Устройство для обработки монокристаллов Советский патент 1993 года по МПК C30B33/00 

Изобретение относится к обработке твердых и хрупких материалов, в частности к устройствам для обработки монокристаллов, которые применяются в химической промышленности, в частности при резке оптических (хлорид калия) и сцинтилляцион- ных {ионид натрия) кристаллов,

Цель изобретения - улучшение качества поверхности резания кристаллов.

На фиг, 1 приведена блок-схема устройств для обработки монокристаллов; на фиг. 2 - схема датчика параметров резания монокристалла,

Устройство (фиг, 1) содержит кристалло- держатель 1, режущую нить 2, резервуар 3 с рабочим раствором, систему шкивов 4 с приводом 5 вращения нити, механизм 6 подачи нити с приводом 7 подачи нити, датчик 8 параметров резания, генератор 9, блок 10 управления, содержащий измерители 11 и 12 сопротивления, сумматор 13, измеритель

14соотношения сопротивлений, регулятор

15подачи нити, регулятор 16 и привод 17 подачи рабочего раствора, первый и второй задатчики 18 и 19 соответственно.

Датчик 8 параметров резания (фиг, 2) содержит пластину 20 из изоляционного материала, выходные электроды 21, 22 и входной электрод 23, между которыми проходит режущая нить 2.

На фиг. 1 даны следующие обозначения: Vi,V2 входные сигналы задатчиков 18 и 19.

Устройство работает следующим обра- ,зом,

На кристаллодержатель 1 устанавливают обрабатываемый кристалл, включают привод 5 вращения режущей нити 2 при помощи системы шкивов 4 и прмвод 17 подачи рабочего раствора в резервуар 3 для смачивания нити 2. Включают привод 7 подачи нити, который при помощи механизма б подводит нить с датчиком 8 к кромке монокристалла.

Между выходными 21, 22 и входным 23 электродами датчика 8 параметров резания образуется рабочий раствор.

Сопротивление между электродами контролируется о блоке 10 управления измерителями 11 и 12 сопротивления с фазовым принципом преобразования информации и частотой 0,8-1,5 кГц. Суммарное значение сопротивления, определя- „ емое в сумматоре 13, является рабочим сигналом для регулятора 16 подачи воды, который через привод 17 и резервуар 3 изменяет количество раствора, подаваемого для смачивания нити. Значение соотношения сопротивлений первого измерителя 11 и суммарного, полученного в измерителе 14 соотношения, является рабочим сигналом

для регулятора 15 подачи нити, который через привод 7 и механизм 6 подачи нити меняет скорость ее перемещения.

Если режущая нить 2 находится перед

кромкой монокристалла, концентрация материала в рабочем растворе, образующемся . между электродами 21. 22 и 23 датчика 8, мала. Сопротивления, измеренные измерителями 11 и 12, имеют большие величины.

На выходах сумматора 13 и измерителя 14 соотношения сопротивлений появляются начальные сигналы для контуров подачи рабочего раствора и нити. На первом 18 и втором 19 задатчиках устанавливают сигна5 лы Vi и V2 для выбора необходимых параметров резания монокристалла.

При касании нити 2 монокристалла материал разрезаемого кристалла нитью выносится вверх и попадает в межэлектродное

0 пространство датчика 8. При этом нить 2. касаясь кристалла, получает начальное отклонение и перемещается ближе к электроду 21 датчика 8. Измерители 11 и 12 фиксируют уменьшение измеряемых сопро5 тивлений, сумматор 13 и измеритель 14 - соотношения сопротивлений. Эти режимы являются рабочими для всего процесса резания.

При резке цилиндрического монокри0 сталла в поперечном направлении, т.е. в случае переменной высоты контакта нити с кристаллом, количество материала, разрезаемого кристалла, выносимого нитью, увеличивается до выхода на диаметр, а затем

5 постепенно уменьшается. При увеличении количества выносимого материала концентрация его в рабочем растворе увеличивается, что приводит к уменьшению общего сопротивления в межэлектродном про0 странстве датчика 8, фиксируемого сумматором 13. Регулятор 16 через привод 17 подачи рабочего раствора увеличивает количество воды, смачивающей нить для поддержания заданного значения

5 концентрации материала, а значит, величины общего сопротивления определяемого сумматором 13.

При отклонении нити 2 к электроду 21 датчика 8 уменьшается сопротивление, оп0 ределяемое измерителем 11 и изменяется величина соотношения этого сопротивления к общему, которая фиксируется измерителем 14 соотношения сопротивления. Регулятор 15 через привод 7 и механизм 6

5 уменьшает скорость подачи нити для поддержания заданного значения соотношения сопротивлений, а значит заданного отклонения режущей нити 2.

Датчик 8 параметров резания жестко связан с механизмом 6 подачи нити и уста

навливается на кронштейне на расстояниином пространстве датчика 8. фиксируемого 10 мм над поверхностью разрезаемого кри-сумматором 13. Например, при увеличении стаяла. Так как высота разрезаемых кри-скорости подачи ниш с 0.2 до 0,5 мм/с без сталлов может изменяться от 15 до 600 мм,изменения подачи4рабочего пора изме- предусмотрена возможность вертикально-5 нение величины общего сопротивления со- го перемещения датчика 8. Такая установкастазляет от 150 до 115 Ом. При скорости датчика 8 обеспечивает высокую его чувст-подачи нити 0,2 мм/с, высоте реза 20 мм вительность к отклонению нити 2.величина измеряемых сопротивлений в кэж- Скорость движения нити составляет 80-дом канале составляет около 72-74 Ом, чув- 100 мм/м, скорость подачи нити 0,2-0,510 ствительность измерителей сопротивления мм/с при высоте реза 20-40 мм, материал -0,01 Ом. кордовая нить 0,7-0,8 мм. О скорости выноса продуктов резания косвенно судят по из-(56) Авторское свидетельство СССР менению концентрации материала вMs 447288, кл. В 28 D 5/06, 1974. рабочем растворе, что приводит к измене-15 Авторское свидетельство СССР нию общего сопротивления в межэлектрод-№ 605721( кл. В 28 D 5/06, 1978.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ родами выбрано равным 4 - 5 величинам МОНОКРИСТАЛЛОВ, содержащее кри- диаметра нити, при этом второй и третий; сталлодержатель, режущую нить, соеди- электроды соединены с входами блока уп- ненную с резервуаром рабочего раствора/ давления, первый выход которого через систему шкивов с приводом вращения ни- первый задатчик, регулятор подачи рабоче- ти, механизм подачи нити с приводом под-ос 1 0 раствора и привод соединен с резервуа- ачи, отличающееся тем, что, с целью ром рабочего раствора, а второй выход улучшения качества поверхности резания , через второй задатчик м регулятор подачи кристаллов, в него дополнительно введены нити связан с приводом подачи нити. датчик параметров резания кристаллов, re- ( 2. Устройство по п.1, отличающееся нератор, блок управления, регулятор под-до тем, что блок управления содержит первый ачи рабочего раствора с приводом, и второй измерители сопротивления, сум- регулятор подачи нити, первый и второй |матор и измеритель соотношения сопро- задатчики параметров резания, причем тивлений, при этом входы измерителей датчик параметров резания выполнен в ви-. сопротивления соединены с датчиком па- де трех металлических электродов, укреп-35-раметров резания, выход первого измери- ленных внутри пластины из изоляционного теля соединен с сумматором и материала, при этом первый электрод, сое- измерителем соотношения сопротивлений, диненный с генератором, расположен пер- а выход второго измерителя сопротивле- пендикулярно к двум другим ния соединен с сумматором, выход которо- параллельным электродам, между которы-40 го соединен с измерителем соотношения ми расположена режущая нить, касающая- сопротивлений и первым задатчиком, а вы- ся поверхности первого электрода, а ход измерителя соотношения сопротивле- расстояние между вторым и третьим элект- ний соединен с вторым задатчиком.

п.

В-ЕЪ-

Изобретение относится к обработке твердых и хрупких материалов, в частности к устройствам для обработки монокристаллов, которые применяются в химической промышленности при порезке кристаллов, и позволяет улучшить качество поверхности резания кристаллов. Это достигается тем, что в устройство для обработки кристаллов дополнительно введены датчик параметров резания кристаллов, генератор, блок управления, регулятор подачи рабочего раствора с приводоч регулятор подачи нити, задатчики параметров резания Датчик параметров резания выполнен в виде трехметалличес- ких электродов, укрепленных внутри пластины из изоляционного материала Первый электрод соединенный с генератором, расположен перпендикулярно к двум параллельным электродам, между которыми расположена режущая нить, касающаяся поверхности первого электрода Расстояние между вторым и третьим электродами выбрано равным 4 - 5 величинам диаметра нити. Блок управления содержит первый и второй измерители сопротивления сумматор и измеритель соотношения сопротивлений. 1 зл.ф-лы, 2 ил.

Л

13

А Направление лергмедмт тип

и

л

J: