张力机构、线锯单元、线切割机的制作方法

本技术涉及线切割，具体提供一种张力机构、线锯单元、线切割机。

背景技术：

1、线切割机是一种利用切割线(如金刚线等，金刚线通常为表面镶嵌有金刚石微小颗粒的切割钢线)对硬脆材料的待加工件(如硅棒(包括单晶硅棒、多晶硅锭等)、蓝宝石棒、磁材棒、半导体棒等)进行如截断、开方、切片等切割作业的设备。

2、以线切割机对光伏硅棒(简称硅棒)进行切片作业的切片机为例，切片机是通过切割机构对硅棒进行直接作业的，如通常情形下，线切割机主要包括呈倒三角形式分布的三个切割主辊(上方两个、下方一个)，切割主辊上加工有密集的环状沟槽，通过将金刚线密集地缠绕在对应于环状沟槽的位置便可形成能够对硅棒进行连续切割的线网。基于此，通过金刚线在切割机构以及收放线辊等其他结构之间的往复运动，位于上方的两个切割主辊之间的金刚线便能够对工件进行切割。

3、现有例的切片机中，金刚线在左、右两个收放线机构的绕线辊之间，切片机的切割机构通常包括两个或者三个主辊，本示例中包括三个，分别为左上方的主辊一、右上方的主辊二、下方的主辊三。此外，切片机包括至少六个导轮(左右两侧分别设置有三个)，以左侧为例，三个导轮分别为排线轮、张力轮、换向轮。基于该结构，切片机的绕线路径为：左侧的绕线辊(以该绕线辊为放线辊(此时右侧的绕线辊为收线辊)为例，显然，该绕线辊的功能可以在收线辊和放线辊之间切换，如假设左侧的绕线辊为收线辊，则右侧的绕线辊相应地切换为放线辊)→左侧的(排线轮、张力轮、换向轮)→主辊三→主辊二→主辊一→主辊三(多次缠绕形成线网)→右侧的(换向轮、张力轮、排线轮)→右侧的绕线辊。

4、在此基础上，发明人有意提出减少导轮个数的产品形式。这是因为：减少导轮个数的产品形式不仅能够降低用户侧在导轮耗材等方面的投入成本，还可以减少金刚线从主辊到绕线辊的距离。在此基础上，有望降低由于金刚线在运行过程中因导轮的惯性、摩擦阻力、金刚线绕过导轮的弯曲应力、导轮间共面不理想导致的金刚线的扭转应力等因素带来的额外张力造成的负面影响，从而提高切片机的切割质量。显然，这对将来切片机的超细线化、高线速化的应用具有重大意义。

5、不过，如何仍能够保证切片机的运行可靠性以及切割质量，是在提出减少导轮个数的产品形式时必然要面对的技术问题。

6、因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少一部分地解决上述技术问题，具体而言，解决在提出减少导轮个数的产品形式时，如何尽可能地保证切片机的运行可靠性以及切割质量的技术问题。

2、在第一方面，本实用新型提供了一种张力机构，该张力机构包括：张力轮；连接组件，其包括第一连接部件和第二连接部件；以及驱动部件，其与所述张力轮驱动连接，所述张力轮至少能够基于所述驱动部件提供的扭矩产生绕第一轴线的运动；其中，所述第一连接部件形成有安装空间，所述第二连接部件的至少一部分容纳于该安装空间并与所述第一连接部件转动连接，以便：在外力作用下，至少所述张力轮能够绕第二轴线运动；其中，所述第一轴线与第二轴线不共面且二者之间具有夹角。

3、通过这样的构成，能够谋求通过与两个轴线相关的运动的配合，使得张力机构能够在保证绕设于其上的张力水平的基础上实现对应于传统六导轮结构中的排线轮中的部分功能。如可以是：在因切割线在线槽内的位置偏斜而与线槽的槽壁之间产生摩擦并因此受力时，至少通过张力轮绕第二轴线的转动来减小该摩擦力。

4、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定第一轴线和第二轴线之间的夹角的大小以及在形成夹角时的相对位置关系、张力轮产生绕二者的运动所需的力/力矩的来源、通过二者的配合实现的运动的合成方式等。如第一轴线和第二轴线之间具有等。示例性地，如张力轮除了在驱动部件的作用下，还可以借助于如线切割机在运行中产生的外力(如伴随于切割线的偏斜而产生的外力等)发生绕第一轴线的运动，可以是仅张力轮绕第一轴线运动，也可以是张力轮与其他的相关结构与其同步或者不同步的运动。同理，使张力轮发生绕第二轴线的运动的外力可以是如线切割机在运行中产生的外力(如伴随于切割线的偏斜而产生的外力等)也可以是通过如前述的驱动部件或者其他驱动部件等可以施加的外力。

5、示例性地，使得张力轮产生绕第一/第二轴线的运动的力均包括的来自驱动部件与线切割机在运行中产生的外力。张力轮可以以任意合理的姿态绕第一/第二轴线产生运动，亦或说张力轮的中心线与第一/第二轴线之间可以是任意合理的相对位置关系，如可以重合、平行或者具有夹角等。

6、此外，本领域技术人员可以根据实际需求确定驱动部件的具体形式，如可以是电机、转动模组或者通过动力缸(液压缸、气缸、电缸等)与相应的传动机构实现的转动组件。

7、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定第一/第二连接部件的结构形式、二者实现转动连接的具体方式等。示例性地，二者是基于自身的结构直接实现的转动连接或者依赖于相关的结构/机构等实现的转动连接。

8、可以理解的是，对于第一连接部件与第二连接部件之间实现的转动连接而言，本领域技术人员可以根据实际需求确定第一连接部件形成与的安装空间的具体形式、第二连接部分容纳于安装空间的部分以及在此基础上的转动连接方式等。如第二连接部分的全部或者局部容纳于安装空间。

9、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一连接部件包括第一分支和第二分支，所述第一分支和所述第二分支之间形成所述安装空间。

10、通过这样的构成，给出了安装空间的一种可能的形成方式。

11、可以理解的是，本领域技术技术人员可以根据实际需求确定第一个分支和第二分支的结构形式以及二者之间的相对位置等。如二者的结构可以相同或者不同。以相同为例，二者之间可以对称设置或者不对称设置等。示例性地，二者结构不同，对应于二者上的与第二连接部分的枢转连接的结构相同或者不同。

12、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一分支和/或和所述第二分支上设置有或者形成有第一转动结构，相应地，所述第二连接部件上设置有或者形成有与所述第一转动结构对应的第二转动结构，所述第一连接部件和所述第二连接部件借助于所述第一转动结构和所述第二转动结构之间的配合转动连接。

13、通过这样的构成，给出了第一连接部件和第二连接部件之间实现转动连接的一种可能的形式。

14、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定第一/第二转动结构的具体形式、二者之间的配合方式等。如可以是轴与孔、轴与轴套、彼此套设的两个筒状结构等。

15、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一转动结构为设置于所述第一分支和/或所述第二分支上的孔或者盲孔，所述第二连接部件靠近所述第一转动结构的部分可转动地设置于孔或者盲孔内。

16、通过这样的构成，给出了第一转动结构的一种可能的结构形式。

17、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定第二连接部件与孔或者盲孔对应的结构形式，如可以是第二连接部件自身的结构、对第二连接部件的端部进行加工形成的结构或者在第二连接部件的基础上增设的结构等。

18、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述张力机构在对应于所述第一分支和/或所述第二分支的位置设置有限位结构。

19、通过这样的构成，能够谋求通过限定结构有效地限定出第一连接部件的摆动范围。具体而言，为绕第一轴线的摆动运动提供一个位置约束，从而将摆动幅度控制在合理的范围内。

20、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定限位结构的结构形式、个数、其与第一/第二分支的对应关系及其构成张力机构的具体设置方式等。如限位结构可以为块状结构、柱状结构等。如可以是：仅对其中的第一分支或者第二分支配置限位结构，如在对应于其极限转动状态的位置设置两个限位结构；对应于两个极限转动状态，为第一分支配置一个限位结构，为第二分支配置一个限位结构；等。

21、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一分支和所述第二分支对称设置。

22、通过这样的构成，给出了第一分支和第二分支构成第一连接部件时的一种具体的相对位置关系。

23、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第二连接部件包括固定连接或者一体成型的第一连接臂和第二连接臂，所述第一连接臂与所述第一连接部件转动连接，所述张力轮枢转设置于第二连接臂。

24、通过这样的构成，给出了第二连接部件的一种可能的结构形式。

25、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定第一/第二连接臂的结构形式以及第二连接臂与第一连接部件实现转动连接的具体方式等。如二者在转动连接可实现的基础上，对应于转动连接的位置通常设置有轴承等转动支撑部件。

26、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一连接臂包括连接臂主体部分以及由所述连接臂主体部分沿靠近所述第二轴线的方向延伸的伸出部分，所述伸出部分能够与相应位置的所述第一分支和/或所述第二分支转动连接。

27、通过这样的构成，给出了第一连接臂的可能的结构形式。

28、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定伸出部分的结构形式、个数及其与第一/第二分支的配合关系。如伸出部分可以是片状结构、杆状结构、块状结构等，伸出部分可以是直接与第一/第二分支配合也可以是通过在其上增设结构的方式实现其与第一/第二分支的配合。可以仅在与第一/第二分支中的一个相对应的位置设置伸出部分也可以在与第一/第二分支相对应的位置分别设置伸出部分，以后者为例，两个伸出部分可以相同或者不同。

29、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述连接臂主体部分在对应于所述第一分支和所述第二分支的位置分别设置有所述伸出部分；并且/或者所述伸出部分上沿靠近其与所述第一分支或者所述第二分支配合的位置的方向延伸有所述第二转动结构。

30、通过这样的构成，给出了第二连接部件的可能的结构形式。

31、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一转动结构和所述第二转动结构之间配置有旋转阻尼器。

32、通过这样的构成，能够谋求有效地抑制在转动运动发生期间出现瞬间转动过快等情形，从而获得更平缓的转动效果。

33、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求选择任意合理的旋转阻尼器的结构形式及其在第一/第二转动结构之间的配置方式。

34、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第二连接部件配置有配重组件。

35、通过这样的构成，能够谋求保证在张力轮绕第二轴线转动的过程中，重心始终保持在第二轴线上。

36、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定配重组件的结构形式、个数及其设置位置以及设置方式等，如可以是固定结构或者可活动的结构。如配置组件可以设置于第二连接部件上，也可以设置于与第二连接部件一起偏转的等其他组件上。

37、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重组件的至少一部分为可活动的结构。

38、通过这样的构成，能够谋求通过结构的活动调整配重结构的重量分配形式。

39、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定配重结构的活动形式，如可以是移动、转动(自转、公转)以及二者的结合等。示例性地，可以沿十字方向移动。

40、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重组件包括：配重块，其设置于配重杆，所述配重杆通过直接或者间接的方式设置于所述第二连接部件；其中，所述配重块能够沿所述配重杆的轴向和/或绕所述配重杆的周向运动。

41、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重组件包括：调节部件，其能够向配重杆施加外力，以便：所述配重块在该外力的作用下沿所述配重杆的轴向运动。

42、通过这样的构成，能够谋求通过调节部件施加外力的方式实现配重块沿配重杆轴向的运动。

43、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定调节部件的结构形式、个数其向配重块施加的力的方向等。示例性地，配重块横向设置，配重块沿设置方向的两侧设置两个可伸缩的调节部件，在左侧的调节部件伸出、右侧的调节部件缩回的情形下，配重块向右运动。反之则向左运动。在能够实现可伸缩运动的前提下，本领域技术人员可以选择任意合理的结构或者机构。

44、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重杆包括一根或者多根；并且/或者所述调节部件为调节螺钉。

45、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重杆所述配重块能够沿所述配重杆螺旋运动。

46、通过这样的构成，给出了配重结构实现其可活动的一种具体的形式。

47、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重块包括至少一个，其中，在所述配重块包括多个的情形下，对应于多个所述配重块的配重杆的安装方向相同或者不同并且/或者所述配重块通过配重杆直接或者间接地设置于所述第二连接部件。

48、通过这样的构成，给出了配重块构成配重组件的可能的形式。

49、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重块包括第一配重块和第二配重块，所述第一配重块通过配重杆设置于所述第二连接部件，所述第二配重块通过配重杆设置于所述第一配重块，其中，对应于所述第一配重块和所述第二配重块的配重杆之间具有夹角。

50、通过这样的构成，给出了配重组件的一种具体的构成方式。

51、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定两个配重杆之间的夹角的大小，如可以是彼此垂直或者呈任意合理的角度。

52、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第二连接部件或者随所述第二连接部件运动的结构设置有配重支架，所述配重组件设置于所述配重支架。

53、通过这样的构成，给出了配重组件设置于第二连接部件的一种可能的形式。

54、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述配重支架上设置有配重安装部件或者形成有配重安装结构，所述配重组件设置于所述配重安装部件或者所述配重安装结构。

55、通过这样的构成，给出了配重组件设置于配重支架的可能的实现方式。

56、可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际需求确定配重安装部件/结构的具体形式，如可以是块状结构、盘状结构、安装架等。

57、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述张力轮具有可绕设切割线的线槽，所述第二轴线处于所述线槽所在的平面或者所述第二轴线平行于所述线槽所在的平面。

58、通过这样的构成，给出了张力机构的一种具体的内部相对位置关系。

59、对于上述张力机构，在一种可能的实施方式中，所述第一轴线与所述第二轴线之间彼此垂直。

60、通过这样的构成，给出了张力机构的一种具体的内部相对位置关系。

61、在第二方面，本实用新型提供了一种线锯单元，该线锯单元包括前述任一项所述的张力机构。

62、可以理解的是，该线锯单元具有前述任一项所述的张力机构的所有技术效果，在此不再赘述。

63、对于上述线锯单元，在一种可能的实施方式中，所述线锯单元包括收放线机构以及切割机构，所述张力机构设置于所述收放线机构和所述切割机构之间。

64、通过这样的构成，给出了线锯单元的可能的结构形式。

65、对于上述线锯单元，在一种可能的实施方式中，所述张力轮具有可绕设切割线的线槽，所述切割机构与所述张力机构之间设置有穿线机构，其中，在未发生切割线偏斜的情形下，所述第二轴线与位于所述线槽与所述穿线机构之间的切割线平行。

66、通过这样的构成，给出了第二轴线在线锯单元上的一种具体的位置。

67、应当理解的是，此处所说的平行应当理解为大致平行，更具体地说，在理论上讲可以做到二者之间处于平行关系，不过考虑到实际的线锯工作状态、结构上允许的误差以及如前述的第二连接臂的结构形式等，二者之间可获得被视为大致平行的位置关系。

68、在第三方面，本实用新型提供了一种线切割机，该线切割机包括前述任一项所述的张力机构或者线锯单元。

69、可以理解的是，该线切割机具有前述任一项所述的张力机构的所有技术效果，在此不再赘述。

70、对于上述线切割机，在一种可能的实施方式中，所述线切割机为切片机。

71、通过这样的构成，给出了线切割机的一种具体的结构形式。