CN106273013A - 工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法,该工件切割机构包括:相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组,第一切割轮组和第二切割轮组分别具有并排的多个第一切割轮和多个第二切割轮;相对设置的第一过渡导轮组和第二过渡导轮组,第一过渡导轮组邻设于第一切割轮组且具有并排的多个第一过渡导轮,第二过渡导轮组邻设于第二切割轮组且具有并排的多个第二过渡导轮;切割线,顺次缠绕于第一过渡导轮、第一切割轮、第二切割轮、第二过渡导轮,在一一对应的第一切割轮和第二切割轮之间形成切割线网,如此,可确保切割线网中各条切割线的稳定性、第一切割轮与第二切割轮之间的切割线线长及相邻两条切割线之间的线距的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及工件加工技术领域,特别是涉及工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法。
背景技术
线切割技术是目前较先进的加工技术,原理是通过高速运动的切割线对待加工的工件进行摩擦,从而达到切割的目的。在对工件的切割过程中,切割线通过切割轮的引导,形成一张线网,而待加工的工件通过工作台的移动实现工件的进给,在压力泵的作用下,装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至切割线和待切割工件的切切割部位,由切割线的往复运动以对待切割工件进行切割,线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片以及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。
在现有技术中,线切割设备中用于供切割线缠绕以形成切割线网的切割轮组多为对称设置。以常见的线切割设备为例,两个切割轮组以上下设置或水平方向上的左右设置,两个切割轮组中的各个切割轮相互一一对应,切割线依序缠绕于各个切割轮上以形成具有多条切割线段的切割线网。在实际应用中,线切割设备与待切割工件相互运动,使得线切割设备上的切割线段对待切割工件进行切割。但,从实际操作的效果来看,现有技术的线切割设备存在:切割线不稳定,两个切割轮组中的各个切割轮之间的切割线段的线长不好掌握,相邻两条切割线段之间的间距不稳定、以及切割线段易跳线等技术问题。
另外,现有技术的线切割设备中的两个切割轮组为固定设置,在切割过程中,切割线段会一直受到待切割工件的正面压迫,会损伤切割线段。再有,由于切割线段最后出线的地方最容易使工件产生崩边,损及工件的表面,导致工件的切割质量下降,固定设置的两个切割轮组所对应的切割线段的两端相对待切割工件同进同出,因此,当切割线段最后出线时,工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边,得舍弃掉,造成了工件浪费,无形中增加了制造成本。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法,用于解决现有工件切割装置中的切割线网存在切割线段不稳定、切割线段线长不能准确定位及切割线段易出现跳线等问题。
为实现上述目的及其他目的,本发明在一方面提供一种工件切割机构,包括:至少一对切割轮组,包括相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组,所述第一切割轮组包含有并排的多个第一切割轮,所述第二切割轮组包含有并排的多个第二切割轮,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮与所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮一一对应;至少一对过渡导轮组,包括相对设置的第一过渡导轮组和第二过渡导轮组,所述第一过渡导轮组邻设于所述第一切割轮组且所述第一过渡导轮组包含有并排的多个第一过渡导轮,所述第二过渡导轮组邻设于所述第二切割轮组且所述第二过渡导轮组包含有并排的多个第二过渡导轮;切割线,顺次缠绕于所述第一过渡导轮组中的所述第一过渡导轮、所述第一切割轮组中的所述第一切割轮、所述第二切割轮组中的所述第二切割轮、以及所述第二过渡导轮组中的所述第二过渡导轮,在一一对应的所述第一切割轮和所述第二切割轮之间形成切割线网。
可选地,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组为上下设置,其中,所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第一切割轮的轮轴连线形成一水平线,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第二切割轮的轮轴连线形成一水平线;所述第一过渡导轮组和所述第二过渡导轮组为上下设置,其中,所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。
可选地,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组为左右设置,其中,所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第一切割轮的轮轴连线形成一水平线,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第二切割轮的轮轴连线形成一水平线;所述第一过渡导轮组和所述第二过渡导轮组为左右设置,其中,所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。
可选地,所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮间隔设置,且所述第一过渡导轮对应于相邻两个所述第一切割轮之间的间隙区域;所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮间隔设置,且所述第二过渡导轮对应于相邻两个所述第二切割轮之间的间隙区域。
可选地,所述第一过渡导轮和所述第二过渡导轮的直径适配于所述切割线网的线宽。
可选地,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动,改变所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的间距,调整所述切割线网中切割线段的长度。
可选地,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动,调整所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的切割线段的切割角度。
本发明在另一方面提供一种工件切割装置,包括:机座;设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台;设于所述机座上且与所述工件承载台相对移动的工件切割机构,所述工件切割机构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。
可选地,所述工件承载台上开设有与所述线切割线网中的所述切割线段对应以容纳所述切割线段的切割缝。
本发明在又一方面提供一种工件切割方法,应用于前所述的工件切割装置中,所述工件切割方法包括:将待切割工件置放于工件承载台上,使得所述待切割工件对应于所述工件切割装置中的切割线;根据切割工艺要求,驱动所述切割线走动且控制所述工件切割装置与所述工件承载台产生相对移动,由缠绕于所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的切割线段迫近所述待切割工件进行切割。
本发明所提供的工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法,其中的工件切割机构包括有至少一对切割轮组、至少一对过渡轮组、以及切割线,其中,所述一对切割轮组包括相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组,所述一对过渡轮组包括相对设置的第一过渡导轮组和第二过渡导轮组,第一切割轮组中的第一切割轮与第二切割轮组中的第二切割轮一一对应,第一过渡导轮组中的第一过渡导轮邻设于第一切割轮组中的第一切割轮,第二过渡导轮组中的第二过渡导轮邻设于第二切割轮组中的第二切割轮,如此,可确保顺次缠绕于第一过渡导轮、第一切割轮、第二切割轮、以及第二过渡导轮的切割线的稳定性、第一切割轮与第二切割轮之间的切割线段线长及相邻两条切割线段之间的线距的稳定性。而配置了上述工件切割机构的工件切割装置及对应的工件切割方法,则在对待切割工件进行切割时能确保待切割工件切割的尺寸精确、且可避免切割线段出现跳线而引起的毛刺或崩边等质量问题,确保切割面平整,提高了切割质量。
附图说明
图1为本发明工件切割机构在一实施方式中的立体斜视图。
图2为图1的正视图。
图3为图1中工件切割机构作进一步改进后的立体斜视图。
图4为图3的侧视图。
图5为配置工件切割机构的工件切割装置在一实施方式中的结构示意图。
图6至图10为本发明工件切割装置在第一种情形下进行工件切割过程中切割线与待切割工件的状态示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
需要说明的是,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1和图2,其中,图1为本发明工件切割机构在一实施方式中的立体斜视图,图2为图1的正视图。结合图1和图2,本发明所提供的工件切割机构1包括:至少一对切割轮组(例如,一对切割轮组包括:第一切割轮组11和第二切割轮组12)、至少一对过渡导轮组(例如,一对过渡轮包括:第一过渡导轮组13和第二过渡导轮组14)、及切割线10。
第一切割轮组11及第二切割轮组12相对设置,其中,第一切割轮组11包括并排的多个第一切割轮110,第二切割轮组12包括并排的多个第二切割轮120。优选地,第一切割轮组11中的第一切割轮110的数量与第二切割轮组12中的第二切割轮120数量相同,且第一切割轮组11中的各个第一切割轮110与第二切割轮组12中的各个第二切割轮120是以一一成对的方式相对设置。
第一过渡导轮组13及第二过渡导轮组14相对设置,其中,第一过渡导轮组13邻设于第一切割轮组11且第一过渡导轮组13包括并排的多个第一过渡导轮130,第二过渡导轮组14邻设于第二切割轮组12且第二过渡导轮组14包括并排的多个第二过渡导轮140。优选地:第一过渡导轮组13中的多个第一过渡导轮130间隔设置,且第一过渡导轮130对应于相邻两个第一切割轮110之间的间隙区域,第二过渡导轮组14中的多个第二过渡导轮140间隔设置,且第二过渡导轮140对应于相邻两个第二切割轮120之间的间隙区域。且,第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130的数量与第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140数量相同。
进一步地,在本实施方式的工件切割机构中:第一切割轮组11和第二切割轮组12为上下设置,其中,第一切割轮组11中的多个第一切割轮110是以轮面竖直的方式并排设置且多个第一切割轮110的轮轴连线形成一水平线,第二切割轮组12中的多个第二切割轮120是以轮面竖直的方式并排设置且多个第二切割轮120的轮轴连线形成一水平线。与之对应地,第一过渡导轮组13和第二过渡导轮组14也为上下设置,其中,第一过渡导轮组13中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。如上所述的排列方式仅为一较佳实施方式,但并不以此为限,在另一种可选实施方式中:第一切割轮组11和第二切割轮组12为左右设置,第一切割轮组11中的第一切割轮110是以轮面竖直的方式并排设置且多个第一切割轮110的轮轴连线形成一水平线,第二切割轮组12中的多个第二切割轮120是以轮面竖直的方式并排设置且多个第二切割轮120的轮轴连线形成一水平线;与之对应地,第一过渡导轮组13和第二过渡导轮组14为左右设置,其中,第一过渡导轮组13中的多个第一过渡导轮130是以轮面水平的方式并排设置,第二过渡导轮组14中的多个第二过渡导轮140是以轮面水平的方式并排设置。
切割线10,顺次缠绕于第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130、第一切割轮组11中的第一切割轮110、第二切割轮组12中的第二切割轮120、以及第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140。在一一对应的第一切割轮110和第二切割轮120之间形成数量相当的多条用于切割工件的切割线段100,这多条切割线段100间隔排列且相互平行,形成切割线网。所述工件例如为硅锭或晶棒等,优选地,切割线10可例如为金刚线。
在本实施例中,顺次缠绕于第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130、第一切割轮组11中的第一切割轮110、第二切割轮组12中的第二切割轮120、以及第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140主要是指切割线10是以交叉顺序的方式进行缠绕的,具体地,假设:第一切割轮组11包括九个第一切割轮110(为便于以下描述,从左至右分别记为:M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8、M9),第二切割轮组12也包括九个第二切割轮(为便于以下描述,从左至右分别记为:N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8、N9),第一过渡导轮组13包括五个第一过渡导轮130(为便于以下描述,分别记为:P1、P2、P3、P4、P5),第二过渡导轮组14也包括五个第二过渡导轮140(为便于以下描述,分别记为:Q1、Q2、Q3、Q4、Q5)。
第一切割轮组11中的九个第一切割轮110与第二切割轮组12中的九个第二切割轮120一一对应,即,第一切割轮M1与第二切割轮N1对应,第一切割轮M2与第二切割轮N2对应,第一切割轮M3与第二切割轮N3对应,第一切割轮M4与第二切割轮N4对应,第一切割轮M5与第二切割轮N5对应,第一切割轮M6与第二切割轮N6对应,第一切割轮M7与第二切割轮N7对应,第一切割轮M8与第二切割轮N8对应,第一切割轮M9与第二切割轮N9对应。
第一过渡导轮组13中的五个第一过渡导轮130邻设于第一切割轮组11中的各个第一切割轮110,即,第一过渡导轮P1邻设于第一切割轮M1但偏于第一切割轮M1的外侧使得第一过渡导轮P1的轮面边缘与第一切割轮M1的线槽对应,第一过渡导轮P2平行于第一过渡导轮P1且相对位于第一切割轮M2和第一切割轮M3之间的位置,第一过渡导轮P3平行于第一过渡导轮P1、P2且相对位于第一切割轮M4和第一切割轮M5之间的位置,第一过渡导轮P4平行于第一过渡导轮P1、P2及P3且相对位于第一切割轮M6和第一切割轮M7之间的位置,第一过渡导轮P5平行于第一过渡导轮P1、P2、P3及P4且相对位于第一切割轮M8和第一切割轮M9之间的位置。可以看出:第一过渡导轮130的轮面尺寸对应于相邻两个第一切割轮110之间的间距(例如:第一过渡导轮P2的轮面直径对应于第一切割轮M2和第一切割轮M3之间的间距),相邻两个第一过渡导轮130的轮面边缘之间的间距对应于相邻两个第一切割轮110之间的间距(例如:第一过渡导轮P2的轮面边缘和第一过渡导轮P3的轮面边缘之间的间距对应于第一切割轮M3和第一切割轮M4之间的间距)。
同理,第二过渡导轮组14中的五个第二过渡导轮140邻设于第二切割轮组12中的各个第二切割轮120,即,第二过渡导轮Q1相对位于第二切割轮N1和第二切割轮N2之间的位置,第二过渡导轮Q2平行于第二过渡导轮Q1且相对位于第二切割轮N3和第二切割轮N4之间的位置,第二过渡导轮Q3平行于第二过渡导轮Q1、Q2且相对位于第二切割轮N5和第二切割轮N6之间的位置,第二过渡导轮Q4平行于第二过渡导轮Q1、Q2、及Q3且相对位于第二切割轮N7和第二切割轮N8之间的位置,第二过渡导轮Q5平行于第二过渡导轮Q1、Q2、Q3及Q4且邻设于第二切割轮N9但偏于第二切割轮N9的外侧使得第二过渡导轮Q5的轮面边缘与第二切割轮N7的线槽对应。可以看出:第二过渡导轮140的轮面尺寸对应于相邻两个第二切割轮120之间的间距(例如:第二过渡导轮Q2的轮面直径对应于第二切割轮N3和第二切割轮N4之间的间距),相邻两个第二过渡导轮140的轮面边缘之间的间距对应于相邻两个第二切割轮120之间的间距(例如:第二过渡导轮Q2的轮面边缘和第二过渡导轮Q3的轮面边缘之间的间距对应于第二切割轮N4和第二切割轮N5之间的间距)。
切割线10为单一连续的切割线,顺次缠绕于第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130、第一切割轮组11中的第一切割轮110、第二切割轮组12中的第二切割轮120、以及第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140,即,切割线10可按照P1、M1、N1、Q1、N2、M2、P2、M3、N3、Q2、N4、M4、P3、M5、N5、Q3、N6、M6、P4、M7、N7、Q4、N8、M8、P5、M9、N9、Q5的缠绕顺序(此时,P1作为切割线的入线过渡导轮,Q5作为切割线的出现线过渡导轮)或者按照Q5、N9、M9、P5、M8、N8、Q4、N7、M7、P4、M6、N6、Q3、N5、M5、P3、M4、N4、Q2、N3、M3、P2、M2、N2、Q1、N1、M1、P1(此时,Q5作为切割线的入线过渡导轮,P1作为切割线的出现线过渡导轮)的缠绕顺序顺次缠绕。另外,由上可知,第一切割轮组11中的各个第一切割轮110与第二切割轮组中的各个第二切割轮120是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置的,因此,缠绕的切割线10就被沿竖直方向上下相对设置多对切割轮形成多条切割线段100,且每一条切割线段100均是沿竖直方向上下相对设置。具体地,第一切割轮M1与第二切割轮N1对应构成第一个切割轮对,第一切割轮M2与第二切割轮N2对应构成第二个切割轮对,第一切割轮M3与第二切割轮N3对应构成第三个切割轮对,第一切割轮M4与第二切割轮N4对应构成第四个切割轮对,第一切割轮M5与第二切割轮N5对应构成第五个切割轮对,第一切割轮M6与第二切割轮N6对应构成第六个切割轮对,第一切割轮M7与第二切割轮N7对应构成第七个切割轮对,第一切割轮M8与第二切割轮N8对应构成第八个切割轮对,第一切割轮M9与第二切割轮N9对应构成第九个切割轮对,这样,切割线10在缠绕后就对应形成了九条切割线段100。相邻两条切割线段100之间的间距是与第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130或第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140的轮面尺寸,即,第一过渡导轮130的轮面直径和第二过渡导轮140的轮面直径决定了所述切割线网的线宽。若第一过渡导轮130的轮面尺寸与第二过渡导轮140的轮面尺寸相同,则所述切割线网中相邻两条切割线段100之间的所有线间距均相同。需特别说明的是,在本发明工件切割机构1中,切割轮和过渡导轮的拆装十分便利,因此,可以根据待切割工件的尺寸(例如切割宽度)而增减切割轮和过渡导轮。具体地,以待切割工件为硅锭为例,若待切割硅锭的规格由G6变为G7,则仅需为第一切割轮组11增加两个第一切割轮110和为第二切割轮组12增加两个第二切割轮120,而为第一过渡导轮组12增加一个第一过渡导轮120和为第二过渡导轮组14增加一个第二过渡导轮140。反之同理,若待切割硅锭的规格由G7变为G6,则仅需为第一切割轮组11减少两个第一切割轮110和为第二切割轮组12减少两个第二切割轮120,而为第一过渡导轮组12减少一个第一过渡导轮120和为第二过渡导轮组14减少一个第二过渡导轮140。
另外,一般而言,若第一切割轮组11中的第一切割轮110与第二切割轮组12中的第二切割轮120之间的间距是固定的话(即切割线段100的长度为恒定),那么就不能根据待切割的工件的切割尺寸而作调整,无法高效应对,则切割效率会很低;举例来说,若工件的切割尺寸(例如切割高度)远小于切割线段100的长度,则需要更大的功耗来维持切割线张力,且切割精度及速度都有不同程度的下降。有鉴于此,在本发明中,第一切割轮组11和第二切割轮组12中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动(即,即第一切割轮组11可移动,或者第二切割轮组12可移动,或者第一切割轮组11和第二切割轮组12均可移动),改变第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的间距,调整所述切割线网中切割线段100的长度。在具体实现的结构上,可利用如将第一过渡导轮组13和/或第二过渡导轮组14可滑动地结合在滑道及滑轨等滑移结构上来实现。
图3和图4给出的是一优选实施例,其中,图3为图1中工件切割机构作进一步改进后的立体斜视图,图4为图3的侧视图。在该优选实施例中,设置在上方的第一切割轮组11设计为可移动式的,具体地,所述第一切割轮组11可设置于一承载架151,承载架151可滑动地结合图中的一对平行设置的导轨170,其中,所述一对导轨170沿平行于所述第一切割轮组11朝向第二过渡导轮组14的方向设置(即上下设置),从而起到导向作用,需说明的是,本实施例中的导轨170优选为一对,成对设置有利于承载架151更平顺地滑移,但并不以此为限,在其它实施例中,所述导轨170亦可为一个或者大于两个的更多数量个。
各个导轨170还一一对应连接有一个驱动机构,所述驱动机构包括:丝杠153和驱动器。丝杠153连接于所述承载架151,丝杠153是可以将不同方向的运动加以转换,例如将轴心转动转化为图中承载架151的上下直线运动等。所述驱动器,连接于丝杠153,用于驱动丝杠153带动承载架151沿导轨170移动。所述驱动器可以是人工驱动方式实现亦可以通过自动化驱动实现,在一种可选方式中,所述驱动器为调节手轮155,通过对调节手轮155进行转动从而令丝杠153带动承载架151沿所述导轨170进行升降运动;再或者,在其它实施例中,所述驱动器也可以是伺服电机,可通过程序控制来进行驱动。优选地,于本发明的一实施例中,每个所述驱动机构还包括:减速器157,连接丝杠153,用于控制第一切割轮组11升降的速度。如图中所示,减速器157设于丝杠153上部。于本发明的一实施例中,导轨170有平行设置的至少一对,所述驱动机构有对应的至少一对,所述一对驱动机构中的减速器157之间通过减速器连杆159连接,以令一对减速器157间能同步。
再有,一般而言,在工件切割作业中,由于切割线段100最后出线的地方最容易使工件产生崩边,损及工件的表面,导致工件的切割质量下降,而一般的线切割设备,上下两个切割轮组固定设置,对应两个切割轮组的切割线段100的上下两端相对待切割工件同进同出,因此,当切割线段100最后出线时,工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边,得舍弃掉,造成了工件浪费,无形中增加了制造成本。有鉴于此,特别地,在本发明中,第一切割轮组11和第二切割轮组12中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动,使得第一切割轮组11和第二切割轮组12相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线段100与待切割工件的切割角度。如此,当工件切割机构1与正对的待切割工件相对位移时,第一切割轮组11与第二切割轮组12由于为偏移的前后设置而使得切割线段100与该前后设置的偏移量所决定的切割角度(该切割角度为锐角或钝角,而非常规的90°)而迫近待切割工件进行切割,切割线段100相对待切割工件而言会存在前后出线的情形,满足不同的切割工艺要求。
特别地,第一切割轮组11与第二切割轮组12中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的(即,即第一切割轮组11相对第二切割轮组12作偏向移动,或者第二切割轮组12相对第一切割轮组11作偏向移动,或者第一切割轮组11和第二切割轮组12均可偏向移动)。在以下实施例中,是以位于下方的第二切割轮组12相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明,因此,偏移驱动机构是配置于第二切割轮组12处。在其他实施例中,也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组12作偏向移动,甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组12均设计为可执行偏向移动。
请继续参阅图3和图4,所述偏移驱动机构包括:切割轮架161、承托座163、滑动承托肩165、以及传动装置。
切割轮架161,用于设置第二切割轮组12中的各个第二切割轮120。在本实施例中,切割轮架161为一直杆架体,使得设置的各个第二切割轮120呈一直线排列。
两个承托座163,相对于切割轮架161的两端而分别固定设置。如前所述,第一切割轮组11和第二切割轮组12沿竖直方向设置,则,两个承托座163沿水平方向设置,进一步地,每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。在本实施例中,两个承托座163可通过例如螺丝锁附而实现固定。
两个滑动承托肩165,固设于切割轮架161的相对两端。如此,切割轮架161即可借助两端的两个滑动承托肩165而滑动枕于各自的承托座163上。在本实施例中,滑动承托肩165优选为与切割轮架161为一体成型,但并不以此为限,在其他实施例中,滑动承托肩165可为独立于切割轮架161的部件,通过焊接或螺丝锁附等方式连接于切割轮架161。
传动装置,用于驱动两个滑动承托肩165分别沿着各自对应的两个承托座163上相对滑动以带动切割轮架161及切割轮架161上的第二切割轮组12偏向移动。进一步地,传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力,在本实施例中,所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架161的其中一端。优选地,所述驱动器主要包括伺服电机162以及与伺服电机162连接的减速箱164,伺服电机162可通过程序控制来进行驱动,减速箱164主要在于在伺服电机162和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱164相关联,包括:带有轴承的两个轴承座166,分别固设于两个承托座163处;传动轴168,两端分别配置于两个轴承座166中各自的轴承上;以及,传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩165上的齿条167,齿条167沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度;用于与齿条167配合的齿轮169,设于传动轴168的相对两端。另外,在本实施例中,承托座163上还开设有滑槽,滑动承托肩165的底部设有对应所述滑槽的滑移条,这样,可防止滑动承托肩165在承托座163上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩165能顺畅地滑动于承托座163。
请参阅图5,显示了本发明所提供的配置有如图3所述的工件切割机构的工件切割装置在一实施方式中的结构示意图。
结合图3和图5,本发明工件切割装置包括:机座21、工件承载台23、以及工件切割机构1。在以下描述中,本发明工件切割装置是以应用于对硅锭进行开方切割的硅锭开方机为例进行说明。
机座21,作为本发明工件切割装置的主体框架。
工件切割机构1,包括:第一切割轮组11、第二切割轮组12、第一过渡导轮组13、第二过渡导轮组14、及切割线10。
第一切割轮组11及第二切割轮组12相对设置,其中,第一切割轮组11包括并排的多个第一切割轮110,第二切割轮组12包括并排的多个第二切割轮120。优选地,第一切割轮组11中的第一切割轮110的数量与第二切割轮组12中的第二切割轮120数量相同,且第一切割轮组11中的各个第一切割轮110与第二切割轮组12中的各个第二切割轮120是以一一成对的方式相对设置。更进一步地,第一切割轮组11和第二切割轮组12为上下设置,其中,第一切割轮组11中的多个第一切割轮110是以轮面竖直的方式并排设置且多个第一切割轮110的轮轴连线形成一水平线,第二切割轮组12中的多个第二切割轮120是以轮面竖直的方式并排设置且多个第二切割轮120的轮轴连线形成一水平线。
第一过渡导轮组13及第二过渡导轮组14相对设置,其中,第一过渡导轮组13邻设于第一切割轮组11且第一过渡导轮组13包括并排的多个第一过渡导轮130,第二过渡导轮组14邻设于第二切割轮组12且第二过渡导轮组14包括并排的多个第二过渡导轮140。优选地:第一过渡导轮组13中的多个第一过渡导轮130间隔设置,且第一过渡导轮130对应于相邻两个第一切割轮110之间的间隙区域,第二过渡导轮组14中的多个第二过渡导轮140间隔设置,且第二过渡导轮140对应于相邻两个第二切割轮120之间的间隙区域。且,第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130的数量与第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140数量相同。更进一步地,第一过渡导轮组13和第二过渡导轮组14也为上下设置,其中,第一过渡导轮组13中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。
如上所述的排列方式仅为一较佳实施方式,但并不以此为限,在另一种可选实施方式中:第一切割轮组11和第二切割轮组12为左右设置,第一切割轮组11中的第一切割轮110是以轮面竖直的方式并排设置且多个第一切割轮110的轮轴连线形成一水平线,第二切割轮组12中的多个第二切割轮120是以轮面竖直的方式并排设置且多个第二切割轮120的轮轴连线形成一水平线;与之对应地,第一过渡导轮组13和第二过渡导轮组14为左右设置,其中,第一过渡导轮组13中的多个第一过渡导轮130是以轮面水平的方式并排设置,第二过渡导轮组14中的多个第二过渡导轮140是以轮面水平的方式并排设置。
切割线10,顺次缠绕于第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130、第一切割轮组11中的第一切割轮110、第二切割轮组12中的第二切割轮120、以及第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140。在一一对应的第一切割轮110和第二切割轮120之间形成数量相当的多条用于切割工件的切割线段100,这多条切割线段100间隔排列且相互平行,形成切割线网。切割线10的顺次缠绕方式则在前文中有描述,在此不再赘述。优选地,切割线10可例如为金刚线。
特别地,一方面,在本发明中,第一切割轮组11和第二切割轮组12中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动(即,即第一切割轮组11可移动,或者第二切割轮组12可移动,或者第一切割轮组11和第二切割轮组12均可移动),改变第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的间距,调整所述切割线网中切割线段100的长度。仍以第一切割轮组11和第二切割轮组12为上下设置为例,可将位于上方的第一切割轮组11设计为可移动式的,具体地,所述第一切割轮组11可设置于一承载架151,承载架151可滑动地结合图中的一对平行设置的导轨170,其中,所述一对导轨170沿平行于所述第一切割轮组11朝向第二过渡导轮组14的方向设置(即上下设置),从而起到导向作用,需说明的是,本实施例中的导轨170优选为一对,成对设置有利于承载架151更平顺地滑移,但并不以此为限,在其它实施例中,所述导轨170亦可为一个或者大于两个的更多数量个。各个导轨170还一一对应连接有一个驱动机构,所述驱动机构包括:丝杠153和驱动器。丝杠153连接于所述承载架151,丝杠153是可以将不同方向的运动加以转换,例如将轴心转动转化为图中承载架151的上下直线运动等。所述驱动器,连接于丝杠153,用于驱动丝杠153带动承载架151沿导轨170移动。所述驱动器可以是人工驱动方式实现亦可以通过自动化驱动实现,在一种可选方式中,所述驱动器为调节手轮155,通过对调节手轮155进行转动从而令丝杠153带动承载架151沿所述导轨170进行升降运动;再或者,在其它实施例中,所述驱动器也可以是伺服电机,可通过程序控制来进行驱动。优选地,于本发明的一实施例中,每个所述驱动机构还包括:减速器157,连接丝杠153,用于控制第一切割轮组11升降的速度。如图中所示,减速器157设于丝杠153上部。于本发明的一实施例中,导轨170有平行设置的至少一对,所述驱动机构有对应的至少一对,所述一对驱动机构中的减速器157之间通过减速器连杆159连接,以令一对减速器157间能同步。
由于可将第一切割轮组11和第二切割轮组12中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动,实现了第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的间距调整,从而可调整第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的切割线段100的长度,针对不同尺寸的工件均能高效切割(例如,切割线段100的长度越小,张力控制就越稳定,可以提高切割精度及切割速度)。
特别地,另一方面,在本发明中,第一切割轮组11与第二切割轮组12中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的(即,即第一切割轮组11相对第二切割轮组12作偏向移动,或者第二切割轮组12相对第一切割轮组11作偏向移动,或者第一切割轮组11和第二切割轮组12均可偏向移动)。在以下实施例中,是以位于下方的第二切割轮组12相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明,因此,偏移驱动机构是配置于第二切割轮组12处。在其他实施例中,也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组12作偏向移动,甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组12均设计为可执行偏向移动。
所述偏移驱动机构包括:切割轮架161、承托座163、滑动承托肩165、以及传动装置。切割轮架161,用于设置第二切割轮组12中的各个第二切割轮120。在本实施例中,切割轮架161为一直杆架体,使得设置的各个第二切割轮120呈一直线排列。两个承托座163,相对于切割轮架161的两端而分别固定设置。如前所述,第一切割轮组11和第二切割轮组12沿竖直方向设置,则,两个承托座163沿水平方向设置,进一步地,每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。在本实施例中,两个承托座163可通过例如螺丝锁附而实现固定。两个滑动承托肩165,固设于切割轮架161的相对两端。如此,切割轮架161即可借助两端的两个滑动承托肩165而滑动枕于各自的承托座163上。在本实施例中,滑动承托肩165优选为与切割轮架161为一体成型,但并不以此为限,在其他实施例中,滑动承托肩165可为独立于切割轮架161的部件,通过焊接或螺丝锁附等方式连接于切割轮架161。传动装置,用于驱动两个滑动承托肩165分别沿着各自对应的两个承托座163上相对滑动以带动切割轮架161及切切割轮架161上的第二切割轮组12偏向移动。进一步地,传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力,在本实施例中,所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架161的其中一端。优选地,所述驱动器主要包括伺服电机162以及与伺服电机162连接的减速箱164,伺服电机162可通过程序控制来进行驱动,减速箱164主要在于在伺服电机162和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱164相关联,包括:带有轴承的两个轴承座166,分别固设于两个承托座163处;传动轴168,两端分别配置于两个轴承座166中各自的轴承上;以及,传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩165上的齿条167,齿条167沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度;用于与齿条167配合的齿轮169,设于传动轴168的相对两端。另外,在本实施例中,承托座163上还开设有滑槽,滑动承托肩165的底部设有对应所述滑槽的滑移条,这样,可防止滑动承托肩165在承托座163上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩165能顺畅地滑动于承托座163。
利用上述偏移驱动机构,可实现将相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动,使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线段与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角),从而在切割作业时,切割线段中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件,那么在后续切割线段从待切割工件出线时,则是切割线段中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线,如此,在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形,最大程度地保护待切割工件的表面,提高了待切割工件的切割质量。进一步地,在实际应用中,可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置,例如,切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高,则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有,由于切割线段与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角,切割线不会受到待切割工件的正面压迫,减缓了切割线的损伤,延长了切割线的使用寿命。
工件承载台23设于机座21上,用于承载待切割工件(例如:硅锭)。在本实施例中,工件承载台23为水平设置的矩形结构,具有呈水平设置的承载面,待切割工件(例如:呈矩形体结构的硅锭)平稳地置放于工件承载台23的承载面上。另外,为使得作为待切割工件200的硅锭(以下描述中,均以硅锭为例来说明待切割工件)能稳固地置放于工件承载台23,可在待切割硅锭200的四周设置限位挡件(例如:限位挡块或限位挡条)或提供用于压制待切割硅锭200的压制块或在待切割硅锭200和工件承载台23之间涂抹粘接剂等。再有,工件承载台23上还开设有与工件切割机构1中的切割线段100对应以容纳切割线段100的切割缝230,切割缝230的数量是与工件切割机构1中的切割线段100的数量相一致,切割缝230的宽度要略大于工件切割机构1中的切割线段100的线径,如此,切割线段100在切割待切割硅锭200过程中落入切割缝230内。
再有,工件承载台23还设有用于旋转待切割硅锭200以调整调整待切割硅锭200的待切割面的位置调整机构(未在图式中显示)。在一实例中,所述位置调整机构可以是位于工件承载台23下方且支撑工件承载台23的旋转轴以及驱动所述旋转轴承以带动工件承载台23旋转的旋转电机,这样,利用所述旋转电机和所述旋转轴可旋转工件承载台23,从而实现工件承载台23上所承载的待切割硅锭200的旋转以调整待切割面。或者,在另一实例中,所述位置调整机构也可以是能实现上下伸缩的可伸缩旋转台以及用于控制所述可伸缩旋转台的伸缩旋转电机,在需要旋转待切割硅锭200时,由所述伸缩旋转电机控制所述可伸缩旋转台向上伸出并推顶待切割硅锭200使其脱离工件承载台23之后再进行旋转以带动待切割硅锭200旋转,在调整好待切割硅锭200的待切割面之后,再控制所述可伸缩旋转台向下收缩并将待切割硅锭200重新置放于工件承载台23上。或者,在再一实例中,所述位置调整机构为位于工件承载台23下方的旋转台,而工件承载台23具有升降功能,在需要旋转待切割硅锭200时,工件承载台23下降并低于所述旋转台,使得原先置放于工件承载台23上的待切割硅锭200落到所述旋转台上,由所述旋转台实施旋转带动待切割硅锭200旋转以调整待切割面,在调整好待切割硅锭200的待切割面之后,所述旋转台停止旋转,工件承载台23上升回到原位,待切割硅锭200重新置放于工件承载台23上。在一般情况下,针对待切割硅锭200,待切割面所作旋转的角度为90°或者270°,即,前后两次切割的待切割面是作为待切割硅锭200的长方体硅锭的相邻两个硅锭面。
还有,所述工件切割装置还配置有切割液自动喷洒装置(未在图式中显示),所述切割液自动喷洒装置装配在机座21,用于在待切割硅锭200进行切割时喷洒切割液至切割线和待切割硅锭200的切削部位。在实际应用中,所述切割液自动喷洒装置可以包括多个切割液自动喷头。
需说明的是,在实际应用中,可利用工件切割机构1对工件承载台23上所承载的待切割硅锭200进行切割。因此,在切割作业中,需要工件切割机构1与工件承载台23发生相对运动,以使得工件切割机构1中的切割线段100能对工件承载台23上承载的待切割硅锭200进行切割。为此,在本实施例中,在机座21的相对设置有一对滑道,该滑道是沿预设水平方向设置的。利用这一对滑道,可工件承载台23和工件切割机构1中的至少一者(单独的工件承载台23、单独的工件切割机构1、或者工件承载台23与工件切割机构1一起)沿着滑道滑移。为描述便利,我们在本实施例中,假设是将工件切割机构1设计为可沿着滑道滑移。在这里,工件切割机构1是架设于一工件切割支架25上(工件切割机构1中的承托座是固定于工件切割支架25),该工件切割支架25可在驱动电机的控制下而沿着滑道滑移。在实际应用中,工件切割支架25为门型框架结构。
本发明再提供一种工件切割方法,应用于前述的工件切割装置中。以下针对应用于图5所示的工件切割装置在一较佳实施例中进行工件切割作业过程进行详细说明。如前所述,这里的待切割工件为待切割硅锭,该待切割硅锭要进行的切割作业即为硅锭开方作业。在该实例中,待切割硅锭200为块状结构,例如待切割硅锭200为长方体结构。
首先,将待切割硅锭200以平铺的方式置放于工件承载台23上,使得待切割硅锭200对应于工件切割机构1中的切割线段100。此时,如图6所示,工件切割机构1中的第一切割轮组11及第二切割轮组12沿竖直方向的上下相对设置,顺次缠绕于第一过渡导轮组13中的第一过渡导轮130、第一切割轮组11中的第一切割轮110、第二切割轮组12中的第二切割轮120、以及第二过渡导轮组14中的第二过渡导轮140的切割线段100为竖直方式设置。
此时,一方面,若发现,切割线段100过长或过短,则可通过驱动第一切割轮组11与第二切割轮组12的相互移动来调整第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的间距(例如,切割线段100过长,可驱动第一切割轮组11朝向第二切割轮组12靠近,缩短第一切割轮组11中的第一切割轮110与第二切割轮组12中的第二切割轮120之间的切割线段100的长度),从而调整切割线段100的长度(如图7所示),使得切割线段100适配于待切割硅锭200,可确保后续切割时张力控制稳定性高并提高切割精度及切割速度。另一方面,根据待切割硅锭200和切割工艺要求,调整工件切割机构1中第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的偏向角度(例如,如图8所示,通过将第二切割轮组12朝后偏移以使得第二切割轮组12设置在后而第一切割轮组11设置在前,或者,也可以通过将第二切割轮组12朝前偏移以使得第二切割轮组12设置在前而第一切割轮组11设置在后),使得后续切割时待切割硅锭200的后端出线处表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形,最大程度地保护了待切割硅锭200的的后端出线处表面,提高了待切割硅锭200的切割质量。
调整第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的间距,包括:对调节手轮155进行转动从而令丝杠153带动承载架151(第一切割轮组11设置于承载架151上)沿所述导轨170进行升降运动,改变第一切割轮组11与第二切割轮组12之间的间距。在一种情形下,待切割硅锭200的切割高度较大,而第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的切割线段的长度较短,切割线段的长度不足以对待切割硅锭200进行切割,则带动承载架151(第一切割轮组11设置于承载架151上)沿所述导轨170进行上升运动,远离于第二切割轮组12,从而增加第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的切割线段的长度。在另一种情形下,待切割硅锭200的切割高度较小,而第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的切割线段的长度较长,则带动承载架151(第一切割轮组11设置于承载架151上)沿所述导轨170进行下降运动,靠近于第二切割轮组12,从而缩短第一切割轮组11中第一切割轮110与第二切割轮组12中第二切割轮120之间的切割线段的长度,使得所述切割线段适配于待切割硅锭200。
调整第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的偏向角度是通过偏移驱动机构实现的,而所述偏移驱动机构则是配置于第二切割轮组12处。具体地:在第一种情形下,根据切割工艺要求(要求硅锭的顶部表面的切割质量较好),得满足与切割线段100的上段对应的第一切割轮组11须前置于与切割线段100的下段对应的第二切割轮组12(即,第一切割轮组11在前,第二切割轮组12在后),如此,伺服电机162工作,联动于减速箱164并带动传动轴168转动(例如为正向转动),利用传动轴168上的齿轮与滑动承托肩165上的齿条167的啮合配合,带动滑动承托肩165及相连的切割轮架161和切割轮架161上的第二切割轮组12相对承托座163沿背向工件承载台23的方向偏移,从而使得第二切割轮组12相对后置于第一切割轮组11(即通过将第二切割轮组12朝后偏移以使得第二切割轮组12设置在后而第一切割轮组11设置在前),此时,切割线段100与待切割工件200的切割角度呈前倾的锐角。在第二种情形下,根据切割工艺要求(要求硅锭的底部表面的切割质量较好),得满足与切割线段100的下段对应的第二切割轮组12须前置于与切割线段100的上段对应的第一切割轮组11(即,第一切割轮组11在后,第二切割轮组12在前),如此,伺服电机162工作,联动于减速箱164并带动传动轴168转动(例如为反向转动),利用传动轴168上的齿轮与滑动承托肩165上的齿条167的啮合配合,带动滑动承托肩165及相连的切割轮架161和切割轮架161上的第二切割轮组12相对承托座163沿面向工件承载台23的方向偏移,从而使得第二切割轮组12相对前置于第一切割轮组11(即通过将第二切割轮组12朝前偏移以使得第二切割轮组12设置在前而第一切割轮组11设置在后),此时,切割线段100与待切割工件200的切割角度呈后仰的钝角。
然后,驱动切割线10走动且控制工件切割机构1与工件承载台23产生相对滑移,由工件切割机构1中的切割线段100以两个切割轮组11、12的前后设置(两个切割轮组11、12中的切割轮110、120前后设置)所确定的切割角度而迫近待切割工件200进行切割,实现待切割硅锭200的第一次切割。
在本实施例中,驱动工件切割机构1沿着一对滑道朝向工件承载台23移动且同时驱动第一切割轮组11和第二切割轮组12中的各个切割轮100旋转来带动缠绕着的切割线10走动,由切割线段100对准切割缝230从待切割硅锭200的待切割面进入并进行,在切割过程中向切割线段100和待切割硅锭200的切削部位喷洒切割液,直至完全切割。特别地,在进线和出线时,根据之前两个切割轮组11、12的位置调整,会出现不同的情形。在第一种情形下(第二切割轮组12设置在后而第一切割轮组11设置在前):进线时,第一切割轮组11对应的切割线段100的上段先接触待切割硅锭200并进入切割(如图9所示);出线时,第二切割轮组12对应的切割线段100的下段从待切割硅锭200的底部最后出线(如图10),从而使得待切割硅锭200的顶部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形,最大程度地保护了待切割硅锭200的顶部表面,提高了待切割硅锭200的切割质量。在第二种情形下(第二切割轮组12设置在前而第一切割轮组11设置在后):进线时,第二切割轮组12对应的切割线段100的下段先接触待切割硅锭200并进入切割(未予以图示);出线时,第一切割轮组11对应的切割线段100的上段从待切割硅锭200的顶部最后出线(未予以图示),从而使得待切割硅锭200的底部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形,最大程度地保护了待切割硅锭200的底部表面,提高了待切割硅锭200的切割质量。
接着,通过位置调整机构调整待切割硅锭200的位置,将待切割硅锭200由供第一次切割的第一切割面调整为供第二次切割的第二切割面,所述第二切割面与所述第一切割面相差90°角。
之后,驱动切割线10走动且控制工件切割机构1与工件承载台23产生相对滑移,由工件切割机构1中的切割线段100以两个切割轮组11、12的前后设置(两个切割轮组11、12中的切割轮110、120前后设置)所确定的切割角度而迫近待切割工件200进行切割,实现待切割硅锭200的第二次切割。
最后,完成待切割硅锭200的开方作业,使得待切割硅锭400的切割成品呈块状。
综上所述,本发明所提供的工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法,至少具有如下的技术效果或优点:
工件切割机构包括有至少一对切割轮组、至少一对过渡轮组、以及切割线,其中,所述一对切割轮组包括相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组,所述一对过渡轮组包括相对设置的第一过渡导轮组和第二过渡导轮组,第一切割轮组中的第一切割轮与第二切割轮组中的第二切割轮一一对应,第一过渡导轮组中的第一过渡导轮邻设于第一切割轮组中的第一切割轮,第二过渡导轮组中的第二过渡导轮邻设于第二切割轮组中的第二切割轮,如此,可确保顺次缠绕于第一过渡导轮、第一切割轮、第二切割轮、以及第二过渡导轮的切割线的稳定性、第一切割轮与第二切割轮之间的切割线段线长及相邻两条切割线段之间的线距的稳定性。
进一步地,配置了上述工件切割机构的工件切割装置及对应的工件切割方法,则在对待切割工件进行切割时能确保待切割工件切割的尺寸精确、且可避免切割线出现跳线而引起的毛刺或崩边等质量问题,确保切割面平整,提高了切割质量。
由于可将第一切割轮组和第二切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动,实现了第一切割轮组和第二切割轮组之间的间距调整,从而可调整第一切割轮组中第一切割轮与第二切割轮组中第二切割轮之间的切割线段的长度,针对不同尺寸的工件均能高效切割(例如,切割线段的长度越小,张力控制就越稳定,可以提高切割精度及切割速度)。
利用上述偏移驱动机构,可实现将相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动,使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线段与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角),从而在切割作业时,切割线段中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件,那么在后续切割线段从待切割工件出线时,则是切割线段中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线,如此,在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形,最大程度地保护待切割工件的表面,提高了待切割工件的切割质量。进一步地,在实际应用中,可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置,例如,切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高,则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有,由于切割线段与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角,切割线不会受到待切割工件的正面压迫,减缓了切割线的损伤,延长了切割线的使用寿命。
本发明所提供的工件切割机构、工件切割装置及工件切割方法,有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种工件切割机构,其特征在于,包括:
至少一对切割轮组,包括相对设置的第一切割轮组和第二切割轮组,所述第一切割轮组包含有并排的多个第一切割轮,所述第二切割轮组包含有并排的多个第二切割轮,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮与所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮一一对应;
至少一对过渡导轮组,包括相对设置的第一过渡导轮组和第二过渡导轮组,所述第一过渡导轮组邻设于所述第一切割轮组且所述第一过渡导轮组包含有并排的多个第一过渡导轮,所述第二过渡导轮组邻设于所述第二切割轮组且所述第二过渡导轮组包含有并排的多个第二过渡导轮;以及
切割线,顺次缠绕于所述第一过渡导轮组中的所述第一过渡导轮、所述第一切割轮组中的所述第一切割轮、所述第二切割轮组中的所述第二切割轮、以及所述第二过渡导轮组中的所述第二过渡导轮,在一一对应的所述第一切割轮和所述第二切割轮之间形成切割线网。
2.根据权利要求1所述的工件切割机构,其特征在于,
所述第一切割轮组和所述第二切割轮组为上下设置,其中,所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第一切割轮的轮轴连线形成一水平线,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第二切割轮的轮轴连线形成一水平线;以及
所述第一过渡导轮组和所述第二过渡导轮组为上下设置,其中,所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。
3.根据权利要求1所述的工件切割机构,其特征在于,
所述第一切割轮组和所述第二切割轮组为左右设置,其中,所述第一切割轮组中的多个所述第一切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第一切割轮的轮轴连线形成一水平线,所述第二切割轮组中的多个所述第二切割轮是以轮面竖直的方式并排设置且多个所述第二切割轮的轮轴连线形成一水平线;以及
所述第一过渡导轮组和所述第二过渡导轮组为左右设置,其中,所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置,所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮是以轮面水平的方式并排设置。
4.根据权利要求2或3所述的工件切割机构,其特征在于,
所述第一过渡导轮组中的多个所述第一过渡导轮间隔设置,且所述第一过渡导轮对应于相邻两个所述第一切割轮之间的间隙区域;以及
所述第二过渡导轮组中的多个所述第二过渡导轮间隔设置,且所述第二过渡导轮对应于相邻两个所述第二切割轮之间的间隙区域。
5.根据权利要求4所述的工件切割机构,其特征在于,所述第一过渡导轮和所述第二过渡导轮的直径适配于所述切割线网的线宽。
6.根据权利要求1所述的工件切割机构,其特征在于,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动,改变所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的间距,调整所述切割线网中切割线段的长度。
7.根据权利要求1或6所述的工件切割装置,其特征在于,所述第一切割轮组和所述第二切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动,调整所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的切割线段的切割角度。
8.一种工件切割装置,其特征在于,包括:
机座;
设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台;
设于所述机座上且与所述工件承载台相对移动的如权利要求1至6中任一项所述的工件切割机构,所述工件切割机构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。
9.根据权利要求8所述的工件切割装置,其特征在于,所述工件承载台上开设有与所述线切割线网中的切割线段对应以容纳所述切割线段的切割缝。
10.一种工件切割方法,应用于如权利要求8或9所述的工件切割装置中,其特征在于,所述工件切割方法包括:
将待切割工件置放于工件承载台上,使得所述待切割工件对应于所述工件切割装置中的切割线;
根据切割工艺要求,驱动所述切割线走动且控制所述工件切割装置与所述工件承载台产生相对移动,由缠绕于所述第一切割轮组中所述第一切割轮与所述第二切割轮组中所述第二切割轮之间的切割线段迫近所述待切割工件进行切割。
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