CN110466082A - 一种适用于金刚线线网调整的切割装置及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光伏产品领域内的一种适用于金刚线线网调整的切割装置及切割方法，装置包括2个导线轮之间设置有切割线网，晶托上固定安装有若干晶棒，切割线网位于导线轮的首端和尾端均设置有边缘切割缝隙，2个边缘切割缝隙分别与位于左侧的晶棒的左侧边缘、位于右侧的晶棒的右侧边缘相对应设置，切割线网的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置；所述方法包括步骤：晶托向下移动，使得各晶棒以2.0~2.2mm/min的速度下降，各晶棒与切割线网接触后开始切割，切割线网对晶棒一、晶棒二和晶棒三同时进行切割。本发明能够避免切割线网进线端和出线端的第1根线断线；通过调整切割缝隙的长短，可以快速切换不同长度的晶棒进行切割。

Description

一种适用于金刚线线网调整的切割装置及切割方法

技术领域

本发明属于光伏产品领域，特别涉及一种适用于金刚线线网调整的切割装置及切割方法。

背景技术

现有技术中，随着金刚线切割技术不断的提升发展，金钢线的线径在从80微米到70微米，再到60微米逐步减小，随着金钢线的线径不断降低，切割晶棒的过程中断线率也随之增加，主要是体现在对金刚线放线和收线时断线率有明显上升趋势。

现有技术中，有一种切割用分线网，其专利申请号：201520797985.5；申请日：2015.10.16；公开号：205033405U；公开日：2016-02-17；其结构包括导线轮与切割线网，所述切割线网设置在所述导线轮上，所述切割线网分为多段，在所述相邻两端切割线网之间设置有切割线网间隙。该装置通过在分线网中设置切割线网间隙，有效避免了由于在硅棒拼接处钢线受力不均而产生的断线或硅片厚度变化等问题，降低了硅棒端面损失和断线损失；使用分线网切割，使切割线网直接越过拼接缝进行切割，切割时将两端多余的部分切除，有效地避免了硅棒两端的斜面问题。

但是该切割用分线网在切割时存在如下不足之处：切割线网首尾两端的第一根线分别通过用于导向的滑轮连接放线轮15、收线轮16，切割线网首尾两端的第一根线参与切割的过程中，由于线网的金钢线张力存在波动，以及切割线网边缘对冷却液的携带不够稳定，造成导线轮的线槽内壁磨损严重，影响线槽的导向效果，容易造成收放线断线，造成经济损失；对于不同长度的各晶棒，相邻2个晶棒之间的距离并不相同，切换不同长度的晶棒进行切割时，则需要剪线网使得切割缝隙适应2个晶棒之间的距离，操作时间长，生产效率低下；切割线网为保证不会在切割过程中由于张力作用而切斜，分线网的切割线网间隙应设置成小于5mm，但是如果2个待切割晶棒之间的距离过大，则需要将分线网的切割线网间隙相应调整使得其与晶棒距离相适应，现有技术中通过剪线网的方式调整切割线网间隙，比较麻烦且剪线网的精度较低，或者分2步进行切割，导致生产效率低下。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种适用于金刚线线网调整的切割装置，能够避免切割线网进线端和出线端的第1根线发生断线；通过调整切割缝隙的长短，可以快速切换不同长度的晶棒进行切割，提高切换效率；通过将第一连接金刚线13卷绕2周，可以适应加长切割缝隙，避免在切割中由于张力作用而切斜，提高生产效率。

本发明的目的是这样实现的：一种适用于金刚线线网调整的切割装置，包括2个前后对应设置的导线轮，2个导线轮的轴线互相平行，2个导线轮之间设置有切割线网，所述切割线网的进线端和出线端分别位于导线轮的首端和尾端，所述切割线网的上方对应设置有晶托，所述晶托上固定安装有若干间隔分布的晶棒，各晶棒的轴线相重合，晶棒轴线与导线轮轴线相平行，各晶棒的投影区域均位于切割线网的覆盖面内，所述切割线网位于导线轮的首端和尾端均设置有边缘切割缝隙，2个边缘切割缝隙分别与位于左侧的晶棒的左侧边缘、位于右侧的晶棒的右侧边缘相对应设置，所述切割线网的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置。

本发明的晶托带动各晶棒向下移动，各晶棒与切割线网接触后开始切割，晶棒保持下移，直至切割线网将晶棒完全切割。与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 本发明的左侧的晶棒的左侧边缘与切割线网左侧的边缘切割缝隙相对应设置，右侧的晶棒的右侧边缘与切割线网右侧的边缘切割缝隙相对应设置，使得切割线网的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置，保证切割线网进线端和出线端的第1根金刚线不参与切割，保证切割过程中，切割线网的张力稳定、切割液携带稳定，降低断线率；切割线网左右两侧的边缘切割缝隙对称设置，使得金刚线整体更加规律、平整地卷绕在导线轮上，切割线网上张力分布更加均匀，避免切割线网上产生应力集中。

作为本发明的进一步改进，所述晶托为树脂板，晶托上从右往左依次间隔固定有晶棒一、晶棒二和晶棒三，晶棒一的右侧边缘位于导线轮首端的边缘切割缝隙上方，晶棒三的左侧边缘位于导线轮尾端的边缘切割缝隙上方；所述晶棒一和晶棒二之间具有第一晶棒间隙，晶棒二和晶棒三之间具有第二晶棒间隙，第一晶棒间隙大于第二晶棒间隙。晶托带动晶棒一、晶棒二和晶棒三同时下降移动。

作为本发明的进一步改进，所述切割线网位于第一晶棒间隙的下方设有加长切割缝隙L，加长切割缝隙L的长度大于第一晶棒间隙的长度，5mm≤L≤9mm，加长切割缝隙内设置有第一连接金刚线13，第一连接金刚线13连接左侧的分线网和右侧的分线网，第一连接金刚线13在导线轮上卷绕有2周；所述切割线网位于第二晶棒间隙的下方设有切割缝隙M，切割缝隙M的长度大于第二晶棒间隙的长度，1mm≤M＜5mm，切割缝隙内设置有第二连接金刚线14，第二连接金刚线14在导线轮上卷绕有1周。加长切割缝隙与第一晶棒间隙相适应，切割缝隙与第二晶棒间隙相适应， 对于超过5mm的加长切割缝隙，第一连接金刚线13在导线轮上卷绕2周，保证不会在切割中由于张力作用切斜。提高生产效率；加长切割缝隙L和切割缝隙M均设置在切割线网中部，通过预留2个缝隙，使得2个边缘切割缝隙中间的切割线网被分成3个分线网，可以平衡金刚线上的张力，使得张力分布更加稳定，降低断线率。

作为本发明的进一步改进，所述切割线网的进线端与放线轮15相连，放线轮15上卷绕有多圈储备金刚线，放线轮15与切割线网之间设置有若干张紧滑轮17，所述切割线网的出线端与收线轮16相连，切割线网的出线端与收线轮16之间也设置有若干张紧滑轮17。张紧滑轮17可以为金刚线提供张紧力，保证金刚线张紧，避免切割线网进线端和出线端的第1根金刚线直接卷绕到放线轮15或收线轮16上，防止第1根金刚线断线。

本发明的目的之二是提供一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，能够更加安全地切割晶棒，防止切割线网断线，提高切割效率。

本发明的目的是这样实现的：一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，包括如下步骤：

放线轮15向收线轮16放出金刚线，控制金刚线的移动速度为27~29m/s，金刚线的张力为10~11N，切割线网上的金刚线高速移动具有切割力；

晶托向下移动，使得各晶棒以2.0~2.2mm/min的速度下降，各晶棒与切割线网接触后开始切割，切割线网对晶棒一、晶棒二和晶棒三同时进行切割；

晶棒下降后，晶棒一的右侧边缘落入导线轮首端的边缘切割缝隙，晶棒一的左侧边缘、晶棒二的右侧边缘均落入加长切割缝隙，晶棒二的左侧边缘、晶棒三的右侧边缘均落入切割缝隙，晶棒三的左侧边缘落入导线轮尾端的边缘切割缝隙；晶棒下降到终点位置后完成切割。

本发明通过晶托带动晶棒一、晶棒二和晶棒三同时向下移动，各晶棒在切割时，晶棒一被右边第2个分线网切割，晶棒一的左右两端部被切形成废料，晶棒二被右边第3个分线网切割，晶棒二的左右两端部被切形成废料，晶棒三被右边第4个分线网切割，晶棒三的左右两端部被切形成废料，各晶棒的左右端部废料被丢弃，晶棒主体部分被切割成若干硅片。本方法可以实现同时切割互相间隔分布的晶棒一、晶棒二和晶棒三，且第一连接金刚线13在导线轮上卷绕2周，保证不会在切割中由于张力作用切斜；左右两侧的边缘切割缝隙保证切割线网的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置，保证切割线网进线端和出线端的第1根金刚线不参与切割，切割线网的张力稳定、切割液携带稳定，降低断线率；切割线网被分成5个分线网，切割线网上的各缝隙左右对应分布，保证切割线网上张力分布更加均匀，降低金刚线的断线率。

作为本发明的进一步改进，所述导线轮上的切割线网在卷绕后，剪去中间部分的线网，然后将分离开的左侧切割线网的金刚线端部与右侧切割线网的金刚线端部打结形成线接头，从而形成切割缝隙，通过放线轮15向收线轮16放线，使得线接头跑到收线轮16的储线区，线接头不再参与切割。通过将线接头跑到储线区后，保证线接头不影响正常切割。

作为本发明的进一步改进，通过定位胶带将切割缝隙一侧的切割线网固定成一体，导线轮转动，带动切割缝隙一侧的切割线网沿导线轮轴线移动，而切割缝隙另一侧的切割线网不产生轴向移动，从而实现调整切割缝隙的长度。切割缝隙一侧的切割线网固定成一体后，就像螺母一样，导线轮上开设有可容纳切割线网的螺纹槽，导线轮就像螺杆一样，导线轮转动，可以带动切割缝隙一侧的切割线网轴向移动，而切割缝隙另一侧的切割线网不产生轴向移动，实现调整切割缝隙的长度。

作为本发明的进一步改进，所述晶棒在切割方向上的尺寸为157.5~158mm，晶棒与切割线网接触后，晶棒下降移动的行程为164mm。

附图说明

图1为本发明的切割装置的结构示意图。

图2为2个导线轮的侧面结构示意图。

其中，1导线轮，2切割线网，2a分线网，3晶托，4晶棒，5边缘切割缝隙，6晶棒一，7晶棒二，8晶棒三，9第一晶棒间隙，10第二晶棒间隙，11加长切割缝隙，12切割缝隙，13第一连接金刚线，14第二连接金刚线，15放线轮，16收线轮，17张紧滑轮。

具体实施方式

如图1和2所示，为一种适用于金刚线线网调整的切割装置，包括2个前后对应设置的导线轮1，2个导线轮1的轴线互相平行，2个导线轮1之间设置有切割线网2，切割线网2的进线端和出线端分别位于导线轮1的首端和尾端，切割线网2的上方对应设置有晶托3，晶托3上固定安装有若干间隔分布的晶棒4，各晶棒4的轴线相重合，晶棒4轴线与导线轮1轴线相平行，各晶棒4的投影区域均位于切割线网2的覆盖面内，切割线网2位于导线轮1的首端和尾端均设置有边缘切割缝隙5，2个边缘切割缝隙5分别与位于左侧的晶棒4的左侧边缘、位于右侧的晶棒4的右侧边缘相对应设置，切割线网2的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒4相错开设置。晶托3为树脂板，晶托3上从右往左依次间隔固定有晶棒一6、晶棒二7和晶棒三8，晶棒一6的右侧边缘位于导线轮1首端的边缘切割缝隙5上方，晶棒三8的左侧边缘位于导线轮1尾端的边缘切割缝隙5上方；晶棒一6和晶棒二7之间具有第一晶棒间隙9，晶棒二7和晶棒三8之间具有第二晶棒间隙10，第一晶棒间隙9大于第二晶棒间隙10。切割线网2位于第一晶棒间隙9的下方设有加长切割缝隙11L，加长切割缝隙11L的长度大于第一晶棒间隙9的长度，5mm≤L≤9mm，加长切割缝隙11内设置有第一连接金刚线13，第一连接金刚线13连接左侧的分线网2a和右侧的分线网2a，第一连接金刚线13在导线轮1上卷绕有2周；切割线网2位于第二晶棒间隙10的下方设有切割缝隙12M，切割缝隙12M的长度大于第二晶棒间隙10的长度，1mm≤M＜5mm，切割缝隙12内设置有第二连接金刚线14，第二连接金刚线14在导线轮1上卷绕有1周。切割线网2的进线端与放线轮15相连，放线轮15上卷绕有多圈储备金刚线，放线轮15与切割线网2之间设置有若干张紧滑轮17，切割线网2的出线端与收线轮16相连，切割线网2的出线端与收线轮16之间也设置有若干张紧滑轮17。

一种适用于上述金刚线线网调整的切割装置的切割方法，包括如下步骤：

放线轮15向收线轮16放出金刚线，控制金刚线的移动速度为27~29m/s，金刚线的张力为10~11N，切割线网2上的金刚线高速移动具有切割力；

晶托3向下移动，使得各晶棒以2.0~2.2mm/min的速度下降，各晶棒4与切割线网2接触后开始切割，切割线网2对晶棒一6、晶棒二7和晶棒三8同时进行切割；

晶棒下降后，晶棒一6的右侧边缘落入导线轮1首端的边缘切割缝隙5，晶棒一6的左侧边缘、晶棒二7的右侧边缘均落入加长切割缝隙11，晶棒二7的左侧边缘、晶棒三8的右侧边缘均落入切割缝隙12，晶棒三8的左侧边缘落入导线轮1尾端的边缘切割缝隙5；晶棒4下降到终点位置后完成切割。所述晶棒在切割方向上的尺寸为157.5~158mm，晶棒4与切割线网2接触后，晶棒下降移动的行程为164mm。

导线轮1上的切割线网2在卷绕后，剪去中间部分的线网，然后将分离开的左侧切割线网2的金刚线端部与右侧切割线网2的金刚线端部打结形成线接头，从而形成切割缝隙，通过放线轮15向收线轮16放线，使得线接头跑到收线轮16的储线区，线接头不再参与切割。通过将线接头跑到储线区后，保证线接头不影响正常切割。

通过定位胶带将切割缝隙12一侧的切割线网2固定成一体，导线轮1转动，带动切割缝隙12一侧的切割线网2沿导线轮1轴线移动，而切割缝隙12另一侧的切割线网2不产生轴向移动，从而实现调整切割缝隙12的长度。切割缝隙12一侧的切割线网2固定成一体后，就像螺母一样，导线轮1上开设有可容纳切割线网2的螺纹槽，导线轮1就像螺杆一样，导线轮1转动，可以带动切割缝隙12一侧的切割线网2轴向移动，而切割缝隙12另一侧的切割线网2不产生轴向移动，实现调整切割缝隙12的长度。

本装置的晶托3带动各晶棒4向下移动，各晶棒4与切割线网2接触后开始切割，晶棒4保持下移，直至切割线网2将晶棒4完全切割。本装置的优点在于：本发明的左侧的晶棒的左侧边缘与切割线网2左侧的边缘切割缝隙5相对应设置，右侧的晶棒的右侧边缘与切割线网2右侧的边缘切割缝隙5相对应设置，使得切割线网2的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置，保证切割线网2进线端和出线端的第1根金刚线不参与切割，保证切割过程中，切割线网2的张力稳定、切割液携带稳定，降低断线率；切割线网2左右两侧的边缘切割缝隙5对称设置，使得金刚线整体更加规律、平整地卷绕在导线轮1上，切割线网2上张力分布更加均匀，避免切割线网2上产生应力集中。

本方法通过晶托3带动晶棒一6、晶棒二7和晶棒三8同时向下移动，各晶棒在切割时，晶棒一6被右边第2个分线网2a切割，晶棒一6的左右两端部被切形成废料，晶棒二7被右边第3个分线网2a切割，晶棒二7的左右两端部被切形成废料，晶棒三8被右边第4个分线网2a切割，晶棒三8的左右两端部被切形成废料，各晶棒的左右端部废料被丢弃，晶棒主体部分被切割成若干硅片。本方法可以实现同时切割互相间隔分布的晶棒一6、晶棒二7和晶棒三8，且第一连接金刚线13在导线轮1上卷绕2周，保证不会在切割中由于张力作用切斜；左右两侧的边缘切割缝隙5保证切割线网2的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置，保证切割线网2进线端和出线端的第1根金刚线不参与切割，切割线网2的张力稳定、切割液携带稳定，降低断线率；切割线网2被分成5个分线网2a，切割线网2上的各缝隙左右对应分布，保证切割线网2上张力分布更加均匀，降低金刚线的断线率。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种适用于金刚线线网调整的切割装置，包括2个前后对应设置的导线轮，2个导线轮的轴线互相平行，2个导线轮之间设置有切割线网，所述切割线网的进线端和出线端分别位于导线轮的首端和尾端，所述切割线网的上方对应设置有晶托，其特征在于，所述晶托上固定安装有若干间隔分布的晶棒，各晶棒的轴线相重合，晶棒轴线与导线轮轴线相平行，各晶棒的投影区域均位于切割线网的覆盖面内，所述切割线网位于导线轮的首端和尾端均设置有边缘切割缝隙，2个边缘切割缝隙分别与位于左侧的晶棒的左侧边缘、位于右侧的晶棒的右侧边缘相对应设置，所述切割线网的进线端和出线端的第1根金刚线与对应晶棒相错开设置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置，其特征在于，所述晶托为树脂板，晶托上从右往左依次间隔固定有晶棒一、晶棒二和晶棒三，晶棒一的右侧边缘位于导线轮首端的边缘切割缝隙上方，晶棒三的左侧边缘位于导线轮尾端的边缘切割缝隙上方；所述晶棒一和晶棒二之间具有第一晶棒间隙，晶棒二和晶棒三之间具有第二晶棒间隙，第一晶棒间隙大于第二晶棒间隙。

3.根据权利要求2所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置，其特征在于，所述切割线网位于第一晶棒间隙的下方设有加长切割缝隙L，加长切割缝隙L的长度大于第一晶棒间隙的长度，5mm≤L≤9mm，加长切割缝隙内设置有第一连接金刚线13，第一连接金刚线13连接左侧的分线网和右侧的分线网，第一连接金刚线13在导线轮上卷绕有2周；所述切割线网位于第二晶棒间隙的下方设有切割缝隙M，切割缝隙M的长度大于第二晶棒间隙的长度，1mm≤M＜5mm，切割缝隙内设置有第二连接金刚线14，第二连接金刚线14在导线轮上卷绕有1周。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置，其特征在于，所述切割线网的进线端与放线轮15相连，放线轮15上卷绕有多圈储备金刚线，放线轮15与切割线网之间设置有若干张紧滑轮17，所述切割线网的出线端与收线轮16相连，切割线网的出线端与收线轮16之间也设置有若干张紧滑轮17。

5.根据权利要求3或4所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，其特征在于包括如下步骤：

放线轮15向收线轮16放出金刚线，控制金刚线的移动速度为27~29m/s，金刚线的张力为10~11N，切割线网上的金刚线高速移动具有切割力；

晶托向下移动，使得各晶棒以2.0~2.2mm/min的速度下降，各晶棒与切割线网接触后开始切割，切割线网对晶棒一、晶棒二和晶棒三同时进行切割；

晶棒下降后，晶棒一的右侧边缘落入导线轮首端的边缘切割缝隙，晶棒一的左侧边缘、晶棒二的右侧边缘均落入加长切割缝隙，晶棒二的左侧边缘、晶棒三的右侧边缘均落入切割缝隙，晶棒三的左侧边缘落入导线轮尾端的边缘切割缝隙；晶棒下降到终点位置后完成切割。

6.根据权利要求5所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，其特征在于，所述导线轮上的切割线网在卷绕后，剪去中间部分的线网，然后将分离开的左侧切割线网的金刚线端部与右侧切割线网的金刚线端部打结形成线接头，从而形成切割缝隙，通过放线轮15向收线轮16放线，使得线接头跑到收线轮16的储线区，线接头不再参与切割。

7.根据权利要求5所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，其特征在于，通过定位胶带将切割缝隙一侧的切割线网固定成一体，导线轮转动，带动切割缝隙一侧的切割线网沿导线轮轴线移动，而切割缝隙另一侧的切割线网不产生轴向移动，从而实现调整切割缝隙的长度。

8.根据权利要求5所述的一种适用于金刚线线网调整的切割装置的切割方法，其特征在于，所述晶棒在切割方向上的尺寸为157.5~158mm，晶棒与切割线网接触后，晶棒下降移动的行程为164mm。