旋转式多线开方机及工件开方方法
【专利摘要】本发明提供一种旋转式多线开方机及工件开方方法，该旋转式多线开方机包括有底座、工件承载装置、工件切割机构、工件顶撑机构、以及旋转装置，其中，利用工件顶撑机构顶撑工件承载台上的待切割工件以使待切割工件脱离工件承载台，利用旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构相对旋转以调整切割角度，实现了自动调节所述待切割工件所需的切割角度，从而能在调整后的切割角度对待切割工件继续进行切割。本发明解决了现有技术在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、人工翻转造成浪费人力成本、通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题，大大提升了工作效率及提高了工件的切割质量。
【专利说明】
旋转式多线开方机及工件开方方法
技术领域
[0001]本发明涉及切割领域，尤其涉及一种旋转式多线开方机及工件开方方法。
【背景技术】
[0002]线切割技术是目前世界上比较先进的开方加工技术，它的原理是通过高速运动的金钢线对待加工工件(例如:硅棒、蓝宝石、或其他半导体硬脆材料)进行摩擦，切出方锭，从而达到切割目的。在对工件的切割过程中，金钢线通过导线轮的引导，在主线辊上形成一张切割线网，利用这一张切割线网而对待加工工件进行切割，同时，装配在设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至金钢线和工件的切削部位，由金钢线往复运动产生切削，以将半导体等硬脆材料一次同时切割为多块。
[0003]以硅锭开方为例，通常需要待加工的硅锭进行两次切割(第一切割角度与第二切割角度一般相差90°角)，那么，势必需要在第一次切割后来改变切割角度以进行第二次切害J，而在现有技术中，多是采用附加的辅助治具作用于待加工硅锭以使其调整位置，改变切割角度。但，这样的技术，附加的辅助治具存在结构复杂、不易操控等问题，且待加工硅锭在调整位置时易出现各个切割部分(由于待加工硅锭在调整位置前已执行了一次切割作业，形成了多个长条状的硅锭条，各个硅锭条之间间隙很小)在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故，影响后续硅锭的切割质量。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种旋转式多线开方机，用于解决现有的切割设备在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、且需要人工翻转造成浪费人力成本，通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题。
[0005]本发明在一方面提供一种旋转式多线开方机，包括:
[0006]底座；
[0007]工件承载装置，活动设于所述底座上，包括有用于承载待切割工件的工件承载台；所述工件承载台开设有并行的多个切割缝；
[0008]工件切割机构，设于所述底座且与所述工件承载台相对设置;所述工件切割机构包括切割支架、设于所述切割支架上的至少一对切割轮组、以及切割线，所述切割线对应缠绕于所述至少一对切割轮组上以形成切割网；当所述工件承载装置和所述工件切割机构相对移动时，所述工件切割机构上的所述切割线对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切割，所述切割线在切割所述待切割工件时位于所述切割缝内；
[0009]工件顶撑机构，设于所述底座的中间区域，用于顶撑所述工件承载台上的所述待切割工件以使所述待切割工件脱离所述工件承载台；以及
[0010]旋转装置，设于所述底座上，用于带动所述工件承载装置和所述工件切割机构相对所述底座旋转以调整切割角度。
[0011]本发明的旋转式多线开方机，包括有底座、工件承载装置、工件切割机构、工件顶撑机构、以及旋转装置，其中，利用工件顶撑机构顶撑工件承载台上的待切割工件以使待切割工件脱离工件承载台，利用旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构相对旋转以调整切割角度，实现了自动调节所述待切割工件所需的切割角度，从而能在调整后的切割角度对待切割工件继续进行切割。本发明旋转式多线开方机，解决了现有的切割设备在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、人工翻转造成浪费人力成本、通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题，大大提升了工作效率及提高了工件的切割质量。
[0012]可选地，所述底座上设有滑移机构，所述滑移机构上滑设有所述工件承载装置和/或所述工件切割机构。
[0013]可选地，所述滑移机构包括有滑轨或滑道。
[0014]可选地，所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台通过第一升降机构活动设于所述承载架上;所述工件顶撑机构包括:座台；顶杆板，设于所述座台上;顶杆，设于所述顶杆板上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。
[0015]可选地，所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台固设于所述承载架上;所述工件顶撑机构包括:座台；升降台，通过第二升降机构活动设于所述座台上;顶杆，设于所述升降台上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。
[0016]可选地，所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台通过第一升降机构活动设于所述承载架上;所述工件顶撑机构包括:座台；升降台，通过第二升降机构活动设于所述座台上;顶杆，设于所述升降台上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。
[0017]可选地，所述顶杆的长度大于所述工件承载台的厚度。
[0018]可选地，所述旋转装置包括:旋转底盘，设于所述底座上;所述工件承载装置和所述工件切割机构分设于所述旋转底盘的相对两侧;驱动电机；以及联动机构，设于所述驱动电机和所述旋转底盘之间的旋转联动机构;所述旋转联动机构包括设于所述旋转底盘的齿带和啮合于所述齿带且受控于所述驱动电机的驱动齿轮。
[0019]本发明在另一方面提供一种工件开方方法，应用于上述旋转式多线开方机，包括步骤:
[0020]在第一切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述工件承载台上所承载的待切割工件进行第一次切割；
[0021]在第一次切割完成后，由工件顶撑机构顶撑所述工件承载台上的所述待切割工件以使所述待切割工件脱离所述工件承载台；
[0022]由旋转装置带动所述工件承载装置和所述工件切割机构进行旋转以调整至第二切割角度；以及
[0023]在第二切割角度下，驱动所述工件承载装置和所述工件切割机构相对移动，由所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述工件承载台上所承载的待切割工件进行第二次切割，完成所述待切割工件的开方。
[0024]可选地，在所述待切割工件的边缘预留有未切割区域;在进行第一次切割时，所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述待切割工件进行切割，直至临近至所述待切割工件边缘预留的未切割区域时，停止驱动所述工件承载装置和所述工件切割机构的相对移动，使得第一次切割结束后所述待切割工件在末端由于所述未切割区域而仍连在一起。
[0025]本发明的工件开方方法，首先，在第一切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由工件切割机构上的切割线对待切割工件进行第一次切割;在第一次切割完成后，由工件顶撑机构顶撑待切割工件以使待切割工件脱离工件承载装置；由旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构进行旋转以将切割角度调整至第二切割角度，实现了自动调节所述待切割工件所需的切割角度;在第二切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由工件切割机构上的切割线待切割工件进行第二次切割，完成所述待切割工件的开方。本发明工件开方方法，解决了现有的切割设备在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、人工翻转造成浪费人力成本、通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题，大大提升了工作效率及提高了工件的切割质量。
【附图说明】
[0026]图1为本发明旋转式多线开方机的正视图。
[0027]图2为本发明旋转式多线开方机的俯视图。
[0028]图3为本发明旋转式多线开方机的侧视图。
[0029]图4为图1中工件切割机构在一实施方式中的立体斜视图。
[0030]图5为图2顺时针调整后的不意图。
[0031 ]图6为图2逆时针调整后的不意图。
[0032]图7为本发明工件开方方法在一实施方式中的流程示意图。
【具体实施方式】
[0033]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0034]需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0035]请参阅图1至图3，显示了本发明旋转式多线开方机在一个实施方式中的结构示意图，其中，图1为本发明旋转式多线开方机的正视图，图2为本发明旋转式多线开方机的俯视图，图3为本发明旋转式多线开方机的侧视图。需说明的是，在以下实例描述中，本发明中旋转式多线开方机是应用于多晶硅硅锭进行开发作业，用于将呈立方体的尺寸较大的多晶硅硅锭通过两次切割而开方为呈立方体但尺寸较小的多晶硅硅锭块，但并不以此为限，实际上，本发明中旋转式多线开方机除了可以对多晶硅硅锭进行切割开方外，还可以对其它待切割工件进行切割，例如:玻璃盖板、陶瓷、石墨、蓝宝石等。现有的多晶硅硅锭在进行开方时，通常需要进行两次切割，一般在进行完成第一次切割之后且还未进行第二次切割之前，通过人工方式或附加的辅助治具来调整待加工的多晶硅硅锭的位置以改变切割角度，但上述技术手段存在结构复杂、不易操控、成本高企等问题，且易造成多晶硅硅锭移动偏差及各个切割部分在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故，影响后续硅锭的切割质量。有鉴于此，本发明旋转式多线开方机通过技术改造，不去移动或调整待切割工件，而是创造性地带动工件承载装置和工件切割机构相对底座旋转，从而实现了自动调节待切割工件所需的切割角度。
[0036]结合图1和图3，本发明在一实施例中展示旋转式多线开方机，包括:底座(未显示于图式中)、用于承载待切割工件9的工件承载装置1、用于对待切割工件9进行切割的工件切割机构2、用于顶撑待切割工件9的工件顶撑机构3、以及用于带动工件承载装置I和工件切割机构2旋转的旋转装置4。如前所述，这里的待切割工件9是以待切割硅锭为例来说明的，该待切割硅锭9要进行的切割作业即为硅锭开方作业。在该实例中，待切割硅锭9为块状结构，例如待切割硅锭9为长方体结构。
[0037]以下对本发明旋转式多线开方机进行详细说明。
[0038]底座，作为本发明旋转式多线开方机的主体部分。
[0039]工件承载装置I，活动设于所述底座上。在本实施例中，工件承载装置I可在驱动源(例如驱动电机)的控制下而相对所述底座移动。优先地，在所述底座上设置有滑道或滑轨，以供工件承载装置I在所述滑道或所述滑轨上滑移。
[0040]进一步地，工件承载装置I包括承载架11和设于承载架11上的工件承载台12。工件承载台12为横向设置，优先地，工件承载台12为水平设置。工件承载台12的台面形状可例如为矩形，这样，与所要承载的待切割硅锭9相适配。进一步地，为与工件切割机构2的切割线网中的各个切割线段(会在下文中继续详述)相对应，工件承载台12开设有并行的多个切割缝120，以在执行切割作业时容纳所述切割线网中的各个所述切割线段，因此，切割缝120的缝隙宽度要略大于切割线段的线径。在一种实现方式中，工件承载台12可采用一整块的板面结构，切割缝120则是在所述板面结构上经切割加工后而形成的。在另一种实现方式中，工件承载台12可由多个长条状的窄面板拼装而成，相邻两个所述窄面板预留一定的间隙，该间隙即构成了切割缝120。另外，工件承载台12整体呈矩形状，工件承载台12中的一侧边作为安装部分，因此，工件承载台12是通过这一侧边的安装部分悬置于承载架11。承载架11大致为门型框架结构，例如呈Π型，包括两个支撑梁柱和位于两个所述支撑梁柱顶端的连接横梁。
[0041 ]工件切割机构2，设于所述底座且与工件承载台12相对设置。
[0042]进一步地，如图4所示，工件切割机构2包括切割支架(未显示于图式中)、设于切割支架(未显示于图式中)上的至少一对切割轮组21、22、以及切割线29。
[0043]至少一对切割轮组相对设置于工件切割机构2，在本实施例中，这一对切割轮组包括上下设置的第一切割轮组21和第二切割轮组22，其中，第一切割轮组21中包含并排的多个第一切割轮210，第二切割轮组22中包含并排的多个第二切割轮220，第二切割轮组22中的多个第二切割轮220与第一切割轮组21中的多个第一切割轮210—一对应。
[0044]切割线29，顺次缠绕于第一切割轮组21中的第一切割轮210和第二切割轮组22中的第二切割轮220，从而在一一对应的第一切割轮210和第二切割轮220之间形成数量相当的多条切割线段290，这多条切割线段290间隔排列且相互平行，形成切割线网。优选地，切割线29可例如为金刚线。
[0045]更进一步地，工件切割机构2还可以包括至少一对过渡导轮组，在本实施例中，这一对过渡导轮组包括上下设置的第一过渡导轮组23和第二过渡导轮组24，其中，第一过渡导轮组23邻设于第一切割轮组21且第一过渡导轮组23包含有并排的多个第一过渡导轮230，第二过渡导轮组24邻设于第二切割轮组22且第二过渡导轮组24包含有并排的多个第二过渡导轮240。由于这至少一对过渡导轮组，切割线29则具体是顺次缠绕于第一过渡导轮230、第一切割轮210、第二切割轮220、以及第二过渡导轮240，如此，可确保缠绕的切割线29的稳定性、第一切割轮210与第二切割轮220之间的切割线段290线长及相邻两条切割线段290之间的线距的稳定性。
[0046]需特别说明的是:在一种情形下，若第一切割轮组21中的第一切割轮210与第二切割轮组22中的第二切割轮220之间的间距是固定的话(即切割线段290的长度为恒定)，那么就不能根据待切割的工件的切割尺寸而作调整，无法有效应对，则切割效率会很低;举例来说:若工件的切割尺寸(例如切割高度)大雨切割线段290的长度，则无法实现有效切割;若工件的切割尺寸(例如切割高度)远小于切割线段290的长度，则需要更大的功耗来维持切割线张力，且切割精度及速度都有不同程度的下降。有鉴于此，在本发明中，第一切割轮组21和第二切割轮组22中的至少一者设置成可相对另一者作远离或靠近地移动(S卩，即第一切割轮组21可移动而第二切割轮组22固定，或者第二切割轮组22可移动而第一切割轮组21固定，或者第一切割轮组21和第二切割轮组22均可移动)，改变第一切割轮组21中第一切割轮210与第二切割轮组22中第二切割轮220之间的间距，调整所述切割线网中切割线段290的长度。在具体实现方式上，可利用如将第一过渡导轮组23和/或第二过渡导轮组24可滑动地结合在滑道及滑轨等滑移结构上来实现。在另一种情形下，在工件切割作业中，由于切割线段290最后出线的地方最容易使工件产生崩边，损及工件的表面，导致工件的切割质量下降，而一般的线切割设备，上下两个切割轮组固定设置，对应两个切割轮组的切割线段290的上下两端相对待切割工件同进同出，因此，当切割线段290最后出线时，工件的最后一段的表面往往整体产生了崩边，得舍弃掉，造成了工件浪费，无形中增加了制造成本。有鉴于此，特别地，在本发明中，第一切割轮组21和第二切割轮组22中的至少一者设置成可相对另一者作偏向移动，使得第一切割轮组21和第二切割轮组22相对于所述待切割工件为前后设置并调整切割线段290与待切割工件的切割角度。如此，当工件切割机构2与正对的待切割工件相对位移时，第一切割轮组21与第二切割轮组22由于为偏移的前后设置而使得切割线段290与该前后设置的偏移量所决定的切割角度(该切割角度为锐角或钝角，而非常规的90°)而迫近待切割工件进行切割，切割线段290相对待切割工件而言会存在前后出线的情形，满足不同的切割工艺要求。在具体实现方式上，第一切割轮组21与第二切割轮组22中的至少一者相对另一者作偏向移动是通过一偏移驱动机构实现的(即，即第一切割轮组21相对第二切割轮组22作偏向移动，或者第二切割轮组22相对第一切割轮组21作偏向移动，或者第一切割轮组21和第二切割轮组22均可偏向移动)。
[0047]为使得至少一对切割轮组21、22更好地架设于承载架11，在一可选实施例中，承载架11为相对设置的两个支撑梁柱，第一切割轮组21的相对两端(例如通过一切割轮承载架)跨设于两个所述支撑梁柱，第二切割轮组22的相对两端(例如通过一切割轮承载架)也跨设于两个所述支撑梁柱，第二切割轮组22位于第一切割轮组21的下方。在另一可选实施例中，承载架11大致为门型框架结构，例如呈Π型，包括两个支撑梁柱和位于两个所述支撑梁柱顶端的连接横梁(相对可增强两个所述支撑梁柱的稳固度)，第一切割轮组21的相对两端(例如通过一切割轮承载架)跨设于两个所述支撑梁柱，第二切割轮组22的相对两端(例如通过一切割轮承载架)也跨设于两个所述支撑梁柱，第二切割轮组22位于第一切割轮组21的下方。
[0048]需指出的是，在实际工件开方作业中，是通过驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动，由工件切割机构2中的切割线网来对工件承载装置I承载的待切割硅锭9来进行切割。
[0049]工件承载装置I和工件切割机构2相对移动，可包括如下三种可实现方式:a、工件承载装置I固定而工件切割机构2朝向工件承载装置I移动;b、工件承载装置I朝向工件切割机构2移动而工件切割机构2固定;C、工件承载装置I和工件切割机构2相向移动。如前所述，在本实施例中，工件承载装置I，活动设于所述底座上。因此，在一可选实施例中，工件切割机构2固定设于所述底座上。而在另一可选实施例中，工件切割机构2活动设于所述底座上，具体地，工件切割机构2可在驱动源(例如驱动电机)的控制下而相对所述底座移动。优先地，在所述底座上设置有滑道或滑轨，以供工件切割机构2在所述滑道或所述滑轨上滑移。工件承载装置I在所述底座上移动的滑道或滑轨与工件切割机构2在所述底座上移动的滑道或滑轨成一直线。
[0050]工件顶撑机构3，设于所述底座的中间区域，用于顶撑工件承载台12上的待切割硅锭9以使待切割硅锭9能脱离工件承载台12。所述底座的中间区域即作为待切割硅锭9的切割作业区域。
[0051]由上可知，工件承载台12用于承载待切割硅锭9，工件顶撑机构3则用来顶撑待切割硅锭9并使其脱离工件承载台12，因此，工件顶撑机构3须与工件承载台12相互配合。
[0052]在本实施例中:针对工件承载装置，其中的工件承载台12通过第一升降机构13活动设于承载架11上。针对工件顶撑机构3，工件顶撑机构具体包括:座台31;顶杆板33，设于座台31上;顶杆35，设于顶杆板33上，用于穿设工件承载台12中的切割缝120以顶撑位于工件承载台12上的待切割硅锭9。更进一步地:第一升降机构13可例如为推顶气缸，推顶气缸13的数量为两个，分别设于工件承载台12的相对两侧且邻近于对应的所述支撑梁柱处。顶杆35的长度要大于工件承载台12的厚度，如此，在顶杆35顶撑待切割硅锭9的情形下，有足够空间供工件承载台12插入或抽出。
[0053]在其他另一可选实施例中:针对工件承载装置，其中的工件承载台12固设于承载架11上。针对工件顶撑机构3，工件顶撑机构具体包括:座台31;升降台33，通过第二升降机构(未在图式中予以显示)设于座台31上;顶杆35，设于升降台33上，用于穿设工件承载台12中的切割缝120以顶撑位于工件承载台12上的待切割硅锭9。更进一步地，所述第二升降机构可包括设于座台31和升降台33之间的多个升降杆及用来控制多个升降杆的升降气缸。顶杆35的长度要大于工件承载台12的厚度，如此，在顶杆35顶撑待切割硅锭9的情形下，有足够空间供工件承载台12插入或抽出。
[0054]在其他再一可选实施例中:针对工件承载装置，其中的工件承载台12通过第一升降机构13活动设于承载架11上。针对工件顶撑机构3，工件顶撑机构具体包括:座台31;升降台33，通过第二升降机构(未在图式中予以显示)设于座台31上;顶杆35，设于升降台33上，用于穿设工件承载台12中的切割缝120以顶撑位于工件承载台12上的待切割硅锭9。更进一步地，第一升降机构13可例如为推顶气缸，推顶气缸13的数量为两个，分别设于工件承载台12的相对两侧且邻近于对应的所述支撑梁柱处。所述第二升降机构可包括设于座台31和升降台33之间的多个升降杆及用来控制多个升降杆的升降气缸。顶杆35的长度要大于工件承载台12的厚度，如此，在顶杆35顶撑待切割硅锭9的情形下，有足够空间供工件承载台12插入或抽出。
[0055]旋转装置4，设于所述底座上，用于带动工件承载装置I和工件切割机构2相对所述底座旋转以调整切割角度。在本实施例中，所述旋转装置包括:旋转底盘41、驱动电机(未在图式中予以显示)、以及联动机构(未在图式中予以显示)。更进一步地:旋转底盘41设于所述底座上，工件承载装置I和工件切割机构2分设于旋转底盘41的相对两侧。较佳地，旋转底盘41例如为圆环结构或圆盘结构，工件承载装置I和工件切割机构2是设置于所述圆环结构或所述圆盘结构的边缘且工件承载装置I和工件切割机构2的连线与所述圆环结构或所述圆盘结构的直径相重合。所述联动机构可例如为设于所述驱动电机和旋转底盘41之间的旋转联动机构，所述旋转联动机构更可进一步包括设于旋转底盘41的齿带和啮合于所述齿带且受控于所述驱动电机的驱动齿轮。所述齿带可围设于旋转底盘41的内侧下边缘或外侧下边缘，所述驱动齿轮的数量则为一个以上，例如，所述驱动齿轮的数量为两个时，这两个所述驱动齿轮则可对称设于旋转底盘41的相对位置处，所述驱动齿轮的数量为三个或更多个时，这多个所述驱动齿轮则可等角度设于旋转底盘41上。利用所述旋转装置，可带动工件承载装置I和工件切割机构2相对所述底座作旋转运动，原则上，旋转角度可为不受限制的任意角度，优选地，针对作为待切割工件的硅锭开方作业而言，用于进行第一次切割的第一切割角度与用于进行第二次切割的第二切割角度相差90°角(请参阅图5和图，其中，图5为利用旋转装置带动工件承载装置I和工件切割机构2进行顺时针旋转90°角后的示意图，图6为利用旋转装置带动工件承载装置I和工件切割机构2进行逆时针旋转90°角后的示意图)。
[0056]本发明的旋转式多线开方机，包括有底座、工件承载装置、工件切割机构、工件顶撑机构、以及旋转装置，其中，利用工件顶撑机构顶撑工件承载台上的待切割工件以使待切割工件脱离工件承载台，利用旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构相对旋转以调整切割角度，实现了自动调节所述待切割工件所需的切割角度，从而能在调整后的切割角度对待切割工件继续进行切割。本发明旋转式多线开方机，解决了现有的切割设备在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、人工翻转造成浪费人力成本、通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题，大大提升了工作效率及提高了工件的切割质量。
[0057]本发明另提供了一种工件开方方法，应用于前述的旋转式多线开方机中。请参阅图7，显示了本发明工件开方方法在一实施方式中的流程示意图。以下针对应用于图1和图2所示的旋转式多线开方机在一较佳实施例中进行工件开方作业过程进行详细说明。如前所述，这里的待切割工件为待切割硅锭，该待切割硅锭要进行的开方作业即为硅锭开方作业。在该实例中，待切割硅锭9为块状结构，例如待切割硅锭9为长方体结构。
[0058]首先，步骤S701，将带切割工件置放于工件承载装置的工件承载台上。具体地，在初始状态下，工件承载装置I移动至所述底座的中间区域，将待切割硅锭9以平铺的方式置放于工件承载装置I中的工件承载台12上，使得待切割硅锭9对应于工件切割机构2中的切割线网(包括并行的多个切割线段290)。此时，如图1所示，工件切割机构I中的第一切割轮组11及第二切割轮组12为上下相对设置，顺次缠绕于第一切割轮组11中的第一切割轮110和第二切割轮组12中的第二切割轮120的切割线段100为上下设置。
[0059]需补充说明的是，此时，一方面，若发现，切割线段100过长或过短，则可通过驱动第一切割轮组21与第二切割轮组22的相互移动来调整第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的间距，从而调整切割线段290的长度，使得所述切割线段290适配于待切割硅锭9，可确保后续切割时张力控制稳定性高并提高切割精度及切割速度。另一方面，根据待切割硅锭9和切割工艺要求，调整第一切割轮组11和第二切割轮组12之间的偏向角度，使得后续切割时待切割硅锭9的后端出线处表面就可杜绝、避免至少是减少了出现崩边的情形，最大程度地保护了待切割硅锭9的后端出线处表面，提高了待切割硅锭9的切割质量。
[0060]然后，步骤S703，在第一切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，对待切割工件进行第一次切割。具体地，在切割时，由工件切割机构2上的切割线沿着工件承载台12上的切割缝120而对工件承载台12上所承载的待切割硅锭9进行切割。
[0061 ]在本实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件承载装置I不动而工件切割机构2朝向工件承载装置I移动，具体地，工件承载装置I保持静止，SP，工件承载装置I定位于所述底座的中间区域，驱动工件切割机构2朝向工件承载装置I移动，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0062]在其他另一可选实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件切割机构2不动而工件承载装置I朝向工件切割机构2移动，具体地，工件切割机构2保持静止，即，工件切割机构2定位于所述底座的边缘区域，驱动工件承载装置I朝向工件切割机构2移动，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0063]在其他再一可选实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件切割机构2和工件承载装置I相向移动，具体地，驱动工件承载装置I朝向工件切割机构2移动(工件承载装置I由所述底座的中间区域朝向边缘区域移动)，驱动工件切割机构2朝向工件承载装置I移动(工件切割机构2由所述底座的边缘区域朝向中间区域移动)，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0064]需特别说明的是，在该第一次切割中，在待切割硅锭9的边缘预留有未切割区域。这样，在进行第一次切割时，工件切割机构2上的切割线沿着工件承载台12上的切割缝而对待切割硅锭9进行切割，直至临近至待切割硅锭9边缘预留的未切割区域时，停止驱动工件承载装置I和工件切割机构2的相对移动，使得第一次切割结束后待切割硅锭9中被切割后的多个长条状的硅锭条未完全分离，多个长条状的硅锭条在末端由于所述未切割区域而仍连在一起。
[0065]在执行完步骤S703的第一次切割作业之后，还包括调整工件切割机构2的位置，具体地，将工件切割机构2移动至原位，使得工件切割机构2回退到旋转装置4中旋转底盘41上。
[0066]接着，步骤S705，在第一次切割完成后，由工件顶撑机构顶撑工件承载台上的待切割工件，使待切割工件脱离工件承载台。
[0067]一方面，针对工件承载台12的位置:由于工件顶撑机构3是固设于所述底座的中间区域，而要实现通过工件顶撑机构3顶撑待切割硅锭9并使得待切割硅锭9脱离工件承载台12，就得确保工件承载台12移动到所述底座的中间区域且位于工件顶撑机构3的正上方。依本实施例而言，在第一次切割作业中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件承载装置I不动而工件切割机构2朝向工件承载装置I移动，具体地，工件承载装置I定位于所述底座的中间区域。因此，在本实施例中，工件承载装置I本就位于所述底座的中间区域，无需再作移动。不过，针对其他可选实施例中的工件切割装置，即，无论是在另一可选实施例中工件切割机构2不动而工件承载装置I朝向工件切割机构2移动还是在再一可选实施例中工件切割机构2和工件承载装置I相向移动，工件承载装置I在第一次切割完成后很可能不是正好位于所述底座的中间区域，此时，就需要调整下工件承载装置I的位置，驱动工件承载装置I移动至所述底座的中间区域。
[0068]另一方面，针对如何实现工件顶撑机构3顶撑工件承载台12上的待切割硅锭9并使得待切割硅锭9脱离工件承载台12。在本实施例中，工件承载装置I中的工件承载台12是通过第一升降机构13活动设于承载架11上，而工件顶撑机构3为固定设置。因此，在该步骤S705中，由工件承载台12通过第一升降机构13下移，此时，工件承载台12中的切割缝120收纳工件顶撑机构3中的顶杆35，当工件承载台12下移一定距离之后，工件顶撑机构3中的顶杆35即可顶触到工件承载台12上的待切割硅锭9，工件承载台12继续再下移一段，工件顶撑机构3中的顶杆35即可将待切割硅锭9顶撑起并使得待切割硅锭9脱离工件承载台12。不过，针对其他可选实施例中的工件切割机构2和工件顶撑机构3:在其他另一可选实施例中，若工件承载台12固设于承载架11上而工件顶撑机构3中的升降台33通过第二升降机构设于座台31上，则，在该步骤S705中，由升降台33通过第二升降机构上升，此时，升降台33上的顶杆35插入工件承载台12中的切割缝120并沿着切割缝120上升，当升降台33上升一定距离之后，升降台33上的顶杆35即可顶触到工件承载台12上的待切割硅锭9，升降台33继续再上升一段，升降台33上的顶杆35即可将待切割硅锭9顶撑起并使得待切割硅锭9脱离工件承载台
12。在其他再一可选实施例中，若工件承载台12通过第一升降机构13活动设于承载架11上而工件顶撑机构3中的升降台33通过第二升降机构设于座台31上，则，在该步骤S705中，采取合理的联合驱动策略，驱动工件承载台12通过第一升降机构13相对承载架11上下移动以及驱动升降台33通过第二升降机构相对座台31上下移动，利用升降台33上的顶杆35将工件承载台12上承载的待切割硅锭9顶撑起并使得待切割硅锭9脱离工件承载台12。
[0069]接着，步骤S707，由旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构进行旋转以调整至第二切割角度。
[0070]其实，在执行步骤S707之前，必要时，得预先调整下工件承载装置I的位置。如前所述，在本实施例中，调整工件承载装置I的位置，包括:驱动工件承载装置I回退至原位，使得工件承载装置I回退到旋转装置4中旋转底盘41上。
[0071 ]在步骤S707中，由旋转装置带动工件承载装置I和工件切割机构2进行旋转以调整至第二切割角度，具体包括:利用旋转装置4中的驱动电机驱动驱动齿轮转动，由所述驱动齿轮带动带有齿带的旋转底盘41旋转，如此，旋转底盘41上的工件承载装置I和工件切割机构2也顺着旋转底盘41而转动，优选地，旋转底盘41旋转90° (或270°)，这样，工件承载装置I和工件切割机构2也顺势转动90°，由第一切割角度转换到第二切割角度，即，所述第一切割角度与所述第二切割角度相差90°角。
[0072]接着，步骤S709，在第二切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，对待切割工件进行第二次切割，完成待切割工件的开方作业。
[0073]在本实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件承载装置I不动而工件切割机构2朝向工件承载装置I移动，具体地，工件承载装置I保持静止，SP，工件承载装置I定位于所述底座的中间区域，驱动工件切割机构2朝向工件承载装置I移动，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0074]在其他另一可选实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件切割机构2不动而工件承载装置I朝向工件切割机构2移动，具体地，工件切割机构2保持静止，即，工件切割机构2定位于所述底座的边缘区域，驱动工件承载装置I朝向工件切割机构2移动，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0075]在其他再一可选实施例中，驱动工件承载装置I和工件切割机构2相对移动指的是工件切割机构2和工件承载装置I相向移动，具体地，驱动工件承载装置I朝向工件切割机构2移动(工件承载装置I由所述底座的中间区域朝向边缘区域移动)，驱动工件切割机构2朝向工件承载装置I移动(工件切割机构2由所述底座的边缘区域朝向中间区域移动)，同时，驱动工件切割机构2中的第一切割轮组21和第二切割轮组22中的各个切割轮210、220旋转来带动缠绕着的切割线29走动，由切割线段290对准切割缝120从待切割硅锭9的待切割面进入并进行切割。
[0076]需特别说明的是，在该第二次切割中，工件切割机构2上的切割线沿着工件承载台12上的切割缝而对待切割硅锭9进行切割，直至完全切割，使得待切割工件被切割为多个方形的硅锭块，各个硅锭块各自分离，完成待切割硅锭9的开方。
[0077]本发明的工件开方方法，首先，在第一切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由工件切割机构上的切割线对待切割工件进行第一次切割;在第一次切割完成后，由工件顶撑机构顶撑待切割工件以使待切割工件脱离工件承载装置；由旋转装置带动工件承载装置和工件切割机构进行旋转以将切割角度调整至第二切割角度，实现了自动调节所述待切割工件所需的切割角度;在第二切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由工件切割机构上的切割线待切割工件进行第二次切割，完成所述待切割工件的开方。本发明工件开方方法，解决了现有的切割设备在获得成块成品时需要多次进行逐一切割而使得切割效率低、人工翻转造成浪费人力成本、通过辅助治具来改变工件的切割角度易在移动过程中会出现干涉、碰撞等事故等问题，大大提升了工作效率及提高了工件的切割质量。
[0078]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种旋转式多线开方机，其特征在于，包括: 底座； 工件承载装置，活动设于所述底座上，包括有用于承载待切割工件的工件承载台；所述工件承载台开设有并行的多个切割缝； 工件切割机构，设于所述底座且与所述工件承载台相对设置;所述工件切割机构包括切割支架、设于所述切割支架上的至少一对切割轮组、以及切割线，所述切割线对应缠绕于所述至少一对切割轮组上以形成切割网；当所述工件承载装置和所述工件切割机构相对移动时，所述工件切割机构上的所述切割线对所述工件承载台上的所述待切割工件进行切害J，所述切割线在切割所述待切割工件时位于所述切割缝内； 工件顶撑机构，设于所述底座的中间区域，用于顶撑所述工件承载台上的所述待切割工件以使所述待切割工件脱离所述工件承载台；以及 旋转装置，设于所述底座上，用于带动所述工件承载装置和所述工件切割机构相对所述底座旋转以调整切割角度。2.根据权利要求1所述的旋转式多线开方机，其特征在于，所述底座上设有滑移机构，所述滑移机构上滑设有所述工件承载装置和/或所述工件切割机构。3.根据权利要求2所述的旋转式多线开方机，其特征在于，所述滑移机构包括有滑轨或滑道。4.根据权利要求1所述的旋转式多线开方机，其特征在于， 所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台通过第一升降机构活动设于所述承载架上； 所述工件顶撑机构包括:座台；顶杆板，设于所述座台上;顶杆，设于所述顶杆板上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。5.根据权利要求1所述的旋转式多线开方机，其特征在于， 所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台固设于所述承载架上； 所述工件顶撑机构包括:座台；升降台，通过第二升降机构活动设于所述座台上;顶杆，设于所述升降台上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。6.根据权利要求1所述的旋转式多线开方机，其特征在于， 所述工件承载装置中还包括承载架，所述工件承载台通过第一升降机构活动设于所述承载架上； 所述工件顶撑机构包括:座台；升降台，通过第二升降机构活动设于所述座台上;顶杆，设于所述升降台上，用于穿设所述工件承载台中的切割缝以顶撑位于所述工件承载台上的待切割工件。7.根据权利要求4、5或6所述的旋转式多线开方机，其特征在于，所述顶杆的长度大于所述工件承载台的厚度。8.根据权利要求1所述的旋转式多线开方机，其特征在于，所述旋转装置包括: 旋转底盘，设于所述底座上;所述工件承载装置和所述工件切割机构分设于所述旋转底盘的相对两侧； 驱动电机；以及 联动机构，设于所述驱动电机和所述旋转底盘之间的旋转联动机构;所述旋转联动机构包括设于所述旋转底盘的齿带和啮合于所述齿带且受控于所述驱动电机的驱动齿轮。9.一种工件开方方法，应用于根据权利要求1至8中任一项所述的旋转式多线开方机，其特征在于，所述工件开方方法包括: 在第一切割角度下，驱动工件承载装置和工件切割机构相对移动，由所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述工件承载台上所承载的待切割工件进行第一次切割； 在第一次切割完成后，由工件顶撑机构顶撑所述工件承载台上的所述待切割工件以使所述待切割工件脱离所述工件承载台； 由旋转装置带动所述工件承载装置和所述工件切割机构进行旋转以调整至第二切割角度；以及 在第二切割角度下，驱动所述工件承载装置和所述工件切割机构相对移动，由所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述工件承载台上所承载的待切割工件进行第二次切割，完成所述待切割工件的开方。10.根据权利要求9所述的工件开方方法，其特征在于， 在所述待切割工件的边缘预留有未切割区域； 在进行第一次切割时，所述工件切割机构上的切割线沿着所述工件承载台上的切割缝而对所述待切割工件进行切割，直至临近至所述待切割工件边缘预留的未切割区域时，停止驱动所述工件承载装置和所述工件切割机构的相对移动，使得第一次切割结束后所述待切割工件在末端由于所述未切割区域而仍连在一起。
【文档编号】B28D5/04GK106079125SQ201610648706
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月9日 公开号201610648706.8, CN 106079125 A, CN 106079125A, CN 201610648706, CN-A-106079125, CN106079125 A, CN106079125A, CN201610648706, CN201610648706.8
【发明人】卢建伟
【申请人】上海日进机床有限公司