CN103118839B

CN103118839B - 线状锯

Info

Publication number: CN103118839B
Application number: CN201280002815.2A
Authority: CN
Inventors: 岛木英之; 姬野孝夫; 松田晶宽
Original assignee: OMATSU NTC CORP
Current assignee: OMATSU NTC CORP; Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-07-09
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2032-07-09
Also published as: KR101309131B1; TWI434744B; JP5155428B2; WO2013011854A1; JP2013022653A; CN103118839A; TW201302357A; KR20130039776A

Abstract

一种线状锯，具备：多个加工用辊（14A、14B），其在架设有工件加工用的线材（11）的状态下转动；以及一对位移机构（16A、16B），分别沿着与一对卷线筒（12A、12B）的轴线平行的方向往复移动，来对线材（11）的卷取以及放出进行引导。线材（11）伴随加工用辊（14A、14B）以及卷线筒（12A、12B）的往复旋转而往复行走，在加工用辊（14A、14B）之间的位置通过线材（11）对工件（W）进行切断加工。在线材（11）的行走方向反转时，对卷线筒（12A、12B）和位移机构（16A、16B）之间的线材（11）相对于卷线筒（12A、12B）的轴线的角度进行检测。根据该检测结果，移动调整位移机构（16A、16B）来对位移机构（16A、16B）进行位置补正，以使线材（11）的角度设定为90度。

Description

线状锯

技术领域

本发明涉及一种通过线材对由例如半导体材料、磁性材料、陶瓷等材料形成的工件进行切断的线状锯。

背景技术

以往，作为这种线状锯，提出了例如专利文献1公开的构成。在以往的构成中，具备：一对卷线筒（bobbin），缠绕有工件加工用的线材；以及多个加工用辊，在两个卷线筒之间且在架设有线材的状态下转动。在各个卷线筒上对置配置有位移装置，这些位移装置沿着卷线筒的轴线方向往复移动，用于引导线材的卷取以及放出。然后，在线材按预定循环往复行走的期间，含有磨粒的粉浆（slurry）被供给至加工用辊之间的线材上。在该状态下，将工件按压在线材上，对工件进行切断加工。

专利文献1：日本特开平9-70745号公报

然而，优选地，在线状锯中，卷线筒和位移机构（traverser）之间的线材相对于卷线筒的旋转轴线的角度被控制为90度。在线材的角度为90度以外的角度时，会出现线材无法适当地卷取在卷线筒上，而使被卷取的线材产生卷绕不均的问题。或者会出现过度的张力作用在从卷线筒放出的线材上，而导致线材断线的问题。

另外，在线材的行走方向反转时，在从卷取侧转换成放出侧的卷线筒的位移机构发生了错位的情况下，当线材的反转行走开始时，会出现不再引导线材适当地从卷线筒放出，而导致被放出的线材的张力产生偏差的问题。特别是，当线材的行走方向反转时，从放出侧转换成卷取侧的卷线筒的位移机构容易产生错位，从而使线材卷绕不均的问题更加显而易见。

在所述专利文献1的装置中，在将线材夹住的位置上设置有一对接触辊，在线材与接触辊接触时，位移机构的位移速度就会配合线材位置而受到修正。然而，在这样的构成中，会出现线材和接触辊在短时间内多次接触并发生震颤现象（chattering），而导致该状态不能平复的问题。当出现这种情况时，由于位移机构一点一点地移动，使得位移速度的修正变得困难，所以会给消除卷绕不均等带来影响。

发明内容

本发明正是针对现有技术中所存在的问题点而提出的，其目的在于提供一种线状锯，可在线材的行走方向反转时，抑制位移机构产生错位，并且可在之后的线材的行走开始时，防止线材产生卷绕不均或张力的偏差。

为了达成上述的目的，该发明为一种线状锯，具备：多个加工用辊，其在架设有工件加工用的线材的状态下转动；一对卷线筒，为了进行所述线材的卷取以及放出，可分别绕着所述卷线筒的轴线往复旋转；以及位移机构，沿着与各个卷线筒的轴线平行的方向往复移动，伴随该往复移动，分别引导通过各个卷线筒进行的线材的卷取以及放出，所述线材伴随所述加工用辊以及所述卷线筒的往复旋转而往复行走，在加工用辊之间的位置通过线材对工件进行切断加工，所述线状锯的特征在于，设置有：检测单元，在线材的行走方向反转时，对各个卷线筒和各个位移机构之间的线材相对于各个卷线筒的轴线的角度进行检测；以及控制单元，在由所述检测单元检测出的线材的角度为90度以外的角度时，使与至少任意一方的卷线筒相对应的位移机构移动，以使该线材的角度设定为90度。

因此，在本发明的线状锯中，伴随加工用辊以及卷线筒以预定循环往复旋转，当线材的行走方向反转时，通过检测单元来检测卷线筒和位移机构之间的线材相对于卷线筒的旋转轴线的角度。然后，当检测出的线材的角度为90度以外的角度、即比90度大或小时，通过控制单元移动调整位移机构来对位移机构的位置进行补正，以使线材的角度设定为90度。由此，可在线材的行走方向反转时，抑制位移机构产生错位。因此，可在之后的线材的行走开始时，防止被卷取在卷取侧卷线筒上的线材产生卷绕不均、以及从放出侧卷线筒放出的线材产生张力的偏差。

所述控制单元可在线材的行走停止时使所述位移机构移动。

所述控制单元可使一对卷线筒中的、与已结束线材放出的卷线筒相对应的位移机构移动。

所述控制单元也可以使已结束线材放出的卷线筒以及已结束线材卷取的卷线筒所相对应的位移机构移动。

在所述加工用辊和位移机构之间可设置调节线材的张力的松紧调节辊，所述检测单元可由多个传感器和判断单元构成，所述多个传感器分别设置在松紧调节辊以及位移机构上，并且对作用在松紧调节辊以及位移机构上的线材的张力负荷进行检测，所述判断单元根据来自于这些传感器的检测信号来判断线材的角度。

在来自于所述传感器的检测信号所表示的张力负荷与预先设定的预定值相等时，所述判断单元可判断为所述线材的角度为90度。

附图说明

图1是表示一个实施方式的线状锯的概略构成图。

图2是表示图1的线状锯的电路结构的框图。

图3是流程图，其表示与所述线状锯中的线材相关的动作。

图4是流程图，其具体表示图3的流程图中的线材的角度检测动作。

图5（a）以及（b）是表示位移机构的位置调整动作的构成图。

附图标记的说明

11：线材。12A、12B：卷线筒。14A、14B：加工用辊。16A、16B：位移机构。17A、17B：位移辊。20A、20B：松紧调节辊。23A、23B：构成检测单元的第1传感器。24A、24B：构成检测单元的第2传感器。31：构成控制单元的控制装置。32：构成检测单元而作为判断单元的判断部。W：工件。α：角度。

具体实施方式

以下，参照附图，对将该发明具体化为线状锯的一个实施方式进行说明。

如图1所示，在该实施方式的线状锯中，缠绕有工件加工用的线材11的一对卷线筒（bobbin）12A、12B相互相隔一定间隔且以可分别绕着轴线旋转的形式被支承在未予图示的构架上。在各个卷线筒12A、12B上连结有可正反旋转的卷线筒旋转用电动机13A、13B。然后，通过这些卷线筒旋转用电动机13A、13B使各个卷线筒12A、12B以预定的时间间隔往复旋转，从而使线材11卷取在其中一方的卷线筒12A、12B上，并且从另一方的卷线筒12B、12A放出线材11。

在所述两个卷线筒12A、12B之间的位置，多个（在实施方式中为一对）加工用辊14A、14B相隔一定间隔可旋转地被支承在线状锯的构架上。在两个加工用辊14A、14B的外周面上按预定的间距形成有多个环状槽，所述线材11以架设状态围绕在这些加工用辊14A、14B的环状槽之间。然后，在架设有该线材11的状态下，通过未予图示的加工用辊旋转用电动机使两个加工用辊14A、14B按照与所述卷线筒12A、12B相同的时间间隔往复旋转，从而使线材11在加工用辊14A、14B之间沿着其围绕方向往复行走。

在所述两个加工用辊14A、14B之间的线材11的上方，可升降地配置有未予图示的鞍形部（saddle），工件W以粘贴在支承板15上的状态下可装卸地安装在该鞍形部的下表面。然后，如上述那样，一边使线材11在加工用辊14A、14B之间沿着围绕方向行走，一边将含有磨粒的粉浆供给至该线材11上。在该状态下，通过鞍形部的下降将工件W按压在线材11上，而对该工件W进行切断加工。另外，在线材11使用含有金刚石等磨粒的材料的情况下，不需要供给粉浆。

在所述各个卷线筒12A、12B的附近位置配置有位移机构16A、16B，各个位移机构能够沿着与各个卷线筒12A、12B的轴线平行的方向往复移动。在各个位移机构16A、16B上支承有用于引导线材11向卷线筒12A、12B卷取以及放出的位移辊（traverse roller）17A、17B，这些位移辊能够旋转。然后，在所述线材11行走时，通过图2所示的位移机构移动用电动机18A、18B，并经由未予图示的滚珠丝杠（ball screw）等来使位移机构16A、16B往复移动，从而通过位移辊17A、17B来引导线材11向卷线筒12A、12B的卷取以及放出。

在所述各个加工用辊14A、14B与各个位移机构16A、16B之间，各个松紧调节臂（dancer arm）19A、19B可摇动地支承在构架上。在各个松紧调节臂19A、19B的顶端部上支承有用于调节线材11的张力的松紧调节辊（dancer roller）20A、20B，这些松紧调节辊能够旋转。在各个松紧调节臂19A、19B的基端部上连结有松紧调节臂转动用电动机21A、21B，这些松紧调节臂转动用电动机由用于使松紧调节臂19A、19B转动来改变线材11的张力的伺服电动机（servo motor）等构成。在各个松紧调节辊20A、20B与两个加工用辊14A、14B之间、且在加工用辊14A、14B的附近位置，配置有用于引导线材11的导向辊（guide roller）22A、22B，这些导向辊能够旋转。

在所述各个位移辊17A、17B上，设置有用于对作用在这些位移辊17A、17B上的线材11的张力负荷进行检测的第1传感器23A、23B。在各个松紧调节辊20A、20B上，设置有用于对作用在这些松紧调节辊20A、20B上的线材11的张力负荷进行检测的第2传感器24A、24B。然后，在线材11的行走过程中以及线材11的行走方向反转时，从第1传感器23A、23B以及第2传感器24A、24B输出表示线材11的张力负荷的检测信号。

接着，对以上述形式构成的线状锯的电路结构加以说明。

如图2所示，控制装置31构成用于对整个线状锯的动作进行控制的控制单元。来自于所述第1传感器23A、23B以及第2传感器24A、24B的检测信号被输入至控制装置31。从控制装置31输出使所述卷线筒旋转用电动机13A、13B、位移机构移动用电动机18A、18B以及松紧调节臂转动用电动机21A、21B作动或者停止的信号。

然后，所述控制装置31在线材11的行走过程中从第1传感器23A、23B输入有与作用在位移辊17A、17B上的线材11的张力负荷相关的检测信号时，根据该检测信号将作动信号输出至位移机构移动用电动机18A、18B，对位移机构16A、16B的移动速度进行调整。另外，控制装置31在线材11的行走过程中从第2传感器24A、24B输入有与作用在松紧调节辊20A、20B上的线材11的张力负荷相关的检测信号时，根据该检测信号将作动信号输出至松紧调节臂转动用电动机21A、21B，使松紧调节臂19A、19B转动，而对线材11的张力进行调节。

在所述控制装置31上设置有作为判断单元的判断部32。然后，该判断部32在线材11的行走方向反转时，在线材的行走被停止的时点从第1传感器23A、23B以及第2传感器24A、24B输入与线材11的张力负荷相关的检测信号。然后，如图5（a）以及（b）所示，根据这些检测信号来判断卷线筒12A、12B和位移辊17A、17B之间的线材11相对于卷线筒12A、12B的旋转轴线的角度α。也就是说，在来自于第1传感器23A、23B以及第2传感器24A、24B的线材11的张力负荷的值与预先设定的预定值相等时，判断为所述角度α为90度。另外，在位移辊17A、17B的第1传感器23A、23B的值比该预定值要低时，判断为所述角度α为锐角，而在松紧调节辊20A、20B的第2传感器24A、24B的值比预定值要低时，判断为所述角度α为钝角。在该实施方式中，所述第1传感器23A、23B、第2传感器24A、24B以及判断部32构成用于对由卷线筒12A、12B的旋转轴线与线材11形成的角度α进行检测的检测单元。

然后，所述控制装置31在检测出的线材11的角度α为90度以外的角度时、即如图5（a）所示小于90度的锐角时或者是如图5（b）的点划线所示大于90度的钝角时，将作动信号输出至位移机构移动用电动机18A、18B。通过该输出，在线材11的行走停止时，如图5（a）以及（b）中的点划线所示，移动调整位移机构16A、16B，对位移机构16A、16B进行位置补正，以使线材11的角度α设定为90度。在这种情况下，在线材11的行走方向反转时，由于从放出侧转换成卷取侧的、已结束放出的卷线筒12A、12B的位移机构16A、16B容易产生错位，所以在该实施方式中，以已结束该放出的卷线筒12A、12B的位移机构16A、16B为主进行移动控制。

接着，参照图3以及图4的流程图，主要对以上述形式构成的线状锯的线材的行走控制的作用进行说明。

接着，在该线状锯运转时，通过控制所述控制装置31，来实行基于图3所示的流程图的各个步骤（以下，称为S）的动作。也就是说，在线状锯运转时，使加工用辊14A、14B旋转，且在S1中通过驱动卷线筒旋转用电动机13A、13B使卷线筒12A、12B旋转。然后，在S2中，通过驱动位移机构移动用电动机18A、18B使位移机构16A、16B沿着卷线筒12A、12B的轴线往复移动，从而开始位移动作。通过这些动作，线材11从一方的卷线筒12A、12B放出，且在加工用辊14A、14B之间沿着转动方向行走后被卷取在另一方的卷线筒12B、12A上。然后，通过将工件W按压在位于加工用辊14A、14B之间的处于行走中的线材11上，来对工件W进行切断加工。

在下一S3中，通过第1传感器23A、23B对作用在位移辊17A、17B上的线材11的张力负荷进行检测，并判断该检测值是否与预先设定的预定值相等。在该判断中，当检测值与预定值不相等时，在S4中对位移机构移动用电动机18A、18B进行作动控制，来调整线材行走过程中的位移机构16A、16B的移动速度。

接着，在S5中，线材11向一个方向行走预定量，并且判断是否已到达线材11的行走方向的反转时点。在该判断中，在没有到达线材11的行走方向的反转时点的情况下，返回所述S3，反复进行S3～S5的动作。对此，在已到达线材11的行走方向的反转时点的情况下，在S6中，使通过卷线筒旋转用电动机13A、13B进行的卷线筒12A、12B的旋转停止，同时使通过位移机构移动用电动机18A、18B进行的位移机构16A、16B的移动停止。与此同时，使加工用辊14A、14B的旋转停止。由此，使线材11行走停止一预定时间。

在下一S7中，在所述线材11处于行走停止的状态下，检测线材11相对于卷线筒12A、12B的旋转轴线的角度α。在检测该线材11的角度α时，如图4的流程图所示，首先在S7a中，通过第1传感器23A、23B来检测作用在位移辊17A、17B上的线材11的张力负荷。接着，在S7b中，通过第2传感器24A、24B来检测作用在松紧调节辊20A、20B上的线材11的张力负荷。然后，如图5（a）以及（b）所示，在S7c中，根据来自于第1传感器23A、23B以及第2传感器24A、24B的检测信号，来判断线材11相对于卷线筒12A、12B的旋转轴线的角度α。

接着，在图3的S8中，判断检测出的线材11的角度α是否为90度。在该判断中，在线材11的角度α为90度以外的角度时、即如图5（a）所示小于90度时或者是如图5（b）的点划线所示大于90度时，在下一S9中，通过位移机构移动用电动机18A、18B来移动调整位移机构16A、16B。通过该移动调整来对位移机构16A、16B进行位置补正，在线材11行走停止的状态下，位移机构16A、16B从图5（a）以及（b）的实线所示的位置移动至点划线所示的位置，以使线材11的角度α设定为90度。

接着，在S10中，判断工件W的加工是否已结束。在该判断中，在加工没有结束的情况下，在下一S11中，通过卷线筒旋转用电动机13A、13B使卷线筒12A、12B向与上述情况相反的方向旋转。与此同时，还使加工用辊14A、14B向与上述情况相反的方向旋转。由此，线材11在行走方向反转的状态下行走。然后，返回所述S2，反复进行S2～S11的动作。另一方面，在所述S10的判断中，在加工已结束的情况下，结束线材11的行走动作。

因此，根据该实施方式，能够获得以下的效果。

（1）在该线状锯中，伴随加工用辊14A、14B以及卷线筒12A、12B以预定循环往复旋转，在线材11的行走方向反转时，通过检测单元来检测卷线筒12A、12B和位移机构16A、16B之间的线材11相对于卷线筒12A、12B的旋转轴线的角度α。然后，在检测出的线材11的角度α为90度以外的角度时、即比90度要大时或者是比90度要小时，通过控制装置31移动调整位移机构16A、16B，以使线材11的角度α设定为90度。所以，能够在线材11的行走方向反转时，抑制位移机构16A、16B产生错位。因此，在之后的线材11的行走开始时，能够防止被卷取在卷取侧的卷线筒12A、12B上的线材11产生卷绕不均、或者从放出侧的卷线筒12B、12A放出的线材11产生张力的偏差。

（2）在该线状锯中，所述控制装置31能够在线材11的行走方向反转时、且在线材11行走停止时，对位移机构16A、16B的位置进行补正，以使线材11的角度α设定为90度。因此，在之后的线材11的行走开始时，能够通过没有发生位置偏移的位移机构16A、16B使线材11向卷线筒12A、12B的卷取以及放出的引导动作立即开始。因此，能够将线材11的张力保持为一定，并且能够高精度地进行加工。

（3）在该线状锯中，所述控制装置31使放出结束的卷线筒12A、12B侧的位移机构16A、16B移动。所以，在线材11的行走方向反转时，即使从放出侧转换成卷取侧的、已结束放出的卷线筒12A、12B的位移机构16A、16B容易产生错位，也能够适当地对所述位移机构16A、16B的错位进行修正。因此，在之后的线材11的行走开始时，能够有效地防止线材11产生卷绕不均。

（4）在该线状锯中，所述检测单元由传感器24A、24B、23A、23B和判断部32构成，这些传感器分别设置在松紧调节辊20A、20B以及位移机构16A、16B上，并且对作用在松紧调节辊20A、20B以及位移机构16A、16B上的线材11的张力负荷进行检测，判断部32根据来自于这些传感器24A、24B、23A、23B的检测信号来判断线材11的角度α。所以，在线材11的行走方向反转时，可以通过传感器24A、24B、23A、23B直接检测作用在松紧调节辊20A、20B以及位移机构16A、16B上的线材11的张力负荷，并且能够根据这些检测结果适当地检测线材11的角度α。

（变更例）

另外，该实施方式也可以更改并具体化为以下的形式。

在所述实施方式中，根据第1传感器23A、23B的检测信号对线材11行走中的位移机构16A、16B的移动速度进行了调整，也可以对此进行省略，而只根据程序进行控制。

也可以将在线材11的行走反转时进行的位移机构16A、16B的移动调整以根据检测角度α而移动预先设定的距离的方式来进行。

在所述实施方式中，也可以将用于检测线材11的角度α的检测单元更改为例如对线材11进行光学检测的单元。

在所述实施方式中，为了引导线材11而设置有一对导向辊，然而，并不仅限于此，也可以将本发明具体化为设有2对以上的导向辊的线状锯。

只对放出结束时的位移机构16A、16B实行本发明的控制单元所进行的控制。也就是说，在放出线材11时，由于线材11的角度是根据卷线筒12A、12B上的放出起点以及位移机构16A、16B的位置而决定的，所以容易成为90度以外的角度。对此，在卷取线材11时，由于线材11只基于位移机构16A、16B的位移而缠绕在卷线筒12A、12B上，所以线材角度维持在90度。因此，只对放出结束时的位移机构16A、16B进行控制即可。

Claims

1.一种线状锯，具备：

多个加工用辊，其在架设有工件加工用的线材的状态下转动；

一对卷线筒，为了进行所述线材的卷取以及放出，可分别绕着所述卷线筒的轴线往复旋转；以及

位移机构，沿着与各个卷线筒的轴线平行的方向往复移动，伴随该往复移动，分别引导通过各个卷线筒进行的线材的卷取以及放出，

所述线材伴随所述加工用辊以及所述卷线筒的往复旋转而往复行走，在加工用辊之间的位置通过所述线材对工件进行切断加工，

所述线状锯的特征在于，设置有：

检测单元，在线材的行走方向反转时，对各个卷线筒和各个位移机构之间的线材相对于各个卷线筒的轴线的角度进行检测；以及

控制单元，在由所述检测单元检测出的线材的角度为90度以外的角度时，使与至少任意一方的卷线筒相对应的位移机构移动，以使该线材的角度设定为90度。

2.根据权利要求1所述的线状锯，其特征在于，

所述控制单元在线材的行走停止时使所述位移机构移动。

3.根据权利要求1或者2所述的线状锯，其特征在于，

所述控制单元使一对卷线筒中的、与已结束线材放出的卷线筒相对应的位移机构移动。

4.根据权利要求1或者2所述的线状锯，其特征在于，

所述控制单元分别使已结束线材放出的卷线筒以及已结束线材卷取的卷线筒所相对应的位移机构移动。

5.根据权利要求1或2所述的线状锯，其特征在于，

在所述加工用辊和各个位移机构之间设置有调节线材的张力的松紧调节辊，

所述检测单元由多个传感器和判断单元构成，所述多个传感器分别设置在松紧调节辊以及位移机构上，并且对作用在松紧调节辊以及位移机构上的线材的张力负荷进行检测，所述判断单元根据来自于这些传感器的检测信号来判断线材的角度。

6.根据权利要求5所述的线状锯，其特征在于，

在来自于所述传感器的检测信号所表示的张力负荷与预先设定的预定值相等时，所述判断单元判断为所述线材的角度为90度。