本發明屬于機械加工，尤其涉及一種金剛線切割裝置。

背景技術：

1、金剛線切割機是一種使用金剛石線進行切割的設備，其原理是通過金剛石線的高速運動和與被切割物體的摩擦來實現切割。

2、金剛線切割用途廣泛?？汕懈疃喾N金屬和非金屬材料，如陶瓷、玻璃、晶體等。在半導體領域用于加工硅片等電子元件；光伏行業中切割硅片提升電池效率。尤其適用于高硬度、高價值、易破碎的脆性晶體，是現代工業重要加工手段。

3、目前，金剛線的核心用途涵蓋切片以及切割下料等作業。其切割形成的切口呈現為簡單的平面形態，這歸因于在金剛線切割物料并向前推進的過程中，物料會沿著曲線路徑上切割點的切線方向對金剛線施加阻力，進而促使金剛線沿著該方向形成線弓。此線弓與切割導輪的輪槽中線會構成一定的角度。若切縫呈現為曲線，在曲線切割路徑上各點的切線方向勢必各不相同，在切割過程中所產生的線弓方向便會持續不斷地發生變化。線弓方向的這種持續變化，會引發金剛線的擺動與震蕩，以及切割阻力的震蕩性變化。這些變化致使線弓的方向和大小難以控制，最終導致實際的切割位置偏離預先設定的行走軌跡，造成切割精度的降低。此外，切割過程中產生的震蕩還會引發斷線和脫線等一系列問題，使得設備的故障率居高不下。

4、為解決上述問題，已提出部分解決方案，如公布號cn115008322a，名稱為一種金剛線切割裝置的發明專利，其公開了通過運動工件的方式保證切割方向與切割路徑相切，實現復雜路徑切割。該方法可一定程度上解決線弓持續變化的問題，但由于切割線必須與路徑相切，導致曲線的方向有快速的變化時，工件與線鋸之間需要大幅度的移動，對工件的移動速度和尺寸有較多限制。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明創造旨在提供一種金剛線切割裝置，在傳統金剛線切割裝置的基礎上設計了輔助輪，用以抵消垂直于金剛線平面的分力，解決了曲線切割時線弓導致金剛線在線槽中發生位置偏移的問題，提高了切割曲線的精度，同時由于切割方向不受限，可大幅度適應范圍。

2、為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

3、本發明創造提供一種金剛線切割裝置，包括：機架、轉動連接在機架上的主動輪、從動輪和輔助輪，以及套繞在主動輪和從動輪柱面上的金剛線；

4、其中，主動輪的軸線和從動輪的軸線相互平行；

5、主動輪和從動輪之間設置有至少兩個輔助輪，輔助輪的軸線與主動輪及從動輪的軸線相互垂直；輔助輪的柱面與金剛線抵接，且輔助輪的柱面轉動方向與金剛線的運動方向相同，輔助輪用于承受垂直于金剛線平面的力。

6、優選的，還包括至少一個張緊輪，張緊輪的柱面與金剛線抵接，用于調節金剛線的張力。

7、優選的，機械臂與機架連接，機械臂用于調節機架的空間位置，并且機械臂可驅動機架相對機械臂進行轉動。

8、優選的，還包括工件固定臺、水槽和基座，工件固定臺設置在水槽內，水槽設置在基座上。

9、優選的，主動輪和從動輪的柱面上均設有對金剛線進行限位防脫的線槽。

10、優選的，輔助輪包括第一輔助輪和第二輔助輪，其中，第一輔助輪與主動輪之間沿金剛線方向的距離小于主動輪半徑與第一輔助輪半徑的和；第二輔助輪與從動輪之間沿金剛線方向的距離小于從動輪半徑與第二輔助輪半徑的和。

11、與現有技術相比，本發明創造能夠取得如下有益效果：。

12、本發明在傳統金剛線切割裝置的基礎上設計了輔助輪，可以通過輔助輪抵消垂直于金剛線平面的分力，輔助輪能夠對金剛線位置進行精確控制，提高金剛線切割曲線的精確性，避免因曲線切割過程中線弓方向不斷變化導致金剛線擺動、震蕩，甚至出現斷線和脫線的問題。此外，輔助輪的設計可以使得金剛線切割裝置在180°內任意方向進刀切割，減小了金剛線與被切割工件干涉的可能性，大幅度提高了金剛線切割的適應性，使得裝置能夠適應更復雜的邊界切割，能夠加工更多樣的形狀。

13、本發明通過輔助輪實現了180°內的可控穩定切割，能夠有效對線弓彎曲進行補償，使其可以用于大尺寸工件切割，此外，線弓的彎曲方向及大小可控可計算，在高精度切割過程中，可以進行針對性的補償，進一步提高切割軌跡的精度。

技術特征：

1.一種金剛線切割裝置，其特征在于，包括：機架、轉動連接在所述機架上的主動輪、從動輪和輔助輪，以及套繞在所述主動輪和所述從動輪柱面上的金剛線；

2.根據權利要求1所述的金剛線切割裝置，其特征在于，還包括至少一個張緊輪，所述張緊輪的柱面與所述金剛線抵接，用于調節所述金剛線的張力。

3.根據權利要求1所述的金剛線切割裝置，其特征在于，還包括機械臂，所述機械臂與所述機架連接，所述機械臂用于調節所述機架的空間位置，并且所述機械臂可驅動所述機架相對所述機械臂進行轉動。

4.根據權利要求3所述的金剛線切割裝置，其特征在于，還包括工件固定臺、水槽和基座，所述工件固定臺設置在所述水槽內，所述水槽設置在所述基座上。

5.根據權利要求1所述的金剛線切割裝置，其特征在于，所述主動輪和所述從動輪的柱面上均設有對所述金剛線進行限位防脫的線槽。

6.根據權利要求1所述的金剛線切割裝置，其特征在于，所述輔助輪包括第一輔助輪和第二輔助輪，其中，第一輔助輪與主動輪之間沿所述金剛線方向的距離小于所述主動輪半徑與第一輔助輪半徑的和；第二輔助輪與從動輪之間沿所述金剛線方向的距離小于所述從動輪半徑與第二輔助輪半徑的和。

技術總結
本發明涉及機械加工技術領域，具體提供一種金剛線切割裝置，包括：機架、主動輪、從動輪、輔助輪和金剛線；主動輪的軸線和從動輪的軸線相互平行，并在主動輪和從動輪的側面均設置一個軸線垂直方向上的輔助輪，輔助輪從側面對金剛線進行支撐，抵消線弓在垂直于金剛線平面方向的分力；并且機架通過機械臂進行調整空間位置，并通過末端轉軸調整機架進行轉動。本發明通過輔助輪對金剛線的位置進行約束，解決曲線切割時線弓導致金剛線偏離、震動等問題，通過輔助輪可實現180°內的可控穩定切割，提高切割精度的同時，提高了設備穩定性。

技術研發人員：羅霄,李英杰,熊玲,戚二輝,劉振宇,李龍響,張學軍
受保護的技術使用者：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24