树脂金刚线制线的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种树脂金刚线制线机。它包括放线轮机构、放线侧排线机构、浆料涂敷机构、加热固化炉、线径监测机构、收线轮机构、收线侧线轮排线机构、PLC控制机构及框架结构，所述放线轮机构中的放线轮和收线轮机构中的收线轮均由带旋转编码器的驱动电机驱动，在所述放线侧排线机构中安装有张力检测装置和线速检测装置，所述收线轮、放线轮的驱动电机与所述张力检测装置和线速检测装置形成闭环控制系统，以保证金刚线恒速、恒张力运行。本实用新型具有积极有益的效果：整机在制造加工及零件定位上具有相当高的精度且温控精确；设备结构紧凑，占地面积小；适用范围宽，能加工生产多种规格的产品；浆料涂敷均匀，在钢线圆周涂层厚度均一。
【专利说明】树脂金刚线制线机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种制线机，具体涉及一种树脂金刚线制线机。
【背景技术】
[0002]传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，同时全球还有20 亿人得不到正常的能源供应。这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能 源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。这之中太阳能以其独有的优势而成 为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉 价、人类能够自由利用的能源。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太 阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳能电池 板(组件)、控制器和逆变器三大部分组成，其中太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心 部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。
[0003]硅片切割是太阳能光伏电池制造过程中至关重要的部分，新一代切割方法树脂金 钢线的制造成为光伏行业业内人士关注的焦点，更细的切割线可有效降低硅片表面的粗糙 度，提高表面平行度，光电转化效率及硅片产出率从而降低制造成本。新工艺的采用也向设 备制造厂家提出更高标准的技术要求，目前一些厂家也正在着手研究金刚线生产设备的制 造，但面临共同的技术难点如下:
[0004](I)设备结构要紧凑，需满足:线轮放线一钢线输送一金刚石浆料的涂敷一加热固 化一线径在线检测一线轮卷取，整个生产工艺过程。
[0005](2)浆料涂敷要均匀，在钢线圆周涂层厚度要一致，不得出现“偏心”现象，加热固 化温度控制要灵活并精确温控，保证金刚石涂层在钢线表面的附着强度。否则硅片切割机 在切割过程中易出现晶硅片划伤，断线等造成损失。由于制造工艺的高标准要求，所以要求 树脂金刚线，制线机设备整机在水平和垂直方向的加工及系统控制过程中必须具有相当高 的精度。
[0006](3)在金刚线产品加工及设备传动稳定性能的两方面，要保证钢线具有足够大的 张力，避免损伤芯线。
[0007](4)加工产品规格不能单一，适用范围宽。
[0008](5)在收线轮方面可安装不同规格切割机线轮，已适用于多种品牌硅片切割机的 使用。
【发明内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、整机在制造加工及零件定位 上具有相当高的精度且温控精确、适用范围宽的树脂金刚线制线机。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:
[0011 ] 一种树脂金刚线制线机，包括放线轮机构、放线侧排线机构、浆料涂敷机构、加热 固化炉、线径监测机构、收线轮机构、收线侧线轮排线机构、PLC控制机构及框架结构，所述放线轮机构中的放线轮和收线轮机构中的收线轮均由带旋转编码器的驱动电机驱动，在所 述放线侧排线机构中安装有张力检测装置和线速检测装置，所述收线轮、放线轮的驱动电 机与所述张力检测装置和线速检测装置形成闭环控制系统，以保证金刚线恒速、恒张力运 行。
[0012]所述加热固化炉为整体式多温区控制加热式或加热炉串联多段控温式固化炉。
[0013]所述放线侧排线机构包括传动丝杠、带旋转编码器的驱动电机、第一转向轮、第二 转向轮、钢线位移量检测和线轮前、后两端到位检测单元、滑动导轨及定位支架。
[0014]所述树脂金刚线制线机还设置有浆料供给机构。
[0015]所述张力检测装置中的传感器为拉力或压力式、霍尔磁敏式、接近感应式中的任
意一种。
[0016]本实用新型具有积极有益的效果:
[0017]1.整机在制造加工及零件定位上具有相当高的精度且温控精确；
[0018]2.设备结构紧凑，占地面积小；
[0019]3.适用范围宽，能加工生产多种规格的产品；
[0020]4.浆料涂敷均匀，在钢线圆周涂层厚度均一。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为一种树脂金刚线制线机的结构示意图。
[0022]图中，I为框架结构，2为放线轮，3为卷出的钢线，4、6、18、19为转向轮，8、9、10、 13、14、16、17、20为导线轮，7为定位线轮，5为传动丝杠，11为金刚石浆料涂敷机构，12为 加热固化炉，15为线径监测机构，21为收线侧线轮排线机构，22为收线轮，23为操作触摸 屏，24为加热固化炉温度控制器，25为加热固化炉温度传感器，26为涂敷浆料后的钢线，27 为半成品金刚线，28为张力测量装置，29为滑动导轨及定位支架，30为放线侧排线系统的 滑动导轨及定位支架。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例进一步阐述本实用新型。
[0024]实施例1 一种树脂金刚线制线机，参见图1，包括放线轮机构、放线侧排线机构、浆 料涂敷机构11、加热固化炉12、线径监测机构15、收线轮机构、收线侧线轮排线机构、PLC控 制机构及框架结构1，所述放线轮机构中的放线轮2和收线轮机构中的收线轮22均由带旋 转编码器的驱动电机驱动，在所述放线侧排线机构中安装有张力检测装置28和线速检测 装置(安装在导线轮8上)，所述收线轮22、放线轮2的驱动电机与所述张力检测装置28和 线速检测装置形成闭环控制系统，以保证金刚线恒速、恒张力运行，采用双轴同步恒张力控 制技术，以串行同步控制方式通过软件实现主从控制，两线轮同步加、减速和运行，以其中 一个线轮转速为基准，通过张力检测装置28将机械位移量转换为模拟量0-10V电压信号或 4-20MA电流信号反馈到PLC，来调整另一个线轮转速的快慢，两个线轮有一定的转速差，转 速差值的大小决定钢线运行张力值的大小。放线轮2在钢线逐渐减少，负载减轻转速有慢 到快，收线轮相反，负载加重转速有快变慢的前提下，能保证钢线在两线轮变速过程中钢线 原有张力值的最大化，不被拉伸变形和损伤，使线速运行恒定，钢线恒张力运行。[0025]收线轮22、放线轮2在开机同步启动和停机减速过程中设置时间可稍微长一些， 这样运行会更稳定，以放线轮为基准，设备运行线速度如设定为SOOmm/sec，张力设定为 5N，收、放两线轮同步加速启动，靠自身所带编码器反馈信号来稳定线轮速度。在加、减速的 过程中或运行中负载发生变化时控制原理如下:
[0026]当放线轮2转速降低一导线轮9略微向下移动一机械位移发生变化，张力值增大 —张力测量装置28传感器输出4 - 20MA电流值减小一PLC控制收线输出模块4 一 20MA 电流值下降一收线转速降低一张力恢复设定值一线速下降一导线轮8测速反馈信号降低 —PLC控制放线输出模块4一20MA电流值增大一放线轮2转速上升一张力减小一收线轮转 22速加快一线速恒定为设定值。
[0027]当收线轮22转速降低一导线轮9略微向上移动一机械位移发生变化，张力值减小 —张力测量装置28传感器输出4 - 20MA电流值增大一PLC控制收线输出模块4 一 20MA 电流值上升一收线转速加快一张力值保持恒定。
[0028]若放线轮2或收线轮22负载减轻或转速上升时控制过程相反。
[0029]所述放线侧排线机构包括传动丝杠、带旋转编码器的驱动电机、第一转向轮、第二 转向轮、钢线位移量检测和线轮前、后两端到位检测单元、滑动导轨及定位支架。收、放线侧 排线机构及控制方式基本相同，区别是放线侧导线轮4、6与收线侧导线轮19、20上下位置 有所不同，此四个转向轮能改变钢线运行方向，可防止钢线在收放线过程中的斜拉，由排线 机构带动做前、后方向水平位移保证放线轮2、排线机构、定位线轮7三个部分之间钢线在 同一条中心线上运行。以放线侧排线机构为例，由传动丝杠、带旋转编码器的驱动电机(伺 服或步进电机，传动丝杠5、转向轮4、6、钢线前、后位移量和丝杠前、后限位检测系统、滑动 导轨及定位支架30等部分组成，运动方式为前后往复直线运动。
[0030]排线间距参数的大小即为传动丝杠电机运转速度的快慢，采用闭环控制由旋转编 码器反馈电机运行速度，电机所带负载的大小发生变化时也能保证丝杠恒速运转，定位滑 动导轨可避免丝杠所带负载运行时产生的“抖动”现象，增强稳定性和提高排线精度。在收 线轮(即切割机线轮)排线时尤为重要。线轮转动速度加快，排线机构前、后位移速度也同步 增加，钢线前、后位移量检测可保证线轮钢线和导线轮4处于一条中心线上，避免钢线斜拉 所造成的磨损和钢线变形。丝杠前、后限位检测负责检查钢线到线轮前、后边缘位置时发出 的到位信号，使丝杠电机反相转动。丝杠前、后限位开关位置可以调整，根据不同切割机线 轮的长短，可有人工调整到最佳位置然后在紧固。
[0031]放线轮开始转动，当钢线位移量检测系统前限位开关检测到钢线时，输出24DC到 PLC输入模块一PLC检测到位信号后一输出模块输出24DC —电机控制器一丝杠电机反转运 行一丝杠定位支架上的导线轮4、6向前移动一钢线放线至线轮边后一丝杠前限位开关输 出24DC — PLC控制丝杠电机正转一排线机构向后移动，如此反复循环直至结束。
[0032]所述加热固化炉为整体式多温区控制加热式或加热炉串联多段控温式固化炉。
[0033]所述树脂金刚线制线机还设置有浆料供给机构。金刚石浆料供料泵电机有变频器 控制转速，参数设定后经PLC内部计算，通过模拟量输出模块，输出4-20MA信号到变频器控 制端子，电机以一定的频率开始转动，涂敷机构内有浆料进入，为保证供料量，在涂敷机构 内可将浆料稳定在一定的范围内，低液位报警提醒操作人员加快电机转速，高液位自动停 机，料浆低于高液位探头后供料泵延时自动开启。供料量的多少与钢线运行速度有关，通过生产经验的积累可总结出最佳的供料量。
[0034]上述树脂金刚线制线机运行步骤如下:
[0035](I)首先将卷有经表面处理后的钢线线轮安装到放线侧放线轮2旋转轴上，然后 安装锥形挡片并调效同心度后再用双螺帽压紧；
[0036](2)将切割机线轮清洗干净并检查有无损伤，正常后方可安装在收线侧收线轮22 旋转轴上，安装方式同上；
[0037](3)在根据生产工艺要求在涂敷机构内安装适当的拉模磨具，模具中心孔径的大 小决定金刚线的线径；
[0038](4)慢慢转动放线轮人工将钢线按图中4 — 6 — 7 — 8 — 9—10 — 11 — 12—13—14—1 5 — 16 — 17 — 18 — 19 — 20位置依次穿入，在收线轮上缠绕几圈并打结后再次转动三圈即可；
[0039](5)在触摸屏上设置所需要的运行参数，如加工长度，排线间距，加热温度，线速 度，张力值，料浆泵转速等；
[0040](6)在金刚石涂敷系统供料桶内倒入配制好的浆料；
[0041](7)准备工作完毕后，开机运转观察各项运行数据温度、速度、张力等是否达到设 定值，无异常现象带稳定后即可打开浆料供给系统；
[0042]设置为自动方式时经软件延时后供料系统可自动启动，延时时间可在触摸屏上修 改，如有故障自动停车。
[0043](8)设备加工的金刚线长度接近设定的目标值时，绿色信号灯闪烁，提醒操作人员 注意，到达设定长度之后自动停机绿灯常亮。金刚线预警长度值可根据操作人员熟练程度 设定，以便提前准备下一卷产品所需的物资。
[0044]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述， 但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易 见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型 要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种树脂金刚线制线机，包括放线轮机构、放线侧排线机构、浆料涂敷机构、加热固 化炉、线径监测机构、收线轮机构、收线侧线轮排线机构、PLC控制机构及框架结构，其特征 在于，所述放线轮机构中的放线轮和收线轮机构中的收线轮均由带旋转编码器的驱动电机 驱动，在所述放线侧排线机构中安装有张力检测装置和线速检测装置，所述收线轮、放线轮 的驱动电机与所述张力检测装置和线速检测装置形成闭环控制系统，以保证金刚线恒速、 恒张力运行。
2.根据权利要求1所述的树脂金刚线制线机，其特征在于，所述加热固化炉为整体式 多温区控制加热式或加热炉串联多段控温式固化炉。
3.根据权利要求1所述的树脂金刚线制线机，其特征在于，所述放线侧排线机构包括 传动丝杠、带旋转编码器的驱动电机、第一转向轮、第二转向轮、钢线位移量检测和线轮前、 后两端到位检测单元、滑动导轨及定位支架。
4.根据权利要求1所述的树脂金刚线制线机，其特征在于，所述树脂金刚线制线机还 设置有浆料供给机构。
5.根据权利要求1所述的树脂金刚线制线机，其特征在于，所述张力检测装置中的传 感器为拉力或压力式、霍尔磁敏式、接近感应式中的任意一种。
【文档编号】B05D7/20GK203381052SQ201320353682
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年6月20日 优先权日:2013年6月20日
【发明者】任磊, 穆保定, 李要正, 宋贺臣 申请人:开封恒锐新金刚石制品有限公司