CN110497538A - 线状锯的运行参数的设定方法以及线状锯 - Google Patents

Abstract

本发明提供线状锯的运行参数的设定方法以及线状锯。线状锯具备：多个加工用辊；以及线材，以环绕状态在这些加工用辊之间行走。通过对加工用辊之间的基于线材的切断区域加工进给工件，从而通过线材来切断工件。设定方法具备：在工件的加工之前，对线材赋予变动；从线材的状态变化判断线材的机械特性；以及根据机械特性来设定线状锯的运行参数。

Description

线状锯的运行参数的设定方法以及线状锯

技术领域

本发明涉及用于通过线材对由半导体材料、磁性材料、陶瓷等脆性材料构成的工件进行切断加工的线状锯的运行参数的设定方法以及线状锯。

背景技术

关于作为线状锯中的为了工件的切断加工而使用的线材，存在直径和材质不同的各种线材，可以选择适合工作条件的线材。并且，对应于所选择的线材，设定线状锯的运行参数。通过该参数的设定，调节赋予给线材的张力，或者调节工件的进给速度和线材的行走速度，以使线材不会断线，得到所需的加工精度和加工速度。

但是，在公开于日本特开平8-174402号公报的线状锯中，为了判断是否能够反复使用线材，通过机械性的传感器对从工件的加工部送出的线材的直径进行检测。根据该检测到的线材直径，在显示部中显示线材的反复使用可否。

在公开于日本特开平10-264007号公报的线状锯中，能够将线材断线的产生防患于未然，并且进行正确的加工。为此，在线材行走时，对由磁性材料构成的线材进行磁化，对该磁化的线材的磁力进行检测。从检测到的磁力检测线材直径。并且，在线材直径成为有可能断线的预定值以下时，在显示部中指示线材更换。

在公开于日本特开平11-188599号公报的线状锯中，为了将带固定磨粒线材的断线防患于未然，在工件的切断加工中，通过激光传感器对线材的直径进行检测。在线材的直径低于使用界限时，停止线状锯的运行。

关于这些文献等的线状锯，在线材的行走中对为了工件的切断加工而行走的线材的直径进行检测。根据该检测到的线材直径来判断线材的使用可否。换言之，在开始工件的切断加工之后，对线材的直径进行检测。因此，未考虑工件的切断加工前的、线状锯与线材的匹配。因此，在彼此不同的多个线状锯中使用了相同种类的线材时，即使线状锯彼此为相同机种，也由于线状锯的装置彼此的个体差，存在在线材的耐久性和加工精度等产生差异的问题。

因此，在线状锯中，为了实现线状锯与线材的匹配，根据线材的种类来对每个线状锯装置设定运行参数，从而需要将赋予到线材的张力等调节为适当的值。但是，在以往的线状锯中，由工作者判断线材的种类，通过手动来设定了运行参数。因此，有可能存在忘记设定或设定的输入错误的情况，在这种情况下，出现会导致线材切断、加工精度降低等不良事态的结果。

发明内容

本发明的目的在于，提供线状锯的运行参数设定方法以及线状锯，能够在工件的切断加工前自动地实现线状锯与线材的匹配。

以下，对本公开的例子进行记载。

为了实现以上的目的，本发明的线状锯的运行参数设定方法在如下的线状锯中实施，该线状锯具备：多个加工用辊；以及线材，以环绕状态在这些加工用辊之间行走，对所述加工用辊之间的基于线材的切断区域加工进给工件，从而通过所述线材来切断工件。并且，在本发明中，线状锯的运行参数的设定方法的特征在于，具备：在所述工件的加工之前，对所述线材赋予变动；从所述线材的状态变化判断线材的机械特性；以及根据所述机械特性来设定线状锯的运行参数。

在本发明中，在工件加工之前，对线材赋予变动，从而能够根据线材的弹簧常数等机械特性来自动地设定装置的运行参数。因此，能够在工件的加工前实现线材与装置之间的匹配。因此，由于能够防止运行参数的设定忘记和设定的输入错误，因此能够将线材切断和加工精度降低等防患于未然。

另外，本发明的线状锯具体化为，具备：多个加工用辊；线材，在这些加工用辊之间以环绕状态行走，对所述加工用辊之间的基于线材的切断区域加工进给工件，从而通过线材来切断工件。并且，在本发明中，线状锯的特征在于，具备：变动赋予部，在所述工件的加工之前对所述线材赋予变动；检测部，对由所述变动赋予引起的线材的状态变化进行检测；判断部，根据由所述检测部进行的线材的状态变化的检测来判断线材的机械特性；以及设定部，根据所述判断部的判断结果来设定线状锯的运行参数。

因此，在本发明中，在工件的加工之前，通过变动赋予部，对线材赋予变动，通过检测部对由变动赋予引起的线材的状态变化进行检测。另外，根据检测部的检测，通过判断部判断线材的弹簧常数等机械特性，根据判断部的判断结果通过设定部设定装置的运行参数。

因此，如上所述，能够在工件的加工之前实现线材与装置之间的匹配。因此，由于能够防止运行参数的设定忘记和设定的输入错误，因此能够将线材切断和加工精度降低等防患于未然。

发明效果

在本发明中，能够在工件的切断加工之前，自动地设定用于实现线状锯与线材的匹配的运行参数。因此，能够防止运行参数的忘记设定和设定错误，因此起到能够得到高精度加工和线材的耐久性提高等的效果。

附图说明

图1是示出本公开的第1实施方式的线状锯的示意图。

图2是示出图1的线状锯的电气结构的框图。

图3是示出图1的线状锯中的第1实施方式的动作的流程图。

图4是示出图1的线状锯中的松紧调节臂的动作的线图。

图5是示出图1的线状锯中的线材的物理性状的线图。

图6是示出图1的线状锯中的线材的弹簧常数与线材粗度之间的关系的表。

图7是示出图1的线状锯中的线材粗度与运行参数之间的关系的表。

图8是示出本公开的第2实施方式的线状锯的动作的流程图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，根据图1～图7对具体化本发明的第1实施方式的线状锯(装置)进行说明。

如图1所示，在平行的轴线上，多个加工用的带槽辊(以下，称为加工用辊)11可旋转地被支承在线状锯的装置构架(未图示)。作为该加工用辊11，一般装配有两个～四个，在本实施方式中装配有两个。在加工用辊11的外周以等间距形成有多个环状槽(未图示)，在环状槽以螺旋状缠绕有工件切断用的线材13。线材13为固定磨粒类型的线材，在线材13的碳钢制的芯线的外周，使用粘接剂固定保持有金刚石或白刚玉等磨粒。

并且，在本实施方式中，两个中的一个加工用辊11通过图2所示的电动机12向一方向及其反方向交替地旋转，从而另一个加工用辊11也通过线材13而从动旋转。因此，线材13与两加工用辊11一起以环绕状态向一方向及其反方向行走。线材13的两端部分别卷取在通过电动机20旋转的卷线筒15。并且，通过与线材13的行走同步的卷线筒15的旋转，线材13能够通过在卷线筒15的轴方向上往复移动的一个位移机构16的位移辊17从一个卷线筒15转出。并且，线材13通过另一个位移机构16的位移辊17而卷取在另一个卷线筒15。

在加工用辊11与位移机构16之间的线材13的行走区域设置有一对松紧调节臂19。这些松紧调节臂19通过由伺服电动机构成的松紧调节电动机18的驱动力，通过各松紧调节臂19的前端的松紧调节辊21，对线材13赋予适度的张力。松紧调节电动机18和松紧调节臂19构成变动赋予部(变动赋予单元)。在松紧调节辊21与加工用辊11之间设置有用于对线材13进行引导的导向辊22。

在所述位移辊17的轴部和导向辊22的轴部设置有传感器25、26。各传感器25、26分别是由负载传感器构成的检测部(检测单元)，该负载传感器用于输出与作用于线材13的张力对应的检测信号。

在所述加工用辊11彼此之间的线材13的上方，升降体23可升降地设置在所述装置构架。作为硅锭的工件27被贴附支承在升降体23的下表面。并且，升降体23向下方被加工进给，从而工件27被按压到在加工用辊11彼此之间行走的线材13中的切断区域。因此，工件27通过线材13的固定磨粒的作用而被切断，因此从工件27同时切出多个晶片。

如图2所示，线状锯的控制装置33具有中央处理装置(以下，称为CPU)31和存储部32。该控制装置33构成判断部(判断单元)和设定部(设定单元)，存储部32构成存储部(存储单元)。CPU31对包含用于使所述加工用辊11旋转的辊用的电动机12、用于使卷线筒15旋转的卷线筒用的电动机20、用于使松紧调节臂动作的松紧调节用的电动机18等的线状锯(装置)全体的运行进行控制。在存储部32存储有图3所示的流程图的程序数据，并且存储有各种临时数据。由工作者对键盘34进行操作，从而向控制装置33手动输入各种数据。

接着，对如上所述形成的线状锯(装置)的作用进行说明。

首先，如图1所示，在工件27的加工之前，在线状锯安装线材13。该线材13的两卷线筒15之间的部分环绕或穿过加工用辊11、位移辊17、导向辊22以及松紧调节辊21。

在这种线材13的安装状态下，执行图3的流程图的动作。该图3所示的流程图是在工件27的加工开始前的状态下，存储在存储部32的程序数据根据CPU31的控制而被执行的流程图。即，在图3的步骤S(以下，简称为S)1中，如图4所示，一个松紧调节臂19以预定的周期和预定的振幅来往复倾动预定时间。以下，将该松紧调节臂19的往复倾动称为松紧调节臂19的振动。并且，通过该松紧调节臂19的振动，对线材13赋予物理性变动，因此如图5所示，线材13表现出作为与线材13的粗度和材质对应的状态变化的物理性状(physicalbehavior)。该线材13的性状在S2中被存储在存储部32。被存储的性状表现为作用于松紧调节辊21的传感器25的负荷的变动，传感器25的负荷值的变动履历如上所述存储在存储部32。

并且，在S3中，通过提取所存储的负荷值的数据，从而在S4中运算作为线材13的机械特性的弹簧常数，并被存储在存储部32。在本实施方式中，根据松紧调节臂19的倾动(振动)时的来自传感器25的负荷检测值α来运算弹簧常数。作为该弹簧常数的运算，也可以使用设定了与多个不同的负荷检测值α分别对应的弹簧常数的表，从该表提取与所述负荷检测值α对应的弹簧常数。或者，也可以通过在预先设定的数学式代入所述负荷检测值α来计算弹簧常数。

并且，在S5和S6中，从表示与所述弹簧常数相关的线材粗度的图6所示的表，提取并确定线材13的粗度值。并且，在S7中，参照与线材粗度的值相关的图7所示的表。该表是对每个线状锯分别设定的表。并且，从该表选择适合于线材粗度的线状锯(装置)的运行参数，在S8中该参数被存储在存储部32且被设定。因此，确保各个线状锯与线材13的种类的匹配。

接着，在S9中，等待线状锯的启动开关的接通操作，并且线状锯通过接通操作而为了加工运行启动。在S10中，线状锯根据所设定的运行参数来运行。因此，线材13的张力和行走速度、或者工件27的加工速度根据运行参数而被适当地调节，因此高效地执行工件27的高精度的切断加工。

因此，在本实施方式中存在以下的效果。

(1)在工件27的切断加工前，对线材13赋予振动，通过基于该振动赋予的线材13的性状来识别线材13的粗度。并且，根据该识别，实现线状锯与线材13之间的匹配，对线状锯(装置)自动地设定与线材粗度对应的参数。因此，即使线材13变更为不同的种类，也不会产生参数的忘记设定和设定的输入错误这样的事态，能够防止线材13的切断和加工精度的降低等。

(2)能够在工件27的加工前，通过松紧调节臂19的振动把握线材13的粗度。因此，例如工作者不需要把握线材13的粗度，或者对每个粗度整理线材13来管理。因此，能够消除线材13的管理和安排的繁杂化。

(3)通过使松紧调节臂19振动，从而能够识别线材13的粗度。因此，例如不需要设置用于识别线材13的粗度的专用装置，因此能够避免线状锯结构的复杂化。

(第2实施方式)

接着，根据图5和图8，以与第1实施方式不同的部分为中心来说明本发明的第2实施方式。

在第2实施方式中，为了判断线材13的粗度，检测线材13的物理性衰减特性。即，在图8的流程图中，对加工开始前的S2中的基于松紧调节臂19的线材13的性状检测和存储进行说明。在松紧调节臂19的振动结束之后，如图5所示，通过传感器25将线材13的剩余伸缩动作的收敛时间β检测为S2中的线材13的性状。即，在图8所示的S11中，通过CPU31来识别表示从激励结束到线材13的剩余伸缩收敛为止的收敛时间β的传感器25的检测输出，从而在S12中运算线材13的衰减特性。也可以根据记载了与收敛时间β的长短对应的多个不同的衰减特性的表来进行该衰减特性的运算。即，可以从记载于表的多个衰减特性选择适当的值，或者也可以通过对预定的运算式算入收敛时间β值来进行衰减特性的运算。

并且，在S5中，通过参照记载了多个衰减特性与线材13的粗度之间的关系的表，从而在S6中确定线材13的粗度。在S7中，选择适合于各个线状锯的运行参数，在S8中，将所选择的运行参数存储在存储部32。之后的动作与所述第1实施方式相同。

因此，在第2实施方式中，能够得到与所述第1实施方式相同的效果。

(变更例)

另外，还能够如下所述变更并具体化所述实施方式。也可以在彼此不矛盾的范围内适当组合所述实施方式和各种变更例。

·结合所述第1实施方式与第2实施方式。即，通过线材13的性状的变化，对线材13的弹簧常数和衰减特性双方进行检测。能够从该双方的数据识别线材13的粗度。

·将线材13的粗度构成为，捕捉与所述两实施方式不同的性状、即不同的机械特性来识别。例如，如图5所示，能够通过检测线材13对于松紧调节臂19振动的动作延迟时间γ来判别线材13的响应性。构成为，准备设定了与该判別的响应性对应的线材粗度的表，通过参照该表来识别线材粗度。

·构成为，通过与所述两实施方式不同的方法来识别线材13的粗度。例如，敲打线材13、或对拉伸状态的线材13赋予微振动，或者，对线材进行通电来检测电阻值。

·通过与所述实施方式不同的方法来进行线材13的机械特性的检测。例如，通过位移辊17的传感器26来检测线材13的性状，或者根据作用于松紧调节电动机18等电动机的负载来识别线材13的性状。

·对一边向线材13供给游离磨粒、一边切断工件27的类型的线状锯具体化本发明。

Claims (9)

1.一种线状锯的运行参数的设定方法，其中，

所述线状锯具备：多个加工用辊；以及线材，以环绕状态在这些加工用辊之间行走，对所述加工用辊之间的基于所述线材的切断区域加工进给工件，从而通过所述线材来切断所述工件，

所述设定方法包括：

在所述工件的加工之前，对所述线材赋予变动；

从所述线材的状态变化判断所述线材的机械特性；以及

根据所述机械特性来设定所述线状锯的运行参数。

2.根据权利要求1所述的线状锯的运行参数的设定方法，其中，

对所述线材赋予变动，包含对所述线材赋予物理性变动，

判断所述线材的机械特性，包含从所述线材的物理性状判断所述线材的机械特性，

设定所述线状锯的运行参数，包含根据所述机械特性来设定所述运行参数。

3.根据权利要求2所述的线状锯的运行参数的设定方法，其中，

判断所述线材的机械特性，包含从所述线材的性状判断所述线材的直径。

4.根据权利要求3所述的线状锯的运行参数的设定方法，其中，

判断所述线材的机械特性，包含：

从所述线材的性状判别所述线材的弹簧常数；以及

从所述弹簧常数判断所述线材的直径。

5.根据权利要求3所述的线状锯的运行参数的设定方法，其中，

判断所述线材的机械特性，包含：

从所述线材的性状判别所述线材的衰减特性；以及

从所述衰减特性判断所述线材的直径。

6.一种线状锯，具备：多个加工用辊；以及线材，以环绕状态在这些加工用辊之间行走，该线状锯构成为，通过对所述加工用辊之间的基于所述线材的切断区域加工进给工件，从而通过所述线材来切断所述工件，所述线状锯具备：

变动赋予部，在所述工件的加工之前，对所述线材赋予变动；

检测部，对由所述变动的赋予引起的所述线材的状态变化进行检测；

判断部，根据由所述检测部进行的所述线材状态变化的检测，判断所述线材的机械特性；以及

设定部，根据所述判断部的判断结果来设定线状锯的运行参数。

7.根据权利要求6所述的线状锯，其中，

所述判断部具有存储部，该存储部具备规定了所述线材的机械特性与所述线材的直径之间的关系的表，

所述设定部识别与所述线材的机械特性对应的线材直径，

所述设定部根据所述线材直径来设定所述运行参数。

8.一种线状锯，具备：多个加工用辊；以及线材，以环绕状态在这些加工用辊之间行走，该线状锯构成为，通过对所述加工用辊之间的基于所述线材的切断区域加工进给工件，从而通过所述线材来切断所述工件，所述线状锯具备：

松紧调节电动机和松紧调节臂，在所述工件的加工之前，对所述线材赋予变动；

负载传感器，对由所述变动的赋予引起的所述线材的状态变化进行检测；以及

控制装置，根据由所述负载传感器进行的所述线材的状态变化的检测，判断所述线材的机械特性，以根据所述机械特性来设定线状锯的运行参数的方式构成。

9.根据权利要求8所述的线状锯，其中，

所述控制装置具备规定了所述线材的机械特性与所述线材的直径之间的关系的表，

所述控制装置构成为，识别与所述线材的机械特性对应的线材直径，并且根据所述线材直径来设定所述运行参数。