[发明专利]便于更换导向辊的硅片切割设备

说明书

技术领域

本发明涉及切割机械技术领域，尤其涉及一种硅片切割设备。

背景技术

线切割技术是一种新型的硅片加工技术，线切割技术具有效率高、精度高等优点。其原理是通过高速运动的钢丝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，从而达到切割目的。

现有的线切割设备中，钢丝通过开卷辊放出，在导向辊上形成一张线网，然后由卷线辊收卷。采用线切割技术对工件进行切割过程中，导向辊用于承载钢丝，并在钢丝的带动下不断的转动，在钢丝与导向辊的摩擦过程中，会磨损导向辊，如不更换导向辊将影响切割精度。但是现有技术中更换导向辊较为繁琐，且更换成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于更换导向辊的硅片切割设备，以解决上述技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

便于更换导向辊的硅片切割设备，包括一机架，所述机架上设有至少两个导向辊、绕制在导向辊上的钢丝，其特征在于，所述导向辊包括一辊芯，所述辊芯外包覆有一层外套层，所述外套层采用聚氨酯层，所述聚氨酯层与所述辊芯可拆卸连接，所述钢丝绕制在所述聚氨酯层上。

本发明在传统的导向辊外包有聚氨酯层后，当硅片切割设备工作时，在导向辊磨损到一定程度时，可以方便的拆卸下聚氨酯层，重新包覆一层聚氨酯层，辊芯可以重复利用，节省了生产成本，也节省了更换导向辊的时间。

所述聚氨酯层的圆周表面设有复数圈螺旋状凹槽，所述钢丝绕制在所述凹槽中。由于导向辊的转动需要钢丝的走动来带动，在导向辊的外表面设有凹槽后，钢丝在导向辊上的走动路径稳定，导向辊的转动也稳定，钢丝不会在导向辊上往复移动，而影响工件的切割。

复数圈螺旋状凹槽的间距相同，复数圈螺旋状凹槽的螺距不小于凹槽的宽度，所述凹槽的宽度不小于所述钢丝的直径。以便于钢丝均匀的绕制在凹槽中。

还包括一导向驱动机构，所述导向驱动机构的转轴连接所述导向辊，所述导向驱动机构带动导向辊转动，所述导向驱动机构连接一微型处理器系统；

所述机架上还设有一放线辊、一用于驱动所述放线辊转动的放线驱动机构、一卷线辊、一用于驱动所述卷线辊转动的卷线驱动机构，所述放线辊放出的钢丝在所述导向辊上绕制后，由所述卷线辊收卷，所述放线驱动机构和所述卷线驱动机构分别连接所述微型处理器系统。本发明增设了导向驱动机构带动导向辊转动，可以作为辅助动力，钢丝能顺畅带动导向辊转动，钢丝与导向辊的摩擦减小，有助于减少导向辊在转动过程中的损耗，延长导向辊的使用寿命。另外，本发明采用微型处理器系统来分别控制各驱动机构，进而控制放线辊、导向辊、卷线辊能同步转动，减少钢丝松动，避免钢丝切割工件产生切割不均匀问题。

所述微型处理器系统分别连接一导线转速传感器、放线转速传感器、卷线转速传感器，所述导线转速传感器用于检测所述导向辊的转速，所述放线转速传感器用于检测所述放线辊的转速，所述卷线转速传感器用于检测所述卷线辊的转速，并分别将转速信息传送给所述微型处理器系统，所述微型处理器系统根据转速信息分别调整放线驱动机构、卷线驱动机构和导向驱动机构的驱动信号。采用各转速信息作为反馈量，以便于更好的使放线辊、导向辊、卷线辊能同步转动。

所述机架上设有两个所述导向辊，两个所述导向辊相互平行设置在所述机架上，所述钢丝依次绕制在两个所述导向辊上。两个所述导向辊分别通过传动机构连接同一个导向驱动机构驱动，也可以分别独自采用一个导线驱动机构驱动。

所述微型处理器系统可以采用一基于PLC控制的控制系统。

所述微型处理器系统内嵌有PID控制算法；

导线转速传感器、放线转速传感器、卷线转速传感器检测出的转速信息作为PID控制算法的反馈量，反馈给所述微型处理器系统，以便所述微型处理器系统通过PID控制算法调节放线辊、卷线辊和导线辊的转速，达到张力稳定的目的。

还包括一计数器、一提示模块、角位移传感器，所述角位移传感器设置在所述导向辊上，所述角位移传感器连接一信号处理模块，所述信号处理模块分别连接所述计数器、所述提示模块；

所述角位移传感器用于检测所述导向辊的角位移，所述导向辊每转一圈时，所述计数器计数一次，当计数大于一磨损设定值时，所述计数器触发，所述信号处理模块控制所述提示模块进行更换导向辊提示。导向辊在转动过程中，钢丝磨损导向辊，通过计算导向辊的转动圈数大于磨损设定值时，认为此时的导向辊磨损较为严重，需要更换导向辊上的聚氨酯层，以便避免导向辊磨损严重引起的切割质量问题。