JP2011049195A - Device and method for processing workpiece - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for processing a workpiece, capable of processing a workpiece in a truncated conical shape obtained by cutting the tip of a conical shape end part into a columnar shape in a short time for processing without losing a part other than the columnar shape as a grinding powder. <P>SOLUTION: The device for processing a workpiece includes at least a table for mounting a workpiece in a truncated conical shape, a core bit which is disposed over the workpiece mounted on the table, is in a cylindrical shape, has a grindstone on the tip, and can be rotated around a center axis, a driving motor for transmitting a driving force to the core bit and rotating it, and a feed mechanism for moving the core bit in the vertical direction relatively to the workpiece, wherein the core bit is cut and fed downward relatively by the feed mechanism while being rotated by the driving motor, the grindstone of the core bit is abutted to the workpiece mounted on the table, and the workpiece is hollowed into a columnar shape. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、円柱状の直胴部と該直胴部の端部が円錐状であるインゴットから切断分離された円錐状端部の先端を切断して得られた円錐台状のワークを円柱形状に加工する加工装置及び加工方法に関する。   The present invention relates to a columnar straight body portion and a truncated cone-shaped workpiece obtained by cutting the tip of a conical end portion cut and separated from an ingot whose end portion is a conical shape. The present invention relates to a processing apparatus and a processing method.
チョクラルスキー法(CZ法)等によって引き上げられた例えばシリコン単結晶等のインゴットは円柱状の直胴部に円錐状の端部(コーンおよびテール)を有している。引き上げられた直後のインゴットの直胴部は完全な円柱形ではなく、均一な直径を有していない。そのため、インゴットは所定の径となるように外周面に研削加工が施される。そして、ブロックの切断工程にて、内周刃スライサー、外周刃スライサー、バンドソー等によって、円錐状の端部が切り離され円柱状の直胴部のみとされる。さらに、直胴部は必要に応じて複数のブロックに切断される。その後、ワイヤソー等によって、多数枚のシリコンウェーハにスライス切断される。   An ingot, such as a silicon single crystal, pulled up by the Czochralski method (CZ method) or the like has a conical end (cone and tail) in a cylindrical straight body. The straight body portion of the ingot immediately after being pulled up is not completely cylindrical and does not have a uniform diameter. Therefore, the outer surface is ground so that the ingot has a predetermined diameter. Then, in the block cutting step, the conical end portion is separated by the inner peripheral blade slicer, the outer peripheral blade slicer, the band saw, etc., so that only the cylindrical straight body portion is obtained. Furthermore, the straight body portion is cut into a plurality of blocks as necessary. Thereafter, the wafer is sliced into a large number of silicon wafers with a wire saw or the like.
このようなインゴットの外周面を研削する研削装置としては、円筒研削装置が最も一般的である。
図6に一般的な円筒研削装置の一例の概略図を示す。
この円筒研削装置100は、インゴット101を保持するためのクランプ102、102’、インゴット101を研削する研削ホイール103等を具備している。クランプ102、102’はその軸周りに回転可能となっている。
As a grinding device for grinding the outer peripheral surface of such an ingot, a cylindrical grinding device is most common.
FIG. 6 shows a schematic diagram of an example of a general cylindrical grinding apparatus.
The cylindrical grinding apparatus 100 includes clamps 102 and 102 ′ for holding the ingot 101, a grinding wheel 103 for grinding the ingot 101, and the like. The clamps 102 and 102 'are rotatable around their axes.
また、クランプ102、102’の内側は、インゴット101の円錐状の端部を保持することができるように、円錐状の凹部(不図示)が形成されている。このクランプ102、102’から回転駆動力を伝達してインゴット101を軸周りに回転させるとともに、インゴット101に対し、回転する円盤状の砥石を有する研削ホイール103をその回転軸方向へ送り込むと同時にクランプ102、102’の回転軸方向にも送る、いわゆるトラバース動させることにより、インゴット101の直胴部101aを研削するように構成されている。   Further, inside the clamps 102 and 102 ′, a conical recess (not shown) is formed so that the conical end of the ingot 101 can be held. A rotational driving force is transmitted from the clamps 102 and 102 ′ to rotate the ingot 101 around the axis, and at the same time, the grinding wheel 103 having a rotating disc-shaped grindstone is fed to the ingot 101 in the direction of the rotational axis. The straight body portion 101a of the ingot 101 is ground by a so-called traverse movement that is also sent in the direction of the rotation axis of 102 and 102 ′.
その後、上記したように、円錐状の端部が切断分離されるが、この部分は不要部分として廃棄されていた。しかし、純度の高い単結晶でありながら廃棄されるのはコスト的にも合理的でなく、この切断分離された円錐状の端部を有効的に活用する方法が検討されてきた。
そのような活用方法として、円錐状の端部を円筒研削装置を用いてその外径が所望の径になるまで更に小径に円筒研削して円柱状に加工後、実験用のウェーハに切断加工されたり、仕様に適合できる他の製品に転用していた。
このような円錐状の端部を円筒研削する従来の方法として、例えば、上記したような円筒研削装置に装着された半導体インゴットをその軸心を中心として回転させながら半導体インゴットの円錐状の端部の外周を半導体インゴットの直胴部の一端から所定長さだけ直胴部より小径に円筒研削し段差を形成する工程を有する半導体インゴットの加工方法が開示されている(特許文献1参照)。
Thereafter, as described above, the conical end portion was cut and separated, but this portion was discarded as an unnecessary portion. However, although it is a single crystal having a high purity, it is not reasonable in terms of cost to be discarded, and a method for effectively utilizing the cut and separated conical end has been studied.
As such a utilization method, the conical end is cylindrically ground to a smaller diameter using a cylindrical grinding machine and processed into a cylindrical shape, and then cut into a test wafer. Or diverted to other products that can meet the specifications.
As a conventional method for cylindrical grinding of such a conical end portion, for example, a conical end portion of a semiconductor ingot while rotating a semiconductor ingot mounted on a cylindrical grinding apparatus as described above about its axis. A method for processing a semiconductor ingot is disclosed which includes a step of cylindrically grinding the outer periphery of the semiconductor ingot from one end of the straight body portion of the semiconductor ingot to a smaller diameter than the straight body portion by a predetermined length to form a step (see Patent Document 1).
特開平6−166600号公報JP-A-6-166600
しかし、円筒研削装置で所望の径になるまで研削するのは、その工程に多大な時間がかかり、また、研削される部分はすべて研削粉としてロスとなってしまう。そのため、研削される部分のロスを削減しつつ円錐状の端部を短時間で円柱形状に加工することが課題となっていた。   However, grinding to a desired diameter with a cylindrical grinding apparatus takes a long time in the process, and all the parts to be ground are lost as grinding powder. Therefore, it has been a problem to process the conical end portion into a cylindrical shape in a short time while reducing the loss of the portion to be ground.
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、円錐状端部の先端を切断して得られる円錐台状のワークを短時間で円柱形状に加工し、その円柱形状以外の部分のロスを削減して加工できるワークの加工装置及び加工方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. A truncated cone-shaped workpiece obtained by cutting the tip of the conical end portion is processed into a cylindrical shape in a short time, and portions other than the cylindrical shape are processed. It is an object of the present invention to provide a workpiece machining apparatus and a machining method capable of machining with reduced loss.
上記目的を達成するために、本発明によれば、円柱状の直胴部と該直胴部の端部が円錐状であるインゴットから前記端部を切断分離し、該切断された円錐状端部の先端を切断して得られた円錐台状のワークを円柱形状に加工するワークの加工装置であって、少なくとも、前記円錐台状のワークを載置するテーブルと、該テーブルに載置されたワークの上方に配置され、円筒状で先端に砥石を有した中心軸周りに回転可能なコアビットと、該コアビットに駆動力を伝達して回転させる駆動モータと、前記コアビットを前記ワークに対して相対的に上下方向に移動させる送り機構とを具備し、前記コアビットを駆動モータによって回転させながら前記送り機構によって相対的に下方に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記テーブルに載置されたワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工するものであることを特徴とするワークの加工装置が提供される。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a cylindrical straight body portion and an ingot in which the end portion of the straight body portion is conical are cut and separated, and the conical end thus cut is separated. A workpiece processing apparatus for processing a truncated cone-shaped workpiece obtained by cutting the tip of a portion into a cylindrical shape, at least a table for mounting the truncated cone-shaped workpiece, and a table mounted on the table A core bit that is disposed above the workpiece and has a cylindrical shape and has a grindstone at the tip, can rotate around a central axis, a driving motor that transmits the driving force to the core bit and rotates the core bit, and the core bit with respect to the workpiece A feed mechanism that relatively moves in the vertical direction, and the core bit is cut and fed relatively downward by the feed mechanism while being rotated by a drive motor, and the grindstone of the core bit is placed on the table Processing device of a work is provided, characterized in that which is brought into contact with the workpiece is intended to be processed void the workpiece in a cylindrical shape.
このように、少なくとも、前記円錐台状のワークを載置するテーブルと、該テーブルに載置されたワークの上方に配置され、円筒状で先端に砥石を有した中心軸周りに回転可能なコアビットと、該コアビットに駆動力を伝達して回転させる駆動モータと、前記コアビットを前記ワークに対して相対的に上下方向に移動させる送り機構とを具備し、前記コアビットを駆動モータによって回転させながら前記送り機構によって相対的に下方に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記テーブルに載置されたワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工するものであれば、ワークを短時間で精度良く円柱形状に加工できるものとなるし、その円柱形状以外のほとんど全ての部分が研削粉としてロスすることなくブロック状で残るので、この部分を無駄にすることなく利用でき、コストを削減できるものとなる。   Thus, at least a table on which the truncated cone-shaped workpiece is placed, and a core bit that is disposed above the workpiece placed on the table and is cylindrical and rotatable around a central axis having a grindstone at the tip. And a drive motor that transmits the driving force to the core bit to rotate it, and a feed mechanism that moves the core bit in the vertical direction relative to the workpiece, while the core bit is rotated by the drive motor. If the workpiece is cut and fed relatively downward by the feed mechanism, the workpiece of the core bit is brought into contact with the workpiece placed on the table and the workpiece is cut into a cylindrical shape, the workpiece can be cut in a short time. It can be processed into a cylindrical shape with high accuracy, and almost all parts other than the cylindrical shape remain in a block shape without being lost as grinding powder. The part can be utilized without being wasted, and it can reduce costs.
このとき、前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決め手段を有することが好ましい。
このように、前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決め手段を有すれば、ワークをより精度良く円柱形状に加工できるものとなる。
At this time, it is preferable to have positioning means for aligning the center axis of the core bit with the core of the workpiece to be processed.
Thus, if there is a positioning means for matching the center axis of the core bit with the core of the workpiece to be machined, the workpiece can be machined into a cylindrical shape with higher accuracy.
またこのとき、前記位置決め手段は、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させる移動手段と、前記テーブル上に配置され、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックと、該位置決めブロックと対向した位置に配置され、前記ワークに対して水平方向に前進して前記ワークを押え込む押えブロックとを有し、前記位置決めブロックは、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記移動手段によって前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような位置に配置されたものとすることができる。   Further, at this time, the positioning means is arranged on the table and moving means for moving the table on which the work is placed directly below the core bit, and contacts the outer peripheral surface of the work to position the work. A positioning block, and a pressing block that is disposed at a position facing the positioning block and that moves forward in the horizontal direction with respect to the workpiece and presses the workpiece. The positioning block includes the positioning block and the workpiece. When the table is moved immediately below the core bit by the moving means in a state where the outer peripheral portion is in contact, the workpiece core is arranged at a position that coincides with the central axis of the core bit. Can do.
このように、前記位置決め手段が、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させる移動手段と、前記テーブル上に配置され、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックと、該位置決めブロックと対向した位置に配置され、前記ワークに対して水平方向に前進して前記ワークを押え込む押えブロックとを有し、前記位置決めブロックは、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記移動手段によって前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような位置に配置されたものであれば、簡単な構成でワークを芯出しして位置決めを行うことができ、ワークをより精度良く円柱形状に加工できるものとなる。   Thus, the positioning means is disposed on the table and moves on the table to move the table on which the work is placed, and contacts the outer peripheral surface of the work to position the work. A positioning block, and a pressing block that is disposed at a position facing the positioning block and that moves forward in the horizontal direction with respect to the workpiece and presses the workpiece. The positioning block includes the positioning block and the workpiece. When the table is moved directly below the core bit by the moving means in a state where the outer peripheral portion is in contact, the workpiece core is arranged at a position that coincides with the central axis of the core bit. The workpiece can be centered and positioned with a simple configuration, and the workpiece can be processed into a cylindrical shape with higher accuracy.
またこのとき、前記コアビットの外周面に近接させる、少なくとも1つのガイドローラーを具備し、該ガイドローラーを前記コアビットの外周面に近接させながら前記ワークを加工するものであることが好ましい。
このように、前記コアビットの外周面に近接させる、少なくとも1つのガイドローラーを具備し、該ガイドローラーを前記コアビットの外周面に近接させながら前記ワークを加工するものであれば、コアビットが偏心して回転するのを抑制することができ、その結果、ワークをより精度良く円柱形状に加工でき、コアビットのライフの低下及びワークの加工ロスを抑制できるものとなる。
At this time, it is preferable that at least one guide roller is provided close to the outer peripheral surface of the core bit, and the workpiece is processed while the guide roller is close to the outer peripheral surface of the core bit.
Thus, if the workpiece is processed while having at least one guide roller close to the outer peripheral surface of the core bit and the guide roller is close to the outer peripheral surface of the core bit, the core bit rotates eccentrically. As a result, the workpiece can be machined into a cylindrical shape with higher accuracy, and the life reduction of the core bit and the machining loss of the workpiece can be suppressed.
またこのとき、前記ガイドローラーは、前記位置決めブロック及び/又は前記押えブロックに配置されるものであることが好ましい。
このように、前記ガイドローラーが、前記位置決めブロック及び/又は前記押えブロックに配置されるものであれば、コアビットがワークに当接して回転する直近にガイドローラーを配置したものとなるので、コアビットが偏心して回転するのをより確実に抑制できるものとなる。
At this time, it is preferable that the guide roller is disposed on the positioning block and / or the presser block.
In this way, if the guide roller is disposed in the positioning block and / or the presser block, the core bit is disposed in the immediate vicinity where the core bit contacts and rotates. It can suppress more reliably that it rotates eccentrically.
またこのとき、前記ワークの円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものであることが好ましい。
このように、前記ワークの円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものであれば、上記したワークの外周面に当接して押え付ける位置決めブロック及び押えブロックを簡単な構成にすることができるし、ワークの位置決めもより容易に正確に行うことができるものとなる。
At this time, it is preferable that a part of the outer peripheral surface of the truncated cone bottom of the workpiece is subjected to cylindrical grinding.
As described above, if a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone of the work is cylindrically ground, the positioning block and the presser block that are pressed against the outer peripheral surface of the work are made simple. In addition, the workpiece can be positioned more easily and accurately.
またこのとき、前記位置決め手段による前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御する機構を具備することができる。
このように、前記位置決め手段による前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御する機構を具備すれば、作業者の作業工程時間を削減できるものとなる。
At this time, a mechanism for automatically controlling the movement of the table by the positioning means and the punching of the workpiece by the core bit can be provided.
Thus, if the mechanism for automatically controlling the movement of the table by the positioning means and the punching of the workpiece by the core bit is provided, the work process time of the operator can be reduced.
また、本発明によれば、円柱状の直胴部と該直胴部の端部が円錐状であるインゴットから前記端部を切断分離し、該切断された円錐状端部の先端を切断して得られた円錐台状のワークを円柱形状に加工するワークの加工方法であって、前記円錐台状のワークをテーブルに載置し、円筒状で先端に砥石を有したコアビットを中心軸周りに回転させながら該コアビットを前記テーブルに載置されたワークの上方から下方に相対的に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記ワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工することを特徴とするワークの加工方法が提供される。   Further, according to the present invention, the end portion is cut and separated from a cylindrical straight body portion and an ingot in which the end portion of the straight body portion is conical, and the tip end of the cut conical end portion is cut. A method of processing a workpiece in which the frustoconical workpiece obtained in this way is machined into a columnar shape, wherein the frustoconical workpiece is placed on a table, and a cylindrical core bit having a grindstone at the tip is placed around the central axis. The core bit is cut and fed relatively downward from above the workpiece placed on the table while rotating the workpiece, and the workpiece is punched into a cylindrical shape by bringing the grindstone of the core bit into contact with the workpiece. A workpiece processing method characterized by the above is provided.
このように、前記円錐台状のワークをテーブルに載置し、円筒状で先端に砥石を有したコアビットを中心軸周りに回転させながら該コアビットを前記テーブルに載置されたワークの上方から下方に相対的に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記ワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工すれば、ワークを短時間で精度良く円柱形状に加工することができるし、その円柱形状以外のほとんど全ての部分が研削粉としてロスすることなくブロック状で残るので、この部分を無駄にすることなく利用でき、コストを削減することができる。   In this way, the truncated cone-shaped workpiece is placed on the table, and the core bit having a grindstone at the tip is rotated around the central axis while the core bit is rotated from above to below the workpiece placed on the table. The workpiece can be processed into a cylindrical shape with high accuracy in a short time by making the core bit grindstone abut against the workpiece and punching the workpiece into a cylindrical shape. Almost all portions other than the cylindrical shape remain in a block shape without being lost as grinding powder, so that this portion can be used without being wasted and the cost can be reduced.
またこのとき、前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決めを行ってから前記ワークの加工を行うことが好ましい。
このように、前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決めを行ってから前記ワークの加工を行えば、ワークを短時間でより精度良く円柱形状に加工することができる。
At this time, it is preferable that the workpiece is machined after positioning is performed so that the center axis of the core bit coincides with the core of the workpiece to be machined.
In this way, if the workpiece is machined after positioning so that the center axis of the core bit coincides with the core of the workpiece to be machined, the workpiece can be machined into a cylindrical shape with higher accuracy in a short time.
またこのとき、前記位置決めは、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックを、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような前記テーブル上の位置に配置し、前記位置決めブロックと対向した位置から前記ワークに対して水平方向に前進する押えブロックによって前記ワークを押え込み、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させることによって行うことができる。   Further, at this time, the positioning is performed by moving a positioning block that positions the workpiece by contacting the outer peripheral surface of the workpiece, and moving the table directly below the core bit in a state where the positioning block and the outer peripheral portion of the workpiece are in contact. When the work block is placed at a position on the table such that the core of the work coincides with the central axis of the core bit, the work block moves forward in the horizontal direction from the position facing the positioning block. This can be done by pressing the workpiece and moving the table on which the workpiece is placed directly below the core bit.
このように、前記位置決めは、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックを、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような前記テーブル上の位置に配置し、前記位置決めブロックと対向した位置から前記ワークに対して水平方向に前進する押えブロックによって前記ワークを押え込み、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させることによって行えば、容易にワークを芯出しして位置決めを行うことができ、ワークをより精度良く円柱形状に加工できる。   Thus, in the positioning, the positioning block for positioning the workpiece by contacting the outer peripheral surface of the workpiece is moved to the position immediately below the core bit while the positioning block and the outer peripheral portion of the workpiece are in contact with each other. By a presser block that is disposed at a position on the table such that the core of the work coincides with the central axis of the core bit and advances in a horizontal direction with respect to the work from a position facing the positioning block. If the workpiece is pressed and moved by moving the table on which the workpiece is placed directly below the core bit, the workpiece can be easily centered and positioned, and the workpiece is processed into a cylindrical shape with higher accuracy. it can.
またこのとき、前記コアビットの外周面にガイドローラーを近接させながら前記ワークの加工を行うことが好ましい。
このように、前記コアビットの外周面にガイドローラーを近接させながら前記ワークの加工を行えば、コアビットが偏心して回転するのを抑制することができ、その結果、ワークをより精度良く円柱形状に加工することができ、コアビットのライフの低下及びワークの加工ロスを抑制できる。
At this time, it is preferable to process the workpiece while bringing a guide roller close to the outer peripheral surface of the core bit.
In this way, if the workpiece is processed while the guide roller is brought close to the outer peripheral surface of the core bit, the core bit can be prevented from rotating eccentrically, and as a result, the workpiece can be processed into a cylindrical shape with higher accuracy. It is possible to reduce the life of the core bit and the machining loss of the workpiece.
またこのとき、前記コアビットによる前記ワークへの切り込みにおいて、切り込み開始時及び切り込み終了時のみ切り込み速度を遅くすることが好ましい。
このように、前記コアビットによる前記ワークへの切り込みにおいて、切り込み開始時及び切り込み終了時のみ切り込み速度を遅くすれば、ワークの加工において、ワークに欠けが発生するのを抑制できる。
At this time, it is preferable to reduce the cutting speed only at the start of cutting and at the end of cutting when cutting into the workpiece by the core bit.
In this way, when cutting into the workpiece by the core bit, if the cutting speed is decreased only at the start of cutting and at the end of cutting, it is possible to suppress the occurrence of chipping in the workpiece.
またこのとき、前記ワークとして、円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものを用いることができる。
このように、前記ワークとして、円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものを用いれば、上記した位置決めブロック及び押えブロックによるワークの押え付けを簡単に実施できるし、ワークの位置決めもより容易に正確に行うことができる。
At this time, as the workpiece, a part of the outer peripheral surface of the bottom portion of the truncated cone that is cylindrically ground can be used.
As described above, if a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone is cylindrically ground as the workpiece, the workpiece can be easily pressed by the positioning block and the holding block, and the workpiece can be positioned. It can be done more easily and accurately.
またこのとき、前記位置決めにおける前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御することができる。
このように、前記位置決めにおける前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御して、作業者の作業工程時間を削減することができる。
At this time, the movement of the table in the positioning and the punching of the workpiece by the core bit can be automatically controlled.
Thus, the movement of the table in the positioning and the punching of the workpiece by the core bit can be automatically controlled to reduce the work process time of the operator.
本発明では、ワークの加工装置において、少なくとも、円錐台状のワークを載置するテーブルと、該テーブルに載置されたワークの上方に配置され、円筒状で先端に砥石を有した中心軸周りに回転可能なコアビットと、該コアビットに駆動力を伝達して回転させる駆動モータと、前記コアビットを前記ワークに対して相対的に上下方向に移動させる送り機構とを具備し、前記コアビットを駆動モータによって回転させながら前記送り機構によって相対的に下方に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記テーブルに載置されたワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工するので、ワークを短時間で精度良く円柱形状に加工することができるし、その円柱形状以外のほとんど全ての部分が研削粉としてロスすることなくブロック状で残るので、この部分を無駄にすることなく利用でき、コストを削減できる。   According to the present invention, in the workpiece processing apparatus, at least a table on which a truncated cone-shaped workpiece is placed, and a cylindrical shape around the central axis that is disposed above the workpiece placed on the table and has a grindstone at the tip. A core bit that is rotatable, a drive motor that transmits the driving force to the core bit and rotates the core bit, and a feed mechanism that moves the core bit relative to the workpiece in a vertical direction. The workpiece is cut and fed relatively downward by the feed mechanism while being rotated by the workpiece, and the workpiece of the core bit is brought into contact with the workpiece placed on the table to cut the workpiece into a cylindrical shape. It can be accurately processed into a cylindrical shape in time, and almost all the parts other than the cylindrical shape can be blocked without loss as grinding powder. Since left in Jo, available without wasting this portion, the cost can be reduced.
本発明のワークの加工装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the workpiece processing apparatus of this invention. 本発明のワークの加工装置及び加工方法で加工対象となるワークの概略を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline of the workpiece | work used as the process target with the processing apparatus and processing method of the workpiece | work of this invention. 本発明のワークの加工方法の概略を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline of the processing method of the workpiece | work of this invention. 本発明のワークの加工装置の位置決め手段及びガイドローラーの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the positioning means and guide roller of the processing apparatus of the workpiece | work of this invention. 本発明のワークの加工装置及び加工方法で用いることができるハンドリング装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the handling apparatus which can be used with the processing apparatus and processing method of the workpiece | work of this invention. 従来のワークの加工方法で用いられる一般的な円筒研削装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the general cylindrical grinding apparatus used with the processing method of the conventional workpiece | work.
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
一般に、CZ法等によって引き上げられた例えばシリコン単結晶等のインゴットは円柱状の直胴部に円錐状の端部を有している。このようなインゴットは引き上げ後、所定の径となるように外周面に研削加工が施され、ブロックの切断工程にて円錐状の端部が切断分離され円柱状の直胴部のみとされる。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
In general, an ingot made of, for example, a silicon single crystal or the like pulled up by the CZ method or the like has a conical end portion in a cylindrical straight body portion. After such an ingot is pulled up, the outer peripheral surface is ground so as to have a predetermined diameter, and the conical end portion is cut and separated in the block cutting process so that only the cylindrical straight body portion is formed.
この切断分離された円錐状の端部を廃棄することなく有効的に活用するため、その円錐状の端部を円筒研削装置を用いて円筒研削して前記直胴部より小さい所望の径の円柱状に加工後、実験用のウェーハに切断加工する等して利用されていた。
しかし、円筒研削装置で所望の径になるまで研削するのは、その工程に多大な時間がかかり、また、研削される部分は全て研削粉としてロスとなってしまう。そのため、研削される部分のロスを削減しつつ円錐状の端部を短時間で円柱形状に加工することが課題となっていた。
In order to effectively use the cut and separated conical end portion without discarding, the conical end portion is subjected to cylindrical grinding using a cylindrical grinder and a circle having a desired diameter smaller than the straight body portion. After processing into a columnar shape, it was used by cutting into a test wafer.
However, grinding to a desired diameter with a cylindrical grinding apparatus takes a long time in the process, and all the parts to be ground are lost as grinding powder. Therefore, it has been a problem to process the conical end portion into a cylindrical shape in a short time while reducing the loss of the portion to be ground.
そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、円錐状の端部を円筒研削によって円柱形状に加工するのではなく、所定の径の円筒状の砥石を有したコアビットによりくり貫き加工すれば、短時間に精度良く円柱形状に加工でき、その円柱状以外の部分のロスを削減して加工できることに想到し、本発明を完成させた。   Therefore, the present inventors have made extensive studies to solve such problems. As a result, instead of machining the conical end into a cylindrical shape by cylindrical grinding, it can be machined into a cylindrical shape with high accuracy in a short time by drilling with a core bit having a cylindrical grindstone of a predetermined diameter. The present invention has been completed by conceiving that processing can be performed while reducing the loss of portions other than the cylindrical shape.
図1は本発明のワークの加工装置の一例を示した概略図である。
また、図2は本発明のワークの加工装置及び加工方法で加工対象となるワークの概略を説明する説明図である。
図2に示すように、CZ法等によって引き上げられたインゴットは円柱状の直胴部に円錐状の端部(コーンおよびテール)を有している。この円錐状の端部は直胴部から切り離され、先端の尖った部分が切り落されて円錐台形状となる。この円錐台形状のワークが本発明での加工対象となる。ここで、先端の尖った部分が切断された切断面は、本発明のワークの加工装置及び加工方法で前記直胴部の直径より小さい所望の直径を有する円柱状にくり貫き加工するために、その所望の径以上の直径になるように切断されている。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a workpiece machining apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view for explaining the outline of a workpiece to be machined by the workpiece machining apparatus and machining method of the present invention.
As shown in FIG. 2, the ingot pulled up by the CZ method or the like has a conical end portion (cone and tail) in a cylindrical straight body portion. This conical end portion is cut off from the straight body portion, and a pointed portion is cut off to form a truncated cone shape. This frustoconical workpiece is a processing target in the present invention. Here, in order to pierce and cut into a cylindrical shape having a desired diameter smaller than the diameter of the straight body portion by the workpiece processing apparatus and processing method of the present invention, the cutting surface having a sharp tip is cut. It is cut to have a diameter larger than the desired diameter.
本発明のワークの加工装置1は、図1に示すように、上記したような円錐台状のワークWを載置するテーブル5と、ワークWを円柱状にくり貫くためのコアビット2と、そのコアビット2に駆動力を伝達して回転させる駆動モータ4と、コアビット2をワークWに対して相対的に上下方向に移動させる送り機構3とを有している。   As shown in FIG. 1, a workpiece processing apparatus 1 according to the present invention includes a table 5 on which a truncated cone-shaped workpiece W as described above is placed, a core bit 2 for punching the workpiece W into a cylindrical shape, A driving motor 4 that rotates the core bit 2 by transmitting a driving force and a feed mechanism 3 that moves the core bit 2 in the vertical direction relative to the workpiece W are provided.
このコアビット2は、加工時のテーブル5に載置されたワークWの上方に配置される。また、図3に示すように、コアビット2は円筒状であり、先端に砥石6が設けられている。そして、その中心軸周りに回転可能となっている。
ここで、コアビット2は、市販のコアドリルに通常取り付けられるものを用いることができ、加工されるワークWの円柱形状の直径に併せて、そのコアビット2の直径を選択することができる。
このように、本発明のワークの加工装置では、用いるコアビット2の直径を変更することで容易にワークWの様々な直径への加工に対応することができる。
The core bit 2 is disposed above the workpiece W placed on the table 5 during processing. Moreover, as shown in FIG. 3, the core bit 2 is cylindrical and the grindstone 6 is provided in the front-end | tip. And it can rotate around the central axis.
Here, what is normally attached to a commercially available core drill can be used for the core bit 2, and the diameter of the core bit 2 can be selected according to the diameter of the columnar shape of the workpiece | work W processed.
Thus, in the workpiece machining apparatus of the present invention, the workpiece W can be easily machined to various diameters by changing the diameter of the core bit 2 to be used.
さらにコアビット2は、送り機構3によってワークWに対して相対的に上下方向に移動できるようになっている。即ち、図1に示すようにコアビット2をワークWに対して上下方向に移動させるか、或いは、ワークWをコアビット2に対して上下方向に移動させることができるようになっている。   Furthermore, the core bit 2 can be moved in the vertical direction relative to the workpiece W by the feed mechanism 3. That is, as shown in FIG. 1, the core bit 2 can be moved up and down with respect to the work W, or the work W can be moved up and down with respect to the core bit 2.
また、テーブル5を例えば、エアシリンダ、ボールネジ、リニアガイド等により加工装置上で水平方向に移動可能とすることができ、ワークWを載置した状態でテーブル5をコアビット2の直下に移動可能に構成できる。また、ワークWのくり貫きが完了する状態では、コアビット2の砥石6部分がテーブル5のワークWの載置面に当接することになる。そのため、テーブル5の材質を、コアビット2の砥石6が当接して切り込み可能なものとすることが望ましい。或いは、その砥石6が当接するテーブル5の部分に溝を設けて、砥石6がテーブル5に当接しないようにすることもできる。   Further, the table 5 can be moved in the horizontal direction on the processing apparatus by, for example, an air cylinder, a ball screw, a linear guide, etc., and the table 5 can be moved directly below the core bit 2 with the workpiece W placed thereon. Can be configured. In addition, in the state where the workpiece W is completely punched, the grindstone 6 portion of the core bit 2 comes into contact with the work W mounting surface of the table 5. For this reason, it is desirable that the material of the table 5 can be cut by contact with the grindstone 6 of the core bit 2. Alternatively, a groove may be provided in the portion of the table 5 on which the grindstone 6 abuts so that the grindstone 6 does not abut on the table 5.
また、ワークWの加工中に研磨液を供給する供給口(不図示)を設けることができ、例えば、コアビット2の内側に供給口を設け、その供給口から砥石6に研磨液を供給することができる。この研磨液として例えば水を用いることができる。
さらに、ワークWのくり貫き加工後にコアビット2を相対的に上方に移動させる際、この供給口からコアビット2の内側に水等の流体を噴射して内圧をかけるようにすることで、コアビット2の内部に密着していたワークWを分離することができ、コアビット2の移動をスムーズに行うことができる。或いは、その流体として圧縮空気を用い、圧縮空気をコアビット2の内側に噴射する機構を設けるようにしても良い。
また、くり貫き加工後のワークWをテーブル5上から搬出するために、図5に示すように、吸着式のハンドリング装置12を設け、ワークWを吸着して引き出すようにすることができる。
Further, a supply port (not shown) for supplying a polishing liquid during processing of the workpiece W can be provided. For example, a supply port is provided inside the core bit 2 and the polishing liquid is supplied to the grindstone 6 from the supply port. Can do. For example, water can be used as the polishing liquid.
Further, when the core bit 2 is moved relatively upward after the workpiece W is punched, a fluid such as water is sprayed from the supply port to the inside of the core bit 2 to apply an internal pressure. The workpiece W that is in close contact with the inside can be separated, and the core bit 2 can be moved smoothly. Alternatively, a compressed air may be used as the fluid and a mechanism for injecting the compressed air into the core bit 2 may be provided.
Further, in order to unload the workpiece W after the punching process from the table 5, as shown in FIG. 5, a suction type handling device 12 can be provided so that the workpiece W can be sucked and pulled out.
そして、このように構成されたワークの加工装置1では、コアビット2を駆動モータ4によって回転させながら送り機構3によって相対的に下方に切り込み送りし、コアビット2の砥石6をテーブル5に載置されたワークWに当接させて、そのワークWを円柱形状にくり貫き加工できるようになっている。
このようなワークの加工装置1であれば、ワークを短時間で精度良く円柱形状に加工できるものとなる。また、その円柱形状以外のほとんど全ての部分が研削粉としてロスすることなくブロック状で残るので、例えば有価物として売却する等、この部分を無駄にすることなく利用でき、コストを削減できるものとなる。
In the workpiece machining apparatus 1 configured as described above, the core bit 2 is rotated by the driving motor 4 while being relatively cut by the feed mechanism 3 and the grindstone 6 of the core bit 2 is placed on the table 5. The workpiece W is brought into contact with the workpiece W, and the workpiece W can be punched into a cylindrical shape.
With such a workpiece processing apparatus 1, the workpiece can be accurately processed into a cylindrical shape in a short time. In addition, almost all the parts other than the cylindrical shape remain in a block shape without being lost as grinding powder, so that it can be used without wasting this part, for example, sold as valuables, and the cost can be reduced. Become.
このとき、コアビット2の中心軸と加工するワークWの芯とを一致させる位置決め手段を有することが好ましい。例えば、この位置決め手段を図4に示すような構成とすることができる。すなわち、位置決め手段7は、ワークWが載置されたテーブル5をコアビット2の直下に移動させる移動手段11と、テーブル5上に配置され、ワークWの外周面に当接してそのワークWを位置決めする位置決めブロック8と、その位置決めブロック8と対向した位置に配置され、ワークWに対して、例えばエアシリンダ13の空気圧等によって水平方向に前進してワークWを押え込む押えブロック9とを有している。   At this time, it is preferable to have positioning means for matching the central axis of the core bit 2 with the core of the workpiece W to be processed. For example, the positioning means can be configured as shown in FIG. That is, the positioning means 7 is arranged on the table 5 and the moving means 11 for moving the table 5 on which the workpiece W is placed directly below the core bit 2, and contacts the outer peripheral surface of the workpiece W to position the workpiece W. A positioning block 8 that is disposed at a position facing the positioning block 8, and has a presser block 9 that moves forward with respect to the work W in the horizontal direction by, for example, air pressure of the air cylinder 13 to press the work W. ing.
この位置決めブロック8は、その位置決めブロック8とワークWの外周部が当接した状態で移動手段11によってテーブル5をコアビット2の直下に移動させた際に、ワークWの芯がコアビット2の中心軸に一致するようなテーブル5上の位置に予め配置されたものとなっている。
このような位置決め手段7を有していれば、簡単な構成でワークWの位置決め芯出しを行うことができ、ワークWをより精度良く円柱形状に加工できるものとなる。
The positioning block 8 is such that the core of the work W is the central axis of the core bit 2 when the table 5 is moved directly below the core bit 2 by the moving means 11 with the positioning block 8 and the outer periphery of the work W in contact with each other. Are arranged in advance on the table 5 so as to coincide with each other.
If such positioning means 7 is provided, the positioning of the workpiece W can be performed with a simple configuration, and the workpiece W can be processed into a cylindrical shape with higher accuracy.
またこのとき、図4に示すように、コアビット2の外周面に近接させる、少なくとも1つのガイドローラー10を具備し、そのガイドローラー10をコアビット2の外周面に近接させながらワークWを加工するものであることが好ましい。
このように、コアビット2の外周面に近接させる、少なくとも1つのガイドローラー10を具備し、そのガイドローラー10をコアビット2の外周面に近接させながらワークWを加工するものであれば、ワークWがシリコン等のような硬いものであっても、コアビット2がワークWに切り込む際に偏心して回転してしまうのを抑制できるものとなる。その結果、ワークWをより精度良く円柱形状に加工でき、偏心によるコアビット2のライフの低下を抑制し、また加工ロスが増えるのを抑制できるものとなる。
At this time, as shown in FIG. 4, at least one guide roller 10 is provided to be close to the outer peripheral surface of the core bit 2, and the workpiece W is processed while the guide roller 10 is close to the outer peripheral surface of the core bit 2. It is preferable that
As described above, if the workpiece W is provided with at least one guide roller 10 close to the outer peripheral surface of the core bit 2 and the workpiece W is processed while the guide roller 10 is close to the outer peripheral surface of the core bit 2, the workpiece W is Even a hard material such as silicon can suppress the core bit 2 from rotating eccentrically when cutting into the workpiece W. As a result, the workpiece W can be machined into a cylindrical shape with higher accuracy, the life of the core bit 2 due to eccentricity can be suppressed, and an increase in machining loss can be suppressed.
このガイドローラー10は、図4に示すように、位置決めブロック8及び/又は押えブロック9上に配置されるものであることが好ましく、このようにすれば、コアビット2がワークWに当接して回転する直近にガイドローラー10を配置したものとなるので、コアビット2が偏心して回転するのをより確実に抑制できるものとなる。また、このガイドローラ10は複数、特には3つ以上有するのが好ましい。3つ以上あればコアビット2の偏心をより確実に抑制することができる。   The guide roller 10 is preferably disposed on the positioning block 8 and / or the presser block 9 as shown in FIG. 4, and in this way, the core bit 2 rotates in contact with the workpiece W. Since the guide roller 10 is disposed in the immediate vicinity, the core bit 2 can be more reliably suppressed from rotating eccentrically. Further, it is preferable to have a plurality of guide rollers 10, particularly three or more. If there are three or more, the eccentricity of the core bit 2 can be more reliably suppressed.
またこのとき、図2に示すように、ワークWの円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものであることが好ましく、このようなものであれば、例えば図4に示す位置決めブロック8及び押えブロック9のワークWに当接する部分を複雑な形状にする必要もなく、簡単に構成することができる。また、ワークWの円錐台底部の外周面の一部を円筒研削して予め所定の直径としておけば、上記したような位置決めブロック8のテーブル5上への配置も容易により正確な位置で行うことができるので、ワークWの位置決めもより容易に正確に行うことができるものとなる。   Further, at this time, as shown in FIG. 2, it is preferable that a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone of the workpiece W is cylindrically ground. In such a case, for example, the positioning block shown in FIG. 8 and the part of the presser block 9 that contacts the work W do not need to have a complicated shape, and can be configured easily. If a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone of the workpiece W is cylindrically ground to a predetermined diameter in advance, the positioning block 8 can be easily placed on the table 5 at a more accurate position. Therefore, the workpiece W can be positioned more easily and accurately.
またこのとき、図1に示すように、位置決め手段7によるテーブル5の移動と、コアビット2によるワークWのくり貫き加工、特にコアビット2の切り込み送り速度制御、回転制御等を自動制御する機構14を具備することができる。このような機構14を設けて自動制御を行えば、作業者の作業工程時間を削減できるものとなる。   At this time, as shown in FIG. 1, the mechanism 14 for automatically controlling the movement of the table 5 by the positioning means 7 and the punching of the workpiece W by the core bit 2, particularly the cutting feed speed control and rotation control of the core bit 2 is provided. Can be provided. If such a mechanism 14 is provided and automatic control is performed, the work process time of the operator can be reduced.
次に本発明のワークの加工方法について説明する。
ここでは、図1に示すようなワークの加工装置1を用いた場合について説明する。
まず、図3に示すように、円錐台状のワークWをテーブル5に載置する。このとき、ワークWの向きを、例えば図5に示すように、ワークWの円錐台底部を下側にして載置しても良いし、円錐台底部を上側にして載置しても良い。
Next, the workpiece machining method of the present invention will be described.
Here, the case where the workpiece processing apparatus 1 as shown in FIG. 1 is used will be described.
First, as shown in FIG. 3, the truncated cone-shaped workpiece W is placed on the table 5. At this time, for example, as shown in FIG. 5, the workpiece W may be placed with the bottom of the truncated cone of the workpiece W facing downward, or may be placed with the bottom of the truncated cone facing upward.
このとき、コアビット2の中心軸と加工するワークWの芯とを一致させる位置決めを行ってからワークWの加工を行うことが好ましく、例えば、図4に示すように、ワークWの外周面に当接してワークWを位置決めする位置決めブロック8を、その位置決めブロック8とワークWの外周部が当接した状態でテーブル5をコアビット2の直下に移動させた際に、ワークWの芯がコアビット2の中心軸に一致するようなテーブル5上の位置に配置し、その位置決めブロック8と対向した位置からワークWに対して水平方向に前進する押えブロック9によってワークWを押え込み、その押え込まれたワークWが載置されたテーブル5をコアビット2の直下に移動させることによって行うことができる。
このようにして位置決めを行えば容易にワークWの位置決めを行うことができ、ワークWをより精度良く円柱形状に加工することができる。
At this time, it is preferable that the workpiece W be machined after positioning so that the center axis of the core bit 2 and the core of the workpiece W to be machined coincide with each other. For example, as shown in FIG. When the positioning block 8 that contacts and positions the workpiece W is moved directly below the core bit 2 with the positioning block 8 and the outer peripheral portion of the workpiece W in contact with each other, the core of the workpiece W is the core bit 2 The work W is pressed by a presser block 9 which is arranged at a position on the table 5 so as to coincide with the central axis, and advances in a horizontal direction with respect to the work W from a position facing the positioning block 8. This can be done by moving the table 5 on which W is placed directly below the core bit 2.
If positioning is performed in this manner, the workpiece W can be easily positioned, and the workpiece W can be processed into a cylindrical shape with higher accuracy.
次に、図3に示すように、コアビット2を中心軸周りに回転させながら、そのコアビット2をテーブル5に載置されたワークWの上方から下方に相対的に切り込み送りする。
ここで、コアビット2の回転数、切り込み送り速度は加工するインゴットやコアビット2の砥石6の直径等に応じて適宜決定することができるが、例えば、回転数を400〜600rpm、切り込み送り速度を0.3〜3.0mm/minとすることができる。
Next, as shown in FIG. 3, while rotating the core bit 2 around the central axis, the core bit 2 is relatively cut and fed downward from above the workpiece W placed on the table 5.
Here, the rotational speed and cutting feed speed of the core bit 2 can be appropriately determined according to the ingot to be processed, the diameter of the grindstone 6 of the core bit 2, and the like. For example, the rotational speed is 400 to 600 rpm and the cutting feed speed is 0. 3 to 3.0 mm / min.
このようにコアビット2を切り込み送りし、コアビット2の砥石6をワークWに当接させてワークWを円柱形状にくり貫き加工する。
このようにしてワークWを加工すれば、ワークWを短時間で精度良く円柱形状に加工することができる。また、その円柱形状以外のほとんど全ての部分が研削粉としてロスすることなくブロック状で残るので、この部分を無駄にすることなく利用でき、コストを削減することができる。
In this way, the core bit 2 is cut and fed, the grindstone 6 of the core bit 2 is brought into contact with the workpiece W, and the workpiece W is punched into a cylindrical shape.
If the workpiece W is processed in this manner, the workpiece W can be processed into a cylindrical shape with high accuracy in a short time. Moreover, since almost all parts other than the cylindrical shape remain in a block shape without being lost as grinding powder, this part can be used without being wasted, and the cost can be reduced.
ここで、ワークWの切り込みが完了した直後にコアビット2の回転を停止することが望ましく、こうすることでくり貫き加工後の円柱状のワークがコアビット2の回転に倣って共に回転し、コアビット2への衝突によるダメージで欠けが発生してしまうのを抑制することができる。
また、この際、例えば水等の研削液を砥石6に供給しながらくり貫き加工することができる。そして、その研削液の供給量を例えば、5〜20L/minとすることができる。
Here, it is desirable to stop the rotation of the core bit 2 immediately after the cutting of the workpiece W is completed. In this way, the cylindrical workpiece after the punching process rotates together with the rotation of the core bit 2, and the core bit 2 It is possible to suppress the occurrence of chipping due to the damage caused by the collision.
Further, at this time, for example, water can be drilled while being supplied to the grindstone 6. And the supply amount of the grinding fluid can be 5-20 L / min, for example.
また、ワークWのくり貫き加工後にコアビット2を相対的に上方に移動させる。この際、この供給口からコアビット2の内側に水等の流体を、特に切り込み中の供給量を5L/min、切り込み完了時の供給量を20L/min程度にして噴射して内圧をかけるようにすることで、コアビット2の内部に密着していたワークWを分離することができ、コアビット2の移動をスムーズに行うことができる。或いは、その流体として圧縮空気を用い、圧縮空気をコアビット2の内側に噴射するようにしても良い。   Further, the core bit 2 is moved relatively upward after the workpiece W is punched. At this time, a fluid such as water is injected from the supply port into the core bit 2 at a supply rate of about 5 L / min during cutting and about 20 L / min when the cutting is completed so as to apply an internal pressure. By doing so, the workpiece W that is in close contact with the inside of the core bit 2 can be separated, and the core bit 2 can be moved smoothly. Alternatively, compressed air may be used as the fluid, and the compressed air may be injected into the core bit 2.
またこのとき、図4に示すように、コアビット2の外周面にガイドローラー10を近接させながらワークWの加工を行うことが好ましく、このようにすれば、コアビット2が偏心して回転するのを抑制することができる。その結果、ワークWをより精度良く円柱形状に加工でき、偏心によるコアビット2のライフの低下を抑制し、また加工ロスが増えるのを抑制することができる。   At this time, as shown in FIG. 4, it is preferable to process the workpiece W while bringing the guide roller 10 close to the outer peripheral surface of the core bit 2, thereby suppressing the core bit 2 from rotating eccentrically. can do. As a result, the workpiece W can be machined into a cylindrical shape with higher accuracy, the life reduction of the core bit 2 due to eccentricity can be suppressed, and an increase in machining loss can be suppressed.
またこのとき、コアビット2によるワークWへの切り込みにおいて、切り込み開始時及び切り込み終了時のみ切り込み速度を遅くすることが好ましい。例えば、切り込み開始時から切り込み量約30mmまでの切り込み速度を0.3mm/min、残り切り込み量約15mmから切り込み終了までの切り込み速度を1.0mm/min、それ以外の中間部での切り込み速度を2.0mm/min程度にすることができる。
このように、コアビット2によるワークWへの切り込みにおいて、切り込み開始時及び切り込み終了時のみ切り込み速度を遅くすれば、ワークWの加工において、特に切り込み開始時及び切り込み終了時に発生し易いワークWの欠けを抑制することができる。
At this time, in the cutting into the workpiece W by the core bit 2, it is preferable to reduce the cutting speed only at the start of cutting and at the end of cutting. For example, the cutting speed from the start of cutting to the cutting amount of about 30 mm is 0.3 mm / min, the cutting speed from the remaining cutting amount of about 15 mm to the end of cutting is 1.0 mm / min, and the cutting speed at the other intermediate portion is It can be about 2.0 mm / min.
In this way, when cutting into the workpiece W by the core bit 2, if the cutting speed is decreased only at the start of cutting and at the end of cutting, the lack of the workpiece W that is likely to occur at the start of cutting and at the end of cutting, particularly when machining the workpiece W. Can be suppressed.
またこのとき、ワークWとして、図2に示すような円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものを用いることができる。このようなワークWを用いれば、図4に示すような、位置決めブロック8及び押えブロック9によるワークWの押え付けを簡単に実施できる。また、ワークWの円錐台底部の外周面の一部を円筒研削して予め所定の直径としておけば、上記したような位置決めブロック8のテーブル5上への配置も容易により正確な位置で行うことができるので、ワークWの位置決めもより容易に正確に行うことができる。
そして、加工終了後はくり貫いたワークWを取り出して搬出する位置にテーブル5を移動させる。
At this time, as the workpiece W, a workpiece in which a part of the outer peripheral surface of the truncated cone bottom as shown in FIG. If such a workpiece W is used, the workpiece W can be easily pressed by the positioning block 8 and the pressing block 9 as shown in FIG. If a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone of the workpiece W is cylindrically ground to a predetermined diameter in advance, the positioning block 8 can be easily placed on the table 5 at a more accurate position. Therefore, the workpiece W can be positioned more easily and accurately.
Then, after finishing the processing, the table 5 is moved to a position where the punched workpiece W is taken out and carried out.
このとき、上記した位置決めにおけるテーブル5の移動、すなわちワークWの加工前にワークWを載置したテーブル5の移動、及びワークWのくり貫き加工後のワークWが載置されたテーブル5の搬出位置までの移動と、コアビット2によるワークWのくり貫き加工、特にコアビット2の切り込み送り速度制御、回転制御等を自動制御することができる。このような自動制御を行えば、作業者の作業工程時間を削減することができる。   At this time, the movement of the table 5 in the positioning described above, that is, the movement of the table 5 on which the work W is placed before the work W is processed, and the unloading of the table 5 on which the work W is placed after the work W is punched. It is possible to automatically control the movement to the position and the punching of the workpiece W by the core bit 2, particularly the cutting feed speed control and rotation control of the core bit 2. If such automatic control is performed, the work process time of the operator can be reduced.
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.
(実施例1)
図1に示すような本発明のワークの加工装置を用い、本発明のワークの加工方法に従って直径300mmのシリコン単結晶インゴットから切断分離し、先端の尖った部分を切断した円錐台状の長さ150mmのワークを直径200mmの円柱形状に加工した。
また、ワークの加工は図4に示すような位置決め手段によって位置決めしてから行った。加工中には、水をコアビットに設けた供給口から供給し、その流量を切り込み中で5L/min、切り込み完了時に20L/minとした。また、図4に示すようなガイドローラを位置決めブロックに1箇所設け、コアビットの外周面にそのガイドローラーを近接させながら加工を行った。
Example 1
Using a workpiece processing apparatus of the present invention as shown in FIG. 1, the length of the truncated cone is cut and separated from a silicon single crystal ingot having a diameter of 300 mm according to the workpiece processing method of the present invention, and the pointed portion is cut. A 150 mm workpiece was processed into a cylindrical shape having a diameter of 200 mm.
The workpiece was processed after being positioned by positioning means as shown in FIG. During processing, water was supplied from a supply port provided in the core bit, and the flow rate was 5 L / min during cutting and 20 L / min when cutting was completed. Further, a guide roller as shown in FIG. 4 was provided in one position on the positioning block, and processing was performed while the guide roller was brought close to the outer peripheral surface of the core bit.
そして、その際の加工時間、作業者が行った作業工程時間及びワークの加工ロスについて評価した。
その結果を表1に示す。表1に示すように、加工時間は0.5時間であり、後述する比較例の33.5時間という結果と比べ大幅に改善されていることが分かる。ワークの加工ロスも1Kgと比較例の13Kgという結果と比べ著しく少なくなっていることが分かる。
また、作業者が行った作業工程時間も比較例の4時間と比べ0.5時間と大幅に短縮している。
このように、本発明のワークの加工装置及び加工方法は、円錐状端部の先端を切断して得られる円錐台状のワークを短時間で円柱形状に加工し、その円柱形状以外の部分のロスを削減して加工できることが確認できた。
And the processing time in that case, the work process time which the operator performed, and the processing loss of the workpiece | work were evaluated.
The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, it can be seen that the processing time is 0.5 hours, which is significantly improved compared to the result of 33.5 hours in the comparative example described later. It can be seen that the machining loss of the workpiece is also significantly less than the result of 1 kg and 13 kg of the comparative example.
Also, the work process time performed by the worker is significantly reduced to 0.5 hours compared to 4 hours in the comparative example.
As described above, the workpiece machining apparatus and machining method according to the present invention process a truncated cone-shaped workpiece obtained by cutting the tip of the conical end portion into a cylindrical shape in a short time, It was confirmed that processing was possible with reduced loss.
(実施例2)
ワークを加工位置に位置決めする際のテーブルの移動と、コアビットの切り込み送り速度制御、回転制御を自動制御する機構を設けた、図1に示すような本発明のワークの加工装置を用いた以外実施例1と同様にしてワークを加工し、実施例1と同様に加工時間、作業者が行った作業工程時間及びワークの加工ロスについて評価した。ここで、コアビットの切り込み送り速度は、切り込み開始時から切り込み量約30mmまでの切り込み速度を0.3mm/min、残り切り込み量約15mmから切り込み終了までの切り込み速度を1.0mm/min、それ以外の部分での切り込み速度を2.0mm/minとし、コアビットの回転数を500rpmとした。
その結果を表1に示す。表1に示すように、実施例1に比べ、作業者が行った作業工程時間が0.5時間から0.1時間に短縮されており、自動制御を行うことにより作業者が行った作業工程時間を更に短縮することができた。
(Example 2)
1. Implementation other than using the workpiece machining apparatus of the present invention as shown in FIG. 1, provided with a mechanism for automatically controlling the movement of the table when positioning the workpiece at the machining position, the cutting feed rate control of the core bit, and the rotation control. The workpiece was machined in the same manner as in Example 1, and the machining time, the work process time performed by the operator, and the machining loss of the workpiece were evaluated in the same manner as in Example 1. Here, the cutting speed of the core bit is 0.3 mm / min from the start of cutting to the cutting amount of about 30 mm, the cutting speed from the remaining cutting amount of about 15 mm to the end of cutting is 1.0 mm / min, and others The cutting speed at the portion was 2.0 mm / min, and the rotation speed of the core bit was 500 rpm.
The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, the work process time performed by the worker is shortened from 0.5 hours to 0.1 hour as compared with Example 1, and the work process performed by the worker by performing automatic control. The time could be further reduced.
(比較例)
図6に示すような円筒研削装置を用いてワークを円筒研削する従来の方法によって、円錐台状のワークを円柱状に加工し、実施例1と同様に評価した。
その結果を表1に示す。表1に示すように、加工時間、作業者が行った作業工程時間及びワークの加工ロスのいずれも実施例1より悪化していることが分かる。
(Comparative example)
A frustum-shaped workpiece was processed into a columnar shape by a conventional method of cylindrically grinding a workpiece using a cylindrical grinding apparatus as shown in FIG.
The results are shown in Table 1. As shown in Table 1, it can be seen that all of the machining time, the work process time performed by the worker, and the machining loss of the workpiece are worse than those of Example 1.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits the same function and effect. Are included in the technical scope.
1…ワークの加工装置、 2…コアビット、 3…送り機構、
4…駆動モータ、 5…テーブル、 6…砥石、 7…位置決め手段、
8…位置決めブロック、 9…押えブロック、 10…ガイドローラー、
11…移動手段、 12…ハンドリング装置、
13…押えブロックのエアシリンダ、 14…自動制御機構。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Work processing apparatus, 2 ... Core bit, 3 ... Feeding mechanism,
4 ... Driving motor, 5 ... Table, 6 ... Grinding wheel, 7 ... Positioning means,
8 ... Positioning block, 9 ... Presser block, 10 ... Guide roller,
11 ... Moving means, 12 ... Handling device,
13 ... Air cylinder of presser block, 14 ... Automatic control mechanism.

Claims (14)

  1. 円柱状の直胴部と該直胴部の端部が円錐状であるインゴットから前記端部を切断分離し、該切断された円錐状端部の先端を切断して得られた円錐台状のワークを円柱形状に加工するワークの加工装置であって、少なくとも、
    前記円錐台状のワークを載置するテーブルと、該テーブルに載置されたワークの上方に配置され、円筒状で先端に砥石を有した中心軸周りに回転可能なコアビットと、該コアビットに駆動力を伝達して回転させる駆動モータと、前記コアビットを前記ワークに対して相対的に上下方向に移動させる送り機構とを具備し、
    前記コアビットを駆動モータによって回転させながら前記送り機構によって相対的に下方に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記テーブルに載置されたワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工するものであることを特徴とするワークの加工装置。
    A truncated cone-shaped body obtained by cutting and separating the end portion from a cylindrical straight body portion and an ingot in which the end portion of the straight body portion is conical, and cutting the tip of the cut conical end portion. A workpiece processing apparatus for processing a workpiece into a cylindrical shape, at least,
    A table for placing the frustoconical workpiece, a core bit arranged above the workpiece placed on the table, having a cylindrical shape and having a grindstone at the tip, and rotatable about a central axis, and driven by the core bit A drive motor for transmitting and rotating the force; and a feed mechanism for moving the core bit relative to the workpiece in a vertical direction;
    While the core bit is rotated by a driving motor, it is cut and fed relatively downward by the feed mechanism, and the workpiece of the core bit is brought into contact with the workpiece placed on the table to punch the workpiece into a cylindrical shape. Workpiece processing device characterized by being a thing.
  2. 前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決め手段を有することを特徴とする請求項1に記載のワークの加工装置。   2. The workpiece machining apparatus according to claim 1, further comprising positioning means for aligning a center axis of the core bit with a core of the workpiece to be machined.
  3. 前記位置決め手段は、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させる移動手段と、前記テーブル上に配置され、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックと、該位置決めブロックと対向した位置に配置され、前記ワークに対して水平方向に前進して前記ワークを押え込む押えブロックとを有し、
    前記位置決めブロックは、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記移動手段によって前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような位置に配置されたものであることを特徴とする請求項2に記載のワークの加工装置。
    The positioning means includes a moving means for moving a table on which the work is placed directly below the core bit, a positioning block that is disposed on the table and contacts the outer peripheral surface of the work to position the work, A pressing block that is disposed at a position facing the positioning block and that advances in the horizontal direction with respect to the workpiece and presses the workpiece;
    The positioning block is configured such that when the table is moved immediately below the core bit by the moving means in a state where the positioning block and the outer peripheral portion of the workpiece are in contact with each other, the core of the workpiece coincides with the central axis of the core bit. The workpiece machining apparatus according to claim 2, wherein the workpiece machining apparatus is disposed at such a position.
  4. 前記コアビットの外周面に近接させる、少なくとも1つのガイドローラーを具備し、該ガイドローラーを前記コアビットの外周面に近接させながら前記ワークを加工するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のワークの加工装置。   2. The apparatus according to claim 1, further comprising at least one guide roller disposed close to the outer peripheral surface of the core bit, wherein the workpiece is processed while the guide roller is disposed close to the outer peripheral surface of the core bit. 4. The workpiece processing apparatus according to any one of 3 above.
  5. 前記ガイドローラーは、前記位置決めブロック及び/又は前記押えブロックに配置されるものであることを特徴とする請求項4に記載のワークの加工装置。   The workpiece processing apparatus according to claim 4, wherein the guide roller is disposed in the positioning block and / or the presser block.
  6. 前記ワークの円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載のワークの加工装置。   6. The workpiece processing apparatus according to claim 1, wherein a part of an outer peripheral surface of a bottom portion of the truncated cone of the workpiece is subjected to cylindrical grinding.
  7. 前記位置決め手段による前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御する機構を具備するものであることを特徴とする請求項3乃至請求項6のいずれか1項に記載のワークの加工装置。   The workpiece according to any one of claims 3 to 6, further comprising a mechanism for automatically controlling movement of the table by the positioning means and punching of the workpiece by the core bit. Processing equipment.
  8. 円柱状の直胴部と該直胴部の端部が円錐状であるインゴットから前記端部を切断分離し、該切断された円錐状端部の先端を切断して得られた円錐台状のワークを円柱形状に加工するワークの加工方法であって、
    前記円錐台状のワークをテーブルに載置し、円筒状で先端に砥石を有したコアビットを中心軸周りに回転させながら該コアビットを前記テーブルに載置されたワークの上方から下方に相対的に切り込み送りし、前記コアビットの砥石を前記ワークに当接させて該ワークを円柱形状にくり貫き加工することを特徴とするワークの加工方法。
    A truncated cone-shaped body obtained by cutting and separating the end portion from a cylindrical straight body portion and an ingot in which the end portion of the straight body portion is conical, and cutting the tip of the cut conical end portion. A workpiece machining method for machining a workpiece into a cylindrical shape,
    The frustoconical workpiece is placed on a table, and the core bit, which is cylindrical and has a grindstone at the tip, is rotated around the central axis while the core bit is relatively moved downward from above the workpiece placed on the table. A work machining method comprising cutting and feeding, bringing a grinding wheel of the core bit into contact with the work and punching the work into a cylindrical shape.
  9. 前記コアビットの中心軸と前記加工するワークの芯とを一致させる位置決めを行ってから前記ワークの加工を行うことを特徴とする請求項8に記載のワークの加工方法。   9. The workpiece machining method according to claim 8, wherein the workpiece is machined after positioning is performed so that a center axis of the core bit coincides with a core of the workpiece to be machined.
  10. 前記位置決めは、前記ワークの外周面に当接して該ワークを位置決めする位置決めブロックを、該位置決めブロックと前記ワークの外周部が当接した状態で前記テーブルを前記コアビットの直下に移動させた際に、前記ワークの芯が前記コアビットの中心軸に一致するような前記テーブル上の位置に配置し、前記位置決めブロックと対向した位置から前記ワークに対して水平方向に前進する押えブロックによって前記ワークを押え込み、前記ワークが載置されたテーブルを前記コアビットの直下に移動させることによって行うことを特徴とする請求項9に記載のワークの加工方法。   The positioning is performed when a positioning block that contacts the outer peripheral surface of the work and positions the work is moved directly below the core bit while the positioning block and the outer peripheral portion of the work are in contact with each other. The work piece is pressed by a holding block which is arranged at a position on the table such that the core of the work coincides with the central axis of the core bit and advances in a horizontal direction with respect to the work from a position facing the positioning block. The work processing method according to claim 9, wherein the work is performed by moving a table on which the work is placed directly below the core bit.
  11. 前記コアビットの外周面にガイドローラーを近接させながら前記ワークの加工を行うことを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれか1項に記載のワークの加工方法。   11. The workpiece machining method according to claim 8, wherein the workpiece is machined while a guide roller is brought close to the outer peripheral surface of the core bit.
  12. 前記コアビットによる前記ワークへの切り込みにおいて、切り込み開始時及び切り込み終了時のみ切り込み速度を遅くすることを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれか1項に記載のワークの加工方法。   12. The workpiece machining method according to claim 8, wherein, when cutting into the workpiece by the core bit, the cutting speed is decreased only at the start of cutting and at the end of cutting.
  13. 前記ワークとして、円錐台底部の外周面の一部が円筒研削されたものを用いることを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれか1項に記載のワークの加工方法。   The workpiece processing method according to any one of claims 8 to 12, wherein a part of the outer peripheral surface of the bottom of the truncated cone is cylindrically ground as the workpiece.
  14. 前記位置決めにおける前記テーブルの移動と、前記コアビットによるワークのくり貫き加工を自動制御することを特徴とする請求項10乃至請求項13のいずれか1項に記載のワークの加工方法。



    14. The workpiece machining method according to claim 10, wherein the movement of the table in the positioning and the punching of the workpiece by the core bit are automatically controlled.



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