CN116766419B - 一种太阳能电池片自动切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池片技术领域，具体涉及一种太阳能电池片自动切割装置，包括底座，导线轮，切割线和上浆机构，底座上方设有升降板，升降板上方设置有升降台，升降台上安装有提拉机构，底座上安装有用于控制升降台的控制机构。本发明的导线轮持续不断对切割线进行输送，上浆机构持续不断对高速运动的切割线进行喷涂，保证了切割线表面的切割液分布均匀；本发明通过升降板、提拉机构和控制机构的相互配合，实现了硅锭切割的无缝衔接，即上一块硅锭切割完成时升降板已经将下一块硅锭送至切割线处，上一块硅锭切割完成到下一块硅锭开始切割这一过程非常短暂，大大降低了切割液的浪费，也减少了切割线上切割液分布不均的情况。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池片技术领域，具体涉及一种太阳能电池片自动切割装置。
背景技术
太阳能电池片的材料为半导体硅，制造过程中先通过线锯把硅锭切成硅块，然后将硅块切成厚度为200μm左右的电池片。线锯的核心是在切割液(聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆)配合下用于完成切割动作的超细高强度切割线，切割线的直径一般为100-140μm，多条切割线相互平行缠绕在导线轮上形成切割线网，马达驱动导线轮使得切割线以很快速度移动。切割线高速移动的状态下，硅块沿垂直于切割线方向移动，悬浮在切割线上的切割液与方形硅块连续发生摩擦，从而将方形硅块切割成硅片。
目前在将硅锭切割成硅块的过程中，用于输送硅锭的机构将硅锭输送至完全切割状态后需要有一个复位并重新上料的过程，如果上浆机构在该过程中暂停对切割线进行喷涂切割液，输送切割线的机构也停止对切割线进行输送，理论上可以保证切割线上切割液分布均匀，但是实际加工中，由于切割线从高速运动到静止有一个减速过程，从静止到高速运动有一个加速过程，这就必然导致切割线上的切割液分布不均；如果上浆机构在上述过程中不暂停喷涂，那么必然会有部分已经喷涂过的切割线在尚未与下一个硅锭接触过程中又一次喷涂，既浪费了大量切割液，也会导致切割线上切割液分布不均。基于上述问题，需要一种既能够保证切割液均匀喷涂在切割线上，同时也不会造成切割液大量浪费的切割装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种太阳能电池片自动切割装置，包括底座，底座上方通过支架转动安装有两个导线轮，两个导线轮之间安装有若干根相互平行的切割线，底座上固定安装有上浆机构，底座上表面竖直固定安装有两个气缸，两个气缸的伸缩段顶端共同固定安装有水平的升降板，升降板上表面固定安装有若干个限位块。
升降板上方设置有升降台，升降台上安装有提拉机构，提拉机构包括若干个位于升降台下方的L形板，若干个L形板分为数量相同的两列，每列L形板的数量比切割线的数量多一个，相邻两个切割线之间的区域有两个L形板，且最外侧切割线的两侧均设置有两个L形板；升降台底面对应每列L形板的位置均通过承托板转动安装有水平的转轴，转轴贯穿该列中所有的L形板且与L形板固定连接；升降板上表面对应每个L形板的位置均开设有容纳槽；底座上安装有用于控制升降台的控制机构。
作为本发明的一种优选技术方案，所述转轴两端均固定安装有调节齿轮，升降台上对应每个调节齿轮的位置均水平滑动安装有电动滑块，电动滑块上水平固定安装有与对应调节齿轮啮合的齿条。
作为本发明的一种优选技术方案，所述升降台底面竖直固定安装有两个相互平行的限位板，两个限位板相对表面的底边为圆角。
作为本发明的一种优选技术方案，底座上滑动安装有两个平移座，两个平移座分别位于升降台两端，两个平移座之间水平固定安装有平移板，平移板顶面所在水平面位于升降台下方。
作为本发明的一种优选技术方案，所述L形板表面开设有缓冲槽，缓冲槽内滑动安装有缓冲块，缓冲块与缓冲槽内壁之间固定连接有缓冲弹簧，缓冲槽内壁上固定安装有挡块，挡块与缓冲块位于缓冲槽内的端面相适配。
作为本发明的一种优选技术方案，所述控制机构包括两个竖直固定安装在底座上表面的导向杆，升降台上对应每个导向杆的位置均固定安装有翼板，导向杆贯穿对应的翼板且与翼板相适配；底座上表面固定安装有两个安装架，每个安装架上均转动安装有换向轮和线筒，线筒上固定安装有拉线，拉线与换向轮的圆周面相贴合且拉线的另一端固定连接在升降台上表面。
作为本发明的一种优选技术方案，两个安装架之间转动安装有水平的从动轴，从动轴贯穿两个线筒且与线筒固定连接，从动轴上固定安装有第一从动齿轮和第二从动齿轮；底座上通过轴承架转动安装有平行于从动轴的主动轴，主动轴上固定安装有第一缺齿轮和第二缺齿轮；第一从动齿轮与第一缺齿轮啮合，第二从动齿轮与第二缺齿轮啮合。
作为本发明的一种优选技术方案，翼板上转动安装有若干个滚珠，滚珠与导向杆滚动配合；导向杆上固定安装有位于翼板下方且与翼板相适配的橡胶挡环。
本发明至少具有如下有益效果：(1)本发明的导线轮持续不断对切割线进行输送，上浆机构持续不断对高速运动的切割线进行喷涂，保证了切割线表面的切割液分布均匀；本发明通过升降板、提拉机构和控制机构的相互配合，实现了硅锭切割的无缝衔接，即上一块硅锭切割完成时升降板已经将下一块硅锭送至切割线处，上一块硅锭切割完成到下一块硅锭开始切割这一过程非常短暂，大大降低了切割液的浪费，也减少了切割线上切割液分布不均的情况。
(2)本发明的升降板、提拉机构和控制机构相互配合，使得硅锭在切割过程中始终保持匀速上升的状态，避免了因进给速度变化导致切割面不平整的情况出现。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例中太阳能电池片自动切割装置的第一立体结构示意图。
图2为图1中A处的放大示意图。
图3为图1中B处的放大示意图。
图4为本发明实施例中太阳能电池片自动切割装置的第二立体结构示意图。
图5为图4中C处的放大示意图。
图6为本发明实施例中L形板和缓冲块的结构示意图。
图7为本发明实施例中滚珠和导向杆的结构示意图。
图8为本发明实施例中L形板和容纳槽的结构示意图。
图中：1、导线轮；2、切割线；3、上浆机构；4、气缸；5、升降板；501、容纳槽；6、限位块；7、升降台；8、提拉机构；801、L形板；802、转轴；803、调节齿轮；804、电动滑块；805、齿条；806、缓冲槽；807、缓冲块；808、缓冲弹簧；809、挡块；9、控制机构；901、导向杆；902、翼板；903、安装架；904、换向轮；905、线筒；906、拉线；907、从动轴；908、第一从动齿轮；909、第二从动齿轮；910、主动轴；911、第一缺齿轮；912、第二缺齿轮；913、滚珠；914、橡胶挡环；10、限位板；11、平移座；12、平移板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种太阳能电池片自动切割装置，包括底座，底座上方通过支架转动安装有两个导线轮1，两个导线轮1之间安装有若干根相互平行的切割线2，底座上固定安装有上浆机构3，底座上表面竖直固定安装有两个气缸4，两个气缸4的伸缩段顶端共同固定安装有水平的升降板5，升降板5上表面固定安装有若干个限位块6。
工作过程中，通过外部的驱动装置带动导线轮1持续匀速转动，导线轮1带动切割线2匀速运动，上浆机构3不断对切割线表面进行喷涂；初始状态下，升降板5位于最低点，通过人工或送料装置将单个硅锭送至升降板5上表面，限位块6对硅锭起到限位作用，保证硅锭不会出现水平方向的位移；通过气缸4带动升降板5和硅锭上升，当硅锭上表面与切割线2相接触时，气缸4保持匀速上升状态，切割线2自上而下匀速对硅锭进行切割。
如图2所示，升降板5上方设置有升降台7，升降台7底面竖直固定安装有两个相互平行的限位板10，两个限位板10相对表面的底边为圆角；随着硅锭不断上升，限位板10逐渐靠近硅锭并最终与硅锭两侧相贴合，通过限位板10对硅锭起到部分限位作用。
如图2、图4、图5、图6和图8所示，升降台7上安装有提拉机构8，提拉机构8包括若干个位于升降台7下方的L形板801，升降板5上表面对应每个L形板801的位置均开设有容纳槽501；若干个L形板801分为数量相同的两列，每列L形板801的数量比切割线2的数量多一个，相邻两个切割线2之间的区域有两个L形板801，且最外侧切割线2的两侧均设置有两个L形板801；升降台7底面对应每列L形板801的位置均通过承托板转动安装有水平的转轴802，转轴802贯穿该列中所有的L形板801且与L形板801固定连接；转轴802两端均固定安装有调节齿轮803，升降台7上对应每个调节齿轮803的位置均水平滑动安装有电动滑块804，电动滑块804上水平固定安装有与对应调节齿轮803啮合的齿条805；L形板801表面开设有缓冲槽806，缓冲槽806内滑动安装有缓冲块807，缓冲块807与缓冲槽806内壁之间固定连接有缓冲弹簧808，缓冲槽806内壁上固定安装有挡块809，挡块809与缓冲块807位于缓冲槽806内的端面相适配。
初始状态下，两列L形板801为张开状态，当限位板10与硅锭接触后，通过电动滑块804带动同侧的两个齿条805相互远离，齿条805带动调节齿轮803转动，调节齿轮803通过转轴802带动L形板801、缓冲块807、缓冲弹簧808和挡块809转动，两列L形板801向下转动并收拢为图8状态，L形板801一部分进入容纳槽501内，L形板801的竖直段与硅锭相贴合，并与限位板10配合对硅锭起到水平方向的限位作用，L形板801的水平段位于硅锭下方；随着升降板5带动硅锭持续匀速上升，升降台7带动提拉机构8先以较快速度上升，缓冲块807逐渐靠近硅锭底面并与硅锭底面相贴合，最终缓冲块807在硅块的反作用力下相对L形板801下降，缓冲弹簧808对缓冲块807起到缓冲作用，最终缓冲块807上表面与L形板801水平段上表面相平齐，缓冲块807上表面和L形板801水平段上表面均与硅锭底面相贴合；在此状态下，气缸4带动升降板5快速下降复位，升降台7则带动提拉机构8以较慢速度上升，该速度与升降板5先前的上升速度一致，即提拉机构8带动硅锭继续以稳定速度上升，切割线2对硅锭持续进行切割。
需要说明的是，通过提拉机构8先快速运动后慢速运动的过程，实现了升降板5与提拉机构8的无缝衔接，确保提拉机构8对硅锭起到提拉作用时已经与升降板5上升速度一致，从而保证了硅锭在整个切割过程中上升的速度一致，避免了因进给速度不同导致切割面不均匀的情况出现。
如图1、图3、图4和图7所示，底座上安装有用于控制升降台7的控制机构9，控制机构9包括两个竖直固定安装在底座上表面的导向杆901，升降台7上对应每个导向杆901的位置均固定安装有翼板902，导向杆901贯穿对应的翼板902且与翼板902相适配，导向杆901上固定安装有位于翼板902下方且与翼板902相适配的橡胶挡环914；翼板902上转动安装有若干个滚珠913，滚珠913与导向杆901滚动配合；底座上表面固定安装有两个安装架903，每个安装架903上均转动安装有换向轮904和线筒905，线筒905上固定安装有拉线906，拉线906与换向轮904的圆周面相贴合且拉线906的另一端固定连接在升降台7上表面。
线筒905转动时对拉线906进行收拢，拉线906带动升降台7上升，只要控制线筒905匀速转动，即可保证升降台7匀速上升，即提拉机构8和硅锭匀速上升。
如图3、图4和图7所示，两个安装架903之间转动安装有水平的从动轴907，从动轴907贯穿两个线筒905且与线筒905固定连接，从动轴907上固定安装有第一从动齿轮908和第二从动齿轮909；底座上通过轴承架转动安装有平行于从动轴907的主动轴910，主动轴910上固定安装有第一缺齿轮911和第二缺齿轮912；第一从动齿轮908与第一缺齿轮911啮合，第二从动齿轮909与第二缺齿轮912啮合；第一从动齿轮908与第一缺齿轮911的传动比不同于第二从动齿轮909与第二缺齿轮912的传动比。
主动轴910通过外部的驱动装置驱动匀速转动，第一缺齿轮911和第二缺齿轮912跟随主动轴910同步匀速转动，第一从动齿轮908、第一缺齿轮911、第二从动齿轮909与第二缺齿轮912共有三种工作状态：工作状态一：第二从动齿轮909与第二缺齿轮912啮合，第一从动齿轮908与第一缺齿轮911不啮合，此时第二从动齿轮909带动从动轴907和第一从动齿轮908以较快速度转动；此过程中线筒905以较快速度转动，拉线906以较快速度缠绕到线筒905上，升降台7快速上升。
工作状态二：第二从动齿轮909与第二缺齿轮912不啮合，第一从动齿轮908与第一缺齿轮911啮合，此时第一从动齿轮908带动从动轴907和第二从动齿轮909以较慢速度转动；此过程中线筒905以较慢速度转动，拉线906以较慢速度缠绕到线筒905上，升降台7缓慢上升；升降台7上升的速度与硅锭切割过程中升降板5上升的速度一致。
工作状态三：第二从动齿轮909与第二缺齿轮912不啮合，第一从动齿轮908与第一缺齿轮911也不啮合；此过程中升降台7在重力作用下带动翼板902下降，直至翼板902与橡胶挡环914相贴合，拉线906在升降台7的作用下带动线筒905反转复位，线筒905带动从动轴907、第一从动齿轮908和第二从动齿轮909反转复位。
随着主动轴910持续转动，第一从动齿轮908、第一缺齿轮911、第二从动齿轮909与第二缺齿轮912不断循环工作状态一、工作状态二和工作状态三。
如图1所示，底座上滑动安装有两个平移座11，平移座11为电动控制，两个平移座11分别位于升降台7两端，两个平移座11之间水平固定安装有平移板12，平移板12顶面所在水平面位于升降台7下方。
本实施例中太阳能电池片自动切割装置的工作过程如下：外部的驱动装置带动导线轮1持续匀速转动，导线轮1带动切割线2匀速运动，上浆机构3不断对切割线表面进行喷涂；初始状态下，升降板5位于最低点，首先通过人工或送料装置将单个硅锭送至升降板5上表面，然后通过气缸4带动升降板5和硅锭上升，当硅锭上表面与切割线2相接触时，气缸4保持匀速上升状态，切割线2自上而下匀速对硅锭进行切割；切割到一半时，提拉机构8对硅锭进行水平方向限位，随后控制机构9进入工作状态一，升降台7和提拉机构8以较快速度上升，直至提拉机构8对硅锭起到提拉作用，在此状态下，气缸4带动升降板5迅速下降，升降板5与硅锭分离并最终回到初始高度，通过人工或送料装置将下一个硅锭送至升降板5上表面；接着控制机构9进入工作状态二，升降台7和提拉机构8以较慢速度带动硅锭继续上升，切割线2继续对硅锭进行切割，切割完成后，控制机构9保持工作状态二，升降台7和提拉机构8继续上升，平移座11迅速带动平移板12移动至升降台7下方，提拉机构8中的电动滑块804带动同侧的两个齿条805相互靠近，提拉机构8不再对硅锭起到提拉作用，切割后的硅锭在自身重力作用下降落至平移板12上表面，平移座11迅速带动平移板12复位，通过人工或收集装置对平移板12上切割后的硅块进行收集；最后控制机构9进入工作状态三，升降台7和提拉机构8在自身重力作用下复位。
需要说明的是，当升降台7和提拉机构8带动硅锭上升过程中，通过人工或送料装置将下一个硅锭送至升降板5上表面后，气缸4带动升降板5上升，当上一块硅锭切割完成后，下一块硅锭已经在切割线2下方准备好，两块硅锭之间的距离仅为L形板801的厚度而已。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种太阳能电池片自动切割装置，包括底座，底座上方通过支架转动安装有两个导线轮(1)，两个导线轮(1)之间安装有若干根相互平行的切割线(2)，底座上固定安装有上浆机构(3)，其特征在于：所述底座上表面竖直固定安装有两个气缸(4)，两个气缸(4)的伸缩段顶端共同固定安装有水平的升降板(5)，升降板(5)上表面固定安装有若干个限位块(6)；
升降板(5)上方设置有升降台(7)，升降台(7)上安装有提拉机构(8)，提拉机构(8)包括若干个位于升降台(7)下方的L形板(801)，若干个L形板(801)分为数量相同的两列，每列L形板(801)的数量比切割线(2)的数量多一个，相邻两个切割线(2)之间的区域有两个L形板(801)，且最外侧切割线(2)的两侧均设置有两个L形板(801)；升降台(7)底面对应每列L形板(801)的位置均通过承托板转动安装有水平的转轴(802)，转轴(802)贯穿该列中所有的L形板(801)且与L形板(801)固定连接；升降板(5)上表面对应每个L形板(801)的位置均开设有容纳槽(501)；底座上安装有用于控制升降台(7)的控制机构(9)；
所述控制机构(9)包括两个竖直固定安装在底座上表面的导向杆(901)，升降台(7)上对应每个导向杆(901)的位置均固定安装有翼板(902)，导向杆(901)贯穿对应的翼板(902)且与翼板(902)相适配；底座上表面固定安装有两个安装架(903)，每个安装架(903)上均转动安装有换向轮(904)和线筒(905)，线筒(905)上固定安装有拉线(906)，拉线(906)与换向轮(904)的圆周面相贴合且拉线(906)的另一端固定连接在升降台(7)上表面；
两个安装架(903)之间转动安装有水平的从动轴(907)，从动轴(907)贯穿两个线筒(905)且与线筒(905)固定连接，从动轴(907)上固定安装有第一从动齿轮(908)和第二从动齿轮(909)；底座上通过轴承架转动安装有平行于从动轴(907)的主动轴(910)，主动轴(910)上固定安装有第一缺齿轮(911)和第二缺齿轮(912)；第一从动齿轮(908)与第一缺齿轮(911)啮合，第二从动齿轮(909)与第二缺齿轮(912)啮合；
主动轴(910)通过外部的驱动装置驱动匀速转动，第一缺齿轮(911)和第二缺齿轮(912)跟随主动轴(910)同步匀速转动，第一从动齿轮(908)、第一缺齿轮(911)、第二从动齿轮(909)与第二缺齿轮(912)共有三种工作状态：工作状态一：第二从动齿轮(909)与第二缺齿轮(912)啮合，第一从动齿轮(908)与第一缺齿轮(911)不啮合，此时第二从动齿轮(909)带动从动轴(907)和第一从动齿轮(908)以较快速度转动；工作状态二：第二从动齿轮(909)与第二缺齿轮(912)不啮合，第一从动齿轮(908)与第一缺齿轮(911)啮合，此时第一从动齿轮(908)带动从动轴(907)和第二从动齿轮(909)以较慢速度转动；此过程中线筒(905)以较慢速度转动；工作状态三：第二从动齿轮(909)与第二缺齿轮(912)不啮合，第一从动齿轮(908)与第一缺齿轮(911)也不啮合；此过程中升降台(7)在重力作用下带动翼板(902)下降。
2.根据权利要求1所述一种太阳能电池片自动切割装置，其特征在于：所述转轴(802)两端均固定安装有调节齿轮(803)，升降台(7)上对应每个调节齿轮(803)的位置均水平滑动安装有电动滑块(804)，电动滑块(804)上水平固定安装有与对应调节齿轮(803)啮合的齿条(805)。
3.根据权利要求1所述一种太阳能电池片自动切割装置，其特征在于：所述升降台(7)底面竖直固定安装有两个相互平行的限位板(10)，两个限位板(10)相对表面的底边为圆角。
4.根据权利要求1所述一种太阳能电池片自动切割装置，其特征在于：所述底座上滑动安装有两个平移座(11)，两个平移座(11)分别位于升降台(7)两端，两个平移座(11)之间水平固定安装有平移板(12)，平移板(12)顶面所在水平面位于升降台(7)下方。
5.根据权利要求1所述一种太阳能电池片自动切割装置，其特征在于：所述L形板(801)表面开设有缓冲槽(806)，缓冲槽(806)内滑动安装有缓冲块(807)，缓冲块(807)与缓冲槽(806)内壁之间固定连接有缓冲弹簧(808)，缓冲槽(806)内壁上固定安装有挡块(809)，挡块(809)与缓冲块(807)位于缓冲槽(806)内的端面相适配。
6.根据权利要求1所述一种太阳能电池片自动切割装置，其特征在于：所述翼板(902)上转动安装有若干个滚珠(913)，滚珠(913)与导向杆(901)滚动配合；导向杆(901)上固定安装有位于翼板(902)下方且与翼板(902)相适配的橡胶挡环(914)。
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