[实用新型]线材的光学检测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于检测设备领域，特别涉及用于对硅片进行切割的切割钢丝的光学检测装置。

背景技术

多线切割是以金属丝作为载体，由金属丝在高速运动中携带超硬磨料，通过磨料对高硬材料(如晶体硅，碳化硅，蓝宝石，水晶等)进行滚挖研磨以实现切割。该方式以切割效率高、切割锯缝小、材料损失少、切割精度高、表面质量好等优点成为当前的主要生产方式。其中，金属丝作为携带磨料的载体，在切割过程中的稳定性以及携带磨料的能力，对于切割效率及产品质量均起到极其重要的作用。

目前广泛使用的金属丝是表面光滑的圆形结构(直线式金属丝)，其突出优点在于金属丝能够在环绕其切割进给的方向均匀携带磨料，从而带来稳定的切割表面质量。通常情况下，可以通过增加金属丝的直径增加金属丝的表面积，从而增强金属丝携带磨料的能力以提高切割效率，代价是由此会引起锯缝的宽度增加，从而带来切割过程中材料损失的增加。切割效率的提升亦可通过加大磨料的平均粒径以及棱角尖锐度等方式实现。

由于圆形结构的金属丝携带磨料的能力有限，人们设计出了各种结构性的金属丝，来提高金属丝携带磨料的能力，如何来对金属丝的质量进行掌控呢，这就需要对金属丝表面的结构和参数进行测量。

现有技术中对金属丝的检测主要通过测量投影仪来对金属丝的结构进行人工手动测量，

首先，测量投影仪测量的金属丝的二维投影，只能测量某一测量方向上的结构，而切割用的金属丝为三维空间结构体，测量不同方向上的结构，需要人工对金属丝进行转动，转动过程中存在两端转动不同步，金属丝可能存在扭转的问题，测量精度较差，无法准确的对金属丝的结构进行合格判定；且现有技术中无法对金属进行负载测试，无法模拟金属丝工作状态进行测试；

其次，硅片切割的金属丝的直径在0.08-0.60mm之间，其表面的结构的尺寸更小，现有技术中的测量投影仪的测量精度在5μm，其最后的精度都是靠人工估读出来的，精度较差，对于一些细微的结构误差，可能无法测量出来，但这细微的误差，在硅片切割过程中对硅片表面的质量存在严重的影响。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型设计一种自动化的线材的光学检测装置，在模拟金属丝的工作状态下，能够快速准确的对金属丝的空间结构进行测量，对金属丝的质量进行判定。

实现本实用新型的技术方案如下：

线材的光学检测装置，其包括承载的底座，底座上对称设有一组支座，其特征在于：

支座上设有对线材进行夹紧、张紧和旋转的准直组件；

光学成像组件，光学成像组件位于支座之间，且活动连接在底座上，并能进行往复运动；

本实用新型通过准直组件对金属丝进行夹紧固定，并能够在金属丝上施加拉力来模拟金属丝的工作状态，且能够旋转，方便对金属丝的空间结构进行测量，设置的光学成像组件能够往复运动，对一段距离上的金属丝的结构进行测量。

所述的准直组件包括分别设置在支座上的定旋转组件和动旋转组件，定旋转组件和动旋转组件上均设置有对线材定位的定心组件，设置的定心组件用于对线材进行固定，保证定旋转组件和动旋转组件在同一轴线上。

所述的支座上还设有驱动定旋转组件和动旋转组件同步转动的同步机构，设置的同步机构同时驱动定旋转组件和动旋转组件，避免测量过程中线材出现扭转的问题，保证了测量的精度。

所述的同步机构包括安装在两个支座上的同步转轴，支座上设有驱动同步转轴的同步电机，同步转轴通过同步带与定旋转组件和动旋转组件连接。

所述的定旋转组件包括连接在支座上的转轴，转轴的一端设有万向调节组件，定心组件连接在万向调节组件上，支座上设有轴套，转轴安装在支座的轴套内，转轴端部设置的万向调节组件能够实现各个方向的微调，保证线材两端定位的精度，定心组件用于对线材进行定位和夹持。

在转轴和万向调节组件之间设有拉力传感器，拉力传感器用于对施加在线材上的拉力进行检测，精确的模拟线材的使用环境。

所述的动旋转组件包括连接在支座上的转动套，所述的转动套内设有滑动的连接轴，连接轴的一端设有万向调节组件，定心组件连接在万向调节组件上，另一端设有驱动连接轴滑动的预紧动力装置。

所述的光学成像组件包括投影传感器，投影传感器连接在往复运动机构上，往复运动机构连接在底座上。