨线机构9的数量可例如为两个，与边皮提升机构5一致且为对向设置。

请参阅图11和图12，显示为图7中拨线机构的放大示意图。结合图11和图12，拨线机构9包括：驱动件91和拨线组件93。

驱动件91设于顶升件51或吸附件(若所述边皮提升机构采用的是吸附件)并跟随着顶升件51或吸附件作伸缩运动。

拨线组件93受控于驱动件91并在驱动件91作伸展运动时拨动切割线网中的切割线段332朝向外侧扩张。在本实施例中，顶升件51的相对两侧具有并行设置的两条切割线段332，因此，与顶升件51对应设置的边皮提升机构5中的拨线组件93为两个，分别设置于驱动件91的相对两侧并与两条切割线段332对应。拨线组件93更进一步包括：与驱动件91保持联动的受控件931和通过传动件932连接于受控件931的拨线件933。

在某些实施方式中，驱动件91包括设于顶升件51或吸附件上且沿着伸缩运动方向前后设置推杆911和拉杆913，其中，推杆911和拉杆913之间具有一推拉空间。传动件932枢接于线切割支座31(或线架333)且具有第一端和第二端，传动件932可例如为摆动结构或角板。以摆动结构为例，所述摆动结构具有两个摆臂，两个摆臂的连接端即作为用于枢接于线切割支座31(或线架333)的枢接端，两个摆臂的自由端即分别作为第一端和第二端。以角板为例，所述角板的顶角作为用于枢接于线切割支座31(或线架333)的枢接端，所述角板的两个底角分别作为第一端和第二端。受控件931为设于作为传动件932的摆动结构的第一端的受控杆，所述受控杆卡位于推杆911和拉杆913之间的推拉空间内。拨线件933为设于作为传动件932的摆动结构的第二端的拨线杆。

当应用前述结构中的拨线机构9实施拨线时，驱动件91中推杆911和拉杆913跟随着顶升件51或吸附件作伸展运动，由其中的推杆911推动作为受控件931的受控杆，作为传动件932的摆动结构在受控杆的作用下以枢接端作摆动，带动作为拨线件933的拨线杆朝向外侧运动，由拨线杆抵触对应的切割线段332并使其朝向外侧扩张，从而使得由拨线机构9所拨动的两条相对设置的切割线段332之间的间距扩大。后续，即可利用边皮提升机构5提升边皮，由于利用拨线机构9已将切割线段332拨开，如此，在提升边皮过程中，就可避免切割网中的各条切割线段332与已切割硅棒12发生干涉。当完成边皮的提升之后，驱动件91中推杆911和拉杆913跟随着顶升件51或吸附件作收缩运动，由其中的拉杆913拉动作为受控件931的受控杆，作为传动件932的摆动结构在受控杆的作用下以枢接端作摆动，带动作为拨线件933的拨线杆朝向内侧运动，拨线杆与对应的切割线段332脱离，切割线段332回复，使得两条相对设置的切割线段332之间的间距恢复原状。请参阅图11和图12，分别显示为拨线机构9在未实施拨线的初始状态示意图和实施拨线的拨线状态示意图。

当然，拨线机构9仍可有其他的变化。在某些实施方式中，所述拨线机构包括拨线件和用于驱动拨线件平移的驱动源。例如，所述拨线件为横向设置(即，沿安装轴的方向)的推顶块或推顶板，所述驱动源为设于推顶块或推顶板内侧的气缸或电机。利用气缸或电机可驱动推顶块或推顶板沿安装轴的方向作伸缩运动，当实施拨线时，由气缸或电机可驱动推顶块或推顶板沿安装轴的方向作伸展运动，由推顶块或推顶板推顶对应的切割线段并使其朝向外侧扩张。在某些实施方式中，所述拨线机构包括拨线件和转动电机，利用转动电机通过一传动件驱动拨线件以沿一弧线路径摆动。所述传动件为转动连接于转动电机的支撑杆，所述拨线件为与所述支撑杆连接的拨线杆。当实施拨线时，由转动电机驱动支撑杆及拨线杆以一弧线路径摆动，由拨线杆抵触对应的切割线段并使其朝向外侧扩张。

利用边皮提升机构5，能将边皮13相对已切割硅棒12提升使得边皮13的顶部凸出于已切割硅棒12，边皮13的顶部和底部提供了着力点，此时，可由操作人员以人工方式或采用相应的辅助装置抓取边皮13并将边皮13予以卸载。不过，即使如此，利用边皮提升机构5将边皮13与已切割硅棒12相互错开后，为边皮13提供了更佳的抓手，有利于其卸载作业，但总体而言，卸载作业的效率整体还是较低下，仍不能避免在搬运过程中边皮13与已切割硅棒12发生碰撞而增加已切割硅棒12损伤的风险。

鉴于上述状况，本申请硅棒开方设备所提供的边皮卸载装置还可包括：边皮夹持转运机构，用于分离边皮和已切割硅棒并将分离的边皮予以卸载。以图2为例，硅棒开方设备的边皮卸载装置还包括有边皮夹持转运机构6，用于夹持住边皮13的顶部后拉升边皮13以脱离于待切割硅棒12以及将边皮13转运至边皮卸载区。于实际的应用中，边皮夹持转运机构6更包括：Z向运动机构、第二X向运动机构、以及在Z向运动机构和第二X向运动机构上行进的边皮夹持机构63，其中，所述Z向运动机构可提供边皮夹持机构63沿Z向运动，所述第二X向运动机构可提供边皮夹持机构63沿X向运动。如图2所示，边皮夹持转运机构6包括一滑座61，在滑座61上设有Z向运动机构，边皮夹持机构63利用Z向运动机构沿Z向运动，在机座1的安装结构上布设第二X向运动机构，滑座61及其上的边皮夹持机构63利用第二X向运动机构沿X向运动。

所述Z向运动机构更可包括：Z向导轨、Z向滑块、以及Z向驱动源。如图2所示，Z向导轨300铺设于滑座61上，所述Z向滑块设于边皮夹持机构63上且与对应的Z向导轨300适配，所述Z向驱动源可例如为Z向升降电机或Z向升降气缸等。于实际的应用中，为使得边皮夹持机构63可实现稳定升降运动于滑座61，可采用双导轨设计，即，采用两个Z向导轨300，这两个Z向导轨300沿Z向并行设置。如此，由所述Z向驱动源驱动边皮夹持机构63沿着Z向导轨作Z向升降运动。

所述第二X向运动机构更可包括：第二X向导轨、第二X向滑块、以及第二X向驱动源。如图2所示，第二X向导轨200铺设于机座1的安装结构上，所述第二X向滑块设于滑座61上且与对应的第二X向导轨200适配，所述第二X向驱动源可例如为X向电机或X向气缸等。于实际的应用中，为使得滑座61可实现稳定地沿X向运动，可采用双导轨设计，即，采用两个第二X向导轨200，这两个第二X向导轨200沿X向并行设置。如此，由所述第二X向驱动源驱动滑座61及其上的边皮夹持机构63沿着第二X向导轨200作X向运动。需说明的是，在图2中，所述第二X向运动机构中的第二X向导轨200为与前述的所述第一X向运动机构中的第一X向导轨200合二为一，但并不以此为限，在其他实施方式中，所述第二X向导轨与所述第一X向导轨可为独立的导轨结构。

边皮夹持机构63更可包括：活动设置的升降驱动结构62以及设置于升降驱动结构62底部的夹持组件64，夹持组件64与边皮13适配，用于将各个边皮13夹持住。需说明的是，在Z向上，一方面，升降驱动结构62本身通过一安装座与Z向运动机构中的滑块相连，从而可使得升降驱动结构62受Z向驱动源驱动而升降运动。另一方面，针对边皮夹持机构63内部，升降驱动结构62可例如为带有升降杆的升降气缸，所述升降杆与夹持组件64相连，如此，利用升降气缸可控制升降杆伸缩以带动夹持组件64作升降运动。

请参阅图13，显示为图2中的夹持组件64在一实施方式中的结构示意图。结合图2和图13所示，夹持组件64进一步包括：夹持主体642和设于夹持主体642外围的多个夹持件744。

夹持主体642用于探入到多个边皮13所围成的空间内。于实际的应用中，夹持组件64上还设有与升降驱动结构62连接的夹持支架，夹持支架上中心部位设置有夹持主体642，用于探入到多个边皮所围成的空间内。由于是需要将硅棒由初始的圆形截面切割为类矩形截面(线切割单元33中由四条切割线段形成的切割线网呈“井”字型)，待切割硅棒经开方切割作业后形成四个边皮13，如此，夹持主体642探入的由四个边皮13所围成的空间也为矩形空间，因此，夹持主体642可例如为截面为矩形的矩形柱台。

进一步地，在夹持主体642的顶端(所述顶端朝向位于切割区的硅棒承载台21)还可设有探入结构646。探入结构646的结构可例如为多边形棱台，也可圆台、锥形或者半球等，整体而言，探入结构646的尺寸要略小于夹持主体642本身，且，探入结构646更可与夹持主体642平滑过渡。如此，于实际的应用中，利用探入结构646可更有利于夹持主体642探入到被抬升的各个边皮13中凸出于待切割硅棒12的顶部所围成的空间内，不仅可使得夹持组件64能适配于不同产品规格的硅棒中，也可避免因夹持主体642与空间不适配而碰撞到凸出的边皮的顶部而造成碎屑及后续清洁等诸多问题。

夹持件644设于夹持主体642的外围，夹持件644与夹持主体642之间形成供夹持边皮13的夹持空间。夹持件644可例如为与边皮13对应的夹爪，由于是需要将硅棒由初始的圆形截面切割为类矩形截面，如此，待切割硅棒经开方切割作业后会形成四个呈弓形的边皮，因此，夹爪的数量对应的四个。所述夹爪与边皮13接触的部位为与边皮13的弧形表面适配的弧形结构，因此，所述夹爪可例如为弧形夹板。但并不以此为限，例如，夹爪也可例如为以竖向方式并行设置的至少两个夹条，在此不予赘述。需说明的是，如前所述，在某些实施方式中，在线切割装置3的线切割单元33中，包括一对切割轮组，利用一对切割轮组对待切割硅棒进行开方作业需要执行两次开方切割步骤，在这种实施方式中，夹持件的数量则可例如为两个，这两个夹持件相对设置。执行第一次开方切割步骤，形成两个边皮，利用两个夹持件将对应位置上形成的两个边皮夹持住并再通过Z向运动机构和第二X向运动机构将边皮予以转送出去；再次调整待切割硅棒的切割位置(例如旋转90°)；执行第二次开方切割步骤，形成两个边皮，利用两个夹持件将对应位置上形成的两个边皮夹持住并再通过Z向运动机构和第二X向运动机构将边皮予以转送出去。

夹持件644可例如为活动式设计，能进行张合动作以相对夹持主体642靠近或远离，调整其与夹持主体642之间的夹持空间。另外，夹持组件64还可为每一个夹持件644配置一个张合驱动机构，所述张合驱动机构设于夹持支架上且与对应的夹持件644相连，用于驱动夹持件644作张合动作，以与夹持主体642配合夹持相应的边皮13。所述张合驱动机构可例如为带有伸缩杆653的气缸654，其中，伸缩杆653可通过连接结构与夹持件644连接，气缸654可驱动伸缩杆653以带动夹持件644作伸缩运动。这里，夹持件644作伸缩运动包括夹持件的收缩运动和夹持件的伸展运动，其中，夹持件的收缩运动具体指的是气缸654驱动伸缩杆653收缩以带动夹持件644靠近夹持主体642，减小夹持件644与夹持主体642之间的夹持空间，夹持件的伸展运动具体指的是气缸654驱动伸缩杆653伸展以带动夹持件644远离夹持主体642，增加夹持件644与夹持主体642之间的夹持空间。为使得夹持件644可实现稳定伸缩于夹持主体642，可采用双杆式设计，即，采用两个伸缩杆，这两个伸缩杆653并行设置。当然，前述张合驱动机构也可采用其他实现方式，例如，所述张合驱动机构也可例如为带有丝杠的伺服电机，所述丝杠与所述夹持件相连，由伺服电机的驱动丝杠转动以带动相连的夹持件作伸缩运动，例如，驱动丝杠正向转动带动夹持件作收缩运动及驱动丝杠逆向转动带动夹持件作伸展运动，或者，驱动丝杠正向转动带动夹持件作伸展运动及驱动丝杠逆向转动带动夹持件作收缩运动。

请参阅图14，显示为图2中的夹持组件64在另一实施方式中的结构示意图。结合图2和图14所示，夹持组件64进一步包括：夹持主体641和设于夹持主体641外围的多个夹持件643。

夹持主体641用于探入到多个边皮13所围成的空间内。于实际的应用中，夹持组件64上还设有与升降驱动结构62连接的夹持支架，夹持支架上中心部位设置有夹持主体641，用于探入到多个边皮所围成的空间内。夹持主体641可例如为截面为矩形的矩形柱台。

进一步地，在夹持主体641的顶端(所述顶端朝向位于切割区硅棒承载台21)还可设有探入结构645。探入结构645的结构可例如为多边形棱台，也可圆台、锥形或者半球等，整体而言，探入结构645的尺寸要略小于夹持主体641本身，且，探入结构645更可与夹持主体641平滑过渡。

夹持件643设于夹持主体641的外围，夹持件643与夹持主体641之间形成供夹持边皮13的夹持空间。夹持件643可例如为与边皮13对应的夹爪，由于是需要将硅棒由初始的圆形截面切割为类矩形截面，如此，待切割硅棒经开方切割作业后会形成四个呈弓形的边皮，因此，夹爪的数量对应的四个。所述夹爪与边皮13接触的部位为与边皮13的弧形表面适配的弧形结构，因此，所述夹爪可例如为弧形夹板。但并不以此为限，例如，夹爪也可例如为以竖向方式并行设置的至少两个夹条，在此不予赘述。需说明的是，如前所述，在某些实施方式中，在线切割装置3的线切割单元33中，包括一对切割轮组，利用一对切割轮组对待切割硅棒进行开方作业需要执行两次开方切割步骤，在这种实施方式中，夹持件的数量则可例如为两个，这两个夹持件相对设置。执行第一次开方切割步骤，形成两个边皮，利用两个夹持件将对应位置上形成的两个边皮夹持住并再通过Z向运动机构和第二X向运动机构将边皮予以转送出去；再次调整待切割硅棒的切割位置(例如旋转90°)；执行第二次开方切割步骤，形成两个边皮，利用两个夹持件将对应位置上形成的两个边皮夹持住并再通过Z向运动机构和第二X向运动机构将边皮予以转送出去。

夹持件643可例如为活动式设计，能进行张合动作以相对夹持主体641靠近或远离，调整其与夹持主体641之间的夹持空间。

夹持件643通过一连接结构轴接于夹持主体641或夹持支架上，所述连接结构上另设有承压部651。另外，夹持组件64还为每一个夹持件643配置一个张合驱动机构，所述张合驱动机构用于驱动夹持件643作张合动作。所述张合驱动机构可例如为带有伸缩杆的气缸，其中，所述伸缩杆的末端设有与承压部651配合的按压部652，按压部652与承压部651相抵触。所述气缸可驱动所述伸缩杆以带动所述按压部作伸缩运动，通过按压部652与承压部651的配合，驱动夹持件643以进行张合动作。具体地：在初始状态下，夹持件643是朝外扩张状态。当所述气缸驱动所述伸缩杆伸展时，所述伸缩杆上的按压部652作动于夹持件643上的承压部651，夹持件643受压后朝向于夹持主体641轴转(即，内缩)，减小夹持件643与夹持主体641之间的夹持空间。当所述气缸驱动所述伸缩杆收缩时，所述伸缩杆上的按压部释放作用于夹持件643上的承压部651的按压力，夹持件643远离于夹持主体641轴转以回复至初始状态，增加夹持件643与夹持主体641之间的夹持空间。且，承压部651和按压部652可采用相适配的楔面结构，以实现夹持件643可平稳及顺畅地作张合动作。

当然，夹持组件64仍可有其他的变化。例如，在某些实施方式中，所述夹持组件可包括：第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成供夹持边皮的夹持空间。其中，第二夹持件位于内侧，对应于边皮的切割面，第一夹持件位于外侧，对应于边皮的外表面。在本实施方式中，由于是需要将硅棒由初始的圆形截面切割为类矩形截面，如此，要将待切割硅棒沿着硅棒长度方向切割出四个两两平行的弧线边皮，因此，第一夹持件和第二夹持件的数量均为四个，且，所述第一夹持件可例如为与边皮的弧形表面适配的弧形夹板。另外，所述夹持组件还可包括驱动装置，用于驱动第一夹持件和/或第二夹持件作张合动作。具体地，在一种情形下，所述夹持组件中的第二夹持件可为固定式设计而第一夹持件为活动式设计，因此，所述夹持组件还包括第一驱动装置，用于驱动第一夹持件朝向第二夹持件方向作张合动作，以与第二夹持件配合作夹持运动。在另一种情形下，所述夹持组件中的第一夹持件可为固定式设计而第二夹持件为活动式设计，因此，所述夹持组件还包括第二驱动装置，用于驱动第二夹持件朝向第一夹持件方向作张合动作，以与第一夹持件配合作夹持运动。在再一种情形下，所述夹持组件中的第一夹持件和第二夹持件均为活动式设计，因此，所述夹持组件还包括对应于第一夹持件的第一驱动装置和对应于第二夹持件的第二驱动装置，其中，所述第一驱动装置用于驱动第一夹持件朝向第二夹持件方向作张合动作，所述第二驱动装置用于驱动第二夹持件朝向第一夹持件方向作张合动作，使得第一夹持件和第二夹持件配合作夹持运动。

利用本申请公开的边皮夹持转运机构6，可将经开方切割作业所形成的边皮13夹持住后拉升边皮13(参见图15)，直至边皮13的底部的位置高于已切割硅棒12的顶部，从而使得边皮13脱离已切割硅棒12(参见图16)，再将脱离于已切割硅棒12的边皮13转运至边皮卸载区(参见图17)，如此，完成对开方后的边皮进行卸载，整个卸载过程自动化实现，操作便利，提高了作业效率。

需说明的是，在利用边皮夹持转运机构将边皮转运的过程中，例如利用边皮夹持转运机构将边皮转运出切割区且不会妨碍到已切割硅棒或线切割单元的情形下，即可控制原先暂停的线切割单元继续上升直至回复至初始位置，以备下一次硅棒开方切割作业。

请继续参阅图2，所述边皮卸载装置更可包括边皮输送结构7，设于边皮卸载区，用于将经边皮夹持转运机构6转运过来的边皮进行输送。在一种实现方式中，边皮输送结构7可例如为输送带。在实际操作中，由边皮夹持转运机构6将边皮13由切割区移送至边皮卸载区，边皮夹持转运机构6中的夹持组件64松开以将边皮13释放至作为边皮输送结构7的输送带上，由输送带将边皮输送出去。

当然，将经开方切割作业所形成的边皮予以卸载并不以此为限。例如，如图2所示，所述边皮卸载装置可包括边皮筒8和边皮输送结构7，其中，边皮输送结构7可例如为输送带，边皮筒8邻设于输送带的起始端(例如，边皮筒8位于输送带的起始端的旁侧或直接位于输送带的起始端的上方等)。另外，边皮筒8的桶口可设计较大或呈喇叭口，便于边皮13无障碍地置入，且，边皮筒8的桶臂的高度也较高，可确保置入的边皮13不会发生倾覆等。于实际的应用中，边皮筒8更可为可翻转设计，通过翻转边皮筒8，使得边皮筒8内的各个边皮13顺畅地转移至输送带上。例如，边皮筒8的底部设有翻转驱动机构，所述翻转驱动机构可包括翻转板、转轴及翻转驱动源(例如翻转电机或翻转气缸等)。如此，由边皮夹持转运机构6将边皮13由切割区移送至边皮筒8内后(参见图18)，边皮筒8翻转带动筒内的边皮13转移至作为边皮输送装置7的输送带上(参见图19)，由输送带7将边皮13输送出去。另外，在其他实施方式中，所述边皮卸载装置也可仅包括边皮筒，边皮筒设于边皮卸载区。如此，由边皮夹持转运机构将边皮由切割区移送至边皮筒内后，可由操作人员将边皮从边皮筒内取出。

需补充的是，在本申请硅棒开方设备中，还可包括硅棒清洗装置，可设于机座上且位于等待区处，用于对已切割硅棒12进行及清洗。针对硅棒清洗装置而言，一般，待切割硅棒10经开方切割作业之后形成已切割硅棒12，开方切割作业过程中产生的切割碎屑会附着于已切割硅棒12表面，因此，需要对已切割硅棒12进行必要的清洗。一般地，所述硅棒清洗设备包括有清洗刷头及与清洗刷头配合的清洗液喷洒装置，在清洗时，由清洗液喷洒装置对着已切割硅棒12喷洒清洗液(例如为纯水)，同时，由电机驱动清洗刷头(例如旋转式刷头)作用于已切割硅棒12，完成清洗作业。

本申请公开的硅棒开方设备包括机座、硅棒承载装置、线切割装置以及边皮卸载装置，所述边皮卸载装置更包括边皮提升机构和拨线机构，其中，利用所述线切割装置对所述硅棒承载装置所承载的待切割硅棒进行开方切割，由切割线网中的切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮，在边皮卸载时，先利用拨线机构拨动切割线网中的切割线段朝向外侧扩张，再利用边皮提升机构提升边皮，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，如此，不仅可提高硅棒的开方切割作业的效率，更能对开方后的边皮经无碍提升后予以卸载，操作便利，提高了整体作业效率。

本申请还公开了一种硅棒开方方法，用于对硅棒进行开方切割作业。所述硅棒开方方法应用于一硅棒开方设备中，所述硅棒开方设备包括机座、硅棒承载装置、线切割装置、以及边皮卸载装置，所述边皮卸载装置更包括边皮提升机构和拨线机构。

请参阅图20，显示为本申请硅棒开方方法在某一实施例中的流程示意图。如图20所示，所述硅棒开方方法包括以下步骤：

步骤S11，承载竖立放置的待切割硅棒。

于实际的应用中，本申请硅棒开方设备包括硅棒承载装置和邻设于硅棒承载装置的硅棒转运装置，其中，所述硅棒承载装置可包括硅棒承载台和对应于硅棒承载台的硅棒顶压机构，所述硅棒转运装置则包括带有硅棒夹具的换向载具和用于驱动换向载具作换向运动的换向驱动机构。有关所述硅棒承载装置和所述硅棒转运装置的具体结构可参见前文描述，在此不予赘述。

在步骤S11中，承载待切割硅棒具体可包括：利用所述硅棒转运装置实施待切割硅棒的上料作业，先由处于装卸区的硅棒夹具夹持住待切割硅棒，后由所述换向驱动机构驱动所述换向载具作换向运动，将所述硅棒夹具从装卸区转换至等待区，释放待切割硅棒，将待切割硅棒置放于处于等待区的硅棒承载台上；利用所述硅棒承载装置中的硅棒顶压机构顶压待切割硅棒，即，利用升降驱动结构驱动压紧块下降以顶压待切割硅棒的顶部。当然，于实际的应用中，在利用所述硅棒顶压机构顶压前，还可对位于硅棒承载台上的待切割硅棒进行测量和位置调整等。

步骤S13，对待切割硅棒进行开方切割，形成已切割硅棒和边皮。

于实际的应用中，在步骤S13中，对待切割硅棒进行开方切割是由硅棒开方设备中的线切割装置实施的。

所述线切割装置包括：可升降地设于机座上的线切割支座以及设于线切割支座上的至少一线切割单元，其中，所述线切割单元是对应于切割区，至少包括：设于所述线切割支座上的线架、设于所述线架上的多个切割轮、以及切割线，其中，所述切割线依序绕设于各个所述切割轮而形成多条切割线段，多条切割线段组成切割线网。

在步骤S13中，驱动线切割装置中的线切割支座相对机座下降，由线切割单元的切割线网中的各条切割线段对位于切割区的硅棒承载台所承载的待切割硅棒进行开方切割，直至切割线网中的各条切割线段贯穿待切割硅棒，完成对待切割硅棒的开方切割，形成已切割硅棒(硅方体)和边皮。

步骤S15，将进行开方切割后产生的边皮予以卸载。

于某些实施方式中，所述硅棒开方设备提供边皮卸料装置，所述边皮卸料装置中包括边皮提升机构和拨线机构，其中，所述拨线机构用于拨动切割线网中的切割线段朝向外侧扩张，用于提升边皮。

请参阅图21，显示为步骤S15在某些实施方式中细化步骤的流程示意图。如图21所示，步骤S15进一步可包括以下步骤：

步骤S151，拨动切割线段朝向外侧扩张。

在一种实现方式中，所述边皮提升机构可包括顶升件和驱动所述顶升件作伸缩运动的伸缩部件，所述顶升件受控于所述伸缩部件而抵靠于边皮并托住边皮的底部。

所述拨线机构包括驱动件和拨线组件，其中，所述驱动件设于顶升件上并跟随着顶升件作伸缩运动，所述拨线组件更包括与所述驱动件保持联动的受控件和通过传动件连接于所述受控件的拨线件。在一种实现方式中，所述驱动件包括设于所述顶升件上沿着伸缩运动方向前后设置推杆和拉杆，所述传动件为枢接于所述线切割支座的摆动结构，所述受控件为设于摆动结构的第一端的受控杆且所述受控杆卡位于推杆和拉杆之间，所述拨线件为设于所述摆动结构的第二端的拨线杆。

步骤S151中拨动切割线段朝向外侧扩张具体包括：由边皮提升机构中的伸缩部件驱动顶升件作伸展运动，与此同时，驱动件中推杆和拉杆跟随着顶升件作伸展运动，由其中的推杆推动作为受控件的受控杆，作为传动件的摆动结构在受控杆的作用下以枢接端作摆动，带动作为拨线件的拨线杆朝向外侧运动，由拨线杆抵触对应的切割线段并使其朝向外侧扩张。当伸缩部件按照预定停止时，顶升件伸展至边皮的底部，拨线杆拨动切割线段外扩且使得相对设置的切割线段之间的间距扩大。

步骤S153，提升边皮，使得边皮的顶部凸出于已切割硅棒。

如前所述，在一种实现方式中，所述边皮提升机构可包括顶升件和驱动所述顶升件作伸缩运动的伸缩部件，所述顶升件受控于所述伸缩部件而抵靠于边皮并托住边皮的底部。

因此，在步骤S153中提升边皮具体包括：驱动线切割装置中的线切割支座相对机座上升，顶升件跟随线切割支座上升，抬升边皮，由于利用拨线机构已将切割线段拨开，如此，在提升边皮过程中，就可避免切割网中的各条切割线段与已切割硅棒发生干涉。当利用边皮提升机构提升边皮且使得边皮的顶部相较于已切割硅棒凸出部分满足设定条件时，则可控制线切割支座停止上升。

后续，即可将凸出于已切割硅棒的边皮予以卸载。

于某些实施方式中，所述硅棒开方设备提供边皮卸料装置，所述边皮卸料装置中包括边皮提升机构、拨线机构、以及边皮夹持转运机构。

请参阅图22，显示为步骤S15在某些实施方式中细化步骤的流程示意图。如图22所示，步骤S15进一步可包括以下步骤：

步骤S152，拨动切割线段朝向外侧扩张。

在一种实现方式中，所述边皮提升机构可包括顶升件和驱动所述顶升件作伸缩运动的伸缩部件，所述顶升件受控于所述伸缩部件而抵靠于边皮并托住边皮的底部。

所述拨线机构包括驱动件和拨线组件，其中，所述驱动件设于顶升件上并跟随着顶升件作伸缩运动，所述拨线组件更包括与所述驱动件保持联动的受控件和通过传动件连接于所述受控件的拨线件。在一种实现方式中，所述驱动件包括设于所述顶升件上沿着伸缩运动方向前后设置推杆和拉杆，所述传动件为枢接于所述线切割支座的摆动结构，所述受控件为设于摆动结构的第一端的受控杆且所述受控杆卡位于推杆和拉杆之间，所述拨线件为设于所述摆动结构的第二端的拨线杆。

步骤S152中拨动切割线段朝向外侧扩张具体包括：由边皮提升机构中的伸缩部件驱动顶升件作伸展运动，与此同时，驱动件中推杆和拉杆跟随着顶升件作伸展运动，由其中的推杆推动作为受控件的受控杆，作为传动件的摆动结构在受控杆的作用下以枢接端作摆动，带动作为拨线件的拨线杆朝向外侧运动，由拨线杆抵触对应的切割线段并使其朝向外侧扩张。当伸缩部件按照预定停止时，顶升件伸展至边皮的底部，拨线杆拨动切割线段外扩且使得相对设置的切割线段之间的间距扩大。

步骤S154，提升边皮，使得边皮的顶部凸出于已切割硅棒。

如前所述，在一种实现方式中，所述边皮提升机构可包括顶升件和驱动所述顶升件作伸缩运动的伸缩部件，所述顶升件受控于所述伸缩部件而抵靠于边皮并托住边皮的底部。

因此，在步骤S154中提升边皮具体包括：驱动线切割装置中的线切割支座相对机座上升，顶升件跟随线切割支座上升，抬升边皮，由于利用拨线机构已将切割线段拨开，如此，在提升边皮过程中，就可避免切割网中的各条切割线段与已切割硅棒发生干涉。当利用边皮提升机构提升边皮且使得边皮的顶部相较于已切割硅棒凸出部分满足设定条件时，则可控制线切割支座停止上升。

步骤S156，夹持住边皮的顶部，拉升边皮以脱离已切割硅棒。

所述边皮卸料装置还可包括边皮夹持转运机构，用于分离边皮和已切割硅棒并将分离的边皮予以卸料。在某些实施方式中，所述边皮夹持转运机构更包括：Z向运动机构、第二X向运动机构、以及在Z向运动机构和第二X向运动机构上行进的边皮夹持机构，其中，所述边皮夹持机构更可包括：通过Z向运动机构而活动设置的升降驱动结构以及设置于升降驱动结构底部的夹持组件，所述升降驱动结构也可驱动所述夹持组件作升降运动，所述夹持组件用于将各个边皮夹持住。

在步骤S156中，当所述边皮夹持转运机构与所述边皮提升机构配合时，在利用所述边皮提升机构和所述边皮夹持转运机构之前，预先得将位于已切割硅棒上方的所述硅棒顶压机构移除，因此，所述硅棒顶压机构可通过一第一X向运动机构在X向上运动以远离已切割硅棒，之后，再由边皮夹持机构通过一第二X向运动机构在X向上运动以移动至已切割硅棒的上方，通过控制边皮夹持机构，使得所述边皮夹持机构中的夹持组件夹持住各个边皮的顶部。后续，通过所述Z向运动机构提供所述边皮夹持机构带着边皮沿Z向上升，直至边皮的底部的位置高于已切割硅棒的顶部，从而使得边皮脱离已切割硅棒。

步骤S158，将边皮转运至边皮卸料区。

在步骤S158中，通过所述第二X向运动机构提供所述边皮夹持机构带着边皮沿X向移动以将边皮移送至边皮卸料区。

需说明的是，当在步骤S158中，将边皮转运的过程中(只要将边皮转运出且确保边皮不会妨碍到已切割硅棒或线切割单元的情形下)，即可控制原先暂停的线切割单元继续上升直至回复至初始位置以及控制所述硅棒顶压机构可通过第一X向运动机构在X向上运动以回复至初始位置以对应于切割区，准备下一次硅棒开方切割作业。

在某些实施方式中，所述边皮卸料装置更可包括边皮输送结构，设于边皮卸料区，用于将经所述边皮夹持转运机构转运过来的边皮进行输送。在具体实现上，所述边皮输送结构可例如为输送带。如此，在实际操作中，所述边皮卸料过程可包括：通过所述第二X向运动机构提供所述边皮夹持机构带着边皮沿X向移动移动至边皮卸料区，释放所述边皮夹持机构中的夹持组件，将边皮释放至传送带上。

在某些实施方式中，所述边皮卸料装置更可包括边皮筒，设于边皮卸料区，用于收置由所述边皮夹持转运机构转运过来的边皮。如此，在实际操作中，所述边皮卸料过程可包括：通过所述第二X向运动机构提供所述边皮夹持机构带着边皮沿X向移动移动至边皮卸料区，释放所述边皮夹持机构中的夹持组件，将边皮置入边皮筒内。

在某些实施方式中，所述边皮卸料装置更可包括边皮筒和边皮输送结构，其中，所述边皮筒可为可翻转设计，所述边皮输送结构可例如为输送带。如此，在实际操作中，所述边皮卸料过程可包括：通过所述第二X向运动机构提供所述边皮夹持机构带着边皮沿X向移动移动至边皮卸料区，释放所述边皮夹持机构中的夹持组件，将边皮置入所述边皮筒内；所述边皮筒翻转带动筒内的边皮转移至所述输送带上，由输送带将边皮输送出去。

继续回到图20，步骤S17，将进行开方切割后的已切割硅棒转运出。

在步骤S17中，利用所述硅棒转运装置对位于等待区的已切割硅棒实施下料作业。在实施下料作业时，可先将硅棒承载台由切割区移至等待区(当然，也可不设置等待区，那么，此时所谓的等待区即为切割区)，再由处于等待区的硅棒夹具夹持住待切割硅棒，后由所述换向驱动机构驱动所述换向载具作换向运动，将所述硅棒夹具从等待区转换至装卸区，释放已切割硅棒，将已切割硅棒置放于处于装卸区，后续对处于装卸区的已切割硅棒进行下料。

通过上述步骤S11至S17，可完成硅棒的开方切割作业和边皮卸载作业。

本申请公开的硅棒开方设方法，对待切割硅棒进行开方切割形成已切割硅棒和边皮，在拨动切割线段朝向外侧扩张之后再提升边皮，可在确保切割线段不与已切割硅棒发生干涉的情形下实现边皮的平稳提升，如此，不仅可提高硅棒的开方切割作业的效率，更能对开方后的边皮经无碍提升后予以卸载，操作便利，提高了整体作业效率。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (27)

1.一种硅棒开方设备，其特征在于，包括：

硅棒承载装置，包括硅棒承载台，用于承载竖立放置的待切割硅棒；

线切割装置，包括可升降活动的线切割支座和设于所述线切割支座上的线切割单元，所述线切割单元中具有切割线段；利用所述线切割装置对所述硅棒承载装置所承载的待切割硅棒进行开方切割，由所述切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；

边皮卸载装置，包括：边皮提升机构，设于所述线切割支座上，用于提升所述边皮；拨线机构，设于所述线切割支座上，用于拨动所述切割线段朝向外侧扩张以避免所述切割线段与所述已切割硅棒发生干涉；

其中，所述边皮提升机构包括设于所述线切割支座上且可伸缩运动的顶升件，所述顶升件受控作伸展运动后托住所述边皮的底部以顶升所述边皮；或者，所述边皮提升机构包括设于所述线切割支座上且可伸缩运动的吸附件，所述吸附件受控作伸展运动后抵靠于所述边皮并吸附所述边皮以提升所述边皮；

所述拨线机构包括：驱动件，设于所述顶升件或所述吸附件上并跟随着所述顶升件或所述吸附件作伸缩运动；拨线组件，受控于所述驱动件并在所述驱动件作伸展运动时拨动所述切割线段朝向外侧扩张。

2.根据权利要求1所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述硅棒承载装置还包括：相对所述硅棒承载台活动设置的硅棒顶压机构，用于顶压所述待切割硅棒的顶部。

3.根据权利要求1所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述拨线组件包括：

受控件，与所述驱动件保持联动；以及

拨线件，通过传动件连接于所述受控件。

4.根据权利要求3所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述拨线件受控作平移或沿一弧线路径摆动。

5.根据权利要求3所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述驱动件包括设于所述顶升件或所述吸附件上且沿着伸缩运动方向前后设置推杆和拉杆，所述传动件枢接于所述线切割支座且具有第一端和第二端，所述受控件为设于所述传动件的第一端且位于所述推杆和拉杆之间的受控杆，所述拨线件为设于所述传动件的第二端的拨线杆。

6.根据权利要求1所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮夹持转运机构，用于夹持住所述边皮的顶部后拉升所述边皮以使得所述边皮脱离所述已切割硅棒以及将所述边皮转运至边皮卸载区。

7.根据权利要求6所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述边皮夹持转运机构包括：

提供至少一个方向移动的移动机构；以及

在所述移动机构上行进的夹持结构。

8.根据权利要求7所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述夹持结构包括：

夹持主体，用于探入到多个边皮所围成的空间内；以及

可伸缩运动的夹持件，设于所述夹持主体外围；所述夹持件与所述夹持主体之间形成供夹持所述边皮的夹持空间。

9.根据权利要求7所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述夹持结构包括：第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成供夹持所述边皮的夹持空间。

10.根据权利要求6所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮筒，设于所述边皮卸载区。

11.根据权利要求6的硅棒开方设备，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮输送结构，设于所述边皮卸载区。

12.根据权利要求1所述的硅棒开方设备，其特征在于，还包括：硅棒转运装置，用于将待切割硅棒转运至所述硅棒承载装置以及将已切割硅棒从所述硅棒承载装置转运出。

13.根据权利要求12所述的硅棒开方设备，其特征在于，所述硅棒转运装置包括：换向载具；

硅棒夹具，设于所述换向载具上。

14.一种应用于如权利要求1至13中任一项硅棒开方设备的硅棒开方方法，其特征在于，包括如下步骤：

承载竖立放置的待切割硅棒；

对所述待切割硅棒进行开方切割，由切割线段贯穿待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；以及

拨动切割线段朝向外侧扩张，提升所述边皮以将所述边皮予以卸载。

15.根据权利要求14所述的硅棒开方方法，其特征在于，提升所述边皮如下步骤：提升所述边皮，使得所述边皮的顶部凸出于所述已切割硅棒。

16.根据权利要求15所述的硅棒开方方法，其特征在于，将所述边皮予以卸载包括如下步骤：

夹持所述边皮的顶部顶端；

将夹持住的所述边皮进行拉升以使得所述边皮脱离所述已切割硅棒；以及

将所述边皮转运至边皮卸载区。

17.根据权利要求14所述的硅棒开方方法，其特征在于，还包括将所述已切割硅棒转运出的步骤。

18.一种应用于硅棒开方设备的边皮卸载装置，所述硅棒开方设备包括硅棒承载装置、以及线切割装置，所述硅棒承载装置用于承载竖立放置的待切割硅棒，所述线切割装置包括可升降活动的线切割支座和设于所述线切割支座上的线切割单元，所述线切割单元中具有切割线段，由所述切割线段贯穿所述待切割硅棒以形成已切割硅棒和边皮；其特征在于，所述边皮卸载装置包括：

边皮提升机构，包括设于所述线切割支座上且可伸缩运动的顶升件和用于驱动所述顶升件作伸缩运动的伸缩部件，所述顶升件受控作伸展运动后托住所述边皮的底部以顶升所述边皮；或者，包括设于所述线切割支座上且可伸缩运动的吸附件和用于驱动所述吸附件作伸缩运动的伸缩部件，所述吸附件受控作伸展运动后抵靠于所述边皮并吸附所述边皮以提升所述边皮；以及

拨线机构，包括：驱动件，设于所述顶升件或所述吸附件上并跟随着所述顶升件或所述吸附件作伸缩运动；拨线组件，受控于所述驱动件并在所述驱动件作伸展运动时拨动所述切割线段朝向外侧扩张。

19.根据权利要求18所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述拨线组件包括：

受控件，与所述驱动件保持联动；以及

拨线件，通过传动件连接于所述受控件。

20.根据权利要求19所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述拨线件受控作平移或沿一弧线路径摆动。

21.根据权利要求19所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述驱动件包括设于所述顶升件或所述吸附件上且沿着伸缩运动方向前后设置推杆和拉杆，所述传动件枢接于所述线切割支座且具有第一端和第二端，所述受控件为设于所述传动件的第一端且位于所述推杆和拉杆之间的受控杆，所述拨线件为设于所述传动件的第二端的拨线杆。

22.根据权利要求18所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮夹持转运机构，用于夹持住所述边皮的顶部后拉升所述边皮以使得所述边皮脱离所述已切割硅棒以及将所述边皮转运至边皮卸载区。

23.根据权利要求22所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述边皮夹持转运机构包括：

提供至少一个方向移动的移动机构；以及

在所述移动机构上行进的夹持结构。

24.根据权利要求23所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述夹持结构包括：

夹持主体，用于探入到多个边皮所围成的空间内；以及

可伸缩运动的夹持件，设于所述夹持主体外围；所述夹持件与所述夹持主体之间形成供夹持所述边皮的夹持空间。

25.根据权利要求23所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述夹持结构包括：第一夹持件和第二夹持件，所述第一夹持件与所述第二夹持件之间形成供夹持所述边皮的夹持空间。

26.根据权利要求22所述的边皮卸载装置，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮筒，设于所述边皮卸载区。

27.根据权利要求22的边皮卸载装置，其特征在于，所述边皮卸载装置还包括：边皮输送结构，设于所述边皮卸载区。