本實用新型涉及半導體封裝加工技術領域，尤其涉及一種帶槽劃片刀非接觸式測高裝置。

背景技術：
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劃片機是一種以高速旋轉的砂輪強力磨削為主要原理的精密加工設備。劃片機上一般設置控制主機系統(tǒng)、主軸、Y軸和Z軸控制刀片的切割方向。劃片機劃片時的加工精度受設備自身的精度和工藝參數影響外，一個重要的因素就是刀片的磨損以及破損程度。刀片的磨損對切割效果以及精度都會受到很大影響，甚至對設備或者加工對象都造成損壞。同時由于切割過程中刀片與被加工器件會產生大量的熱，刀片易磨損。

隨著全自動精密劃片機的研制成功，為了更好的提高效率，必須具備刀片磨損程度在線檢測。而對于LED芯片切割，為了提高加工效率，往往選用很高的刀片旋轉速度，為了更好的排屑保證加工質量需選擇帶槽劃片刀進行切割。

傳統(tǒng)的非接觸式測高通過激光沿著砂輪片軸向直射，通過高速旋轉的砂輪片遮擋光線進行刀片磨損程度測量，適應于不帶槽刀的測量。對于帶槽劃片刀，由于槽口處遮擋不住光，測量不穩(wěn)定，且測量誤差過大。

現有的針對帶槽的劃片刀的測高檢測方法主要是以接觸式測高為主，即將工件盤取出后通過刀片與工作臺接觸來測量刀片的磨損情況，刀片與工作臺接觸易磨損刀片，且很容易切壞工作臺，同時工作臺上有水時會導致測量結果不穩(wěn)定。因此亟需實用新型一種新的在線測量裝置及測量方法。

技術實現要素：
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本實用新型的目的在于解決帶槽劃片刀磨損程度在線檢測誤差大，檢測不穩(wěn)定的問題，提供一種帶槽劃片刀非接觸式測高裝置，該裝置通過相對放置的光纖發(fā)射器與光纖接收器，在刀片下降過程中遮擋光亮信號，通過控制主機系統(tǒng)來獲取設定的遮光量所處Z軸的位置，并通過控制主機系統(tǒng)換算刀片的磨損程度，最后通過控制主機進行深度方向補償。為了更好的保證刀片下降過程中遮擋光纖發(fā)射器發(fā)射的光纖信號，將光纖發(fā)射器、光纖接收器沿刀片徑向發(fā)射，且光纖發(fā)射器、光纖接收器的安裝面與刀片安裝面有一定的角度。

本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種帶槽劃片刀非接觸式測高裝置，包括機架，所述機架上安裝有光纖信號采集模塊，光纖信號采集模塊連接有主機系統(tǒng)；光纖信號采集模塊包括光纖發(fā)射器、光纖接收器和光纖放大器；所述光纖發(fā)射器和光纖接收器的安裝面與刀片的端面偏斜安裝設置。

進一步的改進，所述光纖發(fā)射器和光纖接收器的安裝面與刀片的端面偏斜3°～5°安裝設置。

進一步的改進，所述光纖信號采集模塊安裝在光纖安裝板上，光纖安裝板與機架固定連接，光纖安裝板上設置有吹氣管。

進一步的改進，所述光纖安裝板上均勻固定安裝有四個吹氣管。

進一步的改進，所述刀片的徑向均勻分布排屑槽。

進一步的改進，所述刀片的厚度為50～200μm。

進一步的改進，所述刀片固定安裝在主軸前端，主軸設置于Z軸上；Z軸通過第二行走電機與Y軸相連，所述Y軸上設置第一行走電機，Y軸通過第一行走電機與機架連接。

進一步的改進，所述光纖信號采集模塊與主機系統(tǒng)電連接或無線連接。

本實用新型的有益效果是：

在不影響劃片機正常工作的情況下，實現對劃片機刀片磨損程度的快速檢測，并能夠實時對刀片磨損情況進行補償，保證切割深度方向的準確性，一定程度改善了加工質量，提高了加工效率。裝置結構簡單，操作方便，且具有檢測精度高、抗干擾性強、穩(wěn)定性好。

附圖說明：

圖1本實用新型的非接觸式測高裝置側視結構示意圖；

圖2本實用新型的非接觸式測高裝置主視結構示意圖；

圖3本實用新型的光纖采集模塊結構示意圖；

圖4本實用新型的光纖安裝板結構示意圖；

圖5本實用新型的非接觸式測高方法的控制模塊組成圖；

在圖中：

1-機架2-主軸3-Y軸4-Z軸5-刀片6-光纖接收器7-光纖發(fā)射器

8-吹氣管9-光纖安裝板10-光纖放大器。

具體實施方式：

下面將參考附圖結合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1-4所示，一種帶槽劃片刀非接觸式測高裝置，裝置主要由機架1、主軸2、Y軸3、Z軸4、刀片5、光纖信號采集模塊a、控制主機系統(tǒng)b構成。

所述的主軸設置于Z軸4上，所述主軸2前端固定有刀片5。

所述刀片5徑向均勻分布排屑槽，作為優(yōu)選所述刀片厚度為50～200μm范圍。

所述Z軸4上設置第二行走電機，所述Z軸4可通過第二行走電機帶動主軸2上下移動設置于Y軸3上，所述Y軸3上設置第一行走電機，所述Y軸3的第一行走電機固定于機架1上。

所述主軸2與控制主機系統(tǒng)b連接；Y軸3、Z軸4上的第一、第二行走電機與控制主機系統(tǒng)b連接；光纖信號采集模塊a與控制主機系統(tǒng)b連接。

所述的光纖信號采集模塊a包括光纖安裝板9、光纖發(fā)射器6、光纖接收器7，光纖放大器10，所述光纖安裝板9固定于機架1上，所述光纖安裝板9上均勻設置有四個吹氣管8，所述光纖放大器10設置于機架1上；吹氣管用于吹除光纖信號采集模塊周圍的粉塵和污水。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述吹氣管8用于吹除光纖信號采集模塊a周圍的粉塵和污水。

所述光纖安裝板9兩側相對設置有光纖發(fā)射器6與光纖接收器7。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述光纖發(fā)射器6發(fā)射光纖信號，所述光纖接收器7接收光纖信號，所述的光纖發(fā)射器6所發(fā)射的光纖信號被光纖接收器7接收，當進行非接觸式測高時，刀片下降過程中，光纖發(fā)射器6發(fā)射光纖信號一部分被刀片5遮擋，通過光纖放大器設定一被刀片遮擋的光纖信號的百分比為預設遮光量。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述的光纖放大器10實時檢測遮光量并與設定的遮光量進行比對。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述光纖發(fā)射器6所發(fā)射的光纖信號最大直徑為0.7mm，為保證刀片下降過程中最佳遮光，將所述光纖發(fā)射器6、光纖接收器7的安裝面與刀片5端面偏斜一定角度(3°～5°)，保證刀片5下降過程中能夠更多的遮擋光纖信號，以便更加精準的獲取刀片5徑向邊緣處相對Z軸4原點的位置，提高測量精度。

作為一種優(yōu)選的實施方式，所述的控制主軸系統(tǒng)b，用于采集光纖信號采集模塊a采集到的預設遮光量處時Z軸4所處位置，并將其所記錄的Z軸4所處的位置與接觸式測高時Z軸4所處的位置，接觸式測高的面與非接觸式測高光纖信號高度差，刀片5原始半徑，以及上一次非接觸式測高時的Z軸4的位置值之間進行換算處理，最后得出刀片相對于上一次測高的磨損量，并將磨損量補償到控制主機系統(tǒng)b中，完成非接觸式測高過程。

如圖5所示，上述帶槽劃片刀非接觸式測高裝置的測高方法包括如下的步驟：

1)啟動非接觸式測高，控制主機進行自檢，確保主軸旋轉及其他各個裝置正常工作。

2)控制主機根據設定的非接觸式測高起點位置，通過控制Y軸、軸上的第一、第二行走電機將安裝有刀片的主軸移動到指定位置。

3)控制主機打開光纖采集模塊使光纖發(fā)射器發(fā)射光纖信號，光纖接收器接收信號，光纖放大器采集接收到的光纖信號。

4)控制主機通過控制Z軸上的第二行走電機帶動刀片下降，光纖放大器實時檢測光纖接收器接收的光纖信號并與預設遮光量值進行比對。

5)通過光纖放大器判斷遮光量是否達到預設值，若沒有達到繼續(xù)執(zhí)行4)步驟，若達到預設值，通過控制Z軸上的第二行走電機停止下降，同時控制主機系統(tǒng)獲取當前Z軸所處的位置H₁。

6)控制主機通過控制Z軸上的第二行走電機帶動刀片上升，運動到的安全高度位置，關閉光纖采集模塊。

7)控制主機通過控制主機系統(tǒng)換算出刀片磨損程度，具體處理過程為：將控制主機系統(tǒng)所記錄的Z軸所處的位置H₁與接觸式測高時Z軸所處的位置H₂，接觸式測高的面與非接觸式測高光纖信號高度差ΔH，刀片原始半徑R，以及上一次非接觸式測高時的位置值H′₁之間進行換算處理，最后得出刀片磨損程度值Δ＝H₂-H₁-ΔH，相對上一次非接觸式測高刀片磨損量ΔR＝H₁-H′₁。

8)控制主機將磨損量補償到控制主機系統(tǒng)中，完成非接觸式測高過程。

作為一種優(yōu)選的實施方式，為了更好的保證測量準確性，可以重復4)～6)步驟3～5次取H₁的平均值。

本實用新型控制主機系統(tǒng)由工業(yè)計算機和軸卡等組成，可靠性高，Y軸采用伺服電機滾珠絲桿和光柵反饋閉環(huán)控制，無誤差累積，定位準確，Z軸采用直線導軌和滾珠絲桿傳動方式，定位準確。

上述實施例闡明的內容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落入本申請所附權利要求所限定的范圍。