專利名稱：：微機(jī)控制多線切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種線切割機(jī)，尤其是一種微機(jī)控制多線切割機(jī)。
背景技術(shù)：
：石英晶體諧振器是電子信息產(chǎn)品的關(guān)鍵器件，普遍應(yīng)用于電子、通訊、航空、航天、工業(yè)設(shè)備、儀器儀表、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域。目前，將石英晶體切割成石英晶片普遍使用的是多刀切割機(jī)，如中國(guó)專利公開(kāi)的一種"石英晶體多刀切割機(jī)床"(ZL97206157.6，公開(kāi)號(hào)為CN2298115Y，公告日1998.11.25)，它包括床架，工作臺(tái)升降定位恒定裝置，機(jī)械傳動(dòng)切割裝置，加砂裝置，潤(rùn)滑裝置及控制裝置組成，特點(diǎn)是，所述工作臺(tái)升降定位恒定裝置的定位導(dǎo)柱為三根，一根為主導(dǎo)柱，另兩根為副導(dǎo)柱，它們分別與直線軸承為動(dòng)配合，主副導(dǎo)柱分別經(jīng)下壓蓋，升降支架連為一體。這種多刀切割機(jī)，由于切割精度低，晶片的角度差(角度秒)沒(méi)有達(dá)到要求，原材料損耗大，且效率低，切48根晶棒(每扳)需要48小時(shí)。本申請(qǐng)人:曾設(shè)計(jì)了一種"微機(jī)控制晶體線切割機(jī)"(中國(guó)專利，ZL03203217.X，公開(kāi)號(hào)為CN2597171Y，公告日2004.01.07)，它包括機(jī)架、繞絲滾筒組、工作臺(tái)、減速箱及差動(dòng)往返變向機(jī)構(gòu)、鋼絲線、夾具、攪拌輪、送砂泵，其控制部分采用計(jì)算機(jī)，其特征在于繞絲滾筒組包括一個(gè)主動(dòng)滾筒和兩個(gè)被動(dòng)滾筒，在機(jī)架正面設(shè)置繞絲滾筒組和工作臺(tái)、背面設(shè)置偏擺臂和張力補(bǔ)償輪，左惻面設(shè)置放線輪和收線輪，若干走線導(dǎo)向輪將鋼絲線由放線輪送出經(jīng)由繞絲滾筒組返回收線輪形成一鋼絲線通路。它操作直觀、簡(jiǎn)便、穩(wěn)定可靠，動(dòng)作協(xié)調(diào)，鋼絲線安裝、工件安裝方便，適用于切割硅單晶體、石英晶體、陶瓷、寶石以及各種硬質(zhì)材料，可廣泛地應(yīng)用于無(wú)線電及電子元件行業(yè)。它雖然切割精度有了很大的提高，但由于采用機(jī)械減速箱主傳動(dòng)，工作效率也不高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種微機(jī)控制多線切割機(jī)，它切割精度和工作效率高。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采取的解決方案是一種微機(jī)控制多線切割機(jī)，它包括機(jī)架、工作臺(tái)、金屬線、研磨液供給機(jī)構(gòu)，其控制部分采用主基板編程控制CPU模塊，主基板編程控制CPU模塊參數(shù)通過(guò)觸摸顯示屏設(shè)置，主基板編程控制CPU模塊通過(guò)光纖控制伺服放大器，伺服放大器控制伺服電機(jī)，機(jī)架內(nèi)至少裝有六臺(tái)伺服放大器和六臺(tái)伺服電機(jī)即伺服放大器一、伺服放大器二、伺服放大器三、伺服放大器四、伺服放大器五、伺服放大器六和伺服電機(jī)一、伺服電機(jī)二、4伺服電機(jī)三、伺服電機(jī)四、伺服電機(jī)五、伺服電機(jī)六，工作臺(tái)設(shè)置在機(jī)架內(nèi)其升降由伺服電機(jī)三控制，在工作臺(tái)上方設(shè)置三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉，該三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉呈等腰三角形布局且由伺服電機(jī)四控制，安裝在機(jī)架內(nèi)的研磨液供給機(jī)構(gòu)引出金剛砂液噴管，金剛砂液噴管的出口在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉所呈等腰三角形的中間，放線輪安裝在機(jī)架中并由伺服電機(jī)一控制，放線張力傳感器安裝在機(jī)架中處于放線輪之后并由伺服電機(jī)二控制，收線輪安裝在機(jī)架中并由伺服電機(jī)六控制，收線張力傳感器安裝在機(jī)架中處于收線輪之前并由伺服電機(jī)五控制，金屬線從放線輪出來(lái)經(jīng)過(guò)放線張力傳感器，在三個(gè)呈等腰三角形布局的旋轉(zhuǎn)羅拉上平行繞幾百圈，在等腰三角形體的底面形成一個(gè)幾百根平行金屬線組成的切割面，金屬線經(jīng)過(guò)收線輪再至放線輪，主基板編程控制CPU模塊通過(guò)伺服放大器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向，使旋轉(zhuǎn)羅拉及放線輪、收線輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使幾百根金屬線作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由放線張力傳感器和收線張力傳感器將金屬線的張力反饋到伺服放大器，保持金屬線張力的恒定，同時(shí)工作臺(tái)在伺服電機(jī)三控制下以設(shè)定速度上升使工件與切割面接觸，并保持一定的壓力。該微機(jī)控制多線切割機(jī)采用主基板編程控制CPU模塊通過(guò)光纖控制伺服放大器，直接讀取定位數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，利用主基板編程控制CPU模塊的數(shù)據(jù)控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速/方向和高精度定位，從而使旋轉(zhuǎn)羅拉及收線輪、放線輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，使幾百根金屬線作高速(350-450米/分鐘)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由放線張力傳感器和收線張力傳感器將金屬線的張力反饋到伺服放大器，進(jìn)行高速運(yùn)算控制，保持金屬線張力的恒定，同時(shí)工作臺(tái)在伺服放大器三及伺服電機(jī)三控制下以設(shè)定速度上升使工件(晶體)與切割面接觸，并保持一定的壓力。由于金剛砂液噴管的出口在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉所呈等腰三角形的中間，在切割面上均布噴射金剛砂液，從而達(dá)到工件被切割的目的。它切割精度和工作效率高。圖1是微機(jī)控制多線切割機(jī)工作原理圖。圖2是微機(jī)控制多線切割機(jī)主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是微機(jī)控制多線切割機(jī)側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是排線機(jī)構(gòu)示意圖。圖中1、觸摸顯示屏，2、主基板編程控制CPU模塊，3、伺服放大器一，4、伺服電機(jī)一，5、放線輪，6、伺服放大器二，7、伺服電機(jī)二，8、放線張力傳感器，9、伺服放大器三，10、伺服電機(jī)三，11、工作臺(tái)，12、伺服放大器四，13、伺服電機(jī)四，14、旋轉(zhuǎn)羅拉，15、伺服放大器五，16、伺服電機(jī)五，17、收線張力傳感器，18、伺服放大器六，19、伺服電機(jī)六，20、收線輪，21、伺服放大器七，22、伺服電機(jī)七，23、排線輪，24、金屬線，25、機(jī)架，26、金剛砂液噴管，27、排線絲桿，28、排線傳感器。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型再作描述。參見(jiàn)圖1-圖3，一種微機(jī)控制多線切割機(jī)，它包括機(jī)架25、工作臺(tái)ll、金屬線24、研磨液供給機(jī)構(gòu)，其控制部分采用主基板編程控制CPU模塊2，主基板編程控制CPU模塊2參數(shù)通過(guò)觸摸顯示屏1設(shè)置，主基板編程控制CPU模塊2通過(guò)光纖控制伺服放大器，伺服放大器控制伺服電機(jī)，機(jī)架25內(nèi)至少裝有六臺(tái)伺服放大器和六臺(tái)伺服電機(jī)即伺服放大器一3、伺服放大器二6、伺服放大器三9、伺服放大器四12、伺服放大器五15、伺服放大器六18和伺服電機(jī)一4、伺服電機(jī)二7、伺服電機(jī)三10、伺服電機(jī)四13、伺服電機(jī)五16、伺服電機(jī)六19，工作臺(tái)11設(shè)置在機(jī)架25內(nèi)其升降由伺服電機(jī)三10控制，在工作臺(tái)11上方設(shè)置三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14,該三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14呈等腰三角形布局且由伺服電機(jī)四13控制，安裝在機(jī)架25內(nèi)的研磨液供給機(jī)構(gòu)引出金剛砂液噴管26，金剛砂液噴管26的出口在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14所呈等腰三角形的中間，放線輪5安裝在機(jī)架25中并由伺服電機(jī)一4控制，放線張力傳感器8安裝在機(jī)架25中處于放線輪5之后并由伺服電機(jī)二7控制，收線輪20安裝在機(jī)架25中并由伺服電機(jī)六19控制，收線張力傳感器17安裝在機(jī)架25中處于收線輪20之前并由伺服電機(jī)五16控制，金屬線24從放線輪5出來(lái)經(jīng)過(guò)放線張力傳感器8，在三個(gè)呈等腰三角形布局的旋轉(zhuǎn)羅拉14上平行繞幾百圈，在等腰三角形體的底面形成一個(gè)幾百根平行金屬線24組成的切割面，金屬線24經(jīng)過(guò)收線輪20再至放線輪5，主基板編程控制CPU模塊2通過(guò)伺服放大器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向，使旋轉(zhuǎn)羅拉14及放線輪5、收線輪20作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使幾百根金屬線24作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由放線張力傳感器8和收線張力傳感器17將金屬線24的張力反饋到伺服放大器，保持金屬線24張力的恒定，同時(shí)工作臺(tái)11在伺服電機(jī)三10控制下以設(shè)定速度上升使工件與切割面接觸，并保持一定的壓力。參見(jiàn)圖2和圖3，所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14都刻有幾百個(gè)間隔相同的同心圈，它們由既耐磨又韌性的非金屬材料制成。幾百個(gè)間隔相同的同心圈即幾百條線槽，金屬線24繞在這些線槽上，帶著金剛砂液噴管26噴出的金剛砂液往復(fù)回轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)羅拉14是金屬的，則金屬線24很快被磨斷?，F(xiàn)在，三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14和金屬線24之間既不產(chǎn)生滑動(dòng)，又不易被金屬線24切入，保持金屬線24在固定的線槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)。非金屬材料一般上用塑料比較好。參見(jiàn)圖2和圖3,所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14配置三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承潤(rùn)滑部位設(shè)置了蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)雙閉路循環(huán)機(jī)構(gòu)。這樣可在不同環(huán)境溫度下，保持主軸溫度在一定范圍內(nèi)任意可調(diào)，防止主軸因溫度過(guò)高而影響機(jī)床精度，并可有效延長(zhǎng)機(jī)床的使用壽命。參見(jiàn)圖2和圖3，所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14配置的三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)徑向跳動(dòng)在0.005mm范圍內(nèi)，三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14平行度《0.03mm,三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉14與工作臺(tái)11縱橫向平行度《0.02mm。參見(jiàn)圖2和圖3，所述的金屬線24細(xì)度為0.16ram-0.18mm。本實(shí)施例采用的光纖為MELSERV0—J3系列伺服電機(jī)光纖。參見(jiàn)圖l-圖3，金屬線24在高速往復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)切割中，張力控制不好，金屬線24很容易蹦斷，或松垮。這是由于(1)金屬線24在切割瞬間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，不斷由放線輪5送出，在參與切割后由收線輪20收集，因此放線輪5的線圈直徑不斷減少，收線輪20線圈的直徑不斷增加，造成金屬線24在放線輪5、收線輪20處線速產(chǎn)生變化；(2)金屬線24運(yùn)動(dòng)接觸部位摩擦力的隨機(jī)變化；(3)金屬線24瞬間往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)羅拉14、放線輪5、收線輪20回轉(zhuǎn)慣性。針對(duì)以上各種不確定的因素，由于采用了主基板編程控制CPU模塊2、光纖網(wǎng)絡(luò)和伺服技術(shù)，通過(guò)張力傳感器8和收線張力傳感器17將金屬線24張力轉(zhuǎn)換為負(fù)載進(jìn)行控制，并將信息反饋到伺服放大器進(jìn)行運(yùn)算給予相應(yīng)的擺臂角度，達(dá)到金屬線24張力波動(dòng)得以恒定的目的。參見(jiàn)圖2和圖3，所述的機(jī)架25中安裝若干固定輪，其中兩個(gè)固定輪作為排線輪23，伺服電機(jī)七22通過(guò)排線絲桿27與兩個(gè)排線輪23中一個(gè)連接，排線絲桿27上安裝三個(gè)排線傳感器28，兩個(gè)排線輪23、伺服電機(jī)七22、排線絲桿27和三個(gè)排線傳感器28組成排線機(jī)構(gòu)。由于收線輪20收線時(shí)排線整齊一致非常重要，因?yàn)榻饘倬€24是來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，如排線不整齊一致，將造成金屬線24重疊卡死，翻轉(zhuǎn)放線時(shí)就會(huì)斷線，對(duì)該排線機(jī)構(gòu)的要求不同于一般的繞線輪排線系統(tǒng)，除金屬線24排繞帶收線輪20時(shí)需要改變排線方向外，金屬線24往復(fù)運(yùn)動(dòng)翻轉(zhuǎn)時(shí)也要改變排線方向，鑒于排線的高精度控制，增設(shè)了該排線機(jī)構(gòu)，通過(guò)主基板編程控制CPU模塊2進(jìn)行了整齊一致性的均勻排線。本實(shí)施例的切割速率是傳統(tǒng)多刀機(jī)的6-8倍，其主要技術(shù)參數(shù)如下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種微機(jī)控制多線切割機(jī)，它包括機(jī)架(25)、工作臺(tái)(11)、金屬線(24)、研磨液供給機(jī)構(gòu)，其特征在于其控制部分采用主基板編程控制CPU模塊(2)，主基板編程控制CPU模塊(2)參數(shù)通過(guò)觸摸顯示屏(1)設(shè)置，主基板編程控制CPU模塊(2)通過(guò)光纖控制伺服放大器，伺服放大器控制伺服電機(jī)，機(jī)架(25)內(nèi)至少裝有六臺(tái)伺服放大器和六臺(tái)伺服電機(jī)即伺服放大器一(3)、伺服放大器二(6)、伺服放大器三(9)、伺服放大器四(12)、伺服放大器五(15)、伺服放大器六(18)和伺服電機(jī)一(4)、伺服電機(jī)二(7)、伺服電機(jī)三(10)、伺服電機(jī)四(13)、伺服電機(jī)五(16)、伺服電機(jī)六(19)，工作臺(tái)(11)設(shè)置在機(jī)架(25)內(nèi)其升降由伺服電機(jī)三(10)控制，在工作臺(tái)(11)上方設(shè)置三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)，該三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)呈等腰三角形布局且由伺服電機(jī)四(13)控制，安裝在機(jī)架(25)內(nèi)的研磨液供給機(jī)構(gòu)引出金剛砂液噴管(26)，金剛砂液噴管(26)的出口在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)所呈等腰三角形的中間，放線輪(5)安裝在機(jī)架(25)中并由伺服電機(jī)一(4)控制，放線張力傳感器(8)安裝在機(jī)架(25)中處于放線輪(5)之后并由伺服電機(jī)二(7)控制，收線輪(20)安裝在機(jī)架(25)中并由伺服電機(jī)六(19)控制，收線張力傳感器(17)安裝在機(jī)架(25)中處于收線輪(20)之前并由伺服電機(jī)五(16)控制，金屬線(24)從放線輪(5)出來(lái)經(jīng)過(guò)放線張力傳感器(8)，在三個(gè)呈等腰三角形布局的旋轉(zhuǎn)羅拉(14)上平行繞幾百圈，在等腰三角形體的底面形成一個(gè)幾百根平行金屬線(24)組成的切割面，金屬線(24)經(jīng)過(guò)收線輪(20)再至放線輪(5)，主基板編程控制CPU模塊(2)通過(guò)伺服放大器控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速與方向，使旋轉(zhuǎn)羅拉(14)及放線輪(5)、收線輪(20)作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使幾百根金屬線(24)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并由放線張力傳感器(8)和收線張力傳感器(17)將金屬線(24)的張力反饋到伺服放大器，保持金屬線(24)張力的恒定，同時(shí)工作臺(tái)(11)在伺服電機(jī)三(10)控制下以設(shè)定速度上升使工件與切割面接觸，并保持一定的壓力。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)都刻有幾百個(gè)間隔相同的同心圈，它們由既耐磨又韌性的非金屬材料制成，幾百個(gè)間隔相同的同心圈即幾百條線槽，金屬線(24)繞在這些線槽上，帶著金剛砂液噴管(26)噴出的金剛砂液往復(fù)回轉(zhuǎn)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)配置三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承潤(rùn)滑部位設(shè)置了蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)雙閉路循環(huán)機(jī)構(gòu)。4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于所述的三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)配置的三主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)徑向跳動(dòng)在O.005mm范圍內(nèi)，三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)平行度《0.03mm，三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉(14)與工作臺(tái)(11)縱橫向平行度《0.02,。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于所述的金屬線(24)細(xì)度為0.16腿-0.18腿。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于所述的光纖為MELSERV0—J3系列伺服電機(jī)光纖。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)控制多線切割機(jī)，其特征在于:所述的機(jī)架(25)中安裝若干固定輪，其中兩個(gè)固定輪作為排線輪(23)，伺服電機(jī)七(22)通過(guò)排線絲桿(27)與兩個(gè)排線輪(23)中一個(gè)連接，排線絲桿(27)上安裝三個(gè)排線傳感器(28)，兩個(gè)排線輪(23)、伺服電機(jī)七(22)、排線絲桿(27)和三個(gè)排線傳感器(28)組成排線機(jī)構(gòu)。專利摘要一種微機(jī)控制多線切割機(jī)，它包括機(jī)架、工作臺(tái)、金屬線、研磨液供給機(jī)構(gòu)，其控制部分采用主基板編程控制CPU模塊其參數(shù)通過(guò)觸摸顯示屏設(shè)置，并通過(guò)光纖控制伺服放大器，伺服放大器控制伺服電機(jī)，機(jī)架內(nèi)至少裝有六臺(tái)伺服放大器和六臺(tái)伺服電機(jī)，分別控制工作臺(tái)升降、三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉、放線輪、放線張力傳感器、收線輪、收線張力傳感器，研磨液供給機(jī)構(gòu)引出金剛砂液噴管其出口在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉所呈等腰三角形的中間，金屬線從放線輪出來(lái)經(jīng)過(guò)放線張力傳感器，在三個(gè)旋轉(zhuǎn)羅拉上平行繞幾百圈形成切割面，利用主基板編程控制CPU模塊控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速/方向，從而使旋轉(zhuǎn)羅拉及收線輪、放線輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)。它切割精度和工作效率高。文檔編號(hào)B24B27/06GK201267956SQ20082012040公開(kāi)日2009年7月8日申請(qǐng)日期2008年6月25日優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日發(fā)明者周文敏申請(qǐng)人:周文敏