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

背景技術(shù)：

硅單晶材料是最為重要的光伏發(fā)電原材料，隨著光伏行業(yè)迅猛發(fā)展，硅單晶產(chǎn)能不斷提升。硅單晶常用制備方法有直拉法、區(qū)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(jīng)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(lǐng)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(wěn)定、效率高、硅損耗小等優(yōu)良特性，正逐步取代游離磨料線鋸切割及傳統(tǒng)鋸切割。

傳統(tǒng)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(jié)構(gòu)笨重，需要占用很大空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、定位準(zhǔn)確、排線均勻的金剛線開方進刀裝置。為解決上述技術(shù)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(dǎo)輪組件、工作臺接近開關(guān)組件，所述龍門架豎梁上安裝有導(dǎo)軌安裝條；

所述直線進刀模組豎直安裝在龍門架豎梁的導(dǎo)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(lián)軸器、KK模組、導(dǎo)輪安裝座、護罩安裝頂板、風(fēng)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(dǎo)軌，固定平臺安裝在龍門架豎梁的導(dǎo)軌安裝條上；所述導(dǎo)軌設(shè)有兩根，水平安裝在固定平臺上；所述滑塊安裝在導(dǎo)軌上，并通過螺母與絲桿相連，使滑塊能沿著導(dǎo)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(lián)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(dǎo)輪安裝座固定在KK模組上的滑塊上；所述風(fēng)琴護罩設(shè)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(dǎo)輪組件包括導(dǎo)輪、導(dǎo)輪輪蓋、導(dǎo)輪輪套、導(dǎo)輪軸承壓蓋、導(dǎo)輪鎖緊螺釘、深溝球軸承、導(dǎo)輪軸，導(dǎo)輪組件通過螺紋安裝在直線進刀模組的導(dǎo)輪安裝座上；所述導(dǎo)輪軸安裝在導(dǎo)輪安裝座上；所述深溝球軸承設(shè)有兩個，成對安裝在(一個)導(dǎo)輪軸上，導(dǎo)輪鎖緊螺釘用于對深溝球軸承進行軸向定位；所述導(dǎo)輪輪套安裝在深溝球軸承上，導(dǎo)輪安裝在導(dǎo)輪輪套上，導(dǎo)輪輪蓋用于對導(dǎo)輪進行軸向固定；所述導(dǎo)輪軸承壓蓋安裝在導(dǎo)輪輪套上，用于軸向固定軸承；導(dǎo)輪上開有導(dǎo)輪槽，金剛線能在導(dǎo)輪槽隨深溝球軸承自由旋轉(zhuǎn)；

導(dǎo)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(dǎo)輪軸設(shè)有3個依次排列的環(huán)形密封齒，在導(dǎo)輪輪套上設(shè)計有2個依次排列的環(huán)形密封齒，導(dǎo)輪軸上的環(huán)形密封齒和導(dǎo)輪輪套上的環(huán)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(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達到阻漏的目的；所述氣密封具體是指：在導(dǎo)輪軸中心設(shè)計有進氣孔，在密封槽中設(shè)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(guān)組件包括接近開關(guān)、接近開關(guān)安裝座、接近開關(guān)安裝墊板、接近開關(guān)滑塊、接近開關(guān)連接板，接近開關(guān)連接板安裝在龍門豎梁龍門架豎梁上，接近開關(guān)安裝座安裝在接近開關(guān)連接板上，接近開關(guān)安裝墊板通過接近開關(guān)滑塊安裝在接近開關(guān)安裝座上，使接近開關(guān)安裝墊板能利用接近開關(guān)滑塊在接近開關(guān)安裝座上滑動，根據(jù)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(shè)置接近開關(guān)安裝滑塊的位置；接近開關(guān)安裝在接近開關(guān)安裝墊板上；工作臺接近開關(guān)組件設(shè)有兩個，分別上下安裝在龍門架豎梁的導(dǎo)軌安裝條上，安裝在龍門架豎梁上部分的工作臺接近開關(guān)組件中的接近開關(guān)為上位接近開關(guān)，安裝在龍門架豎梁下部分的工作臺接近開關(guān)組件中的接近開關(guān)為下位接近開關(guān)，用于限制直線進刀模組中的導(dǎo)輪安裝座的上下位移，直線進刀模組從上位接近開關(guān)開始切割晶棒，到下位接近開關(guān)完成對晶棒的開方。

作為進一步的改進，所述導(dǎo)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(dǎo)軌采用直線導(dǎo)軌。

作為進一步的改進，所述接近開關(guān)采用磁性開關(guān)。

作為進一步的改進，龍門架設(shè)有兩個，每個龍門架設(shè)有前后兩個安裝有直線進刀模組、導(dǎo)輪組件、工作臺接近開關(guān)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(dǎo)輪的方式為：金剛線從收放線輪出來，繞過左側(cè)龍門架上的兩個導(dǎo)輪，經(jīng)過換向?qū)л喞@過右側(cè)龍門架上的兩個導(dǎo)輪，最后繞回到收放線輪，并保證繞在導(dǎo)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(xiàn)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(qū)動下沿著導(dǎo)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(guān)，兩個接近開關(guān)的距離大于晶棒的直徑，進刀裝置在上位接近開關(guān)開始開方，隨著開方完成，裝置觸碰下位接近開關(guān)，進刀裝置停止進刀進給運動。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

本實用新型結(jié)構(gòu)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(zhì)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(biāo)記為：1龍門架豎梁；2直線進刀模組；3導(dǎo)輪組件；4工作臺接近開關(guān)組件；5伺服電機；6進給電機座；7進給單元聯(lián)軸器；8護罩安裝頂板；9KK模組；10導(dǎo)輪安裝座；11導(dǎo)輪；12導(dǎo)輪輪蓋；13導(dǎo)輪輪套；14導(dǎo)輪軸承壓蓋；15導(dǎo)輪鎖緊螺釘；16深溝球軸承；17導(dǎo)輪軸；18風(fēng)琴護罩；19護罩密封墊；20護罩底板。

具體實施方式

下面結(jié)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(dǎo)輪組件3、工作臺接近開關(guān)組件4。

龍門架豎梁1上安裝有導(dǎo)軌安裝條，直線進刀模組2豎直安裝在龍門架豎梁1的導(dǎo)軌安裝條上，導(dǎo)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(lián)軸器7、KK模組9、導(dǎo)輪安裝座10、護罩安裝頂板8、風(fēng)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(dǎo)軌，固定平臺安裝在龍門架豎梁1的導(dǎo)軌安裝條上；所述導(dǎo)軌設(shè)有兩根，水平安裝在固定平臺上；所述滑塊安裝在導(dǎo)軌上，并通過螺母與絲桿相連，使滑塊能沿著導(dǎo)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(lián)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(dǎo)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(fēng)琴護罩18設(shè)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(dǎo)軌采用直線導(dǎo)軌。

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

導(dǎo)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(dǎo)輪軸17設(shè)計有3個依次排列的環(huán)形密封齒，在導(dǎo)輪輪套13上設(shè)計有2個依次排列的環(huán)形密封齒，安裝時，導(dǎo)輪軸17上的密封齒和導(dǎo)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(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達到阻漏的目的。導(dǎo)輪組件3同時還采用氣密封，已防止水和硅泥進入；在導(dǎo)輪軸17中心設(shè)計有進氣孔，在密封槽中設(shè)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(guān)組件4包括接近開關(guān)、接近開關(guān)安裝座、接近開關(guān)安裝墊板、接近開關(guān)滑塊、接近開關(guān)連接板，接近開關(guān)連接板安裝在龍門豎梁龍門架豎梁1上，接近開關(guān)安裝座安裝在接近開關(guān)連接板上，接近開關(guān)安裝墊板通過接近開關(guān)滑塊安裝在接近開關(guān)安裝座上，使接近開關(guān)安裝墊板能在接近開關(guān)安裝座上調(diào)節(jié)位置；接近開關(guān)安裝在接近開關(guān)安裝墊板上，接近開關(guān)采用磁性開關(guān)。工作臺接近開關(guān)組件4設(shè)有兩個，上下安裝在龍門架豎梁1的導(dǎo)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(guān)組件4中的接近開關(guān)為上位接近開關(guān)，安裝在龍門架豎梁1下部分的工作臺接近開關(guān)組件4中的接近開關(guān)為下位接近開關(guān)，用于限制直線進刀模組2中的導(dǎo)輪安裝座10的上下位移，直線進刀模組2從上位接近開關(guān)開始切割晶棒，到下位接近開關(guān)完成對晶棒的開方。

工作時，龍門架設(shè)有兩個，每個龍門架設(shè)有前后兩個安裝有直線進刀模組2、導(dǎo)輪組件3、工作臺接近開關(guān)組件4的龍門架豎梁1，即一臺設(shè)備擁有4套該裝置，四個導(dǎo)輪11分兩組相對布置，并保證繞在導(dǎo)輪11上的金剛線保持在同一水平上，兩組導(dǎo)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(dǎo)輪11上的金剛線帶動導(dǎo)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(dǎo)輪11以相同的速度進刀，對晶棒進行線切割，按經(jīng)驗進刀速度為6mm/s，在此過程中伺服電機5帶動絲桿使導(dǎo)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(guān)，掉落晶棒邊皮以后，伺服電機5反向轉(zhuǎn)動是導(dǎo)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(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容中直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認為是本實用新型的保護范圍。