一种多晶硅金刚线切片机断线处理方法与流程

本发明属于光伏硅片生产领域，特别涉及一种多晶硅金刚线切片机断线处理方法。
背景技术：
现有技术中，光伏硅片加工技术主要有多线砂浆切割和金刚线切割2种，目前，通常采用金刚线切割多晶硅。现有技术中，有一种采用金刚线切割铸造多晶硅棒的装置，其专利申请号：cn201621386095.6；申请日：2016.12.16，公开号：cn206393838u；公开日：2017.08.11；该装置包括放线室、收线室、设置于所述放线室和所述收线室之间切割硅棒的切割部，所述放线室内设置有放线轮，所述收线室内设置有收线轮，所述切割部设置有第一主辊和第二主辊，所述放线轮上的金刚线绕过所述第一主辊和所述第二主辊后收卷于所述收线轮上，其中，所述放线室和/或所述收线室内设置有冷却液供给装置。该装置通过放线轮向收线轮放线，利用第一主辊和第二主辊之间螺旋缠绕成的线网切割多晶硅棒，能够将多晶硅棒切割成若干片。该装置切割多晶硅棒时，由于金刚线长时间处于快速移动的状态，容易发生断线的情况。目前金刚线的线径细化经历了110um到65um的跳水式渐进发展，断线率随之升高。现有技术中，有一种金刚线切割机的断线检测装置，其专利申请号：cn201810000036.8；申请日：2018.01.01；公开号：cn108000738a；公开日：2018.05.08；该装置包括张紧机构、绕线梁、重锤、接近开关和牵引线，重锤铰接在金刚线切割机的主动轴的一端，而绕线梁、接近开关和重锤均位于主动轴的同一端，而张紧机构位于主动轴的另一端，牵引线首端从张紧机构引出后绕过绕线梁与重锤的非铰接端连接；初始状况，重锤在牵引线作用下靠近接近开关的感应区域；牵引线断裂后重锤在重力作用下远离接近开关的感应区域。该断线检测装置能精确检测出断线，避免发出错误的报警信号；其不足之处在于：该装置仅能检测出断线情况的发生，但是无法对断线进行处理。金刚线切割多晶硅棒时，金刚线移动时的线速度、张力是重要的影响因素。目前，金刚线切片机上设有断线报警装置，检测到断线后会自动停机，此时金刚线的线速度、进线方向以及放线量都不能照搬初始的工艺设置进行，如果重新布线后直接切割，切出的硅片表面会产生色差，线痕和ttv(超出硅片标准尺寸的公差范围)异常。目前的主要断线处理技术分为以下几种：①激光点焊钢线连接断线线头；②根据断线位置采取接线，并继续切割可切晶棒，报废无法正常切割晶棒；③低位断线压棒切割。激光点焊的技术，国内还不够成熟；另外两种现有技术对晶棒的浪费较大，并且切割出的硅片易产生色差，线痕和ttv(硅片表面厚度偏差)等异常，容易降低硅片的合格率，甚至报废。技术实现要素：本发明的目的是提供一种多晶硅金刚线切片机断线处理方法，能够对断线连接后的金刚线进行处理，使金刚线上的切割力与断线前接近，切割出的硅片无色差、线痕，无ttv(硅片表面厚度偏差)，减少断线后带来的晶棒浪费，钢线浪费，提升挽救率，降低成本。本发明的目的是这样实现的：一种多晶硅金刚线切片机断线处理方法，所述切片机包括放线轮和收线轮，放线轮和收线轮之间设有第一主辊和第二主辊，放线轮放出的金刚线依次绕过第一主辊、第二主辊后收卷于收线轮上，金刚线在第一主辊和第二主辊上卷绕成线网，线网上方设有可升降的晶托，晶托上固定有多晶硅棒，所述处理方法包括如下步骤：(1)切片机停机：切片机停止走线，晶托上升使得多晶硅棒与线网分离，找出断线点，将金刚线断开的两端连接起来形成线头；(2)重新布线：切片机检测出放线轮上卷绕的线圈长度l、收线轮上卷绕的线圈长度m，如果l≥m，放线轮上剩余的线量较多，放线轮向收线轮放线，直至线头移动到收线轮上；如果l＜m，收线轮上剩余的线量较多，收线轮向放线轮放线，直至线头移动到放线轮上；(3)计算放线轮的进回线状态x：切片机检测出断线时晶棒已被切割的深度h，已被切割的深度h等于多晶硅棒下降的距离，并检测出晶棒从已被切割的深度h到完成切割放线轮上还需要卷绕的线圈长度为k，计算放线轮的进回线状态x＝需要卷绕的线圈长度k-放线轮上卷绕的线圈长度l；(4)根据切割工艺表和晶棒已被切割的深度h，读出切割工艺进行到第n步，计算理想切割工艺下切割到第n步时，放线轮的放出的线量为n；(5)计算放线轮的进回线线量n-x；(6)定义由无线头的线轮向有线头的线轮进线为正转放线、由有线头的线轮向无线头的线轮进线为反转回线，当n-x≥200m时，先执行步骤一：正转放线(n-x)+50m，反转回线(n-x)+30m；再执行步骤二：如果x＞110m，正转放线(n-x)+190m，反转回线(n-x)+160m，最后执行步骤三：当x＞250m，正转放线(n-x)+300m，反转回线(n-x)+280m；当x≤250m时，正转放线n-20m，反转回线n-40m；当n-x＜200m时，先执行步骤一：正转放线180m，反转回线160m；再执行步骤二：正转放线380m，反转回线360m；再执行步骤三：正转放线480m,反转回线460m，最后执行步骤四：正转放线520m，反转回线500m。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过断线后停止切割，连接断掉的金刚线，移动线头重新布线，根据晶棒已切割的深度h、放线轮上的线量l、收线轮上的线量m、放线轮上还需要卷绕的线圈长度k，计算出放线轮、收线轮的放线量和回线量，通过放线回线使得金刚线上的切割力变成与断线前相同，切割出的硅片无色差、线痕，不会超出硅片标准尺寸的公差范围，减少断线后带来的晶棒浪费，钢线浪费，提升挽救率，降低成本。作为本发明的进一步改进，所述步骤(2)中，当断线点位于线网上时，先将金刚线断开的一端收回卷绕到对应线轮上，再将收卷的金钢线端部与线网上的金刚线端部连接起来，最后移动线头；当断线点不位于线网上时，直接移动线头。将金刚线断开的一端收卷到线轮上，接线更加方便，避免在线网上直接接线。为了增大断线后线网的切割范围，所述收回卷绕的金刚线的总长度少于线网上剩余的金刚线总长度。收卷线量较少的一侧金刚线，保留线量较多的一侧金刚线，增大了断线后线网的切割范围。为了保证接线后金刚线的切割力和断线前相同，所述步骤(6)中，当n-x≥200m时，步骤二循环执行2次，然后步骤三循环执行2次；当n-x＜200m时，步骤二循环执行2次，然后步骤三循环执行2次，最后步骤四循环执行2次。作为本发明的优选，所述金刚线的线径为60～70um。作为本发明的进一步改进，所述步骤(4)中的切割工艺表为：放线轮放线时，收线轮收线；收线轮放线时，放线轮收线；多晶硅棒下降的总距离大于多晶硅棒在切割方向上的长度。切割每个多晶硅棒时，分17步进行。作为本发明的进一步改进，所述方法适用于断线时，晶棒切割深度为0～50mm的情况。晶棒切割深度小于50mm时，可以将接线后的金钢线的切割力修复成与断线前相同。附图说明图1为金刚线切片机的结构示意图。图2为线网的俯视图。图3为线网上断线后，剩余的金刚线的结构示意图。图4为n-x≥200m时，放线轮和收线轮正转反转的步骤示意图。图5为n-x＜200m时，放线轮和收线轮正转反转的步骤示意图。其中，1放线轮，2收线轮，3第一主辊，4第二主辊，5多晶硅棒，6晶托，7线网，8导向轮。具体实施方式如图1-5，一种多晶硅金刚线切片机断线处理方法，所述切片机包括放线轮1和收线轮2，放线轮1和收线轮2之间设有第一主辊3和第二主辊4，放线轮1放出的金刚线依次绕过导向轮8、第一主辊3、第二主辊4、导向轮8后收卷于收线轮2上，所述金刚线的线径为60～70um；金刚线在第一主辊3和第二主辊4上卷绕成线网7，线网7上方设有可升降的晶托6，晶托6上固定有多晶硅棒5，所述处理方法包括如下步骤：(1)切片机停机：切片机停止走线，晶托6上升使得多晶硅棒5与线网7分离，找出断线点，将金刚线断开的两端连接起来形成线头；(2)重新布线：切片机检测出放线轮1上卷绕的线圈长度l、收线轮2上卷绕的线圈长度m，如果l≥m，放线轮1上剩余的线量较多，放线轮1向收线轮2放线，直至线头移动到收线轮2上；如果l＜m，收线轮2上剩余的线量较多，收线轮2向放线轮1放线，直至线头移动到放线轮1上；如图3，当断线点位于线网7上时，先将金刚线断开的一端收回卷绕到对应线轮上，再将收卷的金钢线端部与线网7上的金刚线端部连接起来，最后移动线头；当断线点不位于线网7上时，直接移动线头；所述收回卷绕的金刚线的总长度少于线网7上剩余的金刚线总长度；(3)计算放线轮的进回线状态x：切片机检测出断线时多晶硅棒5已被切割的深度h，已被切割的深度h等于多晶硅棒5下降的距离，并检测出晶棒从已被切割的深度h到完成切割放线轮1上还需要卷绕的线圈长度为k，计算放线轮1的进回线状态x＝需要卷绕的线圈长度k-放线轮1上卷绕的线圈长度l；(4)根据切割工艺表和晶棒已被切割的深度h，读出切割工艺进行到第n步，计算理想切割工艺下切割到第n步时，放线轮1的放出的线量为n；放线轮1的放出的线量等于各步放出的线量总和；(5)计算放线轮的进回线线量n-x；(6)定义由无线头的线轮向有线头的线轮进线为正转放线、由有线头的线轮向无线头的线轮进线为反转回线，如图4，当n-x≥200m时，先执行步骤一：正转放线(n-x)+50m，反转回线(n-x)+30m；再执行步骤二：如果x＞110m，正转放线(n-x)+190m，反转回线(n-x)+160m，最后执行步骤三：当x＞250m，正转放线(n-x)+300m，反转回线(n-x)+280m；当x≤250m时，正转放线n-20m，反转回线n-40m；如图5，当n-x＜200m时，先执行步骤一：正转放线180m，反转回线160m；再执行步骤二：正转放线380m，反转回线360m；再执行步骤三：正转放线480m,反转回线460m，最后执行步骤四：正转放线520m，反转回线500m。所述步骤(6)中，当n-x≥200m时，步骤二循环执行2次，然后步骤三循环执行2次；当n-x＜200m时，步骤二循环执行2次，然后步骤三循环执行2次，最后步骤四循环执行2次。所述步骤(4)中的切割工艺表为：放线轮1放线时，收线轮2收线；收线轮2放线时，放线轮1收线；多晶硅棒5下降的总距离大于多晶硅棒5在切割方向上的长度。切割每个多晶硅棒5时，分17步进行。所述方法适用于断线时，晶棒切割深度为0～50mm的情况。本方法的优点在于：通过断线后停止切割，连接断掉的金刚线，移动线头重新布线，根据晶棒已切割的深度h、放线轮上的线量l、收线轮上的线量m、放线轮上还需要卷绕的线圈长度k，计算出放线轮、收线轮的放线量和回线量，通过放线回线使得金刚线上的切割力变成与断线前相同，切割出的硅片无色差、线痕，不会超出硅片标准尺寸的公差范围，减少断线后带来的晶棒浪费，钢线浪费，提升挽救率，降低成本。当切割机切割晶棒至深度h为29mm时，收线轮断线，放线轮上线圈长度l＝4.778km，收线轮上卷绕的线圈长度m＝1.222km，放线轮上还需要卷绕的线圈长度k＝5.045km。所述处理方法包括如下步骤：(1)切片机停机：切片机停止走线，晶托6上升使得多晶硅棒5与线网7分离，找出断线点，将金刚线断开的两端连接起来形成线头；(2)重新布线：切片机检测出放线轮1上卷绕的线圈长度l＝4.778km、收线轮2上卷绕的线圈长度m＝1.222km，此时l≥m，放线轮1上剩余的线量较多，放线轮1向收线轮2放线，直至线头移动到收线轮2上；(3)计算放线轮的进回线状态x：切片机检测出断线时多晶硅棒5已被切割的深度h＝29mm，已被切割的深度h等于多晶硅棒5下降的距离，并检测出晶棒从已被切割的深度h到完成切割放线轮1上还需要卷绕的线圈长度为k＝5.045km，计算放线轮1的进回线状态x＝k-l＝5.045-4.778＝0.267km；(4)根据切割工艺表和晶棒已被切割的深度29mm，读出切割工艺进行到第5步，计算理想切割工艺下切割到第5步时，放线轮1的放出的线量为n＝1500-1488+660-640+(660-640)*2+(650-620)*2+(650-613)*11＝539m；(5)计算放线轮的进回线线量n-x＝539-267＝272m；(6)定义由无线头的线轮向有线头的线轮进线为正转放线、由有线头的线轮向无线头的线轮进线为反转回线，如图4，先执行步骤一：正转放线322m，反转回线302m；再执行步骤二：正转放线462m，反转回线432m，最后执行步骤三：正转放线572m，反转回线552m；所述步骤(6)中，步骤二循环执行2次，步骤三也循环执行2次。放线轮和收线轮放线回线的步骤如下表：正转放线反转回线循环次数322m302m1462m432m2572m552m2放线轮和收线轮正转反转后，接线后的金刚线上切割力与断线前接近，继续切割晶棒，观测切割完成后硅片上无色差、线痕，无ttv(硅片表面厚度偏差)。本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。当前第1页12