JPS63123666A - ワイヤ−ソ−における切削荷重制御可能な送り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばシリコン棒を輪切りにしてシリコンウ
ェハーを製造する場合のように、加工物を切断するため
のワイヤーソーに係り、殊にこのワイヤーソーの工具と
してのワイヤーに加工物を所要の切削荷重を以って押し
当てるための、切削荷重制御可能な送り装置に係る。

〔従来の技術〕

一般に、加工物送り装置は加工物ＴＸＷＩ台と、このＢ
ｓＷ台を上下動させる駆動手段と、この駆動手段の動作
を制御する制御手段とを有している（例えば、特公昭０
１−２８４８７号参照）。この公報には、制御手段によ
り駆動手段を制御して、加工物に加えるワイヤー荷重が
加工物の切断単位面積当り一定になるように、切込深さ
に従って荷重を変化させるようにすることが提案されて
いる。

このような切断単位面積当り一定の荷重制御の仕方の他
に、上記刊行物には開示されていないが強制送りによる
定速切断加工及び一定荷重の切断４＜− □　加工を行う必要がある場合もある。これら切断加工
の場合、切断加工中の各時点での現実の荷重を把握し、
もし予め定められた目標の荷重この間にｍａｉが生じて
いた場合には、直ちに復旧作業が行なわれなければなら
ない。

例えば、切断加工を行う際、砥粒がワイヤーと切断面こ
の間に介在し、この砥粒の切削作用によって加工が行な
われるが、遊離砥粒が充分に切断加工個所へ達しでいな
い場合は、所定の荷重を加えても意図する速度では切削
が行なわれない。そのまま加工作業が進行すると、加え
られる荷重と切断面積この間の関係が設定しているもの
から外れ、それ以降の切断作業も設定通りには運ばなく
なる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のような定速切断加工及び一定荷
重切断加工の何れの方式をも任意に選択できると共に、
加工作業中に現実の荷重と目標値この間にずれが生じた
場合には、直ちにこれを修復し、常に所期の好ましい加
工伏態をもたらすように、上記送り装置を構成すること
である。

（発明の構成〕 本発明による送りｖｔ置は、上記目的を達成するために
、往復直進運動するワイヤーに砥粒の介在下に加工物を
所要の切削荷重を以って押し当てるための、ワイヤーソ
ーにおける切削荷重制御可能な送り装置において、定位
置に回転可能に支持された駆動ねじと、この駆動ねじに
噛合し、その回転に従って上下動する従動ねじと、この
従動ねじ及び加工物α置台間に介装され、加工物に加わ
る切削荷重を検知し、切削荷重に相応する信号を発生ず
る荷重検出器と、上記駆動ねじを回転させるモー・夕と
、上記の加工物に設定荷重がかかるように上記荷重検出
器からの信号にもとずいて上記そ一夕の回転を制御する
制御手段とを存することを特徴とする。

〔作用〕

上記制御手段において加工モードが選択され、そのモー
タに従ってモータが回転され、駆動ねじを介して従動ね
じが上昇せしめられる。加工作業中に、加工物に対して
与えられているその時々の荷重は荷重検出器によって検
知され、相応する信号が制御手段へフィードバックされ
る。制御手段はその・時の目標荷重値と、フィードバッ
ク信号により与えられる現時点での荷重値を比較し、も
しそれらの間にｇｉ鮎がある場合には、モータの回転数
を減少させるか、成るいは増大させ、駆動ねじの上昇速
度を調整し、本来の荷重に戻す。

〔実施例〕

第１図の上部にワイヤーソーのワイヤー駆動並びに給送
装置が概略的に示されている。この装置は主としてワイ
ヤー繰出リールＡ１ワイヤー巻取リールＢ、及び加工作
業部Ｃとから成っている。

繰出リールＡから繰り出される鋼線等から成る一本のワ
イヤーＳは、途中案内リールＤ、Ｅを経由して加工作業
部Ｃへ入り、次いでこの加工作業部を出て案内リールＦ
％Ｇを経由し、巻取リールＢに巻き取られる。

加工作業部Ｃは、第２図に示すように、三角形のｍ点部
位置に回転可能に且つ相互に平行に配置されたロールＣ
ｔ、Ｃ２％　Ｃ３ををしており、これらロールはその周
面に多数の整列した周溝（図示せず）を有している。繰
出リール八からのワイヤーはロールＣ＋〜Ｃ３を巡って
順次巻き掛けられ、次いで巻取リールＢに巻き皐られる
が、その際上記の周溝によって隣接するワイヤー巻ｌｉ
ｔ　Ｍ　ｈＭ　２　、Ｍ　３・・・Ｍｎ間の間隔が規制
され、その結果ロールＣ２とＣ３この間には所定の均一
の間隔で配列されたワイヤーの列Ｔが形成される。

上記のロールの内、例えばロールＣ＋は正逆回転駆動装
置１１によって正逆の回転駆動を与えられるようになさ
れている。ロールＣ１を正逆に回転させることにより、
それに摩擦係合している各ワイヤー巻線Ｍｓ・・・・・
・ＭｎもロールＣｔ〜Ｃ３を巡回走行し、それによって
ワイヤー列Ｔに往復直進運動がもたらされる。尚、上記
の正逆回転運動装置１１の正逆の回転量に差を持たせ、
殊にワイヤーが巻取リールＢの方向へ進行する量の方が
逆方向へ進行する量よりも大になるように、例えば正方
向への回転量を多くすることにより、ワイヤーは繰出リ
ールＡから巻取リールＢへ少しづつ進行し、これによっ
て加工作業部Ｃヘワイヤーのｆｒ腺部分が順次送り込ま
れる。送り込み量は、上記の正逆回転の度合を調整する
ことにより任意に変更可能である。また、ロールＣ！の
正逆回転の際に加工作業部Ｃから巻取リールＢの側及び
繰出リールＡの側に交互に生じるワイヤーの緩みは、公
知の緩み吸収手段、例えばシーン−手段により吸収され
る。

上記のように往復直進運動せしめられるワイヤー列Ｔに
対し、加工物Ｗ１例えばシリコンの棒が所定の荷重を以
って押し当てられ、その際ワイヤーと加工物この間に供
給される砥粒の作用で加工物Ｗが切削加工される。

第１図の下半分には、加工物Ｗに対して制御された荷重
を付与するための本発明による送り装置の一実施例が示
されている。

この送り装置は、加工物Ｗを１１Ｆ？！する台１を支持
する従動ねじ２、例えばねじ棒を任しており、このねじ
棒は駆動ねじ３、例えばナツトと噛合している。ナツト
３は機枠（図示せず）の所定の位置に回転可能支持され
ており、その回転はナフト３に取り付けられた平歯車４
、この平歯車と噛合する中間平歯車５、この中間歯車の
支持軸６、減速１１７を介してモータ８によって与えら
れる。モータ８はサーボモータであることが望ましい。

上記の駆動ねじ３と従動ねじ２とは、上記のようなナツ
トとねじ棒この組み合わせの他にピニオンとラックの組
み合わせであってもよい。何れにしても、モータ８を回
転させることにより従動ねじ２がそのモータ回転に相応
して垂直方向に上昇または下降せしめられるようになさ
れている。

従動ねじ２の上端と加工物θ置台１この間には荷重検出
器、例えばロードセル９が挾むされており、このロード
セルは加工物Ｗに加わる荷重を受けて歪み、荷重に相応
した信号（アナログ電圧信号）を出すようになされてい
る。

上記モータ８の回転、従っで従動ねじ２の上昇速度及び
場合により下降速度を制御するための制御手段が設けて
あり、この制御手段は本実施例ではマイクロコンピュー
タ１０と、サーボコントローラ１１と、サーボドライバ
ー１２とを（ｆしている。マイクロコンピュータ１０か
らサーボコントローラ１１へは信号Ｉａ１３を通して制
御データ、例えば加工物Ｗに加えられるべき荷重の目標
値等のデータが与えられる。サーボコントローラ１１は
そのデータに従って信号！ａ１４を介してサーボドライ
バー１２を作動し、このドライバーは信号線１５を介し
てモータ８を回転制御する。サーボコントローラ１１は
、信号！！１１０を通してロードセル９からのアナログ
電圧信号を与えられ、この信号にもとずく現実の荷重と
、上記の目標値とを比較する。

モータ８にはパルスエ／：ｌ−ダ１７が接続されており
、このエンコーダから発せられるパルス信号は信号１ａ
１ｇを介してサーボコントローラ１１へ与えられる。サ
ーボコントローラ゛１１ではパルス・数を、Ｉａ算し、
これによって従動ねじ２による加工物Ｗの送り量、即ち
切り込み深さが求められる。従ってパルスエンコーダ１
７からの信号は、切り込み深さに対応させて荷重を制御
する場合に用いられる。上記パルスエンコーダに代えて
、り二アエンブーダ又はマグネスケール等を用いてもよ
い。

また、モータ８には速度検出器１９が連結されており、
モータの回転速度を、検出している。検出された値は信
号Ｉａ２０を介してサーボドライバー１２へフィードバ
ックされ、サーボドライバーにより指示回転速度に保持
される。サーボモータあるいはサーボドライバーに異常
が生じた場合には、信号線２１を介してアラーム信号（
リレー信号）がサーボコントローラ１１へ伝達され、更
にこのサーボコントローラから信号線２２を介してマイ
クロコンピュータ１０へ伝達され、その制御によって音
声成るいは視覚に訴えたしかるべき警告が発せられる。

次に、上記装置の作動を説明する。

切断モードとして定速切断加工が選択された場合には、
マイクロコンピュータ１０に設定された速度でサーボコ
ントローラ１１はｆ−夕８を定速回転させ、従って従動
ねじ２を定速で上昇させ、加工物Ｗは定速で切断加工さ
れる。

加工途中で切削荷重は加工物の断面形状の変化、並びに
遊離砥粒の加工個所への介在程度によって変化するが、
許容し得る最大切削荷重を越えないようにすることが必
要である。Ｍえた場合には加工精度の低下、はなはだし
い場合にはワイヤーが断線し加工不可能となる。この許
容し得る最大切削荷重は経験的に既知であるのでこれを
あらかじめマイクロコンピュータ１０に記憶させておき
、荷重検出器９がこれ以上の切削荷重を検出した時サー
ボコントローラ１１はサーボドライバー１２を介しモー
タ８を停止させ、従って加工物の上昇は停止する。その
吠面で砥粒の介在下でワイヤー列の往復直進運動を続行
すれば切削荷重は徐々に低下して来る。そしてあらかじ
めマイクロコンピュータに紀憤されている許容最大切削
荷重よりも低い成る値まで低下した時、再びサーボコン
トローラの指令により加工物Ｗは再び定速で上昇する。

一定荷重切断加工が選択された場合には、加工物Ｗがワ
イヤー列Ｔに当接し、加工が開始されると荷重検出器９
からの現荷重信号がサーボコントローラ１１へもたらさ
れあらかじめマイクロコンピュータに記憶させである目
標荷重と比較される。もし現荷重が目標荷重と異なった
場合例えば現荷重が目標荷重を上回った場合、サーボコ
ントローラ１１はサーボドライバー１２に対してモータ
速度を低下させる信号を出し、それによって従動ねじ２
の上昇速度を低速にする０反対の場合には増速しで常に
現荷重を目標荷重に近づけるよう制御する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記のように、切断モードの切替を簡
単に行えるので、断面形状の異る多種の加工物を効率よ
く所望のモードで次々と切断加工できるものであり、し
かも何らかの要因で設定条件を外れた切断が行なわれた
場合には、直ちにこれを検知し、正常な吠面に戻す機能
が働（ので加工精度が向上すると共に不良品の発生を抑
え、歩留まりのよい加工が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による送り５Ａ′ｇ１．の一実施例を示
す概略図、 第２図はワイヤーンーの切断加工作業部の概略的斜視図
である。 １・・・加工物ｕ置台、２・・・従動ねじ、３・・・駆
動ねじ、８・・・モータ、９・・・荷重検出器、１０〜
１２・・・制御手段（１０・・・マイクロコンピュータ
、１１・・・サーボコントローラ、１２・・・サーボド
ライバー）、Ｔ・・・ワイヤー、Ｗ・・・加工物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 往復直進運動するワイヤーに砥粒の介在下に加工物を所
   要の切削荷重を以って押し当てるための、ワイヤーソー
   における切削荷重制御可能な送り装置において、定位置
   に回転可能に支持された駆動ねじと、この駆動ねじに噛
   合し、その回転に従って上下動する従動ねじと、この従
   動ねじ及び加工物載置台間に介装され、加工物に加わる
   切削荷重を検知し、切削荷重に相応する信号を発生する
   荷重検出器と、上記駆動ねじを回転させるモータと、上
   記の加工物に設定荷重がかかるように上記荷重検出器か
   らの信号にもとずいて上記モータの回転を制御する制御
   手段とを有することを特徴とする、ワイヤーソーにおけ
   る切削荷重制御可能な送り装置。