JP3609881B2 - ワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤソーにおける切断用ワイヤの張設位置を自動的に適正な位置に調節するワイヤ位置調節装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、半導体インゴットからウェハを切り出す手段等として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、周面にワイヤ案内のガイド溝が形成された一対のガイドローラの間に、切断用ワイヤが多数本並んだ状態で平行に張設され、これらのワイヤがその長手方向に高速駆動された状態で、この長手方向と直交する方向に上記半導体インゴット等からなるワークが切断送りされることにより、このワークから多数枚の薄片が同時に切り出される。
【0003】
このようなワイヤソーでは、各ワイヤの張設位置がそのままワークの切断位置に相当するので、高い加工精度を確保するには、上記ワイヤ張設位置を常に正規の位置に合致させておくことが望まれる。しかしながら、実際には次のような理由によりワイヤ張設位置がワーク切断中に変化するおそれがある。
【0004】
a)切断用ワイヤを高速駆動するには、そのガイドローラも高速で回転させる必要がある。このガイドローラの高速回転に伴い、ガイドローラの軸受等が発熱し、その熱がガイドローラに伝えられることによりガイドローラが軸方向に膨張し、ワイヤ案内溝同士の間隔及びワイヤ同士の間隔が拡大される。
【0005】
b)上記軸受等の発熱や外気温の影響により、ガイドローラだけでなく、これを回転可能に支持する支持部材や、この支持部材が立設されているベッド等も熱変形する場合がある。これら支持部材やベッドが熱変形すると、これに支持されているガイドローラのワークに対する相対位置が軸方向に変化し、これに伴ってワイヤ全体の張設位置もずれることになる。
【0006】
そこで従来は、上記のように変位するワイヤWの調節位置を適正な位置に調節する手段として、次のようなものが提案されている。
【0007】
A)ガイドローラ自体の温度を検出し、この温度を所定温度に保つようにガイドローラの温度を調節する。
【0008】
B)ワークに対するガイドローラの相対変位を検出し、この相対変位を減少させる方向にガイドローラを軸方向に移動させる(特開平1−177963号公報参照)。
【0009】
C)ガイドローラの端面に検出板等を設け、ガイドローラが熱膨張する際の検出板のガイドローラ軸方向への変位を検出し、この変位を減少させるようにスラリ供給温度を変化させる(特開平5−185419号公報参照)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
A)の手段では、ガイドローラ自体の温度を一定に保つ制御が行われるが、ガイドローラの温度は全体に一様ではなく、実際のワイヤ位置に直結する温度を測定することは容易ではない。例えば、金属で構成された内側層の外側に合成樹脂からなる外側層が積層されたガイドローラの場合、内側層の熱膨張率と外側層の熱膨張率との間には大きな差があり、このようなガイドローラの温度測定によって実際のワイヤ位置を正確に把握することはきわめて困難である。また、このような温度をモニタする制御では制御の追従性も低いという欠点がある。
【0011】
一方、B)やC)の手段では、ガイドローラの軸方向変位を検出しているが、このガイドローラの位置と実際のワイヤ調節位置とは、ワイヤの撓み等に起因してずれが生じる場合があり、ガイドローラの変位を検出するだけでワイヤ位置を的確に把握することは困難である。
【0012】
本発明は、このような事情に鑑み、ワイヤソーにおける実際のワイヤ張設位置をより正確に正規の位置に調節できるワイヤ位置調節装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、ワイヤ案内用の複数のガイド溝が外周面上に軸方向に並設された一対のガイドローラ間に上記各ガイド溝に係合された状態で切断用ワイヤが張設され、これらのワイヤに対してその並び方向と直交する方向にワークが切断送りされることによりこのワークが切断されるワイヤソーにおいて、ワイヤ同士の間隔を検出するワイヤ間隔検出手段と、このワイヤ間隔検出手段により検出される間隔を予め設定された正規の間隔に近づけるように両ガイドローラの温度を調節する温度調節手段とを備えたものである。
【0014】
この構成によれば、ワイヤ同士の間隔が直接検出され、その検出された間隔が正規の間隔に近づくように両ガイドローラの温度が調節されることにより、ワイヤ同士の間隔に相当するウェハの厚み寸法が適正な寸法に保持される。
【0015】
ここで、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワイヤ間隔を割り出すようにすれば、簡単な構成でワイヤ間隔の検出ができる。
【0016】
この装置では、さらに、予め設定されたワークに対する基準相対位置からのワイヤ並び方向へのワイヤ全体の相対変位を検出するワイヤ変位検出手段と、このワイヤ変位検出手段により検出される相対変位を減少させる方向に両ガイドローラをワークに対してガイドローラの軸方向に相対移動させるローラ位置調節手段とを備えるのが、より好ましい。この構成により、ワイヤ間隔と、ワークに対するワイヤ全体のワイヤ並び方向の変位との双方が同時に調節され、ワイヤによるワーク切断位置はより適正な位置に保たれる。
【0017】
この場合、上記ワイヤ間隔検出手段及びワイヤ変位検出手段として、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワイヤ間隔及びワークに対するワイヤ全体の相対変位を割り出すことにより、ワイヤ位置検出手段をワイヤ間隔検出手段とワイヤ変位検出手段とに兼用できる。
【0018】
ワークに対するワイヤの相対位置は、ワークをガイドローラの軸方向に移動させることによっても調節が可能であるが、この場合、ワークに対する一方のガイドローラの相対変位と、ワークに対する他方のガイドローラの相対変位とが異なる場合、ワークに対する両ガイドローラの相対位置を同時に適正な位置に合せることは困難である。これに対し、両ガイドローラを互いに独立して軸方向に移動可能となるように構成するとともに、一方のガイドローラとワークとの間の位置に第1ワイヤ変位検出手段を設け、他方のガイドローラとワークとの間の位置に第2ワイヤ変位検出手段を設け、上記第1ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記一方のガイドローラの軸方向位置を調節するとともに上記第2ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記他方のガイドローラの軸方向位置を調節するように上記ローラ位置調節手段を構成する、すなわち両ガイドローラの軸方向位置を個別に調節することにより、両ガイドローラの位置を同時に適正な位置に合わせることが可能である。
【0019】
また本発明は、上記ワイヤ間隔検出手段及びワイヤ間隔調節手段を省略し、上記ワイヤ変位検出手段及びローラ位置調節手段のみを備えるようにしてもよい。
【0020】
この場合も、上記ワイヤ変位検出手段としては、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段が好適であり、さらには、両ガイドローラを互いに独立して軸方向に移動可能となるように構成するとともに、一方のガイドローラとワークとの間の位置に第1ワイヤ変位検出手段を設け、他方のガイドローラとワークとの間の位置に第2ワイヤ変位検出手段を設け、上記第1ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記一方のガイドローラの軸方向位置を調節するとともに上記第2ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記他方のガイドローラの軸方向位置を調節するように上記ローラ位置調節手段を構成するのが、より好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を図1〜図8に基づいて説明する。
【0022】
図3に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置10A,10B、ガイドプーリ12A,12B、ガイドプーリ14A,14B、ガイドプーリ16A,16B、ワイヤ張力調節装置18A,18B、ガイドプーリ22A,22B、及び4つのガイドローラ24A,24B,26A,26Bを備えている。ガイドローラ24A,24Bは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ26A,26Bはそれぞれガイドローラ24A,24Bの下方の位置に配されており、ガイドローラ26Aが駆動モータ25によって回転駆動されるようになっている。各ガイドローラ24A,24B,26A,26Bは、その外周面に詳細後述の図5,6に示すようなワイヤ案内用ガイド溝43が軸方向に並設された、いわゆる多溝ローラとされている。
【0023】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置10A,10Bは、切断用のワイヤWが巻かれるボビン9A,9Bと、これを回転駆動するボビン駆動モータ11A,11Bとを備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置10Aのボビン9Aから繰り出されたワイヤWは、ガイドプーリ12A,14A,16A、ワイヤ張力調節装置18Aのプーリ20A、及びガイドプーリ22Aの順に掛けられ、さらにガイドローラ24A,24B,26B,26Aの外周面のガイド溝43に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回巻回された後、ガイドプーリ22B、ワイヤ張力調節装置18Bのプーリ20B、ガイドプーリ16B,14B,12Bの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置10Bのボビン9Bに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置18A,18BによってワイヤWに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ25によるガイドローラ26Aの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ11A,11Bによるボビン9A,9Bの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤWがボビン9Aから繰り出されてボビン9Bに巻き取られる状態と、ワイヤWがボビン9Bから繰り出されてボビン9Aに巻き取られる状態とに切換えられるようになっている。
【0024】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ24A,24Bの間に多数本のワイヤWが互いに平行な状態で張られながらその軸方向に往復駆動されるようになっている。
【0025】
両ガイドローラ24A,24B間に張られたワイヤWの上方には、円柱状のワーク(例えば半導体インゴット)28を移動させるワーク送り装置30が設けられている。このワーク送り装置30は、ワーク保持部32と、ワーク送りモータ34とを備えている。ワーク保持部32は、上記ワーク28を所望の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ34は、図略のボールネジとの組み合わせにより、上記ワーク保持部32とワーク28とを一体に昇降させる(すなわち切断送りする)ものである。
【0026】
ガイドローラ24A,24B間に張られたワイヤWの上方において、ワーク28の左右両側の位置には、砥粒供給装置36A,36Bが設けられている。これらの砥粒供給装置36A,36Bは、高速駆動される各ワイヤWに対し、加工用砥粒が混合された加工液(スラリー)を同時供給し、ワイヤWの表面に付着させるものである。
【0027】
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ24A,24B間に張られた多数本のワイヤWがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤWに砥粒供給装置36A,36Bからスラリーが供給されながら、上記ワイヤWに対してワーク28が下方に切断送りされることにより、このワーク28から一度に多数枚のウェハが同時に切り出される。
【0028】
次に、上側のガイドローラ24A,24Bの支持構造及びその内部構造を説明する。これらガイドローラ24A,24Bの左右両側には、図4に示すような左右一対の支持部材46L,46Rが立設され、両支持部材46L,46Rによって各ガイドローラ24A,24Bが回転可能に支持されている。
【0029】
なお、上記支持部材46L,46Rへのガイドローラ24A,24Bの取付構造及びローラ内部構造は互いに同等であるため、ここでは一方のガイドローラ24Aの構造を例にとって説明することとする。
【0030】
両支持部材46L,46Rの上端部には、左右を向く円筒状の支持部47L,47Rが各々形成され、これら支持部47L,47Rの内側にそれぞれ、玉軸受51及び円筒ころ軸受52を介して保持部材48L,48Rが水平軸回りに回転可能に支持されている。両保持部材48L,48Rの内側端部には、先端に向かうに従って縮径する雄側嵌合部49が形成されており、その中央には、保持部材48L,48R全体を軸方向に貫通するボルト挿通穴48bが形成され、雄側嵌合部49の周囲には、回転軸に直交する平面である当接面48aが形成されている。
【0031】
一方、ガイドローラ24Aは、金属製の本体部41の外周面に合成樹脂製の外周部42を積層したもので、外周部42の外周面に前記ガイド溝43(図5及び図6)が全周にわたって形成されている。本体部41の両端には、上記雄側嵌合部49が嵌入可能な形状の雌側嵌合部40が形成され、その中央にネジ穴44が形成されており、雌側嵌合部40の周囲には、回転軸に直交する平面である当接面41aが形成されている。
【0032】
そして、上記保持部材48L,48Rのボルト挿通穴48bに外側から締付ボルト50を挿入し、その端部の雄ねじを前記ネジ穴44にねじ込むことにより、保持部材48L,48Rとガイドローラ24Aとが引き寄せられて両嵌合部49,40のテーパー面同士が圧接し、これにより保持部材48L,48Rとガイドローラ24Aの中心軸同士が合致するとともに、嵌合部49,40の周囲に形成された当接面48a,41a同士が当接するようになっている。また、この連結部において、上記雌側嵌合部40の底部と雄側嵌合部49の先端部との間にはシール用のOリング45が介在している。
【0033】
次に、左右の保持部材48L,48Rの取付構造を詳細に説明する。
【0034】
両保持部材48L,48Rの外周面には、スペーサ53aを適当に介在させて所定数の玉軸受51(支持部材47L側では2つ、支持部材47R側では1つ)及び円筒ころ軸受52の内輪が外嵌され、これら軸受51,52の内輪は、保持部材48L,48Rの中間部に形成された段部48dと、保持部材48L,48Rの端部外周面に装着されたナット54とに挟まれた状態で固定され、保持部材48L,48Rに対して軸方向に変位不能とされている。これに対し、軸受51,52の外輪の取付構造は、図4左側の支持部材46Lと右側の支持部材46Rとで異なる構造とされている。
【0035】
図5に示すように、右側の支持部材46Rにおいては、その支持部47Rの内側に筒部材60が嵌入、固定され、この筒部材60の内側に軸受51,52が嵌入されている。図5に示すように、玉軸受51の外輪は軸方向の規制を全く受けておらず、この玉軸受51全体が筒部材60及び支持部47Rに対して軸方向に相対変位可能となっている。円筒ころ軸受52の外輪52aは、筒部材60の内側端面に固定された規制部材56と筒部材60の中間部に形成された段部60dとの間に挟まれて固定された状態となっている。円筒ころ軸受52のコロ52bは、内輪52cの両端に形成された段部同士の間に挟まれて軸方向変位が規制されているが、コロ52bと外輪52aとは軸方向に相対変位可能となっている。従って、保持部材48Rは、その全体が支持部材46Rに対して軸方向の相対変位が可能となっている。
【0036】
筒部材60の外側端部にはこれをふさぐ蓋壁60aが形成され、その中央に冷却油供給口60bが形成されている。保持部材48Rにおいて、上記規制部材56のすぐ内側の位置には、保持部材48Rの内側空間と外側空間とを連通する冷却油通路48cが形成され、ガイドローラ本体部41にはこれを軸方向に貫く冷却油通路41cが形成されている。また、筒部材60と規制部材56との間、及び規制部材56と保持部材48Rの外周面との間には、シール部材58,57がそれぞれ設けられている。そして、上記冷却油供給口60bから筒部材60内に軸受冷却用の冷却油が導入され、この冷却油が軸受51,52及び冷却油通路48c,41cを通って左側の支持部材46Lに向かって流れるようになっている。
【0037】
図6に示すように、左側の支持部材46Lにおいては、その筒状の支持部47L内にスライド軸受62を介して筒部材64が軸方向移動可能に取付けられ、この筒部材64の内側に軸受51,52及びスペーサ53bが固定されている。
【0038】
上記筒部材64の外側端部には、これを覆う蓋部材66が連結されている。この蓋部材66の外周面には軸方向の凹溝66aが形成される一方、支持部材46Lの外側面から上方に回り止め部材68が延設されており、この回り止め部材68の上端部が上記凹溝66aに嵌入されることにより、蓋部材66及び筒部材64の回転が規制されている。
【0039】
前記保持部材48Lにおいて円筒ころ軸受52よりもガイドローラ側の位置には、その内側空間と外側空間とを連通する冷却油通路48cが形成されている。また、蓋部材66には、その内側空間から外周面における冷却油吐出口66bへ至るまでの冷却油通路66cが形成されている。そして、前記右側保持部材48Rからガイドローラ本体部41の冷却油通路41cを通じて保持部材48R内に流入した冷却油が、上記冷却油通路48c、軸受52,51、及び冷却油通路66cを順に通って冷却油吐出口66bから吐出されるようになっている。
【0040】
上記冷却油吐出口66bは、図4に示す冷却油循環ポンプ84の吸入口に接続され、同ポンプ84の吐出口が温度調節器86を介して前記冷却油供給口60bに接続されており、上記冷却油循環ポンプ84の作動によって冷却油の循環が行われるようになっている。温度調節器86は、循環冷却油の温度を検出する温度センサと、冷却油を冷却する冷却手段とを内蔵し、上記温度センサによる検出温度を設定温度に近づけるような冷却動作を行うように構成されている。
【0041】
上記蓋部材66の外側端部には、ナット部材70が固定され、このナット部材70の中央にはねじ穴70aが貫設されている。一方、図4に示されるように、支持部材46Lの上端からは外側に向かって支持アーム72が延設され、その端部にサーボモータ74が固定されており、このサーボモータ74の出力軸にカップリング76を介して送りねじ軸78が連結され、この送りねじ軸78が前記ナット部材70のねじ穴70a内に螺合、挿入されている。従って、上記サーボモータ74の作動により、ナット部材70、蓋部材66、筒部材64、左側保持部材48L、ガイドローラ24A、及び右側保持部材48Rが一体に軸方向に送られるようになっている。
【0042】
図1及び図2に示すように、ガイドローラ24A,24B同士の間には、4つの距離センサ(ワイヤ位置検出手段)81A,82A.81B,82Bが配設されている。距離センサ81A,82Aは、ガイドローラ24Aとワーク切断位置との間の領域において、左右両外側のワイヤWに対し側方から対向する位置に設けられており、この対向するワイヤWとの離間距離を検出するように構成されている。同様に、距離センサ81B,82Bは、ガイドローラ24Bとワーク切断位置との間の領域において、左右両外側のワイヤWに対し側方から対向する位置に設けられており、この対向するワイヤWとの離間距離を検出するように構成されている。
【0043】
これらの距離センサ81A,…としては、従来から知られている種々の距離センサが適用可能であり、渦電流センサやレーザ測距センサ等が好適である。また、予めワイヤWに電流を流しておいてこの電流により形成される磁界を磁気センサで検出したり、ゲージを直接ワイヤWに接触させたりするようにしても、上記距離の検出が可能である。ワイヤWへの電流供給は、ボビン駆動軸からスリップリング等を介して行うようにしてもよいし、ワイヤ経路中のプーリ(ガイドプーリ14A,14B等)から直接行うようにしてもよい。
【0044】
上記各距離センサ81A,…の検出信号は、図7に示す演算制御装置90に入力されるようになっている。この演算制御装置90は、ローラ位置設定手段92と、温度設定手段94とを備え、ローラ位置設定手段92はサーボ制御器96及びサーボアンプ97を介してサーボモータ74に接続されている。
【0045】
ローラ位置設定手段92は、距離センサ81A,82Aにより検出される距離に基づいて、これら距離センサ81A,82Aが設けられている領域でのワイヤ全体の中央位置(図4〜6では最も左側のワイヤに対する距離と最も右側のワイヤに対する距離とが等しくなるような位置)を算出し、この算出位置を予め記憶した位置(装置作動前の位置)に合致させるためのガイドローラ24Aの位置を設定するとともに、距離センサ81B,82Bにより検出される距離に基づいて、これら距離センサ81B,82Bが設けられている領域でのワイヤ全体の中央位置を算出し、この算出位置を予め記憶した位置(装置作動前の位置)に合致させるためのガイドローラ24Bの位置を設定するものである。
【0046】
サーボ制御器96は、設定されたガイドローラ位置を実現すべく、サーボアンプ97を介してサーボモータ74に制御信号を入力し、ガイドローラ24A(24B)を軸方向に移動させるものである。
【0047】
温度設定手段94は、距離センサ81A,82Aにより検出される距離に基づいて、これら距離センサ81A,82Aが設けられている領域でのワイヤ張設幅(図4〜6では最も左側のワイヤと最も右側のワイヤとの離間距離;ワイヤ間隔に対応する距離)を算出し、この張設幅を予め記憶した張設幅(装置作動前の張設幅)に近づけるための冷却油温度を設定するとともに、距離センサ81B,82Bにより検出される距離に基づいて、これら距離センサ81B,82Bが設けられている領域でのワイヤ張設幅を算出し、この張設幅を予め記憶した張設幅に近づけるための冷却油温度を設定するものである。
【0048】
次に、この装置の作用を説明する。
【0049】
まず、ワイヤソー全体が作動する前の状態で、ワーク切断位置の両側についてワイヤ中央位置及び張設幅の算出が行われる。具体的に、図8に示すように、装置作動前の距離センサ81A(81B)と距離センサ82A(82B)との離間距離をL、距離センサ81A(81B)による検出距離(すなわち距離センサ81A(81B)と最も外側のワイヤWとの距離)をX1、距離センサ82A(82B)による検出距離をX2、ワイヤ張設幅をa、距離センサ82A(82B)からワイヤ中央位置までの距離(以下、単に「中央位置距離」と称する。)をbとすると、演算制御装置90は、下記の数式(数1)からワイヤ張設幅a及び中央位置距離bを算出し、これを基準張設幅及び基準中央位置距離として記憶する。
【0050】
【数1】
a=L−(X1+X2)
b=X2+a/2
この状態からワイヤソーが作動すると、ワイヤWはその軸方向の高速駆動されるため、このワイヤWが掛けられているガイドローラ24A,24Bも正逆方向に高速駆動する。従って、ガイドローラ24A,24Bの軸受51,52は発熱し、一般には、ガイドローラ24A,24Bの温度を上昇させる。この温度上昇により、ガイドローラ24A,24Bの外周面に形成されているガイド溝43同士の間隔が広がり、これに案内されているワイヤW同士の間隔ひいてはワイヤ張設幅が増大する。一方、冷却油温度が過度に低い場合には、逆にガイドローラ24A,24Bの温度が下がり、ワイヤW同士の間隔及びワイヤ張設幅が減少する。
【0051】
また、ガイドローラ24A,24Bだけでなく、上記軸受51,52等の発熱や外気温変化の影響を受けて、ガイドローラ24A,24Bを直接的もしくは間接的に支持している部材(具体的には、保持部材48L,48Rや支持部材46L,46R、あるいはこれら支持部材46L,46Rが立設されているベッド等)も熱変形する場合があり、この場合には、ガイドローラ24A,24Bが軸方向に変位してワイヤWの前記中央位置距離が変化することになる。これらワイヤ張設幅や中央位置距離の変動に伴い、距離センサの検出距離も変動する。
【0052】
そこで、演算制御装置90は、現在の距離センサ81A(81B)の検出距離X1´及び距離センサ82A(82B)の検出距離X2´と、下記の数式(数2)とから、図8に示す現在のワイヤ張設幅a´及び中央位置距離b´を算出し、これを予め記憶した基準張設幅a及び基準中央位置距離bと比較する。
【0053】
【数2】
a´=L−(X1´+X2´)
b´=X2´+a´/2
ローラ位置設定手段92は、b´>bの場合には、ガイドローラ24A(24B)を距離センサ82A(82B)側に寄せて中央位置距離b´を縮めるべく、ガイドローラ設定位置を距離センサ82A(82B)側に近づける。これにより、サーボ制御器96は、サーボモータ74に制御信号を出力してガイドローラ24A(24B)を距離センサ82A(82B)側に所定距離だけ移動させる。逆に、b´<bの場合には、ガイドローラ24A(24B)を距離センサ81A(81B)側に寄せて中央位置距離b´を伸ばすべく、ガイドローラ設定位置を距離センサ81A(81B)側に近づける。これにより、サーボ制御器96は、サーボモータ74に制御信号を出力してガイドローラ24A(24B)を距離センサ81A(81B)側に所定距離だけ移動させる。b´=bの場合には、現在のガイドローラ設定位置を維持する。
【0054】
一方、温度設定手段94は、a´>aの場合には、ガイドローラ24A(24B)をさらに冷却してワイヤ間隔を狭めるべく、温度調節器86の設定温度を下げる。これにより、温度調節器86は冷却油温度をさらに下げ、ガイドローラ24A(24B)の冷却を促す。逆に、a´<aの場合には、ガイドローラ24A(24B)の冷却を抑制してワイヤ間隔を広げるべく、温度調節器86の設定温度を上げる。これにより、温度調節器86は冷却油温度を上げ、ガイドローラ24A(24B)の冷却を抑制する。a´=aの場合は、現在の設定温度を維持する。
【0055】
以上のように、この装置では、距離センサ81A,…によって、ワイヤ間隔に相当するワイヤ張設幅や、ワーク28に対するワイヤ全体の変位に相当する中央位置距離の変化を検出し、上記ワイヤ張設幅を適正な幅に近づけるべく冷却油温度を調節するとともに、中央位置を適正な位置に合わせるようにガイドローラ24A,24Bを軸方向に移動させるようにしているので、ガイドローラ24A,24Bやこれらを支持する部材の熱変形に起因してワイヤ位置がずれても、これを迅速且つ正確に検知して適正な位置に素早く戻すことができる。
【0056】
なお、本発明では次のような実施形態をとってもよい。
【0057】
(1) 上記ローラ位置設定手段92及び温度設定手段94は、ワイヤソーに要求される加工精度によってはいずれか一方を省略するようにしてもよい。すなわち、要求される加工精度が比較的低い場合には、温度設定手段94を省略してもよいし、ローラ位置設定手段92を省略してもよい。
【0058】
(2) 前記実施形態では、ガイドローラ24A,24Bに対して個別に冷却油を流し、その温度を個別に調節しているが、両ガイドローラ24A,24Bに共通の冷却油を流し、この冷却油の温度を調節するようにしてもよい。この場合、ワイヤ間隔検出手段の検出個所は1か所でよい。
【0059】
(3) 上記ワイヤソーにおいて、ガイドローラ24A,24Bを共通の枠に固定し、この枠と一体に両ガイドローラ24A,24Bを同時に同じ量だけ軸方向に移動させるようにしたり、両ガイドローラ24A,24Bの位置を固定してワーク28の位置をガイドローラ24A,24Bの軸方向に変化させるようにしても、ワーク28に対するガイドローラ24A,24Bの相対位置の調節が可能であり、この場合、ワイヤ変位検出手段の検出個所は1か所でよい。ただし、この場合、ガイドローラ24A,24Bの位置を個別に調節することができないのに対し、上記実施形態のようにガイドローラ24A,24Bをこれらが相互独立して軸方向に移動できるようにし、ワーク切断位置の両側に距離センサ81A,82Aと距離センサ81B,82Bとを設けるようにすれば、ワイヤWによるワーク切断位置をより正確に適正な位置に調節できる利点がある。
【0060】
(4) 前記実施態様では、ガイドローラ24A,24Bに冷却油を流しているが、冷却媒体は特に問わず、例えば冷却水を用いる場合にはその温度を調節すればよい。また、ワイヤWに供給されるスラリーの温度を変化させることによっても、間接的にガイドローラ24A,24Bの温度を調節することが可能である。
【0061】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ワイヤ同士の間隔を検出するワイヤ間隔検出手段と、このワイヤ間隔検出手段により検出される間隔を予め設定された正規の間隔に近づけるように両ガイドローラの温度を調節する温度調節手段とを備え、これに加え、もしくはこれとは別に、予め設定されたワークに対する基準相対位置からのワイヤ並び方向へのワイヤ全体の相対変位を検出するワイヤ変位検出手段と、このワイヤ変位検出手段により検出される相対変位を減少させる方向に両ガイドローラをワークに対してガイドローラの軸方向に相対移動させるローラ位置調節手段とを備えたものであるので、ガイドローラやこれを支持する部材の熱変形に起因するワイヤ位置の変動を迅速かつ正確に検知し、ワイヤ位置を素早く正規の位置に戻すことができる効果がある。
【0062】
ここで、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワイヤ間隔やワークに対するワイヤ全体の相対変位を割り出すようにすれば、簡単な構成でワイヤ間隔や上記相対変位の検出ができる。特に、上記ワイヤ位置検出手段をワイヤ間隔検出手段とワイヤ変位検出手段とに兼用した場合には、簡素な構成で正確なワイヤ位置調節ができる。
【0063】
また、ワークに対するガイドローラの相対位置を調節するにあたり、両ガイドローラを互いに独立して軸方向に移動可能となるように構成するとともに、一方のガイドローラとワークとの間の位置に第1ワイヤ変位検出手段を設け、他方のガイドローラとワークとの間の位置に第2ワイヤ変位検出手段を設け、上記第1ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記一方のガイドローラの軸方向位置を調節するとともに上記第2ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記他方のガイドローラの軸方向位置を調節するように上記ローラ位置調節手段を構成する手段をとれば、両ガイドローラの軸方向位置を個別に調節することにより、両ガイドローラの位置を同時に適正な位置に合わせることができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の態様にかかるワイヤソーの要部を示す平面図である。
【図2】上記ワイヤソーの要部を示す正面図である。
【図3】上記ワイヤソーの全体構成図である。
【図4】上記ワイヤソーに設けられるガイドローラの支持構造を示す一部断面正面図である。
【図5】上記ガイドローラの一方の端部の支持構造を示す断面正面図である。
【図6】上記ガイドローラの他方の端部の支持構造を示す断面正面図である。
【図7】上記ワイヤソーに装備される演算制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図8】上記演算制御装置によるワイヤ張設幅及びワイヤ中央位置距離の演算原理を示す説明図である。
【符号の説明】
24A,24B ガイドローラ
28 ワーク
43 ガイド溝
74 サーボモータ(ローラ位置調節手段)
86 温度調節器(温度調節手段)
90 演算制御装置
92 ローラ位置設定手段(ローラ位置調節手段)
94 温度設定手段(温度調節手段)
96 サーボ制御器(ローラ位置調節手段)
W ワイヤ
Claims (8)
- ワイヤ案内用の複数のガイド溝が外周面上に軸方向に並設された一対のガイドローラ間に上記各ガイド溝に係合された状態で切断用ワイヤが張設され、これらのワイヤに対してその並び方向と直交する方向にワークが切断送りされることによりこのワークが切断されるワイヤソーにおいて、ワイヤ同士の間隔を検出するワイヤ間隔検出手段と、このワイヤ間隔検出手段により検出される間隔を予め設定された正規の間隔に近づけるように両ガイドローラの温度を調節する温度調節手段とを備えたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項1記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、上記ワイヤ間隔検出手段として、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワイヤ間隔を割り出すようにしたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項1記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、予め設定されたワークに対する基準相対位置からのワイヤ並び方向へのワイヤ全体の相対変位を検出するワイヤ変位検出手段と、このワイヤ変位検出手段により検出される相対変位を減少させる方向に両ガイドローラをワークに対してガイドローラの軸方向に相対移動させるローラ位置調節手段とを備えたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項3記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、上記ワイヤ間隔検出手段及びワイヤ変位検出手段として、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワイヤ間隔及びワークに対するワイヤ全体の相対変位を割り出すようにしたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項3または4記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、両ガイドローラを互いに独立して軸方向に移動可能となるように構成するとともに、一方のガイドローラとワークとの間の位置に第1ワイヤ変位検出手段を設け、他方のガイドローラとワークとの間の位置に第2ワイヤ変位検出手段を設け、上記第1ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記一方のガイドローラの軸方向位置を調節するとともに上記第2ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記他方のガイドローラの軸方向位置を調節するように上記ローラ位置調節手段を構成したことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- ワイヤ案内用の複数のガイド溝が外周面上に軸方向に並設された一対のガイドローラ間に上記各ガイド溝に係合された状態で切断用ワイヤが張設され、これらのワイヤに対してその並び方向と直交する方向にワークが切断送りされることによりこのワークが切断されるワイヤソーにおいて、予め設定されたワークに対する基準相対位置からのワイヤ並び方向へのワイヤ全体の相対変位を検出するワイヤ変位検出手段と、このワイヤ変位検出手段により検出される相対変位を減少させる方向に両ガイドローラをワークに対してガイドローラの軸方向に相対移動させるローラ位置調節手段とを備えたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項6記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、上記ワイヤ変位検出手段として、左右両外側のワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出手段を備え、このワイヤ位置検出手段によるワイヤ検出位置からワークに対するワイヤ全体の相対変位を割り出すようにしたことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
- 請求項6または7記載のワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置において、両ガイドローラを互いに独立して軸方向に移動可能となるように構成するとともに、一方のガイドローラとワークとの間の位置に第1ワイヤ変位検出手段を設け、他方のガイドローラとワークとの間の位置に第2ワイヤ変位検出手段を設け、上記第1ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記一方のガイドローラの軸方向位置を調節するとともに上記第2ワイヤ変位検出手段の検出結果に基づいて上記他方のガイドローラの軸方向位置を調節するように上記ローラ位置調節手段を構成したことを特徴とするワイヤソーにおけるワイヤ位置調節装置。
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