本發明是關于多晶硅加工專用切割設備領域，特別涉及金剛線晶錠開方機。

背景技術：

多晶硅錠燒制成型后需要經過開方、截斷、磨面倒角、切片等工藝制成太陽能光伏電池。晶錠的開方是整體加工過程的第一道工序，是把大型晶錠切割成小型長方體。目前最成熟、最常見的開方設備多使用方格網線從上方進刀切割，網線鋸的工作區為相互垂直并在不同平面上的數條切割線組成，沒4條網線組成一個方格，設備運行時，切割絲被帶動切割硅錠，切割完成后，網線組成的方格中就形成一個小型長方體晶錠。

網線切割所使用的切割方式分為砂漿線切割和金剛線切割。

目前普遍使用的金剛線多晶硅錠開方設備切割前，先將金剛線一頭拉出，并跨過幾十個導輪形成網狀。由于從晶錠的正上方進刀，線網的跨度大，造成的線弓就非常大，使得拉線弓的時間加大，從而使得切割效率低下。大跨度的線網又容易在切割表面留下劃痕，增加后續工作量。另外，所用的金剛線較細，跨過幾十個導輪，往復運動容易造成斷線，一旦斷線，換線難度大，耗時。且晶錠上表面存在很多硬質點，容易造成線網偏移，影響加工尺寸。

最新的切割方式為從橫向進刀，由于多晶硅錠的高度一般在400mm左右，G6多晶硅錠的長和寬有1000mm左右，橫向進刀大大的減小了2個切割導輪之間的軸距，減小了線弓，提高了切割效率。但是該種開方設備需要將晶錠旋轉90°共切割2次，機械手去抓取晶錠時，手爪需要伸入晶錠底部，為了保證抓取的穩定性，勢必要增加手爪的伸入量及手爪厚度，這樣就帶來了2個問題：1.手爪能夠伸入的部分晶錠底部沒有支撐，在切割時容易崩邊掉落；2.增加手爪厚度后，勢必要增加工作臺的厚度，從而間接的增加了切割導輪之間的軸距，降低了切割效率。

同時，橫向進刀方式的開方機，第一次進刀將晶錠切成多條長條，第二次進刀再將長條切割方塊。目前采取的是切割線網豎直布置，這樣在第二次進刀時，由于線弓的存在，切割線會在晶錠上拉出2個切入口，這樣在兩長條交替處容易造成切割尺寸無法控制及崩邊現場發生，從而影響切割質量。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種使用金剛石線鋸切方的設備。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供金剛線晶錠開方機，能利用金剛線切割晶錠，所述金剛線晶錠開方機包括大底架、工作臺、工作臺水平移動電機、減速機、主絲杠、機械手部件、切割室部件、升降機構、收放線部件、張力部件、底部導輪部件；

所述大底架上裝有主導軌，主導軌上方裝有工作臺；所述工作臺水平移動電機安裝在大底架的一側，工作臺水平移動電機連接有減速機，減速機通過主絲杠與工作臺連接，使工作臺能沿著主絲杠軸向進行水平移動；

所述收放線部件設有兩個，分別安裝在大底架的兩側；收放線部件能夠存儲金剛線，且能控制金剛線伸出或收回的速度；

所述切割室部件包括切割室龍門架、換向導輪、切割導輪、換向輪驅動電機、同步帶，切割室部件利用切割室龍門架安裝在大底架的正上方；切割室龍門架橫梁的底面上并排裝有M個換向導輪，且M個換向導輪通過同步帶相連；換向導輪的側面并排裝有N個切割導輪，即兩側的換向導輪在靠中間一側安裝有1個切割導輪，每個中間的換向導輪的兩側各安裝有1個切割導輪；且安裝在切割室龍門架橫梁最中間處的一個換向導輪的一端連接有換向輪驅動電機；所述M是大于2的自然數，N是大于4的自然數；

所述底部導輪部件滑設于大底架上，底部導輪部件連接有伺服電機，用于控制底部導輪部件能夠沿主導軌方向水平移動，且底部導輪部件位于切割室龍門架的下方；底部導輪部件的頂面上并排裝有K個換向導輪，換向導輪的側面并排裝有N個切割導輪，即每個換向導輪的兩側各安裝有1個切割導輪；所述K＝M－1；

所述工作臺上開有N條貫通的長條，用于金剛線線網穿過；且：龍門架上的切割導輪與底部導輪部件上的切割導輪之間纏繞金剛線時，形成N條切割線，每條切割線剛好位于長條的中心；切割室龍門架的兩側各裝有一個張力部件，張力部件用于控制金剛線的張力；

所述大底架的中間處設有一凹槽(凹槽遠離切割室方向)，所述升降機構固定裝設在凹槽內部；升降機構是通過液壓缸驅動升降的剪式升降機構(升降機構上裝有支撐桿)，升降機構上等間距裝有N排立柱，每排立柱設有G根，每排立柱位于工作臺上每條長條的中心，且立柱的直徑小于長條的寬度，使立柱能夠從工作臺上的長條處升起；所述G是大于1的自然數；

所述機械手部件包括安裝架、旋轉電機、機械手主軸、手爪安裝架、機械手爪、聯軸器、手爪水平移動電機，安裝架固定在大底架上，且安裝架的旋轉中心位于升降機構的正上方；機械手主軸安裝在安裝架的正中心位置，機械手主軸的上端通過聯軸器與旋轉電機連接，下端安裝手爪安裝架；所述機械手爪滑設于手爪安裝架上，使機械手爪能夠在手爪安裝架上水平移動，并通過手爪水平移動電機控制機械手爪的抓取及打開。

在本發明中，所述切割室龍門架橫梁的底面上并排裝有5個換向導輪，換向導輪的側面并排裝有8個切割導輪；

所述底部導輪部件的頂面上并排裝有4個換向導輪，換向導輪的側面并排裝有8個切割導輪；

龍門架上的切割導輪與底部導輪部件上的切割導輪之間纏繞金剛線時，形成8條切割線。

在本發明中，所述工作臺上開有8條貫通的長條，用于金剛線線網穿過。

在本發明中，所述升降機構上等間距裝有8排立柱。

在本發明中，所述升降機構上的立柱，每排立柱設有8根。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明采用金剛石線鋸切割，切割刀痕小，切割面質量高，大大減少了原材料的損耗；工作環境大大改善，實現了環保生產。

本發明采用新的旋轉機構，降低工作臺高度，從而減小切割導輪軸距，線弓小，進刀快，切割效率高，同時避免了因為硬質點造成的切割尺寸偏差。

本發明在底部導輪處增加了水平移動功能，在第二次進刀時將切割線由豎直變為斜線，僅在晶錠上方切出一個切入口，從而避免了尺寸無法控制及崩邊。

附圖說明

圖1為本發明的等軸測視圖。

圖2為本發明的正視圖。

圖3為本發明的俯視圖。

圖4為本發明的左視圖。

圖5為本發明的上料時的左視圖。

圖6為本發明第一次進刀切割時的俯視圖。

圖7為本發明第二次進刀切割時的俯視圖。

圖中的附圖標記為：1大底架；2張力部件；3底部導輪部件；4切割室部件；5金剛線；6換向導輪；7換向輪驅動電機；8同步帶；9切割導輪；10機械手部件；11切割室龍門架；12伺服電機；13工作臺水平移動電機；14減速機；15主絲杠；16升降機構；17立柱；18機械手爪；19手爪水平移動電機；20旋轉電機；21聯軸器；22機械手主軸；23手爪安裝架；24安裝架；25收放線部件；26晶錠；27工作臺；28主導軌。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

如圖1至圖4所示的金剛線晶錠開方機包括大底架1、工作臺27、工作臺水平移動電機13、減速機14、主絲杠15、機械手部件10、切割室部件4、升降機構16、收放線部件25、張力部件2、底部導輪部件3，能利用金剛線5切割晶錠26。

所述大底架1上裝有主導軌28，主導軌28上方裝有工作臺27。所述工作臺水平移動電機13安裝在大底架1的一側，工作臺水平移動電機13連接有減速機14，減速機14通過主絲杠15與工作臺27連接，使工作臺27能沿著主絲杠15軸向進行水平移動。

所述收放線部件25設有兩個，分別安裝在大底架1的兩側。收放線部件25是一種能夠存儲金剛線5，且能使金剛線5按目標速度伸出或收回的部件。

所述切割室部件4包括切割室龍門架11、換向導輪6、切割導輪9、換向輪驅動電機7、同步帶8，切割室部件4利用切割室龍門架11安裝在大底架1的正上方。切割室龍門架11橫梁的底面上并排裝有5個換向導輪6，且5個換向導輪6通過同步帶8相連；換向導輪6的側面并排裝有8個切割導輪9，即兩側的換向導輪6在靠中間一側安裝有1個切割導輪9，每個中間的換向導輪6的兩側各安裝有1個切割導輪9；且安裝在切割室龍門架11橫梁最中間處的一個換向導輪6的一端連接換向輪驅動電機7。

切割室龍門架11的兩側各裝有一個張力部件2，張力部件2是能夠控制金剛線5張力的部件。

所述底部導輪部件3滑設于大底架1上，并通過伺服電機12控制其夠沿主導軌28方向水平移動，且位于切割室龍門架11的下方。底部導輪部件3的頂面上并排裝有4個換向導輪6，換向導輪6的側面并排裝有8個切割導輪9，即每個換向導輪6的兩側各安裝有1個切割導輪9。

所述工作臺27上開有8條貫通的長條，用于金剛線5線網穿過；且：龍門架上的切割導輪9與底部導輪部件3上的切割導輪9之間纏繞金剛線5時，形成8條切割線，每條切割線剛好位于長條的中心。

所述大底架1遠離切割室方向的中間處有一凹槽，凹槽內部固定裝有升降機構16。升降機構16采用一種通過液壓缸驅動其升降的剪式升降機構，升降機構16上裝有支撐桿。升降機構16上等間距的裝有8排立柱17，每排立柱17有8根，立柱17位于工作臺27上的長條的中心，且其直徑小于長條寬度，使得立柱17能夠從工作臺27上的長條處升起。

所述機械手部件10包括安裝架24、旋轉電機20、機械手主軸22、手爪安裝架23、機械手爪18、聯軸器21、手爪水平移動電機19，安裝架24固定在大底架1上，且安裝架24的旋轉中心位于升降機構16的正上方。機械手主軸22安裝在安裝架24的正中心位置，機械手主軸22的上端通過聯軸器21與旋轉電機20連接，下端安裝手爪安裝架23。所述機械手爪18滑設于手爪安裝架23上，能夠在手爪安裝架23上水平移動，通過手爪水平移動電機19控制機械手爪18的抓取及打開。

工作時，晶錠26上料后置于機械手爪18上，在旋轉電機20的驅動下機械手主軸22旋轉90°，使得晶錠26也跟著旋轉90°；升降機構16上升，其上的立柱17穿過工作臺27的長條，頂起晶錠26，手爪水平移動電機19控制機械手爪18打開；升降機構16下降，將晶錠26置于工作臺27上，完成第一次切割前的準備。

然后左、右兩個收放線部件25帶動金剛線5做往復運動；工作臺水平移動電機13驅動工作臺27往切割室部件4方向水平移動進行第一次進刀，使得切割室龍門架11上的切割導輪9與底部導輪部件3上的切割導輪9之間纏繞的金剛線5對晶錠26進行切割；第一次進刀切割時未將晶錠26完全切透，使得其還是一個整體，有利于接下下來的旋轉。

當第一次進刀完成后，工作臺27往升降機構16方向退刀，運動至升降機構16正上方；升降機構16上升，頂起晶錠26；手爪水平移動電機19控制機械手爪18閉合；升降機構16下降，將晶錠26置于機械手爪18上，在旋轉電機20的驅動下機械手主軸22旋轉90°，使得晶錠26也跟著旋轉90°；升降機構16上升，頂起晶錠26，手爪水平移動電機19控制機械手爪18打開；升降機構16下降，將晶錠26置于工作臺27上；底部導輪部件3,向遠離升降機構16的方向運動200mm左右，使得切割室龍門架11上的切割導輪9與底部導輪部件3上的切割導輪9之間纏繞的金剛線5成8條斜線，完成第二次切割前的準備。

接下來左、右兩個收放線部件25帶動金剛線5做往復運動；工作臺水平移動電機13驅動工作臺27往切割室部件4方向水平移動進行第二次進刀，使得切割室龍門架11上的切割導輪9與底部導輪部件3上的切割導輪9之間纏繞的金剛線5對晶錠26進行切割；直到金剛線5完全切透晶錠26后停止，完成切割。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護范圍。