一种多线切割机的制作方法

本发明涉及一种多线切割机，尤其涉及一种立式的多线切割机，它属于切割设备技术领域。

背景技术：

多线切割机是一种通过金属丝线或其他磨料复合丝线的高速往复运动，对待加工工件，如半导体，硅锭等硬脆材料进行类似于线锯加工的反复式研磨，是将待加工工件一次同时切割为数百片薄片的一种切割加工设备。传统的多线切割机，切割室（即切割区域）与储线室（储存切割线的滑轮和绕线辊筒）是采用水平布置的结构，切割室布置在整个设备的前部；储线室布置在设备的中间；冷却循环装置布置在最后部；控制系统（电控箱）布置在中部的储线室和后部冷却循环装置的上方。在整个加工过程中，磨料金属复合丝线存储在中间的储线室内的储线辊上，通过储线室内绕线辊筒的引导，将丝线从中间的储线室内的储线辊上引导至设备最前方的切割室内布置的导线轮上，再通过切割室内的导线轮，引导至切割室内的切割辊上，在切割区的切割辊上形成一张线网，待加工工件通过粘接的方式粘接在上料板上，上料板再连接到有下压移动功能的移动滑鞍上，通过移动滑鞍的下降，从而实现工件的进给下压动作。

现有的多线切割机结构形式存在如下技术问题：设备的占地面积大，设备整体体积及重量大；设备的排线距离很长，网线设定的工作量大，时间长，并且长距离的排线使得设备的张力变得很难控制；现有的多线切割机结构由于中间需要布置独立的储线室，使得机座的结构变得复杂，前部切割室的机座和中间储线室的机座需要由分离部件装配而成，使得加工及装配的难度增加，加工及装配精度不好保证，成本高；由于结构限制使得切割区内部的部件很多，造成切割区内清洁环境复杂，不利清理，积累的硅粉掉落到切割线上，容易断线。特别不利于清洁和维护。导线轮需要布置在切割室内，加工时，导线轮会暴露在切削液和硅粉粉尘中，这种情况会影响张力控制，增加断线风险，导线轮的轴承处容易发生损坏，增加维护时间；

现有多线切割机的冷却循环装置布置在设备的最后部，其作用是冷却切割室内的切割区主轴，这样的布置使得冷却介质的流通距离太长，这样就要求冷却循环装置必须匹配足够容量的泵及其他动力配置来满足介质流通长距离带来的能力损耗，浪费资源。

现有的多线切割机的导线轮采用的是金属的主体轮毂和塑料的边缘导槽构成。导线轮采用的是金属的轮毂，体积大，重量重，使得旋转时惯性大，系统张力不好控制，从而影响整个系统的张力控制的精度，设备的断线情况不好控制。使得设备不能用太细的线进行加工，原材料损耗大。现有的导线轮的金属轮毂上设置有三个安装孔，这样就造成在更换导向轮时安装费时。多线切割机的导线轮属于易损件，现有结构的导线轮单件成本高，安装困难，不方便维护。

现有的多线切割机的上料板采用的是金属不锈钢的材质，中心设计成实心的板件结构。这样的设计使得零件的重量重，造成工件上料时很费力。而不锈钢材质又不易加工，加工精度不好保证，零件的成本高。而且由于是实心的，当零件加工完成后需要脱胶时，往往需要很长的时间进行加热，在加热的过程中消耗的能量大，脱胶的环节耗时长。

现有的多线切割机储线室为非可视化设计或小视口设计，仅在侧面有小区域的观察窗，在生产加工过程中，很难于观察和监控。

技术实现要素：

本发明就是为了解决上述技术问题，而提供了一种多线切割机，它使得设备的占地面积有效减少、整机重量减轻、设备张力更容易控制、抗震性好、能耗低、设备成本降低、生产成本降低。

为了解决上述技术问题，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种多线切割机，它包括主机、冷却循环装置、电控箱、切割线，其中主机包括切割室、储线室、导线装置，冷却循环装置设置在主机和电控箱之间，主机的切割室设置在上部，储线室设置在切割室的下方，在上部的切割室和下部的储线室之间设置导线装置。

上述的导线装置设置在切割室外、储线室内。

上述的储线室设置在切割室的竖直方向的正下方。

上述的主机的机体是由起到支撑作用的机座床身、设置在机座床身内上部的切割区防护壳体、设置在机座床身下部的右侧储线室外壳和左侧储线室外壳构成，切割室的底壁为储线室的顶板，储线室内中间设置的隔壁将其分隔成彼此分离并排布置的右侧储线室和左侧储线室。

上述的隔壁设置在切割室的中心下方。

上述的右侧储线室和左侧储线室彼此相通或不通。

上述的右侧储线室和左侧储线室通过隔壁中的至少一个开口彼此连通。

上述的隔壁具有中空或型腔的结构，它是由金属和/或由矿物铸件制成。

用于支撑切割线的右切割辊轮和左切割辊轮设置在切割室内，切割区防护壳体内为切割室。

上述的左切割辊轮、右切割辊轮通过至少一个滚珠轴承可转动地安装于机座床身上，左切割辊轮、右切割辊轮主体由金属材料或强化聚合物制成，外面涂覆聚氨酯材料。

上述的切割室内设有上料板、被加工工件和移动滑鞍，被加工工件粘接在上料板上，上料板连同被加工工件一同固定在移动滑鞍上，移动滑鞍的位置设置在右切割辊轮和左切割辊轮之间的切割线处，并可进行上下运动。

上述的上料板包括板体和沿着板体长度方向通长开设的压紧槽，压紧槽开设在板体上端面的中间位置，中沿着所述板体长度方向通长开设有第一定位卡槽和第二定位卡槽，第一定位卡槽和第二定位卡槽开设在板体上端面的两侧位置，沿着板体内部长度方向开设有通长的型腔使得板体内部形成了空腔结构。

上述的第一定位卡槽的横截面为矩形。

上述的第二定位卡槽的横截面为梯形。

上述的板体采用铝合金材质制成。

上述的型腔为8条。

上述的压紧槽的横截面为倒t型结构。

上述的切割线从右侧绕线辊筒总成，依次通过右引线装置和右侧导线装置，引至切割室内的右切割辊轮和左切割辊轮上，再由左引线装置和左侧导线装置引入储存多层线圈的左侧绕线辊筒总成内，左侧绕线辊筒总成设置在左侧储线室内，右侧绕线辊筒总成设置在右侧储线室内。

上述的右侧绕线辊筒总成可转动的安装于隔板的一侧，左侧绕线辊筒总成可转动的安装于隔壁的另一侧。

上述的右侧导线装置和左侧导线装置的导线轮对切割线起到导向支撑和引导作用。

上述的右侧导线装置和左侧导线装置均由导线轮构成。

上述的导线轮它包括主体轮毂和边缘导槽，其中主体轮毂为塑料轮毂，主体轮毂的圆周体上均布有加强筋，在主体轮毂上设有一个安装孔，边缘导槽采用v型槽结构。

上述的边缘导槽为塑料或橡胶材质。

上述的边缘导槽的角度为100°，深度为1.2mm-1.3mm。

上述的安装孔设置在主体轮毂的中心位置。

上述的主体轮毂的直径为75-78mm。

上述的主体轮毂一侧的圆周均布有加强筋。

上述的主体轮毂上加强筋的形状为不规则的四边形。

上述的切割线是固定磨料线、优选为金刚石线。

上述的右侧绕线辊筒总成由前端的右侧储线辊和后端的右侧绕线辊组成；左侧绕线辊筒总成由前端的左侧储线辊和后端的左侧绕线辊组成。

上述的右侧绕线辊筒总成和左侧绕线辊筒总成的旋转轴线平行右切割辊轮、左切割辊轮的旋转轴线，右侧绕线辊筒总成、左侧绕线辊筒总成绕线辊筒总成可沿轴向方向从切割机主机中拆卸下来。

上述的右侧绕线辊筒总成与设置在右侧储线室内的电机连接，左侧绕线辊筒总成与设置在左侧储线室内的电机连接。

可移动密封胶条安装于上述切割室的切割区升降门上，在机座床身上设置可调整位置的入线口，其可以通过安装在机座床身上的直线导轨实现前后方向的位置调整，以便与切割线对应好进入切割区的入口位置，入线口为左右各一个，分别设置在右引线装置和左引线装置位置上部。

上述的右侧储线室外壳和左侧储线室外壳的上部两侧分别开设有右侧操作口和左侧操作口，左侧导线装置设置在左侧操作口平面后方，右导线装置设置在右侧操作口平面后方；右侧绕线辊筒总成能够通过所述右侧操作口访问，左侧绕线辊筒总成可以通过左侧操作口访问。

上述的右侧操作口、左侧操作口为折叠的可开关的操作口。

上述的右侧操作口、左侧操作口为上下折叠的方式。

上述的切割区防护壳体是由右侧切割区升降门、左侧切割区升降门、以及固定板件构成，右侧切割区升降门和左侧切割区升降门可以分别通过固定在机座上的两个直线导轨进行上下升降的动作。

上述的储线室左侧下部设置有储线区右侧折叠门和储线区左侧折叠门，储线区右侧折叠门和储线区左侧折叠门一端通过折页或其他转动装置分别固定在储线室的右侧储线室外壳和左侧储线室外壳上，另一端为活动端。

由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下特点和效果：

本发明多线切割机包括切割机主机10、冷却循环装置400、电控箱500，冷却循环装置400设置在主机10和电控箱500之间。主机10则由上部的切割室1、布局在切割室下方的储线室200，布置在切割室1和储线室200中间的导线装置300构成。本发明的特点为：整机结构布局由传统的水平布置，更改为垂直布置，使得设备的占地面积有效减少，整机重量减轻。由于储线室200布置在切割室1的下方，在储线室1内的线引导辊与切割室1的切割辊筒之间延伸的切割线路径可以有效减小,导线距离仅为之前的1/3。更短的导线距离有效的减小了系统中的振动，使得系统张力变得更容易控制。本发明整机重量更轻，抗震性更好。在储线室200和切割室1之间设计导线装置300，与现有的设计不同，垂直布局的导线装置300布置在切割室1外，与切割室1分离开来，这样使得大部分切割线，导线装置及导线轮免受切割液、尘土和材料颗粒的不利影响。而且本发明采用的新型的上料板，材质及结构较现有的上料板有着更优越的快速脱胶性能，而且重量更轻，上料更方便。本发明多线切割机的冷却循环装置400设计在切割机主机和电控系统500之间，这样的设计可以缩短管路的长度，避免切削液和水在管路里过多的存留，同时使得相关动力装置如泵的性能参数降低，满足功能的前提下降低了成本。本发明同时更改了电控箱500的布局位置，由之前的上方更改至冷却循环装置400的后方，使得电气维护更加方便，更利于控制系统电箱的集成化设计。

附图说明

图1为本发明多线切割机的主视结构布局图。

图2为本发明多线切割机的主机左视内部结构示意图。

图3为本发明多线切割机的引线装置防护结构示意图。

图4为本发明多线切割机的主机左视外部结构示意图。

图5为本发明多线切割机切割线的路径结构示意图。

图6为本发明多线切割机上料板的示意图。

图7为本发明多线切割机上料板的截面结构示意图。

图8为本发明导线轮的结构示意图。

图9为本发明导线轮的主体轮毂的结构示意图。

图10为本发明导线轮的边缘导槽的结构示意图。

图中：1、切割室；2、右侧储线室；3、左侧储线室；4、切割区防护壳体；5、切割线区域；6、切割线；7、右侧导线装置；8、左侧导线装置；9导线轮；10、主机；11、右侧绕线辊筒总成；12、左侧绕线辊筒总成；13、右切割辊轮；14、左切割辊轮；15、右侧切割区升降门；16、储线区右侧折叠门；17、移动密封挡条；18、入线口；19、右侧操作口；20、左侧操作口；21、右引线装置；22、隔壁；23、机座床身；24、地脚支座；25、上料板；26、工件；27、左引线装置；28、左侧切割区升降门；29、储线区左侧折叠门；30、右侧储线室外壳；31、左侧储线室外壳；32、移动滑鞍；200、储线室；300、导线装置；400、冷却循环装置；500、电控箱；901、主体轮毂；902、边缘导槽；903、安装孔；904、加强筋；2501、第一定位卡槽；2502、压紧槽；2503、型腔；2504、板体；2505、第二定位卡槽，2506、粘接面。

具体实施方式

以下实施例仅为本发明的具体实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点一目了然，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，本发明的保护范围不受实施例所限。

参照图1和图2所示，本发明多线切割机包括主机10、冷却循环装置400、电控箱500、切割线6，其中主机10包括切割室1，储线室200，导线装置300。冷却循环装置400设置在主机1和电控箱500的中间，这样的设计可以缩短管路的长度，避免切削液和水在管路里过多的存留，同时使得相关动力装置，如泵的性能参数降低，满足功能的前提下降低了成本。电控箱500设置在冷却循环装置400的后方，更改电控箱500的位置，改设在冷却循环装置400的后方，使得电气维护更加方便，更利于控制系统电箱的集成化设计。主机10的切割室1设置在上部，储线室200设置在切割室1的下方，在切割室1和储线室200之间设置导线装置300。导线装置300设置在切割室1外，储线室200设置在切割室的下方优选为优选沿竖直方向的正下方。这里的“正下方”指的是“沿竖直方向的下方”，即储线室200布置在切割室1的下方。这种设计使得设备的占地面积有效减少，整机重量减轻。由于储线室200布置在切割室1的下方，在储线室200内的绕线辊筒与切割室1内的切割辊轮之间延伸的切割线路径可以有效减小,导线距离仅为之前的1/3。更短的导线距离有效的减小了系统中的振动，使得系统张力变得更容易控制。另外这种新型的结构的机座设计采用了矿物铸件，这种材质使得整机重量更轻，并且抗震性更好，由于此铸件的外表面光滑美观，不像传统的金属铸件表面有疏松和孔隙，使得大部分的机座基体表面可以直接裸露外，也使得外部的钣金防护罩的设计更加简单。在即储线室200和切割室1之间设计导线装置300，与现有的设计不同，垂直布局的导线装置300中的右侧导线装置7和左侧导线装置8设置在切割室1外，储线室200内，与切割室1分离开来，这样使得大部分切割线，导线装置及导线轮免受切割液、尘土和材料颗粒的不利影响。而且本发明采用的新型的上料板，材质及结构较现有的上料板有着更优越的快速脱胶性能，而且重量更轻，上料更方便。此发明在储线室200上设置全可视或半可视的储线区右侧折叠门16，储线区左侧折叠门29，使得在生产加工过程中，更易于观察和监控。

参照图2、图3和图5所示，主机10的机体是由起到支撑作用的机座床身23、设置在机座床身23内上部的切割区防护壳体4、设置在机座床身23下部的右侧储线室外壳和左侧储线室外壳构成；切割室1的底壁为储线室200的顶板，储线室200内中间设置的隔壁22将其分隔成彼此分离并排布置的右侧储线室2和左侧储线室3；隔壁22优选设置在切割室1的中心下方。隔壁22由金属、优选钢和/或由矿物铸件制成，隔壁22的厚度大小为至少4cm、优选至少7cm，和/或其中，右侧储线室2和左侧储线室3彼此可以相通或不通。右侧储线室2和左侧储线室3彼此相通时，右侧储线室2和左侧储线室3通过隔壁22中的至少一个开口彼此相通，隔壁22具有中空或型腔的结构。隔壁22是由金属和/或由矿物铸件制成。

切割区防护壳体4内为切割室1，用于支撑切割线6的右切割辊轮13和左切割辊轮14设置在切割室1内，上料板25、被加工工件26和移动滑鞍32设置在切割室1内，被加工工件26粘接在上料板25上，上料板25连同被加工工件一同固定在移动滑鞍32上，移动滑鞍32的位置设置在右切割辊轮13和左切割辊轮14之间的切割线处，并可进行上下运动。切割线6、右切割辊轮13和左切割辊轮14构成了切割区域5。切割线6是固定磨料线、优选为金刚石线。

上述的切割线6从右侧绕线辊筒总成11，依次通过右引线装置21和右侧导线装置7，引至切割室1内的右切割辊轮13和左切割辊轮14上，再由左引线装置27和左侧导线装置8引入储存多层线圈的左侧绕线辊筒总成12内，左侧绕线辊筒总成12设置在左侧储线室3内，右侧绕线辊筒总成11设置在右侧储线室2内。

左侧绕线辊筒总成12设置在左侧储线室3内，右侧绕线辊筒总成11设置在右侧储线室2内，左侧储线室3、右侧储线室2构成了储线室200。右侧绕线辊筒总成11可转动的安装于隔板22的一侧，优选通过螺钉可转动的安装于所述隔壁22上，左侧绕线辊筒总成12可转动的安装于隔壁22的另一侧，优选通过螺钉可转动的安装于隔壁22的另一侧。右侧导线装置7和左侧导线装置8的导线轮9对切割线6起到导向支撑和引导作用。并与现有多线切割机的导线轮设置方式相同，为本领域公知常识，不再详细描述。

参照图5所示，右侧绕线辊筒总成11由前端的右侧储线辊1101和后端的右侧绕线辊1102组成；左侧绕线辊筒总成12由前端的左侧储线辊1201和后端的左侧绕线辊1202组成。前端的储线辊1102用于至少暂时地将切割线储存为多层线圈，后端的绕线辊用于将当前在使用的切割线以非重叠线的形式暂时地接收，即单层布置的形式暂时存储。工作时，右侧绕线辊筒总成11上的切割线6，先由右侧储线辊1101缠绕至右侧绕线辊1102上，经过右侧导线装置7从右切割辊轮13中的一侧延伸至左切割辊轮14，再经由左侧导线装置8，绕回至左侧绕线辊筒总成12上，同样经由左侧绕线辊筒总成12的左侧绕线辊1202最后集中收集在左侧储线辊1201上，其中右侧绕线辊筒总成11和左侧绕线辊筒总成12的旋转轴线平行右切割辊轮13、左切割辊轮14的旋转轴线，并且右侧绕线辊筒总成11、左侧绕线辊筒总成12绕线辊筒总成可沿轴向方向从切割机主机10中拆卸下来。右侧绕线辊筒总成11与设置在右侧储线室2内的电机连接，左侧绕线辊筒总成12与设置在左侧储线室3内的电机连接。

上述的右侧绕线辊筒总成11的旋转轴线和左侧绕线辊筒总成12的旋转轴线优选平行于右切割辊轮13和左切割辊轮14的旋转轴线。

上述的左切割辊轮14、右切割辊轮13通过至少一个滚珠轴承可转动地安装于机座床身23上，左切割辊轮14、右切割辊轮13的主体由金属材料或强化聚合物制成，优选钢或铝材质制成，外面涂覆聚氨酯材料。

右侧储线室外壳30和左侧储线室外壳31的上部两侧分别开设有右侧操作口19和左侧操作口20，左侧导线装置8设置在左侧操作口20平面后方，右导线装置7设置在右侧操作口19平面后方；右侧绕线辊筒总成11能够通过所述右侧操作口19访问，左侧绕线辊筒总成12可以通过左侧操作口20访问。右侧操作口19、左侧操作口20为折叠的可开关视口，优选上下折叠的方式。

切割区防护壳体4是由右侧切割区升降门15、左侧切割区升降门28、以及固定板件构成，右侧切割区升降门15和左侧切割区升降门28可以分别通过固定在机座23上的两个直线导轨进行上下升降的动作。储线室200左侧下部设置有储线区右侧折叠门16和储线区左侧折叠门29，储线区右侧折叠门16和储线区左侧折叠门29一端通过折页或其他转动装置分别固定在右侧储线室外壳30和左侧储线室外壳31上，另一端为活动端，可以左右折叠打开或关闭。

右侧导线装置7的导线路径可以通过右侧操作口19；而另一侧左侧导线装置8的绕线路径可以通过左侧操作口20；这样右侧导线装置7和左侧导线装置8就在切割区域5的外部形成了切割用线导线排组。这样的设计使得大部分切割线6、右侧导线装置7、左侧导线装置8及导线轮9免受切割液、尘土和材料颗粒的不利影响。如图2可见，各个切割线路径未被任何障碍物隐藏，尤其是右侧导线装置7和左侧导线装置8的引导线路径可以通过相应的右侧操作口19、左侧操作口20进行操作引导，即同侧的切割辊与绕线辊筒总成均可通过右侧操作口19、左侧操作口20进行操作引导。

如图3所示，可移动密封胶条17安装于切割室1的切割区升降门15上，当切割区升降门15打开时，可移动密封胶条17与开设在切割区防护壳体4上的入线口18分离，当切割区门15关闭时，移动密封胶条17与入线口18接触，实现切割时1与储线室200的隔离。入线口18为左右各一个，分别设置在右引线装置21和左引线装置27位置处。

参照图2、图6和图7所示，本发明上料板25，由现有的不锈钢实心结构，更改为镂空结构设计，铝合金材质。上料板25包括板体2504和沿着板体2504长度方向通长开设的压紧槽2502，压紧槽2502开设在板体2504上端面的中间位置，压紧槽2502的横截面为倒t型结构。板体2504采用铝合金材质，沿着板体2504长度方向通长开设有第一定位卡槽2501和第二定位卡槽2505，第一定位卡槽2501和第二定位卡槽2505开设在板体2504上端面的两侧位置，第一定位卡槽2501的横截面为矩形，第二定位卡槽2505的横截面为梯形，沿着板体2504内部长度方向开设有通长的若干型腔2503，使得板体2504内部形成了多个空腔结构。如图7所示，型腔2503最佳为8条，每条型腔2503的横截面形状可以相同也可以不同。型腔3的形状和数量不能用于限定本发明的保护范围。各型腔2503之间的壁厚要满足上料板本身的机械强度和刚性要求。优选型腔壁厚3.5-6mm。本发明上料板采用挤压加工的方式进行加工。工作时将待加工工件粘接在板体2504的粘接面2506上，然后通过两个定位卡槽将上料板定位在设备移动部件滑鞍的固定位置，压紧槽2502中会安装的压紧装置将上料板与移动滑鞍压紧一体。其作用为将待加工工件与设备的下压部件连接成一体，进而完成工件的进给动作。采用此种结构的上料板25，其热交换接触面积大，加热速度快，脱胶消耗的能量少，提高了生产效率，降低了成本。

参照图8、图9和图10所示，导线轮9的结构如下：它包括主体轮毂901和边缘导槽902，主体轮毂901为塑料轮毂，主体轮毂901的圆周体上均布有加强筋904，在主体轮毂901的中心设有一个安装孔903，安装孔903用于安装固定，需要更换导线轮时，只需将连接螺钉，穿入主体轮毂901中心的安装孔903，旋转紧固即可；同样，拆卸时，只需用力拆卸螺丝，即可轻松的卸下导线轮。边缘导槽902采用v型槽结构，边缘导槽902为塑料或橡胶材质。边缘导槽902的最佳角度为100°，深度为1.2mm-1.3mm，厚度为3mm。主体轮毂1的直径为75-78mm。导线轮的尺寸小，由现有的直径160mm减小到80mm左右，重量更轻，由现有的0.06kg减少到0.03kg左右，重量减少一倍以上，转动惯性小，可以提高设备控制张力的精度，降低了设备断线情况发生的概率。为了增强轮毂强度并提高轮体的动平衡性能，在主体轮毂一侧圆周均布设计加强筋。如图2所示，在圆周范围内设计尺寸不同的加强筋数量为16个，由于中间安装孔尺寸并不是均匀的圆形，因此圆周的加强筋的尺寸根据安装孔的形状确定，此为本领域公知常识。为了保证整个轮毂在所有方向的重量均匀性，加强筋的尺寸虽略有不同，但其形状均为不规则的四边形，筋板厚度比轮毂厚度厚0.2mm。