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1、10申请公布号CN101973084A43申请公布日20110216CN101973084ACN101973084A21申请号201010553644522申请日20101122B28D7/00200601B28D5/0420060171申请人湘潭大学地址411100湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘湘潭大学72发明人彭思齐74专利代理机构湘潭市汇智专利事务所43108代理人颜昌伟54发明名称带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置57摘要一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，采用切割线绕置在放线轮上，放线轮上方设置导线轮，线轮经切割线连接摆轮，摆轮经切割线连接上方的另一导线轮，该导线轮经切割线连接绕线。
2、轮，绕线轮下方设置支承轮，切割线经绕线轮和支承轮连接从动工作辊；所述从动工作辊与两个主动工作辊呈三角形竖直设置在摆动圆盘上，从动工作辊和主动工作辊的圆柱面上都设有若干环状绕线凹槽；摆轮连接摆杆，摆杆垂直固定在张力伺服电机的输出轴上组成摆动机构；绕线轮连接滚珠丝杠，滚珠丝杠连接绕线电机；摆动圆盘附近设置接近开关的方案方案，克服了采用手动绕线方式耗时长，容易出错的缺陷。适用于LED芯片制造中切割蓝宝石和碳化硅的切割机及类似机械。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN101973086A1/1页21一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，。
3、其特征在于它包括切割线（3）绕置在放线轮（1）上，放线轮（1）上方设置导线轮（4），线轮（4）经切割线（3）连接摆轮（2），摆轮（2）经切割线（3）连接上方的另一导线轮（4），该导线轮（4）经切割线（3）连接绕线轮（12），绕线轮（12）下方设置支承轮（16），切割线（3）经绕线轮（12）和支承轮（16）连接从动工作辊（11）；所述从动工作辊（11）与两个主动工作辊（9）呈三角形竖直设置在摆动圆盘（10）上，从动工作辊（11）和主动工作辊（9）的圆柱面上都设有若干环状绕线凹槽（13）；所述摆轮（2）连接摆杆（5），摆杆（5）垂直固定在张力伺服电机（6）的输出轴上组成摆动机构，张力伺服电机（6）。
4、设有在工作状态下能相互切换的位置控制模式和转矩控制模式；所述绕线轮（12）连接滚珠丝杠（14），滚珠丝杠（14）连接绕线电机（15）；所述摆动圆盘（10）附近设置接近开关（17），接近开关（17）控制摆动圆盘（10），摆动圆盘（10）转动一周，滚珠丝杠（14）和绕线轮（12）在该周期内做一次间歇式进给运动，绕线轮（12）前进一次绕线一次。2根据权利要求1所述的一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，其特征在于所述绕线凹槽（13）内设置一根切割线（3）；从动工作辊（11）和主动工作辊（9）经绕线凹槽（13）连接多根水平切割线（3）。3根据权利要求1所述的一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置。
5、，其特征在于所述摆动圆盘（10）的两主动工作辊（9）之间安装加工件（8），加工件（8）由夹具（7）固定。4根据权利要求1所述的一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，其特征在于所述摆杆（5）带动摆轮（2）以张力伺服电机（6）为支点旋转浮动，补偿切割机从自动绕线模式切换到切割模式切割线（3）的长度误差以及补偿切割线（3）在绕线轮（12）与支承轮（16）之间的转换误差。5根据权利要求1所述的一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，其特征在于所述摆动圆盘（10）连接动力源，摆动圆盘（10）即能作旋转运动，也能作往复摆动。权利要求书CN101973084ACN101973086A1/4页3带摆动机。
6、构的多线切割机的自动绕线装置技术领域0001本发明涉及一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置。背景技术0002带摆动装置的多线切割机是LED芯片制造中必不可少的装备，专门用于切割蓝宝石（AL2O3）、碳化硅（SIC）等莫氏硬度9的超硬晶体。现在市场上无论是切晶体硅，还是切水晶的多线切割机都采用平面升降切割的方式，金属线与待切工件是线接触，对于超硬材料的切割效率低，甚至切不动。带摆动装置的多线切割机采用摆动升降方式切割，金属线和待切工件是弹性点接触，进一步增强切割力，提高工效。0003多线切割机加工辊的绕线凹槽数目在300800之间，切割线直径在008MM03MM之间,要求每条槽内切割线张力恒。
7、定，受力均匀。现有多线切割机采用的都是手动绕线方式，绕线时需要两人同时操作，且要配合默契。采用手动绕线方式耗时长，容易出错。发明内容0004本发明的发明目的是提供一种能全自动绕线，且绕线速度快，绕线准确的带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置。0005为实现上述目的，一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，它包括切割线绕置在放线轮上，放线轮上方设置导线轮，线轮经切割线连接摆轮，摆轮经切割线连接上方的另一导线轮，该导线轮经切割线连接绕线轮，绕线轮下方设置支承轮，切割线经绕线轮和支承轮连接从动工作辊；所述从动工作辊与两个主动工作辊呈三角形竖直设置在摆动圆盘上，从动工作辊和主动工作辊的圆柱面上都设有。
8、若干环状绕线凹槽；所述摆轮连接摆杆，摆杆垂直固定在张力伺服电机的输出轴上组成摆动机构，张力伺服电机设有在工作状态下能相互切换的位置控制模式和转矩控制模式；所述绕线轮连接滚珠丝杠，滚珠丝杠连接绕线电机；所述摆动圆盘附近设置接近开关，接近开关控制摆动圆盘，摆动圆盘转动一周，滚珠丝杠和绕线轮在该周期内做一次间歇式进给运动，绕线轮前进一次且绕线一次。0006为了实现产品优化，改善、提高本发明的综合性能，进一步的措施是所述绕线凹槽内设置一根切割线；从动工作辊和主动工作辊经绕线凹槽连接多根水平切割线。0007所述工作圆盘的两主动工作辊之间安装加工件，加工件由夹具固定。0008所述摆杆带动摆轮以张力伺服电机。
9、为支点旋转浮动，补偿切割机从自动绕线模式切换到切割模式切割线的长度误差以及补偿切割线在绕线轮与支承轮之间的转换误差。0009所述摆动圆盘连接动力源，摆动圆盘能作旋转运动，也能作往复摆动。0010本发明采用切割线绕置在放线轮上，放线轮上方设置导线轮，线轮经切割线连接摆轮，摆轮经切割线连接上方的另一导线轮，该导线轮经切割线连接绕线轮，绕线轮下方设置支承轮，切割线经绕线轮和支承轮连接从动工作辊；所述从动工作辊与两个主动工作辊呈三角形竖直设置在摆动圆盘上，从动工作辊和主动工作辊的圆柱面上都设有若干环状绕说明书CN101973084ACN101973086A2/4页4线凹槽；所述摆轮连接摆杆，摆杆垂直固。
10、定在张力伺服电机的输出轴上组成摆动机构；所述绕线轮连接滚珠丝杠，滚珠丝杠连接绕线电机；绕线凹槽内设置一根切割线；从动工作辊和主动工作辊经绕线凹槽连接多根水平切割线，所述摆动圆盘附近设置接近开关，接近开关控制摆动圆盘的方案，克服了采用手动绕线方式耗时长，容易出错的缺陷。0011本发明相比现有技术所产生的有益效果1、采用自动化绕线，绕线速度快，绕线准确高，效率高；不会发生跳线和同一槽重复压线的现象。00122、结构简单合理，制造成本低。00133、采用摆动机构能自动消除切割机从绕线状态切换到切割状态时会产生误差。00144、采用滚珠丝杠的周期性进给，能准确的实现每个绕线凹槽内压一根切割线。0015。
11、5、采用本发明制造的切割机，有数百条切割线同时工作，生产效率高。00166、切割产品的表面翘曲变形小、厚薄均匀，能大批量生产LED芯片制造中的蓝宝石和碳化硅基片。0017本发明适用于LED芯片制造中切割蓝宝石和碳化硅的切割机及类似机械。0018下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。附图说明0019图1为本发明的结构示意图。0020图2为从动工作辊和主动工作辊结构示意图。0021图3为图2的局部I视图。0022图4为绕线轮和滚珠丝杠的连接示意图。0023图中1、放线轮，2、摆轮，3、切割线，4、导线轮，5、摆杆，6、张力伺服电机，7、夹具，8、加工件，9、主动工作辊，10、摆动圆盘。
12、，11、从动工作辊，12、绕线轮，13、绕线凹槽，14、滚珠丝杠，15、绕线电机，16、支承轮，17、接近开关。具体实施方式0024由附图图1、图2和图3所示，一种带摆动机构的多线切割机的自动绕线装置，包括切割线3绕置在放线轮1上，放线轮1上方设置导线轮4，线轮4经切割线3连接摆轮2，摆轮2经切割线3连接上方的另一导线轮4，该导线轮4经切割线3连接绕线轮12，绕线轮12下方设置支承轮16，切割线3经绕线轮12和支承轮16连接从动工作辊11；从动工作辊11与两个主动工作辊9呈三角形竖直设置在摆动圆盘10上，从动工作辊11和主动工作辊9的圆柱面上都设有若干环状绕线凹槽13；摆轮2连接摆杆5，摆杆5。
13、垂直固定在张力伺服电机6的输出轴上组成摆动机构；张力伺服电机6设有在工作状态下能相互切换的位置控制模式和转矩控制模式；绕线轮12连接滚珠丝杠14，滚珠丝杠14连接绕线电机15。摆动圆盘10附近设置接近开关17，接近开关17控制摆动圆盘10，摆动圆盘10转动一周，滚珠丝杠14和绕线轮12在该周期内做一次间歇式进给运动，绕线轮12前进一次且绕线一次。绕线凹槽13内设置一根切割线3；从动工作辊11和主动工作辊9经绕线凹槽13连接多根水平切割线3。摆动圆盘10的两主动工作辊9之间安装加工件8，加工件8由夹具7固定。摆杆5带动摆轮2以张力伺服电机6为支点旋转浮动，补偿切割机从自动绕线模式切换到说明书CN。
14、101973084ACN101973086A3/4页5切割模式切割线3的长度误差以及补偿切割线3在绕线轮12与支承轮16之间的转换误差。0025本发明采用控制器编程，在人机界面中进行操作，首先选择按下自动绕线模式按钮，使机器进入自动绕线模式状态。此时将张力伺服电机6的工作状态设置为位置控制模式，摆杠5自动运动到水平位置，并将这个位置设定为原点。然后选择绕线电机15的固定点，使得绕线电机15通过滚珠丝杠14带动绕线轮12作纵向运动，当绕线轮12运动到与从动工作辊11和主动工作辊9第一条绕线凹槽13平行的位置时，启动放线轮1的电机，切割线3输出，如图1所示，切割线3依次绕过第一个导线轮4、摆轮2、。
15、第二个导线轮4、绕线轮12和支承轮16，最后将切割线3缠绕在摆动圆盘10上的从动工作辊11和主动工作辊9组成的三角形工作架的第一圈绕线凹槽13上。然后将切割线3的线头固定好。最后，将张力伺服电机6的工作状态切换到转矩控制模式，并设定好切割线3切割加工件8所需的张力，开始自动绕线。0026绕线电机15以装在摆动圆盘10旁边的接近开关为触发信号，以摆动圆盘10转动一周的时间为一个周期，以最末一条绕线凹槽13的中心线为终点，带动滚珠丝杠14在该周期内做一次间歇式进给运动，滚珠丝杠14前端的绕线轮12前进一次，绕线轮12的前进距离为一个绕线凹槽13槽距加05个槽面距。接着，摆杠5带动摆轮2浮动，切割线。
16、3脱离绕线轮12，附着在支承轮16上，支承轮16牵引切割线3紧压在下一个由从动工作辊11和主动工作辊9组成的绕线凹槽13内，保证切割线3不发生跳线和同一槽重复压线。然后绕线轮12后退05个槽面距，保证一个周期内滚珠丝杠14前进的距离为一个绕线凹槽13的槽距。0027当摆动圆盘10不断转动，切割线3会不断缠绕在从动工作辊11和两个主动工作辊9的绕线凹槽13内，直至所有绕线凹槽13中绕有一根切割线3。在调试时，要保证从动工作辊11和两个主动工作辊9相对应的绕线凹槽13在同一水平面上，以保证所有切割线3呈水平状态。从动工作辊11和两个主动工作辊9上若干绕线凹槽13的总长度要在滚珠丝杠14的运动范围内。
17、，同时对滚珠丝杠14的节距误差进行补偿。0028摆动圆盘10连接动力源，摆动圆盘10能作旋转运动，也能作往复摆动。当切割机绕线时，摆动圆盘10作旋转运动，当切割机切割加工件8时，摆动圆盘10作往复摆动运动，使切割线3与加工件8点接触加工，由于点接触比线接触具有更好的切割性，使采用本摆动圆盘10的切割机能加工莫氏硬度9的超硬晶体。0029绕线完毕后，切割机从自动绕线模式切换到切割模式。为了使自动绕线状态和切割状态能够顺利切换，切割线3从放线轮1开始到摆动圆盘10的长度应该近似等于切割线3经自动绕线轮12到摆动圆盘10旋转一周的绕线的长度，两者误差不差过10MM。这个误差通过摆动机构能自动消除。消。
18、除方法是1、将张力伺服电机6工作状态设置为位置控制模式，使摆杠5运动到水平位置，并将这个位置设定为原点。2、将切割线3经绕线轮12对从动工作辊11和两个主动工作辊9绕线一圈。3、将张力伺服电机6切换到转矩控制模式，设定切割线3的张力值为30N。4、通过放线轮1的转动消除从自动绕线模式切换到切割模式的误差。放线轮1电机输出轴转动的角度的计算公式为SGNXLX/2R其中为放线轮电机转动角度，L为张力摆杠长度，说明书CN101973084ACN101973086A4/4页6为张力摆杠偏转角度，从张力伺服电机自带的绝对值编码器读出，SGN为符号函数，控制放线轮转动方向，满足。0030本发明在绕线完成后，将切割线3牵引到摆动圆盘10另一侧的，切割线3经该侧的支承轮16输出。说明书CN101973084ACN101973086A1/2页7图1图2图3说明书附图CN101973084ACN101973086A2/2页8图4说明书附图CN101973084A。