CN218974075U - 一种切割状态检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种切割状态检测机构，属于切片机相关技术领域，所述切割状态检测机构包括：基座；进刀单元，所述进刀单元和基座之间可活动，且进刀单元可携带一晶棒沿第一方向向一切割件运动；以及负载传感器，所述负载传感器设置在基座上；其中，所述进刀单元以第二方向作用在负载传感器上，且第二方向和第一方向之间的夹角小于90度，通过负载传感器使得切割件相对于晶棒的形变状态被量化；达到对线网的线弓检测方便的技术效果。

Description

一种切割状态检测机构

技术领域

本实用新型涉及切片机相关技术领域，尤其涉及一种切割状态检测机构。

背景技术

切片设备主要使用金刚线对晶棒进行多线切割，切割过程中的线网线弓变化会对切割效率、切片质量等造成影响，故有必要对切割过程中的线网线弓进行检测。

现有技术中，现有的线弓检测方法一般有三种方法，第一种通过进刀伺服电机的电流反馈来推算进刀负载，从而估算线网线弓，但是这种方法误差较大；第二种通过接触式的线弓检测方法来检测线弓；第三种通过非接触式的线弓检测方法来检测线弓，如摄像头，涡流传感器等，但是由于切割时内部环境较差，金刚线线径较小，这几种方式实施起来均比较困难。

所以，现有技术的技术问题在于：对线网的线弓检测不便。

实用新型内容

本申请实施例提供一种切割状态检测机构，解决了现有技术中对线网的线弓检测不便的技术问题；达到对线网的线弓检测方便的技术效果。

本申请实施例提供一种切割状态检测机构，所述切割状态检测机构包括：基座；进刀单元，所述进刀单元和基座之间可活动，且进刀单元可携带一晶棒沿第一方向向一切割件运动；以及负载传感器，所述负载传感器设置在基座上；其中，所述进刀单元以第二方向作用在负载传感器上，且第二方向和第一方向之间的夹角小于90度，通过负载传感器使得切割件相对于晶棒的形变状态被量化。

作为优选，进刀单元包括：承载座；导轨组件，所述导轨组件设置在承载座和基座之间，以使得承载座和基座之间可活动；以及传动组件，所述传动组件固定在基座上，传动组件和基座上的负载传感器接触，且所述传动组件连接并作用在承载座上，以驱动承载座相对于基座运动。

作为优选，所述导轨组件包括：导轨；第一滑块，所述第一滑块和所述导轨之间滑动连接，其中，所述第一滑块固定设置在承载座或者基座上，且所述导轨对应地固定设置在所述基座或者承载座上。

作为优选，承载座包括：升降梁，所述升降梁和所述导轨组件连接；夹紧装置，所述夹紧装置位于所述升降梁的下方，所述夹紧装置在升降梁的作用下可升降，所述夹紧装置可夹紧有一晶棒。

作为优选，传动组件包括：驱动源，所述驱动源包括：电机，所述电机位于所述基座的上端面；减速机，所述减速机和所述负载传感器的上端面连接，所述减速机的第一端和所述电机连接；直线运动组件，所述直线运动组件和所述减速机的第二端连接，且所述直线运动组件连接并作用承载座，所述直线运动组件在所述驱动源的作用下驱动所述承载座相对于所述基座运动。

作为优选，所述直线运动组件包括：丝杠，所述丝杠的上端和驱动源连接，所述丝杠位于所述基座的下方，所述丝杠的下端贯穿所述承载座；第二滑块，所述第二滑块和所述丝杠螺纹连接，且所述第二滑块和所述承载座固定连接，使得所述第二滑块带动所述承载座升降。

作为优选，所述第一方向和所述第二方向方向一致。

作为优选，所述传感器套接所述直线运动组件，且所述传感器位于所述直线运动组件的外侧面，所述传感器的上端面和所述驱动源连接。

作为优选，所述负载传感器连接有底座，所述底座中设有一凹槽，所述负载传感器位于所述凹槽中，所述底座的上端面和所述传动组件连接，所述底座的下端面和所述基座固定连接。

作为优选，所述负载传感器为压力传感器。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例中，负载传感器设置在基座上，且负载传感器和进刀单元作用，负载传感器承受进刀单元施加的压力，使得该压力和进刀单元与线网接触过程中的负载变化强相关，即通过负载传感器检测所承受的该压力，可以间接得到线网的线弓信息；从而解决了现有技术中对线网的线弓检测不便的技术问题；达到了对线网的线弓检测方便的技术效果。

2、本申请实施例中，负载传感器设置在底座的凹槽中，负载传感器和进刀单元中的传动组件接触，此外，具体选用的负载传感器为压力传感器，压力传感器自身检测精度较高，误差小于1％，故进刀负载检测误差较小，且经过测试验证线弓误差在5％左右。

附图说明

图1为本申请实施例中一种切割状态检测机构的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图2中A-A剖视图；

图4为图1中部分结构示意图；

图5为图3中B处放大图；

图6为具体的计算过程参考图；

图7为设备处于使能状态的结构示意图；

图8为设备处于未使能状态的结构示意图。

附图标记：

100、基座；200、进刀单元；210、承载座；211、升降梁；212、夹紧装置；220、传动组件；221、电机；222、减速机；223、丝杠；224、第二滑块；225、安装座；230、导轨组件；231、导轨；232、第一滑块；300、负载传感器；310、底座；311、凹槽。

具体实施方式

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，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。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

如附图1-5所示，本申请实施例提供一种切割状态检测机构，作用于一切割件，切割状态检测机构包括基座100、进刀单元200以及负载传感器300。进刀单元200和基座100之间可活动，且进刀单元200可携带一晶棒沿第一方向向一切割件运动。负载传感器300设置在基座100上。其中，进刀单元200以第二方向作用在负载传感器300上，且第二方向和第一方向之间的夹角小于90度，通过负载传感器300使得切割件相对于晶棒的形变状态被量化。在一个实施例中，进刀单元200和基座100之间的具体连接方式为，进刀单元200位于基座100的侧面，且进刀单元200和基座100滑动连接，进刀单元200的底端可连接有一晶棒。负载传感器300不仅设置在基座100上，而且负载传感器300位于基座100和进刀单元200之间，负载传感器300承载进刀单元200的重量，且可检测进刀过程中的负载变化，从而推断线网线弓。在本申请实施例中，切割件为切割线或者切割线网。第一方向和第二方向方向一致。因此在切片机对晶棒进行切片过程中，通过进刀单元200的下端粘接晶棒，进刀单元200带动晶棒向切割线网方向移动。把基座100安装到切割室上表面上，且负载传感器300安装在基座100和进刀单元200之间，从而当进刀单元200带动晶棒向下移动过程中，负载传感器300可以检测进刀过程中的负载变化，通过相应的计算公式可以推断线网线弓。从而克服了现有技术中线网线弓检测不便的不足。如附图6所示，为具体的计算过程参考图。线弓负载表示为N：

N＝2*F₁*n*sinα_i，式中，n表示金刚线数量。

线网张力表示为F₁：

F₁＝Δε*E*A+F₀，式中，Δε表示应变量，E表示金刚线弹性模量，A表示金刚线横截面积，F₀为线网初始张力。

应变表示为Δε：

式中，R为主辊半径，

金刚线倾角表示为α_i：

上述公式中，L₁表示主辊中心距为435mm，L₂表示主辊中心距为335mm，S表示料板宽度168mm，ai表示金刚线倾角，hi表示金刚线线弓。需要说明的是，在设备使能和未使能状态下进行测试，随着进刀单元200的下降主辊会发生微转，线网走向方向以及主辊转动方向如图7、8所示。当设备处于使能状态时，进刀单元200下降左主轴因电机处于速度模式保持静止，右主轴和第三轴逆时针转动，线网运动方向如图7所示；当设备处于未使能状态时，左主轴顺时针转动，右主轴逆时针转动，第三轴静止，线网运动方向如图8所示。在设备不同状态下，控制进刀单元200以6mm/min的速度下降，最大线弓为28mm，采集进刀位置，实测负载值等数据。通过对数据进行分析，数据分析发现，不论是使能状态还是未使能状态，使用上述力学模型得到的理论负载值与实测负载值曲线较为接近。就偏差而言，线弓小于5mm时，偏差较大，最大时接近20％；当线弓大于5mm时，偏差均在10％内，后期随着线弓增大，偏差均在3％以内。

值得说明的是，当线弓小于5mm时，偏差较大，分析其原因主要有以下几点：第一，负载传感器的测量偏差在10kg左右，前期线弓负载较小，实测数据的波动会导致偏差的增大；第二，在计算时金刚线的弹性模量采用的是平均值，该平均值与实验所用金刚线的实际值存在偏差，其在测试前期对偏差影响较大。故当线弓小于5mm时，理论负载和实测负载的偏差是能够接受的。另外，对比设备使能状态和未使能状态下的实测负载值会发现使能状态下实测负载值的波动较大，其原因在于该型号负载传感器易受其他信号的影响，导致其测量值波动较大。故后期要增加该型号负载传感器信号线的屏蔽功能，减少传感器的测量波动。总而言之，空载状态下理论负载和实测负载的曲线较为拟合，其偏差随着线弓的增加不断降低，稳定阶段其偏差在3％以内。故该负载传感器是可靠的，在线弓较大时其测量值具备一定的参考价值。

进刀单元200，如附图1、3、4所示，进刀单元200用于带动晶棒向切割线方向移动，实现晶棒的切割过程。在一个实施例中，进刀单元200包括承载座210、传动组件220以及导轨组件230。导轨组件230设置在承载座210和基座100之间，以使得承载座210和基座100之间可活动。传动组件220固定在基座100上，传动组件220和基座100上的负载传感器300接触，且传动组件220连接并作用在承载座210上，以驱动承载座210相对于基座100运动。在一个实施例中，承载座210和基座100之间具体的连接方式为，承载座210位于基座100的侧面，承载座210和基座100滑动连接。导轨组件230的第一侧面和基座100固定连接，导轨组件230的第二侧面和承载座210滑动连接。承载座210用于带动晶棒沿基座100表面滑动，同时对晶棒进行固定。传动组件220用于对承载座210沿基座100表面的滑动提供动力。导轨组件230不仅有利于承载座210升降过程中的稳定性高，同时可以限制承载座210升降过程中发生转动的情形。通过进刀单元200中的承载座210带动晶棒沿导轨组件230表面上下滑动，负载传感器300可以承受进刀单元200的重量，且检测进刀过程中负载变化，从而通过负载变化可以推断线网线弓。

承载座210，如附图1、2、4所示，承载座210用于带动晶棒沿基座100表面滑动，同时对晶棒进行固定。在一个实施例，承载座210包括升降梁211和夹紧装置212。升降梁211和导轨组件230连接。夹紧装置212位于升降梁211的下方，夹紧装置212在升降梁211的作用下可升降，夹紧装置212可夹紧有一晶棒。通过夹紧装置212夹紧晶棒，夹紧装置212和升降梁211的底端连接，从而升降梁211沿导轨组件230滑动，使得升降梁211带动夹紧装置212升降，从而使得负载传感器300上的进刀单元200在进刀过程中可检测到负载变化。进而可以推断线网线弓。

传动组件220，如附图3、4、5所示，传动组件220用于对承载座210沿基座100表面的滑动提供动力。在一个实施例中，传动组件220包括驱动源和直线运动组件。驱动源包括电机221和减速机222。电机221位于基座100的上端面。减速机222和负载传感器300的上端面连接，减速机222的第一端和电机221连接。直线运动组件和减速机222的第二端连接，且直线运动组件连接并作用承载座210，直线运动组件在驱动源的作用下驱动承载座210相对于基座100运动。

进一步地，如附图3、5所示，在一个实施例中，直线运动组件包括丝杠223、第二滑块224以及安装座225。丝杠223的上端和驱动源连接，丝杠223位于基座100的下方，丝杠223的下端贯穿承载座210。第二滑块224和丝杠223螺纹连接，且第二滑块224和承载座210固定连接，使得第二滑块224带动承载座210升降。通过驱动源提供动力驱动丝杠223的转动，以及通过丝杠223和第二滑块224的螺纹连接，第二滑块224和承载座210固定连接，承载座210中的升降梁211和导轨组件230连接，从而丝杠223转动时，第二滑块224沿丝杠223上下移动，带动承载座210进行升降，有利于进刀单元200的正常进刀过程。

值得说明的是，本申请中的减速机222为涡轮型减速机。安装座225和负载传感器300的上端面接触，且安装座225的上端面和减速机222接触，安装座225用于对传动组件220进行承载。安装座225包括轴承座以及减速机安装座。其中减速机安装座和减速机222的下端面接触，减速机安装座相对于的另一端面和轴承座的第一表面连接，轴承座的第二表面和负载传感器300的端面连接。从而通过负载传感器300可以检测进刀过程中的负载变化，有利于根据负载变化推断线网线弓。

导轨组件230，如附图1、3所示，导轨组件230不仅有利于承载座210升降过程中的稳定性高，同时可以限制承载座210升降过程中发生转动的情形。在一个实施例中，导轨组件230包括导轨231和第一滑块232。第一滑块232和导轨231之间滑动连接，其中，第一滑块232固定设置在承载座210或者基座100上，且导轨231对应地固定设置在基座100或者承载座210上。即导轨231固定设置在承载座210上时，第一滑块232对应的设置在基座100上，同理导轨231固定设置在基座100上时，第一滑块232对应的设置在承载座210上。从而通过第一滑块232和导轨231的设置，使得在驱动源的作用下，第一滑块232可以和承载座210一起沿导轨231滑动上下移动，从而避免传动组件220中的丝杠223转动过程中，第二滑块224和承载座210发生转动，同时有利于承载座210升降过程中的稳定性高。

负载传感器300，如附图4、5所示，负载传感器300可以检测进刀过程中的负载变化，通过相应的计算公式可以推断线网线弓。在一个实施例中，负载传感器300为压力传感器。负载传感器300位于传动组件220和基座100之间，且负载传感器300的第一端面和传动组件220接触，负载传感器300的第二端面和基座100的上表面连接。负载传感器300套接直线运动组件，且负载传感器300位于直线运动组件的外侧面，负载传感器300的上端面和驱动源连接。从而通过驱动源驱动直线运动组件运动，使得直线运动组件带动承载座210相对于基座100运动，负载传感器300承载进刀单元200向切割线运动过程中的负载变化，从而根据负载变化推断线网线弓，有利于线网线弓的判断。

需要说明的是，为了使得负载传感器300和基座100之间的连接稳定性好，确保负载传感器300的正常使用，负载传感器300连接有底座310，底座310中设有一凹槽311，负载传感器300位于凹槽311中。底座310和基座100之间通过螺钉或者螺栓进行连接，底座310的上端面和传动组件220连接，底座310的下端面和基座100固定连接。从而确保进刀过程中，负载传感器300的稳定性好。

工作原理/步骤：

如附图1、4所示，切片机在对晶棒进行切片过程中，通过传动组件220中的驱动源驱动丝杠223转动，丝杠223转动过程中带动第二滑块224移动，从而第二滑块224带动承载座210升降，实现进刀过程；

需要说明的是，由于负载传感器300设置在基座100上，且负载传感器300和传动组件220接触，在进刀过程中负载传感器300可以实时反馈切割过程中的负载值，从而通过负载值的变化，借助相应的计算公式能够推算线网线弓。

技术效果：

1、本申请实施例中，负载传感器300设置在基座100上，且负载传感器300和进刀单元200作用，负载传感器300承受进刀单元200施加的压力，使得该压力和进刀单元200与线网接触过程中的负载变化强相关，即通过负载传感器300检测所承受的该压力，可以间接得到线网的线弓信息；从而解决了现有技术中对线网的线弓检测不便的技术问题；达到了对线网的线弓检测方便的技术效果。

2、本申请实施例中，负载传感器300设置在底座310的凹槽311中，负载传感器300和进刀单元200中的传动组件220接触，此外，具体选用的负载传感器300为压力传感器，压力传感器自身检测精度较高，误差小于1％，故进刀负载检测误差较小，且经过测试验证线弓误差在5％左右。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种切割状态检测机构，作用于一切割件，其特征在于，所述切割状态检测机构包括：

基座；

进刀单元，所述进刀单元和基座之间可活动，且进刀单元可携带一晶棒沿第一方向向一切割件运动；以及

负载传感器，所述负载传感器设置在基座上；

其中，所述进刀单元以第二方向作用在负载传感器上，且第二方向和第一方向之间的夹角小于90度，通过负载传感器使得切割件相对于晶棒的形变状态被量化。

2.如权利要求1所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，进刀单元包括：

承载座；

导轨组件，所述导轨组件设置在承载座和基座之间，以使得承载座和基座之间可活动；以及

传动组件，所述传动组件固定在基座上，传动组件和基座上的负载传感器接触，且所述传动组件连接并作用在承载座上，以驱动承载座相对于基座运动。

3.如权利要求2所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述导轨组件包括：

导轨；

第一滑块，所述第一滑块和所述导轨之间滑动连接，其中，所述第一滑块固定设置在承载座或者基座上，且所述导轨对应地固定设置在所述基座或者承载座上。

4.如权利要求2所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，承载座包括：

升降梁，所述升降梁和所述导轨组件连接；

夹紧装置，所述夹紧装置位于所述升降梁的下方，所述夹紧装置在升降梁的作用下可升降，所述夹紧装置可夹紧有一晶棒。

5.如权利要求2所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，传动组件包括：

驱动源，所述驱动源包括：

电机，所述电机位于所述基座的上端面；

减速机，所述减速机和所述负载传感器的上端面连接，所述减速机的第一端和所述电机连接；

直线运动组件，所述直线运动组件和所述减速机的第二端连接，且所述直线运动组件连接并作用承载座，所述直线运动组件在所述驱动源的作用下驱动所述承载座相对于所述基座运动。

6.如权利要求5所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述直线运动组件包括：

丝杠，所述丝杠的上端和驱动源连接，所述丝杠位于所述基座的下方，所述丝杠的下端贯穿所述承载座；

第二滑块，所述第二滑块和所述丝杠螺纹连接，且所述第二滑块和所述承载座固定连接，使得所述第二滑块带动所述承载座升降。

7.如权利要求1所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向方向一致。

8.如权利要求5所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述传感器套接所述直线运动组件，且所述传感器位于所述直线运动组件的外侧面，所述传感器的上端面和所述驱动源连接。

9.如权利要求2所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述负载传感器连接有底座，所述底座中设有一凹槽，所述负载传感器位于所述凹槽中，所述底座的上端面和所述传动组件连接，所述底座的下端面和所述基座固定连接。

10.如权利要求9所述的一种切割状态检测机构，其特征在于，所述负载传感器为压力传感器。

Images