JP3704586B2

JP3704586B2 - Wire saw equipment

Info

Publication number: JP3704586B2
Application number: JP2001230604A
Authority: JP
Inventors: 治之仁村; 周司阿部
Original assignee: 株式会社ファインテクニカ; 有限会社アルファ・ニトス; 株式会社バストインターフェイス
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP2003039302A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、精密電子部品材料等に複数の細幅の溝を同時に入れる溝入れ加工、あるいは切断代の少ない切断を行う切断加工などを施工するのに好適な、細線ワイヤソー装置に関し、特にワイヤソー切断機の切断塔をワーク支持部の左右に２基配設し、両切断塔の座標値に差を付けることで所定厚さにワークを切断できるようにしたワイヤソー装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シリコン等の硬脆性材料のインゴットからウェハーを切り出す装置の一つとして、細線ワイヤを使用したワイヤソー装置が知られている。
【０００３】
このワイヤソー装置の原理を図９により概説すると、符号０５は回転テーブル式のワーク固定台を示しており、ワーク固定台０５の周面に複数個のワーク（インゴット）０１が治具（図示せず）で固定されている。ワーク固定台０５の中心軸０５ａにはワーク固定台用モータ（図示せず；以下単に「モータ」と呼ぶときは、このモータのことである。）が取り付けられていて、正逆方向に高速回転できるようになっている。
【０００４】
符号０４は細い鋼製のワイヤソーを示している。このワイヤソー０４は供給ボビン０６に巻き取られていて、供給ボビン０６から繰り出されたワイヤソー０４は、張力調整装置０７を経てから、ガイドローラ０８，０９，０１０，０１１の順に案内され巻取りボビン０１２に到る。運転時、巻き取りボビン０１２に取り付けられているステッピングモータあるいは低速モータ（図示せず、以下「ワイヤソー移送モータ」と呼ぶ）により、ワイヤソー０４は矢印Ｂ方向へ移動する。
【０００５】
ワイヤソー０４は、加工作業中、矢印Ｂ方向に少しずつ低速移動するものである。一方、ワーク固定台０５は高速度で回転するので、ワーク固定台０５上のワーク０１にワイヤソー０４が高速度で当接し、これによりワーク０１の切断が行われる。
【０００６】
加工のための押圧力は、張力調整装置０７によってワイヤソー０４に加えられる引張り力と供給ボビン０６を制動回転するトルクモータと、ガイドローラ０９，０１０にそれぞれ設けられている送りロッド０１３の矢印Ｃ方向へのガイドローラ０９，０１０の移動とにより調節される。図８は図４の装置により切断されたワーク０１の切断部の断面図を示している。ガイドローラ０９，０１０のワーク０１に対する押圧力を調節することにより、一方端Ｘおよび他方端Ｙよりも中央部Ｚの突出した円弧曲線状となるように設定することができる。ワイヤソー２を切断部においてこのような円弧曲線状に設定することにより、ワイヤソー２が蛇行するのを減少でき、その結果、ワイヤソー２の切断事故を抑制することが可能となる。
【０００７】
マルチワイヤソー装置は、前記のワイヤソー０４を、ワーク固定台０５の中心軸（回転軸）０５ａにワークに対して、平行に、所定のピッチのもとに複数列配設したもので、その一例として、特開平１１−２０７５８７号公報がある。図７は当該公報に記載の装置の概要を示している。図７に示すマルチワイヤソー装置は、ガイドローラ０９Ａ，０１０Ａに複数のワイヤソー０４の案内用の溝が形成されており、ワイヤソー０４は、供給ボビン０６側から右側のガイドローラ０９Ａに入り、右側のガイドローラ０９Ａと左側のガイドローラ０１０Ａとの間の下側でワーク０１に当接しワーク切断加工を行い、左側のガイドローラ０１０Ａを出たところで上側に移動し上側で右側のガイドローラ０９Ａの次の溝に移行して下側に回り、下側で前回の加工の隣の箇所を加工する。この切断加工を順次繰返えして、１本のワイヤソーでワークに同時に複数の加工を施工できるようになっている。このガイドローラ０９Ａ，０１０Ａに形成された複数のワイヤソー０４の案内用の溝は、所定のピッチものもとに形成されていて、細線ワイヤソー０４の位置（ピッチ）を決めるものである。つまりガイドローラ０９Ａ，０１０Ａは、この後に述べる「ピッチ決めローラ」に相当する。
【０００８】
なお図７において、図９のものと同じ部材には同一符号を付して説明を省略し、また、図７において、符号０１４はワーク固定台０５を高速度で矢印Ａ方向に回転するモータを、０２１はテーブルを、０５１は支持部材を、０５２はワーク固定テーブルを示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のワイヤソー装置では、上記の通り、細線のワイヤソーをワークに押し当てる切断機構（以下「切断塔」という）は１基である。したがって、ワークの切断間隔〔切断ピッチ（以下「ピッチ」という〕は、切断塔を構成するピッチローラ上の複数の溝（ワイヤソー案内用の溝）の間隔、すなわち溝のピッチにより決定されることになる。
【００１０】
ところで、ピッチローラ上に形成される上記の複数の溝については、溝加工技術上の理由、あるいは、ワイヤソーによる切断作動時に隣接するワイヤソー同志が互いに干渉するのを抑制するなどの理由により、ピッチをあまり小さくできないという課題がある。
【００１１】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、２基の切断塔をワークの左右に配置するとともに、左右の切断塔の座標値に差をつけることにより、つまり、左側の切断塔のワークに対する位置と右側の切断塔のワークに対する位置との間に、各ピッチローラに形成した案内溝のピッチの例えば１／２に相当する差（座標値の差）をつけることにより、左側の切断塔による切断位置と右側の切断塔による切断位置とをピッチローラに形成した案内溝のピッチの１／２に相当する寸法だけずらした切断加工が行えるようにして、従来のものと同じピッチのピッチローラを使用しながらピッチローラの案内溝のピッチの１／２に相当する寸法の厚さの切断加工が行えるようにした点を特徴とする。なお上記の「ピッチの１／２」は、説明の都合上の１例であって、本発明における「左右の切断塔の座標値に差」は、「ピッチの１／２」に限定されるものではない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外周面にワークが固定され機枠に支持されたワーク固定台と、該ワーク固定台上のワークの切断を行うべく前記ワークに複数列のワイヤソーを押しつけるべく並列に配置された上方の供給側のピッチローラと並列に配置された下方の巻取り側のピッチローラとを有する切断塔と、該切断塔の各供給側のピッチローラのそれぞれに前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンとを備え、前記切断塔が、前記ワーク固定台の左右両側にそれぞれ１基ずつ対称的に配置されるとともに、前記左右の切断塔の切断ピッチに差（座標値の差）をつけるように構成されているワイヤソー装置において、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対が複数設けられたことを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記ワイヤソー装置において、前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンが３軸にそれぞれ２個設けられたことを特徴とする。
【００１５】
また、さらに、前記切断ピッチ送りの制御および切り込み送りの制御が、サーボモータによる数値制御によって行われることを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記ワイヤソー装置において、前記左右の切断塔が、上記切断ピッチ送りの制御により座標値に差を付けらて所定の厚さ制御が行われることを特徴とする。
【００１７】
また、上記のワイヤソー装置において、前記各供給側のピッチローラと前記各供給ボビンとの間にそれぞれ測長ローラが設けられ、該各測長ローラの測定値により、前記巻き取りボビンの巻き取り量が制御されることを特徴とする。
【００１８】
さらにまた、前記ワイヤソー装置において、前記ワーク固定台が前記機枠に対して回転可能に支持されたロータリ式ワーク固定台であることを特徴とする。
【００１９】
また、前記ワイヤソー装置において、前記ワーク固定台が前記機枠に対して固定されたフラットテーブル式ワーク固定台であることを特徴とする。
【００２０】
本発明では、左側の切断塔のワークに対する位置と右側の切断塔のワークに対する位置との間に、例えば、各ピッチローラに形成した案内溝のピッチの１／２に相当する差（座標値の差）をつけることにより、左側の切断塔によるワークの切断位置と右側の切断塔によるワークの切断位置とを、各ピッチローラに形成した案内溝のピッチの１／２に相当する寸法だけずらした切断加工が行えることになる。このように、左右の切断塔の各前後送りの座標値に差異を付けることにより、切断ピッチの設定自由度を広くできる。
【００２１】
また、本発明では、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対が複数設けたり、前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンが３軸にそれぞれ２個設けることにより、複数箇所の切断加工を１回の切断で行うことができる。
【００２２】
また、各切断塔は、前後送り（ピッチ送り）および左右送り（切断送り）を、サーボモータによる数値制御で行われ、しかもこの数値制御（座標値制御）は、例えば１μ単位で入力できるので、極めて精度の高い制御が可能となる。
【００２３】
さらに、巻取り量の数値制御は、測長ローラによる測長値により行われる。したがって、巻取り側の測長の測長値と供給側の測長ローラの測長値との差がワイヤソーの消耗巻き取り差となる。そしてこの数値（時間当たりの巻き取り速度）は、加工条件、加工状況に応じて任意に設定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２はワイヤソー装置の概略を示す第１実施態様である。
【００２５】
この実施形態のワイヤソー装置は、図９で説明した原理に基づいており、細線のワイヤソーをワークに押し当ててワークを切断するように構成されている。そいて、ワイヤソーをワークに押し当ててワークを切断する切断機構（以下「切断塔」という）は、図９に示した装置とほぼ同じ構成となっている。
即ち、この実施形態のワイヤソー装置も、ワーク固定台３０を備えるととに、ワーク固定台３０の周面に、治具（図示せず）により、複数個のワーク（インゴット）１が固定されている。ワーク固定台３０の中心軸（回転軸）３０ａにはワーク固定台用モータ（図示せず；以下単に「モータ」と呼ぶときは、このモータのことである。）が取り付けられていて、ワーク固定台３０を正逆方向に高速回転できるようになっている。
【００２６】
符号１０はワイヤソーをワークに押し当ててワークを切断する切断機構、すなわち切断塔を示している。この切断塔１０は、上下一対の供給側のピッチローラ２５、巻取り側のピッチローラ２６と、両ピッチローラ２５、２６をその前側に回転可能に取り付けた枠体２９とにより形成されている。枠体２９は充分に剛性に配慮した鋳物製で、その下面の案内部２８により、ワイヤソー装置の機枠４０上を、前後送り（ピッチ送り）および切断送り可能に取り付けられている。上記の前後送り（ピッチ送り）および切断送りの制御は、サーボモータによる数値制御で行われるようになっている。
【００２７】
符号２１ａ，２１ｂ，２１ｃは細い鋼製のワイヤソーを示している。この実施形態のものでは、３本のワイヤソー２１ａ，２１ｂ，２１ｃが並列に配設されており、３本のワイヤソー２１ａ，ｂ，ｃは、それぞれ供給ボビン２２ａ，２２ｂ，２２ｃ（以下これらをまとめて「供給ボビン２２」とうこともある）に巻き取られていて、各供給ボビン２２ａ，２２ｂ，２２ｃから繰り出された各ワイヤソー２１ａ，ｂ，ｃは、それぞれ張力調整ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃをおよび供給側の測長ローラ２３をこの順に経て、供給側のピッチローラ２５から巻取り側のピッチローラ２６の送られ、巻取り側の測長ローラ２４、張力調整ローラ３２ａ，３２ｂ，３２ｃをこの順に経て、巻取りボビン２７ａ，２７ｂ，２７ｃ（以下これらをまとめて「巻取りボビン２７」ということもある）に回収されるようになっている。測長ローラ２３，２４は機枠４０の垂直部分４０ａに回転可能に支持されている。図１には測長ローラ２３，２４、供給側のピッチローラ２５、巻取り側のピッチローラ２６については、１基のみが図示されているが、これらの各部材は、図１の紙面に直交する方向にそれぞれ３基ずつ設けられていて、３本のワイヤソー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを別々に案内する構成となっている。
【００２８】
上記の構成からなる切断塔１０および３本のワイヤソー２１ａ，２１ｂ，２１ｃの供給ボビン２２や巻取りボビン２７、あるいは測長ローラ２３，２４などと全く同一構成の切断装置が、図１に示すように、ワーク固定台３０の水平方向右側に対称位置に配置されている。ここでは、ワーク固定台３０の右側に対称位置に配置されている切断装置の構成部材には、上記の切断装置の部材に付した符号に「１００」をプラスした符号を付して両者間の関係を明らかにするとともに、右側の切断装置の構成についての説明を省略する。また、説明の都合上、切断塔１０を「第１切断塔」とよび、切断塔１００を「第２切断塔」とよぶことがある。
【００２９】
切断塔１００も、切断塔１０と同様に、ワイヤソー装置の機枠４０の水平面上を、前後送り（ピッチ送り）および切断送り可能に取り付けられている。上記の前後送り（ピッチ送り）および切断送りは、サーボモータにより数値制御できるようになっており、かつ、切断塔１００と切断塔１０とは、それぞれ独自に制御できる構成となっている。
【００３０】
さらに、各供給側の３基のピッチローラ２５および巻取り側のピッチローラ２６（以下に説明は、第２切断塔１００側のものも含む）は、それぞれ個別に回転可能であり、それぞれ張力調整ローラ３１ａ，３１ｂ，３１ｃにより維持された最適な張力のもとで、ワーク１に押しつけられて、切断作用が行われるようになっている。
【００３１】
また、個々のピッチローラ２５，２６には、ワイヤソー２１ａ，２１ｂ，２１ｃを入れる溝が形成されている。個々の測長ローラ２３，２４も個別に回転可能になっており、さらに、供給ボビン２２と巻取りボビン２７とは同じ形状に形成されていて、供給時にはトルク制御、巻取り時には数値制御を繰返し行い、巻取り量の数値制御は測長ローラ２３，２４による測長値により行われる。したがって、巻取り側の測長ローラ２４の測長値と供給側の測長ローラ２３の測長値と差がワイヤ２１の消耗巻き取り差となる。この数値（時間当たりの巻き取り速度）は、加工条件、加工状況に応じて任意に設定できる。
【００３２】
上記の構成において、切断塔１０および／または切断塔１００をサーボモータ駆動で前後送り（ピッチ送り）したり、左右送り（切断送り）しながら、ワーク固定台３０を回転することにより、ワーク１を所定のピッチに切断することができる。たとえば、図２に示すように、左側の切断塔１０のワーク１に対する位置と右側の切断塔１００のワーク１に対する位置との間に、各ピッチローラ２５，１２５に形成した案内溝のピッチの１／２に相当する差（座標値の差）をつけることにより、左側の切断塔１０によるワーク１の切断位置と右側の切断塔１００によるワーク１の切断位置とを、ピッチローラ２５，１２５に形成した案内溝のピッチの１／２に相当する寸法だけずらして、ワイヤソー２１ａ，２１ｂ，２１ｃの間隔の１／２だけワイヤソー１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃをずらせた切断加工が行えることになる。このように、左右の切断塔１０，１００の前後送りの座標値に差異を付けることにより、切断ピッチの設定自由度を広くすることができる。
【００３３】
さらに、切断塔をワーク固定台３０の左右に配置するとともに、切断塔１０，１００を前後送り（ピッチ送り）可能としたことにより、ワーク固定台３０の中心軸３０ａを両端支持形式とすることが可能となり、ワーク固定台３０の支持剛性を向上することが可能となる。
【００３４】
この実施形態の装置では、上記の前後送り（ピッチ送り）および左右送り（切断送り）は、上述の通り数値制御により行われ、この数値制御は１μ単位で入力できる。また、ワーク固定台３０はインバータによる無段変速で最大７５０ｒ．ｐ．ｍ．で回転できるように形成されている。
【００３５】
上述の実施形態では、ワーク固定台３０は回転式となっているが、切断塔１０および切断塔１００が切断方向（図１の矢印Ｘ方向）、すなわち図１においてワーク固定台３０に近ずいたり、遠のいたりする方向に移動可能である（図１の点線は切断塔１０および切断塔１００が最も内側に位置した状態を示している）ので、ワーク固定台３０が回転式の場合、切断加工が難しい形状のワークに対して、ワーク固定台３０を回転させないフラットテーブルを採用することができる。この場合には、ワイヤソー２１はワーク１に対して往復運動させる構成とすることが望ましい。
【００３６】
図３、図４はワイヤソー装置の概略を示す第２実施態様である。
この実施形態のワイヤソー装置も、図９で説明した原理に基づいており、細線のワイヤソーをワークに押し当ててワークを切断するように構成されている。そいて、ワイヤソーをワークに押し当ててワークを切断する切断機構（以下「切断塔」という）は、図１に示した装置とほぼ同じ構成となっている。
【００３７】
図１に示した第１実施態様と異なるところは、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対が、左右の切断塔１０，１００とも２対２５ａ，２６ａと２５ｂ，２６ｂと１２５ａ，１２６ａ，１２５ｂ，１２６ｂ設けられたことである。そして、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対２５ａ，２６ａと２５ｂ，２６ｂと１２５ａ，１２６ａと１２５ｂ，１２６ｂとが図４に示すように、段差を設けて１本のワイヤソーで２か所の切断をするようにして２倍の切断を行うことができるようにしたものである。
【００３８】
図５、図６はワイヤソー装置の概略を示す第３実施態様である。
この実施形態のワイヤソー装置も、図１に示した装置とほぼ同じ構成となっている。
【００３９】
図１に示した第１実施態様と異なるところは、ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンが３軸５１，５２，５３，１５１，１５２，１５３にそれぞれ２個づつ設けられた供給ボビン２２ａ１，２２ｂ１，２２ｃ１，１２２ａ１，１２２ｂ１，１２２ｃ１，２２ａ２，２２ｂ２，２２ｃ２，１２２ａ２，１２２ｂ２，１２２ｃ２と巻き取りボビン２７ａ１，２７ｂ１，２７ｃ１，１２７ａ１，１２７ｂ１，１２７ｃ１，２７ａ２，２７ｂ２，２７ｃ２，１２７ａ２，１２７ｂ２，１２７ｃ２を備えた点である。
【００４０】
そして、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対２５ａ，２６ａと２５ｂ，２６ｂと１２５ａ，１２６ａと１２５ｂ，１２６ｂとが図４に示すものと同様に、段差を設けて１本のワイヤソーで２か所の切断をするようにして２倍の切断を行うことができるようにしたものである。これにより、左右の各々の６個の供給ボビン（１２個）で２４か所の切断加工を１回の切断で行うことができる。
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
（１）左側の切断塔のワークに対する位置と右側の切断塔のワークに対する位置との間に、例えば、各ピッチローラに形成した案内溝のピッチの１／２に相当する差（座標値の差）をつけることにより、左側の切断塔によるワークの切断位置と右側の切断塔によるワークの切断位置とを、各ピッチローラに形成した案内溝のピッチの１／２に相当する寸法だけずらした切断加工が行えることになる。このように、左右の切断塔の各前後送りの座標値に差異を付けることにより、切断ピッチの設定自由度を広くできる。
（２）また、本発明では、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対が複数設けたり、前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンが３軸にそれぞれ２個設けることにより、複数箇所の切断加工を同じに１回の切断で行うことができる。
（３）各切断塔は、前後送り（ピッチ送り）および左右送り（切断送り）を、サーボモータによる数値制御で行われ、しかもこの数値制御は、例えば１μ単位で入力できるので、極めて精度の高い制御が可能となる。
（４）巻取り量の数値制御は、測長ローラによる測長値により行われる。したがって、巻取り側の測長の測長値と供給側の測長ローラの測長値との差がワイヤの消耗巻き取り差となる。そしてこの数値は、切断条件により任意に設定することができる。
（５）切断塔をワーク固定台の左右に配置するとともに、両切断塔を前後送り（ピッチ送り）可能としたことにより、ワーク固定台の中心軸を両端支持形式とすることが可能となり、ワーク固定台の支持剛性を向上することが可能となる。
（６）切断塔および切断塔が切断方向に移動可能であるので、ワーク固定台が回転しないフラットテーブルを採用することができ、ワーク固定台が回転式の場合に切断加工が難しい形状のワークの加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態に係るワイヤソー装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１のワイヤソー装置による切断を示す概略図である。
【図３】本発明の２実施形態に係るワイヤソー装置の概略を示す側面図である。
【図４】図３のワイヤソー装置による切断を示す概略図である。
【図５】本発明の３実施形態に係るワイヤソー装置の概略を示す平面図である。
【図６】図５のワイヤソー装置による切断を示す概略図である。
【図７】従来の（マルチ細線）ワイヤソー装置の斜視図である。
【図８】同ワイヤソー装置によるワーク切断部の断面図である。
【図９】細線ワイヤソー装置の原理を示す概略図である。
【符号の説明】
１：ワーク
１０：第１切断塔
２１：ワイヤソー
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ：供給ボビン
２３，２４，１２３，１２４：測長ローラ
２５，２６，１２５，１２６：ピッチローラ
２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ：巻き取りボビン
２９，１２９：枠体
３０：ワーク固定台
３０ａ：中心軸（回転軸）
４０：機枠
１００：第２切断塔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin wire saw device suitable for performing grooving processing for simultaneously inserting a plurality of narrow grooves in precision electronic component materials or the like, or cutting processing for cutting with a small cutting allowance, and particularly wire saw cutting. The present invention relates to a wire saw apparatus in which two cutting towers of a machine are arranged on the left and right sides of a work support portion, and a work can be cut to a predetermined thickness by making a difference in the coordinate values of both cutting towers.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a wire saw device using a fine wire is known as one of devices for cutting a wafer from an ingot of a hard and brittle material such as silicon.
[0003]
The principle of this wire saw device is outlined with reference to FIG. 9. Reference numeral 05 denotes a rotary table type work fixing base, and a plurality of works (ingots) 01 are arranged on a peripheral surface of the work fixing base 05 with a jig (not shown). ). A workpiece fixing table motor (not shown; hereinafter simply referred to as “motor”) is attached to the central axis 05a of the workpiece fixing table 05, and rotates at high speed in the forward and reverse directions. It can be done.
[0004]
Reference numeral 04 denotes a thin steel wire saw. The wire saw 04 is wound around the supply bobbin 06, and the wire saw 04 fed out from the supply bobbin 06 is guided through the tension adjusting device 07 in the order of guide rollers 08, 09, 010, 011 and the winding bobbin 012. To. During operation, the wire saw 04 is moved in the direction of arrow B by a stepping motor or a low speed motor (not shown, hereinafter referred to as “wire saw transfer motor”) attached to the winding bobbin 012.
[0005]
The wire saw 04 moves slowly in the direction of the arrow B during the machining operation. On the other hand, since the work fixing base 05 rotates at a high speed, the wire saw 04 abuts on the work 01 on the work fixing base 05 at a high speed, whereby the work 01 is cut.
[0006]
The pressing force for processing includes the tension force applied to the wire saw 04 by the tension adjusting device 07, the torque motor that brakes and rotates the supply bobbin 06, and the direction of the arrow C of the feed rod 013 provided on the guide rollers 09 and 010, respectively. It is adjusted by the movement of the guide rollers 09, 010 to the right. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the cutting portion of the workpiece 01 cut by the apparatus of FIG. By adjusting the pressing force of the guide rollers 09, 010 against the workpiece 01, it can be set to have an arcuate curved shape with a central portion Z protruding from the one end X and the other end Y. By setting the wire saw 2 in such a circular arc shape at the cutting portion, it is possible to reduce the meandering of the wire saw 2, and as a result, it is possible to suppress the cutting accident of the wire saw 2.
[0007]
In the multi-wire saw device, the wire saw 04 is arranged in a plurality of rows at a predetermined pitch in parallel with the workpiece on the central axis (rotating shaft) 05a of the workpiece fixing base 05, as an example. JP-A-11-207588. FIG. 7 shows an outline of the apparatus described in the publication. Multi-wire saw device shown in FIG. 7, the guide roller 09A, a groove for guiding a plurality of wire saw 04 is formed to 010A, the wire saw 04 enters from the supply bobbin 06 side to the right side of the guide rollers 09 A, right Guide rollers 09 perform abuts workpiece cutting a workpiece 01 on the lower side between the a and the left guide roller 010 a, the left guide roller 010 moves upward at exiting the a in the upper right-hand guide roller 09 It moves to the next groove of A and turns to the lower side, and the part adjacent to the previous processing is processed on the lower side. This cutting process is sequentially repeated so that a plurality of processes can be simultaneously applied to the workpiece with a single wire saw. The guide grooves of the plurality of wire saws 04 formed on the guide rollers 09A and 010A are formed at a predetermined pitch and determine the position (pitch) of the thin wire saws 04. That is, the guide rollers 09A and 010A correspond to “pitch determination rollers” described later.
[0008]
7, the same members as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted, and in FIG. 7, reference numeral 014 indicates a motor that rotates the work fixing base 05 in the direction of arrow A at a high speed. , 021 indicates a table, 051 indicates a support member, and 052 indicates a work fixing table.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wire saw apparatus, as described above, there is one cutting mechanism (hereinafter referred to as “cutting tower”) that presses a thin wire saw against a workpiece. Therefore, the workpiece cutting interval [cutting pitch (hereinafter referred to as “pitch”) is determined by the interval between a plurality of grooves (wire saw guide grooves) on the pitch roller constituting the cutting tower, that is, the groove pitch. Become.
[0010]
By the way, with respect to the above-mentioned plurality of grooves formed on the pitch roller, the pitch is set for the reasons of the groove processing technique or for the reason that the adjacent wire saws are prevented from interfering with each other during the cutting operation by the wire saw. There is a problem that it cannot be made too small.
[0011]
The present invention is intended to solve such a problem, and arranges two cutting towers on the left and right sides of the workpiece and makes a difference between the coordinate values of the left and right cutting towers, that is, the left cutting tower. By adding a difference (coordinate value difference) corresponding to, for example, 1/2 of the pitch of the guide groove formed in each pitch roller between the position of the workpiece and the position of the right cutting tower relative to the workpiece. The cutting position by the cutting tower and the cutting position by the right cutting tower are shifted by a dimension corresponding to 1/2 of the pitch of the guide groove formed on the pitch roller so that the same pitch as the conventional one can be obtained. It is characterized in that cutting can be performed with a thickness corresponding to ½ of the pitch of the guide groove of the pitch roller while using the pitch roller. The above “1/2 of the pitch” is an example for convenience of explanation, and “the difference between the coordinate values of the left and right cutting towers” in the present invention is limited to “1/2 of the pitch”. It is not a thing.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a work fixing base in which a work is fixed to an outer peripheral surface and supported by a machine frame, and an upper part arranged in parallel to press a plurality of rows of wire saws against the work to cut the work on the work fixing base. And a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw to each of the supply-side pitch rollers of the cutting tower. And a plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saws from the pitch rollers on each winding side of the cutting tower, each of the cutting towers being symmetrical one on each of the left and right sides of the work fixing base while being disposed in a wire saw device that is configured to give (difference of coordinates) the difference in the cutting pitch of the left and right cutting tower, above the feed side Pitchiro Pitch rollers La and lower take-up side, characterized in that provided in plurality.
[0014]
Further, in the wire saw apparatus, a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw and a plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saw from the pitch rollers on each winding side of the cutting tower are arranged on two axes respectively. It is characterized by being provided.
[0015]
Further, the cutting pitch feed control and the cut feed control are performed by numerical control by a servo motor.
[0016]
Further, in the wire saw device, the left and right cutting towers are controlled to have a predetermined thickness by giving a difference in coordinate values by controlling the cutting pitch feed.
[0017]
Further, in the above wire saw device, a length measuring roller is provided between each supply side pitch roller and each supply bobbin, and the winding amount of the winding bobbin is determined based on the measurement value of each length measuring roller. Is controlled.
[0018]
Furthermore, in the wire saw device, the work fixing base is a rotary type work fixing base supported rotatably with respect to the machine frame.
[0019]
In the wire saw device, the work fixing base is a flat table type work fixing base fixed to the machine frame.
[0020]
In the present invention, for example, a difference (coordinate value of the coordinate value) between the position of the left cutting tower relative to the workpiece and the position of the right cutting tower relative to the workpiece is, for example, 1/2 of the pitch of the guide groove formed in each pitch roller. The difference between the cutting position of the workpiece by the cutting tower on the left side and the cutting position of the workpiece by the cutting tower on the right side is shifted by a dimension corresponding to ½ of the pitch of the guide groove formed on each pitch roller. Cutting can be performed. Thus, the degree of freedom in setting the cutting pitch can be increased by making a difference in the coordinate values of the forward and backward feeds of the left and right cutting towers.
[0021]
In the present invention, a plurality of upper supply-side pitch rollers and a lower winding-side pitch roller pair are provided, a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw, and a pitch roller on each winding side of the cutting tower. The plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saws are provided on each of the three shafts, so that cutting at a plurality of locations can be performed by one cutting.
[0022]
In addition, each cutting tower performs forward and backward feed (pitch feed) and left and right feed (cut feed) by numerical control by a servo motor, and this numerical control (coordinate value control) can be input in units of 1 μm, for example. Extremely accurate control is possible.
[0023]
Further, the numerical control of the winding amount is performed by a length measurement value by a length measuring roller. Therefore, the difference between the length measurement value on the winding side and the length measurement value on the supply side length measuring roller is the consumption winding difference of the wire saw. And this numerical value (winding speed per time) can be arbitrarily set according to processing conditions and processing conditions.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment schematically showing a wire saw device.
[0025]
The wire saw apparatus according to this embodiment is based on the principle described with reference to FIG. 9 and is configured to press a thin wire saw against the work to cut the work. Then, a cutting mechanism (hereinafter referred to as “cutting tower”) for cutting the work by pressing the wire saw against the work has almost the same configuration as the apparatus shown in FIG.
That is, the wire saw apparatus of this embodiment also includes the workpiece fixing base 30, and a plurality of workpieces (ingots) 1 are fixed to the peripheral surface of the workpiece fixing base 30 by a jig (not shown). Yes. A work fixing base motor (not shown; hereinafter simply referred to as “motor”) is attached to the central axis (rotating shaft) 30a of the work fixing base 30 to fix the work. The table 30 can be rotated at high speed in the forward and reverse directions.
[0026]
Reference numeral 10 denotes a cutting mechanism that presses the wire saw against the work and cuts the work, that is, a cutting tower. The cutting tower 10 is formed by a pair of upper and lower supply-side pitch rollers 25, a winding-side pitch roller 26, and a frame 29 on which both pitch rollers 25 and 26 are rotatably attached to the front side thereof. The frame body 29 is made of a casting in which sufficient rigidity is taken into consideration, and is attached to the machine frame 40 of the wire saw device so that it can be fed back and forth (pitch feed) and cut and fed by a guide portion 28 on its lower surface. The front / rear feed (pitch feed) and cutting feed control are performed by numerical control by a servo motor.
[0027]
Reference numerals 21a, 21b, and 21c denote thin steel wire saws. In this embodiment, three wire saws 21a, 21b, and 21c are arranged in parallel, and the three wire saws 21a, 21b, and 22c are respectively supplied bobbins 22a, 22b, and 22c (hereinafter collectively referred to as “bobbin”). Each of the wire saws 21a, 21b, and 22c that is wound around the supply bobbins 22a, 22b, and 22c is supplied with tension adjusting rollers 31a, 31b, and 31c, respectively. After passing through the length measuring roller 23 in this order, the pitch roller 26 on the take-up side is fed from the pitch roller 25 on the supply side, and passes through the length measuring roller 24 on the take-up side and tension adjusting rollers 32a, 32b, 32c in this order. , And take-up bobbins 27a, 27b, 27c (hereinafter collectively referred to as “winding bobbin 27”). That. The length measuring rollers 23 and 24 are rotatably supported by the vertical portion 40a of the machine casing 40. FIG. 1 shows only one of the length measuring rollers 23, 24, the supply-side pitch roller 25, and the winding-side pitch roller 26, but these members are orthogonal to the paper surface of FIG. Each of the three wire saws 21a, 21b, and 21c is separately guided in the direction in which the three wire saws 21a, 21b, and 21c are guided.
[0028]
As shown in FIG. 1, a cutting apparatus having the same configuration as that of the cutting tower 10 and the three wire saws 21a, 21b, 21c having the above-described configuration, the feed bobbin 22, the winding bobbin 27, the length measuring rollers 23, 24, and the like. In addition, they are arranged at symmetrical positions on the right side of the workpiece fixing base 30 in the horizontal direction. Here, the constituent members of the cutting device arranged at the symmetrical position on the right side of the workpiece fixing base 30 are given the reference numerals added to the members of the above-mentioned cutting device plus “100”, and the two members are between them. While clarifying the relationship, description of the configuration of the cutting device on the right side is omitted. For convenience of explanation, the cutting tower 10 may be referred to as a “first cutting tower”, and the cutting tower 100 may be referred to as a “second cutting tower”.
[0029]
Similarly to the cutting tower 10, the cutting tower 100 is also mounted on the horizontal plane of the machine casing 40 of the wire saw device so as to be able to feed back and forth (pitch feed) and cut and feed. The front / rear feed (pitch feed) and cutting feed can be numerically controlled by a servo motor, and the cutting tower 100 and the cutting tower 10 can be independently controlled.
[0030]
Further, the three pitch rollers 25 on the supply side and the pitch roller 26 on the take-up side (which will be described below also include those on the second cutting tower 100 side) can be rotated individually, and the tension can be adjusted individually. Under the optimum tension maintained by the rollers 31a, 31b, 31c, it is pressed against the workpiece 1 to perform a cutting action.
[0031]
Each pitch roller 25, 26 is provided with a groove for inserting the wire saws 21a, 21b, 21c. The individual length measuring rollers 23 and 24 are also individually rotatable, and the supply bobbin 22 and the take-up bobbin 27 are formed in the same shape, and repeat torque control during supply and numerical control during take-up. The numerical control of the winding amount is performed by the length measurement values by the length measurement rollers 23 and 24. Therefore, the difference between the length measurement value of the winding-side length measurement roller 24 and the length measurement value of the supply-side length measurement roller 23 is the consumption winding difference of the wire 21. This numerical value (winding speed per time) can be arbitrarily set according to the processing conditions and processing conditions.
[0032]
In the above-described configuration, the workpiece 1 is rotated by rotating the workpiece fixing base 30 while the cutting tower 10 and / or the cutting tower 100 is fed back and forth (pitch feed) or left and right (cut feed) by a servo motor drive. It can be cut to a predetermined pitch. For example, as shown in FIG. 2, between the position of the left cutting tower 10 relative to the work 1 and the position of the right cutting tower 100 relative to the work 1, the pitch of the guide grooves formed in the pitch rollers 25 and 125 is one. By forming a difference corresponding to / 2 (difference in coordinate values), the cutting position of the work 1 by the left cutting tower 10 and the cutting position of the work 1 by the right cutting tower 100 are formed in the pitch rollers 25 and 125. By shifting by a dimension corresponding to ½ of the pitch of the guide grooves, the wire saws 121a, 121b, 121c can be cut by ½ the distance between the wire saws 21a, 21b, 21c. Thus, the degree of freedom in setting the cutting pitch can be widened by making a difference in the coordinate values of the forward and backward feeding of the left and right cutting towers 10 and 100.
[0033]
Further, the cutting towers are arranged on the left and right sides of the work fixing base 30, and the cutting towers 10 and 100 can be fed back and forth (pitch feed), whereby the center axis 30a of the work fixing base 30 can be supported at both ends. It becomes possible, and it becomes possible to improve the support rigidity of the workpiece fixing base 30.
[0034]
In the apparatus of this embodiment, the forward / backward feed (pitch feed) and the left / right feed (cut feed) are performed by numerical control as described above, and this numerical control can be input in units of 1 μm. Further, the work fixing base 30 is continuously variable with an inverter and has a maximum of 750 r. p. m. It is formed so that it can be rotated.
[0035]
In the above-described embodiment, the work fixing base 30 is a rotary type, but the cutting tower 10 and the cutting tower 100 are close to the cutting direction (in the direction of arrow X in FIG. 1), that is, the work fixing base 30 in FIG. Since the workpiece can be moved in a far direction (the dotted lines in FIG. 1 indicate the state in which the cutting tower 10 and the cutting tower 100 are located on the innermost side), when the workpiece fixing base 30 is a rotary type, the cutting process is performed. A flat table that does not rotate the workpiece fixing base 30 can be used for a workpiece having a difficult shape. In this case, it is desirable that the wire saw 21 is configured to reciprocate with respect to the workpiece 1.
[0036]
3 and 4 show a second embodiment schematically showing a wire saw device.
The wire saw device of this embodiment is also based on the principle described with reference to FIG. 9 and is configured to press a thin wire saw against the work and cut the work. A cutting mechanism (hereinafter referred to as “cutting tower”) that presses the wire saw against the work and cuts the work has substantially the same configuration as the apparatus shown in FIG.
[0037]
A difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that the upper supply side pitch roller and the lower winding side pitch roller pair are divided into two pairs 25a, 26a and 25b, 26b for both the left and right cutting towers 10 and 100. And 125a, 126a, 125b, 126b. Then, as shown in FIG. 4, the upper supply side pitch roller and the lower winding side pitch roller pair 25a, 26a and 25b, 26b and 125a, 126a and 125b and 126b are provided with a step. A double saw can be cut by cutting two places with a wire saw.
[0038]
5 and 6 show a third embodiment schematically showing the wire saw device.
The wire saw device of this embodiment also has substantially the same configuration as the device shown in FIG.
[0039]
1 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a plurality of supply bobbins for supplying a wire saw and a plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saw from pitch rollers on each winding side of the cutting tower. Is provided with two supply bobbins 22a1, 22b1, 22c1, 122a1, 122b1, 122c1, 22a2, 22b2, 22c2, 122a2, 122b2, 122c2 provided on the three shafts 51, 52, 53, 151, 152, 153 respectively. Bobbins 27a1, 27b1, 27c1, 127a1, 127b1, 127c1, 27a2, 27b2, 27c2, 127a2, 127b2, and 127c2 are provided.
[0040]
The upper supply-side pitch roller and the lower winding-side pitch roller pair 25a, 26a and 25b, 26b and 125a, 126a and 125b and 126b are provided with a step as shown in FIG. The wire saw can be cut twice with a wire saw. As a result, it is possible to perform cutting at 24 locations with a single cut by using six supply bobbins (12) on each of the left and right.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Between the position of the left cutting tower relative to the workpiece and the position of the right cutting tower relative to the workpiece, for example, a difference corresponding to 1/2 of the pitch of the guide groove formed on each pitch roller (difference in coordinate values) ), The cutting position of the workpiece by the left cutting tower and the cutting position of the workpiece by the right cutting tower are shifted by a dimension corresponding to ½ of the pitch of the guide groove formed in each pitch roller. Processing can be performed. Thus, the degree of freedom in setting the cutting pitch can be increased by making a difference in the coordinate values of the forward and backward feeds of the left and right cutting towers.
(2) Further, in the present invention, a plurality of upper supply-side pitch rollers and a lower winding-side pitch roller pair are provided, a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw, and each winding side of the cutting tower A plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saws from the pitch rollers are provided on each of the three shafts, so that a plurality of cutting processes can be performed at the same time by one cutting.
(3) Each cutting tower performs forward / backward feed (pitch feed) and left / right feed (cut feed) by numerical control using a servo motor. Moreover, since this numerical control can be input in units of 1 μm, for example, it is extremely accurate. Control becomes possible.
(4) The numerical control of the winding amount is performed by the length measurement value by the length measurement roller. Therefore, the difference between the length measurement value on the winding side and the length measurement value on the supply side length measurement roller is the consumption winding difference of the wire. This numerical value can be arbitrarily set according to the cutting conditions.
(5) The cutting towers are arranged on the left and right sides of the work fixing base, and both cutting towers can be fed back and forth (pitch feed), so that the center axis of the work fixing base can be supported at both ends. It is possible to improve the support rigidity of the fixed base.
(6) Since the cutting tower and the cutting tower can move in the cutting direction, a flat table in which the work fixing base does not rotate can be adopted. Processing becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically showing a wire saw device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing cutting by the wire saw device of FIG. 1;
FIG. 3 is a side view showing an outline of a wire saw device according to a second embodiment of the present invention.
4 is a schematic view showing cutting by the wire saw device of FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a plan view schematically showing a wire saw device according to a third embodiment of the present invention.
6 is a schematic view showing cutting by the wire saw device of FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional (multi-thin wire) wire saw device.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a workpiece cutting portion by the wire saw device.
FIG. 9 is a schematic view showing the principle of a fine wire saw device.
[Explanation of symbols]
1: Work 10: First cutting tower 21: Wire saws 22a, 22b, 22c, 122a, 122b, 122c: Supply bobbins 23, 24, 123, 124: Measuring rollers 25, 26, 125, 126: Pitch rollers 27a, 27b 27c, 127a, 127b, 127c: winding bobbins 29, 129: frame body 30: work fixing base 30a: central axis (rotating axis)
40: Machine frame 100: Second cutting tower

Claims

外周面にワークが固定され機枠に支持されたワーク固定台と、該ワーク固定台上のワークの切断を行うべく前記ワークに複数列のワイヤソーを押しつけるべく並列に配置された上方の供給側のピッチローラと並列に配置された下方の巻取り側のピッチローラとを有する切断塔と、該切断塔の各供給側のピッチローラのそれぞれに前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンとを備え、前記切断塔が、前記ワーク固定台の左右両側にそれぞれ１基ずつ対称的に配置されるとともに、前記左右の切断塔の切断ピッチに差（座標値の差）をつけるように構成されているワイヤソー装置において、上方の供給側のピッチローラと下方の巻取り側のピッチローラ対が複数設けられたことを特徴とするワイヤソー装置。A workpiece fixing base fixed to the outer peripheral surface and supported by the machine frame, and an upper supply side arranged in parallel to press a plurality of rows of wire saws against the workpiece to cut the workpiece on the workpiece fixing base. A cutting tower having a lower winding-side pitch roller arranged in parallel with the pitch roller, a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw to each of the supply-side pitch rollers of the cutting tower, and the cutting A plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saws from the pitch rollers on each winding side of the tower, and the cutting towers are symmetrically arranged on each of the left and right sides of the workpiece fixing base. together, the wire saw apparatus is configured to give (difference of coordinates) the left and right difference in the cut pitch of cutting tower, pitch rollers and below the upper of the supply side Wire saw apparatus characterized by pitch rollers of the take-up side is provided with a plurality.

請求項１に記載のワイヤソー装置において、前記ワイヤソーを供給する複数個の供給ボビンと、前記切断塔の各巻取り側のピッチローラからそれぞれ個別に前記ワイヤソーを回収する複数個の巻き取りボビンが３軸にそれぞれ２個設けられたことを特徴とするワイヤソー装置。 The wire saw device according to claim 1, wherein a plurality of supply bobbins for supplying the wire saw and a plurality of winding bobbins for individually collecting the wire saws from pitch rollers on each winding side of the cutting tower have three axes. A wire saw device characterized in that two each are provided in each.

請求項１又は請求項２に記載のワイヤソー装置において、前記切断ピッチ送りの制御および切り込み送りの制御が、サーボモータによる数値制御によって行われることを特徴とするワイヤソー装置。 The wire saw device according to claim 1 or 2, wherein the cutting pitch feed control and the cut feed control are performed by numerical control by a servo motor.

請求項１乃至請求項３に記載のワイヤソー装置において、前記左右の切断塔が、前記切断ピッチ送りの制御により座標値に差を付けらて所定の厚さ制御が行われることを特徴とするワイヤソー装置。 The wire saw device according to any one of claims 1 to 3, wherein the right and left cutting towers are controlled to have a predetermined thickness by making a difference in coordinate values by controlling the cutting pitch feed. apparatus.

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のワイヤソー装置において、前記各供給側のピッチローラと前記各供給ボビンとの間にそれぞれ測長ローラが設けられ、該各測長ローラの測定値により、前記巻き取りボビンの巻き取り量が制御されることを特徴とするワイヤソー装置。 5. The wire saw device according to claim 1, wherein a length measuring roller is provided between each of the supply-side pitch rollers and each of the supply bobbins, and according to a measurement value of each of the length measurement rollers. A wire saw device in which a winding amount of the winding bobbin is controlled.

請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のワイヤソー装置において、前記ワーク固定台が前記機枠に対して回転可能に支持されたロータリ式ワーク固定台であることを特徴とするワイヤソー装置。 6. The wire saw apparatus according to claim 1, wherein the work fixing base is a rotary work fixing base that is rotatably supported with respect to the machine frame.

請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のワイヤソー装置において、前記ワーク固定台が前記機枠に対して固定されたフラットテーブル式ワーク固定台であることを特徴とするワイヤソー装置。 The wire saw apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the work fixing base is a flat table type work fixing base fixed to the machine frame.