1.本实用新型涉及硅棒加工技术领域，特别是涉及一种硅棒切割装置及硅棒加工设备。
背景技术：2.硅片为太阳能电池片制造过程中的核心部件，硅片的制造通常离不开硅棒的加工环节。
3.目前的硅棒加工过程中，通常在不同的场所布置不同的设备，分别使用多台不同功能类型的设备进行不同工序的加工处理，从而得到切片前的硅棒。
4.在实际生产中，通常采用使硅棒的轴线处于水平面内，采用卧式加工设备对硅棒进行加工。为了减小加工设备的占地面积，在工业生产中，也出现了使硅棒的轴线处于铅垂面内，从硅棒的端面采用正交的金刚线网进行切割的加工设备。
5.发明人在研究上述现有技术的过程中发现，上述现有技术方案存在如下缺点：现有的这种立式加工设备中的切割装置从硅棒的端面进行加工，所得到的硅棒表面质量仍然较低，需进一步抛光，使得硅棒加工效率低、成本高。
技术实现要素：6.本实用新型提供一种硅棒切割装置及硅棒加工设备，旨在解决现有硅棒加工方式硅棒表面质量仍然较低，需进一步抛光，使得硅棒加工效率低、成本高问题。
7.本实用新型实施例提供了一种硅棒切割装置，所述硅棒切割装置绕设有用于对待加工硅棒进行切割的切割线，且所述切割线与所述待加工硅棒的轴线平行，其中，所述待加工硅棒的轴线处于铅垂面内；
8.所述硅棒切割装置包括至少一个切割工位，每个所述切割工位具有一对互相平行的所述切割线。
9.可选地，所述硅棒切割装置包括n个所述切割工位，n个所述切割工位分别用于对所述待加工硅棒执行n次切割，其中，n为大于1的正整数。
10.可选地，所述硅棒切割装置包括支架、布线组件和进给驱动机构；
11.所述布线组件与所述支架连接，所述布线组件用于引导所述切割线在所述切割工位形成平行线网；
12.所述进给驱动机构与所述支架连接，所述进给驱动机构用于驱动所述支架带动所述平行线网靠近或远离所述待加工硅棒。
13.可选地，所述布线组件包括第一排线组件、第二排线组件、主辊组件和换向组件；
14.所述第一排线组件与所述切割线的一端固定，所述第二排线组件与所述切割线的另一端固定；所述第一排线组件和所述第二排线组件中一个用于收线，另一个用于放线；
15.所述切割线依次经过所述第一排线组件、所述主辊组件和所述第二排线组件，所述主辊组件用于支撑所述切割线在同一平面上形成所述平行线网；
16.所述换向组件设置于所述切割线的绕设路径上，所述换向组件用于引导所述切割线的绕设走向。
17.可选地，所述第一排线组件和所述第二排线组件均包括绕线轮、绕线轮安装座和排线驱动机构；
18.所述绕线轮安装座与所述支架滑动连接，所述绕线轮与所述绕线轮安装座转动连接，所述排线驱动机构用于驱动所述绕线轮安装座沿所述绕线轮的轴线方向平移。
19.可选地，所述主辊组件包括多个主辊导轮，多个所述主辊导轮均与所述支架转动连接；
20.多个所述主辊导轮支撑所述切割线在同一平面上形成所述平行线网。
21.可选地，所述主辊导轮连接有独立的驱动电机。
22.可选地，所述换向组件包括第一换向组件、第二换向组件和第三换向组件；
23.所述第一换向组件设置于所述第一排线组件与所述主辊组件之间的布线路径上，以引导所述切割线出入所述主辊组件；
24.所述第二换向组件设置于所述第二排线组件与所述主辊组件之间的布线路径上，以引导所述切割线出入所述主辊组件；
25.所述第三换向组件设置于所述主辊导轮之间，以引导所述切割线按序绕设形成所述平行线网。
26.可选地，所述换向组件还包括张力传感器和张紧电机；
27.所述张力传感器用于监测所述切割线的张力并控制所述张紧电机的转角，以调节所述换向组件的张紧力。
28.本实用新型实施例还提供了一种硅棒加工设备，所述硅棒加工设备包括前述的任一种硅棒切割装置。
29.在本实用新型实施例的硅棒切割装置中，由于硅棒切割装置中绕设的切割线与待加工硅棒的轴线平行，且待加工硅棒的轴线处于铅垂面内，硅棒切割装置包括至少一个切割工位，每个切割工位具有一对互相平行的切割线。因此，该硅棒切割装置可以在硅棒处于竖直立式的装夹状态时沿平行于轴线的方向进行切割。从而，沿硅棒长度方向，各部位基本同步进给切割，可以减小硅棒立式切割时硅棒侧面两端和中间的极差，能够提升切割后硅棒的表面品质。并且，当采用本实施例中切割线与硅棒轴线平行的方式进行切割时，由于无需涉及切割线与硅棒轴线夹角的调整过程，也有助于简化切割操作过程，提升加工效率。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1示出了本实用新型实施例中一种硅棒切割装置的轴测示意图；
32.图2示出了本实用新型实施例中硅棒切割装置的背向示意图；
33.图3示出了本实用新型实施例中一种硅棒加工设备的俯视示意图。
34.附图编号说明：
35.10-硅棒切割装置，20-待加工硅棒，101-支架，102-布线组件，1021-第一排线组件，1022-第二排线组件，1023-主辊组件，10211-绕线轮，10212
‑ꢀ
绕线轮安装座，g1-第一主辊导轮，g2-第二主辊导轮，g3-第三主辊导轮， g4-第四主辊导轮，g5-第五主辊导轮，g6-第六主辊导轮，g7-第七主辊导轮， g8-第八主辊导轮，h1-第一换向轮，h2-第二换向轮，h3-第三换向轮，h4
‑ꢀ
第四换向轮，h5-第五换向轮，h6-第六换向轮，h7-第七换向轮，h8-第八换向轮，h9-第九换向轮，h10-第十换向轮，h11-第十一换向轮，h12-第十二换向轮。
具体实施方式
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.参照图1和图2，示出了本实用新型提供的一种硅棒切割装置10的结构示意图，所述硅棒切割装置10绕设有用于对待加工硅棒20进行切割的切割线l，且所述切割线l与所述待加工硅棒20的轴线平行，其中，所述待加工硅棒20的轴线处于铅垂面内；
38.所述硅棒切割装置10包括至少一个切割工位，每个所述切割工位具有一对互相平行的所述切割线l。
39.具体而言，如图1所示，本实用新型实施例提供的硅棒切割装置10为一种对硅棒进行立式切割的装置，即当待加工硅棒20的轴线处于铅垂面内时，对待加工硅棒20切割去除边皮，将横截面为圆形的硅棒切割成为横截面为方形或其他多边形形状的硅棒。
40.在硅棒切割装置10中绕设有用于对待加工硅棒20进行切割的切割线，当待加工硅棒20被转换到与硅棒切割装置10对应的位置时，可以由硅棒切割装置10带动切割线l沿图示的y方向进给运动，逐渐靠近待加工硅棒20，伴随切割线l自身的往复收放运动，可将待加工硅棒20的边皮切除。需要说明的是，切割线l可以为金刚石线锯，金刚石线锯也称为金刚线，是指利用电镀工艺或树脂结合的方法，将金刚石磨料固定在金属丝上。
41.硅棒切割装置10中应包括至少一个切割工位，切割线l在绕设在切割工位时，以一对平行线的方式布设。例如，一根切割线l绕入到硅棒切割装置10中之后，经过多次方向的调整变换，在切割工位处形成沿上下走向的一对平行线，然后绕出硅棒切割装置10。当硅棒切割装置10带动互相平行的切割线l进给运动时，这一对切割线l可以同时对待加工硅棒20不同位置的两处边皮进行切除。
42.在上述的切割过程中，切割线l与待加工硅棒20接触摩擦的部分始终与待加工硅棒20的轴线平行。结合图1的示意，也即，在待加工硅棒20的轴线位于铅垂面内以立式姿态夹持固定时，切割线l也沿铅垂方向布设，切割线l上下往复运动实现切割线l的收放，硅棒切割装置10在驱动机构的驱动下靠近待加工硅棒20运动即可实现切割线l的进给，两个运动方向的配合，即可实现对立式姿态的待加工硅棒20，采取切割线l与轴线平行的方式，从待加工硅棒20的侧面进行切割。
43.在本实用新型实施例的硅棒切割装置中，由于硅棒切割装置中绕设的切割线与待加工硅棒的轴线平行，且待加工硅棒的轴线处于铅垂面内，硅棒切割装置包括至少一个切割工位，每个切割工位具有一对互相平行的切割线。因此，该硅棒切割装置可以在硅棒处于
竖直立式的装夹状态时沿平行于轴线的方向进行切割。从而，沿硅棒长度方向，各部位基本同步进给切割，可以减小硅棒立式切割时硅棒侧面两端和中间的极差，能够提升切割后硅棒的表面品质。并且，当采用本实施例中切割线与硅棒轴线平行的方式进行切割时，由于无需涉及切割线与硅棒轴线夹角的调整过程，也有助于简化切割操作过程，提升加工效率。
44.可选地，所述硅棒切割装置10包括n个所述切割工位，n个所述切割工位分别用于对所述待加工硅棒20执行n次切割，其中，n为大于1的正整数。
45.具体而言，一种实施方式中，上述的硅棒切割装置10可以包括至少两个切割工位，每个切割工位均可以对待加工硅棒20的边皮进行切除，可以设定各个切割工位分别对待加工硅棒20的不同部位的边皮进行切除。
46.示例性地，硅棒切割装置10可以包括第一切割工位和第二切割工位，一根切割线在硅棒切割装置10中绕设时，可以分别经过第一切割工位和第二切割工位，在两个切割工位分别形成两组平行线，第一切割工位的平行线可以对待加工硅棒20进行第一次切割，第二切割工位的平行线可以对待加工硅棒20进行第二次切割。需要说明的是，对于待加工硅棒20的装夹固定，配合两个切割工位完成两次切割即可，对于装夹工位的数量及方式，本实用新型中不做限定。
47.例如，可以辅助使用具有两个装夹工位的工位转换装置，在两个切割工位进行方棒的切割时，第一装夹工位可以装夹待加工硅棒a，第二装夹工位可以装夹待加工硅棒b，工位转换装置携带待加工硅棒a先转换至第一切割工位，进行第一组对边的切割，然后，工位转换装置携带待加工硅棒a再转换至第二切割工位，进行第二组对边的切割。对待加工硅棒a进行第二次切割的同时，工位转换装置还可以携带待加工硅棒b转换至第一切割工位，进行第一组对边的切割。当工位转换装置携带待加工硅棒a从第二切割工位移出进行卸料的同时，可利用空置的第二切割工位对待加工硅棒b进行第二次切割。从而利用两个装夹工位同时配合两个切割工位进行切割，既可以满足硅棒切割形状的要求，还可以避免工位闲置等待，有助于提高硅棒的切割效率。当然，对于切割工位以及装夹工位为两个以上时的工作原理，与上述过程类似，此处不再赘述。
48.可选地，参照图1和图2，所述硅棒切割装置10包括支架101、布线组件102和进给驱动机构；
49.所述布线组件102与所述支架101连接，所述布线组件102用于引导所述切割线l在所述切割工位形成平行线网；
50.所述进给驱动机构与所述支架101连接，所述进给驱动机构用于驱动所述支架101带动所述平行线网靠近或远离所述待加工硅棒20。
51.具体而言，一种实施方式中，如图1和图2所示，图1给出了硅棒切割装置10的轴测示意图，图2为硅棒切割装置10从与平行线网相对的背面观察的示意图。上述的硅棒切割装置10可以包括支架101、布线组件102和进给驱动机构。支架101可以为框架结构，用于连接支撑布线组件102，以引导切割线l在各个切割工位形成平行线网。结合图1和图2的示意，可以理解的是，切割线l绕通过布线组件102绕设在支架101上形成平行线网之后，平行线网与支架101同步运动即可实现对待加工硅棒20的进给切割。因此，可采用气缸、丝杠等线性驱动机构作为进给驱动机构，与支架101连接，用于驱动支架101以及平行线网沿水平方向(即沿图1示意的y方向)靠近或者远离待加工硅棒20，对待加工硅棒20进行切割。当然，还可以
在支架101 的底部设置导轨对其运动进行导向。
52.可选地，所述布线组件102包括第一排线组件1021、第二排线组件1022、主辊组件1023和换向组件；
53.所述第一排线组件1021与所述切割线l的一端固定，所述第二排线组件1022与所述切割线l的另一端固定；所述第一排线组件1021和所述第二排线组件1022中一个用于收线，另一个用于放线；
54.所述切割线l依次经过所述第一排线组件1021、所述主辊组件1023和所述第二排线组件1022，所述主辊组件1023用于支撑所述切割线l在同一平面上形成所述平行线网；
55.所述换向组件设置于所述切割线l的绕设路径上，所述换向组件用于引导所述切割线l的绕设走向。
56.具体而言，一种实施方式中，如图1和图2所示，对于切割线l的布线，可以由第一排线组件1021、第二排线组件1022、主辊组件1023和换向组件组成上述的布线组件102。第一排线组件1021和第二排线组件1022分别与切割线l的两端固定，当第一排线组件1021承担释放切割线l的作用时，可由第二排线组件1022与之配合承担收紧切割线l的作用。可以理解的是，反之，若第一排线组件1021收紧切割线l，则第二排线组件1022可以释放切割线l。第一排线组件1021和第二排线组件1022相互配合，可以实现切割线l的收放运动。切割线l处于第一排线组件1021和第二排线组件1022 之间的部分在主辊组件1023的支撑下，可以组成至少一对平行线，形成平行线网，从而实现对待加工硅棒20一组对边的切割。需要说明的是，切割线l在绕设形成平行线网的路径上，还可以借助于换向组件实现切割线l走向的调整切换，引导切割线l按照设计走向布设，以减小设备的空间体积。
57.可选地，所述第一排线组件1021和所述第二排线组件1022均包括绕线轮10211、绕线轮安装座10212和排线驱动机构；
58.所述绕线轮安装座10212与所述支架101滑动连接，所述绕线轮10211 与所述绕线轮安装座10212转动连接，所述排线驱动机构用于驱动所述绕线轮安装座10212沿所述绕线轮12211的轴线方向平移。
59.具体而言，一种实施方式中，对于第一排线组件1021和第二排线组件 1022中任意一个排线组件，除了实现基本的收放切割线功能。如图2所示，为了避免切割线l的堆叠错乱，第一排线组件1021和第二排线组件1022均包括绕线轮10211、绕线轮安装座10212和排线驱动机构。绕线轮10211可以为缠绕切割线l的卷筒，绕线轮安装座10212为安装绕线轮10211的底座，绕线轮10211与绕线轮安装座10212转动连接，当绕线轮10211在绕线轮安装座10212上转动时即可收放切割线l。可将排线驱动机构与绕线轮安装座 10212连接，由排线驱动机构驱动绕线轮安装座10212沿绕线轮10211的轴线方向平移，随着绕线轮安装座10212的平移，绕线轮10211也随之移动，可以使得切割线l在绕线轮10211上分层紧密排布避免堆叠错乱。
60.可选地，所述主辊组件1023包括多个主辊导轮，多个所述主辊导轮均与所述支架101转动连接；
61.多个所述主辊导轮支撑所述切割线l在同一平面上形成所述平行线网。
62.具体而言，一种实施方式中，前述的主辊组件1023可以包括多个主辊导轮，每个主辊导轮均与支架101转动连接。例如，可以使用四个主辊导轮采取矩形的布置方式转动连接
h4的轮缘与第二主辊导轮g2的轮缘相切，第五换向轮h5的轮缘与第三主辊导轮g3的轮缘相切，第八换向轮h8的轮缘与第一主辊导轮g1的轮缘相切，第九换向轮h9的轮缘与第四主辊导轮g4的轮缘相切，其中，第二平面与第一平面正交。第六换向轮h6和第七换向轮h7布置于第三平面内，第六换向轮h6与第五换向轮h5同轴，第七换向轮h7与第八换向轮h8同轴，其中，所述第三平面与第一平面平行。
72.切割线l从第一排线组件1021绕出，依次经过第一换向轮h1、第二换向轮h2、第三换向轮h3、第二主辊导轮g2、第六主辊导轮g6、第四换向轮h4、第五换向轮h5、第三主辊导轮g3、第七主辊导轮g7、第六换向轮 h6、第七换向轮h7、第五主辊导轮g5、第一主辊导轮g1、第八换向轮h8、第九换向轮h9、第四主辊导轮g4、第八主辊导轮g8、第十换向轮h10、第十一换向轮h11、第十二换向轮h12，绕回至第二排线组件1022。
73.可选地，所述换向组件还包括张力传感器和张紧电机；
74.所述张力传感器用于监测所述切割线l的张力并控制所述张紧电机的转角，以调节所述换向组件的张紧力。
75.具体而言，一种实施方式中，上述的换向组件中还可以包括张力传感器和张紧电机。具体地，可将张紧电机布置在切割线l的绕设路径上，在张紧电机的输出轴上连接张紧力臂，在张紧力臂的端部装设滑轮或导向轮，使切割线l绕设经过该滑轮或导向轮，将应变片一类的张力传感器固定在张紧力臂上，可以通过张力传感器监测切割线l的张力。同时，该张力传感器还与控制器电连接，可将监测结果以电信号的形式传输给控制器，控制器基于监测结果可以控制张紧电机的转角，从而带动张紧力臂转动，实现对换向组件的张紧力的调节，也即对换向组件中切割线l的张紧力调节，可以避免切割线l长时间使用后的松弛。
76.本实用新型实施例还提供了一种硅棒加工设备，所述硅棒加工设备包括前述的任一种硅棒切割装置。
77.在本实用新型实施例中的硅棒加工设备可以为包括上述任一种硅棒切割装置的加工设备，该硅棒加工设备可以通过配备硅棒自动上下料的装置、硅棒工位转换的装置、以及对硅棒预先进行加工开槽的装置等至少一种装置，将这些装置与上述的硅棒切割装置配合，可以实现对硅棒更高精度的自动化加工，有助于提升硅棒加工品质以及加工效率。
78.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
79.上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。
技术特征：1.一种硅棒切割装置，其特征在于，所述硅棒切割装置绕设有用于对待加工硅棒进行切割的切割线，且所述切割线与所述待加工硅棒的轴线平行，其中，所述待加工硅棒的轴线处于铅垂面内；所述硅棒切割装置包括至少一个切割工位，每个所述切割工位具有一对互相平行的所述切割线。2.根据权利要求1所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述硅棒切割装置包括n个所述切割工位，n个所述切割工位分别用于对所述待加工硅棒执行n次切割，其中，n为大于1的正整数。3.根据权利要求1或2所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述硅棒切割装置包括支架、布线组件和进给驱动机构；所述布线组件与所述支架连接，所述布线组件用于引导所述切割线在所述切割工位形成平行线网；所述进给驱动机构与所述支架连接，所述进给驱动机构用于驱动所述支架带动所述平行线网靠近或远离所述待加工硅棒。4.根据权利要求3所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述布线组件包括第一排线组件、第二排线组件、主辊组件和换向组件；所述第一排线组件与所述切割线的一端固定，所述第二排线组件与所述切割线的另一端固定；所述第一排线组件和所述第二排线组件中一个用于收线，另一个用于放线；所述切割线依次经过所述第一排线组件、所述主辊组件和所述第二排线组件，所述主辊组件用于支撑所述切割线在同一平面上形成所述平行线网；所述换向组件设置于所述切割线的绕设路径上，所述换向组件用于引导所述切割线的绕设走向。5.根据权利要求4所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述第一排线组件和所述第二排线组件均包括绕线轮、绕线轮安装座和排线驱动机构；所述绕线轮安装座与所述支架滑动连接，所述绕线轮与所述绕线轮安装座转动连接，所述排线驱动机构用于驱动所述绕线轮安装座沿所述绕线轮的轴线方向平移。6.根据权利要求4所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述主辊组件包括多个主辊导轮，多个所述主辊导轮均与所述支架转动连接；多个所述主辊导轮支撑所述切割线在同一平面上形成所述平行线网。7.根据权利要求6所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述主辊导轮连接有独立的驱动电机。8.根据权利要求4所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述换向组件包括第一换向组件、第二换向组件和第三换向组件；所述第一换向组件设置于所述第一排线组件与所述主辊组件之间的布线路径上，以引导所述切割线出入所述主辊组件；所述第二换向组件设置于所述第二排线组件与所述主辊组件之间的布线路径上，以引导所述切割线出入所述主辊组件；所述第三换向组件设置于所述主辊导轮之间，以引导所述切割线按序绕设形成所述平行线网。
9.根据权利要求4所述的硅棒切割装置，其特征在于，所述换向组件还包括张力传感器和张紧电机；所述张力传感器用于监测所述切割线的张力并控制所述张紧电机的转角，以调节所述换向组件的张紧力。10.一种硅棒加工设备，其特征在于，所述硅棒加工设备包括权利要求1至9任一项所述的硅棒切割装置。
技术总结本实用新型实施例提供了一种硅棒切割装置及硅棒加工设备，所述硅棒切割装置绕设有用于对待加工硅棒进行切割的切割线，且所述切割线与所述待加工硅棒的轴线平行，其中，所述待加工硅棒的轴线处于铅垂面内；所述硅棒切割装置包括至少一个切割工位，每个所述切割工位具有一对互相平行的所述切割线。本实用新型实施例的硅棒切割装置中，可以减小硅棒立式切割时硅棒侧面两端和中间的极差，能够提升切割后硅棒的表面品质。并且，当采用本实施例中切割线与硅棒轴线平行的方式进行切割时，由于无需涉及切割线与硅棒轴线夹角的调整过程，也有助于简化切割操作过程，提升加工效率。提升加工效率。提升加工效率。
技术研发人员：相鹏飞 成路 郭瑞波 尚小端
受保护的技术使用者：隆基绿能科技股份有限公司
技术研发日：2021.09.26
技术公布日：2022/7/5
