双层线切割设备及双层线切割方法与流程

本申请涉及线切割技术领域，特别是涉及一种双层线切割设备及双层线切割方法。

背景技术：

在制造各种半导体、光伏器件时，将包含硅、蓝宝石、或陶瓷等硬脆材料的半导体工件切割作业为要求厚度尺寸的晶片。由于晶片切割是制约后续成品的重要工序，因而对其作业要求也越来越高。目前，多线切割技术由于具有生产效率高、作业成本低、作业精度高等特点，被广泛应用于产业的晶体切割生产中。

多线切割技术是目前世界上较为先进的晶体切割技术，它的原理是通过高速运动的金刚线对待作业晶体硅工件进行切割形成次级产品。以多晶硅锭切割为例，一般地，大致的作业工序包括：先使用硅锭开方机对初级硅方体进行开方作业以形成次级硅方体，开方完毕后，再使用硅锭截断机对次级硅方体进行截断作业以形成硅方体成品，后续再使用切片机对硅方体成品进行切片作业，则得到硅片。但是，目前的硅锭截断机仍然存在诸多不足，例如：截断效率低下，在一次截断作业中所能截断的初级硅方体的数量有限。另外，所需截断的初级硅方体的数量众多，待截断的初级硅方体的储存及搬运及工作台的转换等是一大难题，存在效率低、安全隐患大等问题。

技术实现要素：

鉴于以上所述的种种缺失，本申请的目的在于公开一种双层线切割设备及双层线切割方法，用于解决相关技术中存在的切割效率低下等问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请在一方面公开一种双层线切割设备，包括工件承载系统和线切割系统，其中，所述线切割系统包括：切割架结构，通过移位机构行进；设于所述切割架结构上的上切割辊组、下切割辊组、以及切割线，其中，绕于所述上切割辊组之间的切割线形成上层切割网，绕于所述下切割辊组之间的切割线形成下层切割网；在切割过程中，由所述切割架结构通过移位机构调整到位后，使得所述上层切割网和所述下层切割网对应切割所述工件承载系统所承载的待切割的工件。

本申请公开的双层线切割设备，包括：工件承载系统和线切割系统，线切割系统包括切割架结构及设于切割架结构上的上层切割网和下层切割网，在切割时，切割架结构通过移位机构调整到位后，由上层切割网和下层切割网对应切割工件承载系统所承载的待切割的工件，如此，可利用双层切割网对承载的工件进行切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在某些实施方式中，所述工件承载系统包括单层工件承载结构；所述移位机构包括垂向移位机构；利用所述垂向移位机构，将所述切割架结构进行垂向行进而移位至预定位置，使得所述切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割所述单层工件承载结构中不同的待切割的工件或者所述切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割所述单层工件承载结构中待切割的工件的不同切割位置。

在某些实施方式中，所述垂向移位机构包括垂向导轨和垂向滑块。

在某些实施方式中，所述工件承载系统包括：上层工件承载台及下层工件承载台；所述移位机构包括：垂向移位机构和水平移位机构；利用所述垂向移位机构，将所述切割架结构进行垂向行进而移位至第一预定位置，使得所述切割架结构中的下层切割网是对应于所述上层工件承载台和所述下层工件承载台之间的净空区；利用所述水平移位机构，将所述切割架结构进行水平行进而从第一预定位置移位至第二预定位置，使得所述切割架结构上配置的上层切割网对应于所述上层工件承载结构中待切割的工件的切割位置，所述切割架结构上配置的下层切割网对应于所述下层工件承载结构中待切割的工件的切割位置。

在某些实施方式中，所述垂向移位机构包括垂向导轨和垂向滑块，所述水平移位机构包括水平导轨和水平滑块。

在某些实施方式中，所述上层工件承载结构上设有供承载工件的上层工件承载盘，所述下层工件承载结构上设有供承载工件的下层工件承载盘。

在某些实施方式中，所述工件承载系统还包括：上层工件取放装置，用于对位于上层装卸工位处的上层工件承载盘进行取放工件作业；下层工件取放装置，用于对位于下层装卸工位处的下层工件承载盘进行取放工件作业。

本申请在另一方面公开一种双层线切割方法，包括：将待切割的工件置放于工件承载系统上；将线切割系统中的切割架结构调整到位，由所述切割架结构上的上层切割网和下层切割网对应切割所述工件承载系统所承载的待切割的工件；所述上层切割网是通过绕于所述切割架结构上的上切割辊组之间的切割线所形成的，所述下层切割网是通过绕于所述切割架结构上的下切割辊组之间的切割线所形成的；将所述切割架结构进行垂向行进，由所述上层切割网和所述下层切割网对所述工件承载系统所承载的待切割的工件进行切割。

本申请公开的双层线切割方法，先将待切割的工件置放于工件承载系统上，再将线切割系统中的切割架结构调整到位，由切割架结构上的上层切割网和下层切割网对应切割工件承载系统所承载的待切割的工件，随后将切割架结构进行垂向行进，由上层切割网和下层切割网对工件承载系统所承载的待切割的工件进行切割。如此，可利用双层切割网对承载的工件进行切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在某些实施方式中，将待切割的工件置放于工件承载系统的单层工件承载结构；将线切割系统中的切割架结构通过垂向行进调整到位，调整到位后，所述切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割所述单层工件承载结构中不同的待切割的工件或者所述切割架结构中的上层切割网和下层切割网对应切割所述单层工件承载结构中待切割的工件的不同切割位置；将所述切割架结构进行垂向行进，由所述上层切割网和所述下层切割网同时或依序对所述单层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。

在某些实施方式中，将待切割的工件置放于工件承载系统的上层工件承载结构及下层工件承载结构；将线切割系统中的切割架结构通过垂向行进和水平行进调整到位，调整到位后，所述切割架结构上配置的上层切割网对应于所述上层工件承载结构所承载的待切割的工件，所述切割架结构上配置的下层切割网对应于所述下层工件承载结构所承载的待切割的工件；所述上层切割网是通过绕于所述切割架结构上的上切割辊组之间的切割线所形成的，所述下层切割网是通过绕于所述切割架结构上的下切割辊组之间的切割线所形成的；将所述切割架结构进行垂向行进，由所述上层切割网对所述上层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割，同时，由所述下层切割网对所述下层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。

附图说明

图1为本申请双层线切割设备在第一视角下的立体示意图。

图2为本申请双层线切割设备的正视图。

图3为本申请双层线切割设备的侧视图。

图4为图3的简化示意图。

图5为本申请双层线切割方法的在一实施例中的流程示意图。

图6至图14为本申请双层线切割设备在某一实例中执行工件切割作业过程中的状态示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。

请参阅图1至图14。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本申请可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本申请可实施的范畴。

本申请公开有一种双层线切割设备，包括工件承载系统和线切割系统，其中，所述线切割系统包括：切割架结构，通过移位机构行进；设于所述切割架结构上的上切割辊组、下切割辊组、以及切割线，其中，绕于所述上切割辊组之间的切割线形成上层切割网，绕于所述下切割辊组之间的切割线形成下层切割网；在切割过程中，由所述切割架结构通过移位机构调整到位后，使得所述上层切割网和所述下层切割网对应切割所述工件承载系统所承载的待切割的工件。如此，可利用双层切割网对承载的工件进行切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在一种实施情形下：工件承载系统包括单层工件承载结构，移位机构包括垂向移位机构。这样，利用垂向移位机构，可将切割架结构进行垂向行进而移位至预定位置，使得切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割单层工件承载结构中不同的待切割的工件或者切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割单层工件承载结构中待切割的工件的不同切割位置。如此，在实际应用中，通过移动切割架结构，可以由切割架结构上的上层切割网和下层切割网同时或依序对单层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。例如：若切割架结构中上层切割网和下层切割网为左右并排设置，那么上层切割网和下层切割网可同时或依序对单层工件承载结构所承载的不同的待切割的工件进行切割。若切割架结构中上层切割网和下层切割网为前后设置，那么上层切割网和下层切割网可同时或依序对单层工件承载结构所承载的同一个待切割的工件的不同部位进行切割。由此可见，可在单次切割中完成单层中不同工件或工件的不同切割位置的切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在另一种实施情形下：工件承载系统包括：上层工件承载台及下层工件承载台，移位机构包括：垂向移位机构和水平移位机构。这样，利用垂向移位机构，将切割架结构进行垂向行进而移位至第一预定位置，使得切割架结构中的下层切割网是对应于上层工件承载台和下层工件承载台之间的净空区；利用水平移位机构，将切割架结构进行水平行进而从第一预定位置移位至第二预定位置，使得切割架结构上配置的上层切割网对应于所述上层工件承载结构中待切割的工件的切割位置，所述切割架结构上配置的下层切割网对应于所述下层工件承载结构中待切割的工件的切割位置。如此，在实际应用中，通过移动切割架结构，可以由上层切割网对上层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割，同时，由下层切割网对下层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。由此可见，可在单次切割中完成双层工件的切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

以下，我们将结合图式来说明本申请双层线切割设备及其双层线切割方法。

请参阅图1至图3，为本申请双层线切割设备在一实施例中的结构示意图，其中，图1为本申请双层线切割设备在第一视角下的立体示意图，图2为本申请双层线切割设备的正视图，图3为本申请双层线切割设备的侧视图。本申请双层线切割设备可用于对包含硅、蓝宝石、或陶瓷等硬脆材料的半导体工件进行切割作业，以切割成合规的结构(或者说去除不符合规范的部分)。在以下实施例中，我们选择含硅的晶体硅工件的切割作业来予以说明。结合图1至图3，本申请双层线切割设备包括：机座1、工件承载系统3、线切割系统5，其中，工件承载系统3用于承载待切割的工件，线切割系统5则用于对工件承载系统3所承载的待切割的工件进行切割。

工件承载系统，用于承载待切割的工件。在本实施例中，所述工件为晶体硅工件10，晶体硅工件10所作的切割实质上为截断作业。晶体硅工件10可例如为多晶硅棒，该待截断的多晶硅棒10为长方体结构，实质上，多晶硅棒10是由初级硅方体(多晶硅锭)经开方作业而形成的次级硅方体，如此，经开方形成的多晶硅棒10的头部及尾部即是原先多晶硅锭的上表面部分和下表面部分，而多晶硅锭是由硅料定向凝固形成的产品，一般来讲，所述多晶硅锭中表面部分相较于内部成型较差且可能存在一定的缺陷(例如：硅料均匀性较差、存在杂质和气泡等)，因此，一般都需要对开方后的多晶硅棒进行截断作业以截除掉其中不符合生产工艺要求的头部和/或尾部，从而加工形成符合产品规范的晶体硅工件成品。

针对工件承载系统，在本实施例中，工件承载系统3突破已有常见的单层承载结构设计而是独创性地采用多层式承载结构设计。在这里，暂且以双层式承载结构设计为例来说明，即，工件承载系统3包括上下设置的上层工件承载结构31和下层工件承载结构33。以下对上层工件承载结构31和下层工件承载结构33进行描述。

上层工件承载结构31包括上层工件承载底座311以及设置在上层工件承载底座311上的上层工件承载盘313，由上层工件承载盘313来承载多晶硅棒10。上层工件承载底座311可例如为具有格栅的框架底座。在第一种可选实施例中，上层工件承载底座311上设计有一个上层工位平台，这一个上层工位平台上设置有多个上层工件承载盘313，这多个上层工件承载盘313沿水平向间隔依序设置。进一步地，这一个上层工位平台为固定设置或通过上层工位转换机构而转换位置。针对固定设置，这一个上层工位平台所处区域是上层装卸工位和上层切割工位的重合，在实际应用中，先将待截断的多晶硅棒10装载至这一个上层工位平台的各个上层工件承载盘313上，对上层工件承载盘313上的多晶硅棒10实施截断作业，再将截断后的多晶硅棒10自这一个上层工位平台的各个上层工件承载盘313上予以卸下，并重新装载待截断的多晶硅棒10。针对通过上层工位转换机构而转换位置，这一个上层工位平台可在上层装卸工位和上层切割工位之间进行转换，如此，在某一时刻，当这一个上层工位平台位于上层装卸工位时，可将待截断的多晶硅棒10装载至这一个上层工位平台的各个上层工件承载盘313上，之后，这一个上层工位平台工位通过上层工位转换机构由上层装卸工位转换至上层切割工位以进行多晶硅棒的截断作业，待截断作业完成后，这一个上层工位平台继续通过上层工位转换机构由上层切割工位转换至上层装卸工位以进行卸下截断后的多晶硅棒及装载新的待截断的多晶硅棒10。在第二种可选实施例中，上层工件承载底座311上设计有至少两个上层工位平台(这至少两个上层工位平台沿水平向间隔并行设置)，每一个所述上层工位平台上则设置有多个上层工件承载盘313，这多个上层工件承载盘313沿水平向的第一方向间隔依序设置(这里的第一方向可例如为如图1所示的X轴向)。优选地，所述至少两个工作平台可通过上层工位转换机构而转换位置，从而实现任一上层工位平台在上层装卸工位和上层切割工位之间进行转换，如此，其中的一个上层工位平台是位于上层装卸工位进行多晶硅棒的装卸作业，其中的另一个上层工位平台是位于上层切割工位进行多晶硅棒的截断作业，待其中的另一个上层工位平台上的多晶硅棒完成截断作业之后，就可通过上层工位转换机构与其中的一个上层工位平台转换位置，使得其中的一个上层工位平台由上层装卸工位转换到上层切割工位以进行多晶硅棒的截断作业而其中的另一个上层工位平台由上层切割工位转换到上层装卸工位进行卸下截断后的多晶硅棒及装载新的待截断的多晶硅棒。相比于第一种可选实施例，第二种可选实施例中的多上层工位平台的设计，一方面，该上层工件承载底座311包括并列设置的至少两个上层工位平台，多上层工位平台可承托更多的待截断的多晶硅棒10，可以同时将多个待截断的多晶硅棒10的头部和/或尾部进行切除，切割速度快，还可以保证切割面的切割质量，切割完不用剪线，另一方面，该工作台中的至少两个所述上层工位平台通过上层工位转换机构而转换工位位置，能实现上层工位平台的自动且准确的转换，使得线切割装置能对装载于至少两个上层工位平台上的待截断的多晶硅棒10实现交替切割，保证多批多晶硅棒10可以有序进行切割作业，大大提升了截断作业的效率。

如前所述，上层工位平台可通过上层工位转换机构而在上层装卸工位和上层切割工位之间进行转换。如图1所示，本实施例中的上层工位转换机构可例如上层水平移台机构，利用所述上层水平移台机构，可驱动上层工件承载结构31进行水平行进以使得上层工件承载结构31中上层工位平台上的上层工件承载盘313在上层切割工位和上层装卸工位之间进行转换。具体地，所述上层水平移台机构可包括：上层滑移单元及上层驱动单元。所述上层滑移单元可包括上层水平导轨312和上层水平枕轨314，其中，上层水平导轨312沿着水平向的第二方向(这里的第二方向可例如为如图1所示的Y轴向)设置于上层工件承载底座311的底部，上层水平枕轨314则设置于机座1上，上层水平导轨312是与上层水平枕轨相互配合。更详细地，在所述上层滑移单元中，可配置有两条上层水平导轨312，这两条上层水平导轨312分列于上层工件承载底座311的底部中沿着第一方向的相对两侧，对应地，在机座1中沿着第一方向的相对两侧设置有供枕托上层水平导轨312的两条上层水平导轨312。为使得上层水平枕轨314稳固设置，还可为上层水平枕轨314提供上层枕台316，上层水平枕轨314是通过上层枕台而固定设置于机座1上。所述上层驱动单元可包括上层驱动电机(未图示)和上层传动部件(未图示)，所述上层传动部件传动连接于上层驱动电机和上层工件承载底座311，并受控于上层驱动电机的控制而带动上层工件承载底座311在上层水平导轨312和上层水平枕轨314的配合下沿着第二方向水平行进。在一可选实施例中，上层驱动电机可例如为伺服电机，所述上层传动部件可例如为滚珠丝杠，滚珠丝杠具有高精度、可逆性和高效率的特点，如此，通过伺服电机与滚珠丝杠的配合，提高上层工件承载底座311及其上的上层工件承载盘313在第二方向上水平行进的精准度。需说明的是，前述的所述上层水平移台机构中的上层滑移单元及上层驱动单元的结构、设置方式及其运作形态并不以此为限，在其他实施例中，上层滑移单元及上层驱动单元仍可作其他的变化，例如：所述上层滑移单元可包括上层水平导轨和上层滑块，其中，所述上层水平导轨可固定设置于机座上，所述上层滑块则可固定设置于上层工件承载底座的底部，所述上层滑块搭配于所述上层水平导轨并沿着所述上层水平导轨滑移实现水平行进。另外，所述上层驱动单元可包括上层齿轨、上层转动齿轮、以及上层驱动电机，所述上层齿轨可固定设置于上层工件承载底座的底部，所述上层转动齿轮则可固定设置于机座上(或者，所述上层齿轨可固定设置于机座上，所述上层转动齿轮则可固定设置于上层工件承载底座的底部)，所述上层转动齿轮啮合于所述上层齿轨，所述上层转动齿轮受控于所述上层驱动电机，通过所述上层驱动电机驱动所述上层转动齿轮转动并与所述上层齿轨配合，实现上层工件承载底座及其上的上层工件承载盘的水平行进。

在上层工件承载底座311上的每一个上层工位平台上设置有多个上层工件承载盘313，这多个上层工件承载盘313沿水平向的第一方向(这里的第一方向可例如为如图1所示的X轴向)间隔依序设置(相邻的两个上层工件承载盘之间的间距不作限定，可以是等间距的也可以非等间距的)。另外，每一个上层工件承载盘313可承载至少一个多晶硅棒10，如图1和图3所示，示出的上层工件承载盘313上承载有至少两个多晶硅棒10，这至少两个多晶硅棒10并排放置。

进一步地，上层工件承载盘313上设有用于定位待截断的多晶硅棒10的上层工件定位机构，所述上层工件定位机构可以对待截断的多晶硅棒10进行定位，从而能在切割的过程中保证待截断的多晶硅棒10的位置不会发生偏移，确保切割的精度。

在一种可选实施例中，所述上层工件定位机构可选为一夹紧机构，该夹紧机构可包括：夹紧底座和铰接于所述夹紧底座的工件夹紧治具315。在该夹紧机构中，所述夹紧底座可为独立的部件，设置于上层工件承载盘313的底部，但并不以此为限，实际上，所述夹紧底座也可省去，工件夹紧治具315可直接铰接于上层工件承载盘313上。在一种情形下，工件夹紧治具315为夹紧臂，夹紧臂受控(例如驱动电机或液压油缸等)而相对所述夹紧底座作张合的夹紧动作，这样，当多晶硅棒10放置于上层工件承载盘313后，夹紧臂受控收拢并通过相互配合而夹紧住多晶硅棒10。在另一种情形下，工件夹紧治具为一对L型撑角结构，所述L型撑角结构包括撑角承压底座和与所述撑角承压底座成夹角连接的夹持臂，所述撑角承压底座的底部铰接于所述夹紧底座。利用所述L型撑角结构，按照杠杆原理，依靠多晶硅棒10自重压住两侧的L型撑角结构中的撑角承压底座，撑角承压底座在受压的情况下相对于所述夹紧底座翻转，使得与撑角承压底座相连的夹持臂朝向中间挤压(这一对夹紧臂受压后自行闭合)并通过相互配合而夹紧住多晶硅棒10。

在另一种可选实施例中，所述上层工件定位机构可选为一顶压机构。在一种情形下，上层工件承载盘313上承载有并排放置的两个多晶硅棒10，顶压机构可包括：固设于上层工件承载盘313上且位于并排设置的两个多晶硅棒10之间的支撑杆、水平连接于支撑杆的固定杆(固定杆横跨于两个多晶硅棒10且固定杆的两个端部分别对应于两个多晶硅棒10)、以及固接于固定杆的两端部并位于待截断的多晶硅棒10上方的抵压件。在另一种情形下，上层工件承载盘313上承载有一个多晶硅棒10或前后设置的多个多晶硅棒10，所述顶压机构可包括：固设于上层工件承载盘313上且位于多晶硅棒10旁侧的支撑杆311、水平连接于支撑杆的固定杆(固定杆的其中一个端部对应于多晶硅棒10)、以及固接于固定杆端部并位于待截断的多晶硅棒10上方的抵压件。在实际应用中，抵压件可选为弹性压块，所述弹性压块的底部抵压于待截断的多晶硅棒10的顶部。再有，根据多晶硅棒10的尺寸及定位稳固度要求，上层工件定位机构的数量可作适时调整，例如，一般地，一个多晶硅棒10配置有两个上层工件定位机构，这两个上层工件定位机构分别位于多晶硅棒10的前后两位置。

更进一步地，为避免上层工件承载盘313上所承载的多个多晶硅棒10产生相互干涉，在并排设置或前后设置的相邻两个多晶硅棒10之间可设置隔块或隔板317。

下层工件承载结构33包括下层工件承载底座331以及设置在下层工件承载底座331上的下层工件承载盘333，由下层工件承载盘333来承载多晶硅棒10。下层工件承载底座331可例如为板状的平台底座也可以是具有格栅的框架底座。在第一种可选实施例中，下层工件承载底座331上设计有一个下层工位平台，这一个下层工位平台上设置有多个下层工件承载盘333，这多个下层工件承载盘333沿水平向间隔依序设置。进一步地，这一个下层工位平台为固定设置或通过下层工位转换机构而转换位置。针对固定设置，这一个下层工位平台所处区域是下层装卸工位和下层切割工位的重合，在实际应用中，先将待截断的多晶硅棒10装载至这一个下层工位平台的各个下层工件承载盘333上，对下层工件承载盘333上的多晶硅棒10实施截断作业，再将截断后的多晶硅棒10自这一个下层工位平台的各个下层工件承载盘333上予以卸下，并重新装载待截断的多晶硅棒10。针对通过下层工位转换机构而转换位置，这一个下层工位平台可在下层装卸工位和下层切割工位之间进行转换，如此，在某一时刻，当这一个下层工位平台位于下层装卸工位时，可将待截断的多晶硅棒10卸下至这一个下层工位平台的各个下层工件承载盘333上，之后，这一个下层工位平台工位通过下层工位转换机构由下层装卸工位转换至下层切割工位以进行多晶硅棒的截断作业，待截断作业完成后，这一个下层工位平台继续通过下层工位转换机构由下层切割工位转换至下层装卸工位以进行卸下截断后的多晶硅棒及装载新的待截断的多晶硅棒。在第二种可选实施例中，下层工件承载底座331上设计有至少两个下层工位平台(这至少两个下层工位平台沿水平向间隔并行设置)，每一个所述下层工位平台上则设置有多个下层工件承载盘333，这多个下层工件承载盘333沿水平向的第一方向间隔依序设置(这里的第一方向可例如为如图1所示的X轴向)。优选地，所述至少两个工作平台可通过下层工位转换机构而转换位置，从而实现任一下层工位平台在下层装卸工位和下层切割工位之间进行转换，如此，其中的一个下层工位平台是位于下层装卸工位进行多晶硅棒的装卸作业，其中的另一个下层工位平台是位于下层切割工位进行多晶硅棒的截断作业，待其中的另一个下层工位平台上的多晶硅棒完成截断作业之后，就可通过下层工位转换机构与其中的一个下层工位平台转换位置，使得其中的一个下层工位平台由下层装卸工位转换到下层切割工位以进行多晶硅棒的截断作业而其中的另一个下层工位平台由下层切割工位转换到下层装卸工位进行卸下截断后的多晶硅棒及装载新的待截断的多晶硅棒。相比于第一种可选实施例，第二种可选实施例中的多下层工位平台的设计，一方面，该下层工件承载底座331包括并列设置的至少两个下层工位平台，多下层工位平台可承托更多的待截断的多晶硅棒10，可以同时将多个待截断的多晶硅棒10的头部和/或尾部进行切除，切割速度快，还可以保证切割面的切割质量，切割完不用剪线，另一方面，该工作台中的至少两个所述下层工位平台通过下层工位转换机构而转换工位位置，能实现下层工位平台的自动且准确的转换，使得线切割装置能对装载于至少两个下层工位平台上的待截断的多晶硅棒10实现交替切割，保证多批多晶硅棒10可以有序进行切割作业，大大提升了截断作业的效率。

如前所述，下层工位平台可通过下层工位转换机构而在下层装卸工位和下层切割工位之间进行转换。如图1所示，本实施例中的下层工位转换机构可例如下层水平移台机构，利用所述下层水平移台机构，可驱动下层工件承载结构33进行水平行进以使得下层工件承载结构33中下层工位平台上的下层工件承载盘333在下层切割工位和下层装卸工位之间进行转换。具体地，所述下层水平移台机构可包括：下层滑移单元及下层驱动单元。所述下层滑移单元可包括下层水平导轨332和下层滑块334，其中，下层水平导轨332沿着水平向的第二方向(这里的第二方向可例如为如图1所示的Y轴向)设置于机座1上，下层滑块334则设置于下层工件承载底座331的底部，下层滑块334是与下层水平导轨332相互配合的。更详细地，在所述下层滑移单元中，可配置有两条下层水平导轨332，这两条下层水平导轨332分列于下机座1中部区域中沿着第一方向的相对两侧，对应地，在下层工件承载底座331的底部的相对两侧设置有供搭嵌于下层水平导轨332上的两条下层滑块334。为使得下层水平导轨332稳固设置，还可为下层水平导轨332提供下层导轨枕台336，下层水平导轨332是通过下层导轨枕台336而固定设置于机座1上。所述下层驱动单元可包括下层驱动电机(未图示)和下层传动部件(未图示)，所述下层传动部件传动连接于下层驱动电机和下层工件承载底座331，并受控于下层驱动电机的控制而带动下层工件承载底座331在下层滑块334和下层水平导轨332的配合下沿着第二方向水平行进。在一可选实施例中，下层驱动电机可例如为伺服电机，所述下层传动部件可例如为滚珠丝杠，滚珠丝杠具有高精度、可逆性和高效率的特点，如此，通过伺服电机与滚珠丝杠的配合，提高下层工件承载底座331及其上的下层工件承载盘333在第二方向上水平行进的精准度。需说明的是，前述的所述下层水平移台机构中的下层滑移单元及下层驱动单元的结构、设置方式及其运作形态并不以此为限，在其他实施例中，下层滑移单元及下层驱动单元仍可作其他的变化，例如：所述下层滑移单元可包括下层水平导轨和下层水平枕轨，其中，所述下层水平导轨可固定下层工件承载底座的底部，所述下层水平枕轨设置于机座上，所述下层水平导轨在所述下层水平枕轨的限定下沿着所述下层水平枕轨滑移实现水平行进。

另外，所述下层驱动单元可包括下层齿轨、下层转动齿轮、以及下层驱动电机，所述下层齿轨可固定设置于下层工件承载底座的底部，所述下层转动齿轮则可固定设置于机座上(或者，所述下层齿轨可固定设置于机座上，所述下层转动齿轮则可固定设置于下层工件承载底座的底部)，所述下层转动齿轮啮合于所述下层齿轨，所述下层转动齿轮受控于所述下层驱动电机，通过所述下层驱动电机驱动所述下层转动齿轮转动并与所述下层齿轨配合，实现下层工件承载底座及其上的下层工件承载盘的水平行进。

在下层工件承载底座331上的每一个下层工位平台上设置有多个下层工件承载盘333，这多个下层工件承载盘333沿水平向的第一方向(这里的第一方向可例如为如图1所示的X轴向)间隔依序设置(相邻的两个下层工件承载盘之间的间距不作限定，可以是等间距的也可以非等间距的)。另外，每一个下层工件承载盘333可承载至少一个多晶硅棒10，如图1和图3所示，示出的下层工件承载盘333上承载有至少两个多晶硅棒10，这至少两个多晶硅棒10并排放置。

进一步地，下层工件承载盘333上设有用于定位待截断的多晶硅棒10的下层工件定位机构，所述下层工件定位机构可以对待截断的多晶硅棒10进行定位，从而能在切割的过程中保证待截断的多晶硅棒10的位置不会发生偏移，确保切割的精度。

在一种可选实施例中，所述下层工件定位机构可选为一夹紧机构，该夹紧机构可包括：夹紧底座和铰接于所述夹紧底座的工件夹紧治具335。在该夹紧机构中，所述夹紧底座可为独立的部件，设置于下层工件承载盘333的底部，但并不以此为限，实际上，所述夹紧底座也可省去，工件夹紧治具335可直接铰接于下层工件承载盘333上。在一种情形下，工件夹紧治具335为夹紧臂，夹紧臂受控(例如驱动电机或液压油缸等)而相对所述夹紧底座作张合的夹紧动作，这样，当多晶硅棒10放置于下层工件承载盘333后，夹紧臂受控收拢并通过相互配合而夹紧住多晶硅棒10。在另一种情形下，工件夹紧治具为一对L型撑角结构，所述L型撑角结构包括撑角承压底座和与所述撑角承压底座成夹角连接的夹持臂，所述撑角承压底座的底部铰接于所述夹紧底座。利用所述L型撑角结构，按照杠杆原理，依靠多晶硅棒10自重压住两侧的L型撑角结构中的撑角承压底座，撑角承压底座在受压的情况下相对于所述夹紧底座翻转，使得与撑角承压底座相连的夹持臂朝向中间挤压(这一对夹紧臂受压后自行闭合)并通过相互配合而夹紧住多晶硅棒10。

在另一种可选实施例中，所述下层工件定位机构可选为一顶压机构。在一种情形下，下层工件承载盘333上承载有并排放置的两个多晶硅棒10，顶压机构可包括：固设于下层工件承载盘333上且位于并排设置的两个多晶硅棒10之间的支撑杆、水平连接于支撑杆的固定杆(固定杆横跨于两个多晶硅棒10且固定杆的两个端部分别对应于两个多晶硅棒10)、以及固接于固定杆的两端部并位于待截断的多晶硅棒10上方的抵压件。在另一种情形下，下层工件承载盘333上承载有一个多晶硅棒10或前后设置的多个多晶硅棒10，所述顶压机构可包括：固设于下层工件承载盘333上且位于多晶硅棒10旁侧的支撑杆311、水平连接于支撑杆的固定杆(固定杆的其中一个端部对应于多晶硅棒10)、以及固接于固定杆端部并位于待截断的多晶硅棒10上方的抵压件。在实际应用中，抵压件可选为弹性压块，所述弹性压块的底部抵压于待截断的多晶硅棒10的顶部。再有，根据多晶硅棒10的尺寸及定位稳固度要求，下层工件定位机构的数量可作适时调整，例如，一般地，一个多晶硅棒10配置有两个下层工件定位机构，这两个下层工件定位机构分别位于多晶硅棒10的前后两位置。

更进一步地，为避免下层工件承载盘333上所承载的多个多晶硅棒10产生相互干涉，在并排设置或前后设置的相邻两个多晶硅棒10之间可设置隔块或隔板337。

继续回来说说工件承载系统，所述工件承载系统还包括对应于上层工件承载结构的上层工件取放装置和对应于下层工件承载结构的下层工件取放装置，其中，上层工件取放装置，用于对上层工件承载结构中位于上层装卸工位处的上层工件承载盘313进行取放工件作业，下层工件取放装置，用于对下层工件承载结构中位于下层装卸工位处的下层工件承载盘333进行取放工件作业。以上层工件取放装置为例：一方面，在实施截断作业之前，当上层工件承载结构中的一个上层工位平台是位于上层装卸工位时，则利用上层工件取放装置将待截断的多晶硅棒10依序装载于该上层工位平台上的各个上层工件承载盘313上；另一方面，在完成截断作业之后，当上层工件承载结构中的一个上层工位平台由上层切割工位转换至上层装卸工位时，则利用上层工件取放装置将截断后的多晶硅棒10依序自该上层工位平台上的各个上层工件承载盘313上卸下。同理，以下层工件取放装置为例：一方面，在实施截断作业之前，当下层工件承载结构中的一个下层工位平台是位于下层装卸工位时，则利用下层工件取放装置将待截断的多晶硅棒10依序装载于该下层工位平台上的各个下层工件承载盘333上；另一方面，在完成截断作业之后，当下层工件承载结构中的一个下层工位平台由下层切割工位转换至下层装卸工位时，则利用下层工件取放装置将截断后的多晶硅棒10依序自该下层工位平台上的各个下层工件承载盘333上卸下。

上层工件取放装置更可包括上层工件取放单元32和上层移动机构，其中，上层工件取放单元32用于取放多晶硅棒10，上层移动机构用于驱动上层工件取放单元32移动。

上层工件取放单元32可包括：上层机壳322、活动连接于上层机壳322的上层机械伸缩臂324(上层机械伸缩臂324可沿垂向的Z轴上下伸缩)、设置于上层机械伸缩臂324端部的上层取放件326，利用上层取放件326可抓取待装载的多晶硅棒10。上层取放件326可例如为吸附部件，上层取放件326的端部具有真空吸附腔或吸盘，据此吸附住待装载的多晶硅棒10(例如，上层取放件326中的真空吸附腔正对多晶硅棒10的其中一个侧面并据此吸附住多晶硅棒10以多晶硅棒平直放置的方式进行转移装载)。前述的上层工件取放装置的结构、设置方式及其运作形态并不以此为限，在其他实施例中，上层工件取放装置仍可作其他的变化，例如，上层工件取放装置可采用机械手，所述机械手用于抓取多晶硅棒10的取放件可为夹持件，所述夹持件包括一对可张合的夹持臂，这一对夹持臂受控而作张合动作，并在合拢时夹持住多晶硅棒10及在张开时释放多晶硅棒10。进一步地，所述夹持件的形态可根据所需抓取的多晶硅棒10的类型及尺寸规格而有不同变化。就以多晶硅棒10为例，多晶硅棒10为长方体结构，所述夹持件就相应采用呈ㄇ的夹具。优选地，在一对夹持臂相对的内臂面(即，与多晶硅棒10接触的夹持面)上可增设缓冲垫(例如通过黏贴等方式)，以避免跟多晶硅棒10直接接触而产生损伤。

所述上层移动机构更可包括：第一方向移动单元、第二方向移动单元、以及移动控制单元。所述移动控制单元与所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元连接，用于根据上层工件承载结构31的上层工位平台中各个上层工件承载盘313的位置及所承载的多晶硅棒10的放置位置而控制所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元带动上层工件取放单元32移动，以利用上层工件取放单元32将多晶硅棒10移送至上层工件承载结构31中的上层工件承载盘313上。在一实施例中，移动控制单元可例如为一带有数据处理芯片的控制终端。

同样地，下层工件取放装置更可包括下层工件取放单元34和下层移动机构，其中，下层工件取放单元34用于取放多晶硅棒10，下层移动机构用于驱动下层工件取放单元34移动。进一步地，下层工件取放单元34可包括：下层机壳342、活动连接于下层机壳342的下层机械伸缩臂344(下层机械伸缩臂344可沿垂向的Z轴上下伸缩)、设置于下层机械伸缩臂344端部的下层取放件346，利用下层取放件346可抓取待装载的多晶硅棒10。下层取放件346可例如为吸附部件，下层取放件346的端部具有真空吸附腔或吸盘，据此吸附住待装载的多晶硅棒10(例如，下层取放件346中的真空吸附腔正对多晶硅棒10的其中一个侧面并据此吸附住多晶硅棒10以多晶硅棒平直放置的方式进行转移装载)。前述的下层工件取放装置的结构、设置方式及其运作形态并不以此为限，在其他实施例中，下层工件取放装置仍可作其他的变化，例如，下层工件取放装置可采用机械手，所述机械手用于抓取多晶硅棒10的取放件可为夹持件，所述夹持件包括一对可张合的夹持臂，这一对夹持臂受控而作张合动作，并在合拢时夹持住多晶硅棒10及在张开时释放多晶硅棒10。进一步地，所述夹持件的形态可根据所需抓取的多晶硅棒10的类型及尺寸规格而有不同变化。就以多晶硅棒10为例，多晶硅棒10为长方体结构，所述夹持件就相应采用呈ㄇ的夹具。优选地，在一对夹持臂相对的内臂面(即，与多晶硅棒10接触的夹持面)上可增设缓冲垫(例如通过黏贴等方式)，以避免跟多晶硅棒10直接接触而产生损伤。

所述下层移动机构更可包括：第一方向移动单元、第二方向移动单元、以及移动控制单元。所述移动控制单元与所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元连接，用于根据下层工件承载结构33的下层工位平台中各个下层工件承载盘333的位置及所承载的多晶硅棒10的放置位置而控制所述第一方向移动单元和所述第二方向移动单元带动下层工件取放单元34移动，以利用下层工件取放单元34将多晶硅棒10移送至下层工件承载结构33中的下层工件承载盘333上。在一实施例中，移动控制单元可例如为一带有数据处理芯片的控制终端。

线切割系统，用于对工件承载系统所承载的待切割的工件进行切割。在本实施例中，所述工件为多晶硅棒10，因此，利用所述线切割系统对工件进行切割即是对多晶硅棒10进行切割以完成截断。

针对线切割系统，在本实施例中，线切割系统5因应工件承载系统3的双层式承载结构设计而为双层式切割网设计。具体地，请参阅图2和图4(图4为图3的简化示意图)，线切割系统5包括：切割架结构51、设置于切割架结构51上的上切割辊组53和下切割辊组55、以及切割线57，其中，绕于上切割辊组53之间的切割线形成上层切割网，绕于下切割辊组55之间的切割线形成下层切割网。

在本实施例中，切割架结构51可通过支撑机架52而架设于机座1上且位于工件承载装置13的上方，在切割架结构51上可配置上切割辊组53和下切割辊组55，在上切割辊组53中，包括多个上切割辊对，相邻两个上切割辊对按一定间距设置，每一个上切割辊对中的两个上切割辊531相对设置，同理，在下切割辊组55中，包括多个下切割辊对，相邻两个下切割辊对按一定间距设置，每一个下切割辊对中的两个下切割辊551相对设置，提供的切割线(优选为单根切割线)按照上切割辊组53中的各个上切割辊531及下切割辊组55中的各个下切割辊551的布局而依序绕设于各个上切割辊531及各个下切割辊551，从而在上切割辊组53的各个上切割辊对上形成多条上切割线段(每一个上切割辊对中的两个上切割辊531之间形成一条上切割线段)及在下切割辊组55的各个下切割辊对上形成多条下切割线段(每一个下切割辊对中的两个下切割辊551之间形成一条下切割线段)，其中，属于上切割辊组53中的各个上切割线段形成上层切割网，属于下切割辊组55中的各个下切割线段形成下层切割网。在具体实现上，切割架结构51更进一步包括主基架511和设置于主基架511上的线切割支架513，在这里，线切割支架513具有多个，相邻两个线切割支架513按一定间距设置，每一个线切割支架513上可安装有一个上切割辊对中的两个上切割辊531以及一个下切割辊对中的两个下切割辊551。在实际应用中，线切割支架513为框架结构(所述框架结构可例如呈矩形，可由横梁和竖柱搭建而成)，线切割支架513的顶部连接于主基架511，线切割支架513的底部可安装下切割辊对中的两个下切割辊551，线切割支架513的中间部位可安装上切割辊对中的两个上切割辊531。进一步地，如图4所示：上切割辊对中的两个上切割辊531为沿着第二方向间距设置，下切割辊对中的两个下切割辊551为沿着第二方向间距设置。另外，上切割辊对中的两个上切割辊531与下切割辊对中的两个下切割辊551相互对应：例如，上切割辊对中的两个上切割辊531中位于左侧的上切割辊531与下切割辊对中的两个下切割辊551中位于左侧的下切割辊551在第二方向上对齐，上切割辊对中的两个上切割辊531中位于右侧的上切割辊531与下切割辊对中的两个下切割辊551中位于右侧的下切割辊551在第二方向上对齐；进一步地，上切割辊对中的两个上切割辊531中位于左侧的上切割辊531与下切割辊对中的两个下切割辊551中位于左侧的下切割辊551在第一方向上对齐(即，上切割辊531的辊面与下切割辊551的辊面对齐)，上切割辊对中的两个上切割辊531中位于右侧的上切割辊531与下切割辊对中的两个下切割辊551中位于右侧的下切割辊551在第一方向上对齐(即，上切割辊531的辊面与下切割辊551的辊面对齐)。上述仅为示例性说明，并非用于限制线切割支架的结构及所配置的上切割辊对中上切割辊和下切割辊对中上切割辊的分布，例如：线切割支架可采用阶梯式框架结构，上切割辊对中的两个上切割辊和下切割辊对中的下切割辊通过阶梯式框架结构而在第一方向上前后设置；上切割辊对中的两个上切割辊之间的间距也可与下切割辊对中的两个下切割辊之间的间距不等同，例如，上宽下窄(两个上切割辊之间的间距大于两个下切割辊之间的间距)，或，上窄下宽(两个上切割辊之间的间距小于两个下切割辊之间的间距)。需说明的是，如前所述，上层工件承载底座311可例如为具有格栅的框架底座，为使得后续切割架结构51在进行垂向行进和水平行进时下切割辊组55的顺利行进，作为上层工件承载底座311的框架底座的格栅要满足一定的尺寸要求：格栅的长度要能满足下切割辊组55中的下切割辊对能穿过，格栅的宽度要能满足下切割辊对的水平行进。

一般地，在多晶硅棒截断作业中，多晶硅棒10的头部及尾部可能均需要被截断。因此，在某些可选实施例中：针对线切割系统，切割架结构51中上切割辊组53中上切割辊对的数量是与上层工件承载结构31中某一上层工位平台的上层工件承载盘313的数量一致，该上切割辊对及绕于该上切割辊对中两个上切割辊531上的上切割线段是对应于上层工件承载盘313的头部或尾部，切割架结构51中下切割辊组55中下切割辊对的数量是与下层工件承载结构33中某一下层工位平台的下层工件承载盘333的数量一致，该下切割辊对及绕于该下切割辊对中两个下切割辊551上的下切割线段是对应于下层工件承载盘333的头部或尾部，如此，利用线切割系统，由上层切割网中的各个上切割线段分别对对应的各个上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部或尾部进行截断作业，由下层切割网中的各个下切割线段分别对对应的各个下层工件承载盘333上的多晶硅棒10的头部或尾部进行截断作业。后续，为了能使得各个上层工件承载盘313上的多晶硅棒10中未被截断的尾部或头部和各个下层工件承载盘333上的多晶硅棒10中未被截断的尾部或头部也能被截除，可采取多种方式：一、待完成上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部或尾部截断作业和下层上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部或尾部截断作业之后，直接在上层工件承载盘313上将多晶硅棒10予以换向而将多晶硅棒10的尾部或头部对应于上切割线段以及直接在下层工件承载盘333上将多晶硅棒10予以换向而将多晶硅棒10的尾部或头部对应于下切割线段。二、待完成上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部或尾部截断作业之后，上层工位平台上的上层工件承载盘313通过上层工位转换机构由上层切割工位转换至上层装卸工位，直接在上层装卸工位处将上层工件承载盘313上的多晶硅棒10予以换向以使得多晶硅棒10的尾部或头部对应于上切割线段571，或者，在上层装卸工位处将上层工件承载盘313上的多晶硅棒10先予以卸下并经重新定位后将多晶硅棒10上料以使得上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的尾部或头部对应于下切割线段573。三、待完成上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部或尾部截断作业之后，移动线切割系统中的切割架结构51，使得线切割支架513中上切割辊组53中上切割辊对及绕于该上切割辊对中两个上切割辊531上的上切割线段是对应于上层工件承载盘313的尾部或头部以及下切割辊组55中下切割辊对及绕于该下切割辊对中两个下切割辊551上的下切割线段是对应于下层工件承载盘333的尾部或头部。四、在上层工件承载盘313和下层工件承载盘333上设置工件承载盘旋转机构，上层工件承载盘313和下层工件承载盘333在对应的工件承载盘旋转机构的驱动下可以在水平面内转动(例如转动180°)，这样，上层工件承载盘313及其所承载的多晶硅棒10的头尾部调换以使得上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的尾部或头部对应于上切割线段571，以及，下层工件承载盘333及其所承载的多晶硅棒10的头尾部调换以使得下层工件承载盘333上的多晶硅棒10的尾部或头部对应于下切割线段573。在一可选实施例中，工件承载盘旋转机构包括旋转轴、承托于工件承载盘底部的支撑盘、设于旋转轴与支撑盘之间的轴承组件、以及用于对支撑盘进行限位的限位片。在实际应用中，旋转轴旋转带动支撑盘转动，由支撑盘驱动工件承载盘在水平面内转动180°，使得工件承载盘上的待截断的多晶硅棒的头尾位置调换，并可再通过拨动限位片来对支撑盘进行限位，使得支撑盘无法再转动。在其他可选实施例中：针对线切割系统，切割架结构51中上切割辊组53中上切割辊对的数量是上层工件承载结构31中某一上层工位平台的上层工件承载盘313的数量的两倍，即，每一个上层工件承载盘313对应配置有两个上切割辊对，其中，一个上切割辊对及其上切割线段对应于上层工件承载盘的头部，另一个上切割辊对及其上切割线段对应于上层工件承载盘的尾部，同理，每一个下层工件承载盘333对应配置有两个下切割辊对，其中，一个下切割辊对及其下切割线段对应于下层工件承载盘的头部，另一个下切割辊对及其下切割线段对应于下层工件承载盘的尾部。如此，利用线切割系统，由上层切割网中的各个上切割线段分别对对应的各个上层工件承载盘313上的多晶硅棒10的头部和尾部同时进行截断作业，由下层切割网中的各个下切割线段分别对对应的各个下层工件承载盘333上的多晶硅棒10的头部和尾部同时进行截断作业，即，进行一次截断作业即可完成对一个多晶硅棒10的头部和尾部的同时截断。由上可知，与前述可选实施例相比，在本可选实施例结构及操作相对简单(结构上仅需重复增加上切割辊对及下切割辊对而无需对切割架结构进行过多的结构改动，操作上也仅需执行一次截断作业)，且能明显提升切割效率的效果(前述可选实施例，需要执行第一次截断+工件承载装置转动硅锭头尾互换位置+第二次截断；本可选实施例，仅需执行一次截断作业)。

继续来说明线切割系统5，线切割系统5中的切割架结构51可在至少两个维度进行行进，以用于带动装配的上切割辊组53及其上层切割网和下切割辊组55及其下层切割网进行位置调整并能在调整到位之后分别带动上切割辊组53中的上层切割网对对应的上层工件承载结构31中的上层工件承载盘313所承载的多晶硅棒10以及下切割辊组55中的下层切割网对对应的下层工件承载结构33中的下层工件承载盘333所承载的多晶硅棒10进行切割。在本实施例中，切割架结构51在至少两个维度进行行进是通过多维移位机构59实现的。进一步地，多维移位机构59更包括：垂向移位机构和水平移位机构，其中，利用垂向移位机构可将切割架结构51进行垂向行进，利用所述水平移位机构可将所述切割架结构进行水平行进。因应于本实施例中工件承载系统3的双层式承载结构设计(即，上层工件承载结构31和下层工件承载结构33)，因此，利用垂向移位机构和水平移位机构分别进行垂向行进和水平行进以调整位置，待线切割系统中的切割架结构51调整到位后，切割架结构51上配置的上层切割网对应于上层工件承载结构31所承载的待切割的工件10，切割架结构51上配置的下层切割网对应于下层工件承载结构33所承载的待切割的工件10。更进一步地，利用垂向移位机构和水平移位机构分别进行垂向行进和水平行进以调整位置，包括：将切割架结构51利用垂向移位机构进行垂向行进而移位至第一预定位置，在所述第一预定位置，切割架结构51中的下层切割网是对应于上层工件承载结构31和下层工件承载结构33之间的净空区(实际上，在切割架结构51进行垂向行进过程中，切割架结构51上的下切割辊组55及其下层切割网是穿过作为上层工件承载底座311的框架底座的格栅之后而移位至上层工件承载底座311的下方)；将切割架结构51利用水平移位机构进行水平行进而从第一预定位置移位至第二预定位置(实际上，在切割架结构51进行水平行进过程中，切割架结构51上的下切割辊组55及其下层切割网是沿着作为上层工件承载底座311的框架底座的格栅的宽度方向进行移位)，在所述第二预定位置，切割架结构51上配置的上层切割网对应于上层工件承载结构31中待截断的多晶硅棒10的切割位置，切割架结构51上配置的下层切割网对应于下层工件承载结构33中待截断的多晶硅棒10的切割位置。具体实现上，多维移位机构59可采用两套结构，分别配置于切割架结构51沿着第一方向(这里的第一方向可例如为如图1所示的X轴向)的前后两侧，每一套多维移位机构59包括：活动架591、垂向移位机构、以及水平移位机构，垂向移位机构更包括：垂向导轨593、垂向滑块595、以及垂向驱动源(未图示)，水平移位机构更包括：水平导轨597、水平滑块599、以及水平驱动源(未图示)，其中，垂向导轨593铺设于支撑机架52，垂向滑块595设于活动架591上且与垂向导轨593配合，水平导轨597铺设于切割架结构51，水平滑块599设于活动架上且与水平导轨597配合，通过垂向驱动源可驱动活动架591及其上的切割架结构51进行垂向行进，通过水平驱动源可驱动活动架591及其上的切割架结构51进行水平行进。在本实施例中，利用水平移位机构驱动切割架结构51进行水平行进指的是驱动切割架结构51进行水平向的第一方向行进，因此，水平导轨597是以水平向的第一方向铺设于线切割支架513。上述垂向移位机构中垂向导轨593和垂向滑块595的设置以及水平移位机构中水平导轨597和水平滑块599的设置仅为示例性说明，但并不以此为限，例如，在另一可选实施例中，垂向移位机构中垂向导轨593和垂向滑块595的位置可互换，水平移位机构中水平导轨597和水平滑块599的位置可互换。在又一可选实施例中，水平导轨597可沿水平向的第一方向而铺设于一固定水平梁上(固定水平梁位于切割架结构51的上方)，水平滑块599设于活动架591的顶部且与水平导轨597配合，垂向导轨593铺设于切割架结构51的侧部，垂向滑块595设于活动架591且与垂向导轨593配合。另外，垂向移位机构中的垂向驱动源可例如为伺服电机、气缸、或油缸等，水平移位机构中的水平驱动源可例如为伺服电机、气缸、或油缸等。

在将线切割系统中的切割架结构51通过垂向行进和水平行进完成位置调整之后，切割架结构51上配置的上层切割网对应于上层工件承载结构31中待截断的多晶硅棒10的切割位置，切割架结构51上配置的下层切割网对应于下层工件承载结构33中待截断的多晶硅棒10的切割位置，再通过将线切割系统中的切割架结构51进行垂向行进以分别带动上切割辊组53中的上层切割网对对应的上层工件承载结构31中的上层工件承载盘313所承载的多晶硅棒10以及下切割辊组55中的下层切割网对对应的下层工件承载结构33中的下层工件承载盘333所承载的多晶硅棒10进行切割。由此会引入一个新的问题，为完全截断多晶硅棒10，上层切割线段571和下层切割线573势必得完全贯穿对应的多晶硅棒10。

上层工件承载结构的上层工件承载盘上对应待截断的多晶硅棒10头部和/或尾部的一侧或两侧开设有与上层切割线段571相对应的上层定位槽317，上层定位槽317具有一定的深度且槽口的宽度要大于上层切割线的线径，如此，上层切割线段571在完全截掉多晶硅棒10的头部和/或尾部之后可落入上层定位槽317内，在实现多晶硅棒10的头部和/或尾部的截断的同时，可起到保护上层切割线段571的作用，避免上层切割线段571与上层工件承载盘313产生摩擦而损伤。同理，下层工件承载结构的下层工件承载盘上对应待截断的多晶硅棒10头部和/或尾部的一侧或两侧开设有与下层切割线573相对应的下层定位槽337，下层定位槽337具有一定的深度且槽口的宽度要大于下层切割线的线径，如此，下层切割线573在完全截掉多晶硅棒10的头部和/或尾部之后可落入下层定位槽337内，在实现多晶硅棒10的头部和/或尾部的截断的同时，可起到保护下层切割线573的作用，避免下层切割线573与下层工件承载盘333产生摩擦而损伤。另外，值得注意的是，为便于后续线切割系统5进行垂向行进和水平行进，上层工件承载盘313上的上层定位槽317和下层工件承载盘333上的下层定位槽337是对应于作为上层工件承载底座311的框架底座的格栅。

线切割系统5还可配置导向轮542和张紧轮544等，其中，导向轮542用于引导切割线的走向，张紧轮544用于调整切割线的张力。在本实施例中，导向轮542既可以配置在切割架结构51的主基架511上也可以配置在线切割支架513上还可配置在支撑机架52上，张紧轮544可配置在机座1上或支撑机架52上。

由上可知，在本实施例中的双层线切割设备，包括：工件承载系统和线切割系统，工件承载系统包括上层工件承载结构和下层工件承载结构，线切割系统包括切割架结构及设于切割架结构上的上层切割网和下层切割网，在切割时，切割架结构通过垂向行进及水平行进调整到位后，由上层切割网对应切割上层工件承载结构所承载的待切割的工件以及同时由下层切割网对应切割下层工件承载结构所承载的待切割的工件，如此，可在单次切割中完成双层工件的截断，整个过程操作简单、切割作业高效稳定。进一步地，上层工件承载结构可包括至少两个上层工位平台，这至少两个上层工位平台可通过上层工位转换机构而在上层装卸工位和上层切割工位之间进行转换，下层工件承载结构可包括至少两个下层工位平台，这至少两个下层工位平台可通过下层工位转换机构而在下层装卸工位和下层切割工位之间进行转换，如此，可确保上层切割工位上始终有一个上层工位平台在执行多晶硅棒的切割作业及下层切割工位上始终有一个下层工位平台在执行多晶硅棒的切割作业，使得线切割装置能对装载于至少两个上层工位平台上的待截断的多晶硅棒实现交替切割，保证多批多晶硅棒可以有序进行切割作业，大大提升了截断作业的效率。

本申请另提供了基于前述双层线切割设备的双层线切割方法，以用于对相应的工件进行切割作业。

本申请公开的双层线切割方法，先将待切割的工件置放于工件承载系统上，再将线切割系统中的切割架结构调整到位，由切割架结构上的上层切割网和下层切割网对应切割工件承载系统所承载的待切割的工件，随后将切割架结构进行垂向行进，由上层切割网和下层切割网对工件承载系统所承载的待切割的工件进行切割。如此，可利用双层切割网对承载的工件进行切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在一种实施情形下：工件承载系统包括单层工件承载结构，移位机构包括垂向移位机构，则相应的双层线切割方法包括：

将待切割的工件置放于工件承载系统的单层工件承载结构。

将线切割系统中的切割架结构通过垂向行进调整到位，调整到位后，切割架结构中的上层切割网和下层切割网分别对应切割单层工件承载结构中不同的待切割的工件或者切割架结构中的上层切割网和下层切割网对应切割单层工件承载结构中待切割的工件的不同切割位置。

将切割架结构进行垂向行进，由上层切割网和下层切割网同时或依序对单层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。

由此，可在单次切割中完成单层中不同工件或工件的不同切割位置的切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。

在另一种实施情形下：工件承载系统包括上层工件承载台及下层工件承载台，移位机构包括垂向移位机构和水平移位机构，则相应的双层线切割方法可参阅图5。图5显示了本申请双层线切割方法的在一实施例中的流程示意图。结合图1至图5，本申请双层线切割方法包括如下步骤：

步骤S101，将待切割的工件置放于工件承载系统的上层工件承载结构及下层工件承载结构。将待切割的工件置放于工件承载系统的上层工件承载结构是通过上层工件取放装置完成的，将待切割的工件置放于工件承载系统的下层工件承载结构是通过下层工件取放装置完成的。在实际应用中，将待切割的工件置放于工件承载系统的上层工件承载结构，包括：将工件承载系统3的上层工件承载结构31中的某一上层工位平台转换至上层装卸工位，通过上层工件取放装置提取待截断的多晶硅棒10并将其移动和置放于位于上层装卸工位处的上层工件承载盘313上。将待切割的工件置放于工件承载系统的下层工件承载结构，包括：将工件承载系统3的下层工件承载结构33中的某一下层工位平台转换至下层装卸工位，通过下层工件取放装置提取待截断的多晶硅棒10并将其移动和置放于位于下层装卸工位处的下层工件承载盘333上。

步骤S103，对线切割系统中的切割架结构进行位置调整，以使得切割架结构上配置的上层切割网对应于上层工件承载结构所承载的待切割的工件及下层切割网对应于下层工件承载结构所承载的待切割的工件。实际上，在执行步骤S103之前，还包括对工件承载系统3中的上层工件承载结构31和下层工件承载结构33进行工位平台调整，具体地，将工件承载系统3的上层工件承载结构31中的装载了待切割的工件的那一个上层工位平台通过上层水平移台机构由先前的上层装卸工位转换至上层切割工位，将工件承载系统3的下层工件承载结构33中的装载了待切割的工件的那一个下层工位平台通过下层水平移台机构由先前的下层装卸工位转换至下层切割工位。在步骤S103中，对线切割系统中的切割架结构进行位置调整，包括：将切割架结构51通过垂向行进而移位至第一预定位置，在所述第一预定位置，切割架结构51中的下层切割网是对应于上层工件承载结构31和下层工件承载结构之间的净空区；将切割架结构51通过水平行进而从第一预定位置移位至第二预定位置，在所述第二预定位置，切割架结构51上配置的上层切割网对应于上层工件承载结构31中待切割的工件10的切割位置，切割架结构51上配置的下层切割网对应于下层工件承载结构33中待切割的工件10的切割位置。在实际应用中，在将切割架结构51通过垂向行进而移位至第一预定位置之前，一般还会包括将切割架结构51通过水平行进从初始位置移位至一预备位置，其中，所述初始位置可以例如是切割架结构51上的上层切割网和下层切割网完成切割作业后回复归位的位置。

步骤S105，控制切割架结构，由上层切割网对上层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割，同时，由下层切割网对所述下层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割。在步骤S105中，控制切割架结构，包括：将切割架结构51进行垂向行进，由上层切割网对上层工件承载结构31所承载的待切割的工件10进行切割及由下层切割网下层工件承载结构所承载的待切割的工件进行切割，待上层切割网将上层工件承载结构31所承载的工件10予以截断及下层切割网将下层工件承载结构33所承载的工件10予以截断之后，暂停切割架结构51进行垂向行进。

通过上述步骤S101至S105，可在单次切割中完成双层工件的切割，整个过程操作简单、切割作业高效稳定，一步到位，实现自动化操作。后续，在本申请双层线切割方法中，还可包括：将切割架结构51进行垂向行进和水平行进以回复归位，以及，将工件承载系统3的上层工件承载结构31中的装载了切割完毕的工件的那一个上层工位平台通过上层水平移台机构由先前的上层切割工位转换至上层装卸工位和将工件承载系统3的下层工件承载结构33中的装载了待切割的工件的那一个下层工位平台通过下层水平移台机构由先前的下层切割工位转换至下层装卸工位，从而，在上层装卸工位处将上层工位平台上的切割完毕的工件予以卸下和在下层装卸工位处将下层工位平台上的切割完毕的工件予以卸下。

以下结合图6至图14，对本申请双层线切割设备在某一实例中执行工件切割作业进行详细描述。在本实例中，先作如下设定：工件10可选为多晶硅棒10，多晶硅棒10所作的切割作业实质上为截断作业，该待截断的多晶硅棒10为长方体结构。每一个工件承载结构均配置有两个工位平台，即，上层工件承载结构31配置有两个上层工位平台，下层工件承载结构33配置有两个下层工位平台。在初始状态下，第一个上层工位平台位于上层装卸工位，第二个上层工位平台位于上层切割工位，第一个下层工位平台位于下层装卸工位，第二个下层工位平台位于下层切割工位，且，切割架结构51处于初始位置，在初始位置下，切割架结构51中的下切割辊组55及其下层切割网位于上层切割工位处的第二个上层工位平台之上。

首先，通过上层工件取放装置从料箱或料架上依序提取待截断的多晶硅棒10并将其移动至第一个上层工位平台的各个上层工件承载盘313的上方后将多晶硅棒10置放于上层工件承载盘313上，且调整好多晶硅棒10的截断位置(例如，将多晶硅棒10的截断位置对应于上层工件承载盘313的上层定位槽317)，完成第一个上层工位平台上各个上层工件承载盘313的多晶硅棒10的装载；通过下层工件取放装置从料箱或料架上依序提取待截断的多晶硅棒10并将其移动至第一个下层工位平台的各个下层工件承载盘333的上方后将多晶硅棒10置放于下层工件承载盘333上，且调整好多晶硅棒10的截断位置(例如，将多晶硅棒10的截断位置对应于下层工件承载盘333的下层定位槽337)，完成第一个下层工位平台上各个下层工件承载盘333的多晶硅棒10的装载。实施上述操作后双层线切割设备的状态具体可参见图6及图7。

接着，利用上层水平移台机构驱动上层工件承载结构31进行水平行进使得第一个上层工位平台及其各个上层工件承载盘313由上层装卸工位转换至上层切割工位及第二个上层工位平台及其各个上层工件承载盘313由上层切割工位转换至上层装卸工位(位于上层装卸工位的第二个上层工位平台及其各个上层工件承载盘313可执行多晶硅棒10的装载作业)，同时，利用下层水平移台机构驱动下层工件承载结构33进行水平行进使得第一个下层工位平台及其各个下层工件承载盘333由下层装卸工位转换至下层切割工位及第二个下层工位平台及其各个下层工件承载盘333由下层切割工位转换至下层装卸工位(位于下层装卸工位的第二个下层工位平台及其各个下层工件承载盘333可执行多晶硅棒10的装载作业)。实施上述操作后双层线切割设备的状态具体可参见图8。

接着，对线切割系统5中的切割架结构51进行位置调整，包括：将切割架结构51通过水平行进从初始位置移位至预备位置(参见图9)，后将切割架结构51通过垂向行进由预备位置移位至第一预定位置(参见图10)，再将切割架结构51通过水平行进从第一预定位置移位至第二预定位置(参见图11和图12)，在所述第二预定位置，切割架结构51上配置的上层切割网对应于第一个上层工位平台上各个上层工件承载盘313所承载的多晶硅棒10的截断位置，切割架结构51上配置的下层切割网对应于第一个下层工位平台上各个下层工件承载盘333所承载的多晶硅棒10的截断位置。

接着，将切割架结构51进行垂向行进，由上层切割网对第一个上层工位平台上各个上层工件承载盘313所承载的多晶硅棒10进行截断，同时，由下层切割网对第一个下层工位平台上各个下层工件承载盘333所承载的多晶硅棒10进行截断。直至将切割架结构51进行垂向行进至设定的截断位置(截断位置例如为最低位置)，完成多晶硅棒10的截断。实施上述操作后双层线切割设备的状态具体可参见图13和图14。

接着，将切割架结构51进行垂向行进和水平行进以回复归位。具体地，将切割架结构51进行垂向行进和水平行进以回复归位，包括：将切割架结构51进行垂向行进从截断位置移位至第二预定位置；将切割架结构51进行水平行进从第二预定位置移位至第一预定位置；将切割架结构51进行垂向行进从第一预定位置移位至预备位置；将切割架结构51进行水平行进从预备位置移位至初始位置。

之后，利用上层水平移台机构驱动上层工件承载结构31进行水平行进使得第一个上层工位平台及其各个上层工件承载盘313由上层切割工位转换至上层装卸工位及第二个上层工位平台及其各个上层工件承载盘313由上层装卸工位转换至上层切割工位，同时，利用下层水平移台机构驱动下层工件承载结构33进行水平行进使得第一个下层工位平台及其各个下层工件承载盘333由下层切割工位转换至下层装卸工位及第二个下层工位平台及其各个下层工件承载盘333由下层装卸工位转换至下层切割工位。

最后，通过上层工件取放装置从第一个上层工位平台的各个上层工件承载盘313上依序卸下完成截断的多晶硅棒10并再重新装载新的待截断的多晶硅棒10，通过下层工件取放装置从第一个下层工位平台的各个下层工件承载盘333上依序卸下完成截断的多晶硅棒10并再重新装载新的待截断的多晶硅棒10。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。