CN106273017B - 一种硅棒开方的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硅棒开方的方法，包括以下步骤：1).缠绕金刚线；2).上料；3).确定金刚线切入点：保证切入点时金刚线与水平面间成一设定倾斜角度；4).进刀工艺：金刚线以第一设定线速度走线；5).主切工艺：金刚线以第二设定线速度走线，对硅棒继续切割；6).恢复初始加工位置；7).将硅棒绕其轴线旋转90°后夹紧，重复步骤3)‑5),对该硅棒另两个侧面进行去边皮切割。本发明所述的一种硅棒开方的方法中，通过进刀工艺和主切工艺两个切割步骤实现对硅棒进行切割，切割过程中，金刚线和水平面成一夹角，将常见切割生产中的端面入刀方式该为圆弧角入刀，该切割方式省时省力，且切割质量较好。

Description

一种硅棒开方的方法

技术领域

本发明属于硅棒加工技术领域，尤其是涉及一种硅棒开方的方法。

背景技术

金刚线是指在不锈钢母线上电镀镍层，镶嵌高硬度高耐磨性的金刚石颗粒，在硅棒去边皮切割或切方生产中，硅棒的切割方法一般就是应用金刚线沿端面切割，硅棒的切削质量较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种金刚线开方装置及应用该装置硅棒开方的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金刚线开方装置，包括工作台；

以及设置在工作台上的硅棒夹具和两组切割机构；

每一组切割机构包括滑块可上下移动的两个电动滑台，每一组切割机构的两个电动滑台正对设置在硅棒夹具两侧，四个所述电动滑台绕硅棒夹具呈方形布置；

每一组切割机构的电动滑台的滑块上分别设有一线轮，每一组切割机构的两个线轮正对，该两个线轮轴心线重合设置，且该线轮轴线和待切割硅棒轴线垂直设置；

以及一组所述切割机构中的两个电动滑台各自对应设有的一个绕线轮，每一个所述绕线轮和其对应的电动滑台间分别设有由数个线轮构成的绕线机构；

另一组所述切割机构的两个线轮间设有变向机构，所述变向机构至少包括一个线轮。

进一步的，所述电动滑台为螺杆式电动滑台。

进一步的，所述绕线轮和绕线机构间设有计数编码器，所述计数编码器实时监测金刚线和绕线轮间的角度。

进一步的，所述滑块和该滑块设置的线轮间设有推杆电机，所述推杆电机设置在滑块上，所述线轮设置在推杆电机的推杆上。

进一步的，所述变向机构的线轮上设有测速传感器。

相对于现有技术，本发明所述的一种金刚线开方装置具有以下优势：

本发明所述的一种金刚线开方装置中，在硅棒夹具周围设置了四个电动滑台，电动滑台的滑块上设置了线轮，另外，本装置中还设置了两个绕线轮和绕线机构，通过本装置实现应用金刚线对硅棒进行开方，并能够对硅棒两侧同时进行去边皮的加工，加工质量较高，同时生产效率得到提高。

一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法，包括以下步骤：

1).缠绕金刚线

将金刚线的一端固定在一个绕线轮上，其另一端通过一个绕线机构--- 位于硅棒夹具一侧的两个线轮---变向机构的线轮---位于硅棒夹具另一侧的两个线轮---另一个绕线机构后缠绕在另一个绕线轮上，保证待切割硅棒两侧分别布置有一切割线；

2).上料

将待切割硅棒固定于金刚线开方装置的硅棒夹具上；

3).确定金刚线切入点

下移两组切割机构中的四个线轮，改变位于硅棒同侧的两个线轮间的高度差，当位于硅棒两侧的金刚线分别和硅棒点接触时，金刚线与水平面间成一设定倾斜角度；

4).进刀工艺

保持金刚线与水平面间的倾斜角度不变，两组切割机构中的四个线轮以相同速度下降，此时金刚线以第一设定线速度走线，金刚线压迫硅棒，金刚线以和硅棒的接触点为切入点开始对硅棒进行切割，直至硅棒朝向位于高处线轮的一端和金刚线点接触；

5).主切工艺

保持金刚线与水平面间的倾斜角度不变，继续以相同速度下降线轮，此时金刚线以第二设定线速度走线，对硅棒继续切割，待硅棒朝向位于低处的线轮的一端和金刚线脱离开后，该低处线轮停止下移，保持其位置不变，位于高处的线轮继续下降，直至四个线轮位于同一水平面时，四个线轮全部停止下降，金刚线继续切割，直至金刚线完全由硅棒脱离开，此时硅棒被切割两侧的边皮分别脱落；

6).恢复初始加工位置

上升四个线轮直至初始加工位置；

7).将硅棒绕其轴线旋转90°后夹紧，重复步骤3)-5),对该硅棒另两个侧面进行去边皮切割。

进一步的，在步骤3)中，所述金刚线和水平面间夹角为3-8°。

进一步的，在步骤4)中，所述第一设定线速度为15-19m/s，四个线轮的下降速度均为13.5-44mm/min。

进一步的，在步骤5)中，所述第二设定线速度为15-19m/s，所述四个线轮的下降速度分别为20-70mm/min。

相对于现有技术，本发明所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法具有以下优势：

本发明所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法中，通过进刀工艺和主切工艺两个切割步骤实现对硅棒进行切割，切割过程中，金刚线和水平面成一夹角，将常见切割生产中的端面入刀方式该为圆弧角入刀，该切割方式省时省力，且切割质量较好。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种金刚线开方装置主视图；

图2为本发明实施例所述的一种金刚线开方装置俯视图；

图3为本发明实施例所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法初始状态示意图；

图4为本发明实施例所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法中步骤3)状态示意图；

图5为本发明实施例所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法中步骤4)状态；

图6为本发明实施例所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法中步骤5)中金刚线由硅棒脱离前状态；

图7为本发明实施例所述的一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法中步骤5)中金刚线由硅棒脱离后状态。

附图标记说明：

1-绕线轮； 2-电动滑台； 3-金刚线； 4-计数编码器；

5-线轮； 6-硅棒夹具； 7-电动推杆； 8-工作台；

9-测速传感器； 10-硅棒。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1、图2所示，一种金刚线开方装置，包括工作台8；所述工作台8 上分别设有硅棒夹具6、两组切割机构和两个绕线轮1，所述硅棒夹具6用于将待切割硅棒夹紧，每一组切割机构包括滑块可上下移动的两个电动滑台 2，四个所述电动滑台2呈方形布置，该四个所述电动滑台2绕硅棒夹具6 设置；本实施例中，所述电动滑台2为螺杆式电动滑台，所述电动滑台的螺杆竖直设置，该电动滑台由与该电动滑台对应设置的伺服电机控制；每一组切割机构的两个电动滑台2正对设置在硅棒夹具6两侧，每一组切割机构的电动滑台2的滑块上分别设有一线轮5，每一组切割机构的两个线轮5正对，该两个线轮5轴线重合设置，且该线轮5轴线和待切割硅棒轴线垂直设置；

每一个绕线轮1分别由与该绕线轮对应设置的伺服电机控制，其中一个绕线轮1和一组切割机构中的一个电动滑台2对应设置，另一个绕线轮1和该组切割机构中的另一个电动滑台2对应设置，每一个所述绕线轮1和其对应的电动滑台2间分别设有由数个线轮5构成的绕线机构，通过该绕线机构实现金刚线3的转向和张紧；

另一组所述切割机构的两个线轮5间设有变向机构，该变向机构至少包括一个线轮5；通过变向机构实现金刚线3的变向。实际应用中，金刚线3 的一端固定在一个绕线轮1上，其另一端通过一个绕线机构---位于硅棒夹具6一侧电动滑台的两个线轮5---变向机构的线轮5---位于硅棒夹具6另一侧电动滑台的两个线轮5---另一个绕线机构后缠绕在另一个绕线轮1上，因此金刚线在待切割硅棒两侧分别布置，该金刚线3和待切割硅棒轴线同向设置，通过线轮5下移带动金刚线3下移，同时一个绕线轮1放线，一个绕线轮1收线，由此金刚线3下压的同时走线，对硅棒对称的两侧进行同时开方切割，切割好该两个侧面后，硅棒绕其轴线90°翻转，实现该硅棒另两侧面的开方切割。

本实施例中，为保证金刚线3缠绕整齐，所述绕线轮1和绕线机构间设有计数编码器4，金刚线3通过绕线机构后穿过计数编码器4，然后缠绕在绕线轮1上，计数编码器4实时监测金刚线3和绕线轮1间的角度,该计数编码器4将采集到的信号输送给本装置中设置的PLC控制器，控制绕线轮1 轴向移动的电机与PLC控制器连接，通过PLC控制器控制该电机轴伸缩速度，进而控制绕线轮1轴向移动速度，由此保证金刚线3和绕线轮1间的角度在设定范围内。

为了提高本装置的使用范围，所述滑块和该滑块设置的线轮5间设有推杆电机7，所述推杆电机7设置在滑块上，所述线轮5设置在推杆电机7的推杆上，通过推杆电机7推杆的移动改变滑块上正对设置的两个线轮5间的距离，满足不同直径的硅棒的开方要求。

如图3-图7所示，一种应用金刚线开方装置的硅棒开方的方法，包括以下步骤：

1).缠绕金刚线3

将金刚线3的一端固定在一个绕线轮1上，其另一端通过一个绕线机构 ---位于硅棒夹具6一侧的两个线轮5---变向机构的线轮5---位于硅棒夹具 6另一侧的两个线轮5---另一个绕线机构后缠绕在另一个绕线轮1上，保证待切割硅棒10两侧分别布置有一切割线；

2).上料

将待切割硅棒10固定于金刚线开方装置的硅棒夹具6上；

3).确定金刚线切入点

下移两组切割机构中的四个线轮5，改变位于硅棒10同侧的两个线轮5 间的高度差，当位于硅棒10两侧的金刚线3分别和硅棒10点接触时，金刚线3与水平面间成一设定倾斜角度，所述金刚线3和水平面间夹角为3-8°；

4).进刀工艺

保持金刚线3与水平面间的倾斜角度不变，两组切割机构中的四个线轮 5以相同速度下降，此时金刚线3以第一设定线速度走线，金刚线3压迫硅棒10，金刚线3以和硅棒10的接触点为切入点开始对硅棒10进行切割，直至硅棒10朝向位于高处线轮5的一端和金刚线3点接触，所述第一设定线速度为15-19m/s，四个线轮5的下降速度均为13.5-44mm/min；

5).主切工艺

保持金刚线3与水平面间的倾斜角度不变，继续以相同速度下降线轮5，此时金刚线3以第二设定线速度走线，对硅棒10继续切割，待硅棒10朝向位于低处的线轮5的一端和金刚线3脱离开后，该低处线轮5停止下移，保持其位置不变，位于高处的线轮5继续下降，直至四个线轮5位于同一水平面时，四个线轮5全部停止下降，金刚线3继续切割，直至金刚线3完全由硅棒10脱离开，此时硅棒10被切割两侧的边皮分别脱落；所述第二设定线速度为15-19m/s，所述四个线轮的下降速度分别为20-70mm/min；

6).恢复初始加工位置

上升四个线轮5直至初始加工位置；

7).将硅棒10绕其轴线旋转90°后再次夹紧，重复步骤3)-5),对该硅棒10另两个侧面进行去边皮切割。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种硅棒开方的方法，该方法通过金刚线开方装置实现，该装置包括围绕硅棒夹具(6)成方形布置的四个线轮(5)，四个线轮(5)各自通过一电动滑台(2)可上下移动设置在工作台(8)上，线轮(5)轴线和装夹后硅棒(10)轴线垂直设置，且满足，位于硅棒前端两个线轮(5)轴线重合，位于硅棒后端两个线轮(5)轴线重合，位于硅棒前端线轮各自对应设有一绕线轮(1)，该绕线轮(1)和其对应线轮(5)间设有绕线机构，在位于硅棒后端两个线轮(5)间设有变向机构，所述变向机构至少包括一个线轮(5)；其特征在于：本装置对硅棒开方方法包括以下步骤：

1).缠绕金刚线(3)

将金刚线(3)的一端固定在一个绕线轮(1)上，其另一端通过该绕线轮(1)对应绕线机构---位于硅棒夹具(6)一侧的两个线轮(5)---变向机构的线轮(5)---位于硅棒夹具(6)另一侧的两个线轮(5)---另一个绕线机构后缠绕在该另一个绕线机构对应绕线轮(1)上，保证待切割硅棒(10)两侧分别布置有一切割线；

2).上料

将待切割硅棒(10)固定于金刚线开方装置的硅棒夹具(6)上；

3).确定金刚线切入点

四个电动滑台(2)滑块同时下移，带动其对应线轮(5)下移，通过改变线轮(5)下移速度改变位于硅棒(10)同侧的两个线轮(5)间的高度差，当位于硅棒(10)两侧的金刚线(3)分别和硅棒(10)点接触时，金刚线(3)与水平面间成一设定倾斜角度；

4).进刀工艺

保持金刚线(3)与水平面间的倾斜角度不变，绕硅棒夹具(6)方形布置的四个线轮(5)以相同速度下降，此时金刚线(3)以第一设定线速度走线，金刚线(3)压迫硅棒(10)，金刚线(3)以和硅棒(10)的接触点为切入点开始对硅棒(10)进行切割，直至硅棒(10)朝向位于高处线轮(5)的一端和金刚线(3)点接触；

5).主切工艺

保持金刚线(3)与水平面间的倾斜角度不变，继续以相同速度下降线轮(5)，此时金刚线(3)以第二设定线速度走线，对硅棒(10)继续切割，待硅棒(10)朝向位于低处的线轮(5)的一端和金刚线(3)脱离开后，该低处线轮(5)停止下移，位于高处的线轮(5)继续下降，直至绕硅棒夹具（6）方形布置的四个线轮(5)位于同一水平面时，该四个线轮(5)全部停止下降，金刚线(3)继续切割，直至金刚线(3)完全由硅棒(10)脱离开，此时硅棒(10)被切割两侧的边皮分别脱落；

6).恢复初始加工位置

上升绕硅棒夹具（6）方形布置的四个线轮(5)直至初始加工位置；

7).将硅棒(10)绕其轴线旋转90°后夹紧，重复步骤3)-5),对该硅棒（10）另两个侧面进行去边皮切割。

2.根据权利要求1所述的一种硅棒开方的方法，其特征在于：在步骤3)中，所述金刚线(3)和水平面间夹角为3-8°。

3.根据权利要求1所述的一种硅棒开方的方法，其特征在于：在步骤4)中，所述第一设定线速度为15-19m/s，四个线轮(5)的下降速度均为13.5-44mm/min。

4.根据权利要求1所述的一种硅棒开方的方法，其特征在于：在步骤5)中，所述第二设定线速度为15-19m/s，所述四个线轮(5)的下降速度分别为20-70mm/min。