JP2015202546A - Method for groove processing by wire saw and wire saw for groove processing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シングルワイヤ式またはマルチワイヤ式のワイヤソーを用いて、ワークに溝を加工する方法およびその方法を実現するための溝加工用のワイヤソーに関する。 The present invention relates to a method for machining a groove in a workpiece using a single wire type or multi-wire type wire saw, and a wire saw for grooving for realizing the method.
ワイヤソーは、一般的に半導体インゴットなどのワークの切断に用いられるが、半導体ウエーハなどのワークの溝加工にも利用できる。ワイヤソーによる溝加工において、平坦面に対する溝加工では、溝加工中に、ワイヤがたわむという特性から、溝加工後に、ワークの端縁部で溝が深くなり、ワークの中央部で溝が浅くなるため、均一な深さの溝加工は難しい。また、深い溝は、加工し易いが、浅い溝の加工は、ワイヤの横振れなどから不安定となり、精度良く行えない。 The wire saw is generally used for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot, but can also be used for grooving a workpiece such as a semiconductor wafer. In grooving with a wire saw, when grooving a flat surface, the wire bends during grooving, so after grooving, the groove becomes deeper at the edge of the workpiece and shallower at the center of the workpiece. It is difficult to make grooves with uniform depth. In addition, deep grooves are easy to process, but shallow grooves cannot be accurately processed because they become unstable due to the lateral vibration of the wire.
例えば特許文献1は、ワイヤのたわみ特性に応じて、ワークを予め湾曲させ、湾曲面に沿ってワイヤを走行させることにより、均一な深さの溝加工を実現する、ことを開示している。その技術は、湾曲しないワークには適用できず、湾曲しても割れやすいワークにも利用できない。
For example,
また、特許文献2は、磁石を利用して、磁性体のワイヤをワークの加工表面に磁力で押し付けることによって、加工表面に均一な深さの溝を形成する、ことを開示している。その技術によると、すべてのワイヤについて同等の磁力が有効に作用しにくいため、ワークの端縁部と中央部とで溝深さに違いが現れやすい。
Further,
したがって、本発明の課題は、シングルワイヤ式またはマルチワイヤ式のワイヤソーを利用して、ワークの溝加工面に所定の深さの溝を精度よく加工できるようにすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to make it possible to accurately process a groove having a predetermined depth on a groove processing surface of a workpiece by using a single wire type or multi wire type wire saw.
上記の課題のもとに、本発明は、ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに押し付け手段を直接的な接触状態として押し当てるとともに、前記ワークに対して前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って相対的に移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制している(請求項1)。 Based on the above problems, the present invention provides a method of directly pressing a pressing means against the wire in the running state in the groove machining in which a wire is applied to the groove machining surface of the workpiece and the groove is formed on the groove machining surface by running of the wire. The pressing means is moved relative to the workpiece over the range of the groove forming length, and the pressing means moves in the direction of the groove depth of the pressing means. The groove depth is regulated by the amount of pressing (claim 1).
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせている(請求項2)。 In the grooving method using the wire saw according to the present invention, the pressing amount of the pressing means is varied according to the groove depth during grooving (Claim 2).
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、前記押し付け手段を1または2以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる(請求項3)か、または前記押し付け手段を1または2以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させている(請求項4)。 According to the present invention, in the groove processing method using the wire saw, the pressing unit is configured by one or more disc-shaped and rotatable pressing rollers, and the pressing roller is brought into rolling contact with the wire. Or the pressing means is constituted by one or two or more cylindrical and rotatable pressing rollers, and the pressing roller is brought into rolling contact with the wire (claim 4).
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、前記押し付け手段を1または2以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる(請求項5)か、または前記押し付け手段を1または2以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定している(請求項6)。 In the grooving method using the wire saw according to the present invention, the pressing means is constituted by one or more pressing rods, and the pressing rod is brought into contact with the wire (Claim 5), or the pressing means. Is composed of one or more pressing rods, and the pressing rod is brought into contact with the wire, and the traveling speed of the wire and the moving speed of the pressing rod are set equal to each other (Claim 6).
そして本発明は、前記溝加工方法を具体的に実施するために、ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに直接的な接触状態となり前記溝加工面に前記ワイヤを押し当てる押し付け手段と、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って移動させる送り移動手段と、前記押し付け手段の押し付け量を規制する位置調節手段とを備え、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って前記送り移動手段により移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量を前記位置調節手段により調節して、溝深さを規制している(請求項7)。 And, in order to specifically carry out the grooving method, the present invention provides a grooving process in which a wire is applied to a grooving surface of a workpiece and a groove is formed on the grooving surface by traveling of the wire. A pressing unit that directly contacts the wire and presses the wire against the groove processing surface, a feed moving unit that moves the pressing unit over a groove forming length range, and a pressing amount of the pressing unit is regulated. Position adjusting means, and the pressing means is moved by the feed moving means over the range of the groove forming length, and the pressing amount of the pressing means in the groove depth direction is changed in the moving stroke of the pressing means. The groove depth is regulated by adjusting the position adjusting means (claim 7).
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせている(請求項8)。 According to the present invention, in the wire saw for grooving, the pressing amount of the pressing means is varied according to the groove depth during grooving (Claim 8).
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付け手段を1または2以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる(請求項9)か、または前記押し付け手段を1または2以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させている(請求項10)。また、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付けローラを環状溝付きローラにより構成し、前記環状溝により前記ワイヤに対して転がり接触させている(請求項11)。 According to the present invention, in the wire saw for grooving, the pressing means is constituted by one or two or more disk-shaped and rotatable pressing rollers, and the pressing roller is brought into rolling contact with the wire. Or the pressing means is constituted by one or two or more cylindrical and rotatable pressing rollers, and the pressing roller is brought into rolling contact with the wire (claim 10). According to the present invention, in the wire saw for grooving, the pressing roller is constituted by an annular grooved roller, and is brought into rolling contact with the wire by the annular groove.
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付け手段を1または2以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる(請求項12)か、または前記押し付け手段を1または2以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定している(請求項13)。 According to the present invention, in the wire saw for grooving, the pressing means is constituted by one or more pressing rods, and the pressing rod is brought into contact with the wire (Claim 12), or the pressing means. Is composed of one or more pressing rods, and the pressing rod is brought into contact with the wire, and the traveling speed of the wire and the moving speed of the pressing rod are set equal to each other (claim 13).
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記溝加工面上の前記ワイヤを挟み込む定位置に、溝形成長さに対応する一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として設け、前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内する(請求項14)か、または前記溝加工面上の前記ワイヤに対応する位置に、溝形成長さより短い一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として移動自在に設け、前記各案内板の下部に溝加工面上を転がり移動可能なガイドローラを取り付け、前記一対の案内板の移動によって前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内している(請求項15)。 In the wire saw for grooving, the present invention provides a pair of guide plates corresponding to the groove forming length in a fixed position sandwiching the wire on the grooving surface in a facing state leaving a space for wire guidance, The wire and the pressing rod are guided in the traveling direction of the wire between the pair of guide plates (Claim 14), or a pair of shorter than the groove forming length is provided at a position corresponding to the wire on the groove processing surface. A guide plate is provided to be movable in an opposing state leaving a space for guiding the wire, and a guide roller that can move on the groove processing surface is attached to a lower portion of each guide plate, and the pair of guide plates is moved by moving the pair of guide plates. The wire and the pressing rod are guided in the traveling direction of the wire between the guide plates (Claim 15).
また、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付けロッドの前記ワイヤに直交する方向の寸法を前記ワイヤの直径よりも小さく設定している(請求項16)。さらに、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記溝の形成数に応じシングルワイヤ式のワイヤソーおよびマルチワイヤ式のワイヤソーの何れかを利用している(請求項17)。 According to the present invention, in the wire saw for grooving, the dimension of the pressing rod in the direction perpendicular to the wire is set smaller than the diameter of the wire. Further, according to the present invention, in the wire saw for groove processing, either a single wire type wire saw or a multi-wire type wire saw is used according to the number of grooves formed (claim 17).
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、押し付け手段が走行状態のワイヤに直接的な接触状態として押し当てられ、溝形成長さの範囲に渡ってワークに対して相対的に移動するから、溝形成長さの範囲に渡って均一な溝深さの溝が加工でき、しかも、押し付け手段の移動行程で、溝深さが押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって規制されるため、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、均一な溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに行える(請求項1)。 According to the groove processing method by the wire saw according to the present invention, the pressing means is pressed as a direct contact state with the running wire, and moves relative to the workpiece over the range of the groove formation length. Since a groove having a uniform groove depth can be processed over the range of the groove forming length, and the groove depth is regulated by the pressing amount of the pressing means in the groove depth direction in the movement process of the pressing means, the groove The effect of wire deflection during processing is eliminated, and groove processing with a uniform groove depth can be performed efficiently and with high accuracy (claim 1).
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、溝加工中に押し付け手段の押し付け量が変更できるから、加工中の溝について部分的に異なる溝深さの溝加工が可能となる(請求項2)。 According to the grooving method using the wire saw according to the present invention, the pressing amount of the pressing means can be changed during the grooving, so that grooving with a partially different groove depth is possible for the groove being processed. .
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、円板状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円板状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円板状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円板状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる(請求項3)。さらに、円板状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制され、溝加工時に、ワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となり、さらに、円板状の押し付けローラが溝加工方向に2以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため装置の小型化が図られる(請求項3)。 According to the grooving method using the wire saw according to the present invention, the disk-like pressing roller presses the wire in the running state against the grooving surface of the workpiece and moves relative to the workpiece, so that even a long workpiece can be continuously moved. In addition, when the disk-shaped pressing roller moves, even if the wire traveling speed is different from the relative moving speed of the disk-shaped pressing roller with respect to the wire, there is a difference in speed between the two. Since it can be absorbed by the rotation of the disk-shaped pressing roller, the traveling speed of the wire can be arbitrarily set (claim 3). Furthermore, the groove depth is regulated by the pressing amount of the disk-shaped pressing roller in the groove depth direction, and there is no influence of wire deflection during groove processing, and the groove depth is determined by the pressing amount. Can be processed with high accuracy and high accuracy, and if two or more disk-shaped pressing rollers are provided in the groove processing direction, Therefore, the apparatus can be reduced in size.
また、本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、円柱状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円柱状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円柱状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円柱状の押し付けローラの回転によって吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる(請求項4)。さらに、円柱状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円柱状の押し付けローラが複数のワイヤを同時にワークの溝加工面に押し付けるから、複数の溝加工が能率良くでき、さらにまた、円柱状の押し付けローラが溝加工方向に2以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる(請求項4)。 Further, according to the grooving method using the wire saw according to the present invention, the cylindrical pressing roller presses the wire in the running state against the grooving surface of the workpiece and moves relative to the workpiece, so that even a long workpiece is continuously moved. In addition, when the cylindrical pressing roller moves, even if the traveling speed of the wire is different from the relative moving speed of the cylindrical pressing roller with respect to the wire, the speed difference between the two is circular. Since it can be absorbed by the rotation of the columnar pressing roller, the traveling speed of the wire can be set arbitrarily (claim 4). Furthermore, since the groove depth is regulated by the pressing amount of the cylindrical pressing roller in the groove depth direction, there is no influence of wire deflection during groove processing, and the groove depth is determined by the pressing amount. In addition to enabling efficient and high-accuracy groove processing with a certain groove depth or any groove depth, the cylindrical pressing roller presses multiple wires simultaneously onto the grooved surface of the workpiece. If the processing can be performed efficiently and two or more cylindrical pressing rollers are provided in the groove processing direction, the relative movement amount of the pressing rollers is reduced, and the apparatus can be downsized. 4).
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、押し付けロッドが直接にワイヤを溝深さ方向に押し付けるから、溝深さが溝形成長さの範囲に渡って正確に規制でき(請求項5)、また、ワイヤの走行速度と押し付けロッドの移動速度とが等しく設定されておれば、押し付けロッドの磨耗がなく、押し付けロッドの管理や補修が簡単になる点で有利である(請求項6)。 According to the grooving method using the wire saw according to the present invention, since the pressing rod directly presses the wire in the groove depth direction, the groove depth can be accurately regulated over the range of the groove formation length (Claim 5). Further, if the traveling speed of the wire and the moving speed of the pressing rod are set to be equal, it is advantageous in that the pressing rod is not worn and the management and repair of the pressing rod are simplified (claim 6).
そして、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付け手段が走行状態のワイヤに直接的な接触状態として位置調節手段によって押し当てられ、送り移動手段によって溝形成長さの範囲に渡ってワークに対して相対的に移動するから、溝形成長さの範囲に渡って均一な溝深さの溝が加工でき、しかも、押し付け手段の移動行程で、溝深さが押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって位置調節手段により容易に規制でき、さらに送り移動手段や位置調節手段が汎用の機械要素によって簡単に構成できる(請求項7)。 According to the wire saw for grooving according to the present invention, the pressing means is pressed by the position adjusting means as being in direct contact with the running wire, and the workpiece is moved over the range of the groove forming length by the feed moving means. Therefore, a groove with a uniform groove depth can be processed over the range of the groove formation length, and the groove depth is in the groove depth direction of the pressing means in the travel of the pressing means. The amount of pressing can be easily regulated by the position adjusting means, and the feed moving means and the position adjusting means can be simply constituted by general-purpose machine elements.
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、位置調節手段が溝加工中に動作し、押し付け手段が溝加工中に押し付け量を変更できるから、加工中の溝について部分的に異なる溝深さの溝加工が可能となる(請求項8)。 According to the wire saw for grooving according to the present invention, the position adjusting means operates during grooving, and the pressing means can change the pressing amount during grooving, so that the groove being processed has a partially different groove depth. Groove machining is possible (claim 8).
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、円板状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円板状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円板状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円板状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる(請求項9)。さらに、円板状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時に、ワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円板状の押し付けローラが溝加工方向に2以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる(請求項9)。 According to the wire saw for groove processing according to the present invention, the disk-shaped pressing roller presses the wire in the running state against the groove processing surface of the workpiece and moves relatively to the workpiece, so that even a long workpiece can be continuously moved. In addition, when the disk-shaped pressing roller moves, even if the wire traveling speed is different from the relative moving speed of the disk-shaped pressing roller with respect to the wire, there is a difference in speed between the two. Since it can be absorbed by the rotation of the disk-shaped pressing roller, the traveling speed of the wire can be set arbitrarily (claim 9). Furthermore, since the groove depth is regulated by the pressing amount of the disk-shaped pressing roller in the groove depth direction, there is no influence of wire deflection at the time of grooving, and the groove depth is determined by the pressing amount. In addition to enabling efficient and highly accurate groove processing with a uniform groove depth or arbitrary groove depth, if two or more disk-shaped pressing rollers are provided in the groove processing direction, the pressing roller Therefore, the apparatus can be reduced in size.
また、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、円柱状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円柱状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円柱状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円柱状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる(請求項10)。さらに、円柱状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円柱状の押し付けローラが複数のワイヤを同時にワークの溝加工面に押し付けるから、複数の溝加工が能率良くでき、さらに円柱状の押し付けローラが溝加工方向に2以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる(請求項10)。 In addition, according to the wire saw for grooving according to the present invention, the cylindrical pressing roller presses the running wire against the grooving surface of the workpiece and moves relative to the workpiece, so that even a long workpiece can be continuously moved. In addition, when the cylindrical pressing roller moves, even if the traveling speed of the wire is different from the relative moving speed of the cylindrical pressing roller with respect to the wire, the speed difference between the two is circular. Since it can be absorbed by the rotation of the columnar pressing roller, the traveling speed of the wire can be set arbitrarily (claim 10). Furthermore, since the groove depth is regulated by the pressing amount of the cylindrical pressing roller in the groove depth direction, there is no influence of wire deflection during groove processing, and the groove depth is determined by the pressing amount. In addition to enabling efficient and high-accuracy groove processing with a certain groove depth or any groove depth, the cylindrical pressing roller presses multiple wires simultaneously onto the grooved surface of the workpiece. If the processing can be performed efficiently and two or more cylindrical pressing rollers are provided in the groove processing direction, the relative movement amount of the pressing roller becomes small, and the apparatus can be downsized. .
また本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、円板状の押し付けローラおよび円柱状の押し付けローラの環状溝がワイヤに対して転がり接触し、環状溝の内部でワイヤの横振れが抑えられるから、ワイヤの走行が安定し、浅い溝でも精度のよい溝加工が可能となる(請求項11)。 According to the present invention, in the wire saw for groove processing, the annular groove of the disk-shaped pressing roller and the cylindrical pressing roller is in rolling contact with the wire, and the lateral vibration of the wire is suppressed inside the annular groove. The running of the wire is stable, and accurate groove processing is possible even with a shallow groove (claim 11).
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付けロッドが直接にワイヤを溝深さ方向に押し付けるから、溝深さが溝形成長さの範囲に渡って正確に規制でき(請求項12)、また、ワイヤの走行速度と押し付けロッドの移動速度とが等しく設定されておれば、押し付けロッドの磨耗がなくなり、押し付けロッドの管理や補修が簡単になる点で有利である(請求項13)。 According to the wire saw for groove processing according to the present invention, since the pressing rod directly presses the wire in the groove depth direction, the groove depth can be accurately regulated over the range of the groove forming length (claim 12), Further, if the traveling speed of the wire and the moving speed of the pressing rod are set to be equal, it is advantageous in that the pressing rod is not worn and the management and repair of the pressing rod is simplified (claim 13).
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、ワイヤおよび押し付けロッドが溝加工面上の一対の案内板の間でワイヤの走行方向に案内されるから、ワイヤや押し付けロッドの横振れが抑えられ、ワイヤの走行が安定し、浅い溝でも精度のよい溝加工が可能となる(請求項14)。また、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、溝加工面上の前記ワイヤに対応する位置に、短い一対の案内板が溝加工面上をガイドローラによって押し付けロッドと共に移動するから、長い案内板が不要となり、案内板の前後の視覚的な確認をしながら長いワークの溝についても連続的な溝加工が可能となる(請求項15)。 According to the wire saw for grooving according to the present invention, the wire and the pressing rod are guided in the traveling direction of the wire between the pair of guide plates on the grooving surface. Traveling is stable, and accurate groove processing is possible even with shallow grooves. Further, according to the wire saw for grooving according to the present invention, a long pair of guide plates are moved together with the pressing rod by the guide roller on the grooving surface at a position corresponding to the wire on the grooving surface. No plate is required, and continuous groove machining is possible even for long workpiece grooves while visually confirming the front and back of the guide plate (claim 15).
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付けロッドのワイヤに直交する方向の寸法がワイヤの直径よりも小さく、押し付けロッドが加工中の溝内に入り込むため、深い溝加工が可能となる(請求項16)。さらに、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、シングルワイヤ式のワイヤソーによれば、1本の精密な溝加工が可能となり、またマルチワイヤ式のワイヤソーによれば、等ピッチまたは異なるピッチの複数の溝加工が同時に効率良く行えるから、溝加工の精度や加工態様に応じて、適切なワイヤソーを採用することができる(請求項17)。 According to the wire saw for grooving according to the present invention, the dimension of the pressing rod in the direction orthogonal to the wire is smaller than the diameter of the wire, and the pressing rod enters into the groove being processed, so that deep grooving is possible ( Claim 16). Furthermore, according to the wire saw for grooving according to the present invention, the single wire type wire saw enables one precise grooving, and the multi-wire type wire saw enables equal pitch or different pitches. Since a plurality of grooves can be efficiently processed at the same time, an appropriate wire saw can be employed in accordance with the accuracy of grooves and the processing mode.
図1ないし図4は、本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法を実施するための溝加工用のワイヤソー1を示している。図1ないし図4において、溝加工用のワイヤソー1は、シングルワイヤ式のワイヤソーであり、ワーク2の溝加工面3に1本の加工用のワイヤ4を直線状として当て、ワイヤ4の一方向走行または往復走行によって溝加工面3に目標の溝5を形成する。
1 to 4 show a wire saw 1 for grooving for carrying out a grooving method using a wire saw according to the present invention. 1 to 4, the wire saw 1 for grooving is a single wire type wire saw, and a
ワーク2は、例えば太陽電池などの半導体結晶板または液晶デイスプレィの構成体であり、溝加工面3は、加工位置に置かれているワーク2の表面または裏面あるいは側面などの平坦な面である。ワイヤ4は、通常、固定砥粒ワイヤであり、複数の溝付き案内ローラ6の間に所定の張力のもとに架け渡され、溝加工面3の溝形成位置に向き合っている。なお、ワーク2の材質に応じて、ワイヤ4は、遊離砥粒ワイヤとすることもできる。
The
そして、溝加工用のワイヤソー1は、ワーク2の例えば表面の溝加工面3に所定の張力のワイヤ4を平面的に見て直線状として押し当て、ワイヤ4の走行により溝加工面3に目標の溝5を形成するために、特徴的な構成部分として、押し付けローラ7、この押し付けローラ7に対する送り移動手段11および位置調節手段12を備えている。
Then, the wire saw 1 for grooving presses the
図1ないし図4の例において、押し付けローラ7は、押し付け手段であり、ワイヤ4に対して直接的な接触状態、具体的には、ワイヤ4に外接した状態で転がり接触する1個の円板状の環状溝付きローラにより構成されており、図4のように、環状溝7aによりワイヤ4に転がり接触する。溝加工時に、押し付けローラ7は、ワーク2の溝加工面3に走行状態のワイヤ4を溝5の溝形成長さの範囲にわたって押し当てるために、ワイヤ4に対して直交方向のローラ軸9により押さえホルダ10によって回転自在に支持されている。
1 to 4, the
送り移動手段11は、押し付けローラ7を溝5の溝形成長さの範囲にわたって転がり移動させるために、溝加工方向の送りねじ13、送りねじ13にねじ対偶で連結している送りナット14、送りねじ13を回転させる送りモータ15および送りモータ15の制御器16から構成されている。送りねじ13は、両端でフレーム20によって回転自在に支持されており、送りナット14は、送りねじ13の回転時に共回りしないように、図示しないが、フレーム20に対する平面状の滑り案内や平行な案内バーなどによって支持されている。
The feed moving means 11 includes a
位置調節手段12は、押し付けローラ7の位置を調節することによって、ワイヤ4に押し付けローラ7を転がり接触させ、押し付けローラ7でワイヤ4を溝加工面3に押し当てながら、溝5の溝深さを調節するために、送りナット14の部分で、押さえホルダ10を溝深さ方向に移動自在に支持する調節送りねじ17、調節送りねじ17にねじ対偶で連結している調節送りナット18、調節送りねじ17を回転させる調節送りモータ19および制御器16により構成されている。
The position adjusting means 12 adjusts the position of the
調節送りねじ17は、回転することによって押し付けローラ7を押さえホルダ10と共に溝深さ方向に移動させるが、押さえホルダ10は、調節送りねじ17の回転によっても回転せず、図示しないが、送りナット14の部分に対する平面状の滑り案内や平行な案内バーなどによって、常に溝加工方向を向く状態として支持されている。
The adjusting
制御器16は、この例において、送りモータ15および調節送りモータ19の回転制御を兼用しており、溝形成長さや溝深さに対応する駆動データにもとづいて送りモータ15および調節送りモータ19の回転方向、回転速度および回転量の制御を行う。
In this example, the
図1のように、溝加工に際して、ワーク2は、溝加工面3でワイヤ4と向き合い、ワイヤ4を挟んで押し付けローラ7と異なる加工位置に置かれる。このため、ワイヤ4は、ワーク2と押し付けローラ7との間にあって、ワイヤ4の外周の除去加工面で溝加工面3の溝形成位置に対応しており、ワイヤ4の外周の除去加工面の背面側で押し付けローラ7に転がり接触できる位置にある。溝加工前に、押し付けローラ7は、溝加工面3の溝形成の開始位置にある。一方、ワイヤ4は、図示しない走行駆動装置によって、溝加工のために、所定の張力のもとに一方向走行または往復走行の状態にあり、この走行状態で送り出し側から巻き取り側へと供給される。
As shown in FIG. 1, when grooving, the
図2のように、溝加工時に、押し付けローラ7は、開始位置で走行状態のワイヤ4に環状溝7aの内部でワイヤ4に直接転がり接触し、ワイヤ4を溝加工面3の溝形成位置に押し付ける。このとき、ワイヤ4は、環状溝7aに規制されて横振れすることなく、走行による除去作用によって、図4のように、ワーク2の溝加工面3に目標の溝5を形成する。溝5の断面形状は、ワイヤ4の半径を内底面とするU字底溝となっている。溝加工時に、位置調節手段12は、溝深さに対応する押し付け量のもとに押し付けローラ7でワイヤ4を溝加工面3の溝形成位置に押し付け、溝5の溝深さを決定する。
As shown in FIG. 2, at the time of grooving, the
このあと、図3のように、送り移動手段11は、溝5の溝深さに対応する一定の押し付け量を維持したまま、押し付けローラ7を走行状態のワイヤ4に押し付けながら、押し付けローラ7を溝加工方向に所定の速度で移動させる。この移動時に、押し付けローラ7は、ワイヤ4に外接し、ワイヤ4の走行を許容しながら、溝加工方向に転がり移動をする。このようにして、ワイヤ4は、押し付けローラ7によって押し付けられている位置で走行することによって、溝加工面3の溝形成位置を除去加工し、ワイヤ4の外形に相当する形状で一定の溝深さの1本の溝5を直線状に形成する。このように、押し付け量が一定であれば、一定の溝深さの溝5が得られる。押し付けローラ7に環状溝7aがあって、環状溝7aによってワイヤ4の横振れが規制されておれば、浅い溝5の加工も安定に精度良く行える。
Thereafter, as shown in FIG. 3, the feed movement means 11 keeps the
溝形成時に、ワイヤ4は、除去加工面の背面側から常に押し付けローラ7によって溝加工面3の溝形成位置に押し付けられ、その溝形成位置でワーク2の除去加工を行うから、形成後の溝5は、ワイヤ4のたわみの影響を受けず、目標の溝深さとなる。溝深さは、図4のように、溝付きの押し付けローラ7とワーク2との干渉をさけるために、ワイヤ4の直径よりも小さい範囲で、浅い溝として形成される。このような溝加工時に、押し付けローラ7がワイヤ4に対して転がりながら移動するから、押し付けローラ7の移動速度は、ワイヤ4の走行速度に関係なく、任意に設定できる。
At the time of forming the groove, the
以上述べたようにすれば、加工後の溝5の溝深さは、溝形成長さの範囲において均一となる。これに対し、溝加工中に、位置調節手段12が押し付けローラ7の押し付け量を変化させれば、加工後の溝5の溝深さは、同じ溝5において部分的に増加または減少することになる。溝5の除去加工に時間がかかるときには、必要に応じて、押し付けローラ7の移動速度も一時的に遅く設定されるが、このときも溝5の溝深さは、位置調節手段12によって規制されているから、必要以上に深く除去加工されることはない。
As described above, the groove depth of the processed
つぎに、図5および図6は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、押し付け手段として複数個、例えば4個の円板状の押し付けローラ7をワイヤ4毎に1個ずつ外接させる態様である。ワイヤ4は、等しいピッチまたは所定の異なるピッチで溝付き案内ローラ6に螺旋状に多重に巻き掛けられ、溝加工時に、溝付き案内ローラ6の回転によって一方向走行または往復走行を行う。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 use a multi-wire-type wire saw 1 for groove processing, and a plurality of, for example, four disk-shaped
ワーク2は、例えば上側のワイヤ4の下に位置しており、4個の押し付けローラ7は、上側のそれぞれのワイヤ4の上方にある。溝加工時において、4個の押し付けローラ7は対応のワイヤ4に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク2の溝加工面3に4本の溝5を加工する。
The
図7は、図1ないし図4と同じシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、1本のワイヤ4に沿って押し付け手段として複数個、例えば6個の円板状の押し付けローラ7を配置した態様である。溝加工時に、6個の押し付けローラ7は、ワイヤ4に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク2の溝加工面3に1本の溝5を加工する。この態様によると、1個の押し付けローラ7による態様のときよりも、押し付けローラ7の移動量が少なくできる。これによりワーク2と押し付けローラ7との相対的な移動量が少なくなるため、例えば押し付けローラ7が固定で、ワーク2を送り移動装置によって移動させる場合に、ワーク2載置用のテーブルを溝加工方向に短くでき、ワイヤソー1の小型化が可能となる。
7 uses the same wire saw 1 for grooving as shown in FIGS. 1 to 4, and a plurality of, for example, six disk-shaped
つぎに、図8は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、加工位置のワイヤ4毎に押し付け手段として複数個、例えば3個の円板状の押し付けローラ7を外接させる態様である。ワイヤ4は、溝付き案内ローラ6に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられており、溝加工時に、一方向走行または往復走行を行う。溝加工時において、合計12個の押し付けローラ7は、ワイヤ4に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク2の溝加工面3に4本の溝5を加工する。
Next, FIG. 8 shows a mode in which a multi-wire type wire saw 1 for groove processing is used and a plurality of, for example, three disk-shaped
次に、図9ないし図12は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を利用し、ワイヤ4に対して押し付け手段として長い円柱状の1本の押し付けローラ7を押し当てる態様である。ワイヤ4は、複数例えば4本の溝付き案内ローラ6に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられている。押し付けローラ7は、例えば溝無しで長い円柱体のローラであり、ワイヤ4に外接し、走行状態のワイヤ4をワーク2の溝加工面3に押し当てながら溝加工方向に転がり移動する。
Next, FIG. 9 to FIG. 12 show a mode in which a single cylindrical
図9ないし図12の態様によると、溝5は、溝加工面3に多数、図示の例によれば8本一度に形成できる。この態様においても、押し付けローラ7は、図示の溝無しローラに限らず、溝有りローラでもよく、また1本に限らず、図9に想像線で例示するように、必要に応じて2本以上とし、同じ押さえホルダ10によって同時に転がり移動させることもできる。円柱状の押し付けローラ7に環状溝7aが形成されていれば、ワイヤ4の横振れが確実に規制されるから、浅い溝5の加工も安定に精度良く行える。
9 to 12, a large number of
以上の図1ないし図12の態様において、押し付けローラ7の転がり移動は、加工位置のワーク2に対し相対的な移動であればよい。したがって、ワーク2が溝加工方向に沿って移動するときに、押し付けローラ7は、定位置に停止していてもよいことになる。押し付けローラ7が定位置に停止している場合において、ワーク2の移動は、図示しないが、ワーク2の送り移動装置によって行うことになる。また、押し付けローラ7の転がり移動は、ワーク2の一端から他端への方向に限らず、任意の位置、例えば中央から一端へと進めることもでき、また必要に応じて往復させることもできる。
1 to 12 described above, the rolling movement of the
次に、図13ないし図15は、シングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1において、前記の押し付けローラ7に代えて、押し付け手段として押し付けロッド8を用いる態様である。押し付けロッド8は、その先端で直接にワイヤ4に当接し、ワーク2の溝加工面3にワイヤ4を溝形成長さの範囲に渡って押し付けながら、ワーク2に対して溝加工方向に移動する。ワーク2は、加工位置に固定されており、押し付けロッド8は、前記と同様の押さえホルダ10に取り付けられ、溝加工方向に移動する。
Next, FIGS. 13 to 15 show a mode in which a
押さえホルダ10は、押し付けロッド8の先端面で走行状態のワイヤ4を溝深さ方向に押し付けており、図示しないが、図1の態様と同様に、送り移動手段11によって、溝形成長さの範囲に渡って溝5の溝加工方向に送り移動させられ、また位置調節手段12によって、溝深さ方向に押し付けられ、溝深さを規制している。この態様において、押し付けロッド8のワイヤ4に直交する方向の寸法は、図14および図15に示すように、ワイヤ4の直径よりもやや小さく設定されている。なお、押し付けロッド8は、丸棒または四角棒であり、その先端面は、ワイヤ4の外周面に接触し、横振れ防止のために、通常、円柱面の一部として形成されている。
The holding
図13ないし図15に示すように、溝加工用のワイヤソー1は、溝加工面3の上面において、ワイヤ4および押し付けロッド8を挟み込む定位置で、溝形成長さに対応する長さで固定式の一対の案内板21を具備している。一対の案内板21は、切れ難く耐磨耗性の材料で製作され、ワイヤ案内用の空間を残して対向状態として、ワーク2の所定の位置にクランプ器具またはハンドリングロボットなどのクランプ動作によって固定されており、それらの間でワイヤ4および押し付けロッド8をワイヤ4の走行方向、すなわち溝加工方向に案内することによって、それらの横振れを防止する。
As shown in FIGS. 13 to 15, the wire saw 1 for grooving is fixed on the upper surface of the grooving
溝加工時に、押し付けロッド8は、その先端面で走行状態のワイヤ4に当たり、送り移動手段11の送り移動によって、ワイヤ4を溝加工面3に溝形成長さの範囲に渡って押し付け、かつ位置調節手段12による溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制する。押し付けロッド8のワイヤ4に直交する方向の寸法がワイヤ4の直径よりも小さく設定されていると、図15に示すように、加工後の溝5の溝深さは、押し付けロッド8の寸法に制限されず、深くできる。また、溝加工時に、固定式の一対の案内板21は、ワイヤ4および押し付けロッド8の横振れを防止している。このため、精度のよい溝加工が可能となる。
At the time of grooving, the
溝加工時の押し付けロッド8の移動速度は、ワーク2の溝加工条件に応じて、ワイヤ4の一方向または往復走行の走行速度に等しいか、またはワイヤ4の走行速度よりも小さくもしくは大きく設定できるが、好ましくは、押し付けロッド8の先端面の磨耗を回避するために、ワイヤ4と押し付けロッド8との間に速度差のない状態、つまり同じ方向で移動速度と走行速度とを等しく設定される。速度差のない状態の設定によると、ワイヤ4は、溝加工中に押し付けロッド8の先端面を削らなくなるため、押し付けロッド8の先端面の磨耗は、確実に防止できる。このような設定状態は、押し付けロッド8の管理や補修の観点から有利となる。
The moving speed of the
さらに、図16および図17は、溝加工面3の上のワイヤ4に対応する位置に案内体22を配置し、案内体22に溝形成長さより短い一対の案内板21をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として設け、各案内板21の下部に溝加工面3の上面を転がり移動可能な例えば合計4個のガイドローラ23をローラ軸24により取り付けた態様である。
Further, in FIGS. 16 and 17, a
押し付けロッド8は、案内体22に設けられている連動孔25に挿入され、溝加工時に先端面でワイヤ4を溝加工面3に押し付けており、移動式の一対の案内板21と共に溝5の加工方向に移動する。このように、一対の案内板21は、押し付けロッド8の移動と連動しているが、送り移動手段11または送り移動手段11と連動する図示しない専用の送り移動装置によって溝5の加工方向に移動させることもできる。この態様の移動式の一対の案内板21によると、溝加工中に、加工位置の前後が開放されているため、加工状況が視覚的に容易に確認できる。
The
図16および図17の例においても、溝加工時に、押し付けロッド8の移動速度は、ワーク2の溝加工条件に応じて、ワイヤ4の走行速度に等しいか、またはワイヤ4の走行速度よりも小さく、もしくは大きく設定できるが、好ましくは、押し付けロッド8の先端面の磨耗を回避するために、ワイヤ4と押し付けロッド8との間に速度差のない状態、つまり同じ方向で移動速度と走行速度とを等しく設定される。
Also in the examples of FIGS. 16 and 17, the moving speed of the
つぎに、図18は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、複数個、例えば4個の押し付けロッド8をワイヤ4毎に1個ずつ当接させ、押し付けロッド8を図16および図17と同様の移動式の一対の案内板21と共に移動させる態様である。ワイヤ4は、溝付き案内ローラ6に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられており、溝加工時に、一方向走行または往復走行を行う。
Next, FIG. 18 uses a multi-wire type groove saw wire saw 1, a plurality of, for example, four
ワーク2は、例えば上側のワイヤ4の下に位置しており、4個の押し付けロッド8は、上側のワイヤ4の上方にある。溝加工時において、4個の押し付けロッド8は、それぞれ対応のワイヤ4に当接しながら一対の案内板21と共に移動することによって、ワーク2の溝加工面3に4本の溝5の加工を行う。なお、一対の案内板21は、移動式のものでなく、図13ないし図15で図示する固定式のものであってもよい。
The
図19は、図13と同じシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、図13、図14および図15と同様の固定式の一対の案内板21の間において、1本のワイヤ4に沿って複数個、例えば4個の押し付けロッド8を配置した態様である。4個の押し付けロッド8は、溝加工時に、ワイヤ4に当接しながら移動することによって、ワーク2の溝加工面3に1本の溝5を加工する。この態様によると、1個の押し付けロッド8による態様のときよりも、押し付けロッド8の移動量が少なくできる。
FIG. 19 shows a
これによりワーク2と押し付けロッド8との相対的な移動量が少なくなるため、例えば押し付けロッド8が固定で、ワーク2を移動させる場合に、ワーク2を載せているテーブルを溝加工方向に短くでき、ワイヤソー1の小型化が実現できる。一対の案内板21は、固定式のものでなく、図16および図17で図示する移動式のものであってもよい。
As a result, the amount of relative movement between the
図20は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー1を用い、加工位置のワイヤ4毎に複数個、例えば3個の押し付けロッド8を当接させ、図13、図14および図15と同様の固定式の一対の案内板21に沿って、押し付けロッド8を移動させる態様である。ワーク2は、例えば上側のワイヤ4の下に位置しており、ワイヤ4毎に3個の押し付けロッド8は、上側のワイヤ4の上方にある。溝加工時に、それぞれの加工位置おいて、ワイヤ4毎に3個の押し付けロッド8は、ワイヤ4に当接しながら一対の案内板21に案内されて、溝加工方向に移動することによって、ワーク2の溝加工面3に4本の溝5の加工を行う。一対の案内板21は、固定式のものでなく、図16および図17で図示する移動式のものであってもよい。
20 uses a multi-wire type wire saw 1 for groove processing, and a plurality of, for example, three pressing
図13ないし図20の態様においても、押し付けロッド8の移動は、加工位置のワーク2に対して相対的な移動となるため、押し付けロッド8は、所定の位置に固定的に配置してもよく、その場合に、ワーク2は、送り移動手段11またはその他の送り移動装置によって溝加工方向に移動することになる。
13 to 20 also, the movement of the
以上のすべての態様において、溝深さ方向の位置調節手段12は、調節送りねじ17、調節送りナット18や調節送りモータ19などを用いる代わりに、溝深さを簡単に規制する機械的な手段として、溝深さ方向の長孔と調節用止めねじとで構成し、長孔に対する調節用止めねじの締め付け位置の調節によって押し付けローラ7や押し付けロッド8の位置すなわち溝深さを溝加工中に一定とするか、または溝加工方向の直動カムとこの直動カム面に接するカムフオロアとで構成し、カムフオロアの動きを押さえホルダ10に伝達することによって、溝深さを溝加工中に変化させるようにすることもできる。
In all the above embodiments, the position adjusting means 12 in the groove depth direction is a mechanical means that simply regulates the groove depth instead of using the adjusting
溝加工面3は、通常、平坦面であるが、位置調節手段12により押し付けローラ7の位置を曲面に沿って規制することによって、曲面であっても均一な溝深さの加工が可能となる。
The
本発明は、ワーク5として半導体結晶板または液晶ディイスプレィを例に挙げたが、それに限らず、磁器、ガラス、金属板、炭素繊維強化樹脂材やガラス繊維強化樹脂材などの材料の溝加工にも適用できる。
In the present invention, a semiconductor crystal plate or a liquid crystal display is taken as an example of the
1 溝加工用のワイヤソー
2 ワーク
3 溝加工面
4 ワイヤ
5 溝
6 溝付き案内ローラ
7 押し付けローラ 7a 環状溝
8 押し付けロッド
9 ローラ軸
10 押さえホルダ
11 送り移動手段
12 位置調節手段
13 送りねじ
14 送りナット
15 送りモータ
16 制御器
17 調節送りねじ
18 調節送りナット
19 調節送りモータ
20 フレーム
21 案内板
22 案内体
23 ガイドローラ
24 ローラ軸
25 連動孔
DESCRIPTION OF
Claims (17)
Either a single wire type wire saw or a multi-wire type wire saw is used according to the number of grooves formed, The claim 7, claim 8, claim 9, claim 11, claim 11, The wire saw for grooving according to claim 12, claim 13, claim 14, claim 15 or claim 16.
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JP2014084262A JP2015202546A (en) | 2014-04-16 | 2014-04-16 | Method for groove processing by wire saw and wire saw for groove processing |
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CN113352154A (en) * | 2021-07-04 | 2021-09-07 | 兴化市富翔不锈钢制品有限公司 | Novel terrace die blade repairing and forming device |
-
2014
- 2014-04-16 JP JP2014084262A patent/JP2015202546A/en active Pending
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CN113352154B (en) * | 2021-07-04 | 2022-04-26 | 兴化市富翔不锈钢制品有限公司 | Novel terrace die blade repairing and forming device |
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