CN113134918B - 一种新式的单晶硅双棒双工位开方机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其包括储料平台、检测平台、进料平台、双工位上料装置和双工位切割装置，检测平台和双工位上料装置布置于储料平台和进料平台之间，双工位切割装置扣设于进料平台外侧，检测平台顶端远离双工位上料装置的一侧设置有晶线检测装置，双工位上料装置、双工位切割装置和晶线检测装置与控制器电连接。本发明在储料平台和进料平台之间设置检测平台，通过上料装置转动对硅棒进行夹取上料操作，在硅棒上料过程中对硅棒进行晶线检测，硅棒切割操作和检测操作同步进行，大幅缩减作业时间，将开方机设置为双棒双工位，在保证操作可靠性的基础上，进一步加快开方机的切割和检测速度，提高生产效率。

Description

一种新式的单晶硅双棒双工位开方机
技术领域
本发明涉及晶硅切割技术领域，具体地说，涉及一种新式的单晶硅双棒双工位开方机。
背景技术
随着社会对绿色可再生能源利用的重视和开放，光伏太阳能发电领域越来越得到重视和发展。光伏太阳能发电领域中，通常的晶体硅太阳能电池是在高质量硅片上制成的，这种硅片从提拉或浇铸的硅棒后通过多线锯切割而成，现有的硅棒切割通常使用硅棒开方机，硅棒开方机是常用于对硅棒进行开方的切割设备，主要通过设备中的切割线在快速移动状态下对硅棒进行开方。现有的硅棒在生产完成后，需要对硅棒进行人工晶线检测后才能进行开方，并且现有开方机大多采用单个工位，切割速度慢，生产效率低。因此，为了解决上述问题，亟需设计一种新式的单晶硅双棒双工位开方机。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，在储料平台和进料平台之间设置检测平台，通过上料装置转动对硅棒进行夹取上料操作，在硅棒上料过程中对硅棒进行晶线检测，硅棒切割操作和检测操作同步进行，大幅缩减了作业时间，将开方机设置为双棒双工位，在保证操作可靠性的基础上，进一步加快开方机的切割和检测速度，提高生产效率；其包括：
储料平台、检测平台、进料平台、双工位上料装置和双工位切割装置，所述检测平台和双工位上料装置布置于储料平台和进料平台之间，所述双工位切割装置扣设于所述进料平台外侧，所述检测平台顶端远离所述双工位上料装置的一侧设置有晶线检测装置，所述双工位上料装置、双工位切割装置和晶线检测装置与控制器电连接。
优选的，所述储料平台顶端并列开设有两个储料槽，所述储料槽槽底呈弧形设置，所述储料槽设置有硅棒检测开关，所述硅棒检测开关与控制器电连接。
优选的，所述进料平台包括：
移动平台和第一电动滑轨，所述移动平台连接于所述第一电动滑轨上方，所述移动平台顶端并列开设有两个放置槽，所述第一电动滑轨与控制器电连接，两个所述放置槽中心线距离与两个所述储料槽中心线距离相等。
优选的，所述双工位上料装置包括：
底座、电动转盘、立柱、第四电动滑轨和夹持机构，所述底座布置于储料平台和进料平台之间，所述电动转盘固转动连接于所述电动转盘顶端，所述立柱固定连接于所述电动转盘顶端，所述电动转盘以立柱中心线为中心转动，所述第四电动滑轨连接于所述立柱侧端，所述夹持机构连接于所述第四电动滑轨上，所述夹持机构上对称设置有两对电动夹爪，所述电动转盘、第四电动滑轨和电动夹爪与控制器电连接。
优选的，所述电动夹爪包括：
壳体、第一滑动杆、第一滑动块、第一横杆、丝杠、减速器、驱动电机、第二横杆、第二滑动块、连接杆，所述壳体对称连接于所述夹持机构一端，两个所述第一滑动杆对称连接于所述壳体内壁两端，所述第一滑动杆上滑动连接有第一滑动块，两个所述第一滑动块之间连接有第一横杆，所述第一横杆中心开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有丝杠，所述丝杠顶端通过减速器连接有驱动电机，所述驱动电机与所述壳体内壁连接，所述第二横杆同时连接于两个所述第一滑动杆内侧，所述第二横杆平行布置于所述第一横杆下方，所述第二横杆上对称滑动连接有两个第二滑动块，两个所述第二滑动块与两个第一滑动块之间分别铰接有连接杆，所述第二滑动块底端连接有抓手，所述抓手内侧连接有防滑垫，所述驱动电机与控制器电连接。
优选的，所述双工位切割装置包括：
门架，所述门架扣设于所述进料平台外侧；
第二电动滑轨，两组所述第二电动滑轨对称连接于所述门架内壁两侧，每组所述第二电动滑轨数量设置为两个，所述第二电动滑轨竖直向上延伸，所述第二电动滑轨与控制器电连接；
固定座，所述固定座连接于所述第二电动滑轨上，所述固定座靠近移动平台设置，所述门架内壁同一侧的两个所述固定座中心线距离与两个放置槽中心线距离相等，所述固定座设置为电动伸缩式，所述固定座与控制器电连接，所述固定座靠近所述移动平台的一端开设有过线槽；
线网装置，两个所述线网装置分别套设于所述门架内壁同一侧的两个所述固定座外侧；
第三电动滑轨，两个所述第三电动滑轨水平连接于所述门架内顶端，所述第三电动滑轨与控制器电连接，所述第三电动滑轨上连接有连杆，所述连杆竖直向下与线网装置顶端连接。
优选的，所述线网装置包括：
支撑板，所述支撑板顶端与连杆连接，所述支撑板中心开孔设置，所述支撑板中心连接有圆筒，所述圆筒套设于所述固定座外侧；
线轮支撑座，所述支撑板靠近所述圆筒的一侧均匀布置有若干个线轮支撑座，所述线轮支撑座围绕所述圆筒设置；
第一线轮，所述第一线轮通过转轴转动连接于所述线轮支撑座上，其中一个所述第一线轮转轴一端连接有放线装置，其中一个所述第一线轮转轴一端连接有收线装置，所述放线装置和收线装置与控制器电连接；
第二线轮，若干个所述第二线轮均匀布置于所述支撑板边沿，所述第二线轮与支撑板转动连接，所述第二线轮与第一线轮适应设置；
金钢线，所述金钢线缠绕于所述放线装置内，依次通过所述第二线轮和第一线轮，收卷于所述收线装置内，所述金钢线交错形成线网，所述线网与圆筒之间存在间隙。
优选的，所述一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，还包括冷却装置，所述冷却装置连接于所述门架内顶端，所述冷却装置包括：
顶座，所述顶座连接于所述门架内顶端；
上连接块，所述上连接块布置于所述顶座下方，所述上连接块侧端对称连接有凸耳；
活塞缸，所述活塞缸一端与所述上连接块凸耳铰接，所述活塞缸向所述上连接块斜上方延伸；
腔体，所述腔体开设于所述活塞缸内部；
滑块，所述滑块滑动连接于所述腔体内壁，所述滑块将腔体分割为上下两个容纳空间；
活塞杆，所述活塞杆固定连接于所述滑块远离所述连接块的一端，所述活塞杆穿设所述活塞缸向上延伸，所述活塞杆顶端与所述顶座铰接；
第一弹簧，所述第一弹簧连接于所述腔体的上容纳空间内壁，所述第一弹簧套设于所述活塞杆外侧；
管路，所述管路连通两个所述活塞缸的下容纳空间设置，所述活塞缸的下容纳空间内填充有油液；
下连接块，所述下连接块固定连接于所述上连接块底端；
冷却壳体，所述冷却壳体固定连接于所述下连接块底端，所述冷却壳体与制冷装置连接，所述制冷装置和控制器电连接，所述冷却壳体底端开口设置；
电机，所述电机安装于所述下连接块内部，所述电机与控制器电连接；
第一转轴，所述第一转轴连接于所述电机输出端，所述第一转轴穿设所述下连接块向下延伸至冷却壳体内；
连接板，所述连接板连接于所述冷却壳体内壁，所述第一转轴穿设所述连接板设置，所述连接板上连接有导流装置；
扇叶，所述扇叶均匀连接于所述第一转轴底端。
优选的，所述导流装置包括：
第一齿轮，所述第一齿轮连接于所述第一转轴上，所述第一齿轮布置于所述连接板上方；
第二转轴，所述第二转轴转动连接于所述下连接块底端和连接板之间，所述第二转轴布置于所述第一转轴一侧，所述第二转轴外侧间隔布置有若干螺纹；
第二齿轮，所述第二齿轮通过花键滑动连接于所述第二转轴上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接，所述第二齿轮顶端连接有磁块；
滑动板，所述滑动板滑动连接于所述冷却壳体内壁一侧，所述滑动板上设置有螺纹孔，所述滑动板通过螺纹孔与第二转轴螺接；
齿条，所述齿条固定连接于所述滑动板底端，所述齿条布置于所述连接板一侧；
侧凹槽，所述侧凹槽对称开设于所述连接板底端两侧；
第三转轴，所述第三转轴连接于所述侧凹槽内壁，所述第三转轴与侧凹槽内壁连接处设置有卷簧；
导流板，所述导流板固定连接于所述第三转轴上，所述导流板延伸出所述冷却壳体底端；
带轮，所述带轮连接于所述第三转轴上，并且两个所述带轮通过同步带连接；
第三齿轮，所述第三齿轮连接于其中靠近所述齿条的所述第三转轴上，并且所述第三齿轮与齿条啮合连接；
转动腔，所述转动腔开设于所述第二齿轮内部；
转动块，所述转动块滑动连接于所述转动腔内；
第二弹簧，所述第二弹簧连接于所述转动块和下连接块之间，所述第二弹簧穿设所述第二齿轮设置；
电磁块，所述电磁块固定连接于所述下连接块底端，所述电磁块布置于所述第二齿轮上方，所述电磁块与控制器电连接。
优选的，所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，还包括：
夹持指示装置，所述夹持指示装置包括与所述控制器电连接的指示灯和角度传感器，所述角度传感器用于检测所述连接杆与第二横杆之间的夹角，所述指示灯用于对所述抓手对硅棒的夹持力情况进行指示，控制器按照预设算法计算抓手对硅棒的夹持力，对比预设的硅棒夹持力确定是否启动所述指示灯，通过所述指示灯提示操作人员所述电动夹爪完成夹持，所述预设算法的具体步骤如下：
步骤A1，根据以下公式求解得到抓手对硅棒的夹持力：
Figure GDA0003454738310000071
其中，F为求解得到的抓手对硅棒的夹持力，η1为所述减速器内齿轮的传动效率，η2为所述丝杠的传动效率，Z2/Z1为所述减速器内齿轮的传动比，R为所述丝杠的导程，K1为所述驱动电机的输出转矩的可变参数，V为所述驱动电机的电压值，θ为所述连接杆与第二横杆之间的夹角，由所述角度传感器检测获得；
步骤A2，根据步骤A1中得到的抓手对硅棒的夹持力F，当抓手对硅棒的夹持力F大于预设的硅棒夹持力F0时，即硅棒夹持力到达预设值，硅棒刚好被夹持不受到损伤，此时所述控制器启动指示灯亮起，提示操作人员所述电动夹爪完成夹持，可以进行下一步操作，当抓手对硅棒的夹持力F未达到预设的硅棒夹持力F0时，此时不需要启动所述指示灯。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构主视图；
图2为本发明结构俯视图；
图3为本发明电动夹爪结构示意图；
图4为本发明线网装置结构示意图；
图5为本发明冷却装置结构示意图；
图6为本发明图5中A处结构局部放大示意图；
图7为本发明图5中B处结构剖视图；
图8为本发明图5中C处结构局部放大示意图。
图中：1.储料平台；2.检测平台；3.进料平台；4.双工位上料装置；5.双工位切割装置；11.储料槽；20.晶线检测装置；31.移动平台；32.第一电动滑轨；33.放置槽；41.底座；42.电动转盘；43.立柱；45.夹持机构；46.电动夹爪；461.壳体；462.第一滑动杆；463.第一滑动块；464.第一横杆；465.丝杠；466.减速器；467.第二横杆；468.第二滑动块；469.连接杆；51.门架；52.第二电动滑轨；53.固定座；55.线网装置；56.第三电动滑轨；57.连杆；551.支撑板；552.圆筒；553.线轮支撑座；554.第一线轮；555.放线装置；556.收线装置；557.第二线轮；558.金钢线；601.顶座；602.上连接座；603.活塞缸；604.滑块；605.活塞杆；606.第一弹簧；607.管路；608.下连接块；609.冷却壳体；610.电机；611.第一转轴；612.连接板；613.扇叶；614.第一齿轮；615.第二转轴；616.第二齿轮；617.滑动板；618.齿条；619.侧凹槽；620.第三转轴；621.带轮；622.第三齿轮；623.转动腔；624.转动块；625.第二弹簧；626.电磁块；627.导流板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
下面将结合附图对本发明做进一步描述。
如图1-4所示，本实施例提供的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，包括：
储料平台1、检测平台2、进料平台3、双工位上料装置4和双工位切割装置5，所述检测平台2和双工位上料装置4布置于储料平台1和进料平台3之间，所述双工位切割装置5扣设于所述进料平台3外侧，所述检测平台2顶端远离所述双工位上料装置4的一侧设置有晶线检测装置20，所述双工位上料装置4、双工位切割装置5和晶线检测装置20与控制器电连接。
本发明的工作原理为：
本发明提供一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，使用时，将带切割硅棒放置于储料平台1上，启动双工位上料装置4，使其位于储料平台1上方，将硅棒向上夹取，然后双工位上料装置4顺时针转动90度，使硅棒位于检测平台2上方，通过晶线检测装置20对硅棒进行晶线检测，检测完成后，双工位上料装置4继续顺时针转动90度，使硅棒位于进料平台3上方，将硅棒放置于进料平台3上，进料平台3将硅棒运送至双工位切割装置5下方，启动双工位切割装置5，双工位切割装置5的线网对硅棒进行固定并切割，进料平台3继续运送至出料端，将硅棒取出后对进料平台3复位，硅棒切割同时，上料装置4进行下一组硅棒上料夹取和检测操作。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，在储料平台1和进料平台3之间设置检测平台2，通过上料装置4转动对硅棒进行夹取上料操作，在硅棒上料过程中对硅棒进行晶线检测，硅棒切割操作和检测操作同步进行，大幅缩减了作业时间，将开方机设置为双棒双工位，在保证操作可靠性的基础上，进一步加快开方机的切割和检测速度，提高生产效率。
在一个实施例中，所述储料平台1顶端并列开设有两个储料槽11，所述储料槽11槽底呈弧形设置，所述储料槽11设置有硅棒检测开关，所述硅棒检测开关与控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述储料平台1顶端并列设有两个储料槽11，所述储料槽11用于容纳硅棒，储料槽11尺寸适应硅棒尺寸设置，储料槽11槽底设置为弧形，保证硅棒放置位置准确，放置硅棒滑落，在储料槽11内设置硅棒检测开关，识别硅棒放置状态，当硅棒检测开关检测到储料槽11内已放置硅棒后，进行上料夹取动作，避免双工位上料装置4空夹，提高开方机的可靠性。
在一个实施例中，所述进料平台3包括：
移动平台31和第一电动滑轨32，所述移动平台31连接于所述第一电动滑轨32上方，所述移动平台31顶端并列开设有两个放置槽33，所述第一电动滑轨32与控制器电连接，两个所述放置槽33中心线距离与两个所述储料槽11中心线距离相等。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
进料平台3使用时，将硅棒放置于放置槽33内，通过第一电动滑轨32带动移动平台31运动，使放置槽33移动至双工位切割装置5下方，切割完成后，使移动平台31继续运动穿过双工位切割装置5，将切割后的硅棒输送到出料端，将切割后的硅棒取出后，再将移动平台4复位，实现硅棒在开方机使用过程中的水平移动，对硅棒进行进料和出料。
在一个实施例中，所述双工位上料装置4包括：
底座41、电动转盘42、立柱43、第四电动滑轨和夹持机构45，所述底座41布置于储料平台1和进料平台3之间，所述电动转盘42固转动连接于所述电动转盘42顶端，所述立柱43固定连接于所述电动转盘42顶端，所述电动转盘42以立柱43中心线为中心转动，所述第四电动滑轨连接于所述立柱43侧端，所述夹持机构45连接于所述第四电动滑轨上，所述夹持机构45上对称设置有同步动作的两对电动夹爪46，所述电动转盘42、第四电动滑轨和电动夹爪46与控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
双工位上料装置4使用时，控制器控制电动转盘42以立柱43中心线为中心转动，首先将夹持机构45转动至储料平台1上方，启动第四电动滑轨，带动夹持机构45向下靠近硅棒，启动夹持机构45将硅棒夹持后向上移动，电动转盘42顺时针转动90度，将硅棒位于检测平台2的上方，晶线检测装置20对硅棒检测完成后，电动转盘42继续顺时针转动90度，将硅棒位于移动平台31的放置槽33上方，第四电动滑轨带动夹持机构45向下，将硅棒放置于放置槽33内后，松开电动夹爪46并向上复位。通过上述结构设计，在储料平台1和进料平台3之间设置双工位上料装置4，双工位上料装置4通过电动转盘42转动实现硅棒在储料平台1、检测平台2和进料平台3之间的转移，实现了各工序中硅棒的精确定位，通过转动即可实现上料操作，缩短了移动路径，提高上料效率。
如图3所示，在一个实施例中，所述电动夹爪46包括：
壳体461、第一滑动杆462、第一滑动块463、第一横杆464、丝杠465、减速器466、驱动电机、第二横杆467、第二滑动块468、连接杆469，所述壳体461对称连接于所述夹持机构45一端，两个所述第一滑动杆462对称连接于所述壳体461内壁两端，所述第一滑动杆462上滑动连接有第一滑动块463，两个所述第一滑动块463之间连接有第一横杆464，所述第一横杆464中心开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有丝杠465，所述丝杠465顶端通过减速器466连接有驱动电机，所述驱动电机与所述壳体461内壁连接，所述第二横杆467同时连接于两个所述第一滑动杆462内侧，所述第二横杆467平行布置于所述第一横杆464下方，所述第二横杆467上对称滑动连接有两个第二滑动块468两个所述第二滑动块468与两个第一滑动块463之间分别铰接有连接杆469，所述第二滑动块468底端连接有抓手，所述抓手内侧连接有防滑垫，所述驱动电机与控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
两对所述电动夹爪46设置为同步动作，在控制器的控制下，控制器启动驱动电机，驱动电机通过减速器466减速后，驱动丝杠465转动，驱动丝杠465螺接于第一横杆464螺纹孔内，使第一横杆464带动第一滑动块463向下移动，从而带动连接杆469转动，推动第二滑动块468带动抓手相互靠近，对硅棒进行夹持动作，两对所述电动夹爪46同时对两根硅棒进行夹取动作，同时将两根硅棒进行取料、晶线检测和上料，保证开方机的双棒双工位同时进行，提高开方机的效率，抓手内侧内侧的防滑垫有效防止硅棒在移动过程中发生脱落，提高电动夹爪46的可靠性。
在一个实施例中，所述双工位切割装置5包括：
门架51，所述门架51扣设于所述进料平台3外侧；
第二电动滑轨52，两组所述第二电动滑轨52对称连接于所述门架51内壁两侧，每组所述第二电动滑轨52数量设置为两个，所述第二电动滑轨52竖直向上延伸，所述第二电动滑轨52与控制器电连接；
固定座53，所述固定座53连接于所述第二电动滑轨52上，所述固定座53靠近移动平台31设置，所述门架51内壁同一侧的两个所述固定座53中心线距离与两个放置槽33中心线距离相等，所述固定座53设置为电动伸缩式，所述固定座53与控制器电连接，所述固定座53靠近所述移动平台31的一端开设有过线槽；
线网装置55，两个所述线网装置55分别套设于所述门架51内壁同一侧的两个所述固定座53外侧，所述过线槽与线网装置55形成的线网适应设置；
第三电动滑轨56，两个所述第三电动滑轨56水平连接于所述门架51内顶端，所述第三电动滑轨56与控制器电连接，所述第三电动滑轨56上连接有连杆57，所述连杆57竖直向下与线网装置55顶端连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
双工位切割装置5扣设在进料平台3外侧，使用时，当移动平台31带动储料槽11移动到门架51下方预设位置时，控制器启动固定座53，将固定座53伸长将储料槽11中的硅棒两端固定，此时线网装置55位于硅棒的一端，然后启动第二电动滑轨52，将固定座53向上移动到预设位置，然后启动第三电动滑轨53，第三电动滑轨53带动连杆57移动，从而带动线网装置55从硅棒一端移动到另一端，对硅棒进行切割。通过上述结构设计，有效实现了硅棒的卧式切割，切割完成后，线网装置55能够按原路径返回，无需剪断，硅棒通过固定座53进行夹紧固定，相比于胶接定位，省去了脱胶步骤，提高开方机的便捷性，同时，过线槽与线网装置55形成的线网相适应，防止发生干涉现象。
如图4所示，在一个实施例中，所述线网装置55包括：
支撑板551，所述支撑板551顶端与连杆57连接，所述支撑板551中心开孔设置，所述支撑板551中心连接有圆筒552，所述圆筒552套设于所述固定座53外侧；
线轮支撑座553，所述支撑板551靠近所述圆筒552的一侧均匀布置有若干个线轮支撑座553，所述线轮支撑座553围绕所述圆筒552设置；
第一线轮554，所述第一线轮554通过转轴转动连接于所述线轮支撑座553上，其中一个所述第一线轮554转轴一端连接有放线装置555，其中一个所述第一线轮554转轴一端连接有收线装置556，所述放线装置555和收线装置556与控制器电连接；
第二线轮557，若干个所述第二线轮557均匀布置于所述支撑板551边沿，所述第二线轮557与支撑板551转动连接，所述第二线轮557与第一线轮554适应设置；
金钢线558，所述金钢线558缠绕于所述放线装置555内，依次通过所述第二线轮557和第一线轮554，收卷于所述收线装置556内，所述金钢线558交错形成线网，所述线网与圆筒552之间存在间隙。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
开方机工作时，通过金钢线558的快速运动对硅棒实现切割，线网装置55使用时，将金钢线558一端缠绕于放线装置555内，放线装置555对金钢线558进行放线，金钢线558通过第二线轮557进行换向，然后依次缠绕通过并排设置的两个第一线轮554，再经过第二线轮557进行换向，缠绕通过另外两个并排设置的两个第一线轮554，其余第一线轮554的缠绕方式相同，然后时金钢线558的另一端收卷于收线装置556内，金钢线558交错布置形成线网，切割过程中，控制器驱动放线装置555和收线装置556，使金钢线558快速运动，同时将线网装置55从硅棒一端移动到另一端，对硅棒进行切割，通过上述结构设计，有益于保持金钢线558的快速运动，实现硅棒的快速切割，通过第一线轮554对金钢线558进行支撑导向，第二线轮557对金钢线557进行换向，形成交错的线网，并且不发生干涉，通过线网对硅棒切割，相对于单线切割，大幅提高切割效率。
如图5-8所示，在一个实施例中，所述一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，还包括冷却装置，所述冷却装置连接于所述门架51内顶端，所述冷却装置包括：
顶座601，所述顶座601连接于所述门架51内顶端；
上连接块602，所述上连接块602布置于所述顶座601下方，所述上连接块602侧端对称连接有凸耳；
活塞缸603，所述活塞缸603一端与所述上连接块602凸耳铰接，所述活塞缸603向所述上连接块602斜上方延伸；
腔体，所述腔体开设于所述活塞缸603内部；
滑块604，所述滑块604滑动连接于所述腔体内壁，所述滑块604将腔体分割为上下两个容纳空间；
活塞杆605，所述活塞杆605固定连接于所述滑块604远离所述连接块602的一端，所述活塞杆605穿设所述活塞缸603向上延伸，所述活塞杆605顶端与所述顶座601铰接；
第一弹簧606，所述第一弹簧606布连接于所述腔体的上容纳空间内壁，所述第一弹簧606套设于所述活塞杆605外侧；
管路607，所述管路607连通两个所述活塞缸603的下容纳空间设置，所述活塞缸603的下容纳空间内填充有油液；
下连接块608，所述下连接块608固定连接于所述上连接块602底端；
冷却壳体609，所述冷却壳体609固定连接于所述下连接块608底端，所述冷却壳体609与制冷装置连接，所述制冷装置和控制器电连接，所述冷却壳体609底端开口设置；
电机610，所述电机610安装于所述下连接块608内部，所述电机610与控制器电连接；
第一转轴611，所述第一转轴611连接于所述电机610输出端，所述第一转轴611穿设所述下连接块608向下延伸至冷却壳体609内；
连接板612，所述连接板612连接于所述冷却壳体609内壁，所述第一转轴611穿设所述连接板612设置，所述连接板612上连接有导流装置；
扇叶613，所述扇叶613均匀连接于所述第一转轴611底端。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
硅棒开方时，由于金钢线558快速切割，会导致硅棒切割处产生高温，因此在门架51内顶端设置冷却装置，冷却装置使用时，控制器启动电机610，电机610驱动第一转轴611转动，第一转轴611穿设连接板612，连接板612通过轴承与第一转轴611连接，使第一转轴611位于冷却壳体609中心，第一转轴611带动扇叶613转动，控制器启动制冷装置，将冷空气从冷却壳体609底端开口吹向硅棒表面，对其进行降温；扇叶613转动时会引起装置振动，上连接块602振动推动两侧的活塞缸603运动，使滑块604与活塞缸603产生相对运动，油液通过管路在两个腔体下容纳空间内流动，同时第一弹簧606产生弹力，通过油液和第一弹簧606对滑块604进行缓冲，当振动消失后，在第一弹簧606的作用下对上连接块602复位。
通过上述结构设计，在门架51内顶端设置冷却装置，当对硅棒进行切割时，将冷空气吹向硅棒对其进行降温冷却，降低摩擦高温对加工过程的影响，采用风冷方式，提高开方机的洁净度，同时在冷却过程中对装置进行缓冲，防止扇叶613转动引起装置过度偏斜，有助于保持装置的稳定性，防止装置晃动导致局部降温不完全，进一步改善硅棒切割质量。
在一个实施例中，所述导流装置包括：
第一齿轮614，所述第一齿轮614连接于所述第一转轴611上，所述第一齿轮614布置于所述连接板612上方；
第二转轴615，所述第二转轴615转动连接于所述下连接块608底端和连接板612之间，所述第二转轴615布置于所述第一转轴611一侧，所述第二转轴615外侧间隔布置有若干螺纹；
第二齿轮616，所述第二齿轮616通过花键滑动连接于所述第二转轴615上，所述第二齿轮616与第一齿轮614啮合连接，所述第二齿轮616顶端连接有磁块；
滑动板617，所述滑动板617滑动连接于所述冷却壳体609内壁一侧，所述滑动板617上设置有螺纹孔，所述滑动板617通过螺纹孔与第二转轴615螺接；
齿条618，所述齿条618固定连接于所述滑动板617底端，所述齿条618布置于所述连接板612一侧；
侧凹槽619，所述侧凹槽619对称开设于所述连接板612底端两侧；
第三转轴620，所述第三转轴620连接于所述侧凹槽619内壁，所述第三转轴620与侧凹槽619内壁连接处设置有卷簧；
导流板627，所述导流板627固定连接于所述第三转轴620上，所述导流板627延伸出所述冷却壳体609底端；
带轮621，所述带轮621连接于所述第三转轴620上，并且两个所述带轮621通过同步带连接；
第三齿轮622，所述第三齿轮622连接于其中靠近所述齿条618的所述第三转轴620上，并且所述第三齿轮622与齿条618啮合连接；
转动腔623，所述转动腔623开设于所述第二齿轮616内部；
转动块624，所述转动块624滑动连接于所述转动腔623内；
第二弹簧625，所述第二弹簧625连接于所述转动块624和下连接块608之间，所述第二弹簧625穿设所述第二齿轮616设置；
电磁块626，所述电磁块626固定连接于所述下连接块608底端，所述电磁块626布置于所述第二齿轮616上方，所述电磁块626与控制器电连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
硅棒开方时，线网装置55从硅棒一端移动至另一端，随着切割位置不同，产生高温的位置也不同，因此，在冷却装置内设置导流装置。使用时，切割开始同时，控制器启动电机610，电机610驱动第一转轴611转动，第一转轴611带动第一齿轮614转动，第一齿轮614与第二齿轮615啮合，带动第二齿轮615转动，使第二转轴615转动，第二转轴615与滑动板617啮合，使滑动板617在冷却壳体609内壁向下滑动，推动齿条618向下运动，齿条618余第三齿轮622转动，带动其中一个第三转轴620转动，并通过带轮621带动另一个第三转轴620转动，使第三转轴620上的导流板627转动，导流板627方向随切割位置而改变方向，冷空气方向沿导流板627方向吹向硅棒，使冷空气正对切割位置；当需要对某个区域集中冷却处理时，当到达预设位置后，对电磁块626通电产生磁性，吸引第二齿轮616，使第二齿轮616与第一齿轮614脱离啮合，对硅棒进行局部降温，当不需局部降温时，对电磁块626断电，第二齿轮616在第二弹簧625的作用下复位。
通过上述结构设计，在冷却装置内设置导流装置，通过导流板627对冷却装置产生的冷空气进行导向，导流板627方向随切割位置而改变方向，使冷空气始终正对切割处的高温位置，提高冷空气的集中程度，使冷却装置更有针对性，减少冷空气的浪费，从而降低冷却装置的耗能，同时具备局部冷却功能，提高装置的冷却效率。
在一个实施例中，所述一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，还包括：
热夹持指示装置，所述夹持指示装置包括与所述控制器电连接的指示灯和角度传感器，所述角度传感器用于检测所述连接杆469与第二横杆467之间的夹角，所述指示灯用于对所述抓手对硅棒的夹持力情况进行指示，控制器按照预设算法计算抓手对硅棒的夹持力，对比预设的硅棒夹持力确定是否启动所述指示灯，通过所述指示灯提示操作人员所述电动夹爪46完成夹持，所述预设算法的具体步骤如下：
步骤A1，根据以下公式求解得到抓手对硅棒的夹持力：
Figure GDA0003454738310000201
其中，F为求解得到的抓手对硅棒的夹持力，η1为所述减速器466内齿轮的传动效率，η2为所述丝杠465的传动效率，Z2/Z1为所述减速器466内齿轮的传动比，R为所述丝杠465的导程，K1为所述驱动电机的输出转矩的可变参数，V为所述驱动电机的电压值，θ为所述连接杆469与第二横杆467之间的夹角，由所述角度传感器检测获得；
步骤A2，根据步骤A1中得到的抓手对硅棒的夹持力F，当抓手对硅棒的夹持力F大于预设的硅棒夹持力F0时，即硅棒夹持力到达预设值，硅棒刚好被夹持不受到损伤，此时所述控制器启动指示灯亮起，提示操作人员所述电动夹爪46完成夹持，可以进行下一步操作，当抓手对硅棒的夹持力F未达到预设的硅棒夹持力F0时，此时不需要启动所述指示灯。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
通过上述计算方法，对连接杆469与第二横杆467之间的夹角进行实时监测，计算得出抓手对硅棒的夹持力，为抓手对硅棒的夹持力是否达到夹持力预设值提供理论依据，以实时角度为计算基础，修正了角度偏差对硅棒夹持力的影响，提高计算准确度，防止电动夹爪46内部结构松动对夹持力计算结果的影响，当抓手对硅棒的夹持力F大于预设的硅棒夹持力F0时，认定为硅棒夹持力到达预设值，此时硅棒刚好被夹持不受到损伤，控制器启动指示灯亮起，提示操作人员电动夹爪46完成夹持，可以进行下一步操作，对电动夹爪46的工作状态作出直观的提示，防止夹持力不足导致硅棒掉落，提高了电动夹爪46的可靠性和自动化程度。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，包括：
储料平台(1)、检测平台(2)、进料平台(3)、双工位上料装置(4)和双工位切割装置(5)，所述检测平台(2)和双工位上料装置(4)布置于储料平台(1)和进料平台(3)之间，所述双工位切割装置(5)扣设于所述进料平台(3)外侧，所述检测平台(2)顶端远离所述双工位上料装置(4)的一侧设置有晶线检测装置(20)，所述双工位上料装置(4)、双工位切割装置(5)和晶线检测装置(20)与控制器电连接；
所述双工位切割装置(5)包括：
门架(51)，所述门架(51)扣设于所述进料平台(3)外侧；
第二电动滑轨(52)，两组所述第二电动滑轨(52)对称连接于所述门架(51)内壁两侧，每组所述第二电动滑轨(52)数量设置为两个，所述第二电动滑轨(52)竖直向上延伸，所述第二电动滑轨(52)与控制器电连接；
固定座(53)，所述固定座(53)连接于所述第二电动滑轨(52)上，所述固定座(53)靠近移动平台(31)设置，所述门架(51)内壁同一侧的两个所述固定座(53)中心线距离与两个放置槽(33)中心线距离相等，所述固定座(53)设置为电动伸缩式，所述固定座(53)与控制器电连接，所述固定座(53)靠近所述移动平台(31)的一端开设有过线槽；
线网装置(55)，两个所述线网装置(55)分别套设于所述门架(51)内壁同一侧的两个所述固定座(53)外侧，所述过线槽与线网装置(55)形成的线网适应设置；
第三电动滑轨(56)，两个所述第三电动滑轨(56)水平连接于所述门架(51)内顶端，所述第三电动滑轨(56)与控制器电连接，所述第三电动滑轨(56)上连接有连杆(57)，所述连杆(57)竖直向下与线网装置(55)顶端连接。
2.根据权利要求1所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述储料平台(1)顶端并列开设有两个储料槽(11)，所述储料槽(11)槽底呈弧形设置，所述储料槽(11)设置有硅棒检测开关，所述硅棒检测开关与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述进料平台(3)包括：移动平台(31)和第一电动滑轨(32)，所述移动平台(31)连接于所述第一电动滑轨(32)上方，所述移动平台(31)顶端并列开设有两个放置槽(33)，所述第一电动滑轨(32)与控制器电连接，两个所述放置槽(33)中心线距离与两个所述储料槽(11)中心线距离相等。
4.根据权利要求1所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述双工位上料装置(4)包括：
底座(41)、电动转盘(42)、立柱(43)、第四电动滑轨和夹持机构(45)，所述底座(41)布置于储料平台(1)和进料平台(3)之间，所述电动转盘(42)固转动连接于所述电动转盘(42)顶端，所述立柱(43)固定连接于所述电动转盘(42)顶端，所述电动转盘(42)以立柱(43)中心线为中心转动，所述第四电动滑轨连接于所述立柱(43)侧端，所述夹持机构(45)连接于所述第四电动滑轨上，所述夹持机构(45)上对称设置有同步动作的两对电动夹爪(46)，所述电动转盘(42)、第四电动滑轨和电动夹爪(46)与控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述电动夹爪(46)包括：壳体(461)、第一滑动杆(462)、第一滑动块(463)、第一横杆(464)、丝杠(465)、减速器(466)、驱动电机、第二横杆(467)、第二滑动块(468)、连接杆(469)，所述壳体(461)对称连接于所述夹持机构(45)一端，两个所述第一滑动杆(462)对称连接于所述壳体(461)内壁两端，所述第一滑动杆(462)上滑动连接有第一滑动块(463)，两个所述第一滑动块(463)之间连接有第一横杆(464)，所述第一横杆(464)中心开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺接有丝杠(465)，所述丝杠(465)顶端通过减速器(466)连接有驱动电机，所述驱动电机与所述壳体(461)内壁连接，所述第二横杆(467)同时连接于两个所述第一滑动杆(462)内侧，所述第二横杆(467)平行布置于所述第一横杆(464)下方，所述第二横杆(467)上对称滑动连接有两个第二滑动块(468)，两个所述第二滑动块(468)与两个第一滑动块(463)之间分别铰接有连接杆(469)，所述第二滑动块(468)底端连接有抓手，所述抓手内侧连接有防滑垫，所述驱动电机与控制器电连接。
6.根据权利要求1所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述线网装置(55)包括：
支撑板(551)，所述支撑板(551)顶端与连杆(57)连接，所述支撑板(551)中心开孔设置，所述支撑板(551)中心连接有圆筒(552)，所述圆筒(552)套设于所述固定座(53)外侧；
线轮支撑座(553)，所述支撑板(551)靠近所述圆筒(552)的一侧均匀布置有若干个线轮支撑座(553)，所述线轮支撑座(553)围绕所述圆筒(552)设置；
第一线轮(554)，所述第一线轮(554)通过转轴转动连接于所述线轮支撑座(553)上，其中一个所述第一线轮(554)转轴一端连接有放线装置(555)，其中一个所述第一线轮(554)转轴一端连接有收线装置(556)，所述放线装置(555)和收线装置(556)与控制器电连接；
第二线轮(557)，若干个所述第二线轮(557)均匀布置于所述支撑板(551)边沿，所述第二线轮(557)与支撑板(551)转动连接，所述第二线轮(557)与第一线轮(554)适应设置；
金钢线(558)，所述金钢线(558)缠绕于所述放线装置(555)内，依次通过所述第二线轮(557)和第一线轮(554)，收卷于所述收线装置(556)内，所述金钢线(558)交错形成线网，所述线网与圆筒(552)之间存在间隙。
7.根据权利要求1所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置连接于所述门架(51)内顶端，所述冷却装置包括：
顶座(601)，所述顶座(601)连接于所述门架(51)内顶端；
上连接块(602)，所述上连接块(602)布置于所述顶座(601)下方，所述上连接块(602)侧端对称连接有凸耳；
活塞缸(603)，所述活塞缸(603)一端与所述上连接块(602)凸耳铰接，所述活塞缸(603)向所述上连接块(602)斜上方延伸，所述活塞缸(603)内部开设有腔体；
滑块(604)，所述滑块(604)滑动连接于所述腔体内壁，所述滑块(604)将腔体分割为上下两个容纳空间；
活塞杆(605)，所述活塞杆(605)固定连接于所述滑块(604)远离所述连接块(602)的一端，所述活塞杆(605)穿设所述活塞缸(603)向上延伸，所述活塞杆(605)顶端与所述顶座(601)铰接；
第一弹簧(606)，所述第一弹簧(606)连接于所述腔体的上容纳空间内壁，所述第一弹簧(606)套设于所述活塞杆(605)外侧；
管路(607)，所述管路(607)连通两个所述活塞缸(603)的下容纳空间设置，所述活塞缸(603)的下容纳空间内填充有油液；
下连接块(608)，所述下连接块(608)固定连接于所述上连接块(602)底端；
冷却壳体(609)，所述冷却壳体(609)固定连接于所述下连接块(608)底端，所述冷却壳体(609)与制冷装置连接，所述制冷装置和控制器电连接，所述冷却壳体(609)底端开口设置；
电机(610)，所述电机(610)安装于所述下连接块(608)内部，所述电机(610)与控制器电连接；
第一转轴(611)，所述第一转轴(611)连接于所述电机(610)输出端，所述第一转轴(611)穿设所述下连接块(608)向下延伸至冷却壳体(609)内；
连接板(612)，所述连接板(612)连接于所述冷却壳体(609)内壁，所述第一转轴(611)穿设所述连接板(612)设置，所述连接板(612)上连接有导流装置；
扇叶(613)，所述扇叶(613)均匀连接于所述第一转轴(611)底端。
8.根据权利要求7所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，所述导流装置包括：
第一齿轮(614)，所述第一齿轮(614)连接于所述第一转轴(611)上，所述第一齿轮(614)布置于所述连接板(612)上方；
第二转轴(615)，所述第二转轴(615)转动连接于所述下连接块(608)底端和连接板(612)之间，所述第二转轴(615)布置于所述第一转轴(611)一侧，所述第二转轴(615)外侧间隔布置有若干螺纹；
第二齿轮(616)，所述第二齿轮(616)通过花键滑动连接于所述第二转轴(615)上，所述第二齿轮(616)与第一齿轮(614)啮合连接，所述第二齿轮(616)顶端连接有磁块；
滑动板(617)，所述滑动板(617)滑动连接于所述冷却壳体(609)内壁一侧，所述滑动板(617)上设置有螺纹孔，所述滑动板(617)通过螺纹孔与第二转轴(615)螺接；
齿条(618)，所述齿条(618)固定连接于所述滑动板(617)底端，所述齿条(618)布置于所述连接板(612)一侧；
侧凹槽(619)，所述侧凹槽(619)对称开设于所述连接板(612)底端两侧；
第三转轴(620)，所述第三转轴(620)连接于所述侧凹槽(619)内壁，所述第三转轴(620)与侧凹槽(619)内壁连接处设置有卷簧；
导流板(627)，所述导流板(627)固定连接于所述第三转轴(620)上，所述导流板(627)延伸出所述冷却壳体(609)底端；
带轮(621)，所述带轮(621)连接于所述第三转轴(620)上，并且两个所述带轮(621)通过同步带连接；
第三齿轮(622)，所述第三齿轮(622)连接于其中靠近所述齿条(618)的所述第三转轴(620)上，并且所述第三齿轮(622)与齿条(618)啮合连接；
转动腔(623)，所述转动腔(623)开设于所述第二齿轮(616)内部；
转动块(624)，所述转动块(624)滑动连接于所述转动腔(623)内；
第二弹簧(625)，所述第二弹簧(625)连接于所述转动块(624)和下连接块(608)之间，所述第二弹簧(625)穿设所述第二齿轮(616)设置；
电磁块(626)，所述电磁块(626)固定连接于所述下连接块(608)底端，所述电磁块(626)布置于所述第二齿轮(616)上方，所述电磁块(626)与控制器电连接。
9.根据权利要求5所述的一种新式的单晶硅双棒双工位开方机，其特征在于，还包括：夹持指示装置，所述夹持指示装置包括与所述控制器电连接的指示灯和角度传感器，所述角度传感器用于检测所述连接杆(469)与第二横杆(467)之间的夹角，所述指示灯用于对所述抓手对硅棒的夹持力情况进行指示，控制器按照预设算法计算抓手对硅棒的夹持力，对比预设的硅棒夹持力确定是否启动所述指示灯，通过所述指示灯提示操作人员所述电动夹爪(46)完成夹持，所述预设算法的具体步骤如下：
步骤A1，根据以下公式求解得到抓手对硅棒的夹持力：
Figure FDA0003454738300000071
其中，F为求解得到的抓手对硅棒的夹持力，η1为所述减速器(466)内齿轮的传动效率，η2为所述丝杠(465)的传动效率，Z2/Z1为所述减速器(466)内齿轮的传动比，R为所述丝杠(465)的导程，K1为所述驱动电机的输出转矩的可变参数，V为所述驱动电机的电压值，θ为所述连接杆(469)与第二横杆(467)之间的夹角，由所述角度传感器检测获得；
步骤A2，根据步骤A1中得到的抓手对硅棒的夹持力F，当抓手对硅棒的夹持力F大于预设的硅棒夹持力F0时，即硅棒夹持力到达预设值，硅棒刚好被夹持不受到损伤，此时所述控制器启动指示灯亮起，提示操作人员所述电动夹爪(46)完成夹持，可以进行下一步操作，当抓手对硅棒的夹持力F未达到预设的硅棒夹持力F0时，此时不需要启动所述指示灯。
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