一种多线切片机的工件复合进给控制方法与流程

本发明涉及切割用机械设备，具体涉及一种多线切片机的工件复合进给控制方法。

背景技术：

在金刚线多线切片机中，除了线网的高速往复运动，切割的另一个运动便是工件（硅棒）的从上往下进给运动了。从切割原理看：向下的挤压会形成微裂纹从而形成切割效果，如果在向下挤压的过程中复合一种高频振动，可以加快微裂纹的形成（类似于在坚硬的混凝土上用冲击钻可以更快的形成加工效果），再藉由钢线的快速带出，理论上可以形成一种更快速的切割。因此，我们结合切割理论和切片机实际使用在传统的竖直进给中叠加一个高频振动。传统的得进给方程为：s=

s为工件的进给位移，V为垂直进给的设定速度；t为时间。其位移变化如图1所示。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种多线切片机的工件复合进给控制方法，能够在工件的竖直进给中叠加一个高频振动，工件在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割；切割区的高频振动加速切割微裂纹的形成，从而提高切割效率；能够实现快速排屑，加强切削能力；能够实现切割区的高速抛光，提高切割面的表面质量，具有极佳的加工效率和切割质量。工件复合进给机构能够高效稳定工作，提供稳定的振动和进给作业。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种多线切片机的工件复合进给控制方法，在工件的竖直进给中叠加一个高频振动，工件在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割；

工件复合进给的位移方程为：s=

其中，s为工件进给的位移，A为振幅；ω为振动角速度；V为垂直进给的设定速度；t为时间。

优选的，振幅A的数值范围为1-30μm。

优选的，ω振动角速度对应的振动频率为2KHZ~50KHZ。

优选的，垂直进给的设定速度V为0.01-8mm/s。

本发明同时公开了一种多线切片机的工件复合进给控制方法采用的工件复合进给机构，所述工件复合进给机构包括基架和基架下方的升降架，升降架的下方设有振动架；振动架的下侧中部通过载具固定有待加工的工件；升降架与基架上下滑动配合；振动架与升降架上下滑动配合。升降架的升降来进行进给的位移调控，而振动架的振动则提供了正弦振动的位移变化，在工件的竖直进给中叠加一个高频振动，工件在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割。

优选的，基架的左右两侧分别设有竖向的侧架；升降架的左右两侧分别设有一个与侧架滑动配合的外滑条；外滑条与侧架上的滑轨配合；基架的下侧设有若干个竖向的进给电缸，进给电缸下端的伸缩杆端部与升降架上侧面固定连接。通过电缸控制进给的位移，确保精确的进给速度和位移控制。

优选的，升降架的左右两侧分别设有竖向的侧板，振动架的左右两侧分别设有一个与侧板配合的内滑条；内滑条与侧板侧面的滑轨滑动配合；升降架的下侧设有振动机构，振动机构与振动架配合以驱动振动架振动。内滑条允许振动架能够上下滑动，振动机构产生振动从而使工件产生正弦的高频振动。

优选的，振动机构为凸轮振动机构，包括若干个纵向的转轴，转轴上设有可拆卸的凸轮，凸轮的侧面与振动架的上侧面贴合；电机通过传动机构驱动转轴和凸轮转动；传动机构为齿轮传动机构或链条传动机构。凸轮振动机构能够高效稳定的产生正弦振动；凸轮转动后对振动架产生正弦的位移运动。可更换的凸轮，能够根据不同的切割要求来换用不同的凸轮，以实现对振动位移的调节。

优选的，振动架的左端和右端的下方设有竖向的张力弹簧，侧板的下端设有横向的横板，张力弹簧的下端固定在横板的上侧面。张力弹簧使振动架在凸轮的转动下能够高效产生振动，确保振动的稳定高效。

优选的，横板远侧板的一端设有竖向的固定板，张力弹簧位于固定板与侧板之间；固定板为高度可调的限位板，固定板上设有刻度尺。固定板既能够固定张力弹簧，又能够调控振动架向下的位移范围。

本发明的优点和有益效果在于：

多线切片机的工件复合进给控制方法，能够在工件的竖直进给中叠加一个高频振动，工件在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割；切割区的高频振动加速切割微裂纹的形成，从而提高切割效率；能够实现快速排屑，加强切削能力；能够实现切割区的高速抛光，提高切割面的表面质量，具有极佳的加工效率和切割质量。

附图说明

图1是背景技术中进给位移变化图。

图2是本发明多线切片机的工件复合进给控制方法的位移振动叠加示意图。

图3是本发明工件复合进给机构的结构示意图。

图中：1、侧板；2、内滑条；3、张力弹簧；4、固定板；5、转轴；6、振动架；7、载具；8、工件；9、侧架；10、外滑条；11、凸轮；12、进给电缸；13、传动链条；14、升降架；15、电机；16、基架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

如图2所示：一种多线切片机的工件8复合进给控制方法，在工件8的竖直进给中叠加一个高频振动，工件8在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割；

工件8复合进给的位移方程为：s=

其中，s为工件8进给的位移，A为振幅；ω为振动角速度；V为垂直进给的设定速度；t为时间。

振幅A的数值范围为1-30μm。ω振动角速度对应的振动频率为2KHZ~50KHZ。垂直进给的设定速度V为0.01-8mm/s。

如图3所示，多线切片机的工件8复合进给控制方法采用的工件8复合进给机构，所述工件8复合进给机构包括基架16和基架16下方的升降架14，升降架14的下方设有振动架6；振动架6的下侧中部通过载具7固定有待加工的工件8；升降架14与基架16上下滑动配合；振动架6与升降架14上下滑动配合。升降架14的升降来进行进给的位移调控，而振动架6的振动则提供了正弦振动的位移变化，在工件8的竖直进给中叠加一个高频振动，工件8在向下的挤压进给与高频振动在线网的往复切割处形成微裂纹，再由线网将微裂纹处的粉粒带出完成快速切割。

基架16的左右两侧分别设有竖向的侧架9；升降架14的左右两侧分别设有一个与侧架9滑动配合的外滑条10；外滑条10与侧架9上的滑轨配合；基架16的下侧设有若干个竖向的进给电缸12，进给电缸12下端的伸缩杆端部与升降架14上侧面固定连接。通过电缸控制进给的位移，确保精确的进给速度和位移控制。

升降架14的左右两侧分别设有竖向的侧板1，振动架6的左右两侧分别设有一个与侧板1配合的内滑条2；内滑条2与侧板1侧面的滑轨滑动配合；升降架14的下侧设有振动机构，振动机构与振动架6配合以驱动振动架6振动。内滑条2允许振动架6能够上下滑动，振动机构产生振动从而使工件8产生正弦的高频振动。

振动机构为凸轮11振动机构，包括若干个纵向的转轴5，转轴5上设有可拆卸的凸轮11，凸轮11的侧面与振动架6的上侧面贴合；电机15通过传动机构驱动转轴5和凸轮11转动；传动机构为齿轮传动机构或链条传动机构。凸轮11振动机构能够高效稳定的产生正弦振动；凸轮11转动后对振动架6产生正弦的位移运动。可更换的凸轮11，能够根据不同的切割要求来换用不同的凸轮11，以实现对振动位移的调节。

振动架6的左端和右端的下方设有竖向的张力弹簧3，侧板1的下端设有横向的横板，张力弹簧3的下端固定在横板的上侧面。张力弹簧3使振动架6在凸轮11的转动下能够高效产生振动，确保振动的稳定高效。

横板远侧板1的一端设有竖向的固定板4，张力弹簧3位于固定板4与侧板1之间；固定板4为高度可调的限位板，固定板4上设有刻度尺。固定板4既能够固定张力弹簧3，又能够调控振动架6向下的位移范围。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。