单晶硅棒自动可变方孔线网切割头的制作方法

本发明属于太阳能光伏行业的金刚线切割单晶硅棒开方加工设备领域，具体涉及到一种单晶硅棒自动可变方孔线网切割头。

背景技术：

无论国内国外，太阳能光伏行业的金刚线切割单晶硅棒开方加工设备的切割头，都是将金刚线经过线轮缠绕布线，形成带方孔的金刚线切割网，切割网有多孔的线网，有单孔的线网。切出的方棒有多根的方棒、有单根的方棒。通过切割头做直线运动，每根金刚线绕着切割轮飞速运动，方孔线网的线也是运动着加工出方棒。不管是多孔切方，还是单孔切方，方孔尺寸都是固定不可变的；采用方法是：先加工出有固定槽距的切割轮（辊），将切割轮事先按尺寸调整好，将切割轮固定。由于切割轮是固定的，布线成型的方孔也是固定不变的。如果切方尺寸需要微小的改变，都需要重新布线，重新加工切割辊，重新调整垫片后将切割轮固定。重新固定调整一次，需要8-16个小时不等。一般单晶硅方棒的尺寸公差在±0.2mm以内，如果调整后的尺寸有超差，所切出的方棒料则为废品，不能补救。由于方孔是固定不变的，金刚线磨损后，单晶硅方棒的尺寸也会超差，不能自适应调整，造成成品率降低。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种单晶硅棒自动可变方孔线网切割头，通过自动调整金刚线布成的方孔线网的网距，加工出不同尺寸的单晶硅方棒，解决上述现有技术不足的问题。

本发明是通过以下方式实现的单晶硅棒自动可变方孔线网切割头，该自动可变方孔线网切割头固定在床座台上，单晶硅棒穿过自动可变方孔线网切割头的内部并且其两端通过夹具夹紧，夹具通过滑台安装在床座台的滑道上，夹具带动单晶硅棒进行运动在自动可变方孔线网切割头中进行切方工序。所述的自动可变方孔线网切割头由龙门架体、两组水平开合运动装置、两组垂直开合运动装置组成。龙门架体的水平方向上，上下固定安装两组水平开合运动装置，各自的机座a可以整体位移调整。所述的水平开合运动装置的机座a的两端固定着伺服电机a和轴承座a，伺服电机a通过弹性联轴节a与左右旋滚珠丝杆的一端连接，左右旋滚珠丝杆的另一端安装在轴承座a上。左右旋滚珠丝杆上设有左旋螺纹和右旋螺纹，具有左右距离相等和旋向相反的作用，其中左旋螺纹上安装着左滑座，右旋螺纹上安装着右滑座，所述的左滑座和右滑座安装在机座a上的直线导轨a上，并且左滑座和右滑座上均设有切割轮a。两组水平开合运动装置通过左右滑座切割轮a相对配合连接的，金刚线穿过切割轮a和过轮a相连接，过轮a固定在龙门架体上。伺服电机a通过程序的控制，经弹性联轴节a，驱动左右旋滚珠丝杠，当左右旋滚珠丝杠转动时，左右滑块在直线导轨上运动，同时一个向左运动，一个向右运动。使线网线距从120mm调整移动到190mm。在龙门架体的竖直方向上，左右固定安装两组垂直开合运动装置，所述的垂直开合运动装置包括机座b，机座b的两端固定着伺服电机b和轴承座b，伺服电机b通过弹性联轴节b与上下旋滚珠丝杆的一端连接，上下旋滚珠丝杆的另一端安装在轴承座b上，上下旋滚珠丝杆上设有上螺旋纹和下螺旋纹，具有上下距离相等，旋向相反的作用。其中上螺旋纹上安装着上滑块，下螺旋纹上安装着下滑块所述的上滑座和下滑座安装在机座b上的直线导轨b上，并且上滑座和下滑座上均设有切割轮b。两组垂直开合运动装置通过上下滑座切割轮b相对配合连接，金刚线穿过切割轮b和过轮b相连接，过轮b固定在龙门架体上。伺服电机b通过程序的控制，经弹性联轴节b，驱动上下旋滚珠丝杠，当上下旋滚珠丝杠转动时，上下滑块在直线导轨上运动，同时一个向上运动，一个向下运动。使线网线距从120mm调整移动到190mm。

所述的左滑座与右滑座之间的距离为120mm-190mm；所述的上滑座与下滑座之间的距离为120mm-190mm。

所述的切割轮a和切割轮b上具设有至少3个线沟槽。经过切割轮a的金刚线与经过切割轮b的金刚线形成一个井字型的线网。

在开方加工的切割头部件中，金刚线经过切割轮a或切割轮b的轮槽和过轮a或过轮b的轮槽的转向变化，布线形成一个自动可变方孔尺寸的井字型金刚线线网；在切割轮转动下，带动金刚线切割时，可变方孔径的线网将单晶硅棒圆棒的四个圆弧边皮切断，圆棒切成方棒，可加工出任意尺寸规格的高精度方棒。可变方孔径的线网在程序的控制下，自动使线网线距做开合调整移动。线网线距从120x120mm,自动调整移动到190x190mm。单晶硅棒加工的过程中，工件经方形线网切过之后，需要返回，为了避免线网划伤工件表面，线网在径向离开工件0.5mm.由伺服电机转动，驱动旋滚珠丝杠，切割轮对称位移，自动退回线网。

本发明的有益效果为单晶硅方棒尺寸从120x120mm,自动调整移动到190x190mm，在此尺寸范围内，可以得到任意规格。通过切割轮上的多沟槽设计，实现自动变换槽距，节省人工调整劳动强度，提高工件质量，增加产量。

附图说明

图1为单晶硅自动可变方孔线网切割头工作示意图；

图2为单晶硅自动可变方孔线网的切割头组成示意图；

图3为单晶硅自动可变方孔线网的切割头结构示意图；

如图1至图3所述，龙门架体（1），水平开合运动装置（2），垂直开合运动装置（3），机座a（4），伺服电机a（5），轴承座a（6），弹性联轴节a（7），左右旋滚珠丝杆（8），左滑座（9），右滑座（10），直线导轨a（11），机座b（12），伺服电机b（13），轴承座b（14），弹性联轴节b（15），上下旋滚珠丝杆（16），上滑座（17），下滑座（18），直线导轨b（19），切割轮a（20），切割轮b（201），过轮a（21），过轮b（211），线网（22），床座台（23），夹具（24）。

具体实施方式

单晶硅棒自动可变方孔线网切割头是由龙门架体（1）、二组水平开合运动装置（2）、二组垂直开合运动装置（3）组成。在龙门架体（1）水平方向上，上下安装二组水平开合运动装置（2），在龙门架体（1）垂直方向上，左右安装二组垂直开合运动装置（3）。所述的水平开合运动装置（2）由切割轮a（20）、左滑座（9）、右滑座（10）、直线导轨a（11）、左右旋滚珠丝杠（8）、弹性联轴节a（7）、伺服电机a（5）、轴承座a（6）、机座a（4）组成。伺服电机a（5）通过程序的控制，经弹性联轴节a（7），驱动左右旋滚珠丝杠（8），在左右旋滚珠丝杠（8）上，一半是左旋螺纹，一半是右旋螺纹，当左右旋滚珠丝杠（8）转动时，切割轮a（20）和左右滑座在直线导轨a（11）上运动，同时一个向左运动，一个向右运动。使线网（22）线距从120mm调整移动到190mm。所述的垂直开合运动装置（3）由切割轮b（201）、下滑座（18）、上滑座（17）、直线导轨b（19）、上下旋滚珠丝杠（16）、弹性联轴节b（15）、伺服电机b（13）、轴承座b（14）、机座b（12）组成。伺服电机b（13）通过程序的控制，经弹性联轴节b（15），驱动上下旋滚珠丝杠（16），在上下旋滚珠丝杠（16）上，一半是上旋螺纹，一半是下旋螺纹，当上下旋滚珠丝杠（16）转动时，切割轮b（201）和上下滑座在直线导轨（19）上运动，同时一个向上运动，一个向下运动。使线网线（22）距从120mm调整移动到190mm。操作者在操纵面板上，通过人机交互系统界面，输入要调整的参数，就可以实现自动改变方孔线网线距、自动改变切割轮槽距、自动退回线网的功能。