JP2023029020A - wire saw - Google Patents

wire saw Download PDF

Info

Publication number
JP2023029020A
JP2023029020A JP2021135079A JP2021135079A JP2023029020A JP 2023029020 A JP2023029020 A JP 2023029020A JP 2021135079 A JP2021135079 A JP 2021135079A JP 2021135079 A JP2021135079 A JP 2021135079A JP 2023029020 A JP2023029020 A JP 2023029020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
wire
cutting
weight
feed mechanism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2021135079A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
哲也 中村
Tetsuya Nakamura
正史 漆山
Masashi Urushiyama
知之 河津
Tomoyuki Kawazu
史朗 村井
Shiro Murai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu NTC Ltd
Original Assignee
Komatsu NTC Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Komatsu NTC Ltd filed Critical Komatsu NTC Ltd
Priority to JP2021135079A priority Critical patent/JP2023029020A/en
Priority to CN202210896420.7A priority patent/CN115890936A/en
Priority to CH00924/22A priority patent/CH718899A2/en
Publication of JP2023029020A publication Critical patent/JP2023029020A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0046Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of devices for feeding, conveying or clamping work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work

Abstract

To provide a wire saw that is configured so as to make force acting on a work-piece feeding mechanism constant even if cutting resistance at the time of cutting a work-piece varies.SOLUTION: A wire saw 1 comprises: a wire 54 that cuts a work-piece W; a plurality of rollers 52 for processing around which the wire 54 is wound; a work-piece feeding mechanism 7 that feeds the work-piece W in a cutting direction in which the work-piece is cut with respect to the wire 54; and a balancer 8 that holds the work-piece feeding mechanism 7. The balancer 8 applies, to the work-piece feeding mechanism 7, force in a direction in which reaction force generated when the wire 54 cuts the work-piece W, own weight of a movable part of the work-piece feeding mechanism 7 and own weight of the work-piece W are offset.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ワーク送り機構を備えたワイヤソーに関する。 The present invention relates to a wire saw provided with a work feeding mechanism.

一般に、半導体材料や磁性材料等のワークをワイヤで切断するワイヤソーは、ワイヤに対して、加工液を供給しながら、ワーク送り装置によってワークを切り込み送りすることで、ワークを切断している。 In general, a wire saw that cuts a work such as a semiconductor material or a magnetic material with a wire cuts the work by cutting and feeding the work with a work feeding device while supplying a working fluid to the wire.

一般に、ワイヤソーのワーク送り機構は、ガイドレールと、ワーク送りテーブルに設けられたナット部材と、ナット部材に螺合する棒ねじと、棒ねじを回転駆動させてワーク送りテーブルを昇降させる駆動モータと、を備えている(例えば、特許文献1参照)。 In general, a wire saw work feed mechanism includes a guide rail, a nut member provided on a work feed table, a rod screw that is screwed into the nut member, and a drive motor that rotates the rod screw to move the work feed table up and down. , (see, for example, Patent Document 1).

切断されて形成されるワークは、薄い半導体ウエハとなるので、高精度に切断加工されることが要求される。半導体ウエハは、ワークとワイヤとの相対変位によってウエハの形状が決定される。このため、ワーク送り機構は、真直度がウエハに転写されるので、高精度かつ高剛性が求められる。 Since the work to be cut is a thin semiconductor wafer, it is required to be cut with high accuracy. The shape of the semiconductor wafer is determined by the relative displacement between the workpiece and the wire. For this reason, the workpiece feeding mechanism is required to have high precision and high rigidity because the straightness is transferred to the wafer.

特開平9-70823号公報(図2及び図3参照)Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-70823 (see FIGS. 2 and 3)

しかし、特許文献1に記載のワイヤソーや、一般のワイヤソーでは、加工時の切削抵抗により、ワーク送り機構に反力が生じて、機械が変形する。その反力は、ワークの大きさまたは、断面積の大きさおよび、加工切削性の変化によって、常に変化する。このため、ワイヤソーでは、切削抵抗が変化しても、切削抵抗によって変形しないワーク送り機構を有することが望まれていた。 However, in the wire saw described in Patent Literature 1 and in general wire saws, a reaction force is generated in the work feed mechanism due to cutting resistance during machining, and the machine deforms. The reaction force always changes according to the size of the workpiece, the size of the cross-sectional area, and the change in machinability. For this reason, wire saws are desired to have a work feed mechanism that does not deform due to cutting resistance even when the cutting resistance changes.

そこで、本発明は、ワークの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構にかかる力を一定にさせることができるワイヤソーを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wire saw that can maintain a constant force applied to a work feed mechanism even if the cutting resistance during cutting of the work changes.

前記課題を解決するため、本発明に係るワイヤソーは、ワークを切断するワイヤと、前記ワイヤが巻き掛けられた複数の加工用ローラと、前記ワイヤに対して前記ワークを切断する切断方向に送るワーク送り機構と、前記ワーク送り機構を保持するバランサと、を備え、前記バランサは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の力を前記ワーク送り機構に付与することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a wire saw according to the present invention includes a wire for cutting a work, a plurality of processing rollers around which the wire is wound, and a work to be fed to the wire in a cutting direction for cutting the work. A feed mechanism and a balancer that holds the work feed mechanism are provided, and the balancer is composed of a reaction force generated when the wire is used to cut the work, the dead weight of the movable portion of the work feed mechanism, and the weight of the work. It is characterized in that a force is applied to the work feeding mechanism in a direction that offsets its own weight.

本発明によれば、ワークの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構にかかる力を一定にさせることができるワイヤソーを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wire saw that can keep the force applied to the work feed mechanism constant even if the cutting resistance during cutting of the work changes.

本発明の実施形態に係るワイヤソーの一例を示す要部概略縦断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a principal part schematic longitudinal cross-sectional view which shows an example of the wire saw which concerns on embodiment of this invention. ワイヤソーの要部拡大概略平面図である。FIG. 2 is an enlarged schematic plan view of a main part of the wire saw; ワイヤソーの要部概略縦断面図である。FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view of a main part of a wire saw; 本発明の実施形態に係るワイヤソーの変形例を示す要部概略縦断面図である。It is a principal part schematic longitudinal cross-sectional view which shows the modification of the wire saw which concerns on embodiment of this invention. 図4の要部拡大図である。5 is an enlarged view of a main portion of FIG. 4; FIG.

本発明の実施形態に係るワイヤソーを図1~図3を参照して説明する。
本実施形態において、図1に示すクランプ装置6のワーク送りテーブル61がある方向を前、ワーク送りテーブル61の後方向を後、鉛直上方側を上、鉛直下方側を下、図2の左方向を左、図2の右方向を右として適宜説明する。
A wire saw according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.
In this embodiment, the direction in which the workpiece feed table 61 of the clamping device 6 shown in FIG. , and the right direction in FIG. 2 is referred to as the right.

まず、ワイヤソー1を説明する前に、ワイヤソー1に使用されるワークWについて説明する。また、図3に示すように、ワイヤソー1の主要部は、略左右対称に形成されているため、適宜その一方を説明して他方の説明を省略する。 First, before describing the wire saw 1, the work W used for the wire saw 1 will be described. Further, as shown in FIG. 3, the main parts of the wire saw 1 are formed substantially symmetrically, so one of them will be explained as appropriate and the explanation of the other will be omitted.

<ワーク>
図1に示すように、ワークWは、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料から成る。ワークWは、クランプ装置6のワーク保持部63に取り付けられて、ワイヤソー1に配置された加工装置5のワイヤ54に押し当てることで切削して切断される。
<Work>
As shown in FIG. 1, the work W is made of a hard and brittle material such as a semiconductor material, a magnetic material, or ceramic. The work W is attached to the work holding portion 63 of the clamp device 6 and pressed against the wire 54 of the processing device 5 arranged on the wire saw 1 to be cut by cutting.

<ワイヤソー>
ワイヤソー1は、加工装置5のワイヤ54によってワークWを切断する切断装置である。図1に示すように、ワイヤソー1は、基台(図示省略)と、コラム3と、サドル4と、加工装置5と、クランプ装置6と、ワーク送り機構7と、コントロールバルブ90と、コントローラ10と、を主に備えて構成されている。
<Wire saw>
The wire saw 1 is a cutting device that cuts the work W with a wire 54 of the processing device 5 . As shown in FIG. 1, the wire saw 1 includes a base (not shown), a column 3, a saddle 4, a processing device 5, a clamping device 6, a work feeding mechanism 7, a control valve 90, a controller 10, and a and are mainly provided.

<基台>
不図示の基台は、コラム3と、加工装置5と、を下から保持するベースである。基台(図示省略)は、ワイヤソー1の下端部全体に亘って配置されている。
<Base>
A base (not shown) is a base that holds the column 3 and the processing device 5 from below. A base (not shown) is arranged over the entire lower end of the wire saw 1 .

<コラム>
コラム3は、基台(図示省略)上に立設されて、ワイヤソー1の機械本体を構成する柱状の部材である。コラム3内には、サドル4と、ワーク送り機構7と、バランサ8と、が設けられている。
<Column>
The column 3 is a columnar member that stands on a base (not shown) and constitutes the main body of the wire saw 1 . A saddle 4 , a work feeding mechanism 7 and a balancer 8 are provided in the column 3 .

<サドル>
図1に示すように、サドル4は、コラム3に対して上下方向に移動可能に配置された縦送り台である。サドル4の前面には、ワークWをクランプするクランプ装置6を支持している。サドル4には、ワイヤ54に対してワークWを切断する切断方向に送るワーク送り機構7と、ワーク送り機構7を保持しているバランサ8と、が設けられている。
<Saddle>
As shown in FIG. 1, the saddle 4 is a vertical feed base arranged to be vertically movable with respect to the column 3 . A clamping device 6 for clamping the workpiece W is supported on the front surface of the saddle 4 . The saddle 4 is provided with a work feed mechanism 7 that feeds the work W in the cutting direction for cutting the wire 54 and a balancer 8 that holds the work feed mechanism 7 .

<加工装置>
加工装置5は、クランプ装置6のワーク保持部63にクランプされた未加工のワークWを加工する切削機構である。加工装置5は、適宜な間隔で水平方向に対向配置された一対の加工用ローラ51,52と、加工用ローラ51と加工用ローラ52とに巻き掛けられたワークWを切断するワイヤ54、加工用ローラ51,52を回転駆動させる駆動モータ(図示省略)と、ブラケット55と、を備えて成る。加工装置5は、コラム3の近傍において、基台(図示省略)上にブラケット55を介在して設置されている。
<Processing equipment>
The processing device 5 is a cutting mechanism that processes the unprocessed work W clamped by the work holding portion 63 of the clamp device 6 . The processing device 5 includes a pair of processing rollers 51 and 52 that are arranged facing each other in the horizontal direction at an appropriate interval, a wire 54 that cuts the work W wound around the processing roller 51 and the processing roller 52, and a processing device. It comprises a drive motor (not shown) for rotating the cleaning rollers 51 and 52 and a bracket 55 . The processing device 5 is installed on a base (not shown) in the vicinity of the column 3 with a bracket 55 interposed therebetween.

ワークWは、加工用ローラ51,52の軸線方向に沿って並設された複数のものから成る(添付図面では、省略して1つのみ記載している)。そして、ワイヤソー1の運転時には、ワイヤ54が加工用ローラ51,52間で走行されて、クランプ装置6で保持されたワークWが、ワーク送り機構7により加工装置5に向かって下降されてワイヤ54に押し付けられることで切断される。 The workpiece W consists of a plurality of workpieces arranged side by side along the axial direction of the processing rollers 51 and 52 (only one workpiece is omitted in the accompanying drawings). When the wire saw 1 is operated, the wire 54 runs between the processing rollers 51 and 52, and the work W held by the clamp device 6 is lowered toward the processing device 5 by the work feed mechanism 7, and the wire 54 is moved. It is cut by being pressed against.

加工用ローラ51,52は、駆動モータ(図示省略)によって回転されることで、プーリ及びベルト等を含む伝達機構(図示省略)を介して駆動される加工用ローラ51,52間だけワイヤ54を走行させるように構成されている。加工用ローラ51,52は、少なくとも一対であればよく、相互間隔をおいて平行に配置される構成であれば、3本以上でもよい。 The processing rollers 51 and 52 are rotated by a driving motor (not shown) so that the wire 54 is driven only between the processing rollers 51 and 52 driven via a transmission mechanism (not shown) including pulleys, belts, and the like. configured to run. The number of processing rollers 51 and 52 may be at least one pair, and may be three or more as long as they are arranged in parallel with a space therebetween.

ワイヤ54は、例えば、1本の線材によって構成された加工用ワイヤである。ワイヤ54は、加工用ローラ51,52によって、一定量前進及び一定量後退を繰り返して、全体として歩進的に前進し、または、一方向に連続して前進するように駆動される。 The wire 54 is, for example, a processing wire made up of a single wire rod. The wire 54 is driven by the processing rollers 51 and 52 so as to repeat forward movement and backward movement by a fixed amount to advance stepwise as a whole or to advance continuously in one direction.

<クランプ装置>
図1に示すように、クランプ装置6は、加工装置5でワークWを加工する際に、ワークWをクランプするための保持機構である。クランプ装置6は、未加工のワークWをクランプしてから、そのワークWを加工装置5のワイヤ54に押し当てて加工し、加工完了後のワークWをアンクランプさせるまで、ワークWを保持する。クランプ装置6は、ワークWを保持するワーク保持部63と、ワーク保持部63をクランプするクランプ部62と、ワーク保持部63およびクランプ部62をワーク送り機構7によって昇降させるワーク送りテーブル61と、を備えて成る。
<Clamp device>
As shown in FIG. 1 , the clamp device 6 is a holding mechanism for clamping the work W when the work W is processed by the processing device 5 . The clamping device 6 clamps the unprocessed work W, presses the work W against the wire 54 of the processing device 5 for processing, and holds the work W until the work W after processing is unclamped. . The clamping device 6 includes a work holding portion 63 that holds the work W, a clamp portion 62 that clamps the work holding portion 63, a work feed table 61 that moves the work holding portion 63 and the clamp portion 62 up and down by the work feed mechanism 7, consists of

<ワーク送り機構>
ワーク送り機構7は、ワークWを、ワイヤ54によってワークWを切断する加工位置と、加工済のワークWと未加工のワークWとの交換が行われるワーク交換位置と、の間を移動させるための移送装置である。また、ワーク送り機構7は、ワークWを加工する際に、ワークWを昇降させる昇降装置の機能も果たす。ワーク送り機構7は、リニアモータ70から成る。
<Work feeding mechanism>
The work feed mechanism 7 moves the work W between a machining position where the work W is cut by the wire 54 and a work exchange position where the machined work W and the unmachined work W are exchanged. is a transfer device. The work feed mechanism 7 also functions as an elevating device for elevating the work W when the work W is processed. The work feed mechanism 7 is composed of a linear motor 70 .

<リニアモータ>
図1に示すように、リニアモータ70は、サドル4を上下方向に移動させるための駆動源である。リニアモータ70は、ベース75と、ベース75に固定され、永久磁石73を有する固定子74と、固定子74に相対的に移動可能に設けられて電機子巻線71を有する可動子72と、を主に備えて成る。リニアモータ70は、電機子巻線71に電力供給装置(図示省略)から交流電流が供給されると、可動子72が駆動するように構成されている。このとき、電機子巻線71は、熱を発するため、その熱を冷却するための冷却装置(図示省略)が電機子巻線71に当接して配置されている。固定子74はベース75に固定され、可動子72は、サドル4に配置されている。ベース75は、コラム3に連結されている。リニアモータ70は、コントローラ10を介して不図示の電源に電気的に接続されている。
<Linear motor>
As shown in FIG. 1, the linear motor 70 is a drive source for moving the saddle 4 vertically. The linear motor 70 includes a base 75, a stator 74 fixed to the base 75 and having a permanent magnet 73, a mover 72 provided movably relative to the stator 74 and having an armature winding 71, It consists mainly of The linear motor 70 is configured such that when an alternating current is supplied to the armature winding 71 from a power supply device (not shown), the mover 72 is driven. At this time, since the armature winding 71 generates heat, a cooling device (not shown) for cooling the heat is arranged in contact with the armature winding 71 . The stator 74 is fixed to the base 75 and the mover 72 is arranged on the saddle 4 . Base 75 is connected to column 3 . Linear motor 70 is electrically connected to a power source (not shown) via controller 10 .

<バランサ>
図1に示すように、バランサ8は、サドル4の自重と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワイヤ54でワークWを切断加工するときに生じる反力(加工抵抗)と、を相殺する方向の力をサドル4に付与し、サドル4を適宜な位置にコントロールして支持させるための装置である。バランサ8は、主にシリンダ装置80から成る。さらに、具体例を挙げると、バランサ8は、シリンダ装置80と、コントロールバルブ90と、コントローラ10と、不図示のシリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプP1と、を備えて構成されている。バランサ8は、リニアモータ70に同期して動くようにコントローラ10によって制御されている。
<Balancer>
As shown in FIG. 1, the balancer 8 offsets the weight of the saddle 4, the weight of the movable part of the work feed mechanism 7, and the reaction force (machining resistance) generated when the work W is cut by the wire 54. It is a device for applying a force to the saddle 4 in a direction to control and support the saddle 4 at an appropriate position. The balancer 8 mainly consists of a cylinder device 80 . Further, to give a specific example, the balancer 8 includes a cylinder device 80, a control valve 90, a controller 10, and a cylinder pump P1 of a cylinder hydraulic unit (not shown). The balancer 8 is controlled by the controller 10 to move synchronously with the linear motor 70 .

<シリンダ装置>
図1及び図3に示すように、シリンダ装置80は、上下方向に移動するもワーク送り機構7等の自重をキャンセルさせるために支持する装置である。シリンダ装置80は、シリンダ81と、ピストンロッド83と、サドル連結部材84と、を備えて構成されている。シリンダ装置80は、シリンダ用油圧ユニット(図示省略)からコントロールバルブ90を介して送られて来る油によってピストン(図示省略)を作動させることで、サドル4を支持する。
<Cylinder device>
As shown in FIGS. 1 and 3, the cylinder device 80 is a device that supports the work feed mechanism 7 and the like in order to cancel the weight of the work feed mechanism 7 and the like while moving in the vertical direction. The cylinder device 80 includes a cylinder 81 , a piston rod 83 and a saddle connecting member 84 . The cylinder device 80 supports the saddle 4 by operating a piston (not shown) with oil sent from a cylinder hydraulic unit (not shown) through a control valve 90 .

シリンダ81内には、ピストン(図示省略)及びピストンロッド83と、シリンダ用油圧ユニット(図示省略)からコントロールバルブ90を介して供給される油と、が収容されている。シリンダ81は、ワークWを保持するクランプ装置6を支持するサドル4に取り付けられている。シリンダ81は、コントロールバルブ90を介して不図示のシリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプP1に接続されている。シリンダ81に供給される油の圧力は、サドル4の自重と、リニアモータ70の可動子72の自重と、ワークW(図1参照)を加工するときの加工抵抗と、に応じてコントローラ10によって任意に設定可能になっている。 The cylinder 81 accommodates a piston (not shown), a piston rod 83 , and oil supplied from a cylinder hydraulic unit (not shown) through a control valve 90 . The cylinder 81 is attached to the saddle 4 that supports the clamp device 6 that holds the workpiece W. As shown in FIG. The cylinder 81 is connected via a control valve 90 to a cylinder pump P1 of a cylinder hydraulic unit (not shown). The pressure of the oil supplied to the cylinder 81 is controlled by the controller 10 according to the weight of the saddle 4, the weight of the mover 72 of the linear motor 70, and the machining resistance when machining the workpiece W (see FIG. 1). It can be set arbitrarily.

ピストンロッド83は、下端部がピストン(図示省略)に一体に固定され、上端部にサドル連結部材84が連結されている。 The piston rod 83 has a lower end integrally fixed to a piston (not shown) and an upper end connected to a saddle connecting member 84 .

サドル連結部材84は、ピストンロッド83の上端部と、サドル4の上端部と、を連結して、シリンダ装置80によってサドル4を昇降可能にするための部材である。
シリンダ装置80は、その油の油圧でシリンダ81を上昇、下降してサドル4を支持する。
The saddle connecting member 84 is a member for connecting the upper end portion of the piston rod 83 and the upper end portion of the saddle 4 so that the saddle 4 can be raised and lowered by the cylinder device 80 .
The cylinder device 80 supports the saddle 4 by raising and lowering the cylinder 81 with the hydraulic pressure of the oil.

コントロールバルブ90は、バランサ8のシリンダ81に供給する油の圧力を可変させるピストン82を駆動させるための制御弁である。コントロールバルブ90は、シリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプP1と、シリンダ81との間に接続されている。
シリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプP1は、シリンダ81を進退駆動させるための油圧を生成して、シリンダ81内に油の吐出を行うポンプである。
コントロールバルブ90及びシリンダ用ポンプP1は、サドル4の自重と、リニアモータ70の可動子72の自重と、ワークW(図1参照)を加工するときの加工抵抗と、に応じてシリンダ81に供給する油の圧力を可変させる機能を有している。コントロールバルブ90は、比例電磁減圧弁から成り、コントローラ10によって駆動される。
The control valve 90 is a control valve for driving the piston 82 that varies the pressure of oil supplied to the cylinder 81 of the balancer 8 . The control valve 90 is connected between the cylinder pump P<b>1 of the cylinder hydraulic unit and the cylinder 81 .
A cylinder pump P<b>1 of the cylinder hydraulic unit is a pump that generates hydraulic pressure for driving the cylinder 81 forward and backward and discharges oil into the cylinder 81 .
The control valve 90 and the cylinder pump P1 supply power to the cylinder 81 according to the weight of the saddle 4, the weight of the mover 72 of the linear motor 70, and the machining resistance when machining the workpiece W (see FIG. 1). It has a function to change the pressure of the oil to be applied. Control valve 90 comprises a proportional electromagnetic pressure reducing valve and is driven by controller 10 .

<コントローラ>
コントローラ10は、バランサ8のシリンダ81に供給する油の圧力のコントロールバルブ90への指令値をワークWの切り込み位置に応じて任意に設定可能な機能を有する制御装置である。また、コントローラ10は、前記したように、コントロールバルブ90及びシリンダ用ポンプP1を、サドル4の自重と、リニアモータ70の可動子72の自重と、ワークW(図1参照)を加工するときの加工抵抗と、に応じて駆動させる機能も有している。つまり、コントローラ10は、ワイヤ54でワークWを切断加工するときに、シリンダ装置80に供給する流体の圧力のコントロールバルブ90への指令値を可変することにより、ワークWの切断加工時に生じる反力と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、を相殺する方向の力を制御して、機械の変形量を一定に保つことができる。
<Controller>
The controller 10 is a control device that can arbitrarily set a command value for the pressure of the oil supplied to the cylinder 81 of the balancer 8 to the control valve 90 in accordance with the cutting position of the workpiece W. Further, as described above, the controller 10 controls the control valve 90 and the cylinder pump P1 to control the weight of the saddle 4, the weight of the mover 72 of the linear motor 70, and the weight of the workpiece W (see FIG. 1) when machining the work W (see FIG. 1). It also has a function to drive according to machining resistance. In other words, the controller 10 changes the command value of the pressure of the fluid supplied to the cylinder device 80 to the control valve 90 when cutting the work W with the wire 54, so that the reaction force generated when the work W is cut is reduced. , and the weight of the movable portion of the work feed mechanism 7 are controlled to offset each other, and the amount of deformation of the machine can be kept constant.

なお、切断加工するときに生じる反力は、ワークWの大きさ、材質、切断面積、及び、使用するワイヤ54の切れ味等によって、常に変化している。 It should be noted that the reaction force generated during cutting always changes depending on the size, material, cutting area of the work W, sharpness of the wire 54 used, and the like.

[作用]
次に、本発明の実施形態に係るワイヤソー1の作用を、図1~図3を参照して説明する。
[Action]
Next, operation of the wire saw 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG.

図1に示すように、まず、ワークWをワーク保持部63に取り付ける。そのワークWを、リニアモータ70を駆動させて下降させることによって、加工装置5のワイヤ54に押し当ててワークWを切削加工する。 As shown in FIG. 1, first, the workpiece W is attached to the workpiece holder 63 . By driving the linear motor 70 and lowering the workpiece W, the workpiece W is pressed against the wire 54 of the processing device 5 and cut.

バランサ8は、サドル4の自重と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワークWを加工するときの加工抵抗と、をキャンセルして安定した状態に支持することができる。このため、バランサ8は、リニアモータ70によって引き上げる荷重を低減させることができるので、リニアモータ70を小型化させることができる。 The balancer 8 can cancel the weight of the saddle 4, the weight of the movable part of the work feeding mechanism 7, and the machining resistance when machining the work W, and support the work W in a stable state. Therefore, the balancer 8 can reduce the load lifted by the linear motor 70, so that the linear motor 70 can be miniaturized.

このように、本発明の実施形態に係るワイヤソー1は、図1に示すように、ワークWを切断するワイヤ54と、ワイヤ54が巻き掛けられた複数の加工用ローラ52と、ワイヤ54に対してワークWを切断する切断方向に送るワーク送り機構7と、ワーク送り機構7を保持するバランサ8と、を備え、バランサ8は、ワイヤ54でワークWを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワークWの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構7に付与する。 As described above, the wire saw 1 according to the embodiment of the present invention includes a wire 54 for cutting a work W, a plurality of processing rollers 52 around which the wire 54 is wound, and the wire 54. and a balancer 8 that holds the work feed mechanism 7. The balancer 8 is provided with a reaction force generated when the work W is cut by the wire 54, A force is applied to the work feed mechanism 7 in a direction that offsets the weight of the movable portion of the work feed mechanism 7 and the weight of the work W.

かかる構成によれば、バランサ8は、ワイヤ54でワークWを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワークWの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構7に付与するので、ワークWの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構7にかかる力を一定にさせることができる。このため、本発明は、加工時に、ワークWの大きさや、ワークWの断面積の大きさや、加工切削性の変化によって切削抵抗が変化しても、切削抵抗によって変形しないワーク送り機構7を有するワイヤソー1を提供することができる。よって、ワイヤソー1は、ワーク送り機構7にかかる力を一定にすることが可能となり、さらにワークWを高精度に切削加工することができる。 According to such a configuration, the balancer 8 cancels the reaction force generated when cutting the work W with the wire 54, the weight of the movable portion of the work feed mechanism 7, and the weight of the work W. Since the force is applied to the work feed mechanism 7, the force applied to the work feed mechanism 7 can be kept constant even if the cutting resistance during cutting of the work W changes. For this reason, the present invention has a work feeding mechanism 7 that does not deform due to cutting resistance even if the cutting resistance changes due to changes in the size of the work W, the size of the cross-sectional area of the work W, and changes in machinability during machining. A wire saw 1 can be provided. Therefore, the wire saw 1 can keep the force applied to the work feed mechanism 7 constant, and can cut the work W with high accuracy.

また、図1に示すように、ワイヤソー1は、バランサ8を構成するシリンダ装置80と、シリンダ装置80に供給する流体の圧力を可変させるためのコントロールバルブ90と、シリンダ装置80に供給する流体の圧力のコントロールバルブ90への指令値をワークWの切り込み位置に応じて任意に設定可能なコントローラ10と、を備え、コントローラ10は、ワイヤ54でワークWを切断加工するときに、シリンダ装置80に供給する流体の圧力のコントロールバルブ90への指令値を可変することにより、ワークWの切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワークWの自重と、を相殺する方向の力を制御する。 Further, as shown in FIG. 1, the wire saw 1 includes a cylinder device 80 that constitutes the balancer 8, a control valve 90 for varying the pressure of the fluid supplied to the cylinder device 80, and the fluid supplied to the cylinder device 80. a controller 10 that can arbitrarily set a command value for the pressure control valve 90 according to the cutting position of the work W, and the controller 10 controls the cylinder device 80 when cutting the work W with the wire 54 By varying the command value of the pressure of the supplied fluid to the control valve 90, the reaction force generated when cutting the workpiece W, the weight of the movable part of the workpiece feed mechanism 7, and the weight of the workpiece W can be adjusted. Controls the force in the direction of cancellation.

かかる構成によれば、コントローラ10は、ワイヤ54でワークWを切断加工時に、シリンダ装置80に供給する流体の圧力のコントロールバルブ90への指令値を可変することで、ワークWの切断加工時に生じる反力と、ワーク送り機構7の可動部の自重と、ワークWの自重と、を相殺する方向の力を制御する。このため、バランサ8は、ワーク送り機構7によって引き上げる荷重を低減させることができるので、ワーク送り機構7を小型化させて、コラム3全体を小型化及びコストダウンを図ることができる。 According to this configuration, the controller 10 changes the command value of the pressure of the fluid supplied to the cylinder device 80 to the control valve 90 when cutting the work W with the wire 54, so that the pressure generated when cutting the work W is changed. A force in a direction that offsets the reaction force, the weight of the movable portion of the work feed mechanism 7, and the weight of the work W is controlled. Therefore, the balancer 8 can reduce the load lifted by the work feed mechanism 7, so that the work feed mechanism 7 can be made smaller, and the entire column 3 can be made smaller and the cost can be reduced.

[変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。以下、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図4は、本発明の実施形態に係るワイヤソーの変形例を示す要部概略縦断面図である。図5は、図4の要部拡大図である。
[Modification]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are possible within the scope of its technical ideas, and the present invention does not extend to these modified and changed inventions. Of course. In the following, the same reference numerals are given to the structures already explained, and the explanation thereof will be omitted.
FIG. 4 is a schematic vertical cross-sectional view of a main part showing a modification of the wire saw according to the embodiment of the present invention. 5 is an enlarged view of a main part of FIG. 4. FIG.

前記実施形態では、図1に示すように、ワークWを上下方向に移動させるワーク送り機構7としてリニアモータ70を備えたワイヤソー1を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。 In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the wire saw 1 provided with the linear motor 70 as the work feed mechanism 7 for moving the work W in the vertical direction was described as an example, but the present invention is not limited to this. .

図1または図4に示すように、ワーク送り機構7,7Aは、ワークWを上下方向に移動させるリニアモータ70、あるいは、ワークWを上下方向に移動させるボールねじ機構71Aと、当該ボールねじ機構71Aを駆動させるモータ70Aと、を備えているものであってもよい。 As shown in FIG. 1 or FIG. 4, the work feed mechanisms 7 and 7A include a linear motor 70 for moving the work W in the vertical direction, or a ball screw mechanism 71A for moving the work W in the vertical direction, and the ball screw mechanism 71A for moving the work W in the vertical direction. and a motor 70A for driving 71A.

この場合、図4または図5に示すように、ワーク送り機構7Aは、ナット部72Aとねじ軸部73Aとで成るボールねじ機構71Aと、モータ70Aと、センサS1と、ナット部72AをセンサS1を介在してワーク送りテーブル61に連結するためのサドル4Aと、モータ70Aを駆動させるためのコントローラ10と、を備えて構成されている。 In this case, as shown in FIG. 4 or 5, the work feed mechanism 7A includes a ball screw mechanism 71A consisting of a nut portion 72A and a screw shaft portion 73A, a motor 70A, a sensor S1, and a sensor S1 that connects the nut portion 72A to a sensor S1. and a controller 10 for driving the motor 70A.

センサS1は、ナット部72Aとワーク送りテーブル61との間に介在されたサドル4Aが伸び縮みするときに変化する抵抗値を検出する歪センサ、あるいは、サドル4Aにかかる力(質量、トルク)を検出して電気信号に変換するロードセルから成る。このため、センサS1は、ワーク送りテーブル61にかかる負荷や、バランサ8、ワーク送り機構7A、サドル4A等の上下方向に移動可能なすべてのものの自重を検出することができる。センサS1は、コントローラ10に電気的に接続されている。 The sensor S1 is a strain sensor that detects a resistance value that changes when the saddle 4A interposed between the nut portion 72A and the work feed table 61 expands and contracts, or detects a force (mass, torque) applied to the saddle 4A. It consists of a load cell that senses and converts it into an electrical signal. Therefore, the sensor S1 can detect the load applied to the work feed table 61 and the weight of all vertically movable components such as the balancer 8, the work feed mechanism 7A, and the saddle 4A. Sensor S1 is electrically connected to controller 10 .

コントローラ10は、センサS1で検出した加工中の反力に応じてバランサ8を制御して、機械の変形量を一定にして、機械の姿勢を一定に保つことができる。このため、ワイヤソー1Aは、ワークWの切断加工時の切削抵抗が変化しても、コントローラ10によって、センサS1の値を一定になるように制御することで、ワーク送り機構7Aにかかる力を一定にさせてことができる。よって、ワイヤソー1Aは、ワークWの切断精度をさらに向上させることができる。 The controller 10 can control the balancer 8 according to the reaction force during processing detected by the sensor S1 to keep the deformation amount of the machine constant and the posture of the machine constant. For this reason, the wire saw 1A keeps the force applied to the work feed mechanism 7A constant by controlling the value of the sensor S1 to be constant by the controller 10 even if the cutting resistance during cutting of the work W changes. can let you Therefore, the wire saw 1A can further improve the cutting accuracy of the workpiece W.

加工中の反力は、リニアモータ70、または、ボールねじを駆動するモータ70Aの負荷率(モータの電流値)でもわかる。モータ70Aは、クランプ装置6の位置を制御している。加工負荷が一定であれば、クランプ装置6の位置がどこであってもモータ70Aの負荷率は、一定になる。クランプ装置6の位置によってモータ70Aの負荷が変化するのであれば、加工負荷も変化している。よって、モータ70Aの負荷率が一定になるようにバランサ8を制御すると、ワーク送り機構7Aにかかる力が一定になる。 The reaction force during machining can also be known from the load factor (motor current value) of the linear motor 70 or the motor 70A that drives the ball screw. A motor 70A controls the position of the clamping device 6 . If the machining load is constant, the load factor of the motor 70A will be constant wherever the clamping device 6 is positioned. If the load on the motor 70A changes depending on the position of the clamp device 6, the machining load also changes. Therefore, when the balancer 8 is controlled so that the load factor of the motor 70A is constant, the force applied to the work feeding mechanism 7A is constant.

かかる構成によれば、ワーク送り機構7は、図1に示すように、リニアモータ70から成ることで、移動側の永久磁石73が、固定側の電機子巻線71に対して、非接触状態で移動する。このため、リニアモータ70は、摩耗して劣化することがないので、切削加工時の動きを滑らかにすることができる。また、ワイヤソー1は、リニアモータ70の部品をメンテナンスする作業を解消することができ、メンテナンス性に向上させることができる。
また、ワーク送り機構7Aは、ボールねじ機構71Aと、モータ70Aと、を備えて成るので、ボールねじ機構71Aの摩擦抵抗が低いので、切削加工時の動きを滑らかにすることができる。
According to this configuration, the work feeding mechanism 7 is composed of the linear motor 70 as shown in FIG. to move. Therefore, since the linear motor 70 is not worn and deteriorated, it can move smoothly during cutting. Moreover, the wire saw 1 can eliminate maintenance work for the parts of the linear motor 70, and can improve maintainability.
Further, since the work feed mechanism 7A includes the ball screw mechanism 71A and the motor 70A, the ball screw mechanism 71A has low frictional resistance, so that the movement during cutting can be smoothed.

1,1A ワイヤソー
5 加工装置
7,7A ワーク送り機構
8 バランサ
10 コントローラ
52 加工用ローラ
54 ワイヤ
70 リニアモータ
70A モータ
71A ボールねじ機構
80 シリンダ装置
90 コントロールバルブ
W ワーク
1, 1A wire saw 5 processing device 7, 7A work feeding mechanism 8 balancer 10 controller 52 processing roller 54 wire 70 linear motor 70A motor 71A ball screw mechanism 80 cylinder device 90 control valve W work

Claims (3)

ワークを切断するワイヤと、
前記ワイヤが巻き掛けられた複数の加工用ローラと、
前記ワイヤに対して前記ワークを切断する切断方向に送るワーク送り機構と、
前記ワーク送り機構を保持するバランサと、を備え、
前記バランサは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の力を前記ワーク送り機構に付与する
ことを特徴とするワイヤソー。
a wire for cutting the workpiece;
a plurality of processing rollers around which the wire is wound;
a work feed mechanism for feeding the work in a cutting direction for cutting the work with respect to the wire;
a balancer that holds the work feeding mechanism,
The balancer applies a force to the work feed mechanism in a direction that offsets the reaction force generated when the work is cut by the wire, the weight of the movable portion of the work feed mechanism, and the weight of the work. A wire saw characterized by:
前記バランサを構成するシリンダ装置と、
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力を可変させるためのコントロールバルブと、
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を前記ワークの切り込み位置に応じて任意に設定可能なコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに、前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を可変することにより、前記ワークの切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の前記力を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー。
a cylinder device that constitutes the balancer;
a control valve for varying the pressure of the fluid supplied to the cylinder device;
a controller capable of arbitrarily setting a command value of the pressure of the fluid supplied to the cylinder device to the control valve according to the cutting position of the work,
The controller changes the command value of the pressure of the fluid supplied to the cylinder device to the control valve when cutting the work with the wire, thereby generating a reaction force generated when cutting the work. 2. The wire saw according to claim 1, wherein the force in the direction of canceling out the weight of the movable portion of the work feeding mechanism and the weight of the work is controlled.
前記ワーク送り機構は、前記ワークを上下方向に移動させるリニアモータ、
あるいは、前記ワークを上下方向に移動させるボールねじ機構と、当該ボールねじ機構を駆動させるモータと、を備えている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のワイヤソー。
the work feed mechanism includes a linear motor for moving the work in the vertical direction;
Alternatively, the wire saw according to claim 1 or 2, further comprising: a ball screw mechanism for moving the work in the vertical direction; and a motor for driving the ball screw mechanism.
JP2021135079A 2021-08-20 2021-08-20 wire saw Pending JP2023029020A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021135079A JP2023029020A (en) 2021-08-20 2021-08-20 wire saw
CN202210896420.7A CN115890936A (en) 2021-08-20 2022-07-28 Wire saw
CH00924/22A CH718899A2 (en) 2021-08-20 2022-08-03 wire saw.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021135079A JP2023029020A (en) 2021-08-20 2021-08-20 wire saw

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023029020A true JP2023029020A (en) 2023-03-03

Family

ID=85320296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021135079A Pending JP2023029020A (en) 2021-08-20 2021-08-20 wire saw

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023029020A (en)
CN (1) CN115890936A (en)
CH (1) CH718899A2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CH718899A2 (en) 2023-02-28
CN115890936A (en) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101064546B1 (en) Linear motor device and machine tool having the same mounted thereon
KR101082972B1 (en) Processing apparatus for two heads milling
JP5734428B2 (en) Rotary work head device
JP2023029020A (en) wire saw
JP2001009655A (en) Straight guide device of machine tool
CN110421222B (en) Full-automatic cutting unit
JP3692307B2 (en) Broaching machine
KR20150049101A (en) processing apparatus for two heads milling
JP7311382B2 (en) Work processing device
JP2000126957A (en) Balance device of mover in machine tool
US4787787A (en) Sheet material machining system
KR102072246B1 (en) Clamping device for machine tool
TW590832B (en) Electric discharge processing machine
JP4687181B2 (en) Moving stop device for moving objects
CN115707567A (en) Wire saw
JP2017052042A (en) Portal type machine tool
JP7328110B2 (en) Work processing device
JP7311383B2 (en) Work processing device
CN219401912U (en) Punching die for protection plate
JPH11333534A (en) Metal plate positioning device, method for using the device, and metal plate working machine
CN106181482A (en) A kind of automatic pressing material system for plane machining lathe
JP6253432B2 (en) Surface grinding apparatus and surface grinding method
JP2017196641A (en) Balancer control method of crank press
CN117718511A (en) Numerical control machining center deep hole processingequipment with adjustable pressure
JP4751062B2 (en) Plate workpiece processing method and plate material processing machine