JP3898655B2 - Wire saw and wire tension control method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤを使用して、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よりなるワークに切断等の加工を施すワイヤソー、及びそのワイヤソーにおけるワイヤのテンション制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種のワイヤソーにおいては、1本のワイヤの両端部がそれぞれ巻取りリールに巻き付けられるとともに、そのワイヤが複数の加工用ローラ間に所定ピッチで螺旋状に巻回されている。そして、加工用ローラ及び巻取リールの回転により、加工用ローラ間でワイヤが走行されながら、そのワイヤ上に遊離砥粒を含むスラリが供給される。この状態で、ワイヤに対しワークが押し付け接触されて、ワークに対して切断加工が施されるようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
そして、一般にワイヤソーでは、加工用ローラと両巻取リールとの間にテンション調節装置が設けられ、加工用ローラに対するワイヤの送り込み側と送り出し側とにおいて、ワイヤのテンションが同一となるように調節制御されていた。
【0004】
このように、ワイヤのテンションが調節された場合には、図3に示すように、加工用ローラの軸線方向の異なる加工位置において、ワイヤに対するワークの接触圧が不均一になるものであった。すなわち、加工用ローラの一端側からワイヤが送り込まれて、他端側からワイヤが送り出されているとき、加工位置が加工用ローラの軸線方向に沿ってワイヤの送り込み側から送り出し側に移行するのにともなって、ワイヤに対するワークの接触圧が次第に低下した。このため、加工用ローラの軸線方向における加工位置の全域に亘ってワークを同一精度に加工することができないという問題があった。
【0005】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、加工用ローラ軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧を均一にすることができて、加工位置の全域に亘ってワークを高精度に加工することができるワイヤソー、及びそのワイヤソーにおけるワイヤのテンション制御方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の加工用ローラ間に巻回されたワイヤを走行させながら、そのワイヤに対してワークを接触させて、切断加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、前記加工用ローラに対するワイヤの送り込み側及び送り出し側にテンション調節手段を設け、加工用ローラの軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧が均一になるように、各テンション調節手段を別々に制御するための制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【0007】
従って、この請求項1に記載の発明によれば、加工用ローラの軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧を均一にすることができる。よって、加工用ローラの長さ方向における加工位置の全域に亘って、ワークを高精度に加工することができる。
【0008】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記各テンション調節手段が、ワイヤのテンションを検出する検出手段と、その検出手段の検出結果に基づいてワイヤのテンションを加減するトルクモータを含むテンション加減手段とよりなることを特徴とするものである。
【0009】
従って、この請求項2に記載の発明によれば、ワークの加工中に、加工用ローラに対するワイヤの送り込み側及び送り出し側において、ワイヤのテンションを検出しながら、その検出結果に基づいて遅れが生じることなくテンションを加減することができる。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の発明において、前記ワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを予め記憶する記憶手段を設けたことを特徴とするものである。
【0011】
従って、この請求項3に記載の発明によれば、ワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを予め設定しておいて、その設定値に基づいてテンション調節を容易に行うことができる。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、ワークの加工が進行するのにともなって、ワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを変更制御することを特徴とするものである。
【0013】
従って、この請求項4に記載の発明によれば、特にワークの加工開始時及び加工終了時において、加工精度が低下するのを抑制することができて、ワークを加工開始から終了まで高精度に加工することができる。
【0014】
請求項5に記載の発明は、複数の加工用ローラ間に巻回されたワイヤを走行させながら、そのワイヤに対してワークを接触させて、切断加工を施すようにしたワイヤソーのワイヤのテンション制御方法において、前記加工用ローラ間の各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧が均一になるように、加工用ローラに対するワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを別々に調節制御することを特徴とするものである。
【0015】
従って、この請求項5に記載の発明によれば、請求項1に記載の作用と同様の作用を得ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1に示すように、このワイヤソーにおいては、3本の加工用ローラ11,12,13が平行に配設され、それらの外周に所定ピッチで形成した多数の環状溝(図示しない)には1本のワイヤ14が巻回されている。そして、これらの加工用ローラ11〜13がローラ回転用モータ15にて回転されることにより、加工用ローラ11〜13間においてワイヤ14が走行される。このワイヤ14の走行は、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するようになっている。
【0017】
前記加工用ローラ11〜13の両端に対応するように一対の巻取リール16A,16Bが配置され、これらの巻取リール16A,16Bにはワイヤ14の両端部が巻き付けられている。そして、これらの巻取リール16A,16Bがリール回転用モータ17A,17Bにて回転されることにより、複数の案内ローラ29を介していずれか一方の巻取リール16A,16Bから加工用ローラ11〜13上にワイヤ14が送り込まれる。それとともに、加工用ローラ11〜13上から他方の巻取リール16B,16Aにワイヤ14が送り出されるようになっている。
【0018】
前記加工用ローラ11〜13間のワイヤ14の上方には、一対のスラリ供給パイプ18が配設されている。そして、スラリ供給用ポンプ19がポンプモータ20にて回転されることにより、これらのスラリ供給パイプ18から加工用ローラ11〜13間のワイヤ14に、遊離砥粒を含むスラリが供給されるようになっている。
【0019】
前記加工用ローラ11〜13間のワイヤ14の上方には、硬脆材料よりなるワーク21が図示しないワーク支持機構を介して昇降可能に対向配置されている。そして、ワイヤ14が走行されるとともに、スラリ供給パイプ18からワイヤ14上にスラリが供給されながら、図2に示すワーク送り移動用モータ22にて、ワーク21が下方に送り移動される。これにより、ワーク21がワイヤ14に押し付け接触されて、スライス状に切断加工されるようになっている。
【0020】
図1に示すように、前記加工用ローラ11〜13と両巻取リール16A,16Bとの間には、テンション調節手段としての一対のテンション調節装置23A,23Bが配設されている。各テンション調節装置23A,23Bは、ワイヤ14のテンションを検出する検出手段としての検出センサ24A,24Bと、その検出センサ24A,24Bの検出結果に基づいて、ワイヤ14のテンションを加減するテンション加減手段としてのテンション加減機構25A,25Bとより構成されている。前記検出センサ24A,24Bは、各テンション加減機構25A,25Bと加工用ローラ11〜13との間の1つの案内ローラ29に作用するテンション負荷を検出するもので、例えばロードセルよりなる。
【0021】
前記各テンション加減機構25A,25Bは、トルクモータ26A,26Bにより回動されるダンサアーム27A,27Bと、それらのダンサアーム27A,27Bの先端に回転可能に支持されたダンサローラ28A,28Bとから構成されている。そして、加工用ローラ11〜13とリール16A、16Bとの間において、これらのテンション加減機構25A,25Bのダンサローラ28A,28Bにワイヤ14が掛装されている。この状態で、加工負荷の変動等に起因するワイヤ14の張力変動にともなってトルクモータ26A,26Bの定トルク制御によりダンサアーム27A,27Bが回動変位される。そして、ダンサアーム27A,27Bの回動変位によりダンサローラ28A,28Bが上下動されることで、ワイヤ14に所定のテンションが付与されるようになっている。そして、トルクモータ26A,26Bの各設定トルク値を変化させることにより、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションが調節されるようになっている。
【0022】
次に、前記のように構成されたワイヤソーの制御構成について説明する。
図2に示すように、制御手段としての制御装置31は、記憶手段としてのメモリ32に記憶されたプログラム及び各種データに基づいて、ワイヤソー全体の動作を制御する。また、制御装置31は、ワーク21の加工に先立って入力装置33から、加工用ローラ11〜13に対するワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションが予め入力設定されたとき、それらのテンションの設定値をメモリ32に記憶させる。
【0023】
この場合、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションは、加工用ローラ11〜13の軸線方向における各加工位置でワイヤ14に対するワーク21の接触圧が均一になるように、例えば送り出し側が送り込み側よりも高くなるように入力設定される。また、このワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションは、ワーク21に対する加工の進行にともなって、ワーク21の加工開始時及び加工終了時では加工途中よりも高くなるように、3段階に変更して入力設定される。
【0024】
さらに、制御装置31は、ワーク21の加工運転が進行するに従って、メモリ32に記憶された加工開始時、加工途中及び加工終了時におけるワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンション設定値を順に読み出す。そして、これらのテンション設定値に基づいて、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側の各テンション調節装置23A,23Bを別々に制御する。この場合、各テンション調節装置23A,23Bでは、検出センサ24A,24Bによりワイヤ14のテンションを検出し、その検出結果がテンション設定値と一致するように、トルクモータ26A,26Bの各設定トルク値を変化させて、ワイヤ14のテンションを調節する。
【0025】
次に、前記のように構成されたワイヤソーの動作を、図6のフローチャートに従って説明する。
さて、このワイヤソーにてワーク21に対する加工運転が開始されると、メモリ32から加工開始時におけるワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンション設定値が読み出され(ステップS1)、それらの設定値に基づいてテンション調節装置23A,23Bがそれぞれ制御される。すなわち、各テンション調節装置23A,23Bにおいては、検出センサ24A,24Bによりワイヤ14のテンションが検出され、その検出値がテンション設定値と一致するか否かが判別される(ステップS2)。
【0026】
この判別において、検出値と設定値とが一致しない場合には、トルクモータ26A,26Bの設定トルク値が変化される。これにより、ダンサアーム27A,27Bが回動変位されてダンサローラ28A,28Bの位置が上下動されることで、ワイヤ14のテンションが調節される(ステップS3)。その後、ワーク21が加工開始位置を経て所定位置(所定の切込み深さ)まで加工されたか否かが判別され(ステップS4)、所定位置まで加工される間は、前記ステップS2に戻ってステップS2〜S4の動作が繰り返し行われる。
【0027】
そして、このワーク21の加工開始時においては、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションが加工途中のテンションよりも高い値に設定され、ワイヤ14に対してワーク21が加工途中よりも高い接触圧で接触される。このため、図4に示すように、ワーク21の切断加工開始部の溝幅が広くなるおそれを抑制して高精度加工を達成できる。ちなみに、加工開始時にワイヤ14に対するワーク21の接触圧が低い場合、ワイヤ14に振れが発生して、ワーク21の切断加工部の溝幅が広くなる。
【0028】
また、ワーク21の加工の場合には、前記ワイヤ14の送り出し側のテンションが送り込み側のテンションよりも高い値に設定される。このため、図3に示すように、加工用ローラ11〜13の軸線方向に沿って加工位置がワイヤ14の送り出し側に移行するのにともなって、ワイヤ14に対するワーク21の接触圧が次第に低下するという従来の現象が是正され、その接触圧を均一にすることができる。なお、ワイヤ14は、その走行方向が一定時間ごとに入れ替わって、送り込み側と送り出し側とが反転するが、この反転ごとにワイヤテンションの高低も入れ替わる。
【0029】
さらに、このワーク21の加工開始時において、ワイヤ14のテンションが加工途中よりも高くなるように設定された場合には、そのテンションの設定値に応じて、スラリ供給用ポンプ19のポンプモータ20が回転制御され、スラリ供給パイプ18からのスラリの供給量が減少される。このため、ワーク21が過度に加工されるおそれを抑制することができる。
【0030】
次に、前記ステップS4の判別において、ワーク21が所定位置まで加工されると、メモリ32から加工途中におけるワイヤ14の送り込み側及び送り出し側の低めのテンション設定値が読み出され(ステップS5)、それらの設定値に基づいてテンション調節装置23A,23Bが制御される。この場合にも、各テンション調節装置23A,23Bにおいて、検出センサ24A,24Bによりワイヤ14のテンションが検出され、その検出値がテンション設定値と一致するか否かが判別される(ステップS6)。
【0031】
この判別において、検出値と設定値とが一致しない場合には、トルクモータ26A,26Bの設定トルク値が変化される。これによりダンサアーム27A,27Bが回動変位されてダンサローラ28A,28Bの位置が上下動されることで、ワイヤ14のテンションが調節される(ステップS7)。その後、ワーク21が加工終了直前位置まで加工されたか否かが判別され(ステップS8)、その位置まで加工される間は、前記ステップS6に戻ってステップS6〜S8の動作が繰り返し行われる。
【0032】
このワーク21の加工途中においても、前記ワイヤ14の送り出し側のテンションが送り込み側のテンションよりも高い値に設定される。このため、図3に示すように、加工用ローラ11〜13の軸線方向における各加工位置で、ワイヤ14に対するワーク21の接触圧を均一にすることができて、ワーク21を高精度に加工することができる。
【0033】
続いて、前記ステップS8の判別において、ワーク21が加工終了直前位置まで加工されると、メモリ32から加工終了時におけるワイヤ14の送り込み側及び送り出し側の高めのテンション設定値が読み出され(ステップS9)、それらの設定値に基づいてテンション調節装置23A,23Bが制御される。この場合にも、各テンション調節装置23A,23Bにおいて、検出センサ24A,24Bによりワイヤ14のテンションが検出され、その検出値がテンション設定値と一致するか否かが判別される(ステップS10)。
【0034】
この判別において、検出値と設定値とが一致しない場合には、トルクモータ26A,26Bの設定トルク値が変化されることにより、ワイヤ14のテンションが調節される(ステップS11)。その後、ワーク21の加工が終了したか否かが判別され(ステップS12)、加工が終了するまでの間は、前記ステップS10に戻ってステップS10〜S12の動作が繰り返し行われる。そして、ワーク21の加工が終了したとき、ワイヤソーの運転が停止される。
【0035】
また、このワーク21の加工終了時においても、前記加工開始時と同様に、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションが加工途中のテンションよりも前述した高い値に設定され、ワイヤ14に対してワーク21が加工途中よりも高い接触圧で接触される。このため、図5に示すように、加工終了位置付近でワイヤ14によるワーク21の加工長さLが短くなったとき、ワイヤ14の振れ等の妄動を抑制できる。すなわち、ワイヤ14に対するワーク21の接触圧が低い場合には、加工終了位置付近でワイヤ14に振れが発生するおそれがある。
【0036】
さらに、このワーク21の加工終了時においても、前記加工開始時と同様に、ワイヤ14のテンションが加工途中よりも高くなるように設定されるため、そのテンションの設定値に応じて、ポンプモータ20の回転制御により、スラリ供給パイプ18からのスラリの供給量が減少される。よって、ワーク21が過度に加工されるおそれを抑制することができる。
【0037】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1) このワイヤソーにおいては、加工用ローラ11,12,13に対するワイヤ14の送り込み側及び送り出し側にテンション調節装置23A,23Bが設けられている。加工用ローラ11〜13の軸線方向における各加工位置でワイヤ14に対するワーク21の接触圧が均一になるように、各テンション調節装置23A,23Bを別々に制御するための制御装置31が設けられている。
【0038】
このため、加工用ローラ11〜13の軸線方向における各加工位置の全域に亘って、ワーク21に対して均一な精度で加工を施すことができ、結果としてワーク21を高精度に加工することができる。
【0039】
(2) このワイヤソーにおいては、前記各テンション調節装置23A,23Bが、ワイヤ14のテンションを検出するセンサ24A,24Bと、そのセンサ24A,24Bの検出結果に基づいてワイヤ14のテンションを加減するトルクモータを含むテンション加減機構25A,25Bとより構成されている。このため、ワーク21の加工中に、加工用ローラ11〜13に対するワイヤ14の送り込み側及び送り出し側において、ワイヤ14のテンションを検出しながら、その検出結果に基づいて、時間的遅れを生じることなくテンションを有効に加減することができる。
【0040】
(3) このワイヤソーにおいては、前記制御装置31により、ワーク21の加工の進行にともなって、ワイヤ14の送り込み側及び送り出し側のテンションが自動的に変更制御されるようになっている。このため、例えば、ワーク21の加工開始時及び加工終了時において、加工精度が低下するのを抑制することができて、ワーク21を加工開始から終了まで高精度に加工することができる。
【0041】
(4) このワイヤソーにおいては、前記制御装置31により、ワーク21の加工の進行にともなって、ワイヤ14のテンションが変更制御されるとき、そのテンションの変更に応じて、ワイヤ14に対するスラリの供給量が調整制御されるようになっている。このため、ワーク21の加工開始時や加工終了時において、ワイヤ14のテンションが高くなるように変更されたときには、スラリの供給量が減少されて、ワーク21が過度に加工されるおそれを抑制することができる。逆にワイヤ14のテンションが低いときにおける切断不足を解消することが可能になる。
【0042】
(変更例)
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記実施形態において、テンション調節装置23A,23Bの構成を任意に変更すること。例えば、ダンサアーム27A、27Bにソレノイド等の直動アクチュエータを連結して、そのアクチュエータの動作によりワイヤテンションを調節すること。
【0043】
・ 前記実施形態では、この発明をワイヤ14が歩進的に移動するワイヤソーに実施したが、ワイヤ14が一方向に連続移動するワイヤソーにおいてこの発明を具体化すること。なお、ワイヤ14が一方向に連続移動するワイヤソーは、ワイヤ14のほぼ全長が一方のリール16A、16Bに巻き取られると、ワイヤ14の走行方向が反転される。
【0044】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、加工用ローラの軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧を均一にすることができる。よって、加工用ローラの長さ方向における加工位置の全域に亘って、ワークを高精度に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施形態のワイヤソーを示す斜視図。
【図2】 図1のワイヤソーの制御構成を示すブロック図。
【図3】 加工位置におけるワイヤのテンション状態を示す説明図。
【図4】 ワイヤによるワークの加工開始時の状態を示す部分断面図。
【図5】 ワイヤによるワークの加工終了時の状態を示す断面図。
【図6】 図1のワイヤソーの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
11,12,13…加工用ローラ、14…ワイヤ、15…ローラ回転用モータ、16A,16B…巻取リール、21…ワーク、23A,23B…テンション調節手段としてのテンション調節装置、24A,24B…検出手段としての検出センサ、25A,25B…テンション加減手段としてのテンション加減機構、26A,26B…トルクモータ、27A,27B…ダンサアーム、28A,28B…ダンサローラ、31…制御手段としての制御装置、32…記憶手段としてのメモリ。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wire saw that uses a wire to perform a work such as cutting on a work made of a hard and brittle material such as a semiconductor material, a magnetic material, and ceramic, and a wire tension control method in the wire saw.
[0002]
[Prior art]
Generally, in this type of wire saw, both ends of one wire are wound around a take-up reel, and the wire is spirally wound at a predetermined pitch between a plurality of processing rollers. Then, as the processing roller and the take-up reel rotate, the slurry including loose abrasive grains is supplied onto the wire while the wire travels between the processing rollers. In this state, the workpiece is pressed against and contacted with the wire, and the workpiece is cut.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in a wire saw, a tension adjusting device is provided between the processing roller and both take-up reels, and adjustment control is performed so that the wire tension is the same on the wire feeding side and the feeding side with respect to the processing roller. It had been.
[0004]
As described above, when the tension of the wire is adjusted, as shown in FIG. 3, the contact pressure of the workpiece with respect to the wire becomes non-uniform at different processing positions in the axial direction of the processing roller. That is, when the wire is fed from one end of the processing roller and the wire is fed from the other end, the processing position shifts from the wire feeding side to the feeding side along the axial direction of the processing roller. Along with this, the contact pressure of the workpiece with respect to the wire gradually decreased. For this reason, there existed a problem that the workpiece | work could not be processed with the same precision over the whole region of the processing position in the axial direction of the processing roller.
[0005]
The present invention has been made paying attention to such problems existing in the prior art. The purpose of the wire saw is to make the contact pressure of the workpiece to the wire uniform at each machining position in the machining roller axial direction, and to machine the workpiece with high precision over the entire machining position, and its To provide a wire tension control method in a wire saw.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, while a wire wound between a plurality of processing rollers is run, a workpiece is brought into contact with the wire to perform a cutting process. In the wire saw as described above, tension adjusting means are provided on the wire feeding side and the feeding side with respect to the processing roller, so that the contact pressure of the workpiece to the wire is uniform at each processing position in the axial direction of the processing roller. Control means for separately controlling the tension adjusting means is provided.
[0007]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the contact pressure of the workpiece with respect to the wire can be made uniform at each processing position in the axial direction of the processing roller. Therefore, the workpiece can be machined with high accuracy over the entire machining position in the length direction of the machining roller.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, each of the tension adjusting means adjusts the tension of the wire based on the detection means for detecting the tension of the wire and the detection result of the detection means. It is characterized by comprising tension adjusting means including a torque motor.
[0009]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, during the processing of the workpiece, a delay occurs based on the detection result while detecting the wire tension on the wire feeding side and the feeding side with respect to the processing roller. The tension can be adjusted without any change.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, there is provided a storage means for preliminarily storing the tension on the feeding side and the feeding side of the wire.
[0011]
Therefore, according to the third aspect of the present invention, the tension on the wire feeding side and the feeding side of the wire is set in advance, and tension adjustment can be easily performed based on the set value.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects of the present invention, the control means includes a wire feeding side and a workpiece feeding side as the workpiece is processed. It is characterized by changing and controlling the tension on the delivery side.
[0013]
Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in machining accuracy, particularly at the start and end of machining of the workpiece, and the workpiece can be accurately processed from the start to the end of machining. Can be processed.
[0014]
According to the fifth aspect of the present invention, the wire tension control of the wire saw is configured such that the wire wound between the plurality of processing rollers travels while the workpiece is brought into contact with the wire to perform cutting processing. In the method, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire with respect to the processing roller is separately adjusted and controlled so that the contact pressure of the workpiece with respect to the wire becomes uniform at each processing position between the processing rollers. Is.
[0015]
Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, the same action as that of the first aspect can be obtained.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in this wire saw, three processing rollers 11, 12, 13 are arranged in parallel, and a large number of annular grooves (not shown) formed at a predetermined pitch on the outer periphery thereof have 1. A wire 14 is wound. Then, when these processing rollers 11 to 13 are rotated by the roller rotation motor 15, the wire 14 travels between the processing rollers 11 to 13. The traveling of the wire 14 is advanced stepwise as a whole by repeating a certain amount of forward movement and a certain amount of backward movement.
[0017]
A pair of take-up reels 16A and 16B are disposed so as to correspond to both ends of the processing rollers 11 to 13, and both ends of the wire 14 are wound around the take-up reels 16A and 16B. The take-up reels 16A and 16B are rotated by the reel rotation motors 17A and 17B, so that any one of the take-up reels 16A and 16B is passed through the plurality of guide rollers 29 to the processing rollers 11 to 11. A wire 14 is fed onto 13. At the same time, the wire 14 is fed from the processing rollers 11 to 13 to the other take-up reels 16B and 16A.
[0018]
A pair of slurry supply pipes 18 is disposed above the wire 14 between the processing rollers 11 to 13. Then, the slurry supply pump 19 is rotated by the pump motor 20 so that slurry containing loose abrasive grains is supplied from the slurry supply pipe 18 to the wire 14 between the processing rollers 11 to 13. It has become.
[0019]
A work 21 made of a hard and brittle material is disposed above the wire 14 between the processing rollers 11 to 13 so as to be movable up and down via a work support mechanism (not shown). As the wire 14 travels and the slurry is supplied onto the wire 14 from the slurry supply pipe 18, the workpiece 21 is moved downward by the workpiece feed moving motor 22 shown in FIG. 2. Thereby, the work 21 is pressed against the wire 14 and cut into slices.
[0020]
As shown in FIG. 1, a pair of tension adjusting devices 23A and 23B as tension adjusting means are disposed between the processing rollers 11 to 13 and the take-up reels 16A and 16B. Each tension adjusting device 23A, 23B includes detection sensors 24A, 24B as detection means for detecting the tension of the wire 14, and tension adjustment means for adjusting the tension of the wire 14 based on the detection results of the detection sensors 24A, 24B. And tension adjusting mechanisms 25A and 25B. The detection sensors 24A and 24B detect a tension load acting on one guide roller 29 between the tension adjusting mechanisms 25A and 25B and the processing rollers 11 to 13, and are made of, for example, a load cell.
[0021]
Each of the tension adjusting mechanisms 25A and 25B is composed of dancer arms 27A and 27B rotated by torque motors 26A and 26B, and dancer rollers 28A and 28B rotatably supported at the tips of the dancer arms 27A and 27B. Yes. Between the processing rollers 11 to 13 and the reels 16A and 16B, the wire 14 is hung on the dancer rollers 28A and 28B of the tension adjusting mechanisms 25A and 25B. In this state, the dancer arms 27A and 27B are rotationally displaced by constant torque control of the torque motors 26A and 26B in accordance with the tension fluctuation of the wire 14 caused by the fluctuation of the machining load and the like. The dancer rollers 28A and 28B are moved up and down by the rotational displacement of the dancer arms 27A and 27B, whereby a predetermined tension is applied to the wire 14. And the tension | tensile_strength of the sending side of the wire 14 and the sending side is adjusted by changing each setting torque value of torque motor 26A, 26B.
[0022]
Next, the control configuration of the wire saw configured as described above will be described.
As shown in FIG. 2, the control device 31 as a control unit controls the operation of the entire wire saw based on a program and various data stored in a memory 32 as a storage unit. Further, when the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 with respect to the processing rollers 11 to 13 is input and set in advance from the input device 33 prior to the processing of the workpiece 21, the control device 31 sets the tension values. Is stored in the memory 32.
[0023]
In this case, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 is set so that, for example, the feeding side is more than the feeding side so that the contact pressure of the work 21 against the wire 14 is uniform at each machining position in the axial direction of the processing rollers 11 to 13. Is set to be higher. Further, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 is changed in three stages so that it becomes higher at the start of machining and at the end of machining of the workpiece 21 as the machining of the workpiece 21 progresses. Input setting.
[0024]
Further, as the machining operation of the workpiece 21 proceeds, the control device 31 sequentially reads the tension setting values on the feeding side and the feeding side of the wire 14 at the start of machining, during the machining, and at the end of machining, stored in the memory 32. Based on these tension setting values, the tension adjusting devices 23A and 23B on the feeding side and the feeding side of the wire 14 are controlled separately. In this case, in each tension adjusting device 23A, 23B, the tension of the wire 14 is detected by the detection sensors 24A, 24B, and the set torque values of the torque motors 26A, 26B are set so that the detection result matches the tension set value. The tension of the wire 14 is adjusted by changing the tension.
[0025]
Next, the operation of the wire saw configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.
When the machining operation for the workpiece 21 is started with this wire saw, the tension setting values on the feeding side and the feeding side of the wire 14 at the time of machining start are read from the memory 32 (step S1), and the set values are obtained. Based on this, the tension adjusting devices 23A and 23B are controlled. That is, in each of the tension adjusting devices 23A and 23B, the tension of the wire 14 is detected by the detection sensors 24A and 24B, and it is determined whether or not the detected value matches the tension setting value (step S2).
[0026]
In this determination, when the detected value and the set value do not match, the set torque values of the torque motors 26A and 26B are changed. As a result, the dancer arms 27A and 27B are rotationally displaced and the dancer rollers 28A and 28B are moved up and down to adjust the tension of the wire 14 (step S3). Thereafter, it is determined whether or not the workpiece 21 has been processed to a predetermined position (predetermined cutting depth) through the processing start position (step S4). While being processed to the predetermined position, the process returns to step S2 and returns to step S2. The operation of .about.S4 is repeated.
[0027]
At the start of machining of the workpiece 21, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 is set to a higher value than the tension during the machining, and the contact pressure of the workpiece 21 with respect to the wire 14 is higher than that during the machining. Touched with. For this reason, as shown in FIG. 4, the possibility that the groove width of the cutting start portion of the workpiece 21 becomes wide can be suppressed and high-precision machining can be achieved. Incidentally, when the contact pressure of the workpiece 21 with respect to the wire 14 is low at the start of machining, the wire 14 is shaken and the groove width of the cut portion of the workpiece 21 is widened.
[0028]
In the case of machining the workpiece 21, the tension on the delivery side of the wire 14 is set to a higher value than the tension on the delivery side. For this reason, as shown in FIG. 3, the contact pressure of the workpiece 21 with respect to the wire 14 gradually decreases as the processing position shifts to the delivery side of the wire 14 along the axial direction of the processing rollers 11 to 13. The conventional phenomenon is corrected, and the contact pressure can be made uniform. In addition, the traveling direction of the wire 14 is switched at regular time intervals, and the feeding side and the feeding side are reversed. At each reversal, the level of the wire tension is also switched.
[0029]
Furthermore, when the tension of the wire 14 is set to be higher than that in the middle of machining at the start of machining of the workpiece 21, the pump motor 20 of the slurry supply pump 19 is activated according to the set value of the tension. The rotation is controlled, and the amount of slurry supplied from the slurry supply pipe 18 is reduced. For this reason, the possibility that the workpiece 21 is excessively processed can be suppressed.
[0030]
Next, when the workpiece 21 is machined to a predetermined position in the discrimination in step S4, lower tension setting values on the feeding side and the feeding side of the wire 14 during the machining are read from the memory 32 (step S5). Based on these set values, the tension adjusting devices 23A and 23B are controlled. Also in this case, in the tension adjusting devices 23A and 23B, the tension of the wire 14 is detected by the detection sensors 24A and 24B, and it is determined whether or not the detected value matches the tension setting value (step S6).
[0031]
In this determination, when the detected value and the set value do not match, the set torque values of the torque motors 26A and 26B are changed. As a result, the dancer arms 27A and 27B are rotationally displaced and the positions of the dancer rollers 28A and 28B are moved up and down to adjust the tension of the wire 14 (step S7). Thereafter, it is determined whether or not the workpiece 21 has been processed to a position immediately before the end of processing (step S8). While being processed to that position, the process returns to step S6 and the operations of steps S6 to S8 are repeated.
[0032]
Even during the processing of the workpiece 21, the tension on the delivery side of the wire 14 is set to a higher value than the tension on the delivery side. For this reason, as shown in FIG. 3, the contact pressure of the workpiece | work 21 with respect to the wire 14 can be made uniform in each processing position in the axial direction of the processing rollers 11-13, and the workpiece | work 21 is processed with high precision. be able to.
[0033]
Subsequently, in the determination in step S8, when the workpiece 21 is machined to a position just before the machining end, higher tension setting values on the feeding side and the feeding side of the wire 14 at the time of machining are read from the memory 32 (step S8). S9) The tension adjusting devices 23A and 23B are controlled based on the set values. Also in this case, in each of the tension adjusting devices 23A and 23B, the tension of the wire 14 is detected by the detection sensors 24A and 24B, and it is determined whether or not the detected value matches the tension setting value (step S10).
[0034]
In this determination, if the detected value and the set value do not match, the set torque value of the torque motors 26A and 26B is changed to adjust the tension of the wire 14 (step S11). Thereafter, it is determined whether or not the machining of the workpiece 21 is completed (step S12), and until the machining is completed, the process returns to step S10 and the operations of steps S10 to S12 are repeated. When the machining of the workpiece 21 is completed, the operation of the wire saw is stopped.
[0035]
Also, at the end of the machining of the workpiece 21, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 is set to the above-mentioned higher value than the tension during the machining, similarly to the time when the machining is started. The workpiece 21 is brought into contact with a higher contact pressure than during the machining. For this reason, as shown in FIG. 5, when the processing length L of the workpiece 21 by the wire 14 is shortened in the vicinity of the processing end position, it is possible to suppress the perturbation such as the shake of the wire 14. That is, when the contact pressure of the workpiece 21 against the wire 14 is low, the wire 14 may be shaken near the processing end position.
[0036]
Furthermore, since the tension of the wire 14 is set to be higher than that in the middle of machining at the end of machining of the workpiece 21 as in the above-described machining start, the pump motor 20 is set according to the set value of the tension. As a result of this rotation control, the amount of slurry supplied from the slurry supply pipe 18 is reduced. Therefore, the possibility that the workpiece 21 is excessively processed can be suppressed.
[0037]
Therefore, according to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this wire saw, tension adjusting devices 23A and 23B are provided on the feeding side and the feeding side of the wire 14 with respect to the processing rollers 11, 12, and 13. A control device 31 for separately controlling the tension adjusting devices 23A and 23B is provided so that the contact pressure of the workpiece 21 with respect to the wire 14 becomes uniform at each processing position in the axial direction of the processing rollers 11 to 13. Yes.
[0038]
Therefore, the workpiece 21 can be processed with uniform accuracy over the entire area of each processing position in the axial direction of the processing rollers 11 to 13, and as a result, the workpiece 21 can be processed with high accuracy. it can.
[0039]
(2) In this wire saw, each of the tension adjusting devices 23A and 23B detects the sensors 24A and 24B for detecting the tension of the wire 14, and the torque for adjusting the tension of the wire 14 based on the detection results of the sensors 24A and 24B. It comprises tension adjusting mechanisms 25A and 25B including a motor. For this reason, while processing the workpiece 21, while detecting the tension of the wire 14 on the feeding side and the feeding side of the wire 14 with respect to the processing rollers 11 to 13, there is no time delay based on the detection result. The tension can be adjusted effectively.
[0040]
(3) In this wire saw, the tension on the feeding side and the feeding side of the wire 14 is automatically changed and controlled by the control device 31 as the workpiece 21 is processed. For this reason, for example, it is possible to suppress a reduction in machining accuracy at the start and end of machining of the workpiece 21, and the workpiece 21 can be machined with high accuracy from the machining start to the end.
[0041]
(4) In this wire saw, when the tension of the wire 14 is changed and controlled by the control device 31 as the workpiece 21 is processed, the amount of slurry supplied to the wire 14 according to the change of the tension. Is adjusted and controlled. For this reason, when the tension | tensile_strength of the wire 14 is changed at the time of the process start of the workpiece | work 21 and the completion | finish of a process, the supply amount of slurry is reduced and the workpiece | work 21 is suppressed from being excessively processed. be able to. On the other hand, it is possible to solve the lack of cutting when the tension of the wire 14 is low.
[0042]
(Example of change)
In addition, this embodiment can also be changed and embodied as follows.
In the embodiment, the configuration of the tension adjusting devices 23A and 23B is arbitrarily changed. For example, a linear actuator such as a solenoid is connected to the dancer arms 27A and 27B, and the wire tension is adjusted by the operation of the actuator.
[0043]
In the above-described embodiment, the present invention is applied to a wire saw in which the wire 14 moves stepwise, but the present invention is embodied in a wire saw in which the wire 14 continuously moves in one direction. In the wire saw in which the wire 14 is continuously moved in one direction, when the substantially entire length of the wire 14 is wound around one of the reels 16A and 16B, the traveling direction of the wire 14 is reversed.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, as exemplified in the embodiment, in the present invention, the contact pressure of the workpiece with respect to the wire can be made uniform at each processing position in the axial direction of the processing roller. Therefore, the workpiece can be machined with high accuracy over the entire machining position in the length direction of the machining roller.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a wire saw according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the wire saw in FIG. 1;
FIG. 3 is an explanatory view showing a tension state of a wire at a processing position.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a state at the start of machining a workpiece with a wire.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state at the end of machining a workpiece with a wire.
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the wire saw of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 12, 13 ... Processing roller, 14 ... Wire, 15 ... Roller rotation motor, 16A, 16B ... Winding reel, 21 ... Workpiece, 23A, 23B ... Tension adjusting device as tension adjusting means, 24A, 24B ... Detection sensor as detection means, 25A, 25B ... tension adjusting mechanism as tension adjusting means, 26A, 26B ... torque motor, 27A, 27B ... dancer arm, 28A, 28B ... dancer roller, 31 ... control device as control means, 32 ... Memory as storage means.

Claims (5)

複数の加工用ローラ間に巻回されたワイヤを走行させながら、そのワイヤに対してワークを接触させて、ワークに切断加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、
前記加工用ローラに対するワイヤの送り込み側及び送り出し側にテンション調節手段を設け、加工用ローラの軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧が均一になるように、各テンション調節手段を別々に制御するための制御手段を設けたことを特徴とするワイヤソー。
In a wire saw in which a wire wound between a plurality of processing rollers is run while a workpiece is brought into contact with the wire so that the workpiece is cut.
Tension adjusting means are provided on the wire feeding side and the sending side with respect to the processing roller, and each tension adjusting means is separately provided so that the contact pressure of the workpiece to the wire is uniform at each processing position in the axial direction of the processing roller. A wire saw provided with a control means for controlling.
前記各テンション調節手段が、ワイヤのテンションを検出する検出手段と、その検出手段の検出結果に基づいてワイヤのテンションを加減するトルクモータを含むテンション加減手段とよりなることを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー。2. The tension adjusting means includes a detecting means for detecting the tension of the wire, and a tension adjusting means including a torque motor for adjusting the tension of the wire based on a detection result of the detecting means. Wire saw as described in 前記ワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを予め記憶する記憶手段を設けた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 wire saw according to claim 1 or 2, further comprising storage means for preliminarily storing tensions on the feeding side and the feeding side of the wire. 前記制御手段は、ワークの加工が進行するのにともなって、ワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを変更制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載のワイヤソー。The said control means changes and controls the tension | tensile_strength of the sending side of a wire, and a sending side as a workpiece | work of a work progresses, The control method as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Wire saw. 複数の加工用ローラ間に巻回されたワイヤを走行させながら、そのワイヤに対してワークを接触させて、切断加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、
前記加工用ローラの軸線方向における各加工位置でワイヤに対するワークの接触圧が均一になるように、加工用ローラに対するワイヤの送り込み側及び送り出し側のテンションを別々に調節制御することを特徴とするワイヤのテンション制御方法。
In a wire saw in which a wire wound between a plurality of processing rollers is run while a workpiece is brought into contact with the wire to perform a cutting process.
The wire is characterized by separately adjusting and controlling the tension on the feeding side and the feeding side of the wire with respect to the processing roller so that the contact pressure of the workpiece with respect to the wire becomes uniform at each processing position in the axial direction of the processing roller. Tension control method.
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