本發明屬于硅棒加工技術領域，尤其是涉及一種金剛線開方裝置及應用該裝置切割硅棒的方法。

背景技術：

金剛線是指在不銹鋼母線上電鍍鎳層，鑲嵌高硬度高耐磨性的金剛石顆粒，在硅棒去邊皮切割或切方生產中，硅棒的切割方法一般就是應用金剛線沿端面切割，硅棒的切削質量較差。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明旨在提出一種金剛線開方裝置及應用該裝置切割硅棒的方法。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種金剛線開方裝置，包括工作臺；

以及設置在工作臺上的硅棒夾具和兩組切割機構；

每一組切割機構包括滑塊可上下移動的兩個電動滑臺，每一組切割機構的兩個電動滑臺正對設置在硅棒夾具兩側，四個所述電動滑臺繞硅棒夾具呈方形布置；

每一組切割機構的電動滑臺的滑塊上分別設有一線輪，每一組切割機構的兩個線輪正對，該兩個線輪軸心線重合設置，且該線輪軸線和待切割硅棒軸線垂直設置；

以及一組所述切割機構中的兩個電動滑臺各自對應設有的一個繞線輪，每一個所述繞線輪和其對應的電動滑臺間分別設有由數個線輪構成的繞線機構；

另一組所述切割機構的兩個線輪間設有變向機構，所述變向機構至少包括一個線輪。

進一步的，所述電動滑臺為螺桿式電動滑臺。

進一步的，所述繞線輪和繞線機構間設有計數編碼器，所述計數編碼器實時監測金剛線和繞線輪間的角度。

進一步的，所述滑塊和該滑塊設置的線輪間設有推桿電機，所述推桿電機設置在滑塊上，所述線輪設置在推桿電機的推桿上。

進一步的，所述變向機構的線輪上設有測速傳感器。

相對于現有技術，本發明所述的一種金剛線開方裝置具有以下優勢：

本發明所述的一種金剛線開方裝置中，在硅棒夾具周圍設置了四個電動滑臺，電動滑臺的滑塊上設置了線輪，另外，本裝置中還設置了兩個繞線輪和繞線機構，通過本裝置實現應用金剛線對硅棒進行開方，并能夠對硅棒兩側同時進行去邊皮的加工，加工質量較高，同時生產效率得到提高。

一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法，包括以下步驟：

1).纏繞金剛線

將金剛線的一端固定在一個繞線輪上，其另一端通過一個繞線機構---位于硅棒夾具一側的兩個線輪---變向機構的線輪---位于硅棒夾具另一側的兩個線輪---另一個繞線機構后纏繞在另一個繞線輪上，保證待切割硅棒兩側分別布置有一切割線；

2).上料

將待切割硅棒固定于金剛線開方裝置的硅棒夾具上；

3).確定金剛線切入點

下移兩組切割機構中的四個線輪，改變位于硅棒同側的兩個線輪間的高度差，當位于硅棒兩側的金剛線分別和硅棒點接觸時，金剛線與水平面間成一設定傾斜角度；

4).進刀工藝

保持金剛線與水平面間的傾斜角度不變，兩組切割機構中的四個線輪以相同速度下降，此時金剛線以第一設定線速度走線，金剛線壓迫硅棒，金剛線以和硅棒的接觸點為切入點開始對硅棒進行切割，直至硅棒朝向位于高處線輪的一端和金剛線點接觸；

5).主切工藝

保持金剛線與水平面間的傾斜角度不變，繼續以相同速度下降線輪，此時金剛線以第二設定線速度走線，對硅棒繼續切割，待硅棒朝向位于低處的線輪的一端和金剛線脫離開后，該低處線輪停止下移，保持其位置不變，位于高處的線輪繼續下降，直至四個線輪位于同一水平面時，四個線輪全部停止下降，金剛線繼續切割，直至金剛線完全由硅棒脫離開，此時硅棒被切割兩側的邊皮分別脫落；

6).恢復初始加工位置

上升四個線輪直至初始加工位置；

7).將硅棒繞其軸線旋轉90°后夾緊，重復步驟3)-5),對該硅棒另兩個側面進行去邊皮切割。

進一步的，在步驟3)中，所述金剛線和水平面間夾角為3-8°。

進一步的，在步驟4)中，所述第一設定線速度為15-19m/s，四個線輪的下降速度均為13.5-44mm/min。

進一步的，在步驟5)中，所述第二設定線速度為15-19m/s，所述四個線輪的下降速度分別為20-70mm/min。

相對于現有技術，本發明所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法具有以下優勢：

本發明所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法中，通過進刀工藝和主切工藝兩個切割步驟實現對硅棒進行切割，切割過程中，金剛線和水平面成一夾角，將常見切割生產中的端面入刀方式該為圓弧角入刀，該切割方式省時省力，且切割質量較好。

附圖說明

構成本發明的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發明實施例所述的一種金剛線開方裝置主視圖；

圖2為本發明實施例所述的一種金剛線開方裝置俯視圖；

圖3為本發明實施例所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法初始狀態示意圖；

圖4為本發明實施例所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法中步驟3)狀態示意圖；

圖5為本發明實施例所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法中步驟4)狀態；

圖6為本發明實施例所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法中步驟5)中金剛線由硅棒脫離前狀態；

圖7為本發明實施例所述的一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法中步驟5)中金剛線由硅棒脫離后狀態。

附圖標記說明：

1-繞線輪； 2-電動滑臺； 3-金剛線； 4-計數編碼器；

5-線輪； 6-硅棒夾具； 7-電動推桿； 8-工作臺；

9-測速傳感器； 10-硅棒。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

如圖1、圖2所示，一種金剛線開方裝置，包括工作臺8；所述工作臺8上分別設有硅棒夾具6、兩組切割機構和兩個繞線輪1，所述硅棒夾具6用于將待切割硅棒夾緊，每一組切割機構包括滑塊可上下移動的兩個電動滑臺2，四個所述電動滑臺2呈方形布置，該四個所述電動滑臺2繞硅棒夾具6設置；本實施例中，所述電動滑臺2為螺桿式電動滑臺，所述電動滑臺的螺桿豎直設置，該電動滑臺由與該電動滑臺對應設置的伺服電機控制；每一組切割機構的兩個電動滑臺2正對設置在硅棒夾具6兩側，每一組切割機構的電動滑臺2的滑塊上分別設有一線輪5，每一組切割機構的兩個線輪5正對，該兩個線輪5軸線重合設置，且該線輪5軸線和待切割硅棒軸線垂直設置；

每一個繞線輪1分別由與該繞線輪對應設置的伺服電機控制，其中一個繞線輪1和一組切割機構中的一個電動滑臺2對應設置，另一個繞線輪1和該組切割機構中的另一個電動滑臺2對應設置，每一個所述繞線輪1和其對應的電動滑臺2間分別設有由數個線輪5構成的繞線機構，通過該繞線機構實現金剛線3的轉向和張緊；

另一組所述切割機構的兩個線輪5間設有變向機構，該變向機構至少包括一個線輪5；通過便向機構實現金剛線3的變向。實際應用中，金剛線3的一端固定在一個繞線輪1上，其另一端通過一個繞線機構---位于硅棒夾具6一側電動滑臺的兩個線輪5---變向機構的線輪5---位于硅棒夾具6另一側電動滑臺的兩個線輪5---另一個繞線機構后纏繞在另一個繞線輪1上，因此金剛線在待切割硅棒兩側分別布置，該金剛線3和待切割硅棒軸線同向設置，通過線輪5下移帶動金剛線3下移，同時一個繞線輪1放線，一個繞線輪1收線，由此金剛線3下壓的同時走線，對硅棒對稱的兩側進行同時開方切割，切割好該兩個側面后，硅棒繞其軸線90°翻轉，實現該硅棒另兩側面的開方切割。

本實施例中，為保證金剛線3纏繞整齊，所述繞線輪1和繞線機構間設有計數編碼器4，金剛線3通過繞線機構后穿過計數編碼器4，然后纏繞在繞線輪1上，計數編碼器4實時監測金剛線3和繞線輪1間的角度,該計數編碼器4將采集到的信號輸送給本裝置中設置的PLC控制器，控制繞線輪1軸向移動的電機與PLC控制器連接，通過PLC控制器控制該電機軸伸縮速度，進而控制繞線輪1軸向移動速度，由此保證金剛線3和繞線輪1間的角度在設定范圍內。

為了提高本裝置的使用范圍，所述滑塊和該滑塊設置的線輪5間設有推桿電機7，所述推桿電機7設置在滑塊上，所述線輪5設置在推桿電機7的推桿上，通過推桿電機7推桿的移動改變滑塊上正對設置的兩個線輪5間的距離，滿足不同直徑的硅棒的開方要求。

如圖3-圖7所示，一種應用金剛線開方裝置的硅棒開方的方法，包括以下步驟：

1).纏繞金剛線3

將金剛線3的一端固定在一個繞線輪1上，其另一端通過一個繞線機構---位于硅棒夾具6一側的兩個線輪5---變向機構的線輪5---位于硅棒夾具6另一側的兩個線輪5---另一個繞線機構后纏繞在另一個繞線輪1上，保證待切割硅棒10兩側分別布置有一切割線；

2).上料

將待切割硅棒10固定于金剛線開方裝置的硅棒夾具6上；

3).確定金剛線切入點

下移兩組切割機構中的四個線輪5，改變位于硅棒10同側的兩個線輪5間的高度差，當位于硅棒10兩側的金剛線3分別和硅棒10點接觸時，金剛線3與水平面間成一設定傾斜角度，所述金剛線3和水平面間夾角為3-8°；

4).進刀工藝

保持金剛線3與水平面間的傾斜角度不變，兩組切割機構中的四個線輪5以相同速度下降，此時金剛線3以第一設定線速度走線，金剛線3壓迫硅棒10，金剛線3以和硅棒10的接觸點為切入點開始對硅棒10進行切割，直至硅棒10朝向位于高處線輪5的一端和金剛線3點接觸，所述第一設定線速度為15-19m/s，四個線輪5的下降速度均為13.5-44mm/min；

5).主切工藝

保持金剛線3與水平面間的傾斜角度不變，繼續以相同速度下降線輪5，此時金剛線3以第二設定線速度走線，對硅棒10繼續切割，待硅棒10朝向位于低處的線輪5的一端和金剛線3脫離開后，該低處線輪5停止下移，保持其位置不變，位于高處的線輪5繼續下降，直至四個線輪5位于同一水平面時，四個線輪5全部停止下降，金剛線3繼續切割，直至金剛線3完全由硅棒10脫離開，此時硅棒10被切割兩側的邊皮分別脫落；所述第二設定線速度為15-19m/s，所述四個線輪的下降速度分別為20-70mm/min；

6).恢復初始加工位置

上升四個線輪5直至初始加工位置；

7).將硅棒10繞其軸線旋轉90°后再次夾緊，重復步驟3)-5),對該硅棒10另兩個側面進行去邊皮切割。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。