CN110883955B - 线切割清洁装置及线切割系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种线切割清洁装置，应用于包括走线单元和切割单元的线切割系统，所述线切割清洁装置包括第一砂浆供给单元、清洗液供给单元和控制单元，其中，所述控制单元分别电连接所述第一砂浆供给单元和所述清洗液供给单元，用于控制所述第一砂浆供给单元在从所述走线单元向所述切割单元移动的切割线上供给砂浆，并且控制所述清洗液供给单元在从所述切割单元向所述走线单元移动的切割线上供给清洗液。还公开了一种线切割系统，包括走线单元、切割单元以及一个或更多个线切割清洁装置。该线切割清洁装置能够对返回走线单元的切割线进行清洁，能够有效防止砂浆等杂质对走线单元中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤。

Description

线切割清洁装置及线切割系统
技术领域
本发明涉及线切割技术领域，更具体地，涉及一种线切割清洁装置和一种线切割系统。
背景技术
线切割是切割硅锭非常有效的方法之一。请参见图1，图1是现有技术的一种线切割系统的示意图。现有的线切割系统通常可以分为两个单元：切割单元300和走线单元200。硅锭的线切割机理是，将待切割的硅锭固定在能够上下移动的进给装置310上，当进给装置310逐渐下降时，固定在进给装置上的工件400(硅锭)被进给装置310下方的切割工具分离。通常，切割工具为缠绕在两个转轴之间的切割线140，切割线由走线单元提供。
在线切割过程中，切割线140从走线单元200的放线轮210出发，经过张力轮230进入切割单元300，并在切割单元300中对硅锭进行切割。在切割单元300中包括砂浆供应系统，砂浆供应系统在切割过程中会向切割线140的表面供应砂浆，砂浆通过研磨料与线切割冷却液混合制成。随后，切割线140离开切割单元300，经过张力轮230收回至走线单元200中的收线轮上。
由于切割线上附着有砂浆，当切割线从切割单元向走线单元移动时，砂浆会被切割线从切割单元带入走线单元，从而对走线单元中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤，降低绕线轮和轮轴的使用寿命。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种线切割清洁装置和一种线切割系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本发明的一个方面提供了一种线切割清洁装置，应用于包括走线单元和切割单元的线切割系统，所述线切割清洁装置包括第一砂浆供给单元、清洗液供给单元和控制单元，其中，
所述控制单元分别电连接所述第一砂浆供给单元和所述清洗液供给单元，用于控制所述第一砂浆供给单元在从所述走线单元向所述切割单元移动的切割线上供给砂浆，并且用于控制所述清洗液供给单元在从所述切割单元向所述走线单元移动的切割线上供给清洗液。
在本发明的一个实施例中，所述线切割清洁装置还包括第一箱体和第二箱体，其中，所述切割线依次穿过所述第一箱体和所述第二箱体，并且所述第一砂浆供给单元与所述第一箱体连通，所述清洗液供给单元与所述第二箱体连通。
在本发明的一个实施例中，所述第一箱体的内部水平设置有砂浆管路，所述砂浆管路连接至所述第一砂浆供给单元；所述砂浆管路的下端开设有第一开口，所述切割线的一部分位于所述第一开口的正下方。
在本发明的一个实施例中，所述砂浆管路与所述第一砂浆供给单元通过第一连接管路连通，所述第一连接管路上设置有第一电磁阀，所述第一电磁阀电连接所述控制单元。
在本发明的一个实施例中，所述第二箱体的内部水平设置有清洗液管路，所述清洗液管路连接至所述清洗液供给单元；所述清洗液管路的下端开设有第二开口，所述切割线的一部分位于所述第二开口的正下方。
在本发明的一个实施例中，所述清洗液管路与所述清洗液供给单元通过第二连接管路连通，所述第二连接管路上设置有第二电磁阀，所述第二电磁阀电连接所述控制单元。
在本发明的一个实施例中，所述第一箱体的下表面开设有砂浆排放孔，所述第二箱体的下表面开设有清洗液排放孔。
在本发明的一个实施例中，所述砂浆包括SiC，所述清洗液包括聚乙二醇。
本发明的另一方面提供了一种线切割系统，包括一个或更多个如上述实施例中任一项所述的线切割清洁装置，其中，
所述线切割清洁装置设置在所述切割单元与所述走线单元之间，所述切割线穿过所述线切割清洁装置。
在本发明的一个实施例中，所述切割单元包括第二砂浆供给单元，所述第二砂浆供给单元用于在线切割过程中向所述切割线与工件的接触区供给砂浆。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明的线切割清洁装置包括清洗液供给单元，能够对线切割系统中从切割单元向走线单元移动的切割线进行清洁，有效防止了切割线上的砂浆等杂质对走线单元中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤。
2、本发明的线切割清洁装置包括第一砂浆供给单元，能够对从走线单元向切割单元移动的切割线上预先供给砂浆，保证在切割线切割过程中砂浆的浓度不变，以保证良好的切割效果。
以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是现有技术的一种线切割系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的安装位置示意图；
图3是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的控制模块示意图；
图5是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的主视透视图；
图6是图5中沿着A-A线的截面图；
图7是图5中沿着B-B线的截面图。
附图标记说明：
100-线切割清洁装置；110-第一砂浆供给单元；120-清洗液供给单元；130-控制单元；140-切割线；150-第一箱体；151-砂浆管路；152-第一开口；153-第一电磁阀；154-砂浆排放孔；160-第二箱体；161-清洗液管路；162-第二开口；163-第二电磁阀；164-清洗液排放孔；170-第一连接管路；180-第二连接管路；200-走线单元；210-放线轮；220-收线轮；230-张力轮；300-切割单元；310-进给装置；320-主动轮；330-从动轮；340-电动马达；400-工件；500-机器壁面。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明的技术方案加以限制。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参见图1，图1是现有技术的一种线切割系统的示意图。该线切割系统包括走线单元200和切割单元300，其中，走线单元200用于向切割单元300供给切割线140；切割单元300用于利用切割线140对工件400(硅锭)进行切割。切割时，将待切割的工件400固定在切割单元300中能够上下移动的进给装置310上，进给装置310的下方平行设置有主动轮320和从动轮330，切割线140缠绕在主动轮320与从动轮330之间，并且主动轮320连接至电动马达340。电动马达340能够驱动主动轮320沿其中心轴转动，从而带动切割线140在主动轮320与从动轮330之间平移。当进给装置310逐渐下降时，固定在进给装置310下端的工件400被切割线140分离。
进一步地，切割单元300中包括砂浆供应系统(附图中未示出)，所述砂浆供应系统在切割过程中会向切割线140的表面供应砂浆，砂浆通过研磨料与线切割冷却液混合制成。当切割线140离开切割单元300并返回至走线单元200时，砂浆会被切割线140带入走线单元200中，从而对走线单元200中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤，降低绕线轮和轮轴的使用寿命。
实施例一
为了解决上述问题，本实施例提供了一种线切割清洁装置100，能够对从切割单元300返回走线单元200的切割线140进行清洗。
请一并参见图2至图4，图2是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的安装位置示意图；图3是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的结构示意图；图4是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的控制模块示意图。本实施例的线切割清洁装置100用于包括走线单元200和切割单元300的线切割系统，并且该线切割清洁装置100设置在走线单元200与切割单元300之间，切割线140穿过线切割清洁装置100。
该线切割清洁装置包括第一砂浆供给单元110、清洗液供给单元120和控制单元130，其中，控制单元130分别电连接第一砂浆供给单元110和清洗液供给单元120，用于控制第一砂浆供给单元110在从走线单元200向切割单元300移动的切割线140上供给砂浆，并且控制清洗液供给单元120在从切割单元300向走线单元200移动的切割线140上供给清洗液。
具体地，控制单元130能够检测切割线140的移动方向，当切割线140从走线单元200向切割单元300移动时，说明切割线140即将执行切割任务，此时控制单元130根据检测到的方向信号控制第一砂浆供给单元110处于工作状态，向切割线140上供给砂浆，保证当到达切割位置时，切割线140上的砂浆能够保持在指定的浓度，而清洗液供给单元120处于未工作状态；当切割线140从切割单元300向走线单元200移动时，控制单元130根据检测到的方向信号控制清洗液供给单元120开始工作，以向切割线140上供给清洗液，清洗切割线140上的砂浆，防止砂浆被带入到走线单元200中而损坏走线单元200中的零部件，同时，第一砂浆供给单元110处于未工作状态。
如图3所示，在本实施例中，线切割清洁装置100包括第一箱体150和第二箱体160，其中，位于走线单元200与切割单元300之间的切割线140依次穿过第一箱体150和第二箱体160，并且第一砂浆供给单元110与第一箱体150连通，清洗液供给单元120与第二箱体160连通。
优选地，第一箱体150和第二箱体160并列安装在该线切割系统的任一机器壁面500上，例如可以安装在切割单元300的壁面上。在其他实施例中，第一箱体150和第二箱体160也可以放置在平台或地面上，这里不做限制。
进一步地，请一并参见图3、图5和图6，其中，图5是本发明实施例提供的一种线切割清洁装置的主视透视图，图6是图5中沿着A-A线的截面图。第一箱体150的内部水平设置有砂浆管路151，砂浆管路151通过第一连接管路170连接至第一砂浆供给单元110，第一砂浆供给单元110用于向砂浆管路151中通入砂浆。此外，砂浆管路151的下端开设有第一开口152。在实际制备过程中，第一开口152可以是多种形状，例如可以是位于砂浆管路151的最低端且沿轴向方向的至少一个长形槽，或者可以是位于砂浆管路151的最低端且沿轴向方向的至少一个通孔。切割线140的一部分位于第一开口152的正下方，即切割线140在移动过程中经过第一开口152的下方。具体地，当切割线140从走线单元200向切割单元300移动时，控制单元130控制第一砂浆供给单元110向砂浆管路151中通入砂浆，砂浆从砂浆管路151下端的第一开口152流出，一部分附着在切割线140上，另一部分滴落在第一箱体150的底部。优选地，第一开口152的宽度或直径略大于切割线140的直径。进一步地，第一箱体150的底表面上开设有砂浆排放孔154，用于排出第一箱体150内部的砂浆。在本实施例中，第一砂浆供给单元110供给的砂浆与切割单元300切割过程中向切割面喷射的砂浆为相同材料，均为SiC，以保证当切割线140到达切割位置时切割线140上的砂浆能够保持在指定的浓度。
此外，砂浆管路151与第一砂浆供给单元110通过第一连接管路170连通，第一连接管路170上设置有常闭状态的第一电磁阀153，控制单元130电连接第一电磁阀153，用于根据切割线140的移动方向控制第一电磁阀153的通断。具体地，控制单元130能够检测切割线140的移动方向，当切割线140从走线单元200向切割单元300移动时，控制单元130控制第一电磁阀153打开，以从第一砂浆供给单元110向切割线140上供给砂浆。
请一并参见图3、图5和图7，其中，图7是图5中沿着B-B线的截面图。第二箱体160的内部水平设置有清洗液管路161，清洗液管路161连接至清洗液供给单元120，清洗液供给单元120用于向清洗液管路161中通入清洗液。清洗液管路161的下端开设有第二开口162。在实际制备过程中，第二开口162可以是多种形状，例如可以是位于清洗液管路161的最低端且沿轴向方向的至少一个长形槽，或者可以是位于清洗液管路161的最低端且沿轴向方向的至少一个通孔。切割线140的一部分位于第二开口162的正下方，即切割线140在移动过程中经过第二开口162的下方。优选地，第二开口162的宽度或直径略大于切割线140的直径。当切割线140从切割单元300向走线单元200移动时，控制单元130控制清洗液供给单元120向清洗液管路161中通入清洗液，清洗液从第二开口162流出，一部分附着在切割线140上，另一部分滴落在第二箱体160的底部。进一步地，第二箱体160的下表面开设有清洗液排放孔164，用于排出第二箱体160内部的清洗液。在本实施例中，清洗液供给单元120供给的清洗液为聚乙二醇。在其他实施例中，所述清洗液还可以是其他水基的油。
此外，清洗液管路161与清洗液供给单元120通过第二连接管路180连通，第二连接管路180上设置有常闭状态的第二电磁阀163；控制单元130电连接第二电磁阀163，用于根据切割线140的移动方向控制第二电磁阀163的通断。具体地，控制单元130能够检测切割线140的移动位置，当切割线140从切割单元300向走线单元200移动时，控制单元130控制第二电磁阀163打开，以从清洗液供给单元120向切割线140上供给清洗液，以清洗切割线140。
本实施例的线切割清洁装置包括清洗液供给单元，能够对线切割系统中从切割单元向走线单元移动的切割线进行清洁，有效防止了切割线上的砂浆等杂质对走线单元中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤。
实施例二
在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种线切割系统。请参见图2和图3，本实施例的线切割系统包括走线单元200、切割单元300以及一个或更多个实施例一中所述的线切割清洁装置100，其中，走线单元200用于向切割单元300供给切割线140；切割单元300用于利用切割线140对工件400进行切割。
切割时，将待切割的工件400(硅锭)固定在切割单元300中能够上下移动的进给装置310上，进给装置310的下方平行设置有主动轮320和从动轮330，切割线140缠绕在主动轮320与从动轮330之间，并且主动轮320连接至电动马达340。电动马达340能够驱动主动轮320沿其中心轴转动，从而带动切割线140在主动轮320与从动轮330之间平移。当进给装置310逐渐下降时，固定在进给装置310下端的工件400被进给装置310下方的平移的切割线140分离。切割线140由走线单元200提供。具体地，走线单元200中包括放线轮210、收线轮220和张力轮230，切割线140从放线轮210出发，经过张力轮230进入切割单元300。随后，切割线140离开切割单元300，经过张力轮230收至收线轮220上。
线切割清洁装置100设置在走线单元200与切割单元300之间，切割线140穿过线切割清洁装置100。线切割清洁装置100能够对线切割系统中从切割单元300向走线单元200移动的切割线140进行清洁，有效防止了切割线140上的砂浆等杂质对走线单元200中的放线轮210、收线轮220、张力轮230和轮轴造成污染和损伤。
进一步地，该线切割清洁装置包括第一砂浆供给单元110、清洗液供给单元120和控制单元130，其中，控制单元130分别电连接第一砂浆供给单元110和清洗液供给单元120，用于控制第一砂浆供给单元110在从走线单元200向切割单元300移动的切割线140上供给砂浆，并且控制清洗液供给单元120在从切割单元300向走线单元200移动的切割线140上供给清洗液。
也就是说，控制单元130能够检测切割线140的移动方向，当切割线140从走线单元200向切割单元300移动时，说明切割线140即将执行切割任务，此时控制单元130根据检测到的方向信号控制第一砂浆供给单元110打开，以向切割线140上供给砂浆，以保证当到达切割位置时，切割线140上的砂浆能够保持在指定的浓度；当切割线140从切割单元300向走线单元200移动时，控制单元130根据检测到的方向信号控制清洗液供给单元120打开，以向切割线140上供给清洗液，以清洗切割线140上的砂浆，防止砂浆被带入到走线单元200中而损坏走线单元200中的零部件。
进一步地，切割单元300包括第二砂浆供给单元(附图中未示出)，所述第二砂浆供给单元用于在线切割过程中向切割线140与工件400的接触区供给砂浆，用于配合切割线140对工件400进行切割。在本实施例中，第二砂浆供给单元供给的砂浆与第一砂浆供给单元110供给的砂浆为相同材料，均为SiC，以保证当切割线140到达切割位置时切割线140上的砂浆能够保持在指定的浓度。
需要说明的是，在线切割系统运行过程中，切割线140在切割单元300与走线单元200之间形成一个环路，即切割线140的一端缠绕在放线轮210上，中部缠绕在切割单元300的主动轮320与从动轮330之间，另一端缠绕在收线轮220上。在线切割过程中，切割线140通常是一个往复运动，即切割线140会先向一个方向运动一段距离，此时，放线轮210上的切割线140逐渐减少，而逐渐缠绕到收线轮220上，当到达预设的运动距离之后，切割线140开始先向相反的方向运动，此时，收线轮220开始放线而放线轮210开始收线，放线轮210上的切割线140逐渐返回到收线轮220上，如此往复进行。
如图2所示，实际上，在切割单元300与走线单元200之间会有两段连接的切割线140，当第一段切割线140从走线单元200向切割单元300移动时，则第二段切割线140必然从切割单元300向走线单元200移动。因此，在本实施例中，在两段切割线140上各设置有一个线切割清洁装置100。
本实施例的线切割系统设置有线切割清洁装置，能够对线切割系统中从切割单元向走线单元移动的切割线进行自动清洗，有效防止了切割线上的砂浆等杂质对走线单元中的绕线轮和轮轴造成污染和损伤。另外，该线切割清洁装置还包括第一砂浆供给单元，能够向从走线单元向切割单元移动的切割线上预先供给砂浆，并且第一砂浆供给单元供给的砂浆与切割单元切割过程中向切割面喷射的砂浆为相同材料，以保证当切割线到达切割位置时切割线上的砂浆能够保持在指定的浓度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种线切割清洁装置(100)，应用于包括走线单元(200)和切割单元(300)的线切割系统，其特征在于，所述线切割清洁装置(100)包括第一砂浆供给单元(110)、清洗液供给单元(120)和控制单元(130)，其中，
所述控制单元(130)分别电连接所述第一砂浆供给单元(110)和所述清洗液供给单元(120)，用于控制所述第一砂浆供给单元(110)在从所述走线单元(200)向所述切割单元(300)移动的切割线(140)上供给砂浆，并且用于控制所述清洗液供给单元(120)在从所述切割单元(300)向所述走线单元(200)移动的切割线(140)上供给清洗液；
所述线切割清洁装置(100)还包括第一箱体(150)和第二箱体(160)，其中，所述切割线(140)依次穿过所述第一箱体(150)和所述第二箱体(160)，并且所述第一砂浆供给单元(110)与所述第一箱体(150)连通，所述清洗液供给单元(120)与所述第二箱体(160)连通；
所述第一箱体(150)的内部水平设置有砂浆管路(151)，所述砂浆管路(151)连接至所述第一砂浆供给单元(110)；所述砂浆管路(151)的下端开设有第一开口(152)，所述切割线(140)的一部分位于所述第一开口(152)的正下方。
2.根据权利要求1所述的线切割清洁装置(100)，其特征在于，所述砂浆管路(151)与所述第一砂浆供给单元(110)通过第一连接管路(170)连通，所述第一连接管路(170)上设置有第一电磁阀(153)，所述第一电磁阀(153)电连接所述控制单元(130)。
3.根据权利要求1所述的线切割清洁装置(100)，其特征在于，所述第二箱体(160)的内部水平设置有清洗液管路(161)，所述清洗液管路(161)连接至所述清洗液供给单元(120)；所述清洗液管路(161)的下端开设有第二开口(162)，所述切割线(140)的一部分位于所述第二开口(162)的正下方。
4.根据权利要求3所述的线切割清洁装置(100)，其特征在于，所述清洗液管路(161)与所述清洗液供给单元(120)通过第二连接管路(180)连通，所述第二连接管路(180)上设置有第二电磁阀(163)，所述第二电磁阀(163)电连接所述控制单元(130)。
5.根据权利要求1所述的线切割清洁装置(100)，其特征在于，所述第一箱体(150)的下表面开设有砂浆排放孔(154)，所述第二箱体(160)的下表面开设有清洗液排放孔(164)。
6.根据权利要求1所述的线切割清洁装置(100)，其特征在于，所述砂浆包括SiC，所述清洗液包括聚乙二醇。
7.一种线切割系统，其特征在于，包括一个或更多个如权利要求1至6中任一项所述的线切割清洁装置(100)，其中，
所述线切割清洁装置(100)设置在所述走线单元(200)与所述切割单元(300)之间，所述切割线(140)穿过所述线切割清洁装置(100)。
8.根据权利要求7所述的线切割系统，其特征在于，所述切割单元(300)包括第二砂浆供给单元，所述第二砂浆供给单元用于在线切割过程中向所述切割线(140)与工件(400)的接触区供给砂浆。
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