CN104203471B - 夹持装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于夹持和摇摆切割机(20)中的工件(2)的夹持装置(1)，该夹持装置(1)包括：支撑部件(9)；摇摆部件(5)，其相对于所述支撑部件(9)可移动地安装；固定机构(6)，其设置在摇摆部件(5)上，用将所述工件(2)固定于所述摇摆部件(5)上；驱动机构(26)，其用于相对于所述支撑部件(9)移动所述摇摆部件(5)；所述驱动机构(26)包括：至少一个驱动滑轮(16)，其可旋转地安装于所述支撑部件(9)；及，与所述驱动滑轮(16)匹配的柔性牵引工具(15)，其具有从所述驱动滑轮(16)延伸出来朝向所述摇摆部件(5)的第一部分(15a)和第二部分(15b)，所述第一部分(15a)的末端和所述第二部分(15b)的末端固定安装于所述摇摆部件(5)；当所述驱动滑轮(16)在第一方向上旋转时，所述牵引工具的第一部分(15a)在第一移动方向(R1)上牵拉所述摇摆部件(5)，当所述驱动滑轮(16)在相反方向上旋转时，所述牵引工具的第二部分(15b)在与所述第一移动方向(R1)相反的第二移动方向(R2)上牵拉所述摇摆部件(5)。

Description

夹持装置

技术领域

本发明涉及一种在晶圆片生产工业中用于夹持和摇摆晶圆片切割机中的工件，特别是锭子、砖形物或芯体的夹持装置。

具体而言，本发明涉及一种从砖形物或锭子中切割晶圆片的多线切割装置上的摇摆单元的驱动机构。

背景技术

摇摆单元在切割过程中用于摇摆和/或固定工件。像通常的手工切割那样，该摇摆单元有利于从开始至结束不用与工件平行延伸的锯齿进行切割。

切割装置通常具有在至少两个导丝辊之间形成的线网。将一片材料(锭子、砖形物或芯体)放置于所述线网之下，同时移动所述线(在使用金刚石线的情况下进行循环往复运动或在使用浆料的条件下在一个方向上移动)，这样进行切割运动，从而将所述一片材料切割成晶圆片。

本发明涉及基于浆料和固定磨料的切割技术。目前，用于半导体应用的晶圆片、太阳能电池或用于生产LED的蓝宝石越来越多地通过使用固定磨料进行切割。所述磨料固着于金属线。在这种情况下，不需要将磨料悬浮于浆料中，所述磨料通过金属线运送以进行切割。带有固定磨料的线通常是金刚石线。当使用固定磨料进行切割时，需要使用切割液或冷却液。

这些切割技术用于半导体工业、电子元件工业、光电学工业和光子学工业。被切割的典型材料是砷化镓、锗、多晶或单晶或类单晶硅、磷化铟、石英岩、蓝宝石或其他陶瓷材料。

夹紧系统是切割装置的切割单元的一部分。其负责在切割过程中将工件夹持在确切的位置。在该过程中，导丝辊转动并且砖形物被推动通过线区域。对于高品质(即，平面度高)的晶圆片而言，在推动通过线网时，必须将工件夹持在确切位置。

摇摆过程与手工切割过程类似，将锯相对于工件夹持在不同的倾斜度以加速切割。在切割过程中摇摆工件是有利的，因为线与工件的接触长度降低。摇摆工件还增加了每个砂砾的压力(对应于线上的一个金刚石，相当于一个锯齿)，由此产生较高的切割速率。当切割时，锯齿之间的空隙(在本文中，例如，金刚石线上的金刚石之间的空隙)被填满。一旦空隙被填满，下游的金刚石(当在锯的移动方向上移动时在灰尘前方的金刚石)在空隙被填满之后不再进行切割。灰尘需要在可进行下次切割之前从所述空隙中除去。这通常通过将切割液喷洒至线上进行。这在锯齿不进行切割时发生。因此，仅在有限的范围内进行切割是有益的，这样，金刚石经常不进行切割并且由此进行清洁。

摇摆单元及其驱动器是切割过程的一部分。所述摇摆单元负责在切割过程中摇摆工件。通过一些现有技术文件已知一些带有作为用于旋转安装工件夹持器的导向部件的弧形或弓形片段的摇摆单元。

DE19517107公开了一种用于线切割机的夹持装置，其用于夹持和定位工件。测角型定位装置用于使工件的晶轴相对于切割平面进行取向。DE19517107公开了一种用于工件的固定夹具，其由夹紧机构部和倾斜机构部构成。该固定夹具以使工件连接块可自动被第一和第二夹紧气缸夹紧的方式构建。然而，这有可能在切割过程中使工件夹持器无法进行摇摆移动。而且，夹紧机构随摇摆单元移动。这增加了待移动的部分的质量，因为首先传动器需要移动，其次这需要更稳定的框架。

US5735258公开了一种用于线切割机的夹持装置，其用于在切割过程中夹持和摇摆工件。工件夹持器使用夹持装置中的弧形导轨进行轴移动。用于摇摆移动的驱动机构包括与齿条匹配的驱动齿轮。夹持装置不具有用于将工件或工件夹持器固定至夹持装置的摇摆部件的自动固定机构。

DE102004028323公开了一种用于线切割机的夹持装置，其用于在切割过程中夹持和摇摆工件。其中设置有弧形导轨，以小于360°的角度旋转工件。DE102004028323没有教导如何简单地将工件或工件夹持器连接至摇摆部件或与摇摆部件分开，也没有显示如何驱动摇摆运动。

关于线切割机，DE19851070公开了一种具有弧形片段以进行摇摆移动的夹持装置。旋转轴与工件的纵轴平行或者与工件的纵轴重叠。工件通过旋转安装的滚轴而被支撑于切割位置。

AT285866(EP1320438B1)公开了一种线锯，其包括用于使工件相对于线网振荡移动的工具。轴移动与滑动元件的线性移动叠加，产生摆动式的摇摆移动。

WO9800273A1公开了一种通过使用双连杆由钟摆运动摇摆的工件。

WO2010006148公开了一种使用旋转台而通过钟摆移动进行摇摆的工件。WO2010006148描述了一种作为驱动机构的步进马达和步进马达控制器，所述驱动机构用于旋转台型的摇摆单元。

例如，在上述US5735258中公开了一种使用工件夹持器中的弧形导轨的轴移动。US5735258还公开了一种用于摇摆单元的驱动机构，所述摇摆单元由可逆旋转机构、齿轮和齿条(将旋转运动转化为线性运动的一对齿轮)构成。

现有技术中使用的摇摆驱动器非常复杂，使用高维护和高精确部件，其暴露于切割过程中产生的灰尘和粉尘中。

现有技术中的主要问题是当改变移动方向时传递部件之间，例如，齿轮和齿条之间的运行(或净空，分别地)。运行可对切割质量产生不良影响。与该方案有关的另一问题是齿轮和齿条片段的高度磨损，尤其是当被带有磨料或磨料污染物的切割液污染时。实际上，不可能相对于工件腔室完全关闭设置这些部件的腔室。目前的解决方案是不完全密封。当磨料污染物进入齿轮和驱动区域时，齿轮的齿磨损非常快，因为齿轮的齿与齿条的齿啮合，齿轮和齿条在滑过彼此的表面的同时向彼此的表面上施加作用力。灰尘就在此时发挥类似锉子(木锉)的锯齿的作用。

发明内容

本发明的目的在于解决这个问题并且提供一种摇摆驱动机构，其对磨料污染物和内部磨损有更高的抗性。所述驱动机构不应当表现出明显运行以确保高切割质量。所述驱动机构应当是简单结构，需要较少的维护并且划算。不需要使各个部件为高度精确部件，并且用于防止体系运行的预拉伸应当放松。

本发明的目的通过一种用于夹持和摇摆切割机中的工件的夹持装置实现，所述夹持装置包括：

-支撑部件；

-摇摆部件，其相对于所述支撑部件可移动地安装；

-设置于所述摇摆部件上的固定机构，用于将工件固定在所述摇摆部件上；

-用于相对于所述支撑部件移动所述摇摆部件的驱动机构，所述驱动机构包括：

-至少一个驱动滑轮，其旋转安装在所述支撑部件上；以及

-与所述驱动滑轮匹配的且具有第一部分和第二部分的柔性牵引工具，所述第一部分和所述第二部分从所述驱动滑轮中延伸出来朝向所述摇摆部件，所述第一部分的末端和所述第二部分的末端固定安装于所述摇摆部件；

这样，当所述驱动滑轮在第一方向上旋转时，牵引工具的第一部分在第一移动方向上牵拉所述摇摆部件，当所述驱动滑轮在相反方向上旋转时，牵引工具的第二部分在与所述第一移动方向相反的第二移动方向上牵拉所述摇摆部件。

通过使用与诸如皮带、线或链条之类的柔性牵引工具匹配的驱动滑轮，所述驱动机构变得更加平滑。同时，可通过预拉伸所述驱动滑轮和所述摇摆部件之间的牵引工具容易地减弱运行或消除运行。这尤其在摇摆方向发生变化时得到保持。

由于所述牵引工具沿纵轴延伸以及所述牵引工具的柔性，所述驱动滑轮可放置于远离切割工件的位置。带有磨料和/或切割液的污染物可被有效避免。

本发明的优势在于所述驱动滑轮和所述牵引机构(与自行车链条和链条盒的原理相同)之间没有相对滑动。由于牵引工具各部分固定安装在所述摇摆部件上，因此，所述摇摆部件和所述牵引工具之间没有相对滑动。而且，更加易于向所述牵引工具预施压，例如，张力可通过张力仪容易地测量。可对所述驱动滑轮的不用位置施加预应力。根据现有技术所述，预拉伸困难得多，因为，两个金属部件被预拉伸，意味着当两个部件的相对位置发生变化时，压力变化明显得多。而且张力难以测量。

所述柔性牵引工具的第一部分在第一方向上延伸并且牵引工具的第二部分在第二方向上延伸。所述驱动滑轮适于在不同的方向上旋转，从而使摇摆部件来回移动。

术语静止的支撑部件是指支撑部件不随着摇摆运动而发生移动。当然，所述支撑部件可随着整个夹持装置在(线性)方向上朝着切割机的线网移动。然而，也有可能，所述线网朝着夹持装置移动。

用于将所述工件固定于摇摆部件上的固定机构通常适于与携带工件的工件夹持器匹配。在这样的实施方式中，所述固定机构不与所述工件直接接触。锭子、砖形物或芯体通常粘接在横梁上，例如，(玻璃或聚合物)平板，进而安装在工件夹持器(也称为夹具连接器)上。该工件夹持器随后通过固定机构固定，确保所述工件的可靠连接和准确定位。因此，术语“工件固定于所述摇摆部件上”包括将其上(间接地)安装有工件的工件夹持器固定在所述摇摆部件上的可能。术语“固定并摇摆工件”也是指这包括固定和摇摆连接于所述工件的至少一个中间部件(例如工件夹持器和/或横梁)的可能。

优选地，所述固定机构和所述传动机构分别具有用于传送传动机构和固定机构之间的作用力的配合面。该实施方式由于各配合面彼此匹配而使作用力有效传送。就作用和反应而言，从传动机构向固定机构传送作用力和/或从固定机构向传动机构传送作用力均是可能的。例如，后面将要讨论的，固定机构的弹性工具实际上可驱动传动机构返回。

优选地，所述固定机构和所述传动机构形成为彼此分开的。由于机械分离，所述夹持装置可被设计为使传动机构仅在传动过程中与所述固定机构接触，而在摇摆过程中两者“分离”。

优选地，所述固定机构包括用于夹紧工件夹持器的夹紧工具。这产生机械上的稳定连接以及工件或工件夹持器与摇摆部件之间的准确定位。而且，这个方案适于本领域已知的工件夹持器。

优选地，所述固定机构包含拉伸工具，优选弹性工具，其迫使固定机构处于固定状态。在固定状态中，所述工件或工件夹持器被摇摆部件固定夹持，而不依赖于传动机构。所述弹性工具被拉伸，这样当将所述弹性工具单独留下时，它们固定/夹紧所述工件或工件夹持器。作用力需要施加于弹簧上以释放所述工件。这是有利的，因为传动机构可在摇摆过程中不活动。所述固定机构是“自固定的”。而且，所述传动机构仅需要反作用于所述弹性工具以使所述固定机构处于放松状态。各种不同的拉伸工具适于本发明，例如，压缩弹簧，拉伸弹簧，膜片弹簧，配重，气缸，等等。

用弹簧代替固定工具，还可使用双作用气缸。在这种情况下，不用弹簧，在夹紧时产生永久气缸作用力。

优选地，在固定机构的放松状态下，传动机构的配合面压在固定机构的配合面上。这产生简单且可靠的机械方案。

优选地，固定机构的配合面和传动机构的配合面在传动机构分离的状态下彼此远离。这使得在固定机构和传动机构没有碰撞的条件下，所述摇摆部件的摇摆不受干扰。

优选地，所述传动机构的配合面是传动杆的表面。这产生可靠的机械解决方案。

优选地，所述传动杆朝向固定机构线性移动，优选地，以垂直的方式移动。所述线性移动在所述传动机构和所述固定机构之间产生最优的作用力传送。

优选地，所述传动机构包含至少一个杠杆，其充当传动杆。这产生具有增加的作用力的简单的机械结构。

优选地，所述传动机构包含用于传动的气缸-活塞单元。所述气缸-活塞驱动器易于控制并且产生所需的作用力。

优选地，所述固定工具包含用于容纳工件夹持器的容器。所述容器易于将所述工件夹持器设置于所需的位置并支持固定操作。优选地，所述容器形成为T型槽。

优选地，所述固定机构的配合面是适于夹紧工件夹持器的柱塞的表面。这使得作用力直接传送。

优选地，所述固定机构包含至少一个柱塞，其具有类似锚的端部，用于以匹配的方式啮合工件夹持器，并且其中，优选地，所述柱塞被弹性工具迫使向上推动。

所述工件夹持器可被一系列类似于锚的柱塞夹持，优选地，沿着工件延伸排列成排。

优选地，用于使所述摇摆部件相对于所述支撑部件移动的驱动机构包括：

-至少一个旋转安装于所述支撑部件的驱动滑轮；以及

-与所述驱动滑轮匹配的柔性牵引工具，其具有从所述驱动滑轮延伸出来的朝向所述摇摆部件的第一部分和第二部分，所述第一部分的末端与所述第二部分的末端固定安装于所述摇摆部件；

由此，当所述驱动滑轮在第一方向上旋转时，所述牵引工具的第一部分在第一移动方向上牵拉所述摇摆部件，当所述驱动滑轮在相反方向上旋转时，所述牵引工具的第二部分在与所述第一移动方向相反的第二移动方向上牵拉所述摇摆部件。

通过使用与柔性牵引工具(例如，皮带、线或链条)匹配的驱动滑轮，所述驱动机构变得更平滑。同时，通过预拉伸所述驱动滑轮和所述摇摆部件之间的牵引工具减弱或消除运行。这尤其在摇摆方向发生变化时得到保持。

由于牵引工具的纵向延伸和柔性，驱动滑轮可放置于远离工件切割的位置。可有效避免带有磨料和/或切割液的污染。

本发明的有益之处在于驱动滑轮与牵引机构之间没有相对滑动(与自行车链条和链条盒的作用原理相同)。由于牵引工具的各部分固定安装在摇摆部件上，所以，摇摆部件和牵引工具之间没有相对滑动。进一步，易于向牵引工具施加预应力，例如，可通过张力仪测量张力。预应力可施加在驱动滑轮的不同位置。

从而使牵引工具的第一部分在第一方向上延伸并且牵引工具的第二部分在第二方向上延伸。驱动滑轮适于在不同的方向上旋转，从而使摇摆部件来回移动。

本发明的目的还通过用于切割工件的切割机工具完成，尤其是用于将工件切割成多个晶圆片的线锯，切割机包括用于夹持和摇摆所述切割机中的工件的固定装置，其中，所述夹持装置是前述权利要求所述的夹持装置。通常，所述线锯具有线网，其由导丝辊支撑和驱动。所述夹持装置设置于所述切割机中，这样，被所述夹持装置固定的工件可被拖动通过切割线或线网。

本发明的目的还通过将工件固定至前述权利要求中的任一项所述的夹持装置来实现，包括以下步骤：

-通过传动机构驱动所述固定机构，从而迫使固定机构处于放松状态；

-将工件或夹持工件的工件夹持器放置于夹持装置的固定机构；

-使所述固定机构处于固定状态。

优选地，将作用力施加于对抗弹性工具的固定机构，所述固定机构用于将固定工具夹持在固定状态，随后将工件放置于切割机的夹持装置，然后，释放所述固定机构上的作用力，由此，固定工件或工件夹持器，接着，通过摇动驱动器使摇摆部件相对于支撑部件移动。

下面接着进一步描述有益效果和优选实施方式。

固定机构能够与摇摆部件一同摇摆。柱塞的上部分具有大的平末端，其压在弹簧组件上。如果摇摆单元处于合适的垂直位置，那么杠杆系统可被降低并且激活弹簧组件。柱塞对抗弹簧的作用力向下移动。在没有施加压力的条件下，弹簧驱动在其下端具有锚的柱塞向上推动，由此夹紧工件夹持器(如果有的话)。

固定的杠杆系统(作为固定部件的一部分)通过例如风力气缸将作用力施加于摇摆部件上的固定机构(弹簧和柱塞)。先前与弹簧组件的连续机械连接(不可拆卸的)在分割点被分离。

传动机构能够将作用力施加于摇摆部件上的固定工具。例如，所述作用力可由风力气缸或液压气缸产生。其他可能性是电动气缸和/或线性驱动器。对抗弹性工具并打开系统所需的较大的作用力目前在摇摆单元外部产生。这样，所述摇摆单元可以较小且简单的方式设计。

优选地，第一部分在第一安装点固定至摇摆部件，所述第二部分在第二安装点固定至摇摆部件，其中，在安装点相对于支撑部件的移动方向上，所述第一安装点设置于远离所述第二安装点的位置。这以非常舒适且简单的方式实现了往复运动。

优选地，牵引工具各部分中的至少一个部分通过偏转工具而发生偏转，优选地，通过偏转滑轮发生偏转。偏转工具改变了牵引工具的运行，由此产生预拉伸。预拉伸还可通过其他偏转工具实现或通过移动驱动滑轮实现。进一步地，所述牵引工具各部分的末端的牵引方向可被定向，这样，使该牵引方向对应于或至少集中于摇摆部件的移动方向。偏转工具还使驱动滑轮放置于距离所述摇摆部件足够远的位置，从而保护驱动滑轮不受磨料和/或切割液的影响。

偏转滑轮可用于使牵引工具改变方向。主要目的在于保持牵引工具的长度不变并且控制滑轮与牵引工具之间的作用力。优选地，偏转滑轮被设置成使牵引工具的运行路径在长度方向上恒定，避免消耗并由此磨损所述牵引工具。

在优选的方案中，标准球轴承用于安装偏转滑轮。已有很多建立偏转滑轮的可能。其他可能的实施方式是带有滑动轴承、与滑动面具有固定曲率的圆盘。

因为偏转滑轮仅仅在限定范围的旋转角度内使用，可替换使用滑动元件或替换使用不会对称旋转的元件(例如，滑轮的一部分)。

优选地，牵引工具的第一部分通过第一偏转工具而改变方向，牵引工具的第二部分通过第二偏转工具改变方向。这产生相等，优选对称的牵引力分配以及均匀的摇摆运动。

当然，还有其他使用超过两个偏转滑轮或少于两个偏转滑轮的技术方案。功能总是相同的。偏转滑轮改变了驱动皮带的方向并且理想地保持牵引工具的运行路径在长度方向上不变。

优选地，其中，偏转工具旋转安装于支撑部件。这避免了可移动部件之间的滑动，最终导致打滑。

优选地，牵引工具的第一部分和牵引工具的第二部分在相反的方向上偏转和/或其中，牵引工具各部分的运行是对称的。通过测量，摇摆运动的均匀性和平滑性进一步得到提高。

优选地，牵引工具的第一部分和牵引工具的第二部分远离彼此偏转。偏转的部分分别向外运行。这引导牵引工具各部分位于保持驱动滑轮和偏转工具之间并排排列的位置。

优选地，所述牵引工具是皮带。皮带构成有力且可靠的机械传送部件。

还可使用多种不同的驱动皮带。可使用它们中的绝大多数，甚至可使用链条。其他可能的实施方式是平带，V型皮带或有齿皮带。

优选地，所述皮带是有齿皮带并且所述驱动滑轮是有齿滑轮。这使得滑轮和牵引工具之间的匹配得到提高并减少打滑。

优选地，所述牵引工具具有Ω样运行，其中，Ω样运行的顶点与驱动滑轮的外周啮合。这是对称的并且同时是节省空间的方案。

优选地，夹持装置包括隔板，设置在所述隔板之上的驱动滑轮和牵引工具的上部以及设置在所述隔板之下的牵引工具的下部以及摇摆部件的安装点，其中，所述牵引工具各个部分延伸穿过隔板中的通道。所述隔板有效保护活动的驱动部件，例如，保护驱动滑轮不受磨料和/或切割液的影响。

优选地，摇摆部件由支撑部件上的弧形导轨引导。这产生非常好的移动类型，伴随高质量的切割结果。

例如，工件的摇摆中心位于工件的横截面。该中心是穿过弧形导轨的圆形的中点。

优选地，所述牵引工具各个部分和所述摇摆部件之间的位于安装点的连接是啮合。这进一步提高了牵引工具各个部分和摇摆部件之间的安装的可靠性，而不会使啮合变形。

优选地，在摇摆运动过程中，牵引工具的各个部分与基本上朝向摇摆部件的移动方向的方向偏离或平行。这有效确保牵引工具的预拉伸不会在摇摆运动的所有阶段减弱。

优选地，所述牵引工具的各个部分发生偏转以使其偏转部分与摇摆部件的接触面抵接，并且，其中，优选地，所述接触面是弧形面。在这种方式中，所述牵引工具的各个部分的偏转部分置于接触面上而不会在其上滑动。

优选地，引导摇摆部件的弧形导轨和牵引工具的各个部分上的接触面彼此平行紧靠运行，从而不会拉伸牵引工具。而且，它们优选地具有相同的中心点。

优选地，夹持装置包括：设置在摇动部分上的用于将工件固定在所述摇动部分上的固定机构，所述固定机构可在放松状态和固定状态之间传动；以及安装在所述支撑部件上的用于机械传动所述固定机构的机械传动机构，其中，所述传动机构可处于分离状态，在该状态下，传动机构从固定机构中分离，这样，传动机构从与支撑部件有关的摇摆部件的摇摆运动中分离。

所述传动机构可从传动状态(传动固定机构)进入非传动分离状态(不依赖于固定机构)，反之亦然。

由于从固定机构中分离，所述传动机构相对于与支撑部件有关的摇摆部件的移动保持静止。与固定机构匹配的机械传动机构提供可自动控制地将工件安装于夹持装置/可自动控制地将工件从夹持装置中释放。根据本发明，传动机构在空间上从固定机构中分离出来，其中，所述传动机构与静止的支撑部件有关并且所述固定机构与可移动的摇摆部件有关。传动机构相对于与支撑部件有关的摇摆部件的移动是静止的，即，所述传动机构不会跟随摇摆运动。在本发明的方案中，带有传动的整个夹紧系统分为摇摆部件和固定或静止部件。传动所述固定机构所需的较大的作用力在摇摆部件的外部产生。

通过人工的方式将螺丝紧固于摇摆单元上不再是必须的。固定过程较快并且夹紧的再现性得到改善。

附图说明

进一步地，本发明的实施方式在附图和从属权利要求中体现。附图标记列表构成本发明的公开的内容的一部分。现在通过附图详细解释本发明。在附图中：

图1显示用于夹持工件的带有夹持装置的线切割机。

图2显示本发明的夹持装置。

图3更加详细地显示带有处于略微倾斜的位置的摇摆部件的夹持装置。

图4显示带有处于更加倾斜的位置的摇摆部件的图3的夹持装置。

图5显示用于使所述摇摆部件摇摆移动的驱动机构。

图6显示图5的驱动机构的透视图。

图7示意性显示带有用于固定机构的传动机构和用于摇摆运动的驱动机构的夹持装置。

图8显示牵引工具非对称运行的实施方式。

附图标记列表

1:夹持装置 2:工件 3:平板

4:工件夹持器 5:夹持装置1的摇摆部件

6:固定机构 7:柱塞 8:弹性工具

9:支撑部件 10:传动机构 11:传动杆

12:止动部件 13:杠杆 14:气缸-活塞单元

15:牵引工具 15a:牵引工具的第一部分

15b:牵引工具的第二部分 16:驱动滑轮

17a，17b:偏转工具 18a，18b:安装点

19:隔板 20:切割机 21:弧形面

22:导丝辊 23:切割线 24:通道

25:驱动器，例如，马达 26:驱动机构

27:弓形导轨 28:容器 R:移动方向

R1:摇摆部件5的第一移动方向 R2:摇摆部件5的第二移动方向

具体实施方式

图1显示用于将工件2，特别是锭子、砖形物或芯体切割成多个晶圆片的、带有由导丝辊22支撑的线网23的线切割机20。用于夹持和摇摆处于切割位置的工件2的夹持装置1设置在线网23之上。夹持装置1包括支撑部件9和相对于支撑部件9移动安装的摇摆部件5。摇摆部件5的摇摆运动如箭头R1和R2所示。

图2，图3和图4更加详细地显示了夹持装置1。固定机构6(包括弹性工具8和柱塞7)被设置在摇摆部件5上，用于将工件2固定在摇摆部件5上，固定机构6可在放松状态和固定状态之间传动。

固定机构6包括在摇摆部件5中的T型槽形状的容器28，用于容纳工件夹持器4(如图3和图4所示)。工件夹持器4横向插入容器28。可垂直移动的柱塞7具有锚型下端，用于与工件夹持器4中的相应的凹槽匹配。通过向上牵拉柱塞7，工件夹持器4被固定夹紧于容器28内。不同于夹紧工具，固定机构6可包括锁定工具。

图2的固定机构6包括弹性工具8，其迫使柱塞7向上推动并由此使固定机构6处于固定状态。

柱塞7的上端具有配合面7a，用于与传动杆11的配合面11a或相对于配合面7a设置的上部柱塞匹配。传动杆11属于设置在支撑部件9中的机械传动机构10。配合面11a和7a可设置成中间部件，以更好地匹配或用于防护。

机械传动结构10安装在支撑部件9上，用于机械传动固定机构6，由此，传动机构10相对于与支撑部件9有关的摇摆部件5的移动处于静止。

固定机构6和传动机构10机械形成为彼此分离的并且仅通过它们的配合面7a，11a或中间部件(未示出)而匹配。传动机构10包括例如作为传动驱动器的气缸(风力气缸，液压气缸或电力气缸)-活塞单元14，包括垂直杠杆13的杠杆系统，该垂直杠杆13与水平杠杆13连接，进而与传动杆11连接，由此作用于传动杆11。水平杠杆13可轴转动地安装于支撑部件9并且气缸-活塞单元14固定安装于支撑部件9。传动杆11在垂直方向上向固定机构6及其柱塞7线性移动。传动机构10的配合面11a是传动杆11的下端。除了气缸-活塞之外，还可使用任何其他驱动工具。

为了使固定机构6处于其放松状态，气缸-活塞单元14被激活并且传动机构10的配合面11a向下压在固定机构6的配合面7a上，由此，对抗弹性工具8的弹性作用力。带有锚型末端的柱塞7向下移动并且松开工件夹持器4。

图2显示了分离状态，其中，传动机构10从固定机构6中分离。在本实施方式中，分离状态由如下事实表征：传动机构10和固定机构6彼此不接触并且彼此相距较短的距离。

优选地，机构6和10被设计为使固定机构6的配合面7a和传动机构10的配合面11a在传动机构10的分离的状态下彼此远离(图2中较小的空隙)，由此，在固定机构6的固定状态下，使摇摆部件5自由轴转动。这未在图3中显示。

当固定工件2时，实施下列步骤：通过传动机构10的方式传动固定机构6，从而使固定机构6处于放松状态，将工件2或固定工件2的工件夹持器4放置于夹持装置1的固定机构6；以及使固定机构6处于固定状态，例如，通过释放固定机构6上的作用力。

在图2优选的实施方式中，传动机构10包括限制传动杆11移动的止动部件12，优选地，当杠杆13抵接止动部件12时，防止弹性工具8过分拉伸。优选地，止动部件12的高度可调，从而控制传动机构10的作用。

图3和图4显示摇摆运动过程中的摇摆部件5。摇摆部件优选地通过弧形导轨27引导，以发生轴转动(图6)。在可选的实施方式中，摇摆部件5当然可进行线性移动。

在图3的“摇摆”位置中，摇摆部件5大致垂直并且相对于支撑部件9仅略微倾斜。仅有可能通过将传动杆11压住柱塞7来放松或打开工件2。

在图4的“摇摆”位置中，杆11不再可能与柱塞7匹配并且不能放松固定机构6。

下列实施方式涉及用于移动摇摆部件5的驱动机构。

图5显示夹持装置1的另一视图。驱动机构26被配置成使摇摆部件5相对于静止的支撑部件9进行摇摆移动。驱动部件26包括旋转安装于支撑部件9并与驱动器25(例如马达)连接的驱动滑轮16，以及皮带形式的柔性牵引工具15。驱动滑轮16的旋转轴(图7中显示)相对于支撑部件9静止并因此相对于与支撑部件9有关的摇摆部件5的移动静止。

所述皮带是有齿皮带并且所述驱动滑轮16是有齿滑轮。可选的实施方式使用作为牵引工具的线或传送链条或类似的工具。牵引工具15啮合驱动滑轮16的外周并且具有从驱动滑轮16向摇摆部件5延伸的第一部分15a和第二部件15b，第一部分15a和第二部分15b的末端固定于摇摆部件5。

驱动滑轮16和牵引工具15以如下方式匹配：当驱动滑轮16在第一旋转方向上旋转时，牵引工具的第一部分15a在第一移动方向R1上牵拉摇摆部件5，并且当驱动滑轮16在第二旋转方向上旋转时，牵引工具的第二部分15b在与第一移动方向R1相反的第二移动方向R2上牵拉摇摆部件5。驱动器25适于与驱动滑轮16匹配，从而将其活动状态(一种持久改变的转动)传送至驱动滑轮16。

第一部分15a在第一安装点18a固定于摇摆部件5，并且第二部分15b在第二安装点18b固定于摇摆部件5。在安装点18a和18b的相对于支撑部件9的移动方向上，第一安装点18a被设置于远离第二安装点18b的位置。牵引工具的各部分15a和15b的末端在安装点18a和18b与摇摆部件5的连接是啮合，以提高固定的可靠性。

在图5优选的实施方式中，牵引工具各部分15a和15b通过可旋转的偏转滑轮的形式的偏转工具17a和17b而发生偏转。在本文中，牵引工具的第一部分15a通过第一偏转工具17a发生偏转，牵引工具的第二部分15b通过第二偏转工具17b发生偏转。偏转工具17a和17b安装于支撑部件9。

除了旋转安装的偏转滑轮，例如，弓形形式的静止导轨也是可能的。

牵引工具的第一部分15a和牵引工具的第二部分15b在相反的方向上向外发生偏转(即，它们彼此偏离)，从而形成Ω样运行，其中，Ω样运行的顶点与驱动滑轮的外周啮合。应当注意的是，偏转工具17a和17b可放置在相距更远的位置，因此从Ω样运行变为Λ运行或类似于高斯运行。后者可被理解为在Ω样运行之下下降。在优选的实施方式中，牵引工具各部分15a和15b的运行是对称的，产生对称牵拉作用力，然而，也可以是不对称运行，例如，图8所示。

在摇摆移动过程中，牵引工具各部分15a和15b偏离基本朝向摇摆部件5的移动方向，或与朝向摇摆部件5的移动方向平行。

在图5的优选实施方式中，摇摆部件5具有面向支撑部件9的接触面21。接触面21是弧形的，朝向支撑部件9。牵引工具各部分15a和15b发生偏转，以使偏转的部分抵接摇摆部件5的接触面。这使得基本平行于摇摆移动方向的牵拉作用力平滑且有效传送。优选地，接触面21平行于摇摆部件5的移动方向。

图6显示带有驱动机构26的夹持装置1的透视图。在该实施方式中，夹持装置1包括隔板19，其中，驱动滑轮16和牵引工具15的上部设置在隔板之上，牵引工具各部分15a和15b的下部以及摇摆部件5的安装点18a和18b设置下隔板19的下方。牵引工具各部分15a和15b穿过设置在隔板19中的通道延伸。隔板19保护驱动机构26的主要部分不受尘土和灰尘的影响。

如图5所示，摇摆部件5通过支撑部件9上的弧形导轨27引导。为了达到线性摇摆移动，也可使用线性导轨。

图7显示用于摇摆移动的驱动机构26和用于与固定机构6匹配的传动机构10如何一体合并于夹持装置1中的示意图。如图7所示，所有的活动驱动部件设置成与工件2分开并且由此防止切割过程中产生的磨料和切割液。理想地，驱动机构26位于气缸-活塞单元14之间的中心。

图8显示牵引工具15不对称运行的实施方式。如图8所示，仅牵引工具各部分中的一个通过偏转工具17发生偏转。可使用任一数目的偏转工具并且它们甚至可被省略。

本发明当然不限于所示的实施方式，例如，驱动滑轮和偏转滑轮可相对于图示的实施方式改变位置。原理上驱动滑轮的位置不产生影响。驱动滑轮的位置可改变成偏转滑轮的位置，尤其在带有非啮合驱动皮带的条件下。

具体而言，涉及固定机构的传动的方面和涉及摇动驱动机构的方面可以各种可能的方式合并，产生更加有益的效果。应当注意的是，传动机构和支撑部件上驱动滑轮的排布是特别优选的实施方式，因为，在这种情况下，易受灰尘和粉尘的影响的驱动/传动元件不依赖于摇摆部件(分别从工件中分离或远离工件)。

Claims (15)

1.一种用于夹持和摇摆切割机(20)中的工件(2)的夹持装置(1)，其特征在于该夹持装置(1)包括：

-支撑部件(9)；

-摇摆部件(5)，其相对于所述支撑部件(9)可移动地安装；

-固定机构(6)，其设置在摇摆部件(5)上，用于将所述工件(2)固定于所述摇摆部件(5)上；以及

-驱动机构(26)，其用于相对于所述支撑部件(9)移动所述摇摆部件(5)，所述驱动机构(26)包括：

-至少一个驱动滑轮(16)，其可旋转地安装于所述支撑部件(9)；及

-与所述驱动滑轮(16)匹配的柔性牵引工具(15)，其具有从所述驱动滑轮(16)延伸出来朝向所述摇摆部件(5)的第一部分(15a)和第二部分(15b)，所述第一部分(15a)的末端和所述第二部分(15b)的末端固定安装于所述摇摆部件(5)；

其中，当所述驱动滑轮(16)在第一方向上旋转时，所述牵引工具的第一部分(15a)在第一移动方向(R1)上牵拉所述摇摆部件(5)，当所述驱动滑轮(16)在相反方向上旋转时，所述牵引工具的第二部分(15b)在与所述第一移动方向(R1)相反的第二移动方向(R2)上牵拉所述摇摆部件(5)。

2.如权利要求1所述的夹持装置，其中，所述第一部分(15a)在第一安装点(18a)固定于所述摇摆部件(5)并且所述第二部分(15b)在第二安装点(18b)固定于所述摇摆部件(5)，并且，其中，在所述第一和第二安装点(18a和18b)相对于支撑部件(9)而移动的方向上，所述第一安装点(18a)设置成远离所述第二安装点(18b)。

3.如权利要求1或2所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一和第二部分(15a和15b)中的至少一个通过偏转工具(17a和17b)发生偏转。

4.如权利要求3所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一部分(15a)通过第一偏转工具(17a)发生偏转，并且所述牵引工具的第二部分(15b)通过第二偏转工具(17b)发生偏转。

5.如权利要求3所述的夹持装置，其中，所述偏转工具(17a和17b)旋转安装于所述支撑部件(9)。

6.如权利要求3所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一部分(15a)和所述牵引工具的第二部分(15b)在相反的方向上发生偏转，和/或，其中，所述牵引工具的第一和第二部分(15a和15b)的运行是对称的。

7.如权利要求6所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一部分(15a)和所述牵引工具的第二部分(15b)彼此远离发生偏转。

8.如权利要求1所述的夹持装置，其中，所述牵引工具(15)是皮带，并且其中，所述驱动滑轮(16)是有齿滑轮。

9.如权利要求1所述的夹持装置，其中，所述牵引工具(15)具有Ω样运行，其中，所述Ω样运行的顶点与所述驱动滑轮(16)的外周啮合。

10.如权利要求2所述的夹持装置，其中，所述夹持装置(1)包括隔板(19)，设置于所述隔板(19)之上的驱动滑轮(16)和牵引工具(15)的上部以及设置于所述隔板(19)之下的所述牵引工具的第一和第二部分(15a和15b)的下部和所述摇摆部件(5)上的所述第一和第二安装点(18a和18b)，其中，所述牵引工具的第一和第二部分(15a和15b)通过所述隔板(19)中的通道(24)延伸。

11.如权利要求1所述的夹持装置，其中，所述摇摆部件(5)通过所述支撑部件(9)上的弓形导轨的形式引导。

12.如权利要求2所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一和第二部分(15a和15b)在所述第一和第二安装点(18a和18b)与所述摇摆部件(5)的连接具有啮合齿。

13.如权利要求3所述的夹持装置，其中，在摇摆移动过程中，所述牵引工具的第一和/或第二部分(15a和15b)在基本朝向所述摇摆部件(5)的移动方向上发生偏转或与基本朝向所述摇摆部件(5)的移动方向平行。

14.如权利要求3所述的夹持装置，其中，所述牵引工具的第一和/或第二部分(15a和15b)发生偏转，以使其偏转的部分抵接所述摇摆部件(5)的接触面(21)。

15.一种用于切割工件(2)的切割机(20)，所述切割机(20)包括用于夹持和摇摆所述切割机(20)中的工件(2)的夹持装置(1)，其中，所述夹持装置(1)是权利要求1-14中任一项所述的夹持装置。