KR20090110238A

KR20090110238A - Scriber and multi-head scriber

Info

Publication number: KR20090110238A
Application number: KR1020090032546A
Authority: KR
Inventors: 다까노부 호시노; 마사노리 미또; 아끼오 하뉴; 다까야 고노; 요시아끼 시시도
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤; 티에이치케이 인텍스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2009-10-21
Also published as: TWI488819B; TW200948728A; CN101562127A; CN101562127B; JP2009274434A; KR101634803B1

Abstract

PURPOSE: A scribe device and a multi-axis scribe device are provided to install a scribe tool in a shaft member which is light and rotates around an axis line, thereby making a part of maintaining the scribe tool light. CONSTITUTION: A scribe device includes an axis member(1), an electric, an armature(2), a scribe tool(4) and a moving apparatus(21). The axis member has a magnet. The armature has a coil surrounding the surrounding of the axis member. The scribe tool is installed in a tip-end part of the axis member. The scribe tool carves a scribe line on a thin plate work. The moving apparatus relatively moves the scribe tool along with a surface of the work.

Description

Scribe and Multi-Axis Scribe {SCRIBER AND MULTI-HEAD SCRIBER}

본 발명은, 글래스 기판, 반도체 웨이퍼 등의 박판 형상의 워크에 스크라이브선을 새기기 위한 스크라이브 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scribing apparatus for engraving scribe lines on thin-shaped workpieces such as glass substrates and semiconductor wafers.

글래스 기판, 반도체 웨이퍼 등의 박판 형상의 워크를 분단하는 데 있어서, 워크의 표면에는 미리 스크라이브선이 새겨진다. 스크라이브 공구를 적절한 하중으로 워크의 표면에 압박하여 워크의 표면을 따라 스크라이브 공구를 이동시킴으로써 워크의 표면에 스크라이브선을 새길 수 있다. 스크라이브선을 형성 후, 스크라이브선을 따라 워크를 구부리면 스크라이브선의 수직 크랙이 워크의 이면까지 도달하여 워크가 분단된다. 만약 워크에 깊은 수직 크랙을 형성할 수 있으면, 스크라이브 공정만으로 워크를 분단할 수도 있다.In dividing thin-shaped workpieces, such as a glass substrate and a semiconductor wafer, a scribe line is previously inscribed on the surface of a workpiece | work. The scribe line can be engraved on the surface of the workpiece by pressing the scribe tool against the surface of the workpiece with an appropriate load to move the scribe tool along the surface of the workpiece. After the scribe line is formed, bending the workpiece along the scribe line causes the vertical crack of the scribe line to reach the back of the workpiece, thereby dividing the workpiece. If a deep vertical crack can be formed in the work, the work may be divided only by the scribe process.

최근의 FPD(Flat Panel Display)용 기판은, 박형화가 진행되고 있어, 예를 들어 판 두께 O.1㎜ 이하의 글래스의 접합 기판도 등장하기 시작하고 있다. 워크가 얇아져 보다 취성이 높아지면 워크에 스크라이브선을 형성할 때 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중은, 작고 또한 안정된 상태가 유지되어야 한다. 하 중 변동이 발생하거나 해서는, 돌발적인 파괴가 일어나는 등, 분단 품질을 유지하는 것이 곤란해지기 때문이다.In recent years, the substrate for a flat panel display (FPD) is being thinned, and for example, a bonded substrate having a glass having a plate thickness of 0.1 mm or less is also beginning to appear. When the workpiece becomes thinner and becomes more brittle, the load applied from the scribe tool to the workpiece when forming the scribe line on the workpiece must be kept small and stable. This is because it is difficult to maintain the quality of division, such as a load variation or an unexpected breakdown.

도 11에 도시된 바와 같이, 종래의 스크라이브 장치에 있어서는 스크라이브 공구(61)에 하중을 부여하기 위해 에어 실린더(62)를 사용하여 조정기에 의해 스크라이브 공구(61)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 조정하였다(예를 들어 특허 문헌1 참조). 또한, 스크라이브 공구(61)를 워크(W)의 표면의 요철에 추종시키기 위해 리니어 가이드(63)를 사용한 플로팅 기구에 의해 스크라이브 헤드(64)를 지지하였다. 즉, 워크(W)의 표면의 높이의 요철에 추종하여 스크라이브 공구(61)가 상하 이동하도록 스크라이브 공구(61)가 설치되는 스크라이브 헤드(64)를 리니어 가이드(63)에 의해 지지하고 있었다. 그리고, 스크라이브 공구(61)의 진행 방향을 따라 수직축(65)이 그 축선의 주위를 회전할 수 있도록 회전 베어링(66)을 사용하여 수직축(65)의 회전을 안내하고 있었다.As shown in FIG. 11, in the conventional scribing apparatus, the load applied from the scribe tool 61 to the work W by the adjuster using the air cylinder 62 to apply the load to the scribe tool 61. Was adjusted (see Patent Document 1, for example). Moreover, the scribe head 64 was supported by the floating mechanism using the linear guide 63 in order to follow the scribe tool 61 to the unevenness | corrugation of the surface of the workpiece | work W. As shown in FIG. That is, the linear guide 63 supported the scribe head 64 in which the scribe tool 61 is installed so that the scribe tool 61 may move up and down following the unevenness | corrugation of the height of the surface of the workpiece | work W. Then, the rotation of the vertical axis 65 was guided by using the rotary bearing 66 so that the vertical axis 65 can rotate around the axis along the advancing direction of the scribe tool 61.

<특허 문헌1> 일본 특허 출원 공개2005-82413호 공보<Patent Document 1> Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-82413

그러나, 종래의 스크라이브 장치에 있어서는 스크라이브 공구로부터 워크에 하중을 부여할 때, 이하의 (1) 내지 (3)의 이유에 의해 하중의 변동이 발생하여, 워크에 국부적으로 부스러기나 균열이 발생할 우려가 있다. 특히, 하중이 작을 때 하중의 변동이 일어나기 쉽다.However, in the conventional scribing apparatus, when the load is applied to the workpiece from the scribing tool, the load fluctuates due to the following (1) to (3) reasons, and there is a fear that debris or cracks locally occur on the workpiece. have. In particular, when the load is small, the variation of the load is likely to occur.

(1) 워크의 표면의 요철에 따라 스크라이브 헤드가 상하 이동할 때, 에어 실 린더 내의 압력이 변동되어 워크에 부여되는 하중이 변동된다.(1) When the scribe head moves up and down in accordance with the unevenness of the surface of the workpiece, the pressure in the air cylinder is changed, and the load applied to the workpiece is varied.

(2) 구조상, 스크라이브 헤드의 자중이 무거워지기 쉬운 경향이 있으므로, 스크라이브 헤드의 관성이 원인이 되어 워크의 표면의 요철에 따른 스크라이브 헤드의 상하 이동이 둔화된다. 또한, 리니어 가이드의 미끄럼 이동 저항이나, 워크에 부여되는 스크라이브 헤드의 자중을 저감하기 위한 인장 스프링에 의해 스크라이브 헤드의 상하 이동이 둔화된다.(2) Since the weight of the scribe head tends to be heavy due to the structure, the inertia of the scribe head is caused and the vertical movement of the scribe head due to the unevenness of the surface of the workpiece is slowed down. Further, the vertical movement of the scribe head is slowed down by the sliding resistance of the linear guide and the tension spring for reducing the weight of the scribe head applied to the work.

(3) 스크라이브 헤드로부터 스크라이브 공구로 전해지는 하중이 회전 베어링에 의해 흡수 또는 증폭되어, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중이 변동된다.(3) The load transmitted from the scribe head to the scribe tool is absorbed or amplified by the rotary bearing, and the load applied to the workpiece from the scribe tool is varied.

따라서 본 발명은, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중을 안정화시킬 수 있는 스크라이브 장치 및 다축 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a scribe device and a multi-axis scribe device capable of stabilizing a load applied to a work from a scribe tool.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은 마그네트를 갖는 축 부재와, 상기 축 부재의 주위를 둘러싸는 코일을 갖는 전기자와, 상기 축 부재의 선단부에 설치되어 박판 형상의 워크에 스크라이브선을 새기기 위한 스크라이브 공구와, 상기 스크라이브 공구를 상기 워크의 표면을 따라 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 상기 전기자의 상기 코일에 전류를 흘림으로써, 상기 스크라이브 공구가 상기 워크의 표면을 향하여 진퇴하고, 상기 스크라이브 공구가 상기 워크의 표면에 접촉했을 때, 다시 전기자의 상기 코일에 전류를 흘림으로써, 상기 워크의 표면 내에 있어서의 상기 스크라이브 공구의 진행 방향을 따라 상기 축 부재가 그 축선의 주위를 회전할 수 있는 상태에서 상기 스크라이브 공구로부터 상기 워크에 하중이 부여되는 스크라이브 장치이다.In order to solve the said subject, invention of Claim 1 is equipped with the shaft member which has a magnet, the armature which has a coil surrounding the circumference | surroundings of the said shaft member, and is attached to the front-end | tip of the said shaft member, and a scribe line is attached to a thin-shaped workpiece | work. A scribe tool for carving, and a moving mechanism for relatively moving the scribe tool along the surface of the workpiece, and by flowing a current through the coil of the armature, the scribe tool retreats toward the surface of the workpiece, When the scribe tool is in contact with the surface of the workpiece, current flows through the coil of the armature again, so that the shaft member can rotate around the axis along the traveling direction of the scribe tool in the surface of the workpiece. Loads the workpiece from the scribe tool in a ready state It is a scribing apparatus.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 상기 워크의 표면을 향하여 진퇴되는 상기 축 부재의 위치를 제어하는 위치 제어와, 상기 워크에 접촉한 상기 스크라이브 공구로부터 상기 워크에 부여되는 하중을 제어하는 하중 제어를 행하는 제어 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 2 is the scribing apparatus according to claim 1, wherein the scribing apparatus includes the position control for controlling the position of the shaft member advancing and receding toward the surface of the workpiece, and the scribe tool in contact with the workpiece. It is further provided with the control apparatus which performs load control which controls the load provided to a workpiece | work.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서와, 상기 축 부재의 축선 방향의 위치를 검출하는 위치 센서를 더 구비하고, 상기 제어 장치는, 지령 및 상기 위치 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 위치 제어를 행하는 동시에, 지령 및 상기 전류 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 하중 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 3 is the scribe device according to claim 2, wherein the scribe device further includes a current sensor for detecting a current flowing in the coil, and a position sensor for detecting a position in the axial direction of the shaft member, The control device performs the position control based on the instruction and the information from the position sensor, and performs the load control based on the instruction and the information from the current sensor.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 베어링 본체의 외부로부터 공급된 공기의 힘으로 상기 축 부재를 베어링 본체 중에서 뜨게 하면서, 상기 축 부재가 그 축선 방향으로 직선 운동하거나, 축선의 주위를 회전하거나 하는 것을 안내하는 정압 공기 베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The invention according to claim 4 is the scribe device according to any one of claims 1 to 3, wherein the scribe device floats the shaft member in the bearing body with the force of air supplied from the outside of the bearing body. And a static pressure air bearing for guiding linear movement in the axial direction or rotation around the axis.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 스크라 이브 장치의 상기 축 부재, 상기 전기자 및 상기 스크라이브 공구를 포함하는 스크라이브 헤드가 복수, 서로의 상기 축 부재가 평행하게 되도록 적층되어 이루어지는 다축 스크라이브 장치이다.The invention described in claim 5 is a plurality of scribe heads including the shaft member, the armature and the scribe tool of the scribe device according to any one of claims 1 to 4 are laminated so that the axial members of each other in parallel It is a multi-axis scribe device.

본 발명에 따르면, 원래 자중이 가볍고, 또한 축선의 주위를 회전할 수 있는 축 부재에 스크라이브 공구를 설치하므로, 스크라이브 공구가 유지되는 부분의 자중의 경량화를 도모할 수 있다. 게다가, 전기자에 대하여 축 부재가 축선 방향으로 이동할 때의 미끄럼 이동 저항이 제로에 가까우므로 워크의 표면의 요철에 대한 스크라이브 공구의 추종성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중을 안정화시킬 수 있다.According to the present invention, since the scribe tool is originally provided in the shaft member which is light in weight and which can rotate around the axis, it is possible to reduce the weight of the portion in which the scribe tool is held. In addition, since the sliding resistance when the shaft member moves in the axial direction with respect to the armature is close to zero, the followability of the scribe tool against the unevenness of the surface of the work can be improved. Thus, the load applied to the work from the scribe tool can be stabilized.

첨부 도면에 기초하여 본 발명의 스크라이브 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 스크라이브 장치를 도시한다. 도 1은 스크라이브 장치의 수직 단면도를, 도 2는 스크라이브 헤드의 사시도를 도시한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Based on an accompanying drawing, embodiment of the scribing apparatus of this invention is described in detail. 1 and 2 show a scribe device according to the first embodiment of the present invention. 1 shows a vertical sectional view of a scribe device, and FIG. 2 shows a perspective view of the scribe head.

스크라이브 장치는 워크(W)가 탑재된 테이블(6)과, 스크라이브 공구인 커터 휠(4)이 설치되는 스크라이브 헤드(11)와, 워크(W)에 대하여 스크라이브 헤드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키는 이동 기구(21)를 구비한다. 테이블(6)은 수평면 내에 펼쳐져 있다. 테이블(6)에는 워크(W)를 흡착하기 위한 복수의 공기 흡인 구멍이 뚫려 있다. 이동 기구(21)는 스크라이브 헤드(11) 또는 테 이블(6) 중 어느 한 쪽을 이동시킨다. 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면에 접촉시킨 상태에서 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면을 X축 방향으로 굴러, 이에 의해 워크(W)의 표면에 스크라이브선이 새겨진다. 워크(W)의 표면에 복수개의 스크라이브선을 새길 때는 1개의 스크라이브선을 새긴 후, 이동 기구(21)가 스크라이브 헤드(11) 또는 테이블(6) 중 어느 한 쪽을 Y축 방향으로 이동시키고, 그 후 이동 기구(21)가 워크(W)의 표면에 접촉한 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 이동시킨다.The scribing apparatus comprises a table 6 on which the work W is mounted, a scribe head 11 on which a cutter wheel 4 as a scribe tool is installed, and a scribe head 11 on the work W. It is provided with a moving mechanism 21 for moving relatively along the surface of the. The table 6 is spread out in the horizontal plane. A plurality of air suction holes for adsorbing the work W are drilled in the table 6. The moving mechanism 21 moves either the scribe head 11 or the table 6. With the cutter wheel 4 in contact with the surface of the workpiece W, the movement mechanism 21 moves the cutter wheel 4 relatively along the surface of the workpiece W in the X-axis direction, thereby cutting the cutter wheel 4. The surface of this workpiece | work W is rolled in the X-axis direction, and a scribe line is engraved on the surface of the workpiece | work W by this. When engraving a plurality of scribe lines on the surface of the work W, after moving one scribe line, the moving mechanism 21 moves either the scribe head 11 or the table 6 in the Y-axis direction, Then, the movement mechanism 21 moves the cutter wheel 4 which contacted the surface of the workpiece | work W along the surface of the workpiece | work W in the X-axis direction.

스크라이브 헤드(11)는 축 부재인 로드(1) 및 로드(1)를 둘러싸는 전기자(2)로 구성되는 로드형 리니어 모터와, 로드(1)가 전기자(2)에 대하여 로드(1)의 축선 방향으로 직선 운동하는 것을 안내하는 정압 공기 베어링(22)과, 로드(1)의 선단부에 직접적으로(회전 베어링을 개재시키지 않고) 고정된 홀더(3)와, 홀더(3)에 회전 가능하게 지지되는 커터 휠(4)을 구비한다.The scribe head 11 is a rod-type linear motor composed of a rod 1, which is an axial member, and an armature 2 surrounding the rod 1, and the rod 1 of the rod 1 with respect to the armature 2; The hydrostatic air bearing 22 for guiding linear movement in the axial direction, the holder 3 fixed directly to the distal end of the rod 1 (without a rotary bearing), and the holder 3 rotatably It is provided with the cutter wheel 4 supported.

홀더(3)의 하단부에는 슬릿에 의해 두 갈래로 갈라진 차축 유지부(3a)가 형성된다. 차축 유지부(3a)에는 주판알 형상의 커터 휠(4)이 회전 가능하게 끼워져 있다. 커터 휠(4)의 차축은 수평 방향으로 연장된다. 수평 방향으로 연장되는 커터 휠(4)의 차축과, 수직 방향으로 연장되는 로드(1)의 축선은 직교한다. 커터 휠(4)이 그 진행 방향을 따라 수평면 내에서 회전하기 쉽게 하기 위해 의자의 캐스터와 같이 커터 휠(4)의 차축을 로드(1)의 축선으로부터 어긋나게 해도 좋다.At the lower end of the holder 3, an axle holding portion 3a bifurcated by a slit is formed. The axle-shaped cutter wheel 4 is rotatably fitted in the axle holding part 3a. The axle of the cutter wheel 4 extends in the horizontal direction. The axle of the cutter wheel 4 extending in the horizontal direction and the axis of the rod 1 extending in the vertical direction are orthogonal to each other. The axle of the cutter wheel 4 may be shifted from the axis of the rod 1 like the caster of the chair so that the cutter wheel 4 can be easily rotated in the horizontal plane along the traveling direction.

로드형 리니어 모터의 전기자(2)의 하단부에는 정압 공기 베어링(22)이 설치 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원통 형상의 베어링 본체(22a)에는 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에 공기를 공급하기 위한 공기 공급 경로(22b)가 형성된다. 공기 공급 경로(22b)에는, 베어링 본체(22a)의 외부로부터 압축 공기가 공급되어 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에는 공기막(23)이 구성된다. 정압 공기 베어링(22)은 베어링 본체(22a) 중에서 로드(1)를 공기의 힘으로 뜨게 하면서, 로드(1)가 축선 방향으로 직선 운동하거나, 축선의 주위를 회전하거나 하는 것을 안내한다. 로드(1)와 베어링 본체(22a)는 접촉하는 일이 없기 때문에, 로드(1)의 미끄럼 이동 저항을 제로에 가깝게 할 수 있다. 또한, 자력에 의해 전기자(2) 내에서 로드(1)를 뜬 상태로 유지하는 로드형 리니어 모터만으로는 전기자(2) 내의 로드(1)가 흔들릴 우려가 있다. 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에 공기의 막(23)을 개재시키는 정압 공기 베어링을 설치함으로써 로드(1)의 직선 운동이나 회전 운동을 안정시킬 수 있다(청구항 4의 효과).At the lower end of the armature 2 of the rod-type linear motor, a constant pressure air bearing 22 is installed. As shown in FIG. 3, the cylindrical bearing main body 22a is formed with the air supply path 22b for supplying air between the rod 1 and the bearing main body 22a. Compressed air is supplied to the air supply path 22b from the outside of the bearing main body 22a, and the air film 23 is comprised between the rod 1 and the bearing main body 22a. The static pressure air bearing 22 guides the rod 1 to linearly move in the axial direction or rotate around the axis while floating the rod 1 in the bearing body 22a with the force of air. Since the rod 1 and the bearing main body 22a do not contact, the sliding resistance of the rod 1 can be made close to zero. Moreover, the rod 1 in the armature 2 may shake only with the rod-type linear motor which keeps the rod 1 floating in the armature 2 due to the magnetic force. By providing a static pressure air bearing between the rod 1 and the bearing main body 22a with a film of air 23 interposed therebetween, the linear motion and the rotational motion of the rod 1 can be stabilized (effect of claim 4).

도 4는 로드형 리니어 모터의 상세도를 도시한다. 로드형 리니어 모터는 복수의 마그네트를 갖고, N극 및 S극의 자극이 축선 방향으로 교대로 형성되는 축 부재인 로드(1)와, 로드(1)의 주위를 둘러싸는 복수의 코일(8)을 갖는 전기자(2)로 구성된다. 로드(1)와 코일(8) 사이에는 자기적인 틈이 존재한다. 복수의 코일(8)은 성형체로 이루어지는 하우징(17)에 덮인다. 이들 복수의 코일(8) 및 하우징(17)이 전기자(2)를 구성한다. 로드형 리니어 모터는 로드(1)의 마그네트(5)에 발생하는 자계와 코일(8)에 흐르는 전류에 의해 로드(1)가 직선 운동하기 위한 추력을 얻는다.4 shows a detailed view of a rod-type linear motor. The rod-type linear motor has a plurality of magnets, a rod 1 which is an axial member in which magnetic poles of the N pole and the S pole are alternately formed in the axial direction, and a plurality of coils 8 surrounding the rod 1. It consists of an armature (2) having a. There is a magnetic gap between the rod 1 and the coil 8. The plurality of coils 8 are covered by a housing 17 made of a molded body. These coils 8 and the housing 17 constitute the armature 2. The rod-type linear motor obtains thrust for the linear movement of the rod 1 by the magnetic field generated in the magnet 5 of the rod 1 and the current flowing through the coil 8.

로드(1)는, 예를 들어 스테인리스 등의 비자성재로 이루어지고, 파이프와 같이 중공의 공간을 갖는다. 로드(1)의 중공 공간에는 원기둥 형상의 복수의 마그네트(5)(세그먼트 자석)가 서로 동극이 대향하도록 적층된다. 마그네트(5)의 사이에는, 예를 들어 철 등의 자성체로 이루어지는 폴 슈(7)(자극 블록)가 개재된다. 폴 슈(7)를 개재시킴으로써 마그네트(5)가 형성하는 자계를 정현파에 근접시킬 수 있다.The rod 1 consists of nonmagnetic materials, such as stainless steel, for example, and has a hollow space like a pipe. In the hollow space of the rod 1, a plurality of columnar magnets 5 (segment magnets) are stacked so that the same poles face each other. Between the magnets 5, for example, a pole shoe 7 (magnetic block) made of a magnetic material such as iron is interposed. By interposing the pole shoe 7, the magnetic field formed by the magnet 5 can be approximated to a sine wave.

코일(8)은 동선을 나선 형상으로 감은 것으로, 코일 홀더(9)에 유지되어 있다. 도 5 및 도 6은 코일(8) 및 코일(8)을 유지하는 코일 홀더(9)의 상세도를 도시한다. 복수의 원환 형상의 코일(8)은 그 축선 방향에 서로의 축선이 일치하도록 일렬로 배열된다. 축선 방향에 인접하여 배열된 3개의 코일이 3상(U상, V상, W상)의 코일을 구성한다. 3상의 코일을 복수 조합함으로써 전체의 코일 유닛이 구성된다. 인접하는 코일(8)끼리를 절연시킬 필요가 있으므로 코일(8) 사이에는 절연재로서 수지제의 스페이서부(9b)가 개재된다. 스페이서부(9b)는 코일(8)의 정면 형상과 동일한 원환 형상으로 형성된다. 스페이서부(9b)는 코일(8)의 축선 방향으로 가늘고 길게 연장되는 판 형상의 홀더 본체부(9a)에 일체로 성형된다. 즉, 코일 홀더(9)는 수지의 성형품이며, 코일(8)의 축선 방향으로 가늘고 길게 연장되는 판 형상의 홀더 본체부(9a)와, 홀더 본체부(9a)로부터 하방으로 돌출되는 박육의 복수의 스페이서부(9b)로 구성된다. 홀더 본체부(9a)의 측면에는 사출 성형할 때에 코일 홀더(9)를 금형으로 고정하기 위한 돌기(9c)가 형성된다. 홀더 본체부(9a)의 하면에는 코일(8)의 외형 형상에 맞춘 곡면 형상의 오목부(9d)가 형성된다.The coil 8 is wound around a copper wire in a spiral shape and is held by the coil holder 9. 5 and 6 show a detailed view of the coil 8 and the coil holder 9 holding the coil 8. The plurality of toroidal coils 8 are arranged in a line such that their axes coincide with each other in the axial direction thereof. Three coils arranged adjacent to the axial direction constitute three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils. The whole coil unit is comprised by combining two or more coils of three phases. Since the adjacent coils 8 need to be insulated from each other, a spacer portion 9b made of resin is interposed between the coils 8 as an insulating material. The spacer portion 9b is formed in the same annular shape as the front shape of the coil 8. The spacer portion 9b is integrally formed with the plate-shaped holder main body portion 9a extending in the axial direction of the coil 8. That is, the coil holder 9 is a molded article of resin, and a plurality of thin plate-shaped holder body portions 9a extending downward in the axial direction of the coil 8 and thinly protruding downward from the holder body portions 9a. The spacer part 9b of this is comprised. On the side surface of the holder main body 9a, a projection 9c for fixing the coil holder 9 with a mold is formed at the time of injection molding. On the lower surface of the holder main body 9a, a curved recessed portion 9d is formed in accordance with the outer shape of the coil 8.

코일 홀더(9)의 상면에는 홀더 본체부(9a)와 동일한 평면 형상의 직사각형 형상의 절연 기판(10)이 설치된다. 절연 기판(10)에는 코일(8)의 리드선(8a)에 전기적으로 접속되는 도전 패턴이 형성된다. 도전 패턴은 U상끼리의 코일, V상끼리의 코일, W상끼리의 코일을 접속하도록 형성된다.On the upper surface of the coil holder 9, a rectangular insulating board 10 having the same planar shape as the holder main body 9a is provided. In the insulated substrate 10, a conductive pattern electrically connected to the lead wire 8a of the coil 8 is formed. The conductive pattern is formed to connect coils between the U phases, coils between the V phases, and coils between the W phases.

코일(8) 및 코일 홀더(9)는 성형체인 하우징(17)에 의해 덮인다. 코일(8) 및 코일 홀더(9)를 사출 성형의 금형에 세트하고, 금형에 성형 재료를 사출함으로써 코일(8) 및 코일 홀더(9)가 하우징(17)에 일체로 형성된다. 코일(8)을 하우징(17)과 일체로 인서트 성형함으로써 코일(8)을 별도의 부재의 하우징으로 덮는 경우에 비해, 하우징(17)의 두께를 얇게 할 수 있다고 하는 이점이 있다. 하우징(17)의 두께를 얇게 함으로써 로드형 리니어 모터의 치수를 작게 할 수 있다.The coil 8 and the coil holder 9 are covered by a housing 17 which is a molded body. The coil 8 and the coil holder 9 are set in a mold of injection molding, and the molding material is injected into the mold to form the coil 8 and the coil holder 9 integrally with the housing 17. By insert-molding the coil 8 integrally with the housing 17, there exists an advantage that the thickness of the housing 17 can be made thin compared with the case where the coil 8 is covered with the housing of a separate member. By reducing the thickness of the housing 17, the size of the rod-type linear motor can be reduced.

도 4에 도시된 바와 같이, 로드(1)의 축선과 직교하는 단면에 있어서의 하우징(17)의 외형 형상은 실질적으로 사각형(이 실시 형태에서는 직사각형)으로 형성된다. 하우징(17)의 측면 중 1개의 면에는 이동 기구(21)의 스테이지에 하우징(17)을 설치하기 위한 암나사(12)가 가공된다. 암나사(12)는 하우징(17)을 사출 성형할 때, 인서트 너트(13)를 금형에 매립함으로써 하우징(17)과 일체로 형성된다. 또한, 하우징(17)의 상면에는 로드(1)의 축선 방향으로 간격을 두고, 위치 결정 핀이 삽입되는 2개의 위치 결정 구멍(14)이 형성된다. 2개의 위치 결정 구멍(14)은 로드(1)의 축선 위에 배열되며, 2개의 위치 결정 구멍(14)을 연결한 선과 로드(1)의 축선은 평행해진다. 하우징(17)에 위치 결정 구멍(14)을 가공함으로써 하우징(17)을 이동 기구(21)의 스테이지에 설치할 때, 로드(1)가 기울어 설치되는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIG. 4, the outer shape of the housing 17 in the cross section orthogonal to the axis of the rod 1 is substantially formed into a rectangle (in this embodiment, a rectangle). The female screw 12 for installing the housing 17 in the stage of the movement mechanism 21 is machined in one surface of the side surface of the housing 17. The female screw 12 is integrally formed with the housing 17 by embedding the insert nut 13 in the mold when injection molding the housing 17. In addition, two positioning holes 14 are formed in the upper surface of the housing 17 at intervals in the axial direction of the rod 1, into which the positioning pins are inserted. The two positioning holes 14 are arranged on the axis of the rod 1, and the line connecting the two positioning holes 14 and the axis of the rod 1 are parallel. By processing the positioning holes 14 in the housing 17, when the housing 17 is mounted on the stage of the moving mechanism 21, it is possible to prevent the rod 1 from being inclined.

하우징(17)에는 방열 특성을 높이기 위하여 핀(17a)이 복수 형성된다. 하우징(17)의 축선 방향의 양단부에는 하우징(17)에 위치 결정된 엔드 부재(19)가 일체로 성형된다. 엔드 부재(19)는, 코일(8) 및 코일 홀더(9)와 마찬가지로 미리 금형에 인서트된다. 이 엔드 부재(19)의 한 쪽에는 상술한 정압 공기 베어링(22)이 나사 등의 고정 수단에 의해 설치된다(도 2 참조). 또한, 엔드 부재(19)의 다른 쪽에는 로드(1)의 축선 방향의 위치를 검출하기 위한 위치 센서인 인코더가 설치된다. 인코더는 하우징(17)의 축선 방향의 단부에 설치된 케이스(20)에 수용된다.The housing 17 is formed with a plurality of fins (17a) in order to increase the heat radiation characteristics. End members 19 positioned in the housing 17 are integrally formed at both ends in the axial direction of the housing 17. The end member 19 is previously inserted in the mold similarly to the coil 8 and the coil holder 9. On one side of this end member 19, the above-mentioned static pressure air bearing 22 is provided by fixing means, such as a screw (refer FIG. 2). The other side of the end member 19 is provided with an encoder which is a position sensor for detecting the position in the axial direction of the rod 1. The encoder is housed in a case 20 provided at an axial end of the housing 17.

이동 기구(21)의 스테이지에 설치되므로 하우징(17)에는 기계적 강도가 높은 것이 요구된다. 또한, 코일(8)과의 절연을 유지할 필요가 있기 때문에, 하우징(17)에는 절연성이 높은 것이 요구된다. 또한, 냉각 효율을 올리기 위해, 하우징(17)에는 열전도성이 좋은 것이 요구된다. 이들 요구를 만족하기 위해, 하우징(17)의 재료에는 글래스 에폭시 등의 열가소성 수지, 또는 절연성의 금속 산화물 입자를 충전재로서 열가소성 수지에 혼합하여 이루어지는 성형 재료가 사용된다.Since it is provided in the stage of the movement mechanism 21, the housing 17 is requested | required of high mechanical strength. In addition, since it is necessary to maintain insulation from the coil 8, the housing 17 is required to have high insulation. In addition, in order to increase the cooling efficiency, the housing 17 is required to have good thermal conductivity. In order to satisfy these demands, as the material of the housing 17, a thermoplastic resin such as glass epoxy or a molding material obtained by mixing insulating metal oxide particles with the thermoplastic resin as a filler is used.

도 7은 리니어 모터의 마그네트(5)와 코일(8)의 위치 관계를 도시한다. 로드(1) 내의 중공 공간에는 계자 마그네트로서 원반 형상의 복수의 마그네트(5)(세그먼트 자석)가 서로 동극이 대향되도록, 즉 N극과 N극이, S극과 S극이 대향되도록 적층된다. 또한, 도 7에는 도시되어 있지 않으나, 실제로는 마그네트(5) 사이에는 폴 슈(7)(도 4 참조)가 개재된다. 로드(1)의 주위에는 로드(1)를 둘러싸는 복수의 코일(8)이 적층된다. 코일(8)은 U·V·W상으로 이루어지는 3상 코일을 복수 조합 한 것이다. 3상 코일에 120°씩 위상이 다른 3상 전류를 흘리면, 코일(8)의 축선방향으로 이동하는 이동 자계가 발생한다. 이동 자계에 의해 로드(1) 내의 마그네트(5)에 추력이 부여되어 로드(1)가 이동 자계의 속도에 동기하여 직선 운동을 행한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로드(1)의 직선 운동에 수반하여 로드(1)의 선단부에 설치된 커터 휠(4)도 Z축 방향으로 직선 운동하여 워크(W)의 표면을 향하여 진퇴한다. 로드(1)는 코일(8) 내에 자기적인 틈을 개재하여 뜬 상태에 있으므로, 로드(1)가 직선 운동할 때의 미끄럼 이동 저항을 제로에 근접시킬 수 있다.7 shows the positional relationship between the magnet 5 and the coil 8 of the linear motor. In the hollow space in the rod 1, a plurality of disk-shaped magnets 5 (segment magnets) are stacked so that the same poles face each other, that is, the N poles and the N poles face the S poles and the S poles as field magnets. In addition, although not shown in FIG. 7, the pole shoe 7 (see FIG. 4) is actually interposed between the magnets 5. Around the rod 1, a plurality of coils 8 surrounding the rod 1 are stacked. The coil 8 combines two or more three-phase coils which consist of U, V, and W phases. When three-phase currents of different phases flow through the three-phase coil by 120 °, a moving magnetic field moving in the axial direction of the coil 8 is generated. Thrust is applied to the magnet 5 in the rod 1 by the moving magnetic field, and the rod 1 performs linear motion in synchronization with the speed of the moving magnetic field. As shown in FIG. 1, with the linear movement of the rod 1, the cutter wheel 4 provided at the distal end of the rod 1 also moves linearly in the Z-axis direction to advance and retreat toward the surface of the work W. FIG. Since the rod 1 is in the state which floated through the magnetic gap in the coil 8, the sliding resistance at the time of the linear movement of the rod 1 can approach zero.

로드(1)는 코일(8) 내에 로드(1)의 축선의 주위를 회전 가능하게 유지되어 있다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 접촉했을 때, 다시 3상 코일에 3상 교류 전류를 흘림으로써, 커터 휠(4)에 하방향으로의 추력을 발생시킬 수 있어 커터 휠(4)로부터 워크(W)로 하중을 부여할 수 있다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 하중을 부여하고 있는 동안에도 로드(1)는 그 축선의 주위를 회전할 수 있는 상태에 있다. 이 때문에, 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 표면을 따라 이동시킬 때 로드(1)는 커터 휠(4)의 진행 방향을 따라 회전한다. 커터 휠(4)의 진행 방향[커터 휠(4)이 굴러가는 방향]을 임의로 변화시킴으로써 직선뿐만 아니라, 곡선의 스크라이브선도 안정되게 형성할 수 있게 된다.The rod 1 is rotatably held around the axis of the rod 1 in the coil 8. When the cutter wheel 4 comes into contact with the surface of the work W, the three-phase alternating current flows through the three-phase coil again, whereby the thrust in the downward direction can be generated in the cutter wheel 4, and the cutter wheel 4 ) Can be applied to the work W. While the cutter wheel 4 is applying a load to the surface of the workpiece W, the rod 1 is in a state capable of rotating around its axis. For this reason, when the movement mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface, the rod 1 rotates along the advancing direction of the cutter wheel 4. By arbitrarily changing the advancing direction (the direction in which the cutter wheel 4 rolls) of the cutter wheel 4, not only a straight line but also a curved scribe line can be stably formed.

도 8은 로드형 리니어 모터를 제어하는 제어 장치인 드라이버의 구성도를 도시한다. 드라이버(30)는 전압형 PWM 인버터(Pulse Width Modulation) 등의 로드형 리니어 모터를 제어하는데 적합한 형태를 한 전력을 공급하는 전력 변환기(31), 로드형 리니어 모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서(32), 로드(1)의 축 선 방향의 위치 및 속도를 검출하는 위치·속도 센서(33), 전력 변환기(31)를 제어 함으로써 로드형 리니어 모터를 제어하는 제어기(34 내지 36)로 구성된다. 위치· 속도 센서(33)에는 1개의 인코더가 공용된다.8 shows a configuration diagram of a driver that is a control device for controlling a rod-type linear motor. The driver 30 is a power converter 31 for supplying electric power in a form suitable for controlling a load type linear motor such as a voltage type PWM inverter (pulse width modulation), and a current for detecting a current flowing in a coil of the load type linear motor. To the controllers 34 to 36 that control the rod-type linear motor by controlling the sensor 32, the position and speed sensor 33 for detecting the position and speed in the axial direction of the rod 1, and the power converter 31. It is composed. One encoder is shared by the position / speed sensor 33.

제어계는 위치 제어를 행하기 위한 위치 제어 루프(37), 속도 제어를 행하기 위한 속도 제어 루프(38), 전류 제어를 행하기 위한 전류 제어 루프(39)의, 3개로 구성된다. 위치 제어 루프(37)가 메인 루프이며, 속도 제어 루프(38), 전류 제어 루프(39)의 순으로 보다 마이너한 루프가 된다. 전류 제어 루프(39)에는 교류 전류인 상태에서 제어 루프를 구성하는 경우와, 3상 교류 전류를 회전 직교 2축 상의 벡터로 변환하여 제어 루프를 구성하는 경우의 2종류가 있다.The control system is composed of three, a position control loop 37 for performing position control, a speed control loop 38 for performing speed control, and a current control loop 39 for performing current control. The position control loop 37 is the main loop, and becomes a minor loop in order of the speed control loop 38 and the current control loop 39. There are two types of current control loops 39 in which a control loop is configured in the state of alternating current and a control loop is configured by converting a three-phase alternating current into a vector on a rotational orthogonal biaxial axis.

위치 제어기(34)는 위치 지령기(40)로부터의 지령 및 위치 센서(33)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 속도 지령을 생성한다. 속도 제어기(35)는 위치 제어기(34)가 생성한 속도 지령 및 속도 센서(33)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 전류 지령을 생성한다. 전류 제어기(36)는 속도 제어기(35)가 생성한 전류 지령 및 전류 센서(32)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 전압 지령을 생성한다. 전력 변환기(31)는 전류 제어기(36)가 생성한 전압 지령에 기초하여 로드형 리니어 모터(42)에 3상 교류 전류를 공급한다.The position controller 34 calculates a deviation of the command from the position commander 40 and the feedback signal from the position sensor 33 to generate a speed command such that the deviation is close to zero. The speed controller 35 calculates the deviation of the speed command generated by the position controller 34 and the feedback signal from the speed sensor 33 to generate a current command such that the deviation is close to zero. The current controller 36 calculates the deviation of the current command generated by the speed controller 35 and the feedback signal from the current sensor 32 to generate a voltage command such that the deviation is close to zero. The power converter 31 supplies a three-phase alternating current to the rod-type linear motor 42 based on the voltage command generated by the current controller 36.

전류 제어기(36)에는, 하중 지령기(41)로부터 직접 전류 지령이 입력되는 경우도 있다. 속도 제어기(35)로부터의 전류 지령과 하중 지령기(41)로부터의 전류 지령은 스위치(44)에 의해 절환된다. 이렇게 함으로써, 로드형 리니어 모터(42)에 공급되는 전류, 즉 로드형 리니어 모터가 발생하는 추력을 제어할 수 있고, 나아가서는 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 제어할 수 있다.In some cases, the current controller 36 receives a current command directly from the load commander 41. The current command from the speed controller 35 and the current command from the load command 41 are switched by the switch 44. By doing so, it is possible to control the current supplied to the rod-type linear motor 42, that is, the thrust generated by the rod-type linear motor, and further control the load applied to the workpiece W from the cutter wheel 4. have.

드라이버(30)는, 우선 위치 지령기(40)로부터의 위치 지령에 따라 로드(1)를 Z축 방향으로 하강시켜, 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면에 접촉시키는 위치 제어를 행한다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 접촉하면 스위치(44)가 절환되어 드라이버(30)는 하중 제어를 행한다. 드라이버(30)는 하중 지령기(41)로부터의 지령에 따라 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 일정하게 제어한다. 이 상태에서, 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 이동시킨다. 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 이동시키고 있는 동안, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중은 일정하게 유지된다. 스크라이브선을 형성 후, 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면으로부터 Z축 방향으로 이격시킬 때, 다시 스위치(44)가 절환되어 드라이버(30)는 위치 지령에 따라 로드(1)를 Z축 방향으로 상승시킨다.The driver 30 first lowers the rod 1 in the Z-axis direction according to the position command from the position commander 40, and performs position control of bringing the cutter wheel 4 into contact with the surface of the work W. FIG. . When the cutter wheel 4 contacts the surface of the workpiece W, the switch 44 is switched so that the driver 30 performs load control. The driver 30 constantly controls the load applied to the work W from the cutter wheel 4 in accordance with the instruction from the load commander 41. In this state, the movement mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface of the workpiece | work W. As shown in FIG. While the moving mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface of the work W, the load applied to the work W from the cutter wheel 4 is kept constant. After forming the scribe line, when the cutter wheel 4 is spaced apart from the surface of the workpiece W in the Z-axis direction, the switch 44 is switched again so that the driver 30 moves the rod 1 in accordance with the position command. Raise in the axial direction.

이와 같이 위치 제어와 하중 제어를 절환할 수 있는 드라이버(30)를 사용하면, 1개의 로드형 리니어 모터를 사용하여 커터 휠(4)의 위치의 제어 및 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중 제어를 모두 행할 수 있다. 위치를 제어하는 리니어 모터 및 하중을 제어하는 에어 실린더를 병용할 필요가 없어지므로, 스크라이브 헤드(11)의 구조의 간소화가 도모된다. 또한, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 일정하게 유지할 수 있으므로, 에어 실린더를 사용했을 때와 같이 워크(W)의 표면의 요철에 추종하여 커터 휠(4)이 상하 이동했을 때, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중이 변동되는 것을 방지할 수 있다(청구항 2의 효과). When the driver 30 which can switch position control and load control in this way is used, the control of the position of the cutter wheel 4 and the workpiece W from the cutter wheel 4 to the workpiece | work W are carried out using one rod-type linear motor. All the load control given can be performed. Since the linear motor which controls a position and the air cylinder which controls a load do not need to be used together, the structure of the scribe head 11 is simplified. In addition, since the load applied to the work W from the cutter wheel 4 can be kept constant, the cutter wheel 4 moves up and down following the unevenness of the surface of the work W as in the case of using an air cylinder. When it does, the load applied to the workpiece | work W from the cutter wheel 4 can be prevented from changing (the effect of Claim 2).

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 다축 스크라이브 장치를 도시한다. 이 실시 형태의 스크라이브 장치에 있어서는, 상기 제1 실시 형태의 스크라이브 장치의 스크라이브 헤드(11)가 복수, 서로의 로드(1)가 평행해지도록 적층되어 있다. 스크라이브 헤드(11)를 구성하는 로드(1), 전기자(2), 정압 공기 베어링(22), 홀더(3), 커터 휠(4)의 구조는 상기 제1 실시 형태와 동일하므로 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.9 shows a multi-axis scribe device according to a second embodiment of the present invention. In the scribing apparatus of this embodiment, a plurality of scribe heads 11 of the scribing apparatus of the first embodiment are stacked such that the rods 1 are parallel to each other. The structures of the rod 1, the armature 2, the constant pressure air bearing 22, the holder 3, and the cutter wheel 4 constituting the scribe head 11 are the same as those of the first embodiment, so that the same reference numerals are used. The description is omitted.

복수의 스크라이브 헤드(11)는 통합되어 이동 기구(21)의 스테이지에 설치된다. 이동 기구(21)가 복수의 스크라이브 헤드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 이동시키면 워크(W)의 표면에는 복수개의 스크라이브선이 동시에 형성된다. 각 스크라이브 헤드(11)의 구조는, 로드형 리니어 모터의 로드(1)의 선단부에 홀더(3)를 설치한 심플한 구조이므로 복수의 스크라이브 헤드(11) 사이의 피치를 짧게 할 수 있다. 이 때문에 워크(W)에 동시에 형성되는 복수개의 스크라이브선의 피치도 좁게 할 수 있다(청구항 5의 효과).The plurality of scribe heads 11 are integrated and installed in the stage of the movement mechanism 21. When the moving mechanism 21 moves the plurality of scribe heads 11 along the surface of the work W, a plurality of scribe lines are formed on the surface of the work W at the same time. Since the structure of each scribe head 11 is a simple structure which provided the holder 3 in the front-end | tip of the rod 1 of the rod-type linear motor, the pitch between the scribe heads 11 can be shortened. For this reason, the pitch of several scribe lines formed simultaneously in the workpiece | work W can also be narrowed (effect of Claim 5).

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태의 스크라이브 장치를 도시한다. 이 실시 형태의 스크라이브 장치에는 워크(W)의 표면의 요철에 커터 휠(4)의 높이를 능동적으로 추종시키기 위한 높이 측정부(51)가 내장된다. 높이 측정부(51)는 레이저 거리계 등으로 이루어지고, 커터 휠(4)의 진행 방향의 전방의 워크(W)의 측정점(W1)의 높이를 측정한다. 로드형 리니어 모터를 제어하는 드라이버(30)는 커터 휠(4) 이 워크(W)의 측정점(W1)을 통과할 때, 높이 측정부(51)가 측정한 워크(W)의 측정점(W1)의 높이에 기초하여 커터 휠(4)이 워크(W)를 절입하는 깊이가 일정해지도록, 로드(1)의 Z축 방향의 위치를 제어한다. 이에 의해, 커터 휠(4)이 워크(W)에 과잉으로 압박되는 것을 피하여 커터 휠(4)이 워크(W)의 요철을 통과할 때에 발생하는 경향이 있는 미세한 스크라이브 칩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이 실시 형태에 있어서, 드라이버에 의한 위치 제어는 하중 제어와 병용하여 행해진다.10 shows a scribe device according to a third embodiment of the present invention. In the scribing apparatus of this embodiment, a height measuring unit 51 for actively following the height of the cutter wheel 4 to the unevenness of the surface of the workpiece W is incorporated. The height measuring part 51 consists of a laser rangefinder etc., and measures the height of the measuring point W1 of the workpiece | work W of the front of the cutter wheel 4 in the advancing direction. The driver 30 for controlling the rod-type linear motor has a measuring point W1 of the workpiece W measured by the height measuring unit 51 when the cutter wheel 4 passes the measuring point W1 of the workpiece W. The position in the Z-axis direction of the rod 1 is controlled so that the depth at which the cutter wheel 4 plunges the work W is constant based on the height of. Thereby, avoiding excessive pressurization of the cutter wheel 4 by the workpiece | work W and suppressing generation | occurrence | production of the fine scribe chip which tends to arise when the cutter wheel 4 passes through the unevenness | corrugation of the workpiece | work W can be suppressed. have. In addition, in this embodiment, position control by a driver is performed in combination with load control.

높이 측정부(51)가 커터 휠(4)과 동일한 위치에 배치되어서는, 아무리 드라이버(30)를 고속 응답시켜도 커터 휠(4)이 상하 이동하기까지 다소의 시간이 걸리므로 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면의 요철에 정확하게 추종시킬 수 없다. 커터 휠(4)의 상하 이동에 시간적인 지연이 발생하지 않도록 높이 측정부(51)가 커터 휠(4)의 진행 방향의 전방의 측정점(W1)에 배치된다. 드라이버(30)는 커터 휠(4)이 전방의 워크(W)의 측정점(W1)에 도달할 때까지의 시간 및 로드(1)의 응답 시간을 가미한 후, 커터 휠(4)이 워크(W)의 측정점(W1)을 통과할 때, 커터 휠(4)의 절입 깊이가 일정해지도록 커터 휠(4)을 상하 이동시킨다.When the height measuring unit 51 is disposed at the same position as the cutter wheel 4, the cutter wheel 4 takes some time to move up and down even if the driver 30 responds at high speed. Cannot follow the unevenness of the surface of the workpiece | work W correctly. The height measuring part 51 is arrange | positioned in the measurement point W1 of the front of the cutter wheel 4 in the advancing direction so that a time delay may not arise in the up-and-down movement of the cutter wheel 4. The driver 30 adds the time until the cutter wheel 4 reaches the measuring point W1 of the front work W and the response time of the rod 1, and then the cutter wheel 4 has the work W. When passing through the measuring point W1 of), the cutter wheel 4 is moved up and down so that the cutting depth of the cutter wheel 4 becomes constant.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양한 실시 형태로 구현화할 수 있다. 예를 들어 스크라이브 공구에는 커터 휠 대신에 포인트 다이어라고 불리는 선단부가 뾰족한 공구를 사용해도 된다. 또한, 로드와 홀더 사이에 압전 소자 등의 진동자를 개재시켜, 스크라이브 공구가 진동하도록 해도 좋다. 단, 진동자를 포함한 로드의 질량이 무거워지지 않도록 유의할 필요가 있다. 또한, 로드형 리니어 모터의 로드 자체를 진동시 켜도 좋다. 이 경우, 보이스 코일 모터와 같이, 로드에 단일의 마그네트를 배치해도 좋고, 복수의 마그네트를 N극끼리 또는 S극끼리가 대향하도록 배치해도 좋다. 또한, 로드를 그 축선의 주위로 회전시키는 구동 기구를 설치하여 커터 휠의 수평면 내의 선회 각도를 제어해도 좋다.In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in various embodiment in the range which does not change the summary of this invention. For example, instead of a cutter wheel, a scribe tool may use a tool with a sharp tip. In addition, a scribe tool may vibrate between a rod and a holder via a vibrator such as a piezoelectric element. However, it is necessary to pay attention so that the mass of the rod including the vibrator is not heavy. In addition, the rod itself of the rod type linear motor may be vibrated. In this case, like a voice coil motor, a single magnet may be arranged on the rod, or a plurality of magnets may be arranged so that the N poles or the S poles face each other. Moreover, you may provide the drive mechanism which rotates a rod around the axis line, and may control the turning angle in the horizontal surface of a cutter wheel.

본 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않고, 다양한 변형들 및 변경들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 만들어질 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

본 출원은 2008년 4월 16일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2008-107148호 및 2009년 2월 27일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2009-045718호에 기초한 것으로, 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 원용된다.This application is based on Japanese Patent Application No. 2008-107148 for which it applied on April 16, 2008, and Japanese Patent Application No. 2009-045718 for which it applied for February 27, 2009, The whole content is taken in this specification as a reference. It is used for.

본 발명의 상기 목적 및 특징과 기타 다른 목적 및 특징은 첨부 도면들을 참조하여 상기의 설명을 숙고함으로써 보다 충분히 드러날 것이며, 도면에 도시된 일 예는 예시적으로 도시된 것이다.The above and other objects and features of the present invention will become more fully apparent upon consideration of the above description with reference to the accompanying drawings, examples of which are illustrated by way of example.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 스크라이브 장치의 수직 단면도.1 is a vertical sectional view of a scribing apparatus of a first embodiment of the present invention.

도 2는 스크라이브 장치의 스크라이브 헤드의 사시도.2 is a perspective view of a scribe head of a scribe device;

도 3은 정압 공기 베어링의 단면도.3 is a cross-sectional view of a constant pressure air bearing.

도 4는 로드형 리니어 모터의 사시도(일부 단면도를 포함한다).4 is a perspective view (including some cross-sectional views) of a rod-type linear motor.

도 5는 코일 및 코일 홀더의 사시도.5 is a perspective view of a coil and a coil holder.

도 6은 코일 및 코일 홀더의 상세도[도면에서 (A)는 코일 홀더의 정면도를 도시하고, 도면에서 (B)는 코일 및 코일 홀더의 축선 방향을 따른 단면도를 도시한다].6 is a detailed view of the coil and the coil holder, in which (A) shows a front view of the coil holder, and (B) shows a sectional view along the axial direction of the coil and coil holder.

도 7은 마그네트와 코일의 위치 관계를 도시하는 도면.7 is a diagram showing a positional relationship between a magnet and a coil.

도 8은 드라이버의 구성도.8 is a configuration diagram of a driver.

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 다축 스크라이브 장치의 수직 단면도.9 is a vertical sectional view of the multi-axis scribe device of the second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태의 스크라이브 장치의 수직 단면도.10 is a vertical sectional view of the scribe device of the third embodiment of the present invention.

도 11은 종래의 스크라이브 장치를 도시하는 측면도.Fig. 11 is a side view showing a conventional scribe device.

<부호의 설명><Code description>

1 : 로드(축 부재)1 rod (shaft member)

2 : 전기2: electricity

4 : 커터 휠(스크라이브 공구)4: cutter wheel (scribe tool)

5 : 마그네트5: magnet

8 : 코일8: coil

11 : 스크라이브 헤드11: scribe head

21 : 이동 기구21: moving mechanism

22 : 정압 공기 베어링22: constant pressure air bearing

22a : 베어링 본체22a: bearing body

30 : 드라이버(제어 장치)30 driver (control device)

32 : 전류 센서32: current sensor

33 : 위치·속도 센서33: position speed sensor

Claims

A shaft member having a magnet,

An armature having a coil surrounding the shaft member,

A scribe tool installed at the tip of the shaft member to scribe a scribe line into a thin plate-shaped workpiece, and

A moving mechanism for relatively moving the scribe tool along the surface of the workpiece

And

By flowing an electric current through the coil of the armature, the scribe tool is advanced toward the surface of the workpiece,

When the scribe tool is in contact with the surface of the workpiece, the shaft member is allowed to rotate around its axis along the direction of travel of the scribe tool in the surface of the workpiece by flowing an electric current through the coil of the armature again. And a load is applied to the workpiece from the scribe tool, in an allowable state.

The method of claim 1, wherein the scribe device,

And a control device that performs position control to control the position of the shaft member moving forward and backward toward the surface of the work, and load control to control the load applied to the work from the scribe tool in contact with the work. A scribe device, characterized in that.

The method of claim 2, wherein the scribe device,

A current sensor for detecting a current flowing in the coil;

And a position sensor for detecting a position in the axial direction of the shaft member,

The control device performs the position control based on the instruction and the information from the position sensor, and performs the load control based on the instruction and the information from the current sensor.

The scribe device according to any one of claims 1 to 3, wherein

Further provided with a static pressure air bearing for guiding the shaft member linearly moving in its axial direction or rotating around the axis while floating the shaft member in the bearing body by the force of air supplied from the outside of the bearing body. A scribe device, characterized in that.

The multiaxial scribing apparatus in which a plurality of scribe heads including the axial member, the armature and the scribe tool of the scribing apparatus according to any one of claims 1 to 3 are laminated so that the axial members of each other are parallel to each other. .