CN220614542U - 切割装置及切割设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种切割装置及切割设备，其中，切割装置包括：机头框架；切割单元，包括至少三个可绕设切割工具的切割轮；至少三个切割轮间隔设置于机头框架，相邻两个切割轮之间的切割工具用于对待切割件进行切割；至少三个切割轮形成至少两个切割工位。本申请实施例提供的切割装置及切割设备能够成倍提高切割效率。

Description

切割装置及切割设备

技术领域

本申请涉及切割技术，尤其涉及一种切割装置及切割设备。

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。在硅棒开方技术中，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。传统的开方机通常只设置一个切割工位，一次只能对一个硅棒进行切割，效率较低。

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切割设备。

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：

机头框架；

切割单元，包括至少三个可绕设切割工具的切割轮；至少三个切割轮间隔设置于机头框架，相邻两个切割轮之间形成一个切割工位，至少三个切割轮形成至少两个切割工位。

如上所述的切割装置，还包括：

导向轮，设置于所述机头框架，且位于所述切割轮的一侧。

如上所述的切割装置，还包括：

张力机构，包括张力轮，设置于所述机头框架，且位于所述切割轮的一侧，切割工具绕设于张力轮与各切割轮之间，用于调节切割工具的张力。

如上所述的切割装置，所述切割轮为间隔设置的三个。

如上所述的切割装置，所述导向轮和/或张力轮位于所述切割轮上方或位于所述切割轮下方。

如上所述的切割装置，各切割轮具有相同的直径。

如上所述的切割装置，各切割轮的中心线位于同一直线上。

如上所述的切割装置，位于两边部之间至少一个切割轮相较于位于边部的切割轮，与切割工具接触位置处向外移。

如上所述的切割装置，至少一个切割轮对应设置有驱动机构，驱动机构用于驱动对应的切割轮转动。

如上所述的切割装置，所述切割工具为切割线或锯带。

如上所述的切割装置，还包括：喷淋组件，设置于机头框架上。

如上所述的切割装置，所述喷淋组件包括：

进液管，设置于机头框架上；进液管的一端与供液管路相连；

喷淋管，设置于机头框架上，且位于切割轮的旁侧；喷淋管与进液管连通，喷淋管靠近切割工具的端部设有喷液口。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种切割设备，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，在机头框架上设置至少三个切割轮，切割轮上绕设有切割工具，相邻两个切割轮之间形成一个切割工位，用于对待切割件进行切割。至少三个切割轮形成至少两个工位，能同时对至少两个待切割件进行切割，占地面积小，且提高了生产效率。

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的立体图；

图2为本申请实施例提供的切割装置的主视图；

图3为本申请实施例提供的切割装置的俯视图；

图4为本申请实施例提供的切割装置的左视图；

图5为本申请实施例提供的切割装置中张力机构的主视图；

图6为本申请实施例提供的切割装置中张力机构的左视图；

图7为本申请实施例提供的切割装置中驱动机构的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的切割装置中机头框架的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的切割装置的仰视立体图；

图10为本申请实施例提供的切割装置中喷淋组件的部分结构示意图；

图11为本申请实施例提供的切割装置对硅棒进行切割的流程图。

附图标记：

1-机头框架；11-张力机构安装孔；12-切割单元安装孔；13-进液管安装部；14-喷淋管安装部；15-支撑架；

21-切割轮；22-切割电机；23-联轴器；24-轴承；25-轴承座；26-主动轴；

31-张力轮；32-张力电机；33-张力摆臂；34-张力支座；

4-切割线；

51-进液管；52-喷淋管；521-喷液口；53-调整缝；

61-硅棒；62-方棒；63-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所示，本实施例提供的切割装置包括：机头框架1和切割单元。

其中，机头框架1为主体结构，其他机构均设置于机头框架1上。机头框架1可在进给驱动机构的的驱动力作用下沿进给方向移动对硅棒进行切割。或者机头框架位置固定，切割设备上用于承载硅棒的承载平台沿进给方向移动进行切割。

切割单元包括至少三个切割轮21，至少三个切割轮21间隔设置于机头框架1的一侧。切割工具绕设于各切割轮21上，相邻两个切割轮21之间形成一个切割工位，用于对待切割件进行切割。至少三个切割轮21形成至少两个工位，可同时对至少两个待切割件进行切割。

本实施例所提供的技术方案，在机头框架上设置至少三个切割轮，切割轮上绕设有切割工具，相邻两个切割轮之间形成一个切割工位，用于对待切割件进行切割。至少三个切割轮形成至少两个工位，能同时对至少两个待切割件进行切割，占地面积小，且提高了生产效率。

切割工具可以为切割线或切割锯带。切割线具体为金刚线，其上附着有金刚砂颗粒。切割锯带为具有一定宽度的薄片状结构。

进一步的，切割装置还包括导向轮，导向轮位于切割轮21的一侧，例如位于切割轮21的上方、下方、左侧或右侧。切割工具绕设于导向轮和各切割轮21上，导向轮用于对切割工具的移动进行导向或换向。

另一种方案：切割装置还包括张力机构，张力机构包括张力轮31，张力轮31与切割轮21设置于机头框架1的同一侧，张力轮31可位于切割轮21的上方、下方、左侧或右侧。本实施例中，张力轮31位于切割轮21的上方。切割工具绕设于张力轮31和各切割轮21上，张力轮31用于调节切割工具的张力。采用张力机构对切割工具的张力进行调节，使切割工具的张力处于较优的状态，降低切割工具损坏的几率，还能够提高切割效率及切割质量。

又一种方案，切割装置包括导向轮、张力机构及切割轮21，切割工具绕设于导向轮、张力机构及切割轮21上，其中的张力机构用于调节切割工具的张力，导向轮用于对切割工具进行导向。

导向轮、张力轮的数量可根据待切割工件、切割工具及切割指标进行设定。

本实施例提供一种具体方案，如图1和图2所示，机头框架1大致为长方体结构，切割轮与张力轮均设置在机头框架1的同一侧。采用三个切割轮21，沿机头框架1的长度方向依次设置。中间的切割轮21与左边的切割轮21之间的切割线段用于对一个硅棒进行切割，中间的切割轮21与右边的切割轮21之间的切割线段用于对另一个硅棒进行切割。

切割线以张力轮31为起点，从张力轮31的左侧绕出，从左边切割轮21的左上方饶进右下方绕出，再经过中间切割轮21的底部，从右边切割轮21的下方饶进右上方绕出，绕回张力轮31，形成环线。切割轮21采用单向逆时针转动、单向顺时针转动，或双向交替转动的方式进行切割。

张力轮31位于中间的切割轮21上方，切割线大致形成等腰三角形，则张力轮31左右两侧的切割线张力保持一致。中间的切割轮21与左边切割轮21之间的距离等于中间的切割轮21与右边切割轮21之间的距离。或者，根据张力轮31和切割轮21的数量和位置的不同，也可以将张力轮31与切割线21也可以布置成矩形或其他形状。

一种具体的方案：各切割轮21具有相同的直径。可采用相同结构及尺寸的切割轮21，有利于提高两个工位的切割进度和质量的一致性。

一种实施方案为：位于两边部之间的至少一个切割轮21相较于位于边部的切割轮21，与切割工具接触位置处向外移。例如图2所示的结构，位于中间的切割轮21的底端低于其他两个切割轮21，具体的，当三个切割轮21的直径相等时，位于中间的切割轮21高度更低；或者当三个切割轮21的中心线高度相同时，位于中间的切割轮21直径更大。

除了图2所示的方案之外，三个切割轮21还可以位于机头框架的上方，位于中间的切割轮21的顶端高于边部切割轮21；或者，三个切割轮21位于机头框架的左侧，位于中间的切割轮21的左边沿向左超出边部切割轮21；或者，三个切割轮21位于机头框架的右侧，位于中间的切割轮21的右边沿向右超出边部切割轮21。

或者，各切割轮21的高度相同，且各切割轮21的直径相同，以使切割轮21底部的切割线保持水平，进而使两个工位的硅棒在切割过程中，切割线受力均衡，不易断线，且切割过程稳定性更高。

位于中间的切割轮21与其他两个切割轮21之间的高度差，可以根据实际切割参数、切割线本身的特性等进行设定，以达到减弱切割轮打滑、减少切割轮磨损、延长切割轮使用寿命的效果。

如图3和图4所示，各切割轮21处于同一平面，且与张力轮31也处于同一平面。张力轮31和切割轮21的周面均设有线槽，切割线位于线槽内。具体的，张力轮31和切割轮21的线槽中心平面均处于同一平面内，进一步还可以将张力轮31和切割轮21的端面也设置为共面，采用该方案使切割线4的移动方向与切割轮21的转动中心线始终保持垂直，降低切割线从切割轮21或张力轮31的线槽脱出的风险，能够使切割正常运行，提高切割效率。

在实施过程中，至少一个切割轮21设置有驱动机构，驱动机构驱动该切割轮21转动。其余的切割轮21为从动。或者，每个切割轮21对应设置有驱动机构，驱动机构用于驱动对应的切割轮21转动，使每个切割轮21都有动力进行转动，具有更大的牵引力及切割动力，有利于提高切割效率。三组驱动机构提供相同的动力，以使切割线的移动速度保持均衡。并且三个切割轮21的磨损情况差不多，有利于延长切割轮21的使用寿命。

本实施例还提供一种张力机构的实施方式：如图5和图6所示，张力机构包括：张力轮21、张力电机32及张力摆臂33。其中，张力电机32设置于机头框架1的另一侧，张力电机32的输出端与张力摆臂33相连，用于驱动张力摆臂33摆动。张力轮21设置于张力摆臂33的端部，随着张力摆臂33移动，使切割线绷紧增大张力，或使切割线松一点减小张力。张力电机32具体为伺服电机。

如图7所示，驱动机构包括：切割电机22、联轴器23、轴承24、轴承座25和主动轴26。其中，切割电机22通过联轴器23与主动轴26相连，轴承24设置于轴承座25内，且位于主动轴26与轴承座25之间。主动轴26的端部与切割轮21相连。切割电机22具体为伺服电机。

如图8所示，机头框架1为一体式结构，具有较高的刚性及稳定性。机头框架1上设置有张力机构安装孔11、切割单元安装孔12。张力电机32通过张力支座34穿过张力机构安装孔11后与张力摆臂33相连。轴承座25穿设于切割单元安装孔12。在张力摆臂33的两侧还设有限位棒，用于限制张力摆臂33的摆动角度，避免摆动附图过大导致切割线绷断。例如限位角度上限为15°，下限为7°。

进一步的，切割装置还采用喷淋组件，设置于机头框架1上，喷淋组件用于向切割轮21之间的切割线喷洒切割液，一方面对切割线进行降温，避免在高温状态下切割影响硅棒的切割表面质量，另一方面还将切割线表面附着的硅粉清洗掉，降低对硅棒切割表面的磨损，进一步提高切割表面质量。

一种实施方式：如图1和图2所示，喷淋组件包括：进液管51和喷淋管52。其中，进液管51设置于机头框架1上，沿机头框架1的长度方向延伸。具体的，机头框架1设置有进液管安装部13，进液管51通过固定件固定于进液管安装部13。进液管51的一端与供液管路相连。

喷淋管52设置于机头框架1上，且位于切割轮21的旁侧。具体的，机头框架1设有喷淋管安装部14，喷淋管52通过固定件固定至喷淋管安装部14。如图10所示在，喷淋管52与进液管51连通，喷淋管52靠近切割线4的端部设有喷液口521，从喷液口521留出的切割液流向切割线4。

该固定件为一矩形块，设有两个供喷淋管52穿过的通孔。且在固定件的顶部开设调整缝53，将固定件的顶部分为两部分。这两部分设有同轴孔，采用螺纹紧固件旋入同轴孔内，旋紧时可拉近两部分之间的距离，从而夹紧喷淋管52。

图8中示出了四个喷淋管安装部14，可安装四组喷淋管52，每组包括两个喷淋管52。喷淋管安装部14靠近切割单元安装孔12。位于中间的切割单元安装孔12两侧各设有一个喷淋管安装部14，也就是说在中间的切割轮21两侧各设有一组喷淋管52。左侧的切割轮21的右边设有一组喷淋管52，右侧的切割轮21的左边设有一组喷淋管52，实现了通过两组喷淋管52向两个切割轮之间的切割线喷射切割液，有利于提高冷却及清洗效果。

如图2、4、9所示，机头框架1的底部还设有支撑架15，用于与进给机构相连。进给机构通过支撑架15驱动机头框架1上下移动，实现对硅棒进行切割。采用两个支撑架15均布于机头框架1的底部，能够提高机头框架1的稳定性。或者，支撑架15也可以设置在机头框架1的侧面或顶面。

如图11所示，采用本实施例所提供的上述切割装置能同时对两根硅棒进行切割。通过切割装置对两个硅棒61进行一次切割，切掉一块边皮63。之后平移硅棒61或切割装置，再次对硅棒61进行切割，切掉另一块边皮63。然后将两个硅棒转动90°，采用相同的操作再对硅棒切割两次，再切掉两块边皮63，得到横截面为矩形的方棒62，完成开方。

或者，采用两个切割装置相对设置，通过两个切割装置上的切割线同步对两个硅棒61进行切割，可一次切掉两块边皮63。然后将硅棒转动90°，切掉另外两个边皮63，两次切割完成开方。

本实施例还提供一种切割设备，包括上述任一内容所提供的切割装置。本实施例所提供的切割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 (12)

1.一种切割装置，其特征在于，包括：

机头框架；

切割单元，包括至少三个可绕设切割工具的切割轮；至少三个切割轮间隔设置于机头框架，相邻两个切割轮之间形成一个切割工位，至少三个切割轮形成至少两个切割工位；

张力机构，包括张力轮，设置于所述机头框架，且位于所述切割轮的一侧，切割工具绕设于张力轮与各切割轮之间，用于调节切割工具的张力。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，还包括：

导向轮，设置于所述机头框架，且位于所述切割轮的一侧。

3.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述切割轮为间隔设置的三个。

4.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，所述导向轮和/或张力轮位于所述切割轮上方或位于所述切割轮下方。

5.根据权利要求3所述的切割装置，其特征在于，各切割轮具有相同的直径。

6.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，各切割轮的转动中心线位于同一平面上。

7.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，位于两边部之间至少一个切割轮相较于位于边部的切割轮，与切割工具接触位置处向外移。

8.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，至少一个切割轮对应设置有驱动机构，驱动机构用于驱动对应的切割轮转动。

9.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述切割工具为切割线或锯带。

10.根据权利要求1-9任一项所述的切割装置，其特征在于，还包括：喷淋组件，设置于机头框架上。

11.根据权利要求10所述的切割装置，其特征在于，所述喷淋组件包括：

进液管，设置于机头框架上；进液管的一端与供液管路相连；

喷淋管，设置于机头框架上，且位于切割轮的旁侧；喷淋管与进液管连通，喷淋管靠近切割工具的端部设有喷液口。

12.一种切割设备，其特征在于，包括：如权利要求1-11任一项所述的切割装置。