CN102886831B - 一种蓝宝石多线切割装置 - Google Patents
一种蓝宝石多线切割装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102886831B CN102886831B CN201210352909.4A CN201210352909A CN102886831B CN 102886831 B CN102886831 B CN 102886831B CN 201210352909 A CN201210352909 A CN 201210352909A CN 102886831 B CN102886831 B CN 102886831B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- face
- fixed rack
- carrier base
- dynamic carrier
- sapphire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种应用于LED光源蓝宝石材料、特种SIC半导体材料和新能源磁性材料等多领域多种硬脆材料的切片制作装置，通过加装随进给系统作整体上下移动的摆动装置，蓝宝石工件通过蓝宝石工件装夹座固定在摆动装置的动支架座上，相对定支架座作摆动运动，电镀金刚线，缠绕在正反向旋转的主辊上，相对工件作往返直线运动，电镀金刚线以400m/min～1000m/min的线速度相对工件运动，其金刚石颗粒刃角形成对蓝宝石或碳化硅材料进行切削。在工件切割过程中，往下移动又左右摆动，切割角度在不断变化，加快屑渣的排泄，切割刚线正面有效对工件进行切割，提高了切削速率，工件的摆动面与刚线侧面进行磨削，提高了切片表面的光洁度。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于LED光源蓝宝石材料、特种SIC半导体材料和新能源磁性材料等多领域多种硬脆材料的切片制作装置。
背景技术
多线切割机广泛应用于光伏产业的单多晶硅材料的切片生产，它采用由SIC微粉与聚乙二醇配比的切削液，通过钢丝输运对硅材料进行研磨切片，它具有生产效率高、成本低的特点。对于广泛应用于LED光源领域的蓝宝石材料来说，由于它的硬度与SIC相近，SIC微粉对蓝宝石无切削能力，普通硅材料切割机不适用蓝宝石的切片，通常采用电镀金刚钻石微粉的钢线对蓝宝石进行切片，钻石微粉电镀在基本钢线上，基线往返运动，固定在基线上的钻石微粉刃角对蓝宝石材料进行切割。
硅材料与蓝宝石材料的切割工艺是不同的，硅材料切割工艺是：用钢丝镀铜后提高对切削液的输运能力，钢线运动输送切削液中SIC微粉对硅材料进行研磨切割，SIC微粉切割时颗粒是滚动的，SIC切削液要求对钢线粘附力强和冷却散热功能，钢线输送切削液要求均匀；蓝宝石材料的切割工艺是：钻石微粉电镀线通过运动，其钻石微粉直接对蓝宝石材料进行切割，微粉切割时颗粒是相对固定的，若切屑渣排泄不畅，或粘附电镀金刚线，会严重影响钻石微粉电镀线的切削能力。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种蓝宝石多线切割装置，采用摆动装置来改变钻石微粉与材料的接触角，便于切屑渣的排泄，提高对蓝宝石的切削能力。
本发明的技术方案为，一种蓝宝石多线切割装置，包括切割机进给系统和切割机进给系统下侧用于安装蓝宝石工件的蓝宝石工件装夹座；
所述切割机进给系统与蓝宝石工件装夹座之间安装摆动装置，该摆动装置包括与切割机进给系统连接的定支架座和可绕定支架座摆动并与蓝宝石工件装夹座连接的动支架座；
所述定支架座包括定支架座顶面和定支架座顶面下侧的两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面，所述动支架座包括动支架座底面和动支架座底面上侧的两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面，且两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面均置于由定支架座顶面、两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面所形成的定支架座座体内侧；
所述动支架座前端面内侧安装电机轴垂直于动支架座前端面的伺服电机，并在动支架座前端面和定支架座前端面之间设有谐波减速器，谐波减速器的输入端置于动支架座前端面外侧，而谐波减速器的输出端置于定支架座前端面内侧，并设有三联轴同轴组件顺次连接电机轴、谐波减速器的柔轮和定支座前端板，且三联轴同轴组件与定支座前端板的连接处设有轴承；
所述动支架座后端面与定支架座后端面之间安装中心轴线与电机轴在一条直线上的连接轴，并在动支架座后端面与定支架座后端面内分别设有安装在连接轴上的轴承。
在伺服电机的驱动下，由三联轴同轴组件传递动力至谐波减速器，动支架座可绕连接轴向左右两侧摆动，三联轴同轴组件除传递动力外，同时提高了谐波减速器输入输出的同轴度。
所述动支架座后端面与定支架座后端面之间安装限制轴向间隙偏差的平面轴承。
所述动支架座后端面的内侧相对动支架座径向中心线对称安装两个光电传感器；用来探测极限摆动位置，对摆动装置进行限位保护。
按照本发明的实施例，谐波减速器型号为XB3-1型，该减速器具有结构简单，体积小，重量轻，传动比范围大，承载能力大（同时啮合齿数多），运动精度高，运动平稳，齿侧间隙可以调整（接近零侧间隙），传动效率高（约在65～96%左右），特别是轴向尺寸小，很适合与伺服伺服电机配套。选用减速比范围为50～200时，输出扭矩可达200～400NM；其输出输入同轴度的精度为八级，且轴向位置间隙偏大，不能满足蓝宝石切割的精度要求。通过平面轴承限制轴向间隙偏差，用三联轴同轴组件组件提高谐波减速器的同轴精度，选用高精度轴承，摆动运动精度可控达5～6级精度范围。
摆动装置固定在切割机进给系统的下部，随进给系统作整体上下移动，蓝宝石工件通过蓝宝石工件装夹座固定在摆动装置的动支架座上，相对定支架座作摆动运动，电镀金刚线，缠绕在正反向旋转的主辊上，相对工件作往返直线运动，电镀金刚线的直径为0.12～0.4mm，电镀的钻石颗粒直径为2～10um，电镀金刚线以400m/min～1000m/min的线速度相对工件运动，其金刚石颗粒刃角形成对蓝宝石或碳化硅材料进行切削。在工件切割过程中，往下移动又左右摆动，切割角度在不断变化，加快屑渣的排泄，切割刚线正面有效对工件进行切割，提高了切削速率，工件的摆动面与刚线侧面进行磨削，提高了切片表面的光洁度。
通过实验，有无摆动装置的蓝宝石切割对比如下:
无摆动装置切割:切割速率为0.25mm/min 切片表面粗糙度Ra为2～3um；
有摆动装置切割:切割速率为0.35mm/min 切片表面粗糙度Ra为0.2～0.4um；
实验表明，有摆动装置切割速率提高40%，表面粗糙度提高3级以上。
因此，本发明专利的蓝宝石多线切割装置相对不摆动切割机，切割速率可提高30%，表面粗糙度可提高3级以上，且体积小、结构紧凑，重量轻，输出扭距大，运动平稳精度高，摆动角度可调范围大和摆动速度控制灵活。
附图说明
图1为本发明所述蓝宝石多线切割装置的结构示意图；
图2为本发明所述摆动装置的主视图；
图3为图1的纵向剖视图；
在图中：
1-定支架座；2-动支架座；3-蓝宝石工件装夹座；4-蓝宝石工件装夹块；5-蓝宝石工件；6-轴承组件；7-平面轴承；8-摆动限位装置；9-伺服伺服电机；10-谐波减速器；11-三联轴同轴组件；12-切割机进给系统；13-轴承；14-连接轴；15-冷却液喷咀；16-电镀钻石切割线；17-切割机主辊。
具体实施方式
如图1-图3所示，一种蓝宝石多线切割装置，包括切割机进给系统12和切割机进给系统12下侧用于安装蓝宝石工件5的蓝宝石工件装夹座3；切割机进给系统12与蓝宝石工件装夹座3之间安装摆动装置，该摆动装置包括与切割机进给系统12连接的定支架座1和可绕定支架座1摆动的与蓝宝石工件装夹座3连接的动支架座2；定支架座1包括定支架座顶面和定支架座顶面下侧的两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面，各面之间用螺钉固定，动支架座2包括动支架座底面和动支架座底面上侧的两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面，各面之间用螺钉固定，且两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面均置于由定支架座顶面、两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面所形成的定支架座1座体内侧；所述动支架座前端面内侧安装电机轴垂直于动支架座前端面的伺服电机9，并在动支架座前端面和定支架座前端面之间设有谐波减速器10，谐波减速器10的输入端置于动支架座前端面外侧，而谐波减速器10的输出端置于定支架座前端面内侧，并设有三联轴同轴组件11顺次连接电机轴、谐波减速器10的柔轮和定支座前端板，且三联轴同轴组件11与定支座前端板的连接处设有轴承13；动支架座后端面与定支架座后端面之间安装中心轴线与电机轴在一条直线上的连接轴14，并在动支架座后端面与定支架座后端面内分别设有安装在连接轴14上的轴承组件6。
伺服电机9带制器，串行编码器（增量/绝对）为18位，额定功率为：0.4KW～1.0KW；摆动频率控制范围为：1～50次/分。
诣波减速器10型号为XB3-1型。
动支架座后端面与定支架座后端面之间安装限制轴向间隙偏差的平面轴承7。
动支架座后端面的内侧相对动支架座2径向中心线对称安装两个光电传感器。
Claims (3)
1. 一种蓝宝石多线切割装置，包括切割机进给系统（12）和切割机进给系统（12）下侧用于安装蓝宝石工件（5）的蓝宝石工件装夹座（3）,以及缠绕在正反向旋转的主辊上的切割线；其特征是，所述切割机进给系统（12）与蓝宝石工件装夹座（3）之间安装摆动装置，该摆动装置包括与切割机进给系统（12）连接的定支架座（1）和可绕定支架座（1）摆动并与蓝宝石工件装夹座（3）连接的动支架座（2）；
所述定支架座（1）包括定支架座顶面和定支架座顶面下侧的两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面，所述动支架座（2）包括动支架座底面和动支架座底面上侧的两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面，且两个动支架座侧面、动支架座前端面和动支架座后端面均置于由定支架座顶面、两个定支架座侧面、定支架座前端面和定支架座后端面所形成的定支架座（1）座体内侧；
所述动支架座前端面内侧安装电机轴垂直于动支架座前端面的伺服电机（9），并在动支架座前端面和定支架座前端面之间设有谐波减速器（10），谐波减速器（10）的输入端置于动支架座前端面外侧，而谐波减速器（10）的输出端置于定支架座前端面内侧，并设有三联轴同轴组件（11）顺次连接电机轴、谐波减速器（10）的柔轮和定支架座前端面，且三联轴同轴组件（11）与定支架座前端面的连接处设有轴承（13）；
所述动支架座后端面与定支架座后端面之间安装中心轴线与电机轴在一条直线上的连接轴（14），并在动支架座后端面与定支架座后端面内分别设有安装在连接轴（14）上的轴承组件（6）；
所述切割线为以400m/min—1000m/min的速度相对工件运动的电镀金刚线，电镀金刚线直径为0.12—0.4mm，电镀的钻石颗粒直径为2—10μm 。
2.根据权利要求1所述蓝宝石多线切割装置，其特征是，所述动支架座后端面与定支架座后端面之间安装限制轴向间隙偏差的平面轴承（7）。
3.根据权利要求1所述蓝宝石多线切割装置，其特征是，所述动支架座后端面的内侧相对动支架座（2）径向中心线对称安装两个光电传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210352909.4A CN102886831B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种蓝宝石多线切割装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210352909.4A CN102886831B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种蓝宝石多线切割装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102886831A CN102886831A (zh) | 2013-01-23 |
| CN102886831B true CN102886831B (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=47530612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210352909.4A Active CN102886831B (zh) | 2012-09-21 | 2012-09-21 | 一种蓝宝石多线切割装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102886831B (zh) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103568141B (zh) * | 2013-11-12 | 2015-08-05 | 成都青洋电子材料有限公司 | 一种大直径、超长度高纯硅晶体切割方法及设备 |
| CN103722625B (zh) * | 2013-12-25 | 2015-12-09 | 山东天岳先进材料科技有限公司 | 一种利用金刚石线切割大直径碳化硅单晶的方法和设备 |
| CN103921360B (zh) * | 2014-04-24 | 2016-06-15 | 上海日进机床有限公司 | 一种金刚线开方机 |
| CN104118070A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-10-29 | 湖南奥泰克科技有限公司 | 蓝宝石双摆动切割装置 |
| CN104608264B (zh) * | 2015-02-11 | 2016-08-24 | 苏州硅峰太阳能科技有限公司 | 摇摆式大理石多线切割机 |
| CN104647622B (zh) * | 2015-02-11 | 2017-07-07 | 苏州硅峰太阳能科技有限公司 | 一种摇摆式硅锭的高效多线开方机 |
| CN104786379B (zh) * | 2015-04-09 | 2017-07-25 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | 多线切割机工件安装台角度调节装置 |
| CN105382951A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-03-09 | 哈尔滨秋冠光电科技有限公司 | 一种蓝宝石的曲面多线切割方法及其装置 |
| CN109605592B (zh) * | 2018-11-21 | 2023-08-29 | 烟台力凯数控科技有限公司 | 一种蓝宝石旋转切割装置 |
| CN113119332B (zh) * | 2021-04-27 | 2022-04-08 | 曲靖阳光新能源股份有限公司 | 一种硅棒开方装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2123394U (zh) * | 1992-01-29 | 1992-12-02 | 武汉水利电力学院 | 微机数控管切割机 |
| JPH09300342A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ワイヤソーのチルチング装置 |
| JPH10202499A (ja) * | 1997-01-14 | 1998-08-04 | Tokyo Seimitsu Co Ltd | ワイヤソー |
| CH697024A5 (fr) * | 2000-09-28 | 2008-03-31 | Hct Shaping Systems Sa | Dispositif de sciage par fil. |
| CN2592321Y (zh) * | 2002-12-11 | 2003-12-17 | 谢凌汉 | 线切割机床走丝装置 |
| CN101823211B (zh) * | 2009-12-17 | 2011-10-12 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 用于非接触加工数控机床上的组合旋转头 |
| CN102049820A (zh) * | 2010-12-15 | 2011-05-11 | 湖南宇晶机器实业有限公司 | 多线切割机工作台 |
| CN102581971B (zh) * | 2011-11-02 | 2014-10-08 | 江苏吉星新材料有限公司 | 一种蓝宝石切片电动摆动机构 |
-
2012
- 2012-09-21 CN CN201210352909.4A patent/CN102886831B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102886831A (zh) | 2013-01-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102886831B (zh) | 一种蓝宝石多线切割装置 | |
| CN103753361B (zh) | 一种双端面磨床 | |
| CN102069425A (zh) | 一种硬脆材料复杂型面精密复合加工设备 | |
| CN103722467A (zh) | 硬脆材料磨削脆-延转化临界切削深度确定方法和装置 | |
| CN102490088A (zh) | 一种超声振动三维螺线磨削方法 | |
| CN103817811A (zh) | 一种硅棒的多线切割方法 | |
| WO2012139498A1 (zh) | 三辊多线切割机 | |
| CN106985052B (zh) | 一种多线磨削加工装置 | |
| CN102773803A (zh) | 大磨粒金刚石砂轮精密修整方法 | |
| CN203579915U (zh) | 一种可重构的线锯加工系统 | |
| CN102837372B (zh) | 多线切割机工作台 | |
| CN2933704Y (zh) | 圆柱轴承外圈一次装卡多个挡边磨削设备 | |
| CN203679976U (zh) | 硬脆材料磨削脆-延转化临界切削深度确定装置 | |
| CN202764052U (zh) | 加工硬脆材料曲面的多线切割机 | |
| CN106965062B (zh) | 一种接触式线带磨削加工装置 | |
| CN204471625U (zh) | 立柱水平带式蓝宝石切片锯床 | |
| CN213034993U (zh) | 一种新型脆硬材料切片机构 | |
| CN104290205B (zh) | 丝锯装置和制造丝锯装置的方法 | |
| CN203266406U (zh) | 一种外圆磨床上的工件固定装置 | |
| CN202878066U (zh) | 直线往复式高精度砂光机 | |
| CN217834241U (zh) | 一种曲面切割多环线锯机 | |
| CN104015267A (zh) | 高精度多线脆硬材料切片机自动控制系统 | |
| CN202943506U (zh) | 陶瓷工件用倒角机 | |
| CN201399708Y (zh) | 立式双端面磨床 | |
| CN204339549U (zh) | 一种刀具刃口专用磨床的滑座装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |