[發(fā)明專利]金剛石線單棒多線切割機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210029299.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-10
• 公開（公告）號(hào): CN102528953A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳雷;于景;俞建業(yè);曾榮;廖芳;江征風(fēng);胡凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西金葵能源科技有限公司
• 主分類號(hào): B28D5/04
• 分類號(hào): B28D5/04
• 代理公司: 萍鄉(xiāng)益源專利事務(wù)所 36119
• 代理人: 張放強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽能級(jí)硅片多線切割機(jī)，特別涉及一種加工單根硅棒的金剛石線多線切割機(jī)。

背景技術(shù)

金剛石線多線切割機(jī)是將通過電鍍、樹脂結(jié)合劑固結(jié)等方式將金剛石顆粒固定在基線上制成金剛石線，金剛石線通過導(dǎo)輪的牽引高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)形成切割作用。此種設(shè)備可實(shí)現(xiàn)硅片的快速切割，速度提高2-3倍；損耗小，硅粉可回收；硅片表面一致性好；不需使用碳化硅，無污染。目前，金剛石線雙棒多線切割機(jī)存在以下問題：1）主槽輪中心跨度（中心距為690mm）較大，加工區(qū)域金剛石線的支撐剛度下降，在切割硅片時(shí)線弓較大，容易出現(xiàn)抖動(dòng)和斷線，影響切割效率和硅片表面質(zhì)量；?2）槽輪中心距較大，線網(wǎng)較容易產(chǎn)生擺動(dòng)，導(dǎo)致在切割薄片時(shí)碎片率高；3）由于是往復(fù)切割，在金剛石線換向運(yùn)動(dòng)的過程中有一個(gè)加減速的過程，容易使硅片表面產(chǎn)生線痕；4）金剛石線線弓反應(yīng)切割能力，線弓過大容易產(chǎn)生斷線，但是工件進(jìn)給速度無法根據(jù)線切割能力進(jìn)行調(diào)整，斷線風(fēng)險(xiǎn)增加。為了解決金剛石線抖動(dòng)和斷線問題，目前采用的方法是在兩個(gè)主槽輪之間增加中間支撐槽輪，由于槽輪的槽距很小，很難實(shí)現(xiàn)每根金剛石線通過的三個(gè)槽輪的槽在同一直線，這會(huì)造成金剛石線過定位發(fā)生一定程度的扭曲，無法徹底解決金剛石線抖動(dòng)和斷線問題，特別是在切割厚度150um以下的硅片時(shí)，碎片率較高。由于中間支撐槽輪直徑小，在往復(fù)扭轉(zhuǎn)之后，會(huì)發(fā)生疲勞破壞，使用壽命低，增加了硅片的加工成本。同時(shí)中間支撐槽輪的定位精度要求高，切割過程中的振動(dòng)會(huì)降低中間支撐槽輪的定位精度，需要頻繁的重定位，會(huì)影響加工效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有設(shè)備的不足，提供一種新的金剛石線單棒多線切割機(jī)，以消除現(xiàn)有金剛石線雙棒多線切割機(jī)存在的缺陷。

本發(fā)明是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：所述金剛石線單棒多線切割機(jī)包括全部采用模塊化的繞線室、加工室、電器控制室、切削液供給系統(tǒng)、切削液冷卻循環(huán)系統(tǒng)和氣動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，所述繞線室和加工室分別為獨(dú)立模塊，所述加工室由機(jī)頭組件和槽輪組件組成，所述機(jī)頭組件包括工件進(jìn)給機(jī)構(gòu)、伺服驅(qū)動(dòng)器和工件夾緊機(jī)構(gòu)，所述槽輪組件包括兩個(gè)主槽輪，所述主槽輪中心距為440mm-460mm。

本發(fā)明采用PLC控制進(jìn)行硅片切割加工，實(shí)現(xiàn)工件進(jìn)給速度與金剛石線速度的自適應(yīng)以解決在硅片表面產(chǎn)生由于換向生成劃痕問題、工件進(jìn)給速度與金剛石線切割能力的智能匹配以解決因金剛石線切割能力下降而發(fā)生斷線問題。工件進(jìn)給速度與金剛石線速度自適應(yīng)方法：由于采用的是往復(fù)線切割，金剛石線切割速度在減速、停止、加速和勻速的四個(gè)加工過程中，工件進(jìn)給速度按照相同的金剛石線切割速度減速比率、加速比率相應(yīng)地減速、加速，使工件進(jìn)給速度與金剛石線切割速度變化率相同，同步變化。即二者從減速到勻速、從勻速再到加速，從加速再到減速，其速度變化率相同，實(shí)現(xiàn)工件進(jìn)給速度與金剛石線速度自適應(yīng)。工件進(jìn)給速度與金剛石線切割能力智能匹配的方法：同時(shí)，工件進(jìn)給速度與金剛石線切割能力智能匹配，金剛石線加工過程中由于切割力會(huì)產(chǎn)生一定的撓度，即線弓。線弓反應(yīng)了切割的能力，工件進(jìn)給速度與金剛石線切割能力的智能匹配就是工件進(jìn)給速度與金剛石線弓的相適應(yīng)。設(shè)正常切割時(shí)，金剛石線弓范圍為（x_c,?x_d），極限線弓為x_j，線弓傳感器檢測(cè)值為x，工件當(dāng)前加工階段勻速進(jìn)給速度為v_c，則與線弓相適應(yīng)的工件進(jìn)給速度為v如下式所示。其中，K₁與K₂為速度調(diào)節(jié)系數(shù)，可根據(jù)實(shí)際切割情況確定。當(dāng)0<x<x_c,表明金剛石線為為新線，工件進(jìn)給速度可以提高即v=?K₁*v_c（K₁>1）；當(dāng)x_c?≤x≤x_d,表明金剛石線有一定的磨損但仍具有較好的切割能力，工件進(jìn)給速度維持正常即v=?v_c；當(dāng)x_d<x<x_j,表明金剛石線磨損較大，切割能力有所下降，工件進(jìn)給速度需減小v=?K₂*v_c（K₂<1）；當(dāng)x?>x_j,表明金剛石線不具備切割能力，需停止切割即v=0。