一种开方机及其开方方法

技术领域

本发明涉及硅棒加工技术领域，尤其涉及一种开方机及其开方方法。

背景技术

硅棒加工过程中的开方工序为将圆柱状的硅棒的周向上的四条边切割以形成长方体型的硅棒。硅棒经开方得到的余料称为边皮。现有技术中的开方机包括一个或者两个相对设置的切割机构，切割机构一次性支撑切割硅棒的一个或者两条边，然后再转动硅棒切割另一边或者另两条边。这种开方方式需多次转动硅棒，并多次和切割机构对位后进行切割易导致定位偏差，影响开方效率以及开方精度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种开方机及其开方方法，其解决了现有的开方机存在开方效率低和开方精度低的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供一种开方机，包括底架，以及均设置于所述底架上的晶托组件、上下料组件、切割机构和吸盘下边皮机构；

所述晶托组件能够承接硅棒；

所述上下料组件能够将未开方的所述硅棒置于所述晶托组件上，并且取下所述晶托组件上开方后的所述硅棒；

所述切割机构的井字形切割端能够抵接所述晶托组件上的所述硅棒的顶部并相对所述硅棒下降，以同时切割所述硅棒周向上的四个边皮；

所述吸盘下边皮机构能够取下开方后的所述硅棒周向上的四个边皮。

根据本发明，所述切割机构包括：

能够相对所述底架升降移动的设置在所述底架上的支撑框，以及设置于所述支撑框上的两个第一切割线组和两个第二切割线组；两个所述第一切割线组沿所述支撑框的第一方向间隔设置，两个所述第二切割线组沿所述支撑框的第二方向间隔设置；所述第二方向垂直于所述第一方向；两个所述第一切割线组形成的两个所述第一切割环线和两个所述第二切割线组形成的两个第二切割环线的下端形成所述井字形切割端；

所述支撑框带动两个所述第一切割线组和两个所述第二切割线组相对于硅棒下降时，所述井字形切割端能够抵接所述晶托组件上的所述硅棒的顶部并同时切割所述硅棒的四个所述边皮。

根据本发明，所述切割机构还包括压紧机构；

所述压紧机构包括能够相对所述支撑框升降移动的设置在所述支撑框上的升降杆、以及设置于所述升降杆底部的压头组件；未切割所述硅棒时，所述压头组件低于所述井字形切割端；

所述支撑框带动两个所述第一切割线组和两个所述第二切割线组相对于所述硅棒下降至所述压头组件抵压在所述硅棒顶部，所述压头组件受压并带动所述升降杆相对所述支撑框上移后，所述井字形切割端同时切割所述硅棒的四个所述边皮。

根据本发明，所述上下料组件和所述切割机构沿所述底架的横向间隔设置；

所述晶托组件包括设置在所述底架上的回转换位机构，以及两个相对设置于所述回转换位机构的顶部的晶托机构；

所述回转换位机构用于驱动两个所述晶托机构回转，以使一个所述晶托机构对应于所述上下料组件时，另一所述晶托机构位于所述切割机构的下方。

根据本发明，所述晶托机构包括：

面板，能够承托硅棒的底部；

位于所述面板下方且固定连接所述面板的球面体；

容纳所述球面体的球面座，所述球面座与所述球面体的抵压面均为圆弧面；承托所述硅棒的底部的所述面板能够带动所述球面体在所述球面座内转动，以使所述硅棒的轴线处于竖直状态。

根据本发明，所述上下料组件上设置晶线检测组件；

所述晶托机构还包括：

抵靠并向所述球面体施加压合于所述球面座的下压力的锁紧机构；

所述锁紧机构包括：

容纳于所述球面体内或者容纳所述球面体的球面压块，所述球面压块和所述球面体的抵压面均为圆弧面；

以及连接所述球面压块的驱动器；所述硅棒的轴线处于竖直状态后，所述驱动器用于驱动所述球面压块抵靠并向所述球面体施加压合于所述球面座的下压力；

还包括连接所述锁紧机构的回转机构，所述回转机构用于驱动所述锁紧机构带动所述球面体、所述面板以及承托于所述面板上的所述硅棒同步绕竖直轴线转动；

所述硅棒绕竖直轴线转动时，所述上下料组件能够带动晶线检测组件贴合于所述硅棒的周壁以检测所述硅棒的晶线。

根据本发明，所述开方机还包括边皮收集机构，所述边皮收集机构设置在所述底架上，且和对应于所述上下料组件的所述晶托沿所述底架的纵向间隔设置；

所述下边皮组件位于对应于所述上下料组件的所述晶托的上方；所述下边皮组件包括能够相对所述底架沿纵向和竖直方向移动的吸盘下边皮机构；所述吸盘下边皮机构能够沿竖直方向移动至对应于所述晶托上开方后的所述硅棒，以夹取所述硅棒周向上的所述边皮，所述吸盘下边皮机构还能够沿纵向在所述晶托机构和所述边皮收集机构之间移动，以传送所述边皮。

根据本发明，所述吸盘下边皮机构包括：固定板；四个呈环形间隔设置的吸盘器，四个所述吸盘器可移动地连接在所述固定板上；以及设置在所述固定板上的第一驱动机构，所述第一驱动机构用于驱动四个所述吸盘器相对所述固定板的中心同步靠近或远离的移动；四个所述吸盘器同步靠近所述固定板的中心移动时能够一一对应的吸附所述硅棒周向上的四个所述边皮；

所述下边皮组件还包括设置在所述底架上的纵向滑轨，和滑动设置在所述纵向滑轨上的竖向伸缩机构；所述竖向伸缩机构连接所述固定板；所述竖向伸缩机构能够通过所述固定板带动所述吸盘下边皮机构整体相对所述底架沿竖直方向移动；所述竖向伸缩机构沿所述纵向滑轨移动时，还能够带动所述吸盘下边皮机构整体相对所述底架沿纵向移动。

根据本发明，所述竖向伸缩机构包括：

固定连接所述固定板和滑动设置在所述纵向滑轨上的滑块的固定支架，以及能够相对所述固定支架伸缩移动且彼此连接的第一滑动部和第二滑动部；

所述第一滑动部上设置增倍组件，所述第一滑动部相对所述固定支架伸缩移动距离时：所述第一滑动部上的所述增倍组件能够带动所述第二滑动部同步伸缩移动距离；

在所述第一滑动部和所述第二滑动部之间设置n个第三滑动部，n为≥1的整数；所述第一滑动部、n个所述第三滑动部和所述第二滑动部依次连接；当n>1时，n个所述第三滑动部水平排布；所述第三滑动部上设置所述增倍组件；所述第一滑动部和n个所述第三滑动部上的所述增倍组件能欧带动所述第二滑动部同步伸缩移动距离(n+2)a。

第二方面，本发明提供一种应用开方机的开方方法，包括如下步骤：

S1：所述上下料组件将未开方的所述硅棒置于所述晶托组件上；

S2：所述切割机构的所述井字形切割端抵接所述晶托组件上的所述硅棒的顶部并相对所述硅棒下降，以同时切割所述硅棒周向上的四个所述边皮；

S3：所述吸盘下边皮机构能够取下开方后的所述硅棒周向上的四个所述边皮；

S4：所述上下料组件取下所述晶托组件上开方后的所述硅棒。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的开方机，包括底架、均设置于底架上的晶托组件、上下料组件、切割机构和吸盘下边皮机构。使用时，能够完成硅棒开方过程的上料、支撑、切割、下边皮和下料的全部作业，并能由切割机构的井字形切割端一次性切割硅棒周向上的四个边皮，提高了硅棒开方的效率，并能避免硅棒转动后再次切割影响硅棒的开方精度。

附图说明

图1为本发明的开方机的示意图；

图2为图1的局部示意图；

图3为图1的局部示意图；

图4为晶托机构立体示意图；

图5为图4的剖视图；

图6为切割机构的立体示意图；

图7为图6中的两个第一轮组和两个第二轮组的布置示意图；

图8为图7中的两个第一矩形切割环线和两个第二矩形切割环线的布置示意图；

图9为切割机构未切割硅棒时的示意图；

图10为图9的局部放大示意图；

图11为图9的局部放大示意图；

图12为切割机构切割完成时的示意图；

图13为竖向伸缩机构中设置一个牵引机构的立体示意图；

图14为竖向伸缩机构中设置一个牵引机构的另一视角的立体示意图；

图15为图14的俯视剖视图；

图16为吸盘下边皮机构的立体示意图；

图17为图16的剖视图；

图18为图16的仰视图；

图19为图16的立体示意图(固定板未示出)。

【附图标记说明】

1：晶托机构；

110：面板；111：定位螺钉；

120：球面体；

130：球面座；

140：锁紧机构；141：球面压块；1421：拉杆；1422：缸筒；1423：第一进气通道；1424：第二进气通道；1425：隔离套；1426：第一活塞套；1427：第二活塞套；1428：第一螺母；1429：第二螺母；

150：支撑座；151：第三进气通道；152：第四进气通道；

160：回转机构；161：回转体；162：回转电机；163：减速机；164：轴承；165：法兰；

171：第一保护壳；172：第二保护壳；

180：弹性套；

2：切割机构；

210：支撑框；211：通孔；212：上防护套；213：下防护套；

221：第一轮组；2211：第一轮体；2212：第一矩形切割环线；222：第二轮组；2221：第二轮体；2222：第二矩形切割环线；2231：主动轮；2232：从动轮；2233：张紧轮；2234：过线轮；

230：压紧机构；231：升降杆；232：压头组件；2321：连接板；2322：主压头；2323：副压头；23241：套筒；23242：盖体；23243：顶杆；23244：弹性件；233：配重块；234：竖直滑轨；235：滑块；

240：第二驱动机构；241：驱动电机；242：联动机构；2421：皮带轮；2422：皮带；

250：张紧机构；251：张紧电机；252：张紧臂；

26：缸体；

3：竖向伸缩机构；

310：固定支架；

320：伸缩驱动器；321：齿轮；

330：第一滑动部；331：竖直齿条；

341：轮体；342：牵引件；

350：第二滑动部；351：水平板体；

361：第一滑块；362：第一竖直滑轨；363：第二滑块；364：第二竖直滑轨；

371：插孔；372：减重孔；

380：限位器；381：插杆；

4：纵向滑轨；

5：吸盘下边皮机构；

510：支架；

520：吸盘；

530：盘体；531：弧形孔；

540：第一驱动机构；

550：导向滚子；

560：滑轨架；561：滑轨；562：滑块；

570：喷气嘴；

580：固定板；

6：回转换位机构；61：回转台；

81：上料台；82：下料台；

9：上下料机械手；91：纵向导轨；92：横向导轨；93：机械手支架；94：机械手回转驱动器；951：机械手主体；

10：边皮收集机构；1001：竖直固定板；1002：竖直支撑杆；1003：转动臂；1004：内轮体；1005：外轮体；

11：底架；

A：硅棒；

B：边皮。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

参见图1-19所示，本发明实施例提出的一种开方机，包括底架11，以及均设置于底架11上的晶托组件、上下料组件、切割机构2和下边皮组件。

晶托组件能够承接硅棒A。上下料组件能够将未开方的硅棒A置于晶托组件上，并且取下晶托组件上开方后的硅棒A。切割机构2的井字形切割端能够抵接晶托组件上的硅棒A的顶部并相对硅棒A下降，以同时切割硅棒A周向上的四个边皮B。下边皮组件能够取下开方后的硅棒A周向上的四个边皮B。

进一步，本开方机包括如下步骤：

S1：上下料组件将未开方的硅棒A置于晶托组件上。

S2：切割机构2的井字形切割端抵接晶托组件上的硅棒A的顶部并相对硅棒A下降，以同时切割硅棒A周向上的四个边皮B。

S3：下边皮组件能够取下开方后的硅棒A周向上的四个边皮B。

S4：上下料组件取下晶托组件上开方后的硅棒A。

使用时，本开方机能够完成硅棒A开方过程的上料、支撑、切割、下边皮和下硅棒的全部作业，并能由切割机构2的井字形切割端一次性切割硅棒A周向上的四个边皮B，提高了硅棒A的开方效率，并能避免硅棒A转动后再次切割影响硅棒A的开方精度。

进一步，上下料组件包括上下料机械手9和承接台。晶托组件、上下料机械手9和承接台沿底架11的横向依次设置。承接台包括沿底架11的纵向依次设置的上料台81和下料台82。上料台81用于承接并传送未开方的硅棒A。下料台82用于承接并传送开方后的硅棒A。上下料机械手9用于夹取上料台81上未开方的硅棒A并置于晶托组件上，并且夹取晶托组件上开方后的硅棒A并置于下料台82上。

具体地，上料台81包括靠近上下料机械手9的一端转动连接在底架11上的承接台，以及主体设置在底架11上、驱动端连接承接台的驱动缸。水平定向的承接台承接水平定向的硅棒A后，在驱动缸的驱动作用下，承接台带动硅棒A转动至竖直定向，以便于上下料机械手9夹取其上的硅棒A并传送至置于晶托组件上。随后，承接台再次转动至水平定向。

下料台82包括靠近上下料机械手9的一端转动连接在底架11上的承接台，以及主体设置在底架11上、驱动端连接承接台的驱动缸。上下料机械手9夹取晶托组件上开方后的硅棒A后，将竖直定向的硅棒A传送至竖直定向的下料台82上。随后，在驱动缸的驱动作用下，承接台带动硅棒A转动至水平定向，以便于下一加工工序夹取其上的硅棒A。

具体地，上下料机械手9包括设置在底架11上的纵向导轨91、滑动设置在纵向导轨91上的横向导轨92、滑动设置在横向导轨92上的机械手支架93、主体固定在机械手支架93顶部上的机械手回转驱动器94、以及连接机械手回转驱动器94的驱动端的机械手。优选地，机械手回转驱动器94为电机。

使用时，机械手回转驱动器94能够驱动机械手绕竖直轴线转动，且在纵向导轨91、横向导轨92和机械手支架93的配合作用下，能够带动机械手沿横向和纵向移动。由此，机械手能够将硅棒A在位于机械手横向两侧的晶托组件和承接台之间传送。

更具体地，机械手包括固定连接机械手回转驱动器94的驱动端的机械手主体951、以及设置在机械手主体951侧壁上的机械夹爪，机械夹爪能够夹取和松开硅棒A的侧壁。

进一步，上下料组件的上下料机械手9和切割机构2沿底架11的横向间隔设置。

进一步，上下料组件的机械手主体951的侧壁上还设置用于检测对应于上下料组件的晶托机构1上的硅棒A的晶线的晶线检测组件7。

机械手主体951能够带动晶线检测组件7绕竖直轴线转动并沿横向和纵向移动，以带动晶线检测组件7能够移动至贴合于晶托机构1上的硅棒A的周壁，并在晶托机构1带动硅棒A转动时检测硅棒A周壁上的晶线。进一步，晶托组件包括设置在底架11上的回转换位机构6，以及两个相对设置于回转换位机构6的顶部的晶托机构1。晶托机构1用于承接硅棒A。回转换位机构6用于驱动两个晶托机构1回转，以使一个晶托机构1对应于上下料组件时，另一晶托机构1位于切割机构2的下方。

使用时，上下料机械手9将未开方的硅棒A置于对应于上下料组件的晶托机构1上，或者取下对应于上下料组件的晶托机构1上开方后的硅棒A。

两个晶托机构1同时承接硅棒A且能够在对应于上下料组件和位于切割机构2的下方的两个位置处切换的作用是：位于切割机构2的下方的晶托机构1上的硅棒A进行开方时，对应于上下料组件的晶托机构1上的硅棒A进行备料，以便于切割机构2连续切割硅棒A，提高切割效率；或者，位于切割机构2的下方的晶托机构1上的硅棒A进行开方时，对应于上下料组件的晶托机构1承接开方后的硅棒A并由下边皮组件取下硅棒A上的边皮B，再由上下料组件取下上开方后的硅棒A。以使硅棒A的开方作业和下边皮及下硅棒作业能够同时进行，提高切割效率。

具体地，回转换位机构6包括主体设置在底架11上的回转换位驱动器、以及固定连接回转换位驱动器的驱动端的回转台61。回转台61的顶部设置两个晶托机构1。回转换位驱动器用于驱动两个晶托机构1绕竖直轴线回转。回转换位驱动器优选设置为电机。

进一步，晶托机构1包括面板110、球面体120和球面座130。

硅棒A竖直设置在面板110上，面板110能够承托硅棒A的底部。球面体120位于面板110下方且固定连接面板110。球面座130容纳球面体120，球面座130与球面体120的抵压面均为圆弧面。承托硅棒A的底部的面板110能够带动球面体120在球面座130内转动，以使承托于面板110上的硅棒A的轴线处于竖直状态，以便于后续对承托于面板110上的硅棒A进行开方时，硅棒A能够保持竖直状态，进而能够提高硅棒A的开方精度。

其中，固定连接指产品组装完成，使用时不相对运动，非不能拆卸。

优选地，球面体120通过螺栓固定连接面板110。

具体地，面板110的顶部呈环形阵列的设置多个定位件111，定位件111的顶面能够承托硅棒A的底部。

可选地，定位件111为螺栓、螺钉或者铆钉。优选地，定位件111的设置数量为三个，以使三个点形成稳定承托于硅棒A底部的面。

具体地，晶托机构1还包括锁紧机构140。锁紧机构140用于抵靠并向球面体120施加压合于球面座130的下压力。

当硅棒A的轴线调整至处于竖直状态后，锁紧机构140能够将球面体120压合于球面座130上，以锁定球面体120，避免球面体120带动面板110和面板110上的硅棒A晃动导致硅棒A歪斜，进而导致后续对硅棒A开方时，切割机构2的切割方向倾斜于硅棒A的轴线，无法形成长方体型的硅棒A。

更具体地，锁紧机构140包括球面压块141和驱动器。

球面压块141容纳于球面体120内或者容纳球面体120的球面压块141，球面压块141和球面体120的抵压面均为圆弧面。驱动器连接球面压块141。硅棒A的轴线处于竖直状态后，驱动器用于驱动球面压块141抵靠并向球面体120施加压合于球面座130的下压力。

更具体地，球面体120的顶部设置弧形凹槽，球面压块141容纳于球面体120内；

或者，球面体120的顶部为向上突出的弧形，球面压块141容纳球面体120的顶部。

优选地，球面体120的顶部设置弧形凹槽，球面压块141容纳于球面体120内，以提高球面压块141压合于球面体120上的稳定性。

更具体地，驱动器包括拉杆1421、缸筒1422和活塞组件。

拉杆1421上部连接球面压块141。缸筒1422套设于拉杆1421下部外周并通过螺栓固定连接球面座130，缸筒1422腔内设置第一进气通道1423以及第二进气通道1424。活塞组件位于缸筒1422腔内且套设并连接拉杆1421。

当第一进气通道1423进气时，活塞组件受到下压力并驱动拉杆1421带动球面压块141下降，球面压块141抵靠并向球面体120施加压合于球面座130的下压力。第二进气通道1424进气时，活塞组件受到上升力并驱动拉杆1421带动球面压块141上移。

更具体地，缸筒1422为下部开放的筒体。驱动器还包括套设于拉杆1421外部的隔离套1425，隔离套1425通过螺栓固定连接缸筒1422的内壁。活塞组件包括第一活塞套1426和第二活塞套1427。第一活塞套1426和第二活塞套1427由上至下依次套设并通过螺栓固定连接拉杆1421外壁。隔离套1425位于第一活塞套1426和第二活塞套1427之间。

第一活塞套1426的顶部和缸筒1422的顶部内壁、以及隔离套1425和第二活塞套1427之间分别形成第一进气通道1423，以形成两个第一进气通道1423。第一活塞套1426和隔离套1425之间、以及第二活塞套1427的底部分别形成第二进气通道1424，以形成两个第二进气通道1424。

由此，通过设置两个第一进气通道1423和两个第二进气通道1424，以扩大用于向第一活塞套1426和第二活塞套1427施压的气体量，进而能够增大气体向第一活塞套1426和第二活塞套1427施加的上升力和下压力，以增大第一活塞套1426和第二活塞套1427驱动拉杆1421带动球面压块141下降的驱动力，使得球面压块141能够稳定压合于球面体120上，并使球面体120稳定压合于球面座130上，有效避免球面体120带动面板110和面板110上的硅棒A晃动的情况发生。

具体地，拉杆1421由上至下依次穿过球面压块141、球面体120、球面座130和缸筒1422。

拉杆1421的上端套设第一螺母1428，拉杆1421的下端套设第二螺母1429。第一螺母1428抵靠在球面压块141的顶部，第二螺母1429抵靠第二活塞套1427的底部，以支撑拉杆1421。

进一步，晶托机构1还包括容纳并支撑回转机构160和缸筒1422的支撑座150，以及连接锁紧机构140的回转机构160。

第一活塞套1426和隔离套1425之间、以及第二活塞套1427的底部和位于缸筒1422下方的回转机构160的顶部之间分别形成第二进气通道1424。

支撑座150为上部开放的筒体。

支撑座150上开设用于连通第一进气通道1423的第三进气通道151，以及用于连通第二进气通道1424的第四进气通道152，以分别向第一进气通道1423和第二进气通道1424内供给气体。

优选地，第三进气通道151和第四进气通道152均竖直设置，以缩小支撑座150的设置宽度。

进一步，回转机构160用于驱动锁紧机构140带动球面体120、面板110以及承托于面板110上的硅棒A同步绕竖直轴线转动。

当硅棒A绕竖直轴线转动时，机械手主体951上的晶线检测组件7能够贴合于晶托机构1上的硅棒A的侧壁并检测硅棒A周壁上的晶线。以使晶托组件能够同时支撑硅棒A和驱动硅棒A绕竖直轴线转动，不需要额外设置用于驱动硅棒A绕竖直轴线转动的机构，以缩小整体尺寸。

具体地，回转机构160包括回转体161和回转驱动器。

回转体161通过螺栓固定连接缸筒1422，回转体161转动连接在支撑座150上。回转驱动器的主体设置在支撑座150上，回转驱动器的驱动端通过螺栓固定连接回转体161。

当硅棒A的轴线处于竖直状态后，拉杆1421带动球面压块141下降，球面压块141抵靠并向球面体120施加压合于球面座130的下压力，以锁定球面体120、面板110和承托于面板110上的硅棒A。随后，回转驱动器用于驱动回转体161绕自身轴线转动，以使回转体161带动缸筒1422、球面座130、拉杆1421、球面压块141、球面体120、面板110、以及承托于面板110上的硅棒A同步绕竖直轴线转动。

具体地，回转体161通过轴承164转动连接在支撑座150上。支撑座150固定连接在回转换位机构6的回转台61上。

具体地，回转驱动器包括主体通过法兰固定在支撑座150上的回转电机162，以及连接回转电机162的输出端的减速机163。减速机163的输出端通过螺栓固定连接回转体161。

进一步，晶托机构1还包括套设于球面座130和缸筒1422外周用于保护的保护壳。

进一步，切割机构2包括支撑框210、两个第一切割线组和两个第二切割线组。

支撑框210能够相对底架11升降移动的设置在底架11上，两个第一切割线组和两个第二切割线组均设置于支撑框210上。两个第一切割线组沿支撑框210的第一方向间隔设置，两个第二切割线组沿支撑框210的第二方向间隔设置。第二方向垂直于第一方向。两个第一切割线组形成的两个第一切割环线和两个第二切割线组形成的两个第二切割环线的下端形成井字形切割端。

需要说明的是，第一方向和第二方向均为垂直于竖直方向的水平方向。

当支撑框210带动两个第一切割线组和两个第二切割线组相对于硅棒A下降时，井字形切割端能够抵接晶托组件上的硅棒A的顶部并同时切割硅棒A的四个边皮B，提高了切割效率，且不需要多次转动硅棒A，提高了硅棒A和切割机构2的对位精度，进而提高了切割精度。进而，两个第一切割线组形成的两个第一切割环线和两个第二切割线组形成的两个第二切割环线的下端形成的井字形切割端用于切割硅棒A，两个第一切割环线的上端和两个第二切割环线的上端均不参与切割，能够避免两个第一切割环线和两个第二切割环线上下两端同时受力、引起较大变形而发生断裂。

具体地，切割机构2还包括主体设置在底架11上、驱动端固定连接支撑框210的缸体26。缸体26用于驱动支撑框210相对底架11升降移动。

具体地，第一切割线组包括两个均套设第一切割环线的第一轮组221，第二切割线组包括两个均套设第二切割环线的第二轮组222。

具体地，第一轮组221包括至少四个在竖直面上呈环形布置的第一轮体2211。第一切割环线为套设于至少四个第一轮体2211上的第一矩形切割环线2212。第二轮组222包括至少四个在竖直面上呈环形布置的第二轮体2221。第二切割环线为套设于至少四个第二轮体2221上的第二矩形切割环线2222。

更具体地，第一轮组221中的至少四个第一轮体2211包括主动轮2231、从动轮2232、张紧轮2233和至少一个过线轮2234。第二轮组222中的至少四个第二轮体2221也包括主动轮2231、从动轮2232、张紧轮2233和至少一个过线轮2234。主动轮2231、从动轮2232、张紧轮2233和至少一个过线轮2234均设置在支撑框210上。

主动轮2231、从动轮2232、张紧轮2233和至少一个过线轮2234上套设切割线并对应形成第一矩形切割环线2212和第二矩形切割环线2222。

优选地，第一轮组221和第二轮组222均包括一个过线轮2234，以简化结构便于安装。

进一步，支撑框210上设置连接并驱动主动轮2231转动的驱动机构240、以及连接并驱动张紧轮2233张紧的张紧机构250。

具体地，驱动机构240包括驱动电机241。

驱动电机241设置在支撑框210上，驱动电机241的输出轴通过联动机构242连接并驱动主动轮2231转动，主动轮2231通过从动轮2232、张紧轮2233和至少一个过线轮2234带动第一矩形切割环线2212和第二矩形切割环线2222转动。

优选地，联动机构242包括固定连接驱动电机241的输出轴的皮带轮，以及套设于皮带轮和主动轮2231上的皮带。驱动电机241驱动皮带轮转动，皮带轮通过皮带带动主动轮2231转动。

具体地，张紧机构250包括张紧电机251和张紧臂252。

张紧电机251设置在支撑框210上，张紧电机251的水平输出轴固定连接张紧臂252，张紧臂252远离张紧电机251的一端转动连接张紧轮2233。张紧电机251驱动张紧臂252绕水平输出轴转动时，张紧臂252带动张紧轮2233同步转动，以使张紧轮2233张紧套设于其上的第一矩形切割环线2212或第二矩形切割环线2222。

优选地，每一第一轮组221和每一第二轮组222均对应一个驱动机构240和一个张紧机构250。当然，也可以设置为：两个第一轮组221对应一个驱动机构240和一个张紧机构250，两个第二轮组222对应另一驱动机构240和另一张紧机构250，此时，两个第一轮组221中的两个主动轮2231通过连杆连接并同步转动，两个张紧轮2233通过连杆连接并同步转动；两个第二轮组222中的两个主动轮2231通过连杆连接并同步转动，两个张紧轮2233通过连杆连接并同步转动。

具体地，张紧电机251的主体通过连接架设置在支撑框210上，张紧电机251的输出端固定连接张紧臂252，张紧臂252远离张紧电机251的一端通过轴承转动连接张紧轮2233。张紧电机251驱动张紧臂252绕水平输出轴转动时，张紧臂252带动张紧轮2233同步转动，以使张紧轮2233能够绕自身轴线转动且绕对应的张紧电机251的水平输出轴转动的设置在支撑框210上。

进一步，两个第一轮组221和两个第二轮组222的设置方式为：使得第一矩形切割环线2212位于第二矩形切割环线2222内，或者，第一矩形切割环线2212套设于第二矩形切割环线2222外周。以使第一矩形切割环线2212和第二矩形切割环线2222之间存在竖直方向上的间隙，避免第一矩形切割环线2212和第二矩形切割环线2222接触干涉。

具体地，切割机构2还包括压紧机构230。

压紧机构230包括能够相对支撑框210升降移动的设置在支撑框210上的升降杆231、以及设置于升降杆231底部的压头组件232。未切割硅棒A时，压头组件232低于井字形切割端。支撑框210带动两个第一切割线组和两个第二切割线组相对于硅棒A下降至压头组件232抵压在硅棒A顶部以将硅棒A压紧于晶托机构1上，压头组件232受压并带动升降杆231相对支撑框210上移后，井字形切割端同时切割硅棒A的四个边皮B。

使用时：支撑框210带动两个第一轮组221和两个第二轮组222相对于硅棒A下降至压头组件232抵压在硅棒A顶部，以将硅棒A夹紧定位在晶托机构1上，压头组件232受压并带动升降杆231相对支撑框210上移后，支撑框210继续下降，至井字形切割端接触硅棒A顶部后同时切割硅棒A的四个边皮B。以实现先夹紧定位再切割硅棒A。

具体地，压紧机构230还包括设置在升降杆231顶部的配重块233。

配重块233能够带动升降杆231相对于支撑框210下降，以在未切割硅棒A时，使压头组件232低于井字形切割端。

具体地，压紧机构230位于两个第一轮组221和两个第二轮组222水平方向上的中心，以夹紧对应于两个第一轮组221和两个第二轮组222水平方向上的中心处的硅棒A顶部。

进一步，支撑框210的顶部设置用于容纳并供升降杆231升降移动的通孔211。压头组件232还包括固定在升降杆231底部的连接板2321。

当升降杆231相对支撑框210下降时，配重块233能够抵靠支撑框210顶部；当升降杆231相对支撑框210上移时，连接板2321能够抵靠通孔211底部。由此，在升降杆231相对于支撑框210升降移动时对升降杆231的两端限位。

优选地，升降杆231外周设置竖直滑轨234，通孔211内壁设置滑动连接于竖直滑轨234上的滑块235；或者，升降杆231外周设置滑块235，通孔211内壁设置滑动连接于滑块235上的竖直滑轨234。

升降杆231和通孔211内壁通过滑轨和滑块滑动连接，以便于升降杆231相对于支撑框210升降移动，并提高了升降杆231升降移动的精度。

优选地，在支撑框210顶部上壁围绕通孔211设置上防护套212，在支撑框210顶部下壁围绕通孔211设置下防护套213。上防护套212和下防护套213均用于保护竖直滑轨234。上防护套212和下防护套213均优选设置为风琴防护套。

进一步，压头组件232包括设置在连接板2321上的主压头2322和副压头2323。

主压头2322能够抵压硅棒A中心，副压头2323能够抵压硅棒A的四个边皮B。主压头2322和副压头2323均能够相对连接板2321升降移动，且主压头2322的底部低于副压头2323的底部。主压头2322和副压头2323依次抵压在硅棒A顶部，并依次相对连接板2321上移。

压头组件232压紧硅棒A顶部的过程中，先由主压头2322抵压在硅棒A顶部中心，再由副压头抵压硅棒A顶部的四个边皮B处，以提高硅棒A的压紧精度，进而在切割过程中保持硅棒A的轴线处于竖直状态。避免因加工误差导致硅棒A的顶部与底部偏斜时，同时压紧硅棒A引起硅棒A的轴线发生倾斜，影响硅棒A后续的切割精度。

优选地，副压头2323的设置数量为4n个，n为≥1的整数。4n个副压头2323呈环形布置，并分别用于抵压四个边皮B。更优选地，副压头2323的设置数量为8个，分别由两个副压头2323抵压四个边皮B，以增大压紧力且提高压紧稳定性，并能简化结构、便于加工。

具体地，主压头2322和副压头2323均包括盖体23242、盖体23242、顶杆23243和弹性件23244。

套筒23241通过螺栓固定在连接板2321上。盖体23242通过焊接或者螺栓连接并封闭套筒23241顶部。顶杆23243位于套筒23241内且能够相对套筒23241升降移动。弹性件23244位于套筒23241内且两端分别抵靠盖体23242底部以及顶杆23243顶部。

当支撑框210带动两个第一轮组221和两个第二轮组222相对于硅棒A下降时，抵压在硅棒A顶部的主压头2322的顶杆23243和副压头2323的顶杆23243能够通过连接板2321带动升降杆231相对支撑框210上移，此时，主压头2322和副压头2323的弹性件23244均收缩，弹性件23244的压缩力通过顶杆23243形成向硅棒A顶部施加的压紧力。

当硅棒A切割完成后，且离开压头组件232时，弹性件23244回弹并带动主压头2322的顶杆23243和副压头2323的顶杆23243回复。

具体地，套筒23241下部内壁沿其径向向内延伸形成环形限位体，顶杆23243的顶部沿其径向向外延伸能够抵接于环形限位体上的环形抵接头，以对顶杆23243的下移位置进行限位。

进一步，为更好的解释说明，如下为本切割机构2的切割方法：

SS1：未切割硅棒A时，压头组件232低于井字形切割端。

SS2：支撑框210带动两个第一轮组221、两个第二轮组222和压紧机构230相对于硅棒A下降。

SS3：压紧机构230的主压头2322抵压在硅棒A顶部中心，随后，副压头2323抵压硅棒A顶部的四个边皮B处。此时，主压头2322和副压头2323的弹性件23244均收缩，弹性件23244的压缩力通过顶杆23243形成向硅棒A顶部施加的压紧力。抵压在硅棒A顶部的主压头2322的顶杆23243和副压头2323的顶杆23243通过连接板2321带动升降杆231相对支撑框210上移。

SS4：支撑框210带动两个第一轮组221、两个第二轮组222继续下降，至井字形切割端接触硅棒A顶部后同时切割硅棒A的四个边皮B。

SS5：当硅棒A切割完成后，支撑框210带动两个第一轮组221、两个第二轮组222和压紧机构230同步上移，弹性件23244回弹并能够带动主压头2322的顶杆23243和副压头2323的顶杆23243回复。

由此，本切割机构2能够方便快捷的实现一次性切割硅棒A的四个边皮B。

进一步，开方机还包括边皮收集机构10。边皮收集机构10用于收集开方后的硅棒A的边皮B。边皮收集机构10设置在底架11上，且和对应于上下料组件的晶托机构1沿底架11的纵向间隔设置。

使用时，吸盘下边皮机构5夹取对应于上下料组件的晶托机构1上开方后的硅棒A周向上的边皮B，并带动边皮B沿纵向移动至边皮收集机构10，由边皮收集机构10收集边皮B，进而由下一工位取下边皮收集机构10上的边皮B。

具体地，边皮收集机构10包括四个环形间隔设置的竖直固定板1001、以及绕设于四个竖直固定板1001外周设置的四个环形间隔设置的竖直支撑杆1002。竖直固定板1001和竖直支撑杆1002一一对应。

每一竖直固定板1001的两侧均设置内引导轮组。每一竖直支撑板的两侧均转动连接转动臂1003，每一转动臂1003上均设置外引导轮组。每一竖直固定板1001一侧上的内引导轮组和对应的竖直支撑板一侧上的外引导轮组形成引导边皮B宽度方向上的一侧插入的边皮插入空间。因此，边皮收集机构10能够同时夹持硅棒A的四个边皮B宽度方向上的两侧，以收集同时开方后的硅棒A的四个边皮B，提高边皮B的收集效率。

优选地，内引导轮组包括两个上下设置的内轮体1004，外引导轮组包括两个上下设置的外轮体1005，以便于引导硅棒A竖直下移。

具体地，边皮收集机构10还包括多个设置在底架11上和转动臂1003一一对应的支撑杆驱动器。支撑杆驱动器用于驱动对应的转动臂1003绕支撑杆转动，以调节外引导轮组和内引导轮组之间的间距，进而适用于夹持不同厚度的边皮B。优选地，支撑杆驱动器为缸体。

进一步，下边皮组件位于对应于上下料组件的晶托机构1的上方。下边皮组件包括能够相对底架11沿纵向和竖直方向移动的吸盘下边皮机构5。吸盘下边皮机构5能够沿竖直方向移动至对应于晶托机构1上开方后的硅棒A，以夹取硅棒A周向上的边皮B，吸盘下边皮机构5还能够沿纵向在晶托机构1和边皮收集机构10之间移动，以传送边皮B。

具体地，吸盘下边皮机构5包括固定板580、四个吸盘器、以及驱动机构540。

固定板580用于支撑吸盘下边皮机构5的整体重量。四个吸盘器呈环形间隔设置，且可移动地连接在固定板580上。驱动机构540设置在固定板580上，驱动机构540用于驱动四个吸盘器相对固定板580的中心同步靠近或远离的移动，四个吸盘器同步靠近固定板580的中心移动时能够一一对应的吸附硅棒A周向上的四个边皮B。

通过驱动机构540驱动四个吸盘器相对固定板580同步靠近或远离固定板580的中心移动，以使四个吸盘器同步靠近固定板580的中心移动时能够一一对应的吸附硅棒A周向上的四个边皮B，实现将开方后的硅棒A周向上的四个边皮B同步脱离于硅棒A，从而提升了下边皮B的效率。

进一步，驱动机构540的主体固定连接固定板580，驱动机构540的驱动端固定连接盘体530。

驱动机构540用于驱动盘体530回转，盘体530回转时能够带动四个吸盘器相对固定板580的中心同步靠近或远离的移动，以简化结构，并提高吸盘器移动的同步性。

具体地，每一吸盘器包括支架510和设置在支架510上的吸盘520。盘体530上设置四个弧形孔531。每一弧形孔531内插设能够沿弧形孔531移动的导向滚子550。四个导向滚子550一一对应的连接支架510。

当驱动机构540驱动盘体530回转时，盘体530能够带动四个导向滚子550沿对应的弧形孔531移动且相对的两个导向滚子550相向或者相背移动，以通过四个支架510带动对应的吸盘520相对固定板580的中心同步靠近或远离的移动。由此，能够实现四个支架510上的吸盘520同时吸附硅棒A周向上的四个边皮B，并在将边皮B运送至边皮收集机构10中后同步远离边皮B，提高了本吸盘下边皮机构5的同步性和使用精度。

优选地，四个弧形孔531相近的一端均位于和盘体530同轴的一圆环上，四个弧形孔531相背的一端均位于和盘体530同轴的另一圆环上，以保证四个导向滚子550沿对应的弧形孔531移动时的同步性，进而保证了四个支架510上的吸盘520移动的同步性。

优选地，每一支架510均上下设置两个吸盘520，上下设置的两个吸盘520分别吸附于边皮B的上部和下部，以提高对边皮B的吸附稳定性。

进一步，本吸盘下边皮机构5还包括：固定连接固定板580并位于盘体530下方的滑轨架560，滑轨架560上设置彼此垂直且水平延伸的两条滑轨561，每条滑轨561上滑动连接两个相对设置的滑块562，每一滑块562上一一对应的设置导向滚子550和支架510。将导向滚子550设置在滑块562上，能够在盘体530带动导向滚子550沿弧形槽31移动时，限定导向滚子550通过滑块562沿对应的滑轨561滑动。

当驱动机构540驱动盘体530回转时，盘体530能够带动四个导向滚子550沿对应的弧形孔531移动并沿通过对应的滑块562沿滑轨561滑动，以使相对的两个导向滚子550相向或者相背移动，进而使四个导向滚子550通过对应的滑块562和支架510带动吸盘520相对固定板580的中心同步靠近或远离的移动。

优选地，滑轨架560呈十字型，与设置在滑轨架560上彼此垂直且水平延伸的两条滑轨561相适配，并能减小滑轨架560的体积和重量。

进一步，驱动机构540为减速电机。

进一步，本吸盘下边皮机构5还包括真空机构，真空机构和吸盘520通过气管连通。当吸盘520贴合于边皮B时，真空机构能够抽吸吸盘520与边皮B之间的空气，以在吸盘520和边皮B之间形成负压环境并使吸盘520吸附于边皮B上。当本吸盘下边皮机构5将边皮B送至边皮收集机构10时，真空机构能够向吸盘520和边皮B之间充气，以在吸盘520和边皮B之间形成零气压环境或者正气压环境进而使吸盘520脱离边皮B。

具体地，真空机构为真空发生器。

进一步，每一支架510上还设置能够向边皮B和硅棒A之间的缝隙吹气的喷气嘴570，以便于分离硅棒A和边皮B。

具体地，本吸盘下边皮机构5还包括吹气泵和吹气管。

吹气管的两端分别连通真空机构和喷气嘴570，且吹气管连通吹气泵。使用时，开启吹气泵，以使真空机构通过吹气管15向喷气嘴570吹气，以使喷气嘴570向边皮B和硅棒A的接合处吹气。

进一步，下边皮组件还包括设置在底架11上的纵向滑轨4，和滑动设置在纵向滑轨4上的竖向伸缩机构3。竖向伸缩机构3连接固定板580。竖向伸缩机构3能够通过固定板580带动吸盘下边皮机构5整体相对底架11沿竖直方向移动。竖向伸缩机构3沿纵向滑轨4移动时，还能够带动吸盘下边皮机构5整体相对底架11沿纵向移动。

进一步，竖向伸缩机构3包括固定支架310，以及能够相对固定支架310伸缩移动且彼此连接的第一滑动部330和第二滑动部350。固定支架310固定连接固定板580和滑动设置在纵向滑轨4上的滑块。固定支架310能够带动竖向伸缩机构3整体沿纵向滑轨4滑动。

第一滑动部330上设置增倍组件，第一滑动部330相对固定支架310伸缩移动距离a时：第一滑动部330上的增倍组件能够带动第二滑动部350同步伸缩移动距离2a。

在第一滑动部330和第二滑动部350之间设置n个第三滑动部，n为≥1的整数；第一滑动部330、n个第三滑动部和第二滑动部350依次连接；当n>1时，n个第三滑动部水平排布；第三滑动部上设置增倍组件；第一滑动部330和n个第三滑动部上的增倍组件能够带动第二滑动部350同步伸缩移动距离(n+2)a。

相较于采用单个滑块和竖直滑轨，并由滑块连接机械手以带动机械手伸缩移动的设置方式，本竖向伸缩机构3的设置高度可以缩小至原有的二分之一，或者(n+2)分之一，即可满足设置在第二滑动部350上的机械手的伸缩行程要求。进而能够降低安装竖向伸缩机构3的装置的整体高度，减小整体尺寸。

优选地，仅设置第一滑动部330和第二滑动部350，以在将竖向伸缩机构3的设置高度缩小至原有的二分之一的同时，简化结构并缩小竖向伸缩机构3的设置宽度。

进一步，第一滑动部330上的增倍组件的第一侧固定连接固定支架310，第二侧固定连接第二滑动部350或者靠近第一滑动部330的第三滑动部。

第三滑动部上的增倍组件的第一侧固定连接第一滑动部330或者相邻的第三滑动部，第二侧固定连接第二滑动部350或者相邻的第三滑动部。

进一步，固定支架310上设置伸缩驱动器320。伸缩驱动器320的驱动端固定连接第一滑动部330，伸缩驱动器320用于驱动第一滑动部330相对固定支架310伸缩。

优选地，伸缩驱动器320为电机。

进一步，增倍组件包括上下间隔设置在第一滑动部330上或者第三滑动部上的轮组，轮组上套设牵引件342。

第一滑动部330上的牵引件342的第一侧固定连接固定支架310，第二侧固定连接第二滑动部350或者靠近第一滑动部330的第三滑动部。第三滑动部上的牵引件342的第一侧固定连接第一滑动部330或者相邻的第三滑动部，第二侧固定连接第二滑动部350或者相邻的第三滑动部。

当伸缩驱动器320驱动第一滑动部330相对固定支架310伸缩移动距离a时：

第一滑动部330通过两个轮体341和牵引件342带动第二滑动部350同步伸缩移动距离2a；或者，

第一滑动部330通过两个轮体341和牵引件342带动靠近第一滑动部330的第三滑动部同步伸缩移动距离2a，n个第三滑动部通过两个轮体341和牵引件342带动第二滑动部350同步伸缩移动距离(n+2)a。

当本竖向伸缩机构3仅设置一个第一滑动部330和第二滑动部350时：通过伸缩驱动器320驱动第一滑动部330相对固定支架310伸缩移动距离a，第一滑动部330能够带动轮组和牵引件432同步伸缩移动距离a。由于套设于轮组上的牵引件342的第一侧固定连接在固定支架310上，因此，牵引件432与固定支架310的连接处无法伸缩移动，在轮组带动牵引件432转动的作用下，牵引件432固定连接第二滑动部350的第二侧同步伸缩移动距离2a，进而带动第二滑动部350同步伸缩移动距离2a。

当本竖向伸缩机构3设置第一滑动部330、第二滑动部350和n个第三滑动部时：伸缩驱动器320驱动第一滑动部330相对固定支架310伸缩移动距离a，第一滑动部330上的轮组和牵引件432同步伸缩移动距离a。第一滑动部330上的牵引件432固定连接靠近第一滑动部330的第三滑动部的第二侧同步伸缩移动距离2a，在n个第三滑动部上的轮组和牵引件432的增倍作用下，远离第一滑动部330的第三滑动部上的牵引件432固定连接第二滑动部350的第二侧同步伸缩移动距离(n+2)a，进而带动第二滑动部350同步伸缩移动距离(n+2)a。

由上可知，本竖向伸缩机构3能够将第一滑动部330的伸缩移动距离a扩大为第二滑动部350的2a或者(n+2)a的同步伸缩移动距离，能够相应将竖向伸缩机构3的整体设置高度缩小至原有的二分之一或者(n+2)分之一，以适用于对安装竖向伸缩机构3的装置的整体高度的不同要求。

优选地，轮组为链轮，牵引件342为链条，以提高牵引件342的连接强度。

优选地，轮组包括两个上下间隔设置在第一滑动部330上的链轮，以简化结构。

进一步，伸缩驱动器320为减速机，减速机的驱动端固定连接齿轮321，齿轮321啮合连接固定在第一滑动部330上的竖直齿条331。

伸缩驱动器320驱动齿轮321转动时，齿轮321通过竖直齿条331带动第一滑动部330相对固定支架310伸缩。

具体地，固定支架310上设置竖直定向的第一滑块361，第一滑块361滑动连接固定在第一滑动部330的侧壁上的第一竖直滑轨362；或者，

固定支架310上设置第一竖直滑轨362，第一竖直滑轨362和固定在第一滑动部330侧壁上的竖直定向的第一滑块361滑动连接。

第一滑动部330和固定支架310滑动连接，以提高第一滑动部330的伸缩精度和伸缩稳定性。

具体地，第一滑动部330的侧壁上还设置竖直定向的第二滑块363，第二滑块363滑动连接固定在第二滑动部350的侧壁上的第二竖直滑轨364；或者，第一滑动部330上设置第二竖直滑轨364，第二竖直滑轨364和固定在第二滑动部350侧壁上的竖直定向的第二滑块363滑动连接；或者，

第一滑动部330的侧壁上还设置竖直定向的第二滑块363，第二滑块363滑动连接固定在靠近第一滑动部330的第三滑动部的侧壁上的第二竖直滑轨364；或者，第一滑动部330上设置第二竖直滑轨364，第二竖直滑轨364和固定在靠近第一滑动部330的第三滑动部的侧壁上的竖直定向的第二滑块363滑动连接；相类似的，相邻两个第三滑动部通过滑轨和滑块滑动连接。

第一滑动部330、n个第三滑动部和第二滑动部350之间均通过滑轨和滑块滑动连接，以提高相对移动时的伸缩精度和伸缩稳定性。

优选地，第一滑动部330、第二滑动部350和第三滑动部均为框架结构。

相连接的第一滑动部330、n个第三滑动部和第三滑动部彼此套接。

由此，能够缩小第一滑动部330、第二滑动部350和第三滑动部的整体尺寸，进而能够缩小竖向伸缩机构3的整体尺寸。

具体地，第一滑动部330、第二滑动部350和第三滑动部上均竖直间隔设置多个一一对应的插孔371。

进一步，固定支架310上设置限位器380，限位器380的驱动轴固定连接插杆381，限位器380用于驱动插杆381同时插入每一牵引机构的第一滑动部330和第二滑动部350上对应的插孔371内，以在伸缩调节第一滑动部330和第二滑动部350的位置后，锁定第一滑动部330和第二滑动部350；或者，

固定支架310、第一滑动部330和n个第三滑动部上均设置限位器380，限位器380的驱动轴固定连接插杆381，限位器380用于驱动插杆381同时插入相连接的第一滑动部330、n个第三滑动部和第三滑动部上对应的插孔371内，以在伸缩调节第一滑动部330、n个第三滑动部和第二滑动部350的位置后，锁定第一滑动部330、n个第三滑动部和第二滑动部350。

由上可知，本开方机集成了用于对硅棒A上下料的上下料组件、用于承接并对硅棒A进行检测的晶托组件、用于对硅棒A开方的切割机构2、用于对边皮B下料的下边皮组件以及用于收集边皮B的边皮收集机构10，且通过巧妙布置，缩小了开方机的整体尺寸。且通过两个晶托机构1同时承接硅棒A且能够在对应于上下料组件和位于切割机构2的下方的两个位置处切换，以使硅棒A的开方作业和下边皮及下硅棒作业能够同时进行，提高切割效率。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。