Пристрій для обробки кристалів

Пристрій для обробки кристалів, що містить кристалотримач, рухому стійку з встановленими з можливістю обертання роликами, на які натягнута різальна нитка, блок управління, виходами зв'язаний з електроприводами обертання нитки і переміщення стійки, який відрізняється тим, що два ролики, що обгинають кристал, закріплені з можливістю обертання на кінцях штоків, що телескопічно вбудовані в горизонтальні ділянки стійки з можливістю одночасного пересування в проти лежні напрямки завдяки гнучкому тросу, розташованому в СТІЙЦІ, і електроприводу, підключеному до третього виходу блока управління і нерухомо закріпленого на СТІЙЦІ, ДО упору в один з мікроперемикачів, які закріплені на кінцях горизонтальних ділянок стійки і підключені до входу блока управління, а натяжний ролик закріплений з можливістю обертання на важелі, другий кінець якого жорстко з'єднаний з віссю, яка прикріплена з можливістю обертання до щиту стійки, з протилежного боку якого на другому КІНЦІ ОСІ жорстко закріплено сектор з направляючою канавкою, до верхньої частини якого жорстко закріплено трос, що натягнутий противагою, і вилка, всередині якої закріплена електроконтактна пластина і вільно розміщена електроконтактна пластина пелюстки малошерційного маятника, другий кінець якого закріплено на масивній втулці, що посаджена за допомогою підшипника котіння на означену вісь, при цьому електроконтактні пластини підключені до другого входу блока управління Винахід відноситься до галузі обробки лужногалоідних моно- та полікристалів Відомо пристрій для обробки монокристалів [а с СРСР № 1248824, кл В 28 D 5/04], що містить закріплені на станині кристалотримач і каретку, змонтовану на направляючих станини з можливістю поздовжнього та поперечного переміщення, шпиндель і ролики з натягнутою на них ріжучою ниткою і приводом їхнього пересування На каретці встановлена стійка з двома поворотними дугоподібними важелями, урівноваженими противагами, при цьому ролики з натягнутою ріжучою ниткою закріплені на кінцях важелів, а кристалотримач виконаний з можливістю повороту і постачений роликами, один з яких - приводний ності на поверхні, що приводить до ударів важелів по кристалу та кристалу по приводним роликам, появі рисок і мікротріщин Тому від обертання кристалу великої маси на практиці відмовилися Крім того, складна траєкторія руху нитки з численними перегинаннями в різні боки і підвищеними сумарними опорами роликів приводить до частого обривання нитки, що в кінцевому підсумку зменшує коефіцієнт використання пристрою Відомо пристрій для обробки монокристалів [заяв № 98042115, пріоритет 28 04 98, кл B24D 5/04, рішення про видачу патенту України від 20 11 98], що містить кристалотримач, рухому стійку з роликами, які обертаються, на них натягнута ріжуча нитка, датчик натягу нитки, підключений до входу блоку управління, виходи якого з'єднані з приводами обертання нитки і переміщення стійки з ниткою Верхній ролик, який розташовано на протилежному боці від кристалотримача, є натяжним і встановлений на рухомій платформі, з'єднаною з двигуном редуктора для її переміщення, закріпле За рахунок зустрічного руху нитки і монокристала даний пристрій дозволить забезпечити достатньо високу продуктивність різання монокристалів правильної циліндричної форми Однак, як показала практика, великі кристали (масою 500кг) мають овальність в перерізі і нерів О (О ю 56211 ного на СТІЙЦІ і підключеного до виходу блоку закріплено на масивній втулці, посадженої з допоуправління могою підшипника котіння на означену вісь, при У порівнянні з наведеним аналогом даний цьому електроконтактні пластини підключені до пристрій забезпечує прецизійний натяг нитки, в другого входу блоку управління результаті чого покращується якість порізу і зниЗакріплення двох роликів, з можливістю обержуються відходи матеріалу при подальший обробтання на кінцях штоків, телескопічно вбудованих у ці кристалу Цей пристрій вибрано в якості протогоризонтальні ДІЛЬНИЦІ СТІЙКИ З МОЖЛИВІСТЮ однотипу Однак, при ЗМІНІ натягу нитки в процесі часного пересування в протилежні напрямки запорізу, конструкція даного пристрою вимагає зупивдяки гнучкому тросу, розташованому в СТІЙЦІ, І нки просування нитки в кристал, повернення рухоелектроприводу до упору в один з мікроперемикамої стійки і очікування випрямлення нитки, що чей, розміщених на кінцях горизонтальних дільзнижує швидкість порізки монокристала Розташуниць стійки дозволяють розташовувати ріжучу нитвання ролика натягу на рухомійплатформі разом з ку під кутом а до вертикальної ВІСІ кристалу, двигуном для її переміщення безпосередньо в завдяки цьому зменшуючи площу частини, що зрі"мряці" бризок від нитки в процесі порізки привозається з кристалу, зменшенням довжини и хорди дить до частого поламання електродвигуна та не(порізу), що забезпечує можливість до певної довобхідності чистки платформи Але головний недожини хорди різати кристал на граничній швидкості, лік в тому, що пристрій не забезпечує відповідної розчинності кристалу, після чого нитка автоматичний натяг нитки під чинністю противаги, прогибається і завертає важіль з віссю і сектором, а залежність від шерційности якоря електродвигущо поворотом вилки замикає контактну пару, по на невизначена сигналу якої, ВІДПОВІДНО моменту, коли швидкість врізу нитки в кристал не відповідає його розчинноШвидкість порізки великогабаритних лужності, електропривод переміщення стійки з ниткою галоідних монокристалів (ЛГК) діаметром 500мм і зупиняється і положення двох штоків перебудовубільш відомими приладами складає - 2 - 2 5 годиється так, що нитка розташується дзеркально по ни, а зв'язане це, окрім сказаного, також і з настувідношенню до попереднього положення В такому пним положенні стійка з ниткою знов ріже монокристал Розчинність монокристала змоченої у воді нина максимальній швидкості до відповідної довжини ткою - величина постійна, а довжина хорди (велихорди Сполучення двох штоків гнучким тросом чина порізу) в монокристалі збільшується по мірі дозволяє одним приведенням перебудувати нахил просування нитки до його центру, що приводить до нитки в той або інший бік одночасним переміщензниження швидкості порізки Тому максимальна ням штоків у протилежних напрямках швидкість порізки може бути лише при умові ВІДПОВІДНОСТІ швидкостей розчинення монокристалу Виконання пристрою для автоматичного натята просування нитки в ньому гу нитки за допомогою противаги у вигляді важеВ основу нинішнього винаходу поставлена залю, на верхньому КІНЦІ ЯКОГО закріплено натяжний дача створення пристрою для обробки монокрисролик нитки, а нижній кінець закріплено до СТІЙЦІ талів, що забезпечувало б збільшення швидкості за допомогою ВІСІ, яка вільно обертається, дозвопорізки великогабаритних лужно-галоідних моно- і ляє підвищити чутливість важелю при ЗМІНІ натягу полікристалів і поліпшення якості порізу нитки, за рахунок незначного опору ВІСІ важелю Рішення задачі забезпечується тим, що у приВиконання пристрою для отримання сигналу строї для обробки кристалів, що містить кристалопо прогибу ріжучої нитки у вигляді вилки, зміцненої тримач, рухому стійку з роликами, які обертаютьу верхній частині сектора і маятника, пелюстка ся, на них натягнута ріжуча нитка Блок якого укладена у вилку з зазором 5, регульованому управління, виходами зв'язаний з електропривопри настройці дозволяє дами обертання нитки і переміщення стійки, згідно А) завертати маятник спільно з сектором при винаходу, два огибаючих кристал ролика закріпнеконтрольованому подовженні нитки при різанні лені з можливістю обертання на кінцях штоків, (від зволоження, витяжки нитки і т п), зберігаючи телескопічно вбудованих у горизонтальні ДІЛЬНИЦІ незмінним зазор 5, СТІЙКИ з можливістю спільного пересування в проБ) при прогибі нитки на 3 - 5мм замикати контилежні напрямки завдяки гнучкому тросу, розтатакт маятника з вилкою, подаючи сигнал у блок шованому в стойці і електроприводу, нерухомо управління закріпленому на СТІЙЦІ І підключеному до третього Виконання маятника з масивної втулки на шавиходу блоку управління, до упору в один з двох рикопідшипнику і малошерційної пелюстки дозвомікроперемикачей, закріплених на кінцях горизонляє при повороті сектора з віссю не тягти маятник, тальних дільниць стійки і підключених до входу що повинен завертатися тільки від вилки блоку управління Ролик натягу закріплений з моНа фіг 1 наведена схема пристрою, що пропожливістю обертання на важелі, другий кінець якого нується, жорстко з'єднаний з віссю, яка закріплюється з можливістю обертання до щиту стійки, з протилежного боку якого на другому КІНЦІ ВІСІ жорстко закріплений сектор з направляючою канавкою, до верхньої частини якого жорстко закріплено трос, натягнутий противагою, і вилка, з закріпленою усередині неї електроконтактною пластиною, і вільно поміщений в неї електроконтактної пелюстці малошерційного маятника, другий кінець якого На фіг 2 - 5 - розрізи, ВІДПОВІДНО ПО А-А, Б-Б, В-В, Г-Г, На фіг 6 - схема взаємодії механізмів з блоком управління, На фіг 7 - положення ріжучої нитки при різноманітній їїнастанови Пристрій містить (фиг 1) кристалотримач 1, рухому стійку 2 з роликами, які обертаються, на них натягнута ріжуча нитка 3 Ролик 4 є приводним і 56211 постачений електроприводом 5 для обертання нитки 3 Верхній ролик 6, знаходиться на протилежному боці від кристалотримача, є натяжним, а два ролика 7 закріплені з можливістю обертання на кінцях штоків 8, телескопічно вбудованих у горизонтальні ДІЛЬНИЦІ стійки 2 з можливістю одночасного пересування в протилежні напрямки завдяки гнучкому тросу 9, розташованому в СТІЙЦІ 2, і електроприводу 10 до упору в один з мікроперемикачей 1 1 , розміщених на кінцях горизонтальних дільниць стійки 2 Електропривод 10 непорушно закріплений на СТІЙЦІ 2, на якій жорстко також закріплена платформа 12 з електроприводом 13, що забезпечує поступальний рух всієї стійки 2 з ріжучою ниткою З для власно порізки кристалу 29 Натяжний ролик 6 закріплено з можливістю обертання на важелі 14 (фіг 1 - 2), другий кінець якого жорстко з'єднаний з віссю 15, прикріпленої з можливістю обертання до щиту 16 стійки 2 3 протилежного боку щиту 16 на другому КІНЦІ ВІСІ 15 жорстко закріплено сектор 17 (фіг 2 - 5) з направляючою канавкою для тросу 18, на КІНЦІ ЯКОГО закріплено противагу 19 для забезпечення натягу нитки 3 Другий кінець тросу 18 жорстко закріплено у верхній частині сектора 17 На верхньому КІНЦІ сектора 17 жорстко закріплено вилку 20, яка має регулюючий гвинт 21 з одного боку і електроконтактну пластину 22 з іншого боку вилки 20 У вилці 20 розміщена пелюстка з електроконтактною пластиною 23 малошерційного маятника 24, другий кінець якого закріплено на масивній втулці 25 (ізолятор) спільно з вантажем 26, посадженим за допомогою підшипника котіння 27 на вісь 15 Вантаж 26 необхідно для підвищення інерційності втулки 25 На станині (на фіг не наведена) пристрою розміщений блок 28 управління (фіг 6), що виходами підключений до електроприводів 5 10 і 13, ВІДПОВІДНО, обертання нитки 3, пересування штоків 8 і поступального руху всієї стійки 2, а виходами до мікроперемикачей 11 і контактної пари 22 - 23 Пристрій, який пропонується, працює слідуючим чином На кристалотримач 1 розміщують обробляємий монокристал 29 Регулюючим гвинтом 21 виставляють зазор 5 між контактною парою 22 - 23, ВІДПОВІДНИЙ 3 -ь 5мм Ця відстань підібрана експериментально і відповідає мінімальному і максимальному прогибу нитки 3 при порізці великогабаритних монокристалів Вмикають пристрій (на фіг не показано) для змочування нитки 3 і блок управління 28, по сигналу якого електропривод 10 встановлює штоки 8 в одне з робітничих положень з нахилом нитки 3 під кутом а, після чого електропривод вимикається і вмикається електропривод 5 для обертання нитки і розташований на платформі 12 електропривод 13, що забезпечує поступальне переміщення всієї стійки 2 для порізки монокристала 29 Нитка 3 здійснює порізку монокристала 29 з максимальною швидкістю, відповідної швидкості розчинення монокристала 29 по лінії 1 - 1 (і далі 2 2, 3 - 3 , фіг 7) Компенсація розтягу нитки 3 в процесі порізки і за рахунок зволоження здійснюється шляхом повороту важеля 14 проти годинної стрілки під впливом противаги 19, при цьому водночас завертається вісь 15 і жорстко закріплений на неї сектор 17, розташований з протилежного боку щиту 16 по відношенню до важелю 14, і маятник 24, при цьому пелюстка з контактною пластинкою 23 зберігає положення у вилці 20 з зазором 5 В той момент, коли нитка 3 починає прогибатися за рахунок невідповідності швидкості руху стійки 2 і швидкості розчинення монокристала 29, важіль 14 почне поворот по годинній стрілці, тягнучи за собою і сектор 17 до того часу, доки контакт 22 вилки 20 не торкнеться (не замкне) контактної пластинки 23 пелюстки маятника 24, який зберігає своє встановлене положення на ВІСІ 15 за рахунок інерції маси втулки 25 - 26 Замкнутий контакт подає сигнал у блок управління 28, який подає сигнал на електропривод 10, що переміщає поступально штоки 8 у взаємно протилежних напрямках за допомогою гнучкого троса 9, перестроюючи нахил нитки 3 дзеркально Водночас спрацьовує в зворотний бік електропривод 13, висуваючи з кристалу стійкою 2 нитку З, при цьому швидкість переміщення штоків 8 приблизно в 2 рази перевищує швидкість руху стійки 2, що створює згиб та натяг нитки в процесі перебудови штоків 8, а після перебудови нитка випрямляється, важіль 14 завертається проти годинної стрілки разом з віссю 15 і сектором 17, розмикаючи контакти 22 - 23 Один з штоків 8 натискає мікроперемикач 11, сигнал надходить у блок управління 28, який вимикає двигун 10, міняє напрям обертання двигуна 13 і поріз повторюється Такі операції повторюються декілька раз, як при порізці лужно-галоідних монокристалів, так і полікристалів Ілюстрація процесу різання кристалу на максимальних швидкостях (наприклад для кристалу діаметром 500мм) наведена на фіг 7, де положення роликів 7 означені арабськими цифрами, а майданчики, що зрізаються - римськими Як видно з фіг 7 тут вимагається 4 переналадки штоків 8 З урахуванням втрати часу на ці переналадки загальний час порізу такого кристалу скорочується не менше, ніж в 2 рази у порівнянні з прототипом, як вже було сказано вище, або площини порізу постійно згладжуються зустрічними рухами нитки, то поверхні порізу одержуються візуально гладкими, не вимагають значного доопрацювання, що дасть економію дорогого кристалу 56211 56211 Г-Г 10 2 s В-В О Фиг. 5 Фиг 6 11 12 56211 Фиг. 7 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24