CN220030778U - 切割装置及开方设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种切割装置及开方设备，其中，切割装置包括：用于绕设锯带的多个飞盘；飞盘驱动组件，与飞盘相连，用于驱动飞盘转动；多个导向轮，设置于相邻飞盘之间，用于对锯带进行限位。本申请实施例提供的切割装置及开方设备的结构较为简单，且可靠性更高。

Description

切割装置及开方设备

技术领域

本申请涉及硬脆材料切割技术，尤其涉及一种切割装置及开方设备。

背景技术

硅片是制造太阳能电池的主要原料，硅片的生产过程为：先将圆柱形的硅棒截断，然后就截断后的圆棒进行开方，得到横截面为矩形的方棒，再将方棒切成薄薄的硅片。传统的硅棒开方技术中，通常利用高速运动的环线切割线或长线切割线对硅棒进行切割，切掉四面边皮，得到方棒。无论环形切割线还是长线切割线，均需要采用多个导轮和切割轮对切割线进行导向和调节。一方面，切割线在高速运动过程中容易断线，一旦发生断线必须停机重新穿线，穿线需要花费较长的时间，影响了生产周期，降低生产效率；另一方面断线之后切割过的硅棒易被浪费，增加了生产成本。

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装置及开方设备。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种切割装置，包括：

用于绕设锯带的多个飞盘；

飞盘驱动组件，与飞盘相连，用于驱动飞盘转动；

多个导向轮，设置于相邻飞盘之间，用于对锯带进行限位。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种开方设备，包括：如上所述的切割装置。

本申请实施例所提供的技术方案，采用飞盘驱动组件驱动飞盘转动，锯带绕设于各飞盘之间，并采用导向轮设置于相邻的飞盘之间用于对锯带进行限位，降低锯带跑偏的几率，从而提高切割可靠性，并提高切割质量。并且，本实施例所提供的切割装置结构较为简单，相比于传统线切割的方式少了很多线轮，使切割装置的体积更小，制造和维护成本更低。另外，锯带的寿命更长，而且更换便捷，大大提高了生产效率，也提高了成品率及成品质量。

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装置对待切割件进行切割的示意图；

图2为本申请实施例提供的切割装置对待切割件进行切割的另一角度示意图；

图3为本申请实施例提供的切割装置对待切割件进行开方的流程图；

图4为本申请实施例提供的切割装置中导向轮的布局示意图；

图5为本申请实施例提供的切割装置中飞盘与锯带的侧视图；

图6为本申请实施例提供的切割装置中导向轮与锯带的相对位置示意图；

图7为本申请实施例提供的切割装置中锯带的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的切割装置中飞盘驱动组件的结构示意图。

附图标记：

1-飞盘；

2-飞盘驱动组件；21-伺服电机；22-联轴器；23-轴承；24-轴承座；25-主动轴；

3-导向轮；

4-锯带；

5-硅棒；51-方棒；52-边皮。

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。

本实施例提供一种切割装置，用于对待切割工件进行切割。待切割工件可以为；单晶硅棒、多晶硅棒、磁材棒、蓝宝石棒等硬脆材料棒体。该切割装置可以应用于截断机或开方机中，应用于截断机中可以将待切割工件切成小块，应用在开方机中可将圆柱形的待切割工件切成横截面为矩形的方棒。

本实施例以应用于开方机为例，对待切割工件进行开方得到方棒。待切割工件例如可以为单晶硅棒，简称硅棒。

上述切割装置可以应用于立式的切割设备，即硅棒竖向设置，切割装置上下移动进行切割；也可以应用于卧式切割设备，即硅棒水平设置，切割装置水平移动进行切割。本实施例以立式为例进行说明。

如图1和图2所示，本实施例提供的切割装置包括：飞盘1、飞盘驱动组件2和导向轮3。

其中，飞盘1为圆盘，其数量可以为两个、三个或大于三个。各飞盘1的转动中心线平行，锯带4绕设于各飞盘1之间，任意两个飞盘1之间的一段锯带用于对硅棒5进行切割。飞盘驱动组件2与飞盘1相连，用于驱动飞盘1高速转动，锯带4在各飞盘1之间高速移动。

导向轮3的数量为多个，分别设置于飞盘1之间，用于对锯带4进行限位，避免锯带脱离工作位置而导致切割失效。在锯带4移动过程中，导向轮3随着转动，与锯带4之间形成滚动摩擦。

在切割过程中，通过任两个飞盘1之间的锯带4对硅棒进行切割，之后，可转动硅棒至另一角度，然后再采用任两个飞盘1之间的锯带4进行切割。例如：转动硅棒90°，再采用任两个飞盘1之间的锯带4进行切割。如此转动3次硅棒，并切割四次后完成开方。

本实施例所提供的技术方案，采用飞盘驱动组件驱动飞盘转动，锯带绕设于各飞盘之间，并采用导向轮设置于相邻的飞盘之间用于对锯带进行限位，降低锯带跑偏的几率，从而提高切割可靠性，并提高切割质量。并且，本实施例所提供的切割装置结构较为简单，相比于传统线切割的方式少了很多线轮，使切割装置的体积更小，制造和维护成本更低。另外，锯带的寿命更长，而且更换便捷，大大提高了生产效率，也提高了成品率及成品质量。

上述导向轮3分别位于锯带4的两侧，使锯带4只能从导向轮3之间的间隙穿过，实现对锯带4进行限位。

本实施例提供一种实施方式：如图1、2、4、5、7所示，采用两个飞盘1，锯带4绕设于两个飞盘1之间。

例如：两个飞盘1位于同一水平面上，二者之间的距离大于硅棒的直径。锯带4绕设于两个飞盘1之间形成环形，在飞盘1高速转动的过程中，锯带4在两个飞盘1之间高速移动。绕在飞盘1周面的锯带4为弧线段，两个飞盘1之间的两段锯带为直线段且相互平行。弧线段的锯带4与飞盘1紧密贴合。两段相互平形的直线段锯带与飞盘1相切，可以同步对硅棒进行切割。

飞盘的直径根据需要对硅棒进行开方的尺寸进行选定，以使锯带正好位于切割位置处。两个飞盘1之间的距离可进行调整，以调节锯带4的张紧力，防止锯带4打滑。

如图3所示，采用上述切割装置对硅棒5进行一次切割可切掉两块边皮52，然后将硅棒5转动90°，再通过切割装置进行第二次切割，切掉另外两块边皮52，得到方棒51。该方案减少了切割次数，能成倍提高生产效率，降低生产成本。

在其中一个直线段锯带4的两侧设置导向轮3。或者也在两个直线段锯带4的两侧均对应设置导向轮3，能够对两段锯带4都进行限位，进一步提高切割可靠性。

导向轮3为偶数个，每两个导向轮3为一组，多组导向轮3沿锯带4间隔设置，每组中两个导向轮3分别设置于锯带4的两侧。

对于每一个直线段锯带4，可以设置一组、两组或三组以上导向轮3各组导向轮3间隔设置。

锯带4从每组中的两个导向轮3之间的间隙穿过，两个导向轮3之间的距离可根据锯带4的厚度、移动速度、振幅进行设定，不影响锯带4高速移动，又能实现对锯带4进行限位。

各组导向轮3以两个飞盘1的转动中心线所形成的平面为对称面呈对称设置。具体的，两个直线段锯带4两侧的导向轮3对称设置，使两个直线段锯带4能够对硅棒进行同步切割，且能保持两个直线段锯带4保持平行及对称进行切割。

各组导向轮3设置于锯带4靠近飞盘1的一侧，各组导向轮3之间预留出供硅棒通过的空间。

如图1、2、4、6所示，进一步的，每组中的两个导向轮3转动中心线所形成的平面与锯带4垂直，以使锯带4两侧对称受力，从而提高锯带4的稳定性，进而提高切割质量。

如图1、2、4所示，采用八个导向轮3，分为四组，每组包括两个导向轮3。两组导向轮3对一个直线段锯带4进行限位。两个锯带4对应位置处的导向轮位置可变，调整两个直线段锯带4之间的距离D，以适应不同尺寸的硅棒，也能够调整锯带4的张紧力。

具体的，导向轮3为圆柱体，导向轮3的高度不小于锯带4的宽度。当锯带4发生上下移动时，仍然与导向轮3接触，提高限位可靠性。

进一步的，飞盘1的周面设有限位槽，锯带4位于限位槽内。具体的，飞盘1的周面中部设置限位槽，以使锯带4被限位于飞盘1的周面中部。限位槽的侧壁能够限制锯带4沿飞盘轴向移动，避免锯带4脱离飞盘1，提高可靠性。

另外，还采用检测组件设置于飞盘1的侧面，用于检测锯带4相对于飞盘1周面移动的状态。检测组件可以为接近开关、距离传感器等，当检测到锯带4相对于飞盘1移动了较大的位置时，存在脱离飞盘1的风险，则需要停机进行检查修正。

本实施例还提供一种飞盘驱动组件2的实施方式，如图8所示，飞盘驱动组件2包括：伺服电机21、联轴器22、轴承23、轴承座24和主动轴25。其中，伺服电机21与主动轴25之间通过联轴器22相连。轴承23位于伺服电机21与主动轴25之间提供滚动摩擦。轴承23和主动轴25均设置于轴承座24内，主动轴25的末端插入飞盘1中部的通孔与飞盘1相连，通过伺服单机21通过主动轴25带动飞盘1高速转动。

对于采用两个飞盘1的方案，一种方式为：一个飞盘1作为主动盘，另一个飞盘1作为从动盘。或者两个飞盘1均作为主动盘，采用两个飞盘驱动组件2各自驱动一个飞盘1转动。两个飞盘驱动组件2提供相同的转速，使两个飞盘1同步转动。

上述锯带4具体为金刚砂锯带，其硬度较高，能够切割多种硬脆材料棒。飞盘驱动组件2带动锯带4移动的线速度可以为25-40m/min。

本实施例还提供一种开方设备，包括上述任一内容所提供的切割装置。开方设备还包括：承载台，用于承载及固定待切割工件。例如：硅棒竖向设置于承载台上，切割装置在初始状态时位于硅棒上方，在切割过程中向下移动对硅棒进行切割。

开方设备可设置有一个工位，或设置有两个工位。对于两个工位的方案，两个工位可相对独立地进行切割，共用一套上下料装置、转运装置及取边皮装置，从而节省成本。两个工位可以都为开方工位，或者一个工位为开方工位，另一个工位为磨削工位。

本实施例所提供的开放设备具有与上述切割装置相同的技术效果。

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 (10)

1.一种切割装置，其特征在于，包括：

用于绕设锯带的多个飞盘；

飞盘驱动组件，与飞盘相连，用于驱动飞盘转动；

多个导向轮，设置于相邻飞盘之间，用于对锯带进行限位。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述飞盘的数量为两个，锯带绕设于两个飞盘之间。

3.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，导向轮为偶数个，每两个导向轮为一组，多组导向轮沿锯带间隔设置，每组导向轮分别设置于锯带两侧。

4.根据权利要求3所述的切割装置，其特征在于，每组中的两个导向轮的转动中心线所形成的平面与锯带垂直。

5.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述导向轮设置于锯带靠近飞盘的一侧。

6.根据权利要求1-5任一项所述的切割装置，其特征在于，导向轮的数量为八个；两个导向轮为一组，设置于锯带的两侧。

7.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述飞盘的周面设有限位槽，所述锯带位于限位槽内。

8.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，还包括；检测组件，设置于飞盘侧面，用于检测锯带相对于飞盘周面移动的状态。

9.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述飞盘的中部设有通孔，所述飞盘驱动组件连接于通孔。

10.一种开方设备，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的切割装置。