CN102700015A

CN102700015A - 用于多线切割机的等体积切割速度计算方法

Info

Publication number: CN102700015A
Application number: CN2012102040343A
Authority: CN
Inventors: 黎振; 蔡玉俊; 王井玲; 徐超辉; 潘鑫; 王凯; 王钰钦; 常正男; 封芳桂
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-20
Also published as: CN102700015B

Abstract

一种用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，是通过求多线切割中任意位置点的进给速度来实现，所述的任意一点的进给速度由如下公式得出：F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]，其中：F：进给速度；C：设定单位时间切割体积；P：主辊槽距；R：切割材料半径；h：切割深度；dw：切割线直径；d：切割磨料直径；L：切割材料长度；K：安全系数。设定一个最大进给速度Fmax，如果由公式计算出某个位置点的进给速度F大于Fmax，取Fmax作为进给速度。本发明能保证单位时间去除体积量为设定值，使切割速度F根据主辊槽距P、切割位置h、切割长度L、切割磨粒直径d等进行调整，提高加工效率。

Description

用于多线切割机的等体积切割速度计算方法

技术领域

本发明涉及一种多线切割工艺计算方法。特别是涉及一种在假设单位时间切割体积相等的前提下，通过计算得到优化的进给速度参数，从而提高效率的方法。

背景技术

在半导体或者蓝宝石加工时，往往使用多线切割机。多线切割机是一种全新概念的新型切割设备，简称线锯，通过金属丝的高速往复运动，把磨料带入切割棒料的加工区域进行研磨，将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片薄片或者在金属线上镀上金刚石颗粒进行往复切割。

多线切割机以其极高的生产效率和出片率，在大直径硅片、太阳能片及蓝宝石晶棒加工中得到了广泛的应用。多线切割机经过多年的发展已经成熟，今后的发展方向应该是大型、快速、高精度、高效益。

在使用多线切割机进行加工时，往往根据一次切割棒料的长度、切割片子的片数以及圆晶棒的不同深度位置调整进给速度。如如果棒料比较长，进给速度就降低点；在圆棒料刚切入或者切出时，由于切割处弦长短，就将速度提高点。这样主要凭经验进行大致的估计来调节进给速度。如果进给速度调得大了，会导致线张力过大而导致断线，使棒料报废；如果进给速度调得小了，导致切割效率的降低，浪费了材料，提高了成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在切割过程中根据实际切割条件保证单位时间内切口去除材料的体积相等的计算方法，从而提高加工效率，减少加工时间。

本发明所采用的技术方案是：

本发明的用于多线切割机的等体积切割计算方法，在假设线的磨损量由线所切过的面积决定的前提下，通过计算，保证线切够设定的面积才报废，即线的磨损量一致，达到最佳的磨损量，从而节约用线量。本发明根据切割时的导轮实际槽距、切割棒实际长度以及切割位置来调节不同位置的回线率，例如在刚切入时，弦长比较短，回线量就大，中间小。通过本发明，至少一次切割节约用线量达到20％以上。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的用于多线切割机的等体积计算方法做出详细说明。

本发明的用于多线切割机的等体积计算方法，是通过求多线切割中任意一点的进给速度来实现，所述的任意一点的进给速度是由如下公式得出：

F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]，其中：

F：进给速度；

C：设定单位时间切割体积；

P：主辊槽距；

R：切割材料半径；

h：切割深度；

dw：切割线直径；

d：切割磨料直径；

L：切割材料总长度；

K：安全系数，根据实际情况取值，K＝1-1.3；

上述公式中，切割深度h是一个变量，是从切入点到切出点的设定距离值。通过上述的公式：F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]，可以得出各个切割深度值的进给速度。对于圆棒形切割材料，如单晶锭及蓝宝石棒，在钢线刚切入或切出切割材料时，线接触材料的弦长很短，通过此公式计算出的F会很大，所以设定一个Fmax作为最大进给速度。当计算出的切割速度F大于Fmax时，此时取值Fmax作为进给速度。

下面给出对某一位置点进行切割的体积计算实际例子：

设定单位时间切割体积C＝7.49X10³mm³/min；

主辊槽距P＝0.925mm；

切割材料半径R＝75mm；

切割线直径dw＝0.16mm；

切割磨料直径d＝0.015mm；

切割材料总长度L＝760；

安全系数K＝1；

当切割深度h＝30mm；

F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]＝0.4mm/min，表明此处进给速度为0.4mm/min；

当切割深度h＝75mm；

F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]＝0.32mm/min，表明此处进给速度为0.32mm/min。

Claims

1.一种用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，其特征在于，是通过求多线切割中任意位置点的进给速度来实现，所述的任意一点的进给速度是由如下公式得出：

F＝C*P/[(R²-(R-h)²)^1/2*(dw+2*d)*L*K]

F：进给速度；C：设定单位时间切割体积；P：主辊槽距；R：切割材料半径；

h：切割深度；dw：切割线直径；d：切割磨料直径；L：切割材料总长度；

K：安全系数，根据实际情况取值，K＝1-1.3

设定一个Fmax作为最大进给速度。当计算出的切割速度F大于Fmax时，此时取值Fmax作为进给速度。

2.根据权利要求1所述的用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，其特征在于所述的设定单位时间切割体积C为根据实际经验预先设定的。

3.根据权利要求1所述的用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，其特征在于，所述的F是根据切割的深度h、切割线直径dw、切割磨粒直径d以及切割材料长度L确定的。

4.根据权利要求1所述的用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，其特征在于计算中引入安全系数K，可以选取不同的值，来调整进给速度F。

5.根据权利要求1所述的用于多线切割机的等体积切割速度计算方法，其特征在于引入最大进给速度Fmax，保证进给速度在合理的范围内。