JPH1086141A - ワイヤソー - Google Patents

ワイヤソー

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JPH1086141A
JPH1086141A JP24211996A JP24211996A JPH1086141A JP H1086141 A JPH1086141 A JP H1086141A JP 24211996 A JP24211996 A JP 24211996A JP 24211996 A JP24211996 A JP 24211996A JP H1086141 A JPH1086141 A JP H1086141A
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Teiichi Tsubata
禎一 津幡
Akihiro Nakayama
昭博 仲山
Shigeo Kobayashi
茂雄 小林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤ走行駆動モータと切断用ワイヤの負荷
を低減できるワイヤソーを提供すること。 【解決手段】 ワイヤ6の走行方向反転時にワーク10
の送りをワーク昇降モータ11により停止または上昇さ
せる。ワーク10の切断長さに応じてワイヤの走行速度
を低下させる。この検出データに基づいてワーク昇降モ
ータ11と、メインローラモータ7の回転速度を連動し
て制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、半導体材
料、磁性材料、セラミック等の脆性材料をワイヤにより
切断するワイヤソーに係り、詳しくはその切断時におけ
る切断送り量の制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ワイヤソーにおいては、複数の加工用ロ
ーラ間に切断用ワイヤが所定ピッチで巻き付けられ、加
工用ローラの回転とともにワイヤが延長方向に走行さ
れ、そのワイヤ上に砥粒を含むスラリが供給される。そ
して、この状態でワイヤにワークが押し付けられて、砥
粒のラッピング作用によりワークが同時に複数枚のウエ
ハに切断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】ところが、ワイヤの走
行方向が反転される時にもワークの切断送りが継続され
る。このために、ワイヤ走行を駆動するモータの立ち上
がり負荷が大きくなる。よって、前記モータとして、容
量の大きいものが必要となり、それに伴って装置全体が
大型化していた。その上、反転走行開始時にワイヤに作
用する摩擦力が大きくなりワイヤにかかる負荷が大き
く、ワイヤが変形したり断線したりすることがあった。
【0004】本発明は、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。その目的とし
ては、ワイヤ走行駆動モータと加工用ワイヤの負荷を低
減できるワイヤソーを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1のワイヤソーの発明では、ワイヤ走行方向
反転時にワイヤに対するワークの押し付け力を低減する
ための制御手段を設けたものである。
【0006】請求項2のワイヤソーの発明では、請求項
1において、前記制御手段は、ワイヤの走行方向反転時
にワーク及びワイヤの一方を他方から離間する方向に移
動させるものである。
【0007】請求項3のワイヤソーの発明では、請求項
1において、前記制御手段は、ワイヤの走行方向反転時
にワークまたはワイヤの切断送りを停止または減速させ
るものである。
【0008】請求項4のワイヤソーの発明では、請求項
1において、前記制御手段は、ワークの切断長さが増加
するのにともなってワイヤ走行速度を低下させるもので
ある。
【0009】従って、請求項1〜3の発明によれば、ワ
イヤ走行方向反転時に、ワイヤ走行駆動用モータの負荷
が軽減できる。請求項4の発明によれば、ワイヤ走行反
転時のワイヤにかかる抵抗を軽減し、ワイヤ断線の危険
を抑えることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
(一実施の形態)以下に、本発明の一実施の形態につい
て図1〜図5に基づいて説明する。
【0011】図1及び図2に示すように、切断機構1は
フレーム2上に装設され、互いに平行に配置された1本
の駆動加工用ローラ3及び2本の被動加工用ローラ4,
5を備えている。各加工用ローラ3,4,5の外周には
多数の環状溝3a,4a,5aが所定ピッチで形成され
ている。
【0012】鋼線よりなる一本の切断用ワイヤ6は各加
工用ローラ3,4,5の各環状溝3a,4a,5aに連
続的に順次巻回されている。駆動加工用ローラ3はメイ
ンローラモータ7により直接回転されるとともに、ロー
ラ4,5はワイヤ6の走行力に伴はれて回転、これによ
りワイヤ6は各加工用ローラ3,4,5の回転を伴って
反転を伴いながらその延長方向に歩進的に走行される。
【0013】ワーク支持機構9は前記切断機構1の上方
において、フレーム2上のコラム30に上下動可能に支
持され、その下部にはワーク10が着脱自在にセットさ
れる。ワーク昇降モータ11はコラム30上に配置さ
れ、このワーク昇降用モータ11により図示しないボー
ルスクリュー等を介してワーク支持機構9が上下動され
る。一対のスラリ供給パイプ12は切断機構1における
ワイヤ6の若干上方に位置するように、フレーム2上に
支持され、そのワイヤ6の走行方向と直交する方向に伸
びている。
【0014】そして、ワイヤ6が走行されながら、ワー
ク支持機構9が切断機構1に向かって下降される。この
とき、スラリ供給パイプ12より砥粒を含むスラリが加
工用ローラ3,5間のワイヤ6上に落下して、同ワイヤ
6上にスクリーン状に供給されるとともに、そのワイヤ
6に対して、ワーク10が押し付けられ、ラッピング作
用によってワーク10が同時に多数枚の薄片となるよう
にスライスされる。
【0015】リール機構13はフレーム2上に装設さ
れ、ワイヤ6を繰り出すための繰り出しリール14とワ
イヤ6を巻き取るための巻き取りリール15とを備えて
いる。リールモータ16,17はフレーム2上に配設さ
れ、この両リールモータ16,17により両リール1
4,15が直接回転され、これによりワイヤ6は繰り出
しリール14から繰り出されると同時に、巻き取りリー
ル15に巻き取られる。トラバース機構18はリール機
構13に隣接してフレーム2上に装設され、繰り出しリ
ール14からのワイヤ6の繰り出し及び巻き取りリール
15へワイヤ6の巻き取りをトラバースしながら案内す
る。ワイヤ6の張力付与機構19は前記リール機構13
と切断機構1との間に位置するように、フレーム2上に
装設され、ダンサアーム20に課せられたウェイト21
により加工用ローラ3,4,5間のワイヤ6に所定の張
力が付与される。
【0016】図2に示すように、制御装置24は前記フ
レーム2の後方に近接して配置され、その前面には各種
の操作キーや表示部等を備えた制御パネル25が配置さ
れている。キーボード26は制御パネル25上に配置さ
れ、そこには多数の入力キー27が配列されている。
【0017】図3の回路構成図に示すように、制御装置
24の内部には中央処理装置(CPU)28及びメモリ
29が実装されている。このCPU28は装置全体の動
作を統括する。メモリ29は装置の動作を制御するため
の運転プログラムを記憶するとともに、各種の入力デー
タや検出データを一時的に記憶する。この実施例では、
メモリ29中に例えば、加工用ローラ3〜5を駆動する
ためのモータ7の回転速度及びワーク昇降モータ11の
回転速度に関するデータ等が記憶されるとともに、各種
の運転プログラムが格納されている。そして、このキー
ボード26上の入力キー27からCPU28に対して、
ワーク10の大きさ、形、材質、ローラ用モータ7の回
転速度、ワーク昇降モータ11の回転速度の値が入力さ
れて、メモリ29に記憶される。
【0018】さて、ワーク10の切断に際しては、ワイ
ヤ6が切断機構1の加工用ローラ3,4,5間で走行さ
れながら、ワーク支持機構9が切断機構1に向かって下
降され、そのワイヤ6に対してワーク10が押し付けら
れる。このとき、ワイヤ6上へスラリ供給パイプ12よ
り砥粒を含むスラリが供給されて、ワーク10がスライ
スされる。図4に示すように、この切断中においては、
ワーク10はワイヤ6に圧接されワイヤ6は下方にたわ
む。
【0019】次に、図5に示すように、ワーク送り量
と、加工用ローラ3〜5間におけるワイヤ6の走行との
関係をグラフにして説明する。ワイヤ6は、運転プログ
ラムに基づいて、一定の速度域まで加速しながら一方向
へ回転され(t1)、その速度域に達すると、一定時間
定速走行する(t2)。次に、走行速度が減速し、停止
される(t3)。走行速度が0になると走行方向が反転
されるとともに、加速されて(t4)、定速走行域に達
し(t5)、次いで、減速に移行する(t6)。以上の
動作が1サイクルを構成しており、以降このサイクルで
運転が停止されるまで繰り返される。
【0020】一方、ワイヤ6が加速走行のときにはワー
ク10は定位置を維持する(t1)。ワイヤ6が定速走
行に移行すると、ワーク10が下降される(t2)。そ
して、ワイヤ6の走行方向が反転するまでの減速中はワ
ーク10の停止(必要に応じ減速)または/および若干
の上昇が行われ(t3)、ワイヤ6が反転方向に加速さ
れるときにはワーク10の上昇が停止し(t4)、ワイ
ヤ6が定速走行に移行すると、ワーク10の下降が行わ
れ(t5)、ワイヤ6の減速中はワーク10の停止また
は/および上昇が行われる(t6)。以上の動作が1サ
イクルを構成しており、以降このサイクルは運転が停止
されるまで繰り返される。以上の図5に示す制御は、制
御装置24内のタイムカウンタ(図示しない)からの信
号に基づいて行われる。
【0021】以上のように、ワーク10はワイヤ6の定
速走行時に切断送りされ、ワイヤ6の減速から停止まで
に、停止(必要に応じ減速)または/および若干の上昇
が行われ、ワイヤ6の加速時に停止される。そして、例
えばワーク10の断面が円形状の場合、ワーク10の切
断が同ワーク10の中央部に進むに従って、つまり、ワ
ーク10の切断長さが増加するに従って、図5に2点鎖
線(L1)で示すように、ワイヤ6の定速走行速度を低
くする。このため、切断長さが増加しても、ワイヤの負
荷が過大にならぬように制御して効率的な切断加工を維
持できる。ちなみに、この定速走行速度の制御は、モー
タ7の突入電流を検出して行われる。すなわち、ワーク
10の中央部ほど切断長さが増加するために、切断抵抗
が大きくなり、ワイヤ6の走行を駆動するモータ7に対
する負荷が増大する。このため、ワイヤ6の反転時にお
ける突入電流の値が高くなり、この突入電流の値に応じ
て定速走行速度が選択される。
【0022】以上のように構成された本実施形態によれ
ば、以下の効果を奏する。 (a)ワイヤ6の走行方向反転時において、ワーク10
を上昇させることにより、ワイヤ6とワーク10との間
の摩擦抵抗が低下する。このため、モータ7の回転開始
時における負荷が低減されるため、モータ7の寿命を延
ばすことができるとともに、モータとして出力が小さい
ものを使用することが可能になる。
【0023】(b)ワイヤ6の走行方向反転時におい
て、ワイヤ6の負担が軽減されて断線率を低減すること
ができる。 (c)ワイヤ6とワーク10との間の抵抗が低下するた
め、ワイヤ6の定速走行までの加速に要する時間が短縮
されることで、実質切断時間を有効に確保でき、切断効
率を向上できる。
【0024】(d)切断長さに応じてワイヤ6の走行速
度を変化させて、ワイヤへの負荷が過大にならぬよう制
御して加工精度の低下を防止できる。なお、本発明は以
下のように変更して具体化することもできる。
【0025】(1)図5に2点鎖線(L2)で示すよう
に、ワイヤ6の走行方向反転時にワーク送りを停止させ
るように構成すること。 (2)図5に2点鎖線(L3)で示すように、ワイヤ6
の走行方向反転時にのみワーク送りを停止させるように
構成すること。
【0026】(3)図5に2点鎖線(L4)で示すよう
に、ワイヤ6が定速走行に達した時、ワークの切り込み
端部とワイヤが再接触する直前までワークの下降速度を
ワークの切断送り速度より大きく設定すること。(再接
触点がS1,S2…S1′,S2′より早く切断が始ま
る。) (4)ワイヤ6の走行方向反転時にワーク送り速度を低
下させるように構成すること。
【0027】(5)この発明をローラ3〜5がワイヤ6
とともに移動して切断送りが行われるようにしたワイヤ
ソーに具体化すること。
【0028】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば以
下の優れた効果を奏する。請求項1〜3の発明によれ
ば、ワイヤ走行方向反転時にワイヤとローラ駆動用モー
タの双方の負担が軽減されることで、ワイヤの断線率が
低減するとともに、モータとして出力の小さいものを使
用することが可能となり、サイズダウンを図ることがで
きてコストを低減できる。
【0029】請求項4の発明によれば、ワークの切断長
さが変化しても、ワイヤへの負荷が過大にならぬよう制
御して加工精度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態のワイヤソーを示す正面図。
【図2】 実施の形態のワイヤソーの平面図。
【図3】 実施の形態の回路構成図。
【図4】 切断途中における加工部を示す部分拡大断面
図。
【図5】 ワークの送り量とワイヤ走行速度との関係を
示すグラフ。
【符号の説明】
1…切断機構、2…フレーム、3…駆動加工用ローラ、
4,5…被動加工用ローラ、6…切断用ワイヤ、7…メ
インローラモータ、9…ワーク支持機構、10…ワー
ク、11…ワーク昇降用モータ、12…スラリ供給パイ
プ、13…リール機構、14…繰り出しリール、15…
巻き取りリール、16,17…リール用モータ、18ト
ラバース機構、19…張力付与機構、20…ダンサアー
ム、21…ウェイト、22,23…ガイドローラ、24
…制御装置、25…制御パネル、26…キーボード、2
7…キー、28…CPU、29…メモリ、30…コラ
ム。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の加工用ローラ間に巻き付けられた
    ワイヤを走行させるとともに、その走行方向を周期的に
    反転させ、そのワイヤに対して砥粒を含むスラリを供給
    しながらワークを押し付けて、そのワークを切断するよ
    うにしたワイヤソーにおいて、 ワイヤ走行方向反転時にワイヤに対するワークの押し付
    け力を低減するための制御手段を設けたワイヤソー。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、ワイヤの走行方向反転
    時にワークをワイヤから離間する方向に移動させる請求
    項1に記載のワイヤソー。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、ワイヤの走行方向反転
    時にワークまたはワイヤの切断送りを停止または減速さ
    せる請求項1に記載のワイヤソー。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、ワークの切断長さが増
    加するのにともなってワイヤ走行速度を低下させる請求
    項1に記載のワイヤソー。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010076070A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Kyocera Corp 基板の製造方法および太陽電池素子
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JP2018144220A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 コマツNtc株式会社 ワイヤソー及びワイヤソーにおけるワーク切断加工方法
CN109624112A (zh) * 2018-11-21 2019-04-16 苏州协鑫光伏科技有限公司 金刚线切割方法
JP2020121392A (ja) * 2019-01-31 2020-08-13 株式会社タカトリ ワイヤソー及びワイヤソーの被加工物切断方法
WO2024048841A1 (ko) * 2022-09-02 2024-03-07 김상현 관체 절단장치

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