CN202507410U

CN202507410U - 硅片切割用收放线系统

Info

Publication number: CN202507410U
Application number: CN2012200464178U
Authority: CN
Inventors: 叶海峰
Original assignee: SHANGHAI WUTONG MACHINERY MANUFACTURE CO Ltd
Current assignee: Shanghai Hangfu Airdrome Equipment Co., Ltd.
Priority date: 2012-02-14
Filing date: 2012-02-14
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2022-02-14

Abstract

本实用新型涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种收放线系统。硅片切割用收放线系统，包括放线轴、卷线轴，放线轴通过放线传动机构连接放线驱动机构，卷线轴通过卷线传动机构连接卷线驱动机构。还包括微型处理器系统，放线驱动机构的控制端、卷线驱动机构的控制端分别连接微型处理器系统。放线轴上设有放线转速传感器，卷线轴上设有卷线转速传感器，放线转速传感器和卷线转速传感器分别连接微型处理器系统。由于采用上述技术方案，本实用新型能自动调整放线和卷线时的张力，本实用新型的张力调整精确及时。

Description

硅片切割用收放线系统

技术领域

本实用新型涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种收放线系统。

背景技术

线切割技术是一种新型的硅片加工技术，线切割技术具有效率高、精度高等优点。其原理是通过高速运动的钢丝带动附着在钢丝上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割目的。

采用线切割技术对工件进行切割过程中，钢丝通过开卷辊放出，在导向辊上形成一张线网。由于钢丝绕制的直径差别，开卷辊在放线时，容易出现张力不稳定现象。要保证切割工件的加工质量，恒张力控制是设备稳定、可靠、高速的保证。加工过程中，张力不稳定，将会使钢丝在加工中震动、线弓过大，在工件切割面容易造成不规则且深浅不匀的线痕、尺寸偏差过大的现象，最终成为废品。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硅片切割用收放线系统，以解决上述技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

硅片切割用收放线系统，包括一放线轴、一卷线轴，所述放线轴上设有钢丝，所述放线轴放出的钢丝由所述卷线轴收卷，其特征在于，所述放线轴通过放线传动机构连接放线驱动机构，所述卷线轴通过卷线传动机构连接卷线驱动机构；

还包括一微型处理器系统，所述放线驱动机构的控制端、所述卷线驱动机构的控制端分别连接所述微型处理器系统；

所述放线轴上设有一放线转速传感器，所述卷线轴上设有一卷线转速传感器，所述放线转速传感器和所述卷线转速传感器分别连接所述微型处理器系统。

本实用新型通过检测放线轴的转速和卷线轴的转速作为反馈，反馈给微型处理器系统，以便微型处理器系统可以通过驱动放线驱动机构和卷线驱动机构，更精确的调节放线轴和卷线轴，达到张力稳定的目的。

所述放线驱动机构、所述卷线驱动机构均可以采用异步伺服电机或永磁电机。

所述放线转速传感器和所述卷线转速传感器可以采用编码器或测速发电机。

所述放线轴通过一扭矩限制器连接所述放线驱动机构，所述扭矩限制器的控制端连接所述微型处理器系统。通过微型处理器系统来控制放线轴的扭矩，以便在放线轴受力不均匀的时候进一步进行调整。另外，中放线轴打滑时，扭矩限制器可以限定放线的程度，保证来稳定放线。

所述放线轴和所述卷线轴上分别可以设有一张力传感器，所述张力传感器连接所述微型处理器系统。张力传感器检测放线轴或卷线轴上钢丝的张力信息，并将张力信息传送给微型处理器系统，微型处理器系统实时调整放线驱动机构和卷线驱动机构，保证钢丝张力稳定。张力传感器可以采用一用压力信息得到张力的张力传感器，一个张力传感器用于检测所述放线辊上的钢丝对所述放线辊的压力信息，另一个张力传感器用于检测所述卷线辊上的钢丝对所述卷线辊的压力信息；所述微型处理器系统内置有放线辊压力信息与放线辊转速之间的关系信息、卷线辊压力信息与卷线辊转速之间的关系信息；所述微型处理器系统根据放线辊压力信息得到放线辊转速，进而通过放线驱动机构控制放线辊的转速；所述微型处理器系统根据卷线辊压力信息得到卷线辊转速，进而通过卷线驱动机构控制卷线辊的转速。

所述放线轴和所述卷线轴前方分别可以设有一张力检测机构，所述张力检测机构包括一用于绕制钢丝的检测转轴、一设置在所述检测转轴上的转速传感器，所述转速传感器连接所述微型处理器系统。本实用新型使用时，放线轴放出的钢丝在检测转轴上绕制至少一圈后，再绕制在导向辊上。本实用新型的放线轴将钢丝放出后，钢丝首先经过检测转轴，然后再经过导向辊，切割工件后的钢丝由卷线轴收卷。在钢丝走动路径上增设了一个检测转轴，微型处理器系统通过转速传感器检测转轴的转速，放线轴转动一周时，当放线轴出现张力不稳定情况时，检测转轴在钢丝的带动下转速出现不一致情况，微型处理器系统认为放线处的张力不稳定，通过控制放线驱动机构对放线轴的转速进行调节，以使检测转轴的转速与张力稳定时的转速情况一致。采用本实用新型的方式调节钢丝放线处的张力，与传统采用张力传感器的方式相比，其结构简单、成本低廉，且张力调节精度高。

所述微型处理器系统可以采用一基于PLC控制的控制系统。

所述微型处理器系统内嵌有PID控制算法。通过检测放线轴的转速和卷线轴的转速作为反馈，反馈给微型处理器系统，以便微型处理器系统通过PID控制算法更精确的调节放线轴和卷线轴，达到张力稳定的目的。

所述微型处理器系统连接一显示模块，所述微型处理器系统通过所述显示模块显示放线轴和卷线轴的当前转速。

所述显示模块可以采用基于触摸的触摸显示模块，通过触摸显示模块可以根据钢丝的规格、切割速度等需要，调整放线轴和卷线轴的额定转速。

所述微型处理器系统还连接一上位机，所述微型处理器系统将检测到的参数信息实时传送给所述上位机，所述上位机对参数信息进行保存；

所述参数信息包括放线轴转速、卷线轴转速。通过上位机对本实用新型的各参数信息进行登记保存，以便于查看。

所述上位机连接一网络通信模块，所述上位机通过所述网络通信模块接入互联网。互联网上的其他远程设备可以通过互联网访问上位机，查看本实用新型的各机构的运行情况。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型能自动调整放线和卷线时的张力，本实用新型的张力调整精确及时。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为本实用新型的另一种结构示意图；

图3为本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1、图2、图3，硅片切割用收放线系统，包括放线轴1、卷线轴2，放线轴1上设有钢丝4，放线轴1放出的钢丝4在导向辊3上绕制后，由卷线轴2收卷，放线轴1通过放线传动机构连接放线驱动机构11，卷线轴2通过卷线传动机构连接卷线驱动机构21。放线驱动机构11、卷线驱动机构21均可以采用异步伺服电机或永磁电机。

还包括微型处理器系统5，放线驱动机构11的控制端、卷线驱动机构21的控制端分别连接微型处理器系统5。放线轴1上设有一放线转速传感器，卷线轴2上设有一卷线转速传感器22，放线转速传感器和卷线转速传感器22分别连接微型处理器系统。放线转速传感器和卷线转速传感器22可以采用编码器或测速发电机。本实用新型通过检测放线轴1的转速和卷线轴2的转速作为反馈，反馈给微型处理器系统，以便微型处理器系统可以通过驱动放线驱动机构和卷线驱动机构，更精确的调节放线轴1和卷线轴2，达到张力稳定的目的。

放线轴1通过扭矩限制器连接放线驱动机构11，扭矩限制器的控制端连接微型处理器系统5。通过微型处理器系统5来控制放线轴1的扭矩，以便在放线轴1受力不均匀的时候进一步进行调整。另外，中放线轴1打滑时，扭矩限制器可以限定放线的程度，保证来稳定放线。

放线轴1和卷线轴2上分别可以设有张力传感器51，张力传感器51连接微型处理器系统5。微型处理器系统5根据张力传感器51检测的张力信息，实时调整放线驱动机构11和卷线驱动机构，保证钢丝4张力稳定。张力传感器可以采用一用压力信息得到张力的张力传感器，一个张力传感器用于检测放线辊上的钢丝对放线辊的压力信息，另一个张力传感器用于检测卷线辊上的钢丝对卷线辊的压力信息。微型处理器系统内置有放线辊压力信息与放线辊转速之间的关系信息、卷线辊压力信息与卷线辊转速之间的关系信息。微型处理器系统根据放线辊压力信息得到放线辊转速，进而通过放线驱动机构控制放线辊的转速。微型处理器系统根据卷线辊压力信息得到卷线辊转速，进而通过卷线驱动机构控制卷线辊的转速。

本实用新型除了采用上述张力传感器51检测张力的方式外，还可以采用如下方式：

放线轴1和卷线轴2前方分别可以设有张力检测机构，张力检测机构包括检测转轴61、转速传感器62，转速传感器62连接微型处理器系统5。本实用新型使用时，放线轴1放出的钢丝在检测转轴61上绕制至少一圈后，再绕制在导向辊3上。本实用新型的放线轴1将钢丝放出后，钢丝首先经过检测转轴61，然后再经过导向辊，切割工件后的钢丝由卷线轴2收卷。在钢丝走动路径上增设了一个检测转轴61，微型处理器系统5通过转速传感器62检测转轴61的转速，放线轴1转动一周时，当放线轴1出现张力不稳定情况时，检测转轴61在钢丝的带动下转速出现不一致情况，微型处理器系统5认为放线处的张力不稳定，通过控制放线驱动机构11对放线轴1的转速进行调节，以使检测转轴61的转速与张力稳定时的转速情况一致。采用本实用新型的方式调节钢丝放线处的张力，与传统采用张力传感器的方式相比，其结构简单、成本低廉，且张力调节精度高。

具体实施时，可以在检测转轴61上沿圆周表面设有至少一圈螺旋状凹槽，钢丝4设置在凹槽中。由于转轴61的转动需要钢丝4的走动来带动，在转轴61的表面均设有凹槽后，钢丝4在转轴61上的走动路径稳定，转轴61的转动也稳定，张力检测机构检测张力情况也较为精确，不会由于张力问题，钢丝4在转轴61上往复移动，而影响检测。转轴61均包括轴芯和设置在轴芯外的保护层，保护层采用聚氨酯层，聚氨酯层上设有螺旋状凹槽。轴芯可以采用钢管，轴芯与聚氨酯层可拆卸连接。以便于在聚氨酯层磨损严重情况下，可以方便更换聚氨酯层而不必更换整个张力检测机构，减少了成本。

微型处理器系统5可以采用一基于PLC控制的控制系统。微型处理器系统5内嵌有PID控制算法。通过检测放线轴1的转速和卷线轴2的转速作为反馈，反馈给微型处理器系统5，以便微型处理器系统5通过PID控制算法更精确的调节放线轴1和卷线轴2，达到张力稳定的目的。微型处理器系统5连接一显示模块，微型处理器系统5通过显示模块显示放线轴1和卷线轴2的当前转速。显示模块可以采用基于触摸的触摸显示模块，通过触摸显示模块可以根据钢丝的规格、切割速度等需要，调整放线轴1和卷线轴2的额定转速。微型处理器系统5还连接一上位机，微型处理器系统5将检测到的参数信息实时传送给上位机，上位机对参数信息进行保存。参数信息包括放线轴1转速、卷线轴2转速。通过上位机对本实用新型的各参数信息进行登记保存，以便于查看。上位机连接一网络通信模块，上位机通过网络通信模块接入互联网。互联网上的其他远程设备可以通过互联网访问上位机，查看本实用新型的各机构的运行情况。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.硅片切割用收放线系统，包括一放线轴、一卷线轴，所述放线轴上设有钢丝，所述放线轴放出的钢丝由所述卷线轴收卷，其特征在于，所述放线轴通过放线传动机构连接放线驱动机构，所述卷线轴通过卷线传动机构连接卷线驱动机构；

2.根据权利要求1所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述放线驱动机构、所述卷线驱动机构均采用永磁电机。

3.根据权利要求2所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述放线转速传感器和所述卷线转速传感器采用编码器。

4.根据权利要求1、2或3所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述放线轴通过一扭矩限制器连接所述放线驱动机构，所述扭矩限制器的控制端连接所述微型处理器系统。

5.根据权利要求4所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述放线轴和所述卷线轴上分别设有一张力传感器，所述张力传感器连接所述微型处理器系统。

6.根据权利要求4所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述放线轴和所述卷线轴前方分别设有一张力检测机构，所述张力检测机构包括一用于绕制钢丝的检测转轴、一设置在所述检测转轴上的转速传感器，所述转速传感器连接所述微型处理器系统。

7.根据权利要求4所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述微型处理器系统采用一基于PLC控制的控制系统；所述微型处理器系统内嵌有PID控制算法。

8.根据权利要求7所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述微型处理器系统连接一显示模块。

9.根据权利要求7所述的硅片切割用收放线系统，其特征在于，所述微型处理器系统还连接一上位机；

所述上位机连接一网络通信模块。