TWI527673B - 切割機及該切割機的切割方法 - Google Patents

Description

切割機及該切割機的切割方法

本發明涉及一種切割機及該切割機的切割方法。

業界一般使用鑽石線切割機來切割矽晶圓、藍寶石晶棒等。通常情況下，鑽石線切割機包括挾持待切割物的挾持機構及設置於挾持機構上方的鑽石線。挾持機構能夠帶動待切割物繞其中心軸線高速旋轉，該中心軸線的設置方向通常為水平方向。該鑽石線的兩端固定於鑽石線切割機上，並在鑽石線切割機的作用下具有一定張力。令具有一定張力的鑽石線通過高速旋轉的待切割物，則待切割物被鑽石線切割完成。然而，目前的鑽石線切割機只能切割高速旋轉的物體，使用方面有很大的侷限性。

有鑑於此，有必要提供一種新式切割方式的切割機及切割機的切割方法。

一種切割機，其包括二相對設置的導引輪、切割線、固定部、空間位移組件及引導部；該切割線的相對兩端分別繞設在該二導引輪上，該切割線能夠於該二引導輪間移動，該固定部用於固定待切割物；該二導引輪及固定部在該空間位移組件的帶動下相向運動以使得該切割線經過待切割物以對待切割物進行切割，該引導部固定設置在固定部的固定待切割物位置的下方且包括一傾斜的 引導面，該引導部用於引導待切割物被切割下來的部分遠離該固定部，該二導引輪相對於該固定部運動的方向與該引導面之間的夾角為大於或者等於30度、小於90度。

一種應用上述切割機的切割方法，包括如下步驟：固定待切割物於切割機的固定部上，固定切割線於切割機的導引輪上，並拉緊切割線令切割線保持緊繃；令待切割物通過於二導引輪之間移動的且緊繃的切割線以完成切割；被切割下來的物料在切割機的引導部的作用下向遠離該固定部方向傾斜，並在引導面及重力的引導下位於上方的一端快速向遠離該固定部方向移動。

相較於習知技術，通過切割機的切割線對固定的待切割物實施切割，提供了多種實施切割的可行方案，方便使用。

100‧‧‧切割機

110‧‧‧底座

120‧‧‧空間位移組件

130‧‧‧切割線

170‧‧‧切割線固定模組

180‧‧‧固定組件

111‧‧‧底面

121‧‧‧導軌

122‧‧‧第一驅動馬達

123‧‧‧第二驅動馬達

171‧‧‧固線板

172‧‧‧連接板

174‧‧‧導引輪

175‧‧‧切割線固定件

200‧‧‧待切割物

1721‧‧‧貫通孔

1712‧‧‧缺口

177‧‧‧轉軸

1740‧‧‧限位槽

188‧‧‧連接體

181‧‧‧固定部

186‧‧‧引導部

1881‧‧‧貫孔

1810‧‧‧基板

1811‧‧‧固定端

1812‧‧‧吹氣孔

1815‧‧‧限位體

1819‧‧‧第一側面

1818‧‧‧第二側面

1813‧‧‧固定面

1814‧‧‧開孔

1817‧‧‧連氣嘴

1861‧‧‧引導面

210‧‧‧底壁

220‧‧‧側壁

230‧‧‧襯邊

圖1為本發明一實施方式中切割機的立體示意圖，其中部份待切割物已固定於切割機上。

圖2為圖1中待切割物的立體示意圖。

圖3為圖1中切割機立體分解示意圖。

圖4為圖1中切割機的固定組件的主視圖，其中待切割物部份固定於切割機的固定組件上。

圖5為圖1中切割機的固定組件的側視圖，圖中切割線130位置顯示切割動作時切割線130的行進位置。

圖6為圖1中切割機實施切割動作的方法流程圖。

圖7為圖1中切割機對待切割物實施切割動作的部份元件立體示意 圖。

圖8為圖7中切割機對待切割物實施切割動作的部份元件側示圖。

請參閱圖1，切割機100包括底座110、空間位移組件120、切割線130、切割線固定模組170及固定組件180。該空間位移組件120設置於該底座110上。該切割線固定模組170及固定組件180設置於該空間位移組件120上。該切割線固定模組170用於固定切割線130並令處於切割段的切割線130緊繃，以及令此切割段的切割線130具有一運動的線速度。該固定組件180用於固定待切割物200。該切割線固定模組170及固定組件180二者在該空間位移組件120的作用下變化二者的相對位移以實現切割動作。該底座110具有面向外界支撐面的底面111。本實施方式中，該底面111平行水平面。在本實施方式中，該切割線130為鑽石線。

請參閱圖2，在本實施方式中以待切割物200為立體結構為例，詳細敘述切割機100的切割方法。該待切割物200包括底壁210、自底壁210邊緣向遠離底壁210方向延伸的側壁220及與側壁220連接的襯邊230，襯邊230自側壁220的表面向遠離該底壁210的方向延伸。襯邊230為待切割下來的物料。該底壁210呈板狀弧面，靠近中心位置向具有側壁220一側凸出，其面向該側壁220的表面大體呈矩形。

請參閱圖3，該空間位移組件120包括第一驅動馬達122及導軌121。該導軌121豎直/垂直地設置於該底座110上。該導軌121定義該切割線固定模組170及固定組件180的移動軌跡。該第一驅動馬達122驅動該切割線固定模組170或者固定組件180沿著該導軌121上 下移動。可以理解地，當該切割線固定模組170和固定組件180都需要運動時，該第一驅動馬達可以為二個，分別驅動該切割線固定模組170及固定組件180。

該切割線固定模組170包括固線板171、連接板172、二導引輪174、二切割線固定件175及第二驅動馬達123。該連接板172設置於該導軌121上，用於將切割線固定模組170套設於該導軌121上，且該連接板172在該第一驅動馬達122的驅動下可沿該導軌121滑動。該固線板171與連接板172固定連接，且二者一起運動。該二導引輪174與二切割線固定件175固定於該固線板171上。該切割線130卷材的兩端分別固定在該二切割線固定件175上，並且當沿相反方向轉動切割線固定件175時，可以調整切割線130的張力。該二導引輪174設置於二切割線固定件175之間，用於精確定位該切割線130的設置方向。其中，二導引輪174之間的切割線130為切割段，用於切割待切割物200。其一切割線固定件175與該第二驅動馬達123相連接並在該第二驅動馬達123的作用下，切割線固定件175饒轉軸177轉動，從而帶動一端纏繞於該切割線固定件175上的切割線130具有一自另一切割線固定件175向其一切割線固定件175移動的線速度。

以下將具體說明切割線固定模組170的結構。

該連接板172具有貫通孔1721，該貫通孔1721套設該導軌121上。該連接板172在本實施方式中為一個，位於固線板171的一側面的中央位置。

該固線板171的外部輪廓大體為矩形，該固線板171下邊緣的中間位置形成有缺口1712。在本實施方式中，該缺口1712呈矩形。該 缺口1712的長與寬均大於固定組件180上所固定的待切割物200的整體尺寸。該二導引輪174及該二切割線固定件175均設置於該固線板171的背向該連接板172的一側面上，具體可採用該轉軸177連接固定。該二導引輪174分設於形成該缺口1712的固線板171的兩側，每一導引輪174具有限位槽1740，該限位槽1740為自導引輪174的外側壁向內凹入形成的環形槽。該限位槽1740用於收容該切割線130的切割段。該二切割線固定件175設置於該二導引輪174的遠離該底座110一側。

該固定組件180包括連接體188，固定部181及相鄰該固定部181設置的引導部186。該連接體188設置於該導軌121上，用於將該固定組件180套設於該導軌121上，且該連接體188在該第一驅動馬達122的驅動下可沿該導軌121滑動。該連接體188與固定部181固定連接，且二者一起運動。該固定部181用於固定待切割物200。該引導部186用於引導被切割下來的物料遠離該固定部181。在本實施方式中，該引導部186設置於該固定部181的鄰近該底座110一側。

以下將具體說明固定組件180的結構。

該連接體188具有貫孔1881，該貫孔1881套設該導軌121上。該連接體188在本實施方式中為一個，位於固定部181的一側面的中央位置。

請一併參閱圖4與圖5，該固定部181包括基板1810，多個固定端1811，多個限位體1815及多個吹氣孔1812。該基板1810具有相對設置的第一側面1819及第二側面1818。該多個固定端1811及多個限位體1815設置於該基板1810的第一側面1819上。該多個吹氣孔 1812開設於該第一側面1819且延伸到第二側面1818。該多個限位體1815用於限制該待切割物200相對於該固定端1811的位置。具體地，每一固定端1811對應三個限位體1815。該三個限位體1815位於該固定端1811的靠近該引導部186一側，且該三個限位體1815不在同一條直線上。該限位體1815相對於該基板1810的高度要高於該固定端1811的高度，但不能阻礙切割線130的行進路徑。該多個吹氣孔1812的位於該第一側面1819環繞該多個固定端1811設置且均較為鄰近該引導部186一側。該多個固定端1811用於固定該待切割物200。該多個吹氣孔1812經由第二側面1818的連氣嘴1817與吹氣裝置(圖未示)連接。經由該吹氣孔1812吹出的氣體提供一將物體向遠離該固定部181方向運動的推動力。該固定端1811具有與待切割物200直接接觸的固定面1813。在本實施方式中該第一側面1819為垂直底座110底面111的豎直面。

該多個固定端1811不處於同一水平高度上。優選地，中間的固定端1811的位置高於兩端的固定端。例如，該多個固定端1811中位於中間位置的固定端1811的水平高度高於與其相鄰的二固定端1811，位於多個固定端1811中兩端位置的固定端1811的水平高度低於其他固定端1811的水平高度。多個固定端1811的高度沿水平高度最高的固定端1811依次等高度向固定部181的兩端遞減地排列。多個固定端1811水平等距離地排列於該第一側面1819上。以圖4中所示的5個固定端1811的排列方式為例。其中，左起第一個固定端1811與第二個固定端1811的高度差D1為10釐米。左起第二個固定端1811與第三個固定端1811的高度差D2為10釐米。即相鄰的二固定端1811之高度差相同，在本實施方式中均為10釐米，可以理解地，該高度差可根據需要變化。

該固定面1813上開設多個開孔1814，該多個開孔1814延伸到第二側面1818並經由連氣嘴1817與真空管(圖未示)連接。該真空管為該固定端1811提供真空吸附力。在本實施方式中，該固定面1813呈矩形弧面，弧面的弧度與待切割物200的底壁210的弧面相匹配，該矩形的一條邊與水平的夾角α在45度至80度之間，優選地為60度。該多個開孔1814於該固定面1813上呈中心對稱排列。多個開孔1814形成近似“回”字形結構，以對所吸附的待切割物200提供均衡地吸附力。

再請參閱圖5，該引導部186具有一傾斜的引導面1861，該引導面1861面向該固定部181並與該第一側面1819之間或者該引導面1861與導引輪174與固定部181相向運動方向呈大於或者等於30度、小於90度的夾角β。該夾角β優選為60度。

組裝時，該導軌121設置於該底座110上，固定組件180的連接體188套設於該導軌121上；該連接板172套設於該導軌121上；該切割線固定模組170的二切割線固定件175及二導引輪174固定於固線板171上；切割線130的一端自其一切割線固定件175伸出，收容於二導引輪174後固定於另一切割線固定件175上。該缺口1712面對該固定組件180。

該切割線切割機100在實施切割動作時，首先固定待切割物200於固定部181上，啟動切割線切割機100，待切割物200的底壁210貼附於固定面1813上則固定部181與切割線固定模組170相互靠近，則切割線130切割待切割物200。

請參閱圖6-圖8，切割線130的切割方法步驟如下：

S1.固定待切割物200於切割機100的固定部181上；固定切割線130於切割機100的導引輪174上，並拉緊切割線130令該切割線130保持緊繃。

開啟該切割機100，則該多個開孔1814將多個該立體機構固定於該多個固定面1813上。圖7中為一個立體機構固定於一個固定面1813上。圖1中為四個立體機構固定於四個固定面1813上。本實施方式中，每一該立體機構的相鄰二側壁220抵觸該三個限位體1815，進而令底壁210的一邊隨固定面1813一起與水平線呈60度夾角α。立體機構的側壁220及襯邊230均位於該底壁210的遠離該固定面1813一側。

固定切割線130於切割機100的導引輪174上的步驟可以於固定待切割物200於切割機100的固定部181上的步驟前，步驟中或者步驟後實施。

S2：令待切割物200通過於二導引輪174之間的緊繃的切割線130以完成切割。

開啟第一驅動馬達，則切割線固定模組170與固定組件180相互向對方所在的位置運動。切割線130先行切割固定於固定部181上位於中央位置且水平高度最高的待切割物200，如圖1中左起第三個。然後切割與水平高度最高的待切割物200相鄰的二個待切割物200，如圖1中左起第二個，直至切割位於兩端位置且水平高度最低的待切割物200，如圖1中左起第一個與第五個。多個待切割物200的襯邊230被切割下來。

S3：被切割下來的物料在切割機100引導部186的作用下向遠離該 固定部181方向傾斜。

該S3步驟可以被分解為下列三個步驟：

S31：被切割下來的襯邊230受力向遠離該固定部181方向跌落/移動。

被切割下來的襯邊230受力是經由吹氣孔1812提供的。

S32：被切割下來的襯邊230的位於下方一端位置先接觸到引導部186的引導面1861，並在引導面1861及重力的引導下位於上方的一端快速向遠離該固定部181方向移動。

S33：被切割下來的襯邊230脫離該固定組件180與引導部186，並跌落至底座110上。

可以理解地，該切割線固定模組170及固定組件180中可以只有一個設置在空間位移組件120上。此外，具體實施方式中的待切割物200可根據實際需求選用陶瓷、金屬、塑膠、木材、玻璃等，其形狀可根據實際需求選用棒材、板材、塊材或者立體等不規則形狀。該多個固定端1811的高度可以根據實際需求而變化，可以理解地，多個固定端1811位於不同的高度時，切割線130實施切割動作中的阻力才能變小，從而減少斷線情況的發生，且較為優選地，相鄰的二個固定端1811的水平高度不同。

依據上述方法，通過切割機100的於二導引輪174之間移動的切割線130對固定的待切割物200實施切割，提供了多種實施切割的可行方案。

進一步地，多個開孔1814的“回”字形結構，為其吸附的待切割 物200提供均衡地吸附力；多個固定端1811的高度落差避免了對切割線130同一位置的高度磨損；吹氣孔1812及引導面1861與導引部與固定部相向運動方向之間呈60度的設置，均令切割下的物料不對其他切割動作造成影響。待待切割物200相對水平面傾斜的設置也是為了切割線130的切割順利進行。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧切割機

110‧‧‧底座

111‧‧‧底面

120‧‧‧空間位移組件

130‧‧‧切割線

170‧‧‧切割線固定模組

180‧‧‧固定組件

200‧‧‧待切割物

Claims (20)

1. 一種切割機，其包括二相對設置的導引輪、切割線、固定部、空間位移組件及引導部；該切割線的相對兩端分別繞設在該二導引輪上，該切割線能夠於該二引導輪間移動，該固定部用於固定待切割物；該二導引輪及固定部在該空間位移組件的帶動下相向運動以使得該切割線經過待切割物以對待切割物進行切割，該引導部固定設置在固定部的固定待切割物位置的下方且包括一傾斜的引導面，該引導部用於引導待切割物被切割下來的部分遠離該固定部，該二導引輪相對於該固定部運動的方向與該引導面之間的夾角為大於或者等於30度、小於90度。
2. 如請求項第1項所述之切割機，其中，該二導引輪相對於該固定部運動的方向與該引導面之間的夾角呈60度。
3. 如請求項第1項所述之切割機，其中，該固定部包括基板及設置於該基板上的多個固定端，該多個固定端的水平高度不同。
4. 如請求項第3項所述之切割機，其中，相鄰的二個固定端的水平高度不同。
5. 如請求項第4項所述之切割機，其中，位於中間位置的固定端的水平高度高於與其相鄰的二固定端，位於多個固定端中兩端位置的固定端的水平高度低於其他固定端的水平高度。
6. 如請求項第1或5項所述之切割機，其中，多個固定端於水平方向等距離設置。
7. 如請求項第5項所述之切割機，其中，多個固定端沿水平高度最高的固定端依次等高度遞減地排列。
8. 如請求項第4項所述之切割機，其中，相鄰的二固定端之高度差為10釐米 。
9. 如請求項第3項所述之切割機，其中，該固定部包括靠近該固定端的邊緣設置於該基板上的吹氣孔，經由該吹氣孔吹出的氣體提供一將切割下來的物料向遠離該固定部方向運動的推動力。
10. 如請求項第3項所述之切割機，其中，該固定端具有固定面，該固定部包括設置於該基板上限位體，該限位體限制該待切割物相對於該固定面的位置。
11. 如請求項第10項所述之切割機，其中，每一固定端對應三個限位體，該三個限位體位於該固定端的靠近該引導部一側，該三個限位體不在同一條直線上。
12. 如請求項第3項所述之切割機，其中，該固定端具有固定面，該固定面上開設多個開孔，該開孔與真空管連接，該真空管為該固定端提供真空吸附力。
13. 如請求項第12項所述之切割機，其中，該多個開孔呈中心對稱排列。
14. 如請求項第12或13項所述之切割機，其中，該固定面呈矩形，該矩形的一條邊與水平方向的夾角在45度至80度之間。
15. 如請求項第14項所述之切割機，其中，該矩形的一條邊與水平方向的夾角為60度。
16. 一種應用請求項第1至15項中任意一項所述切割機的切割方法，包括如下步驟：固定待切割物於切割機的固定部上，固定切割線於切割機的導引輪上，並拉緊切割線令切割線保持緊繃；令待切割物通過於二導引輪之間移動的且緊繃的切割線以完成切割；被切割下來的物料在切割機的引導部的作用下向遠離該固定部方向傾斜，並在引導面及重力的引導下位於上方的一端快速向遠離該固定部方向移動。
17. 如請求項第16項所述之切割機的切割方法，其中，令待切割物通過於二 導引輪之間移動的且緊繃的切割線以完成切割的步驟後還包括提供一推動力，令該被切割下來的物料向遠離固定部方向移動的步驟。
18. 如請求項第16項所述之切割機的切割方法，其中，該待切割物為立體結構，該立體結構包括底壁、自底壁邊緣向遠離底壁方向延伸的側壁及與側壁連接的襯邊，該襯邊自側壁的表面向遠離該底壁的方向延伸，該襯邊為被切割下來的物料。
19. 如請求項第16項所述之切割機的切割方法，其中，該切割線先行切割水平高度最高的待切割物，然後切割水平高度次高的待切割物，直至切割水平高度低的待切割物。
20. 如請求項第16項所述之切割機的切割方法，其中，被切割下來的物料在引導部的作用下向遠離該固定部方向傾斜的步驟包括被切割下來的物料受力向遠離該固定部方向移動的步驟；被切割下來的物料的位於下方一端先接觸到引導部，並在引導部及重力的引導下位於上方的一端快速向遠離該固定部方向移動的步驟；被切割下來的物料脫離該固定部與引導部的步驟。