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一种金刚线开刃装置及开刃方法

文献发布时间:2023-06-19 19:35:22


一种金刚线开刃装置及开刃方法

技术领域

本发明涉及金刚线制造技术领域,尤其涉及一种金刚线开刃装置及开刃方法。

背景技术

金刚石线锯切割技术因其切割效率高,切割硅片等高硬脆材料损失少等优势取代原砂浆切割成为现阶段光伏产业切割用主要技术。

现阶段金刚线制作工艺一般分为前处理(除油、除锈)、上砂和电镀、后处理(热处理、防锈处理)等。其中上砂和电镀环节由于上砂过程的不稳定会造成金刚线表面颗粒聚结现象,切割过程中容易造成断丝,增加客户使用成本;此外金刚石表面存在的镀层也会降低切割能力,造成切割产品表面线痕等其他不良现象。因此在金刚线镀砂完成后一般都会设有开刃工艺,通过开刃的方式减小金刚线表面不规则颗粒以及降低金刚石表面镀层厚度,提升产品切割力性能。

现有的开刃过程都是通过伺服电机驱动油石稳定进给,使具有一定放线张力和收线速度的金刚线切割高密度油石,达到降低金刚线表面凸起和镀层厚度的目的,有利于提升切割效率,降低切割断丝概率和硅片表面锯痕,提升产品质量。然而现有的金刚线开刃设备上开刃配置较少或者开刃装置简陋,开刃效果较低,且单面开刃容易造成钢线椭圆度增加,金刚石粉末的粒径差异及钢线表面颗粒分布的异向性导致钢线直径偏差1-3um及以上,钢线在切割过程易于扭转造成断丝和断缝等不良问题。

发明内容

发明目的:本发明的目的是提供一种结构简单,能够提升开刃强度、均匀性和效率的金刚线开刃装置;本发明的另一目的是提供一种利用上述金刚线开刃装置的开刃方法。

技术方案:本发明的一种金刚线开刃装置,所述开刃装置包括机箱,所述机箱的两侧分别设有用于放线的左主轴箱和用于收线的右主轴箱,所述左主轴箱上方设有放线跟随装置,所述右主轴箱上方设有收线跟随装置;放线跟随装置和收线跟随装置间依次设有第一转向轮、第二转向轮和第三转向轮,各转向轮用于将金刚线沿顺时针或逆时针转向90°,通过90°转向实现双面开刃改善钢线椭圆度;第一转向轮和第二转向轮间设有第一油石开刃装置,第二转向轮和第三转向轮间设有第二油石开刃装置;第一油石开刃装置和/或第二油石开刃装置上装夹有三个由低到高硬度依次增大的开刃油石。使用多种不同硬度油石搭配开刃,提高开刃强度。左右主轴箱通过气缸推动放线跟随装置或收线跟随装置。

作为上述技术方案的进一步改进,所述放线跟随装置和第一转向轮间设有第一激光测径仪,所述收线跟随装置和第三转向轮间设有第二激光测径仪。激光测径仪实时检测钢线开刃前后直径差异,调控油石开刃进给量,提高钢线直径均匀性。

作为上述技术方案的更进一步改进,所述放线跟随装置和第一激光测径仪间设有第一过线轮;所述收线跟随装置和第二激光测径仪间设有第四过线轮。

作为上述技术方案的进一步改进,所述第一转向轮和第一油石开刃装置间设有第一张力轮;所述第二转向轮和第二油石开刃装置间设有第二张力轮。

作为上述技术方案的更进一步改进,第一张力轮和/或第二张力轮上固定有摆杆和配重块,摆杆上均匀设有多安装孔,安装孔用于安装配重块;通过调节配重块的质量和安装位置实现多张力调节。

作为上述技术方案的更进一步改进,所述第一张力轮和第一油石开刃装置间设有第二过线轮;所述第二张力轮和第二油石开刃装置间设有第五过线轮。

作为上述技术方案的更进一步改进,第一油石开刃装置和/或第二油石开刃装置包括电机,与电机连接的减速机,与减速机连接的丝杠模组,丝杠模组上设有双向移动的工作台,工作台上下交替安装由三块用于装夹开刃油石的台钳。

作为上述技术方案的进一步改进,三个开刃油石的硬度依次为:洛氏硬度3-5、洛氏硬度8-10和洛氏硬度12-15。

作为上述技术方案的进一步改进,还包括V型胶圈,V型胶圈用于安装在各过线轮和/或转向轮上以降低穿过过线轮和/或转向轮的钢线运动过程中发生的扭转。

另一方面,本发明的一种利用上述的金刚线开刃装置的开刃方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)根据待开刃的金刚线的线径张力,调节第一张力轮和第二张力轮的张力大小;张力轮的摆杆张力可调范围1N-20N,张力波动范围50%±5%;

(2)根据开刃量大小,调整第一油石开刃装置和第二油石开刃装置的工作台单位时间位移量,重复定位精度±0.001mm;开刃工艺进给量0.1-4mm/min;

(3)选择开刃油石硬度,按照穿线顺序,第一油石开刃装置和第二油石开刃装置分别安装3块油石,从前到后油石硬度逐步增加;

(4)启动机箱,金刚线从左主轴箱端放线,并在右主轴箱端收线,第一激光测径仪检测放线端金刚线直径,第二激光测径仪检测收线端金刚线直径;根据放线端和收线端金刚线的直径差,调节第一油石开刃装置和第二油石开刃装置的进给速度调控整卷金钢线的直径均匀性。

有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:本发明结构简单,能够实时监测与控制绕线张力,通过过线轮胶圈降低钢线在放线过程中的扭转。通过呈90°位置关系安装的油石开刃装置和转向轮,实现双面开刃改善钢线椭圆度,且通过搭配调节不同洛氏硬度的开刃油石实现开刃强度和效率提升,通过激光测径仪实时控制油石开刃进给量优化钢线直径开刃均匀性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明的油石开刃装置的结构示意图;

图3为本发明的金刚线开刃过程示意图;

附图标记,1、左主轴箱;2、放线跟随装置;3、第一过线轮;4、第一激光测径仪;5、第一转向轮;6、第一张力轮;7、第二过线轮;8、第一油石开刃装置;9、第二转向轮;10、第三过线轮;11、第二张力轮;12、第二油石开刃装置;13、第三转向轮;14、第二激光测径仪;15、第四过线轮;16、收线跟随装置;17、右主轴箱;18、电机;19、减速机;20、丝杠模组;21、台钳;22、开刃油石;23、金刚线;2301、基体母线;2302、金刚砂;2303、金属镀层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示,在一实施例中,提供一种金刚线开刃装置,包括机箱图中未显示、左主轴箱1、放线跟随装置2、第一过线轮3、第一转向轮5、第一油石开刃装置8、第二转向轮9、第二油石开刃装置12、第三转向轮13、第四过线轮15、收线跟随装置16和右主轴箱17。放线跟随装置2为放线工字轮;收线跟随装置16为收线工字轮。左右主轴箱通过气缸推动顶针装夹放线或收线工字轮。

机箱的两侧分别为放线端和收线端,放线端用于金刚线的放出,收线端用于金刚线的收回,放线端和收线端中间设有工作段,工作段设置第一油石开刃装置8和第二油石开刃装置12来实现金刚线的开刃。

收线端以机箱为起点,包括左主轴箱1、放线跟随装置2和第一过线轮3;放线端以机箱为起点,包括右主轴箱17、收线跟随装置16和第四过线轮15;左主轴箱1和右主轴箱17分别设在机箱的两侧。工作段包括从前往后依次设置的第一转向轮5、第一油石开刃装置8、第二转向轮9、第二油石开刃装置12、第三转向轮13,其中,第一转向轮5靠近放线端,第三转向轮13靠近收线端。金刚线从与左主轴箱1连接的放线跟随装置2出发,依次穿过第一转向轮5、第一油石开刃装置8、第二转向轮9、第二油石开刃装置12和第三转向轮13,最终缠绕在与右主轴箱17连接的收线跟随装置16上。

本实施例中,金刚线开刃装置还包括第一激光测径仪4和第二激光测径仪14,第一激光测径仪4设在放线端,用于检测放线端金刚线的直径;第二激光测径仪14设在收线端,用于检测收线端金刚线的直径;具体的,第一激光测径仪4设在放线跟随装置2和第一转向轮5间;所述第二激光测径仪14设在收线跟随装置16和第三转向轮13间。通过激光测径仪实时检测钢线直径开刃均匀性。进而调控油石开刃装置的进给量。

本实施例中,金刚线开刃装置还包括第一张力轮6、第二过线轮7、第二张力轮11和第五过线轮(图中未显示),第一张力轮6设在第一转向轮5和第一油石开刃装置8间;第二张力轮11设在第二转向轮9和第二油石开刃装置12间。第一张力轮6和第二张力轮11上固定有摆杆和配重块,摆杆上均匀设有多安装孔,安装孔用于安装配重块;可前后调节配重块安装位置,搭配不同质量实现多张力调节。设有第二过线轮7设在第一张力轮6和第一油石开刃装置8间;第五过线轮设在第二张力轮11和第二油石开刃装置12间。

本实施例中,金刚线从放线端出发至收线端结束的运动轨迹为缺口的长方形,运动轨迹包括放线端、工作段和收线端,其中工作段由相互垂直的第一工作段和第二工作段组成。为了达到以上的运动轨迹,第一转向轮5、第二转向轮9和第三转向轮13沿着顺时针方向,设置在长方形的三个顶点处,第一转向轮5与第一过线轮3之间呈90°位置关系安装;第二转向轮9与第一转向轮5呈180°位置关系安装,第三转向轮13与第二转向轮9呈90°位置关系安装。且第一转向轮5和第二转向轮9与第二油石开刃装置12呈90°位置关系安装,第三转向轮13与第一油石开刃装置8呈90°位置关系安装。金刚线从放线端出发,行至第一转向轮5时,运动轨迹顺时针转90°,进入第一工作段;金刚线继续前行,经过第二转向轮9时,运动轨迹顺时针转90°,进入第二工作段;继续前行,金刚线经过第三转向轮13时,运动轨迹顺时针转90°,进入收线端。

如图2所示,在一实施例中提供一种油石开刃装置的结构,油石开刃装置包括电机18,与电机18连接的减速机19,与减速机19连接的丝杠模组20,丝杠模组20上设有双向移动的工作台,工作台上下交替安装有三块用于装夹开刃油石22的台钳21。丝杠模组20为滚珠丝杠模组,通过联轴器与减速机19连接。

具体的,丝杠模组20上方设有双工作台,所述双工作台可双向精密位移0.01mm/min。所述台钳21安装于丝杠模组20的工作台上,所述台钳21上下交替安装,每个开刃装置上设有3块台钳。所述台钳上装夹开刃油石22。所述开刃油石有洛氏硬度3-15不同硬度,所述第一块油石硬度最低,最后一块油石硬度最高。其中油石一的硬度范围为洛氏硬度3-5,油石二的硬度范围为洛氏硬度8-10。油石三的硬度范围为洛氏硬度12-15。

在一实施例中,各过线轮和转向轮中装有高硬度耐磨性能V型胶圈,所述V型胶圈槽径适配成品金刚线直径,降低过线轮间钢线运动过程中的扭转。

在一实施例中,提供一种利用金刚线开刃装置的开刃方法,包括以下步骤:

(1)根据待开刃的金刚线的线径张力,调节第一张力轮和第二张力轮的张力大小;张力轮的摆杆张力可调范围1N-20N,张力波动范围50%±5%;

(2)根据开刃量大小,调整第一油石开刃装置和第二油石开刃装置的工作台单位时间位移量,重复定位精度±0.001mm;开刃工艺进给量0.1-4mm/min;

(3)选择开刃油石硬度,按照穿线顺序,第一油石开刃装置和第二油石开刃装置分别安装3块油石,从前到后油石硬度逐步增加;

(4)启动机箱,金刚线从左主轴箱端放线,并在右主轴箱端收线,第一激光测径仪检测放线端金刚线直径,第二激光测径仪检测收线端金刚线直径;根据放线端和收线端金刚线的直径差,调节第一油石开刃装置和第二油石开刃装置的进给速度调控整卷金钢线的直径均匀性。

如图3所示,金刚线23未开刃前,其基体母线2301上分布有若干金刚砂2302,基体母线2301和金刚砂2302外包覆一层金属镀层2303,通过第一油石装置和第二石油装置开刃后使得金钢线表面开刃相对均匀,降低钢线椭圆度。

技术分类

06120115962954