CN117245798A - 下顶紧件、退线方法和开方机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单晶硅棒的开方设备，具体涉及一种下顶紧件，基于所述下顶紧件的退线方法，以及包含有所述下顶紧件的开方机。其中，下顶紧件，用于对圆棒切割所形成的边皮的底面进行轴向固定，所述边皮的底部轮廓具有切割边，所述下顶紧件包括至少两个单体，和独立地与所述单体相连的驱动结构；至少一个所述单体与所述切割边之间的间距与其余所述单体与所述切割边之间的间距不同；所述驱动结构用于驱动所述单体的顶部抵接在所述边皮的底面。本发明所提供的下顶紧件结合特定的退线方法可实现切割线退线过程中对边皮的固定。

Description

下顶紧件、退线方法和开方机

技术领域

本发明涉及单晶硅棒的开方设备，具体涉及一种下顶紧件，基于所述下顶紧件的退线方法，以及包含有所述下顶紧件的开方机。

背景技术

现有技术通常需要对单晶硅棒(圆棒)进行开方以获得方棒，其切割余料边皮则被回收。在单晶硅棒的开方过程中，通常需要对边皮进行轴向固定以避免边皮在开方过程中倾倒等问题的发生，CN114559569A所公开的单晶硅竖向切割边皮收集方法。参见前述专利图3，前述专利通过预先将二轮系切割系统移动至边皮上夹件530和上夹持件520之间后边皮上夹件530抵接在单晶硅的顶部，此时待切割线将边皮切割后，切割线位于边皮下加件540和回转下夹持件510之间，因此利用二轮系切割系统的优势在取边皮过程中无需进行退线，即不与外部边皮夹持系统产生干涉。在实际应用场景中发现，二轮系切割系统稳定性不足，因此逐步采用四轮系切割系统。然而四轮系切割系统的劣势是明显的，即其结构复杂且体积大，导致其在取边皮前必须进行退线操作以避免干涉等问题的发生。同时，参见前述专利的图3可知，其受边皮上夹件和边皮下夹件结构的限制，导致其不管是采用上退线策略和下退线策略均存在不可避免地发生边皮侧翻风险。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可在退线过程中保持边皮稳定的下顶紧件，基于所述下顶紧件的退线方法，以及包含有所述下顶紧件的开方机。

为了解决上述技术问题，本发明提供下顶紧件，用于对圆棒切割所形成的边皮的底面进行轴向固定，所述边皮的底面轮廓具有切割边；

所述下顶紧件包括至少两个单体，和独立地与所述单体相连的驱动结构；

至少一个所述单体与所述切割边之间的间距与其余所述单体与所述切割边之间的间距不同；

所述驱动结构用于驱动所述单体的顶部抵接在所述边皮的底面。

进一步地，所述单体包括基座和压块，所述基座连接所述驱动结构，所述压块设置在所述基座上，所述压块的顶面高于所述基座的顶面，至少一个所述压块与所述切割边之间的间距与其余所述压块与所述切割边之间的间距不同。

进一步提供一种退线方法，使用前述下顶紧件进行切割线的下退线过程。

进一步地，通过对所述单体进行顺序控制，以使所述切割线在下退线过程中，至少一个所述单体抵接在所述边皮的底面。

进一步地，所述顺序控制为：在所述切割线的下退线过程中，从与所述切割边间距最小的压块至与所述切割边间距最大的压块依次控制压块竖向位移。

更进一步提供一种开方机，包括前述下顶紧件。

进一步地，所述开方机包括边皮切割结构、上下料结构、转运结构和边皮接收结构；

所述下顶紧件被安装在所述边皮切割结构中；

所述转运结构设置在所述上下料结构、边皮切割结构和边皮接收结构之间，所述转运结构用于将圆棒从上下料结构中转运至边皮切割结构中，用于将由边皮切割结构中所切割形成的边皮转运至边皮接收结构中，以及用于将边皮切割结构中所切割形成的方棒转运至上下料结构中。

进一步地，所述上下料结构包括机台、上料结构、下料结构、横向位移结构和至少一个翻转结构；所述上料结构、下料结构和横向位移结构均被安装在所述机台上，所述上料结构和下料结构与所述横向位移结构相铰接，所述翻转结构位于所述机台内并位于所述上料结构和下料结构的下方。

进一步地，所述上料结构或所述下料结构包括底台、设置在所述底台上的两个侧板，以及顶块和支撑组件；

所述侧板竖直设置在所述底台的表面，两个所述侧板平行且间隔设置，所述侧板的内壁和外壁上均设置有滚轮，所述侧板长度方向的一端设置有支撑组件，所述侧板长度方向的另一端设置所述顶块，所述顶块位于两个所述侧板之间。

进一步地，所述支撑组件包括导轨、设置在所述导轨上的两个滑块，设置在所述滑块上的单板，以及与至少一个滑块相连的气缸。

进一步地，所述翻转结构包括连接杆，与所述连接杆的一端相铰接的第一连接座，与所述连接杆中部相铰接的翻转驱动件，以及与所述翻转驱动件相铰接的第二连接座。

进一步地，所述上料结构设置有多个，所述下料结构设置有多个，所述上料结构与下料结构具有与其对应的翻转结构。

进一步地，所述转运结构包括旋转台，以及分别设置在所述旋转台侧面的圆棒夹取结构、边皮夹取结构和方棒夹取结构。

进一步地，所述边皮切割结构包括主框架、两个相对设置的切割结构、上顶结构、下顶结构和承载台；

其中，所述切割结构安装在所述主框架上，所述上顶结构安装在所述主框架上，并位于两个所述切割结构之间，所述主框架和下顶结构均固定在所述承载台上，所述下顶结构与所述上顶结构以轴对中安装，所述上顶紧件安装在所述上顶结构上，所述下顶紧件安装在所述下顶结构上。

进一步地，所述边皮接收结构包括边皮夹爪组件、边皮接收台，以及放置在所述边皮接收台上的边皮接收盒。

进一步地，所述边皮夹爪组件包括安装框架、上边皮夹爪、下边皮夹爪、竖向驱动结构、横向驱动结构和旋转结构；

所述竖向驱动结构安装在所述安装框架上，所述竖向驱动结构用于控制上边皮夹爪与下边皮夹爪之间的间距；

所述横向驱动结构和旋转结构安装在所述安装框架上，所述横向驱动结构用于驱动所述安装框架横向移动，所述旋转结构用于驱动所述安装框架绕Z轴旋转。

进一步地，所述上边皮夹爪和下边皮夹爪上均设置有用于避让所述转运结构中上边皮夹爪和下边皮夹爪的避让结构。

进一步地，所述边皮盒底部具有限位结构，所述下边皮夹爪具有避让所述限位结构的避让结构。

进一步地，所述边皮接收盒的整体高度小于所述边皮的高度。

进一步地，还包括行走车，所述边皮接收盒被固定在所述行走车上，所述行走车朝向所述边皮夹爪结构的一端设置有第一定位结构，所述边皮接收台对应于所述第一定位结构设置有与所述第一定位结构相匹配的第二定位结构。

进一步地，形成所述切割边的切割线为环线。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的下顶紧件，结合其特定的退线方法，可有效保证切割线在下退线过程中的稳定进行的同时，有效稳定所述边皮。

附图说明

图1所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第一步骤的结构示意图；

图2所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第二步骤的结构示意图；

图3所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第三步骤的结构示意图；

图4所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第四步骤的结构示意图；

图5所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第五步骤的结构示意图；

图6所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第六步骤的结构示意图；

图7所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第七步骤的结构示意图；

图8所示为本发明在具体实施方式中切割和退线工序中第八步骤的结构示意图；

图9所示为本发明在具体实施方式中开方机的结构示意图；

图10所示为本发明在具体实施方式中上下料结构的结构示意图；

图11所示为本发明在具体实施方式中上料结构或下料结构在一种视角下的的结构示意图；

图12所示为本发明在具体实施方式中上料结构或下料结构在一种视角下的另一种结构示意图；

图13所示为本发明在具体实施方式中翻转结构的结构示意图；

图14所示为本发明在具体实施方式中转运结构的结构示意图；

图15所示为本发明在具体实施方式中边皮切割结构的结构示意图；

图16所示为本发明在具体实施方式中边皮接收结构的结构示意图；

图17所示为本发明在具体实施方式中边皮接收盒的剖面示意图；

图18所示为本发明在具体实施方式总边皮接收结构的具体俯视图；

图19所示为本发明在具体实施方式中上料结构或下料结构在另一种视角下的结构示意图；

图20所示为图15中的A部放大图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

现有技术通常通过开方机以将圆柱形单晶硅棒进行开方，即形成截面为正方形或矩形的单晶硅棒(在本文中以“主体”表示)，而被切割而剩余的部分则称为边皮。现有开方机包括立式开方机(如CN114536573A)和卧式开方机(如CN113306030A)，二者主要根据单晶硅棒的长度和具体工艺进行选择。对于单晶硅棒的开方切割主要依靠线切割工艺进行，线切割工艺随切割轮系中轮数量的提升其稳定性得到提高，现有技术通常采用二轮系系统、三轮系系统和四轮系系统等，如申请人在先公开的一种环形线锯切割运行系统(CN212218920U)。对于边皮的拾取策略主要包括“直接拾取”和“间接拾取”。具体来说，所述“直接拾取”包括至少两种状况：a、切割系统几乎无遮挡，即允许如边皮夹爪在单晶硅棒切割后直接将边皮进行夹取和转移，如CN114536573A；b、切割系统容纳在较大的切割壳体中，此时由于切割壳体上的通孔允许边皮的通过，因此允许边皮夹爪穿过该通孔将该边皮夹出并转移，如CN217098379U，或通过额外的边皮位移结构将边皮移动至该通孔并由边皮夹爪将其夹取并转移。

而对于“间接拾取”而言，由于切割壳体的阻挡，因此必须通过将边皮夹爪伸入两个切割壳体之间夹持边皮并取出。然而由于受两个切割壳体以及切割轮系的干涉，因此在该边皮夹爪伸入时，对切割线进行退线是必须的，即在此实施方式中，边皮夹爪的夹取过程在切割轮系退线后伸入切割轮系之间并夹持对应的边皮后，从两个切割轮系之间退出并将边皮进行转移。即，应当理解的是，在本文中，所述切割壳体的通孔的长度小于边皮的长度和/或通孔的宽度小于边皮的宽度，甚至所述切割壳体不含有该通孔。

当然，由于切割壳体的通孔的尺寸是固定的，而单晶硅棒的尺寸是可调的，因此在一些特殊情况中，前述边皮依然能够从该通孔内穿过，此种情况在本申请中是可被允许的，但是该情况并非本申请的一般情况，即边皮无法从该通孔内穿过或不含该通孔，因此为了便于撰写，在下本中皆在前述一般情况的基础上进行撰写。

对单晶硅棒的开方过程前需要对单晶硅棒进行必要的轴对中和固定，以保证开方精度。在现有技术中通过在单晶硅棒的轴向两端分别设置上顶结构和下顶结构以固定单晶硅棒的轴线以及实现必要的轴向固定(如CN114474437A)，从而保证开方过程的稳定进行。在一种实施方式中，为了维持边皮在切割过程中的稳定，以及避免在切割后边皮的侧向倾倒等问题，优选对边皮进行同样的轴向固定，如CN112192769A。然而由于其上顶紧件和下顶紧件的结构限制，导致切割线在退线过程中不管是上退线策略抑或下退线策略，均难以保证边皮的轴向固定。因此，发明人提供一种新型的下顶紧件，并结合特定的下退线方法可实现切割线高效、安全地退线的同时，边皮的稳定性得到保证。

具体而言，参见图1至8所示，发明人提供一种下顶紧件34，其可与现有的上顶紧件33配合以实现对边皮51的轴向固定。所述下顶紧件被安装在边皮的底面，所述下顶紧件的顶端抵接在边皮的底面以实现对单晶硅棒底面的固定。所述下顶紧件被构造成包括至少两个单体和独立地与所述单体相连的驱动结构343，所述圆棒(即前述单晶硅棒)的底面轮廓具有与所述边皮的底面轮廓的切割边相平行的直线，至少一个所述单体与所述直线之间的间距与其余所述单体与所述直线之间的间距不同，所述驱动结构用于驱动所述单体的顶部抵接在所述边皮的底面。可以理解的是，所述边皮的切割边，即切割线311的下刀位置由预先计算得到的切割边所确定。所述直线在所述圆棒底面轮廓中是任意的，优选采用过圆心直线为标准直线。在一种更优选的实施方式中，所述直线为所述切割边，即以所述切割边作为所述单体布置的标准线。因此，可以理解的是，在下文中所述直线皆为所述切割边。

在一种可选的实施方式中所述单体的顶部具有压头342，相邻所述压头沿所述单晶硅棒底面的径向交错分布，即至少一个所述压块与所述直线之间的间距与其余所述压块与所述直线之间的间距不同。在此实施方式中通过压头的径向交错分布设置以实现在退线过程(切割线沿径向位移)中，至少一个压头紧压在边皮的底面，而至少一个压头与所述边皮的底面脱离接触，以允许切割线横向位移退线，从而保证退线过程中边皮的稳定。优选地，在此实施方式中，所述单体包括基座341，设置在基座上的压块342，所述压块的顶面高于所述基座的顶面，所述基座连接竖向驱动结构343，所述竖向驱动结构用于驱动所述单体基座和压块朝向或背离所述边皮底面移动，即用于驱动所述单体的压块的顶部抵接在所述边皮的底面。在切割线的退线过程中，优选地，所述切割线位于所述基座顶面与所述单硅晶棒底面之间。在此实施方式中，所述压块设置在所述基座上的位置是任意的，但应保证压块的顶面高于所述基座的顶面。所述压块的形状在此实施方式中是任意的，可根据实际的工艺需要进行选择。

示例性地，参见图20所示，图20展示一般情况下的下顶紧件和下顶结构相对的安装位置。由于所述下顶结构的顶面大体上呈圆形，因此若以下顶结构36替代前述圆棒作为压头位置的参照，可以看出相邻两个所述压头342与所述下顶结构之间的间距不同，即前述所述压头沿所述单晶硅棒底面(或沿所述下定结构顶面)的径向交错分布。

更具体地，参见图1和图3所示，切割轮系31移动至切割等待位，此时上顶结构32、上顶紧件33、下顶结构36和下顶紧件34分别抵接在单晶硅棒5的顶面和底面。

参见图2所示，上顶紧件33上移以允许切割线311径向移动至切割位后，上顶紧件33下移至重新抵接在单晶硅棒的顶面。

参见图3所示，切割线311沿单晶硅棒5的轴线方向由上至下切割单晶硅棒，以形成至少一个边皮51，此时边皮的顶部被上顶紧件33固定，其底部被下顶紧件34固定。

参见图4所示，与所述直线间距较小的压头342下移，以允许切割线311横线位移退线，即该切割线退至相邻两个所述压头342之间。在此过程中，与所述直线间距较大的压头始终保持抵接在该边皮的底面，并与对应的上顶紧件共同夹持，以保证退线过程中边皮51的稳定。在此实施方式中，所述切割线的退线方向与所述直线相切。

参见图5所示，与所述直线间距较小的压头342上移重新抵接在所述边皮51的底面，此时切割线位于相邻的两个所述压头之间，其退线移动受与所述直线间距较大的压头所阻止。

参见图6所示，与所述直线间距较大的压头342下移以允许切割线退线。此时，与所述直线间距较小的压头始终保持抵接在该边皮的底面，并与对应的上顶紧件共同夹持，以保证退线过程中边皮的稳定。

参见图7所示，切割线311完全退出下顶紧件34，并移动至切割等待位。

参见图8所示，与所述直线间距较大的压头342上移重新抵接在边皮51的底面，即在此过程中，两个压头同时抵接在所述边皮的底面，并与上顶紧件共同配合以完全夹持所述边皮。此时允许外部边皮夹取结构将该边皮从两个切割装置之间拾取并转移。

基于图1至图8可以看出，本文所提供的退线方法可以概括为：包括前述至少两个单体为基础的切割线311的下退线过程，即通过对所述单体的顺序控制，以使在所述切割线在下退线过程中，至少一个所述单体抵接在所述边皮51的底面。在此实施方式中，所述顺序控制为：在所述切割线的下退线过程中，从与所述直线间距最小的压块342至与所述直线间距最大的压块依次控制压块竖向位移。需要说明的是，在顺序控制的过程中，应当保证至少一个压块抵接在所述边皮的底面。示例性地，当所述压块数量为2时，只有当一压块完全抵接在所述边皮底面时，另一压块才被允许向下移动。所述压块的上、下位移可采用现有的一般的所述竖向驱动结构343所实现，如气缸。

进一步提供一种开方机，参见图9所示，包括含有前述下顶紧件34的边皮切割结构3，以及上下料结构1、转运结构2和边皮接收结构4(在图9中未全部示出)。所述转运结构设置在所述上下料结构、边皮切割结构和边皮接收结构之间，所述转运结构用于将圆柱状单晶硅棒从上下料结构中拿取并转移至边皮切割结构中进行切割，并将切割后的边皮转移至边皮接收结构中，以及将切割后的主体(方棒)转移至上下料结构中进行下料，所述边皮被所述边皮接收结构接收后转移至边皮收集盒中。

具体的，参见图10至13和图19所示，所述上下料结构1包括机台11、上料结构12、下料结构13、横向位移结构127和至少一个翻转结构14；所述上料结构、下料结构和横向位移结构均被安装在所述机台上，所述上料结构和下料结构与所述横向位移结构相铰接，所述翻转结构位于所述机台内并位于所述上料结构和下料结构的下方。在一种实施方式中，所述上料结构受所述横向位移结构驱动横向位移至所述翻转结构的上方，并通过所述翻转结构驱动所述上料结构向上翻转，即通过此种翻转以便于上料结构上的单晶硅棒被转运结构所抓取。在另一种实施方式中，所述下料结构受所述横向位移结构驱动横向位移至所述翻转结构的上方，并通过所述翻转结构驱动所述下料结构向上翻转，即通过此种翻转以便于转运结构将所述主体放置在所述下料结构上。为了实现上料结构和下料结构的复位，优选在所述上料结构和下料结构与所述横向位移结构之间设置复位结构，所述复位结构可采用现有的一般结构，如扭簧128。

在一种可选的实施方式中，参见图11所示，所述上料结构/下料结构包括底台125、设置在底台上的两个侧板121，以及支撑组件124，所述侧板竖直设置在所述底台的表面，两个所述侧板平行且间隔设置，所述侧板的内壁和外壁上均设置有滚轮122，所述侧板长度方向的一端设置有支撑组件，所述横向位移结构靠近所述支撑组件的一侧设置并与所述底台的底面相铰接，所述侧板长度方向的另一端设置有顶块123，所述顶块位于两个所述侧板之间。具体的，所述滚轮用于支撑单晶硅棒，所述顶块和支撑组件分别与单晶硅棒的两端面相抵接，以实现对单晶硅棒的固定。

在一种可选的实施方式中，参见图11所示，所述支撑组件包括导轨1243、设置在所述导轨上的两个滑块1242，设置在所述滑块上的单板1241，以及与至少一个滑块相连的气缸1244。具体的，所述气缸用于驱动至少一个滑块在所述导轨上移动，从而控制相邻所述单板之间的间距，从而实现对不同尺寸单晶硅棒的适用。更优选地，所述单板靠近所述单晶硅棒的一侧的表面具有防滑纹路，所述防滑纹路可以为阴纹路或阳纹路，最优选为阴纹路，以避免单晶硅棒在该表面发生侧滑。当然，对单晶硅棒的支撑由一块单板亦能够实现，如参见图12。

在一种可选的实施方式中，参见图13所示，所述翻转结构包括连接杆141，与所述连接杆的一端相铰接的第一连接座142，与所述连接杆中部相铰接的翻转驱动件143，以及与所述翻转驱动件相铰接的第二连接座144。其中，所述第一连接座和第二连接座均与所述机台固定连接，所述连接杆的另一端设置有滚轮145。具体的，所述翻转驱动件工作带动连接杆向上翻转，在所述连接杆向上翻转的过程中连接杆抵接在位于其上方的上料结构或下料结构的底台的底面，从而带动其向上翻转。在上料或下料完成后，翻转驱动件带动连接杆向下翻转，同时通过所述滚轮以降低所述连接杆完全平伏后与机台相接触所发生的振动。其中，所述翻转驱动件为一般结构，如气缸或油缸。

参见图19所示，为了实现前述安全的翻转过程，优选在所述底台125的底面设置连接盒126，所述连接盒的底面设置有供所述连接杆穿过的通孔1261。即在此实施方式中，通过所述连接杆移动至所述通孔内，以抵接在所述底台的底面并带动所述上料结构/下料结构翻转。在一种优选的实施方式中，所述连接盒内具有定位结构1262，通过所述连接杆与所述定位结构相嵌合实现对所述连接杆的定位，即在此实施方式中由于该定位结构的设置可有效实现对上料结构/下料结构的定位，同时能够有效阻止上料结构/下料结构在翻转过程中发生所不期望的横向偏移。

在一种可选的实施方式中，参见图10所示，所述上料结构12设置有多个，所述下料结构13设置有多个，所述上料结构与下料结构具有与其对应的翻转结构。即在此实施方式中，通过在下料结构和上料结构下均部署对应的翻转结构，以避免上料结构/下料结构过量的横向位移量导致上下料结构整体横向占用体积增大。

在一种实施方式中，参见图9和图14所示所示，所述转运结构包括旋转台24，以及分别设置在所述旋转台侧面的圆棒夹取结构21、边皮夹取结构22和方棒夹取结构23。所述圆棒夹取结构包括至少一个圆棒夹爪，所述圆棒夹爪用于对圆棒的夹持，并将所述圆棒从上料结构夹取并移送至边皮切割结构进行边皮切割。在一种可选的实施方式中，所述圆棒夹取结构包括上圆棒夹爪211和下圆棒夹爪212，其中，所述下圆棒夹爪用于夹持所述圆棒的底面，上圆棒夹爪和下圆棒夹爪上均设置有视觉传感器或其他传感器，用于对圆棒的长度进行测量。示例性地，当所述下圆棒夹爪夹持在所述圆棒底面后，上圆棒夹爪同步夹持在所述圆棒上，并基于其独立的Z轴(竖向)移动结构带动所述上圆棒夹爪沿所述圆棒的轴线方向向上移动至所述圆棒的顶部，此时通过传感器测量获得所述圆棒的长度。所述边皮夹取结构包括上边皮夹爪221和下边皮夹爪222，所述上边皮夹爪和下边皮夹爪上均设置有对边皮切割结构内部构件的避让结构，所述内部构件可以为前述上顶紧件和下顶紧件，所述边皮夹取结构用于将边皮从边皮切割结构中取出并移送至边皮接收结构中。所述方棒夹取结构包括至少一个方棒夹爪，用于将方棒(前述主体)从边皮切割结构中移出并移送至下料结构中，在一种可选的实施方式中所述方棒夹爪包括上方棒夹爪231和下方棒夹爪232。

需要说明的是，在本文中，所述圆棒夹爪、边皮夹爪(包括上边皮夹爪和下边皮夹爪)和方棒夹爪均具有其独立的横向驱动结构以及竖向驱动结构，其中所述横向驱动结构用于控制夹爪的开合，即实现夹取和释放动作，所述竖向驱动结构用于驱动上夹爪和下架抓之间的间距。所述横向驱动结构和竖向驱动结构可以为现有一般结构，包括但不限于电机、丝杆等的组合，或如CN212218924U所示。同时，参见图14所示，所述旋转台具有其独立的旋转结构25和横向驱动结构26，所述旋转结构用于驱动所述旋转台绕Z轴旋转或横向旋转，即实现所述圆棒夹取结构、边皮夹取结构和方棒夹取结构在多工位上的切换，所述横向驱动结构用于驱动所述旋转台远离或朝向上下料结构或边皮接收结构移动，所述旋转结构和横向驱动结构为一般结构，如参见CN212218924U所示。

在一种实施方式中，参见图15(已略去切割线)所示，所述边皮切割结构包括主框架39、两个相对设置的切割结构37、上顶结构32和下顶结构36。其中，所述切割结构安装在所述主框架上，所述上顶结构安装在所述主框架上，并位于两个所述切割结构之间，所述主框架和下顶结构均固定在承载台38上，所述下顶结构与所述上顶结构以轴对中安装，所述上顶紧件33安装在所述上顶结构上，所述下顶结构上安装有下顶紧件34，所述上顶结构具有独立的竖向驱动结构。

可以理解的是，所述切割轮系31被安装在所述切割结构37上，所述切割结构上形成有通孔371，所述通孔的尺寸在非特殊情况下不允许边皮通过。

在一种可选的实施方式中，所述边皮切割结构还包括安装在其内部的传感器组，所述传感器组用于检测所述圆棒在上顶结构和下顶结构夹持状态下的晶线位置，从而通过控制器等控制切割结构的给近距离，进而保证切割精度。具体的，当上顶结构和下顶结构将圆棒顶紧后，左、右传感器(探测感应组件)伸出准备测量晶线。通过下顶结构带动圆棒旋转时，若传感器测出晶线不符合标准时，转运结构的夹爪重新夹取圆棒并重新放置在上顶结构和下顶结构之间，并重复前述步骤。若测量结果依然不符合标准时，直接进行退棒处理，即直接将所述圆棒移送至下料结构中或其他回收结构中。需要说明的是，对于传感器对圆棒晶线的测量方法为本行业的通用技术，在此不加以赘述。

所述上顶结构和下顶结构为一般结构，如参见CN114474437A、CN218365781U或CN217144436U。

具体结合到工艺来说，参见图1至图8和图15，根据圆棒夹取结构所测得的圆棒长度，通过所述竖向驱动结构调节上顶结构32与下顶结构36之间的间距，以便于圆棒5放置在上顶结构和下顶结构之间的同时，通过该竖向驱动结构驱动上顶结构顶紧在所述圆棒的顶面，而当圆棒(截面为圆形的单晶硅棒)被上顶结构和下顶结构所夹持时，上顶紧件33在边皮位置(经过预先计算出边皮形成后边皮顶面的任意位置)的上表面进行顶紧。此时，切割结构31移动至切割等待位后，上顶紧件整体上移并形成供所述切割线311移动至边皮切割位的通道，并待切割线移动至边皮切割位后，上顶紧件整体下移以重新顶紧边皮的上表面。待切割线完全将边皮切割完成后，此时通过所述顺序控制下顶紧件在切割线退线过程中上下移动而实现切割线的下退线，待切割线退线完成后，切割结构复位至切割等待位或移动至可被允许的最远端(相较于圆棒轴线而言)，此时边皮夹取结构伸入两个所述切割结构之间，其上边皮夹爪夹持在边皮的顶部，下边皮夹爪夹持在边皮的底面，等待上顶紧件和下顶紧件完全解除夹持状态后，边皮夹取结构将边皮夹出并进行移送动作。待旋转结构将方棒夹取结构转移至边皮切割结构所对应的切割工位时，方棒夹爪伸入切割结构之间并分别夹持在方棒的侧部，此时上顶结构和下顶结构解除对方棒的夹持，以便于方棒夹取结构将方棒去除并进行移送过程。在一种可选的实施方式中，在边皮夹取结构的移送过程中，方棒夹取结构逐渐转动至所述切割工位；在方棒夹取结构移送过程中，夹持有圆棒的圆棒夹取结构逐渐转动至所述切割工位，并待其完全进入所述切割工位后，圆棒夹取结构将所述圆棒送入上顶结构和下顶结构之间。在此实施方式中，通过此种工序控制，以降低整体的工序流程，提高生产效率。

需要说明的是，在此实施方式中，所述切割轮系可以为现有任一种数量的切割轮系，如二轮轮系、三轮轮系或四轮轮系。在一种优选的实施方式中，所述切割轮系采用四轮轮系，参见图15，其结构为一般结构，如至少包括一主动轮312、一张紧轮313和两个导向轮(或称从动轮)314，或参见CN212218920U或CN217098379U。其中，所述张紧轮通过重锤或电机对所述切割线的张紧度进行调节，具体的调节方式为现有技术，如参见CN113997436A或CN213593322U。同时，在此实施方式中，所述切割线优选为环形金刚线，即切割线首尾相连，区别于现有的长线(首位不相连)。

还需要说明的是，图15为边皮切割结构的简图，皆在于展示边皮切割结构的主要结构特征，若部分结构与文稿内容存在出入，皆以文稿为准。

在一种实施方式中，参见图16所示，所述边皮接收结构4包括边皮夹爪组件41、边皮接收台42，以及放置在所述边皮接收台上的边皮接收盒44。其中，所述边皮夹爪组件包括安装框架414、上边皮夹爪412、下边皮夹爪413、竖向驱动结构411、横向驱动结构415(XY移动平台)和旋转结构(在图中未示出)，所述竖向驱动结构安装在所述安装框架上，所述竖向驱动结构用于控制上边皮夹爪与下边皮夹爪之间的间距，所述横向驱动结构和旋转结构安装在所述安装框架上，用于驱动所述安装框架在X轴或Y轴移动，所述旋转结构用于驱动所述安装框架绕Z轴旋转。所述上边皮夹爪和下边皮夹爪上均设置有用于避让所述转运结构中上边皮夹爪和下边皮夹爪相关构件的避让结构，同时所述下边皮夹爪还具有用于避让所述边皮盒底面限位结构的避让结构。所述边皮盒的结构参见图17所示，此结构为申请人在先申请的一般结构，其底面具有限位结构441用于支撑边皮底面，以阻止边皮从边皮盒底面脱离的同时，该限位结构与边皮盒外壳之间形成供下边皮夹爪穿过的孔隙442，即在一种实施方式中，当下边皮夹爪伸入边皮盒并待边皮被所述限位结构所限制时，下边皮夹爪可从所述孔隙内移出边皮盒并进行复位。

在一种可选的实施方式中，所述下边皮夹爪具有独立的横向驱动结构(在图16中未示出)，用于控制下边皮夹爪中两夹爪的相对移动，从而控制下边皮夹爪整体的夹持宽度，以适应多种不同边皮/圆棒尺寸的需要。所述横向驱动结构为一般结构，如参见CN212218924U所示。

安装在所述安装框架上的旋转结构和横向驱动结构可以为本领域的一般结构，如参见CN212218924U，或其他可实现前述功能的常规结构均适用于本实施方式。

结合到具体的生产中，当边皮接收结构的边皮夹爪组件从转运结构中接收到边皮后，通过横向驱动结构驱动安装框架转移到边皮接收盒上方，并利用竖向驱动结构驱动边皮夹爪组件向下移动至边皮接收盒内，待边皮被边皮接收盒所收纳后，下边皮夹爪从所述孔隙内穿出，边皮夹爪组件复位。

在一种优选的实施方式中，所述边皮接收盒的整体高度小于边皮的高度，即在此实施方式中带下边皮夹爪从所述孔隙内穿出时，上边皮夹爪并未伸入到边皮接收盒的空腔中，即上边皮夹爪不受边皮接收盒所限制，便于其复位过程。

在另一种优选的实施方式中，参见图16至图18，所述边皮接收结构还包括行走车43，所述边皮接收盒被固定在所述行走车上，所述行走车朝向所述边皮夹爪结构的一端设置有第一定位结构431，所述边皮接收台42对应于所述第一定位结构设置有与所述第一定位结构相匹配的第二定位结构421，通过所述第一定位结构与所述第二定位结构的配合以实现对行走车定位的同时，便于通过行走车将装载满的边皮接收盒进行移动并清空。更优选地，所述第一定位结构和第二定位结构之间设置有滑轮422，所述滑轮设置在所述第一定位结构和/或第二定位结构上，以便于二者定位过程的进行。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.下顶紧件，用于对圆棒切割所形成的边皮的底面进行轴向固定，所述边皮的底面轮廓具有切割边，其特征在于，所述下顶紧件包括至少两个单体，和独立地与所述单体相连的驱动结构；

至少一个所述单体与所述切割边之间的间距与其余所述单体与所述切割边之间的间距不同；

所述驱动结构用于驱动所述单体的顶部抵接在所述边皮的底面。

2.根据权利要求1所述下顶紧件，其特征在于，所述单体包括基座和压块，所述基座连接所述驱动结构，所述压块设置在所述基座上，所述压块的顶面高于所述基座的顶面，至少一个所述压块与所述切割边之间的间距与其余所述压块与所述切割边之间的间距不同。

3.退线方法，其特征在于，使用如权利要求1或2所述下顶紧件进行切割线的下退线过程。

4.根据权利要求3所述退线方法，其特征在于，通过对所述单体进行顺序控制，以使所述切割线在下退线过程中，至少一个所述单体抵接在所述边皮的底面。

5.根据权利要求4所述退线方法，其特征在于，所述顺序控制为：在所述切割线的下退线过程中，从与所述切割边间距最小的压块至与所述切割边间距最大的压块依次控制压块竖向位移。

6.开方机，其特征在于，包括如权利要求1或2所述下顶紧件。

7.根据权利要求6所述开方机，其特征在于，包括边皮切割结构、上下料结构、转运结构和边皮接收结构；

所述下顶紧件被安装在所述边皮切割结构中；

所述转运结构设置在所述上下料结构、边皮切割结构和边皮接收结构之间，所述转运结构用于将圆棒从上下料结构中转运至边皮切割结构中，用于将由边皮切割结构中所切割形成的边皮转运至边皮接收结构中，以及用于将边皮切割结构中所切割形成的方棒转运至上下料结构中。

8.根据权利要求7所述开方机，其特征在于，所述上下料结构包括机台、上料结构、下料结构、横向位移结构和至少一个翻转结构；所述上料结构、下料结构和横向位移结构均被安装在所述机台上，所述上料结构和下料结构与所述横向位移结构相铰接，所述翻转结构位于所述机台内并位于所述上料结构和下料结构的下方。

9.根据权利要求7所述开方机，其特征在于，所述边皮切割结构包括主框架、两个相对设置的切割结构、上顶结构、下顶结构和承载台；

其中，所述切割结构安装在所述主框架上，所述上顶结构安装在所述主框架上，并位于两个所述切割结构之间，所述主框架和下顶结构均固定在所述承载台上，所述下顶结构与所述上顶结构以轴对中安装，所述上顶紧件安装在所述上顶结构上，所述下顶紧件安装在所述下顶结构上。

10.根据权利要求7至9任一项所述开方机，其特征在于，形成所述切割边的切割线为环线。