切片机的调节方法与流程

1.本技术涉及硅片加工技术领域，特别是涉及一种切片机的调节方法。


背景技术：

2.通常，切片机通过升降机构带动硅棒朝向金刚线移动，以使金刚线将硅棒切割成硅片，并且，多列金刚线组成的线网受到硅棒的压力作用后会变形成弓形。进一步地，如果金刚线变形程度过大，则会引起线网整体波动，进而导致金刚线的张力不稳，甚至引起金刚线断线或导致硅片的良率下降等诸多问题。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种切片机的调节方法，该切片机的调节方法能够降低金刚线的形变程度，且确保切片机的切割效率。
4.本技术提供的切片机的调节方法，包括以下步骤：测量升降机构相对金刚线的进刀量对应升降电机的电流值或者对应主轴电机的电流值，并建立金刚线的进刀量对应升降电机的电流值或者主轴电机的电流值的第一函数关系式。根据第一函数关系式，调整升降电机的转速值，以使升降电机的电流值或者主轴电机的电流值满足以下条件，当升降电机的电流值大于第一预设范围值，或者主轴电机的电流值大于第二预设范围值时，降低升降电机的转速值，以使升降电机的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内，当升降电机的电流值小于第一预设范围值时，或者主轴电机的电流值小于第二预设范围值时，提高升降电机的转速值，以使升降电机的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。建立金刚线的进刀量对应升降电机的转速值的第二函数关系式，根据第二函数关系式，调节不同进刀位置时，对应升降电机的转速值大小，以使升降电机的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。
5.在其中一个实施例中，切片机的调节方法还包括以下步骤：根据第一函数关系式，调节主轴电机的转速值，当升降电机的电流值大于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值大于第二预设范围值时，提高主轴电机的转速值，以使升降电机的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。当升降电机的电流值小于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值小于第二预设范围值时，降低主轴电机的转速值，以使升降电机的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。
6.在其中一个实施例中，升降电机电连接连接第一变频器，通过调节第一变频器的频率值控制升降电机的转速值。
7.在其中一个实施例中，主轴电机电连接连接第二变频器，通过调节第二变频器的频率值控制主轴电机的转速值。
8.在其中一个实施例中，通过第一万用表测量升降电机的电流值；
9.在其中一个实施例中，通过第二万用表测量主轴电机的电流值。
10.在其中一个实施例中，切片机还设有报警器，报警器分别电连接用于测量升降电机的电流值的第一万用表和升降电机，当升降电机的电流值大于第一预设范围值时，第一万用表能够向报警器传输信号，且报警器能够发出警报并控制升降电机停止工作。
11.在其中一个实施例中，通过位移传感器测量金刚线的进刀量。
12.在其中一个实施例中，设置多个金刚线的进刀量位置测量点，以通过进刀位置测量点测量金刚线的进刀位置，且相连进刀位置测量点的距离相等。
13.在其中一个实施例中，还包括以下步骤：切割前，根据切割时间或者升降机构相对金刚线的进刀量将切片机的切割过程分为多段，记录每段切割过程中，升降电机的电流值大于第一预设范围值前的切片机的切割持续时间t1，以及，主轴电机的电流值大于第二预设范围值前的切片机的切割持续时间t2，并取t1和t2中的较小值。开始切割时，利用控制系统判断切割机处于第几段切割过程，并且，控制系统实时检测升降电机的电流值、升降电机的转速值、主轴电机的电流值和主轴电机的转速值，当控制系统检测到升降电机的电流变化、升降电机的转速变化、主轴电机的电流变化和主轴电机的转速变化和历史数据中升降电机的电流值大于第一预设范围值前的变化数据或者历史数据中主轴的电流值大于第二预设范围值前的变化数据一致时，在切片机到达切割持续时间t1或者t2之前，控制升降电机的升降速度降低5％-10％，或者控制主轴电机的转速提高5％-10％。如果升降电机的电流值继续大于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值继续大于第二预设范围值，则将控制系统在上述开始切割后的调节过程记录在错误调节数据库中，当控制系统检测到升降电机的电流变化、升降电机的转速变化、主轴电机的电流变化和主轴电机的转速变化和历史数据中升降电机的电流值大于第一预设范围值前的变化数据或者历史数据中主轴的电流值大于第二预设范围值前的变化数据一致时，控制系统调用对应的错误调节数据库，并基于错误调节数据库的数据，控制升降电机的升降速度降低10％-15％，或者控制主轴电机的转速提高10％-15％。如果升降电机的电流值始终保持小于或等于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值始终保持小于或等于第二预设范围值，则本次调节的数据记录在正确调节数据库中。
14.在其中一个实施例中，基于每段切割过程中的升降电机的电流波动图或者主轴电机的电流波动图，设定电流调节系数t满足，α≤t≤β，进一步设定升降电机的电流值为每段切割过程中的升降电机的电流平均值乘以电流调节系数t，并且，设定主轴电机的电流值为每段切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t。当在预设时间内，升降电机的电流值始终低于切割过程中的升降电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值，则逐渐提高升降电机的转速，以使升降电机的电流值大于或等于切割过程中的升降电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值。或者，当在预设时间内，主轴电机的电流值始终低于切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值，则逐渐提高主轴电机的转速，以使主轴电机的电流值大于或等于切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值。
15.在其中一个实施例中，测量升降机构相对金刚线的进刀量和对应金刚线的形变量，并建立金刚线的进刀量和金刚线的形变量的第五函数关系式。根据第五函数关系式和第二函数关系式，得到，金刚线的进刀量和升降电机的电流值的第一函数关系式。
16.与现有技术相比，本技术提供的切片机的调节方法，当金刚线900的形变量增大时，升降机构800受到的阻力增大，进而升降电机400对应的输出功率增大，并且，升降电机400的电流值和升降电机400的输出功率呈正相关，因此，升降电机400的电流值也越大，也即，金刚线900的形变量和升降电机400的电流值呈正相关。同样的，当金刚线900的形变量增大时，金刚线900和升降机构800之间的摩擦力增大，进而主轴电机对应的输出功率也增大，并且，主轴电机的电流值和主轴电机的输出功率呈正相关，因此，主轴电机的电流值也越大，也即，金刚线900的形变量和主轴电机的电流值呈正相关。因此，由以上可知，可通过测量升降电机400的电流值或者主轴电机的电流值间接获取金刚线900的形变量。并且，相比于直接测量金刚线900的形变量，测量升降电机400的电流值或者主轴电机的电流值的难度更小，从而大大降低了切片机的调节难度。进一步地，当金刚线900的形变量大于第一预设范围值时，降低升降电机400的转速值，可减小升降机构800的升降速度，进而减小升降机构800对金刚线900的作用力，如此，能够使金刚线900的形变量减小。当金刚线900的形变量处于第一预设范围值时，可确保金刚线900不会因为形变程度过大，引起线网整体波动，进而可避免金刚线900断线以及提高硅片的良率。进一步地，当金刚线900的形变量小于第一预设范围值时，提高升降电机400的转速值，可提高升降机构800的升降速度，如此，能够提高硅片的切割效率。进一步地，通过建立金刚线900的进刀量对应升降电机400的转速值的第二函数关系式，大大降低了切片机的调节难度。综上可知，本技术提供的切片机的调节方法，不仅能够有效降低金刚线900的形变程度，且能够确保切片机的切割效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本技术提供的一实施例的切片机的剖视图。
19.附图标记：100、位移传感器；110、移动部；120、固定部；200、机架；300、电机座；400、升降电机；500、联轴器；600、丝杆；700、硅棒；710、晶托；800、升降机构；900、金刚线。
具体实施方式
20.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
22.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等
术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
23.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.通常，切片机通过升降机构带动硅棒朝向金刚线移动，以使金刚线将硅棒切割成硅片，并且，多列金刚线组成的线网受到硅棒的压力作用后会变形成弓形。进一步地，如果金刚线变形程度过大，则会引起线网整体波动，进而导致金刚线的张力不稳，甚至引起金刚线断线或导致硅片的良率下降等诸多问题。
27.请参阅图1，为了降低金刚线900的形变程度，且确保切片机的切割效率，本技术提供一种切片机的调节方法，该切片机的调节方法包括以下步骤：
28.测量升降机构800相对金刚线900的进刀量对应升降电机400的电流值或者对应主轴电机的电流值，并建立金刚线900的进刀量对应升降电机400的电流值或者对应主轴电机的电流值的第一函数关系式；
29.根据第一函数关系式，调整升降电机400的转速值，以使升降电机400的电流值或者主轴电机的电流值满足以下条件，当升降电机400的电流值大于第一预设范围值，或者主轴电机的电流值大于第二预设范围值时，降低升降电机400的转速值，以使升降电机400的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内，当升降电机400的电流值小于第一预设范围值时，或者主轴电机的电流值小于第二预设范围值时，提高升降电机400的转速值，以使升降电机400的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内；
30.建立金刚线900的进刀量对应升降电机400的转速值的第二函数关系式，根据第二函数关系式，调节不同进刀位置时，对应升降电机400的转速值大小，以使升降电机400的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。
31.需要说明的是，第一预设范围值和第二预设范围值是一个预先设定的范围值。
32.可以理解的是，当金刚线900的形变量增大时，升降机构800受到的阻力增大，进而
升降电机400对应的输出功率增大，并且，升降电机400的电流值和升降电机400的输出功率呈正相关，因此，升降电机400的电流值也越大，也即，金刚线900的形变量和升降电机400的电流值呈正相关。同样的，当金刚线900的形变量增大时，金刚线900和升降机构800之间的摩擦力增大，进而主轴电机对应的输出功率也增大，并且，主轴电机的电流值和主轴电机的输出功率呈正相关，因此，主轴电机的电流值也越大，也即，金刚线900的形变量和主轴电机的电流值呈正相关。
33.因此，由以上可知，可通过测量升降电机400的电流值或者主轴电机的电流值间接获取金刚线900的形变量。并且，相比于直接测量金刚线900的形变量，测量升降电机400的电流值或者主轴电机的电流值的难度更小，从而大大降低了切片机的调节难度。
34.进一步地，当金刚线900的形变量大于第一预设范围值时，降低升降电机400的转速值，可减小升降机构800的升降速度，进而减小升降机构800对金刚线900的作用力，如此，能够使金刚线900的形变量减小。当金刚线900的形变量处于第一预设范围值时，可确保金刚线900不会因为形变程度过大，引起线网整体波动，进而可避免金刚线900断线以及提高硅片的良率。进一步地，当金刚线900的形变量小于第一预设范围值时，提高升降电机400的转速值，可提高升降机构800的升降速度，如此，能够提高硅片的切割效率。
35.进一步地，通过建立金刚线900的进刀量对应升降电机400的转速值的第二函数关系式，大大降低了切片机的调节难度。
36.综上可知，本技术提供的切片机的调节方法，不仅能够有效降低金刚线900的形变程度，且能够确保切片机的切割效率。
37.但不限于此，在一实施例中，还可以测量升降机构800相对金刚线900的进刀量和对应金刚线900的形变量，并建立金刚线900的进刀量和金刚线900的形变量的第五函数关系式。根据第五函数关系式和第二函数关系式，得到，金刚线900的进刀量和升降电机400的电流值的第一函数关系式。
38.在一实施例中，升降电机400电连接连接第一变频器(图未示)，通过调节第一变频器的频率值控制升降电机400的转速值。
39.同样地，在一实施例中，主轴电机电连接连接第二变频器(图未示)，通过调节第二变频器的频率值控制主轴电机的转速值。
40.在一实施例中，通过第一万用表(图未示)测量升降电机400的电流值。如此，大大降低了升降电机400电流值的测量难度，提高了切片机的调节方法调节效率。
41.进一步地，在一实施例中，切片机还设有报警器(图未示)，报警器分别电连接用于测量升降电机400的电流值的第一万用表和升降电机400，当升降电机400的电流值大于第一预设范围值时，第一万用表能够向报警器传输信号，且报警器能够发出警报并控制升降电机400停止工作。如此，能够有效避免金刚线900形变量过大导致金刚线900发生断裂的情况。
42.但不限于此，在另一实施例中，通过第二万用表(图未示)测量主轴电机的电流值。如此，大大降低了主轴电机电流值的测量难度，提高了切片机的调节方法调节效率。
43.进一步地，报警器分别电连接用于测量主轴电机的电流值的第二万用表和主轴电机，当主轴电机的电流值大于第二预设范围值时，第二万用表能够向报警器传输信号，且报警器能够发出警报并控制主轴电机停止工作。如此，也能够有效避免金刚线900形变量过大
导致金刚线900发生断裂的情况。
44.在一实施例中，如图1所示，通过位移传感器100测量金刚线900的进刀量。具体地，位移传感器100包括移动部110和固定部120，移动部110连接于升降机构800，且移动部110能够跟随升降机构800同步移动，固定部120连接于用于安装升降机构800和升降电机400的机架200上，固定部120能够接收移动部110传输的信号，以测量升降机构800的位移量，进而得到金刚线900的进刀量。
45.但不限于此，在其他实施例中，还可以通过直接测量金刚线900在硅棒700内的进线深度来得到金刚线900的进刀量。如此，金刚线900进刀量的测量精度更高。
46.具体地，位移传感器100包括光电式位移传感器、电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器和霍尔式位移传感器一种或多种。但不限于此，在此不一一列举。
47.为了提高切片机调节方法的调节精度，在一实施例中，设置多个金刚线900的进刀量位置测量点，以通过进刀位置测量点测量金刚线900的进刀位置，且相连进刀位置测量点的距离相等。
48.进一步地，在一实施例中，切片机的调节方法还包括以下步骤：根据第一函数关系式，调节主轴电机的转速值，当升降电机400的电流值大于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值大于第二预设范围值时，提高主轴电机的转速值，以使升降电机400的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。当升降电机400的电流值小于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值小于第二预设范围值时，降低主轴电机的转速值，以使升降电机400的电流值处于第一预设范围值内，或者，以使主轴电机的电流值处于第二预设范围值内。
49.当金刚线900的形变量大于第一预设范围值时，增大主轴电机的转速值，可增大金刚线900的切割速度，从而增大金刚线900对硅棒700的切割深度，进而减小金刚线900的形变量。进一步地，当金刚线900的形变量小于第一预设范围值时，可减小主轴电机的转速值。
50.进一步地，在一实施例中，切片机的调节方法，还包括以下步骤：
51.切割前，根据切割时间或者升降机构800相对金刚线900的进刀量将切片机的切割过程分为多段，记录每段切割过程中，升降电机400的电流值大于第一预设范围值前的切片机的切割持续时间t1，以及，主轴电机的电流值大于第二预设范围值前的切片机的切割持续时间t2，并取t1和t2中的较小值；
52.开始切割时，利用控制系统判断切割机处于第几段切割过程，并且，控制系统实时检测升降电机400的电流值、升降电机400的转速值、主轴电机的电流值和主轴电机的转速值，当控制系统检测到升降电机400的电流变化、升降电机400的转速变化、主轴电机的电流变化和主轴电机的转速变化和历史数据中升降电机400的电流值大于第一预设范围值前的变化数据或者历史数据中主轴的电流值大于第二预设范围值前的变化数据一致时，在切片机到达切割持续时间t1或者t2之前，控制升降电机400的升降速度降低5％-10％，或者控制主轴电机的转速提高5％-10％；
53.如果升降电机400的电流值继续大于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值继续大于第二预设范围值，则将控制系统在上述开始切割后的调节过程记录在错误调节数据库中，当控制系统检测到升降电机400的电流变化、升降电机400的转速变化、主轴电机的电
流变化和主轴电机的转速变化和历史数据中升降电机400的电流值大于第一预设范围值前的变化数据或者历史数据中主轴的电流值大于第二预设范围值前的变化数据一致时，控制系统调用对应的错误调节数据库，并基于错误调节数据库的数据，控制升降电机400的升降速度降低10％-15％，或者控制主轴电机的转速提高10％-15％；
54.如果升降电机400的电流值始终保持小于或等于第一预设范围值，或者，主轴电机的电流值始终保持小于或等于第二预设范围值，则本次调节的数据记录在正确调节数据库中。
55.如此，可使切片机的控制系统不断对切片机的调节幅度进行修正，以使升降电机400的转速值或者主轴电机的转速值达到最优的区间。
56.进一步地，在一实施例中，切片机的调节方法还可以包括以下步骤，基于每段切割过程中的升降电机400的电流波动图或者主轴电机的电流波动图，设定电流调节系数t满足，α≤t≤β，进一步设定升降电机400的电流值为每段切割过程中的升降电机400的电流平均值乘以电流调节系数t，并且，设定主轴电机的电流值为每段切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t；
57.当在预设时间内，升降电机400的电流值始终低于切割过程中的升降电机400的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值，则逐渐提高升降电机400的转速，以使升降电机400的电流值大于或等于切割过程中的升降电机400的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值，
58.或者，当在预设时间内，主轴电机的电流值始终低于切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值，则逐渐提高主轴电机的转速，以使主轴电机的电流值大于或等于切割过程中的主轴电机的电流平均值乘以电流调节系数t之后的设定值。
59.如此，可避免切片机进行低效切割，从而提高切片机的切割效率。
60.具体地，下面对切片机的具体结构进行阐述，在一实施例中，如图1所示，切片机包括机架200，机架200上安装有电机座300，升降电机400通过联轴器500安装于电机座300，且升降电机400通过丝杆600连接升降机构800，硅棒700通过晶托710粘接于升降机构800远离升降电机400的一端，金刚线900设于硅棒700背离晶托710的一端，且相对设置的两个主轴电机能够驱动多根并列设置的金刚线900围绕主轴转动。
61.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的专利保护范围应以所附权利要求为准。