硅棒切割主辊及切片机的制作方法

1.本技术属于太阳能光伏技术领域，具体涉及一种硅棒切割主辊及切片机。


背景技术：

2.随着光伏技术的发展，太阳能作为绿色、环保、可再生能源受到了大范围推广。单晶硅是太阳能光伏组件的核心材料，因此，市场对单晶硅或者说是对硅片的需求日益增多。
3.现有技术中，为了制备尺寸更大、厚度更薄的硅片以及减少硅片切割过程中的硅损耗，硅片切割用的切割线越来越细，相应的，主辊上与切割线适配的切割槽尺寸也随着切割线的线径减小。现有导线槽的槽型大部分为v型槽或u 型槽。然而，随着导线槽尺寸的减小，切割线在主辊上布线时，由于切割线与导线槽之间的匹配，导致切割线状态不稳，进而引起断线、跳线问题频现。为了避免上述问题，现有技术中通常会切割线在主辊上完成布线后，转动主辊和切割线网并保持两者之间一定的张力，将切割线在导线槽内磨合一段时间，然后再进行切割，这种方法导致耗费较长时间无法进行生产，影响生产效率。也就是说，如何在切割线的线径减小的情况下，实现切割线在主辊导线槽内的快速稳定地布线，已成为本领域技术人亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的是提供一种硅棒切割主辊及切片机，能够解决切割线在主辊的导线槽内布线状态不稳定的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种硅棒切割主辊，所述主辊包括：主辊本体，所述主辊本体的表面具有耐磨涂层，所述耐磨涂层上设置有多个用于容纳切割线的导线槽，所述导线槽沿所述主辊本体的周向延伸，且多个导线槽沿所述主辊的轴心线延伸方向依次间隔设置；
6.所述导线槽具有相对的两个侧壁，以及连接两个所述侧壁的槽底；
7.所述侧壁包括：直壁段和弧形壁段，其中，所述直壁段的一端与所述槽底相连，另一端与所述弧形壁段相连，所述弧形壁段位于所述导线槽的槽口，且所述弧形壁段朝向所述导线槽的中心线方向凸起。
8.可选的，所述弧形壁段对应弧形的半径为0.1mm～0.3mm。
9.可选的，所述槽底为平面；两个所述侧壁对应的所述直壁段与所述槽底相连形成梯形槽结构，所述槽底位于所述梯形槽结构对应梯形的下底边。
10.可选的，其特征在于，所述下底边的长度与切割线的线径的比值为0.3～ 0.85。
11.可选的，两个所述侧壁的直壁段之间的夹角为15
°
～38
°
。
12.可选的，由所述槽口至所述槽底的方向，所述导线槽的深度为0.15mm～ 0.2mm。
13.可选的，相邻的两个导线槽之间的连接面平行于所述导线槽的槽底所在平面。
14.可选的，所述直壁段对应的所述导线槽的深度尺寸大于所述弧形壁段对应的所述导线槽的深度尺寸；
15.所述导线槽的深度尺寸为由所述槽口至所述槽底方向的尺寸。
16.第二方面，本技术实施例还提供了一种切片机，所述切片机包括：上述硅棒切割主辊。
17.在本技术实施例中，由于导线槽的侧壁包括直壁段和弧形壁段，直壁段的一端与槽底相连，另一端与弧形壁段相连，弧形壁段位于导线槽的槽口，且弧形壁段朝向导线槽的中心线方向凸起，因此，在切割线在主辊上布线时，导线槽靠近槽口位置的弧形壁段可以对切割线起到导向的作用，使切割线更容易进入导线槽内，而进入导线槽内的切割线又可以分别与槽底、两个直壁段相切，从而槽底和两直壁段可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽内的稳定性更好，这样，切割线在导线槽内可以减少甚至免除磨合时间，进而提升生产效率。
附图说明
18.图1是本技术实施例所述切割线主辊的导线槽的结构示意图；
19.图2是本技术实施例所述刻槽刀的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.10：导线槽；11：侧壁；12：槽底；111：直壁段；112：弧形壁段；20：刻槽刀。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.在对本技术实施例提供的硅棒切割主辊进行解释说明之前，先对本技术实施例提供的硅棒切割主辊的应用场景做具体说明：
27.随着切割钢线越来越细，硅片切割尺寸越来越大，厚度越来越薄，对于切割线的切割能力和稳定性的要求越来越高。现有技术中，切割线在主辊布线时，由于切割线在导线槽内无法完全触底，切割线在槽内稳定性较差，会导致切割品质不良及断线、跳线等问题发生。因此，新主辊上布好线网后，为了提升切割品质，减少断线、跳线等问题，在切割硅棒之前，需对主辊进行一个磨合工艺(俗称勒主辊)，即，通过线网张力及高速运动使切割线完全勒入槽底，通过一段时间的磨合将切割线与槽底完全结合，切割线在导线槽内行成自稳状态，然后，再进行硅棒切割。然而，磨合工艺基本需要线网空运行2-3小时，这样每更换一次主辊或者说重新布线一次，就会增加2-3小时非生产时间，导致生产效率降低，从而也制约整个切片生产效率的提高。
28.基于上述问题，本技术实施例提供了一种硅棒切割主辊，所述主辊包括：主辊本体，所述主辊本体的表面具有耐磨涂层，所述耐磨涂层上设置有多个用于容纳切割线的导线槽，所述导线槽沿所述主辊本体的周向延伸，且多个导线槽沿所述主辊的轴心线延伸方向依次间隔设置；所述导线槽具有相对的两个侧壁，以及连接两个所述侧壁的槽底；所述侧壁包括：直壁段和弧形壁段，其中，所述直壁段的一端与所述槽底相连，另一端与所述弧形壁段相连，所述弧形壁段位于所述导线槽的槽口，且所述弧形壁段朝向所述导线槽的中心线方向凸起。
29.在本技术实施例中，由于导线槽的侧壁包括直壁段和弧形壁段，直壁段的一端与槽底相连，另一端与弧形壁段相连，弧形壁段位于导线槽的槽口，且弧形壁段朝向导线槽的中心线方向凸起，因此，在切割线在主辊上布线时，导线槽靠近槽口位置的弧形壁段可以对切割线起到导向的作用，使切割线更容易进入导线槽内，而进入导线槽内的切割线又可以分别与槽底、两个直壁段相切，从而槽底和两直壁段可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽内的稳定性更好，这样，切割线在导线槽内可以减少甚至免除磨合时间，进而提升生产效率。
30.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的硅棒切割主辊及切片机进行详细地说明。
31.参照图1，示出了本技术实施例所述硅棒切割主辊的导线槽的结构示意图。
32.本技术实施例中，硅棒切割主辊具体可以包括：主辊本体，主辊本体的表面具有耐磨涂层，耐磨涂层上设置有多个用于容纳切割线的导线槽10，导线槽 10沿主辊本体的周向延伸，且多个导线槽10沿主辊的轴心线延伸方向依次间隔设置；导线槽10具有相对的两个侧壁11，以及连接两个侧壁11的槽底12；侧壁11包括：直壁段111和弧形壁段112，其中，直壁段111的一端与槽底12 相连，另一端与弧形壁段112相连，弧形壁段112位于导线槽10的槽口，且弧形壁段112朝向导线槽10的中心线方向凸起。
33.本技术实施例中，耐磨涂层具体可以为聚氨酯涂层等。
34.在本技术实施例中，由于导线槽10的侧壁11包括直壁段111和弧形壁段 112，直壁段111的一端与槽底12相连，另一端与弧形壁段112相连，弧形壁段112位于导线槽10的槽口，且弧形壁段112朝向导线槽10的中心线方向凸起，因此，在切割线在主辊上布线时，导线槽10靠近槽口位置的弧形壁段112 可以对切割线起到导向的作用，使切割线更容易进入导线槽10内，而进入导线槽10内的切割线又可以分别与槽底12、两个直壁段111相切，从而槽底12 和两直壁段111可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽10 内移动
时，会形成自稳状态，在切割作用力下，切割线没有下行及左右移动的空间，切割线在导线槽10内的稳定性更好，避免了切割线在导线槽10内摆动、跳线等问题，并且，切割线在导线槽10内可以减少甚至免除磨合时间，进而提升生产效率。
35.在实际应用中，弧形壁段112可以使导线槽10呈喇叭口状，由于弧形壁段112靠近槽口位置，从而使切割液更容易顺着弧形壁段112进入到导线槽10 内，这样，有利于切割线通过切割液进行润滑和降温，可以有效提升切割线的使用寿命。
36.需要说明的是，在本技术实施例中，弧形壁段112与直壁段111之间为平滑相接，即，导线槽10的侧壁11为光滑的平面。
37.如图1所示，弧形壁段112朝向导线槽10的中心线方向凸起，或者可以说是弧形壁段112朝向中心线所在的中分面(中分面用于将导线槽10分隔为体积相等的两个凹槽)的方向凸起。具体的，弧形壁段112对应弧形的半径r 可以为0.1mm～0.3mm范围内的任意值。例如，弧形壁段112对应弧形的半径 r可以为0.1mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm等。
38.在本技术实施例中，槽底12为平面，两个侧壁11对应的直壁段111与槽底12相连形成梯形槽结构，槽底12位于梯形槽结构对应梯形的下底边。梯形的下底边即梯形平行的两底边中，长度短的一条底边。如图1所示，在切割线位于梯形槽结构时，切割线分别与槽底12、两侧壁11对应的直壁段111相切，从而槽底12和两直壁段111可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽10内的稳定性更好。而且，切割线在梯形槽结构中时，切割线的外表面与梯形槽结构的两个底角位置处形成容置空间，这样，即便是在切割过程中，有颗粒等杂质随着切割线进入导线槽10内，杂质可以进入容置空间内，也不会与切割线之间形成硬接触磨损导致切割线断线、导线槽10磨损等问题。
39.在本技术实施例中，槽底12对应的下底边的长度l与切割线的线径l2 的比值为0.3～0.85，这样，可以使切割线位于梯形槽结构内的结构更加稳定。如图1所示，l3*2＝l，l3/l2＝tanα。角度α具体可以为15
°
～25
°
范围内的任意值，例如α可以为15
°
、18
°
、22
°
、25
°
等。在本技术实施例中，两个侧壁11的直壁段111之间的夹角β为15
°
～38
°
范围内的任意值。如图1所示，夹角β可以为15
°
、18
°
、28
°
、32
°
、35
°
、38
°
等。
40.在本技术实施例中，由槽口至槽底12的方向，导线槽10的深度可以为 0.15mm～0.2mm范围内的任意值。在实际应用中，直壁段111对应的导线槽 10的深度大于弧形壁段112对应的导线槽10的深度，这样可以使导线槽侧壁有足够区域对切割线进行支撑，切割线位于导线槽10内的结构更加稳定。
41.在本技术实施例中，相邻的两个导线槽10之间的连接面平行于导线槽10 的槽底12所在平面。在实际应用中，导线槽10可以采用梯形刻槽刀通过机床程序走轮廓的方式刻出的槽型。
42.参照图2，示出了本技术实施例所述刻槽刀的结构示意图。
43.如图2所示，本技术实施例中，刻槽刀可以为梯形刻槽刀，梯形刻槽刀通过走轮廓的方式在耐磨涂层上加工导线槽10，可以有效减少耐磨涂层的弹性形变，槽型工整且去除胶丝干净，无残余胶丝，进而可以使主辊导线槽10内布线及调线更顺畅。
44.在本技术实施例中，由于导线槽10具有弧形壁段112，以及由直壁段111 和槽底12形成的梯形槽结构，从而可以在切片机热机程序后，直接进入切片状态，免除了磨合工艺，从而可以有效提升切片生产效率。
45.综上，本技术实施例所述的硅棒切割主辊至少包括以下优点：
46.在本技术实施例中，由于导线槽的侧壁包括直壁段和弧形壁段，直壁段的一端与槽底相连，另一端与弧形壁段相连，弧形壁段位于导线槽的槽口，且弧形壁段朝向导线槽的中心线方向凸起，因此，在切割线在主辊上布线时，导线槽靠近槽口位置的弧形壁段可以对切割线起到导向的作用，使切割线更容易进入导线槽内，而进入导线槽内的切割线又可以分别与槽底、两个直壁段相切，从而槽底和两直壁段可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽内的稳定性更好，这样，切割线在导线槽内可以减少甚至免除磨合时间，进而提升生产效率。
47.本技术实施例还提供了一种切片机，所述切片机具体可以包括上述硅棒切割主辊。
48.需要说明的是，本技术实施例中所述硅棒切割主辊与上述各实施例中硅棒切割主辊的结构及原理相同，此处不再赘述。
49.在本技术实施例中，由于硅棒切割主辊上导线槽的侧壁包括直壁段和弧形壁段，直壁段的一端与槽底相连，另一端与弧形壁段相连，弧形壁段位于导线槽的槽口，且弧形壁段朝向导线槽的中心线方向凸起，因此，在切割线在主辊上布线时，导线槽靠近槽口位置的弧形壁段可以对切割线起到导向的作用，使切割线更容易进入导线槽内，而进入导线槽内的切割线又可以分别与槽底、两个直壁段相切，从而槽底和两直壁段可以对切割线形成稳定的三角支撑结构，切割线在导线槽内的稳定性更好，这样，切割线在导线槽内可以减少甚至免除磨合时间，进而提升生产效率。
50.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术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技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。