金刚石线单棒多线切割机制造技术

本发明专利技术公开了金刚石线单棒多线切割机，它包括全部采用模块化的绕线装置、加工装置、电器控制器、切削液循环供给装置、切削液循环冷却装置和气动保护装置，所述绕线装置和加工装置分别为独立模块，所述加工装置由机头组件和槽轮组件组成，所述机头组件包含工件进给机构（1）、伺服驱动器和工件夹紧机构（2），所述槽轮组件包括两个主槽轮（5），主槽轮中心距为440mm-460mm。本发明专利技术降低两主槽轮中心距，从而减少了线网抖动，增加了稳定性，能实现薄片的高成品率切割；采用模块化设计，使工件进给速度与金刚石线速度保持同步变化，提高了产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能级硅片多线切割机，特别涉及一种加工单根硅棒的金刚石线多线切割机。
技术介绍
金刚石线多线切割机是将通过电镀、树脂结合剂固结等方式将金刚石颗粒固定在基线上制成金刚石线，金刚石线通过导轮的牵引高速往复运动形成切割作用。此种设备可实现硅片的快速切割，速度提高2-3倍；损耗小，硅粉可回收；硅片表面一致性好；不需使用碳化硅，无污染。目前，金刚石线双棒多线切割机存在以下问题1)主槽轮中心跨度(中心距为690mm)较大，加工区域金刚石线的支撑刚度下降，在切割硅片时线弓较大，容易出现抖动和断线，影响切割效率和硅片表面质量；2)槽轮中心距较大，线网较容易产生摆动，导致在切割薄片时碎片率高；3)由于是往复切割，在金刚石线换向运动的过程中有一个加减速的过程，容易使硅片表面产生线痕；4)金刚石线线弓反应切割能力，线弓过大容易产生断线，但是工件进给速度无法根据线切割能力进行调整，断线风险增加。为了解决金刚石线抖动和断线问题，目前采用的方法是在两个主槽轮之间增加中间支撑槽轮，由于槽轮的槽距很小，很难实现每根金刚石线通过的三个槽轮的槽在同一直线，这会造成金刚石线过定位发生一定程度的扭曲，无法彻底解决金刚石线抖动和断线问题，特别是在切割厚度150um 以下的硅片时，碎片率较高。由于中间支撑槽轮直径小，在往复扭转之后，会发生疲劳破坏， 使用寿命低，增加了硅片的加工成本。同时中间支撑槽轮的定位精度要求高，切割过程中的振动会降低中间支撑槽轮的定位精度，需要频繁的重定位，会影响加工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有设备的不足，提供一种新的金刚石线单棒多线切割机，以消除现有金刚石线双棒多线切割机存在的缺陷。本专利技术是通过这样的技术方案实现的所述金刚石线单棒多线切割机包括全部采用模块化的绕线室、加工室、电器控制室、切削液供给系统、切削液冷却循环系统和气动保护系统，所述绕线室和加工室分别为独立模块，所述加工室由机头组件和槽轮组件组成，所述机头组件包括工件进给机构、伺服驱动器和工件夹紧机构，所述槽轮组件包括两个主槽轮，所述主槽轮中心距为440mm-460mm。本专利技术采用PLC控制进行硅片切割加工，实现工件进给速度与金刚石线速度的自适应以解决在硅片表面产生由于换向生成划痕问题、工件进给速度与金刚石线切割能力的智能匹配以解决因金刚石线切割能力下降而发生断线问题。工件进给速度与金刚石线速度自适应方法由于采用的是往复线切割，金刚石线切割速度在减速、停止、加速和勻速的四个加工过程中，工件进给速度按照相同的金刚石线切割速度减速比率、加速比率相应地减速、加速，使工件进给速度与金刚石线切割速度变化率相同，同步变化。即二者从减速到勻速、从勻速再到加速，从加速再到减速，其速度变化率相同，实现工件进给速度与金刚石线速度自适应。工件进给速度与金刚石线切割能力智能匹配的方法同时，工件进给速度与金刚石线切割能力智能匹配，金刚石线加工过程中由于切割力会产生一定的挠度，即线弓。线弓反应了切割的能力，工件进给速度与金刚石线切割能力的智能匹配就是工件进给速度与金刚石线弓的相适应。设正常切割时，金刚石线弓范围为Cr。，4)，极限线弓为1，线弓传感器检测值为X，工件当前加工阶段勻速进给速度为K，则与线弓相适应的工件进给速度为^ 如下式所示。其中，A与A为速度调节系数，可根据实际切割情况确定。当0<χ<χ。，表明金刚石线为为新线，工件进给速度可以提高即F Kl^vc Of1M);当ζ。^xd,表明金刚石线有一定的磨损但仍具有较好的切割能力，工件进给速度维持正常即κ= ^；当XdCrCry表明金刚石线磨损较大，切割能力有所下降，工件进给速度需减小κ= K2^vc 0f2<l);当χ >xj, 表明金刚石线不具备切割能力，需停止切割即^=0。权利要求1.金刚石线单棒多线切割机，它包括全部采用模块化的绕线装置、加工装置、电器控制器、切削液循环供给装置、切削液循环冷却装置和气动保护装置，所述绕线装置和加工装置分别为独立模块，所述加工装置由机头组件和槽轮组件组成，所述机头组件包含工件进给机构(1)、伺服驱动器和工件夹紧机构(2)，所述槽轮组件包括两个主槽轮(5)，其特征是所述主槽轮中心距为440mm-460mm。2.一种金刚石线单棒多线切割机的加工方法，其特征在于所述金刚石线切割速度在减速、停止、加速和勻速的四个加工过程中，工件进给速度按照相同的金刚石线切割速度减速比率、加速比率相应地减速、加速，使工件进给速度与金刚石线切割速度变化率相同，同步变化。全文摘要本专利技术公开了金刚石线单棒多线切割机，它包括全部采用模块化的绕线装置、加工装置、电器控制器、切削液循环供给装置、切削液循环冷却装置和气动保护装置，所述绕线装置和加工装置分别为独立模块，所述加工装置由机头组件和槽轮组件组成，所述机头组件包含工件进给机构(1)、伺服驱动器和工件夹紧机构(2)，所述槽轮组件包括两个主槽轮(5)，主槽轮中心距为440mm-460mm。本专利技术降低两主槽轮中心距，从而减少了线网抖动，增加了稳定性，能实现薄片的高成品率切割；采用模块化设计，使工件进给速度与金刚石线速度保持同步变化，提高了产品质量。文档编号B28D5/04GK102528953SQ201210029299公开日2012年7月4日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年12月29日专利技术者于景, 俞建业, 廖芳, 曾荣, 江征风, 胡凯, 陈雷 申请人:江西金葵能源科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雷，于景，俞建业，曾荣，廖芳，江征风，胡凯，
申请(专利权)人：江西金葵能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：