金刚石线锯减振装置及其减振方法

本发明涉及一种减振装置，尤其涉及一种金刚石线锯减振装置及其减振方法。

背景技术：

1、随着线切割产业的发展，当下所能获得的产品质量已经无法满足硅片切割技术领域的要求。经研究发现，线锯振动是制约线切割产品表面质量的重要因素，所以为了进一步提升金刚石线锯切割的产品质量，需要控制金刚石线锯的振动，从而达到提升产品质量的目的。

2、控制线锯振动的前提是检测振动，而传统的振动传感器无法附着在往复运动的线锯上，就需要视觉识别技术来识别线锯的振动。用计算机视觉得出振动幅值图像，为线锯振动控制提供可靠的依据。现有技术(cn115082397a)公开了一种金刚石线锯横向振动测量的方法及装置，通过激振器在振动测量台架上的金刚石线锯两支承端施加给定的振动激励信号，使用工业相机采集金刚石线锯横向振动过程中各时刻图像，对采集到的图像进行预处理和遍历以获取各像素信息，并通过多次最小二乘法直线拟合获取线锯内径边界和中心坐标，最终得到金刚石线锯横向振动位移曲线。但现有技术无法做到对金刚石线锯的有效减振，减振效果差。

3、因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的第一目的提供一种减振效果好的金刚石线锯减振装置。

2、本发明的第二目的是提供一种金刚石线锯减振装置的减振方法。

3、技术方案：为实现以上目的，本发明公开了一种金刚石线锯减振装置，包括具有上横杆、斜杆和下横杆的z字形支架、位于上横杆端部的n字形托架、位于n字形托架上且呈z字形排布用于穿过金刚石线锯的n字形导轮、位于n字形托架上且用于吸收锯丝振动的前端弹簧、与上横杆相平行且与斜杆前侧相连的支撑壳体、位于支撑壳体内且水平设置的承载弹簧、竖直设置于上横杆下表面且端部抵接于承载弹簧上的弹簧细轴以及竖直设置于下横杆上表面且上端与斜杆后侧相连的锥形弹簧。

4、其中，支撑壳体中部开挖具有容纳承载弹簧形变的空间。

5、优选的，承载弹簧的上方固定有圆形端盖，弹簧细轴的下端嵌入圆形端盖内。

6、再者，锥形弹簧的上端通过连接板与斜杆的后侧相连。

7、进一步，锥形弹簧的锥度为25°～30°，锥形弹簧的大端与下横杆相连，锥形弹簧的小端与连接板相连。

8、优选的，n字形导轮包括2组斜向相对设置的导轮。

9、再者，下横杆的尾端具有配重块。

10、进一步，上横杆的前端设置有超声波振动块，该超声波振动块通过d/a转换器与上位机相连接，上位机与高速相机相连，该高速相机上安装有多个可投射激光至金刚石线锯上的激光点射灯。

11、优选的，高速相机的相机外壳上均布有若干个灯托架，每一激光点射灯通过螺栓固定于灯托架上。

12、本发明一种金刚石线锯减振装置的减振方法，包括如下步骤：

13、(1)储丝轮上的金刚石线锯穿过n字形导轮；

14、(2)启动激光点射灯，将激光点射灯投射到线锯上，线锯的聚光作用会产生光斑；

15、(3)当金刚石线锯切割产品时，通过高速相机收集摄光斑的运动图像，录制的运动图像传入上位机；

16、(4)上位机中的视觉识别模块读入运动图像，框选出目标区域，用最大熵分割法将背景与目标物体分割；

17、(5)上位机使用阈值分割法减少运动图像中背景噪音；

18、(6)上位机框选出识别目标即光斑的所在区域；

19、(7)上位机用质心识别算法每一帧的光斑，得出质心坐标；

20、(8)将光斑的坐质心坐标串联成坐标图像，即可得到锯丝振动图像，再计算得到锯丝振动频率和幅值；

21、(9)将上位机处理好的线锯振动频率值与预先设定的振动频率作对比，随后输出数字模拟量经d/a转换器转换后输出电流至超声波振动块，控制超声波振动块振动，振动传导到n字形导轮上，抵消促使锯丝振动的外在功。

22、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明当锯丝振动产生时，前端弹簧为第一重减振装置，利用弹簧的弹力吸收锯丝传递来的振动；经过第一重减振后的振动传递到z字形支架中间部位时，弹簧细轴因其弹性则吸收振动的动能，而承载弹簧充当了减振阻尼，二者配合形成了作为第二重减振，能够进一步削弱振动的能量；经历二重减振后的振动，传递到锥形弹簧时，锥形弹簧作为第三重减振装置，其弹簧圈径为由小到大，层层叠加，再加上其自身弹性，加强了吸收振动和冲击能量的作用，再次削弱振动的能量；本发明利用视觉识别技术进行线锯振动检测，准确识别锯丝的振动频率幅值，根据线锯振动频率幅值控制超声波振动块振动，进一步抵消促使锯丝振动的外在功，降低线锯振动。

技术特征：

1.一种金刚石线锯减振装置，其特征在于：包括具有上横杆(101)、斜杆(102)和下横杆(103)的z字形支架(1)、位于上横杆端部的n字形托架(2)、位于n字形托架上且呈z字形排布用于穿过金刚石线锯的n字形导轮(3)、位于n字形托架上且用于吸收锯丝振动的前端弹簧(4)、与上横杆相平行且与斜杆前侧相连的支撑壳体(5)、位于支撑壳体内且水平设置的承载弹簧(6)、竖直设置于上横杆下表面且端部抵接于承载弹簧上的弹簧细轴(7)以及竖直设置于下横杆上表面且上端与斜杆后侧相连的锥形弹簧(8)。

2.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述支撑壳体(5)中部开挖具有容纳承载弹簧形变的空间。

3.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述承载弹簧(6)的上方固定有圆形端盖(9)，弹簧细轴(7)的下端嵌入圆形端盖(9)内。

4.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述锥形弹簧(8)的上端通过连接板(10)与斜杆(102)的后侧相连。

5.根据权利要求4所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述锥形弹簧(8)的锥度为25°～30°，锥形弹簧(8)的大端与下横杆(103)相连，锥形弹簧(8)的小端与连接板(10)相连。

6.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述n字形导轮(3)包括2组斜向相对设置的导轮。

7.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述下横杆(103)的尾端具有配重块(104)。

8.根据权利要求1所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述上横杆(101)的前端设置有超声波振动块(11)，该超声波振动块(11)通过d/a转换器(12)与上位机(13)相连接，上位机(13)与高速相机(14)相连，该高速相机(14)上安装有多个可投射激光至金刚石线锯上的激光点射灯(15)。

9.根据权利要求8所述的金刚石线锯振动控制装置，其特征在于：所述高速相机(14)的相机外壳上均布有若干个灯托架(16)，每一激光点射灯(15)通过螺栓固定于灯托架(16)上。

10.一种根据权利要求8或9任一所述的金刚石线锯减振装置的减振方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种金刚石线锯减振装置及其减振方法，包括具有上横杆、斜杆和下横杆的Z字形支架、位于上横杆端部的N字形托架、位于N字形托架上且呈Z字形排布用于穿过金刚石线锯的N字形导轮、位于N字形托架上且用于吸收锯丝振动的前端弹簧、与上横杆相平行且与斜杆前侧相连的支撑壳体、位于支撑壳体内且水平设置的承载弹簧、竖直设置于上横杆下表面且端部抵接于承载弹簧上的弹簧细轴以及竖直设置于下横杆上表面且上端与斜杆后侧相连的锥形弹簧。本发明利用三级减振结构实现了金刚石线锯的有效减振。

技术研发人员：赵礼刚,王天旭,刘宏西,左雪,李宏,张浩傑
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12