JP4456714B2

JP4456714B2 - ワイヤソーを用いた切断方法

Info

Publication number: JP4456714B2
Application number: JP2000043071A
Authority: JP
Inventors: 義紀阿部; 敏雄山中
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-02-21
Also published as: JP2001232549A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体インゴット等を切断するためのワイヤソーを用いた切断方法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、ワイヤ繰出し部材から引き出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてからワイヤ巻取り部材に回収され、両ボビン及びガイドローラの回転によって切断用ワイヤがその長手方向に高速駆動された状態で、前記ガイドローラ間に複数本並んだワイヤに対してこれと略直交する方向に前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、ワークの良好な切断を行うためにワイヤ張力を適正な値に調節する必要がある。そこで従来は、前記ワークの切断動作の間、ワイヤ張力を常に一定に保つような張力制御が行われている。例えば特開平４−１５２０６１号公報には、ワイヤ繰出し部材からガイドローラに至るまでの領域、及びガイドローラからワイヤ巻取り部材に至るまでの領域に、各領域におけるワイヤの張力を検出する張力検出手段を設け、この張力検出手段により検出される張力を適当な張力に保つようにボビンの回転速度を調節するものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなワイヤ張力制御を行うにあたっては、その目標張力の設定が非常に難しいという欠点がある。すなわち、目標張力を低く設定すると、ワーク２８の切断時におけるワイヤの撓み量が増え、その分だけ製品ウェハのＷａｒｐ（反り成分）が増えて十分な形状精度が得られなくなる不都合が生じる。逆に、目標張力を高く設定すると、ワイヤが巻き付けられているワイヤ繰出しボビンやワイヤ巻取りボビンの変形が著しくなり、また、これらのボビンの振れによりワイヤ断線のおそれが高くなるという不都合が生じる。
【０００５】
その対策として、特開昭６１−１００３６６号公報には、ガイドローラと繰出し部材（新線リール）及び巻取り部材（巻取りリール）との間にキャプスタンを設けることにより、ワイヤ切断に寄与するガイドローラ側のワイヤ張力と、ワイヤ切断に寄与しないリール側のワイヤ張力との間に差をもたせる方法が開示されているが、この方法では、前記キャプスタンを含む張力調節機構の構造及び制御が非常に複雑となるのに加え、設置に要するスペースが大幅に増えるという不都合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、簡単な構成で、ワイヤが巻き付けられる繰出し部材や巻取り部材の変形を抑えながら、ワークを切断する部分のワイヤ張力を高く保持して高い加工精度を確保できるワイヤソーによる切断方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、ワイヤ繰出し部材から繰り出された切断用ワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてワイヤ巻取り部材に巻き取られるワイヤソーを用い、そのガイドローラ同士の間に複数本並んだワイヤを軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを切断送りすることによりこのワークを切断するワイヤソーによる切断方法において、前記複数のガイドローラのうちの少なくとも一つを回転駆動するとともに、当該ガイドローラ以外のいずれかのガイドローラに回転抵抗を与え、この回転抵抗により張力が上昇したワイヤ部分に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークを切断するものである。
【０００８】
この切断方法によれば、ワイヤ繰出し部材やワイヤ巻取り部材に巻き付けられるワイヤ張力は比較的低く抑えて当該繰出し部材や巻取り部材の変形を抑えながら、区定のガイドローラに回転抵抗を与えてワーク切断に寄与するワイヤ部分の張力を局所的に高めることにより、高い加工精度を確保することができる。
【０００９】
なお、本発明において特定のガイドローラに与える「回転抵抗」は、ローラ駆動手段により駆動されるガイドローラに従動するための回転に対する抵抗（すなわち相対的な回転抵抗）であればよく、例えば、回転抵抗付与手段は、ガイドローラを前記ローラ駆動手段による駆動方向と同じ方向にガイドローラを回転駆動するものであってもよい。
【００１０】
例えば、前記複数のガイドローラのうちの少なくとも一つに第１駆動モータを連結し、この第１駆動モータが連結されたガイドローラ以外のいずれかのガイドローラに第２駆動モータを連結し、これら第１駆動モータ及び第２駆動モータにそれぞれ互いに異なるトルク指令値を与えるようにしても、そのトルク差分だけ前記ワークを切断するワイヤ部分の張力を上昇させることができる。この構成では、第１駆動モータ及び第２駆動モータのうち、高いトルクが設定されたモータが上述のローラ駆動手段となり、低いトルクが設定された側のモータが回転抵抗付与手段、すなわち、前記ローラ駆動手段により回転駆動されるガイドローラに他のガイドローラが従動するための回転に抵抗を与える手段となる。すなわち、両モータに指令されるトルクの差が、相対的な回転抵抗に相当することになる。
【００１１】
しかも、この構成では、第１駆動モータ及び第２駆動モータへ入力するトルク指令値の設定だけで簡単にワイヤ張力の調節が可能であり、例えばワイヤ駆動方向を逆転させる（すなわちワイヤ繰出し部材とワイヤ巻取り部材とを交代させる）時の対応も難なくできる。
【００１２】
その他、回転抵抗付与手段としては、前記ローラ駆動手段が連結されるガイドローラ以外のガイドローラを従動ローラとし、かつ、その従動ローラのうちの少なくとも一つに当該従動ローラを所定の力で制動する回転ブレーキを連結するようにしてもよい。
【００１３】
また、前記ワイヤ繰出し部材からガイドローラに至る領域及びガイドローラから前記ワイヤ巻取り部材に至る領域でワイヤの張力を検出する張力検出手段と、前記各領域で検出された張力を目標張力に近づけるように当該領域でのワイヤ張力を操作する張力操作手段とを備えるなどして、前記ワイヤ繰出し部材からガイドローラに至る領域及びガイドローラから前記ワイヤ巻取り部材に至る領域でワイヤの張力を目標張力に近づける張力制御を行いながら、いずれかのガイドローラに回転抵抗を与えることにより前記ワークを切断するワイヤ部分の張力を前記目標張力よりも上昇させることにより、前記ワークを切断するワイヤ部分の張力を前記目標張力よりも上昇させるようにすれば、ワイヤ繰出し部材及び巻取り部材側のワイヤ張力と、ワークを切断するワイヤ部分の張力の双方を、同時にかつそれぞれ的確な値に制御することができる。
【００１４】
【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５を参照しながら説明する。
【００１５】
図１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と、その間に配された４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。これらのガイドローラのうち、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いる。
【００１６】
前記ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、ワイヤ繰出し装置１０Ａに近い側から順に、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ長操作装置１８Ａ、可動プーリ２０Ａ、及び固定プーリ２２Ａが設けられている。同様に、前記ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、ワイヤ巻取り装置１０Ｂに近い側から順に、固定プーリ１２Ｂ，１４Ｂ，１６Ｂ、ワイヤ長操作装置１８Ｂ、可動プーリ２０Ｂ、及び固定プーリ２２Ｂが設けられている。
【００１７】
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、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ長操作装置１８Ａの可動プーリ２０Ａ、及び固定プーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外側に多数回巻回された後、固定プーリ２２Ｂ、ワイヤ長操作装置１８Ｂの可動プーリ２０Ｂ、固定プーリ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に巻き取られるとともに、両ワイヤ長操作装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられるようになっている。
【００１８】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａのうち、下側のガイドローラ２６Ａ，２６Ｂの回転軸には、それぞれ、当該ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂを個別に回転駆動するメインモータ２５Ａ（第１駆動モータ）及びメインモータ２５Ｂ（第２駆動モータ）が連結されている。そして、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向及びメインモータ２５Ａ，２５Ｂによるガイドローラ２６Ａ，２６Ｂ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。
【００１９】
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長手方向に往復駆動されるようになっている。
【００２０】
これらのガイドローラ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、前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的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、前記ワーク保持部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。この実施の形態では、ワーク送りモータ３４はサーボモータで構成され、ワーク２８の切断送り位置を検出する送り位置検出手段を兼ねている。
【００２１】
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、スラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらのスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂは、高速駆動される各ワイヤＷに対し、砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給し、これをワイヤＷ表面に付着させるものである。
【００２２】
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にスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂから加工液が供給されながら、これらのワイヤＷに対してワークＷが下方に切断送りされることにより、このワークＷから一度に多数枚のウェハが同時に切り出される。
【００２３】
次に、前記ワイヤ長操作装置１８Ａ，１８Ｂの構造を図２及び図３に基づいて説明する。なお、両ワイヤ長操作装置１８Ａ，１８Ｂの構成は同等であるので、ここではワイヤ長操作装置１８Ａを例にとって説明する。
【００２４】
前記可動プーリ２０Ａは、固定プーリ１６Ａ，２２Ａの間に配され、この可動プーリ２０Ａの上下移動によってワイヤ長が変化する（具体的には、可動プーリ２０Ａが下降するとワイヤ長が増え、可動プーリ２０Ａが上昇するとワイヤ長が減る）ように各プーリ１６Ａ，２０Ａ，２２Ａが配されている。
【００２５】
なお、固定プーリ２２Ａの支持部材３８には、ロードセル等からなる張力検出器（張力検出手段）４０が取付けられ、この張力検出器４０により前記支持部材３８に加えられる荷重が検出され、ひいてはワイヤＷの張力が検出されるようになっている。
【００２６】
前記可動プーリ２０Ａは、回転軸４２を中心として回転可能にレバー４４の先端に取付けられている。このレバー４４の基端には回動中心軸４６が固定され、この回動中心軸４６は、固定側板４８に固定された揺動シリンダ（プーリ位置操作手段）５０に連結されており、この揺動シリンダ５０の作動によって前記回動中心軸４６回りにレバー４４及び可動プーリ２０Ａが回動駆動されるようになっている。さらに、前記回動中心軸４６にはエンコーダ５２が連結され、このエンコーダ５２によって回動中心軸４６の回動角度位置、換言すれば可動プーリ２０Ａの位置が検出可能となっている。
【００２７】
このワイヤソーには、図４に示すようなコントローラ６０が備えられている。このコントローラ６０は、ワイヤ長調節手段６２、速度調節手段６４、及びメインモータ制御手段６６を備えている。
【００２８】
ワイヤ長調節手段６２は、ワイヤ繰出し側及びワイヤ巻取り側のそれぞれにおける張力検出器４０で検出されたワイヤ張力を予め設定された目標張力Ｔeに保つように、揺動シリンダ５０を駆動する空気圧サーボ回路５４に電気信号を出力して各可動プーリ２０Ａ，２０Ｂの位置をそれぞれ調節するものである。具体的に、例えばワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ側の検出張力が前記目標張力Ｔeよりも高い場合には、揺動シリンダ５０に連結されたレバー４４を図２の時計回り方向に回動させて可動プーリ２０Ａを固定プーリ１６Ａ，２２Ａに近づけることによりワイヤ長を減らし、逆に検出張力が前記目標張力Ｔeよりも低い場合には、揺動シリンダ５０に連結されたレバー４４を図２の反時計回り方向に回動させて可動プーリ２０Ａを固定プーリ１６Ａ，２２Ａから遠ざけることによりワイヤ長を増やすといった制御を行う。
【００２９】
速度調節手段６４は、エンコーダ５２で検出された可動プーリ２０Ａ，２０Ｂの位置を予め設定された基準位置（ここでは、図２の実線に示すようにレバー４４が水平となる位置）に近づけるように、ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ制御信号を出力して両ボビン９Ａ，９Ｂの回転速度を調節するものである。例えば、ボビン９ＡからワイヤＷが繰り出されてボビン９Ｂに巻取られる状態で、繰出し側の可動プーリ２０Ａが基準位置よりも下方の位置にあることが検出された場合には、可動プーリ２０Ａを上昇させるべく、ワイヤ繰出し部材となっている側のボビン９Ａの回転速度を減少させ、逆に、可動プーリ２０Ａが基準位置よりも上方の位置にあることが検出された場合には、可動プーリ２０Ａを下降させるべく、ワイヤ繰出し部材となっている側のボビン９Ａの回転速度を増加させるように構成されている。一方、ワイヤ巻取り側の可動プーリ２０Ｂが基準位置よりも下方の位置にあることが検出された場合には、可動プーリ２０Ｂを上昇させるべく、ワイヤ巻取り部材となっている側のボビン９Ｂの回転速度を増加させ、逆に可動プーリ２０Ｂが基準位置よりも上方の位置にあることが検出された場合には、可動プーリ２０Ｂを下降させるべく、ワイヤ巻取り部材となっている側のボビン９Ｂの回転速度を減少させるように構成されている。
【００３０】
前記例では、ボビン９Ａからワイヤが繰り出されてボビン９Ｂに巻取られる状態の説明をしたが、逆に、ボビン９Ｂからワイヤが繰り出されてボビン９Ａに巻取られる状態でも速度調節手段６４は同様の制御を行う。
【００３１】
メインモータ制御手段（トルク差付与手段）６６は、メインモータ２５Ａ，２５Ｂにそれぞれ指令信号を出力してその作動を制御するものである。そして、この装置の特徴として、メインモータ制御手段６６は、メインモータ２５Ａ，２５Ｂに互いに異なるトルク指令信号を出力して両メインモータ２５Ａ，２５Ｂの出力トルク間にトルク差を発生させるように構成されている。このトルク差は、前記ワイヤ長調節手段６２で用いられている目標張力Ｔeにさらに上乗せすべき追加張力分ΔＴeに相当するトルク差であり、その具体的な演算内容については後に詳述する。
【００３２】
次に、この装置の作用を説明する。
【００３３】
まず、ボビン９ＡからワイヤＷを繰り出してボビン９Ｂに巻取る場合には、速度調節手段６４からボビン９Ａを繰出し方向に、ボビン９Ｂを巻取り方向にそれぞれ回転させるように各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂに指令信号が入力されるとともに、コントローラ６０のメインモータ制御手段６６からメインモータ２５Ａ，２５Ｂにそれぞれ正方向の駆動指令信号が入力され、これにより両ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂは図１の反時計回り方向に回転駆動される。
【００３４】
この状態で、固定プーリ２２Ａに取付けられている側の張力検出器４０の検出値（すなわちワーク加工位置よりも上流側におけるワイヤ張力検出値）がワイヤ長調節手段６２に取り込まれる。このワイヤ長調節手段６２は、前記張力検出値と、予め設定された目標張力Ｔｅとを比較し、前者が後者よりも高い場合には、その差に応じた分だけ可動プーリ２０Ａを上昇させることによりワイヤ長を減らしてワイヤ張力を下げ、逆に後者が前者よりも高い場合には、その差に応じた分だけ可動プーリ２０Ａを下降させることによりワイヤ長を増やしてワイヤ張力を高める。従って、ワーク２８の切断抵抗等に起因してワイヤ張力が瞬間的に上昇した場合でも、これに応じて可動プーリ２０Ａが素早く上昇駆動されることにより、ワイヤ張力の過度の上昇が避けられ、これに起因するワイヤＷの断線が防止される。
【００３５】
一方、ワイヤ長操作装置１８Ａに設けられたエンコーダ５２の検出信号（すなわち可動プーリ２０Ａの位置検出信号）は速度調節手段６４に取り込まれる。この速度調節手段６４は、前記可動プーリ２０Ａの検出位置と予め設定された基準位置とを比較し、前者が後者よりも高い場合には、可動プーリ２０Ａを下降させるべく、ワイヤ繰出しボビンであるボビン９Ａの回転速度を増加させる。逆に、前者が後者よりも低い場合には、可動プーリ２０Ａを上昇させるべく、ワイヤ繰出しボビンであるボビン９Ａの回転速度を減少させる。このような制御により、定常状態では可動プーリ２０Ａがほぼ基準位置に保持され、その移動しろが確保される。
【００３６】
すなわち、このワイヤソーでは、可動プーリ２０Ａ，２０Ｂの上下動によってワイヤ張力の瞬間的な増減に対処可能とされながら、ボビン９Ａ，９Ｂの回転速度調節によって各可動プーリ２０Ａ，２０Ｂの位置が基準位置に合わされることとなる。
【００３７】
一方、メインモータ制御手段６６は、予め設定されたワイヤ駆動速度に基づき、このワイヤ駆動速度に見合ったガイドローラ２５Ａ，２５Ｂの回転速度を得るための回転速度指令信号を演算するのに加え、このワイヤソーの特徴として、ワーク２８の切断に寄与するワイヤ部分、すなわち、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた部分のワイヤＷの張力を前記目標張力ＴeよりもΔＴeだけ高めるべく、メインモータ２５Ａ，２５Ｂの出力トルクに差を付与する制御を行う。
【００３８】
具体的に、メインモータ制御手段６６は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に張られたワイヤ部分（ワーク切断に寄与する部分）よりもワイヤ駆動方向下流側に位置するガイドローラ２６Ｂに連結されたメインモータ２５Ｂについては、通常のトルク設定（ワイヤを駆動するのに必要なトルク設定）を行う一方、前記ワイヤ部分よりもワイヤ駆動方向上流側に位置するガイドローラ２６Ａに連結されたメインモータ２５Ａについては、前記メインモータ２５Ｂよりも前記張力付加分ΔＴeに相当するトルク差ΔＴrだけ低いトルクを設定する。このトルク差ΔＴrは例えば次式により演算される。
【００３９】
ΔＴr[Nm]＝ΔＴe[Ｎ]×Ｍ×Ｄg
ここで、Ｍはガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂへのワイヤ巻数（本）、Ｄgはガイドローラ直径［m］である。
【００４０】
このようなトルク差の付与により、ガイドローラ２６Ｂからみてガイドローラ２６Ａには相対的な回転抵抗（すなわちガイドローラ２６Ａがガイドローラ２６Ｂに従動するための回転に対する抵抗）が与えられることになり、その回転抵抗分だけガイドローラ２６Ｂ−２４Ｂ−２４Ａ−２６Ａの領域におけるワイヤＷの張力が局所的に上昇する。従って、この制御により、ボビン９Ａ，９Ｂ側の目標張力Ｔeは低く抑えて当該ボビンの変形や振れを抑止する一方、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間においてワーク２８の切断に寄与するワイヤ部分の張力を高めることにより、当該ワイヤ部分のワーク切断時における撓み量を減らして加工精度を向上させることが可能になる。
【００４１】
なお、ワイヤ駆動方向を逆転させる場合、すなわち、ボビン９Ｂをワイヤ繰出し側、ボビン９Ａをワイヤ巻取り側にそれぞれ切換える場合には、ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ及びメインモータ２５Ａ，２５Ｂの回転方向を逆転させるのに加え、前記と同じ要領で演算されるトルク差ΔＴrだけメインモータ２５Ｂの出力トルクをメインモータ２５Ａの出力トルクよりも下げるようにすればよい。
【００４２】
以上説明した実施の形態の他、本発明は例えば次のような形態をとることが可能である。
【００４３】
（1）前記実施の形態では４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを具備したワイヤソーを開示したが、本発明は少なくとも２つのガイドローラを備えたワイヤソーに広く適用が可能である。また、図１に示す各ガイドローラにおいて、どのガイドローラにメインモータを連結するかは自由であり、例えばガイドローラ２４Ａ，２４Ｂにそれぞれメインモータを連結してこれにトルク差を与えるようにしてもよい。
【００４４】
（2）前記実施形態では、コントローラ６０からメインモータ２５Ａ，２５Ｂの双方にトルク指令信号を出力するようにしているが、本発明はこれに限らず、例えばメインモータ２５Ａに基本指令信号（トルク差を加味しない指令信号）を出力し、これを受けたメインモータ２５Ａ内の回路からメインモータ２５Ｂにトルク差を加味した指令信号（すなわち基本トルク指令信号から張力付加分ΔＴeに相当するトルクを差し引いたトルク指令信号）を出力するようにしてもよい。すなわち、本発明にかかるトルク差付与手段の一部をメインモータそのものに内蔵するようにしてもよい。
【００４５】
（3）前記実施形態では、２つのメインモータ２５Ａ，２５Ｂを具備するものを示したが、例えば図１に示すワイヤソーでボビン９Ａをワイヤ繰出し側、ボビン９Ｂをワイヤ巻取り側にしてワイヤ送りを行う場合に、ガイドローラ２６Ｂにメインモータを連結して他のガイドローラを従動ローラとし、かつ、そのうちの例えばガイドローラ２６Ａに回転ブレーキを連結して当該ガイドローラ２６Ａに回転抵抗を与えるようにしても、その回転抵抗分だけワイヤ張力を高めることができる。逆に、ボビン９Ｂをワイヤ繰出し側、ボビン９Ａをワイヤ巻取り側にする場合には、例えばガイドローラ２６Ａにメインモータを連結し、ガイドローラ２６Ｂに回転ブレーキを連結するようにすればよい。
【００４６】
ただし、前記実施形態のように２つのメインモータ２５Ａ，２５Ｂを併用するようにすれば、各モータへのトルク指令を変更するだけでワイヤ駆動方向の逆転にも難なく対応できる利点がある。
【００４７】
また、トルク差を与える手段として、図１に示すメインローラ２６Ａ，２６Ｂとメインモータ２５Ａ，２５Ｂとの間にパウダークラッチなどのクラッチを介在させるとともに、両クラッチの結合力を相互異ならせるようにしてもよい。
【００４８】
（4）本発明において、ガイドローラの外側領域でワイヤ張力を調節するための具体的手段は特に問わない。例えば、前記図１に示した可動プーリ２０Ａ，２０Ｂの可動範囲を十分確保できるのであれば、速度調節手段６４の省略が可能であるし、逆に、可動プーリ２０Ａ，２０Ｂを操作するワイヤ長操作装置１８Ａ，１８Ｂを省略して前記速度調節手段６４の速度調節のみでワイヤ張力を調節するようにしてもよい。
【００４９】
また、前記のようにワイヤ長操作装置１８Ａ，１８Ｂを用いる場合、図示のようにレバー４４の回動によって可動プーリ２０Ａ，２０Ｂを変位させるものに限らず、例えばレールによる案内等で可動プーリ２０Ａ，２０Ｂを直線移動させるようにしてもよい。この場合、位置を変化させる手段としては、送りねじ機構やラック・ピニオン機構等を用いればよい。また、可動プーリを揺動させる場合もその駆動源は揺動シリンダ５０に限らず、例えばサーボモータを用いるようにしてもよい。張力検出器４０の具体的な構成も特に問わず、前記ロードセルの他、差動トランスとばねを組み合わせたもの等でもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ワイヤが巻回される複数のガイドローラを備えたワイヤソーにおいて、特定のガイドローラを回転駆動するとともに、一部のガイドローラに回転抵抗を与え、その抵抗分だけワーク切断に寄与するワイヤ部分の張力を高めるようにしたものであるので、ワイヤ繰出し部材やワイヤ巻取り部材に巻かれているワイヤの張力は低く抑えて当該繰出し部材や巻取り部材の変形を抑えながら、張力を高めたワイヤ部分を用いて精度の高い切断加工を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソーの全体構成図である。
【図２】前記ワイヤソーに設けられた張力調節手段の正面図である。
【図３】前記張力調節手段の平面図である。
【図４】前記ワイヤソーに装備されるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
９Ａ，９Ｂボビン（ワイヤ繰出し部材及びワイヤ巻取り部材）
１１Ａ，１１Ｂボビン駆動モータ
１６Ａ，１６Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ固定プーリ
１８Ａ，１８Ｂワイヤ長操作装置
２０Ａ，２０Ｂ可動プーリ
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂガイドローラ
２５Ａメインモータ（第１駆動モータ）
２５Ｂメインモータ（第２駆動モータ）
２８ワーク
４０張力検出器
６０コントローラ
６２ワイヤ長調節手段
６４速度調節手段
６６メインモータ制御手段（トルク差付与手段）
Ｗワイヤ

Claims

ワイヤ繰出し部材から繰り出された切断用ワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてワイヤ巻取り部材に巻き取られるワイヤソーを用い、そのガイドローラ同士の間に複数本並んだワイヤを軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを切断送りすることによりこのワークを切断するワイヤソーによる切断方法において、前記複数のガイドローラのうちの少なくとも一つを回転駆動するとともに、当該ガイドローラ以外のいずれかのガイドローラに回転抵抗を与え、この回転抵抗により張力が上昇したワイヤ部分に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークを切断することを特徴とするワイヤソーによる切断方法。
請求項１記載のワイヤソーによる切断方法において、前記複数のガイドローラのうちの少なくとも一つに第１駆動モータを連結し、この第１駆動モータが連結されたガイドローラ以外のいずれかのガイドローラに第２駆動モータを連結し、これら第１駆動モータ及び第２駆動モータにそれぞれ互いに異なるトルク指令値を与えてそのトルク差分だけ前記ワークを切断するワイヤ部分の張力を上昇させることを特徴とするワイヤソーによる切断方法。
請求項１または２記載のワイヤソーによる切断方法において、前記ワイヤ繰出し部材からガイドローラに至る領域及びガイドローラから前記ワイヤ巻取り部材に至る領域でワイヤの張力を目標張力に近づける張力制御を行いながら、いずれかのガイドローラに回転抵抗を与えることにより前記ワークを切断するワイヤ部分の張力を前記目標張力よりも上昇させることを特徴とするワイヤソーによる切断方法。