一种切方机及硅棒切割系统的制作方法

1.本技术属于太阳能光伏技术领域，具体涉及一种切方机及硅棒切割系统。


背景技术：

2.随着光伏技术的发展，太阳能作为绿色、环保、可再生能源受到了大范围推广。硅片作为太阳能发电的核心材料，对其加工精度及成本降低的要求也越来越高。
3.现有的硅棒由单晶炉内拉制出来后通常近似为圆柱体，因此，在切片前，均需要先在切方机内对硅棒进行开方处理，以便于将硅棒切割为方棒。然而，现有技术中由于硅棒切方机的稳定性较差，硅棒在开方过程中经常会出现硅棒切割后的弧大、崩边等异常情况，这样一方面会导致硅棒开方效率较低，另一方面还会导致废料较多，硅棒开方成本升高。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种切方机以及硅棒切割系统，能够解决切方机稳定性较差导致硅棒开方效率低、成本高的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种切方机，用于切割硅棒，所述切方机包括：基座，以及设置于所述基座上的主辊支架和至少一组夹持组件；
6.所述主辊支架上设置有背靠背的两个轴承，所述轴承与所述主辊支架之间密封连接；
7.每组所述夹持组件包括对称设置的两个夹持件，至少一个所述夹持件为单筒气缸；
8.两个所述夹持件中，至少一个所述夹持件可活动连接于所述基座，所述夹持件上设有浮动顶头，每个所述夹持件的所述浮动顶头对应夹持于所述硅棒一端的端面上，且靠近所述硅棒的边皮位置设置。
9.可选的，所述单筒气缸包括：缸筒主体，以及设置于所述缸筒主体上可伸缩的活塞杆；
10.所述浮动顶头可活动地设置于所述活塞杆抵接于所述硅棒端面的一端。
11.可选的，所述单筒气缸还包括：浮动支架；
12.所述浮动顶头通过所述浮动支架可活动地设置于所述活塞杆的端部。
13.可选的，所述单筒气缸还包括：密封圈；
14.所述密封圈设置于所述活塞杆与所述缸筒主体之间，以密封所述活塞杆与所述缸筒主体之间的间隙。
15.可选的，所述缸筒主体上设有可拆卸的防护板，所述防护板用于将所述缸筒主体内的部分器件外露。
16.可选的，所述浮动顶头包括：橡胶垫、尼龙垫、海绵垫中的至少一种。
17.可选的，所述切方机还包括：柔性防护罩，以及设置于所述基座上的导轨和滑块；
18.所述柔性防护罩覆盖于所述导轨上，且所述柔性防护罩的一端与所述基座固定，
另一端与所述滑块或所述夹持件相连，所述柔性防护罩可随所述滑块或所述夹持件伸缩；
19.所述夹持件通过所述滑块可滑动地设置于所述导轨上。
20.可选的，所述轴承与所述主辊支架之间通过气密封和迷宫密封结构密封连接。
21.可选的，所述切方机还包括：用于支撑线缆的拖链；
22.所述拖链设置于所述基座上，且位于所述夹持组件的上方。
23.第二方面，本技术实施例还提供了一种硅棒切割系统，包括：上述切方机。
24.在本技术实施例中，由于两个夹持件中至少一个夹持件为单筒气缸，夹持件上设有浮动顶头，每个夹持件的浮动顶头对应夹持于硅棒一端的端面上，且靠近硅棒边皮的位置设置，因此，在硅棒切方过程中，通过每组夹持件中设置至少一个单筒气缸，以夹持于硅棒边皮的位置，就可以将硅棒的边皮牢牢的夹持住，从而可以有效提升夹持边皮的稳定性，进而有效提升硅棒开方效率、降低硅棒开方成本，避免由于硅棒边皮夹持不稳导致硅棒切割后弧大、崩边等问题。
附图说明
25.图1是本技术实施例所述切方机的结构示意图；
26.图2是本技术实施例所述夹持件的结构示意图；
27.图3是本技术实施例所述柔性防护罩的结构示意图之一；
28.图4是本技术实施例所述柔性防护罩的结构示意图之二；
29.图5是本技术实施例所述主辊支架的局部结构示意图；
30.图6是图5中a位置的放大图；
31.图7是图5中b位置的放大图。
32.附图标记说明：
33.1：切方机；2：硅棒；10：基座；20：夹持组件；30：柔性防护罩；40：导轨；50：滑块；60：主辊支架；70：拖链；21：夹持件；22：浮动顶头；211：缸筒主体；212：活塞杆；213：浮动支架；214：密封圈；215：防护板；31：容纳槽；61：轴承；62：轴承端盖；63：迷宫密封结构；64：气密封垫；65：隔套。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
35.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
36.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的切方机及硅棒切割系统进行详细地说明。
37.本技术实施例中，切方机包括但不限于卧式切方机。
38.参照图1，示出了本技术实施例所述切方机的结构示意图。参照图2，示出了本技术实施例所述夹持件的结构示意图。本技术实施例中，切方机1具体可以包括：基座10，以及设置于基座10上的主辊支架60和至少一组夹持组件20；主辊支架20上设置有背靠背的两个轴承61，轴承61与主辊支架60之间密封连接；每组夹持组件20包括对称设置的两个夹持件21，至少一个夹持件21为单筒气缸；两个夹持件21中，至少一个夹持件21可活动连接于基座10，夹持件21上设有浮动顶头22，每个夹持件21的浮动顶头22对应夹持于硅棒2一端的端面上，且靠近硅棒2的边皮位置设置。
39.在本技术实施例中，由于每个夹持件21的浮动顶头22对应夹持于硅棒一端的端面上，且靠近硅棒边皮的位置设置，每组夹持组件20中，至少一个夹持件21为单筒气缸，因此，在硅棒切方过程中，通过多组夹持件21分别夹持于硅棒边皮的位置就可以将硅棒的边皮牢牢的夹持住，从而可以有效提升夹持组件夹持边皮的稳定性，进而有效提升硅棒开方效率、降低硅棒开方成本，避免由于硅棒边皮夹持不稳导致硅棒切割后弧大、崩边等问题。
40.在实际应用中，浮动顶头22可以根据硅棒的端面的倾斜角度或弧度等进行微调，从而稳定的抵接于硅棒的端面上，这样，可以有效提升硅棒切割过程中硅棒的稳定性，避免由于硅棒的夹持不稳导致切割线断线、或切割硅棒出现崩边等异常。
41.本技术实施例中，浮动顶头22具体包括：橡胶垫、尼龙垫、海绵垫中的至少一种，本领域技术人员可以根据实际需求选择设定。
42.本技术实施例中，夹持组件20具体可以有一组或多组。本技术实施例中，当夹持组件20为多组时，多组夹持组件20沿硅棒的周向设置，从而能通过多组夹持组件20可以更为稳定的夹持硅棒的边皮，提升边皮夹持的稳定性。在实际应用中，由于通常将近似圆柱形的硅棒切割为方棒(即横截面近似方形的硅棒)，因此，在硅棒切割过程中，可以沿硅棒的周向设置四组夹持组件20，每组夹持组件20用于夹持方棒一侧的边皮，这样就可以将硅棒切割过程中产生的边皮牢牢固定住，即相当于提升了切方机的切割稳定性，避免了在切割过程中由于硅棒边皮的稳定性较差导致崩边、断线等问题。
43.在实际应用中，在夹持组件20为多组时，每组夹持组件20的两个夹持件21可以相同或不同。例如，每组夹持组件20中的一个夹持件21可以为单筒气缸，另一个夹持件21可以包括但不限于单筒气缸、双筒气缸等，或者每组夹持组件20中的两个夹持件均为单筒气缸。本技术实施例中，单筒气缸可以有效避免双筒气缸由于气缸夹持不同步导致硅棒边皮夹持不稳的问题。
44.本技术实施例中，单筒气缸具体可以包括：缸筒主体211，以及设置于缸筒主体211上可伸缩的活塞杆212；浮动顶头22可活动地设置于活塞杆212抵接于硅棒端面的一端。在实际应用中，单筒气缸不但成本低，而且可以避免出现双气缸结构中两个活塞杆212不同步的问题，因此，使用单筒气缸对硅棒的边皮进行夹持可以有效提升夹持稳定性。本技术实施例中，通过单筒气缸对硅棒的边皮进行夹持，由于单筒气缸的结构更加简单、体积更小，因此，还可以有效减少切方机的整体体积，使切方机上其他部件的布局更加简单。同时，由于单筒气缸的更容易操控，因此在有效降低人员劳动强度的基础下，还可以大幅提高生产效率。
45.在本技术实施例中，为了降低切方机的购置成本，可以在现有切方机的基础上进
行改进设置。例如，将现有技术中切方机上的夹持件21(例如，双气缸结构等)修改为本技术实施例中单筒气缸。在实际应用中，由于夹持组件20中的两个夹持件21对称夹持于硅棒的两端，为了降低切方机的改动成本，可以将每组夹持组件20中的其中一个夹持件21修改为本技术实施例所述单筒气缸，即可有效提升硅棒边皮夹持的稳定性。当然，为了进一步提升夹持硅棒的稳定性以及可靠性，也可以将每组夹持组件20中的两个夹持件21均替换为本技术实施例中所述的单筒气缸，本领域技术人员可以根据实际情况选择设置。
46.可选的，单筒气缸还可以包括：浮动支架213；浮动顶头22通过浮动支架213可活动地设置于活塞杆212的端部。
47.在本技术实施例中，浮动支架213上可以通过轴销等紧固件与活塞杆212相连。在实际应用中，浮动顶头22在夹持硅棒时为了与硅棒的端面贴合的更紧密，浮动顶头22可能会随着硅棒的端面进行偏转，为了使浮动顶头22夹持硅棒后，浮动顶头22可以自动恢复到初始状态，单筒气缸还可以包括：弹性件；弹性件的一端与浮动顶头22相连，另一端与缸筒主体211或活塞杆212相连。具体的弹性件可以为弹簧，弹簧套设于活塞杆212上且一端与浮动顶头22相连，另一端与活塞杆212相连，这样，即便是浮动顶头22在夹持于硅棒的端面上发生轻微偏转，在浮动顶头22与硅棒的端面相分离后，在弹簧的弹性恢复力的作用下，浮动顶头22也能回复初始状态。
48.本技术实施例中，为了提升单筒气缸的防尘、防水性能，在活塞杆212靠近浮动顶头22的一侧还可以套设有防尘套，具体的，防尘套可以为橡胶防尘套。
49.在本技术实施例中，单筒气缸还可以包括至少一个密封圈214。在实际应用中，为了进一步提升单筒气缸的轴向密封性能，在活塞杆212与缸筒主体211之间还可以设有密封圈214，以密封活塞杆212与缸筒主体211之间的间隙。具体的，密封圈214可以为o型密封圈214，密封圈214的材质可以为橡胶、硅胶、塑料等。
50.在本技术实施例中，为了进一步提升单筒气缸的防尘、防水等性能，密封圈214的数量可以为多个，多个密封圈214依次套设于活塞杆212上，以密封活塞杆212与缸筒主体211之间的缝隙。
51.在本技术实施例中，缸筒主体211上设有可拆卸的防护板215，防护板215用于将缸筒主体211内的部分器件外露，以便于降低单筒气缸的维修难度。在实际应用中，为了避免灰尘、水汽等由防护板215进入缸筒主体211内，在缸筒主体211与防护板215之间还可以设置有密封垫。
52.在实际应用中，切方机的基座10上还可以设置有导轨40和滑块50，夹持件21通过滑块50可滑动地设置于导轨40上，结构简单、可靠性高。
53.本技术实施例中，切方机还可以包括柔性防护罩30，柔性防护罩30覆盖于导轨40上，且柔性防护罩30的一端与基座10固定，另一端与滑块50或夹持件21相连，柔性防护罩30可随滑块50或夹持件21伸缩。
54.参照图3和图4，示出了本技术实施例所述柔性防护罩的结构示意图。
55.本技术实施例中，通过在导轨40上设置柔性防护罩30的方式，以提升对导轨40的防护。在实际应用中，通过将柔性防护罩30的一端固定于基座10上，另一端与滑块50或夹持件21相连，从而通过滑块50或夹持件21带动柔性防护罩30伸缩，这样就可以通过柔性防护罩30对导轨40进行更为全面的保护，避免由于切割硅棒的过程中，产生的大量硅粉、水汽等
落在导轨40和滑块50上，对导轨40、滑块50产生腐蚀，以及影响夹持件21的活动灵活性。
56.本技术实施例中，柔性防护罩30可以具有沿其长度方向的容纳槽31，容纳槽31具体可以为u型槽，通过将导轨40设置于容纳槽31内，以对导轨40进行全方位防护。具体的，柔性防护罩30可以采用塑料、橡胶、篷布等材质制作而成。
57.在实际应用中，切方机还包括：用于支撑线缆的拖链70；拖链70设置于基座10上，且位于夹持组件20的上方。本技术实施例中，为了避免拖链70频繁损坏以及线缆容易浸泡在切割液中的异常情况，重新设计拖链70在基座10上的位置，通过将拖链70设置于夹持组件20上方，从而可以有效减少拖链70以及线缆上硅粉等异物的沉积，降低拖链70故障率、延长拖链70的使用寿命、提升线缆的安全性。
58.在本技术实施例中，切方机还包括：主辊支架60，以及背靠背设置于主辊支架60上的两个轴承61；主辊支架60设置于基座10上，且主辊支架60与轴承61之间密封连接。
59.参照图5，示出了本技术实施例所述主辊支架的局部结构示意图。参照图6，示出了图5中a位置的放大图。参照图7，示出了图5中b位置的放大图。在本技术实施例中，通过将主辊支架60上的轴承61设置为背靠背安装，如图5所示，两个轴承61的轴承端盖62相背，从而可以增大轴承61轴向安装距离，提升轴承61的使用寿命。
60.本技术实施例中，为了进一步提升轴承61与主辊支架60之间的气密性，主辊支架60与轴承61之间可以采用气密封和迷宫密封结构相结合的双重密封结构进行密封连接，如图6所示，气密封即使用气密封垫64，以及在主辊支架60和轴承61之间设置迷宫密封结构63。如图6所示，迷宫密封结构63具体可以为类似弓字型结构。
61.如图7所示，本技术实施例中，还可以通过增加隔套65的方式增大轴承61的轴向安装支撑距离，从而提升轴承61的使用寿命。
62.在实际应用中，设置于主辊支架60上的轴承61可以为7系轴承61等。当然，本领域技术人员可以根据实际情况选择轴承61的型号，本技术实施例对此不作具体限定。
63.在实际应用中，通过对切方机上夹持件21、主辊支架60、导轨40、以及拖链70位置等的重新设计和改造，不但可以大幅提升切方机运行的稳定性、提升生产效率以及硅棒的切割品质，还可以使切方机的整体故障率由6.5％降低至3.2％，从而有效降低了切方机的维修频次以及维修成本。
64.综上，本技术实施例所述的切方机至少包括以下优点：
65.在本技术实施例中，由于两个夹持件中至少一个夹持件为单筒气缸，夹持件上设有浮动顶头，每个夹持件的浮动顶头对应夹持于硅棒一端的端面上，且靠近硅棒边皮的位置设置，因此，在硅棒切方过程中，通过每组夹持件中设置至少一个单筒气缸，以夹持于硅棒边皮的位置，就可以将硅棒的边皮牢牢的夹持住，从而可以有效提升夹持边皮的稳定性，进而有效提升硅棒开方效率、降低硅棒开方成本，避免由于硅棒边皮夹持不稳导致硅棒切割后弧大、崩边等问题。
66.本技术实施例还提供了一种硅棒切割系统，具体包括：上述切方机。
67.需要说明的是，本技术实施例中，切方机与前述各实施例中的切方机的结构和工作原理都相同，在此不再赘述。
68.在本技术实施例中，由于两个夹持件中至少一个夹持件为单筒气缸，夹持件上设有浮动顶头，每个夹持件的浮动顶头对应夹持于硅棒一端的端面上，且靠近硅棒边皮的位
置设置，因此，在硅棒切方过程中，通过每组夹持件中设置至少一个单筒气缸，以夹持于硅棒边皮的位置，就可以将硅棒的边皮牢牢的夹持住，从而可以有效提升夹持边皮的稳定性，进而有效提升硅棒开方效率、降低硅棒开方成本，避免由于硅棒边皮夹持不稳导致硅棒切割后弧大、崩边等问题，进而有效提升硅棒开方效率、降低硅棒开方成本。
69.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。