工件切割结构及工件切割设备的制造方法
专利名称:工件切割结构及工件切割设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种工件切割结构及工件切割设备，该工件切割结构包括：相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮；顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网；其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。相较于现有技术，本实用新型在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置，从而能满足不同的工件切割要求，可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。
【专利说明】
工件切割结构及工件切割设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及工件加工技术领域，特别是涉及工件切割结构及工件切割设备。
【背景技术】
[0002]线切割技术是目前较先进的加工技术，原理是通过高速运动的切割线对待加工的工件进行摩擦，从而达到切割的目的。在对工件的切割过程中，切割线通过切割轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工的工件通过工作台的移动实现工件的进给，在压力栗的作用下，装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至切割线和待切割工件的切切割部位，由切割线的往复运动以对待切割工件进行切割，线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片以及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。
[0003]—般，在现有技术中，线切割设备中用于供切割线缠绕以形成切割网的切割轮组为固定设置的，以对待切割工件进行横向切割的线切割设备为例，上下设置的两个切割轮组固定设置，两个切割轮组的连线及缠绕于上下两个切割轮组上的切割线为竖直设置，切割线与水平置放的待切割工件相垂直，即，切割角度为90°。由于切割角度为90°，在切割过程中，切割线会一直受到待切割工件的正面压迫，会损伤切割线。另外，由于切割线最后出线的地方最容易使工件产生崩边，损及工件的表面，导致工件的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供工件切割结构及工件切割设备，用于解决现有技术中工件切割结构中的两个切割轮组前后位置不可调而两个切割轮组中的切割线垂直进入待切割工件所造成的切割线损伤及工件切割面存在瑕疵等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种工件切割结构，包括:相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮;顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网；其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。
[0006]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:两个所述切割轮组中的至少一者是通过偏移驱动机构实现偏向移动的；所述偏移驱动机构包括:切割轮架，用于设置所述切割轮组中的各个所述切割轮;相对于所述切割轮架的两端而分别固定设置的两个承托座；设于所述切割轮架相对两端的两个滑动承托肩，两个所述滑动承托肩分别枕于对应的两个所述承托座上；以及传动装置，用于驱动两个所述滑动承托肩分别沿着各自对应的两个所述承托座上相对滑动以带动所述切割轮架及所述切割轮架上的所述切割轮组偏向移动。
[0007]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述传动装置包括驱动器和与所述驱动器连接的轴承结构，该轴承机构包括:带有轴承的两个轴承座，分别固设于两个所述承托座处;传动轴，两端分别配置于两个所述轴承座中各自的所述轴承上；以及传动齿结构，包括:设于两个所述滑动承托肩上的齿条;设于所述传动轴相对两端且用于与所述齿条配合的齿轮。
[0008]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述驱动器包括:伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速箱。
[0009]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述承托座上开设有滑槽，所述滑动承托肩的底部设有对应所述滑槽的滑移条。
[0010]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:两个所述切割轮组沿竖直方向设置，两个所述承托座沿水平方向设置。
[0011 ]本实用新型另提供一种工件切割设备，包括:机座;设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台；设于所述机座上且相对所述工件承载台滑移的工件切割结构，所述工件切割结构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。
[0012]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述工件承载台上开设有与所述切割网中的所述切割线对应以容纳所述切割线的切割缝。
[0013]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述机座上相对设置有一对滑道，在所述滑道上滑设有所述工件承载台和/或所述工件切割结构。
[0014]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述工件切割设备还包括装配在所述机座上的切割液自动喷洒装置。
[0015]如上所述，本实用新型提供的工件切割结构及其应用的工件切割设备，主要在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角)，从而在切割作业时，切割线中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件，那么在后续切割线从待切割工件出线时，则是切割线中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线，如此，在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。进一步地，在实际应用中，可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置，例如，切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高，则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有，由于切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角，切割线不会受到待切割工件的正面压迫，减缓了切割线的损伤，延长了切割线的使用寿命。
【附图说明】
[0016]图1显示为本实用新型工件切割结构在一实施例中的结构示意图。
[0017]图2显示为本实用新型工件切割设备在一实施例中的结构示意图。
[0018]图3为本实用新型工件切割设备在初始状态的切割线与待切割工件的状态示意图。
[0019]图4至图6为本实用新型工件切割设备在第一种情形下进行工件切割过程中切割线与待切割工件的状态示意图。
[0020]图7至图9为本实用新型工件切割设备在第二种情形下进行工件切割过程中切割线与待切割工件的状态示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。
[0022]请参阅图1至图2。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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0023]如图1所示，本实用新型提供了一种工件切割结构I，包括:第一切割轮组11、第二切割轮组13及切割线12。
[0024]第一切割轮组11及第二切割轮组13相对设置。在本实施例中，第一切割轮组11及第二切割轮组13为沿竖直方向的上下相对设置。第一切割轮组11及第二切割轮组13均包括并排的多个切割轮100，属于同一切割轮组中的多个切割轮100为横向水平排列，且，较佳地，第一切割轮组11中的切割轮100的数量与第二切割轮组13中的切割轮数量相同，且第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置。
[0025]切割线12，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间，形成切割网。在本实施例中，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间主要是指切割线12是以交叉顺序的方式进行缠绕的。具体地，假设:第一切割轮组11包括7个切割轮祖、]?2、]/0、]/14、]/15、]/16、]/17，第二切割轮组13也包括7个切割轮附、吧、吣、财、肥、啪、阶，切割线可按照机、附、]?2川2、]/0、似、]/14、财、]/15、阳、]/16、呢、]/17、町的缠绕顺序或者按照附、M1、N2、M2、N3、M3、N4、M4、N5、M5、N6、M6、N7、M7的缠绕顺序顺次缠绕。另外，由上可知，第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置的，因此，缠绕的切割线就被沿数值方向上下相对设置多对切割轮形成多个切割线段(若第一切割轮组11中的切割轮与第二轮组中的切割轮一一对应的有η对，则就形成η个切割线段)，且每一个切割线段均是沿竖直方向上下相对设置。优选地，切割线例如为金刚线。
[0026]—般而言，在工件切割作业中，由于切割线最后出线的地方最容易使工件产生崩边，损及工件的表面，导致工件的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。有鉴于此，特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线与待切割工件的切割角度。如此，当工件切割结构I与正对的待切割工件相对位移时，第一切割轮组11与第二切割轮组13由于为偏移的前后设置而使得切割线12与该前后设置的偏移量所决定的切割角度(该切割角度为锐角或钝角，而非常规的90°)而迫近待切割工件进行切割，切割线相对待切割工件而言会存在前后出线的情形，满足不同的切割工艺要求。
[0027]特别地，第一切割轮组11与第二切割轮组13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的。在以下实施例中，是以位于下方的第二切割轮组13相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明，因此，偏移驱动机构是配置于第二切割轮组13处。在其他实施例中，也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组13作偏向移动，甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组13均设计为可执行偏向移动。
[0028]请继续参阅图1，所述偏移驱动机构包括:切割轮架141、承托座142、滑动承托肩143、以及传动装置。
[0029]切割轮架141，用于设置切割轮组13中的各个切割轮100。在本实施例中，切割轮架141为一直杆架体，使得设置的各个切割轮100呈一直线排列。
[0030]两个承托座142，相对于切割轮架141的两端而分别固定设置。如前所述，两个切割轮组11、13沿竖直方向设置，则，两个承托座142沿水平方向设置，进一步地，每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。在本实施例中，两个承托座142可通过例如螺丝锁附而实现固定。
[0031]两个滑动承托肩143，固设于切割轮架141的相对两端。如此，切割轮架141即可借助两端的两个滑动承托肩143而滑动枕于各自的承托座142上。在本实施例中，滑动承托肩143优选为与切割轮架141为一体成型，但并不以此为限，在其他实施例中，滑动承托肩143可为独立于切割轮架141的部件，通过焊接或螺丝锁附等方式连接于切割轮架141。
[0032]传动装置，用于驱动两个滑动承托肩143分别沿着各自对应的两个承托座142上相对滑动以带动切割轮架141及切割轮架141上的切割轮组13偏向移动。进一步地，传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力，在本实施例中，所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架141的其中一端。优选地，所述驱动器主要包括伺服电机151以及与伺服电机151连接的减速箱153，伺服电机151可通过程序控制来进行驱动，减速箱153主要在于在伺服电机151和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱153相关联，包括:带有轴承的两个轴承座161，分别固设于两个承托座142处;传动轴163，两端分别配置于两个轴承座161中各自的轴承上；以及，传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩143上的齿条171，齿条171沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度；用于与齿条171配合的齿轮173，设于传动轴163的相对两端。
[0033]另外，在本实施例中，承托座142上还开设有滑槽，滑动承托肩143的底部设有对应所述滑槽的滑移条，这样，可防止滑动承托肩143在承托座142上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩143能顺畅地滑动于承托座142。
[0034]请参阅图2，显示了本实用新型所提供的配置有如图1所述的工件切割机构的工件切割设备的结构示意图。
[0035]结合图1和图2，本实用新型工件切割设备包括:机座21、工件承载台23、以及工件切割结构I。在以下描述中，本实用新型工件切割设备是以应用于对硅锭进行开方切割的硅锭开方机为例进行说明。
[0036]机座21，作为本实用新型工件切割设备的主体框架。
[0037]工件切割结构I，包括:第一切割轮组11、第二切割轮组13及切割线12。
[0038]第一切割轮组11及第二切割轮组13相对设置。在本实施例中，第一切割轮组11及第二切割轮组13为沿竖直方向的上下相对设置。第一切割轮组11及第二切割轮组13均包括并排的多个切割轮100，属于同一切割轮组中的多个切割轮100为横向水平排列，且，较佳地，第一切割轮组11中的切割轮100的数量与第二切割轮组13中的切割轮数量相同，且第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置。
[0039]切割线12，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间，形成切割网。切割线的顺次缠绕方式则在前文中有描述，在此不再赘述。在本实施例汇总，切割线12例如为金刚线。
[0040]特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线与待切割工件的切割角度。
[0041]具体地，第一切割轮组11与第二切割轮组13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的。在以下实施例中，是以位于下方的第二切割轮组13相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明，因此，偏移驱动机构是配置于第二切割轮组13处。在其他实施例中，也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组13作偏向移动，甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组13均设计为可执行偏向移动。
[0042]所述偏移驱动机构包括:切割轮架141、承托座142、滑动承托肩143、以及传动装置。
[0043]切割轮架141，用于设置切割轮组13中的各个切割轮100。在本实施例中，切割轮架141为一直杆架体，使得设置的各个切割轮100呈一直线排列。
[0044]两个承托座142，相对于切割轮架141的两端而分别固定设置。如前所述，两个切割轮组11、13沿竖直方向设置，则，两个承托座142沿水平方向设置，进一步地，每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。
[0045]两个滑动承托肩143，固设于切割轮架141的相对两端。如此，切割轮架141即可借助两端的两个滑动承托肩143而滑动枕于各自的承托座142上。
[0046]传动装置，用于驱动两个滑动承托肩143分别沿着各自对应的两个承托座142上相对滑动以带动切割轮架141及切割轮架141上的切割轮组13偏向移动。进一步地，传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力，在本实施例中，所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架141的其中一端。优选地，所述驱动器主要包括伺服电机151以及与伺服电机151连接的减速箱153，减速箱主要在于在伺服电机151和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱153相关联，包括:带有轴承的两个轴承座161，分别固设于两个承托座142处;传动轴163，两端分别配置于两个轴承座161中各自的轴承上；以及，传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩143上的齿条171，齿条171沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度;用于与齿条171配合的齿轮173，设于传动轴163的相对两端。
[0047]另外，在本实施例中，承托座142上还开设有滑槽，滑动承托肩143的底部设有对应所述滑槽的滑移条，这样，可防止滑动承托肩143在承托座142上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩143能顺畅地滑动于承托座142。
[0048]工件承载台23设于机座21上，用于承载待切割工件(例如:硅锭)。在本实施例中，工件承载台23为水平设置的矩形结构，具有呈水平设置的承载面，待切割工件(例如:呈矩形体结构的硅锭)平稳地置放于工件承载台23的承载面上。另外，为使得作为待切割工件20的硅锭(以下描述中，均以硅锭为例来说明待切割工件)能稳固地置放于工件承载台23，可在待切割硅锭20的四周设置限位挡件(例如:限位挡块或限位挡条)或提供用于压制待切割硅锭20的压制块或在待切割硅锭20和工件承载台23之间涂抹粘接剂等。再有，工件承载台23上还开设有与工件切割结构I中的切割线12对应以容纳切割线12的切割缝230，切割缝230的数量是与工件切割结构I中的切割线12的数量相一致，切割缝230的宽度要略大于工件切割结构I中的切割线12的线径，使得，切割线12在切割待切割硅锭20时落入切割缝230内。
[0049]再有，工件承载台23还设有用于旋转待切割硅锭20以调整待切割面的位置调整机构(未在图式中显示)。在一实例中，所述位置调整机构可以是位于工件承载台23下方且支撑工件承载台23的旋转轴以及驱动所述旋转轴承以带动工件承载台23旋转的旋转电机，这样，利用所述旋转电机和所述旋转轴可旋转工件承载台23，从而实现工件承载台23上所承载的待切割硅锭20的旋转以调整待切割面。或者，在另一实例中，所述位置调整机构也可以是能实现上下伸缩的可伸缩旋转台以及用于控制所述可伸缩旋转台的伸缩旋转电机，在需要旋转待切割硅锭20时，由所述伸缩旋转电机控制所述可伸缩旋转台向上伸出并推顶待切割硅锭20使其脱离工件承载台23之后再进行旋转以带动待切割硅锭20旋转，在调整好待切割硅锭20的待切割面之后，再控制所述可伸缩旋转台向下收缩并将待切割硅锭20重新置放于工件承载台23上。或者，在再一实例中，所述位置调整机构为位于工件承载台23下方的旋转台，而工件承载台23具有升降功能，在需要旋转待切割硅锭20时，工件承载台23下降并低于所述旋转台，使得原先置放于工件承载台23上的待切割硅锭20落到所述旋转台上，由所述旋转台实施旋转带动待切割硅锭20旋转以调整待切割面，在调整好待切割硅锭20的待切割面之后，所述旋转台停止旋转，工件承载台23上升回到原位，待切割硅锭20重新置放于工件承载台23上。在一般情况下，针对待切割硅锭20，待切割面所作旋转的角度为90°或者270°，8卩，前后两次切割的待切割面是作为待切割硅锭20的长方体硅锭的相邻两个硅锭面。
[0050]还有，所述工件切割设备还配置有切割液自动喷洒装置(未在图式中显示)，所述切割液自动喷洒装置装配在机座21，用于在待切割硅锭20进行切割时喷洒切割液至切割线和待切割硅锭20的切削部位。在实际应用中，所述切割液自动喷洒装置可以包括多个切割液自动喷头。
[0051]需说明的是，在实际应用中，可利用工件切割结构I对工件承载台23上所承载的待切割硅锭20进行切割。因此，在切割作业中，需要工件切割结构I与工件承载台23发生相对运动，以使得工件切割结构I中的切割线12能对工件承载台23上承载的待切割硅锭20进行切割。为此，在本实施例中，在机座21的相对设置有一对滑道，该滑道是沿预设水平方向设置的。利用这一对滑道，可工件承载台23和工件切割结构I中的至少一者(单独的工件承载台23、单独的工件切割结构1、或者工件承载台23与工件切割结构I 一起)沿着滑道滑移。为描述便利，我们在本实施例中，假设是将工件切割结构I设计为可沿着滑道滑移。在这里，工件切割结构I是架设于一工件切割支架25上(工件切割结构I中的承托座142是固定于工件切割支架)，该工件切割支架25可在驱动电机的控制下而沿着滑道滑移。在实际应用中，工件切割支架25为门型框架结构。
[0052]以下针对应用于图2所示的工件切割设备在一较佳实施例中进行工件切割作业过程进行详细说明。如前所述，这里的待切割工件为待切割硅锭，该待切割硅锭要进行的切割作业即为硅锭开方作业。在该实例中，待切割硅锭20为块状结构，例如待切割硅锭20为长方体结构。
[0053]首先，将待切割硅锭20以平铺的方式置放于工件承载台23上，使得待切割硅锭20对应于工件切割结构I中的切割线12。此时，如图3所示，工件切割机构I中的第一切割轮组11及第二切割轮组13沿竖直方向的上下相对设置，缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间的切割线12为竖直方式设置。
[0054]然后，根据切割工艺要求，调整两个切割轮组11、13中的至少一者相对另一者作偏向移动，使得两个切割轮组11、13相对于待切割硅锭20为前后设置。一般而言，在硅锭切割作业中，由于切割线最后出线的地方最容易使硅锭产生崩边，损及硅锭的表面，导致硅锭的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。有鉴于此，特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于待切割硅锭为前后设置并调整切割线与待切割硅锭的切割角度。例如:在第一种情形下，在切割工艺要求中若需要硅锭的顶部表面的切割质量较好，那么与硅锭的顶部对应的切割线的上段则须尽早出线，在这种情形下，与切割线的上段对应的第一切割轮组11就须前置于与切割线的下段对应的第二切割轮组13(8卩，第一切割轮组11在前，第二切割轮组13在后)。而在第二种情形下，在切割工艺要求中若需要硅锭的底部表面的切割质量较好，那么与硅锭的底部对应的切割线的下段则须尽早出线，在这种情形下，与切割线的下段对应的第二切割轮组13就须前置于与切割线的上段对应的第一切割轮组11(即，第二切割轮组13在前，第一切割轮组11在后)。
[0055]在本实施例中，调整两个切割轮组11、13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过偏移驱动机构实现的，而所述偏移驱动机构则是配置于第二切割轮组13处。具体地:在第一种情形下(如图4所示)，根据切割工艺要求(要求硅锭的顶部表面的切割质量较好)，得满足与切割线的上段对应的第一切割轮组11须前置于与切割线的下段对应的第二切割轮组13(8卩，第一切割轮组11在前，第二切割轮组13在后)，如此，伺服电机151工作，联动于减速箱153并带动传动轴163转动(例如为正向转动)，利用传动轴163上的齿轮与滑动承托肩143上的齿条171的啮合配合，带动滑动承托肩143及相连的切割轮架141和切割轮架141上的第二切割轮组13相对承托座142沿背向工件承载台23的方向偏移，从而使得第二切割轮组13相对后置于第一切割轮组11(即通过将第二切割轮组13朝后偏移以使得第二切割轮组13设置在后而第一切割轮组11设置在前)，此时，切割线12与待切割工件20的切割角度呈前倾的锐角。在第二种情形下(如图7所示)，根据切割工艺要求(要求硅锭的底部表面的切割质量较好)，得满足与切割线的下段对应的第二切割轮组13须前置于与切割线的上段对应的第一切割轮组11(即，第一切割轮组11在后，第二切割轮组13在前)，如此，伺服电机151工作，联动于减速箱153并带动传动轴163转动(例如为反向转动)，利用传动轴163上的齿轮与滑动承托肩143上的齿条171的啮合配合，带动滑动承托肩143及相连的切割轮架141和切割轮架141上的第二切割轮组13相对承托座142沿面向工件承载台23的方向偏移，从而使得第二切割轮组13相对前置于第一切割轮组11 (即通过将第二切割轮组13朝前偏移以使得第二切割轮组13设置在前而第一切割轮组11设置在后)，此时，切割线12与待切割工件20的切割角度呈后仰的钝角。
[0056]接着，驱动切割线12走动且控制工件切割结构I与工件承载台23产生相对滑移，由工件切割结构I中的切割线12以两个切割轮组11、13的前后设置所确定的切割角度而迫近待切割工件20进行切割。
[0057]在本实施例中，驱动工件切割结构I沿着一对滑道朝向工件承载台23移动且同时驱动第一切割轮组11和第二切割轮组13中的各个切割轮100旋转来带动缠绕着的切割线12走动，由切割线12对准切割缝230从待切割硅锭20的待切割面进入并进行，在切割过程中向切割线12和待切割硅锭20的切削部位喷洒切割液，直至完全切割。特别地，在进线和出线时，根据之前两个切割轮组11、13的位置调整，会出现不同的情形。在第一种情形下(第二切割轮组13设置在后而第一切割轮组11设置在前):进线时，第一切割轮组11对应的切割线12的上段先接触待切割硅锭20并进入切割(如图5所示)；出线时，第二切割轮组13对应的切割线12的下段从待切割硅锭20的底部最后出线(如图6所示)，从而使得待切割硅锭20的顶部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护了待切割硅锭20的顶部表面，提高了待切割硅锭20的切割质量。在第二种情形下(第二切割轮组13设置在前而第一切割轮组11设置在后):进线时，第二切割轮组13对应的切割线12的下段先接触待切割硅锭20并进入切割(如图8所示)；出线时，第一切割轮组11对应的切割线12的上段从待切割硅锭20的顶部最后出线(如图9所示)，从而使得待切割硅锭20的底部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护了待切割硅锭20的底部表面，提高了待切割硅锭20的切割质量。
[0058]最后，完成待切割硅锭20的开方作业，使得待切割硅锭400的切割成品呈块状。
[0059]综上所述，本实用新型提供的工件切割结构及其应用的工件切割设备，主要在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角)，从而在切割作业时，切割线中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件，那么在后续切割线从待切割工件出线时，则是切割线中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线，如此，在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。进一步地，在实际应用中，可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置，例如，切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高，则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有，由于切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角，切割线不会受到待切割工件的正面压迫，减缓了切割线的损伤，延长了切割线的使用寿命。
[0060]本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0061]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种工件切割结构，其特征在于，包括: 相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮； 顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网； 其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。2.根据权利要求1所述的工件切割结构，其特征在于， 两个所述切割轮组中的至少一者是通过偏移驱动机构实现偏向移动的； 所述偏移驱动机构包括: 切割轮架，用于设置所述切割轮组中的各个所述切割轮； 相对于所述切割轮架的两端而分别固定设置的两个承托座； 设于所述切割轮架相对两端的两个滑动承托肩，两个所述滑动承托肩分别枕于对应的两个所述承托座上；以及 传动装置，用于驱动两个所述滑动承托肩分别沿着各自对应的两个所述承托座上相对滑动以带动所述切割轮架及所述切割轮架上的所述切割轮组偏向移动。3.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，所述传动装置包括: 驱动器； 与所述驱动器连接的轴承结构，包括:带有轴承的两个轴承座，分别固设于两个所述承托座处;传动轴，两端分别配置于两个所述轴承座中各自的所述轴承上；以及 传动齿结构，包括:设于两个所述滑动承托肩上的齿条;设于所述传动轴相对两端且用于与所述齿条配合的齿轮。4.根据权利要求3所述的工件切割结构，其特征在于，所述驱动器包括:伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速箱。5.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，所述承托座上开设有滑槽，所述滑动承托肩的底部设有对应所述滑槽的滑移条。6.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，两个所述切割轮组沿竖直方向设置，两个所述承托座沿水平方向设置。7.一种工件切割设备，其特征在于，包括: 机座； 设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台； 设于所述机座上且相对所述工件承载台滑移的如权利要求1至6中任一项所述的工件切割结构，所述工件切割结构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。8.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，所述工件承载台上开设有与所述切割网中的所述切割线对应以容纳所述切割线的切割缝。9.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，所述机座上相对设置有一对滑道，在所述滑道上滑设有所述工件承载台和/或所述工件切割结构。10.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，还包括装配在所述机座上的切割液自动喷洒装置。
【文档编号】B28D7/00GK205704778SQ201620281288
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】卢建伟
【申请人】上海日进机床有限公司
【专利摘要】本实用新型提供一种工件切割结构及工件切割设备，该工件切割结构包括：相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮；顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网；其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。相较于现有技术，本实用新型在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置，从而能满足不同的工件切割要求，可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。
【专利说明】
工件切割结构及工件切割设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及工件加工技术领域，特别是涉及工件切割结构及工件切割设备。
【背景技术】
[0002]线切割技术是目前较先进的加工技术，原理是通过高速运动的切割线对待加工的工件进行摩擦，从而达到切割的目的。在对工件的切割过程中，切割线通过切割轮的引导，在主线辊上形成一张线网，而待加工的工件通过工作台的移动实现工件的进给，在压力栗的作用下，装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至切割线和待切割工件的切切割部位，由切割线的往复运动以对待切割工件进行切割，线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片以及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。
[0003]—般，在现有技术中，线切割设备中用于供切割线缠绕以形成切割网的切割轮组为固定设置的，以对待切割工件进行横向切割的线切割设备为例，上下设置的两个切割轮组固定设置，两个切割轮组的连线及缠绕于上下两个切割轮组上的切割线为竖直设置，切割线与水平置放的待切割工件相垂直，即，切割角度为90°。由于切割角度为90°，在切割过程中，切割线会一直受到待切割工件的正面压迫，会损伤切割线。另外，由于切割线最后出线的地方最容易使工件产生崩边，损及工件的表面，导致工件的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。
【实用新型内容】
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供工件切割结构及工件切割设备，用于解决现有技术中工件切割结构中的两个切割轮组前后位置不可调而两个切割轮组中的切割线垂直进入待切割工件所造成的切割线损伤及工件切割面存在瑕疵等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种工件切割结构，包括:相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮;顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网；其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。
[0006]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:两个所述切割轮组中的至少一者是通过偏移驱动机构实现偏向移动的；所述偏移驱动机构包括:切割轮架，用于设置所述切割轮组中的各个所述切割轮;相对于所述切割轮架的两端而分别固定设置的两个承托座；设于所述切割轮架相对两端的两个滑动承托肩，两个所述滑动承托肩分别枕于对应的两个所述承托座上；以及传动装置，用于驱动两个所述滑动承托肩分别沿着各自对应的两个所述承托座上相对滑动以带动所述切割轮架及所述切割轮架上的所述切割轮组偏向移动。
[0007]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述传动装置包括驱动器和与所述驱动器连接的轴承结构，该轴承机构包括:带有轴承的两个轴承座，分别固设于两个所述承托座处;传动轴，两端分别配置于两个所述轴承座中各自的所述轴承上；以及传动齿结构，包括:设于两个所述滑动承托肩上的齿条;设于所述传动轴相对两端且用于与所述齿条配合的齿轮。
[0008]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述驱动器包括:伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速箱。
[0009]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:所述承托座上开设有滑槽，所述滑动承托肩的底部设有对应所述滑槽的滑移条。
[0010]本实用新型工件切割结构的进一步改进在于:两个所述切割轮组沿竖直方向设置，两个所述承托座沿水平方向设置。
[0011 ]本实用新型另提供一种工件切割设备，包括:机座;设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台；设于所述机座上且相对所述工件承载台滑移的工件切割结构，所述工件切割结构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。
[0012]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述工件承载台上开设有与所述切割网中的所述切割线对应以容纳所述切割线的切割缝。
[0013]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述机座上相对设置有一对滑道，在所述滑道上滑设有所述工件承载台和/或所述工件切割结构。
[0014]本实用新型工件切割设备的进一步改进在于:所述工件切割设备还包括装配在所述机座上的切割液自动喷洒装置。
[0015]如上所述，本实用新型提供的工件切割结构及其应用的工件切割设备，主要在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角)，从而在切割作业时，切割线中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件，那么在后续切割线从待切割工件出线时，则是切割线中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线，如此，在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。进一步地，在实际应用中，可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置，例如，切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高，则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有，由于切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角，切割线不会受到待切割工件的正面压迫，减缓了切割线的损伤，延长了切割线的使用寿命。
【附图说明】
[0016]图1显示为本实用新型工件切割结构在一实施例中的结构示意图。
[0017]图2显示为本实用新型工件切割设备在一实施例中的结构示意图。
[0018]图3为本实用新型工件切割设备在初始状态的切割线与待切割工件的状态示意图。
[0019]图4至图6为本实用新型工件切割设备在第一种情形下进行工件切割过程中切割线与待切割工件的状态示意图。
[0020]图7至图9为本实用新型工件切割设备在第二种情形下进行工件切割过程中切割线与待切割工件的状态示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，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实用新型的其他优点及功效。
[0022]请参阅图1至图2。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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，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，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型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，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0023]如图1所示，本实用新型提供了一种工件切割结构I，包括:第一切割轮组11、第二切割轮组13及切割线12。
[0024]第一切割轮组11及第二切割轮组13相对设置。在本实施例中，第一切割轮组11及第二切割轮组13为沿竖直方向的上下相对设置。第一切割轮组11及第二切割轮组13均包括并排的多个切割轮100，属于同一切割轮组中的多个切割轮100为横向水平排列，且，较佳地，第一切割轮组11中的切割轮100的数量与第二切割轮组13中的切割轮数量相同，且第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置。
[0025]切割线12，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间，形成切割网。在本实施例中，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间主要是指切割线12是以交叉顺序的方式进行缠绕的。具体地，假设:第一切割轮组11包括7个切割轮祖、]?2、]/0、]/14、]/15、]/16、]/17，第二切割轮组13也包括7个切割轮附、吧、吣、财、肥、啪、阶，切割线可按照机、附、]?2川2、]/0、似、]/14、财、]/15、阳、]/16、呢、]/17、町的缠绕顺序或者按照附、M1、N2、M2、N3、M3、N4、M4、N5、M5、N6、M6、N7、M7的缠绕顺序顺次缠绕。另外，由上可知，第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置的，因此，缠绕的切割线就被沿数值方向上下相对设置多对切割轮形成多个切割线段(若第一切割轮组11中的切割轮与第二轮组中的切割轮一一对应的有η对，则就形成η个切割线段)，且每一个切割线段均是沿竖直方向上下相对设置。优选地，切割线例如为金刚线。
[0026]—般而言，在工件切割作业中，由于切割线最后出线的地方最容易使工件产生崩边，损及工件的表面，导致工件的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。有鉴于此，特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线与待切割工件的切割角度。如此，当工件切割结构I与正对的待切割工件相对位移时，第一切割轮组11与第二切割轮组13由于为偏移的前后设置而使得切割线12与该前后设置的偏移量所决定的切割角度(该切割角度为锐角或钝角，而非常规的90°)而迫近待切割工件进行切割，切割线相对待切割工件而言会存在前后出线的情形，满足不同的切割工艺要求。
[0027]特别地，第一切割轮组11与第二切割轮组13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的。在以下实施例中，是以位于下方的第二切割轮组13相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明，因此，偏移驱动机构是配置于第二切割轮组13处。在其他实施例中，也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组13作偏向移动，甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组13均设计为可执行偏向移动。
[0028]请继续参阅图1，所述偏移驱动机构包括:切割轮架141、承托座142、滑动承托肩143、以及传动装置。
[0029]切割轮架141，用于设置切割轮组13中的各个切割轮100。在本实施例中，切割轮架141为一直杆架体，使得设置的各个切割轮100呈一直线排列。
[0030]两个承托座142，相对于切割轮架141的两端而分别固定设置。如前所述，两个切割轮组11、13沿竖直方向设置，则，两个承托座142沿水平方向设置，进一步地，每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。在本实施例中，两个承托座142可通过例如螺丝锁附而实现固定。
[0031]两个滑动承托肩143，固设于切割轮架141的相对两端。如此，切割轮架141即可借助两端的两个滑动承托肩143而滑动枕于各自的承托座142上。在本实施例中，滑动承托肩143优选为与切割轮架141为一体成型，但并不以此为限，在其他实施例中，滑动承托肩143可为独立于切割轮架141的部件，通过焊接或螺丝锁附等方式连接于切割轮架141。
[0032]传动装置，用于驱动两个滑动承托肩143分别沿着各自对应的两个承托座142上相对滑动以带动切割轮架141及切割轮架141上的切割轮组13偏向移动。进一步地，传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力，在本实施例中，所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架141的其中一端。优选地，所述驱动器主要包括伺服电机151以及与伺服电机151连接的减速箱153，伺服电机151可通过程序控制来进行驱动，减速箱153主要在于在伺服电机151和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱153相关联，包括:带有轴承的两个轴承座161，分别固设于两个承托座142处;传动轴163，两端分别配置于两个轴承座161中各自的轴承上；以及，传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩143上的齿条171，齿条171沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度；用于与齿条171配合的齿轮173，设于传动轴163的相对两端。
[0033]另外，在本实施例中，承托座142上还开设有滑槽，滑动承托肩143的底部设有对应所述滑槽的滑移条，这样，可防止滑动承托肩143在承托座142上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩143能顺畅地滑动于承托座142。
[0034]请参阅图2，显示了本实用新型所提供的配置有如图1所述的工件切割机构的工件切割设备的结构示意图。
[0035]结合图1和图2，本实用新型工件切割设备包括:机座21、工件承载台23、以及工件切割结构I。在以下描述中，本实用新型工件切割设备是以应用于对硅锭进行开方切割的硅锭开方机为例进行说明。
[0036]机座21，作为本实用新型工件切割设备的主体框架。
[0037]工件切割结构I，包括:第一切割轮组11、第二切割轮组13及切割线12。
[0038]第一切割轮组11及第二切割轮组13相对设置。在本实施例中，第一切割轮组11及第二切割轮组13为沿竖直方向的上下相对设置。第一切割轮组11及第二切割轮组13均包括并排的多个切割轮100，属于同一切割轮组中的多个切割轮100为横向水平排列，且，较佳地，第一切割轮组11中的切割轮100的数量与第二切割轮组13中的切割轮数量相同，且第一切割轮组11中的各个切割轮与第二轮组中的各个切割轮是以一一成对的方式沿竖直方向上下相对设置。
[0039]切割线12，顺次缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间，形成切割网。切割线的顺次缠绕方式则在前文中有描述，在此不再赘述。在本实施例汇总，切割线12例如为金刚线。
[0040]特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线与待切割工件的切割角度。
[0041]具体地，第一切割轮组11与第二切割轮组13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的。在以下实施例中，是以位于下方的第二切割轮组13相对上方的第一切割轮组11作偏向移动为例进行说明，因此，偏移驱动机构是配置于第二切割轮组13处。在其他实施例中，也可以将位于上方的第一切割轮组11设计为相对下方的第二切割轮组13作偏向移动，甚至还可以将上方的第一切割轮组11和下方的第二切割轮组13均设计为可执行偏向移动。
[0042]所述偏移驱动机构包括:切割轮架141、承托座142、滑动承托肩143、以及传动装置。
[0043]切割轮架141，用于设置切割轮组13中的各个切割轮100。在本实施例中，切割轮架141为一直杆架体，使得设置的各个切割轮100呈一直线排列。
[0044]两个承托座142，相对于切割轮架141的两端而分别固定设置。如前所述，两个切割轮组11、13沿竖直方向设置，则，两个承托座142沿水平方向设置，进一步地，每一个承托座沿着朝向待切割工件的方式设置并具有相对待切割工件的滑移行程。
[0045]两个滑动承托肩143，固设于切割轮架141的相对两端。如此，切割轮架141即可借助两端的两个滑动承托肩143而滑动枕于各自的承托座142上。
[0046]传动装置，用于驱动两个滑动承托肩143分别沿着各自对应的两个承托座142上相对滑动以带动切割轮架141及切割轮架141上的切割轮组13偏向移动。进一步地，传动装置更可包括:驱动器、轴承结构、以及传动齿结构。所述驱动器作为动力源用于提供驱动力，在本实施例中，所述驱动器为单侧结构而设置于切割轮架141的其中一端。优选地，所述驱动器主要包括伺服电机151以及与伺服电机151连接的减速箱153，减速箱主要在于在伺服电机151和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用。轴承结构与所述驱动器中的减速箱153相关联，包括:带有轴承的两个轴承座161，分别固设于两个承托座142处;传动轴163，两端分别配置于两个轴承座161中各自的轴承上；以及，传动齿结构。所述传动齿结构更包括:设于两个滑动承托肩143上的齿条171，齿条171沿着朝向待切割工件的方式设置并具有与所需滑移行程相适配的齿条长度;用于与齿条171配合的齿轮173，设于传动轴163的相对两端。
[0047]另外，在本实施例中，承托座142上还开设有滑槽，滑动承托肩143的底部设有对应所述滑槽的滑移条，这样，可防止滑动承托肩143在承托座142上滑动时偏离滑移轨迹以确保滑动承托肩143能顺畅地滑动于承托座142。
[0048]工件承载台23设于机座21上，用于承载待切割工件(例如:硅锭)。在本实施例中，工件承载台23为水平设置的矩形结构，具有呈水平设置的承载面，待切割工件(例如:呈矩形体结构的硅锭)平稳地置放于工件承载台23的承载面上。另外，为使得作为待切割工件20的硅锭(以下描述中，均以硅锭为例来说明待切割工件)能稳固地置放于工件承载台23，可在待切割硅锭20的四周设置限位挡件(例如:限位挡块或限位挡条)或提供用于压制待切割硅锭20的压制块或在待切割硅锭20和工件承载台23之间涂抹粘接剂等。再有，工件承载台23上还开设有与工件切割结构I中的切割线12对应以容纳切割线12的切割缝230，切割缝230的数量是与工件切割结构I中的切割线12的数量相一致，切割缝230的宽度要略大于工件切割结构I中的切割线12的线径，使得，切割线12在切割待切割硅锭20时落入切割缝230内。
[0049]再有，工件承载台23还设有用于旋转待切割硅锭20以调整待切割面的位置调整机构(未在图式中显示)。在一实例中，所述位置调整机构可以是位于工件承载台23下方且支撑工件承载台23的旋转轴以及驱动所述旋转轴承以带动工件承载台23旋转的旋转电机，这样，利用所述旋转电机和所述旋转轴可旋转工件承载台23，从而实现工件承载台23上所承载的待切割硅锭20的旋转以调整待切割面。或者，在另一实例中，所述位置调整机构也可以是能实现上下伸缩的可伸缩旋转台以及用于控制所述可伸缩旋转台的伸缩旋转电机，在需要旋转待切割硅锭20时，由所述伸缩旋转电机控制所述可伸缩旋转台向上伸出并推顶待切割硅锭20使其脱离工件承载台23之后再进行旋转以带动待切割硅锭20旋转，在调整好待切割硅锭20的待切割面之后，再控制所述可伸缩旋转台向下收缩并将待切割硅锭20重新置放于工件承载台23上。或者，在再一实例中，所述位置调整机构为位于工件承载台23下方的旋转台，而工件承载台23具有升降功能，在需要旋转待切割硅锭20时，工件承载台23下降并低于所述旋转台，使得原先置放于工件承载台23上的待切割硅锭20落到所述旋转台上，由所述旋转台实施旋转带动待切割硅锭20旋转以调整待切割面，在调整好待切割硅锭20的待切割面之后，所述旋转台停止旋转，工件承载台23上升回到原位，待切割硅锭20重新置放于工件承载台23上。在一般情况下，针对待切割硅锭20，待切割面所作旋转的角度为90°或者270°，8卩，前后两次切割的待切割面是作为待切割硅锭20的长方体硅锭的相邻两个硅锭面。
[0050]还有，所述工件切割设备还配置有切割液自动喷洒装置(未在图式中显示)，所述切割液自动喷洒装置装配在机座21，用于在待切割硅锭20进行切割时喷洒切割液至切割线和待切割硅锭20的切削部位。在实际应用中，所述切割液自动喷洒装置可以包括多个切割液自动喷头。
[0051]需说明的是，在实际应用中，可利用工件切割结构I对工件承载台23上所承载的待切割硅锭20进行切割。因此，在切割作业中，需要工件切割结构I与工件承载台23发生相对运动，以使得工件切割结构I中的切割线12能对工件承载台23上承载的待切割硅锭20进行切割。为此，在本实施例中，在机座21的相对设置有一对滑道，该滑道是沿预设水平方向设置的。利用这一对滑道，可工件承载台23和工件切割结构I中的至少一者(单独的工件承载台23、单独的工件切割结构1、或者工件承载台23与工件切割结构I 一起)沿着滑道滑移。为描述便利，我们在本实施例中，假设是将工件切割结构I设计为可沿着滑道滑移。在这里，工件切割结构I是架设于一工件切割支架25上(工件切割结构I中的承托座142是固定于工件切割支架)，该工件切割支架25可在驱动电机的控制下而沿着滑道滑移。在实际应用中，工件切割支架25为门型框架结构。
[0052]以下针对应用于图2所示的工件切割设备在一较佳实施例中进行工件切割作业过程进行详细说明。如前所述，这里的待切割工件为待切割硅锭，该待切割硅锭要进行的切割作业即为硅锭开方作业。在该实例中，待切割硅锭20为块状结构，例如待切割硅锭20为长方体结构。
[0053]首先，将待切割硅锭20以平铺的方式置放于工件承载台23上，使得待切割硅锭20对应于工件切割结构I中的切割线12。此时，如图3所示，工件切割机构I中的第一切割轮组11及第二切割轮组13沿竖直方向的上下相对设置，缠绕于第一切割轮组11和第二切割轮组13中各个切割轮之间的切割线12为竖直方式设置。
[0054]然后，根据切割工艺要求，调整两个切割轮组11、13中的至少一者相对另一者作偏向移动，使得两个切割轮组11、13相对于待切割硅锭20为前后设置。一般而言，在硅锭切割作业中，由于切割线最后出线的地方最容易使硅锭产生崩边，损及硅锭的表面，导致硅锭的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。有鉴于此，特别地，在本实用新型中，第一切割轮组11和第二切割轮组13中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组11和第二切割轮组13相对于待切割硅锭为前后设置并调整切割线与待切割硅锭的切割角度。例如:在第一种情形下，在切割工艺要求中若需要硅锭的顶部表面的切割质量较好，那么与硅锭的顶部对应的切割线的上段则须尽早出线，在这种情形下，与切割线的上段对应的第一切割轮组11就须前置于与切割线的下段对应的第二切割轮组13(8卩，第一切割轮组11在前，第二切割轮组13在后)。而在第二种情形下，在切割工艺要求中若需要硅锭的底部表面的切割质量较好，那么与硅锭的底部对应的切割线的下段则须尽早出线，在这种情形下，与切割线的下段对应的第二切割轮组13就须前置于与切割线的上段对应的第一切割轮组11(即，第二切割轮组13在前，第一切割轮组11在后)。
[0055]在本实施例中，调整两个切割轮组11、13中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过偏移驱动机构实现的，而所述偏移驱动机构则是配置于第二切割轮组13处。具体地:在第一种情形下(如图4所示)，根据切割工艺要求(要求硅锭的顶部表面的切割质量较好)，得满足与切割线的上段对应的第一切割轮组11须前置于与切割线的下段对应的第二切割轮组13(8卩，第一切割轮组11在前，第二切割轮组13在后)，如此，伺服电机151工作，联动于减速箱153并带动传动轴163转动(例如为正向转动)，利用传动轴163上的齿轮与滑动承托肩143上的齿条171的啮合配合，带动滑动承托肩143及相连的切割轮架141和切割轮架141上的第二切割轮组13相对承托座142沿背向工件承载台23的方向偏移，从而使得第二切割轮组13相对后置于第一切割轮组11(即通过将第二切割轮组13朝后偏移以使得第二切割轮组13设置在后而第一切割轮组11设置在前)，此时，切割线12与待切割工件20的切割角度呈前倾的锐角。在第二种情形下(如图7所示)，根据切割工艺要求(要求硅锭的底部表面的切割质量较好)，得满足与切割线的下段对应的第二切割轮组13须前置于与切割线的上段对应的第一切割轮组11(即，第一切割轮组11在后，第二切割轮组13在前)，如此，伺服电机151工作，联动于减速箱153并带动传动轴163转动(例如为反向转动)，利用传动轴163上的齿轮与滑动承托肩143上的齿条171的啮合配合，带动滑动承托肩143及相连的切割轮架141和切割轮架141上的第二切割轮组13相对承托座142沿面向工件承载台23的方向偏移，从而使得第二切割轮组13相对前置于第一切割轮组11 (即通过将第二切割轮组13朝前偏移以使得第二切割轮组13设置在前而第一切割轮组11设置在后)，此时，切割线12与待切割工件20的切割角度呈后仰的钝角。
[0056]接着，驱动切割线12走动且控制工件切割结构I与工件承载台23产生相对滑移，由工件切割结构I中的切割线12以两个切割轮组11、13的前后设置所确定的切割角度而迫近待切割工件20进行切割。
[0057]在本实施例中，驱动工件切割结构I沿着一对滑道朝向工件承载台23移动且同时驱动第一切割轮组11和第二切割轮组13中的各个切割轮100旋转来带动缠绕着的切割线12走动，由切割线12对准切割缝230从待切割硅锭20的待切割面进入并进行，在切割过程中向切割线12和待切割硅锭20的切削部位喷洒切割液，直至完全切割。特别地，在进线和出线时，根据之前两个切割轮组11、13的位置调整，会出现不同的情形。在第一种情形下(第二切割轮组13设置在后而第一切割轮组11设置在前):进线时，第一切割轮组11对应的切割线12的上段先接触待切割硅锭20并进入切割(如图5所示)；出线时，第二切割轮组13对应的切割线12的下段从待切割硅锭20的底部最后出线(如图6所示)，从而使得待切割硅锭20的顶部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护了待切割硅锭20的顶部表面，提高了待切割硅锭20的切割质量。在第二种情形下(第二切割轮组13设置在前而第一切割轮组11设置在后):进线时，第二切割轮组13对应的切割线12的下段先接触待切割硅锭20并进入切割(如图8所示)；出线时，第一切割轮组11对应的切割线12的上段从待切割硅锭20的顶部最后出线(如图9所示)，从而使得待切割硅锭20的底部表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护了待切割硅锭20的底部表面，提高了待切割硅锭20的切割质量。
[0058]最后，完成待切割硅锭20的开方作业，使得待切割硅锭400的切割成品呈块状。
[0059]综上所述，本实用新型提供的工件切割结构及其应用的工件切割设备，主要在于将相对设置的两个切割轮组中的至少一者设计为可相对于另一者偏向移动，使得两个切割轮组相对于待切割工件为前后设置(缠绕于两个切割轮组上的切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角)，从而在切割作业时，切割线中位于在前的切割轮组处的切割线段要比位于在后的切割轮组处的切割线段先接触待切割工件，那么在后续切割线从待切割工件出线时，则是切割线中位于在后的切割轮组处的切割线段要比位于在前的切割轮组处的切割线段后离开待切割工件而出线，如此，在前的切割轮组处的切割线段出线的待切割工件表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护待切割工件的表面，提高了待切割工件的切割质量。进一步地，在实际应用中，可以根据切割工艺要求而适时调整两个切割轮组相互间的前后设置，例如，切割工艺要求中需要待切割工件的顶部(或底部)的切割表面的切割要求较高，则将相对于待切割工件的顶部(或底部)的切割轮组设置在前而相对于待切割工件的底部(或顶部)的切割轮组设置在后。再有，由于切割线与待切割工件的切割角度呈非直角的锐角或钝角，切割线不会受到待切割工件的正面压迫，减缓了切割线的损伤，延长了切割线的使用寿命。
[0060]本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0061]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种工件切割结构，其特征在于，包括: 相对设置的两个切割轮组，所述切割轮组包括并排的多个切割轮； 顺次缠绕于两个所述切割轮组中各个切割轮之间的切割线，形成切割网； 其中，两个所述切割轮组中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，调整所述切割线与待切割工件的切割角度。2.根据权利要求1所述的工件切割结构，其特征在于， 两个所述切割轮组中的至少一者是通过偏移驱动机构实现偏向移动的； 所述偏移驱动机构包括: 切割轮架，用于设置所述切割轮组中的各个所述切割轮； 相对于所述切割轮架的两端而分别固定设置的两个承托座； 设于所述切割轮架相对两端的两个滑动承托肩，两个所述滑动承托肩分别枕于对应的两个所述承托座上；以及 传动装置，用于驱动两个所述滑动承托肩分别沿着各自对应的两个所述承托座上相对滑动以带动所述切割轮架及所述切割轮架上的所述切割轮组偏向移动。3.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，所述传动装置包括: 驱动器； 与所述驱动器连接的轴承结构，包括:带有轴承的两个轴承座，分别固设于两个所述承托座处;传动轴，两端分别配置于两个所述轴承座中各自的所述轴承上；以及 传动齿结构，包括:设于两个所述滑动承托肩上的齿条;设于所述传动轴相对两端且用于与所述齿条配合的齿轮。4.根据权利要求3所述的工件切割结构，其特征在于，所述驱动器包括:伺服电机以及与所述伺服电机连接的减速箱。5.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，所述承托座上开设有滑槽，所述滑动承托肩的底部设有对应所述滑槽的滑移条。6.根据权利要求2所述的工件切割结构，其特征在于，两个所述切割轮组沿竖直方向设置，两个所述承托座沿水平方向设置。7.一种工件切割设备，其特征在于，包括: 机座； 设于所述机座上、用于承载待切割工件的工件承载台； 设于所述机座上且相对所述工件承载台滑移的如权利要求1至6中任一项所述的工件切割结构，所述工件切割结构中的切割线受控对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割。8.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，所述工件承载台上开设有与所述切割网中的所述切割线对应以容纳所述切割线的切割缝。9.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，所述机座上相对设置有一对滑道，在所述滑道上滑设有所述工件承载台和/或所述工件切割结构。10.根据权利要求7所述的工件切割设备，其特征在于，还包括装配在所述机座上的切割液自动喷洒装置。
【文档编号】B28D7/00GK205704778SQ201620281288
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】卢建伟
【申请人】上海日进机床有限公司
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