多线切割设备及其所应用的切割方法

多线切割设备及其所应用的切割方法
【专利摘要】本发明提供一种多线切割设备及其所应用的切割方法，通过设置具有至少两组切割线网的多线切割单元，并将具有至少两个用于承载待切割物的载料盘的载料座设置成可转动且所述载料盘亦可自转，从而实现可同时通过所述各切割线网分别对各个载料盘上的待切割物进行切割；并可通过对所述载料座转动从而切换所述各载料盘所对应的切割线网，亦可通过载料盘的自转来调节待切割物所需的切割角度，实现同时对多个待切割物的各种需求的切割作业，克服现有技术的缺陷，大大提升工作效率。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多线切割技术，特别是涉及一种多线切割设备及其所应用的切割 方法。 多线切割设备及其所应用的切割方法

【背景技术】
[0002] 线切割技术是目前世界上比较先进的开方加工技术，它的原理是通过高速运动的 金刚线对待加工工件（例如：硅棒、蓝宝石、或其他半导体硬脆材料）进行摩擦，切出方锭， 从而达到切割目的。在对工件的切割过程中，金刚线通过导线轮的引导，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，在压力泵的作用下，装配在 设备上的冷却水自动喷洒装置将冷却水喷洒至金刚线和工件的切削部位，由金刚线往复运 动产生切削，以将半导体等硬脆材料一次同时切割为多块。线切割技术与传统的刀锯片、砂 轮片及内圆切割相比具有效率高、产能高、精度高等优点。
[0003] 但是，目前的线切割设备仍然存在不足，例如目前的线切割设备同时只能对一个 待切割物进行切割，若要加工多个工件只能反复执行多次，效率非常低下


【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种多线切割设备及其所应用的切割方法，实现多个待加 工工件同时进行多线切割作业，以解决现有技术中一次只能加工一个从而导致效率低下的 问题。
[0005] 为解决上述技术问题及其他技术问题，本发明在一方面提供一种多线切割设备， 包括：可上下活动地设置的多线切割单元，包括：支承件、以及设于所述支承件且间隔设置 的至少第一载线件及第二载线件；所述第一载线件及第二载线件各自分别设有至少两个切 割线导引组件，所述第一载线件与第二载线件所各自具有的两个切割线导引组件间一一成 对缠绕切割线，以于所述两个载线件的间隔处形成有至少两个切割线网；设于所述多线切 割单元下方的载料座，设有用于承载待切割物且可自转的至少两个载料盘，所述至少两个 载料盘一一对位于所述至少两个切割线网，以供所述多线切割单元上下活动至使所述至少 两个切割线网分别切割所述至少两个载料盘上的待切割物；所述载料座于所述两个载料盘 之间设有转轴，所述载料座可绕所述转轴转动至使所述两个载料盘交换对位的切割线网来 切割各自承载的待切割物。
[0006] 可选的，设于所述第一载线件的各切割线导引组件包括：设置于第一载线件上的 第一导线件及所述第一导线件下方的第一切割辊；设于所述第二载线件的各切割线导引组 件包括：设置于另一载线件上的第二导线件及所述第二导线件下方的第二切割辊。
[0007] 可选的，所述导线件为：导线辊或具有多个一一对应结合所述缠绕的切割线的导 线轮的导线轮组。
[0008] 可选的，所述两个切割线网的线间距不同
[0009] 可选的，所述两个切割线导引组件间由一根切割线缠绕，并在所述第一载线件及 第二载线件上方分别设置至少一过渡轮以将所述切割线从第一载线件过渡至第二载线件。 [0010] 可选的，所述两个过渡轮为水平设置。
[0011] 可选的，所述多线切割设备，包括：分别位于所述两个载线件一侧的进线端和出线 端；所述进线端及出线端分别设有多个过渡轮，其中，所述进线端侧所设有的各过渡轮用于 将所述切割线从进线端过渡至同侧的载线件，所述出线端侧所设有的各过渡轮用于将所述 切割线从同侧的载线件过渡至出线端。
[0012] 可选的，所述两个载线件是可活动地设于所述载料座，所述载线件间通过丝杆连 接，所述丝杆连接有以供调节所述两个载线件间隔大小的旋转把手。
[0013] 可选的，所述多线切割单元是水平设置，并设置为可于坚直平面和/或水平面内 转动的。
[0014] 为解决上述技术问题及其他技术问题，本发明在另一方面提供一种多线切割方 法，应用于上述的多线切割设备，所述方法包括：通过所述两个切割线网分别对所述两个载 料盘上的待切割物完成第一切割，其中，所述待切割物的形状包括柱形体，且坚立地设于所 述载料盘；转动所述载料座以交换所述两个载料盘分别所对位的切割线网；转动所述两个 载料盘预定角度，其中，所述预定角度包括90度；通过所述两个切割线网分别对交换后所 对位的两个载料盘上的待切割物完成第二切割。
[0015] 如上所述，本发明的多线切割设备及其所应用的切割方法，通过设置具有至少两 组切割线网的多线切割单元，并将具有至少两个用于承载待切割物的载料盘的载料座设置 成可转动且所述载料盘亦可自转，从而实现可同时通过所述各切割线网分别对各个载料盘 上的待切割物进行切割；并可通过对所述载料座转动从而切换所述各载料盘所对应的切割 线网，亦可通过载料盘的自转来调节待切割物所需的切割角度，实现同时对多个待切割物 的各种需求的切割作业，克服现有技术的缺陷，大大提升工作效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0016] 图1为本发明一实施例中多线切割设备的立体结构示意图。
[0017] 图2为本发明一实施例中多线切割设备的俯视结构示意图。
[0018] 图3显示本发明一实施例中多线切割设备的侧视结构示意图。
[0019] 图4显示本发明又一实施例中多线切割设备的部分结构示意图。
[0020] 图5a至5f显示本发明一实施例中多线切割方法的应用示意图。
[0021] 元件标号说明
[0022] 1 多线切割设备
[0023] 11 多线切割单元
[0024] 111 支承件
[0025] 112 第一载线件
[0026] 1121 第一导线件
[0027] 1122 第一切割辊
[0028] 113 第二载线件
[0029] 1131 第二导线件
[0030] 1132 第二切割辊
[0031] 114 切割线网
[0032] 115 过渡轮
[0033] 12 载料座
[0034] 121 载料盘
[0035] 122 转轴
[0036] 2 待切割物
[0037] 3 旋转把手

【具体实施方式】
[0038] 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 所揭露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，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0039] 需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说 明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限 定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不 影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得 能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"及"一"等的 用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或 调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0040] 请参阅图1，本发明在一实施例中展示所述多线切割设备1，包括：多线切割单元 11、及设于所述多线切割单元11下方的载料座12。
[0041] 所述多线切割单元11，是可上下活动地设置的，通过例如套合于坚直方向设置的 滑竿或滑轨等来实现；如图所示，所述多线切割单元11包括：支承件111、以及设于所述支 承件111且间隔设置的至少第一载线件112及第二载线件113 ;在本实施例中，所述支承件 111可以是盘状或者板状，按坚直方向侧立设置，从而使得整个多线切割单元11横向设置； 优选但非必须的是，所述多线切割单元11还可以设置成水平面内转动和/或坚直平面内转 动，具体来说，所述支承件111后部可连接水平向转轴122,使得多线切割单元11可以在坚 直平面内转动，即如图示箭头A所示，所述多线切割单元11亦可连接坚直向转轴122,使得 多线切割单元11可以在水平面内转动，即如图示箭头B所示，从而满足不同的加工需求，例 如移动至其他方向或者其他位置的待加工处等等；虽然所述水平向转轴122和坚直向转轴 122在图示中未出，但是应当可以实现。
[0042] 在一实施例中，所述第一载线件112是从所述支承件111上延伸出的凸件，其形状 可以是方形体或者其他形状，较佳的，第一载线件112和第二载线件113之间可以是平行设 置，并且两者间保持间隔来作为多线切割位；所述第一载线件112及第二载线件113各自分 别设有至少两个切割线导引组件，所述第一载线件112与第二载线件113所各自具有的两 个切割线导引组件间一一成对缠绕切割线，以于所述两个载线件的间隔处形成有至少两个 切割线网114,在一实施例中，所述各切割线网114线间距不同，分别用于切割不同待切割 物2或交换带切割物2切割，后文将会加以具体说明；在一实施例中，设于所述第一载线件 112的各切割线导引组件包括：设置于第一载线件112上的第一导线件1121及所述第一导 线件1121下方的第一切割辊1122 ;设于所述第二载线件113的各切割线导引组件包括：设 置于另一载线件上的第二导线件1131及所述第二导线件1131下方的第二切割辊1132,其 中，在本实施例中，所述导线件为具有多个一一对应结合所述缠绕的切割线的导线轮的导 线轮组，其中，各个导线轮组中的导线轮可以是水平平面内沿直线排列。
[0043] 请一并参阅图2,优选的，所述第一导线件1121和第二导线件1131是一一对应以 第一载线件112和第二载线件113中心线对称排设的，各载线件上的切割辊亦相同方式， 且第一切割辊1122位于第一导向件的坚直方向的下方，第二切割辊1132位于第二导线件 1131坚直方向的下方，从而可实现较好的切割线走线顺畅效果，当然在其他实施例中亦可 加以变化，并非以本实施例为限；并如图2所示，所述两个切割线导引组件间由一根切割线 缠绕，并在所述第一载线件112及第二载线件113上方分别设置至少一过渡轮115以将所 述切割线从第一载线件112过渡至第二载线件113,优选的，所述两个过渡轮115为水平设 置；在本实施例中，优选的，所述多线切割设备1还包括：分别位于所述两个载线件一侧的 进线端和出线端（例如图示C和D所示，当然亦可交换，并非以图示的示例为限）；所述进 线端及出线端分别设有多个过渡轮115,其中，所述进线端侧所设有的各过渡轮115用于将 所述切割线从进线端过渡至同侧的载线件（本实施例中为第一载线件112);所述出线端侧 所设有的各过渡轮115用于将所述切割线从同侧的载线件（本实施例中为第二载线件113) 过渡至出线端，从而可实现单根切割线缠绕形成多个切割线网114的目的。
[0044] 请一并参阅图3,所述载料座12是设于所述多线切割单元11下方的，所述载料 座12设有用于承载待切割物2且可自转的至少两个载料盘121，所述至少两个载料盘121 一一对位于所述至少两个切割线网114,以供所述多线切割单元11上下活动至使所述至少 两个切割线网114分别切割所述至少两个载料盘121上的待切割物2 ;所述载料座12于所 述两个载料盘121之间设有转轴122,所述载料座12可绕所述转轴122转动至使所述两个 载料盘121交换对位的切割线网114来切割各自承载的待切割物2,也就是说，所述载料座 12的转动至少包括180度。
[0045] 在本实施例中，所述转轴122是固定设于所述载料座12的，从而其转动可带动所 述载料座12转动，从而带动两个载物盘绕转轴122转动；并且，优选的，所述两个载料盘 121亦连接有自转转轴（未图示），所述自转转轴是固定连接所述两个载料盘121并连接提 供动力的气缸，从而实现所述两个载料盘121的自转，所述自转至少包括90度；并且，优选 的，所述载料座12上的两个载料盘121设置位置是和对应的切割线网114在坚直方向上对 应的，从而保证切割质量。
[0046] 需说明的是，虽然上述实施例中载料盘121设置为两个，但是在实际情况下亦可 为更多，如图4所示，在其他实施例中，所述载料盘121设置成四个，转轴122左侧和右侧各 两个，当然对应的切割线网114亦为4个，在其他实施例中，载料盘121数量亦可为奇数，例 如转轴122左侧2个，转轴122右侧1个等等皆可。
[0047] 另外，在其他实施例中，所述载料座亦可为至少两层，一层供设置位于中间的载料 盘，而另一层供设置位于外侧的载料盘，并且各层是可连接不同的转轴进行转动的，从而可 使得多个载料盘的位置交换可以是异步，例如载料盘有4个，外侧的两个载料盘的相互交 换和中间两个载料盘的相互交换是分开的，实现可选择性更好的切割应用。
[0048] 可选的，在本实施例中，所述两个载线件是可活动地设于所述载料座12,所述载线 件间通过丝杆连接，所述丝杆连接有以供调节所述两个载线件间隔大小的旋转把手3,即所 述两个载料件分别螺合于丝杆上的螺纹，通过旋转把手3即可调节第一载料件和第二载料 件的间距，实现调节切割线张力的目的。
[0049] 另需说明的是，在本实施例中，所述切割线可为金刚线，而用于切割如柱形的待切 割物2,所述待切割物2包括：蓝宝石、玻璃、单晶硅及多晶硅等中的一种；虽然上述图示中 的两个切割线网114的线间距近似，但实际是不同的，可参考后续图5a至图5f，一个密，一 个疏，分别用于将待切割物2切割加工出不同尺寸的部分，从而通过上述载料座12及载料 盘121的转动使得所述两个载料盘121上待切割物2分别以不同线间距的切割线网114切 割后转动180度交换切割线网并使载料盘转动90度继续切割，最终亦可达到同时加工多个 待切割物2从而切割出矩形物件的目的，所述矩形物件例如可为矩形玻璃片或蓝宝石片， 蓝宝石是可用作制作移动终端如手机、平板电脑等的玻璃屏幕的原料。
[0050] 因此，如图5a至5f所示，本发明还可以提供一种多线切割方法，应用于上述的多 线切割设备1，为表现方便，以下未对切割线网114进行图示，但本领域技术人员应当可以 理解；所述方法包括 ：
[0051] 步骤1 :通过所述两个切割线网分别对所述两个载料盘121(图示标号P1及P2)上 的待切割物2完成第一切割，其中，所述待切割物2的形状包括柱形体，且坚立地设于所述 载料盘121。在本实施例中，所述待切割物2为圆柱形半导体，如图5a所示，由于所述两个 切割线网线间距不同，因此第一切割后，两个待切割物2上的切割线是如图所示的线间距 不同的。
[0052] 步骤2 :转动所述载料座12以交换所述两个载料盘121分别所对位的切割线网。 在本实施例中，即通过转动使得按图示箭头方向将两个载料盘121交换不同线间距的切割 线网，交换前及交换后分别如图5b及5c所示。
[0053] 步骤3 :转动所述两个载料盘121预定角度，其中，所述预定角度包括90度。
[0054] 在本实施例中，在两个载料盘121交换后，即分别对其进行自转90度，以供进行垂 直于之前已切割线方向的切割；需特别说明的是，虽然本实施例中所述预定角度为90度， 但是本领域技术人员完全可以结合具体应用环境加以变化，并非以此为限，自转转动前及 转动后如图5d及5e所示。
[0055] 步骤4 :通过所述两个切割线网分别对交换后所对位的两个载料盘121上的待切 割物2完成第二切割。
[0056] 在本实施例中，如图5f所示，展现了将第二切割的切割线加入图中的效果，从中 可见，假设P1上半导体柱初始切割的切割线网线间距为X，P2上半导体柱初始切割的切割 线网线间距为y，形成图5a中坚直方向的切割轨迹，然后，在P1和P2交换后，并且P1和P2 转动90度之后，再进行切割，那么就在P1上半导体柱中切割出多个侧面面积为x*y的矩形 体，而在P2上半导体柱中切割出多个侧面面积为y*x的矩形体，实际上是一样的切割出的 产物，从而良好实现了同时多个待切割物2加工的目的；当然，需说明的是，即使两切割线 网的线间距相同，同样可以采用本发明的多线切割设备1及切割方法，并不影响切割作业。
[0057] 综上所述，本发明的多线切割设备及其所应用切割方法，通过设置具有至少两组 切割线网的多线切割单元，并将具有至少两个用于承载待切割物的载料盘的载料座设置成 可转动且所述载料盘亦可自转，从而实现可同时通过所述各切割线网分别对各个载料盘上 的待切割物进行切割；并可通过对所述载料座转动从而切换所述各载料盘所对应的切割线 网，亦可通过载料盘的自转来调节待切割物所需的切割角度，实现同时对多个待切割物的 各种需求的切割作业，克服现有技术的缺陷，大大提升工作效率。
[0058] 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 悉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. 一种多线切割设备，其特征在于，包括： 可上下活动地设置的多线切割单元，包括：支承件、以及设于所述支承件且间隔设置的 至少第一载线件及第二载线件；所述第一载线件及第二载线件各自分别设有至少两个切割 线导引组件，所述第一载线件与第二载线件所各自具有的两个切割线导引组件间一一成对 缠绕切割线，以于所述两个载线件的间隔处形成有至少两个切割线网； 设于所述多线切割单元下方的载料座，设有用于承载待切割物且可自转的至少两个载 料盘，所述至少两个载料盘一一对位于所述至少两个切割线网，以供所述多线切割单元上 下活动至使所述至少两个切割线网分别切割所述至少两个载料盘上的待切割物；所述载料 座于所述两个载料盘之间设有转轴，所述载料座可绕所述转轴转动至使所述两个载料盘交 换对位的切割线网来切割各自承载的待切割物。
2. 根据权利要求1所述的多线切割设备，其特征在于，设于所述第一载线件的各切割 线导引组件包括：设置于第一载线件上的第一导线件及所述第一导线件下方的第一切割 辊；设于所述第二载线件的各切割线导引组件包括：设置于另一载线件上的第二导线件及 所述第二导线件下方的第二切割辊。
3. 根据权利要求2所述的多线切割设备，其特征在于，所述导线件为：导线辊或具有多 个一一对应结合所述缠绕的切割线的导线轮的导线轮组。
4. 根据权利要求1所述的多线切割设备，其特征在于，所述两个切割线网的线间距不 同。
5. 根据权利要求1所述的多线切割设备，其特征在于，所述两个切割线导引组件间由 一根切割线缠绕，并在所述第一载线件及第二载线件上方分别设置至少一过渡轮以将所述 切割线从第一载线件过渡至第二载线件。
6. 根据权利要求5所述的多线切割设备，其特征在于，所述两个过渡轮为水平设置。
7. 根据权利要求5所述的多线切割设备，其特征在于，包括：分别位于所述两个载线件 一侧的进线端和出线端；所述进线端及出线端分别设有多个过渡轮，其中，所述进线端侧所 设有的各过渡轮用于将所述切割线从进线端过渡至同侧的载线件，所述出线端侧所设有的 各过渡轮用于将所述切割线从同侧的载线件过渡至出线端。
8. 根据权利要求1所述的多线切割设备，其特征在于，所述两个载线件是可活动地设 于所述载料座，所述载线件间通过丝杆连接，所述丝杆连接有以供调节所述两个载线件间 隔大小的旋转把手。
9. 根据权利要求1所述的多线切割设备，其特征在于，所述多线切割单元是水平设置， 并设置为可于坚直平面和/或水平面内转动的。
10. -种多线切割方法，应用于如权利要求1至9中任一项所述的多线切割设备，其特 征在于，包括： 通过所述两个切割线网分别对所述两个载料盘上的待切割物完成第一切割，其中，所 述待切割物的形状包括柱形体，且坚立地设于所述载料盘； 转动所述载料座以交换所述两个载料盘分别所对位的切割线网； 转动所述两个载料盘预定角度，其中，所述预定角度包括90度； 通过所述两个切割线网分别对交换后所对位的两个载料盘上的待切割物完成第二切 割。
【文档编号】B28D5/04GK104118068SQ201410351156
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】卢建伟 申请人:上海日进机床有限公司