CH718899A2 - Drahtsäge. - Google Patents

Abstract

Eine Drahtsäge umfasst: einen Draht (54), der verwendet wird, um ein Werkstuck (W) zu schneiden; eine Mehrzahl von Bearbeitungswalzen (51, 52) um die der Draht (54) gewickelt ist; einen Werkstückvorschubmechanismus der das Werkstück in einer Schneidrichtung zum Draht (54) vorschiebt, um das Werkstück (W) zu schneiden; und einen Balancer (8), der (8) den Werkstuckvorschubmechanismus (7) hält, wobei der Balancer (8) auf den Werkstückvorschubmechanismus (7) eine Kraft in Richtung eines Ausgleichs, einer Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück (W) mit dem Draht (54) geschnitten wird, eines Gewichts eines beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus (7) und eines Gewichts des Werkstücks (W) ausübt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahtsäge mit einem Werkstückvorschubmechanismus.

2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik

[0002] Im Allgemeinen schneidet eine Drahtsäge zum Schneiden von Werkstücken wie Halbleitermaterialien oder magnetischen Materialien mit einem Draht ein Werkstück, indem eine Werkstückvorschubvorrichtung das Werkstück vorschiebt und schneidet, während dem Draht ein Bearbeitungsfluid zugeführt wird.

[0003] Im Allgemeinen umfasst ein Werkstückvorschubmechanismus einer Drahtsäge eine Führungsschiene, ein Mutterelement, das an einem Werkstückvorschubtisch vorgesehen ist, eine Stangenschraube, die in das Mutterelement eingeschraubt ist, und einen Antriebsmotor, der die Stangenschraube zur Drehung antreibt, um den Werkstückvorschubtisch auf und ab zu bewegen (siehe z. B. Patentliteratur 1).

[0004] Da ein zu schneidendes und zu formendes Werkstück zu dünnen Halbleiterwafern verarbeitet wird, ist es erforderlich, das Werkstück mit hoher Präzision zu schneiden. Die Form eines Halbleiterwafers wird durch die relative Verschiebung zwischen einem Werkstück und einem Draht bestimmt. Daher muss der Werkstückvorschubmechanismus eine hohe Präzision und eine hohe Steifigkeit aufweisen, da die Geradheit auf den Wafer übertragen wird.

[Dokument(e) des Stands der Technik]

[Patentliteratur(en)]

[0005] Patentliteratur 1: JPH09-070823A (FIG. 2 und FIG. 3)

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0006] Bei der in Patentliteratur 1 beschriebenen Drahtsage und bei allgemein üblichen Drahtsägen werden die Maschinen jedoch durch die Reaktionskraft verformt, die durch den Schneidwiderstand während der Bearbeitung im Werkstückvorschubmechanismus erzeugt wird. Die Reaktionskraft ändert sich jeweils in Abhängigkeit von der Größe des Werkstücks, der Größe seiner Querschnittsfläche und einer Änderung der Bearbeitbarkeit. Aus diesem Grund wurde für eine Drahtsäge ein Werkstückvorschubmechanismus gewünscht, der nicht durch den Schneidwiderstand deformiert wird, selbst wenn sich der Schneidwiderstand ändert.

[0007] In Anbetracht dessen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahtsäge bereitzustellen, die in der Lage ist, die auf einen Werkstückvorschubmechanismus ausgeübte Kraft auch dann konstant zu halten, wenn sich der Schneidwiderstand beim Schneiden eines Werkstücks ändert.

[0008] Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst eine Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung: einen Draht, der verwendet wird, um ein Werkstück zu schneiden; eine Mehrzahl von Bearbeitungswalzen, um die der Draht gewickelt ist; einen Werkstückvorschubmechanismus, der das Werkstück in einer Schneidrichtung zum Draht vorschiebt, um das Werkstück zu schneiden; und einen Balancer, der den Werkstückvorschubmechanismus hält, wobei der Balancer auf den Werkstückvorschubmechanismus eine Kraft in Richtung eines Ausgleichs einer Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück mit dem Draht geschnitten wird, eines Gewichts eines beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus und eines Gewichts des Werkstücks ausübt.

[0009] Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Drahtsäge bereitzustellen, die in der Lage ist, die auf einen Werkstückvorschubmechanismus ausgeübte Kraft konstant zu halten, auch wenn sich der Schneidwiderstand beim Schneiden eines Werkstücks ändert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0010] FIG. 1 ist eine schematische vertikale Hauptteil-Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer Drahtsäge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; FIG. 2 ist eine vergrößerte schematische Draufsicht des Hauptteils der Drahtsäge; FIG. 3 ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Hauptteils der Drahtsäge; FIG. 4 ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine Modifikation der Drahtsäge gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und FIG. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils von FIG. 4.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DERAUSFÜHRUNGSFORMEN

[0011] Unter Bezugnahme auf FIG. 1 bis FIG. 3 wird eine Drahtsäge gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.

[0012] Die vorliegende Ausführungsform wird, wie jeweils anwendbar, beschrieben, indem die Seite, an der sich ein Werkstückvorschubtisch 61 einer in FIG. 1 dargestellten Spannvorrichtung 6 befindet, als Vorderseite, die Seite hinter<>dem Werkstückvorschubtisch 61 als Rückseite, die vertikal obere Seite als Oberseite, die vertikal untere Seite als Unterseite, die linke Seite von FIG. 2 als linke Seite und die rechte Seite von FIG. 2 als rechte Seite bezeichnet wird.

[0013] Bevor die Drahtsäge 1 beschrieben wird, wird zunächst ein in der Drahtsäge 1 zu verwendendes Werkstück W beschrieben. Ferner sind, wie in FIG. 3 gezeigt, Hauptteile der Drahtsäge 1 im Wesentlichen bilateralsymmetrisch ausgebildet, und daher wird eines dieser Teile beschrieben, während das andere gegebenenfalls weggelassen wird.

<Werkstück>

[0014] Wie in FIG. 1 gezeigt, ist das Werkstück W aus einem harten, spröden Material wie einem Halbleitermaterial, einem magnetischen Material oder einer Keramik gebildet. Das Werkstück W ist an einem Werkstückhalter 63 der Spannvorrichtung 6 befestigt und wird gegen Drähte 54 einer auf der Drahtsäge 1 angeordneten Bearbeitungsvorrichtung 5 gedrückt, um bearbeitet und geschnitten zu werden.

<Drahtsäge>

[0015] Die Drahtsäge 1 ist eine Schneidvorrichtung, die das Werkstück W mittels der Drähte 54 der Bearbeitungsvorrichtung 5 schneidet. Wie in FIG. 1 gezeigt, umfasst die Drahtsäge 1 hauptsächlich einen Basistisch (nicht dargestellt), eine Säule 3, einen Schlitten 4, die Bearbeitungsvorrichtung 5, die Spannvorrichtung 6, einen Werkstückvorschubmechanismus 7, ein Steuerventil 90 und eine Steuerung 10.

<Basistisch>

[0016] Der Basistisch, der nicht dargestellt ist, ist eine Basis, die die Säule 3 und die Bearbeitungsvorrichtung 5 von unten hält. Der Basistisch (nicht dargestellt) ist quer über das gesamte untere Ende der Drahtsäge 1 angeordnet.

<Säule>

[0017] Die Säule 3 ist ein säulenförmiges Element, das aufrecht auf dem Basistisch (nicht dargestellt) vorgesehen ist und den Maschinenkörper der Drahtsäge 1 bildet. Innerhalb der Säule 3 sind der Schlitten 4, der Werkstückvorschubmechanismus 7 und ein Balancer (Ausgleicher) 8 vorgesehen.

<Schlitten>

[0018] Wie in FIG. 1 gezeigt, ist der Schlitten 4 ein vertikaler Vorschubschlitten, der so angeordnet ist, dass er in der vertikalen Richtung relativ zur Säule 3 beweglich ist. An der Vorderseite des Schlittens 4 wird die Spannvorrichtung 6, die das Werkstück W hält, getragen. Der Schlitten 4 ist mit dem Werkstückvorschubmechanismus 7, der das Werkstück W in einer Schneidrichtung zu den Drähten 54 vorschiebt, um das Werkstück W zu schneiden, und dem Balancer 8, der den Werkstückvorschubmechanismus 7 hält, versehen.

<Bearbeitungsvorrichtung>

[0019] Die Bearbeitungsvorrichtung 5 ist ein Schneidmechanismus, der ein unbearbeitetes Werkstück W bearbeitet, das durch den Werkstückhalter 63 der Spannvorrichtung 6 eingespannt ist. Die Bearbeitungsvorrichtung 5 umfasst ein Paar von Bearbeitungswalzen 51, 52, die in horizontaler Richtung in einem geeigneten Abstand an den gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, die Drähte 54, die um die Bearbeitungswalze 51 und um die Bearbeitungswalze 52, gewickelt sind, Antriebsmotoren (nicht dargestellt), die die Bearbeitungswalzen 51, 52 in Drehung versetzen, und eine Halterung 55. Die Bearbeitungsvorrichtung 5 ist, mit der Halterung 55 dazwischen, auf dem Basistisch (nicht dargestellt) nahe der Säule 3 angeordnet.

[0020] Entlang der axialen Richtungen der Bearbeitungswalzen 51, 52 sind nebeneinander mehrere Werkstücke W angeordnet (in den beigefügten Zeichnungen ist nur eines von ihnen dargestellt, während die anderen weggelassen sind). Wenn die Drahtsäge 1 betätigt wird, werden die Drähte 54 dazu gebracht, sich zwischen den Bearbeitungswalzen 51, 52 zu bewegen, und das von der Spannvorrichtung 6 gehaltene Werkstück W wird in Richtung der Bearbeitungsvorrichtung 5 abgesenkt und durch den Werkstückvorschubmechanismus 7 gegen die Drähte 54 gedrückt, um geschnitten zu werden.

[0021] Die Bearbeitungswalzen 51, 52 sind so konfiguriert, dass sie von den Antriebsmotoren (nicht dargestellt) über einen Übertragungsmechanismus (nicht dargestellt), der eine Riemenscheibe, einen Riemen und dergleichen umfasst, in Drehung versetzt werden, um die Drähte 54 zwischen den Bearbeitungswalzen 51, 52 zu bewegen. Bei den Bearbeitungswalzen 51, 52 muss es sich nur um mindestens ein Paar von Bearbeitungswalzen handeln, es könnten auch drei oder mehr Bearbeitungswalzen sein, solange die Bearbeitungswalzen parallel mit einem Abstand zueinander angeordnet sind.

[0022] Bei den Drähten 54 handelt es sich jeweils um einen Bearbeitungsdraht, der zum Beispiel aus einem einzigen Drahtmaterial gebildet ist. Die Drähte 54 werden von den Bearbeitungswalzen 51, 52 angetrieben, um sich wiederholt und abwechselnd um eine bestimmte Strecke vorwärts und um eine bestimmte Strecke rückwärts zu bewegen, so dass sie sich insgesamt schrittweise vorwärts bewegen, oder um sich kontinuierlich in eine Richtung vorwärts zu bewegen.

<Spannvorrichtung>

[0023] Wie in FIG. 1 gezeigt, ist die Spannvorrichtung 6 ein Haltemechanismus zum Einspannen des Werkstücks W, wenn das Werkstück W unter Verwendung der Bearbeitungsvorrichtung 5 bearbeitet wird. Die Spannvorrichtung 6 hält das Werkstück W von dem Zeitpunkt an, an dem die Spannvorrichtung 6 das unbearbeitete Werkstück W einspannt und dann das Werkstück W gegen die Drähte 54 der Bearbeitungsvorrichtung 5 drückt, so dass das Werkstück W bearbeitet wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Spannvorrichtung 6 das Werkstück W nach Beendigung der Bearbeitung freigibt. Die Spannvorrichtung 6 umfasst einen Werkstückhalter 63, der das Werkstück W hält, einen Spanner 62, der den Werkstückhalter 63 spannt, und den Werkstückvorschubtisch 61, mit dem der Werkstückhalter 63 und der Spanner 62 durch den Werkstückvorschubmechanismus 7 auf und ab bewegt werden.

<Werkstückvorschubmechanismus>

[0024] Der Werkstückvorschubmechanismus 7 ist eine Transportvorrichtung zum Bewegen des Werkstücks W zwischen einer Bearbeitungsposition, in der das Werkstück W von den Drähten 54 geschnitten wird, und einer Werkstückaustauschposition, in der das bearbeitete Werkstück W gegen ein unbearbeitetes Werkstück W ausgetauscht wird. Darüber hinaus fungiert der Werkstückvorschubmechanismus 7 auch als Hebe- und Senkvorrichtung, die das Werkstück W auf und ab bewegt, wenn das Werkstück W bearbeitet wird. Der Werkstückvorschubmechanismus 7 ist mit einem Linearmotor 70 gestaltet.

<Linearmotor>

[0025] Wie in FIG. 1 dargestellt, ist der Linearmotor 70 eine Antriebsquelle für die Bewegung des Schlittens 4 in der vertikalen Richtung. Der Linearmotor 70 umfasst im Wesentlichen eine Basis 75, einen Stator 74, der an der Basis 75 befestigt ist und einen Permanentmagneten 73 aufweist, und ein bewegliches Element 72, das so vorgesehen ist, dass es relativ zu dem Stator 74 beweglich ist, und eine Ankerwicklung 71 aufweist. Der Linearmotor 70 ist so konfiguriert, dass das bewegliche Element 72 angetrieben wird, wenn die Ankerwicklung 71 mit einem Wechselstrom von einer Stromversorgungseinrichtung (nicht dargestellt) versorgt wird. Da die Ankerwicklung 71 in diesem Fall Wärme erzeugt, ist eine Kühlvorrichtung (nicht dargestellt) zur Reduzierung der Wärme so angeordnet, dass sie an der Ankerwicklung 71 anliegt. Der Stator 74 ist an der Basis 75 befestigt, und das bewegliche Element 72 ist auf dem Schlitten 4 angeordnet. Die Basis 75 ist mit der Säule 3 verbunden. Der Linearmotor 70 ist über die Steuerung 10 elektrisch mit einer Stromquelle, die nicht dargestellt ist, verbunden.

<Balancer>

[0026] Wie in FIG. 1 dargestellt, ist der Balancer 8 eine Vorrichtung zum Anlegen einer Kraft an den Schlitten 4 in einer Richtung, die das Gewicht des Schlittens 4, das Gewicht des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und die Reaktionskraft (Bearbeitungswiderstand), die erzeugt wird, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, ausgleicht, um den Schlitten 4 in eine geeignete Position zu steuern und zu stützen. Der Balancer 8 ist hauptsächlich mit einer Zylindervorrichtung 80 gestaltet. Als ein spezifisches Beispiel umfasst der Balancer 8 ferner die Zylindervorrichtung 80, ein Steuerventil 90, die Steuerung 10 und eine Zylinderpumpe P1 einer Zylinderhydraulikeinheit, die nicht dargestellt ist. Der Balancer 8 wird von der Steuerung 10 so gesteuert, dass er synchron mit dem Linearmotor 70 arbeitet.

<Zylindervorrichtung>

[0027] Wie in FIG. 1 und FIG. 3 gezeigt, ist die Zylindervorrichtung 80 eine Vorrichtung zum Tragen des sich in der vertikalen Richtung bewegenden Werkstückvorschubmechanismus 7 und dergleichen, um die Gewichte auszugleichen. Die Zylindervorrichtung 80 umfasst einen Zylinder 81, eine Kolbenstange 83 und ein Schlittenkopplungselement 84. Die Zylindervorrichtung 80 hält den Schlitten 4, indem sie einen Kolben (nicht dargestellt) mit Hilfe eines Öls betätigt, das von der Zylinderhydraulikeinheit (nicht dargestellt) über das Steuerventil 90 geliefert wird.

[0028] Im Inneren des Zylinders 81 sind der Kolben (nicht dargestellt) und die Kolbenstange 83 sowie das von der Zylinderhydraulikeinheit (nicht dargestellt) über das Steuerventil 90 zugeführte Öl untergebracht. Der Zylinder 81 ist an dem Schlitten 4 befestigt, der die Spannvorrichtung 6 trägt, die das Werkstück W hält. Der Zylinder 81 ist über das Steuerventil 90 mit der Zylinderpumpe P1 der Zylinderhydraulikeinheit, die nicht dargestellt ist, verbunden. Der Druck des dem Zylinder 81 zuzuführenden Öls kann von der Steuerung 10 in Abhängigkeit von dem Gewicht des Schlittens 4, dem Gewicht des beweglichen Elements 72 des Linearmotors 70 und dem Bearbeitungswiderstand bei der Bearbeitung des Werkstücks W (siehe FIG. 1) beliebig eingestellt werden.

[0029] Die Kolbenstange 83 hat einen unteren Endabschnitt, der fest mit dem Kolben (nicht dargestellt) verbunden ist, und einen oberen Endabschnitt, an den das Schlittenkopplungselement 84 gekoppelt ist.

[0030] Das Schlittenkopplungselement 84 ist ein Element, das den oberen Endabschnitt der Kolbenstange 83 und den oberen Endabschnitt des Schlittens 4 verbindet, damit der Schlitten 4 von der Zylindervorrichtung 80 auf und ab bewegt werden kann.

[0031] Die Zylindervorrichtung 80 bewegt den Zylinder 81 mit Hilfe des hydraulischen Drucks des Öls auf und ab, um den Schlitten 4 zu halten.

[0032] Das Steuerventil 90 ist ein Steuerventil zum Antreiben des Kolbens 82 zur Veränderung des Drucks des Öls, das dem Zylinder 81 des Balancers 8 zuzuführen ist. Das Steuerventil 90 ist zwischen der Zylinderpumpe P1 der Zylinderhydraulikeinheit und dem Zylinder 81 angeschlossen.

[0033] Die Zylinderpumpe P1 der Zylinderhydraulikeinheit ist eine Pumpe zur Erzeugung des hydraulischen Drucks, um den Zylinder 81 vorwärts und rückwärts zu bewegen und das Öl in den Zylinder 81 auszustoßen.

[0034] Das Steuerventil 90 und die Zylinderpumpe P1 haben die Aufgabe, den Druck des dem Zylinder 81 zuzuführenden Öls in Abhängigkeit vom Gewicht des Schlittens 4, dem Gewicht des beweglichen Elements 72 des Linearmotors 70 und dem Bearbeitungswiderstand bei der Bearbeitung des Werkstücks W (siehe FIG. 1) zu variieren. Das Steuerventil 90 ist mit einem Proportionalmagnet-Druckreduzierventil gestaltet und wird von der Steuerung 10 angesteuert.

<Steuerung>

[0035] Die Steuerung 10 ist eine Steuervorrichtung, die funktionell in der Lage ist, einen Befehlswert an das Steuerventil 90 für den Druck des Öls, das dem Zylinder 81 des Balancers 8 zuzuführen ist, wie gewünscht in Abhängigkeit von der Schneidposition des Werkstücks W zu bestimmen. Darüber hinaus hat die Steuerung 10 auch die Aufgabe, das Steuerventil 90 und die Zylinderpumpe P1 in Abhängigkeit von dem Gewicht des Schlittens 4, dem Gewicht des beweglichen Elements 72 des Linearmotors 70 und dem Bearbeitungswiderstand bei der Bearbeitung des Werkstücks W (siehe Fig. 1) zu steuern. Das heißt, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, ist die Steuerung 10 in der Lage, die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der Reaktionskraft, die beim Schneiden des Werkstücks W erzeugt wird, und des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 so zu steuern, dass das Ausmaß der Verformung der Maschine konstant gehalten wird, indem der Befehlswert an das Steuerventil 90 für den Druck des der Zylindervorrichtung 80 zuzuführenden Fluids verändert wird.

[0036] Es sei darauf hingewiesen, dass sich die beim Schneiden erzeugte Reaktionskraft bedingt durch die Größe, das Material und die Querschnittsfläche des Werkstücks W, die Schärfe der verwendeten Drähte 54 und dergleichen stets ändert.

[Funktionsweise]

[0037] Als Nächstes wird die Funktionsweise der Drahtsäge 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf FIG. 1 bis FIG. 3 beschrieben werden.

[0038] Wie in FIG. 1 dargestellt, wird zunächst das Werkstück W an dem Werkstückhalter 63 befestigt. Das Werkstück W wird geschnitten, indem der Linearmotor 70 angetrieben wird, um das Werkstück W abzusenken und das Werkstück W gegen die Drähte 54 der Bearbeitungsvorrichtung 5 zu drücken.

[0039] Der Balancer 8 ist in der Lage, das Gewicht des Schlittens 4, das Gewicht des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und den Bearbeitungswiderstand bei der Bearbeitung des Werkstücks W auszugleichen, um einen stabilen Halt zu erreichen. Da der Balancer 8 die vom Linearmotor 70 hochzuziehende Last reduzieren kann, kann somit die Größe des Linearmotors 70 verringert werden.

[0040] Wie oben beschrieben, umfasst die Drahtsäge 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung: die Drähte 54, die verwendet werden, um das Werkstück W zu schneiden; die Mehrzahl von Bearbeitungswalzen 52, um die die Drähte 54 gewickelt sind; den Werkstückvorschubmechanismus 7, der das Werkstück W in der Schneidrichtung zu den Drähten 54 vorschiebt, um das Werkstück zu schneiden; und den Balancer 8, der den Werkstückvorschubmechanismus 7 hält, wobei der Balancer 8 auf den Werkstückvorschubmechanismus 7 die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und des Gewichts des Werkstücks W, wie in FIG. 1 gezeigt, ausübt.

[0041] Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, die auf den Werkstückvorschubmechanismus 7 ausgeübte Kraft konstant zu halten, selbst wenn sich der Schneidwiderstand während des Schneidens des Werkstücks W ändert, da der Balancer 8 auf den Werkstückvorschubmechanismus 7 die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und des Gewichts des Werkstücks W ausübt. Aus diesem Grund kann die vorliegende Erfindung eine Drahtsäge 1 mit einem Werkstückvorschubmechanismus 7 bereitstellen, der nicht durch den Schneidwiderstand verformt wird, selbst wenn sich der Schneidwiderstand bedingt durch die Größe eines Werkstücks W, die Größe der Querschnittsfläche des Werkstücks W und eine Änderung der Bearbeitbarkeit während der Bearbeitung ändert. Daher ist die Drahtsäge 1 in der Lage, die auf den Werkstückvorschubmechanismus 7 ausgeübte Kraft konstant zu halten, und ist somit in der Lage, das Werkstück W mit noch höherer Präzision zu schneiden.

[0042] Wie in FIG. 1 gezeigt, umfasst die Drahtsäge 1 ferner: die Zylindervorrichtung 80, die in dem Balancer 8 enthalten ist; das Steuerventil 90, das den Druck des der Zylindervorrichtung 80 zuzuführenden Fluids variiert; und die Steuerung 10, die in der Lage ist, den Befehlswert an das Steuerventil 90 für den Druck des der Zylindervorrichtung 80 zuzuführenden Fluids wie gewünscht in Abhängigkeit von der Schneidposition des Werkstücks W zu bestimmen, wobei die Steuerung 10, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der beim Schneiden des Werkstücks W erzeugten Reaktionskraft, des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und des Gewichts des Werkstücks W steuert, indem sie den Befehlswert an das Steuerventil 90 für den Druck des der Zylindervorrichtung 80 zuzuführenden Fluids verändert.

[0043] Gemäß dieser Konfiguration steuert die Steuerung 10, wenn das Werkstück W mit den Drähten 54 geschnitten wird, die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der beim Schneiden des Werkstücks W erzeugten Reaktionskraft, des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus 7 und des Gewichts des Werkstücks W, indem sie den Befehlswert an das Steuerventil 90 für den Druck des der Zylindervorrichtung 80 zuzuführenden Fluids verändert. Da der Balancer 8 die vom Werkstückvorschubmechanismus 7 hochzuziehende Last reduzieren kann, kann somit die Größe des Werkstückvorschubmechanismus 7 verringert werden, um die Größe und die Kosten der gesamten Säule zu reduzieren 3.

[Modifikation]

[0044] Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt ist und verschiedene Modifikationen und Änderungen im Rahmen der technischen Idee möglich sind, und es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung diese modifizierten und geänderten Erfindungen umfasst. Nachfolgend sind die bereits beschriebenen Konfigurationen mit denselben Bezugszeichen versehen, und ihre Beschreibung wird weggelassen.

[0045] FIG. 4 ist eine schematische vertikale Querschnittsansicht des Hauptteils, die eine Modifikation der Drahtsäge gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. FIG. 5 ist eine vergrößerte Ansicht des Hauptteils von FIG. 4.

[0046] Obwohl die oben beschriebene Ausführungsform beschrieben wurde, indem die Drahtsäge 1, wie in FIG. 1 gezeigt, mit dem Linearmotor 70 als Werkstückvorschubmechanismus 7, der das Werkstück W in der vertikalen Richtung bewegt, als Beispiel angegeben wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.

[0047] Wie in FIG. 1 oder FIG. 4 dargestellt, kann der Werkstückvorschubmechanismus 7, 7A den Linearmotor 70, der das Werkstück W in der vertikalen Richtung bewegt, oder einen Kugelumlaufspindelmechanismus 71A, der das Werkstück W in der vertikalen Richtung bewegt, und einen Motor 70A, der den Kugelumlaufspindelmechanismus 71A antreibt, umfassen.

[0048] In diesem Fall umfasst der Werkstückvorschubmechanismus 7A, wie in FIG. 4 oder FIG. 5 gezeigt, den Kugelumlaufspindelmechanismus 71A, der mit einem Mutterteil 72A und einem Schraubenspindelteil 73A gestaltet ist, den Motor 70A, einen Sensor S1, einen Schlitten 4A, der den Mutterteil 72A über den Sensor S1 mit einem Werkstückvorschubtisch 61 koppelt, und eine Steuerung 10, die den Motor 70A ansteuert.

[0049] Der Sensor S1 ist mit einem Dehnungssensor gestaltet, der einen Widerstandswert erfasst, der sich ändert, wenn sich der zwischen dem Mutterteil 72A und dem Werkstückvorschubtisch 61 befindliche Schlitten 4A ausdehnt oder zusammenzieht, oder mit einer Kraftmessdose, die eine auf den Schlitten 4A ausgeübte Kraft (Masse, Drehmoment) erfasst und die erfasste Kraft in ein elektrisches Signal umwandelt. Daher kann der Sensor S1 die auf den Werkstückvorschubtisch 61 ausgeübte Last und die Gewichte aller Objekte, die sich in der vertikalen Richtung bewegen können, wie z. B. des Balancers 8, des Werkstückvorschubmechanismus 7A und des Schlittens 4A, erfassen. Der Sensor S1 ist elektrisch mit der Steuerung 10 verbunden.

[0050] Die Steuerung 10 kann die Lage der Maschine einheitlich halten, indem sie den Balancer 8 in Abhängigkeit von der Reaktionskraft steuert, die vom Sensor S1 während der Bearbeitung erfasst wird, um das Ausmaß der Verformung der Maschine konstant zu halten. Daher kann die Drahtsäge 1A, selbst wenn sich der Schneidwiderstand während des Schneidens des Werkstücks W ändert, die auf den Werkstückvorschubmechanismus 7A ausgeübte Kraft konstant halten, indem der Wert des Sensors durch Einsatz der Steuerung 10 so geregelt wird, dass der Wert konstant wird. Daher kann die Drahtsäge 1A die Präzision beim Schneiden des Werkstücks W weiter verbessern.

[0051] Die Reaktionskraft während der Bearbeitung lässt sich aus dem Lastfaktor des Linearmotors 70 oder des Motors 70A, der die Kugelumlaufspindel antreibt, ermitteln (Stromwert des Motors). Der Motor 70A steuert die Position der Spannvorrichtung 6. Wenn die Bearbeitungslast konstant ist, wird der Lastfaktor des Motors 70A konstant, unabhängig davon, wo sich die Spannvorrichtung 6 befindet. Ändert sich die Last des Motors 70A in Abhängigkeit von der Position der Spannvorrichtung 6, ändert sich auch die Bearbeitungslast. Wenn also der Balancer 8 so gesteuert wird, dass der Lastfaktor des Motors 70A konstant wird, wird auch die auf den Werkstückvorschubmechanismus 7A ausgeübte Kraft konstant.

[0052] Gemäß dieser Konfiguration, wenn der Werkstückvorschubmechanismus 7, wie in Fig. 1 gezeigt, mit dem Linearmotor 70 gestaltet ist, bewegt sich der Permanentmagnet 73 auf der bewegten Seite berührungslos relativ zu der Ankerwicklung 71 auf der ortsfesten Seite. Daher verschleißt der Linearmotor 70 nicht, und es kann eine gleichmäßige Bewegung beim Schneiden erreicht werden. Darüber hinaus kann die Drahtsäge 1 die Arbeit der Wartung der Teile des Linearmotors 70 eliminieren und somit die Wartungsfreundlichkeit verbessern.

[0053] Des Weiteren kann, da der Werkstückvorschubmechanismus 7A den Kugelumlaufspindelmechanismus 71A und den Motor 70A umfasst und der Reibungswiderstand des Kugelumlaufspindelmechanismus 71A gering ist, eine reibungslose Bewegung beim Schneiden erreicht werden.

Claims (3)

1. Drahtsäge, umfassend: einen Draht, der verwendet wird, um ein Werkstück zu schneiden; eine Mehrzahl von Bearbeitungswalzen, um die der Draht gewickelt ist; einen Werkstückvorschubmechanismus, der das Werkstück in einer Schneidrichtung zum Draht vorschiebt, um das Werkstück zu schneiden; und einen Balancer, der den Werkstückvorschubmechanismus hält, wobei der Balancer auf den Werkstückvorschubmechanismus eine Kraft in Richtung eines Ausgleichs einer Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück mit dem Draht geschnitten wird, eines Gewichts eines beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus und eines Gewichts des Werkstücks ausübt.

2. Drahtsäge nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Zylindervorrichtung, die in dem Balancer enthalten ist; ein Steuerventil, das einen Druck eines der Zylindervorrichtung zuzuführenden Fluids variiert; und eine Steuerung, die in der Lage ist, einen Befehlswert an das Steuerventil für den Druck des der Zylindervorrichtung zuzuführenden Fluids wie gewünscht in Abhängigkeit von einer Schneidposition des Werkstücks zu bestimmen, wobei die Steuerung, wenn das Werkstück mit dem Draht geschnitten wird, die Kraft in Richtung eines Ausgleichs der Reaktionskraft, die erzeugt wird, wenn das Werkstück geschnitten wird, des Gewichts des beweglichen Teils des Werkstückvorschubmechanismus und des Gewichts des Werkstücks steuert, indem sie den Befehlswert an das Steuerventil für den Druck des der Zylindervorrichtung zuzuführenden Fluids verändert.

3. Drahtsäge nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Werkstückvorschubmechanismus umfasst: einen Linearmotor, der das Werkstück in einer vertikalen Richtung bewegt, oder einen Kugelumlaufspindelmechanismus, der das Werkstück in der vertikalen Richtung bewegt, und einen Motor, der den Kugelumlaufspindelmechanismus antreibt.