一种金刚石线锯切割设备的制作方法

本实用新型涉及一种金刚石线锯切割设备。

背景技术：

在石材加工领域，切割加工作为高污染、高能耗的生产环节，亟需升级换代切割工艺和相关切割设备以应对环保政策的走向。

石材切割用金刚石工具主要有锯片、绳锯、带锯和线锯等，相比于前三者，金刚石线锯切割加工具有低噪音、切入深度高、精度高、切割效率高（走线速度块）、石材损耗少的特点，而且无需液体冷却、降尘。金刚石线锯作为新兴的线切工具在光伏行业尤其是晶硅开方、切片领域得到了广泛应用。金刚石线锯主要有电镀金刚石线锯、树脂金刚石线锯、钎焊金刚石线锯等。相比电镀、树脂金刚石线锯，钎焊线锯具有抗拉强度高、抗扭强度高、钎料把持力大、使用寿命长的优点，适用于石材切割加工。现有技术中匹配金刚石线锯的切割设备并不常见，多为金属线切割机床改造的短程往复式设备，未能满足石材的快速、精密切割，而且，短程往复的切割方式也加剧了金刚石线锯的快速磨损，需要频繁更换金刚石线锯。

而授权公告号为CN206066728U的一篇中国实用新型专利公开了一种金刚石线单晶开方及多晶切断机，该切断机包括沿上下方向相对布置的运丝机构和工作台机构，运丝机构包括水平相对的收线结构和放线结构，还包括用来对金刚石线进行张紧的张紧部分，金刚石线具有水平走线的切割段。使用时，将待切割的毛坯工件放置在工作台机构上，驱动工作台机构上移对毛坯工件进行切割。

现有技术中虽然通过收线结构和放线结构能够实现单向流水式切割，但是，由于毛坯工件为长条状结构，且相对于切割段上下移动切割作业。一方面，需要加大切割段的长度以适应长条状的毛坯工件，增加了切断机整体所需的张紧力；另一方面，毛坯工件水平横置，与切割段的切割接触面为毛坯工件的侧面，侧面长度较大，导致与切割段的切割接触面较大，进而使得切割段对毛坯工件单位面积上的压力变小，降低了切割的效率。而若将毛坯工件竖向布置，则毛坯工件的上端缺少相应的夹紧部件，导致切割不稳。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种金刚石线锯切割设备，以解决现有技术中金刚石线锯的切割段水平走线而导致当毛坯工件为长条结构时沿毛坯工件长度方向切割困难的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型金刚石线锯切割设备的技术方案是：

方案一：一种金刚石线锯切割设备，包括相对布置的收线结构和放线结构，还包括用于张紧金刚石线锯的张紧器，收线结构和放线结构之间设有沿上下方向间隔布置的两个导线轮以及支撑导线轮的轮架结构，以使得两导线轮之间的金刚石线锯部分形成竖向走线段，竖向走线段具有用于切割毛坯工件的切割侧面，金刚石线锯切割设备还包括用于驱动所述轮架结构和/或毛坯工件以使两者相向移动而进行切割作业的驱动机构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，通过设置上下间隔布置的导线轮引导金刚石线锯走线，使得金刚石线锯在两个导线轮之间的部分形成竖向走线段，竖线走线段具有切割侧面以对毛坯工件进行切割，金刚石线锯切割设备还包括驱动轮架结构和毛坯工件中的至少一个移动以实现两者相向水平移动的驱动机构。与现有技术相比，将毛坯工件与竖向走线段的相向移动方向更换为水平方向，一方面，降低了驱动毛坯工件或竖向走线段的驱动力；另一方面，针对于长条状的毛坯工件，当沿毛坯工件的长度方向切割时，可以将毛坯工件水平横置，将毛坯工件的一端端面与竖向走线段进行配合切割，减小了毛坯工件与竖向走线段的切割面面积，增加了单位面积毛坯工件所受的压力，提高了切割效率。

方案二：在方案一的基础上，定义轮架结构和毛坯工件相向移动的方向为前后方向，轮架结构包括沿上下方向间隔且均沿左右方向延伸的两个导线轮轴，导线轮轴上设有对应的所述导线轮，各导线轮均沿左右方向位置可调地设于各自对应的导线轮轴上。

各导线轮均沿垂直于轮架结构和毛坯的相向移动方向位置可调，能够改变竖向走线段在左右方向上的位置，以适应毛坯工件上不同的切割位置，而且，由于各导线轮均可单独调整，也能够改变竖向走线段的倾斜方向。

方案三：在方案二的基础上，轮架结构还包括设于各导线轮轴旁侧的导轨，导轨上滑动装配有可夹紧固定在导轨上的定位器，定位器与对应的导线轮固定相连。

通过设置导轨，能够对导线轮的左右移动进行导向，通过设置定位器能够防止调节到位后的导线轮出现左右方向上的窜动。

方案四：在方案三的基础上，各所述导轨上分别设有刻度。

设置刻度后，能够方便操作人员更加准确地调整竖向走线段的左右位置以及倾斜方向。

方案五：在方案一或方案二或方案三或方案四的基础上，所述轮架结构包括上下分体间隔布置的两部分，各部分上对应设置有各自的导线轮。

将轮架结构设置为两部分，方便单独制造和安装。

方案六：在方案一或方案二或方案三或方案四的基础上，所述放线结构为从动放线式结构，放线结构包括放线轮安装座和转动安装于放线轮安装座上的放线轮，放线轮的两端设有阻尼器。

放线轮为从动放线结构，而且放线轮的两端设置阻尼器，通过从动放线的方式，能够增加金刚石线锯的整体张紧力。

方案七：在方案一或方案二或方案三或方案四的基础上，金刚石线锯切割设备包括沿轮架结构和毛坯工件相向移动的方向延伸的轨道，驱动机构包括置于轨道上且用于承载毛坯工件的载物车。

将载物车设计为可动式的结构，相对于驱动轮架结构而言，驱动方式更加简单，若驱动轮架结构进行移动，则需要同时驱动轮架结构以及收线结构和放线结构，驱动部件过多，设置驱动机构会比较麻烦。

方案八：在方案七的基础上，所述载物车上设有用于与毛坯工件的待切割面上下对应以供金刚石线锯的所述竖向走线段水平伸入的线锯空档。

通过设置线锯空档，可以将毛坯工件完全支撑放置在载物车上，将待切割线与线锯空档上下对应，避免了需要将毛坯工件悬置在载物车上从而导致毛坯工件支撑不牢的情况发生。

方案九：在方案七的基础上，所述竖向走线段由上至下走线，金刚石线锯切割设备还包括间隔布置于轮架结构旁侧的定位导线轮，所述定位导线轮与下端的所述导线轮水平对应布置以使得金刚石线锯由所述载物车中穿过。

导线轮与下端的导线轮水平对应，能够使金刚石线锯水平走线，避免了对载物车行走的影响。

附图说明

图1为本实用新型金刚石线锯切割设备的主视图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中收线结构的示意图；

图4为图1中摆线结构的示意图；

图5为图1中载物车的主视图；

图6为图5的俯视图；

图7为图1中龙门式导线装置的示意图；

图8为图1中线锯张紧器的示意图；

图9为图1中放线结构的示意图。

附图中，1-收线结构；11-电机座；12-驱动电机；13-联轴器；14-收线工字轮；15-收线轮安装座；2-摆线结构；21-摆线器安装支架；22-摆线器导轨；23-固定轴；24-摆线器；3-后置导线结构；4-载物车；41-载物台；42-轨道轮；43-动力装置；44-线锯空档；5-轨道；6-金刚石线锯；7-龙门式导线装置；71-龙门式框架；72-上导轨；73-上定位器；74-上导线轮；75-上导线轮轴；76-下导线轮支架；77-下定位器；78-下导轨；79-下导线轮轴；710-下导线轮；8-线锯张紧器；81-张紧器导线轮支架；82-线辊支架；83-线辊；84-钢轴；85-张紧器导线轮；86-弹簧；9-放线结构；91-放线轮安装座；92-放线工字轮。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。

本实用新型的金刚石线锯切割设备的具体实施例，如图1至图9所示，金刚石线锯切割设备包括依次布置的收线结构1、摆线结构2、后置导线结构3、龙门式导线装置7、线锯张紧器8、放线结构9，在后置导线结构3和龙门式导线装置7的下方布置有轨道5，于后置导线结构3和龙门式导线装置7之间设置有沿轨道5往复移动的载物车4。

其中，收线结构如图3所示，收线结构1包括电机座11和布置在电机座11旁侧的收线轮安装座15，在电机座11上固定安装有驱动电机12，在收线轮安装座15上转动安装有收线工字轮14，驱动电机12的转轴与收线工字轮14之间通过联轴器13相连。通过驱动电机12的转动能够带动收线工字轮14转动，将金刚石线锯6逐渐缠绕在收线工字轮14上，为整个切割设备中金刚石线锯6的走线提供动力。本实用新型中，收线工字轮14的轴线沿左右方向延伸。

摆线结构如图4所示，摆线结构2包括摆线器安装支架21，在摆线器安装支架21上沿左右方向延伸固定有固定轴23，在固定轴23上套装有摆线器24，其中，摆线器24可以选用市场上的摆线器，本实用新型中将不再详细赘述，摆线器24能够在左右方向上往复移动进行摆线。同时，在摆线器安装支架21上还固定有用来对摆线器进行导向的摆线器导轨22。本实用新型中，摆线器左右往复移动的距离不小于收线工字轮14的宽度，往复移动速度保持在1m/min～40m/min。当金刚石线锯经过摆线器上的导轮时，摆线器按照设定的速度夹持金刚石线锯往复移动，随着收线工字轮14的转动，金刚石线锯按照顺序缠绕其上。

载物车4的结构如图5和图6所示，载物车4包括载物台41和支撑载物台41的轨道轮42，载物车4还包括设置在载物台41一端的动力装置43，动力装置43能够带动轨道轮42以及载物台41往复移动。由图6可以看出，在载物台41上开设有沿前后方向延伸的线锯空档44，线锯空档44能够供金刚石线锯6通过。具体使用时，将载物车4放置于轨道5上，将石材放置在载物台41上，使石材的待切割面与线锯空档44沿上下方向对应，可以人为遥控动力装置43带动载物台41在轨道5上往复前后移动。

龙门式导线装置7的结构如图7所示，龙门式导线装置7包括龙门式框架71和分体设置在龙门式框架内的下导线轮支架76，在龙门式框架71上设置有沿左右方向延伸的上导线轮轴75，在上导线轮轴75上套装有上导线轮74，在上导线轮轴75的上方还并行布置有上导轨72，上导轨72带有刻度，在上导轨72上套装有上定位器73，上定位器73可以沿左右方向导向移动，在移动到位后上定位器73可以卡紧在上导轨72上。上定位器73与上导线轮74相连，在上定位器73沿导轨左右移动时能够带动上导线轮74移动。本实施例中，上定位器可以为可以夹紧在上导轨72上的夹式结构。龙门式导线装置7还包括安装在下导线轮支架76上的下导线轮轴79、下导线轮710、下导轨78和下定位器77，其结构与上部的结构一致，其内容不再赘述。

本实用新型中，上导线轮74和下导线轮710上下间隔布置，能够实现金刚石线锯的竖向走线，能够对沿水平方向朝金刚石线锯移动的石材进行切割。同时，上导线轮74和下导线轮710在左右方向上的位置均可调，能够调节金刚石线锯的切割位置。

本实用新型中，后置导线结构3的结构与龙门式导线装置7中下导线轮支架处的结构基本一致，也包括定位器，通过后置导线结构3中定位导线轮和定位器，能够与龙门式导线装置的下导线轮一起保持金刚石线锯水平走线，金刚石线锯由载物车中穿过且不会对金刚石线锯的移动造成干涉。

线锯张紧器8的结构如图8所示，线锯张紧器8用来增大金刚石线锯自身的张紧力，从而使得金刚石线锯在切割过程中能够对石材施加足够的压力。线锯张紧器包括张紧器导线轮支架81和线辊支架82，在张紧器导线轮支架81上固设有钢轴84，在线辊支架82上转动安装有线辊83，钢轴84和线辊83沿上下方向间隔布置。在钢轴84上穿装有张紧器导线轮85，在线辊83表面开有线槽，金刚石线锯经过张紧器导线轮85后进入线槽内，绕过若干线槽后与龙门式导线装置相连，在线辊83的两端连接有阻尼器（图中未画出），用来减小金刚石线锯的走线速度以增强其张紧力。在张紧器导线轮85的两侧连接有弹簧86（图中仅画出一侧的弹簧），以平衡校正放线工字轮放线时金刚石线锯的偏摆，使得张紧器导线轮处于动态平衡的状态。

放线结构9如图9所示，放线结构9包括放线轮安装座91和转动安装在放线轮安装座91上的放线工字轮92，在放线工字轮92的两端连接阻尼器，阻尼器具体包括安装在放线工字轮92两端的减速齿轮。

本实用新型中，初始安装时，将缠绕有金刚石线锯的放线工字轮92放置于放线轮安装座91上，将金刚石线锯6依次穿过张紧器导线轮85、线辊83后绕过龙门式导线装置的上导线轮74和下导线轮710，再连入后置导线结构3内，在连入摆线结构2内后缠绕在收线工字轮14上。

本实用新型中的金刚石线锯为钎焊金刚石线锯，直径为0.5mm-8mm，长度为5km-30km；走线速度为3m/min-50m/min，切割作业时根据石材毛坯的种类、硬度、密度选择走线速度。而载物车中线锯空档44的宽度为200mm-1200mm，载物车4移动的速度保持在0.5m/min-30m/min，而相匹配的龙门式导线装置中上、下导线轮左右往复移动调节的距离不小于1200mm，上、下定位器所在导轨刻度的精度为±0.5mm。金刚石线锯会依次绕过上导线轮向下延伸并绕过下导线轮后水平继续走线，保持金刚石线锯处于竖直方向的张紧状态。

具体使用时，将金刚石线锯按设计的绕线方式进行走线，驱动电机启动，调节金刚石线锯走线速度至5m/min，保持整个设备无载荷运行10min，检查有无异常现象，若无异常现象，关闭驱动电机。根据所要切割加工的石材尺寸调整龙门式导线装置7中上、下导线轮的位置，再次启动驱动电机，调节金刚石线锯走线速度至6m/min。接着将石材（如花岗石毛坯）起吊至载物车上线锯空档的中心。启动载物车使其移动速度保持在1m/min开启切割作业。待石材毛坯被切割完毕，关闭驱动电机和摆线器，若石材较大，则起吊石材并沿反方向驱动载物车移动，再将石材放在载物车上进行二次切割。

在切割作业中要注意放线工字轮的金刚石线锯的存量，存量不足以切割单块石材毛坯时，应当停止载物车的运行并降低收线工字轮转速，收线结构将放线工字轮上的金刚石线锯全部收卷完毕，然后将收线工字轮和放线工字轮全部拆去进行对调，以进行新一轮的切割作业。

采用本实用新型涉及的切割设备切割加工相同的石材毛坯，较锯片、带锯、绳锯效率提高5％～20％，综合成本（包括环保成本在内）降低10％～30％，杜绝了噪音污染；该设备结构简单，易于安装、操作。

本实用新型中，驱动机构为用来承载石材且驱动石材水平移动的载物车，其他实施例中，驱动机构可以驱动龙门式导线装置移动以进行切割，或者同时驱动石材和龙门式导线装置以使得两者相向移动。

本实用新型中，收线轮安装座15和放线轮安装座91的结构相同，收线工字轮和放线工字轮的结构也相同，能够实现对调互换。

本实用新型中，龙门式框架和下导线轮支架构成了轮架结构，龙门式框架和下导线轮支架分别为轮架结构上相对布置的两个分体的部分。

本实施例中，上导线轮和下导线轮之间的金刚石线锯部分构成了竖向走线段，竖向走线段的用来切割石材的侧面为切割侧面。本实施例中，石材构成了毛坯工件，其他实施例中，毛坯工件可以为其他材质的结构。

本实施例中，放线结构为从动放线式结构，放线工字轮的转动依靠收线工字轮的转动。放线工字轮构成了放线轮，收线工字轮构成了收线轮。