CN206383308U - 一种切割线恒张力纠偏装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公布了一种切割线恒张力纠偏装置，包括张力调节机构和纠偏机构；张力调节机构包括伺服电机和张力轮，张力轮由伺服电机驱动在导轨上移动，反馈的位置信号控制收放线辊的转速来调整张力。切割线绕过张力轮后纠偏机构相连接；纠偏机构包括绕旋转轴A转动的纠偏支架和、偏摆检测轮和编码器；偏摆检测轮与编码器相连接，用于检测切割线位置的变化，并根据切割线位置变化值控制收放线辊转速，达到张力调节的目的。本实用新型排线纠偏结构可更及时有效消除排线半径变化带来的钢线张力变化影响；编码器的张力检测装置精度更高更灵敏；伺服电机控制的张力轮调节部分使张力调节范围扩大；整个钢线系统张力可实现闭环控制，张力调节更及时有效恒定。
Description
技术领域
本实用新型属于高速多线切割设备技术领域，特别是涉及一种用于高速多线切割机上的切割线恒张力纠偏装置。
背景技术
多线切割技术是对半导体硬脆材料进行超薄、大批量和高精度切割加工的一种技术。主要用于将诸如单晶硅、多晶硅晶锭、砷化镓和蓝宝石等硬脆材料切割成超薄晶片，切片加工工艺要求为：高效率、低成本、窄切缝、无损伤和无环境污染。近年来，随着太阳能光伏产业的迅猛发展，对光伏发电用硅片的加工提出了更高的要求：一方面由于降低硅片制造成本的要求使得硅片不断向大直径和超薄厚度方向发展，另一方面又要求切割后的硅片具有极高的平面度和极小的表面粗糙度，TTV值的波动要小。这将极大的提高硅片的加工难度，由于硅材料具有脆、硬的特点，直径增大会造成硅片切割过程中的翘曲变形，加工精度不易保证。厚度减薄使得材料的利用率提高，但又更容易碎片，造成成片率降低。多线切割技术具有切割晶片表面质量高、切割效率高、节省材料和可进行大尺寸材料切割、方便后续加工等特点，目前已经广泛应用于硅材料的切割加工领域。硅片在切割过程中，由切割线带动碳化硅微粉磨粒高速运动对硅材料进行磨削切割，因此，切割线在硅片切割加工中起着非常重要的作用。其中，切割线径与切割损耗和硅片产出率密切相关。另外，在切割过程中切割线还需要恒张力控制，这是由于切割线张力波动范围太大，容易造成硅片表面损伤甚至造成切割过程断线，张力控制精度通常要求控制在±2N以内。同时，切割线恒张力控制技术更是切片成片率的关键所在，由于多线切割张力控制系统具有时变性、非线性及强扰动等特点，因此对切割线张力控制系统进行研究，掌握多线切割过程中张力变化的特点和控制方法，对硅晶片的切割具有非常重要的意义。
发明内容
本实用新型目的在于针对高速多线切割设备切割线运动的平稳性的要求，提供一种能够及时消除排线半径变化影响，张力调节更及时有效恒定的切割线恒张力纠偏装置。
本实用新型为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：其包括张力调节机构和纠偏机构；
所述张力调节机构包括伺服电机和张力轮，所述张力轮由伺服电机驱动在导轨上移动，所述伺服电机控制所述张力轮前后位置，反馈位置信号控制收放线辊的转速来调整张力，切割线绕过所述张力轮后所述纠偏机构相连接；
所述纠偏机构包括绕旋转轴A转动的纠偏支架和设置在所述纠偏支架上的切割线位置变化检测机构，收放线辊上的切割线通过所述切割线位置变化检测机构后与所述张力轮相连接；所述切割线位置变化检测机构用于检测切割线位置变化，并根据切割线位置变化值控制所述收放线辊转速，来调节切割线张力。
其进一步特征在于：所述切割线位置变化检测机构包括两个高低错开的偏摆检测轮，和角度检测器；所述切割线夹持在两个所述偏摆检测轮之间，两个所述偏摆检测轮通过连杆与旋转轴B相连，所述偏摆检测轮摆动带动所述旋转轴B转动，所述角度检测器用于检测所述旋转轴B的转动角度。
进一步的：所述角度检测器为与所述旋转轴B同轴连接的编码器。
优选的：所述旋转轴A上连接有配重块，所述配重块和纠偏支架分别位于所述旋转轴A的两侧。
两个所述偏摆检测轮和张力轮之间的切割线通过过渡轮过渡。
所述旋转轴A轴线与所述收放线辊轴线相平行。
本实用新型相比传统测力辊加接近开关的模式，排线纠偏结构可更及时有效消除排线半径变化带来的钢线张力变化影响；编码器的张力检测装置精度更高更灵敏；伺服电机控制的张力轮调节部分使张力调节范围扩大；整个钢线系统张力可实现闭环控制，张力调节更及时有效恒定。
附图说明
图 1 为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示一种切割线恒张力纠偏装置，包括张力调节机构和纠偏机构：
所述张力调节机构包括伺服电机1和张力轮2，所述张力轮2由伺服电机1驱动在导轨8上移动，切割线绕过所述张力轮2后所述纠偏机构相连接。
所述纠偏机构包括绕旋转轴A转动的纠偏支架9和设置在所述纠偏支架9上的切割线速度变化检测机构，收放线辊7上的切割线通过所述切割线位置变化检测机构后与所述张力轮2相连接。所述旋转轴A轴线与所述收放线辊7轴线相平行。所述旋转轴A上连接有配重块6，所述配重块6和纠偏支架9分别位于所述旋转轴A的两侧。所述切割线位置变化检测机构用于检测切割线位置变化，并根据切割线位置变化值控制所述收放线辊7转速来调节切割线张力。
所述切割线位置变化检测机构包括两个高低错开的偏摆检测轮5，和与所述旋转轴B同轴连接的编码器4。两个所述偏摆检测轮5和张力轮2之间的切割线通过过渡轮3过渡。所述切割线夹持在两个所述偏摆检测轮5之间，两个所述偏摆检测轮5通过连杆与旋转轴B相连，所述偏摆检测轮5摆动带动所述旋转轴B转动，所述编码器3用于检测所述旋转轴B的转动角度。
当设定好的切割线上的张力值后，张力调节机构根据此数值调配的伺服电机1的转矩来控制张力轮2行走正反转及快慢并与收放线辊的转速快慢配合以达到调节切割线张力的效果。
当收放线辊7在缠绕过程中半径发生改变时纠偏支架9整体会绕着旋转轴A轴旋转一定角度，使得切割线与收放线辊7始终保持相切关系。当因收放线辊排线过程使得偏摆检测轮5偏摆，旋转轴B发生旋转，编码器4发生扭动，扭动角度大于设定值时，控制系统可根据设定值控制收放线辊的转速快慢及伺服电机1来控制张力轮位置来调整切割线张力，使切割线张力恒定于设定值。
Claims (6)
1.一种切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：其包括张力调节机构和纠偏机构；
所述张力调节机构包括伺服电机和张力轮，所述张力轮由伺服电机驱动在导轨上移动，所述伺服电机给出恒定转矩值并控制所述张力轮前后位置，反馈位置信号控制收放线辊的转速来调整张力，切割线绕过所述张力轮后所述纠偏机构相连接；所述纠偏机构包括绕旋转轴A转动的纠偏支架和设置在所述纠偏支架上的切割线位置变化检测机构，收放线辊上的切割线通过所述切割线位置变化检测机构后与所述张力轮相连接；所述切割线位置变化检测机构用于检测切割线位置变化，并根据切割线位置变化值控制所述收放线辊转速来调整线张力，进行放线或排线。
2.如权利要求1所述的切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：所述切割线位置变化检测机构包括两个高低错开的偏摆检测轮，和角度检测器；所述切割线夹持在两个所述偏摆检测轮之间，两个所述偏摆检测轮通过连杆与旋转轴B相连，所述偏摆检测轮摆动带动所述旋转轴B转动，所述角度检测器用于检测所述旋转轴B的转动角度。
3.如权利要求2所述的切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：所述角度检测器为与所述旋转轴B同轴连接的编码器。
4.如权利要求1-3任一项所述的切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：所述旋转轴A上连接有配重块，所述配重块和纠偏支架分别位于所述旋转轴A的两侧。
5.如权利要求2或3所述的切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：两个所述偏摆检测轮和张力轮之间的切割线通过过渡轮过渡。
6.如权利要求1-3任一项所述的切割线恒张力纠偏装置，其特征在于：所述旋转轴A轴线与所述收放线辊轴线相平行。
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2016
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