KR101634803B1

KR101634803B1 - Scriber and multi-head scriber

Info

Publication number: KR101634803B1
Application number: KR1020090032546A
Authority: KR
Inventors: 다까노부 호시노; 마사노리 미또; 아끼오 하뉴; 다까야 고노; 요시아끼 시시도
Original assignee: 티에치케이 가부시끼가이샤; 티에이치케이 인텍스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-04-16
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2016-06-29
Also published as: CN101562127B; JP2009274434A; KR20090110238A; CN101562127A; TW200948728A; TWI488819B

Abstract

스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중을 안정화시킬 수 있는 스크라이브 장치를 제공한다.A scribe device capable of stabilizing a load applied to a workpiece from a scribe tool is provided.

본 발명의 스크라이브 장치는, 마그네트(5)를 갖는 축 부재(1)와, 축 부재(1)의 주위를 둘러싸는 복수의 코일(8)을 갖는 전기자(2)와, 축 부재(1)의 선단부에 설치되어 박판 형상의 워크(W)에 스크라이브선을 새기기 위한 스크라이브 공구(4)와, 스크라이브 공구(4)를 워크(W)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키는 이동 기구(21)를 구비한다. 전기자(2)의 코일에 전류를 흘림으로써 스크라이브 공구가 워크(W)의 표면을 향하여 진퇴된다. 스크라이브 공구가 워크(W)의 표면에 접촉했을 때, 다시 전기자(2)의 코일에 전류를 흘림으로써 워크(W)의 표면 내에 있어서의 스크라이브 공구(4)의 진행 방향을 따라 축 부재(1)가 그 축선의 주위를 회전할 수 있는 상태에서 스크라이브 공구(4)로부터 워크(W)로 하중이 부여된다.The scribing apparatus of the present invention comprises a shaft member 1 having a magnet 5, an armature 2 having a plurality of coils 8 surrounding the shaft member 1, A scribing tool 4 for scribing a thin workpiece W provided at the distal end portion and a moving mechanism 21 for relatively moving the scribing tool 4 along the surface of the workpiece W . The scribing tool is advanced or retracted toward the surface of the work W by flowing a current through the coil of the armature 2. When the scribing tool is brought into contact with the surface of the work W, a current is supplied to the coil of the armature 2 again to move the shaft member 1 along the advancing direction of the scribing tool 4 in the surface of the work W, A load is applied from the scribe tool 4 to the work W in a state in which the work W can rotate about its axis.

마그네트, 축 부재, 전기자, 코일, 워크 Magnet, shaft member, armature, coil, workpiece

Description

[0001] SCRIBER AND MULTI-HEAD SCRIBER [0002] SCRIBER AND MULTI-HEAD SCRIBER [0003]

본 발명은, 글래스 기판, 반도체 웨이퍼 등의 박판 형상의 워크에 스크라이브선을 새기기 위한 스크라이브 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a scribing apparatus for scribing a thin plate work such as a glass substrate or a semiconductor wafer.

글래스 기판, 반도체 웨이퍼 등의 박판 형상의 워크를 분단하는 데 있어서, 워크의 표면에는 미리 스크라이브선이 새겨진다. 스크라이브 공구를 적절한 하중으로 워크의 표면에 압박하여 워크의 표면을 따라 스크라이브 공구를 이동시킴으로써 워크의 표면에 스크라이브선을 새길 수 있다. 스크라이브선을 형성 후, 스크라이브선을 따라 워크를 구부리면 스크라이브선의 수직 크랙이 워크의 이면까지 도달하여 워크가 분단된다. 만약 워크에 깊은 수직 크랙을 형성할 수 있으면, 스크라이브 공정만으로 워크를 분단할 수도 있다.In dividing a thin plate work such as a glass substrate or a semiconductor wafer, a scribe line is previously engraved on the surface of the work. The scribing tool can be pressed against the surface of the work with an appropriate load to move the scribing tool along the surface of the work to engrave the scribe line on the surface of the work. When a workpiece is bent along a scribe line after forming a scribe line, a vertical crack of the scribe line reaches the back surface of the workpiece, and the workpiece is divided. If a deep vertical crack can be formed in the work, the work can be divided by the scribing step alone.

최근의 FPD(Flat Panel Display)용 기판은, 박형화가 진행되고 있어, 예를 들어 판 두께 O.1㎜ 이하의 글래스의 접합 기판도 등장하기 시작하고 있다. 워크가 얇아져 보다 취성이 높아지면 워크에 스크라이브선을 형성할 때 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중은, 작고 또한 안정된 상태가 유지되어야 한다. 하 중 변동이 발생하거나 해서는, 돌발적인 파괴가 일어나는 등, 분단 품질을 유지하는 것이 곤란해지기 때문이다.In recent FPD (Flat Panel Display) substrates are becoming thinner, for example, glass bonded substrates having a thickness of 0.1 mm or less are also beginning to appear. When the work becomes thinner and more brittle, the load applied to the work from the scribe tool when forming the scribe line on the work should be small and stable. If the load fluctuation occurs, it is difficult to maintain the separation quality such as the sudden destruction.

도 11에 도시된 바와 같이, 종래의 스크라이브 장치에 있어서는 스크라이브 공구(61)에 하중을 부여하기 위해 에어 실린더(62)를 사용하여 조정기에 의해 스크라이브 공구(61)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 조정하였다(예를 들어 특허 문헌1 참조). 또한, 스크라이브 공구(61)를 워크(W)의 표면의 요철에 추종시키기 위해 리니어 가이드(63)를 사용한 플로팅 기구에 의해 스크라이브 헤드(64)를 지지하였다. 즉, 워크(W)의 표면의 높이의 요철에 추종하여 스크라이브 공구(61)가 상하 이동하도록 스크라이브 공구(61)가 설치되는 스크라이브 헤드(64)를 리니어 가이드(63)에 의해 지지하고 있었다. 그리고, 스크라이브 공구(61)의 진행 방향을 따라 수직축(65)이 그 축선의 주위를 회전할 수 있도록 회전 베어링(66)을 사용하여 수직축(65)의 회전을 안내하고 있었다.11, in the conventional scribing apparatus, the load applied to the work W from the scribing tool 61 by the regulator using the air cylinder 62 to apply a load to the scribing tool 61 (See, for example, Patent Document 1). The scribing head 61 was supported by a floating mechanism using a linear guide 63 so as to follow the unevenness of the surface of the work W. That is, the scribe head 64 on which the scribing tool 61 is mounted is supported by the linear guide 63 so that the scribing tool 61 moves up and down following the unevenness of the height of the surface of the work W. The rotation of the vertical axis 65 is guided by the use of the rotary bearing 66 so that the vertical axis 65 can rotate around the axis along the advancing direction of the scribing tool 61.

<특허 문헌1> 일본 특허 출원 공개2005-82413호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-82413

그러나, 종래의 스크라이브 장치에 있어서는 스크라이브 공구로부터 워크에 하중을 부여할 때, 이하의 (1) 내지 (3)의 이유에 의해 하중의 변동이 발생하여, 워크에 국부적으로 부스러기나 균열이 발생할 우려가 있다. 특히, 하중이 작을 때 하중의 변동이 일어나기 쉽다.However, in the conventional scribing apparatus, when a load is applied to the work from the scribing tool, fluctuations in the load occur due to the following reasons (1) to (3), and there is a fear that debris or cracks locally occur in the work have. Particularly, when the load is small, the load tends to fluctuate.

(1) 워크의 표면의 요철에 따라 스크라이브 헤드가 상하 이동할 때, 에어 실 린더 내의 압력이 변동되어 워크에 부여되는 하중이 변동된다.(1) When the scribe head moves up and down according to the unevenness of the surface of the work, the pressure in the air cylinder fluctuates and the load applied to the work varies.

(2) 구조상, 스크라이브 헤드의 자중이 무거워지기 쉬운 경향이 있으므로, 스크라이브 헤드의 관성이 원인이 되어 워크의 표면의 요철에 따른 스크라이브 헤드의 상하 이동이 둔화된다. 또한, 리니어 가이드의 미끄럼 이동 저항이나, 워크에 부여되는 스크라이브 헤드의 자중을 저감하기 위한 인장 스프링에 의해 스크라이브 헤드의 상하 이동이 둔화된다.(2) Due to the structure, the self-weight of the scribe head tends to become heavy, which causes inertia of the scribe head, and the up-and-down movement of the scribe head depending on the unevenness of the surface of the workpiece is slowed down. In addition, the vertical movement of the scribe head is slowed by the tension spring for reducing the sliding resistance of the linear guide and the self weight of the scribe head applied to the work.

(3) 스크라이브 헤드로부터 스크라이브 공구로 전해지는 하중이 회전 베어링에 의해 흡수 또는 증폭되어, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중이 변동된다.(3) The load transferred from the scribe head to the scribe tool is absorbed or amplified by the rotating bearing, and the load applied to the workpiece from the scribe tool is varied.

따라서 본 발명은, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중을 안정화시킬 수 있는 스크라이브 장치 및 다축 스크라이브 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a scribe device and a multi-scribe scribe device capable of stabilizing a load applied to a work from a scribe tool.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1에 기재된 발명은 마그네트를 갖는 축 부재와, 상기 축 부재의 주위를 둘러싸는 코일을 갖는 전기자와, 상기 축 부재의 선단부에 설치되어 박판 형상의 워크에 스크라이브선을 새기기 위한 스크라이브 공구와, 상기 스크라이브 공구를 상기 워크의 표면을 따라 상대적으로 이동시키는 이동 기구를 구비하고, 상기 전기자의 상기 코일에 전류를 흘림으로써, 상기 스크라이브 공구가 상기 워크의 표면을 향하여 진퇴하고, 상기 스크라이브 공구가 상기 워크의 표면에 접촉했을 때, 다시 전기자의 상기 코일에 전류를 흘림으로써, 상기 워크의 표면 내에 있어서의 상기 스크라이브 공구의 진행 방향을 따라 상기 축 부재가 그 축선의 주위를 회전할 수 있는 상태에서 상기 스크라이브 공구로부터 상기 워크에 하중이 부여되는 스크라이브 장치이다.According to a first aspect of the present invention, there is provided an armature comprising: a shaft member having a magnet; an armature having a coil surrounding the shaft member; and a scribe line A scribing tool for scribing and a moving mechanism for relatively moving the scribing tool along the surface of the work so that the scribing tool moves back and forth toward the surface of the work by flowing a current through the coil of the armature, When the scribing tool contacts the surface of the workpiece, a current is supplied to the coil of the armature again so that the shaft member rotates around the axis of the scribe tool in the surface of the workpiece A load is applied to the work from the scribe tool It is a scribing apparatus.

청구항 2에 기재된 발명은, 청구항 1에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 상기 워크의 표면을 향하여 진퇴되는 상기 축 부재의 위치를 제어하는 위치 제어와, 상기 워크에 접촉한 상기 스크라이브 공구로부터 상기 워크에 부여되는 하중을 제어하는 하중 제어를 행하는 제어 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, in the scribing apparatus according to the first aspect, the scribing apparatus further includes: position control for controlling the position of the shaft member moving toward and away from the surface of the workpiece; And a control device for performing a load control for controlling a load applied to the work.

청구항 3에 기재된 발명은, 청구항 2에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 상기 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서와, 상기 축 부재의 축선 방향의 위치를 검출하는 위치 센서를 더 구비하고, 상기 제어 장치는, 지령 및 상기 위치 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 위치 제어를 행하는 동시에, 지령 및 상기 전류 센서로부터의 정보에 기초하여 상기 하중 제어를 행하는 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention, in the scribing apparatus according to the second aspect, the scribing apparatus further includes a current sensor for detecting a current flowing in the coil, and a position sensor for detecting a position in the axial direction of the shaft member, The control device performs the position control based on a command and information from the position sensor, and performs the load control based on the command and information from the current sensor.

청구항 4에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 기재된 스크라이브 장치에 있어서, 상기 스크라이브 장치는 베어링 본체의 외부로부터 공급된 공기의 힘으로 상기 축 부재를 베어링 본체 중에서 뜨게 하면서, 상기 축 부재가 그 축선 방향으로 직선 운동하거나, 축선의 주위를 회전하거나 하는 것을 안내하는 정압 공기 베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention, in the scribing apparatus according to any one of the first to third aspects, the scribing device floats the shaft member in the bearing body by the force of air supplied from the outside of the bearing body, And a static pressure air bearing for guiding linear movement in the axial direction or rotation around the axial direction.

청구항 5에 기재된 발명은, 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 스크라 이브 장치의 상기 축 부재, 상기 전기자 및 상기 스크라이브 공구를 포함하는 스크라이브 헤드가 복수, 서로의 상기 축 부재가 평행하게 되도록 적층되어 이루어지는 다축 스크라이브 장치이다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a scribe head including the shaft member, the armature, and the scribing tool of the scribe apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein a plurality of the scribe heads are stacked so that the shaft members are parallel to each other Axis scribing device.

본 발명에 따르면, 원래 자중이 가볍고, 또한 축선의 주위를 회전할 수 있는 축 부재에 스크라이브 공구를 설치하므로, 스크라이브 공구가 유지되는 부분의 자중의 경량화를 도모할 수 있다. 게다가, 전기자에 대하여 축 부재가 축선 방향으로 이동할 때의 미끄럼 이동 저항이 제로에 가까우므로 워크의 표면의 요철에 대한 스크라이브 공구의 추종성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 스크라이브 공구로부터 워크에 부여되는 하중을 안정화시킬 수 있다.According to the present invention, since the scribe tool is provided on the shaft member whose original weight is light and which can rotate around the axis, the weight of the portion where the scribe tool is held can be lightened. In addition, since the sliding resistance when the shaft member moves in the axial direction with respect to the armature is close to zero, the followability of the scribing tool with respect to the unevenness of the surface of the workpiece can be improved. Therefore, the load applied to the work from the scribe tool can be stabilized.

첨부 도면에 기초하여 본 발명의 스크라이브 장치의 실시 형태를 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시 형태의 스크라이브 장치를 도시한다. 도 1은 스크라이브 장치의 수직 단면도를, 도 2는 스크라이브 헤드의 사시도를 도시한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a scribing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 show a scribing apparatus according to a first embodiment of the present invention. Fig. 1 shows a vertical sectional view of a scribing device, and Fig. 2 shows a perspective view of a scribing head.

스크라이브 장치는 워크(W)가 탑재된 테이블(6)과, 스크라이브 공구인 커터 휠(4)이 설치되는 스크라이브 헤드(11)와, 워크(W)에 대하여 스크라이브 헤드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 상대적으로 이동시키는 이동 기구(21)를 구비한다. 테이블(6)은 수평면 내에 펼쳐져 있다. 테이블(6)에는 워크(W)를 흡착하기 위한 복수의 공기 흡인 구멍이 뚫려 있다. 이동 기구(21)는 스크라이브 헤드(11) 또는 테 이블(6) 중 어느 한 쪽을 이동시킨다. 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면에 접촉시킨 상태에서 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 상대적으로 이동시킴으로써 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면을 X축 방향으로 굴러, 이에 의해 워크(W)의 표면에 스크라이브선이 새겨진다. 워크(W)의 표면에 복수개의 스크라이브선을 새길 때는 1개의 스크라이브선을 새긴 후, 이동 기구(21)가 스크라이브 헤드(11) 또는 테이블(6) 중 어느 한 쪽을 Y축 방향으로 이동시키고, 그 후 이동 기구(21)가 워크(W)의 표면에 접촉한 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 X축 방향으로 이동시킨다.The scribing apparatus includes a table 6 on which a work W is mounted, a scribe head 11 on which a cutter wheel 4 as a scribing tool is mounted, a scribe head 11 on the work W, And a moving mechanism (21) for relatively moving along the surface of the wafer. The table 6 is spread out in a horizontal plane. The table 6 is provided with a plurality of air suction holes for sucking the work W thereon. The moving mechanism 21 moves either the scribe head 11 or the table 6. The moving mechanism 21 relatively moves the cutter wheel 4 along the surface of the workpiece W in the X axis direction while the cutter wheel 4 is in contact with the surface of the workpiece W, The surface of the work W is rolled in the X-axis direction, whereby a scribe line is engraved on the surface of the work W. When a plurality of scribe lines are to be formed on the surface of the work W, the scribing line 21 is moved by either the scribe head 11 or the table 6 in the Y-axis direction after one scribe line is drawn, The moving mechanism 21 moves the cutter wheel 4 in contact with the surface of the work W along the surface of the work W in the X axis direction.

스크라이브 헤드(11)는 축 부재인 로드(1) 및 로드(1)를 둘러싸는 전기자(2)로 구성되는 로드형 리니어 모터와, 로드(1)가 전기자(2)에 대하여 로드(1)의 축선 방향으로 직선 운동하는 것을 안내하는 정압 공기 베어링(22)과, 로드(1)의 선단부에 직접적으로(회전 베어링을 개재시키지 않고) 고정된 홀더(3)와, 홀더(3)에 회전 가능하게 지지되는 커터 휠(4)을 구비한다.The scribe head 11 includes a rod type linear motor composed of a rod 1 as a shaft member and an armature 2 surrounding the rod 1 and a rod type linear motor having a rod 1, A holder 3 fixed to the distal end portion of the rod 1 directly (without interposing a rotation bearing), a holder 3 rotatably supported on the holder 3, And a cutter wheel 4 supported.

홀더(3)의 하단부에는 슬릿에 의해 두 갈래로 갈라진 차축 유지부(3a)가 형성된다. 차축 유지부(3a)에는 주판알 형상의 커터 휠(4)이 회전 가능하게 끼워져 있다. 커터 휠(4)의 차축은 수평 방향으로 연장된다. 수평 방향으로 연장되는 커터 휠(4)의 차축과, 수직 방향으로 연장되는 로드(1)의 축선은 직교한다. 커터 휠(4)이 그 진행 방향을 따라 수평면 내에서 회전하기 쉽게 하기 위해 의자의 캐스터와 같이 커터 휠(4)의 차축을 로드(1)의 축선으로부터 어긋나게 해도 좋다.At the lower end of the holder 3, an axle holding portion 3a is formed by bifurcation by a slit. A cutter wheel 4 having a main plate shape is rotatably fitted in the axle holding portion 3a. The axle of the cutter wheel 4 extends in the horizontal direction. The axle of the cutter wheel 4 extending in the horizontal direction and the axis of the rod 1 extending in the vertical direction are orthogonal. The axle of the cutter wheel 4 may be shifted from the axis of the rod 1 like a chair caster in order to facilitate rotation of the cutter wheel 4 in the horizontal plane along its traveling direction.

로드형 리니어 모터의 전기자(2)의 하단부에는 정압 공기 베어링(22)이 설치 된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원통 형상의 베어링 본체(22a)에는 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에 공기를 공급하기 위한 공기 공급 경로(22b)가 형성된다. 공기 공급 경로(22b)에는, 베어링 본체(22a)의 외부로부터 압축 공기가 공급되어 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에는 공기막(23)이 구성된다. 정압 공기 베어링(22)은 베어링 본체(22a) 중에서 로드(1)를 공기의 힘으로 뜨게 하면서, 로드(1)가 축선 방향으로 직선 운동하거나, 축선의 주위를 회전하거나 하는 것을 안내한다. 로드(1)와 베어링 본체(22a)는 접촉하는 일이 없기 때문에, 로드(1)의 미끄럼 이동 저항을 제로에 가깝게 할 수 있다. 또한, 자력에 의해 전기자(2) 내에서 로드(1)를 뜬 상태로 유지하는 로드형 리니어 모터만으로는 전기자(2) 내의 로드(1)가 흔들릴 우려가 있다. 로드(1)와 베어링 본체(22a) 사이에 공기의 막(23)을 개재시키는 정압 공기 베어링을 설치함으로써 로드(1)의 직선 운동이나 회전 운동을 안정시킬 수 있다(청구항 4의 효과).A static air bearing 22 is provided at the lower end of the armature 2 of the rod-type linear motor. As shown in Fig. 3, an air supply path 22b for supplying air between the rod 1 and the bearing main body 22a is formed in the cylindrical bearing body 22a. Compressed air is supplied to the air supply path 22b from the outside of the bearing main body 22a and an air film 23 is formed between the rod 1 and the bearing main body 22a. The static pressure air bearing 22 guides the rod 1 to linearly move in the axial direction or rotate around the axial line while floating the rod 1 in the bearing body 22a with the force of air. Since the rod 1 and the bearing body 22a are not in contact with each other, the sliding resistance of the rod 1 can be made close to zero. In addition, the rod 1 in the armature 2 may be shaken by only the rod-type linear motor that keeps the rod 1 in a floating state in the armature 2 by the magnetic force. It is possible to stabilize the linear movement or the rotational motion of the rod 1 by providing a static air bearing that interposes the air film 23 between the rod 1 and the bearing main body 22a.

도 4는 로드형 리니어 모터의 상세도를 도시한다. 로드형 리니어 모터는 복수의 마그네트를 갖고, N극 및 S극의 자극이 축선 방향으로 교대로 형성되는 축 부재인 로드(1)와, 로드(1)의 주위를 둘러싸는 복수의 코일(8)을 갖는 전기자(2)로 구성된다. 로드(1)와 코일(8) 사이에는 자기적인 틈이 존재한다. 복수의 코일(8)은 성형체로 이루어지는 하우징(17)에 덮인다. 이들 복수의 코일(8) 및 하우징(17)이 전기자(2)를 구성한다. 로드형 리니어 모터는 로드(1)의 마그네트(5)에 발생하는 자계와 코일(8)에 흐르는 전류에 의해 로드(1)가 직선 운동하기 위한 추력을 얻는다.Fig. 4 shows a detailed view of the rod-type linear motor. The rod-type linear motor includes a rod 1 which is a shaft member having a plurality of magnets and in which magnetic poles of N poles and S poles are alternately formed in the axial direction, a plurality of coils 8 surrounding the periphery of the rod 1, And an armature (2) having an armature (2). There is a magnetic gap between the rod (1) and the coil (8). The plurality of coils 8 are covered by a housing 17 made of a molded body. The plurality of coils 8 and the housing 17 constitute an armature 2. The rod-type linear motor obtains a thrust for linear movement of the rod 1 by a magnetic field generated in the magnet 5 of the rod 1 and a current flowing in the coil 8.

로드(1)는, 예를 들어 스테인리스 등의 비자성재로 이루어지고, 파이프와 같이 중공의 공간을 갖는다. 로드(1)의 중공 공간에는 원기둥 형상의 복수의 마그네트(5)(세그먼트 자석)가 서로 동극이 대향하도록 적층된다. 마그네트(5)의 사이에는, 예를 들어 철 등의 자성체로 이루어지는 폴 슈(7)(자극 블록)가 개재된다. 폴 슈(7)를 개재시킴으로써 마그네트(5)가 형성하는 자계를 정현파에 근접시킬 수 있다.The rod 1 is made of a non-magnetic material such as stainless steel, for example, and has a hollow space like a pipe. In the hollow space of the rod 1, a plurality of cylindrical magnets 5 (segment magnets) are stacked so that their magnetic poles face each other. A pole shoe 7 (magnetic pole block) made of a magnetic material such as iron is interposed between the magnets 5, for example. The magnetic field formed by the magnet 5 can be brought close to the sinusoidal wave by interposing the pole shoe 7 therebetween.

코일(8)은 동선을 나선 형상으로 감은 것으로, 코일 홀더(9)에 유지되어 있다. 도 5 및 도 6은 코일(8) 및 코일(8)을 유지하는 코일 홀더(9)의 상세도를 도시한다. 복수의 원환 형상의 코일(8)은 그 축선 방향에 서로의 축선이 일치하도록 일렬로 배열된다. 축선 방향에 인접하여 배열된 3개의 코일이 3상(U상, V상, W상)의 코일을 구성한다. 3상의 코일을 복수 조합함으로써 전체의 코일 유닛이 구성된다. 인접하는 코일(8)끼리를 절연시킬 필요가 있으므로 코일(8) 사이에는 절연재로서 수지제의 스페이서부(9b)가 개재된다. 스페이서부(9b)는 코일(8)의 정면 형상과 동일한 원환 형상으로 형성된다. 스페이서부(9b)는 코일(8)의 축선 방향으로 가늘고 길게 연장되는 판 형상의 홀더 본체부(9a)에 일체로 성형된다. 즉, 코일 홀더(9)는 수지의 성형품이며, 코일(8)의 축선 방향으로 가늘고 길게 연장되는 판 형상의 홀더 본체부(9a)와, 홀더 본체부(9a)로부터 하방으로 돌출되는 박육의 복수의 스페이서부(9b)로 구성된다. 홀더 본체부(9a)의 측면에는 사출 성형할 때에 코일 홀더(9)를 금형으로 고정하기 위한 돌기(9c)가 형성된다. 홀더 본체부(9a)의 하면에는 코일(8)의 외형 형상에 맞춘 곡면 형상의 오목부(9d)가 형성된다.The coil 8 is wound in a spiral shape and is held by the coil holder 9. 5 and 6 show the coil 8 and the coil holder 9 holding the coil 8 in detail. The plurality of annular coils 8 are arranged in a line so that their axes coincide with each other in the axial direction thereof. Three coils arranged adjacent to the axial direction constitute coils of three phases (U phase, V phase, W phase). A plurality of three-phase coils are combined to constitute the entire coil unit. Since it is necessary to insulate adjacent coils 8 from each other, a resin spacer 9b is interposed between the coils 8 as an insulating material. The spacer 9b is formed in the same annular shape as the front surface of the coil 8. The spacer 9b is formed integrally with the plate-like holder main body 9a which is elongated in the axial direction of the coil 8. That is, the coil holder 9 is a molded product of a resin, and includes a plate-like holder main body portion 9a that elongates elongated in the axial direction of the coil 8, and a plurality of thin plates 9a projecting downward from the holder main body portion 9a And a spacer 9b. On the side surface of the holder main body portion 9a, a projection 9c for fixing the coil holder 9 with a metal mold is formed at the time of injection molding. On the lower surface of the holder main body portion 9a, a concave portion 9d having a curved surface shape conforming to the outer shape of the coil 8 is formed.

코일 홀더(9)의 상면에는 홀더 본체부(9a)와 동일한 평면 형상의 직사각형 형상의 절연 기판(10)이 설치된다. 절연 기판(10)에는 코일(8)의 리드선(8a)에 전기적으로 접속되는 도전 패턴이 형성된다. 도전 패턴은 U상끼리의 코일, V상끼리의 코일, W상끼리의 코일을 접속하도록 형성된다.On the upper surface of the coil holder 9, a rectangular insulating substrate 10 having the same planar shape as the holder main body 9a is provided. A conductive pattern electrically connected to the lead wire 8a of the coil 8 is formed on the insulating substrate 10. The conductive pattern is formed so as to connect coils of U phases, coils of V phases, and coils of W phases.

코일(8) 및 코일 홀더(9)는 성형체인 하우징(17)에 의해 덮인다. 코일(8) 및 코일 홀더(9)를 사출 성형의 금형에 세트하고, 금형에 성형 재료를 사출함으로써 코일(8) 및 코일 홀더(9)가 하우징(17)에 일체로 형성된다. 코일(8)을 하우징(17)과 일체로 인서트 성형함으로써 코일(8)을 별도의 부재의 하우징으로 덮는 경우에 비해, 하우징(17)의 두께를 얇게 할 수 있다고 하는 이점이 있다. 하우징(17)의 두께를 얇게 함으로써 로드형 리니어 모터의 치수를 작게 할 수 있다.The coil 8 and the coil holder 9 are covered by the housing 17 as a molding chain. The coil 8 and the coil holder 9 are integrally formed in the housing 17 by setting the coil 8 and the coil holder 9 on the mold for injection molding and injecting the molding material into the mold. There is an advantage that the thickness of the housing 17 can be reduced compared with a case where the coil 8 is insert-molded integrally with the housing 17, as compared with a case where the coil 8 is covered with the housing of another member. By reducing the thickness of the housing 17, the dimension of the rod-type linear motor can be reduced.

도 4에 도시된 바와 같이, 로드(1)의 축선과 직교하는 단면에 있어서의 하우징(17)의 외형 형상은 실질적으로 사각형(이 실시 형태에서는 직사각형)으로 형성된다. 하우징(17)의 측면 중 1개의 면에는 이동 기구(21)의 스테이지에 하우징(17)을 설치하기 위한 암나사(12)가 가공된다. 암나사(12)는 하우징(17)을 사출 성형할 때, 인서트 너트(13)를 금형에 매립함으로써 하우징(17)과 일체로 형성된다. 또한, 하우징(17)의 상면에는 로드(1)의 축선 방향으로 간격을 두고, 위치 결정 핀이 삽입되는 2개의 위치 결정 구멍(14)이 형성된다. 2개의 위치 결정 구멍(14)은 로드(1)의 축선 위에 배열되며, 2개의 위치 결정 구멍(14)을 연결한 선과 로드(1)의 축선은 평행해진다. 하우징(17)에 위치 결정 구멍(14)을 가공함으로써 하우징(17)을 이동 기구(21)의 스테이지에 설치할 때, 로드(1)가 기울어 설치되는 것을 방지할 수 있다.As shown in Fig. 4, the outer shape of the housing 17 at a cross section orthogonal to the axis of the rod 1 is substantially rectangular (in this embodiment, rectangular). On one surface of the side surface of the housing 17, a female screw 12 for mounting the housing 17 on the stage of the moving mechanism 21 is machined. The female screw 12 is integrally formed with the housing 17 by burying the insert nut 13 in the mold when the housing 17 is injection molded. On the upper surface of the housing 17, there are formed two positioning holes 14 in which the positioning pins are inserted at intervals in the axial direction of the rod 1. The two positioning holes 14 are arranged on the axis of the rod 1 and the axis connecting the two positioning holes 14 and the axis of the rod 1 become parallel. It is possible to prevent the rod 1 from tilting when the housing 17 is provided on the stage of the moving mechanism 21 by machining the positioning hole 14 in the housing 17. [

하우징(17)에는 방열 특성을 높이기 위하여 핀(17a)이 복수 형성된다. 하우징(17)의 축선 방향의 양단부에는 하우징(17)에 위치 결정된 엔드 부재(19)가 일체로 성형된다. 엔드 부재(19)는, 코일(8) 및 코일 홀더(9)와 마찬가지로 미리 금형에 인서트된다. 이 엔드 부재(19)의 한 쪽에는 상술한 정압 공기 베어링(22)이 나사 등의 고정 수단에 의해 설치된다(도 2 참조). 또한, 엔드 부재(19)의 다른 쪽에는 로드(1)의 축선 방향의 위치를 검출하기 위한 위치 센서인 인코더가 설치된다. 인코더는 하우징(17)의 축선 방향의 단부에 설치된 케이스(20)에 수용된다.A plurality of fins (17a) are formed in the housing (17) to enhance the heat dissipation property. At both ends in the axial direction of the housing 17, an end member 19 positioned in the housing 17 is integrally molded. The end member 19 is inserted into the mold in advance, like the coil 8 and the coil holder 9. On one side of the end member 19, the above-described static air bearing 22 is provided by a fixing means such as a screw (see Fig. 2). The other end of the end member 19 is provided with an encoder which is a position sensor for detecting the position of the rod 1 in the axial direction. The encoder is accommodated in a case 20 provided at the axial end of the housing 17. [

이동 기구(21)의 스테이지에 설치되므로 하우징(17)에는 기계적 강도가 높은 것이 요구된다. 또한, 코일(8)과의 절연을 유지할 필요가 있기 때문에, 하우징(17)에는 절연성이 높은 것이 요구된다. 또한, 냉각 효율을 올리기 위해, 하우징(17)에는 열전도성이 좋은 것이 요구된다. 이들 요구를 만족하기 위해, 하우징(17)의 재료에는 글래스 에폭시 등의 열가소성 수지, 또는 절연성의 금속 산화물 입자를 충전재로서 열가소성 수지에 혼합하여 이루어지는 성형 재료가 사용된다.Since it is provided on the stage of the moving mechanism 21, the housing 17 is required to have a high mechanical strength. Further, since it is necessary to maintain insulation with the coil 8, the housing 17 is required to have high insulation. Further, in order to increase the cooling efficiency, the housing 17 is required to have good thermal conductivity. In order to satisfy these requirements, a molding material composed of a thermoplastic resin such as glass epoxy or a mixture of insulating metal oxide particles as a filler and a thermoplastic resin is used for the material of the housing 17. [

도 7은 리니어 모터의 마그네트(5)와 코일(8)의 위치 관계를 도시한다. 로드(1) 내의 중공 공간에는 계자 마그네트로서 원반 형상의 복수의 마그네트(5)(세그먼트 자석)가 서로 동극이 대향되도록, 즉 N극과 N극이, S극과 S극이 대향되도록 적층된다. 또한, 도 7에는 도시되어 있지 않으나, 실제로는 마그네트(5) 사이에는 폴 슈(7)(도 4 참조)가 개재된다. 로드(1)의 주위에는 로드(1)를 둘러싸는 복수의 코일(8)이 적층된다. 코일(8)은 U·V·W상으로 이루어지는 3상 코일을 복수 조합 한 것이다. 3상 코일에 120°씩 위상이 다른 3상 전류를 흘리면, 코일(8)의 축선방향으로 이동하는 이동 자계가 발생한다. 이동 자계에 의해 로드(1) 내의 마그네트(5)에 추력이 부여되어 로드(1)가 이동 자계의 속도에 동기하여 직선 운동을 행한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로드(1)의 직선 운동에 수반하여 로드(1)의 선단부에 설치된 커터 휠(4)도 Z축 방향으로 직선 운동하여 워크(W)의 표면을 향하여 진퇴한다. 로드(1)는 코일(8) 내에 자기적인 틈을 개재하여 뜬 상태에 있으므로, 로드(1)가 직선 운동할 때의 미끄럼 이동 저항을 제로에 근접시킬 수 있다.7 shows the positional relationship between the magnet 5 and the coil 8 of the linear motor. In the hollow space in the rod 1, a plurality of disk-like magnets 5 (segment magnets) as a field magnet are stacked so that their coils are opposite to each other, that is, the N pole and the N pole are opposed to each other. Although not shown in Fig. 7, a pole shoe 7 (see Fig. 4) is interposed between the magnets 5 in practice. Around the rod (1), a plurality of coils (8) surrounding the rod (1) are laminated. The coil 8 is a combination of a plurality of three-phase coils made up of U, V, and W phases. When a three-phase current different in phase by 120 degrees is passed through the three-phase coil, a moving magnetic field moving in the axial direction of the coil 8 is generated. A thrust is applied to the magnet 5 in the rod 1 by the moving magnetic field so that the rod 1 performs linear motion in synchronization with the speed of the moving magnetic field. 1, the cutter wheel 4 provided on the distal end of the rod 1 linearly moves in the Z-axis direction in accordance with the linear movement of the rod 1, and moves back and forth toward the surface of the work W. Since the rod 1 is in a floating state through the magnetic gap in the coil 8, the sliding resistance when the rod 1 linearly moves can be brought close to zero.

로드(1)는 코일(8) 내에 로드(1)의 축선의 주위를 회전 가능하게 유지되어 있다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 접촉했을 때, 다시 3상 코일에 3상 교류 전류를 흘림으로써, 커터 휠(4)에 하방향으로의 추력을 발생시킬 수 있어 커터 휠(4)로부터 워크(W)로 하중을 부여할 수 있다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 하중을 부여하고 있는 동안에도 로드(1)는 그 축선의 주위를 회전할 수 있는 상태에 있다. 이 때문에, 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 표면을 따라 이동시킬 때 로드(1)는 커터 휠(4)의 진행 방향을 따라 회전한다. 커터 휠(4)의 진행 방향[커터 휠(4)이 굴러가는 방향]을 임의로 변화시킴으로써 직선뿐만 아니라, 곡선의 스크라이브선도 안정되게 형성할 수 있게 된다.The rod (1) is rotatably held in the coil (8) around the axis of the rod (1). When the cutter wheel 4 contacts the surface of the work W, a three-phase alternating current is passed through the three-phase coil again to generate a downward thrust on the cutter wheel 4, ) To the work W. The rod 1 can rotate about its axis even when the cutter wheel 4 applies a load to the surface of the work W. [ Therefore, when the moving mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface, the rod 1 rotates along the advancing direction of the cutter wheel 4. It is possible to stably form a scribe line as well as a straight line by arbitrarily changing the traveling direction of the cutter wheel 4 (the direction in which the cutter wheel 4 rolls).

도 8은 로드형 리니어 모터를 제어하는 제어 장치인 드라이버의 구성도를 도시한다. 드라이버(30)는 전압형 PWM 인버터(Pulse Width Modulation) 등의 로드형 리니어 모터를 제어하는데 적합한 형태를 한 전력을 공급하는 전력 변환기(31), 로드형 리니어 모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류 센서(32), 로드(1)의 축 선 방향의 위치 및 속도를 검출하는 위치·속도 센서(33), 전력 변환기(31)를 제어 함으로써 로드형 리니어 모터를 제어하는 제어기(34 내지 36)로 구성된다. 위치· 속도 센서(33)에는 1개의 인코더가 공용된다.Fig. 8 shows a configuration diagram of a driver which is a control device for controlling the rod-type linear motor. The driver 30 includes a power converter 31 for supplying power in a form suitable for controlling a rod-type linear motor such as a voltage-type PWM inverter (Pulse Width Modulation), a current detecting circuit 31 for detecting a current flowing in the coil of the rod- A sensor 32, a position / speed sensor 33 for detecting the position and speed in the axial direction of the rod 1, and controllers 34 to 36 for controlling the rod-type linear motor by controlling the electric power converter 31 . The position / speed sensor 33 is shared by one encoder.

제어계는 위치 제어를 행하기 위한 위치 제어 루프(37), 속도 제어를 행하기 위한 속도 제어 루프(38), 전류 제어를 행하기 위한 전류 제어 루프(39)의, 3개로 구성된다. 위치 제어 루프(37)가 메인 루프이며, 속도 제어 루프(38), 전류 제어 루프(39)의 순으로 보다 마이너한 루프가 된다. 전류 제어 루프(39)에는 교류 전류인 상태에서 제어 루프를 구성하는 경우와, 3상 교류 전류를 회전 직교 2축 상의 벡터로 변환하여 제어 루프를 구성하는 경우의 2종류가 있다.The control system is composed of three positions: a position control loop 37 for position control, a speed control loop 38 for speed control, and a current control loop 39 for current control. The position control loop 37 is the main loop, and the speed control loop 38 and the current control loop 39 become a more minor loop in this order. There are two types of current control loops 39: a case of constructing a control loop in the state of an AC current; and a case of constructing a control loop by converting a three-phase alternating current into a vector on the rotation orthogonal two axes.

위치 제어기(34)는 위치 지령기(40)로부터의 지령 및 위치 센서(33)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 속도 지령을 생성한다. 속도 제어기(35)는 위치 제어기(34)가 생성한 속도 지령 및 속도 센서(33)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 전류 지령을 생성한다. 전류 제어기(36)는 속도 제어기(35)가 생성한 전류 지령 및 전류 센서(32)로부터의 피드백 신호의 편차를 산출하여 편차가 제로에 근접하도록 전압 지령을 생성한다. 전력 변환기(31)는 전류 제어기(36)가 생성한 전압 지령에 기초하여 로드형 리니어 모터(42)에 3상 교류 전류를 공급한다.The position controller 34 calculates the deviation from the command from the position commander 40 and the feedback signal from the position sensor 33 and generates the speed command so that the deviation approaches zero. The speed controller 35 calculates a deviation of the feedback command from the speed command and the speed command generated by the position controller 34 and generates a current command so that the deviation approaches zero. The current controller 36 calculates a deviation of the current command generated by the speed controller 35 and a deviation of the feedback signal from the current sensor 32 to generate a voltage command so that the deviation approaches zero. The power converter 31 supplies the three-phase alternating current to the rod-type linear motor 42 based on the voltage command generated by the current controller 36.

전류 제어기(36)에는, 하중 지령기(41)로부터 직접 전류 지령이 입력되는 경우도 있다. 속도 제어기(35)로부터의 전류 지령과 하중 지령기(41)로부터의 전류 지령은 스위치(44)에 의해 절환된다. 이렇게 함으로써, 로드형 리니어 모터(42)에 공급되는 전류, 즉 로드형 리니어 모터가 발생하는 추력을 제어할 수 있고, 나아가서는 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 제어할 수 있다.The current command may be directly input from the load instruction device 41 to the current controller 36. [ The current command from the speed controller 35 and the current command from the load command device 41 are switched by the switch 44. [ By doing this, it is possible to control the current supplied to the rod-type linear motor 42, that is, the thrust generated by the rod-type linear motor, and to control the load applied to the work W from the cutter wheel 4 have.

드라이버(30)는, 우선 위치 지령기(40)로부터의 위치 지령에 따라 로드(1)를 Z축 방향으로 하강시켜, 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면에 접촉시키는 위치 제어를 행한다. 커터 휠(4)이 워크(W)의 표면에 접촉하면 스위치(44)가 절환되어 드라이버(30)는 하중 제어를 행한다. 드라이버(30)는 하중 지령기(41)로부터의 지령에 따라 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 일정하게 제어한다. 이 상태에서, 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 이동시킨다. 이동 기구(21)가 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면을 따라 이동시키고 있는 동안, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중은 일정하게 유지된다. 스크라이브선을 형성 후, 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면으로부터 Z축 방향으로 이격시킬 때, 다시 스위치(44)가 절환되어 드라이버(30)는 위치 지령에 따라 로드(1)를 Z축 방향으로 상승시킨다.The driver 30 first lowers the rod 1 in the Z axis direction in accordance with the position command from the position instruction device 40 and performs position control for bringing the cutter wheel 4 into contact with the surface of the work W . When the cutter wheel 4 contacts the surface of the work W, the switch 44 is switched so that the driver 30 performs the load control. The driver 30 constantly controls the load applied to the workpiece W from the cutter wheel 4 in response to a command from the load instruction device 41. [ In this state, the moving mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface of the work W. The load applied to the workpiece W from the cutter wheel 4 is kept constant while the moving mechanism 21 moves the cutter wheel 4 along the surface of the workpiece W. [ When the cutter wheel 4 is separated from the surface of the work W in the Z-axis direction after the scribing line is formed, the switch 44 is switched again and the driver 30 rotates the rod 1 in Z In the axial direction.

이와 같이 위치 제어와 하중 제어를 절환할 수 있는 드라이버(30)를 사용하면, 1개의 로드형 리니어 모터를 사용하여 커터 휠(4)의 위치의 제어 및 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중 제어를 모두 행할 수 있다. 위치를 제어하는 리니어 모터 및 하중을 제어하는 에어 실린더를 병용할 필요가 없어지므로, 스크라이브 헤드(11)의 구조의 간소화가 도모된다. 또한, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중을 일정하게 유지할 수 있으므로, 에어 실린더를 사용했을 때와 같이 워크(W)의 표면의 요철에 추종하여 커터 휠(4)이 상하 이동했을 때, 커터 휠(4)로부터 워크(W)에 부여되는 하중이 변동되는 것을 방지할 수 있다(청구항 2의 효과). When the driver 30 capable of switching between the position control and the load control is used as described above, it is possible to control the position of the cutter wheel 4 by using one rod type linear motor and to control the position of the cutter wheel 4 from the cutter wheel 4 to the work W It is possible to perform all of the load control to be imparted. The linear motor for controlling the position and the air cylinder for controlling the load do not need to be used together, so that the structure of the scribe head 11 can be simplified. Since the load applied to the work W from the cutter wheel 4 can be kept constant, the cutter wheel 4 can move up and down following the unevenness of the surface of the work W, The load applied to the work W from the cutter wheel 4 can be prevented from fluctuating (the effect of claim 2).

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 다축 스크라이브 장치를 도시한다. 이 실시 형태의 스크라이브 장치에 있어서는, 상기 제1 실시 형태의 스크라이브 장치의 스크라이브 헤드(11)가 복수, 서로의 로드(1)가 평행해지도록 적층되어 있다. 스크라이브 헤드(11)를 구성하는 로드(1), 전기자(2), 정압 공기 베어링(22), 홀더(3), 커터 휠(4)의 구조는 상기 제1 실시 형태와 동일하므로 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.Fig. 9 shows a multi-axial scribing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the scribing apparatus of this embodiment, the scribe heads 11 of the scribing apparatus of the first embodiment are stacked so that a plurality of the rods 1 are parallel to each other. Structures of the rod 1, the armature 2, the static pressure air bearing 22, the holder 3 and the cutter wheel 4 constituting the scribe head 11 are the same as those of the first embodiment, The description thereof will be omitted.

복수의 스크라이브 헤드(11)는 통합되어 이동 기구(21)의 스테이지에 설치된다. 이동 기구(21)가 복수의 스크라이브 헤드(11)를 워크(W)의 표면을 따라 이동시키면 워크(W)의 표면에는 복수개의 스크라이브선이 동시에 형성된다. 각 스크라이브 헤드(11)의 구조는, 로드형 리니어 모터의 로드(1)의 선단부에 홀더(3)를 설치한 심플한 구조이므로 복수의 스크라이브 헤드(11) 사이의 피치를 짧게 할 수 있다. 이 때문에 워크(W)에 동시에 형성되는 복수개의 스크라이브선의 피치도 좁게 할 수 있다(청구항 5의 효과).A plurality of scribe heads (11) are integrated and installed on the stage of the moving mechanism (21). When the moving mechanism 21 moves the plurality of scribe heads 11 along the surface of the work W, a plurality of scribe lines are simultaneously formed on the surface of the work W. The structure of each scribe head 11 is a simple structure in which the holder 3 is provided at the tip of the rod 1 of the rod type linear motor so that the pitch between the scribe heads 11 can be shortened. Therefore, the pitch of a plurality of scribe lines formed simultaneously on the work W can be narrowed (the effect of claim 5).

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태의 스크라이브 장치를 도시한다. 이 실시 형태의 스크라이브 장치에는 워크(W)의 표면의 요철에 커터 휠(4)의 높이를 능동적으로 추종시키기 위한 높이 측정부(51)가 내장된다. 높이 측정부(51)는 레이저 거리계 등으로 이루어지고, 커터 휠(4)의 진행 방향의 전방의 워크(W)의 측정점(W1)의 높이를 측정한다. 로드형 리니어 모터를 제어하는 드라이버(30)는 커터 휠(4) 이 워크(W)의 측정점(W1)을 통과할 때, 높이 측정부(51)가 측정한 워크(W)의 측정점(W1)의 높이에 기초하여 커터 휠(4)이 워크(W)를 절입하는 깊이가 일정해지도록, 로드(1)의 Z축 방향의 위치를 제어한다. 이에 의해, 커터 휠(4)이 워크(W)에 과잉으로 압박되는 것을 피하여 커터 휠(4)이 워크(W)의 요철을 통과할 때에 발생하는 경향이 있는 미세한 스크라이브 칩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이 실시 형태에 있어서, 드라이버에 의한 위치 제어는 하중 제어와 병용하여 행해진다.Fig. 10 shows a scribing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the scribing apparatus of this embodiment, a height measuring unit 51 for actively following the height of the cutter wheel 4 is incorporated in the concavity and convexity of the surface of the work W. The height measuring section 51 is made of a laser rangefinder or the like and measures the height of the measurement point W1 of the workpiece W in front of the advancing direction of the cutter wheel 4. [ The driver 30 for controlling the rod type linear motor is configured so that when the cutter wheel 4 passes the measurement point W1 of the workpiece W, the measurement point W1 of the workpiece W measured by the height measurement section 51, The position of the rod 1 in the Z-axis direction is controlled so that the depth at which the cutter wheel 4 enters the workpiece W becomes constant based on the height of the workpiece W. This makes it possible to suppress the occurrence of fine scribe chips that tend to occur when the cutter wheel 4 passes through the unevenness of the work W by avoiding excessive pushing of the cutter wheel 4 against the work W have. In this embodiment, the position control by the driver is performed in combination with the load control.

높이 측정부(51)가 커터 휠(4)과 동일한 위치에 배치되어서는, 아무리 드라이버(30)를 고속 응답시켜도 커터 휠(4)이 상하 이동하기까지 다소의 시간이 걸리므로 커터 휠(4)을 워크(W)의 표면의 요철에 정확하게 추종시킬 수 없다. 커터 휠(4)의 상하 이동에 시간적인 지연이 발생하지 않도록 높이 측정부(51)가 커터 휠(4)의 진행 방향의 전방의 측정점(W1)에 배치된다. 드라이버(30)는 커터 휠(4)이 전방의 워크(W)의 측정점(W1)에 도달할 때까지의 시간 및 로드(1)의 응답 시간을 가미한 후, 커터 휠(4)이 워크(W)의 측정점(W1)을 통과할 때, 커터 휠(4)의 절입 깊이가 일정해지도록 커터 휠(4)을 상하 이동시킨다.If the height measuring unit 51 is disposed at the same position as the cutter wheel 4, it takes some time until the cutter wheel 4 moves up and down even if the driver 30 is responded at high speed. Can not accurately follow the unevenness of the surface of the work W. The height measuring portion 51 is disposed at the measurement point W1 in front of the advancing direction of the cutter wheel 4 so that no time delay occurs in the vertical movement of the cutter wheel 4. [ The driver 30 adds the time until the cutter wheel 4 reaches the measurement point W1 of the work W in the front and the response time of the rod 1 and then the cutter wheel 4 moves the work W The cutter wheel 4 is moved up and down so that the depth of cut of the cutter wheel 4 becomes constant.

또한, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 다양한 실시 형태로 구현화할 수 있다. 예를 들어 스크라이브 공구에는 커터 휠 대신에 포인트 다이어라고 불리는 선단부가 뾰족한 공구를 사용해도 된다. 또한, 로드와 홀더 사이에 압전 소자 등의 진동자를 개재시켜, 스크라이브 공구가 진동하도록 해도 좋다. 단, 진동자를 포함한 로드의 질량이 무거워지지 않도록 유의할 필요가 있다. 또한, 로드형 리니어 모터의 로드 자체를 진동시 켜도 좋다. 이 경우, 보이스 코일 모터와 같이, 로드에 단일의 마그네트를 배치해도 좋고, 복수의 마그네트를 N극끼리 또는 S극끼리가 대향하도록 배치해도 좋다. 또한, 로드를 그 축선의 주위로 회전시키는 구동 기구를 설치하여 커터 휠의 수평면 내의 선회 각도를 제어해도 좋다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms without departing from the spirit of the present invention. For example, instead of the cutter wheel, a scribing tool may be used with a sharp-pointed tool called a pointy-diamond. Further, a vibrator such as a piezoelectric element may be interposed between the rod and the holder so that the scribe tool vibrates. However, care must be taken to ensure that the mass of the rod including the vibrator is not heavy. Further, the rod itself of the rod-type linear motor may be vibrated. In this case, like a voice coil motor, a single magnet may be disposed on the rod, or a plurality of magnets may be arranged such that N poles or S poles are opposed to each other. It is also possible to provide a drive mechanism for rotating the rod around its axis to control the turning angle in the horizontal plane of the cutter wheel.

본 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않고, 다양한 변형들 및 변경들이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고서 만들어질 수 있다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention.

본 출원은 2008년 4월 16일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2008-107148호 및 2009년 2월 27일 출원된 일본 특허 출원 번호 제2009-045718호에 기초한 것으로, 그 전체 내용이 참조로서 본 명세서에 원용된다.The present application is based on Japanese Patent Application No. 2008-107148 filed on April 16, 2008 and Japanese Patent Application No. 2009-045718 filed on February 27, 2009, .

본 발명의 상기 목적 및 특징과 기타 다른 목적 및 특징은 첨부 도면들을 참조하여 상기의 설명을 숙고함으로써 보다 충분히 드러날 것이며, 도면에 도시된 일 예는 예시적으로 도시된 것이다.The above and other objects and features of the present invention will be more fully apparent from a consideration of the above description with reference to the accompanying drawings, in which an example shown in the drawings is illustratively shown.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 스크라이브 장치의 수직 단면도.1 is a vertical sectional view of a scribing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 스크라이브 장치의 스크라이브 헤드의 사시도.2 is a perspective view of a scribe head of a scribe apparatus;

도 3은 정압 공기 베어링의 단면도.3 is a cross-sectional view of a static pressure air bearing.

도 4는 로드형 리니어 모터의 사시도(일부 단면도를 포함한다).4 is a perspective view (including a partial cross-sectional view) of a rod-type linear motor;

도 5는 코일 및 코일 홀더의 사시도.5 is a perspective view of a coil and a coil holder.

도 6은 코일 및 코일 홀더의 상세도[도면에서 (A)는 코일 홀더의 정면도를 도시하고, 도면에서 (B)는 코일 및 코일 홀더의 축선 방향을 따른 단면도를 도시한다].Fig. 6 is a detailed view of the coil and the coil holder ((A) shows a front view of the coil holder and (B) shows a cross-sectional view along the axial direction of the coil and the coil holder).

도 7은 마그네트와 코일의 위치 관계를 도시하는 도면.7 is a view showing a positional relationship between a magnet and a coil;

도 8은 드라이버의 구성도.8 is a block diagram of the driver.

도 9는 본 발명의 제2 실시 형태의 다축 스크라이브 장치의 수직 단면도.9 is a vertical sectional view of a multiaxial scribing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제3 실시 형태의 스크라이브 장치의 수직 단면도.10 is a vertical sectional view of a scribing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도 11은 종래의 스크라이브 장치를 도시하는 측면도.11 is a side view showing a conventional scribe apparatus.

<부호의 설명><Description of Symbols>

1 : 로드(축 부재)1: rod (shaft member)

2 : 전기2: Electricity

4 : 커터 휠(스크라이브 공구)4: Cutter wheel (scribe tool)

5 : 마그네트5: Magnet

8 : 코일8: Coil

11 : 스크라이브 헤드11: Scribe head

21 : 이동 기구21:

22 : 정압 공기 베어링22: Static air bearing

22a : 베어링 본체22a: bearing body

30 : 드라이버(제어 장치)30: Driver (control device)

32 : 전류 센서32: Current sensor

33 : 위치·속도 센서33: Position / speed sensor

Claims

A shaft member which has a magnet, is in a floating state through a magnetic gap in the coil, is rotatable about an axis along with the scribing tool,

An armature having the coil surrounding the periphery of the shaft member,

A scribing tool provided on a distal end portion of the shaft member without interposing a rotation bearing, for scribing a thin workpiece;

A moving mechanism for relatively moving the scribing tool along the surface of the work;

And,

A thrust for linear movement of the shaft member is obtained by a magnetic field generated in the magnet of the shaft member and a current flowing in the coil by flowing a current to the coil of the armature, Moving forward,

When the scribing tool contacts the surface of the workpiece, a current is flowed to the coil of the armature again so that the shaft member rotates about the axis of the scribe tool in the surface of the workpiece A load is applied to the work from the scribe tool.

The scribing apparatus according to claim 1,

A position control for controlling the position of the shaft member moving back and forth toward the surface of the workpiece and a control device for performing load control for controlling the load applied to the workpiece from the scribe tool in contact with the workpiece Wherein the scribe device comprises:

The scribing apparatus according to claim 2,

A current sensor for detecting a current flowing through the coil,

Further comprising a position sensor for detecting a position in the axial direction of the shaft member,

Wherein the control device performs the position control based on a command and information from the position sensor and performs the load control based on the command and the information from the current sensor.

The scribing apparatus according to any one of claims 1 to 3,

Further comprising a static pressure air bearing for guiding the shaft member to linearly move in the axial direction or to rotate around the axial line while floating the shaft member in the bearing body by the force of air supplied from the outside of the bearing body Wherein the scribe device is a scribe device.

The scribing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the scribe head including the shaft member, the armature, and the scribing tool is constituted by a plurality of scribe heads each consisting of a plurality of scribe heads stacked so that the shaft members are parallel to each other Characterized in that the scribe device comprises: