專(zhuān)利名稱：自控式金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料加工設(shè)備，特別是涉及一種自控式金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)。
背景技術(shù)：
當(dāng)今世界，中國(guó)已成為材料、特別是非金屬材料的原料大國(guó)之一，但是在材料加工最終作成器件方面卻是弱國(guó)，材料加工設(shè)備的現(xiàn)代化是創(chuàng)新的目標(biāo)之一。用金剛石線作為鋸條來(lái)切割超硬的材料，特別是切割非金屬(即不導(dǎo)電的晶體、陶瓷等)材料，是十分理想的，同時(shí)也是其它切割方式(比如電火花線切割、氣流切割、水切割等)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此，金剛石單線切割機(jī)問(wèn)世還不過(guò)十年光景，而金剛石多線切割機(jī)尚無(wú)發(fā)現(xiàn)。為此，本發(fā)明人提出了兩項(xiàng)專(zhuān)利臺(tái)式大尺寸精密金剛石線切割機(jī)，專(zhuān)利號(hào)200410050285.6；旋轉(zhuǎn)點(diǎn)切割大尺寸碳化硅晶體裝置，專(zhuān)利號(hào)200510046899.1。但在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)仍存在著以下不足之處1.切割超硬材料，比如碳化硅(第三代半導(dǎo)體材料之首選)，它的晶體結(jié)構(gòu)是單晶，莫氏硬度在9.4左右。它的直徑75毫米用單線切割機(jī)需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能切割完畢。效率較低。
2.由于效率較低，單線切割機(jī)不適合批量加工材料，即不適合生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在該領(lǐng)域中已有兩項(xiàng)專(zhuān)利的基礎(chǔ)上，提出多線同時(shí)切割的構(gòu)案，以提高切割效率，擴(kuò)寬應(yīng)用市場(chǎng)，提高材料加工的水平。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的自控式金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)由底座、金剛石線、往復(fù)繞線總成及旋轉(zhuǎn)夾具、水平角度垂直角度二維調(diào)整夾具組成，所述的往復(fù)纏繞線總成，包括大滾筒、氣動(dòng)張緊輪、定位輪、小滾筒。
所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)，其纏繞線大小滾筒在作相同線速度轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，同步作往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)，小滾筒即可被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，又可主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)其導(dǎo)程與定位輪溝槽間距與被切割材料厚度加上金剛石線徑長(zhǎng)度相等，與線速度無(wú)關(guān)；金剛石線一端固定在大滾筒一端上，引出后，經(jīng)上部氣動(dòng)張緊輪溝槽，過(guò)上部定位輪第一道溝槽，與下部定位輪第一道溝槽，繞過(guò)小滾筒再纏繞上定位輪第二道溝槽，經(jīng)過(guò)下定位輪第二道溝槽，再纏繞到小滾筒上然后再纏繞到上定位輪第三道溝槽和下定位輪第三道溝槽，繞過(guò)小滾筒以次類(lèi)推，直到纏滿定位輪溝槽后經(jīng)下張緊輪溝槽，引向大滾筒進(jìn)行纏繞，直至纏滿大滾筒后將金剛石線這一端固定在大滾筒的這一端處，根據(jù)需要在纏繞定位輪時(shí)可纏滿溝槽亦可纏一道溝槽或任意道小于定位輪溝槽數(shù)均可。
所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)，其X、Y軸工作臺(tái)連同組合二維夾具，相對(duì)切割位置金剛石線軸線，在垂直方向上可作整體角度調(diào)整。
所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)，其大小滾筒在同向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)分別由絲杠或滾珠絲杠帶動(dòng)作同向軸向移動(dòng)，大小滾筒可安裝在一個(gè)整體支架上，由齒輪或同步帶輪傳動(dòng)，使小滾筒主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，亦可不加任何傳動(dòng)裝置由金剛石線帶動(dòng)，使小滾筒被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，大小滾筒也可安裝在各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)支架上。
所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)，應(yīng)保持金剛石線在大滾筒纏繞的線速度與在小滾筒纏繞的線速度相同，且小滾筒(5)軸向移動(dòng)的導(dǎo)程與定位輪溝槽間距相等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是1.纏線大滾筒與小滾筒同步往復(fù)運(yùn)動(dòng)，解決了多線排布定位的關(guān)鍵問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)多線切割的核心技術(shù)。
2.由于小滾筒和定位輪的長(zhǎng)度可隨意改變，即可實(shí)現(xiàn)多線(即幾根或幾十根線的排布)的靈活設(shè)計(jì)，可方便的更換此三個(gè)部件，以適應(yīng)生產(chǎn)不同厚度基片的要求。
3.提高了切割效率。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖左視圖；圖3為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖控制盒主視圖；圖4為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖氣控盒主視圖；圖5為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖往復(fù)纏繞線總成俯視圖；
圖6為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖往復(fù)纏繞線總成左視圖。
具體實(shí)施例方式
自控金剛石多線旋轉(zhuǎn)點(diǎn)切割機(jī)主要由往復(fù)繞線總成包括大滾筒(1)、小滾筒(5)、氣動(dòng)張緊輪(3)、定位輪(4)，還有金剛石鋸線(2)、旋轉(zhuǎn)夾具總成(6)、水平角度調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)(7)、Y軸工作臺(tái)(8)、X軸工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(9)、X軸工作臺(tái)(10)、內(nèi)裝有微型潛水電泵的水箱(11)、機(jī)座(12)、Y軸工作臺(tái)步進(jìn)電機(jī)(13)、垂直角度調(diào)整轉(zhuǎn)臺(tái)(14)、旋轉(zhuǎn)夾具驅(qū)動(dòng)電機(jī)(15)、金剛石線張緊氣缸(16)、冷卻水管(17)、滾筒往復(fù)機(jī)構(gòu)(18)、電控盒(19)、氣控盒(20)、包括待切材料(21)等構(gòu)成。
結(jié)構(gòu)組成1、底座、支架、水盒由鑄鋁加工后組成安裝基礎(chǔ)；2、往復(fù)纏繞線總成由纏線大滾筒、纏線小滾筒、氣動(dòng)張緊輪、定位輪組成。大滾筒由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，脈寬調(diào)制電路控制可無(wú)級(jí)調(diào)速；3、X軸Y軸，滑動(dòng)平臺(tái)，由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，單板機(jī)控制可編程序；4、在Y軸滑動(dòng)平臺(tái)上裝有可調(diào)角度的二維夾具，在二維夾具上裝有可卡料的旋轉(zhuǎn)裝置無(wú)級(jí)調(diào)速；5、電氣控制安排在一個(gè)控制盒內(nèi)，有LED顯示；6、氣動(dòng)控制安排在另一控制盒內(nèi)，張緊壓力由儀表顯示，可無(wú)級(jí)調(diào)整。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1.滾筒同向旋轉(zhuǎn)圓周線速度相同。同時(shí)作軸線移動(dòng)，其導(dǎo)程與被切割材料厚度加上線徑相等，與線速度無(wú)關(guān)。小滾筒可被動(dòng)亦可主動(dòng)旋轉(zhuǎn)；2.定位輪為可換部件；3.大小滾筒為光輪、張緊輪為單槽輪、定位輪為多槽輪兩個(gè)一組、繞線時(shí)可纏繞全部溝槽，亦可纏繞一部分或一個(gè)溝槽；4.定位輪制作為圓柱整體式或圓錐組合式；5.小型臺(tái)式，可切割直徑160毫米粗材料160長(zhǎng)；工藝特點(diǎn)1.大小滾筒為光輪，輕金屬加工制作而成，張緊輪與定位輪為高耐磨合金材料經(jīng)熱處理，精加工而成，槽口對(duì)正精度高，便于調(diào)整2.定位輪安裝定位精度要求嚴(yán)格，應(yīng)便于更換，并滿足切割厚度尺寸不同的要求。
技術(shù)特點(diǎn)1、大小滾筒同步軸向移動(dòng)保證纏繞線順暢不擠壓，且與定位輪槽始終對(duì)正。保證切割精度需要。
2、采用機(jī)電氣一體化的自動(dòng)化控制方式。
應(yīng)用特點(diǎn)可按生產(chǎn)要求，實(shí)現(xiàn)一次切割，多片下料。
本項(xiàng)目產(chǎn)品具體實(shí)例的技術(shù)指標(biāo)整機(jī)質(zhì)量≤120公斤；外形尺寸1000×800×900毫米；
X軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、單板機(jī)控制，工作行程170毫米，臺(tái)面跳動(dòng)≤0.002毫米；無(wú)級(jí)調(diào)速進(jìn)給速度0～6毫米/秒；Y軸步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單板機(jī)控制，工作行程120毫米，臺(tái)面跳動(dòng)≤0.001毫米；無(wú)級(jí)調(diào)速進(jìn)給速度0～6毫米/秒；組合二維夾具水平調(diào)整角度0～360度；垂直調(diào)整角度±15度；旋轉(zhuǎn)夾料夾具無(wú)級(jí)調(diào)整0～36轉(zhuǎn)/分；定位輪槽間距1.3、2.6、3.9毫米(可據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)制作)；金剛石線速度無(wú)級(jí)調(diào)速0～3米/秒；氣缸壓力無(wú)級(jí)調(diào)壓0～3公斤/平方厘米。
權(quán)利要求
1.自控式金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)由底座、金剛石線、往復(fù)繞線總成及旋轉(zhuǎn)夾具、水平角度垂直角度二維調(diào)整夾具組成，其特征在于所述的往復(fù)纏繞線總成，包括大滾筒(1)、氣動(dòng)張緊輪(3)定位輪(4)小滾筒(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)其特征在于纏繞線大小滾筒(1)、(5)在作相同線速度轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，同步作往復(fù)軸向運(yùn)動(dòng)，小滾筒(5)即可被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，又可主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，作軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)其導(dǎo)程與定位輪溝槽間距與被切割材料厚度加上金剛石線徑長(zhǎng)度相等，與線速度無(wú)關(guān)；金剛石線一端固定在大滾筒(1)一端上，引出后，經(jīng)上部氣動(dòng)張緊輪(3)溝槽，過(guò)上部定位輪(4)第一道溝槽，與下部定位輪(4)第一道溝槽，繞過(guò)小滾筒(5)再纏繞上定位輪(4)第二道溝槽，經(jīng)過(guò)下定位輪(4)第二道溝槽，再纏繞到小滾筒(5)上然后再纏繞到上定位輪(4)第三道溝槽和下定位輪(4)第三道溝槽，繞過(guò)小滾筒(5)以次類(lèi)推，直到纏滿定位輪(4)溝槽后經(jīng)下張緊輪(3)溝槽，引向大滾筒進(jìn)行纏繞，直至纏滿大滾筒(1)后將金剛石線這一端固定在大滾筒(1)的這一端處，根據(jù)需要在纏繞定位輪(4)時(shí)可纏滿溝槽亦可纏一道溝槽或任意道小于定位輪(4)溝槽數(shù)均可。
3.如權(quán)利要求1所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)其特征在于X、Y軸工作臺(tái)連同組合二維夾具，相對(duì)切割位置金剛石線軸線，在垂直方向上可作整體角度調(diào)整。
4.如權(quán)利要求1所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)其特征在于大小滾筒(1)(5)在同向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)分別由絲杠或滾珠絲杠帶動(dòng)作同向軸向移動(dòng)，大小滾筒(1)(5)可安裝在一個(gè)整體支架上，由齒輪或同步帶輪傳動(dòng)，使小滾筒(5)主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，亦可不加任何傳動(dòng)裝置由金剛石線帶動(dòng)，使小滾筒(5)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)，大小滾筒(1)(5)也可安裝在各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)支架上。
5.如權(quán)利要求1所述的金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)其特征在于應(yīng)保持金剛石線在大滾筒纏繞的線速度與在小滾筒纏繞的線速度相同，且小滾筒(5)軸向移動(dòng)的導(dǎo)程與定位輪溝槽間距相等。
全文摘要
自控式金剛石多線旋轉(zhuǎn)、點(diǎn)切割機(jī)由底座、金剛石線、往復(fù)繞線總成(包括氣動(dòng)張緊輪、定位輪、大小滾筒)及旋轉(zhuǎn)夾具X、Y軸滑動(dòng)平臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、二維夾具、冷卻泵等組成。使金剛石切割由單線旋轉(zhuǎn)點(diǎn)切割變?yōu)槎嗑€切割的目的，提出多線同時(shí)切割的構(gòu)案，以提高切割效率，擴(kuò)寬應(yīng)用市場(chǎng)，提高材料加工的水平。
文檔編號(hào)B28D5/02GK1792597SQ20051004782
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者張革, 李景春 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)麥科材料加工設(shè)備有限公司