一种具有截断和外圆加工功能的机床及机床加工方法技术

本发明专利技术涉及一种具有截断和外圆加工功能的机床及机床加工方法，包括工作台、水平进给装置、晶棒外圆切割回转装置和晶棒截断回转装置、以及两个切割头机构。水平进给装置能够相对于工作台做往复直线运动。两个切割头机构分别设置于工作台的两侧且相互对称设置。晶棒外圆切割回转装置能够带动第一晶棒做往复回转运动。晶棒截断回转装置能够驱动晶棒做往复回转运动。能够通过两个切割头机构之间的摆动实现超硬材料的切割。在金刚线单线截断机上同时设置有晶棒外圆切割回转装置，同时截断机以及晶棒外圆切割回转装置配合水平进给装置以及切割头机构实现外圆切割。本机床既能对晶棒进行截断又能够对晶棒进行外圆切割，实现晶棒多功能的加工，一机多用。一机多用。一机多用。

【技术实现步骤摘要】
一种具有截断和外圆加工功能的机床及机床加工方法


[0001]本专利技术涉及光晶棒截断
，尤其涉及一种具有截断和外圆加工功能的机床及机床加工方法。

技术介绍

[0002]金刚石线切割机的切割原理与弓锯相仿。即通过高速旋转并往复回转的绕丝筒带动金刚石线做往复运动。金刚石线的两端分别与收线轮和防线轮所张紧，同时在收线侧和放线侧分别加设两个导向轮以确保切割的精度和面型。再通过控制金刚石线的切割头向工作台方向不断进给，从而使金刚石线与被切割物件间产生磨削从而形成切割。金刚石线切割机可对众多材料进行切割，其中，就包含有半导体晶体硅，半导体晶体硅在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间，单晶硅是一种重要的半导体材料，用于制造大功率晶体管、整流器、太阳能电池等。
[0003]现有的切割头一般包括两个分别对应设置在收线侧和放线侧的切割轮，金刚石线在两个切割轮之间往复运动对晶棒进行切割，且两个切割轮均安装在同一个进给装置上，通过同一进给装置同时控制两个切割轮进行升降运动以驱使切割头向放置有晶棒的工作台上运动，因此，两个切割轮相对位置是固定的、不可变的且两个切割头同时上下。在切割头加工超硬材料的晶棒时，要求金刚线能够摆动或工件摇摆，从而提高切割能力和切割质量，但是现有的切割头摆动结构非常复杂。因此，整体式切割头仅适用于加工晶棒硬度较低的硬脆材料，并不适用于碳化硅、氮化镓、蓝宝石等高硬度材料的切割。同时现有的切割机仅能对晶棒进行切片或开方加工，功能较为单一。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
>[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种具有截断和外圆加工功能的机床及机床加工方法，其解决了两个切割轮相对位置是固定的、不可变的而且机床加工功能单一的技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本专利技术实施例提出的一种具有截断和外圆加工功能的机床，包括工作台、设置在所述工作台上的水平进给装置、设置在所述水平进给装置上的晶棒外圆切割回转装置和晶棒截断回转装置、以及分别设置在所述水平进给装置两侧且相互对称设置的两个切割头机构；
[0009]所述晶棒外圆切割回转装置能够驱动第一晶棒做往复回转运动；且所述第一晶棒的中心轴线与其切割轮上的金刚线互相平行；
[0010]所述晶棒截断回转装置能够驱动第二第二晶棒做往复回转运动；且所述第二第二晶棒的中心轴线与其切割轮上的金刚线互相垂直；
[0011]水平进给装置能够带动所述所述晶棒外圆切割回转装置和所述晶棒截断回转装置相对于所述工作台沿水平方向上做往复直线运动；
[0012]所述切割头机构包括设置于所述工作台上的进给组件以及设置在所述进给组件上的切割轮主体，所述进给组件能够带动所述切割轮主体升降运动以使两个切割轮主体间的金刚线切割待处理的所述第一晶棒或所述第二第二晶棒。
[0013]可选地，所述进给组件包括驱动件、进给导轨和进给主体；
[0014]所述驱动件与所述进给主体相连；
[0015]所述进给导轨固定安装于所述支撑部的一侧，所述进给导轨与所述进给主体滑动连接，所述驱动件驱动所述进给主体沿所述进给导轨滑动。
[0016]可选地，所述进给主体包括具有敞口的连接箱以及可拆卸设置于所述敞口处的安装挡板；
[0017]所述连接箱具有连接壁以及环绕所述连接壁依次设置的第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；
[0018]所述连接壁的一侧固定安装有连接滑台，所述连接滑台与所述进给导轨滑动连接，且所述连接滑台与所述驱动件相连；
[0019]所述切割轮主体转动安装于所述第一侧壁上。
[0020]可选地，所述连接壁的连接侧壁面积小于所述连接滑台的连接侧壁面积。
[0021]可选地，所述切割头机构还包括所述支撑部，所述支撑部包括支撑立柱，所述支撑立柱具有中空腔室，所述驱动件设置于所述中空腔室内；
[0022]所述支撑立柱的一侧壁开设有与所述中空腔室相连通的开口，所述进给导轨固定安装于所述开口的两侧。
[0023]可选地，所述晶棒外圆切割回转装置具有第一回转端面，所述第一回转端面用于固定安装待切割的第一晶棒；
[0024]所述第一回转端面的中心轴线与所述第一晶棒的中心轴线重合；
[0025]所述晶棒截断回转装置具有第二回转端面，所述第二回转端面用于固定安装待切割的第二晶棒；
[0026]所述第二回转端面的中心轴线与所述第二晶棒的中心轴线重合。
[0027]可选地，所述水平进给装置包括水平进给电机、水平导轨、水平调节丝杠和水平台面；
[0028]所述水平进给电机固定设置于所述工作台上，所述水平进给电机的输出端通过水平减速器与所述水平调节丝杠相连；
[0029]所述水平导轨固定安装于所述工作台上；
[0030]所述水平调节丝杠具有能够将旋转运动转化成直线运动的丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述水平台面相连；所述水平台面与所述水平导轨滑动连接。
[0031]可选地，所述晶棒外圆切割回转装置包括设置于所述水平进给装置上的外圆切割回转支架、外圆切割回转电机和齿形带轮组和齿形带；
[0032]所述外圆切割回转电机通过外圆切割减速器与所述齿形带轮组相连；
[0033]所述齿形带套设于所述齿形带轮组的外部，且所述齿形带与所述齿形带轮组啮合；
[0034]所述齿形带轮组的一端固定连接有外圆切割回转轴；
[0035]所述第一回转端面为所述外圆切割回转轴的端面。
[0036]可选地，所述晶棒截断回转装置包括设置于所述水平进给装置上的截断回转支架、截断回转电机和截断回转轴；
[0037]所述截断回转电机通过截断减速器与所述截断回转轴相连；
[0038]所述第二回转端面为所述截断回转轴的一端面。
[0039]一种基于所述的具有截断和外圆加工功能的机床的机床加工方法，所述方法包括如下步骤：
[0040]当需要对所述第二晶棒进行截断切割时，将所述第二晶棒固定在第二晶棒截断回转装置上，启动两侧的所述切割头机构的进给组件，所述进给组件同时带动两个所述切割轮主体沿支撑部做同步的、竖直方向的直线往复运动；
[0041]接着启动所述第二晶棒截断回转装置，所述第二晶棒截断回转装置带动所述第二晶棒沿其轴线旋转，以带动所述切割轮主体上的金刚线对第二晶棒进行切割，直至所述切割轮主体上的金刚线截断所述第二晶棒；
[0042]当需要对所述第一晶棒进行外圆切割时，将所述第一晶棒固定在晶棒外圆切割回转装置上，启动两侧的所述切割头机构的进给组件，所述进给组件同时带动两个所述切割轮主体沿支撑部做同步的、竖直方向的直线往复运动，直至所述切割轮主体沿所述第一晶棒径向进入所述所述第一晶棒内的待切割的位置后，停止进给组件工作；
[0043]接着启动晶棒外圆切割回转装置转动以带动所述切割轮主体上的金刚线对晶棒进行外圆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，包括工作台(2)、设置在所述工作台(2)上的水平进给装置(7)、设置在所述水平进给装置(7)上的晶棒外圆切割回转装置(5)和晶棒截断回转装置(6)、以及分别设置在所述水平进给装置(7)两侧且相互对称设置的两个切割头机构(1)；所述晶棒外圆切割回转装置(5)能够驱动第一晶棒(100')做往复回转运动；且所述第一晶棒(100')的中心轴线与其切割轮上的金刚线互相平行；所述晶棒截断回转装置(6)能够驱动第二第二晶棒(100)做往复回转运动；且所述第二第二晶棒(100)的中心轴线与其切割轮上的金刚线互相垂直；水平进给装置(7)能够带动所述所述晶棒外圆切割回转装置(5)和所述晶棒截断回转装置(6)相对于所述工作台(2)沿水平方向上做往复直线运动；所述切割头机构(1)包括设置于所述工作台(2)上的进给组件(12)以及设置在所述进给组件上的切割轮主体(13)，所述进给组件(12)能够带动所述切割轮主体(13)升降运动以使两个切割轮主体(13)间的金刚线切割待处理的所述第一晶棒(100')或所述第二第二晶棒(100)。2.如权利要求1所述的具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，所述进给组件(12)包括驱动件、进给导轨(121)和进给主体；所述驱动件与所述进给主体相连；所述进给导轨(121)固定安装于所述支撑部(11)的一侧，所述进给导轨(121)与所述进给主体滑动连接，所述驱动件驱动所述进给主体沿所述进给导轨(121)滑动。3.如权利要求2所述的具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，所述进给主体包括具有敞口的连接箱(122)以及可拆卸设置于所述敞口处的安装挡板(123)；所述连接箱(122)具有连接壁(1221)以及环绕所述连接壁(1221)依次设置的第一侧壁(1222)、第二侧壁(1223)、第三侧壁和第四侧壁；所述连接壁(1221)的一侧固定安装有连接滑台(124)，所述连接滑台(124)与所述进给导轨(121)滑动连接，且所述连接滑台(124)与所述驱动件相连；所述切割轮主体(13)转动安装于所述第一侧壁(1222)上。4.如权利要求3所述的具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，所述连接壁(1221)的连接侧壁面积小于所述连接滑台(124)的连接侧壁面积。5.如权利要求1所述的具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，所述切割头机构(1)还包括所述支撑部(11)，所述支撑部(11)包括支撑立柱，所述支撑立柱具有中空腔室，所述驱动件设置于所述中空腔室内；所述支撑立柱的一侧壁开设有与所述中空腔室相连通的开口，所述进给导轨(121)固定安装于所述开口的两侧。6.如权利要求1所述的具有截断和外圆加工功能的机床，其特征在于，所述晶棒外圆切割回转装置(5)具有第一回转端面，所述第一回转端面用于固定安装待切割的第一晶棒(100')；所述第一回转端面的中心轴线与所述第一晶棒(100')的中心轴线重合；所述晶棒截断回转装置(6)具有第二回转端面，所述第二回转端面用于固定安装待切割的第二晶棒(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀坤，聂凤军，李柱，赵祥驰，白雪情，刘欣，
申请(专利权)人：大连连城数控机器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：