金丝自动送料精密定长切断装备的制作方法

本实用新型涉及金丝自动送料精密定长切断装备，属于加工工程的材料成型技术领域。

背景技术：

目前，国内蒸发金颗粒的制造多采用普通冲剪和车床切割的方式。上述方法主要依靠人工输送金、铂丝材或顶杆间歇性推送，生产效率低，尺寸精度不高，单粒重量的均一性难以控制，因此最终影响半导体芯片pvd镀膜质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对背景技术中蒸发金颗粒的制造过程中依靠人工输送金、铂丝材或顶杆间歇性推送，生产效率低，尺寸精度不高，单粒重量的均一性难以控制的技术问题。

本实用新型的目的是提供一种能够制造半导体背金用黄金或铂金颗粒的丝材自动送料精密定长切断装备，技术方案是：一种金丝自动送料精密定长切断装备，包括自动送料机和冲压机，自动送料机和冲压机都置于地面之上，冲压机置于自动送料机的末端，冲压机接收自动送料机送来的金丝并切断金丝；

自动送料机包括置于地面之上的送料机机架、放料盘、金丝牵引组件、至少一个金丝左右导向组件、金丝上下导向组件和送丝装置，放料盘、金丝牵引组件、金丝左右导向组件、金丝上下导向组件和送丝装置都安装在送料机机架的台面上且沿台面长度方向布置，放料盘和送丝装置安装在台面的两端；金丝牵引组件、金丝左右导向组件和金丝上下导向组件都位于放料盘和送丝装置之间，金丝牵引组件紧挨放料盘，金丝上下导向组件紧挨送丝装置，金丝卷盘套在放料盘上，从金丝卷盘上拉出的金丝依次通过放料盘、金丝牵引组件、金丝左右导向组件、金丝上下导向组件和送丝装置最终进入冲压机；

送丝装置包括上齿轮组单元、下齿轮组单元、调节锁紧手柄和送料电机，下齿轮组单元固定在送料机机架台面上，上齿轮组单元摆动对合在下齿轮组单元上，上齿轮组单元与下齿轮组单元之间形成金丝送料的送丝通道，调节锁紧手柄摆动装在下齿轮组单元上并将上齿轮组单元压紧在下齿轮组单元上，送料电机给下齿轮组单元提供动力带动金丝进入冲压机；

下齿轮组单元包括下支撑架、三个第一齿轮、一个第一压轮和两个第一v型槽轮，下支撑架竖直安装在送料机机架台面上，三个第一齿轮均通过齿轮轴装在下支撑架上，三个第一齿轮成直线设置且位于中间的第一齿轮与两侧的第一齿轮同时啮合，定义位于中间的第一齿轮为主动齿轮，位于两侧的第一齿轮为从动齿轮；第一压轮与主动齿轮同轴安装，两个第一v型槽轮分别与两个从动齿轮同轴安装；

送料电机安装在送料机机架台面上，送料电机的电机轴通过联轴器连接主动齿轮的齿轮轴；

上齿轮组单元包括压盖板、齿轮安装板、两个第二齿轮、一个第二v型槽轮和两个第二压轮，两个第二齿轮和一个第二v型槽轮都通过齿轮轴装在齿轮安装板上，两个第二齿轮和一个第二v型槽轮成直线设置且第二v型槽轮位于两个第二齿轮之间，两个第二压轮分别与两个第二齿轮同轴安装；齿轮安装板固定在压盖板上，压盖板一边铰接下支撑架一边，压盖板转动使得压盖板另一边与下支撑架另一边贴合，调节锁紧手柄铰接下支撑架另一边，当压盖板另一边与下支撑架另一边贴合时，调节锁紧手柄转动到竖直位置旋转调节锁紧手柄将压盖板压紧；

当压盖板另一边与下支撑架另一边贴合时，两个第二齿轮分别与两个从动齿轮啮合，两个第二压轮分别位于两个第一v型槽轮的正上方，第二v型槽轮位于第一压轮的正上方；

冲压机上安装有冲切模，冲切模包括上模和下模，装在冲压机的机床主轴端，上模上设有冲切刀片；下模包括底模固定板、冲切底模、限位挡块和挡块复位弹簧，底模固定板上设有冲切孔，冲切刀片沿冲切孔上下动作切断金丝，底模固定板上开设有与冲切孔垂直的横向安装孔，横向安装孔被冲切孔分割为两段，一段内装入冲切底模，另一段内装入限位挡块和挡块复位弹簧；限位挡块和挡块复位弹簧通过螺塞装入横向安装孔内，冲切底模上沿轴向设置供金丝穿入的金丝通道。

对本实用新型技术方案的优选，金丝左右导向组件为两个，两个金丝左右导向组件都位于金丝牵引组件和金丝上下导向组件之间，一个金丝左右导向组件紧挨金丝牵引组件，另一个金丝左右导向组件紧挨金丝上下导向组件。两个金丝左右导向组件的设置以及具体位置的布置目的是保证金丝的直线度，避免长距离的金丝下垂可以设置多个金丝左右导向组件。

对本实用新型技术方案的优选，金丝左右导向组件包括位置固定设置的第三v型槽轮和位置活动设置的第三压轮，第三v型槽轮通过门型支架水平设置在底板上，底板固定在送料机机架的台面上，第三v型槽轮的轮轴竖直固定在门型支架的顶端端面上，第三压轮的轮轴竖直固定在滑板顶面上，第三v型槽轮与第三压轮齐平，滑板在导轨上滑动，导轨固定在底板上，在导轨两端都设置立板，两块立板平行设置，在两块立板之间固定一根横杆，横杆贯穿滑板，在横杆上套设弹簧，弹簧一端顶住滑板，另一端顶住远离第三压轮的立板上。

对本实用新型技术方案的优选，金丝牵引组件包括“u”型支架、上辊和下辊，“u”型支架竖直装在送料机机架的台面上，上辊和下辊平行设置且两端均固定在“u”型支架的左右立板上，上辊和下辊之间留有供金丝穿入的金丝通道。金丝牵引组件的设置目的将从金丝卷盘上拉出的金丝13引导进入金丝左右导向组件3、金丝上下导向组件4和送丝装置5内，防止在金丝左右导向组件3内的金丝滑脱。

对本实用新型技术方案的优选，金丝上下导向组件包括基板、竖板、第四v型槽轮和第四压轮，基板固定在送料机机架的台面上，竖板固定在基板上，第四v型槽轮和第四压轮都通过轮轴安装在竖板，第四v型槽轮位于第四压轮的下方且第四v型槽轮和第四压轮的轮轴位于同一直线上，第四v型槽轮和第四压轮贴合，金丝穿入第四v型槽轮的v型槽内。

对本实用新型技术方案的优选，送丝装置内下齿轮组单元的下支撑架的两端对称嵌入两个线套管。两个线套管的设置目的是引导金丝进入送丝装置的送丝通道和助于金丝进入冲压机。

对本实用新型技术方案的优选，金丝自动送料精密定长切断装备还包括控制系统，控制系统包括plc、光电位移传感器、冲压机控制系统、送料电机和磁性传感器，plc电连接送料电机，plc给送料电机提供进料量的动作信号；光电位移传感器电连接plc，光电位移传感器将金丝进料量反馈给plc，当进料量达到设定值plc给送料电机发出停止指令；plc电连接冲压机控制系统，plc接收到光电位移传感器反馈的金丝进料量后给冲压机控制系统发出动作指令，冲压机上的冲切刀片动作切断金丝；磁性传感器电连接plc，冲切刀片切割完成后回程当磁性传感器接收到冲切刀片回程到设定位置时，磁性传感器将信号传递给plc，plc给送料电机提供进料量的动作信号。

对本实用新型技术方案的优选，光电位移传感器的测量头通过传感器支架安装在金丝上下导向组件上，测量头指向金丝。

对本实用新型技术方案的优选，冲压机的曲轴通过滑块连接上模的刀片固定板，在曲轴的顶端固定一个与磁性传感器相互作用的钢片，磁性传感器的测量头部通过传感器支架安装在曲轴顶端位置处的机壳上；曲轴动作冲切刀片回程，当钢片与磁性传感器达到作用范围内，磁性传感器触点导通产生信号，磁性传感器将信号传递给plc。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

1、本实用新型的金丝自动送料精密定长切断装备，自动送料机与冲压机及冲切模形成统一的设备整体，多匝线圈状丝材套挂在自由旋转的放料盘上，经定向的金丝牵引组件进入多组导向轮，最后进入送丝装置，定长送入冲切模完成冲切，如此往复循坏，生产效率极高，断面整齐，长度一致，产品质量可靠。

2、本实用新型的金丝自动送料精密定长切断装备所带来的经济效益，目前，国内外半导体芯片产业发展迅猛，需要消耗大量的镀膜材料，而利用pvd气相沉积法镀膜(背金)是迄今最理想的工艺方法。我国在芯片蒸发背金的需求方面处于上升阶段，高质量镀膜贵金属材料的供应尚为不足。金丝自动送料精密定长切断装备生产效率将大幅度提高，预计产品年生产能力可达1000公斤；根据目前市场行情，年产值可达3亿元，利润数百万元，具有良好的经济效益和社会效益。该技术的产品起点高，为国内行业先进水平，将能提升我国芯片镀膜产品的供应能力，推动行业进一步发展，提升行业产品质量和市场竞争力。

附图说明

图1是本实施例1的主视图。

图2是自动送料机的立体结构示意图。

图3是图2的主视图。

图4是图2的俯视图。

图5是金丝左右导向组件的立体结构示意图。

图6是送丝装置的立体结构示意图。

图7是图6的主视图。

图8是图1中的a处放大视图。

具体实施方式

下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图8和具体实施方式做进一步的描述。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1所示，金丝自动送料精密定长切断装备，包括自动送料机和冲压机，自动送料机和冲压机7都置于地面之上，冲压机7置于自动送料机的末端，冲压机7接收自动送料机送来的金丝并切断金丝13。

如图2、3和4所示，自动送料机包括置于地面之上的送料机机架6、放料盘1、金丝牵引组件2、至少一个金丝左右导向组件3、金丝上下导向组件4和送丝装置5。

如图2和3所示，放料盘1、金丝牵引组件2、金丝左右导向组件3、金丝上下导向组件4和送丝装置5都安装在送料机机架6的台面上且沿台面长度方向布置，放料盘1和送丝装置5安装在台面的两端；金丝牵引组件2、金丝左右导向组件3和金丝上下导向组件4都位于放料盘1和送丝装置5之间，金丝牵引组件2紧挨放料盘1，金丝上下导向组件4紧挨送丝装置5，金丝卷盘套在放料盘1上，从金丝卷盘上拉出的金丝13依次通过放料盘1、金丝牵引组件2、金丝左右导向组件3、金丝上下导向组件4和送丝装置5最终进入冲压机7。

如图2和3所示，金丝左右导向组件3为两个，两个金丝左右导向组件3都位于金丝牵引组件2和金丝上下导向组件4之间，一个金丝左右导向组件3紧挨金丝牵引组件2，另一个金丝左右导向组件3紧挨金丝上下导向组件4。两个金丝左右导向组件3的设置以及具体位置的布置目的是保证金丝的直线度，避免长距离的金丝下垂可以设置多个金丝左右导向组件。

如图5所示，金丝左右导向组件3包括位置固定设置的第三v型槽轮31和位置活动设置的第三压轮32，第三v型槽轮通过门型支架33水平设置在底板34上，底板34固定在送料机机架6的台面上，第三v型槽轮的轮轴竖直固定在门型支架的顶端端面上，第三压轮的轮轴竖直固定在滑板35顶面上，第三v型槽轮与第三压轮齐平，滑板在导轨36上滑动，导轨固定在底板上，在导轨两端都设置立板37，两块立板平行设置，在两块立板之间固定一根横杆38，横杆贯穿滑板，在横杆上套设弹簧39，弹簧一端顶住滑板，另一端顶住远离第三压轮的立板上。

金丝左右导向组件3的使用时，手推动滑板35滑动，使得第三压轮32离开第三v型槽轮31，金丝13进来，卡在第三v型槽轮31的v型槽内，松开滑板35，弹簧39作用将滑板35运动使得第三压轮32贴紧第三v型槽轮31，将金丝13卡在第三v型槽轮31的v型槽内，防止金丝13的滑脱。

如图2和3所示，金丝牵引组件2包括“u”型支架、上辊和下辊，“u”型支架竖直装在送料机机架6的台面上，上辊和下辊平行设置且两端均固定在“u”型支架的左右立板上，上辊和下辊之间留有供金丝13穿入的金丝通道。金丝牵引组件2的设置目的将从金丝卷盘上拉出的金丝13引导进入金丝左右导向组件3、金丝上下导向组件4和送丝装置5内，防止在金丝左右导向组件3内的金丝滑脱。

如图3所示，金丝上下导向组件4包括基板、竖板、第四v型槽轮和第四压轮，基板固定在送料机机架6的台面上，竖板固定在基板上，第四v型槽轮和第四压轮都通过轮轴安装在竖板，第四v型槽轮位于第四压轮的下方且第四v型槽轮和第四压轮的轮轴位于同一直线上，第四v型槽轮和第四压轮贴合，金丝13穿入第四v型槽轮的v型槽内。

如图6和7所示，送丝装置5包括上齿轮组单元53、下齿轮组单元54、调节锁紧手柄51和送料电机52，下齿轮组单元54通过底座板55固定在送料机机架6台面上，上齿轮组单元53摆动对合在下齿轮组单元54上，上齿轮组单元53与下齿轮组单元54之间形成金丝13送料的送丝通道，调节锁紧手柄51摆动装在下齿轮组单元54上并将上齿轮组单元53压紧在下齿轮组单元54上，送料电机52给下齿轮组单元54提供动力带动金丝13进入冲压机。

如图7所示，下齿轮组单元54包括下支撑架54-1、三个第一齿轮、一个第一压轮和两个第一v型槽轮，下支撑架54-1竖直安装在送料机机架6台面上，三个第一齿轮均通过齿轮轴装在下支撑架54-1上，三个第一齿轮成直线设置且位于中间的第一齿轮与两侧的第一齿轮同时啮合，定义位于中间的第一齿轮为主动齿轮，位于两侧的第一齿轮为从动齿轮；第一压轮与主动齿轮同轴安装，两个第一v型槽轮分别与两个从动齿轮同轴安装。

送料电机52安装在送料机机架6台面上，送料电机52的电机轴通过联轴器连接主动齿轮的齿轮轴。

上齿轮组单元53包括压盖板53-1、齿轮安装板53-2、两个第二齿轮、一个第二v型槽轮和两个第二压轮，两个第二齿轮和一个第二v型槽轮都通过齿轮轴装在齿轮安装板上，两个第二齿轮和一个第二v型槽轮成直线设置且第二v型槽轮位于两个第二齿轮之间，两个第二压轮分别与两个第二齿轮同轴安装；齿轮安装板固定在压盖板53-1上，压盖板53-1一边铰接下支撑架54-1一边，压盖板53-1转动使得压盖板53-1另一边与下支撑架54-1另一边贴合，调节锁紧手柄51铰接下支撑架54-1另一边，当压盖板53-1另一边与下支撑架54-1另一边贴合时，调节锁紧手柄51转动到竖直位置旋转调节锁紧手柄51将压盖板53-1压紧。

当压盖板53-1另一边与下支撑架54-1另一边贴合时，两个第二齿轮分别与两个从动齿轮啮合，两个第二压轮分别位于两个第一v型槽轮的正上方，第二v型槽轮位于第一压轮的正上方。

如图7所示，送丝装置5内下齿轮组单元54的下支撑架54-1的两端对称嵌入两个线套管54-2。两个线套管54-2的设置目的是引导金丝进入送丝装置5的送丝通道和助于金丝进入冲压机。

送料电机52通电，送料电机52转动，三个第一齿轮以及两个第二齿轮同时转动，金丝13由线套管54-2穿入后进入第一v型槽轮的v型槽内，第二压轮压下将金丝13压在第一v型槽轮的v型槽内防止滑脱；齿轮的转动带动金丝13进入第二v型槽轮的v型槽内，进入第一v型槽轮的v型槽内，最后由线套管54-2送入冲压机7内。

实施例1的送丝装置5中的，由于第一v型槽轮、第二v型槽轮和第一v型槽轮的安装位置的设计(两个第一v型槽轮在下，一个第二v型槽轮位于两个第一v型槽轮之间，且位于两个第一v型槽轮的上方)，使得金丝13在依次经过第一v型槽轮、第二v型槽轮和第一v型槽轮是会发生很小角度的变化，使得金丝有韧性。

如图1和8所示，冲压机7上安装有冲切模，冲切模包括上模和下模，装在冲压机7的机床主轴端，上模上设有冲切刀片8；下模包括底模固定板9、冲切底模10、限位挡块11和挡块复位弹簧12，底模固定板9上设有冲切孔，冲切刀片8沿冲切孔上下动作切断金丝13，底模固定板9上开设有与冲切孔垂直的横向安装孔，横向安装孔被冲切孔分割为两段，一段内装入冲切底模10，另一段内装入限位挡块11和挡块复位弹簧12；限位挡块11和挡块复位弹簧12通过螺塞14装入横向安装孔内，冲切底模10上沿轴向设置供金丝13穿入的金丝通道。

如图8所示，实施例1中金丝13穿入金丝通道，伸入冲切孔顶住限位挡块11，此时挡块复位弹簧12压缩，冲切刀片8下行冲切，完成一次冲切，刀片回程时，金粒粘刃上行，由于限位挡块11在挡块复位弹簧12的推动下迅速复位，刮下金粒，避免了冲切孔的送料口被堵。

实施例1中在冲压机7为已知技术，本实施例对其具体结构和工作过程不作详细的说明。

实施例1中上模还包括刀片固定板，刀片固定板中央设置卡放孔，两侧设螺纹通孔。冲切刀片8上部与卡放孔间隙配合卡入，且与螺纹通孔对应处设安装孔；冲切刀片8下部刃口处还设有半圆形槽口。更换安装冲切刀片8时，旋松或紧定刀片固定板两侧的螺钉即可。冲切刀片8下部刃口处的半圆形槽口的槽口直径与金丝13的直径一致。

实施例1的冲压机，切断频率高，生产效率高出人工送料多倍，切断长度精准，断面平整；由于限位挡块11和挡块复位弹簧12的设置，有效解决了金粒粘刃易堵送料口的问题。

实施例2

在实施例1的基础上增加了控制系统，控制系统内涉及的主要是plc编程，实现精密进料和切割，由于plc编程为已知技术，本实施例对电路及控制程序不作说明。

控制系统包括plc、光电位移传感器、冲压机控制系统、送料电机52和磁性传感器15，plc电连接送料电机52，plc给送料电机52提供进料量的动作信号；光电位移传感器电连接plc，光电位移传感器将金丝进料量反馈给plc，当进料量达到设定值plc给送料电机52发出停止指令；plc电连接冲压机控制系统，plc接收到光电位移传感器反馈的金丝进料量后给冲压机控制系统发出动作指令，冲压机上的冲切刀片8动作切断金丝13；磁性传感器电连接plc，冲切刀片8切割完成后回程当磁性传感器接收到冲切刀片8回程到设定位置时，磁性传感器将信号传递给plc，plc给送料电机52提供进料量的动作信号。

光电位移传感器的测量头通过传感器支架安装在金丝上下导向组件4上，测量头指向金丝13。

冲压机7的曲轴通过滑块连接上模的刀片固定板，在曲轴的顶端固定一个与磁性传感器15相互作用的钢片，磁性传感器的测量头部通过传感器支架安装在曲轴顶端位置处的机壳上；曲轴动作冲切刀片8回程，当钢片与磁性传感器达到作用范围内，磁性传感器触点导通产生信号，磁性传感器将信号传递给plc。

实施例2的工作流程为：

金丝挂在送料盘上，穿过左右、上下方向控制轮组的v槽，进入送丝装置的同步齿轮组v槽，调节手柄压紧金丝，伺服电机带动齿轮转动送料至模具，直至顶紧限位挡块；此时，金丝输送停止，光电位移传感器发出信号控制冲压机滑块下行，带动刀片完成一次冲切。刀片回程时，金粒粘刃上行，由于限位挡块在弹簧的推动下迅速复位，刮下金粒，避免了送料口被堵。当刀片上行到一定的高度，磁性传感器发出信号，控制伺服电机继续工作，进行下一次送料切断作业。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。