[发明专利]一种硅棒或其它晶体材料的切割装置及其方法

权利要求书

1.一种硅棒或其它晶体材料的切割装置，包括料台机构（1）、机架（3）、硅棒固定机构（5）、线网支撑机构（6）、工作台（7）和张力机构（11），其特征是：所述机架（3）内部设置有线网支撑机构（6），所述线网支撑机构（6）设置在工作台（7）的上部，工作台（7）处于机架（3）内且与机架（3）上设置的导轨（4）上下运动形成滑动连接，所述线网支撑机构（6）的上部设置有用于固定硅棒（9）的硅棒固定机构（5），在机架（3）的顶部设置有料台机构（1），所述料台机构（1）和硅棒固定机构（5）为同心设置，在工作台（7）一侧面机架（3）的外部设有两套张力机构（11），所述张力机构（11）通过金刚石线分别连接线网支撑机构（6）。

2.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述线网支撑机构（6）包括两个双辊支座（24），所述两个双辊支座（24）为相同结构，其中任一双辊支座（24）的一侧面及相邻侧面上分别上下间隔设置有上网上支撑辊（35）、上网下支撑辊（23）和下网上支撑辊（36）、下网下支撑辊（37），其中一个双辊支座（24）上设置的上网上支撑辊（35）、上网下支撑辊（23）和下网上支撑辊（36）、下网下支撑辊（37）分别对应另一个双辊支座（24）上设置的上网上支撑辊（35）、上网下支撑辊（23）和下网上支撑辊（36）、下网下支撑辊（37）形成平行四边形或正方形或长方形。

3.根据权利要求2所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述两双辊支座（24）中其中一个双辊支座（24）上设置的上网上支撑辊（35）和上网下支撑辊（23）和另一个双辊支座（24）上设置的上网上支撑辊（35）和上网下支撑辊（23）外部分别对应设置有主动轮（34）和从动轮（38）形成上切割网，其中一个双辊支座（24）上设置的下网上支撑辊（36）和下网下支撑辊（37）和另一个双辊支座（24）上设置的下网上支撑辊（36）和下网下支撑辊（37）外部分别对应设置有主动轮（34）和从动轮（38）形成下切割网，所述主动轮（34）均由驱动电机（33）驱动形成主轴动力机构（12）。

4.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述料台机构（1）包括固定体（25）、料台（26）、托板（27）、气缸（28）、支架（29）、顶杆（30）和料托（31），所述支架（29）设置在机架（3）的顶部，在支架（29）的上部设置有气缸（28），所述气缸（28）通过顶杆（30）与设置在支架（29）下部的固定体（25）连接，所述固定体（25）的下部依次设置有料台（26）、托板（27）和料托（31），所述料托（31）的下端固定有硅棒（9）或料托（31）通过切透体（32）固定有硅棒（9），其中料托（31）与硅棒（9）同心设置。

5.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述硅棒固定机构（5）包括顶杆（16）、外杆（18）、固定盘（20）和顶轮（21），所述固定盘（20）通过固定脚（22）固定在双辊支座（24）的上部，在固定盘（20）的内圆面上设置至少三个外杆（18），所述外杆（18）的一端为中空结构，所述顶杆（16）的一端插入外杆（18）的内孔中且为活动连接，所述顶杆（16）的另一端固定有顶轮（21），在固定盘（20）的下部设置有喷水环（19）。

6.根据权利要求5所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述外杆（18）与顶杆（16）的插接部位设置有弹性体，所述弹性体为弹簧或具有弹性的橡胶。

7.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述主轴动力机构（12）通过金钢石线与设置在侧架（10）下部的收放线机构（13）和排线机构（14）连接。

8.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述机架（3）的顶部设置有驱动机构（2）驱动工作台（7）上下运动，驱动机构（2）、张力机构（11）、收放线机构（13）、主动轮（34）和料台机构（1）分别连接控制系统，所述控制系统为PLC或运动控制卡。

9.根据权利要求1所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置，其特征是：所述机架（3）的顶部设置有用于吊装的吊环（8），在机架（3）的下部设置有连接脚（15）。

10.实施权利要求1～9任一权利要求所述的硅棒或其它晶体材料的切割装置的一种硅棒或其它晶体材料的切割方法，其特征是：首先将金钢石线由收放线机构（13）中的放线辊出发、经导线机构（39）、张力机构（11）和主轴动力机构（12），然后在线网支撑机构（6）上进行缠绕，其中一网的绕线为：金钢石线从主动轮（34）上设置的动力主辊的第一条槽的下面进来，然后金刚石线依次经过上网下支撑辊（23）的上部、切割区域后，所述金钢石线从对面的上网下支撑辊（23）上部，进入从动轮（38）上设置的从动辊第一条槽的下面，拉至从动辊的上面，然后从上网上支撑辊（35）的上面，经切割区域，从对面上网上支撑辊（35）的上面进入主动辊的第二条槽的上面，绕至下面，依此循环，直至从主动辊的最后一条槽的上面拉出，当金刚石线在线网支撑机构（6）绕线完成后，金刚石线经张力机构（11）和导线机构（39）固定到收放线机构（13）中的收线辊，形成一个回路的切割网线，一网线在切割区域形成两层；另一网的绕线动作同上；绕完线后，切割区域总共呈四层线，上下两网的各两层线网分别交错，即从上往下数分别是：上网的上层――下网的上层――上网的下层――下网的下层，由四层线交错形成了方硅芯的截面形状；然后将粘接好的硅棒（9）置入料台机构（1）中，通过气缸（28）将硅棒（9）顶端的料托（31）与托板（27）压紧；所述料托（31）和托板（27）是两个内外球面接触,将气缸（28）松开，操作人员可站在工作台上将硅棒（9）校正，然后再把气缸（28）压紧，简单解决硅棒（9）的校准问题，避免了因硅棒（9）粘接误差而导致切斜的现象，气缸（28）的活塞杆上套有一根强力压缩弹簧，与气缸（28）一起将硅棒（9）压紧，避免了在工作过程中因气缸（28）失常而导致硅棒（9）压不紧的现象；在硅棒（9）的下端设置有硅棒固定机构（5），所述硅棒固定机构（5）在硅棒（9）的外侧面缓慢移动，其中硅棒固定机构（5）中每一个顶轮（21）后面均设有弹性体；上料后，顶轮（21）同时被弹性体压紧顶在硅棒（9）上，所述硅棒固定机构（5）同线网支撑机构（6）一起上升；分别启动冷却水、主轴动力机构（12）收放线机构（13）、排线机构（14）和驱动机构（2）对硅棒（9）进行切割，待切割完成后，取下切割后的成品便完成了一次切割加工。