專利名稱：一種金剛線收線系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及硅塊加工技術領域，特別涉及一種金剛線收線系統(tǒng)。
背景技術：
太陽能是最大的無污染的可再生資源，取之不盡、用之不竭，是今后人類能源利用的重點之一。自上世紀末以來，隨著全世界對能源消耗的劇增，傳統(tǒng)能源枯竭的威脅，以及多晶硅、單晶硅發(fā)電技術的發(fā)展，太陽能光伏產業(yè)方興未艾。硅塊切割作為硅塊加工過程中的重要環(huán)節(jié)，現有技術一般采用線鋸機床對硅塊進行切割。目前，較普遍的一種硅塊線切割設備，其鋼絲表面帶有游離狀態(tài)的碳化硅磨粒，SP 鋼絲在入刀之前首先通過具有粘性的碳化硅漿料，以使得其外表面沾有碳化硅磨粒。游離態(tài)的碳化娃磨粒在鋼絲的高速帶動下對娃錠進行切割。目前用于硅錠的切片的多絲切割技術，都是采用鋼線配合磨料漿液進行切割。系統(tǒng)通過磨料漿液噴嘴將磨料漿液噴到鋼線上，快速移動的鋼線帶動磨料顆粒接觸硅錠進行磨削切割。金剛線則是直接將磨料顆粒-金剛石固定在鋼線表面，因此采用金剛線進行切割則不需要磨料漿液，只需要使用冷卻水即可。這樣一方面，簡化了磨料漿液供給裝置，同時降低磨料漿液運輸、生產、回收成本；另一方面，有效的降低切割時產生的碎硝的飛濺，改善工作環(huán)境，提高工作效率。用于切割的鋼線通常都有數百千米之長，將數百千米的鋼線繞在收線盤上，生產金剛線的設備也必須配備一個或多個收線系統(tǒng)。收線系統(tǒng)負責將涂覆好的金剛線按照一定的線間距繞在收線盤之上，且要求收線表面均勻，金剛線始終保持一定的松緊度。收線系統(tǒng)的重點與難點在于如何在收線盤直徑不斷變大的情況下，控制收卷電機始終使收線速度和收線張力保持穩(wěn)定。因此，如何提供一種金剛線收線系統(tǒng)，以規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種金剛線收線系統(tǒng)，，以規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案本發(fā)明提供的一種金剛線收線系統(tǒng)，包括用于卷繞金剛線的卷繞軸；驅動所述卷繞軸轉動的力矩電機；與所述卷繞軸對應設置的排線裝置，所述排線裝置包括排線輪及驅動所述排線輪沿所述卷繞軸的軸線方向反復位移的排線輪驅動裝置；設置于金剛線生產爐與所述排線裝置之間的張力控制裝置，所述張力控制裝置包括壓于金剛線的壓輪、與所述壓輪相連接的擺動桿及控制所述擺動桿擺動角度的擺桿驅動
>J-U ρ α裝直。優(yōu)選地，所述力矩電機上設有用于檢測所述力矩電機轉速的第一編碼器。優(yōu)選地，所述排線輪驅動裝置包括與所述第一編碼器相連接的第一伺服電機及螺母絲杠裝置，所述螺母絲杠裝置的絲杠與所述第一伺服電機相連接且與所述卷繞軸相對應，所述螺母絲杠裝置的螺母與所述排線輪相連接；且所述絲杠的兩端均設有與所述卷繞軸的兩端相對應的限位開關，所述限位開關可通信的與所述第一伺服電機相連接，且所述第一編碼器與所述第一伺服電機相連接。優(yōu)選地，所述壓輪的轉軸上設有壓力傳感器，且所述擺桿驅動裝置包 括與所述壓力傳感器相連接的恒張力控制器及與所述恒張力控制器相連接的第二伺服電機。還包括測速裝置與計算裝置，所述測速裝置包括與所述金剛線相接觸的測速滾輪、與所述測速滾輪相連接的測速電機及設置于所述測速電機的第二編碼器，且所述第一編碼器與所述第二編碼器分別連接于所述計算裝置。優(yōu)選地，還包括顯示裝置，且所述顯示裝置與所述壓力傳感器、所述恒張力控制器及所述第一編碼器、所述第二編碼器分別連接。優(yōu)選地，所述壓輪的兩側設有用于支撐所述金剛線的支撐輪。優(yōu)選地，所述卷繞軸及與其相對應的所述絲杠均沿豎直方向設置，且所述力矩電機設置于所述卷繞軸的下端。本發(fā)明提供的一種金剛線收線系統(tǒng)，包括卷繞軸、力矩電機、排線裝置及張力控制裝置。其中卷繞軸用于卷繞金剛線，其與力矩電機相連接，由力矩電機提供驅動力。排線裝置用于控制金剛線在卷繞軸上的排布，其包括排線輪及驅動排線輪沿卷繞軸的軸線方向反復位移的排線輪驅動裝置。張力控制裝置用于控制金剛線在卷繞軸上的排線張力，其包括壓于金剛線的壓輪及一端與壓輪相連接的擺動桿，擺動桿的另一端與擺動桿驅動裝置相連接，該擺動桿驅動裝置用于控制壓輪端的擺動角度。需要說明的是，力矩電機具有如下特性在一定的工作電壓下，隨著負載的增加，力矩電機輸出扭矩變大，而轉速變小，且其反應速度較快。本發(fā)明采用力矩電機，隨著卷繞軸的半徑不斷增加，力矩電機負載增大，其轉速變小，即卷繞軸的角速度逐漸變小，而其半徑逐漸增大，故其卷繞金剛線的速度變化較小，即金剛線收線速度較穩(wěn)定。此外，本發(fā)明提供的排線裝置，其包括排線輪及排線輪驅動裝置，金剛線經過排線輪導向作用排布于卷繞軸，該排線輪沿卷繞軸軸向反復位移故金剛線能夠螺旋纏繞至卷繞軸，且纏繞至卷繞軸的螺旋狀金剛線之間的螺距可通過調節(jié)排線輪沿卷繞軸軸向位移的速度進行調節(jié)，以使得排線間距處于較合適范圍之內，故本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)能夠有效規(guī)避金剛線卷繞間距過大或過小的問題。本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)，還包括張力控制裝置，其用于控制金剛線在卷繞軸上的排線張力，該張力控制裝置包括壓輪及一端與壓輪相連接的擺動桿，擺動桿的另一端與擺動桿驅動裝置相連接，該擺動桿驅動裝置用于控制壓輪端的擺動角度。如此設置，通過擺動桿驅動裝置控制擺動桿的擺動角度，即可控制壓輪作用于金剛線上的張力。若金剛線的收線張力較小時，擺動桿驅動裝置驅動壓輪，增大壓輪與金剛線之間的壓力，以使得金剛線收線張力較大；若金剛線的收線張力較小時，擺動桿驅動裝置可驅動壓輪，減小壓輪與金剛線之間的壓力，以使得金剛線收線張力較小。故本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)，可有效控制金剛線收線張力。綜上所述，本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)，可有效規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明具體實施方式
中金剛線收線系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)，可有效規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。請參考圖1，圖I為本發(fā)明具體實施方式
中金剛線收線系統(tǒng)結構示意圖。本具體實施方式
所提供的一種金剛線收線系統(tǒng)，包括卷繞軸11、力矩電機12、排線裝置13及張力控制裝置14。其中卷繞軸11用于卷繞金剛線15，卷繞軸11可與力矩電機12直接相連接，當然，也可通過傳送帶等動力傳送裝置相連接，以使得力矩電機12提供卷繞軸11轉動的驅動力。排線裝置13用于控制金剛線15在卷繞軸上的排布，其包括排線輪131及驅動排線輪131沿卷繞軸11的軸線方向反復位移的排線輪驅動裝置132。張力控制裝置14用于控制金剛線15在卷繞軸11上的排線張力，其包括壓于金剛線15的壓輪141及一端與壓輪相連接的擺動桿142，擺動桿142的另一端與擺動桿驅動裝置143相連接，該擺動桿驅動裝置143用于控制壓輪端的擺動角度。本領域人員可以理解的是，力矩電機12具有如下特性在一定的工作電壓下，隨著負載的增加，力矩電機12輸出扭矩變大,而轉速變小,且其反應速度較快。本具體實施方式
采用力矩電機12，隨著卷繞軸的半徑不斷增加，力矩電機負載增大，其轉速變小，即卷繞軸的角速度逐漸變小，而其半徑逐漸增大，故其卷繞金剛線15的線速度變化較小，即金剛線15的收線速度較穩(wěn)定。此外，需要說明的是，由于金剛線利用結合材料將金剛石顆粒固定在鋼線表面。金剛石顆粒有部分體積露出結合材料表面。所以收線的時候線不能夠緊挨著，必須空出一定的線間距，不然無論在收線過程還是在將來放線過程都會使兩根線間的金剛石顆粒發(fā)生強烈摩擦和對擠，使金剛石顆粒損壞，從而影響切割質量。鑒于此，本具體實施方式
所提供的金剛線收線系統(tǒng)還包括排線裝置13，其包括排線輪131及排線輪驅動裝置132，金剛線15環(huán)繞排線輪131之后再進行落軸，由于排線輪131能夠沿卷繞軸11軸向反復位移，故排線輪131具有導向作用。金剛線15經過排線輪131的導向作用排布于卷繞軸11上，該排線輪131沿卷繞軸11軸向反復位移，故金剛線15能夠螺旋纏繞至卷繞軸，且纏繞至卷繞軸11的螺旋狀金剛線15之間的螺距可通過調節(jié)排線輪131沿卷繞軸11軸向位移的速度進行調節(jié)，以使得排線間距處于較合適范圍之內。排線輪驅動裝置132可通過調節(jié)排線輪131的位移速度，使得金剛線15纏繞至卷繞軸11上的螺距為金剛線半徑的三倍，當然，金剛線15纏繞至卷繞軸11上的螺距可根據具體情況具體設定，本發(fā)明不作具體限定。因此，本具體實施方式
所提供的金剛線收線系統(tǒng)能夠有效規(guī)避金剛線卷繞間距過大或過小的問題。本發(fā)明提供的金剛線收線系統(tǒng)，還包括張力控制裝置14，其用于控制金剛線15在卷繞軸上的排線張力，該張力控制裝置14包括壓輪141及一端與壓輪141相連接的擺動桿142，擺動桿142的另一端與擺動桿驅動裝置143相連接，該擺動桿驅動裝置143用于控制壓輪端的擺動角度。如此設置，通過擺動桿驅動裝置143控制擺動桿142的擺動角度，即可控制壓輪141作用于金剛線15上的張力。若金剛線15的收線張力較小時，擺動桿驅動裝置143驅動壓輪141，增大壓輪141與金剛線15之間的壓力，以使得金剛線15收線張力較 大；若金剛線15的收線張力較小時，擺動桿驅動裝置143可驅動壓輪141，減小壓輪141與金剛線15之間的壓力，以使得金剛線15收線張力較小。故本發(fā)明提供的金剛線15收線系統(tǒng)，可有效控制金剛線收線張力。綜上所述，本具體實施方式
所提供的金剛線收線系統(tǒng)，可有效規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。此外，本具體實施方式
在力矩電機12上設有第一編碼器121，該第一編碼器121可用于監(jiān)測力矩電機12的轉速，進而可監(jiān)測卷繞軸11的卷繞速度。本具體實施方式
的優(yōu)選方案中，上述排線輪驅動裝置132可具體為第一伺服電機1321及螺母絲杠裝置，當然，也可為其它裝置，比如，直線電機。螺母絲杠裝置的絲杠1322與第一伺服電機1321相連接，即第一伺服電機1321為螺母絲杠裝置的動力源。排線輪131安裝于螺母絲杠裝置的螺母上。需要說明的是，絲杠1322與卷繞軸11相對應，螺母1322在絲杠1321上位移時，排線輪131的位移方向與卷繞軸11的軸線方向相一致。此外，需要說明的是，排線輪131的反復位移是通過第一伺服電機1321的正反轉實現的，其具體可如下述設置。絲杠1322上可設置有與卷繞軸11的兩端相對應的限位開關133，且限位開關133可通信的與第一伺服電機1321相連接。需要說明的是，限位開關133與卷繞軸11的兩端相對應，系指限位開關133與卷繞軸11的收線排線兩端相對齊，即當金剛線15纏繞至卷繞軸11的一端時，限位開關133發(fā)出信號至第一伺服電機1321使其反轉，進而，使得金剛線15進行下一層的排線。如此設置，當金剛線隨著排線輪131到達卷繞軸11的端部時，限位開關133被觸動,其立即向第一伺服電機1321發(fā)出信號,第一伺服電機1321改變旋轉方向，排線輪131向相反方向位移，以進入下一層的排線工序。當金剛線15到達卷繞軸11的另一個端部時，排線輪131觸動另一個限位開關133，進而使得第一伺服電機1321的轉向再次發(fā)生改變。如此反復，通過第一伺服電機1321與限位開關133的共同作用，可實現卷繞軸11的自動收線工序，且可有效保證卷繞軸11上的排線精度。為了進一步提高收線系統(tǒng)的自動化程度，本具體實施方式
所提供的收線系統(tǒng)，其第一伺服電機1321與第一編碼器121相連接。應當理解，第一編碼器121用于監(jiān)測力矩電機12的轉速，如此設置，第一編碼器121可將監(jiān)測到的力矩電機12的轉速反饋至第一伺服電機1321，第一伺服電機1321可根據力矩電機12的轉速，自動調節(jié)其自身轉速，進而，使得排線輪131移動速度與卷繞軸11的轉速相適應，以使得金剛線15卷繞至卷繞軸11的具有較合適的螺距。此外，本具體實施方式
所提供的張力控制裝置14，其壓輪141的轉軸上可設有壓力傳感器(圖中未示出)，擺動桿驅動裝置143可包括與壓力傳感器相連接的恒張力控制器(圖中未示出)及與恒張力控制器相連接的第二伺服電機。需要說明的是，恒張力控制器可預設一張力值，壓力傳感器能夠采集壓輪141的轉軸壓力，即能夠采集金剛線15的張力，恒張力控制器內預設的張力值與壓力傳感器采集的金剛線15的張力進行比較，若金剛線15的張力較小，恒張力控制器發(fā)出控制信號，使得 第二伺服電機動作，第二伺服電機可通過控制擺動桿142對壓輪施加于金剛線15的壓力進行調節(jié)，進而可實現金剛線15的張力調節(jié)。同樣，若金剛線15的張力較大時，恒張力控制器可通過控制第二伺服電機進行張力調節(jié)。如此設置，可實現金剛線15張力的自動監(jiān)測和自動調節(jié)，有效節(jié)省了人力資源，同時，有效提高了金剛線15張力調節(jié)的精確度。本具體實施方式
的優(yōu)選方案中，金剛線收線系統(tǒng)還包括測速裝置16，該測速裝置16可包括測速滾輪161、與測速滾輪161相連接的測速電機(圖中未示出)及設置于測速電機的第二編碼器。需要說明的是，測速電機帶動測速滾輪轉動161轉動，測速滾輪161可通過計算機程序使其邊緣的線速度與金剛線15的線速度保持一致，第二編碼器用于監(jiān)測電機的轉速，進而可監(jiān)測測速滾輪161的轉速。通過測得的測速滾輪161的轉速和已知的測速滾輪161半徑，計算裝置即可計算出收線速度。此外，需要說明的是，本具體實施方式
所提供的第一編碼器121與第二編碼器均與計算裝置(圖中未示出)。如此設置，第一編碼器121測得的力矩電機轉速，即卷繞軸11的轉速可輸入至計算裝置。同樣第二編碼器可將測得的測速滾輪161的轉速輸入至計算裝置，以使得計算裝置計算出金剛線15的線速度。且計算裝置可通過卷繞軸11的轉速及金剛線15的線速，計算出卷繞軸11的半徑。如此設置，本具體實施方式
所提供的金剛線收線系統(tǒng)，可對金剛線15的收線速度及卷繞軸11的半徑進行監(jiān)測。需要說明的是，第二編碼器可將測得的速度信號傳遞給力矩電機12，力矩電機根據其提供的速度信號進行轉速的調整，以使得測速滾輪161的線速度和卷繞軸11的線速度保持同步。此外，為了使得工作人員能夠方便的采集到實際收線張力、預設收線張力、收線速度等信息，本具體實施方式
所提供的金剛線收線系統(tǒng)，還包括顯示裝置17，該顯示裝置與壓力傳感器、恒張力控制其及編碼器等裝置分別相連接，以使得實際收線張力、預設收線張力、收線速度等信息能夠顯示在顯示裝置17上。
本具體實施方式
所提供的壓輪141，其兩側還可設置有用于支撐金剛線15的支撐輪18。金剛線支撐于該兩個支撐輪18上，當壓輪141向下壓金剛線15時，支撐輪18兩側的金剛線15不會受下壓影響，只有二者中間位置的金剛線15被壓輪141壓下去。如此設置，有效提高了壓輪141向下壓時，金剛線15的穩(wěn)定性。此外，本具體實施方式
的優(yōu)選方案中，卷繞軸11及與其相對應的絲杠1322均沿豎直方向設置，且力矩電機12設置于卷繞軸11的下端。如此設置，本具體實施方式
采用立式收線方式，排線輪131上下移動排線，而非卷繞軸11橫放(臥式)，排線輪131橫向移動排線。需要說明的是，金剛線生產的卷繞軸11重量會有從20kg到120kg不等，加上逐漸增加的金剛線，總重量更大。如果采用臥式收線，如此重量會給力矩電機12的轉軸帶來很大壓力，相比立式收線方式，勢必要用到更好的轉軸，使用成本增加。另外，長期使用后可能會使轉軸慢慢變形，使得卷繞軸11轉動時發(fā)生晃動，直接影響收線質量或者斷線，而采用立式收線則可以很好的避免這種情況。 本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權利要求
1.ー種金剛線收線系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于卷繞金剛線的卷繞軸； 驅動所述卷繞軸轉動的力矩電機； 與所述卷繞軸對應設置的排線裝置，所述排線裝置包括排線輪及驅動所述排線輪沿所述卷繞軸的軸線方向反復位移的排線輪驅動裝置； 設置于金剛線生產爐與所述排線裝置之間的張カ控制裝置，所述張カ控制裝置包括壓于金剛線的壓輪、與所述壓輪相連接的擺動桿及控制所述擺動桿擺動角度的擺桿驅動裝置。
2.如權利要求I所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在于，所述カ矩電機上設有用于檢測所述カ矩電機轉速的第一編碼器。
3.如權利要求2所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在干，所述排線輪驅動裝置包括與所述第一編碼器相連接的第一伺服電機及螺母絲杠裝置，所述螺母絲杠裝置的絲杠與所述第一伺服電機相連接且與所述卷繞軸相對應，所述螺母絲杠裝置的螺母與所述排線輪相連接；且所述絲杠的兩端均設有與所述卷繞軸的兩端相對應的限位開關，且所述限位開關可通信的與所述第一伺服電機相連接，且所述第一編碼器與所述第一伺服電機相連接。
4.如權利要求3所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在干，所述壓輪的轉軸上設有壓カ傳感器，且所述擺桿驅動裝置包括與所述壓カ傳感器相連接的恒張カ控制器及與所述恒張力控制器相連接的第二伺服電機。
5.如權利要求4所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在于，還包括測速裝置與計算裝置，所述測速裝置包括與所述金剛線相接觸的測速滾輪、與所述測速滾輪相連接的測速電機及設置于所述測速電機的第二編碼器，且所述第一編碼器與所述第二編碼器分別連接于所述計算裝置。
6.如權利要求5所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在于，還包括顯示裝置，且所述顯示裝置與所述壓カ傳感器、所述恒張力控制器及所述第一編碼器、所述第二編碼器分別連接。
7.如權利要求4所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在干，所述壓輪的兩側設有用于支撐所述金剛線的支撐輪。
8.如權利要求1-7任一項所述的金剛線收線系統(tǒng)，其特征在于，所述卷繞軸及與其相對應的所述絲杠均沿豎直方向設置，且所述力矩電機設置于所述卷繞軸的下端。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金剛線收線系統(tǒng)，包括用于卷繞金剛線的卷繞軸；驅動所述卷繞軸轉動的力矩電機；與所述卷繞軸對應設置的排線裝置，所述排線裝置包括排線輪及驅動所述排線輪沿所述卷繞軸的軸線方向反復位移的排線輪驅動裝置；設置于金剛線生產爐與所述排線裝置之間的張力控制裝置，所述張力控制裝置包括壓于金剛線的壓輪、與所述壓輪相連接的擺動桿及控制所述擺動桿擺動角度的擺桿驅動裝置。如此設置，本發(fā)明公開的金剛線收線系統(tǒng)，可有效規(guī)避在收線盤直徑不斷變大的情況下，收線速度、收線張力不穩(wěn)定的問題及金剛線卷繞間距過大或過小的問題。
文檔編號B28D5/04GK102862240SQ20111019269
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權日2011年7月8日
發(fā)明者劉偉, 陳力, 萬容兵, 趙濤 申請人:浙江思博恩新材料科技有限公司