CN209812837U - 金刚线截断机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金刚线截断机，包括底座、固定工装、收放线机构、以及升降进给机构，收放线机构包括收放线工作台、模组、收放线组件、金刚线、收放线导轮和平移电机，收放线工作台的两端，模组安装于收放线工作台上，收放线组件分别安装于模组上，收放线导轮由左向右分布从而在相邻二个收放线导轮之间形成截断工作区域，平移电机与模组传动连接从而带动收放线组件在水平方向前后移动。本实用新型中平移电机带动模组从而使得收放线组件在水平方向前后移动，使得放线和收线均匀，省却了传统的张力控制机构，整体结构紧凑，部件清新明了，切割范围大。采用金刚线截断，切割晶体表面效果平整，垂直度比较高，金刚线不容易断开，工作效率高。

Description

金刚线截断机

技术领域

本实用新型属于多线切割加工技术领域，具体涉及一种金刚线截断机。

背景技术

单多晶硅、蓝宝石、石英、玻璃等相关晶体均需进行截断切割加工，市场需求量较大。多线切割技术是目前世界上比较先进的晶体硅加工技术，它的原理是通过一根高速运动的钢线带动附着在钢丝上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割效果。多线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等有点，多线切割技术是目前采用最广泛的半导体等硬脆材料切割技术。

现有的多线切割设备通常需要增加张力控制机构，控制复杂；而且设备庞大，不紧凑，绕线机构也比较复杂。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种金刚线截断机。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种金刚线截断机，包括底座、用于固定待切割晶体的固定工装、收放线机构、以及升降进给机构，固定工装设置于底座上，升降进给机构安装于底座上且位于固定工装的左右两侧，收放线机构安装于升降进给机构上，收放线机构包括收放线工作台、二模组、二收放线组件、金刚线、至少二个收放线导轮和二平移电机，收放线工作台的两端分别安装于升降进给机构上，二模组安装于收放线工作台上，二收放线组件分别安装于二模组上，收放线导轮安装于收放线工作台上且由左向右分布从而在相邻二个收放线导轮之间形成截断工作区域，金刚线的一端绕设于任一收放线组件上，金刚线的另一端依次通过收放线导轮后绕设于另一收放线组件上，平移电机与模组传动连接从而带动收放线组件在水平方向前后移动。

作为优选的方案，收放线机构还包括连接板和三个导轮支架，连接板安装于收放线工作台上，导轮支架由左向右间隔安装于连接板上，收放线导轮设置于导轮支架上且导轮支架下端的相邻二个收放线导轮之间形成截断工作区域。

作为优选的方案，模组包括模组底座和模组丝杆，模组底座安装于收放线工作台上，模组丝杆转动设置于模组底座上，模组丝杆上螺纹连接有模组螺母，收放线组件安装于模组螺母上，平移电机通过平移联轴器与模组丝杆传动连接。

作为优选的方案，收放线组件包括收放线电机、轴承箱、收放线联轴器、主轴、紧固螺母、后压盖、深沟球轴承、轴承套、隔套、角接触轴承、前压盖、轴销、连接盘、线轮、弹簧压盖、碟簧、垫片、卡簧和螺栓，收放线联轴器安装于轴承箱内，收放线电机的输出轴与收放线联轴器传动连接，收放线联轴器还与主轴传动连接且二者之间连接有紧固螺母，主轴的外表面还套设有轴承套，轴承套的左端与主轴之间安装有深沟球轴承，轴承套的左端还通过后螺栓连接有后压盖；

轴承套的右端与主轴之间安装有角接触轴承，轴承套的右端还通过前螺栓连接有前压盖，角接触轴承和深沟球轴承之间还连接有隔套；

主轴上还安装有连接盘，连接盘通过轴销与线轮连接，线轮的外侧端部还连接有弹簧压盖，弹簧压盖内与主轴之间安装有碟簧，主轴的右端还安装有端部螺栓，端部螺栓与主轴之间设有垫片，端部螺栓与弹簧压盖之间设有卡簧。

作为优选的方案，升降进给机构包括升降电机、升降联轴器、升降机、升降支架、丝杆连接座、导轨、底座轴承、升降底座、挡块和立柱，立柱安装于底座上且位于固定工装的左右两侧，升降机包括升降丝杆和升降螺母，升降电机安装于立柱的顶部且其输出轴通过升降联轴器与升降丝杠的顶部传动连接，导轨竖直安装于立柱上，导轨的底部设有挡块，升降支架滑动移动于导轨上，收放线工作台安装于升降支架上，升降支架还通过丝杆连接座与升降螺母传动连接，立柱上且位于升降丝杆的底部设置有升降底座，升降丝杆的底部与升降底座之间连接有底座轴承。

作为优选的方案，立柱上还安装有保护罩，保护罩包括顶板、左侧板、右侧板、后侧板和二前门盖，左侧板、右侧板、后侧板分别安装于顶板的下方，二前门盖转动设置于左侧板和右侧板之间，收放线机构位于保护罩内。

作为优选的方案，固定工装包括框架、面板和支撑组件，框架安装于底座上，面板水平安装于框架的顶部，支撑组件包括第一支撑组件和/或第二支撑组件，第一支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的至少二个支撑块、PVC板和PVC斜板，PVC板竖直安装于支撑块上，PVC斜板卡设于最外侧的二个PVC板的内侧，相邻二个PVC板之间形成方棒状待切割晶体的安装部；第二支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的至少二个支撑块和PVC板，PVC板竖直安装于支撑块上，相邻二个支撑块之间形成圆棒状待切割晶体的第一安装部，相邻二个PVC板之间形成圆棒状待切割晶体的第二安装部。

作为优选的方案，底座的四周设有挡板。

本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型中平移电机带动模组从而使得收放线组件在水平方向前后移动，通过程序对收放线组件中伺服电机的张力控制，使得放线和收线均匀，省却了传统的张力控制机构，整体结构紧凑，部件清新明了，切割范围大。

第二，本实用新型采用金刚线截断，切割晶体表面效果平整，垂直度比较高，金刚线不容易断开，工作效率高。

第三，本实用新型中固定工装可以适用于不同形状的产品，适用范围更广。

附图说明

图1为本实用新型金刚线截断机的整体结构示意图。

图2为本实用新型金刚线截断机中收放线机构的结构示意图。

图3为本实用新型金刚线截断机中收放线机构的结构俯视图。

图4为本实用新型金刚线截断机中模组的结构示意图。

图5为本实用新型金刚线截断机中收放线组件的结构示意图。

图6为本实用新型金刚线截断机中升降进给机构的结构示意图。

图7为本实用新型金刚线截断机中升降进给机构的结构侧视图。

图8为本实用新型金刚线截断机中固定工装的结构示意图。

其中，10、底座， 20、收放线机构，21、收放线组件，211、收放线电机，212、轴承箱，213、收放线联轴器，214、主轴，215、紧固螺母，216、后压盖，217、深沟球轴承，218、轴承套，219、隔套，2110、角接触轴承，2111、前压盖，2112、轴销，2113、连接盘，2114、线轮，2115、弹簧压盖，2116、碟簧，2117、垫片，2118、卡簧，2119、端部螺栓，22、金刚线，23、收放线工作台，24、收放线导轮，25、连接板，26、导轮支架，27、平移电机，28、平移联轴器，29、模组，291、模组底座，292、模组丝杆， 30、升降进给机构，31、升降电机，32、升降联轴器，33、升降机，34、升降支架，35、丝杆连接座，36、导轨，37、底座轴承，38、升降底座，39、挡块，310、立柱，40、固定工装，41、框架，42、面板，43、支撑块，44、PVC板，45、PVC斜板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。

为了达到本实用新型的目的，如图1至图7所示，在本实用新型的其中一种实施方式中提供一种金刚线截断机，包括底座10、用于固定待切割晶体的固定工装40、收放线机构20、以及升降进给机构30，固定工装40设置于底座10上，升降进给机构30安装于底座10上且位于固定工装40的左右两侧，收放线机构20安装于升降进给机构30上，收放线机构20包括收放线工作台23、二模组29、二收放线组件21、金刚线22、至少二个收放线导轮24和二平移电机27，收放线工作台23的两端分别安装于升降进给机构上，二模组29安装于收放线工作台23上，二收放线组件21分别安装于二模组29上，收放线导轮24安装于收放线工作台23上且由左向右分布从而在相邻二个收放线导轮24之间形成截断工作区域，金刚线22的一端绕设于任一收放线组件21上，金刚线22的另一端依次通过收放线导轮24后绕设于另一收放线组件21上，平移电机27与模组29传动连接从而带动收放线组件在水平方向前后移动。

具体的，如图2至图3所示，上述的收放线机构还包括连接板25和三个导轮支架26，连接板25安装于收放线工作台23上，导轮支架26由左向右间隔安装于连接板25上，收放线导轮24设置于导轮支架26上且导轮支架下端的相邻二个收放线导轮24之间形成截断工作区域。

具体的，如图4所示，上述的模组29包括模组底座291和模组丝杆292，模组底座291安装于收放线工作台23上，模组丝杆292转动设置于模组底座291上，模组丝杆292上螺纹连接有模组螺母，收放线组件21安装于模组螺母上，平移电机27通过平移联轴器28与模组丝杆292传动连接。

具体的，如图5所示，上述的收放线组件21包括收放线电机211、轴承箱212、收放线联轴器213、主轴214、紧固螺母215、后压盖216、深沟球轴承217、轴承套218、隔套219、角接触轴承2110、前压盖2111、轴销2112、连接盘2113、线轮2114、弹簧压盖2115、碟簧2116、垫片2117、卡簧2118和端部螺栓2119，收放线联轴器213安装于轴承箱212内，收放线电机211的输出轴与收放线联轴器213传动连接，收放线联轴器213还与主轴214传动连接且二者之间连接有紧固螺母215，主轴214的外表面还套设有轴承套218，轴承套218的左端与主轴214之间安装有深沟球轴承217，轴承套218的左端还通过后螺栓连接有后压盖216；

轴承套218的右端与主轴214之间安装有角接触轴承2110，轴承套218的右端还通过前螺栓连接有前压盖2111，角接触轴承2110和深沟球轴承217之间还连接有隔套218；

主轴214上还安装有连接盘2113，连接盘2113通过轴销2112与线轮2114连接，线轮2114的外侧端部还连接有弹簧压盖2115，弹簧压盖2115内与主轴214之间安装有碟簧2116，主轴214的右端还安装有端部螺栓2119，端部螺栓2119与主轴214之间设有垫片2117，端部螺栓2119与弹簧压盖2115之间设有卡簧2118。

具体的，本实用新型的收放线工作原理如下：

收放线电机转动，通过收放线联轴器带动主轴转动，主轴带动连接盘转动，连接盘通过轴销带动线轮转动 ，从而带动左右二个线轮分别绕线、放线。

线轮转动过程中，金刚线存在松垮或断开的现象，本实用新型通过对收放线电机的张力控制调节，而且，平移电机通过平移联轴器带动模组丝杆转动，从而带动二个线轮在水平方向前后移动，使得绕线和收线均匀。

具体的，如图6至图7所示，上述的升降进给机构30包括升降电机31、升降联轴器32、升降机33、升降支架34、丝杆连接座35、导轨36、底座轴承37、升降底座38、挡块39和立柱310，立柱310安装于底座10上且位于固定工装40的左右两侧，升降机33包括升降丝杆和升降螺母，升降电机31安装于立柱310的顶部且其输出轴通过升降联轴器32与升降丝杠的顶部传动连接，导轨36竖直安装于立柱310上，导轨36的底部设有挡块39，升降支架34滑动移动于导轨36上，收放线工作台23安装于升降支架34上，升降支架34还通过丝杆连接座35与升降螺母传动连接，立柱310上且位于升降丝杆的底部设置有升降底座38，升降丝杆的底部与升降底座38之间连接有底座轴承37。

本实用新型中升降电机通过升降联轴器带动升降丝杆转动，从而带动升降螺母升降运动，升降螺母通过丝杠连接座带动升降支架升降运动，从而带动收放线工作台升降。其中，导轨起导向以及辅助传动的作用。

具体的，上述的立柱上还安装有保护罩，保护罩包括顶板、左侧板、右侧板、后侧板和二前门盖，左侧板、右侧板、后侧板分别安装于顶板的下方，二前门盖转动设置于左侧板和右侧板之间，收放线机构位于保护罩内。通过保护罩，避免截断的废屑跑出，降低设备运行产生的噪音，也提高安全性能。

具体的，如图8所示，上述的固定工装40包括框架41、面板42和支撑组件，框架41安装于底座10上，面板42水平安装于框架41的顶部，支撑组件包括第一支撑组件和第二支撑组件，第一支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的三个支撑块43、PVC板44和PVC斜板45，PVC板44竖直安装于支撑块43上，PVC斜板45卡设于最外侧的二个PVC板44的内侧，相邻二个PVC板44之间形成方棒状待切割晶体的安装部；第二支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的三个支撑块43和PVC板44，PVC板44竖直安装于支撑块43上，相邻二个支撑块43之间形成圆棒状待切割晶体的第一安装部，相邻二个PVC板44之间形成圆棒状待切割晶体的第二安装部。

本实用新型的固定工装可以固定方棒状待切割晶体，也可以固定圆棒状待切割晶体，适用范围广泛。

具体的，上述的底座10的四周设有挡板。增加挡板，具有集尘的功能 ，更加方便。

本实用新型使用采用OMRON机器自动化控制器NX1P控制电机的运行。选取型号为NX1P-1140DT,此型号有40点（输入24点，输出16点），用于控制外部功能，对于本实用新型，控制点足够。

NX1P系列具有一下特点：

（1）整合时序控制与运动控制；

（2）通过EtherCAT可实现最多8轴控制；

（3）最多4轴的电子齿轮/电子凸轮的同步功能与直线/圆弧插补功能；

（4）标配控制用网络EtherCAT；

（5）在EtherCAT上实现了安全子***；

（6）标配EtherNet/IP通信功能端口；

（7）控制器本体内置输入输出；

（8）控制器本体上最多可扩展8台NX单元；

（9）最多可安装2块可添加串行通信或模拟输入输出功能的选项板；

（10）可进行无蓄电池运行；

（11）符合国际标准规格IEC 61131-3的编程语言规格。

本实用新型需要控制五根轴，其中两两轴需要同步控制。NX1P-1140DT可同步控制4轴，完全符合要求。使用EtherCAT通讯，通讯快，互换性强,接线简单。

本实用新型控制左右收放线组件绕线、放线的电机型号为R88D-KN50F-ECT-Z（2个），控制左右收放线组件平移的电机型号为R88M-K40030T-S2（2个），控制左右收放线组件升降的电机型号为R88M-K75030H-BS2，通过EtherCAT与控制器连接。

本实用新型使用的显示屏为OMRON品牌的NB系列，NB10W-TW01B,显示尺寸为10英寸，TFT显示屏，具有很高的性价比，采用LED背光。10英寸的显示尺寸，方便用户操作。很清楚方便的再屏幕上操作机床的控制工作，与控制模块的连接通过网线就可通讯，方便简单。

本实用新型在主控制回路上，针对各个用电电路有相对应的短路过载保护。伺服驱动器的保护，本实用新型使用施耐德的Osmart系列小型断路器，从而保护电路安全。

本实用新型中的前、后、左、右是为了便于理解根据各个附图的视角所写，并不限定本实用新型的保护范围，本实用新型中的安装、设置、连接方式可以采用本领域技术人员基于现有技术中的使用的任何方式。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.金刚线截断机，其特征在于，包括底座（10）、用于固定待切割晶体的固定工装（40）、收放线机构（20）、以及升降进给机构（30），固定工装（40）设置于底座（10）上，升降进给机构（30）安装于底座（10）上且位于固定工装（40）的左右两侧，收放线机构（20）安装于升降进给机构（30）上，收放线机构（20）包括收放线工作台（23）、二模组（29）、二收放线组件（21）、金刚线（22）、至少二个收放线导轮（24）和二平移电机（27），收放线工作台（23）的两端分别安装于升降进给机构上，二模组（29）安装于收放线工作台（23）上，二收放线组件（21）分别安装于二模组（29）上，收放线导轮（24）安装于收放线工作台（23）上且由左向右分布从而在相邻二个收放线导轮（24）之间形成截断工作区域，金刚线（22）的一端绕设于任一收放线组件（21）上，金刚线（22）的另一端依次通过收放线导轮（24）后绕设于另一收放线组件（21）上，平移电机（27）与模组（29）传动连接从而带动收放线组件在水平方向前后移动。

2.根据权利要求1所述的金刚线截断机，其特征在于，收放线机构还包括连接板（25）和三个导轮支架（26），连接板（25）安装于收放线工作台（23）上，导轮支架（26）由左向右间隔安装于连接板（25）上，收放线导轮（24）设置于导轮支架（26）上且导轮支架下端的相邻二个收放线导轮（24）之间形成截断工作区域。

3.根据权利要求2所述的金刚线截断机，其特征在于，模组（29）包括模组底座（291）和模组丝杆（292），模组底座（291）安装于收放线工作台（23）上，模组丝杆（292）转动设置于模组底座（291）上，模组丝杆（292）上螺纹连接有模组螺母，收放线组件（21）安装于模组螺母上，平移电机（27）通过平移联轴器（28）与模组丝杆（292）传动连接。

4.根据权利要求3所述的金刚线截断机，其特征在于，收放线组件（21）包括收放线电机（211）、轴承箱（212）、收放线联轴器（213）、主轴（214）、紧固螺母（215）、后压盖（216）、深沟球轴承（217）、轴承套（218）、隔套（219）、角接触轴承（2110）、前压盖（2111）、轴销（2112）、连接盘（2113）、线轮（2114）、弹簧压盖（2115）、碟簧（2116）、垫片（2117）、卡簧（2118）和端部螺栓（2119），收放线联轴器（213）安装于轴承箱（212）内，收放线电机（211）的输出轴与收放线联轴器（213）传动连接，收放线联轴器（213）还与主轴（214）传动连接且二者之间连接有紧固螺母（215），主轴（214）的外表面还套设有轴承套（218），轴承套（218）的左端与主轴（214）之间安装有深沟球轴承（217），轴承套（218）的左端还通过后螺栓连接有后压盖（216）；

轴承套（218）的右端与主轴（214）之间安装有角接触轴承（2110），轴承套（218）的右端还通过前螺栓连接有前压盖（2111），角接触轴承（2110）和深沟球轴承（217）之间还连接有隔套（219）；

主轴（214）上还安装有连接盘（2113），连接盘（2113）通过轴销（2112）与线轮（2114）连接，线轮（2114）的外侧端部还连接有弹簧压盖（2115），弹簧压盖（2115）内与主轴（214）之间安装有碟簧（2116），主轴（214）的右端还安装有端部螺栓（2119），端部螺栓（2119）与主轴（214）之间设有垫片（2117），端部螺栓（2119）与弹簧压盖（2115）之间设有卡簧（2118）。

5.根据权利要求4所述的金刚线截断机，其特征在于，升降进给机构（30）包括升降电机（31）、升降联轴器（32）、升降机（33）、升降支架（34）、丝杆连接座（35）、导轨（36）、底座轴承（37）、升降底座（38）、挡块（39）和立柱（310），立柱（310）安装于底座（10）上且位于固定工装（40）的左右两侧，升降机（33）包括升降丝杆和升降螺母，升降电机（31）安装于立柱（310）的顶部且其输出轴通过升降联轴器（32）与升降丝杠的顶部传动连接，导轨（36）竖直安装于立柱（310）上，导轨（36）的底部设有挡块（39），升降支架（34）滑动移动于导轨（36）上，收放线工作台（23）安装于升降支架（34）上，升降支架（34）还通过丝杆连接座（35）与升降螺母传动连接，立柱（310）上且位于升降丝杆的底部设置有升降底座（38），升降丝杆的底部与升降底座（38）之间连接有底座轴承（37）。

6.根据权利要求5所述的金刚线截断机，其特征在于，立柱上还安装有保护罩，保护罩包括顶板、左侧板、右侧板、后侧板和二前门盖，左侧板、右侧板、后侧板分别安装于顶板的下方，二前门盖转动设置于左侧板和右侧板之间，收放线机构位于保护罩内。

7.根据权利要求6所述的金刚线截断机，其特征在于，固定工装（40）包括框架（41）、面板（42）和支撑组件，框架（41）安装于底座（10）上，面板（42）水平安装于框架（41）的顶部，支撑组件包括第一支撑组件和/或第二支撑组件，第一支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的至少二个支撑块（43）、PVC板（44）和PVC斜板（45），PVC板（44）竖直安装于支撑块（43）上，PVC斜板（45）卡设于最外侧的二个PVC板（44）的内侧，相邻二个PVC板（44）之间形成方棒状待切割晶体的安装部；第二支撑组件包括由左向右间隔安装于面板上的至少二个支撑块（43）和PVC板（44），PVC板（44）竖直安装于支撑块（43）上，相邻二个支撑块（43）之间形成圆棒状待切割晶体的第一安装部，相邻二个PVC板（44）之间形成圆棒状待切割晶体的第二安装部。

8.根据权利要求1所述的金刚线截断机，其特征在于，底座（10）的四周设有挡板。