CN116351904B - 一种钨线损伤处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钨线损伤处理方法，属于切割线制造技术领域，解决了现有技术钨线损伤程度不同难以处理的问题。本发明包括以下步骤：将钨线固定在一平面，在距离钨线轴心为d的位置设置测距单元，以测距单元至钨线轴心的距离d为半径，周向测量测距单元与钨线外表面距离，得到距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}；预设一个钨线损伤上限的深度值x，当D_n‑d>＝x时，则判定为过损点{a₁、a₂、a₃...a_n}，当0<D_n‑d<x时，则判定为微损点{b₁、b₂、b₃...b_n},当D_n＝d时，则判定为无损点，分别记录过损点、微损点和无损点在钨线上的位置；将钨线输送至模具进行拉丝，并分别控制钨线长度方向不同位置的输送速度。

Description

一种钨线损伤处理方法

技术领域

本发明属于切割线制造技术领域，具体而言，涉及一种钨线损伤处理方法。

背景技术

目前，高强度金属丝作为切割线广泛应用于硬脆材料切割领域，如对硅棒、硅片的切割。切割线主要包括高碳钢丝、钨线等，但现有切割线在拉丝过程中，必须经过模具的挤压，挤压后其表面容易造成损伤，产生小缺口，导致成品无法满足抗拉强度需求，目前的处理方式是直接用涡流探伤机，探测到损伤，直接将其视作不良产品回收，然后重新加工成钨棒，再进行拉丝。

上述处理方式虽然简单快捷，但是由于拉丝过程中产生的缺口大小不一，而细小的缺口并不会影响钨线的质量，因此，如若不对其进行筛选，即进行回收处理，会增加无效生产次数。

因此，本申请要解决的技术问题是：如何处理不同损伤程度的钨线。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种钨线损伤处理方法，本申请方案的技术效果是：提高钨线的良品利用率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种钨线损伤处理方法，包括以下步骤：将钨线固定在一平面，在距离钨线轴心为d的位置设置测距单元，以测距单元至钨线轴心的距离d为半径，周向测量测距单元与钨线外表面距离，得到距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}；预设一个钨线损伤上限的深度值x，当D_n-d>＝x时，则判定为过损点，依次记为{a₁、a₂、a₃...a_n}，当0<D_n-d<x时，则判定为微损点，依次记为{b₁、b₂、b₃...b_n},当D_n＝d时，则判定为无损点，分别记录过损点、微损点和无损点在钨线上的位置；将钨线输送至模具进行拉丝，并控制钨线长度方向不同位置的输送速度，当仅有无损点时以V₁速度通过模具，仅有无损点和微损点时以V₂速度通过模具，存在过损点时以V₃速度通过模具，其中，所述V₁>＝V₂，V₁>＝V₃。

可以理解的是，测距单元被用于检测钨线实际受损区域的深度值，其检测精度至少为毫米级，深度值是实际距离D_n减去设定的距离值d得到，d的范围为5～60mm，通过检测与计算，可以获得多个深度值并与设定的深度值x进行相应的判断，最终得到三类点，即过损点、微损点和无损点。将三类点的位置标记和存储，由于不同段具有不同的点分布，因此需对不同段的钨线分别赋予不同的输送速度。通过降低钨线过损处的拉丝输送速度，可以有效降低钨线的断线率。其中，V₁的速度范围被配置为100～300mm/s，V₂的速度范围被配置为50～100mm/s，V₃的速度范围被配置为1～20mm/s。需要注意的是，当钨线的输送速度超出上述三个速度范围时，容易引起钨线断线率的上升。另外，钨线经过模具前需进行加热处理，加热温度范围为800～1600℃。

在上述的钨线损伤处理方法中，还包括以下步骤：通过切断机构切断钨线上的过损点，并通过外部的取料机构取走过损线段。

可以理解的是，切断机构可配置为激光切割，当钨线上的过损点过多时，无法满足基本的线材抗拉强度，即需要切割过损线段。取料机构可以配置为机械手。

在上述的钨线损伤处理方法中，还包括：计算过损点组{a₁、a₂、a₃...a_n}中相邻的两个过损点之间的距离y，y₁＝a₂-a₁,y₂＝a₃-a₂,y₃＝a₄-a₃...,得到过损距组{y₁、y₂、y₃...y_n-1}；预设钨线应用环境所需线长为L,若y_n-1>＝L,则判定y_n与y_n-1点为可切点并进行标记，否则，将y_n与y_n-1判定为不可切点并进行标记；钨线上的可切点即将靠近切割机构下方时，降低钨线输送速度，直至到达切割机构下方，停止输送并进行切除。

需要特别说明的是，由于钨线长度方向上存在不同的损伤情况，当某段钨线损伤严重时，若直接对其检测到的每个较短的损伤段进行切割，需要进行大量的切割操作，切割效率极低，并且切割后，由于损伤点之间距离较短，无法满足切割线的长度需求，即无效切割。而通过计算过损距组的方法，不但可以忽略无效切割点，而且还提高了切割效率。

在上述的钨线损伤处理方法中，还包括：将钨线轴向分割成若干个相同的虚拟段，分别统计各个虚拟段上的过损点数，拉丝时，将钨线端部偏向过损点数较少的虚拟段一侧拉拔。

需要特别说明的是，当钨线上一侧过损点数较多时，钨线的抗拉强度会明显降低，因此选择过损点数较少的方向进行拉拔，可以使得更高抗拉强度的虚拟段与模具挤压紧贴，减小了抗拉强度更低的另一虚拟段受到的挤压力，以此进一步降低钨线在拉丝过程中的断线率。

在上述的钨线损伤处理方法中，所述钨线端部与收线机构连接，所述拉拔通过控制收线机构向其中一个虚拟段一侧偏转的方式实现。

示例性的，拉拔时可以选择转动收线机构以实现对钨线拉拔方向的偏转，也可以选择其他方式，如直接用其他钩拉工具带动钨线端部偏转，或者，钩拉钨线与收线机构之间的线段，同样可以实现钨线的偏转。

在上述的钨线损伤处理方法中，所述钨线轴心周向设置有多个测距单元，多个所述测距单元的测距范围叠加覆盖钨线的外表面，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。

可以理解的是，本方案中的测距单元至少为2个，优选为4个，可以针对性的设置于钨线的东北、东南、西北、西南四个方位，每个测距单元负责其所在位置的检测范围，并将各个方位测得的距离值合计得到距离数组。

在上述的钨线损伤处理方法中，作为另一种方案，所述测距单元以钨线轴心为中心旋转一周，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。

可以理解的是，通过设置一个测距单元，使得该测距单元绕钨线轴心旋转一周，同样可以使得其检测范围覆盖钨线的外表面，并且该方案的实施成本相对更低。

在上述的钨线损伤处理方法中，所述测距单元通过直线驱动机构使其沿钨线轴向移动扫描。

可以理解的是，直线驱动机构可以采用丝杆或者电缸或者气缸。其中，电缸为优选方案，测距单元随电缸移动测得的精度更高，并且控制方便。

在上述的钨线损伤处理方法中，所述测距单元通过直线驱动机构使其沿钨线轴向移动扫描，所述测距单元沿钨线轴向移动为间断式移动，所述测距单元单次移动距离为测距单元的覆盖范围长度，所述测距单元单次的静止时间为测距单元以钨线轴心为中心旋转一周所需的时间。

可以理解的是，在另一方案中，单个测距单元需要间隔式测量，每次随直线驱动机构移动一段距离后，都需要静止，周向转动以对钨线进行距离检测。

在上述的钨线损伤处理方法中，所述钨线拉丝次数配置为至少2次。可以理解的是，单次拉丝无法使得钨线快速得从某个较粗的线径转变为较细的线径，因此，需要多次拉丝循序渐进，以得到最终成品。

与现有技术相比，本发明的钨线损伤处理方法，可以通过检测与计算，获得多个深度值并与设定的深度值x进行相应的判断，最终得到三类点，即过损点、微损点和无损点，将三类点的位置标记和存储，分别对钨线长度方向的不同段赋予不同的输送速度，通过降低钨线过损处的拉丝输送速度，可以有效降低钨线的断线率；通过计算过损距组的方法，忽略了无效切割点，而且还提高了切割效率；通过判断钨线上的过损点分布，拉丝时，将钨线端部偏向过损点数较少的虚拟段一侧拉拔，可以使得更高抗拉强度的虚拟段与模具挤压紧贴，减小了抗拉强度更低的另一虚拟段受到的挤压力，以此进一步降低钨线在拉丝过程中的断线率。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明中S200的流程示意图；

图3是本发明中S300的流程示意图；

图4是本发明中S400的流程示意图；

图5是本发明实施例1的简易示意图一；

图6是本发明实施例1的简易示意图二；

图7是本发明实施例2的简易示意图；

图8是本发明实施例1的简易示意图三；

图9是本发明实施例1拉丝时的简易示意图；

图中，100、钨线；110、虚拟段；101、过损点；102、微损点；103、无损点；200、测距单元；300、模具；A、转动方向。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“深度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明的钨线损伤处理方法，请参照说明书附图的图1、图5、图6、图9，具体包括以下步骤：

S100、损伤检测：设定测距单元200与钨线100之间的安装距离d，测得测距单元200外表面与钨线100之间的实际距离D_n，两者相减，得到损伤深度值，即D_n-d。

具体的，将钨线100固定在一平面，在距离钨线100轴心为d的位置设置测距单元200，以测距单元200至钨线100轴心的距离d为半径，周向测量测距单元200与钨线100外表面距离，得到距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}；

S200、损伤判断：设定过损深度值为x，将D_n-d与x或0比较判断，判定D_n为过损点101或微损点102或无损点103，并记录各个点位。

具体的，预设一个钨线100损伤上限的深度值x，请参照说明书附图的图2，当D_n-d>＝x时，则判定为过损点101{a₁、a₂、a₃...a_n}，当0<D_n-d<x时，则判定为微损点102{b1、b2、b3...bn},当D_n＝d时，则判定为无损点103，分别记录过损点101、微损点102和无损点103在钨线100上的位置；

S300、拉丝控制：根据过损点101、微损点102和无损点103的点位，分别预设不同的输送速率以通过模具300拉丝。

具体的，将钨线100输送至模具300进行拉丝，并控制钨线100长度方向不同位置的输送速度，当仅有无损点103时以V₁速度通过模具300，仅有无损点103和微损点102时以V₂速度通过模具300，存在过损点101时以V₃速度通过模具300，其中，所述V₁>＝V₂，V₁>＝V₃；

S400、过损切除：通过切断机构切断钨线100上的过损点101，并通过取料机构取走切除段。

可以理解的是，测距单元200被用于检测钨线100实际受损区域的深度值，其检测精度至少为毫米级，深度值是通过实际距离值D_n减去设定的距离值d得到，d的范围为5～60mm，通过检测与计算，可以获得多个深度值并与设定的深度值x进行相应的判断，最终得到三类点，即过损点101、微损点102和无损点103。将三类点的位置标记和存储，由于不同段具有不同的点分布，因此需对不同段的钨线100分别赋予不同的输送速度。通过降低钨线100过损处的拉丝输送速度，可以有效降低钨线100的断线率。其中，V₁的速度范围被配置为100～300mm/s，V₂的速度范围被配置为50～100mm/s，V₃的速度范围被配置为1～20mm/s。需要注意的是，当钨线100的输送速度超出上述三个速度范围时，容易引起钨线100断线率的上升。另外，钨线100经过模具300前需进行加热处理，加热温度范围为800～1600℃。

可以理解的是，切断机构可配置为激光切割，当钨线100上的过损点101过多时，无法满足基本的线材抗拉强度，即需要切割过损线段。取料机构可以配置为机械手。

请参照说明书附图的图4，本发明方法的S4具体包括以下步骤：

S410、间距计算：分别计算钨线轴向上相邻过损点a_n与a_n-1的距离。具体的，计算过损点101组{a₁、a₂、a₃...a_n}中相邻的两个过损点101之间的距离，y₁＝a₂-a₁,y₂＝a₃-a₂,y₃＝a₄-a₃...,得到过损距组{y₁、y₂、y₃...y_n-1}；

S420、切除判断：设定所需切割线的长度为L，判断比较各段距离y与L的大小，找到大于切割线长度L的线段和过损点，并标记相应位置。具体的，预设钨线100应用环境所需线长为L,若y_n-1>＝L,则判定y_n与y_n-1点为可切点并进行标记，否则，将y_n与y_n-1判定为不可切点并进行标记；

S430、过点切除：根据判断结果，及时调整钨线输送速度，以便于切除标记的线段。具体的，钨线100上的可切点即将靠近切割机构下方时，降低钨线100输送速度，直至到达切割机构下方，停止输送并进行切除。

需要特别说明的是，由于钨线100长度方向上存在不同的损伤情况，当某段钨线100损伤严重时，若直接对其检测到的每个较短的损伤段进行切割，需要进行大量的切割操作，切割效率极低，并且切割后，由于损伤点之间距离较短，无法满足切割线的长度需求，即无效切割。而通过计算过损距组的方法，不但可以忽略无效切割点，而且还提高了切割效率。

请参照说明书附图的图3，本发明步骤S3中具体包括以下步骤：

S310、虚拟分段：将钨线轴向分成若干个虚拟段，并分别统计各个虚拟段上的过损点数。具体的，将钨线100轴向分割成若干个相同的虚拟段110；并分别统计各个虚拟段110上的过损点101数量，判断比较各个虚拟段的过损点数量，找到过损点数最少的虚拟段110；

S320、判断找段：判断比较各个虚拟段的过损点数量，找到过损点数最少的虚拟段。

S330、设定偏向：根据判断结果，设定钨线拉拔偏向；同时根据钨线上三类点的分布位置以设定对应的拉拔速度。具体的，根据虚拟段110的比较判断结果，设定钨线拉拔方向，拉丝时，将钨线100端部偏向过损点101数较少的虚拟段110一侧拉拔。如说明书附图的图8和图9所示，该实施例将钨线划分为上下两个虚拟段，从端面视角看，为两个相等的半圆，从侧面视角看，为两个相同的线段，并且上虚拟段110a的过损点数明显少于下虚拟段110b的过损点数。因此，图9示出了钨线端部偏向靠近上虚拟段的方向弯曲拉拔，以减轻下虚拟段110b受到的挤压力。关于设定钨线上三类点对应的拉拔速度，可以理解为：当钨线径向截面仅有无损点103时以V₁速度通过模具300，仅有无损点103和微损点102时以V₂速度通过模具300，存在过损点101时以V₃速度通过模具300。其中，V₁的速度范围被配置为100～300mm/s，V₂的速度范围被配置为50～100mm/s，V₃的速度范围被配置为1～20mm/s。

需要特别说明的是，当钨线100上一侧过损点101数较多时，钨线100的抗拉强度会明显降低，因此选择过损点101数较少的方向进行拉拔，可以使得更高抗拉强度的虚拟段110a与模具300挤压紧贴，减小了抗拉强度更低的另一虚拟段110b受到的挤压力，以此进一步降低钨线100在拉丝过程中的断线率。

可以理解的是，在某些实施例中，钨线可以沿其轴线周向划分更多数量的虚拟段，如4段、5段、6段等，并为其配置同等数量的拉拔偏转方向，寻找多个虚拟段中的过损数量点最少的一个，确定该虚拟段对应的拉拔方向，如偏左上、右上、左下或右下。

可以理解的是，钨线100端部与收线机构连接，所述拉拔通过控制收线机构向其中一个虚拟段110一侧偏转的方式实现。

示例性的，拉拔时可以选择转动收线机构以实现对钨线100拉拔方向的偏转，也可以选择其他方式，如直接用其他钩拉工具带动钨线100端部偏转，或者，钩拉钨线100与收线机构之间的线段，同样可以实现钨线100的偏转。

参照说明书附图的图6，钨线100轴心周向设置有多个测距单元200，多个所述测距单元200的测距范围叠加覆盖钨线100的外表面，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。测距单元200通过直线驱动机构使其沿钨线100轴向移动扫描。

可以理解的是，本方案中的测距单元200至少为2个，优选为4个，可以针对性的设置于钨线100的东北、东南、西北、西南四个方位，每个测距单元200负责其所在位置的检测范围，并将各个方位测得的距离值合计得到距离数组。可以理解的是，直线驱动机构可以采用丝杆或者电缸或者气缸。其中，电缸为优选方案，测距单元200随电缸移动测得的精度更高，并且控制方便。

在另一个实施例中，测距单元200以钨线100轴心为中心旋转一周，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。参照说明书附图的图7，可以理解的是，通过设置一个测距单元200，使得该测距单元200绕钨线100轴心旋转一周，同样可以使得其检测范围覆盖钨线100的外表面，并且该方案的实施成本相对更低。

测距单元200通过直线驱动机构使其沿钨线100轴向移动扫描，所述测距单元200沿钨线100轴向移动为间断式移动，所述测距单元200单次移动距离为测距单元200的覆盖范围长度，所述测距单元200单次的静止时间为测距单元200以钨线100轴心为中心旋转一周所需的时间。

可以理解的是，在这个实施例中，单个测距单元200需要间隔式测量，每次随直线驱动机构移动一段距离后，都需要静止，周向转动以对钨线100进行距离检测。

钨线100拉丝次数配置为至少2次。可以理解的是，单次拉丝无法使得钨线100快速得从某个较粗的线径转变为较细的线径，因此，需要多次拉丝循序渐进，以得到最终成品。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种钨线损伤处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将钨线(100)固定在一平面，在距离钨线(100)轴心为d的位置设置测距单元(200)，以测距单元(200)至钨线(100)轴心的距离d为半径，周向测量测距单元(200)与钨线(100)外表面距离，得到距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}；

预设一个钨线(100)损伤上限的深度值x，当D_n-d>＝x时，则判定为过损点(101),依次记为{a₁、a₂、a₃...a_n}，当0<D_n-d<x时，则判定为微损点(102)，依次记为{b₁、b₂、b₃...b_n},当D_n＝d时，则判定为无损点(103)，分别记录过损点(101)、微损点(102)和无损点(103)在钨线(100)上的位置；

将钨线(100)输送至模具(300)进行拉丝，并控制钨线(100)长度方向不同位置的输送速度，当仅有无损点(103)时以V₁速度通过模具(300)，仅有无损点(103)和微损点(102)时以V₂速度通过模具(300)，存在过损点(101)时以V₃速度通过模具(300)，其中，所述V₁>＝V₂，V₁>＝V₃。

2.根据权利要求1所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，还包括以下步骤：通过切断机构切断钨线(100)上的过损点(101)，并通过外部的取料机构取走过损线段。

3.根据权利要求2所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，还包括：

计算过损点(101)中相邻的两个过损点(101)之间的距离y，y₁＝a₂-a₁,y₂＝a₃-a₂,y₃＝a₄-a₃...,得到过损距组{y₁、y₂、y₃...y_n-1}；

预设钨线应用环境所需线长为L,若y_n-1>＝L,则判定y_n与y_n-1点为可切点并进行标记，否则，将y_n与y_n-1判定为不可切点并进行标记；

钨线(100)上的可切点即将靠近切割机构下方时，降低钨线(100)输送速度，直至到达切割机构下方，停止输送并进行切除。

4.根据权利要求1或2或3所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述钨线(100)轴心周向设置有多个测距单元(200)，多个所述测距单元(200)的测距范围叠加覆盖钨线(100)的外表面，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。

5.根据权利要求4所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述测距单元(200)通过直线驱动机构使其沿钨线(100)轴向移动扫描。

6.根据权利要求1或2或3所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述测距单元(200)以钨线(100)轴心为中心旋转一周，以此测得所述距离数组{D₁、D₂、D₃...D_n}。

7.根据权利要求6所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述测距单元(200)通过直线驱动机构使其沿钨线(100)轴向移动扫描，所述测距单元(200)沿钨线(100)轴向移动为间断式移动，所述测距单元(200)单次移动距离为测距单元(200)的覆盖范围长度，所述测距单元(200)单次的静止时间为测距单元(200)以钨线(100)轴心为中心旋转一周所需的时间。

8.根据权利要求1或2或3所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述钨线(100)拉丝次数配置为至少2次。

9.根据权利要求1或2或3所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述V₁的速度范围为100～300mm/s，V₂的速度范围为50～100mm/s，V₃的速度范围为1～20mm/s。

10.根据权利要求1或2或3所述的钨线损伤处理方法，其特征在于，所述钨线经过模具前进行加热处理，加热温度范围为800～1600℃。