本實用新型是關于單晶硅線切割加工輔助設備領域，特別涉及一種單晶硅棒金剛線開方進刀裝置。

背景技術：

硅單晶材料是最為重要的光伏發電原材料，隨著光伏行業迅猛發展，硅單晶產能不斷提升。硅單晶常用制備方法有直拉法、區熔法等，此類方法制備的單晶硅均呈圓柱型。制備完成的單晶硅棒需經過截斷、切方、磨削、切片等工序，加工出用于制造太陽能電池片的硅片。

在單晶硅切割領域，主要有盤鋸切割、帶鋸切割、游離磨料線鋸切割和金剛線切割。金剛線切割憑借切割穩定、效率高、硅損耗小等優良特性，正逐步取代游離磨料線鋸切割及傳統鋸切割。

傳統的單晶硅棒開方進刀裝置一般采用多線切割的方式，此種結構笨重，需要占用很大空間。

技術實現要素：

本實用新型的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種結構緊湊、定位準確、排線均勻的金剛線開方進刀裝置。為解決上述技術問題，本實用新型的解決方案是：

提供一種單晶硅棒金剛線開方進刀裝置，包括龍門架豎梁、直線進刀模組、導輪組件、工作臺接近開關組件，所述龍門架豎梁上安裝有導軌安裝條；

所述直線進刀模組豎直安裝在龍門架豎梁的導軌安裝條上；直線進刀模組包括電機、進給電機座、進給單元聯軸器、KK模組、導輪安裝座、護罩安裝頂板、風琴護罩、護罩密封墊、護罩底板、鈑金件；

所述KK模組包括固定平臺、絲桿、螺母、滑塊、導軌，固定平臺安裝在龍門架豎梁的導軌安裝條上；所述導軌設有兩根，水平安裝在固定平臺上；所述滑塊安裝在導軌上，并通過螺母與絲桿相連，使滑塊能沿著導軌上下移動；

所述進給電機座安裝在護罩安裝頂板上，電機安裝在進給電機座上，電機通過進給單元聯軸器與KK模組中的絲桿相連，用于通過絲桿控制滑塊移動；導輪安裝座固定在KK模組上的滑塊上；所述風琴護罩設有兩個，分別安裝在護罩安裝頂板和護罩底板上，并通過護罩密封墊密封，用于防止水和硅粉進入直線進刀模組上；護罩安裝頂板上還安裝有用于防水和硅泥的鈑金件；

所述導輪組件包括導輪、導輪輪蓋、導輪輪套、導輪軸承壓蓋、導輪鎖緊螺釘、深溝球軸承、導輪軸，導輪組件通過螺紋安裝在直線進刀模組的導輪安裝座上；所述導輪軸安裝在導輪安裝座上；所述深溝球軸承設有兩個，成對安裝在(一個)導輪軸上，導輪鎖緊螺釘用于對深溝球軸承進行軸向定位；所述導輪輪套安裝在深溝球軸承上，導輪安裝在導輪輪套上，導輪輪蓋用于對導輪進行軸向固定；所述導輪軸承壓蓋安裝在導輪輪套上，用于軸向固定軸承；導輪上開有導輪槽，金剛線能在導輪槽隨深溝球軸承自由旋轉；

導輪組件采用迷宮密封方式和氣密封進行密封，用于防止水和硅泥進入腐蝕零件；所述迷宮密封方式具體是指：導輪軸設有3個依次排列的環形密封齒，在導輪輪套上設計有2個依次排列的環形密封齒，導輪軸上的環形密封齒和導輪輪套上的環形密封齒能形成一系列截流間隙與膨脹空腔，用于在水和硅泥通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的；所述氣密封具體是指：在導輪軸中心設計有進氣孔，在密封槽中設計有4個出氣口，氣體能從進氣孔進入，從出氣口出來，在迷宮密封間隙中形成氣體保護，用于防止水和硅泥進入軸承腔；

所述工作臺接近開關組件包括接近開關、接近開關安裝座、接近開關安裝墊板、接近開關滑塊、接近開關連接板，接近開關連接板安裝在龍門豎梁龍門架豎梁上，接近開關安裝座安裝在接近開關連接板上，接近開關安裝墊板通過接近開關滑塊安裝在接近開關安裝座上，使接近開關安裝墊板能利用接近開關滑塊在接近開關安裝座上滑動，根據金剛線開始切硅棒的起始位置和切透單晶棒邊皮時的位置來設置接近開關安裝滑塊的位置；接近開關安裝在接近開關安裝墊板上；工作臺接近開關組件設有兩個，分別上下安裝在龍門架豎梁的導軌安裝條上，安裝在龍門架豎梁上部分的工作臺接近開關組件中的接近開關為上位接近開關，安裝在龍門架豎梁下部分的工作臺接近開關組件中的接近開關為下位接近開關，用于限制直線進刀模組中的導輪安裝座的上下位移，直線進刀模組從上位接近開關開始切割晶棒，到下位接近開關完成對晶棒的開方。

作為進一步的改進，所述導軌安裝條和直線進刀模組的安裝面的安裝精度為0.025mm，保證了進給模組的垂直度。

作為進一步的改進，所述電機采用伺服電機。

作為進一步的改進，所述KK模組中的導軌采用直線導軌。

作為進一步的改進，所述接近開關采用磁性開關。

作為進一步的改進，龍門架設有兩個，每個龍門架設有前后兩個安裝有直線進刀模組、導輪組件、工作臺接近開關組件的龍門架豎梁，兩個龍門架呈左右對稱布置，金剛線繞過導輪的方式為：金剛線從收放線輪出來，繞過左側龍門架上的兩個導輪，經過換向導輪繞過右側龍門架上的兩個導輪，最后繞回到收放線輪，并保證繞在導輪上的金剛線保持在同一水平上，兩條金剛線能對水平放置的晶棒實現開方。

本實用新型的工作原理：在晶棒開方的過程中，在水平方向上，金剛線在收放線輪的驅動下沿著導輪高速移動來對晶棒進行切割；在豎直方向上，四組進刀裝置的四個伺服電機同時運行，晶棒開方的進刀量通過伺服電機控制，其金剛線豎直方向的進刀量為6mm/s；進刀組件在豎直方向運動的過程中，上下兩個位置分別裝有接近開關，兩個接近開關的距離大于晶棒的直徑，進刀裝置在上位接近開關開始開方，隨著開方完成，裝置觸碰下位接近開關，進刀裝置停止進刀進給運動。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型結構簡單緊湊，使用本實用新型進行金剛線進刀開方，能夠使晶棒的切割刀痕小、切割面質量高。

附圖說明

圖1為本實用新型的三維視圖。

圖2為本實用新型中直線進刀模組的示意圖。

圖3為圖2的A-A剖視圖。

圖中的附圖標記為：1龍門架豎梁；2直線進刀模組；3導輪組件；4工作臺接近開關組件；5伺服電機；6進給電機座；7進給單元聯軸器；8護罩安裝頂板；9KK模組；10導輪安裝座；11導輪；12導輪輪蓋；13導輪輪套；14導輪軸承壓蓋；15導輪鎖緊螺釘；16深溝球軸承；17導輪軸；18風琴護罩；19護罩密封墊；20護罩底板。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細描述：

如圖1所示的一種單晶硅棒金剛線開方進刀裝置包括龍門架豎梁1、直線進刀模組2、導輪組件3、工作臺接近開關組件4。

龍門架豎梁1上安裝有導軌安裝條，直線進刀模組2豎直安裝在龍門架豎梁1的導軌安裝條上，導軌安裝條和直線進刀模組2的安裝面具有很高的安裝精度，保證了進給模組的垂直度。如圖2、圖3所示，直線進刀模組2包括電機、進給電機座6、進給單元聯軸器7、KK模組9、導輪安裝座10、護罩安裝頂板8、風琴護罩18、護罩密封墊19、護罩底板20、鈑金件。

所述KK模組9包括固定平臺、絲桿、螺母、滑塊、導軌，固定平臺安裝在龍門架豎梁1的導軌安裝條上；所述導軌設有兩根，水平安裝在固定平臺上；所述滑塊安裝在導軌上，并通過螺母與絲桿相連，使滑塊能沿著導軌上下移動。

所述進給電機座6安裝在護罩安裝頂板8上，電機安裝在進給電機座6上，電機通過進給單元聯軸器7與KK模組9中的絲桿相連，用于通過絲桿控制滑塊移動，導輪安裝座10固定在KK模組9上的滑塊上；這里的電機采用伺服電機5。所述風琴護罩18設有兩個，分別安裝在護罩安裝頂板8和護罩底板20上，并通過護罩密封墊19密封，用于防止水和硅粉進入直線進刀模組2上；護罩安裝頂板8上還安裝有用于防水和硅泥的鈑金件。

所述直線進刀模組2導軌采用直線導軌。

導輪組件3包括導輪11、導輪輪蓋12、導輪輪套13、導輪軸承壓蓋14、導輪鎖緊螺釘15、深溝球軸承16、導輪軸17，導輪組件3通過螺紋安裝在直線進刀模組2的導輪安裝座10上。所述導輪軸17安裝在導輪安裝座10上；所述深溝球軸承16設有兩個，分別安裝在導輪軸17上，導輪鎖緊螺釘15用于對深溝球軸承16進行軸向定位；所述導輪輪套13安裝在深溝球軸承16上，導輪11安裝在導輪輪套13上，導輪輪蓋12用于對導輪11進行軸向固定；所述導輪軸承壓蓋14安裝在導輪輪套13，用于壓緊導輪11，防止其晃動；導輪11上開有導輪槽，金剛線能在導輪槽隨深溝球軸承16自由旋轉。

導輪組件3采用迷宮密封方式和氣密封進行密封，用于防止水和硅泥進入腐蝕零件。迷宮密封方式具體是指：在導輪軸17設計有3個依次排列的環形密封齒，在導輪輪套13上設計有2個依次排列的環形密封齒，安裝時，導輪軸17上的密封齒和導輪輪套13上的密封齒形成一系列截流間隙與膨脹空腔，水和硅泥在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。導輪組件3同時還采用氣密封，已防止水和硅泥進入；在導輪軸17中心設計有進氣孔，在密封槽中設計有4個出氣口，氣體從進氣孔進入，從出氣口出來，在迷宮密封間隙中形成氣體保護，使水和硅泥無法進入軸承腔。

工作臺接近開關組件4包括接近開關、接近開關安裝座、接近開關安裝墊板、接近開關滑塊、接近開關連接板，接近開關連接板安裝在龍門豎梁龍門架豎梁1上，接近開關安裝座安裝在接近開關連接板上，接近開關安裝墊板通過接近開關滑塊安裝在接近開關安裝座上，使接近開關安裝墊板能在接近開關安裝座上調節位置；接近開關安裝在接近開關安裝墊板上，接近開關采用磁性開關。工作臺接近開關組件4設有兩個，上下安裝在龍門架豎梁1的導軌安裝條上，安裝在龍門架豎梁1上部分的工作臺接近開關組件4中的接近開關為上位接近開關，安裝在龍門架豎梁1下部分的工作臺接近開關組件4中的接近開關為下位接近開關，用于限制直線進刀模組2中的導輪安裝座10的上下位移，直線進刀模組2從上位接近開關開始切割晶棒，到下位接近開關完成對晶棒的開方。

工作時，龍門架設有兩個，每個龍門架設有前后兩個安裝有直線進刀模組2、導輪組件3、工作臺接近開關組件4的龍門架豎梁1，即一臺設備擁有4套該裝置，四個導輪11分兩組相對布置，并保證繞在導輪11上的金剛線保持在同一水平上，兩組導輪11之間的距離即為晶棒開方完成的兩對面的尺寸，可開方的晶棒長度為200mm～700mm。

在收放電機工作時，導輪11上的金剛線帶動導輪11高速運行起來，同時4個伺服電機5同步工作，保證四個導輪11以相同的速度進刀，對晶棒進行線切割，按經驗進刀速度為6mm/s，在此過程中伺服電機5帶動絲桿使導輪11以一定的速度向下切割晶棒，切割完晶棒以后，進刀模組會自動觸碰接近開關，掉落晶棒邊皮以后，伺服電機5反向轉動是導輪11回到晶棒開方位置，整個過程就完成了對晶棒的一次開方。

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