专利名称：金刚线开方机的张力调整机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多线切割技术，特别是涉及一种金刚线开方机的张力调整机构。
背景技术：
线切割技术是目前世界上比较先进的硅片加工技术，它的原理是通过一根高速运 动的钢线带动附着在钢线上的切割刃料对半导体等硬脆材料进行摩擦，从而达到切割目 的。线切割技术与传统的刀锯片、砂轮片及内圆切割相比有具有效率高，产能高，精度高等 优点。在对工件的切割过程中，钢线通过十几个导线轮的引导，在主线辊上形成一张线 网，而待加工工件通过工作台的上升下降实现工件的进给，并在压力泵在的作用下，装配在 设备上的研磨剂自动喷洒装置将研磨剂喷洒至钢线和工件的切削部位，由钢线带动研磨剂 往复运动，利用研磨砂对工件产生切削，以将半导体等硬脆材料一次同时切割为数百片，在 上述的作业中，钢线的作用举足轻重，但即便最好的钢线，其延伸度及耐磨度也是有限度 的，也就是说钢线在带动研磨剂往复运动中会逐渐变细，直至最终被拉断。在现有技术中，常见的线切割设备(机床)都会设计钢线张力补偿机构，请参阅 图1，图1显示为现有技术的线切割设备中钢线张力补偿机构示意图，如图所示，所述钢线 张力补偿机构包括设置于机架10上的张力板11，设置在张力板11上的切割轮12、导线轮 13、张紧轮14，钢线15缠绕于所述切割轮12、导线轮13、张紧轮14之间，于所述张力板11 上还设置有一用于牵引该张紧轮14的气弹簧16以及用于感测所述钢线15的张力以驱动 该气动伸缩件16(例如气缸或气弹簧等)的位移传感器17。于切割过程中，当位移传感器 17感测到缠绕于所述张紧轮14上的钢线15产生的张力发生变化的时候，会驱使所述气动 伸缩件16拉动所述张紧轮14于水平方向(如图示中箭头所示的方向)运动，进而达到调 节的效果以补偿了该张力的变化。但由于该张力补偿机构中采用气动伸缩件作为吸收张力的驱动元件，而气动伸缩 件本身又具有弹性伸缩的性能，在实际的切割过程中由于钢线的张力是不断变化的，比如 切割过程中由于补偿张力的结果导致钢线的张力变大时，该气动伸缩件会释放钢线而导致 钢线松弛，进而不利于切割作业；再者，现有技术的切割设备中的同一侧的切割轮都设置于 同一切割辊上，而在切割中由于钢线对切割轮有不同的磨损程度往往导致各切割轮的周长 不等的发生变化，而产生的结果是往复缠绕于各切割轮上的钢线张力各不相同，进而导致 位于所述切割轮与导线轮之间的位移传感器不能精确的感测到实际的张力变化值，即所述气 动伸缩件则不能得到准确的张力信号而及时将产生的张力吸收，所以仍不利于切割作业。所以，如何提供一种多线切割设备的张力补偿装置，以避免以上所述的缺点，实为 相关领域之业者目前亟待解决的问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金刚线开方机的张力调整机构，以避免现有技术中采用气动伸缩件作为吸收张力的驱动元件而衍生的张力补偿 不足与不及时等问题。本发明的另一目的在于提供一种金刚线开方机的张力调整机构，以避免现有技术 中张力补偿机构设置于切割轮与导线轮之间而产生的张力感测不精确，进而不利于切割作 业等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种金刚线开方机的张力调整机 构，应用于具有贮丝筒、单层缠绕在所述贮丝筒上的金刚线、以及对所述金刚线进行导向的 第一导向轮及第二导向轮的金刚线开方机上，其特征在于，所述张力调整机构至少包括张 紧轮，张力传感器，伺服电机以及丝杆。其中，所述张紧轮设置于所述第一导向轮及第二导 向轮之间，用于牵引所述第一导向轮及第二导向轮之间的金刚线；所述张力传感器设置于 所述张紧轮上，不断感测所述张紧轮上金刚线的张力值，并于该张力值小于预设值时发出 驱动信号；所述伺服电机电性连接所述张力传感器，用于接收到所述张力传感器发出的驱 动信号后开始工作；所述丝杆一端连接所述张紧轮，另一端连接所述伺服电机，并于伺服电 机工作时牵引所述张紧轮进行单向位移，以调整所述金刚线的张力。在本发明的金刚线开方机的张力调整机构还包括一滑轨，所述滑轨设置于所述伺 服电机与张紧轮之间，用以当所述丝杆牵引所述张紧轮时，使所述张紧轮于所述滑轨上滑 行。所述伺服电机具有一转轴，所述丝杆轴接于所述伺服电机的转轴上；当所述张力传感器 第一次感测金刚线张力的时候，所述张力传感器感测的预设值为张力初始值，于切割作业 过程中，所述张力传感器感测的张力值为当前的张力值，所述张力传感器感测的预设值为 上一时刻的张力值。所述第一导向轮临近所述贮丝筒如上所述，本发明的金刚线开方机的张力调整机构采用张力传感器配合伺服电机 带动丝杆进行单向牵引张紧轮，而避免了现有技术中采用气动伸缩件作为吸收张力的驱动 元件而衍生的张力补偿不足与不及时等问题；再者，本发明的金刚线开方机的张力调整机 构设置于临近所述贮丝筒的一侧，更能精确地感测到金刚线的张力变化，而避免了现有技 术中张力补偿机构设置于切割轮与导线轮之间而产生的张力感测不精确，与现有技术相 比，本发明的张力调整机构更具精确性和及时性，进而提高被切割产品合格率也提高了设 备的运行效率。
图1显示为现有技术的线切割设备中钢线张力补偿机构示意图。图2显示为本发明的金刚线开方机的张力调整机构简化示意图。图3显示为本发明的金刚线开方机的张力调整机构的张力调整示意图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在不背离本 发明的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图2，图2显示为本发明的金刚线开方机的张力调整机构简化示意图；需要说明的是，图式中均为简化的示意图式，而仅以示意的方式说明本发明的基本构想，遂图式 中仅显示与本发明涉及的金刚线开方机中的有关组件而非按照实际实施时的组件数目、形 状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布 局型态也可能更为复杂。如图所示，本发明提供一种金刚线开方机的张力调整机构，应用于具有贮丝筒20、 金刚线21、以及第一导向轮22、第二导向轮23及多个第三导向轮四的金刚线开方机上，于 本实施例中，所述贮丝筒20轴接有用于驱动所述贮丝筒20于正向或逆向旋转的电机(未 图示)，所述金刚线21单层缠绕于所述贮丝筒20上，为保证缠绕于贮丝筒20上的金刚线 21之间不至于相互接触、摩擦而导致其表层上的金刚砂损耗。所述第一导向轮22、第二导 向轮23及多个第三导向轮四对所述金刚线21进行导向进而有利于形成切割网。所述张 力调整机构至少包括张紧轮24，张力传感器25，伺服电机沈以及丝杆27。所述张紧轮M设置于所述第一导向轮22及第二导向轮23之间，用于牵引所述第 一导向轮22及第二导向轮23之间的金刚线21 ；具体的，所述第一导向轮22临近所述贮丝 筒20，所述金刚线21自所述贮丝筒20依次经过第一导向轮22、张紧轮对、第二导向轮23、 以及第三导向轮四最后再经由该金刚线开方机上的其他构件形成切割网。所述张力传感器25设置于所述张紧轮M上，不断感测所述张紧轮M上金刚线 21的张力值，并于该张力值小于预设值时发出驱动信号；于本实施例中，当所述张力传感 器25第一次感测金刚线21张力的时候，所述张力传感器25感测的预设值为张力初始值， 于切割作业过程中，所述张力传感器25感测的张力值为当前的张力值，此时，所述张力传 感器感测25的预设值为上一时刻的张力值。例如，我们暂设定张力初始值为50N，既所述张力传感器25感测的预设值为50N， 在进行切割作业的时候，由于张力的变化，所述张力传感器25感测到的当前的张力值为 45N，此时，所述张力传感器25会将为50N预设值和为45N的当前张力值进行比较，比较结 果是50N < 45N，所述张力传感器25将会发出驱动信号。相反的情况是，如果由于张力的变化，所述张力传感器25感测到的当前的张力值 为55N，此时，所述张力传感器25也会将为50N预设值和为55N的当前张力值进行比较，比 较结果是^N > 50N，所述张力传感器25则不会发出驱动信号。再一种情况是，所述张力传感器25感测到的当前的张力值为50N，此时，所述张力 传感器25也会将为50N预设值和为50N的当前张力值进行比较，比较结果是50N = 50N，所 述张力传感器25也不会发出驱动信号。所述伺服电机沈电性连接所述张力传感器25，用于接收到所述张力传感器25发 出的驱动信号后开始工作。所述丝杆27 —端连接所述张紧轮M，另一端连接所述伺服电机沈，并于伺服电机 25工作时牵引所述张紧轮对进行单向位移，以调整所述金刚线21的张力。于本实施例中， 所述伺服电机26具有一转轴沈1，所述丝杆27轴接于所述伺服电机沈的转轴261上，当所 述伺服电机26开始工作时，其转轴261旋转进而带动所述丝杆27旋转。需要指明的是，所述张紧轮M上具有一丝套(未图示)，所述丝杆27 —端连接在 所述张紧轮M的丝套，当所述丝杆27在该丝套内进行旋转时，将会带动所述张紧轮M进 行直线位移。
于本实施例中，在本发明的金刚线开方机的张力调整机构还包括一滑轨观，所述 滑轨观设置于所述伺服电机沈与张紧轮M之间，用以当所述丝杆27牵引所述张紧轮M 时，使所述张紧轮M于所述滑轨观上滑行，进而确保所述张紧轮M进行直线位移。呈如 图3所示，图3显示为本发明的金刚线开方机的张力调整机构的张力调整示意图。综上所述，本发明的金刚线开方机的张力调整机构采用张力传感器配合伺服电机 带动丝杆进行单向牵引张紧轮，而避免了现有技术中采用气动伸缩件作为吸收张力的驱动 元件而衍生的张力补偿不足与不及时等问题；再者，本发明的金刚线开方机的张力调整机 构设置于临近所述贮丝筒的一侧，更能精确地感测到金刚线的张力变化，而避免了现有技 术中张力补偿机构设置于切割轮与导线轮之间而产生的张力感测不精确，与现有技术相 比，本发明的张力调整机构更具精确性和及时性，进而提高被切割产品合格率也提高了设 备的运行效率，故而本发明的张力调整机构有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产 业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 习此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种金刚线开方机的张力调整机构，应用于具有贮丝筒、单层缠绕在所述贮丝筒上 的金刚线、以及对所述金刚线进行导向的第一导向轮及第二导向轮的金刚线开方机上，其 特征在于，所述张力调整机构至少包括张紧轮，设置于所述第一导向轮及第二导向轮之间，用于牵引所述第一导向轮及第二 导向轮之间的金刚线；张力传感器，设置于所述张紧轮上，不断感测所述张紧轮上金刚线的张力值，并于该张 力值小于预设值时发出驱动信号；伺服电机，电性连接所述张力传感器，用于接收到所述张力传感器发出的驱动信号后 开始工作；以及丝杆，一端连接所述张紧轮，另一端连接所述伺服电机，并于伺服电机工作时牵引所述 张紧轮进行单向位移，以调整所述金刚线的张力。
2.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述张力调整机 构还包括一滑轨。
3.如权利要求2所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述滑轨设置于 所述伺服电机与张紧轮之间，用以当所述丝杆牵引所述张紧轮时，使所述张紧轮于所述滑 轨上滑行。
4.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述伺服电机具有一转轴。
5.如权利要求4所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述丝杆轴接于 所述伺服电机的转轴上。
6.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于当所述张力传感 器第一次感测金刚线张力的时候，所述张力传感器感测的张力值为当前的张力值。
7.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于于切割作业过程 中，所述张力传感器感测的预设值为张力初始值。
8.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述张力传感器 感测的预设值为上一时刻的张力值。
9.如权利要求1所述的金刚线开方机的张力调整机构，其特征在于所述第一导向轮 临近所述贮丝筒。
全文摘要
本发明提供一种金刚线开方机的张力调整机构，应用于具有贮丝筒、金刚线、第一导向轮及第二导向轮的金刚线开方机上，其至少包括用于牵引所述第一导向轮及第二导向轮之间金刚线的张紧轮；设置于所述张紧轮上并不断感测金刚线的张力值的张力传感器；电性连接所述张力传感器，用于接收到张力传感器发出的驱动信号后开始工作的伺服电机；一端连接所述张紧轮另一端连接所述伺服电机的丝杆，当伺服电机工作时藉由该丝杆牵引所述张紧轮进行单向位移以调整所述金刚线的张力，进而避免了现有技术中张力补偿机构的张力补偿不足、补偿不及时、以及张力感测不精确，进而不利于切割作业等问题。
文档编号B24B27/06GK102079062SQ20091019938
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者卢建伟 申请人:上海日进机床有限公司