CN114770780B - 棒体处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种棒体处理装置，包括进电机构；所述进电机构包括：脉冲电源；电极交变装置，所述脉冲电源的正极和负极连接到所述电极交变装置的输入端，所述电极交变装置的输出端引出两个交变电极；其中，所述交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，两个交变电极分别连接一个棒体；放电线，用于连接两个棒体且置于棒体待处理位置。本申请实施例的棒体处理装置的电极交变装置的两个交变电极、两个棒体和放电线形成一个放电回路，放电回路在棒体上放电线的位置会出现电火花放电，产生了电火花放电切割。电极交变装置的存在，实现了交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，平衡两个棒体的电火花放电切割的切割效果。

Description

棒体处理装置

技术领域

本申请涉及棒体切割技术领域，具体地，涉及一种棒体处理装置。

背景技术

目前，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棒体后通过线锯切割而成，即线切割技术。

线切割技术是目前世界上比较先进的硬脆材料加工技术，它的原理是通过高速运动的金刚线对待加工工件(例如：棒体、蓝宝石、或其他半导体硬脆材料)进行摩擦，切出方棒、圆棒或薄片，从而达到切割目的。

传统金钢线切割技术使用物理切割原理去除待加工材料，刀缝材料损失率高，切割质量、切割效率提升对切割线性能依赖大。

传统复合切割或电火花切割或电解切割技术，采用切割线作为电极，存在对电极材料、进电材料的消耗。在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例提供了一种新结构的棒体处理装置。

本申请实施例提供了一种棒体处理装置，包括进电机构；所述进电机构包括：

脉冲电源；

电极交变装置，所述脉冲电源的正极和负极连接到所述电极交变装置的输入端，所述电极交变装置的输出端引出两个交变电极；其中，所述交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，两个交变电极分别连接一个棒体；

放电线，用于连接两个棒体且置于棒体待处理位置。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

电极交变装置的两个交变电极、两个棒体和放电线形成一个放电回路：第一个交变电极→与第一个交变电极连接的棒体→放电线→第二个交变电极连接的棒体→第二个交变电极。在这个放电回路中，第一个交变电极为正极时，第二个交变电极为负极；下一个周期，第一个交变电极转变为负极，第二个交变电极转变为正极。放电回路在棒体上放电线的位置会出现电火花放电，由于电火花放电对棒体进行刻蚀去除，即产生了电火花放电切割。电极交变装置的存在，实现了交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，平衡两个棒体的电火花放电切割的切割效果。

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为本申请实施例的棒体处理装置的示意图；

图2为本申请实施例的仅具有一根往复式切割线并缠绕为线网且各个切割段并联的棒体处理装置的切割辊轴向视图；

图3为本申请实施例的仅具有一根往复式切割线并缠绕为线网且各个切割段串联的棒体处理装置的切割辊侧向视图。

附图标记：

脉冲电源11，电极交变装置12，放电线13，棒体14，

往复式切割线21。

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。

实施例一

如图1和图2所示，本申请实施例的一种棒体处理装置，包括进电机构；所述进电机构包括：

脉冲电源11；

电极交变装置12，所述脉冲电源11的正极和负极连接到所述电极交变装置12的输入端，所述电极交变装置12的输出端引出两个交变电极；其中，所述交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，两个交变电极分别连接一个棒体；

放电线13，用于连接两个棒体14且置于棒体14待处理位置。

本申请实施例的棒体处理装置，电极交变装置的两个交变电极、两个棒体和放电线形成一个放电回路：第一个交变电极→与第一个交变电极连接的棒体→放电线→第二个交变电极连接的棒体→第二个交变电极。在这个放电回路中，第一个交变电极为正极时，第二个交变电极为负极；下一个周期，第一个交变电极转变为负极，第二个交变电极转变为正极。放电回路在棒体上放电线的位置会出现电火花放电，由于电火花放电对棒体进行刻蚀去除，即产生了电火花放电切割。电极交变装置的存在，实现了交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，平衡两个棒体的电火花放电切割的切割效果。

发明人发现，在未设置电极交变装置的情况下，两个棒体分别和脉冲电源的正极和负极连接，形成脉冲电源的正极→与脉冲电源的正极连接的棒体→放电线→与脉冲电源的负极连接的棒体→脉冲电源的负极。与脉冲电源的正极连接的棒体的电火花放电切割效率较高，切割效果较高。与脉冲电源的负极连接的棒体的电火花放电切割效率较低，切割效果较低。因此，发明人设置了电极交变装置，实现了两个棒体极性的交替变化。

本申请实施例的棒体处理装置，可用于电阻相同的导体或半导体棒体的金刚线材进行切割、电火花加工或电解加工，亦可用于非金刚线类切割线材的切割、电火花加工或电解加工。即两个交变电极分别连接的棒体，要求两者的电阻相同。在电阻相同的前提下，可以是相同材质的棒体，也可以不同材质的棒体。

实施中，如图2所示，棒体处理装置还包括线切割机构；所述线切割机构的切割段复用为所述放电线13；

其中，所述切割段为所述线切割机构的切割线在运动中用于对两个棒体进行切割的部分。

这样，在线切割机构的切割段对两个棒体进行物理切割的基础上，放电回路的放电线在棒体上会出现电火花放电，由于电火花放电的作用对棒体进行刻蚀去除，即电火花放电的作用起到了电火花放电切割的作用，从而使得棒体处理装置的切割效率较高，棒体的切割方式得到改善，对线切割机构的切割段的切割力要求较低，棒体切割表面质量较高。本申请实施例的棒体处理装置对棒体进行的切割是复合切割，既包括切割段切割又包括电火花放电切割，切割效率较高，而且切割表面质量较高。两个棒体作为进电装置，切割段复用为放电线，在实现对两个棒体进行复合切割的情况下，没有额外增加会产生损耗的部件。因此，本申请实施例的棒体处理装置的部件较少，损耗也较小。

实施中，所述电极交变装置的电极交变频率能够根据切割工艺设定。

这样，棒体处理装置的电极交变频率能够变化，使得棒体处理装置的适用范围较宽。根据棒体类型、切割段类型等工艺参数的不同，可设定不同的电极交变频率，平衡两个棒体的复合切割效果，以实现最优电火花切割和切割段复合切割的质量。

实施中，对两个所述棒体的切割同时开始，同时结束，以保证电极交变装置的两个交变电极、两个棒体和放电线形成的放电回路完整，进而保证两个棒体的整体切割效果。

实施中，所述线切割机构还包括：

棒体固定机构，用于固定两个所述棒体；

线锯机构，切割线安装在所述线锯机构处形成所述切割段；

运动机构，与所述线锯机构连接且带动所述线锯机构运动，以带动切割段对棒体进行切割。

实施中，所述切割线为金刚线。

作为第一种可选的方式，如图2和图3所示，所述线切割机构具有一根往复式切割线21；

一根往复式切割线在两个或多个平行的切割辊之间按照预设的的轴向间距往复缠绕形成线网，线网形成多个平行且间隔设置的切割段。

一根往复式切割线形成多个平行且间隔设置的切割段的方式，可以实现各个切割段的并联或串联。

实现并联的方式：如图2所示，两个棒体的排列方向平行于切割段的长度方向，每一个切割段、两个棒体和所述电极交变装置形成一个放电回路；在切割段大于一根时，各切割段并联。这样，多个放电回路是并联方式。在电极交变装置提供的电压是固定的情况下，每个切割段即放电线两端的电压是大致相同的，且与电极交变装置提供的电压相差较小。

实现串联的方式：如图3所示，两个棒体的排列方向垂直于切割段的长度方向，与棒体接触的两部分切割段所在线网、棒体之间的线网、两棒体和所述电极交变装置形成一个放电回路；各个切割段在电路中串联。这样，放电回路是一个，在电极交变装置提供的电压为整根往复式切割线提供电压，使得在每个切割段的两端的电压比电极交变装置提供的电压小的多。上述两个棒体的排列方向垂直于切割段的长度方向，是一种具体的实施方式，不限于此，两个棒体的排列方向还可以是倾斜于切割段的长度方向。两个棒体的排列方向和切割段的长度方向相对设置，包括两个棒体的排列方向和切割段的长度方向相互垂直、以及相互倾斜的方式。

作为第二种可选的方式，所述切割机构具有多根平行且间隔设置的环形切割线，每根所述环形切割线具有切割段且各个所述切割段平行且间隔设置。

作为第三种可选的方式，所述切割机构具有一根往复式切割线，一根往复式切割线具有一个切割段；

在所述切割机构为一个时，形成一个切割段。

在所述切割机构为多个时，各个所述切割机构排列，形成多个平行且间隔设置的切割段。

作为第四可选的方式，所述切割机构具有一根环形切割线，每根所述环形切割线具有切割段；在所述切割机构为一个时，形成一个切割段；在所述切割机构为多个，各个所述切割段平行且间隔设置。

在上述第二种、第三种和第四种可选的方式中，在切割段为多个且各个切割段平行且间隔设置的情况下，两个棒体的排列方向平行于切割段的长度方向，每一个切割段、两个棒体和所述电极交变装置形成一个放电回路；各切割段并联。

这样，多个放电回路是并联方式。在电极交变装置提供的电压是固定的情况下，每个切割段即放电线两端的电压是大致相同的，且与电极交变装置提供的电压相差较小。

在第三种和第四种可选的方式中，多个切割段是平行且间隔设置，是一种具体的实施方式，不限于此，切割段还可以是不平行的间隔设置的方式。

本申请实施例的棒体处理装置的复合切割与现阶段行业使用的金刚线切割相比，具有如下优势和待提高的方面：

1.在材料去除和切割效率方面有明显优势；

2.在切割精度上也具备更高的精度；

3.在切割表面的质量上能减小金刚线加工的显著线痕，表面一致性更高；

4.另外，在切割表面损伤方面与金刚线切割相比各具优势，本申请实施例的棒体处理装置的复合切割的纹理分布一致性更好；

5.由于降低了宏观切削力，即金刚线的切割力，在线缝尺寸上比金刚线的线缝更小，在一定程度上减小了硅料损失，节约材料成本。

6.本申请实施例的棒体处理装置的复合切割在金刚线的线耗上会消耗电镀层，使得线耗增大；而本申请实施例的棒体处理装置的复合切割消耗电镀层的有益方面是使更多的磨粒突出参与加工，具有自锐功能。由于金刚线切割往复运动去除材料，并且逐步输送新线参与切割，旧线回收报废，因此，这种方式在匹配好线耗和材料去除量与进线工艺的条件下，可以同时兼顾金刚线的切削能力和线耗，达到比金刚线加工更具备优势的结果。

7.本申请实施例的棒体处理装置的复合切割减小了宏观切削力，即金刚线的切割力，在线弓控制和切削状态等方面更稳定，也减少了传统金刚线切割的磨粒冲击作用；

8.本申请实施例可通过变更电源类型，应用于电解加工。

另外，放电参数和磨削参数的匹配有更多的可能性挖掘，可以进一步提高切削性能，可能性也更多。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”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。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，还可以是通信；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。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

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 (9)

1.一种棒体处理装置，其特征在于，包括进电机构；所述进电机构包括：

脉冲电源；

电极交变装置，所述脉冲电源的正极和负极连接到所述电极交变装置的输入端，所述电极交变装置的输出端引出两个交变电极；其中，所述交变电极的极性在正极和负极之间交替变化，两个交变电极分别连接一个棒体；

放电线，用于连接两个棒体且置于棒体待处理位置；

还包括线切割机构；所述线切割机构的切割段复用为所述放电线；

其中，所述切割段为所述线切割机构的切割线在运动中用于对两个棒体进行切割的部分。

2.根据权利要求1所述的棒体处理装置，其特征在于，所述线切割机构具有一根往复式切割线；

一根往复式切割线在两个或多个平行的切割辊之间按照预设的轴向间距往复缠绕形成线网，线网形成多个平行且间隔设置的切割段。

3.根据权利要求1所述的棒体处理装置，其特征在于，所述切割机构具有一根往复式切割线，一根往复式切割线具有一个切割段；

在所述切割机构为一个时，形成一个切割段；

在所述切割机构为多个时，各个所述切割机构排列形成多个间隔设置的切割段。

4.根据权利要求1所述的棒体处理装置，其特征在于，所述切割机构具有多根平行且间隔设置的环形切割线，每根所述环形切割线具有切割段且各个所述切割段平行且间隔设置。

5.根据权利要求1所述的棒体处理装置，其特征在于，所述切割机构具有一根环形切割线，每根所述环形切割线具有切割段；在所述切割机构为一个时，形成一个切割段；在所述切割机构为多个，各个所述切割段间隔设置。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的棒体处理装置，其特征在于，两个棒体的排列方向平行于切割段的长度方向，每一个切割段、两个棒体和所述电极交变装置形成一个放电回路；在切割段大于一根时，各切割段并联。

7.根据权利要求2所述的棒体处理装置，其特征在于，两个棒体的排列方向和切割段的长度方向相对设置，与棒体接触的两部分切割段所在线网、棒体之间的线网、两棒体和所述电极交变装置形成一个放电回路；各个切割段在电路中串联。

8.根据权利要求2或3或4或5所述的棒体处理装置，其特征在于，所述线切割机构还包括：

棒体固定机构，用于固定两个所述棒体；

线锯机构，切割线安装在所述线锯机构处形成所述切割段；

运动机构，与所述线锯机构连接且带动所述线锯机构运动，以带动切割段对棒体进行切割。

9.根据权利要求1所述的棒体处理装置，其特征在于，所述切割线为金刚线。