線監(jiān)測系統(tǒng)、線鋸裝置以及用于監(jiān)測線的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)(100)。線監(jiān)測系統(tǒng)(100)包括傳感器排列(110)，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線(22)，其中傳感器排列(110)適合于檢測線(22)的弓，且其中傳感器排列(110)包括至少一個傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動。
【專利說明】
線監(jiān)測系統(tǒng)、線鋸裝置以及用于監(jiān)測線的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本文描述的實施例涉及一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)、一種線鋸裝置和一種用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法。本實施例的線鋸裝置特別適用于切割或鋸切硬質(zhì)材料(如硅塊或石英塊)，例如用于切割硅晶片、硅錠或類似物。
【背景技術(shù)】
[0002]線鋸裝置用于切割硬質(zhì)材料(例如，硅)工件或錠塊。使用線鋸裝置切割或晶片化工件或錠塊以便裁剪、切成方形或切片。在這種線鋸裝置中，從線軸送線，并通過線導向器引導和拉緊線。在線鋸裝置中可使用不同類型的線。例如，金剛石線可與冷卻劑結(jié)合使用。
[0003]在切割期間，沿線長度迅速移動線，并在大體上垂直于線方向的切割方向上通過工件供應板或工作臺相對緩慢地移動工件或錠塊。對工件沿切割方向施加線的垂直力，而工件對線的反作用力導致線在與切割方向相反的方向上變形或彎曲。如果線弓增加，在弓的一定值處可導致斷線，這意味著需要耗時更換線。斷線和線的后續(xù)更換降低了線鋸裝置的總效率。另一方面，為了使操作者能夠測量弓而間隔性停止切割工藝耗時且成本較高。此夕卜，當停止切割工藝時，鋸痕可在停止位置處可見，即使是短停的情況也會看見。
[0004]鑒于上述情況，需要減少或避免斷線的發(fā)生，以便實現(xiàn)線鋸裝置的更高效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上文所述，提供一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)、一種線鋸裝置和一種用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法。本發(fā)明實施例的進一步方面、優(yōu)點和特征將自從屬權(quán)利要求書、描述和附圖顯而易見。
[0006]根據(jù)一個方面，提供一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)。線監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器排列，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線，其中傳感器排列適合于檢測線弓和/或跳線，且其中傳感器排列包括至少一個傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動。
[0007]根據(jù)另一方面，提供一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)。線監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器排列，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線，其中傳感器排列適合于檢測線弓和/或跳線，其中傳感器排列包括一個單一的傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動，該傳感器的移動方向大體上垂直于線移動方向；和控制器，配置所述控制器在線鋸裝置的操作期間控制至少一個傳感器的移動，其中配置所述控制器在第一位置與第二位置之間周期性移動至少一個傳感器，其中線的至少一部分定位在第一位置與第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。
[0008]根據(jù)又一方面，提供一種線鋸裝置。線鋸裝置包括本文描述的線監(jiān)測系統(tǒng)。詳細來說，線監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器排列，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線，其中傳感器排列適合于檢測線弓和/或跳線，且其中傳感器排列包括至少一個傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動。
[0009]根據(jù)又一方面，提供一種線鋸裝置。線鋸裝置包括線監(jiān)測系統(tǒng)。線監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器排列，配置所述傳感器排列被定位于鄰近線鋸裝置的線，其中傳感器排列適合于檢測線弓和/或跳線，其中傳感器排列包括一個單一的傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間被移動，該傳感器的移動方向大體上垂直于線移動方向；和控制器，配置所述控制器在線鋸裝置的操作期間控制至少一個傳感器的移動，其中配置所述控制器在第一位置與第二位置之間周期性移動至少一個傳感器，其中線的至少一部分定位在第一位置與第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。
[0010]根據(jù)另一方面，提供一種用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法。所述方法包括在線鋸裝置的操作期間移動定位于鄰近線鋸裝置的線的傳感器以檢測線弓和/或跳線。
[0011]實施例還針對用于實施所揭示方法的設備和包括用于執(zhí)行每個所描述方法步驟的設備部件?？赏ㄟ^硬件組件、由適宜軟件編程的計算機、通過上述兩者的任意組合或以任何其他方式執(zhí)行這些方法步驟。此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例還針對用于操作所描述的裝置和系統(tǒng)的方法。這包括用于實施裝置和系統(tǒng)的每個功能的方法步驟。
【附圖說明】
[0012]因此，可詳細理解本發(fā)明實施例的上述特征結(jié)構(gòu)的方式，可參考本文描述的實施例獲得上文簡要概述的實施例的更具體描述。附圖涉及本發(fā)明的實施例，并描述如下:
[0013]圖1示出根據(jù)本文描述的實施例位于線導向筒上的線網(wǎng)和線監(jiān)測系統(tǒng)的示意性前視圖；
[0014]圖2示出根據(jù)本文描述的實施例具有線監(jiān)測系統(tǒng)的線鋸裝置的示意性橫截面?zhèn)纫晥D；
[0015]圖3示出圖2線鋸裝置的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中線鋸裝置的線為弓形；
[0016]圖4示出根據(jù)本文描述的進一步實施例位于線導向筒上的線網(wǎng)和線監(jiān)測系統(tǒng)的不意性如視圖；和
[0017]圖5示出根據(jù)本文描述的實施例用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0018]現(xiàn)將詳細參考本發(fā)明的各種實施例，在諸圖中示出這些實施例的一或更多個實例。在附圖的以下描述中，相同附圖標號指代相同組件。一般而言，只描述關(guān)于個別實施例的不同之處。通過解釋本發(fā)明實施例的方式提供每一實例，并且這些實例并不意味著是實施例的限制。此外，可結(jié)合其他實施例使用圖示為或描述為一個實施例的部分的特征以產(chǎn)生又一個實施例。目的是這一描述包括這種修改和變化。
[0019]所述線鋸裝置可被理解為一種線鋸裝置，其中相當長的線(“線長度”)，如至少lkm、尤其是至少1km或甚至至少100km，卷繞在線導向器(如線導向筒)周圍，并形成網(wǎng)或線網(wǎng)。用語“線長度”指的是線的總長度，而不僅僅是在給定時間用于鋸切的線。線沿其長度移動(“線的移動方向”)。在鋸切期間，要被鋸切的片材可在線網(wǎng)和片材的接觸區(qū)域內(nèi)大體上垂直于線的移動方向移動穿過線網(wǎng)。要被鋸切的片材移動速度決定切割速度和/或可在給定時間量內(nèi)鋸切的有效切割面積。如本文所使用，使用用語“切割”與“切片”或“鋸切”同義。
[0020]線鋸是一種針對使硅晶片化而廣泛使用的技術(shù)。線鋸便宜，并提供穩(wěn)定的性能。線弓可以是切割質(zhì)量和/或晶片質(zhì)量的一個指標。如果弓過高，那么可降低切割質(zhì)量和/或晶片質(zhì)量。當機器、線或材料存在問題或故障時，可例如出現(xiàn)高弓。如果沒有及時檢測和消除這些問題，那么可引發(fā)斷線，并且也可降低切割質(zhì)量和/或晶片質(zhì)量。一些線鋸裝置不具有弓檢測的手段，而是依賴于操作者的觀察(這種觀察很耗時)或使用多個電感傳感器的陣列。后一種方法可能不夠準確，可能無法及時響應和/或可能太過昂貴(例如，針對大批量生產(chǎn))。
[0021]圖1示出根據(jù)本文描述的實施例位于線導向筒10上的線網(wǎng)20和用于線鋸裝置(尤其是半導體線鋸裝置)的線監(jiān)測系統(tǒng)100的示意性前視圖。線22卷繞在線導向筒10周圍，并形成線網(wǎng)20。根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，每個線導向筒10提供一個線監(jiān)測系統(tǒng)100。
[0022]線監(jiān)測系統(tǒng)100包括傳感器排列(arrangement) 110，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線22或線網(wǎng)20，其中傳感器排列110適合于檢測線22或線網(wǎng)20的弓，和其中傳感器排列110包括至少一個傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動。本文使用的用語“操作”可指示切割工藝。換句話說，配置至少一個傳感器在切割工藝期間移動。本文使用的用語“操作”也可指示線22或線網(wǎng)20的移動，即指示線鋸裝置的一種狀況或狀態(tài)，在這種狀況或狀態(tài)下線22或線網(wǎng)20正在移動(尤其是在移動方向上)。
[0023]在一些實現(xiàn)中，線鋸裝置是半導體線鋸裝置。然而，本發(fā)明不限于半導體線鋸裝置。應用可包括漿料線鋸、金剛石線線鋸，例如在使用硅的太陽能電池生產(chǎn)中、在從大錠塊上切割磚塊的切塊器(Squarers)和/或在半導體工業(yè)中。根據(jù)本文所描述實施例的線鋸裝置也可用于切割其他材料，如硬質(zhì)和脆性材料、藍寶石和金屬。
[0024]可將線22螺旋纏繞在線導向器(如線導向筒10)周圍，并且可在兩個或更多個線導向筒之間形成一層平行線部分，例如如圖2所示。此層可被稱為線網(wǎng)20。線22可為金剛石線。線導向筒10可具有在線導向筒10的圓周表面中提供的一或更多個線導向槽(未示出)。一或更多個線導向槽可適用于引導平行線部分的線部分?？善叫信帕袃蓚€或更多個線導向槽以平行排列或引導線部分。平行線導向槽的數(shù)量可對應于平行線部分或切片過程的數(shù)量。例如，可卷起線22使得所得線網(wǎng)20包括至少100個平行線部分。將推動穿過這100根線22的線網(wǎng)20的工件或錠塊切片成101片晶片。
[0025]線22 (或線網(wǎng)20)的移動方向大體上沿線長度延伸。在大體上垂直于線移動方向的切割方向上移動工件或錠塊。沿移動方向的線22或線網(wǎng)20的移動速度可以是至少5m/s、至少25m/s和可尤其是約25m/s。例如，在操作期間的線22或線網(wǎng)20的移動速度在1m/s與15m/s之間，而在開始和停止期間速度可更小。此外，在線22或線網(wǎng)20來回移動的情況下，對線22或線網(wǎng)20不時減速以便在相反方向上加速。
[0026]用語“大體上垂直”和“大體上平行”涉及例如一個方向和另一方向的大體上垂直或大體上平行定向，其中與精確垂直或平行定向的一些度數(shù)(例如，高達10°或甚至高達15° )的偏差仍被認為分別是“大體上垂直”和“大體上平行”。
[0027]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，配置至少一個傳感器大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向而移動。例如，線22或線網(wǎng)20的移動方向可大體上垂直于線導向筒10的圓柱軸12?；蛘?，至少一個傳感器的移動方向可大體上平行于線導向筒10的圓柱軸12。
[0028]在一些實現(xiàn)中，配置至少一個傳感器沿線網(wǎng)20寬度的至少一部分且尤其是沿線網(wǎng)20的整個寬度可移動。通過沿線網(wǎng)20寬度的至少一部分移動至少一個傳感器，可整體監(jiān)測線網(wǎng)20，并且可在高精度下檢測弓。例如，可沿線網(wǎng)20寬度的至少一部分(例如，在第一位置與第二位置之間)周期性(即來回)移動至少一個傳感器。第一位置和第二位置可分別對應于線網(wǎng)20的邊緣部分或末端部分。
[0029]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，至少一個傳感器在其移動方向上的移動速度處于0.005至lm/s的范圍內(nèi)，具體而言處于0.01至0.5m/s的范圍內(nèi)，并且更具體而言約為0.01m/s。在一些實施例中，至少一個傳感器的移動速度可小于0.1m/So例如，在如第一位置和第二位置的兩個特定點之間，至少一個傳感器的移動速度可為約
0.lm/s或甚至更小。在一些實施例中，周期性移動的頻率處于每分鐘0.25至2個循環(huán)的范圍內(nèi)，并且具體而言每分鐘0.3至0.5個循環(huán)。例如，所述頻率可對應于每2分鐘或每3分鐘一個循環(huán)。一個循環(huán)可被定義成至少一個傳感器的一個向后移動和一個向前移動。例如，一個循環(huán)可被定義成從第一位置移動到第二位置并返回到第一位置。根據(jù)一些實施例，所述頻率可取決于工作臺速度、要被切割的材料和斷線前的臨界弓中的至少一個。在一些實施例中，所述頻率可以是可調(diào)節(jié)的。例如，如果沒有檢測到問題，頻率可對應于每2分鐘或每3分鐘一個循環(huán)，而如果檢測到如高線弓等問題，那么可增加頻率。
[0030]在一些實現(xiàn)中，線監(jiān)測系統(tǒng)100包括夾持裝置120，所述夾持裝置被配置用于夾持至少一個傳感器。例如，至少一個傳感器被可移動地安裝在夾持裝置120上?？蓪⒅辽僖粋€傳感器可移動地安裝在夾持裝置120上，夾持裝置120如上所述為大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向可移動。在一些實施例中，夾持裝置120包括(或者是)軌道或?qū)к墶?br>[0031]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，夾持裝置120大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向延伸。例如，至少一個夾持裝置120大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向延伸。在一些實施例中，夾持裝置120可大體上平行于線導向筒10的圓柱軸12延伸。
[0032]在一些實現(xiàn)中，線監(jiān)測系統(tǒng)100包括致動器130，所述致動器被配置成移動至少一個傳感器，尤其是在線鋸裝置的操作(如切割工藝)期間。根據(jù)一些實施例，配置致動器130沿至少一個傳感器的移動方向(例如，在第一位置與第二位置之間)周期性來回移動至少一個傳感器。第一位置和第二位置可分別對應于線網(wǎng)20的邊緣部分或末端部分。在一些實施例中，配置致動器130大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向和/或如上所述沿夾持裝置120移動至少一個傳感器。夾持裝置120可定義至少一個傳感器的移動方向。在一些實現(xiàn)中，配置致動器130沿線22或線網(wǎng)20 (例如，周期性)橫向移動至少一個傳感器(或傳感器位置)。
[0033]致動器130可包括發(fā)動機，如電發(fā)動機、氣動發(fā)動機和步進發(fā)動機中的至少一種。為移動至少一個傳感器，線監(jiān)測系統(tǒng)100可包括傳動裝置(未示出)，所述傳動裝置被配置成在至少一個傳感器的移動中傳送或轉(zhuǎn)換致動器130的移動。傳動裝置可連接致動器130和至少一個傳感器。
[0034]在一些實施例中，在夾持裝置120處提供致動器130。例如，致動器130可被集成到夾持裝置120中或可附接于夾持裝置120。如圖1的說明性實例所示，將致動器130附接于夾持裝置120的一端或一側(cè)部分。
[0035]根據(jù)實施例，致動器130包括編碼器，所述編碼器被配置用于相對于線22或線網(wǎng)20定位至少一個傳感器。編碼器允許至少一個傳感器相對于線22或線網(wǎng)20的精確定位，并且還允許線弓的精確檢測。編碼器可以是旋轉(zhuǎn)編碼器。編碼器可以是一種將致動器130的軸或軸線的角度位置或運動轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字碼的機電裝置。從軸或軸線的角度位置或運動，可確定至少一個傳感器相對于線22或線網(wǎng)20的位置。
[0036]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，傳感器排列100包括僅一個單傳感器，并且尤其是配置成在線鋸裝置的操作期間被移動的僅一個單傳感器。一個單傳感器也可被稱為“弓檢測傳感器”。一個單傳感器可以是足夠的，因為傳感器在移動?？捎脺p少的工作量和成本制造具有移動傳感器的線監(jiān)測系統(tǒng)100，同時在改善的精度下提供對線弓的監(jiān)測。
[0037]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，至少一個傳感器被配置成檢測線22或線網(wǎng)20的位置(例如，相對于至少一個傳感器)和/或至少一個傳感器與線22或線網(wǎng)20之間的距離。
[0038]例如，至少一個傳感器包括(或者是)電感傳感器、電容傳感器和接觸傳感器中的至少一種。電感傳感器和電容傳感器可適合于感測線22的接近(例如，如果線22是基于鐵的)。至少一個傳感器可以是數(shù)字傳感器或模擬傳感器。至少一個電感傳感器或電容傳感器的測量結(jié)果(也被稱為“測量成果”或“測量”)可以是連續(xù)結(jié)果(在模擬傳感器的情況下)或數(shù)字結(jié)果(在數(shù)字傳感器的情況下)。如果結(jié)果是連續(xù)的，那么這可以指示至少一個傳感器與線22或線網(wǎng)20之間的絕對距離。
[0039]在結(jié)果是數(shù)字結(jié)果的實施例中，如果至少一個傳感器與線22之間的距離低于閾值距離，那么至少一個傳感器可例如以O響應，而如果所述距離高于所述閾值，那么至少一個傳感器可以I響應?？稍谇懈罟に嚻陂g或之前例如由操作者預先設置閾值距離(也被稱為“閾值”)，或閾值距離可對應于至少一個傳感器的感測距離，即僅達到所述感測距離時，至少一個傳感器才能夠檢測到線22或線網(wǎng)20的存在。例如，閾值可介于0.1mm與1.0mm之間，尤其是介于0.2mm與0.6mm之間。
[0040]本發(fā)明提供線監(jiān)測系統(tǒng)100以監(jiān)測線鋸裝置的切割進度，尤其是一種用于半導體和/或太陽能晶片的線鋸裝置。線監(jiān)測系統(tǒng)100允許在改善的精度下監(jiān)測線22或線網(wǎng)20的弓。線監(jiān)測系統(tǒng)100可具有移動傳感器，并且可用降低的工作量和成本來制造。
[0041]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，線監(jiān)測系統(tǒng)可被配置用于跳線檢測。用語“跳線”可指示這樣一種情形:本應該在第一線導向槽中被排列和引導的線跳到第二線導向槽或相鄰線導向槽中，使得第二線導向槽中存在或重疊兩根線。例如當線導向槽受到切肩污染時和/或當線引導系統(tǒng)運行不穩(wěn)定和/或振動時可發(fā)生跳線。如果發(fā)生跳線，那么重疊的線可破壞晶片，并降低生產(chǎn)成品率和/或降低切割質(zhì)量。線監(jiān)測系統(tǒng)100可檢測跳線的發(fā)生，并且跳線可例如由操作者校正。
[0042]圖2示出根據(jù)本文描述的實施例具有線監(jiān)測系統(tǒng)100的線鋸裝置的示意性橫截面?zhèn)纫晥D。圖3示出圖2線鋸裝置的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中線鋸裝置的線網(wǎng)20為弓形。
[0043]線鋸裝置被作為例子示出為包括線22或線網(wǎng)20，所述線或線網(wǎng)由兩個線導向筒10(也被稱為“線導向器”或“滑輪”)沿線長度引導。線長度可大體上平行于線22或線網(wǎng)20的移動方向延伸(用箭頭24表示)?？善叫信帕芯€22的部分，從而形成線網(wǎng)20。所提供的線22尤其是在線鋸裝置的切割區(qū)域內(nèi)形成線網(wǎng)20。用語“線網(wǎng)”可涉及由兩個線導向筒10之間的線22形成的線網(wǎng)20。應當理解的是，線22可形成一個以上線網(wǎng)20，所述線網(wǎng)被定義為執(zhí)行鋸切工藝的區(qū)域。根據(jù)本文描述的一些實施例，線22可形成多個線網(wǎng)，例如都適用于切割工件或錠塊30的兩個線網(wǎng)。將工件或錠塊30安裝到工作臺40上，配置所述工作臺抵靠線22或線網(wǎng)20移動以便切割錠塊30。
[0044]在一些實施例中，線導向筒10適合于旋轉(zhuǎn)以便傳送線22或線網(wǎng)20。線導向筒10可被配置成以至少5m/s或甚至10m/s的圓周速度(即外部圓周處的速度)旋轉(zhuǎn)。例如，在操作期間在5m/s與30m/s之間操作線鋸裝置，而在開始和停止期間所述速度可更小?？捎绕涫窃谥辽?5m/s下操作線鋸裝置，并且可尤其是在約25m/s下操作線鋸裝置。此外，在線22或線網(wǎng)20來回移動的情況下，對線22或線網(wǎng)20不時減速以便在相反方向上加速。
[0045]在切割期間，線22或線網(wǎng)20大體上沿線長度移動，所述線長度可以是線22的縱向長度。用語“大體上”應特定包含振動或類似者。所述移動與工件或錠塊30 (如半導體錠塊)的垂直運動相比可相對迅速。根據(jù)一些實施例，線22或線網(wǎng)20的移動僅為單向，即總是在向前的方向上。根據(jù)其他實施例，線22或線網(wǎng)20的移動可包括在向后方向上的移動，詳細來說，所述移動可以是線22或線網(wǎng)20的來回移動，其中反復修正線22或線網(wǎng)20的移動方向。在操作中，使線22或線網(wǎng)20接觸錠塊30來將錠塊30切割成例如多個晶片。
[0046]根據(jù)一些實施例，可相對于錠塊30移動線22或形成線網(wǎng)20的多條線，可相對于線22或線網(wǎng)20移動錠塊30，或可相對于彼此移動線22或線網(wǎng)20和錠塊30兩者。
[0047]當相對抵靠彼此按壓錠塊30和線22 (如線網(wǎng)20)時，由錠塊30施加在線22或線網(wǎng)20上的所得力引發(fā)線22或線網(wǎng)20變成弓形。線弓的定向與切割方向重合，并且可大體上垂直于線22或線網(wǎng)20的移動方向?？蓪⒐叨榷x為在線22或線網(wǎng)20的弓形狀態(tài)與非弓形狀態(tài)之間沿切割方向的差或距離。在圖3中，由于錠塊30在切割方向上被按壓，線22或線網(wǎng)20變成弓。當線弓增加過多時，可導致線22的斷裂。為了避免這種情形，本文描述的實施例允許在弓變得過大之前檢測線弓，并且此外，允許觸發(fā)適當反應以免線22斷裂。這種反應可例如是降低抵靠線22的錠塊30的速度和/或增加線速度。進一步反應可含有修正所提供漿料的量或漿料成分等。
[0048]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，線監(jiān)測系統(tǒng)100包括控制器140，配置所述控制器在線鋸裝置的操作期間控制至少一個傳感器的移動。例如，配置控制器140在第一位置與第二位置之間周期性移動至少一個傳感器，其中線的至少一部分定位在第一位置與第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。第一位置與第二位置之間的區(qū)域可包括線網(wǎng)20寬度的至少一部分，并且可尤其是包括線網(wǎng)20的整個寬度。換句話說，第一位置與第二位置之間的距離可等于線網(wǎng)20的寬度，并且可尤其是比線網(wǎng)20的寬度更大。第一位置和第二位置可分別對應于線網(wǎng)20的邊緣部分或末端部分。
[0049]根據(jù)可與本文描述的其他實施例組合的一些實施例，至少一個傳感器的移動速度處于0.005至lm/s的范圍內(nèi)，具體而言處于0.01至0.5m/s的范圍內(nèi)，并且更具體而言約為0.01m/s。在一些實施例中，至少一個傳感器的移動速度可小于0.lm/s ο例如，在如第一位置和第二位置的兩個特定點之間，至少一個傳感器的移動速度可為約0.lm/s或甚至更小。在一些實施例中，在第一位置與第二位置之間周期性移動的頻率處于每分鐘0.25至2個循環(huán)的范圍內(nèi)，并且具體而言每分鐘0.3至0.5個循環(huán)。例如，所述頻率可對應于每2分鐘或每3分鐘一個循環(huán)。一個循環(huán)可被定義成至少一個傳感器的一個向后移動和一個向前移動。例如，一個循環(huán)可被定義成從第一位置移動到第二位置并返回到第一位置。根據(jù)一些實施例，所述頻率可取決于工作臺速度、要被切割的材料和斷線前的臨界弓中的至少一個。在一些實施例中，所述頻率可以是可調(diào)節(jié)的。例如，如果沒有檢測到問題，頻率可對應于每2分鐘或每3分鐘一個循環(huán)，而如果檢測到如高線弓等問題，那么可增加頻率。
[0050]可將由至少一個傳感器測量和收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送到控制器140，在控制器中可進一步處理數(shù)據(jù)，如評估數(shù)據(jù)。例如，至少一個傳感器的邏輯電平(即O或I結(jié)果)可用于監(jiān)測線弓的進度。
[0051]在一些實施例中，控制器140可被配置成確定弓是否超出弓閾值。當確定弓超出弓閾值時，控制器140可停止線鋸裝置的操作或可增加線的移動速度。視情況或另外，控制器140可降低抵靠線或線網(wǎng)的工件速度。弓閾值可對應于弓高度的預定值。弓閾值可以是當弓過高時定義的一個值?？蓪⒐叨榷x為在線或線網(wǎng)的弓形狀態(tài)與非弓形狀態(tài)之間沿切割方向的差或距離。
[0052]圖4示出根據(jù)本文描述的進一步實施例位于線導向筒10上的線網(wǎng)20和線監(jiān)測系統(tǒng)200的不意性如視圖。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)。線監(jiān)測系統(tǒng)包括傳感器排列110，配置所述傳感器排列定位于鄰近線鋸裝置的線或線網(wǎng)20，其中傳感器排列110適合于檢測線或線網(wǎng)20的弓，其中傳感器排列110包括一個單傳感器，配置所述傳感器在線鋸裝置的操作期間移動，移動方向大體上垂直于線或線網(wǎng)20的移動方向；和控制器，配置所述控制器在線鋸裝置的操作期間控制至少一個傳感器的移動，其中配置所述控制器在第一位置與第二位置之間周期性移動至少一個傳感器，其中線或線網(wǎng)20的至少一部分定位在第一位置與第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。
[0054]如圖4中示例性所示，傳感器排列110的單傳感器(也稱為“弓傳感器”)沿夾持裝置120移動，所述夾持裝置可為梁架或橫向梁架。線監(jiān)測系統(tǒng)200包括致動器130 (也稱為“機動化”)和用于相對于線或線網(wǎng)20精確定位至少一個傳感器的編碼器132。在致動器130處或附近(例如，在停止位置處)提供參考點210。參考點210可以是至少一個傳感器裝置例如，相對于致動器130的Omm位置和/或由夾持裝置120界定的尺度。在一些實施例中，可類似于“繞線器(trancanner) ”配置致動器130和/或編碼器132?？衫缗渲美@線器引導線(例如，從線軸中松開線和重繞線)?？衫缪鼐€軸凸緣的兩個確定位置來回移動線。這里的移動可以是連續(xù)的。裝置還可具有兩個確定極限位置，在這兩個極限位置之間來回移動裝置。
[0055]根據(jù)可與其中描述的其他實施例組合的一些實施例，至少一個傳感器可被配置成檢測至少一個線網(wǎng)位置220，并且尤其是線網(wǎng)20的起始位置(“IN”)和/或末端位置(“OUT”)。例如，至少一個傳感器可被配置成自動檢測至少一個線網(wǎng)位置220。在切割工藝期間，在線網(wǎng)20的起始位置(“IN”)與末端位置(“OUT”)之間來回(例如，周期性)移動至少一個傳感器。圖4示出兩個示例性線網(wǎng)位置220，其中位置可取決于至少一個傳感器的移動方向(用附圖標號230表示)，兩個線網(wǎng)位置220中的哪個線網(wǎng)位置被定義為起始位置和兩個線網(wǎng)位置220中的哪個線網(wǎng)位置被定義為末端位置。例如，起始位置可以是在移動期間特定移動方向上至少一個傳感器首先到達的線網(wǎng)位置220，而末端位置可以是在移動期間特定移動方向上至少一個傳感器第二或最后到達的線網(wǎng)位置220。
[0056]在一些實現(xiàn)中，當?shù)竭_所需長度時，可使用檢測到的線網(wǎng)位置停止線網(wǎng)20。根據(jù)一些實施例，可自動校準線網(wǎng)20的起始位置(“IN”)和/或末端位置(“OUT”)以提供和/或轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，而不會有修改傳感器位置的時間損耗(例如，如果線導向筒10的直徑更小或更大:當更換線導向筒10時，可確定線導向筒10的直徑)。例如，當傳感器檢測到例如存在線或線網(wǎng)時，到達線或線網(wǎng)的特定位置。在這一刻到達線網(wǎng)的長度，并可自動停止線鋸裝置。這種情況對于線導向器可為類似:如果存在新的線導向器，那么直徑更大。已使用的線導向器(可例如是重新開槽的)更小。傳感器可被配置成測量與線或線網(wǎng)(構(gòu)造線網(wǎng)時不存在弓)的距離。
[0057]根據(jù)可與其中描述的其他實施例組合的一些實施例，線監(jiān)測系統(tǒng)200，并且尤其是至少一個傳感器，可被配置用于跳線檢測。例如，線監(jiān)測系統(tǒng)200，并且尤其是至少一個傳感器，可被配置用于檢測線網(wǎng)20上的跳線位置240。在一些實施例中，至少一個傳感器可在跳線位置240處或上方移動兩次或更多次。至少一個傳感器可收集與跳線位置240相關(guān)的數(shù)據(jù)(例如，每次編碼器到達或指示跳線位置240時)。例如，線監(jiān)測系統(tǒng)200可提供跳線例如隨時間推移演變的曲線(軟件開發(fā))和/或線網(wǎng)20的3D形狀。根據(jù)描述的實施例的線監(jiān)測系統(tǒng)200可尤其被配置成檢測跳線和跳線演變，從而提供改善的監(jiān)測性能。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種線鋸裝置。線鋸裝置包括線監(jiān)測系統(tǒng)?？筛鶕?jù)本文描述的實施例配置所述線監(jiān)測系統(tǒng)。
[0059]圖5示出根據(jù)本文描述的實施例用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法300流程圖。
[0060]方法300包括在線鋸裝置的操作期間移動定位于鄰近線鋸裝置的線或線網(wǎng)的至少一個傳感器以檢測線弓和/或跳線(方框310)。在方框320中，方法300確定線弓或線弓高度和/或是否存在跳線。當確定弓或弓高度低于一個閾值和/或不存在跳線時，切割工藝繼續(xù)進行。當確定弓或弓高度高于所述閾值和/或存在跳線時，停止切割工藝和/或通知操作者。
[0061]根據(jù)一些實施例，傳感器移動包括在第一位置與第二位置之間周期性移動傳感器，其中線的至少一部分定位在第一位置與第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。第一位置和第二位置可分別對應于線網(wǎng)的邊緣部分或末端部分。
[0062]在一些實現(xiàn)中，所述方法包括確定弓是否超出弓閾值和/或是否存在跳線。當確定弓超出弓閾值和/或存在跳線時，執(zhí)行以下至少一步驟:停止線鋸裝置的操作，增加線的移動速度；減小工作臺速度；修改或改變移動工作臺資料(例如，抵靠線或線網(wǎng)的工件速度或工作臺速度)，修改或改變線循環(huán)，修改或改變線張力，修改或改變冷卻劑流量，和修改或改變冷卻劑壓力。弓閾值可對應于弓高度的預定值。弓閾值可以是弓過高時定義的一個值。可將弓高度定義為在線或線網(wǎng)的弓形狀態(tài)與非弓形狀態(tài)之間沿切割方向上的差或距離。
[0063]本發(fā)明的實施例可檢測線弓和可防止因線弓變得過高而造成的斷線?？蓽p少或甚至避免切割質(zhì)量和/或晶片質(zhì)量的降低。本發(fā)明的實施例還可檢測線網(wǎng)上的跳線。本發(fā)明可提供整個網(wǎng)或網(wǎng)弓的廣泛信息，而在使用固定傳感器時無法獲得這些信息。通過使用移動傳感器，可降低與線監(jiān)測系統(tǒng)相關(guān)的成本(例如，生產(chǎn)成本和/或維護成本)。
[0064]雖然上述內(nèi)容是針對本文描述的實施例，但是可在不脫離本發(fā)明基本范圍的情況下設計出其他和進一步實施例，并且本發(fā)明的范圍是通過上文中的權(quán)利要求書來確定。
【主權(quán)項】
1.一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)，包含: 傳感器排列，配置所述傳感器排列定位于鄰近所述線鋸裝置的線，其中所述傳感器排列適合于檢測所述線的弓和/或跳線， 其中所述傳感器排列包含至少一個傳感器，配置所述至少一個傳感器在所述線鋸裝置的操作期間移動。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，配置所述至少一個傳感器大體上垂直于所述線的移動方向而移動。3.如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器包括電感傳感器、電容傳感器和接觸傳感器中的至少一種。4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括控制器，配置所述控制器在所述線鋸裝置的操作期間控制所述至少一個傳感器的移動。5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，配置所述控制器在第一位置與第二位置之間周期性移動所述至少一個傳感器，其中所述線的至少一部分定位在所述第一位置與所述第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括夾持裝置，所述夾持裝置被配置用于夾持所述至少一個傳感器，尤其是其中所述至少一個傳感器被可移動地安裝在所述夾持裝置上。7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述夾持裝置大體上垂直于所述線的移動方向延伸，尤其是其中所述夾持裝置包括軌道或?qū)к墶?.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個傳感器的移動速度處于0.005至lm/s的范圍內(nèi)，具體而言處于0.01至0.5m/s的范圍內(nèi)，并且更具體而言約為 0.0 lm/s ο9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，進一步包括致動器，配置所述致動器在所述線鋸裝置的操作期間移動被配置的所述至少一個傳感器。10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述致動器包括編碼器，所述編碼器被配置用于相對于所述線定位所述至少一個傳感器。11.一種用于線鋸裝置的線監(jiān)測系統(tǒng)，包含: 傳感器排列，配置所述傳感器排列定位于鄰近所述線鋸裝置的線，其中所述傳感器排列適合于檢測所述線的弓和/或跳線，其中所述傳感器排列包含一個單一的傳感器，配置所述傳感器在所述線鋸裝置的操作期間而移動，所述傳感器的移動方向大體上垂直于所述線的移動方向；和 控制器，配置所述控制器在所述線鋸裝置的操作期間控制所述至少一個傳感器的移動，其中配置所述控制器在第一位置與第二位置之間周期性移動所述至少一個傳感器，其中所述線的至少一部分定位在所述第一位置與所述第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。12.一種線鋸裝置，包含如權(quán)利要求1至11中任一項所述的線監(jiān)測系統(tǒng)。13.一種用于監(jiān)測線鋸裝置中的線的方法，包含: 在所述線鋸裝置的操作期間移動定位于鄰近所述線鋸裝置的線的傳感器以檢測所述線的弓和/或跳線。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述傳感器的移動包括: 在第一位置與第二位置之間周期性移動所述傳感器，其中所述線的至少一部分定位在所述第一位置與所述第二位置之間的區(qū)域內(nèi)。15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 確定所述弓是否超出弓閾值和/或確定是否存在跳線；和 當確定所述弓超出弓閾值和/或當確定存在跳線時，執(zhí)行以下步驟中的至少一個: 停止所述線鋸裝置的操作； 增加所述線的移動速度； 減小工作臺速度；和 改變移動工作臺資料、線循環(huán)、線張力、冷卻劑流量和冷卻劑壓力中的至少一個。
【文檔編號】G05B19/406GK105984042SQ201510090766
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月28日
【發(fā)明人】R·敘埃爾迪亞, O·施奈德
【申請人】應用材料瑞士有限責任公司