CN106256470A - 多线切割机 - Google Patents

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Abstract

提供多线切割机，能够利用调整辊调整线的张力，并且能够减小调整辊与线相互带来的不良影响。多线切割机具有：线；引导辊组；调整构件，其对卷绕于引导辊组的线的张力进行调整；固定基台，其固定被加工物，该被加工物被卷绕于引导辊组的线切割；以及移动构件，其使所固定的被加工物向被线切入的方向移动，调整构件具有：调整辊，线卷绕于该调整辊；旋转速度控制构件，其对调整辊的旋转速度进行控制；以及供给辊，其对调整辊提供所卷绕的线，供给辊具有线移动构件，该线移动构件适当地改变旋转轴向上的线的位置，防止卷绕于调整辊的线的位置被固定。

Description

多线切割机
技术领域
本发明涉及多线切割机(multi-wire saw)。
背景技术
作为用于从圆柱状锭切出晶片的情况下等的切割构件，公知有使用磨粒的多线切割机(专利文献1)。并且，还存在使用线切割机来进行放电加工的多线放电加工装置(专利文献2)。
专利文献1：日本特开平9-94755号公报
专利文献2：日本特开2011-140088号公报
多线切割机具有对进行引导的线的张力进行调整的调整辊。调整辊由于要对线的张力进行调整，因此以较强的力与线接触。因此，线与调整辊可能会相互带来不良影响。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种多线切割机，能够减小调整辊与线相互带来的不良影响。
为了解决上述的课题并达成目的，本发明提供一种一种多线切割机，其具有：线；引导辊组，其具有相互平行的旋转轴，线在该引导辊组中卷绕多次；调整构件，其对卷绕于该引导辊组的线的张力进行调整；固定基台，其对通过卷绕于该引导辊组的线进行切割的被加工物进行固定；以及移动构件，其使所固定的被加工物向被线切入的方向移动，该多线切割机的特征在于，该调整构件包含：调整辊，线卷绕于该调整辊；旋转速度控制构件，其对该调整辊的旋转速度进行控制；以及供给辊，其对该调整辊提供所卷绕的线，该供给辊具有线移动构件，该线移动构件适当地改变旋转轴向上的线的位置，防止卷绕于该调整辊的线的位置被固定。
并且，优选该线移动构件是引导槽，该引导槽形成于该供给辊，对线进行引导，该引导槽的至少一部分相对于该供给辊的旋转轴向倾斜地形成。
在本发明的多线切割机中，能够在调整辊的旋转轴向上使与调整辊接触的线的位置移动。由此，能够抑制调整辊的一部分与线持续接触而负荷集中，能够减小调整辊与线相互带来的不良影响。
附图说明
图1是示出多线放电加工装置的结构例的概略图。
图2是放大地示出多线放电加工装置的被加工物的周边的概略立体图。
图3是示出张力调整单元的概略结构的示意图。
图4是用于说明张力调整单元的动作的说明图。
图5是示出变形例的张力调整单元的概略结构的示意图。
图6是用于说明变形例的张力调整单元的动作的说明图。
标号说明
1：多线放电加工装置；30a～30j：引导辊；320：切割线部；40：支承机构；50：加工槽；60：供电机构；80、90：张力调整单元；81、91：供给辊单元；81a：旋转轴；81b：供给辊；81c：引导槽；82、92：调整辊单元；82a：调整辊；82b：旋转速度控制构件；93：从动辊；F：加工液；I：锭；D：加工槽。
具体实施方式
关于用于实施本发明的方式(实施方式)，一边参照附图一边详细地进行说明。本发明不限于以下的实施方式中记载的内容。并且，以下所记载的结构要素包含本领域技术人员能够容易得出的实质上相同的部件。此外，能够适当组合以下所记载的结构。并且，在不脱离本发明的要旨的范围内可以进行结构的各种省略、替换或者变更。
〔实施方式〕
对实施方式的多线放电加工装置的结构例进行说明。图1是示出多线放电加工装置的结构例的概略图。图2是放大地示出多线放电加工装置的被加工物的周边的概略立体图。多线放电加工装置1如图1所示那样通过线R对锭I进行放电加工，具有放出筒管20、卷取筒管21、引导辊部(引导辊组)30、张力调整单元80以及张力调整单元90。
一定量的未使用的线R卷绕于放出筒管20。线R的剖面形成为圆形，由芯部和包覆着芯部的周面的包覆部构成。芯部是高纯度的钢，例如钢琴丝。包覆部由黄铜、钨、钼等比芯部容易放电的电阻低的材料形成。线R的直径例如为100μm～140μm左右。当然，线R的直径不限于100μm～140μm，例如也可以是100μm～200μm。并且，线R既可以由作为高纯度的钢的芯部以及黄铜或钨、钼等包覆部构成，也可以仅由黄铜形成。并且，对线R的剖面为圆形的例子进行了说明，但其剖面也可以是圆形以外的形状。例如，线R的剖面也可以是楕圆形或多边形。
放出筒管20将线R朝向引导辊部30放出。张力调整单元80配置在放出筒管20与引导辊部30之间，供线R卷绕。关于张力调整单元80后述进行说明。引导辊部30配设在放出筒管20的附近，对从放出筒管20放出的线R进行导向。引导辊部30由多个引导辊30a～30j构成。引导辊30a～30j形成为圆柱状，在线R行进的方向上隔着间隔而配设。
引导辊30a、30b配设在放出筒管20的附近，对由放出筒管20放出且已通过了张力调整单元80的线R进行卷绕而将线R朝向引导辊30c～30i送出。
引导辊30c～30i构成并列线部310以将线R支承为环状的方式配设。例如，并列线部310的引导辊30c、30d、30e、30g、30h、30i配设为从内侧对环状的线R进行支承，引导辊30f配设为针对构成为环状的并列线部310的线R从外侧进行支承。如图2所示，并列线部310中，在轴向(Y轴方向)上隔着一定的间隔将由引导辊30a、30b送出的线R卷绕多次。并列线部310的线R例如在轴向上隔着0.5mm～几mm左右的间隔而在引导辊30c～30i上卷绕8周。
这里，Y轴方向是引导辊30a～30j的轴向。X轴方向是在水平面上与Y轴方向垂直的方向。Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向，在本实施方式中为铅垂方向。
在并列线部310中，引导辊30c对由引导辊30b送出的线R进行卷绕而向引导辊30d送出。引导辊30d对由引导辊30c送出的线R进行卷绕而向引导辊30e送出。引导辊30e对由引导辊30d送出的线R进行卷绕而向引导辊30f送出。引导辊30f对由引导辊30e送出的线R进行卷绕而向引导辊30g送出。引导辊30g对由引导辊30f送出的线R进行卷绕而向引导辊30h送出。引导辊30h对由引导辊30g送出的线R进行卷绕而向引导辊30i送出。引导辊30i对由引导辊30h送出的线R进行卷绕而向引导辊30c送出。由此，在构成并列线部310的引导辊30c～30i上卷绕1周。线R在轴向上一边隔着0.5mm～几mm左右的间隔一边在并列线部310的引导辊30c～30i上卷绕剩余7周。并列线部310将完成了8周卷绕的最后的线R向引导辊30j送出。
引导辊30j配设在卷取筒管21的附近，对从并列线部310送出的线R进行卷绕而向卷取筒管21送出。卷取筒管21将从引导辊30j送出的使用过的线R卷取而回收。张力调整单元90配置在引导辊部30与卷取筒管21之间，供线R卷绕。关于张力调整单元90后述进行说明。
另外，放出筒管20、卷取筒管21以及引导辊30a～30j被未图示的电动机旋转驱动。不需要对所有的引导辊30a～30j进行电动机驱动，例如也可以将不构成并列线部310的引导辊30a、30b、30j作为从动辊。卷绕在引导辊30a～30j上的线R的行进速度为0.5m/秒～1m/秒左右。
并列线部310的线R借助一对引导辊30g、30h而以沿着Z轴方向具有一定的张力的方式张紧设置。借助引导辊30g、30h而张紧设置的线R构成将锭I切片成晶片的切割线部320。切割线部320的线R沿着Z轴方向朝上行进。
锭I是圆柱形状，按照切割线部320的线R的间隔将其切片成圆板状。锭I是具有导电性的材料，由SiC、单晶膜、硅、GaN(氮化镓)等形成。
在切割线部320的附近设置有对锭I进行支承的支承机构40。支承机构40具有基台部41、支承柱42以及驱动构件43。基台部41对锭I进行固定。基台部41具有基台41a以及固定于基台41a的板状的基体41b。利用导电性粘接剂B将锭I的周面Ia粘接固定在基体41b的前表面41c上。锭I固定于基台部41的基体41b以使得其端面Ie与切割线部320的线R所行进的Z轴方向大致平行。
支承柱42形成为棒状，在Z轴方向上竖立设置。在支承柱42的一端固定有基台部41，在其另一端固定有驱动构件43。驱动构件43使锭I与线R在X轴方向上相对移动。例如，驱动构件43具有：沿着X轴方向延伸的未图示的滚珠丝杠；以及由脉冲电动机等构成的驱动源。驱动构件43使固定于滚珠丝杠的螺母上的支承柱42沿着X轴方向移动，使固定于支承柱42的基台部41的锭I被切割线部320的线R切入。
在作为电介质的水或油等加工液F中实施多线放电加工。切割线部320浸渍在蓄留了加工液F的加工槽50中。在加工槽50中，浸渍在加工液F中的切割线部320的线R对锭I进行加工。
加工槽50在上表面具有开口部53。基台部41从开口部53插入至加工槽50的内部。基台部41能够相对于加工槽50在X轴方向上往复移动。由引导辊30f送出的线R从开口部53进入加工槽50的内部。借助配设在加工槽50内的引导辊30g将进入加工槽50的内部的线R从开口部53送出至加工槽50的外部。
多线放电加工装置1具有对线R和锭I供电的供电机构60。供电机构60具有高频脉冲电源单元61、线用电极62、以及未图示的基台用电极。
高频脉冲电源单元61对线R和固定于基台部41的锭I提供高频脉冲电力。例如，高频脉冲电源单元61具有：电压调整构件61a，其调整高频脉冲电力的电压；以及脉冲调整构件61b，其将高频脉冲电力的频率调整为规定的频率。高频脉冲电源单元61与线用电极62连接，经由线用电极62向线R提供高频脉冲电力。线用电极62形成为棒状，与张紧设置在引导辊30h与引导辊30i之间的线R抵接。并且，高频脉冲电源单元61与固定于基台部41的基台用电极连接，经由基台部41向锭I提供高频脉冲电力。
如果从高频脉冲电源单元61提供高频脉冲电力而对线R与锭I的极间施加电压，则线R对配置于正面的锭I进行放电。例如，如果在加工液F中处于绝缘状态的锭I与线R的间隔接近到几十μm位，则两者的绝缘被破坏而产生放电。因该放电导致锭I被加热而熔融，此外因液体的温度急剧上升而导致液体汽化，因体积膨胀而使熔融部位飞散。这样，通过对线R与锭I的极间施加电压而断续地进行使锭I熔融并且飞散的处理从而实施锭I的放电加工。
多线放电加工装置1具有对放出筒管20、卷取筒管21、引导辊30a～30j、驱动构件43以及高频脉冲电源单元61进行控制的控制构件70。控制构件70进行控制以使得对放出筒管20、卷取筒管21以及引导辊30a～30j输出电动机驱动信号，进行线R的放出或卷取以及线R的引导。并且，控制构件70进行控制以使得对驱动构件43输出电动机驱动信号而使锭I被切割线部320的线R切入。并且，控制构件70对高频脉冲电源单元61输出控制信号而对高频脉冲电力的输出时间等进行控制。
接着，对张力调整单元80、90进行说明。图3是示出张力调整单元的概略结构的示意图。图4是用于说明张力调整单元的动作的说明图。另外，图3和图4省略了一部分的引导辊。
张力调整单元80配置在放出筒管20与引导辊30a之间。张力调整单元80具有供给辊单元81和调整辊单元82。张力调整单元80从线R的移动方向的上游按照供给辊单元81、调整辊单元82的顺序配置。
供给辊单元81向调整辊单元82提供从放出筒管20放出的线R。供给辊单元81具有旋转轴81a和供给辊81b。旋转轴81a以旋转自如的状态支承于框体等。供给辊81b供线R卷绕。供给辊81b固定于旋转轴81a，并绕旋转轴81a旋转。由此，供给辊81b从动于所卷绕的线R的移动而旋转。供给辊81b中，在与线R接触的外周面上沿着旋转方向形成有引导槽81c。引导槽81c形成在外周面的整个外周，成为相连的1个圈。当引导槽81c沿着旋转方向移动时，旋转轴81a方向的位置发生变化。即，引导槽81c相对于供给辊81b的旋转轴向倾斜地形成。具体而言，在旋转轴81a的轴向上，引导槽81c的一个端部与另一个端部隔开距离d。距离d例示为6mm。引导槽81c也可以是在一部分与旋转轴81a方向垂直的部分。
调整辊单元82具有调整辊82a和旋转速度控制构件82b。调整辊82a在表面上设置有防滑构件82c。防滑构件82c是使与线R的力提高的部件，由摩擦阻力高的材料、例如硅树脂形成。旋转速度控制构件82b与调整辊82a连结，控制调整辊82a的旋转速度。
张力调整单元90配置在引导辊30j与卷取筒管21之间。张力调整单元90具有供给辊单元91、调整辊单元92以及从动辊93。张力调整单元90从线R的移动方向的上游起按照供给辊单元91、调整辊单元92、从动辊93的顺序配置。供给辊单元91、调整辊单元92具有与供给辊单元81、调整辊单元82相同的功能。供给辊单元91向调整辊单元92提供线R。调整辊单元92通过对调整辊的转速进行调整，从而调整卷绕在上游侧的引导辊部30上的线R的张力。从动辊93配置在调整辊单元92与卷取筒管21之间，供线R卷绕。从动辊93从动于所卷绕的线R的移动而旋转。
接着，对多线放电加工装置的动作例进行说明。首先，操作员将锭I固定在基台部41上，在加工槽50内蓄留加工液F，登记加工信息。在存在加工动作的开始指示的情况下，多线放电加工装置1开始加工动作。在加工动作中，控制构件70控制高频脉冲电源单元61，向线R和锭I提供高频脉冲电力。并且，控制构件70从放出筒管20放出线R，并通过引导辊部30引导线R而使线R以一定的速度行进。
线R被引导辊30b向并列线部310送出。向并列线部310送出的线R利用切割线部320对锭I进行放电加工。例如，控制构件70控制驱动构件43，使锭I朝向切割线部320的线R移动，对线R与锭I的极间施加电压而实施放电加工，在锭I中形成加工槽。例如，断续地进行当锭I与线R接近时产生放电使锭I熔融而飞散的处理，在锭I中形成加工槽。
并且，多线放电加工装置1中，例如在引导辊部30的线的路径上设置对线的张力进行测量的测量构件，根据测量构件的测量结果来控制张力调整单元80、90的动作，并调整线的张力。作为测量装置存在设置有供线卷绕的辊并根据施加给辊的力来测量张力的构件。
这里，张力调整单元80、90通过利用旋转速度控制构件对调整辊单元82、92的调整辊的旋转速度进行调整而对调整辊单元82与调整辊单元92之间的线R的张力进行调整。由此，能够对与锭I相对的位置的线的张力进行调整。例如，调整辊单元82能够通过加快调整辊82a的旋转速度而降低张力。调整辊单元82能够通过放慢调整辊82a的旋转速度而提高张力。调整辊单元92能够通过加快调整辊的旋转速度而提高张力。调整辊单元92能够通过放慢调整辊的旋转速度而降低张力。通过对调整辊单元82与调整辊单元92之间的线R的张力进行调整，即使是在引导辊部30与线之间夹持有异物、或者在线表面的形状发生变化因而引导辊部30的握持状态发生变化的情况下也能够调整线的张力，能够抑制张力的变化。由此，能够抑制线的振动或断裂。
并且，张力调整单元80将从放出筒管20放出的线R卷绕在供给辊81b上。卷绕在供给辊81b上的线R被引导槽81c引导。通过了供给辊81b的线R卷绕在调整辊82a的设置有防滑构件82c的面上。由此，如图3和图4所示，根据供给辊81b的旋转方向的朝向，旋转轴81a方向的引导槽81c的位置发生变化，通过了供给辊81b的线的旋转轴81a方向的位置周期性地发生变化。由此，到达调整辊82a的线R的旋转轴向的位置周期性地发生变化，调整辊82a的线R所接触的旋转轴向的位置周期性地发生变化。另外，供给辊81b与调整辊82a的直径不同。
在本实施方式的多线放电加工装置1中，设置于供给辊81b的引导槽81c成为适当改变旋转轴向上的线的位置而防止卷绕在调整辊82a上的线的位置被固定的线移动构件。多线放电加工装置1中，通过设置旋转轴向的位置发生变化的引导槽81c而能够在与调整辊的旋转轴垂直的方向上使与调整辊接触的线的位置移动。由此，能够抑制线与调整辊的一部分持续接触而负荷集中，能够减小调整辊与线相互带来的不良影响。例如，能够抑制防滑构件82c的表面受到损伤。并且，通过抑制防滑构件82c的表面受到损伤，而能够抑制损伤了的防滑构件82c与线R接触，能够抑制线R受到损伤。
并且，通过像本实施方式那样、将根据线的移动而吉祥鸟移动的引导槽81c设为线移动构件，能够不设置动力而使旋转轴向的线的位置移动。
在本实施方式中，在引导辊部30的上游与下游分别设置张力调整单元80、90，但也可以仅设置张力调整单元80、90中的任意一方。
[变形例]
图5是示出变形例的张力调整单元的概略结构的示意图。图6是用于说明变形例的张力调整单元的动作的说明图。图5和图6所示的张力调整单元180具有供给辊单元181和调整辊单元82。调整辊单元82是与张力调整单元80的调整辊单元82相同的结构。张力调整单元180从线R的移动方向的上游起按照供给辊单元181、调整辊单元82的顺序配置。
供给辊单元181将从放出辊单元20放出的线R向调整辊单元82提供。供给辊单元181具有旋转轴181a、供给辊181b以及旋转轴移动机构181d。旋转轴181a以旋转自如的状态支承于框体等。供给辊181b供线R卷绕。供给辊181b固定于旋转轴181a，并绕旋转轴181a旋转。供给辊181b中，在与辊R接触的外周面上沿着旋转方向形成有引导槽181c。引导槽181c形成于外周面的整个外周，成为相连的1个圈。引导槽181c虽然沿着旋转方向移动但相对于旋转轴181b方向的朝向不发生变化。即，引导槽181c形成在相对于供给辊的旋转轴向垂直的朝向。旋转轴移动机构181d以旋转自如的状态并且以能够在旋转轴向上移动旋转轴181a的状态对旋转轴181a进行支承。旋转轴移动机构181d使旋转轴181a在旋转轴向上移动。旋转轴移动机构181d在旋转轴181a轴向上使旋转轴181a在距离d的范围中移动。距离d例示为6mm。
张力调整单元180通过借助旋转轴移动机构181d使旋转轴181a在旋转轴向上移动，而使通过了供给辊181b的线的轴向的位置移动。由此，张力调整单元180与张力调整单元80同样地能够在旋转轴向上使与调整辊单元82接触的线的位置发生变化。另外，旋转轴移动机构181d既可以使旋转轴181a连续地往复移动，也可以每当一定的时间使旋转轴向的位置移动几级。
在本实施方式中，多线切割机采用了进行放电加工的多线放电加工装置的情况，但不限于此。多线切割机也可以采用在线上附着磨具并使线与被加工物接触而对被加工物进行加工的多线加工装置。

Claims (2)

1.一种多线切割机，其具有：
线；
引导辊组，其具有相互平行的旋转轴，线在该引导辊组中卷绕多次；
调整构件，其对卷绕于该引导辊组的线的张力进行调整；
固定基台，其对通过卷绕于该引导辊组的线进行切割的被加工物进行固定；以及移动构件，其使所固定的被加工物向被线切入的方向移动，
该多线切割机的特征在于，
该调整构件包含：
调整辊，线卷绕于该调整辊；
旋转速度控制构件，其对该调整辊的旋转速度进行控制；以及
供给辊，其对该调整辊提供所卷绕的线，
该供给辊具有线移动构件，该线移动构件适当地改变旋转轴向上的线的位置，防止卷绕于该调整辊的线的位置被固定。
2.根据权利要求1所述的多线切割机，其特征在于，
该线移动构件是引导槽，该引导槽形成于该供给辊，对线进行引导，
该引导槽的至少一部分相对于该供给辊的旋转轴向倾斜地形成。
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