CN212472001U - 一种立式开方机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种立式开方机，包括底座、装夹机构、升降机构和线锯切割机构；装夹机构设置于底座上；升降机构包括升降支架，升降支架固定于底座上；线锯切割机构包括左切割轮系和右切割轮系，左切割轮系和右切割轮系结构相同，左切割轮系和右切割轮系均包括安装面板、主动轮、驱动电机、张紧轮、偏心张紧电机和切割线，驱动电机固定于安装面板上，主动轮套设于驱动电机的输出轴上，张紧轮套设于偏心张紧电机的输出轴上，切割线呈环形布设于主动轮和从动轮的线槽中。本方案中线锯切割机构结构简单紧凑，切割线具有更好的刚性，能够持续稳定的进行开方工作，保证加工精度，切割线的张紧更为简单高效，使用更加方便。

Description

一种立式开方机

技术领域

本实用新型涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种立式开方机。

背景技术

在光伏产业中对于硅晶的使用非常广泛。为了满足硅晶棒的质量参数和下一道工序的外形、尺寸而对硅棒进行的初步加工，它是光伏太阳能电池片前期工序中不可缺少的步骤。

中国专利ZL201821888855.2中公开了一种单晶硅棒开方机，该开方机是一种卧式切割机。受棒料切割长度影响，轮系切割运行机构较为庞大，悬臂较长后刚性不足，切割到尾部时稳定性较差，影响切割精度；此外自动化程度高，具有上下料抓取、晶线找正、自动切割等功能，导致整机成本高昂；卧式设备较立式设备占地面积更大，影响场地有效利用，主要适用于工厂自动化流水线作业，但是这种高成本的设备并不适合国内现有微小企业的使用。

发明内容

为此，需要提供一种立式开方机，来解决现有的硅晶棒开方机中轮系切割运行机构，结构较为复杂庞大，进行开方工作时，稳定性不足，容易影响切割精度，并且设备使用成本高昂，占地面积大，不适合小微企业使用的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种立式开方机，所述开方机包括底座、装夹机构、升降机构和线锯切割机构；

所述装夹机构设置于底座上，装夹机构用于固定待开方的硅晶棒；

所述升降机构包括升降支架，所述升降支架固定于底座上，升降机构用于带动线锯切割机构抬升或者下降；

所述线锯切割机构包括左切割轮系和右切割轮系，所述左切割轮系和右切割轮系结构相同，左切割轮系和右切割轮系均包括安装面板、主动轮、驱动电机、张紧轮、偏心张紧电机和切割线，所述驱动电机固定于安装面板上，主动轮套设于驱动电机的输出轴上，所述张紧轮套设于偏心张紧电机的输出轴上，所述切割线呈环形布设于主动轮和从动轮的线槽中。

作为本实用新型的一种优选结构，所述装夹机构包括工装座、第一定位支架、第一定位块、第二定位支架、第二定位块和调节螺钉，所述第一定位支架和第二定位支架相对设置于工装座两侧，所述第一定位块固定于第一定位支架的内侧，所述第二定位块位于第二定位支架的内侧，所述调节螺钉穿过第二定位支架与第二定位块固定，调节螺钉可带动第二定位块移动。

作为本实用新型的一种优选结构，所述装夹机构还包括边皮夹持机构，所述工装座的两侧均设置有边皮夹持机构，所述边皮夹持机构包括Stewart平台和吸盘，所述吸盘固定与Stewart平台的台面上，吸盘可与待开方硅晶棒侧壁吸附。

作为本实用新型的一种优选结构，所述左切割轮系和右切割轮系还包括面板护罩，所述面板护罩固定于安装面板上，面板护罩与安装面板之间形成容置空腔，所述驱动电机和偏心张紧电机均位于容置空腔内。

作为本实用新型的一种优选结构，所述升降机构还包括升降直线导轨、升降电机、升降螺杆、升降螺母和安装板，所述升降直线导轨沿升降支架竖直设置，所述升降电机固定于升降支架上，所述升降螺杆与升降电机传动连接，所述升降螺母套接于升降丝杆上，所述安装板与升降螺母固定，且安装板通过升降滑块固定于升降直线导轨上，所述线锯切割机构固定于安装板上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括水平位移机构，所述水平位移机构包括水平位移支座、伺服电机、转动丝杆、转动螺母、水平直线导轨、左轮系安装座和右轮系安装座，所述水平位移支座的底面与安装板固定，所述水平直线导轨设置于水平位移支座的顶面上，所述左轮系安装座和右轮系安装座均通过水平滑块固定于水平直线导轨上，所述左切割轮系和右切割轮系分别与左轮系安装座和右轮系安装座固定，所述伺服电机与转动丝杆连接，所述转动丝杆水平设置，所述转动螺母套设于转动丝杆上，所述左轮系安装座和右轮系安装座分别通过转动螺母与转动丝杆连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述转动丝杆上具有两方向相反的螺纹段，所述左轮系安装座和右轮系安装座分别通过转动螺母安装于不同螺纹段上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括水平位移机构，所述水平位移机构包括水平位移支座、水平直线导轨、左驱动机构、右驱动机构、左轮系安装座和右轮系安装座，所述左驱动机构、右驱动机构均包括伺服电机、转动丝杆和转动螺母，所述伺服电机与转动丝杆连接，所述转动螺母套设于转动丝杆上，所述左轮系安装座通过转动螺母与左驱动机构中的转动丝杆固定，所述右轮系安装座通过转动螺母与右驱动机构中转动丝杆固定，所述左切割轮系和右切割轮系分别与左轮系安装座和右轮系安装座固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括喷淋组件，所述喷淋组件设置于线锯切割机构上方，喷嘴朝向切割线。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括挡水帘，所述挡水帘位于线锯切割机构的前方，切割线与挡水帘相垂直。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本实用新型一种立式开方机，包括底座、装夹机构、升降机构和线锯切割机构，装夹机构固定于底座上，用于固定待开方的硅晶棒，所述升降机构用于带动线锯切割机构上下运动，从而对竖直放置于装夹机构上的硅晶棒进行开方切割，所述线锯切割机构包括左切割轮系和右切割轮系，所述左切割轮系和右切割轮系结构相同，左切割轮系和右切割轮系中仅设置有主动轮和张紧轮，以及驱动主动轮的驱动电机和带动张紧轮移动进行切割线张紧工作的偏心张紧电机，通过驱电机带动驱动轮运动，从而带动切割线以及张紧轮转动，以便进行硅晶棒的开方，通过自动测量偏心张紧电机的力矩，判断在切割线松弛时，偏心张紧电机转动，调整张紧轮的位置，实现切割线的张紧。在本方案中，线锯切割机构结构简单紧凑，切割线具有更好的刚性，能够持续稳定的进行开方工作，保证加工精度，切割线的张紧更为简单高效，使用更加方便，立式开方机结构简单，占地面积小，使用成本低，适合小微企业使用。

附图说明

图1为本实用新型所述一种立式开方机一实施例的斜视结构示意图；

图2为本实用新型所述一种立式开方机中升降机构一实施例的斜视结构示意图；

图3为本实用新型所述一种立式开方机中水平位移机构一实施例的斜视结构示意图；

图4为本实用新型所述一种立式开方机中水平位移机构另一实施例的斜视结构示意图；

图5为本实用新型所述一种立式开方机中线锯切割机构一实施例的斜视结构示意图；

图6为本实用新型所述一种立式开方机中左切割轮系一实施例的斜视结构示意图；

图7为本实用新型所述一种立式开方机中右切割轮系一实施例的斜视结构示意图；

图8为本实用新型所述一种立式开方机中装夹机构一实施例的斜视结构示意图；

图9为本实用新型所述一种立式开方机中装夹机构另一实施例的斜视结构示意图；

图10为本实用新型所述一种立式开方机中边皮夹持机构一实施例的斜视结构示意图。

附图标记说明：

1、底座；

2、装夹机构；

21、工装座；

22、第一定位支架；

23、第一定位块；

24、第二定位支架；

25、第二定位块；

26、调节螺钉；

27、边皮夹持机构；271、Stewart平台；272、吸盘；

3、升降机构；

31、升降支架；

32、升降直线导轨；

33、升降电机；

34、升降减速机；

35、升降螺杆；

36、升降螺母；

37、安装板；

4、线锯切割机构；

41、左切割轮系；411、安装面板；412、主动轮；413、驱动电机；414、张紧轮；415、偏心张紧电机；416、切割线；417、面板护罩；

42、右切割轮系；

5、水平位移机构；

51、水平位移支座；

52、伺服电机；

53、转动丝杆；

54、转动螺母；

55、水平直线导轨；

56、左轮系安装座；

57、右轮系安装座；

6、喷淋组件；

7、挡水帘；

8、硅晶棒。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1至图6，本实用新型提供了一种立式开方机，所述开方机包括底座1、装夹机构2、升降机构3和线锯切割机构4；

所述装夹机构2设置于底座1上，装夹机构2用于固定待开方的硅晶棒，以保证在开方工作时，硅晶棒不会出现晃动，影响切割精度；

所述升降机构3包括升降支架31，所述升降支架31固定于底座1上，升降机构3用于带动线锯切割机构4抬升或者下降，以便于线锯切割机构4向下运动进行硅晶棒8开方，以及向上运动线锯回收；

所述线锯切割机构4用于对硅晶棒进行切割开方工作。具体的，所述线锯切割机构4包括左切割轮系41和右切割轮系42，所述左切割轮系41和右切割轮系42结构相同，左切割轮系41和右切割轮系42均包括安装面板411、主动轮412、驱动电机413、张紧轮414、偏心张紧电机415和切割线416，所述驱动电机413固定于安装面板411上，主动轮412套设于驱动电机413的输出轴上，所述张紧轮414套设于偏心张紧电机415的输出轴上，所述切割线416呈环形布设于主动轮412和从动轮的线槽中。所述左切割轮系41和右切割轮系42中均仅具有主动轮412和张紧轮414，而为设置其他从动轮，切割线416仅需环绕主动轮412和张紧轮414设置即可，轮系结构紧凑，使得左切割轮系41和右切割轮系42具有更好的结构刚性，进行切割工作时更加的稳定。

此外，张紧轮414可枢转的套设于偏心张紧电机415的输出轴上，通过偏心张紧电机415的偏心轴转动来调整张紧轮414的位置，使得切割线416始终保持在张紧状态，有效保证硅晶棒的开方精度。具体的实施例中，可以通过检测偏心张紧电机415的力矩，当力矩处于预设范围内时，金刚石切割线416处于张紧状态无需调整；当力矩超过预设范围时，说明金刚石切割线416过紧，此时需要启动偏心张紧电机415，使得张紧轮414向主动轮412靠近，使得切割线416防松；当力矩小于预设范围时，说明金刚石切割线416松弛，此时需要启动偏心张紧电机415，使得张紧轮414向主动轮412远离，使得切割线416张紧，对切割线416的张紧工作更加方便。在本实施例中，线锯切割机构4包括左切割轮系41和右切割轮系42为双刀切割，在其他的实施例中，也可以通过增加切割轮系选择四刀井字形切割，或者六刀、八刀切割均可。

本实施例一种立式开方机，包括底座1、装夹机构2、升降机构3和线锯切割机构4，装夹机构2固定于底座1上，用于固定待开方的硅晶棒8，所述升降机构3用于带动线锯切割机构4上下运动，从而对竖直放置于装夹机构2上的硅晶棒8进行开方切割，所述线锯切割机构4包括左切割轮系41和右切割轮系42，所述左切割轮系41和右切割轮系42结构相同，左切割轮系41和右切割轮系42中仅设置有主动轮412和张紧轮414，以及驱动主动轮412的驱动电机413和带动张紧轮414移动进行切割线416张紧工作的偏心张紧电机415，通过驱电机带动驱动轮运动，从而带动切割线416以及张紧轮414转动，以便进行硅晶棒的开方，通过自动测量偏心张紧电机415的力矩，判断在切割线416松弛时，偏心张紧电机415转动，调整张紧轮414的位置，实现切割线416的张紧。在本方案中，线锯切割机构4结构简单紧凑，切割线416具有更好的刚性，能够持续稳定的进行开方工作，保证加工精度，并且切割线416的张紧更为简单高效，使用更加方便，立式开方机结构简单，占地面积小，使用成本低，适合小微企业使用。

作为本实用新型的一种优选结构，所述装夹机构2包括工装座21、第一定位支架22、第一定位块23、第二定位支架24、第二定位块25和调节螺钉26，所述第一定位支架22和第二定位支架24相对设置于工装座21两侧，所述第一定位块23固定于第一定位支架22的内侧，所述第二定位块25位于第二定位支架24的内侧，所述调节螺钉26穿过第二定位支架24与第二定位块25固定，调节螺钉26可带动第二定位块25移动。在本实施例中，硅晶棒8放置于所述工作座上，由固定在第一定位支架22上的第一定位块与硅晶棒8一侧顶靠，并通过拧动调节螺钉26带动第二定位块25靠近或者远离第二定位支架24，使得第二定位块25与硅晶棒的另一侧固定，通过在两侧进行夹紧，防止硅晶棒开方时发生晃动。并且通过以上装夹机构2，能够适应不同规格的硅晶棒，适用性更强。优选的实施例中，所述工装座21的上端具有矩形工作台，硅晶棒放置在工作台上时，待切割掉的边料超出工作台面，防止切割线416对工作台造成损坏。

作为本实用新型的一种优选结构，所述装夹机构2还包括边皮夹持机构27，所述工装座21的两侧均设置有边皮夹持机构27，所述边皮夹持机构27包括Stewart平台271和吸盘2，所述吸盘2固定与Stewart平台271的台面上，吸盘2可与待开方硅晶棒侧壁吸附。所述边皮夹持机构27用于夹持硅晶棒在开方后脱落的边皮，防止边皮随意脱落，造成其他部件损坏或者影响工作环境。所述边皮夹持机构27中采用Stewart平台271，能够保证固定在Stewart平台271上的吸盘2始终处于与硅晶棒平行的状态，边皮的吸附夹持更加方便，对硅晶棒的固定也更加稳定。在具体的实施例，所述的边皮夹持机构27可通过伸缩气缸等于机架固定，只要保证吸盘2与硅晶棒边皮抵靠即可。优选的，所述工装座21的侧边上还设置有软性材料垫块用以对硅晶棒提供固定支撑，垫块和工作座之间还具有供切割线416通过的让位槽。

作为本实用新型的一种优选结构，所述左切割轮系41和右切割轮系42还包括面板护罩417，所述面板护罩417固定于安装面板411上，面板护罩417与安装面板411之间形成容置空腔，所述驱动电机413和偏心张紧电机415均位于容置空腔内。所述面板护罩417起到保护和固定驱动电机413和偏心张紧电机415的作用，同时还起到对主动轮412和张紧轮414的支撑作用，提高左切割轮系41和右切割轮系42运行的稳定性。

作为本实用新型的一种优选结构，所述升降机构3还包括升降直线导轨32、升降电机33、升降螺杆35、升降螺母36和安装板37，所述升降直线导轨32沿升降支架31竖直设置，所述升降电机33固定于升降支架31上，所述升降螺杆35与升降电机33传动连接，所述升降螺母36套接于升降丝杆上，所述安装板37与升降螺母36固定，且安装板37通过升降滑块固定于升降直线导轨32上，所述线锯切割机构4固定于安装板37上。所述升降电机33运动带动升降丝杆转动，从而使得升降螺母36沿着升降丝杆上下运动，进而带动安装板37上下运动。安装板37通过升降滑块固定在升降直线导轨32上，使得安装板37上下运动的更加稳定，进而保证线锯切割机构4做上下切割运动的稳定性。优选的，所述升降电机33与升降丝杆通过升降减速机34连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括水平位移机构5，所述水平位移机构5用于带动左切割轮系41和右切割轮系42进行左右位移，以调整切割线416的位置，以便开方工作的尽心。具体的，所述水平位移机构5包括水平位移支座51、伺服电机52、转动丝杆53、转动螺母54、水平直线导轨55、左轮系安装座56和右轮系安装座57，所述水平位移支座51的底面与安装板37固定，所述水平直线导轨55设置于水平位移支座51的顶面上，所述左轮系安装座56和右轮系安装座57均通过水平滑块固定于水平直线导轨55上，所述左切割轮系41和右切割轮系42分别与左轮系安装座56和右轮系安装座57固定，所述伺服电机52与转动丝杆53连接，所述转动丝杆53水平设置，所述转动螺母54套设于转动丝杆53上，所述左轮系安装座56和右轮系安装座57分别通过转动螺母54与转动丝杆53连接。优选的实施例中，所述转动丝杆53上具有两方向相反的螺纹段，所述左轮系安装座56和右轮系安装座57分别通过转动螺母54安装于不同螺纹段上。通过该结构，能够使得左切割轮系41和右切割轮系42能够相对靠近或者远离，来调整切割线416的具体位置，在使用双刀对硅晶棒进行切割时，以适应不同规格的硅晶棒，使用更为便捷。

在其他的实施例中，所述开方机还包括水平位移机构5，所述水平位移机构5包括水平位移支座51、水平直线导轨55、左驱动机构、右驱动机构、左轮系安装座56和右轮系安装座57，所述左驱动机构、右驱动机构均包括伺服电机52、转动丝杆53和转动螺母54，所述伺服电机52与转动丝杆53连接，所述转动螺母54套设于转动丝杆53上，所述左轮系安装座56通过转动螺母54与左驱动机构中的转动丝杆53固定，所述右轮系安装座57通过转动螺母54与右驱动机构中转动丝杆53固定，所述左切割轮系41和右切割轮系42分别与左轮系安装座56和右轮系安装座57固定。在本实施例中，所述左切割轮系41和右切割轮系42的运动分别通过左驱动机构、右驱动机构来分别带动左轮系安装座56和右轮系安装座57运动来实现，单独调整左切割轮系41和右切割轮系42中切割线416的位置，来适应不同规格的硅晶棒，单独调整精度更高，使用更为方便。

作为本实用新型的一种优选结构，所述开方机还包括喷淋组件6，所述喷淋组件6设置于线锯切割机构4上方，喷嘴朝向切割线416。所述喷淋组件6用于线锯切割机构4的冷却和清洗，对左切割轮系41和右切割轮系42的冷却效果好，而且能够跟轻易的带走切割线416上残留的粉屑，有利于延长金刚石切割线416的使用寿命，减少粉屑对主动轮412和张紧轮414的磨损，保证线锯切割机的平稳运行，提高切割效率及切割效果。优选的，所述开方机还包括挡水帘7，所述挡水帘7位于线锯切割机构4的前方，切割线416与挡水帘7相垂直。所述挡水帘7能够阻挡喷淋到切割线416上的冷却水被高速运动的切割线416甩出，影响作业环境。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立式开方机，其特征在于，所述开方机包括底座、装夹机构、升降机构和线锯切割机构；

所述装夹机构设置于底座上，装夹机构用于固定待开方的硅晶棒；

所述升降机构包括升降支架，所述升降支架固定于底座上，升降机构用于带动线锯切割机构抬升或者下降；

所述线锯切割机构包括左切割轮系和右切割轮系，所述左切割轮系和右切割轮系结构相同，左切割轮系和右切割轮系均包括安装面板、主动轮、驱动电机、张紧轮、偏心张紧电机和切割线，所述驱动电机固定于安装面板上，主动轮套设于驱动电机的输出轴上，所述张紧轮套设于偏心张紧电机的输出轴上，所述切割线呈环形布设于主动轮和从动轮的线槽中。

2.根据权利要求1所述的立式开方机，其特征在于，所述装夹机构包括工装座、第一定位支架、第一定位块、第二定位支架、第二定位块和调节螺钉，所述第一定位支架和第二定位支架相对设置于工装座两侧，所述第一定位块固定于第一定位支架的内侧，所述第二定位块位于第二定位支架的内侧，所述调节螺钉穿过第二定位支架与第二定位块固定，调节螺钉可带动第二定位块移动。

3.根据权利要求2所述的立式开方机，其特征在于，所述装夹机构还包括边皮夹持机构，所述工装座的两侧均设置有边皮夹持机构，所述边皮夹持机构包括Stewart平台和吸盘，所述吸盘固定于Stewart平台的台面上，吸盘可与待开方硅晶棒侧壁吸附。

4.根据权利要求1所述的立式开方机，其特征在于，所述左切割轮系和右切割轮系还包括面板护罩，所述面板护罩固定于安装面板上，面板护罩与安装面板之间形成容置空腔，所述驱动电机和偏心张紧电机均位于容置空腔内。

5.根据权利要求1所述的立式开方机，其特征在于，所述升降机构还包括升降直线导轨、升降电机、升降螺杆、升降螺母和安装板，所述升降直线导轨沿升降支架竖直设置，所述升降电机固定于升降支架上，所述升降螺杆与升降电机传动连接，所述升降螺母套接于升降丝杆上，所述安装板与升降螺母固定，且安装板通过升降滑块固定于升降直线导轨上，所述线锯切割机构固定于安装板上。

6.根据权利要求5所述的立式开方机，其特征在于，所述开方机还包括水平位移机构，所述水平位移机构包括水平位移支座、伺服电机、转动丝杆、转动螺母、水平直线导轨、左轮系安装座和右轮系安装座，所述水平位移支座的底面与安装板固定，所述水平直线导轨设置于水平位移支座的顶面上，所述左轮系安装座和右轮系安装座均通过水平滑块固定于水平直线导轨上，所述左切割轮系和右切割轮系分别与左轮系安装座和右轮系安装座固定，所述伺服电机与转动丝杆连接，所述转动丝杆水平设置，所述转动螺母套设于转动丝杆上，所述左轮系安装座和右轮系安装座分别通过转动螺母与转动丝杆连接。

7.根据权利要求6所述的立式开方机，其特征在于，所述转动丝杆上具有两方向相反的螺纹段，所述左轮系安装座和右轮系安装座分别通过转动螺母安装于不同螺纹段上。

8.根据权利要求5所述的立式开方机，其特征在于，所述开方机还包括水平位移机构，所述水平位移机构包括水平位移支座、水平直线导轨、左驱动机构、右驱动机构、左轮系安装座和右轮系安装座，所述左驱动机构、右驱动机构均包括伺服电机、转动丝杆和转动螺母，所述伺服电机与转动丝杆连接，所述转动螺母套设于转动丝杆上，所述左轮系安装座通过转动螺母与左驱动机构中的转动丝杆固定，所述右轮系安装座通过转动螺母与右驱动机构中转动丝杆固定，所述左切割轮系和右切割轮系分别与左轮系安装座和右轮系安装座固定。

9.根据权利要求1所述的立式开方机，其特征在于，所述开方机还包括喷淋组件，所述喷淋组件设置于线锯切割机构上方，喷嘴朝向切割线。

10.根据权利要求9所述的立式开方机，其特征在于，所述开方机还包括挡水帘，所述挡水帘位于线锯切割机构的前方，切割线与挡水帘相垂直。

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