CN217621511U - 切割设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种切割设备，包括：硅棒承载装置；线切割装置；所述线切割装置与硅棒承载装置可相对移动；在相对移动过程中，线切割装置上绕设的切割线对硅棒进行切割；对中装置设置于硅棒承载装置上，对中装置中的至少一对对中夹爪延伸至硅棒的两侧，用于推硅棒移动至与切割线对应的目标切割位置。本申请实施例提供的硅棒切割设备能够实现对硅棒进行对中，进而通过切割线将硅棒切割成横截面积较小的小硅棒。

Description

切割设备

技术领域

本申请涉及硬脆材料切割技术，尤其涉及一种切割设备。

背景技术

随着异质结电池的发展，小片硅片的需求越来越大。传统方案中，通常是先将圆柱形的单晶硅棒切割成方棒，然后将方棒切割成大片硅片，再采用激光技术上对大片硅片进行划片切割形成小片硅片，但激光划片的过程会造成小片硅片的横断面产生损伤和缺陷态，严重影响最终加工成的异质结电池的转换效率。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种切割设备。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种切割设备，包括：

硅棒承载装置；

线切割装置；所述线切割装置与硅棒承载装置可相对移动；在相对移动过程中，线切割装置上绕设的切割线对硅棒进行切割；

对中装置设置于硅棒承载装置上，对中装置中的至少一对对中夹爪延伸至硅棒的两侧，用于推硅棒移动至与切割线对应的目标切割位置。

本申请实施例提供的技术方案，线切割装置与硅棒承载装置可相对移动；在相对移动过程中，线切割装置上绕设的切割线对硅棒进行切割；对中装置设置于硅棒承载装置上，对中装置中的至少一对对中夹爪延伸至硅棒的两侧，用于推硅棒移动至与切割线对应的目标切割位置，然后将硅棒与硅棒承载装置之间的相对位置保持固定，通过切割相对硅棒进行切割，得到两个横截面积较小的小硅棒，后续直接对小硅棒进行切片，得到尺寸较小的硅片，不再采用传统的激光划片，避免对硅片产生损伤，保障硅片质量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的切割设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的切割设备去掉线切割装置的结构示意图；

图3为将硅棒切成小硅棒的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的切割设备中硅棒承载装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的切割设备设有喷淋装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的切割设备中去掉承台托的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的切割设备中在机座上设置线切割装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的切割设备中线切割装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的切割设备中收放线机构、排线机构及张力机构的示意图；

图10为本申请实施例提供的硅棒对中装置的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的硅棒对中机构的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的硅棒对中机构的局部剖视图；

图13为本申请实施例提供的硅棒对中机构中对中支座与夹爪连接块配合的结构示意图；

图14为本申请实施例提供的另一种硅棒对中机构的结构示意图；

图15为图14所示硅棒对中机构的局部剖视图。

附图标记：

1-机座；

2-硅棒承载装置；21-承载平台；211-承台托；22-硅棒导向块；23-尼龙支撑块；

3-线切割装置；31-切割支架；32-收放线机构；321-收放线电机；322-轴承座；323-收放线辊；33-排线机构；331-排线模组；332-排线连接板；333-排线轮；334-平衡块；34-张力机构；341-张力电机；342-张力臂；343-张力轮；35-过线轮；36-切割线轮；

4-运动驱动机构；

5-对中装置；51-对中支撑座；52-对中调整板；53-对中机构；531-对中支座；532-对中气缸；533-对中驱动杆；534-对中导向杆；5341-限位套；535-对中夹爪；5351-夹爪连接块；5352-夹爪臂；536-缓冲块；537-第一防护钣金；538-第二防护钣金；539-风琴护罩；5310-对中丝杠；5311-对中丝母；5312-对中电机；5313-对中底座；5314-对中导轨；5315-对中滑块；5316-主动轮；5317-从动轮；5318-同步带；5319-防护罩；54-对中调整组件；56-棒长检测组件；

6-切割线；

7-硅棒；

8-喷淋装置。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

传统方案中先将圆柱形的单晶硅棒切割成方棒，然后将方棒切割成大片硅片，再采用激光技术上对大片硅片进行划片切割形成小片硅片，但激光划片的过程会造成小片硅片的横断面产生损伤和缺陷态，严重影响最终加工成的异质结电池的转换效率。

本实施例提供一种切割方法，在得到方棒后，沿方棒的长度方向对方棒进行切割，得到横截面积较小的小硅棒，然后再对小硅棒进行切片，直接得到尺寸较小的硅片，省去了激光划片的步骤，避免对小硅片表面产生损伤。其中一种切割方式可以从硅棒的中心线处进行切割，将方棒切割为两个横截面积相等的小硅棒，经切片后得到的小硅片尺寸相同，便于存放和运输。这种切割过程对线切割装置和硅棒之间的对位精度要求非常高，切割线必须经过方棒的中心线。

本实施例提供一种切割设备，用于对硅棒进行切割。硅棒可以为单晶硅棒，也可以为多晶硅棒。该切割设备具体用于沿硅棒的长度方向对硅棒进行切割，以将硅棒切割成横截面积较小的小硅棒，尤其适用于对横截面为矩形的方棒进行切割，以配合上述切割方法。

如图1和图2所示，本实施例提供的切割设备，包括：硅棒承载装置2、线切割装置3、运动驱动机构4和对中装置5。

线切割装置4与硅棒承载装置2可相对移动。在相对移动过程中，线切割装置3上绕设的切割线对硅棒7进行切割。实施方式中，可以采用硅棒承载装置2静止，线切割装置4移动；或者采用线切割装置4静止，硅棒承载装置2移动。本实施例以硅棒承载装置2移动为例进行说明。

对中装置5设置于硅棒承载装置2上，对中装置5对中装置5设有至少一对对中夹爪，延伸至硅棒7的两侧，用于推硅棒7移动至与切割线对应的目标切割位置。之后硅棒7保持在该位置处不动，驱动硅棒承载装置2移动，通过切割线对硅棒进行切割，得到两个横截面积较小的小硅棒。

如图3所示，以横截面为矩形的方棒为例，沿方棒的长度方向对方棒进行切割，得到两个横截面积较小的小硅棒。

本实施例提供的技术方案，线切割装置与硅棒承载装置可相对移动；在相对移动过程中，线切割装置上绕设的切割线对硅棒进行切割；对中装置设置于硅棒承载装置上，对中装置中的至少一对对中夹爪延伸至硅棒的两侧，用于推硅棒移动至与切割线对应的目标切割位置，然后将硅棒与硅棒承载装置之间的相对位置保持固定，通过切割相对硅棒进行切割，得到两个横截面积较小的小硅棒，后续直接对小硅棒进行切片，得到尺寸较小的硅片，不再采用传统的激光划片，避免对硅片产生损伤，保障硅片质量。

上述方案中，硅棒承载装置2可以直接坐落于地面上，线切割装置3相对于硅棒承载装置2移动。例如：在硅棒承载装置2上设置滑轨，线切割装置3在驱动电机的作用下沿滑轨移动。

或者，线切割装置3直接坐落于地面上，硅棒承载装置2相对于线切割装置移动。例如：在线切割装置3上设置滑轨，硅棒承载装置2在驱动电机的作用下沿滑轨移动。

或者，也可以采用机座，将硅棒承载装置2和线切割装置3均设置于机座上。本实施例中的附图均采用了机座1，机座1作为基础结构，用于安装及承载其他各部件。硅棒承载装置2、线切割装置3、运动驱动机构4和对中装置5均设置于机座1上。

在上述技术方案的基础上，当对中装置5中的对中夹爪将方棒推动方棒的中心线与切割线对正时的目标切割位置时，切割线可经过方棒的中心线进行切割，得到两个横截面积相等的小硅棒。例如：一对中的两个对中夹爪的移动行程和移动速度相同，可推动硅棒移动至硅棒沿长度方向的中心线与切割线对正。

基于上述方案，本实施例提供一种切割设备的具体实现方式：硅棒承载装置2沿水平方向相对于机座1移动，硅棒7的长度方向沿水平方向延伸。通过沿垂向延伸的切割线对硅棒7进行切割。

如图4所示，硅棒承载装置2具体包括：承载平台21及从承载平台21一侧沿水平方向伸出的至少一组承台托211。一组承台托211包括两个并排布置的承台托211，两个承台托211之间留有过线空间，切割线可从过线空间穿过。硅棒7放置于两个承台托211上，硅棒7的长度方向与承台托211的长度方向相同。

本实施例中，硅棒的长度方向、硅棒的中心线方向、硅棒承载装置2的移动方向相同，称为第二方向；硅棒的宽度方向称为第一方向，即：与第二方向垂直的水平方向与。在硅棒承载装置2沿第二方向移动的过程中，竖向的切割线从承台托211的一端进入过线空间，并对硅棒7进行切割。

上述承台托211可以为一组，对一根硅棒进行切割，实现单工位切割。或者，承台托211也可以为两组，两组承台托211并排设置，每组承台托211承载一根硅棒，可同时对两根硅棒进行切割，实现双工位切割。或者，承台托211也可以为三组以上，实现三工位以上切割。

硅棒承载装置2的驱动方式可以有多种，例如：通过驱动电机驱动沿第二方向延伸的丝杠转动，丝杠与承载平台21螺纹配合，以带动承载平台21沿第二方向移动，实现切割进给。也可以通过电动滑台、齿轮传动、皮带传动、气缸驱动等方式驱动承载平台21移动。

硅棒可通过人工放置于承台托211上，也可以通过机械手放置于承台托211上。在两个承台托211距离较远的两侧顶部设有硅棒导向块22。硅棒导向块22有多个，沿承台托211的长度方向间隔布设。硅棒导向块22用于限制硅棒的位置，将硅棒放置于相对两个硅棒导向块22之间。硅棒导向块22的内侧为斜面，用于引导硅棒下落。硅棒导向块22可采用尼龙等缓冲材料，避免划伤硅棒，对其进行保护。

另外，在承台托211的顶面间隔设置多个尼龙支撑块23，硅棒放置于尼龙支撑块23上。尼龙支撑块23能够对硅棒进行保护，避免划伤硅棒表面。

进一步的如图5所示，还采用喷淋装置8，用于向切割线喷洒切割液，用于对切割线进行润滑，并冲刷掉切割线上附着的硅粉等杂质，减少对硅棒切割面的磨损，提高切割质量。具体的，喷淋装置8固定于切割支架31上，在切割线轮的上方，向切割线喷洒切割液。

本实施例提供一种线切割装置3的具体实现方式：

如图6至图9所示，线切割装置3包括：切割支架31、两组收放线机构32、两组张力机构34及切割线轮组。两组收放线机构32固定于机座1上，分别位于切割支架31的两侧，用于提供切割线高速运动的动力。两组张力机构34设置于切割支架31上，分别位于切割支架31的两侧。切割线轮组包括两个中心线平行的切割线轮36。

切割线6从一个收放线机构32放出后依次绕设于一个张力机构34、切割线轮组中的两个切割线轮36、另一个张力机构34及另一个收放线机构32。

进一步的，还采用排线机构33，设置于收放线机构32旁侧，切割线从收放线机构32伸出后先经过排线机构33，再经过张力机构34。排线机构33用于引导切割线均匀缠绕在收放线机构32上。

进一步的，还采用过线机构设置于切割支架31上。经过张力机构34与切割线轮组中的切割线绕设于过线机构上。

一种具体实施方式：两个收放线机构32在运行过程中，其中一个作为放线机构，另一个作为收线机构。在切割线往复移动过程中，收放线机构32交替进行收线与放线。收放线机构32具体包括：收放线电机321、轴承座322及收放线辊323。其中，轴承座322固定于机座1，其内设有轴承。收放线电机321的输出轴与收放线辊323相连，且从轴承的内圈穿过。收放线电机321用于驱动收放线辊323往复转动，用于释放切割线及储存切割线。

排线装置33包括：排线模组331、排线连接板332、排线轮333和平衡块334。排线连接板332可在排线模组331的带动下往复运动，排线轮333设置于排线连接板332，与排线连接板332在收放线辊323的长度范围内往复运动，把缠绕在收放线辊323上的切割线依次释放，或将切割线均与绕设在收放线辊323。平衡块设置于排线连接板332，且与排线轮333处于相反方向，排线轮333和平衡块334可在固定轴线上旋转，调整平衡块334的位置可以实现排线轮333和平衡块334稳定平衡，保证排线轮333在往复运动过程中无晃动。排线轮333中附带张力监测传感器，用于检测切割线的张力。

张力机构34包括：张力电机341、张力臂342和张力轮343。张力轮343转动连接至张力臂342的一端，张力臂342的另一端与张力电机341相连。切割线绕设于张力轮343上，张力电机341驱动张力臂342摆动，提供稳定的摆动力矩保证在整个切割过程中切割线一直有稳定的附加张力。

进一步的，还包括多个过线轮35，切割线绕设于过线轮35上。过线轮35可以用于对切割线进行支撑，以保证切割线具有一定的张力，也可以用于改变切割线的方向。

一种实施方式为：在切割支架31的左右两侧分别形成收线区和放线区，收放线机构32、排线机构33和张力机构34设置于收线区、放线区。切割支架31的下方形成切割区，过线轮35和切割线轮36位于切割区。

在切割支架31的切割区设有切割轮组，切割轮组的数量可以为一组，也可以为两组或三组以上。本实施例以两组切割轮组为例。切割轮组中的两个切割线轮36上下布置，两个切割线轮36之间的切割线沿竖向延伸。切割线6从一侧的收放线辊323、排线轮333及张力轮343引出后，依次经过两个过线轮35、两个切割线轮36及底部的两个过线轮35后，绕设于另外两个切割线轮36，再经过两个过线轮35后经另一侧张力轮343、排线轮333收纳于收放线辊323。

两个切割线轮36之间的切割线形成线锯，用于对硅棒进行切割。两根线锯用于同时对两根硅棒进行切割，实现双工位切割，提高切割效率。一组切割轮组中，位于上方的切割线轮36设置于切割支架31，位于下方的切割线轮36设置于机座1上。

在上述技术方案的基础上，对中装置5设置于一组承台托211的下方，对中夹爪从一组承台托的两侧向上延伸至硅棒7两侧，用于推硅棒7沿第一方向水平移动。

如图4和图10所示，本实施例提供的硅棒对中装置包括：对中支撑座51、对中机构53和对中调整组件54。其中对中支撑座51为基础结构，对中机构53及对中调整组件54均安装至对中支撑座51上。对中支撑座51可安装至切割设备的机座上。

对中机构53设置于对中支撑座51上。对中机构53具有至少一对与硅棒对应设置的对中夹爪，一对对中夹爪可相互靠近或远离，以使硅棒移动至一对对中夹爪的中间位置。定义一对对中夹爪相互靠近或远离的移动方向为第一方向，第一方向与硅棒中心线垂直。

对中调整组件54用于调整对中机构53的位置，可带动对中机构53沿硅棒移动的方向进行移动，以将对中机构53精确移动到位。由于对中机构53自身的尺寸和生产误差的影响，对中机构53可能不会一次安装到位，可通过对中调整组件54推动对中机构53移动到位，保证对中机构53位置精准，才能确保对硅棒进行对中的精确度。

本实施例提供的技术方案，在对中支撑座上设置对中机构和对中调整组件，其中，对中调整组件用于调整对中机构的位置，对中机构具有至少一对对中夹爪，一对对中夹爪可相互靠近或远离以推动硅棒移动至一对对中夹爪的中间位置，实现硅棒对中，以将硅棒切割成横截面积较小的两个小硅棒，后续直接对小硅棒进行切片，得到尺寸较小的硅片，不再采用传统的激光划片，避免对硅片产生损伤，保障硅片质量。

进一步的，当一对对中夹爪的移动速度和移动距离相同时，切割线经过硅棒的中心线进行切割，进而将硅棒切割为两个横截面积相等的小硅棒。

当硅棒的长度较短时，采用一个对中机构53，其对中夹爪延伸至硅棒两侧的中部推硅棒即可将硅棒移动到位。

当硅棒的长度较长时，可以采用两个、三个或三个以上对中机构53，沿硅棒的长度方向间隔布设，分别从硅棒的前端、后端，也可以从中部对硅棒施加推动力，以使硅棒在移动过程中其中心线不发生偏移。

本实施例中，采用两个对中机构53沿硅棒的长度方向间隔布设，分别对硅棒的前部和后部施加推动力。

对中调整组件54的数量可以为两个，分别设于对中机构53的旁侧，用于推动对应的对中机构53沿第一方向移动。

进一步的，采用对中调整板52设置于对中支撑座51的顶部。对中调整板52可沿第一方向相对于对中支撑座51移动，并在移动到位后锁定，例如：可通过紧固件固定于对中支撑座51。对中调整组件54用于向对中调整板52施加作用力使其沿第一方向移动。对中机构53固定于对中调整板52上，与对中调整板52一起移动。

基于上述方案，两个对中机构53均设置于对中调整板52上，通过对中调整组件54推动对中调整板52移动，以使两个对中机构53跟随对中调整板52一起移动，则无需分别对对中机构53的位置进行调整，减少调整步骤和工序，进而提高生产效率。

对中调整组件54与对中机构53配合的方式可以有多种。例如一种实现方式为：对中调整组件54包括：对中调整块和调整螺栓，对中调整块固定于对中支撑座51上，对中调整块设有沿第一方向延伸的螺纹孔。调整螺栓旋入该螺纹孔内，通过转动调整螺栓可调节调整螺栓相对于对中调整块伸出的长度。调整螺栓的尾端抵顶于对中调整板或与对中调整板固定连接，通过转动调整螺栓可推动对中调整板沿第一方向移动。

对于对中调整板52与对中支撑座51之间的连接方式，例如一种实现方式为：在对中支撑座51开设沿第一方向延伸的长孔，对中调整板52通过螺栓固定于长孔内。当拧松螺栓时，对中调整板52可相对于对中支撑座51沿第一方向移动，当移动到位后，拧紧螺栓，将对中调整板52固定于对中支撑座51。

对中装置设置于承台托211下方，采用两个对中机构53沿硅棒长度方向间隔布置。对中机构53中的两个对中夹爪535向上延伸至硅棒7的两侧。在切割之前，先将硅棒7放置于承台托211上，然后驱动两个对中夹爪535相互靠近，当其中一个对中夹爪535与硅棒7侧面接触并对硅棒7施加推动力，推动硅棒7沿第一方向移动，直至移动到硅棒7的两侧面与对中夹爪535接触，则硅棒7移动到位，在该位置处，切割线可以经过硅棒的中心线进行切割。

在上述技术方案的基础上，采用棒长检测组件56，设置于对中调整板52上，可位于两个对中机构53之间。棒长检测组件56向上延伸至硅棒7的底部，用于检测硅棒7的当前位置，并在切割过程中根据硅棒7移动的距离计算硅棒7的长度。

在上述方案的基础上，本实施例提供一种对中机构53的实现方式：

如图11至图13所示，本实施例提供的硅棒对中机构包括：对中支座531、对中驱动件、对中驱动杆533和对中夹爪535。

其中，对中支座531为基础结构，用于安装和支承各部件。对中驱动件设置于对中支座531上。对中驱动件可以为电缸、液压缸或气缸等，本实施例中，对中驱动件具体为对中气缸532。

对中驱动杆533的数量为至少一对，一对包含两个对中驱动杆533。

对中夹爪的数量为至少一对，一对包含两个对中夹爪535。当采用一对对中夹爪535时，其中的两个对中夹爪535分别设置于对中支座531沿第一方向的两端。一个对中驱动杆533与一个对中夹爪535对应连接，两个对中夹爪535可同步相向运动或相背运动；或者，也可以采用两个对中驱动杆533与一个对中夹爪535连接另外两个对中驱动杆533与另一个对中夹爪535相连，以通过两个对中驱动杆533驱动一个对中夹爪535移动。

当采用两对对中夹爪535时，一对中的两个对中夹爪535分别设置于对中支座531沿第一方向的两端，两对对中夹爪535沿垂直于第一方向间隔布置。位于同一端的对中夹爪535与相同的对中驱动杆535相连，以通过对中驱动杆驱动两对对中夹爪535移动。

或者也可以采用三对以上对中夹爪，可参照上述两对进行设置。

具体的，以一对对中夹爪535为例，对中驱动杆533沿第一方向延伸，第一方向为对中夹爪535的移动方向，与硅棒的中心线垂直。气缸532位于中间，对中夹爪535位于两侧，对中驱动杆533的一端与气缸532相连，另一端与对中夹爪535相连。

对中气缸532可驱动对中驱动杆533沿第一方向相对于对中支座531移动，并带动对中夹爪535同步移动。对中气缸532驱动两个对中夹爪535以相同的速度移动相同的距离。

在切割设备对硅棒进行切割之前，通过对中气缸532驱动对中夹爪535相向移动，推动硅棒移动至中位，即：硅棒的中心线与切割线对正。例如：假设第一方向为左右方向，若硅棒初始位置偏左，则左侧的对中夹爪535先与硅棒接触，推动硅棒向右移动，直至移动到与右侧的对中夹爪535接触，到达中位。

本实施例提供的技术方案，将对中驱动件设置于对中支座，在对中支座的两侧各设置对中夹爪；对中驱动杆的一端与对中夹爪相连，另一端与对中驱动件相连，通过对中驱动器驱动对中驱动杆相对于对中支座移动，并带动对中夹爪同步移动，以使一对中的两个对中夹爪相互靠近的过程中推动硅棒移动至中位，与切割线对正，便于后续将硅棒切割成横截面相同的两个小硅棒。

一种实现方式：对中支座531内部设有容纳空间。对中驱动件设置于容纳空间内。

对中驱动杆533穿设于对中支座531，其一端穿入容纳空间内与对中气缸532相连，另一端露出对中支座531与对中夹爪535相连。对中驱动杆533与对中支座531产生相对运动，对中支座531对运动过程起导向作用。

在上述技术方案的基础上，还采用两个对中导向杆534分别与两个对中夹爪535一一对应连接。具体的，对中导向杆534沿第一方向延伸，可移动地设置于对中支座531，对中导向杆534的一端与对中夹爪535相连。一种实施方式为：对中导杆534穿设于对中支座531上。

在对中气缸532驱动对中夹爪535运动的过程中，容易受到与接触部件的摩擦力、重力等作用导致对中夹爪535的移动轨迹会偏离第一方向，导致两个对中夹爪535不能垂直抵接于硅棒两侧面。采用对中导向杆534连接于对中夹爪535与对中支座531之间，对对中夹爪535的移动进行导向，避免偏离第一方向，以使两个对中夹爪535垂直抵接于硅棒两侧面，提高对中准确性。

在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种硅棒对中机构的具体实现方式：对中夹爪535具体包括：夹爪连接块5351和夹爪臂5352。夹爪连接块5351与对中驱动杆533相连，夹爪臂5352设置于夹爪连接块5351，夹爪臂5352朝向硅棒延伸，夹爪臂5352的端部位于硅棒的侧面，用于对硅棒进行对正。

一种实施方式：夹爪臂5352设置于夹爪连接块5351的顶部，夹爪臂5352向上延伸，至夹爪臂5352的顶端位于硅棒的侧面，用于对上方的硅棒进行对正。

或者，夹爪臂5352也可以设置于夹爪连接块5351的底部，向下延伸至硅棒的侧面，用于对下方的硅棒进行对正。

进一步的，在夹爪臂5352朝向硅棒的一侧设置有缓冲块536。缓冲块536用于与硅棒表面直接接触，避免划伤硅棒表面，以对硅棒进行保护。缓冲块536可以采用尼龙、毛毡、橡胶、硅胶等软性材料。

上述对中支座531的一种实现方式：对中支座531为具有内部空腔的箱型结构，对中气缸532设置于内部空腔，对中气缸532的数量可以为一个或两个，当为一个时，对中气缸532可通过连杆传动结构分别与对中驱动杆533相连，通过一个对中气缸532驱动两个对中驱动杆533相向移动或相背移动。当对中气缸532的数量为两个时，一个对中气缸532与一个对中驱动杆533相连，两个对中驱动杆533的行程一致，以驱动对中夹爪535移动相同距离进行对中。

对中支座531中与第一方向垂直的两侧壁设有供对中驱动杆533穿过的驱动杆穿孔及供对中导向杆534穿过的导向杆穿孔。驱动杆穿孔位于导向杆穿孔的上方，且两个对中驱动杆533的中心线并排设置；两个对中导向杆534的中心线并排设置。

具体的，对中支座531的两侧壁分别设有四个穿孔，排布成两行两列，上面两个穿孔用于穿设对中驱动杆533，下面两个穿孔用于穿设对中导向杆534。从对中支座531的一侧来看，与该侧对中夹爪对应的对中驱动杆533穿入左上穿孔中，对中导向杆534穿入右下穿孔中。另一侧对中夹爪对应的对中驱动杆533穿入右上穿孔，对中导向杆534穿入左下穿孔。如此设置，与一个对中夹爪对应的对中驱动杆和对中导向杆沿对中支座531的对角线布置，二者之间的距离较大，更能提高移动过程的稳定性及准确性。

进一步的，对中机构内存在相对移动的部件，为了对移动部件进行防护，采用防护钣金、风琴护罩等罩设在外部，避免水、异物粉尘等进入对中支座内而影响对中驱动杆、对中导向杆的正常移动。

具体的，采用风琴护罩539连接于对中支座531与对中夹爪535之间，将对中支座531与对中夹爪535之间之间封闭。风琴护罩539的打开及收缩方向沿第一方向设置。当对中夹爪535向外移动时，风琴护罩539拉伸打开；当对中夹爪535向内移动时，风琴护罩539收缩。风琴护罩539能避免水、异物粉尘等进入，且不影响对中夹爪535正常移动。

进一步的，在对中导向杆534靠近对中夹爪535的端部套设有限位套5341，用于限制对中气缸的行程，防止对中气缸压坏风琴护罩539。

进一步的，采用防护钣金(称之为第一防护钣金537)铺设于对中支座531的上方，连接于两个风琴护罩539之间，可从上方进行防护。在应用过程中，第一防护钣金537会与切割设备中的上方部件存在接触，第一防护钣金537具有一定的强度及耐磨性，能够对对中支座531进行保护，减少磨损。

进一步的，采用第二防护钣金538围设于夹爪连接块5351的外部，以夹爪连接块5352进行保护，减少磨损，延长其使用寿命。

为了便于更清楚地理解本申请的技术方案，下面对本申请的硅棒对中机构的对中工作过程进行说明：

在硅棒放置于切割设备的承载平台后，硅棒位于两个对中夹爪之间，与两个对中夹爪不接触。控制对中机构中的对中驱动件工作，驱动至少一对对中驱动杆向内侧移动，带动两个对中夹爪相互靠近。其中一个对中夹爪先与硅棒接触，并推动硅棒朝向另一个夹爪的方向移动，直至两个对中夹爪均与硅棒接触并夹紧硅棒。

对中驱动件驱动两个对中夹爪以相同固定速度移动相同的距离，可将硅棒移动的到两个对中夹爪的中间位置，实现对中找正。在后续切割过程中，切割线可经过硅棒的中心线进行切割，以将硅棒切割成两个横截面积相等的小硅棒。

以对横截面为矩形的方棒为例，切割线经过方棒的中心线进行切割，可将方棒进行切半，得到两个横截面积相等的小硅棒。

如图14和图15所示，本实施例提供另一种对中机构的实现方式：硅棒对中机构包括：对中丝杠5310、对中驱动件、对中丝母5311和对中夹爪。

其中，对中丝杠5310沿第一方向延伸，对中丝母5311的数量为两个，对中丝母5311与对中丝杠5310螺纹配合。

采用至少一对对中夹爪535，一对包含两个对中夹爪535，两个对中夹爪分别设置于对中丝杠5310的两端。对中丝母5311与对应侧的对中夹爪连接，一对对中夹爪可同步相向运动或相背运动。第一方向为对中夹爪的运动方向。

当采用两对对中夹爪535时，两对沿垂直于第一方向间隔布置。两对中位于同一侧的对中夹爪535与相同的对中丝母5311相连。也可以采用三对以上对中夹爪535，参照两对进行设置。

对中驱动件可以为电机、液压缸或气缸等，本实施例中，对中驱动件具体为对中电机5312。对中电机5312与对中丝杠5310相连，用于驱动对中丝杠5310转动。当对中丝杠5310转动时，一对对中丝母5311的移动方向相反。

本实施例以一对对中夹爪为例，一个对中夹爪535与一个对中丝母5311对应连接，以与对中丝母5311相对于对中丝杠5310同步移动。对中夹爪朝向硅棒的方向延伸，两个对中夹爪用于从两侧抵顶硅棒以实现硅棒找正。对中电机5312通过对中丝杠5310驱动两个对中夹爪以相同的速度移动相同的距离。

在切割设备对硅棒进行切割之前，通过对中电机5312驱动对中夹爪相向移动，推动硅棒移动至中位，即：硅棒的中心线与切割线对正。例如：假设第一方向为左右方向，若硅棒初始位置偏左，则左侧的对中夹爪先与硅棒接触，推动硅棒向右移动，直至移动到与右侧的对中夹爪接触，到达中位。

本实施例提供的技术方案，采用两个对中丝母与对中丝杠螺纹配合，对中丝母与对应侧的对中夹爪相连，通过对中驱动件驱动对中丝杠转动，以使两个对中丝母带动对应的至少一对对中夹爪同时朝相反方向移动，对中夹爪相互靠近的过程中推动硅棒移动至中位，与切割线对正，便于后续将硅棒切割成横截面相同的两个小硅棒。

上述对中丝杠5310的数量可以为一个，对中丝杠5310的两端分别设有外螺纹，两端的外螺纹旋向相反，分别与一个对中丝母螺纹配合。当对中丝杠5310转动时，两个对中丝母5310朝向相反方向移动。

或者，也可以采用两个对中丝杠5310，一个对中丝杠5310与一个对中丝母5311螺纹配合。采用一个电机加连杆机构可驱动两个对中丝杠5310转动，或者采用两个电机分别驱动两个对中丝杠5310转动。

进一步的，还可以采用导向结构，用于在对中丝母5311移动的过程中进行导向。一种实施方式为：采用对中底座5313，在对中底座5313上设置沿第一方向延伸的对中导轨5314。采用两个对中滑块5315与对中导轨5314滑动连接。

对中丝母5311对应与对中滑块5315固定连接。则对中滑块5315限制对中丝母5311只能沿第一方向移动。除此之外，也可以采用对中滑槽与对中滑块配合的方式实现上述功能。

上述对中电机5312可以直接与对中丝杠5310相连，也可以通过传动机构与对中丝杠5310相连。

一种实施方式为：对中电机5312的中心线与对中丝杠5310的中心线平行且并排设置。如图2的视图角度，第一方向为图2的左右方向，对中电机5312位于对中丝杠5310左端螺纹段的旁侧，输出轴朝左延伸。传动机构的延伸方向垂直于第一方向，连接在对中丝杠5310的左端和对中电机5312的左端。

传动机构用于在对中丝杠5310和对中电机5312之间传递驱动力，本实施例提供一种具体方式：传动机构包括：主动轮5316、从动轮5317和同步带5318。其中，主动轮5316与对中电机5312的输出轴相连，对中电机5312的输出轴驱动主动轮5316同步转动。从动轮5317与对中丝杠5310相连，与对中丝杠5310同步转动。同步带5318套设于主动轮5316和从动轮5317上，以将主动轮5316的转动力矩传递给从动轮5317，再通过从动轮5317带动对中丝杠5310转动。

除了上述方案之外，传动机构也可以采用齿轮传动机构等。

在上述技术方案的基础上，为了对上述对中丝杠5310等运动部件进行防护，可采用防护罩5319罩设在对中丝杠、对中驱动件和对中丝母的外侧。防护罩5319可以为钣金，用于阻止水、粉尘杂质等进入防护罩5319围设的区域内。钣金具有一定的强度及耐磨性，能够对与之接触的结构进行保护，减少磨损。

一种方式为：采用两组防护罩5319分别罩设在两组对中丝母5311、对中滑块5315的外侧。进一步的，在两组防护罩5319之间连接风琴护罩539，将两组防护罩5319之间封闭。风琴护罩539的打开及收缩方向沿第一方向设置。当对中夹爪向外移动时，风琴护罩539拉伸打开；当对中夹爪向内移动时，风琴护罩539收缩。风琴护罩539能避免水、异物粉尘等进入，且不影响对中夹爪正常移动。

在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种对中夹爪的具体实现方式：对中夹爪具体包括：夹爪连接块5351和夹爪臂5352。夹爪连接块5351连接在防护罩5319，防护罩5319与对中丝母5311固定连接。夹爪臂5352与夹爪连接块5315相连，夹爪臂5352朝向硅棒的方向延伸，夹爪臂5352的端部位于硅棒的侧面，用于对硅棒进行对正。

一种实施方式：夹爪连接块5351连接在防护罩5319的顶部，夹爪臂5352向上延伸，至夹爪臂5352的顶端位于硅棒的侧面，用于对上方的硅棒进行对正。

或者，夹爪臂5352也可以向下延伸至硅棒的侧面，用于对下方的硅棒进行对正。在夹爪臂5352朝向硅棒的一侧设置有缓冲块536。缓冲块536用于与硅棒表面直接接触，避免划伤硅棒表面，以对硅棒进行保护。缓冲块536可以采用尼龙、毛毡、橡胶、硅胶等软性材料。

为了便于更清楚地理解本申请的技术方案，下面对本申请的硅棒对中机构的对中工作过程进行说明：

在硅棒放置于切割设备的承载平台后，硅棒位于一对对中夹爪之间，与两个对中夹爪不接触。控制对中机构中的对中驱动件工作，驱动对中丝杠转动，通过对中丝母带动一对中的两个对中夹爪相互靠近。其中一个对中夹爪先与硅棒接触，并推动硅棒朝向另一个夹爪的方向移动，直至两个对中夹爪均与硅棒接触并夹紧硅棒。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种切割设备，其特征在于，包括：

硅棒承载装置；

线切割装置；所述线切割装置与硅棒承载装置可相对移动；在相对移动过程中，线切割装置上绕设的切割线对硅棒进行切割；

对中装置设置于硅棒承载装置上，对中装置中的至少一对对中夹爪延伸至硅棒的两侧，用于推硅棒移动至与切割线对应的目标切割位置。

2.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，一对对中夹爪中的两个对中夹爪的移动行程和移动速度相同，用于推动硅棒移动至硅棒沿长度方向的中心线与切割线对正，以使切割线经过硅棒的所述中心线进行切割，得到横截面积相等的两个小硅棒。

3.根据权利要求2所述的切割设备，其特征在于，所述硅棒是横截面为矩形的方棒。

4.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，硅棒承载装置包括：承载平台及从承载平台一侧沿水平方向伸出的至少一组承台托；一组承台托包括两个并排布置的承台托，两个承台托之间留有过线空间，硅棒放置于两个承台托上，硅棒的长度方向与承台托的长度方向相同。

5.根据权利要求4所述的切割设备，其特征在于，所述对中装置设置于一组承台托的下方，对中夹爪从一组承台托的两侧向上延伸至硅棒两侧，用于推硅棒沿硅棒的宽度方向水平移动。

6.根据权利要求4所述的切割设备，其特征在于，所述对中装置包括：

对中支撑座，设置于一组承台托的下方；

对中机构，设置于所述对中支撑座上；所述对中机构具有至少一对对中夹爪，对中夹爪延伸至硅棒两侧；一对对中夹爪可相互靠近或远离，当相互靠近时可推动硅棒移动至一对对中夹爪的中间位置；

对中调整组件，设置于所述对中支撑座上，用于调整对中机构的位置。

7.根据权利要求6所述的切割设备，其特征在于，还包括：

对中调整板，设置于对中支撑座顶部；对中调整板可沿第一方向相对于对中支撑座移动，并在移动到位后通过紧固件固定于对中支撑座；所述对中机构固定于对中调整板上；对中调整组件用于向对中调整板施加沿第一方向移动的作用力；所述第一方向与对中夹爪相互靠近或远离的移动方向相同。

8.根据权利要求7所述的切割设备，其特征在于，所述对中机构的数量为两个，沿与第一方向垂直的方向间隔布设于对中调整板上。

9.根据权利要求8所述的切割设备，其特征在于，还包括：

棒长检测组件，设置于所述对中调整板上，位于两个对中机构之间；所述棒长检测组件向上延伸至硅棒底部。

10.根据权利要求6所述的切割设备，其特征在于，所述对中机构包括：

对中支座；

至少一对对中驱动杆；所述对中驱动杆沿第一方向延伸，设置于对中支座上；

对中驱动件，设置于所述对中支座；所述对中驱动件与各对中驱动杆的一端相连，所述对中驱动件可驱动对中驱动杆沿第一方向相对于对中支座移动；

至少一对对中夹爪，分别设置于所述对中支座沿第一方向的两端；对中夹爪分别与驱动杆的另一端相连以与对中驱动杆同步沿移动；所述对中夹爪朝向硅棒的方向延伸，一对对中夹爪用于从两侧抵顶硅棒以实现找正。

11.根据权利要求10所述的切割设备，其特征在于，所述对中支座内设有容纳空间，对中驱动件位于容纳空间内；所述对中驱动杆穿设于对中支座上，对中驱动杆穿入容纳空间内的端部与对中驱动件相连，对中驱动件伸出对中支座的端部与对中夹爪相连。

12.根据权利要求11所述的切割设备，其特征在于，所述对中机构还包括：

对中导向杆，沿第一方向延伸，可移动地设置于对中支座；所述导向杆的一端与对中夹爪相连。

13.根据权利要求10所述的切割设备，其特征在于，所述对中夹爪包括：

夹爪连接块，与对中驱动杆相连；

夹爪臂，设置于夹爪连接块；所述夹爪臂朝向硅棒延伸至硅棒的侧面。

14.根据权利要求11所述的切割设备，其特征在于，所述对中支座中与第一方向垂直的两侧壁设有供对中驱动杆穿过的驱动杆穿孔及供对中导向杆穿过的导向杆穿孔；

驱动杆穿孔位于导向杆穿孔的上方，且两个对中驱动杆的中心线并排设置；两个对中导向杆的中心线并排设置。

15.根据权利要求4所述的切割设备，其特征在于，所述承台托有两组，并排设置；线切割装置可同时对两组承台托上的硅棒进行切割。

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