專利名稱：四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種切片機(jī)，特別是一種將硅材料切割成片材的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)。
背景技術(shù)：
目前將硅材料切割成片狀材料的切片機(jī)結(jié)構(gòu)如下包括機(jī)架，在機(jī)架上安裝有上、 下、左、右分布的相互平行設(shè)置的四組切割輥機(jī)構(gòu)，機(jī)架上安裝有與上部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的上收放線機(jī)構(gòu)和上收放線隨動機(jī)構(gòu)，機(jī)架上還安裝有與下部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的下收放線機(jī)構(gòu)和下收放線隨動機(jī)構(gòu)；在上收放線隨動機(jī)構(gòu)與上部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有上張力控制機(jī)構(gòu)，在下收放線隨動機(jī)構(gòu)與下部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有下張力控制機(jī)構(gòu)；在機(jī)架上設(shè)有通過螺旋升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動的兩個(gè)上下設(shè)置的并可上下移動的連接體，在連接體上連接有裝夾體，裝夾體上設(shè)有裝夾工件的裝夾機(jī)構(gòu)；各收放線機(jī)構(gòu)中的各收放線輪和各切割輥機(jī)構(gòu)中的各切割輥上繞有切割線，切割線在四個(gè)切割輥上同時(shí)連續(xù)纏繞，在機(jī)架上設(shè)有與切割線相配的起導(dǎo)向作用的過輪，兩個(gè)裝夾體剛好分別位于兩組上、下切割輥之間的上方； 切割輥的轉(zhuǎn)動是通過安裝在機(jī)架上的電機(jī)及相關(guān)傳動機(jī)構(gòu)帶動的。工作時(shí)通過裝夾體將工件粘接吊掛在切割線的上方，電機(jī)通過皮帶帶動切割輥轉(zhuǎn)動，使切割線運(yùn)動，工件在螺旋升降機(jī)構(gòu)的帶動下下移，并與運(yùn)行的切割線接觸達(dá)到切片的目的；切割時(shí)切割線需要在碳化硅砂漿內(nèi)浸埋。這種結(jié)構(gòu)的切片機(jī)有如下缺點(diǎn)電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)上占用空間大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜; 上下兩個(gè)工件(硅棒)的進(jìn)給一個(gè)是壓線切割，一個(gè)是拉線切割，這樣的加工方式，下面拉式加工的硅片質(zhì)量不高，片痕明顯，片的質(zhì)量級別比壓式加工低，而且，這種繞線方式，一旦有一處斷線，將影響整個(gè)切片加工。這種繞線方式也只能有兩個(gè)張力控制裝置，即在收、 放線端，對切割線在加工區(qū)的張力起不到有效的控制，硅片的表面質(zhì)量較差。硅是很貴重的材料，而在硅片加工中，如一米長的切割輥上要纏繞近3000圈線，相鄰兩根線的距離約 0. 35mm，切割線的直徑為0. Γθ. 14mm。也就是說兩個(gè)平行的切割棍，一次要加工約3000張厚度為0. 18^0. 2mm的硅片，硅片穩(wěn)定的表面質(zhì)量是設(shè)備性能一個(gè)重要指標(biāo)。因此，有效的控制鋼線的張力，才能提高硅片的加工質(zhì)量，而采用普通鋼線和碳化硅砂漿的方法，不僅加工效率低，而且加工的效率和切片的質(zhì)量均受砂漿的溫度、流量、密度、碳化硅粒度大小和形狀等因素影響，這使加工過程中不定性的因素增多，很難全面很好地有效控制。這些都是一般切片機(jī)的不足之處，且加工效率較低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、上下均為壓線切割、張力控制好、切割質(zhì)量好、加工效率高、升降動作靈活且精度高、裝夾方便的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本實(shí)用新型的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，包括機(jī)架，在機(jī)架上安裝有上、 下、左、右分布的相互平行設(shè)置的四組切割輥機(jī)構(gòu)，機(jī)架上安裝有與上部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的上收放線機(jī)構(gòu)和上收放線隨動機(jī)構(gòu)，機(jī)架上安裝有與下部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的下收放線機(jī)構(gòu)和下收放線隨動機(jī)構(gòu)；在上收放線隨動機(jī)構(gòu)與上部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有上張力控制機(jī)構(gòu)，在下收放線隨動機(jī)構(gòu)與下部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有下張力控制機(jī)構(gòu)；在機(jī)架上設(shè)有通過螺旋升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動的兩個(gè)上下設(shè)置的并可上下移動的連接體， 在連接體上連接有裝夾體，裝夾體上設(shè)有裝夾工件的裝夾機(jī)構(gòu)；所述的各收放線機(jī)構(gòu)中的各收放線輪和各切割輥機(jī)構(gòu)中的各切割輥上繞有切割線，在機(jī)架上設(shè)有與切割線相配的起導(dǎo)向作用的過輪；所述的切割輥機(jī)構(gòu)為直驅(qū)式，其結(jié)構(gòu)為在切割輥機(jī)構(gòu)的中部定支撐機(jī)構(gòu)的左端固定連接有連接套，連接套的另一端與切割輥電機(jī)的外殼右端固定連接，切割電機(jī)內(nèi)部的電機(jī)軸通過聯(lián)軸器與定支撐機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的支撐軸相接，所述的聯(lián)軸器位于所述的連接套內(nèi)部； 支撐軸上套裝有角接觸軸承；所述的切割輥機(jī)構(gòu)上的切割輥兩端連接有錐套。位于上部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥和位于下部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥為兩兩分別纏繞切割線，在機(jī)架上設(shè)有中間張力控制機(jī)構(gòu)，所述的切割線在上、下部切割輥機(jī)構(gòu)中間纏繞在所述的中間張力控制機(jī)構(gòu)上，所述的切割線為金剛石線。所述的連接體與升降體相接，升降體的兩側(cè)有升降滑塊，在機(jī)架上豎直方向設(shè)有升降導(dǎo)軌，升降導(dǎo)軌與升降滑塊相配，升降滑塊與升降導(dǎo)軌之間為滾針式滾動配合結(jié)構(gòu)，升降體與所述的螺旋升降機(jī)構(gòu)相接。所述的裝夾機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為在裝夾體上螺紋連接有夾緊塊，在夾緊塊中心處設(shè)有夾緊桿，在夾緊桿的外側(cè)套裝有活塞，活塞位于夾緊塊內(nèi)側(cè)，在夾緊塊的上方固定有缸蓋，活塞的上部位于缸蓋的中心孔內(nèi)，在缸蓋與活塞和夾緊塊之間形成油腔，在活塞下方與夾緊塊之間設(shè)有碟簧，夾緊桿上端配有螺母，夾緊桿的下端自裝夾體上的孔向下伸出并套裝有夾緊槽且配有螺帽，夾緊槽下端接有工件安裝板。本實(shí)用新型的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，由于切割輥機(jī)構(gòu)為直驅(qū)式，使整體結(jié)構(gòu)簡化，占用空間?。磺懈钶伾舷聝山M分別繞線，切割時(shí)均為壓線式切割，且切割線在切割輥上的包角大，切割質(zhì)量好，精度高；張力控制均勻；裝夾機(jī)構(gòu)上下移動時(shí)靈活可靠， 工裝夾具牢固方便，結(jié)構(gòu)簡單，夾緊力大；生產(chǎn)效率高，次品率低，生產(chǎn)成本低。

[0013 [0014 [0015 [0016 [0017 [0018 [0019 [0020 [0021 [0022
圖1是本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示的右視示意圖； 圖3是圖1所示的俯視示意圖； 圖4是切割輥機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是機(jī)架與裝夾體部分的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5所示的K向示意圖； 圖7是圖8所示的右視示意圖； 圖8是裝夾部分的結(jié)構(gòu)示意圖圖9裝夾部分中夾緊塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10是切割線走向示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2、3所示1為機(jī)架，機(jī)架1采用型鋼焊接制作，在機(jī)架1上安裝有上、下、 左、右分布的軸線相互平行設(shè)置的四組切割輥機(jī)構(gòu)，15為上左切割輥機(jī)構(gòu)，26為下左切割輥機(jī)構(gòu)。上左切割輥機(jī)構(gòu)15的右部裝有上左切割輥18，下左切割輥機(jī)構(gòu)26的右部裝有下左切割輥25。在右側(cè)的上部切割輥機(jī)構(gòu)的右部裝有上右切割輥27，下部切割輥機(jī)構(gòu)的右部裝有下右切割輥28。機(jī)架1上安裝有與上部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的上收放線機(jī)構(gòu)9和上收放線隨動機(jī)構(gòu)8，上收放線機(jī)構(gòu)9的右部裝有上收放線輪12。上收放線隨動機(jī)構(gòu)8的右部有第一過輪 10和第二過輪11。機(jī)架1上安裝有與下部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的下收放線機(jī)構(gòu)6和下收放線隨動機(jī)構(gòu)7，下收放線機(jī)構(gòu)6右部裝有下收放線輪5。下收放線隨動機(jī)構(gòu)7右部裝有第四過輪4和第三過輪3。在上收放線隨動機(jī)構(gòu)8與上部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有擺動式上張力控制機(jī)構(gòu)14， 在下收放線隨動機(jī)構(gòu)7與下部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有擺動式下張力控制機(jī)構(gòu)2。在機(jī)架1上設(shè)有通過螺旋升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動的兩個(gè)上下設(shè)置的并可上下移動的連接體17，在連接體17上連接有裝夾體19，裝夾體19上設(shè)有裝夾工件21的裝夾機(jī)構(gòu)20。50為切割線，切割線50的兩端固定在上收放線輪12和下收放線輪5上，中間分別繞過第一過輪10、上張力控制機(jī)構(gòu)14中的過輪、安裝在機(jī)架1上的第八過輪55上左切割輥 18、第十一過輪58、第十過輪57、下左切割輥25、第九過輪56、下張力控制機(jī)構(gòu)2中的過輪、 第三過輪3、第四過輪4。上述為現(xiàn)有技術(shù)部分，不再詳述。每個(gè)切割輥機(jī)構(gòu)均為直驅(qū)式，以上左切割輥機(jī)構(gòu)15為例，如圖4所示具體結(jié)構(gòu)如下切割輥機(jī)構(gòu)的中部為定支撐機(jī)構(gòu)33，定支撐機(jī)構(gòu)33內(nèi)部有支撐軸34，支撐軸34和外殼之間共安裝六個(gè)角接觸軸承，該切割輥機(jī)構(gòu)是通過定支撐機(jī)構(gòu)33的外殼安裝在機(jī)加1上的。支撐軸34的右端通過切割輥?zhàn)蠖松w35連接有上左切割輥18，上左切割輥18中心有中心軸36，中心軸36的左端與支撐軸34螺紋連接，上左切割輥18及中心軸36的右端為內(nèi)部裝有軸承的動支撐機(jī)構(gòu)37。上述與現(xiàn)有技術(shù)相同，所不同的是定支撐機(jī)構(gòu)33左部直接連接驅(qū)動電機(jī)，即支撐軸34的左端與聯(lián)軸器31相接，聯(lián)軸器31的左端與切割輥電機(jī)29的電機(jī)軸30相接，切割輥電機(jī)29的外殼右端通過連接套32與定支撐機(jī)構(gòu)33中的左端盤固定連接。聯(lián)軸器31位于連接套32內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的切割輥機(jī)構(gòu)由電機(jī)直接驅(qū)動切割輥，省去了現(xiàn)有技術(shù)中電機(jī)與切割輥之間的傳動裝置，節(jié)省空間，結(jié)構(gòu)簡化。定支撐機(jī)構(gòu)33和動支撐機(jī)構(gòu)37采用的是角接觸軸承，與切割輥的連接用錐套22，定位精度高，接觸面積大，傳遞扭矩大，動精度高。如圖1、2、10所示位于上部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的上左切割輥18、上右切割輥27 及位于下部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的下左切割輥25、下右切割輥28為兩兩分別纏繞切割線 50，此處改變了現(xiàn)有技術(shù)中四個(gè)切割輥同時(shí)繞線的方式。保證了切割時(shí)全部為壓線式切割。 切割線50為金剛石線，代替了現(xiàn)有技術(shù)中的普通鋼線，且取消了現(xiàn)有技術(shù)中的碳化硅砂漿及相應(yīng)的配套機(jī)構(gòu)。如圖1、10所示在機(jī)架1上安裝有中間張力控制機(jī)構(gòu)13，切割線50在上、下部切割輥機(jī)構(gòu)中間纏繞過中間張力控制機(jī)構(gòu)13中的過輪。中間張力控制機(jī)構(gòu)13與上張力控制機(jī)構(gòu)14及下張力控制機(jī)構(gòu)2的結(jié)構(gòu)相同，均為擺動張緊式結(jié)構(gòu)，即在機(jī)架1上裝有第五過輪51和第七過輪54，第六過輪52安裝在擺動桿53的端頭，擺動桿53與機(jī)架1轉(zhuǎn)軸連接。 切割線50自第十一過輪58出來之后依次經(jīng)過第五過輪51、第六過輪52、第七過輪54再經(jīng)過第十過輪57，這樣在上切割輥和下切割輥之間可進(jìn)行中間張力控制。如圖1、2、5、6所示上述的兩個(gè)連接體17均通過螺栓固定連接有升降體40，每個(gè)升降體40的兩側(cè)螺釘固定連接有升降滑塊39，在機(jī)架1上豎直方向固定有升降導(dǎo)軌38，升降導(dǎo)軌38與升降滑塊39相配，升降滑塊39與升降導(dǎo)軌38之間為滾針式滾動配合結(jié)構(gòu)，其斷面呈V字形狀。連接體17與裝夾體19螺栓固定連接，升降體40與螺旋升降機(jī)構(gòu)相接。 通過螺旋升降機(jī)構(gòu)帶動升降體40、連接體17、裝夾體19 一同上下移動。如圖7、8、9所示在裝夾體19上設(shè)有裝夾機(jī)構(gòu)20，裝夾機(jī)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)如下在裝夾體19上螺紋連接有夾緊塊45，在夾緊塊45中心處設(shè)有夾緊桿46，在夾緊桿46的外側(cè)套裝有活塞43，活塞43位于夾緊塊45內(nèi)側(cè)，在夾緊塊45的上方固定有缸蓋41，活塞43的上部位于缸蓋41的中心孔內(nèi)，在缸蓋41與活塞43和夾緊塊45之間形成油腔42，在活塞43 下方與夾緊塊45之間設(shè)有碟簧44，夾緊桿46上端配有螺母，夾緊桿46的下端自裝夾體19 上的孔向下伸出并套裝有夾緊槽49且配有螺帽47，夾緊槽49下端接有工件安裝板48。安裝后在碟簧44的作用下，活塞43、夾緊桿46同時(shí)受向上的力的作用，螺帽47夾緊槽49與裝夾體19相互夾緊固定，夾緊槽49的下面固定連接有工件安裝板48，粘接在工件安裝板 48上的工件21隨之裝夾固定。油腔42與液壓控制機(jī)構(gòu)相接，向油腔42內(nèi)進(jìn)入壓力油活塞 43可向下移動，碟簧44被壓縮，此時(shí)夾緊槽49被松開，夾緊槽49、工件安裝板48、工件21 可同時(shí)橫向拉出。安裝后上述的兩組裝夾機(jī)構(gòu)20分別位于上、下兩層切割輥的中間上方，工件安裝后，運(yùn)行時(shí)工件隨升降機(jī)構(gòu)下移同時(shí)被切割。
權(quán)利要求1.一種四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，包括機(jī)架(1)，在機(jī)架(1)上安裝有上、下、 左、右分布的相互平行設(shè)置的四組切割輥機(jī)構(gòu)，機(jī)架(1)上安裝有與上部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的上收放線機(jī)構(gòu)(9)和上收放線隨動機(jī)構(gòu)(8)，機(jī)架(1)上安裝有與下部兩組切割輥機(jī)構(gòu)配合的下收放線機(jī)構(gòu)(6)和下收放線隨動機(jī)構(gòu)(7)；在上收放線隨動機(jī)構(gòu)(8)與上部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有上張力控制機(jī)構(gòu)(14)，在下收放線隨動機(jī)構(gòu)(7)與下部的切割輥機(jī)構(gòu)之間設(shè)有下張力控制機(jī)構(gòu)(2)；在機(jī)架(1)上設(shè)有通過螺旋升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動的兩個(gè)上下設(shè)置的并可上下移動的連接體 (17)，在連接體(17)上連接有裝夾體(19)，裝夾體(19)上設(shè)有裝夾工件(21)的裝夾機(jī)構(gòu) (20)；所述的各收放線機(jī)構(gòu)中的各收放線輪和各切割輥機(jī)構(gòu)中的各切割輥上繞有切割線 (50 )，在機(jī)架(1)上設(shè)有與切割線(50 )相配的起導(dǎo)向作用的過輪；其特征在于所述的切割輥機(jī)構(gòu)為直驅(qū)式，其結(jié)構(gòu)為在切割輥機(jī)構(gòu)的中部定支撐機(jī)構(gòu) (33)的左端固定連接有連接套(32)，連接套(32)的另一端與切割輥電機(jī)(29)的外殼右端固定連接，切割電機(jī)(29)內(nèi)部的電機(jī)軸(30)通過聯(lián)軸器(31)與定支撐機(jī)構(gòu)(33)內(nèi)側(cè)的支撐軸(34)相接，所述的聯(lián)軸器(31)位于所述的連接套(32)內(nèi)部；支撐軸(34)上套裝有角接觸軸承；所述的切割輥機(jī)構(gòu)上的切割輥兩端連接有錐套(22)；位于上部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥和位于下部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥為兩兩分別纏繞切割線(50)，在機(jī)架(1)上設(shè)有中間張力控制機(jī)構(gòu)(13)，所述的切割線(50) 在上、下部切割輥機(jī)構(gòu)中間纏繞在所述的中間張力控制機(jī)構(gòu)(13)上，所述的切割線(50)為金剛石線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，其特征在于所述的連接體(17)與升降體(40)相接，升降體(40)的兩側(cè)有升降滑塊(39)，在機(jī)架(1)上豎直方向設(shè)有升降導(dǎo)軌(38)，升降導(dǎo)軌(38)與升降滑塊(39)相配，升降滑塊(39)與升降導(dǎo)軌(38)之間為滾針式滾動配合結(jié)構(gòu)，升降體(40)與所述的螺旋升降機(jī)構(gòu)相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，其特征在于所述的裝夾機(jī)構(gòu)(20)的結(jié)構(gòu)為在裝夾體(19)上螺紋連接有夾緊塊(45)，在夾緊塊(45)中心處設(shè)有夾緊桿(46)，在夾緊桿(46)的外側(cè)套裝有活塞(43)，活塞(43)位于夾緊塊(45)內(nèi)側(cè)，在夾緊塊(45)的上方固定有缸蓋(41)，活塞(43)的上部位于缸蓋(41)的中心孔內(nèi)，在缸蓋(41) 與活塞(43)和夾緊塊(45)之間形成油腔(42)，在活塞(43)下方與夾緊塊(45)之間設(shè)有碟簧(44)，夾緊桿(46)上端配有螺母，夾緊桿(46)的下端自裝夾體(19)上的孔向下伸出并套裝有夾緊槽(49 )且配有螺帽(47 )，夾緊槽(49 )下端接有工件安裝板(48 )。
專利摘要四輥直驅(qū)式金剛石線數(shù)控切片機(jī)，在機(jī)架上安裝有四組切割輥機(jī)構(gòu)及兩組收放線及隨動機(jī)構(gòu)，在收放線機(jī)構(gòu)與切割輥機(jī)構(gòu)之間有張力控制機(jī)構(gòu)。機(jī)架上設(shè)有升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動的裝夾機(jī)構(gòu)；各收放線機(jī)構(gòu)中的各收放線輪和各切割輥機(jī)構(gòu)中的各切割輥上繞有切割線；切割輥機(jī)構(gòu)為直驅(qū)式，位于上部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥和位于下部的兩組切割輥機(jī)構(gòu)中的切割輥為兩兩分別纏繞切割線，在機(jī)架上設(shè)有中間張力控制機(jī)構(gòu)，切割線在上、下部切割輥機(jī)構(gòu)中間纏繞在中間張力控制機(jī)構(gòu)上，切割線為金剛石線。結(jié)構(gòu)簡化，占用空間??；切割質(zhì)量好，精度高；張力控制均勻；裝夾機(jī)構(gòu)上下移動時(shí)靈活可靠，工裝夾具牢固方便，結(jié)構(gòu)簡單，夾緊力大；生產(chǎn)效率高，次品率低，生產(chǎn)成本低。
文檔編號B28D5/04GK202293064SQ20112036932
公開日2012年7月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者張樹禮, 林國光, 樊治平, 王鋼 申請人:大連連城數(shù)控機(jī)器股份有限公司