CN208305433U - 金刚线截断机对线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及硅片加工技术领域，公开了一种金刚线截断机对线装置，该金刚线截断机对线装置包括机架框体、设于机架框体下部的硅棒放置台、设于机架框体上部可沿硅棒排布方向移动的红外投影仪、随红外投影仪同步运动的直线位移传感器、用于传送信号给直线位移传感器的人工操作端，所述直线位移传感器的信号输出端连接金刚线截断机控制主机。当红外投影仪发出的红外线与硅锭上需要截断的划线重合时，控制器通过直线位移传感器测量划线所在位置，控制对应金刚线切割头与硅棒划线对齐，并进行切割。本实用新型的金刚线截断机对线装置自动化程度高，对线精度高，降低了工人操作劳动强度。
Description
技术领域
本实用新型涉及硅片加工技术领域，特别是涉及一种金刚线截断机对线装置。
背景技术
制造硅片前，由于被加工硅棒的两端(头、尾料)杂质含量较多，不能满足硅片制造的需求，所以必须先进行截断加工，目前通常采用在硅棒上划线，然后金刚线截断机大多是靠硅棒升降或钢线升降到一定位置后，通过肉眼查看硅棒的画线部分与钢线是否垂直来进行对线，明显存在精度问题，导致截断时与画线偏差较大，自动化程度低，费时费力，加工效率低。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种精度较高、自动化程度较高且效率高的金刚线截断机对线装置。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案提供了一种金刚线截断机对线装置，包括机架框体、设于机架框体下部的硅棒放置台、设于机架框体上部可沿硅棒排布方向移动的红外投影仪、随红外投影仪同步运动的直线位移传感器、用于传送信号给直线位移传感器的人工操作端，所述直线位移传感器的信号输出端连接金刚线截断机控制主机。
进一步地，所述直线位移传感器为光栅尺，所述光栅尺包括标尺光栅和栅读数头。
进一步地，所述硅棒放置台下方设置有滑轨，所述硅棒放置台借助于滑轨沿所述滑轨长度方向移动，所述滑轨长度方向与所述红外投影仪移动方向垂直。
进一步地，所述硅棒放置台上设置有驱动硅棒放置台沿所述滑轨长度方向前后移动的动力机构。
进一步地，所述红外投影仪借助于驱动机构移动。
进一步地，所述驱动机构包括微型电机和丝杠螺母机构。
进一步地，所述驱动机构包括微型电机和齿轮齿条机构。
进一步地，所述红外投影仪通过直线位移传感器连接驱动机构。
进一步地，所述驱动机构连接在机架框体上部的横梁上，所述机架框体还包括水平底板和两侧的竖梁，所述横梁的两端与竖梁滑动连接且设置限位机构，所述硅棒放置台设于水平底板上。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、实现了金刚线截断机对线装置与金刚线截断机的联动控制，切割过程无需二次对线，提高了工作效率；2、实现了红外线自动对线，可同时实现多个硅棒划线的对线工作，并进行切割，进一步提高工作效率，节省了人力物力；3、实现机器对线更加精准，精确度高避免了硅棒的浪费。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的金刚线截断机对线装置的结构示意图；
图2是本实用新型又一实施例提供的金刚线截断机对线装置的结构示意图；
其中：1、机架框体，11、水平底板，12、横梁，121、滑块，13、竖梁，2、光栅尺，21、标尺光栅，22、光栅读数头3、红外投影仪，31、微型电机，32、丝杠螺母机构，321、丝杠，322、螺母，33、轴承座，34、齿轮齿条结构，341、小齿轮，342、齿条，343、齿轮箱，4、硅棒，5、硅棒放置台，51、气缸，52、滑轨。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，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一个或者更多个该特征。进一步地，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
请一并参阅图1和图2，现对本实用新型提供的金刚线截断机对线装置及其应用方法进行说明。本实用新型实施例提供了一种金刚线截断机对线装置，包括机架框体1、设于机架框体1下部的硅棒放置台5、设于机架框体1上部可沿硅棒排布方向移动的红外投影仪3，随红外投影仪3同步运动的直线位移传感器、用于传送信号给直线位移传感器的人工操作端，所述直线位移传感器的信号输出端连接金刚线截断机控制主机。本实施例工作过程如下：红外投影仪3可沿硅棒排布方向水平移动，并发出红外线，当红外线与硅棒上地划线重合时，人工操作端按下控制主机上地按钮向直线位移传感器发出信号，直线位移传感器接收到信号后作出反应，将此时自己的位移信息发送给金刚线截断机控制主机，主机记录下此时地位置信息，并控制对应金刚线切割头移动到相应位置，准备切割。随着红外投影仪3地移动，红外线依次跟多个硅棒上划线对齐，每对齐一次，直线位移传感器发送信号，直线位移传感器作出反应，金刚线截断机控制相应金刚线切割头移动到与硅棒划线对齐地位置，准备切割。
本实施例的有益效果在于本实施例中机架框体1上安装有直线位移传感器，通过直线位移传感器，可以将检测到的硅棒4上的划线位置发送给金刚线截断机控制主机，控制主机根据此位置信息调整金刚线切割头的位置，实现自动对准切割，无需二次对线，自动化程度高，降低了工人劳动强度，提高了对线准确度。
本实施例中的直线位移传感器可以是光栅尺、直线式感应同步器或电子尺等可以测量物体直线位移，并将测量的位移转化为电子信号的元器件。
优选的，如图1所示，本实施例中的直线位移传感器优选为光栅尺2，光栅尺包括标尺光栅21和栅读数头22。
由于本实用新型的实施例主要与金刚线截断机组合应用，需要较高的切割精度，而且光栅尺测量输出的信号为数字脉冲，检测范围大，检测精度高，响应速度快，因此采用光栅尺可以增大本实施例的检测精度和响应速度。
如图1所示，本实施例中光栅尺2的标尺光栅21水平固定安装在机架横梁11上，光栅读数头22与红外投影仪3相连。光栅尺2分为两部分：标尺光栅21和光栅读数头22，光栅读数头22可以在标尺光栅21上滑动，将红外投影仪3安装在光栅读数头22上，这样红外投影仪3可以与光栅读数头22一起滑动，光栅读数头22所在位置即红外投影仪3发出的红外线的位置，当红外投影仪3发出的红外线与硅棒4上划线的位置重合时，光栅读数头22即可将此时的位置信息发送给金刚线截断机控制主机，这样设置充分利用了光栅尺2的自身结构，简化了本实用新型的整体结构，使红外投影仪位置和光栅尺位置相同有利于程序地编写。
优选的，如图1或图2所示，所述硅棒放置台5下方设置有滑轨52，所述硅棒放置台5借助于滑轨52沿所述滑轨长度方向移动，所述滑轨长度方向与所述红外投影仪3移动方向垂直。本实施例中，对线完成后，可直接将工作台推至金刚线截断机内，滑轨52可保证硅棒左右方向位置不变，使硅棒划线一直与金刚线切割头在一条直线上，切割时不用二次对线，提高工作效率。
进一步优选的，如图1所示，所述硅棒放置台5上设置有驱动硅棒放置台5沿所述滑轨长度方向前后移动的结构。如图1或图2所示，本实施例中驱动硅棒放置台5移动的结构优选为气缸51，进一步优选地，气缸51为多个，本实施例中优选为3个，所述气缸51输出端与硅棒放置台5的一端连接，气缸51通过电磁阀与气泵连接，电磁阀与金刚线截断机控制主机电连接，电磁阀可接收控制主机发出的信号，控制气泵从而控制气缸运动实现硅棒放置台的自动进给，完成对线后，金刚线截断机控制主机向电磁阀发出进给信号控制气缸运动，实现硅棒放置台5的自动进给。本实施例中动力机构还可以优选为齿轮齿条结构、丝杠螺母结构、凸轮结构、连杆结构或气缸结构。本实施例的有益效果在于：增加驱动结构，对线完成以后，可以实现硅棒放置台5自动进给实现硅棒切割，使本实施例更加智能化，以完全实现自动控制。
优选的，如图1或图2所示，所述红外投影仪3借助于驱动机构移动。加上驱动机构的效果在于：可以使红外投影仪3，自动的沿机架框体1的横梁11水平方向移动；这样，通过驱动机构和控制主机的程序连接，可以实现自动控制红外投影仪3的左右移动，依次测量多个硅棒4上划线的位置，同时进行多个硅棒划线与切割头对准，然后进行切割，提高对线效率。本实施例中驱动装置可以为齿轮齿条驱动，丝杠螺母驱动，凸轮驱动或连杆驱动，也可以是直接用气缸，液压装置驱动，或直线电机驱动等均可，只要能实现红外投影仪的直线运动即可。
进一步优选的，如图1所示，作为上述实施例的一个优选的实施例，所述驱动机构包括微型电机31和丝杠螺母机构32。所述丝杠螺母结构32包括丝杠321和螺母322，本实施例中丝杠321优选为滚珠丝杠，螺母322套设在丝杠321上，丝杠与微型电机31输出轴相连，当电机轴旋转时，带动丝杠321旋转，使螺母322在丝杠上水平移动。如图1所示丝杠321通过轴承座322安装在机架框体1上，所述轴承座322内设有轴承，所述微型电机固定安装在机架框体的横梁11上，如图1所示，在螺母322下面与直线位移传感器的滑动部分上表面固定，直线位移传感器的滑动部分的下表面固定红外线投影仪3，且红外线投影仪3的投影方向竖直向下即垂直于硅棒放置台5。丝杠螺母结构减速比大，传动平稳，所以本实施例中采用此结构，且无需安装减速机构，使得本实施例中的金刚线截断机对线装置结构简单，安装方便。
作为上述驱动结构的另一个优选的实施例，如图2所示，所述驱动机构包括微型电机31和齿轮齿条机构34。如图2所示，齿条342水平固定在机架上，小齿轮341通过齿轮箱343与微型电机31相连，微型电机31启动时，小齿轮341能够带动齿轮箱343在齿条342上水平移动，如图2所示齿轮箱343下底面与直线位移传感器上顶面相连，直线位移传感器下底面连接红外投影仪3，红外投影仪3的投影方向竖直向下，本实施例中通过齿轮齿条结构将微型电机31的选装运动转化为小齿轮341沿齿条342的直线运动，可以实现红外投影仪的在水平方向的移动，进而完成自动对线。
优选的，如图1或图2所示，作为本实用新型的另一优选实施例，所述驱动机构连接在机架框体1上部的横梁12上，所述机架框体1还包括水平底板11和两侧的竖梁13，所述横梁12的两端与竖梁13滑动连接且设置限位机构，所述硅棒放置台5设于水平底板11上。如图1所示，本实施例中，机架框体的横梁12通过滑块121与竖梁12滑动连接，所述限位机构为设于滑块侧面的紧定螺钉，调节好横梁位置后，通过紧定螺钉将横梁12与竖梁13的位置锁定，所述硅棒放置台5通过滑轨52与水平底板11沿滑轨前后方向滑动连接。
本实施例的有益效果在于：通过横梁11与竖梁12上下滑动连接，可以调节红外投影仪与硅棒的竖直距离，这样在可以根据硅棒的直径调节红外投影仪与硅棒的距离，使得本实用新型的应用范围更加广泛，提高本实用新型的适应性。
该金刚线截断机对线装置的应用方法，包括以下步骤：
1)根据需要切割硅棒数量，设置相应链接数量的切割头数；
2)调整第一切割头及红外投影仪位置，使红外投影仪发出的红外线与第一硅棒划线重合，确定该位置为基准点；
3)启动驱动装置驱动红外投影仪缓慢移动，寻找除第一硅棒以外其它硅棒上划线位置；
4)当检测到红外线投影与硅棒上划线重合时，人工操作端发送信号给直线位移传感器，直线位移传感器再将此时的位置信息发送给金刚线截断机控制主机；
5)红外投影仪继续缓慢移动，通过直线位移传感器和人工操作端，依次将检测到的所有硅棒上的划线位置发送给金刚线截断机控制主机；
6)金刚线截断机的控制主机控制相应金刚线切割头与对应硅棒划线对齐；
7)控制相应金刚线切割头进行切割。
上述应用方法中提到的，第一切割头指靠近微型电机321一端的与第一个硅棒4的划线对应的切割头，由于本实用新型中的金刚线截断机对线装置可以一次性实现多个硅棒的对线，且金刚线截断机主机可以控制相应切割头进行切割，因此如图1或图2所示，工作台5上的硅棒4，从左到右依次为第一硅棒，第二硅棒，第三硅棒……，相对应的切割头即为第一切割头，第二切割头，第三切割头……。
该金刚线截断机对线装置的工作过程为：按上述方法确定基准点后，直线位移传感器将基准点位置信息发送给金刚线截断机控制主机(以下简称主机)，主机向驱动装置的微型电机31发出指令，红外投影仪3开始移动，当红外投影仪3发出的红外线与第二硅棒4上划线重合时，人工操作端给直线位移传感器发出信号，直线位移传感器接收信号后做出反应，将此时的位置信息发送给主机，如此循环，依次检测完所有硅棒4上划线位置后，主机控制每个硅棒的对应的金刚线切割头移动与硅棒上划线对齐，然后主机向气泵发出指令驱动气缸51运动，将工作台5推到金刚线切割头处，主机控制切割头进行切割。
前述是对示例实施例的举例说明，并且不应被解释为对示例实施例的限制。虽然已经描述了一些示例实施例，但是本领域的技术人员将容易理解的是，在实质上不脱离本实用新型公开的新颖性教导和优点的情况下，示例实施例中的许多修改是可以的。因此，所有这些修改都意图被包括在如权利要求所限定的本公开的范围之内。因此，将理解的是，前述是对各种示例实施例的举例说明，而不应被解释为受限于所公开的特定的示例实施例，并且对所公开的示例实施例及其他示例实施例的修改意图包括在权利要求的范围之内。
Claims (9)
1.一种金刚线截断机对线装置，其特征在于：包括机架框体、设于机架框体下部的硅棒放置台、设于机架框体上部可沿硅棒排布方向移动的红外投影仪、随红外投影仪同步运动的直线位移传感器、用于传送信号给直线位移传感器的人工操作端，所述直线位移传感器的信号输出端连接金刚线截断机控制主机。
2.根据权利要求1所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述直线位移传感器为光栅尺，所述光栅尺包括标尺光栅和光栅读数头。
3.根据权利要求1所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述硅棒放置台下方设置有滑轨，所述硅棒放置台借助于滑轨沿所述滑轨长度方向移动，所述滑轨与所述红外投影仪移动方向垂直。
4.根据权利要求3所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述硅棒放置台上设置有驱动硅棒放置台沿所述滑轨前后移动的动力机构。
5.根据权利要求1所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述红外投影仪借助于驱动机构移动。
6.根据权利要求5所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述驱动机构包括微型电机和丝杠螺母机构。
7.根据权利要求5所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述驱动机构包括微型电机和齿轮齿条机构。
8.根据权利要求5所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述红外投影仪通过直线位移传感器连接驱动机构。
9.根据权利要求5所述的金刚线截断机对线装置，其特征在于：所述驱动机构连接在机架框体上部的横梁上，所述机架框体还包括水平底板和两侧的竖梁，所述横梁的两端与竖梁滑动连接且设置限位机构，所述硅棒放置台设于水平底板上。
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