JP2014166674A - Wire electric discharge machining device and wire electric discharge machining method - Google Patents

Wire electric discharge machining device and wire electric discharge machining method Download PDF

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid that the time during which electric discharge machining is generated stably among electrodes varies depending on the number of actually-discharging wires even in a case that plural wires are electrified collectively.SOLUTION: A wire electric discharge machining device, in which a work-piece is made into slices with spacings of wires arranged in parallel by electric discharge machining, comprises plural main rollers which make the wires circle so as to travel in the same direction, a power-supply terminal which supplies machining electric power for electric discharge machining to the plural circling wires collectively, a work-piece feed part which feeds the work-piece to the direction approaching the circling wires, and a power source line which supplies machining electric power for electric discharge machining through electrifying the power-supply terminal and the work-piece. The power-supply terminal and the work-piece feed part are arranged inside of the wires circling around the plural main rollers, and a power source circuit for machining electric power using the power source line is connected to the power-supply terminal and the work-piece feed part respectively.

Description

本発明はワイヤ放電加工装置およびワイヤ放電加工方法の技術に関する。   The present invention relates to a technique of a wire electric discharge machining apparatus and a wire electric discharge machining method.

従来より、シリコンインゴットを多数の薄片にスライスするための装置としてワイヤソーが知られているが、近年ワイヤ放電加工技術を用いてワークを薄板にスライスする技術がある。
例えば、特許文献1にはワイヤを走行する複数のガイドローラの中にワーク送り装置を配置する技術が開示されている。
Conventionally, a wire saw is known as an apparatus for slicing a silicon ingot into a large number of thin pieces. Recently, there is a technique for slicing a workpiece into a thin plate using a wire electric discharge machining technique.
For example, Patent Document 1 discloses a technique in which a workpiece feeding device is arranged among a plurality of guide rollers that run on a wire.

特開2010−260151号公報JP 2010-260151 A

マルチワイヤ放電加工においては複数本のワイヤに同一パルスで同一電圧値の加工電源を一括給電しても、極間における放電の発生はワイヤ毎にそれぞれ異なるので、必ずしもワイヤ毎に同時に放電電流が安定状態に達して流れ出すとは限らない。   In multi-wire electric discharge machining, even if a machining power supply with the same pulse value and the same voltage value is fed to multiple wires at once, the occurrence of discharge between the poles differs for each wire, so the discharge current is always stable for each wire at the same time. It does not necessarily flow into the state.

特許文献1には、このようにもし極間でのワイヤ毎に放電電流の立ち上がり時間がばらついてしまうと、放電電流が立ち上がった後の加工エネルギーが変わってしまうので、ワイヤ毎の加工形状もバラバラになってしまうといった問題点に関しては何ら開示されていない。   In Patent Document 1, if the rise time of the discharge current varies for each wire between the electrodes as described above, the machining energy after the discharge current rises changes, so the machining shape for each wire also varies. There is no disclosure regarding the problem of becoming.

本発明は、複数本のワイヤに一括給電した場合であっても、極間においては放電加工が安定して発生している時間が実際に放電しているワイヤの本数に依存して加工エネルギーがバラついてしまうことを防止することが可能な仕組みを提供することを目的とする。   In the present invention, even when power is supplied to a plurality of wires at once, the machining energy is dependent on the number of wires that are actually discharged between the electrodes depending on the number of wires that are actually discharged. It aims at providing the mechanism which can prevent that it falls apart.

本発明は、並設されたワイヤの間隔でワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線とを備え、前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されていることを特徴とする。   The present invention is a wire electric discharge machining apparatus for slicing a workpiece by electric discharge machining at an interval between wires arranged side by side, and a plurality of main rollers for rotating the wire so as to run in the same direction, and the plurality of rotating To the wire of the electric power supply that collectively feeds the machining power source for the electric discharge machining, the work feeding unit that feeds the work in a direction approaching the wire to go around, and the electric supply and the work A power supply wiring for supplying a machining power for the electric discharge machining, and the power supply and the work feeding portion are arranged inside wires that circulate around the plurality of main rollers, and the power supply wiring is used. A power supply circuit of the machining power supply is connected to the power supply and the work feeding unit, respectively.

また、前記複数のメインローラを周回するワイヤの外側に配置されて、加工液を貯留する加工槽をさらに備え、前記ワーク送り部は前記給電子よりも低い位置に配置され、保持する前記ワークが前記加工液に浸漬されるように、前記ワーク送り部が前記ワークを前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すことを特徴とする。   In addition, it further includes a processing tank that is disposed outside the wire that circulates around the plurality of main rollers and stores a processing liquid, and the work feeding unit is disposed at a position lower than the power supply and the work to be held is The workpiece feeding section feeds the workpiece in a direction approaching the wire that circulates so as to be immersed in the machining fluid.

また、前記電源配線は、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、   In addition, the power supply wiring includes a coaxial wiring portion that includes an upstream cable and a downstream cable, and the included upstream or downstream cable branches from the coaxial wiring portion to supply the power or A single wire connected to one of the workpiece feed parts;

を有し、前記複数のメインローラの外周に形成される、異なる方向に走行する2つのワイヤ走行面どうしの間隔による長さより、前記分岐された単線部の長さの方が短いことを特徴とする。   And the length of the branched single wire portion is shorter than the length due to the interval between two wire running surfaces running in different directions formed on the outer periphery of the plurality of main rollers. To do.

また、前記電源配線は、上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、を有し、前記分岐された単線部の長さが、前記ワーク送り部が前記ワークを周回するワイヤに接近する方向に送り出す距離とほぼ同等であることを特徴とする。   In addition, the power supply wiring includes a coaxial wiring portion that includes an upstream cable and a downstream cable, and the included upstream or downstream cable branches from the coaxial wiring portion to supply the power or A single wire portion connected to one of the workpiece feeding portions, and the length of the branched single wire portion is substantially equal to a distance that the workpiece feeding portion feeds in a direction approaching a wire that goes around the workpiece. It is characterized by being.

また、前記ワイヤに一括で給電された前記加工電源を前記ワークに放電する放電部と、前記給電子に前記放電加工するための加工電源を供給する電源部と、前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗が、前記給電子から前記放電部までのワイヤの抵抗よりも小さいことを特徴とする。
また、前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗は0.1Ωよりも小さいことを特徴とする。
A discharge unit that discharges the machining power supplied to the wire in a batch to the workpiece; a power supply that supplies a machining power for the electric discharge to the power supply; and from the power supply to the power supply The power supply wiring has a resistance smaller than that of the wire from the power supply to the discharge portion.
In addition, the resistance of the power supply wiring from the power supply unit to the power supply is smaller than 0.1Ω.

本発明により、複数本のワイヤに一括給電した場合であっても、極間においては放電加工が安定して加工エネルギーがワイヤの本数に依存してバラついてしまうことを防止することが可能な仕組みを提供することが可能となる。   According to the present invention, even when power is supplied to a plurality of wires at once, electric discharge machining is stable between the electrodes, and machining energy can be prevented from varying depending on the number of wires. Can be provided.

本発明のワイヤ放電加工システムを正面から見た図。The figure which looked at the wire electric discharge machining system of the present invention from the front. 本発明のワイヤ放電加工装置を正面から見た図。The figure which looked at the wire electric discharge machining apparatus of the present invention from the front. 本発明における給電子とワイヤとの配置関係を側面から見た図。The figure which looked at the arrangement | positioning relationship between the electric power feeder and a wire in this invention from the side. 従来技術(シングルワイヤ放電加工システム)における電気回路と各種部品の配置を示した図。The figure which showed arrangement | positioning of the electric circuit and various components in a prior art (single wire electric discharge machining system). 従来技術(マルチワイヤ放電加工システム)における電気回路と各種部品の配置を示した図。The figure which showed arrangement | positioning of the electric circuit and various components in a prior art (multi-wire electric discharge machining system). 本発明における極間状態(電圧と電流)と、加工電源のパルス(ON/OFF)周期を示したもの。The inter-electrode state (voltage and current) and the machining power supply pulse (ON / OFF) cycle in the present invention. 本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。The figure which showed arrangement | positioning of the electric circuit and various components in this invention. 本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。The figure which showed arrangement | positioning of the electric circuit and various components in this invention. 本発明における電気回路と各種部品の配置を示した図。The figure which showed arrangement | positioning of the electric circuit and various components in this invention. 理想的に給電子とワークを配置した場合のケーブル配線を正面から見た図。The figure which looked at the cable wiring at the time of arrange | positioning a power supply and a workpiece | work ideally from the front. 主にインダクタンスからなる配線抵抗が大きかったこれまでの給電子とワークをそれぞれ配置した場合のケーブル配線を示した図。The figure which showed the cable wiring at the time of arrange | positioning the electric power supply and the workpiece | work so far that wiring resistance mainly consisting of inductance was large. 主にインダクタンスからなる配線抵抗が小さくなるように、理想的に給電子とワークを配置した場合のケーブル配線を示した図。The figure which showed the cable wiring at the time of arrange | positioning an electric supply and a workpiece | work ideally so that the wiring resistance mainly consisting of inductance may become small. 本発明における複数のワイヤ間で放電の立ち上がり時間τを比較した結果である。It is the result of having compared the rise time (tau) of discharge between several wires in this invention. 本発明におけるワイヤの本数の増加にともなって変化する合計の加工電流の理論計算値を比較したグラフである。It is the graph which compared the theoretical calculation value of the total processing current which changes with the increase in the number of the wires in this invention. 本発明のマルチワイヤ放電加工システムにおける放電電流の立ち上がり方を場合分けした図である。It is the figure which divided the way of rising of the discharge current in the multi-wire electric discharge machining system of the present invention. 本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。The figure which looked at the modification of the arrangement | positioning relationship between the electric power feeding unit and work feeding part in this invention from the front. 本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。The figure which looked at the modification of the arrangement | positioning relationship between the electric power feeding unit and work feeding part in this invention from the front. 本発明における給電子ユニットとワーク送り部との配置関係の変形例を正面から見た図。The figure which looked at the modification of the arrangement | positioning relationship between the electric power feeding unit and work feeding part in this invention from the front.

図1を説明する。   Referring to FIG.

図1は、本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工機1を前方から見た外観図である。尚、図1に示す各機構の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な構成例があることは言うまでもない。   FIG. 1 is an external view of a multi-wire electric discharge machine 1 according to an embodiment of the present invention as viewed from the front. The configuration of each mechanism shown in FIG. 1 is an example, and it goes without saying that there are various configuration examples depending on the purpose and application.

図1は本発明におけるマルチワイヤ放電加工システム(半導体基板または太陽電池基板の製造システム)の構成を示す図である。マルチワイヤ放電加工システムは、マルチワイヤ放電加工装置1、電源装置2、加工液供給装置50から構成されている。
マルチワイヤ放電加工システムは、放電により並設された複数本のワイヤの間隔で被加工物を薄片にスライスすることができる。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a multi-wire electric discharge machining system (semiconductor substrate or solar cell substrate manufacturing system) according to the present invention. The multi-wire electric discharge machining system includes a multi-wire electric discharge machining device 1, a power supply device 2, and a machining fluid supply device 50.
The multi-wire electric discharge machining system can slice a workpiece into thin pieces at intervals of a plurality of wires arranged in parallel by electric discharge.

1はマルチワイヤ放電加工装置であり、1には、サーボモータにより駆動されるワーク送り装置3がワイヤ103上部に設けられ上下方向にワーク105を移動できる。本発明ではワーク105が下(重力)方向に送られ、ワーク105とワイヤ103の間で放電加工がおこなわれる。   Reference numeral 1 denotes a multi-wire electric discharge machining apparatus. In FIG. 1, a workpiece feeding device 3 driven by a servo motor is provided on the upper portion of the wire 103 and can move the workpiece 105 in the vertical direction. In the present invention, the workpiece 105 is sent in the downward (gravity) direction, and electric discharge machining is performed between the workpiece 105 and the wire 103.

2は電源装置であり、2には、サーボモータを制御する放電サーボ制御回路が放電の状態に応じて効率よく放電を発生させるために放電ギャップを一定の隙間に保つように制御し、またワーク位置決めを行い、放電加工を進行させる。   Reference numeral 2 denotes a power supply device. In FIG. 2, a discharge servo control circuit that controls the servo motor controls the discharge gap to be a constant gap in order to efficiently generate discharge according to the state of discharge. Positioning is performed and electric discharge machining proceeds.

加工電源回路(図7)は、放電加工のための放電パルスをワイヤ103へ供給するとともに、放電ギャップで発生する短絡などの状態に適応する制御を行いまた放電サーボ制御回路への放電ギャップ信号を供給する。   The machining power supply circuit (FIG. 7) supplies a discharge pulse for electric discharge machining to the wire 103, performs control adapted to a state such as a short circuit occurring in the discharge gap, and outputs a discharge gap signal to the discharge servo control circuit. Supply.

50は加工液供給装置であり、50は、放電加工部の冷却、加工チップ(屑)の除去に必要な加工液をポンプによりワーク105とワイヤ103へ送液する共に、加工液中の加工チップの除去、イオン交換による電導度(1μS〜250μS)の管理、液温(20℃付近)の管理を行う。おもに水が使用されるが、放電加工油を用いることもできる。   Reference numeral 50 denotes a machining liquid supply device. Reference numeral 50 denotes a machining chip necessary for cooling the electric discharge machining portion and removing machining chips (debris) to the workpiece 105 and the wire 103 by a pump and machining chips in the machining liquid. , Management of conductivity (1 μS to 250 μS) by ion exchange, and management of liquid temperature (around 20 ° C.). Although water is mainly used, electric discharge machining oil can also be used.

8,9はメインローラであり、メインローラには、所望する厚さで加工出来るようにあらかじめ決められたピッチ、数で溝が形成されており、ワイヤ供給ボビンからの張力制御されたワイヤが2つのメインローラに必要数巻きつけられ、巻き取りボビンへ送られる。ワイヤ速度は100m/minから900m/min程度が用いられる。
2つのメインローラが同じ方向でかつ同じ速度で連動して回転することにより、ワイ
Reference numerals 8 and 9 denote main rollers. Grooves are formed on the main rollers at a predetermined pitch and number so as to be processed at a desired thickness, and two wires whose tension is controlled from the wire supply bobbin are provided. The necessary number of rolls are wound around one main roller and sent to a take-up bobbin. A wire speed of about 100 m / min to 900 m / min is used.
When the two main rollers rotate in the same direction and at the same speed,

ヤ繰出し部から送られた1本のワイヤ103がメインローラ(2つ)の外周を周回し、並設されている複数本のワイヤ103を同一方向に走行させる(走行手段)ことができる。 One wire 103 sent from the Y feeding section can go around the outer circumference of the main roller (two), and a plurality of wires 103 arranged side by side can run in the same direction (running means).

ワイヤ103は図8に示すように、1本の繋がったワイヤであり、図示しないボビンから繰り出され、メインローラの外周面のガイド溝(図示しない)に嵌め込まれながら、当該メインローラの外側に多数回(最大で2000回程度)螺旋状に巻回された後、図示しないボビンに巻き取られる。
マルチワイヤ放電加工機1は、電源ユニット2と電線513を介して接続されており、電源ユニット2から供給される電力により作動する。
As shown in FIG. 8, the wire 103 is a single connected wire. The wire 103 is fed from a bobbin (not shown) and fitted into a guide groove (not shown) on the outer peripheral surface of the main roller. After being wound spirally (approximately 2000 times at the maximum), it is wound around a bobbin (not shown).
The multi-wire electric discharge machine 1 is connected to the power supply unit 2 via the electric wire 513 and is operated by electric power supplied from the power supply unit 2.

マルチワイヤ放電加工機1は、図1に示すように、マルチワイヤ放電加工機1の土台として機能するブロック15と、ブロック15の上部の中に設置されている、ブロック20と、ワーク送り装置3と、接着部4と、シリコンインゴット105と、加工液漕6と、メインローラ8と、ワイヤ103と、メインローラ9と、給電ユニット10と、給電子104と、を備えている。
図2を説明する。
図2は、図1に示す点線16枠内の拡大図である。
As shown in FIG. 1, the multi-wire electric discharge machine 1 includes a block 15 that functions as a base of the multi-wire electric discharge machine 1, a block 20 that is installed in an upper portion of the block 15, and a work feeding device 3. And a bonding portion 4, a silicon ingot 105, a working liquid tank 6, a main roller 8, a wire 103, a main roller 9, a power supply unit 10, and a power supply 104.
FIG. 2 will be described.
FIG. 2 is an enlarged view within a dotted line 16 frame shown in FIG.

8,9はメインローラであり、メインローラにワイヤ103が複数回巻きつけられており、メインローラに刻まれた溝に従い、所定ピッチでワイヤ103が整列している。
メインローラは中心に金属を使用し、外側は樹脂で覆う構造である。
Reference numerals 8 and 9 denote main rollers. A wire 103 is wound around the main roller a plurality of times, and the wires 103 are aligned at a predetermined pitch according to a groove formed in the main roller.
The main roller has a structure in which metal is used in the center and the outside is covered with resin.

2つのメインローラの間であって、メインローラ8,9の内部のほぼ中央部の上の部分には、給電ユニットに取り付けられた給電子104を配置し、給電子104は、上向きに露出する表面をワイヤに接触させることで走行する複数本のワイヤ103に加工電源を一括して給電する。
図3に示したように、給電子104はワイヤ103の10本と接触することで、加工電源からの放電パルス(図6の504)を10本のワイヤに供給している。
給電子104が配置される位置は、シリコンインゴット105の両端よりワイヤの長さがほぼ等しくなる位置(511L1=511L2)に設けてある。
給電子104には、機械的摩耗に強く、導電性があることが要求され超硬合金が使用されている。
A power supply 104 attached to the power supply unit is disposed between the two main rollers and substantially above the center of the main rollers 8 and 9, and the power supply 104 is exposed upward. A machining power supply is collectively fed to a plurality of wires 103 traveling by bringing the surface into contact with the wires.
As shown in FIG. 3, the power supply 104 is in contact with 10 of the wires 103 to supply the discharge pulses (504 in FIG. 6) from the machining power source to the 10 wires.
The position where the power supply 104 is arranged is provided at a position (511L1 = 511L2) where the lengths of the wires are substantially equal from both ends of the silicon ingot 105.
The power supply 104 is required to be resistant to mechanical wear and have electrical conductivity, and a cemented carbide is used.

2つのメインローラの間であって、メインローラ8,9の内部のほぼ中央部の下の部分には、ワーク送り装置3に取付けたシリコンインゴット105を配置し、ワーク送り装置3がワークを105下方向に送り出すことでスライス加工が進行する。   A silicon ingot 105 attached to the work feeding device 3 is disposed between the two main rollers and substantially below the center of the main rollers 8 and 9. Slicing progresses by sending it downward.

メインローラの下部に加工槽6を設け、ワイヤ103およびシリコンインゴット105を浸漬し、放電加工部の冷却、加工チップの除去を行う。加工槽6は加工液を貯留し、送り出されたワークを浸漬するためのものである。   A processing tank 6 is provided below the main roller, and the wire 103 and the silicon ingot 105 are immersed to cool the electric discharge machining portion and remove the machining chip. The processing tank 6 is for storing the processing liquid and immersing the fed workpiece.

図3のように、ワイヤ104の本数を10本に対して接触する給電子104を1個で示しているが、給電子あたりのワイヤ本数や給電子の総数は必要数に応じて増やすことは言うまでもない。   As shown in FIG. 3, the number of wires 104 that contact 10 wires is shown as one, but the number of wires per the number of electrons and the total number of electrons are increased according to the required number. Needless to say.

ブロック20は、ワーク送り装置3と接合されている。また、ワーク送り部3は、シリコンインゴット105(ワーク)と接着部4により接着(接合)されている。
本実施例では、加工材料(ワーク)として、シリコンインゴット105を例に説明する。
The block 20 is joined to the work feeding device 3. Further, the workpiece feeding unit 3 is bonded (bonded) to the silicon ingot 105 (work) and the bonding unit 4.
In this embodiment, a silicon ingot 105 will be described as an example of a processing material (workpiece).

接着部4は、ワーク送り装置3と、シリコンインゴット105(ワーク)とを接着(接合)するためのものであれば何でもよく、例えば、電導性の接着剤が用いられる。   The bonding part 4 may be anything as long as it is for bonding (joining) the work feeding device 3 and the silicon ingot 105 (work). For example, a conductive adhesive is used.

ワーク送り部3は、接着部4により接着(接合)されているシリコンインゴット105を上下方向に移動する機構を備えた装置であり、ワーク105を保持した状態でワーク送り部3が下方向(重力方向)に移動することにより、シリコンインゴット105をワイヤ103の方向に近づけることが可能となる。
ワーク送り部3は給電子104よりも低い位置に配置されている。
保持するワーク105が加工液に浸漬されるように、ワーク送り部3はワーク105を周回するワイヤに接近する方向に送りしている。
加工液漕6は、加工液を貯留するための容器であり複数のメインローラ(8,9)を周回するワイヤの外側に配置されている。
The workpiece feeding unit 3 is a device having a mechanism for moving the silicon ingot 105 bonded (bonded) by the bonding unit 4 in the vertical direction, and the workpiece feeding unit 3 is moved downward (gravity) while holding the workpiece 105. It is possible to bring the silicon ingot 105 closer to the direction of the wire 103 by moving in the direction).
The work feeding unit 3 is disposed at a position lower than the power supply 104.
The workpiece feeding unit 3 feeds the workpiece 105 in a direction approaching the wire that goes around the workpiece 105 so that the workpiece 105 to be held is immersed in the machining liquid.
The processing liquid tank 6 is a container for storing the processing liquid, and is disposed outside the wire that goes around the plurality of main rollers (8, 9).

加工液は、例えば、抵抗値が高い脱イオン水である。ワイヤ103と、シリコンインゴット105との間に、加工液を設けられることにより、ワイヤ103と、シリコンインゴット105との間で放電が起き、シリコンインゴット105を削ることが可能となる。 The working fluid is, for example, deionized water having a high resistance value. By providing the machining liquid between the wire 103 and the silicon ingot 105, a discharge occurs between the wire 103 and the silicon ingot 105, and the silicon ingot 105 can be shaved.

メインローラ8、9には、ワイヤ103を取り付けるための溝が複数列形成されており、その溝にワイヤ103が取り付けられている。そして、メインローラ8、9が右又は左回転することにより、ワイヤ103が走行する。
また、図2に示すように、ワイヤ103は、メインローラ8、9に取り付けられ、メインローラ8、9の上側、及び下側にワイヤ列を形成している。
The main rollers 8 and 9 are formed with a plurality of rows of grooves for attaching the wires 103, and the wires 103 are attached to the grooves. Then, the main roller 8, 9 rotates to the right or left, so that the wire 103 travels.
As shown in FIG. 2, the wire 103 is attached to the main rollers 8 and 9, and forms a wire row on the upper side and the lower side of the main rollers 8 and 9.

また、ワイヤ103は、伝導体であり、電源ユニット2から電圧が供給された給電ユニット10の給電子104と、ワイヤ103とが接触することにより、当該供給された電圧が給電子104からワイヤ103に印加される。(給電子104がワイヤ103に電圧を印加している。)   In addition, the wire 103 is a conductor, and the supplied voltage is supplied from the power supply 104 to the wire 103 by contacting the wire 103 with the power supply 104 of the power supply unit 10 supplied with the voltage from the power supply unit 2. To be applied. (The power supply 104 applies a voltage to the wire 103.)

そして、ワイヤ103と、シリコンインゴット105との間で放電が起き、シリコンインゴット105を削り(放電加工を行い)、薄板状のシリコン(シリコンウエハ)を作成することが可能となる。
図3を説明する。
図3は、給電子104の拡大図を示す。
給電子104(1個)はワイヤ103(10本)と接触している。
ワイヤ103同士の間隔(ワイヤのピッチ)は0.3mm程度である。
図4を説明する。
図4は従来方式であるワイヤ毎に個別に加工電流を給電する個別給電での電気回路400を示す図である。
Then, electric discharge occurs between the wire 103 and the silicon ingot 105, and the silicon ingot 105 is shaved (electric discharge machining is performed), so that a thin plate silicon (silicon wafer) can be formed.
FIG. 3 will be described.
FIG. 3 shows an enlarged view of the power supply 104.
The power supply 104 (1 piece) is in contact with the wire 103 (10 pieces).
The distance between the wires 103 (wire pitch) is about 0.3 mm.
FIG. 4 will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an electric circuit 400 with individual power feeding that feeds a machining current individually for each wire, which is a conventional method.

401は加工電源(Vm)である。放電加工に必要な電流を供給するために設定される加工電圧である。Vmは60V〜150Vで任意の加工電圧に設定することができる。   Reference numeral 401 denotes a machining power source (Vm). This is a machining voltage set to supply a current necessary for electric discharge machining. Vm can be set to an arbitrary machining voltage in the range of 60V to 150V.

402は加工電源(Vs)である。放電を誘発するために設定される誘発電圧である。さらにワイヤとワークとの間にて極間電圧(極間電流)の状態をモニターする目的にも使用される。Vsは60V〜300Vで任意の誘発電圧に設定することができる。
403はトランジスタ(Tr2)である。加工電源VmのON(導通)状態とOFF(非導通)状態をスイッチングで切り替える。
404はトランジスタ(Tr1)である。加工電源VsのON(導通)状態とOFF(非導通)状態をスイッチングで切り替える。
Reference numeral 402 denotes a machining power source (Vs). It is an induced voltage set to induce discharge. Furthermore, it is also used for the purpose of monitoring the state of the interelectrode voltage (interelectrode current) between the wire and the workpiece. Vs can be set to any induced voltage between 60V and 300V.
Reference numeral 403 denotes a transistor (Tr2). The processing power source Vm is switched between ON (conductive) state and OFF (non-conductive) state by switching.
Reference numeral 404 denotes a transistor (Tr1). The processing power supply Vs is switched between ON (conductive) state and OFF (non-conductive) state by switching.

405は加工電流制限抵抗体の抵抗(Rm)である。固定の抵抗値を設定することで、1本毎のワイヤ電流(Iw)や極間放電電流(Ig)を制限する。Rmは1Ω〜100Ωで任意の抵抗値に設定することができる。つまりVm=60V(ボルト)、Vg=30V、Rm=10Ωとした場合で、Iw(Ig)=(60V−30V)/10Ω=3A(アンペア)となる。   Reference numeral 405 denotes a resistance (Rm) of the machining current limiting resistor. By setting a fixed resistance value, each wire current (Iw) and inter-electrode discharge current (Ig) are limited. Rm can be set to an arbitrary resistance value of 1Ω to 100Ω. That is, when Vm = 60V (volt), Vg = 30V, and Rm = 10Ω, Iw (Ig) = (60V−30V) / 10Ω = 3A (ampere).

なお、上記の計算式では、加工電源(Vm)から給電点(給電子)までの電圧降下を30Vとしたが、ワイヤ抵抗(Rw)による給電点から放電点までの電圧降下は考慮していない。   In the above calculation formula, the voltage drop from the machining power source (Vm) to the feeding point (power supply) is 30 V, but the voltage drop from the feeding point to the discharge point due to the wire resistance (Rw) is not considered. .

つまり従来方式である個別給電方式の場合には加工電流Iwの値は、加工電流制限抵抗体の抵抗Rmにより決定されるので、1本毎に所望のワイヤ電流や放電電流(Ig)を得るためには、ワイヤ抵抗RwがRm>Rwの関係になるように設定される。   That is, in the case of the conventional individual power feeding method, the value of the machining current Iw is determined by the resistance Rm of the machining current limiting resistor, so that a desired wire current or discharge current (Ig) can be obtained for each wire. Is set so that the wire resistance Rw has a relationship of Rm> Rw.

406は誘発電流制限抵抗(Rs)である。固定の抵抗値を設定することで放電を誘発する誘発電流を制限する。Rsは1Ω〜100Ωで任意の抵抗値に設定することができる。
407は極間電圧(Vg)である。放電中にワイヤ103とワーク105との間(極間)に印加される極間放電電圧である。
408は極間電流(Ig)である。放電中にワイヤ103とワーク105との間に流れる極間放電電流である。
410はワイヤ1本毎に個別に供給される加工電流(Iw)である。
図5を説明する。
図5は従来方式であるワイヤ毎に個別に加工電流を給電する個別給電での電気回路400が複数本のワイヤに給電している図である。
409はワイヤ1本毎の抵抗を示すワイヤ抵抗(Rw)である。
204は個別の給電子である。シリコンインゴット105の両端の近傍に設けた、2ヶ所の個別給電子から加工電圧のパルスを印加し、放電加工を行う。
巻回するワイヤ103の本数と同数の電源回路400に接続されている。
Reference numeral 406 denotes an induced current limiting resistor (Rs). By setting a fixed resistance value, the induced current that induces discharge is limited. Rs can be set to an arbitrary resistance value of 1Ω to 100Ω.
Reference numeral 407 denotes an interelectrode voltage (Vg). This is an inter-electrode discharge voltage applied between the wire 103 and the workpiece 105 (between the electrodes) during discharge.
Reference numeral 408 denotes an interelectrode current (Ig). This is an inter-electrode discharge current that flows between the wire 103 and the workpiece 105 during discharge.
Reference numeral 410 denotes a machining current (Iw) supplied individually for each wire.
FIG. 5 will be described.
FIG. 5 is a diagram in which an electric circuit 400 with individual power feeding that feeds a machining current individually for each wire according to the conventional method feeds a plurality of wires.
Reference numeral 409 denotes a wire resistance (Rw) indicating the resistance of each wire.
Reference numeral 204 denotes an individual power supply. Electric discharge machining is performed by applying a machining voltage pulse from two individual supply electrons provided in the vicinity of both ends of the silicon ingot 105.
The same number of power supply circuits 400 as the number of wires 103 to be wound are connected.

図6は、本発明の極間放電電圧(Vgn)及び極間放電電流(Ign)の変化とTr1、Tr2のON/OFF動作(タイミングチャート)を示す。グラフの横軸は時間である。   FIG. 6 shows changes in the interelectrode discharge voltage (Vgn) and interelectrode discharge current (Ign) and ON / OFF operations (timing charts) of Tr1 and Tr2 according to the present invention. The horizontal axis of the graph is time.

まずトランジスタTr1503をONし、誘発電圧を印加する。このときワイヤ103とワーク105間(極間)は絶縁されているため、ほとんど極間放電電流は流れない。その後、極間放電電流が流れ始めて放電を開始するとVgnが電圧降下することで、放電開始を検出しTr2をONすると、大きな極間放電電流を得る。所定時間経過後にTr2をOFFする。Tr2のOFFを所定時間経過した後に再び一連の動作を繰り返す。
図7を説明する。
First, the transistor Tr1503 is turned on and an induced voltage is applied. At this time, since the wire 103 and the workpiece 105 (between the electrodes) are insulated, the discharge current between the electrodes hardly flows. After that, when the discharge current starts to flow and the discharge is started, the voltage Vgn drops, and when the discharge start is detected and Tr2 is turned on, a large discharge current is obtained. Tr2 is turned off after a predetermined time has elapsed. A series of operations is repeated again after a predetermined time has elapsed after turning off Tr2.
FIG. 7 will be described.

図7は本発明における複数本のワイヤ(10本)に一括で加工電流を給電する一括給電での電気回路2とワイヤ放電加工装置1との関係を示す図である。加工電流とワイヤ電流と極間放電電流が流れている状態を示している。
図7は、図8に示す電気回路2との等価回路を示している。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between the electric circuit 2 and the wire electric discharge machining apparatus 1 in batch feeding that feeds a machining current to a plurality of wires (10) in the present invention. The state where the machining current, the wire current, and the inter-electrode discharge current are flowing is shown.
FIG. 7 shows an equivalent circuit of the electric circuit 2 shown in FIG.

仮に図4に示す従来方式の電気回路400を、複数のワイヤ(10本)に一括で加工電流を給電する一括給電での電気回路にそのまま導入したとすれば、加工電源から給電点の間にて加工電流を制御するために、電流制限抵抗体Rm405の代わりに、複数のワイヤ(10本)に供給されるワイヤ電流の合計(10倍)の加工電流が供給されるように、Rmを10本(メインローラ8、9を巻回する周回数)で割った抵抗値の電流制限抵抗体を加工電源から給電点との間に設置すればよい。
まず、このように固定された抵抗値を持つRm/10本を加工電源から給電子との間に設置した場合を説明する。
If the conventional electric circuit 400 shown in FIG. 4 is introduced as it is into an electric circuit for batch feeding that feeds machining current to a plurality of wires (10 wires) as a whole, between the machining power source and the feeding point. In order to control the machining current, instead of the current limiting resistor Rm405, Rm is set to 10 so that the machining current of the total (10 times) of the wire current supplied to the plurality of wires (10 wires) is supplied. What is necessary is just to install the current limiting resistor of the resistance value divided by the book (the number of times of winding the main rollers 8 and 9) between the machining power source and the feeding point.
First, a case where Rm / 10 having such a fixed resistance value is installed between the machining power supply and the power supply will be described.

10本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合には、10本のワイヤで放電電流が均等に分散されるので、固定された抵抗値(Rm/10本)に応じた放電電流が各ワイヤとワークとの間に供給されるので、過剰な放電電流の供給は問題とならない。   When the discharge state occurs uniformly and simultaneously between all 10 wires and the workpiece, the discharge current is evenly distributed over the 10 wires, so that the fixed resistance value (Rm / 10) Since a discharge current according to the above is supplied between each wire and the workpiece, supply of an excessive discharge current does not cause a problem.

しかしながら、10本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こらなかった場合には、固定された抵抗値(Rm/10本)に応じたワイヤ電流が放電状態になったワイヤとワークとの間に集中して供給されるので、過剰なワイヤ電流の供給が問題となる。つまり、10本の中で1本のみが放電状態になった場合には、本来1本のワイヤとワークに供給されるべきワイヤ電流の10倍のワイヤ電流が、放電状態になっているワイヤとワークに供給され、ワイヤが断線してしまう。   However, when the discharge state is not uniform between all ten wires and the workpiece, the wire current corresponding to the fixed resistance value (Rm / 10) is in the discharge state. Therefore, supply of excessive wire current becomes a problem. That is, when only one of the ten wires is in a discharge state, one wire and a wire current that is 10 times the wire current to be supplied to the workpiece are The wire is broken by being supplied to the workpiece.

505は配線513のインピーダンス(抵抗)である。加工電源(Vmn)マイナス側に接続する上り用のケーブルである。加工電源部(Vmn)から給電子104に加工電源を供給する。
520は配線514のインピーダンス(抵抗)である。加工電源(Vmn)プラス側に接続する下り用のケーブルである。
Reference numeral 505 denotes an impedance (resistance) of the wiring 513. This is an upstream cable connected to the negative side of the machining power supply (Vmn). Processing power is supplied from the processing power supply unit (Vmn) to the power supply 104.
Reference numeral 520 denotes an impedance (resistance) of the wiring 514. This is a downstream cable connected to the processing power supply (Vmn) plus side.

本発明の配線513の抵抗値Rmn505は従来方式の加工電流制限抵抗体のように抵抗値を所定の値に固定するものではなく、10本の中で1本のみが放電状態になった場合であっても、放電状態となった本数に応じて抵抗値が変動するように制御できる機構を備えている。   The resistance value Rmn 505 of the wiring 513 of the present invention does not fix the resistance value to a predetermined value as in the conventional processing current limiting resistor, but only when one of the 10 wires is in a discharge state. Even if it exists, the mechanism which can be controlled so that resistance value fluctuates according to the number which became the discharge state is provided.

さらに、本発明の抵抗値Rmn505をワイヤ抵抗Rwn509と比べて十分に小さな抵抗値の範囲で変動させることで、加工電流を制限するにあたってRwn509の方が支配的になり、抵抗値Rmn505の影響はほぼ無視することができる。   Furthermore, by changing the resistance value Rmn505 of the present invention in a range of resistance values sufficiently smaller than the wire resistance Rwn509, the Rwn509 becomes dominant in limiting the machining current, and the influence of the resistance value Rmn505 is almost the same. Can be ignored.

つまり、加工電源部501から給電子104までの間に流れ、極間ではワーク105に放電する極間放電電流になる加工電流の下限を制限する加工電流制限抵抗体を備えなくてもよいということである。
つまり、Rmnを10本(メインローラ8、9を巻回する周回数)で単純に割った抵抗値よりも小さい抵抗値にすればよいということである。
That is, it is not necessary to provide a machining current limiting resistor that limits the lower limit of the machining current that flows between the machining power supply unit 501 and the power supply 104 and becomes an inter-electrode discharge current that discharges to the workpiece 105 between the electrodes. It is.
That is, the resistance value may be smaller than the resistance value obtained by simply dividing Rmn by 10 (the number of turns around which the main rollers 8 and 9 are wound).

つまり各ワイヤの抵抗Rwn509であるインピーダンスを利用することで、各ワイヤのワイヤ電流Iwnが安定して供給されるので、ワイヤ電流の集中が起こらない。
509はワイヤ1本毎のワイヤによる抵抗(Rwn)である。
That is, by using the impedance which is the resistance Rwn 509 of each wire, the wire current Iwn of each wire is stably supplied, so that the concentration of the wire current does not occur.
Reference numeral 509 denotes a resistance (Rwn) for each wire.

ここで給電子104から放電部までのワイヤ抵抗値とは、給電子104と接触してから、かつ走行するワイヤ(1本)による、放電部までのワイヤの長さよる抵抗である。
例えば、ワイヤ10本(メインローラ8、9を10周巻回する)に一括で給電する場合の各ワイヤ抵抗をそれぞれRw1、Rw2、〜Rw10とする。
Here, the wire resistance value from the power supply 104 to the discharge part is a resistance due to the length of the wire to the discharge part due to the traveling wire (one piece) after being in contact with the power supply 104.
For example, let Rw1, Rw2, and Rw10 be the wire resistances when supplying power to 10 wires (the main rollers 8 and 9 are wound 10 turns) in a lump.

従来方式のように、RmnではなくRwnを1本毎のワイヤ電流(Iw)や放電電流(Ig)を制限する抵抗とすることで、1本毎のワイヤ電流(Iwn)や放電電流(Ign)を制限することができる。つまり給電点(給電子)と放電点(放電部)との距離(長さL)を変えることで任意の抵抗値に設定することができる。つまりVmn=60V、Vgn=30V、Rwn=10Ωとした場合には、Iwn(Ign)=(60V−30V)/10Ω=3Aとなる。   As in the conventional method, instead of Rmn, Rwn is a resistor that limits the wire current (Iw) or discharge current (Ig) for each wire, so that the wire current (Iwn) or discharge current (Ign) for each wire is reduced. Can be limited. That is, an arbitrary resistance value can be set by changing the distance (length L) between the power feeding point (power supply) and the discharge point (discharge part). That is, when Vmn = 60V, Vgn = 30V, and Rwn = 10Ω, Iwn (Ign) = (60V−30V) / 10Ω = 3A.

なお、上記の計算式では、ワイヤ抵抗(Rwn)による給電点から放電点までの電圧降下を30Vとしたが、加工電源から給電点までの電圧降下を起こす抵抗(Rmn)による給電点から放電点までの電圧降下は考慮していない。   In the above calculation formula, the voltage drop from the feed point to the discharge point due to the wire resistance (Rwn) is 30 V, but the feed point to the discharge point due to the resistor (Rmn) causing the voltage drop from the machining power source to the feed point. The voltage drop up to is not considered.

つまり本発明である一括給電方式の場合にはIwnは、Rmnにより決定されるので、1本毎に所望のワイヤ電流(Iwn)や放電電流(Ign)を得るためには、加工電源から給電点までの電圧降下を起こす抵抗RmnがRmn<Rwnの関係になるように設定される。   That is, in the case of the collective power supply method according to the present invention, Iwn is determined by Rmn. Therefore, in order to obtain a desired wire current (Iwn) and discharge current (Ign) for each line, the power supply point from the machining power supply. The resistance Rmn that causes a voltage drop up to is set so that Rmn <Rwn.

また各ワイヤ個別のワイヤ抵抗Rwnは(1)ワイヤの材質による電気抵抗値ρ、(2)ワイヤの断面積B、(3)ワイヤの長さL、の3つのパラメータからRwn=(ρ×B)/Lの関係式によりで定めることができる。   The wire resistance Rwn for each wire is calculated from the following three parameters: (1) electrical resistance value ρ depending on the wire material, (2) wire cross-sectional area B, and (3) wire length L. Rwn = (ρ × B ) / L.

501は加工電源部(Vmn)である。放電加工に必要な加工電流を供給するために設定される加工電圧である。Vmnは任意の加工電圧に設定することができる。さらに従来方式よりも加工電流の供給量が大きくなるので、401と比べると大きな電力(加工電圧と加工電流の積)を供給する。
加工電源部501は給電子104に加工電源(Vmn)を供給する。
Reference numeral 501 denotes a machining power supply unit (Vmn). This is a machining voltage set to supply a machining current necessary for electric discharge machining. Vmn can be set to an arbitrary machining voltage. Furthermore, since the supply amount of machining current is larger than that in the conventional method, a larger electric power (product of machining voltage and machining current) is supplied than 401.
The machining power supply unit 501 supplies machining power (Vmn) to the power supply 104.

502は加工電源部(Vsn)である。放電を誘発するために設定される誘発電圧である。さらにワイヤとワークとの間にて極間電圧(極間電流)の状態をモニターし、ワーク送り装置の制御に利用する目的にも使用される。Vsnは任意の誘発電圧に設定することができる。さらに従来方式よりも誘発電流の供給量が大きくなるので、402と比べると大きな電力を供給する。
加工電源部502は給電子104に加工電源(Vsn)を供給する。
503はトランジスタ(Tr2)である。加工電源VmnのON(導通)状態とOFF(非導通)状態をスイッチングで切り替える。
504はトランジスタ(Tr1)である。加工電源VsnのON(導通)状態とOFF(非導通)状態をスイッチングで切り替える。
507は放電極間電圧(Vgn)である。放電中にワイヤ103とワーク105との間に印加される放電極間電圧である。
例えば、ワイヤ10本に一括で給電する場合の各放電極間電圧をそれぞれVg1、Vg2、〜Vg10とする。
Reference numeral 502 denotes a machining power supply unit (Vsn). It is an induced voltage set to induce discharge. Furthermore, it is also used for the purpose of monitoring the state of the interelectrode voltage (interelectrode current) between the wire and the workpiece and using it for controlling the workpiece feeder. Vsn can be set to any induced voltage. Furthermore, since the supply amount of the induced current is larger than that in the conventional method, a larger amount of electric power is supplied compared to 402.
The machining power supply unit 502 supplies a machining power supply (Vsn) to the power supply 104.
Reference numeral 503 denotes a transistor (Tr2). The processing power supply Vmn is switched between ON (conductive) state and OFF (non-conductive) state by switching.
Reference numeral 504 denotes a transistor (Tr1). The processing power source Vsn is switched between ON (conductive) state and OFF (non-conductive) state by switching.
Reference numeral 507 denotes a discharge electrode voltage (Vgn). This is an interelectrode discharge voltage applied between the wire 103 and the workpiece 105 during discharge.
For example, the voltage between the discharge electrodes when supplying power to 10 wires at once is set to Vg1, Vg2, and to Vg10, respectively.

放電によりワイヤ103とワーク105との間に放電極間電圧が印加される部分が放電部である。放電部において、走行する複数のワイヤと給電子との接触により走行する複数のワイヤに一括で給電された加工電源をワークに放電する。
508は放電極間電流(Ign)である。放電中にワイヤ103とワーク105との間に流れる放電極間電流である。
例えば、ワイヤ10本に一括で給電する場合の各放電極間電流をそれぞれIg1、Ig2、〜Ig10とする。
A portion where the discharge electrode voltage is applied between the wire 103 and the workpiece 105 by discharge is a discharge portion. In the discharge part, the machining power supplied in a batch to the plurality of wires traveling by contact between the plurality of traveling wires and the power supply is discharged to the workpiece.
Reference numeral 508 denotes an interelectrode discharge current (Ign). This is an interelectrode discharge current that flows between the wire 103 and the workpiece 105 during discharge.
For example, the discharge-electrode currents when power is supplied to 10 wires at once are Ig1, Ig2, and Ig10, respectively.

放電によりワイヤ103とワーク105との間に放電極間電流が流れる部分が放電部である。放電部において、走行する複数のワイヤと給電子との接触により走行する複数のワイヤに一括で給電された加工電源をワークに放電する。
510はワイヤ1本毎に個別に供給されるワイヤ電流(Iwn)である。
例えば、ワイヤ10本に一括で給電する場合の各ワイヤ電流をそれぞれIw1、Iw2、〜Iw10とする。
511は給電点から放電点までの距離Lであり、すなわち給電点(給電子)から放電点(ワーク)までのワイヤの長さである。
図8を説明する。
図8は本発明における複数本のワイヤ(10本)に一括で加工電流を給電する一括給電の電気回路2により複数本のワイヤに一括給電している図である。
A portion where a discharge-electrode current flows between the wire 103 and the workpiece 105 due to the discharge is a discharge portion. In the discharge part, the machining power supplied in a batch to the plurality of wires traveling by contact between the plurality of traveling wires and the power supply is discharged to the workpiece.
Reference numeral 510 denotes a wire current (Iwn) supplied individually for each wire.
For example, each wire current when power is supplied to 10 wires at once is assumed to be Iw1, Iw2, and .about.Iw10, respectively.
Reference numeral 511 denotes a distance L from the power supply point to the discharge point, that is, the length of the wire from the power supply point (power supply) to the discharge point (work).
FIG. 8 will be described.
FIG. 8 is a diagram in which a plurality of wires are collectively fed by a batch feeding electric circuit 2 that feeds a machining current to a plurality of wires (10) in the present invention.

104は給電子である。給電子104は走行する複数本のワイヤに一括で接触する。シリコンインゴット105と対向する位置に設けた、1ヶ所の給電子104から放電パルスを印加し、放電加工を行う。
メインローラを巻回するワイヤ103の本数(10本)に対して1つの電源回路2が接続されている。
以下、図8の配置を参照して、ワイヤに流れる加工電流(各ワイヤ電流の合計)を説明する。
Reference numeral 104 denotes a power supply. The power supply 104 contacts a plurality of traveling wires at once. An electric discharge pulse is applied from one power supply 104 provided at a position facing the silicon ingot 105 to perform electric discharge machining.
One power supply circuit 2 is connected to the number (10) of wires 103 around which the main roller is wound.
Hereinafter, the machining current (total of each wire current) flowing in the wire will be described with reference to the arrangement of FIG.

図8に示すように、給電点(給電子104とワイヤ103が接触する位置)から放電点(ワイヤ103とワーク105との間)に流れるワイヤ電流は左右のメインローラの2方向に流れるので、各方向に対するワイヤ抵抗が存在している。
511L1は電流が左のメインローラ方向に流れた場合の給電点と放電点との長さ(距離)であり、L1の場合に定まるワイヤ抵抗をRw1aとする。
511L2は電流が右のメインローラ方向に流れた場合の、放電点と給電点との長さ(距離)であり、L2の場合に定まるワイヤ抵抗をRw1bとする。
ワイヤ103がメインローラ8、9を1周巻回する長さを2mとする。
給電子104は、1周巻回する長さのほぼ半分の距離に配置されているので、放電点と給電点との距離(ワイヤの長さL)を1mである。
よって給電子から放電部までを走行するワイヤの距離は0.5mよりも長い。
As shown in FIG. 8, since the wire current flowing from the power supply point (position where the power supply 104 and the wire 103 contact) to the discharge point (between the wire 103 and the workpiece 105) flows in two directions of the left and right main rollers, There is wire resistance in each direction.
511L1 is the length (distance) between the power supply point and the discharge point when the current flows in the direction of the left main roller, and the wire resistance determined in the case of L1 is Rw1a.
511L2 is the length (distance) between the discharge point and the feed point when the current flows in the direction of the right main roller. The wire resistance determined in the case of L2 is Rw1b.
The length that the wire 103 winds the main rollers 8 and 9 once is set to 2 m.
Since the power supply 104 is arranged at a distance approximately half the length of one turn, the distance between the discharge point and the power supply point (the length L of the wire) is 1 m.
Therefore, the distance of the wire that travels from the power supply to the discharge unit is longer than 0.5 m.

ワイヤ103の材質の主成分は鉄であり、ワイヤの直径は0.12mm(断面積0.06×0.06×πmm)である。ワイヤの抵抗値Rw1a、Rw1bはそれぞれ、同じ長さ(L1=L2=1m)であるので各々のワイヤ抵抗値は同一の20Ω程度とすればRw1aとRw1bによる1本(メインローラ8、9を1周巻回する)の合成のワイヤ抵抗値は10Ω程度となる。 The main component of the material of the wire 103 is iron, and the diameter of the wire is 0.12 mm (cross-sectional area 0.06 × 0.06 × πmm 2 ). Since the resistance values Rw1a and Rw1b of the wires are the same length (L1 = L2 = 1 m), if each wire resistance value is about the same 20Ω, one of Rw1a and Rw1b (one main roller 8, 9 is 1). The combined wire resistance value is about 10Ω.

また、図8のようにL1及びL2の長さによるワイヤ抵抗値を同じ抵抗値にするために、L1とL2の長さが同じになるように給電子104を配置することが好ましいが、L1とL2の長さの違いが10%程度(例えばL1が1mでL2が1.1m)ことなるように給電子104を配置しても特に問題はない。
放電電圧Vg1〜Vg10がほぼ等しい場合、VmnがそれぞれのRw1〜Rw10に印加されているので、Iw1〜Iw10は全て同じワイヤ電流である。
ここでワイヤ抵抗による電圧降下値(Rw1×Iw1)と放電電圧(Vgn)からVmnを求める.
給電子104から放電部までの電圧降下は走行するワイヤの抵抗による電圧降下である。
Rw1=10Ω(給電子104から放電部までの抵抗値)。
Iw1=3A
Vgn=30Vとすれば、Vmnは以下のようになる。
Vmn=10(Ω)×3(A)+30V=60V
よって給電子から放電部までの電圧降下は10Vよりも大きい。
よって給電子から放電部までの抵抗値が1Ωよりも大きい。
尚、Rwn=(ρ×B)/Lの関係式により、ワイヤのパラメータによりワイヤ抵抗による電圧降下値を設定してもよい。
Further, as shown in FIG. 8, in order to make the wire resistance value according to the lengths of L1 and L2 the same resistance value, it is preferable to arrange the power supply 104 so that the lengths of L1 and L2 are the same. There is no particular problem even if the power supply 104 is arranged so that the difference in length between L2 and L2 is about 10% (for example, L1 is 1 m and L2 is 1.1 m).
When the discharge voltages Vg1 to Vg10 are substantially equal, since Vmn is applied to each of Rw1 to Rw10, Iw1 to Iw10 are all the same wire current.
Here, Vmn is obtained from the voltage drop value (Rw1 × Iw1) due to the wire resistance and the discharge voltage (Vgn).
The voltage drop from the power supply 104 to the discharge part is a voltage drop due to the resistance of the traveling wire.
Rw1 = 10Ω (resistance value from the power supply 104 to the discharge part).
Iw1 = 3A
If Vgn = 30V, Vmn is as follows.
Vmn = 10 (Ω) × 3 (A) + 30V = 60V
Therefore, the voltage drop from the power supply to the discharge part is larger than 10V.
Therefore, the resistance value from the power supply to the discharge part is larger than 1Ω.
Note that the voltage drop value due to the wire resistance may be set by the wire parameter according to the relational expression of Rwn = (ρ × B) / L.

よって、10本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合のRmnを計算すると、全てのワイヤで放電状態となり10本のワイヤにIw1=3Aが流れている場合は、加工電源から給電点との間では全体で10本×3A=30Aの加工電流が必要となり、この加工電源から給電点との間の電圧降下をVmnの100分の1(0.6V)とすれば、この場合のRmnは以下のようになる。
よって加工電源部から給電子104までの電圧降下は1Vよりも小さい。
よって加工電源部から給電子までの電圧降下は、給電子から放電部までの電圧降下よりも小さい。
Rmn=0.6V/30A=0.02Ω(加工電源部501から給電子104までの抵抗値)。
よって加工電源部から給電子までの抵抗値は0.1Ωより小さい。
よって加工電源部から給電子までの抵抗値が、給電子から放電部までの抵抗値よりも小さい。
よって加工電源部から給電子104までの電圧降下と給電子104から放電部までの電圧降下との比は10倍以上である。
よって加工電源部から給電子104までの抵抗値と給電子から放電部までの抵抗値との比が10倍以上である。
よってRmnを考慮して10本の加工電流をもとめると(60V−30V)/((10Ω/10本)+0.02Ω)=29.41Aとなり
ワイヤ一本当たりに割ったあとの加工電流は2.941Aとなる。
Therefore, when Rmn is calculated when the discharge state occurs uniformly and simultaneously between all the 10 wires and the workpiece, the discharge state occurs in all the wires, and Iw1 = 3A flows through the 10 wires. A total machining current of 10 × 3A = 30A is required between the machining power source and the feed point, and the voltage drop between this machining power source and the feed point is 1 / 100th of Vmn (0.6V). Then, Rmn in this case is as follows.
Therefore, the voltage drop from the machining power supply unit to the power supply 104 is smaller than 1V.
Therefore, the voltage drop from the machining power supply unit to the supply unit is smaller than the voltage drop from the supply unit to the discharge unit.
Rmn = 0.6V / 30A = 0.02Ω (resistance value from the processing power supply unit 501 to the power supply 104).
Therefore, the resistance value from the machining power source to the power supply is less than 0.1Ω.
Therefore, the resistance value from the machining power supply unit to the supply unit is smaller than the resistance value from the supply unit to the discharge unit.
Therefore, the ratio of the voltage drop from the machining power supply unit to the supply unit 104 and the voltage drop from the supply unit 104 to the discharge unit is 10 times or more.
Therefore, the ratio of the resistance value from the machining power supply unit to the power supply 104 and the resistance value from the power supply unit to the discharge unit is 10 times or more.
Therefore, when 10 machining currents are calculated in consideration of Rmn, (60V-30V) / ((10Ω / 10 pieces) + 0.02Ω) = 29.41A, and the machining current after dividing per wire is 2. 941A.

また、10本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こらなかった場合に1本のワイヤ電流が流れたとしても、ワイヤ一本当たりに割ったあとの加工電流は(60V−30V)/(10Ω+0.02Ω)=2.994Aとなり、10本全てのワイヤとワークとの間で放電状態が均一にかつ同時に起こった場合と比べても大きな差は生じない。   Moreover, even if one wire current flows when the discharge state does not occur between all 10 wires and the workpiece uniformly and simultaneously, the machining current after dividing the wire per wire is (60V). −30V) / (10Ω + 0.02Ω) = 2.994 A, and there is no significant difference compared to the case where the discharge state occurs uniformly and simultaneously between all 10 wires and the workpiece.

また更なる効果として、複数本であるN本(メインローラ8、9をN周巻回する)のワイヤに1箇所(一括)で給電する場合には、1本のワイヤ毎に個別に給電したときの加工速度に比べて加工速度が1/Nとなるが,本発明によれば、N本のワイヤへ1箇所(一括)で給電した場合においても1本のワイヤへ個別に給電したときと同等の加工速度を維持することができる。
図9及び図10を説明する。
As a further effect, when power is supplied to a plurality of N wires (the main rollers 8 and 9 are wound N times) at one location (in a lump), power is supplied individually for each wire. The machining speed is 1 / N compared to the machining speed at the time, but according to the present invention, even when power is supplied to N wires at one place (collective), The same processing speed can be maintained.
9 and 10 will be described.

600は同軸ケーブル(同軸配線部)であり、放電加工するための電源をワイヤ放電加工装置1に供給している。同軸配線部は、配線抵抗Lを抑えるために、A点に加工する電流を供給する上り用配線513と加工電源部(Vmn)に加工した後の電流が戻る下り用配線514を内包している。
601Lは配線513のケーブルの物理的な長さである。
602Lは配線514のケーブルの物理的な長さである。
A点は配線513のケーブルの終点であり、給電子104と電気的に接続されている。
Reference numeral 600 denotes a coaxial cable (coaxial wiring portion), which supplies power to the wire electric discharge machine 1 for electric discharge machining. In order to suppress the wiring resistance L L , the coaxial wiring section includes an upstream wiring 513 that supplies a current to be processed at point A and a downstream wiring 514 to which the current after processing into the processing power supply section (Vmn) returns. Yes.
Reference numeral 601L denotes the physical length of the cable of the wiring 513.
Reference numeral 602L denotes the physical length of the cable of the wiring 514.
Point A is the end point of the cable of the wiring 513 and is electrically connected to the power supply 104.

B点は同軸ケーブルでの配線514のケーブルの終点であり、ここから先は配線515とさらに繋がっている。B点からC点までは単線(配線515)として分岐している。
C点は配線515の単線ケーブルの終点であり、ワーク送り部3を介してワーク105と3に電気的に接続されている。
515が単線ケーブル(単線部)であり、同軸配線部600が内包している上り用あるいは下り用のケーブルが同軸配線部600から分岐している部分である。
Point B is the end point of the cable 514 in the coaxial cable, and the point from here is further connected to the line 515. The point B to the point C are branched as a single line (wiring 515).
Point C is the end point of the single-wire cable of the wiring 515 and is electrically connected to the workpieces 105 and 3 via the workpiece feeding unit 3.
Reference numeral 515 denotes a single wire cable (single wire portion), which is a portion where an up or down cable contained in the coaxial wiring portion 600 branches off from the coaxial wiring portion 600.

さらに分岐している単線部は給電子あるいはワーク送り部3のいずれか一方側(または両方側)と電気的に接続されている。図10の場合ではワーク送り部3と接続している場合を示している。
図11を説明する。
Further, the branched single wire portion is electrically connected to either one side (or both sides) of the power supply or the workpiece feeding portion 3. In the case of FIG. 10, the case where it connects with the workpiece | work feeding part 3 is shown.
FIG. 11 will be described.

電源装置から同軸ケーブル600で中継端子(A点とB点)まで配線される。中継端子までは、同軸ケーブルであるので低インピーダンスであり長さの影響は大きくない。   Wiring is performed from the power supply device to the relay terminals (points A and B) by the coaxial cable 600. Since it is a coaxial cable to the relay terminal, the impedance is low and the influence of the length is not great.

放電加工を行うためワークとワイヤへ電圧を印加するため、中継端子でワーク側(+)と給電子(ワイヤ)側(−)に分離(分岐)し、それぞれへ単線の電線で配線される。   In order to apply a voltage to the workpiece and the wire for electric discharge machining, the workpiece is separated (branched) into the workpiece side (+) and the electric supply (wire) side (−) at the relay terminal, and wired to each by a single wire.

分岐している単線部は給電子あるいはワーク送り部3のいずれか一方側(または両方側)と電気的に接続されている。図11の場合ではワーク送り部3と接続している場合を示している。   The branching single wire portion is electrically connected to either one side (or both sides) of the electric supply or work feeding portion 3. In the case of FIG. 11, the case where it connects with the workpiece | work feeding part 3 is shown.

図11のように周回するワイヤのループの外側にワーク送り部3、給電子104が配置された場合、ワーク、給電子への単線部を、周回するワイヤとの干渉を避けるためワイヤのループの外側に電線を引き回す必要がある。   As shown in FIG. 11, when the work feeding unit 3 and the power supply 104 are arranged outside the loop of the wire that circulates, the single wire part to the work and the power supply is connected to the wire loop to avoid interference with the wire that circulates. It is necessary to route the wire outside.

ワーク、給電子への各単線部の長さは50cm〜1m程度必要となる。2本の合計では1m〜2mとなりこのため比較的大きなインピーダンスを持つことになり、放電するワイヤの本数により、個々の放電エネルギーが一定にならない。
図12を説明する。
The length of each single-wire part to a workpiece | work and an electric power supply needs about 50 cm-1 m. The total of the two wires is 1 m to 2 m, and therefore has a relatively large impedance, and the individual discharge energy is not constant depending on the number of wires to be discharged.
FIG. 12 will be described.

ワークと給電子をワイヤのループ内に配置する場合を説明する。ワークと給電子への配線は、電源装置からの同軸ケーブルの片側(マイナス極)を直接、給電子または給電子取付台に取付る。同軸ケーブルのプラス極は単線の電線と結線し、ワーク取付台へ配線する。   A case where the work and the power supply are arranged in the loop of the wire will be described. For wiring to the work and the power supply, attach one side (minus pole) of the coaxial cable from the power supply directly to the power supply or to the power supply mounting base. The positive pole of the coaxial cable is connected to a single wire and wired to the work mounting base.

もし給電子取付台とワーク取付台との間隔を最短距離に配置できれば、単線部の長さはワークの移動量分の電線の余裕で十分であり、ワークの移動量は標準的なシリコンインゴットの大きさ156mmであるので、ワークの移動に伴ってワークを追従するケーブル部分のみを同軸配線部から分岐すればよく、単線部515の長さは最短では20cm程度(ワーク送り部3が周回するワイヤ103に接近する方向にワーク105を送り出す距離とほぼ同等)になる。
よって、図11と比較した場合、1/5〜1/10まで単線部の長さを短縮することができる。
If the distance between the power supply mounting base and the work mounting base can be arranged at the shortest distance, the length of the single wire section is enough for the work movement amount, and the work movement amount is that of a standard silicon ingot. Since the size is 156 mm, only the cable portion that follows the workpiece as the workpiece moves needs to be branched from the coaxial wiring portion, and the length of the single wire portion 515 is about 20 cm at the shortest (the wire around which the workpiece feeding portion 3 circulates). The distance is approximately equal to the distance at which the workpiece 105 is sent out in the direction approaching 103.
Therefore, when compared with FIG. 11, the length of the single wire portion can be shortened from 1/5 to 1/10.

つまりこの図12のように給電子104とワーク送り部3を内側に配置した場合には、最長でも、複数のメインローラ8,9の外周に形成され、それぞれが異なる方向に走行する2つのワイヤ走行面(上面と下面)どうしの間隔による長さ(距離)よりも、同軸ケーブル部から分岐された単線部515の長さの方が短くなる。   That is, as shown in FIG. 12, when the power supply 104 and the work feeding unit 3 are arranged on the inner side, two wires that are formed on the outer periphery of the plurality of main rollers 8 and 9 at the longest and run in different directions. The length of the single wire portion 515 branched from the coaxial cable portion is shorter than the length (distance) due to the distance between the running surfaces (upper surface and lower surface).

なお同軸ケーブル部から分岐される単線部511は図12のようにワーク105だけと接続する下り用の1本であってもよく、給電子104だけと接続する上り用の1本であってもよい。またにワークと接続する下り用の1本と給電子104と接続する上り用の1本の2本がそれぞれ分岐する様態であってもよい。その場合は2本を合計した単線部515の総延長が、複数のメインローラ8,9の外周に形成される、それぞれが異なる方向に走行する2つのワイヤ走行面(上面と下面)どうしの間隔による長さ(距離)よりも短ければよい。
図13を説明する。
図13は後述する理論計算の結果を表にまとめたものである。
Tr1によりパルス電圧を発生させ、ワイヤとワーク間の放電電流を制御する。
Note that the single wire portion 511 branched from the coaxial cable portion may be one downstream device connected only to the work 105 as shown in FIG. 12, or one upstream device connected only to the power supply 104. Good. In addition, two downstreams may be branched, one downstream for connection to the workpiece and one upstream for connection to the power supply 104. In this case, the total extension of the single wire portion 515 including the two wires is formed on the outer periphery of the plurality of main rollers 8 and 9, and the distance between two wire running surfaces (upper surface and lower surface) that travel in different directions, respectively. It is sufficient if it is shorter than the length (distance).
FIG. 13 will be described.
FIG. 13 summarizes the results of theoretical calculations described later in a table.
A pulse voltage is generated by Tr1, and the discharge current between the wire and the workpiece is controlled.

放電電流Iは、電源電圧(Vmn)と主にインダクタンスからなる配線抵抗L、ワイヤ抵抗(純抵抗Rwn、インダクタンスLw)により次式により簡易的に計算することができる。(なお、厳密には放電極間電圧があるが、ここでは省略している)
配線抵抗Lとは、配線513、配線514、配線515の合計の抵抗成分と同じことを意味している。
放電しているワイヤが1本の場合には放電電流(アンペア)は次式で計算することができる。
I=(Vmn/Rw)*(1−e−t/τ
τとは放電電流の立ち上がり時間である。
τ=(L+Lw)/Rw
またワイヤが多数本(10本)の場合は、放電電流は次式で計算することができる。
I10=(Vmn/(Rw/n)*(1−e−t/τ
τ10=(L+(Lw/n))/(Rw/n)
ここでnは一括給電するワイヤの本数である(放電しているワイヤの本数)である。
となる。
配線抵抗Lは主にインダクタンスであるから、極間での放電電流(Ign)の立ち上がり時間に大きく影響する。
このように立ち上がり時間であるτ(図15に示す)には配線抵抗L(インダクタンス)である電源配線の抵抗値の大小が関係する。
The discharge current I can be simply calculated from the power supply voltage (Vmn), the wiring resistance L L mainly composed of inductance, and the wire resistance (pure resistance Rwn, inductance Lw) by the following formula. (Strictly speaking, there is a discharge electrode voltage, but it is omitted here.)
The wiring resistance L L means the same as the total resistance component of the wiring 513, the wiring 514, and the wiring 515.
When only one wire is discharged, the discharge current (ampere) can be calculated by the following equation.
I = (Vmn / Rw) * (1-e− t / τ )
τ is the rise time of the discharge current.
τ = (L L + Lw) / Rw
When there are a large number of wires (10 wires), the discharge current can be calculated by the following equation.
I10 = (Vmn / (Rw / n) * (1-e- t / τ )
τ10 = (L L + (Lw / n)) / (Rw / n)
Here, n is the number of wires to be collectively fed (the number of wires being discharged).
It becomes.
Since the wiring resistance L L is mainly an inductance, it greatly affects the rise time of the discharge current (Ign) between the electrodes.
Thus, the rise time τ (shown in FIG. 15) relates to the magnitude of the resistance value of the power supply wiring, which is the wiring resistance L L (inductance).

もともとワイヤ放電加工装置で使用する電源供給の電源配線ケーブルによるインピーダンス(抵抗)成分は、加工電源の電圧降下の要因となり得るので、一般的にできるだけ小さいことが望ましい。   Since the impedance (resistance) component due to the power supply power supply cable originally used in the wire electric discharge machining apparatus can cause a voltage drop of the machining power supply, it is generally desirable to be as small as possible.

そのため一般的なシングルワイヤでのワイヤ放電加工装置においても、電源装置からワイヤ放電加工装置の近傍まではそのインピーダンス(抵抗)成分を小さくできる同軸ケーブルを使用して配線されている。
図11に示したように、本発明のマルチワイヤ放電加工装置の中でワークと給電子がそれぞれ配置される位置は上述したように、
Therefore, even in a general single-wire wire electric discharge machine, wiring is performed using a coaxial cable that can reduce the impedance (resistance) component from the power supply device to the vicinity of the wire electric discharge machine.
As shown in FIG. 11, in the multi-wire electric discharge machining apparatus of the present invention, the positions where the workpiece and the power supply are respectively arranged are as described above.

(1)放電点から給電子ユニットまでのワイヤ長(ワイヤが走行する長さ)をできる限り長くすることでワイヤ長によるインピーダンス(抵抗成分)がより大きくなり、その結果、ワイヤ毎のインピーダンス(抵抗成分)が電源回路の中で支配的になり、ワイヤ毎に流れる電流値をワイヤ毎のインピーダンス(抵抗成分)で決定することができる。 (1) By making the wire length from the discharge point to the power supply unit (the length that the wire travels) as long as possible, the impedance (resistance component) due to the wire length increases, and as a result, the impedance (resistance) for each wire Component) becomes dominant in the power supply circuit, and the current value flowing for each wire can be determined by the impedance (resistance component) for each wire.

(2)給電子ユニットから放電点までの左右両側のワイヤ長(L1とL2)をできる限り等しくすることでワイヤ長によるインピーダンス(抵抗成分)もほぼ等しくなり、その結果、ワイヤ毎に流れる電流値を左右両側で等しくすることができ、ワークを左右両側(走行するワイヤの進行方向)で精度よく加工することができる。 (2) By making the wire lengths (L1 and L2) on both the left and right sides from the power supply unit to the discharge point as equal as possible, the impedance (resistance component) due to the wire length is also almost equal, and as a result, the current value flowing for each wire Can be made equal on both the left and right sides, and the workpiece can be processed with high precision on both the left and right sides (traveling direction of the traveling wire).

といった2つの理由で給電子ユニットと放電点のそれぞれが離れており、さらにワークは放電加工が進行するに伴って可動するため、電源装置から給電子に加工電源を供給して、ワイヤを流れたワイヤ電流が極間において放電を発生させ、ワークに流れた極間電流を加工電源に戻す電源回路を構成するためには、マルチワイヤ放電加工装置の近傍まで配線された同軸ケーブルから分岐された単線で配線されるケーブルは必ず必要となる。   The power supply unit and the discharge point are separated from each other for two reasons, and the workpiece moves as the electric discharge machining proceeds. Therefore, the machining power is supplied from the power supply device to the power supply and flows through the wire. A single wire branched from a coaxial cable routed to the vicinity of the multi-wire electrical discharge machine to construct a power supply circuit that generates electrical discharge between the poles and returns the gap current flowing through the workpiece to the machining power supply. The cable wired in is always necessary.

単線で配線されるケーブル長が長くなるとケーブル長によるインピーダンス(抵抗)成分が大きくなってしまい、配線抵抗L(インダクタンス)を増加させる要因となるが、 When the length of a cable wired with a single wire becomes longer, the impedance (resistance) component due to the cable length becomes larger, which becomes a factor of increasing the wiring resistance L L (inductance).

本発明のマルチワイヤ放電加工装置において単線で配線されるケーブル長を出来るだけ短くすることは加工電源の電圧降下の要因となるという一般的なシングルワイヤでのワイヤ放電加工装置における一般的な理由とは異なり、各ワイヤ毎の加工エネルギーを放電状態によらず均一にすることを目的としている。 In the multi-wire electric discharge machining apparatus of the present invention, it is a general reason for a general single-wire wire electric discharge machining apparatus that shortening the cable length wired as a single line as much as possible causes a voltage drop of the machining power supply. In contrast, the object is to make the processing energy of each wire uniform regardless of the discharge state.

このように、本発明のマルチワイヤ放電加工装置において単線部分のケーブルのインピーダンスをできる限り下げるためにはケーブル長はできるだけ短い方が好ましく、上述の2つの条件を満たして、最も単線部分のケーブル長が短くなるようにするには、ワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置することが最も好適である。
以下上記式を用いて理論計算した結果である。
この理論計算により立ち上がり時間であるτのバラつきと電源配線の長さの影響を示すことができる。
配線1本につきワイヤ10本へ一括給電を行うとした場合、
ワイヤ抵抗 Rwn:10Ωとし、ワイヤのインダクタンスLw:50μHと仮定する。
配線の長さが2mの時の配線抵抗Lを2μHとし、0.2mの時の配線抵抗L:0.2μHとした場合のτをそれぞれ計算した。
1301は極間で放電しているワイヤの本数である。
1302は配線抵抗とワイヤのインダクタンスを合計したものである。単位は[マイクロヘンリー]
1303はワイヤの抵抗である。
1304はτである。単位は時間[マイクロ秒]である。
1305はτのバラツキである。
放電の発生状態による影響を示す。
Thus, in the multi-wire electric discharge machining apparatus of the present invention, the cable length is preferably as short as possible in order to reduce the impedance of the single-wire portion cable as much as possible. The cable length of the single-wire portion is the most satisfying the above two conditions. In order to shorten the length, it is most preferable to dispose both the workpiece feeding unit and the power supply unit inside the plurality of main rollers.
The results of theoretical calculation using the above equation are as follows.
This theoretical calculation can show the influence of the variation in τ as the rise time and the length of the power supply wiring.
When performing batch power supply to 10 wires per wiring,
It is assumed that the wire resistance Rwn is 10Ω and the wire inductance Lw is 50 μH.
The length of the wiring is a 2μH wiring resistance L L when the 2m, wiring resistance L L when the 0.2m: 0.2μH and was the τ when calculated respectively.
1301 is the number of wires discharged between the electrodes.
Reference numeral 1302 denotes a total of wiring resistance and wire inductance. The unit is [microhenry]
1303 is the resistance of the wire.
1304 is τ. The unit is time [microseconds].
1305 is a variation of τ.
The influence by the state of occurrence of discharge is shown.

表から、結果1300と結果1400を比較すると単線部の長さが0、2mの場合の方が、2mの場合と比べてτのバラツキが小さく、つまり放電するワイヤどうしで放電が立ち上がる時間[マイクロ秒]がほぼ均一にそろっていると言える。   From the table, when the result 1300 and the result 1400 are compared, the variation in τ is smaller in the case where the length of the single wire portion is 0 and 2 m than in the case of 2 m, that is, the time when the discharge rises between the wires to be discharged [micro It can be said that [second] is almost uniform.

図14は、上述の(Vmn−Vgn)/((Rwn/ワイヤの本数)+Rmn)=加工電流の計算式を用いて、ワイヤの本数の増加にともなって変化する合計の加工電流の理論計算値を、Rmnだけを可変にして比較したグラフである。また式においてはVmn=60V、Vgn=30V、Rwn=10Ωとして加工電流の値(アンペア)を求めた。   FIG. 14 shows the above-mentioned (Vmn−Vgn) / ((Rwn / number of wires) + Rmn) = theoretical calculation value of the total machining current that changes as the number of wires increases, using the formula for machining current. Is a graph comparing only Rmn. In the equation, the value (ampere) of the machining current was obtained with Vmn = 60V, Vgn = 30V, and Rwn = 10Ω.

グラフの縦軸は合計の加工電流を示すアンペアであり、グラフの縦軸は給電子に接し、1箇所(一括)で給電されるワイヤの本数である。異なるサイズの給電子104をワイヤと接触されて給電することで、1箇所(一括)で給電されるワイヤの本数(1本、2本、10本、、、、100本)を変える事ができる。
グラフはRmn以外のパラメータを固定しRmnの抵抗値(Ω)だけをそれぞれ異なる3つの抵抗値に置き換えて比較したものである。
The vertical axis of the graph is the ampere indicating the total machining current, and the vertical axis of the graph is the number of wires that are in contact with the feeder and fed at one place (collective). The number of wires (1, 2, 10,..., 100) to be fed at one place (collective) can be changed by feeding the different size feeders 104 in contact with the wires. .
In the graph, parameters other than Rmn are fixed, and only the resistance value (Ω) of Rmn is replaced with three different resistance values.

グラフから、Rmnをより小さくするほど、ワイヤの本数の増加にともなって加工速度と直接関連性があるといえる加工電流の合計はワイヤの本数にほぼ比例するように増加していることがわかる。   From the graph, it can be seen that as Rmn becomes smaller, the total machining current, which can be said to be directly related to the machining speed, increases as the number of wires increases, so as to be almost proportional to the number of wires.

本発明においては、ワイヤ103とワーク105間(極間)の加工液の抵抗値は極間の距離により変化する。よって誘発電流制限抵抗であるRsn506をこの極間の加工液の抵抗値とほぼ同じ程度の値に設定することで、極間電圧(Vgn)の変動を検出することができる。
図15を説明する。
In the present invention, the resistance value of the machining fluid between the wire 103 and the workpiece 105 (between the electrodes) varies depending on the distance between the electrodes. Therefore, by setting Rsn 506, which is the induced current limiting resistance, to a value that is approximately the same as the resistance value of the machining fluid between the electrodes, it is possible to detect a variation in the voltage (Vgn) between the electrodes.
FIG. 15 will be described.

図15はパルス電源の印加と、パルス電源の印加に伴って放電電流が立ち上がる関係を示したものである。本発明のワイヤ放電加工においては複数本のワイヤに同一パルスで同一電圧値の加工電源を一括給電した場合でも、
1.立ち上がりが早いワイヤの場合の加工(上図)
2.立ち上がりが遅いワイヤの場合の加工(下図)
FIG. 15 shows the relationship between the application of the pulse power supply and the discharge current rising with the application of the pulse power supply. In the wire electric discharge machining of the present invention, even when a machining power supply having the same voltage value is fed to a plurality of wires with the same pulse,
1. Machining for a wire that rises quickly (above)
2. Machining for slow-starting wire (below)

に模したように、電流と時間積つまり電気量に比例して加工エネルギーが定まる。極間における放電の発生はワイヤ毎にそれぞれ異なるので、そのため電流の立ち上がり時間が異なると、加工エネルギーが異なる。 つまり、上図の立ち上がり時間(τ)が短い場合は、電気量つまり加工エネルギーが増加し、ワークは多く加工される。 As shown in Fig. 5, the machining energy is determined in proportion to the current and time product, that is, the amount of electricity. Since the occurrence of electric discharge between the electrodes is different for each wire, the processing energy is different if the rise time of the current is different. That is, when the rise time (τ) in the above figure is short, the amount of electricity, that is, the machining energy increases, and the workpiece is machined much.

逆に下図の立ち上がり時間(τ)が長い場合は、電気量つまり加工エネルギーが減少しワークは少なく加工される。このようにもし極間でのワイヤ毎に放電電流が安定して流れ出すまでの立ち上がり時間(τ)がばらついてしまうと、放電電流が立ち上がった後の加工エネルギーも変わってしまうので、ワイヤ毎の加工形状もバラバラになってしまう。
図16を説明する。
Conversely, when the rise time (τ) in the figure below is long, the amount of electricity, that is, the machining energy is reduced, and the workpiece is machined less. In this way, if the rise time (τ) until the discharge current flows stably for each wire between the electrodes varies, the processing energy after the discharge current rises also changes. The shape will also fall apart.
FIG. 16 will be described.

図16は図2の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置し、L1(左側のメインローラを走行する長さ)とL2(右側のメインローラを走行する長さ)をほぼ等距離にしているが、ワーク送り部の配置と給電子ユニットの配置は鉛直方向に必ずしも整列していなくても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。
図17を説明する。
FIG. 16 is a modification of the arrangement of FIG. In this case, both the work feeding unit and the power supply unit are arranged inside the plurality of main rollers, and L1 (the length of traveling on the left main roller) and L2 (the length of traveling on the right main roller) are substantially equal. Although the distances are equal to each other, the arrangement of the work feeding unit and the arrangement of the power supply units are not necessarily aligned in the vertical direction, but an arrangement example in which the object of the present invention is achieved is shown.
FIG. 17 will be described.

図17は図2の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置しているが、L1(左側のメインローラを走行する長さ)とL2(右側のメインローラを走行する長さ)が異なる。この場合にはワイヤ毎に流れる電流値が左右両側異なるため、ワークを左右両側(走行するワイヤの進行方向)での精度も加工影響を受けるが、その差が10%程度であれば本発明の目的が達成される。
図18を説明する。
FIG. 17 is a modification of the arrangement of FIG. In this case, both the workpiece feeding unit and the power supply unit are arranged inside the plurality of main rollers, but L1 (the length of traveling on the left main roller) and L2 (the length of traveling on the right main roller). ) Is different. In this case, since the value of the current flowing for each wire is different on both the left and right sides, the accuracy of the workpiece on both the left and right sides (the direction of travel of the traveling wire) is also affected by machining, but if the difference is about 10%, The objective is achieved.
FIG. 18 will be described.

図18は図2の配置の変形例である。この場合はワーク送り部と給電子ユニットの両方を複数のメインローラの内側に配置し、L1(左側のメインローラを走行する長さ)とL2(右側のメインローラを走行する長さ)をほぼ等距離にしているが、複数のメインローラは図2のように2か所ではなく、図18のように4か所に配置しても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。給電子ユニットの数は図2のように1カ所でなく図18のように2か所に配置しても、本発明の目的が達成される配置例を示したものである。   FIG. 18 is a modification of the arrangement of FIG. In this case, both the work feeding unit and the power supply unit are arranged inside the plurality of main rollers, and L1 (the length of traveling on the left main roller) and L2 (the length of traveling on the right main roller) are substantially equal. Although the distance is equal, a plurality of main rollers are not located at two places as shown in FIG. 2, but an arrangement example is shown in which the object of the present invention can be achieved even if they are arranged at four places as shown in FIG. Is. FIG. 2 shows an arrangement example in which the object of the present invention can be achieved even if the number of the power supply units is not one as shown in FIG. 2 but two places as shown in FIG.

尚、本発明のマルチワイヤ放電加工システムでスライスされた半導体インゴットは、半導体用の基板または太陽電池用の基板として製造され、半導体デバイスや太陽電池として使用することができる。   The semiconductor ingot sliced by the multi-wire electric discharge machining system of the present invention is manufactured as a semiconductor substrate or a solar cell substrate, and can be used as a semiconductor device or a solar cell.

1 マルチワイヤ放電加工装置
2 電源装置
3 ワーク送り部
103 ワイヤ電極
104 給電子
105 ワーク(シリコンインゴット)
505 加工電源(マイナス側)から給電子(給電部)までのケーブルによるインピーダンス
520 ワーク送り部(ワーク)から加工電源(プラス側)までのケーブルによるインピーダンス
509 給電子(給電部)から極間(放電部)までのワイヤ1本によるインピーダンス
513 加工電源(マイナス側)に接続する電源用配線ケーブル
514 加工電源(プラス側)に接続する電源用配線ケーブル
515 単線ケーブル(単線部)
600 同軸ケーブル(同軸配線部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multi wire electric discharge machine 2 Power supply device 3 Work feed part 103 Wire electrode 104 Electric supply 105 Work (silicon ingot)
505 Impedance by cable from machining power supply (minus side) to power supply (feeding part) 520 Impedance by cable from work feeding part (workpiece) to machining power supply (plus side) 509 Between electrodes (feeding part) to discharge (discharge) Impedance 513 by one wire up to a part) Power supply wiring cable 514 connected to the machining power supply (minus side) Power supply wiring cable 515 connected to the machining power supply (plus side) Single line cable (single line part)
600 Coaxial cable (coaxial wiring part)

Claims (7)

並設されたワイヤの間隔でワークを放電加工によりスライスするワイヤ放電加工装置であって、
同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、
前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、
前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、
前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線と
を備え、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
A wire electric discharge machining apparatus for slicing a workpiece by electric discharge machining at an interval between wires arranged in parallel,
A plurality of main rollers for rotating the wire so as to run in the same direction;
A plurality of wires that circulate, and a power supply that collectively feeds a machining power source for electric discharge machining,
A workpiece feeding section for feeding the workpiece in a direction approaching the wire that circulates;
Power supply wiring for supplying a machining power for conducting the electric discharge machining in conduction with the electric supply and the workpiece,
The power supply and the work feed unit are arranged inside wires that circulate around the plurality of main rollers, and a power supply circuit of the machining power source using the power supply wiring is connected to the power supply and the work feed unit. A wire electrical discharge machining apparatus characterized by being connected to each other.
前記複数のメインローラを周回するワイヤの外側に配置されて、加工液を貯留する加工槽をさらに備え、
前記ワーク送り部は前記給電子よりも低い位置に配置され、
保持する前記ワークが前記加工液に浸漬されるように、前記ワーク送り部が前記ワークを前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すことを特徴とする請求項1に記載のワイヤ放電加工装置。
A processing tank that is disposed outside a wire that circulates around the plurality of main rollers, and stores a processing liquid;
The work feeding unit is disposed at a position lower than the power supply,
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein the workpiece feeding unit feeds the workpiece in a direction approaching the wire that circulates so that the workpiece to be held is immersed in the machining liquid.
前記電源配線は、
上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、
前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、
を有し、
前記複数のメインローラの外周に形成される、異なる方向に走行する2つのワイヤ走行面どうしの間隔による長さより、前記分岐された単線部の長さの方が短いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のワイヤ放電加工装置。
The power supply wiring is
A coaxial wiring section that encloses cables for upstream and downstream;
A single wire portion in which the enclosing or descending cable is branched from the coaxial wiring portion and connected to one of the electric supply or the work feeding portion;
Have
The length of the branched single wire portion is shorter than the length due to the distance between two wire running surfaces formed on the outer periphery of the plurality of main rollers and running in different directions. Or the wire electric discharge machining apparatus of Claim 2.
前記電源配線は、
上り用および下り用のケーブルを内包する同軸配線部と、
前記内包している前記上り用または前記下り用のケーブルが前記同軸配線部から分岐して前記給電子または前記ワーク送り部の一方と接続される単線部と、
を有し、
前記分岐された単線部の長さが、前記ワーク送り部が前記ワークを周回するワイヤに接近する方向に送り出す距離とほぼ同等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項に記載のワイヤ放電加工装置。
The power supply wiring is
A coaxial wiring section that encloses cables for upstream and downstream;
A single wire portion in which the enclosing or descending cable is branched from the coaxial wiring portion and connected to one of the electric supply or the work feeding portion;
Have
4. The length of the branched single wire portion is substantially equal to a distance that the workpiece feeding portion feeds in a direction approaching a wire that circulates the workpiece. The wire electric discharge machining apparatus according to Item.
前記ワイヤに一括で給電された前記加工電源を前記ワークに放電する放電部と、
前記給電子に前記放電加工するための加工電源を供給する電源部と、
前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗が、前記給電子から前記放電部までのワイヤの抵抗よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のワイヤ放電加工装置。
A discharge unit for discharging the machining power source fed to the wire in a batch to the workpiece;
A power supply unit for supplying a machining power for the electric discharge machining to the electric supply;
The resistance of the power supply wiring from the said power supply part to the said power supply is smaller than the resistance of the wire from the said power supply to the said discharge part, The any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. Wire electrical discharge machining equipment.
前記電源部から前記給電子までの電源配線の抵抗は0.1Ωよりも小さいことを特徴とする請求項5に記載のワイヤ放電加工装置。   The wire electric discharge machining apparatus according to claim 5, wherein a resistance of a power supply wiring from the power supply unit to the power supply is smaller than 0.1Ω. 並設されたワイヤの間隔でワークを放電加工によりスライスし、同一方向に走行させるように前記ワイヤを周回させる複数のメインローラと、前記周回する複数本のワイヤに、前記放電加工するための加工電源を一括給電する給電子と、前記ワークを、前記周回するワイヤに接近する方向に送り出すワーク送り部と、前記給電子および前記ワークとに導通して前記放電加工するための加工電源を供給する電源配線とを備えるワイヤ放電加工装置におけるワイヤ放電加工方法であって、
前記給電子および前記ワーク送り部とが、前記複数のメインローラを周回するワイヤの内側に配置されて、前記電源配線を用いた前記加工電源の電源回路が前記給電子および前記ワーク送り部とにそれぞれ接続されていることを特徴とするワイヤ放電加工方法。
A plurality of main rollers for slicing the workpiece by electrical discharge machining at intervals between the wires arranged in parallel and traveling in the same direction, and machining for performing electrical discharge machining on the plurality of wires that circulate Supplying power to a power source collectively, supplying a workpiece feeding unit for sending the workpiece in a direction approaching the wire that circulates, and supplying machining power for conducting the electric discharge machining with the supply and the workpiece. A wire electric discharge machining method in a wire electric discharge machining apparatus comprising a power supply wiring,
The power supply and the work feed unit are arranged inside wires that circulate around the plurality of main rollers, and a power supply circuit of the machining power source using the power supply wiring is connected to the power supply and the work feed unit. A wire electric discharge machining method characterized by being connected to each other.
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