一種導(dǎo)輪開(kāi)槽成型磨床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)輪開(kāi)槽成型磨床。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，磨削技術(shù)已經(jīng)非常成熟，廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械加工，但是仿形磨床，特別是大尺寸、微結(jié)構(gòu)成形磨床尚未應(yīng)用，尤其在多線切割領(lǐng)域，切割鋼線的導(dǎo)線槽仍然需要逐條加工。
[0003]多線切割技術(shù)廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏、LED、半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域，是目前切割太陽(yáng)能硅片、LED藍(lán)寶石襯底、半導(dǎo)體硅片(晶片)、磁石、陶瓷等非導(dǎo)電材料的最佳方法。尤其在半導(dǎo)體和光伏制造領(lǐng)域，多線切割技術(shù)已經(jīng)取代內(nèi)圓切割技術(shù)成為晶片和太陽(yáng)能硅片規(guī)模化生產(chǎn)中的主流技術(shù)，其具有效率高、切口小、產(chǎn)品質(zhì)量人為因素少等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]帶有導(dǎo)線槽的導(dǎo)輪是多線切割機(jī)關(guān)鍵零件之一，它的制造精度直接決定了晶片的切割質(zhì)量。在導(dǎo)輪基體上涂覆聚氨酯材料，在聚氨酯材料上加工導(dǎo)線槽是多線切割用導(dǎo)輪的主流技術(shù)，導(dǎo)線槽可以使切割線均勻、穩(wěn)定地分布在導(dǎo)輪上，進(jìn)而保證硅片或晶片的厚薄均勻性性。通常情況下，多線切割機(jī)用導(dǎo)輪的切割線槽深度淺、間隔小、精度要求高。多線切割過(guò)程中，在切割線的摩擦及切割作用下，導(dǎo)輪表面聚氨酯材料磨損并導(dǎo)致導(dǎo)線槽變形，需要定期進(jìn)行修復(fù)。
[0005]現(xiàn)有硅棒多線切割機(jī)導(dǎo)輪開(kāi)槽設(shè)備多使用單刀車削逐條開(kāi)槽或單片砂輪磨削逐條開(kāi)槽的加工工藝。
[0006]單刀車削逐條開(kāi)槽具有以下難以克服的缺陷:
[0007]1、對(duì)導(dǎo)線槽逐一車削加工，每一個(gè)凹槽均需一次刀具的進(jìn)給、切削和退刀動(dòng)作，對(duì)導(dǎo)輪上大量凹槽進(jìn)行開(kāi)槽加工時(shí)，耗費(fèi)大量工時(shí)，加工效率低下；
[0008]2、單刀車削時(shí)，車刀對(duì)導(dǎo)線槽形成側(cè)向擠壓作用，造成導(dǎo)線槽變形，難于保證多線切割的均勻性以及導(dǎo)線槽的形位精度；
[0009]3、單刀車削時(shí)被加工的多個(gè)凹槽的軸向和徑向位置誤差受刀具導(dǎo)軌和刀具進(jìn)給精度的影響較大；
[0010]4、現(xiàn)有設(shè)備刀具進(jìn)給不具備在線調(diào)節(jié)功能，不利于導(dǎo)線槽加工精度的提升。
[0011]單片砂輪磨削逐條開(kāi)槽的在技術(shù)上的缺陷與上述單刀車削逐條開(kāi)槽工藝相類似。
[0012]有鑒于此，克服上述缺陷成為本領(lǐng)域內(nèi)一項(xiàng)重要的研究課題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有雙滑臺(tái)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的導(dǎo)輪開(kāi)槽成型磨床。
[0014]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:
[0015]本實(shí)用新型一種導(dǎo)輪開(kāi)槽成型磨床，包括床身，所述床身一端固定有主軸箱，所述主軸箱內(nèi)安裝有用于帶動(dòng)待加工的導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)的主軸；在所述床身上與所述主軸箱相對(duì)的一端設(shè)置有游動(dòng)尾座，所述游動(dòng)尾座與所述主軸同軸且可以相對(duì)于所述主軸移動(dòng)；在所述主軸的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具，所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具固定安裝在磨具軸上且可與所述磨具軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所述磨具軸可相對(duì)所述床身沿所述主軸的徑向移動(dòng)；所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具設(shè)置有與所述導(dǎo)輪的凹槽共軛的槽型，所述導(dǎo)輪和所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具分別繞各自軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。加工結(jié)束后，導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具退回原始位置，完成一次導(dǎo)輪的切削加工，主軸由床身上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，主軸帶動(dòng)待加工的導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)，主軸可通過(guò)調(diào)速電機(jī)或通過(guò)主軸箱內(nèi)的變速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)調(diào)速。
[0016]進(jìn)一步地，在所述床身上設(shè)置有磨具軸進(jìn)給裝置，所述磨具軸進(jìn)給裝置包括左滑臺(tái)導(dǎo)軌、左滑臺(tái)、右滑臺(tái)導(dǎo)軌和右滑臺(tái)；所述磨具軸安裝在所述左滑臺(tái)和所述右滑臺(tái)之間；所述左滑臺(tái)導(dǎo)軌和所述右滑臺(tái)導(dǎo)軌在所述床身上平行布置，且都垂直于所述主軸的軸線方向；所述左滑臺(tái)安裝在所述左滑臺(tái)導(dǎo)軌上并可沿左滑臺(tái)導(dǎo)軌在導(dǎo)輪的徑向方向移動(dòng)，所述右滑臺(tái)安裝在所述右滑臺(tái)導(dǎo)軌上并可沿右滑臺(tái)導(dǎo)軌在導(dǎo)輪的徑向方向移動(dòng)。磨具軸、導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具連同磨具左、右滑臺(tái)在磨具軸進(jìn)給裝置的帶動(dòng)下做徑向進(jìn)給，進(jìn)而導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具在導(dǎo)輪上切出需要的導(dǎo)線槽槽型。
[0017]進(jìn)一步地，還包括機(jī)床控制系統(tǒng)。
[0018]進(jìn)一步地，所述磨具軸進(jìn)給裝置還包括左滾珠絲杠、左伺服電機(jī)、右滾珠絲杠和右伺服電機(jī)；所述左伺服電機(jī)在機(jī)床控制系統(tǒng)的控制下帶動(dòng)左滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而所述左滾珠絲杠上的絲母驅(qū)動(dòng)所述左滑臺(tái)以預(yù)定的要求前后移動(dòng)；所述右伺服電機(jī)在機(jī)床控制系統(tǒng)的控制下帶動(dòng)右滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而所述右滾珠絲杠上的絲母驅(qū)動(dòng)所述右滑臺(tái)以預(yù)定的要求前后移動(dòng)。
[0019]進(jìn)一步地，所述磨具軸通過(guò)設(shè)置在其兩端的左軸承座和右軸承座固定在所述床身上，所述左軸承座和所述左滑臺(tái)固定連接，所述右軸承座和所述右滑臺(tái)固定連接。導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具在左、右滑臺(tái)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)進(jìn)給和退刀。
[0020]進(jìn)一步地，所述左軸承座和右軸承座內(nèi)均設(shè)置有調(diào)心軸承。調(diào)心軸承支撐磨具軸，并可允許磨具軸在一定角度范圍內(nèi)調(diào)整。
[0021]進(jìn)一步地，所述游動(dòng)尾座沿所述主軸的軸線方向在所述床身的導(dǎo)軌上移動(dòng)。當(dāng)完成導(dǎo)輪裝夾后，游動(dòng)尾座可以鎖死在導(dǎo)軌上，對(duì)導(dǎo)輪起到夾緊作用。加工完畢，游動(dòng)尾座松開(kāi)，導(dǎo)輪卸下主軸和游動(dòng)尾座共同完成導(dǎo)輪的裝夾、定位并帶動(dòng)導(dǎo)輪高速旋轉(zhuǎn)。
[0022]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具上設(shè)置有均具備在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力的左刀具位置傳感器和右刀具位置傳感器。左、右刀具位置傳感器可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具兩端外圓的檢測(cè)確定導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具實(shí)時(shí)軸線位置，采用同樣方法可測(cè)得導(dǎo)輪的軸線位置。上述信息可用來(lái)實(shí)現(xiàn):①對(duì)刀功能:CCD檢測(cè)刀具位置(用于雕刻母砂輪槽型的滾輪片刀具)，在雕刻母砂輪槽型時(shí)，自動(dòng)對(duì)刀到相應(yīng)位置。該功能還可用于對(duì)母砂輪槽型的修復(fù)以及對(duì)成品導(dǎo)輪槽型的小范圍修復(fù)。②檢測(cè)功能:當(dāng)導(dǎo)輪刻槽加工完成后，利用CCD技術(shù)在線檢測(cè)槽型精度；將CCD照片批量傳輸?shù)焦た貦C(jī)中做后處理，分析得出各個(gè)槽型的精度尺寸，并輸出檢測(cè)?艮胃。
[0023]當(dāng)左、右刀具位置傳感器檢測(cè)到磨具軸與導(dǎo)輪之間的不平行度超出要求范圍時(shí)，機(jī)床控制系統(tǒng)控制左、右伺服電機(jī)和滾珠絲杠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而推動(dòng)左、右滑臺(tái)做補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，使磨具軸在工進(jìn)開(kāi)始前達(dá)到與導(dǎo)輪相互平行的狀態(tài)。整個(gè)過(guò)程中采用全閉環(huán)控制，以左、右刀具位置傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的位置信號(hào)為閉環(huán)參量。
[0024]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具為刻有多個(gè)開(kāi)槽刃口的成型砂輪，作為導(dǎo)輪上的導(dǎo)線槽的切削刀具。
[0025]進(jìn)一步地，所述磨具軸進(jìn)給裝置還可以為沿工件徑向移動(dòng)的單滑臺(tái)機(jī)構(gòu)，所述單滑臺(tái)上裝載磨具軸，所述磨具軸由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
[0026]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果是:
[0027](I) 一次進(jìn)給即可完成導(dǎo)輪上的全部導(dǎo)線槽的加工，耗費(fèi)工時(shí)少，加工效率顯著提尚;
[0028](2) 一個(gè)導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具上刻有多個(gè)開(kāi)槽刃口，每個(gè)刃口僅負(fù)責(zé)一個(gè)導(dǎo)線槽的切肩，單個(gè)刃口使用率底，因此相對(duì)于傳統(tǒng)加工方法導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具使用壽命大大延長(zhǎng)，降低了換刀頻次，提高加工效率；
[0029](3) 一個(gè)導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具同時(shí)切削所有導(dǎo)線槽，不會(huì)出現(xiàn)單刀切削時(shí)導(dǎo)線槽的擠壓變形現(xiàn)象，保證了導(dǎo)線槽的均勻性以及形位精度；
[0030](4)多個(gè)凹槽的軸向和徑向位置誤差由成型的導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具保證，利于導(dǎo)線槽加工精度的提升；
[0031](5)可加工出槽距更小的槽型，也可加工出V型槽的小角度槽型(優(yōu)于現(xiàn)有加工技術(shù)的極限)；
[0032](6)導(dǎo)輪與導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具之間的平行度可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，進(jìn)一步提升了導(dǎo)線槽的加工精度和一致性。
【附圖說(shuō)明】
[0033]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0034]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是磨具軸進(jìn)給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0037]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型一種導(dǎo)輪開(kāi)槽成型磨床，包括床身I，所述床身I 一端固定有主軸箱2，所述主軸箱2內(nèi)安裝有用于帶動(dòng)待加工的導(dǎo)輪3旋轉(zhuǎn)的主軸4 ;在所述床身I上與所述主軸箱2相對(duì)的一端設(shè)置有游動(dòng)尾座5，所述游動(dòng)尾座5與所述主軸4同軸且可以相對(duì)于所述主軸4移動(dòng)；在所述主軸4的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具6，所述導(dǎo)輪開(kāi)槽磨具6固定安裝在磨具軸7上且可與所述磨具軸7 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，所述磨具軸7可相對(duì)所述床