CN212528283U - 一种环形线锯切割运行机构及切磨一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环形线锯切割运行机构，包括机架、环形线锯切割单元和升降单元；环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，其中线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，主驱动组件包括主驱动电机和主驱动轮，主驱动轮与主驱动电机传动连接，张紧组件包括张紧轮、张紧主轴、张紧轴承座、摆臂、摆臂转轴、摆臂轴承座、张力臂和张紧电机，张紧轮套设于张紧轴承座的侧壁上，张紧轴承座套设于张紧主轴外，摆臂一端与张紧主轴固定，另一端与摆臂转轴固定，摆臂轴承座套设于摆臂转轴外述张紧电机通过张力臂与摆臂转轴连接。本方案中线锯切割组件的结构更为紧凑且结构刚性更好，能够持续进行稳定的切割，有利于提高切割效率。

Description

一种环形线锯切割运行机构及切磨一体机

技术领域

本实用新型涉及硬脆材料切割技术领域，尤其涉及一种环形线锯切割运行机构及切磨一体机。

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等元器件前期工序中不可缺少的加工步骤。

现有的硅晶棒加工设备中，对硅晶棒进行开方、截断等工作一般都采用缠绕式金刚石切割长线来进行切割工作，其相对于环形金刚石线锯来说，具有长线易断裂，且更换过程繁琐，需要人工参与配合工作，切割效率较低的问题。因此，现在部分厂家采用环线作业进行切割，常见环形线锯切割单元包括驱动组件、从动组件、张紧组件和环形金刚石线，轮系结构较为庞大，结构刚性稍显不足，切割时稳定性不佳，容易影响切割精度。此外，当切割系统由多个环形线局切割单元组成时，轮系布局更为混乱，导致切割系统结构冗余，增加切割工作的成本，而且切割效率不高。

发明内容

为此，需要提供一种环形线锯切割运行机构及切磨一体机，来解决现有的线锯切割单元中，轮系结构庞大，刚性不足，持续进行切割时稳定性不足，影响切割精度的问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种环形线锯切割运行机构，所述切割运行机构包括机架、环形线锯切割单元和升降单元；

所述环形线锯切割单元和升降单元安装于所述机架上；

所述环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，所述线锯切割组件与联动架固定，线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，所述主驱动组件包括主驱动电机和主驱动轮，所述主驱动轮与主驱动电机传动连接，所述张紧组件包括张紧轮、张紧主轴、张紧轴承座、摆臂、摆臂转轴、摆臂轴承座、张力臂和张紧电机，所述张紧轮套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴外，所述摆臂一端与张紧主轴固定，另一端与摆臂转轴固定，所述摆臂轴承座套设于摆臂转轴外，所述张紧电机通过张力臂与摆臂转轴连接，所述环形切割线布设于主驱动轮和张紧轮的线槽中；

所述升降单元与联动架传动连接，所述升降单元用于驱动环形线锯切割单元抬升或者下降。

作为本实用新型的一种优选结构，所述张紧组件还包括张力绳，所述张力绳一端固定在张紧电机的枢转轴上，另一端与张力臂固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述张紧组件还包括导向轮，所述张力绳绕设于导向轮后与张力臂的一端固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述环形线锯切割单元包括线锯切割模组，所述线锯切割模组包括两组线锯切割组件和两组轮系安装架，所述线锯切割组件固定于轮系安装架上，所述轮系安装架包括主驱动轮安装板和张紧轮安装板，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板相对设置，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板分别安装不同线锯切割组件中的主驱动轮和张紧轮，且两组线锯切割组件中的环形切割线相互平行。

作为本实用新型的一种优选结构，所述两组轮系安装架的上方均设置有水平位移机构，所述水平位移机构包括驱动电机、转动丝杆、第一滑动座和第二滑动座，所述驱动电机连接转动丝杆，所述第一滑动座和第二滑动座均通过滑动螺母与转动丝杆连接，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板分别与第一滑动座和第二滑动座连接。

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，所述第一滑动座和第二滑动座分别通过滑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，所述水平位移机构还包括位移检测元件，所述位移检测元件用于检测滑动螺母的位移。

作为本实用新型的一种优选结构，所述环形线锯切割单元包括两对线锯切割模组，所述两对线锯切割模组中的四条环形切割线围成井字形结构。

作为本实用新型的一种优选结构，所述升降单元为同步升降驱动单元。

进一步地，发明人还提供了一种切磨一体机，所述切磨一体机包括切割运行机构、磨头机构和装夹机构，所述切割运行机构为上述的环形线锯切割运行机构，所述磨头机构设置于环形线锯切割运行机构的机架上，所述装夹机构用于固定待加工的硅晶棒料。

区别于现有技术，上述技术方案具有如下优点：本实用新型一种环形线锯切割运行机构及切磨一体机，其中所述切割运行机构包括机架以及安装于机架上的环形线锯切割单元和升降单元，所述环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，所述升降单元用于通过联动架带动线锯切割组件进行抬升或者下降以对硅晶棒进行切割工作，线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，主驱动组件中的主驱动电机带动主驱动轮转动，带动绕设于主驱动轮和张紧轮线槽中的环形切割线转动，从而对进行切割工作，张紧组件中可通过张紧电机提供驱动力，经由张力臂、摆臂转轴、摆臂、张紧主轴的传动带动张紧轮摆动，从而实现环形切割线的张紧。在本方案中，线锯切割组件中仅有驱动组件和张紧组件，线锯切割组件的结构更为紧凑且结构刚性更好，能够持续进行稳定的切割，有利于提高切割效率，并且线锯的张紧更为的简单，张紧效果更佳。

附图说明

图1为本实用新型所述环形线锯切割运行机构一实施例的斜视结构示意图；

图2为本实用新型所述环形线锯切割运行机构中线锯切割组件一实施例的斜视结构示意图；

图3为本实用新型所述环形线锯切割运行机构中线锯切割模组一实施例的斜视结构示意图；

图4为本实用新型中水平位移机构和轮系安装架配合结构一实施例的斜视示意图；

图5为本实用新型中水平位移机构和轮系安装架配合结构一实施例的斜视示意图；

图6为本实用新型所述切磨一体机一实施例的斜视结构示意图。

附图标记说明：

10、切割运行机构；

100、机架；

200、环形线锯切割单元；

210、线锯切割组件；

211、主驱动组件；2111、主驱动电机；2112、主驱动轮；

212、张紧组件；2121、张紧轮；2122、张紧主轴；2123、摆臂；2124、摆臂转轴；2125、张力臂；2126、张紧电机；2127、张力绳；2128、导向轮；

213、环形切割线；

220、联动架；

300、升降单元；

310、升降驱动电机；

320、减速器；

330、滚珠丝杆；

400、轮系安装架；

410、主驱动轮安装板；

420、张紧轮安装板；

500、水平位移机构；

510、驱动电机；

520、转动丝杆；

530、第一滑动座；

540、第二滑动座；

550、滑动螺母；

560、位移检测元件；

20、磨头机构；

30、装夹机构。

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。

请一并参阅图1至图6，本实用新型提供了一种环形线锯切割运行机构 10，切割运行系统用于对硅晶棒进行切割工作，包括硅晶棒的开方、截断以及切片等工作。具体的，所述切割运行机构10包括机架100、环形线锯切割单元200和升降单元300；

所述环形线锯切割单元200和升降单元300安装于所述机架100上；机架100作为切割运行机构10的支撑承载机构，用于安装其他组成部件；

所述环形线锯切割单元200用于对待加工的硅晶棒进行切割工作。具体的，所述环形线锯切割单元200包括线锯切割组件210和联动架220，所述线锯切割组件210与联动架220固定，线锯切割组件210包括主驱动组件211、张紧组件212和环形切割线213，主驱动组件211用于驱动环形切割线213转动，为切割工作提供稳定的驱动力，所述主驱动组件211包括主驱动电机2111 和主驱动轮2112，所述主驱动轮2112与主驱动电机2111传动连接，用于带动主驱动轮2112转动，从而带动环形切割线213进行转动，所述张紧组件212 用于环形切割线213的导向布设以及张紧工作，具体的，所述张紧组件212 包括张紧轮2121、张紧主轴2122、张紧轴承座、摆臂2123、摆臂转轴2124、摆臂2123轴承座、张力臂2125和张紧电机2126，所述张紧轮2121套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴2122外，所述摆臂2123 一端与张紧主轴2122固定，另一端与摆臂转轴2124固定，所述摆臂2123轴承座套设于摆臂转轴2124外，所述张紧电机2126通过张力臂2125与摆臂转轴2124连接，所述环形切割线213布设于主驱动轮2112和张紧轮2121的线槽中；联动架220用于连接线锯切割组件210和升降单元300，以便于升降单元300带动线锯切割组件210上下运动。

在实际工作中，张紧电机2126用于为张紧工作提供驱动力，张紧电机2126 通过带动张力臂2125转动带动摆臂转轴2124转动，经由摆臂2123传动，带动张紧主轴2122移动，从而改变摆臂2123轴承座以及套设在摆臂2123轴承座上的张紧轮2121的位置，以拉紧切割线。摆臂2123轴承座用于安装张紧轮2121，在张紧主轴2122和张紧轴承座之间安装张紧轴承，便于张紧轴承座的转动，以便于张紧轮2121在环形切割线213的带动下转动。通过张紧电机 2126来进行环形切割线213张进度的调节，可以通过检测张紧电机2126的力矩，当力矩处于预设范围内时，环形切割线213处于张紧状态无需调整；当力矩超过预设范围时，说明环形切割线213，此时需要启动张紧电机2126，使得张紧轮2121向主驱动轮2112靠近，使得环形切割线213放松；当力矩小于预设范围时，说明环形切割线213松弛，此时需要启动张紧电机2126，使得张紧轮2121向主驱动轮2112远离，使得环形切割线213张紧，对环形切割线213的张紧工作更加方便。

请参阅图2至图4，作为本实用新型的一种优选实施例，所述张紧组件 212还包括张力绳2127，所述张力绳2127一端固定在张紧电机2126的枢转轴上，另一端与张力臂2125固定。张紧组件212中增设张力绳2127，通过张力绳2127来连接张紧电机2126和张力臂2125，以便于更加合理的选择张紧电机2126的设置位置，使得线锯切割组件210结构布设更为合理，以便于多线锯切割组件210的轮系布局，精简结构。并且通过张力绳2127来拉动张紧电机2126的输出轴，张紧电机2126的力矩变化更为明显，便于环形切割线 213的张进度调整。优选的，所述张紧组件212还包括导向轮2128，所述张力绳2127绕设于导向轮2128后与张力臂2125的一端固定，所述导向轮2128 的设置，能够改变张紧电机2126提供的张紧力的方向，以便于更为稳定的拉动张力臂2125进行传动。

如图2至图4所示的实施例中，所述环形线锯切割单元200包括线锯切割模组，所述线锯切割模组包括两组线锯切割组件210和两组轮系安装架400，所述线锯切割组件210固定于轮系安装架400上，所述轮系安装架400包括主驱动轮安装板410和张紧轮安装板420，所述主驱动轮安装板410和张紧轮安装板420相对设置，所述主驱动轮安装板410和张紧轮安装板420分别安装不同线锯切割组件210中的主驱动轮2112和张紧轮2121，且两组线锯切割组件210中的环形切割线213相互平行。本实施例为双刀切割轮系，其中包含两组线锯切割组件210和两组轮系安装架400，能够对硅晶棒进行双刀切割。在本实施例中，两组线锯切割组件210中的主驱动组件211和张紧组件212 互为对角设置，以使得线锯切割模组的结构更加紧凑，更加方便轮系布局，降低使用成本，提高切割效率、

请参阅图2至图4，作为本实用新型的一种优选实施例，所述两组轮系安装架400的上方均设置有水平位移机构500，所述水平位移机构500包括驱动电机510、转动丝杆520、第一滑动座530和第二滑动座540，所述驱动电机 510连接转动丝杆520，所述第一滑动座530和第二滑动座540均通过滑动螺母550与转动丝杆520连接，所述主驱动轮安装板410和张紧轮安装板420 分别与第一滑动座530和第二滑动座540连接。在两组轮系安装架400的上方均设置水平位移机构500，能够分别同时对两组线锯切割组件210的位置进行调整，以对环线切割双线的位置进行调整，更好的与待切割的硅晶棒进行刀位校正，使用更加方便。优选的实施例中，所述转动丝杆520上具有两方向相反的螺纹段，所述第一滑动座和第二滑动座分别通过滑动螺母550安装于不同螺纹段上，以便于调整两组线锯切割组件210中环形切割线213之间的间距，以适应不同规格的硅晶棒的切割工作。

如图3和图4所示的实施例中，所述水平位移机构500还包括位移检测元件560，所述位移检测元件560用于检测滑动螺母550的位移。位移检测元件560通过检测滑动螺母550的位移以便得知环形切割线213位置改变的距离，使得其他的水平位移机构500能够具有统一的位置调整标准，调整效率以及精度更高。

请参阅图3，作为本实用新型的一种优选实施例，所述环形线锯切割单元 200包括两对线锯切割模组，所述两对线锯切割模组中的四条环形切割线213 围成井字形结构。本实施例为硅晶棒四刀切割机构，具有四个线锯切割组件 210，四条环形切割线213围成井字形结构能够一次性实现硅晶棒的四边同时切割，切割效率更高。

请参阅图1，作为本实用新型的一种优选实施例，所述升降单元300为同步升降驱动单元。所述同步升降单元300用于在环形线锯切割单元200的对应的两侧，同时带动环形线锯切割单元200下降进行切割工作，环形线锯切割单元200下降过程更为稳定，切割精度更高。具体的，所述同步升降驱动单元包括升降驱动电机310、减速器320和滚珠丝杆330，所述环形线锯切割单元200两侧联动架220均与滚珠丝杆330连接，所述滚珠丝杆330连接减速器320，两减速器320通过传动机构与升降驱动电机310连接，升降驱动电机310工作，将驱动力传递给减速器320，然后带动两根滚珠丝杆330同时转动，以实现在环形线锯切割单元200的左右两侧同时带动其抬升或者下降。优选的实施例中，所述机架100上设置有竖直滑轨，联动架220上固定有可沿滑轨滑动的竖直滑块，以保证环形线锯切割单元200运行的稳定性。

如图5所示的实施例中，本实用新型还提供了一种切磨一体机，所述切磨一体机可适用于硅晶棒的开方切割以及开方后的抛磨工作。具体的，所述切磨一体机包括切割运行机构10、磨头机构20和装夹机构30，所述切割运行机构10为上述的环形线锯切割运行机构10，所述磨头机构20设置于环形线锯切割运行机构10的机架100上，所述装夹机构30用于固定待加工的硅晶棒料。所述磨头机构20用于对硅晶棒切割后的开方面进行抛光和研磨工作，磨头机构20采用现有成熟产品即可。所述切磨一体机使用上述的切割运行机构10进行硅晶棒料的开方工作，切割效率高，使用成本低。

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)

1.一种环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述切割运行机构包括机架、环形线锯切割单元和升降单元；

所述环形线锯切割单元和升降单元安装于所述机架上；

所述环形线锯切割单元包括线锯切割组件和联动架，所述线锯切割组件与联动架固定，线锯切割组件包括主驱动组件、张紧组件和环形切割线，所述主驱动组件包括主驱动电机和主驱动轮，所述主驱动轮与主驱动电机传动连接，所述张紧组件包括张紧轮、张紧主轴、张紧轴承座、摆臂、摆臂转轴、摆臂轴承座、张力臂和张紧电机，所述张紧轮套设于张紧轴承座的侧壁上，所述张紧轴承座套设于张紧主轴外，所述摆臂一端与张紧主轴固定，另一端与摆臂转轴固定，所述摆臂轴承座套设于摆臂转轴外，所述张紧电机通过张力臂与摆臂转轴连接，所述环形切割线布设于主驱动轮和张紧轮的线槽中；

所述升降单元与联动架传动连接，所述升降单元用于驱动环形线锯切割单元抬升或者下降。

2.根据权利要求1所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述张紧组件还包括张力绳，所述张力绳一端固定在张紧电机的枢转轴上，另一端与张力臂固定。

3.根据权利要求2所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述张紧组件还包括导向轮，所述张力绳绕设于导向轮后与张力臂的一端固定。

4.根据权利要求1所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述环形线锯切割单元包括线锯切割模组，所述线锯切割模组包括两组线锯切割组件和两组轮系安装架，所述线锯切割组件固定于轮系安装架上，所述轮系安装架包括主驱动轮安装板和张紧轮安装板，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板相对设置，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板分别安装不同线锯切割组件中的主驱动轮和张紧轮，且两组线锯切割组件中的环形切割线相互平行。

5.根据权利要求4所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述两组轮系安装架的上方均设置有水平位移机构，所述水平位移机构包括驱动电机、转动丝杆、第一滑动座和第二滑动座，所述驱动电机连接转动丝杆，所述第一滑动座和第二滑动座均通过滑动螺母与转动丝杆连接，所述主驱动轮安装板和张紧轮安装板分别与第一滑动座和第二滑动座连接。

6.根据权利要求5所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述转动丝杆上具有两方向相反的螺纹段，所述第一滑动座和第二滑动座分别通过滑动螺母安装于不同螺纹段上。

7.根据权利要求5所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述水平位移机构还包括位移检测元件，所述位移检测元件用于检测滑动螺母的位移。

8.根据权利要求4所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述环形线锯切割单元包括两对线锯切割模组，所述两对线锯切割模组中的四条环形切割线围成井字形结构。

9.根据权利要求1所述的环形线锯切割运行机构，其特征在于，所述升降单元为同步升降驱动单元。

10.一种切磨一体机，所述切磨一体机包括切割运行机构、磨头机构和装夹机构，其特征在于，所述切割运行机构为权利要求1-9任意一项所述的环形线锯切割运行机构，所述磨头机构设置于环形线锯切割运行机构的机架上，所述装夹机构用于固定待加工的硅晶棒料。

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