[發(fā)明專利]一種工件旋轉(zhuǎn)的高效多刀截斷機

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010536731.3
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111559023A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仇健;葛任鵬;王鵬;劉崇寧
• 申請（專利權(quán)）人: 青島高測科技股份有限公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00;B28D7/04
• 代理公司: 北京同輝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11357
• 代理人: 于晶晶

本發(fā)明公開一種工件旋轉(zhuǎn)的高效多刀截斷機，包括底座和設(shè)置在底座上方的機架，底座上設(shè)置有用于支撐工件的晶托組件，機架上方設(shè)置有用于切割工件的切割組件，切割組件包括利用金剛線實現(xiàn)工件切割的切割刀頭、用于驅(qū)動切割刀頭中金剛線移動實現(xiàn)切割動作的金剛線驅(qū)動機構(gòu)、以及用于移動切割刀頭的行走驅(qū)動總成，切割刀頭設(shè)置有多個，該多個切割刀頭沿工件長度方向依次排布，且各切割刀頭到工件距離不等。通過本方案生產(chǎn)的多刀截斷機，切割過程順暢，避免崩邊等現(xiàn)象的產(chǎn)生，整個操作過程可以單人快速完成，不需要多人協(xié)同操作，切割后各工件可以互相分離，既可以用于單刀截斷，也可以實現(xiàn)多刀截斷，適用性和擴展性很強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于切割裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種工件旋轉(zhuǎn)的高效多刀截斷機。

背景技術(shù)

金剛線切割技術(shù)是目前世界上比較先進(jìn)的截斷加工技術(shù)，它的原理是通過高速運動的金剛線對待加工工件進(jìn)行切割，從而達(dá)到截斷目的。金剛線通過導(dǎo)輪的引導(dǎo)，在兩個線輥之間形成線網(wǎng)，當(dāng)硅棒固定住后，線網(wǎng)的上升和下降就能實現(xiàn)硅棒的進(jìn)給，再加上金剛線的往復(fù)運動產(chǎn)生切削力，從而完成硅棒的截斷過程，當(dāng)設(shè)置有多個線網(wǎng)同時操作時就能實現(xiàn)硅棒切割為多塊。

現(xiàn)有技術(shù)的多刀切割硅棒原理如圖1所示，單晶硅棒a固定在晶托b上，多個切割刀頭構(gòu)成的切割輪系c同時由上至下實現(xiàn)進(jìn)給運動，將硅棒a同時切割成多段。該方案主要存在以下問題：金剛線與硅棒始終為線接觸，且切割到硅棒中部時切割長度很大導(dǎo)致切割效率低，同時切割力大導(dǎo)致切割質(zhì)量差；在金剛線切割到硅棒底端時，重力加載方式到臨界斷口的硅棒連接處時容易折斷導(dǎo)致硅棒崩邊；金剛線與硅棒接觸長度較大，切割液不容易進(jìn)入，導(dǎo)致切割質(zhì)量差，同時切割過程中切割長度不斷變化，導(dǎo)致切割質(zhì)量一致性較差。

近年來，金剛線的點接觸切割(點切割原理如圖3所示)發(fā)展迅速，對比傳統(tǒng)的線接觸切割方式(線切割原理如圖2所示)，點接觸切割在整個切割過程中，切割線d與硅棒a在接觸區(qū)e的接觸長度幾乎不變，始終近似為點接觸，而線接觸切割的過程中切割線d與硅棒a的接觸長度始終在變化，因此點接觸切割具備突出的切割優(yōu)勢，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中多刀切割硅棒切割質(zhì)量較差的問題。但是對于旋轉(zhuǎn)工件來說，原有的多刀切割機頭仍存在一定問題：硅棒在旋轉(zhuǎn)加工到剩余直徑較小時，剩余材料的強度無法滿足帶動硅棒旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動，導(dǎo)致硅棒在剩余材料處不規(guī)則斷裂，從而導(dǎo)致切割質(zhì)量較差；點接觸切割的技術(shù)要求將硅棒置于一個在切割過程中始終旋轉(zhuǎn)的托盤上，并且要保證硅棒在旋轉(zhuǎn)過程中保持穩(wěn)定，同時能根據(jù)不同尺寸、不同平整度的硅棒進(jìn)行自適應(yīng)的調(diào)整，并且在切割后能使各硅棒之間脫離，從而使切割線能夠順利的退出，目前還沒有能達(dá)到該要求的晶托支撐裝置。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于進(jìn)一步發(fā)展和改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的種種不足，為了解決上述問題，現(xiàn)提出一種工件旋轉(zhuǎn)的高效多刀截斷機。本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種工件旋轉(zhuǎn)的高效多刀截斷機，包括底座和設(shè)置在底座上方的機架，所述底座上設(shè)置有用于支撐工件的晶托組件，所述機架上方設(shè)置有用于切割工件的切割組件，所述切割組件包括利用金剛線實現(xiàn)工件切割的切割刀頭、用于驅(qū)動切割刀頭中金剛線移動實現(xiàn)切割動作的金剛線驅(qū)動機構(gòu)、以及用于移動切割刀頭的行走驅(qū)動總成，所述切割刀頭設(shè)置有多個，該多個切割刀頭沿工件長度方向依次排布，且各切割刀頭到工件距離不等。

進(jìn)一步的，所述切割刀頭包括金剛線、用于改變金剛線走線方向的導(dǎo)向輪、用于支撐金剛線的切割輪、以及用于固定切割輪的刀頭框架，金剛線通過導(dǎo)向輪以U字形走向依次繞經(jīng)每個切割刀頭的切割輪。

進(jìn)一步的，所述刀頭框架包括橫梁以及設(shè)置于所述橫梁兩側(cè)的支架，所述切割輪設(shè)置于所述支架的自由端上，橫梁兩側(cè)支架上切割輪的設(shè)置高度相同。

進(jìn)一步的，不同切割刀頭的切割輪設(shè)置高度不同，不同切割刀頭設(shè)置長度不等的支架以實現(xiàn)切割輪不同的設(shè)置高度，各切割刀頭的切割輪設(shè)置高度沿工件長度方向由高到低依次變化。