KR20110063760A - 띠톱 절단 장치 및 잉곳의 절단 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 절단 테이블에 잉곳이 수평으로 재치되고, 블레이드 숫돌부와 블레이드 코어로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드가 풀리 사이에 설치되고, 상기 블레이드에 대하여 쿨런트를 분사하는 쿨런트 분사구를 가지며, 상기 풀리의 회전에 의해 주회 구동되는 상기 블레이드를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 상기 잉곳을 절단하는 띠톱 절단 장치로서, 상기 풀리는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하여 상기 잉곳을 절단할 수 있는 것을 특징으로 하는 띠톱 절단 장치이다. 이에 따라, 절단하는 잉곳의 품질을 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드의 수명을 연장시키면서 생산성을 향상시킬 수 있는 띠톱 절단 장치 및 절단 방법이 제공된다.

Description

띠톱 절단 장치 및 잉곳의 절단 방법{BAND SAW CUTTING DEVICE AND METHOD OF CUTTING INGOT}
본 발명은, 잉곳, 특히 쵸크랄스키법(CZ법) 등에 의해 인상된 실리콘 잉곳을 절단하는 잉곳 절단 장치 및 이를 이용한 절단 방법에 관한 것이다.
CZ법 등에 의해 제조된 실리콘 잉곳은 원기둥 형상의 몸통부에 콘 형상의 단부(탑부 및 테일부)를 가지고 있다. 실리콘 잉곳의 가공에서는, 이들 콘 형상의 단부를 떼어 내어 원기둥 형상의 몸통부 만으로 하고, 몸통부를 필요에 따라 복수의 블록으로 절단한다. 이어서, 그 블록을 웨이퍼로 하기 위한 가공을 행하게 된다.
이와 같은 콘 형상 단부의 절단 가공이나 몸통부를 복수의 블록으로 절단 가공하는 경우에는, 내주 블레이드 슬라이서, 외주 블레이드 슬라이서 등이 많이 이용되어 왔다. 최근에는 웨이퍼의 대구경화에 따라 띠톱(Band Saw)의 사용도 증가하게 되었다.
여기서, 도 6에 종래의 띠톱 절단 장치에 의한 블록의 절단 방법에 대한 개요를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 띠톱 절단 장치(101)에는 절단 시에 잉곳(104)을 지지하기 위한 절단 테이블(105)이 설치되어 있다. 그리고, 절단 전에 잉곳(104)을 절단 테이블(105) 위에 수평으로 재치한다.
또한, 띠톱 절단 장치(101)는, 얇은 블레이드 코어(台金, core)의 단부에 다이아몬드의 숫돌을 호착(糊着, 풀 붙임)하여 이루어지는 블레이드 숫돌부로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드(102)가 풀리(103, 103') 사이에 설치되어 있다.
또한, 잉곳(104)을 절단하는 위치를 블레이드(102)에 맞추도록 잉곳(104)의 재치 위치를 조정한다.
그리고, 블레이드(102)는 풀리(103, 103')의 회전에 의해 주회(周回) 구동되고, 이 블레이드(102)를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 잉곳(104)을 절단한다.
최근, 이와 같은 띠톱 절단 장치에 이용되는 블레이드는, 잉곳 절단 시의 가공 여유를 적게 함에 따라 제품 수율을 향상시키기 때문에, 박형화된 것이 사용되도록 되어 왔다.
상기 서술한 바와 같이 하여 절단을 거듭 행하면, 블레이드 숫돌부에 절단 분말이 퇴적되거나 하여 숫돌이 묻히거나, 절단에 의해 숫돌이 마모되거나 하여 그 절단 능력이 저하된다. 이와 같은 상태로 절단을 행하면 절단 저항의 증가에 의해 블레이드(102)가 변위하여 블레이드(102) 선단에 흔들림이 발생하고, 절단할 웨이퍼에 휨 현상이 발생하는 등 절단 정밀도에 불균일이 발생한다는 문제가 있었다.
이와 같은 문제에 대하여, 절단 중의 절단 저항의 증감을 제1 모터의 소비전력량의 증감으로부터 검출하고, 그 소비전력량의 증감에 따라 블레이드를 절단방향으로 움직이는 제2 모터에 의한 절단 속도를 감증(減增)하도록 제어함으로써, 두께가 균일한 웨이퍼를 안정적으로 얻을 수 있을 수 있는 절단 방법이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 2005-28620호 공보
이와 같은 절단 저항의 증가에 따른 블레이드 선단의 흔들림이나 숫돌의 절단 능력 저하의 문제 때문에, 블레이드에 대하여 정기적으로 드레싱이나 투어링을 행했었다. 종래, 이것들은 작업자가 경험에 기초하여 누르는 힘과 각도를 조정하면서 드레싱 부재를 블레이드에 누르는 것에 의해 행하고 있었다.
그러나, 작업자 개인의 스킬에 크게 의존하는 작업이므로, 특히 박형화된 블레이드인 경우에는 블레이드 선단의 흔들림을 복원하는 것이 어려우며, 잉곳의 절단 시에 안정된 품질로 절단이 이루어지지 않거나, 블레이드의 수명이 줄어든다고 하는 문제가 있었다.
또한, 이와 같이 작업자에 의해 드레싱이나 투어링을 행함으로써 공정 시간이 증가하여 생산성이 저하된다는 문제도 있었다.
본 발명은 앞에서 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 절단하는 잉곳의 품질을 안정적으로 유지할 수 있으며, 블레이드의 수명을 연장시키면서 생산성을 향상시킬 수 있는 띠톱 절단 장치, 및 잉곳의 절단 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 절단 테이블에 잉곳을 수평으로 재치하고, 블레이드 숫돌부와 블레이드 코어로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드를 풀리 사이에 설치하고, 상기 풀리를 회전시켜 상기 블레이드를 주회 구동하고, 상기 블레이드에 대하여 쿨런트를 분사하면서 상기 블레이드를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 상기 잉곳을 절단하는 잉곳의 절단 방법으로서, 상기 블레이드를 일 방향으로 주회 구동시켜 상기 잉곳을 절단하고, 이 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 상기 방향과는 반대 방향으로 변경하여 상기 잉곳을 절단하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단 방법을 제공한다.
이와 같이, 상기 블레이드를 일 방향으로 주회 구동시켜 상기 잉곳을 절단하고, 그 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 상기 방향과는 반대 방향으로 변경하여 상기 잉곳을 절단한다면, 블레이드의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라, 잉곳의 절단 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 때, 상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 변경하는 타이밍은, 상기 잉곳의 절단 중에 상기 블레이드의 변위량을 측정하고, 이 측정된 변위량에 따라 결정하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 변경하는 타이밍은, 상기 잉곳의 절단 중에 상기 블레이드의 변위량을 측정하고, 이 측정된 변위량에 따라 결정한다면, 블레이드의 변위량이 커짐에 따라 발생하는 절단 불량을 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 잉곳의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 보다 효과적으로 낮게 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 블레이드 수명의 향상, 생산성 향상의 효과를 나타낼 수 있다.
또한, 이 때, 상기 블레이드로서 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 블레이드로서 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 사용한다면, 박형화된 블레이드를 이용하여 제품 수율을 향상시키는 효과를 얻으면서, 본 발명에 따라 블레이드의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있는 효과를 보다 효과적으로 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 절단 테이블에 잉곳이 수평으로 재치되고, 블레이드 숫돌부와 블레이드 코어로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드가 풀리 사이에 설치되고, 상기 블레이드에 대하여 쿨런트를 분사하는 쿨런트 분사구를 가지며, 상기 풀리의 회전에 의해 주회 구동되는 상기 블레이드를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 상기 잉곳을 절단하는 띠톱 절단 장치로서, 상기 풀리는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하여 상기 잉곳을 절단할 수 있는 것을 특징으로 하는 띠톱 절단 장치를 제공한다.
이와 같이, 상기 풀리는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하여 상기 잉곳을 절단할 수 있다면, 블레이드의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있는 것으로 할 수 있다. 이에 따라, 잉곳의 절단 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있는 장치가 된다. 또한, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있는 장치가 된다.
이 때, 추가로, 상기 블레이드의 변위량을 측정하는 변위 센서를 가지며, 상기 변위 센서에 의해 측정한 상기 잉곳의 절단 중인 상기 블레이드의 변위량에 따라 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하는 것인 것이 바람직하다.
이와 같이, 추가로, 상기 블레이드의 변위량을 측정하는 변위 센서를 가지며, 상기 변위 센서에 의해 측정한 상기 잉곳의 절단 중인 상기 블레이드의 변위량에 따라 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하는 것으로 한다면, 블레이드의 변위량이 커짐에 따라 발생하는 절단 불량을 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 잉곳의 품질을 안정적으로 유지할 수 있는 장치가 된다. 또한, 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 보다 효과적으로 낮게 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 블레이드 수명의 향상, 생산성 향상의 효과를 나타낼 수 있는 장치가 된다.
또한, 이 때, 상기 블레이드는 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 블레이드는 코어 두께가 0.1~0.5㎜라면, 박형화된 블레이드를 이용하여 제품 수율을 향상시키는 효과를 나타내면서, 본 발명에 따라 블레이드의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있는 효과를 보다 확실하게 나타낼 수 있는 장치가 된다.
본 발명에서는, 띠톱 절단 장치에 있어서, 블레이드가 설치되는 풀리가 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되고, 블레이드를 일 방향으로 주회 구동시켜 잉곳을 절단하고, 그 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 블레이드를 주회 구동하는 방향을 상기 방향과는 반대 방향으로 변경하여 잉곳을 절단하기 때문에, 블레이드의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라, 잉곳의 절단 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치의 일 예를 나타내는 개략도이며, (A)는 그 개략도이고, (B)는 그 상면 개략도이다.
도 2는, 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치로 이용할 수 있는 블레이드를 나타낸 개략도이다.
도 3은, 잉곳의 절단 중 블레이드의 주회 구동의 방향에 대한 블레이드 숫돌부와 잉곳이 닿는 방향을 나타낸 개략 설명도이며, (A)블레이드를 좌측방향으로 주회 구동시킨 경우, (B)블레이드를 우측방향으로 주회 구동시킨 경우를 나타낸다.
도 4는, 실시예의 블레이드 변위량의 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는, 실시예, 비교예의 블레이드 수명의 결과를 나타내는 도면이다.
도 6은, 종래의 띠톱 절단 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다.
이하에, 본 발명에 대한 실시의 형태를 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.
종래에는, 띠톱 절단 장치에 의한 잉곳의 절단시, 그 절단을 거듭해 가면 블레이드 숫돌부에 절단 분말이 퇴적되거나 하여 숫돌이 묻히거나, 숫돌이 마모되거나 하여 그 절단 능력이 저하된다. 그러므로, 블레이드에 대하여 정기적으로 드레싱이나 투어링을 행했었다. 종래, 이것들은 작업자가 경험에 기초하여 누르는 힘과 각도를 조정하면서 드레싱 부재를 블레이드에 누르는 것에 의해 행하고 있었다.
그러나, 작업자 개인의 스킬에 크게 의존하는 작업이므로, 특히 박형화된 블레이드인 경우에는 블레이드 선단의 흔들림을 복원하는 것이 어려우며, 안정된 품질로 절단이 이루어지지 않거나, 블레이드의 수명이 줄어든다고 하는 문제가 있었다. 또한, 이와 같이 작업자에 의해 드레싱이나 투어링을 행함으로써 공정 시간이 증가하여 생산성이 저하된다는 문제도 있었다.
이에, 본 발명자는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 블레이드를 일 방향으로 주회 구동시켜 절단할 때에, 숫돌의 날을 세우는 방향이 균형 좋게 맞춰진다면 블레이드의 선단 흔들림도 작아져 정밀도 좋게 절단할 수 있지만, 예를 들면, 숫돌의 자정(自淨) 작용에 의해 숫돌이 빠지거나 하여 숫돌의 날을 세우는 방향의 균형이 깨졌을 때에 블레이드의 선단 흔들림이 커져, 종래의 드레싱이나 투어링으로는 이 숫돌의 날을 세우는 방향의 균형을 복구시키는 것이 곤란한 경우가 있다는 것을 알았다.
또한, 본 발명자는, 예의 검토를 거듭한 결과, 잉곳의 절단시, 종래에 일 방향으로만 주회 구동시켰던 것을, 블레이드의 주회 구동의 방향을 역전하여 블레이드의 숫돌부와 잉곳의 닿는 방향을 변경함으로써, 숫돌의 날을 세우는 방향의 균형을 복원할 수 있다는 것을 깨달았다. 그리고, 그 블레이드의 주회 구동 방향의 연전 전후로, 블레이드 칼끝에 발생하는 흔들림의 방향이 반대쪽을 향하게 되므로 블레이드의 선단 흔들림을 수정할 수 있어, 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있다는 것을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
도 1(A)는, 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치의 일 예를 나타내는 개략도이다. 도 1(B)는 그 상면 개략도이다.
도 1(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치(1)는, 절단 시에 잉곳(4)을 재치하기 위한 절단 테이블(5), 잉곳(4)을 절단하기 위한 블레이드(2), 블레이드(2)를 설치하여 주회 구동하기 위한 풀리(3, 3') 등을 구비하고 있다.
또, 블레이드(2)는 엔드리스 벨트 형상으로 되어 있으며, 도 2에 나타내는 바와 같이, 얇은 블레이드 코어(7)의 단부에 다이아몬드의 숫돌을 호착하여 이루어지는 블레이드 숫돌부(6)로 구성되어 있다.
여기서, 블레이드 숫돌부(6)의 입도는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 120번~220번으로 할 수 있다. 또한, 숫돌의 형상은, 반원 형상으로 하던지 직사각형으로 할 수 있다. 숫돌이 이처럼 좌우 대칭의 형상이라면, 블레이드(2)의 주회 구동 방향의 변경이 잉곳(4)의 절단면에 영향을 주지 않는 것으로 할 수 있다.
또한, 풀리(3, 3')는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되어 있다. 그리고, 블레이드(2)가 풀리(3, 3') 사이에 설치되어 있고, 풀리(3, 3')가 회전함으로써 블레이드(2)를 주회 구동시킬 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 풀리(3, 3')는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하기 때문에, 블레이드(2)를 주회 구동시키는 방향을 변경할 수 있게 되어 있다. 또한, 풀리(3, 3')에는 회전방향을 변경할 때에 느슨해지는 것을 막는 고정 볼트를 마련하는 것이 바람직하다.
여기서, 2개의 풀리(3, 3') 중 회전 구동이 가능한 풀리를 어느 하나로 하여 1축 구동으로 할 수도 있고, 양쪽으로 하여 2축 구동으로 할 수도 있다.
또, 여기서, 특히 한정되는 것은 아니지만, 블레이드(2)를 풀리(3, 3') 사이에서 끌어올리는 장력을 1t 이상으로 할 수 있다. 이처럼 풀리(3, 3') 사이에서 끌어올리는 장력을 1t 이상으로 한다면, 1축 구동인 경우에도, 블레이드(2)의 주회 구동의 방향에 관계없이 회전 중에 블레이드(2)에 흔들림이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 절단 중인 블레이드(2)의 진동을 억제하기 위하여, 한 쌍의 정압 패드(9)를 블레이드(2)를 통과시키도록 소정의 간격을 두고 대향하여 배치하게끔 할 수 있다.
또한, 블레이드(2)에 대하여 블레이드 숫돌부(6)의 막힘이나 가공열을 제거하기 위하여 공급하는 쿨런트를 분사하는 쿨런트 분사구(8)를 갖고 있다.
도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 쿨런트 분사구(8)는 잉곳(4)을 끼워 블레이드(2)의 진행 방향 전후에 배치할 수 있다. 그리고, 블레이드(2)의 진행 방향의 잉곳에 대하여 앞측에 배치한 쿨런트 분사구(8)로부터 쿨런트를 분사함으로써, 쿨런트가 비산하는 것을 억제할 수 있다.
여기서, 쿨런트 분사구(8)는 노즐에 마련하게 할 수도 있고, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 정압 패드(9)의 블레이드(2)측 면에 쿨런트 분사구(8)를 배치시켜 구성하도록 할 수도 있다. 이와 같이 정압 패드(9)의 블레이드(2)측 면에 쿨런트 분사구(8)를 배치시키는 구성으로 함에 따라 잉곳(4)의 절단 중에 쿨런트 분사구(8)로부터 쿨런트를 블레이드(2)를 향하게 하여 분사하여 블레이드 숫돌부(6)의 막힘이나 가공열을 제거하면서 블레이드(2)의 진동을 억제할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치(1)는, 풀리(3, 3')의 회전에 의해 주회 구동되는 블레이드(2)를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 블레이드 숫돌부(6)와 잉곳(4)을 닿게 하여 잉곳(4)을 절단해 가고, 그 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 풀리(3, 3')의 회전방향을 역전함으로써 블레이드(2)의 주회 구동하는 방향을 변경하고, 동일한 방법을 이용하여 잉곳(4)을 절단할 수 있게 되어 있다.
도 3(A) 및 (B)는 도 2에 나타내는 원으로 둘러싸인 숫돌 부근을 확대한 것으로, 잉곳(4)의 절단 중 블레이드(2)의 주회 구동의 방향에 대한 블레이드 숫돌부(6)와 잉곳(4)이 닿는 방향을 나타낸 개략 설명도이다. 도 3(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 블레이드(2)의 주회 구동 방향에 대하여, 블레이드 숫돌부(6)와 잉곳(4)이 닿는 방향이 변한다.
또한, 도 3(A)에 나타내는 바와 같이, 일 방향으로 블레이드(2)를 주회 구동시켜 잉곳(4)을 절단하고, 절단이 진행되는, 혹은 블록 절단을 반복적으로 행하면 숫돌부(6)가 마모되거나, 절단 분말이 퇴적하거나 하여 절단 저항이 증대되어, 어느 한쪽 방향으로 블레이드(2)의 선단 흔들림이 발생한다.
본 발명의 띠톱 절단 장치에서는, 블레이드(2)의 주회 구동하는 방향을, 예를 들면, 도 3(A)에 나타내는 방향으로부터 도 3(B)에 나타내는 방향으로 변경하여 잉곳(4)을 절단함으로써, 블레이드 숫돌부(6)와 잉곳(4)이 닿는 방향이 변하고, 도 3(B)의 절단 시에는 블레이드(2)의 선단 흔들림의 방향이 도 3(A)에서 절단할 때의 방향과 반대 방향이 된다. 즉, 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량이 증가해 가는 것을 억제할 수 있으며, 그 결과, 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제하여 안정시킬 수 있도록 되어 있다.
이 결과, 잉곳(4)의 절단 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드(2)의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 블레이드 숫돌부(6)의 마모 등에 의해 끊김이 악화된 숫돌은 자정 작용에 의해 빠짐으로써 절단 능력이 회복되고, 블레이드(2)의 선단 흔들림은 상기와 같이 본 발명에 의해 억제되므로, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 때, 도 1(B)에 나타내는 바와 같이, 블레이드(2)의 변위량을 측정하기 위한 변위 센서(10)를 마련할 수 있다. 그리고, 변위 센서(10)에 의해 잉곳(4)의 절단 중인 블레이드(2)의 변위량을 측정하고, 그 측정한 변위량에 따라 블레이드(2)의 주회 구동하는 방향을 변경하도록 할 수 있다.
예를 들면, 측정한 블레이드(2)의 변위량이 소정의 값 이상이 된 경우, 그 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 블레이드(2)의 주회 구동하는 방향을 변경하도록 할 수 있다.
그리고, 이와 같은 제어를 미리 프로그래밍화한 제어 장치와, 풀리축에 서보모터를 마련하여 자동화하도록 할 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 블레이드(2)의 변위량이 커짐에 따라 발생하는 절단 불량을 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 잉곳(4)의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 보다 효과적으로 낮게 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 블레이드(2)의 수명의 향상, 생산성 향상의 효과를 나타낼 수 있다.
여기서, 블레이드(2)의 주회 구동의 방향을 변경할 때의 블레이드(2)의 변위량의 소정 값은, 예를 들면 100㎛로 할 수 있다.
또, 이 때, 블레이드(2)는 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것이 바람직하다.
이와 같이, 블레이드(2)의 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 경우라면, 박형화된 블레이드(2)를 사용하여 제품 수율을 향상시키는 효과를 나타내면서 박형화되었으므로 선단 흔들림이 더 쉽게 발생하게 된다는 점에 대해서는, 본 발명에 따라 블레이드(2)의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드(2)의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명은 두께가 얇은 블레이드인 경우에 보다 적합하게 사용할 수 있다.
다음에, 본 발명에 관한 잉곳의 절단 방법에 대하여 설명한다.
여기에서는, 도 1(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같은 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치를 사용한 경우에 대하여 설명한다.
우선, 절단할 잉곳(4)을 절단 테이블(5)에 수평으로 재치한다. 그리고, 잉곳(4)의 절단할 위치를 블레이드(2)의 위치에 맞추도록 잉곳(4)의 재치 위치를 조정한다.
그 후, 풀리(3, 3')를 회전시켜 블레이드(2)를 일 방향으로 주회 구동시키고, 이 블레이드(2)를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 잉곳(4)을 절단해 간다. 이 경우, 블레이드(2)를 위에서 아래로 내보낼 수도 있고, 잉곳(4)을 아래에서 위로 내보낼 수도 있다.
그리고, 임의의 시점에서 블레이드를 주회 구동하는 방향을 역전시켜 잉곳을 절단한다.
이와 같이, 블레이드(2)를 일 방향으로 주회 구동시켜 잉곳(4)을 절단하고, 블레이드(2)를 주회 구동하는 방향을 상기 방향과는 반대 방향으로 변경하여 잉곳(4)을 절단한다면, 블레이드(2)의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드(2)의 선단 흔들림 방향을 바꾸어 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있다. 이에 따라, 잉곳(4)의 절단 정밀도를 안정적으로 유지할 수 있어, 블레이드(2)의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다.
이 때, 블레이드(2)를 주회 구동하는 방향을 변경하는 타이밍은, 잉곳(4)의 절단 중에 블레이드(2)의 변위량을 측정하고, 이 측정된 변위량에 따라 결정하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 측정한 블레이드(2)의 변위량이 소정의 값 이상이 된 경우, 그 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 블레이드(2)의 주회 구동하는 방향을 변경하도록 할 수 있다.
그리고, 이와 같은 제어를 미리 프로그래밍해 둠으로써 공정을 자동화할 수도 있다.
이와 같이, 블레이드(2)를 주회 구동하는 방향을 변경하는 타이밍은, 잉곳(4)의 절단 중에 블레이드(2)의 변위량을 측정하고, 이 측정된 변위량에 따라 결정한다면, 블레이드(2)의 변위량이 커짐에 따라 발생하는 절단 불량을 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 잉곳(4)의 품질을 안정적으로 유지할 수 있다. 또한, 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 보다 효과적으로 낮게 억제할 수 있으며, 보다 확실하게 블레이드(2)의 수명의 향상, 생산성 향상의 효과를 나타낼 수 있다.
여기서, 블레이드(2)의 주회 구동의 방향을 변경할 때의 블레이드(2)의 변위량의 소정 값은, 예를 들면 100㎛로 할 수 있다. 블레이드(2)의 주회 구동 방향을 변경하는 타이밍은, 상기 블레이드(2)의 변위량에 의해 결정하는 경우에 한정되지 않는다. 절단 횟수, 운전 시간, 절단 저항, 그 밖의 요소를 이용하여 변경하도록 할 수도 있다.
또, 이 때에는, 블레이드(2)로서 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 블레이드(2)로서 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 사용한다면, 박형화된 블레이드(2)를 이용하여 제품 수율을 향상시키는 효과를 나타내면서, 박형화에 따라 선단 흔들림이 발생하기 쉬워진 것이어도, 본 발명에 따라 블레이드(2)의 주회 구동 방향의 변경 전후로 블레이드(2)의 선단 흔들림의 방향이 변하여 블레이드(2)의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있는 효과를 보다 확실하게 나타낼 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
도 1에 나타내는 바와 같은 본 발명에 관한 띠톱 절단 장치를 이용하여 본 발명에 관한 잉곳의 절단 방법에 따라 잉곳의 블록 절단을 반복적으로 행하여, 블레이드의 변위량을 와전류 센서로 측정하고, 그 측정한 변위량이 100㎛ 이상이 되었을 때의 절단 완료 후, 다음의 절단 전에 블레이드를 주회 구동시키는 방향을 변경하여 절단을 반복하고, 이어서, 블레이드의 변위량이 100㎛ 이상이 될 때까지의 절단 횟수를 평가하였다. 또한, 이들을 반복적으로 실시하여, 블레이드의 변위량이 200㎛가 된 시점을 블레이드의 수명으로 하고, 그 때의 절단 횟수를 평가하였다.
여기서, 사용된 블레이드의 코어의 두께는 0.3㎜으로 하였고, 1개의 풀리가 회전 구동하는 1축 구동의 구성으로 하였다. 또한, 블레이드를 풀리에 설치한 장력은 1.4t으로 하였다.
그 결과, 블레이드의 변위량이 100㎛ 이상이 될 때까지의 절단 횟수는 평균 약 100회로, 후술하는 비교예의 평균 20회와 비교했을 때 개선되었음을 알 수 있었다.
상기한 점으로부터, 본 발명의 띠톱 절단 장치, 및 절단 방법은 블레이드의 선단 흔들림의 변위량을 낮게 억제할 수 있으며, 드레싱하는 빈도를 저감시킬 수 있으며, 생산성을 향상시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 블레이드의 변위량이 100㎛ 이상이 된 후에 블레이드를 주회 구동시키는 방향을 변경하여 잉곳을 절단한 후의 블레이드의 변위량은 10㎛이었으며, 변위의 방향은 마이너스 방향이었다.
도 4는, 이 때의 블레이드 변위량의 변화를 나타낸 도면이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 절단 횟수가 116회째일 때의 변위량이 100㎛ 이상이 되었으므로, 블레이드를 주회 구동시키는 방향을 변경하고(도 4의 A점), 그 후의 절단에서의 블레이드의 변위는 마이너스 방향, 즉, 지금까지와는 반대 방향으로 변위하고 있으며, 그 변위량도 10㎛으로 낮게 억제되고 있다는 것을 알았다.
또한, 도 5에 블레이드 수명의 결과를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 후술하는 비교예의 결과와 비교할 때 절단 횟수가 많다는 것을 알 수 있다. 그리고, 절단 횟수의 평균값은 비교예의 평균값과 비교할 때 1.4배임을 알 수 있다. 상기와 같은 점으로부터, 본 발명의 띠톱 절단 장치, 및 절단 방법은 블레이드의 수명을 향상시킬 수 있다는 것이 확인되었다.
(비교예)
도 6에 나타내는 바와 같은 종래의 블레이드를 일 방향으로만 주회 구동시키는 띠톱 절단 장치를 이용하여, 블레이드의 변위량이 100㎛ 이상이 되었을 때에 작업자에 의해 블레이드의 드레싱 및 투어링를 실시한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 조건으로 잉곳을 절단하고, 실시예와 동일한 평가를 실시하였다.
그 결과, 블레이드의 변위량이 100㎛ 이상이 될 때까지의 절단 횟수는 평균 20회로, 실시예의 결과와 비교했을 때 나빠졌음을 알 수 있다.
또, 도 5에 블레이드 수명의 결과를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 실시예의 결과와 비교할 때 절단 횟수가 적어 블레이드의 수명이 짧다는 것을 알 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기한 실시 형태는 예시일 뿐으로, 본 발명의 특허청구 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지며, 동일한 작용 효과를 나타내는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 절단 테이블에 잉곳을 수평으로 재치하고, 블레이드 숫돌부와 블레이드 코어로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드를 풀리 사이에 설치하고, 상기 풀리를 회전시켜 상기 블레이드를 주회 구동하고, 상기 블레이드에 대하여 쿨런트를 분사하면서 상기 블레이드를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 상기 잉곳을 절단하는 잉곳의 절단 방법으로서, 상기 블레이드를 일 방향으로 주회 구동시켜 상기 잉곳을 절단하고, 이 절단이 완료된 후, 다음 절단이 개시되기 전에 상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 상기 방향과는 반대 방향으로 변경하여 상기 잉곳을 절단하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드를 주회 구동하는 방향을 변경하는 타이밍은, 상기 잉곳의 절단 중에 상기 블레이드의 변위량을 측정하고, 이 측정된 변위량에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 블레이드로서 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단 방법.
  4. 절단 테이블에 잉곳이 수평으로 재치되고, 블레이드 숫돌부와 블레이드 코어로 구성되는 엔드리스 벨트 형상의 블레이드가 풀리 사이에 설치되고, 상기 블레이드에 대하여 쿨런트를 분사하는 쿨런트 분사구를 가지며, 상기 풀리의 회전에 의해 주회 구동되는 상기 블레이드를 상대적으로 위쪽에서 아래쪽으로 내보냄으로써 상기 잉곳을 절단하는 띠톱 절단 장치로서, 상기 풀리는 그 축 주위에 양 방향으로 회전 가능하게 구성되고, 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하여 상기 잉곳을 절단할 수 있는 것을 특징으로 하는 띠톱 절단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    추가로, 상기 블레이드의 변위량을 측정하는 변위 센서를 가지며, 상기 변위 센서에 의해 측정한 상기 잉곳의 절단 중인 상기 블레이드의 변위량에 따라 상기 블레이드의 주회 구동하는 방향을 변경하는 것인 것을 특징으로 하는 띠톱 절단 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 블레이드는 코어 두께가 0.1~0.5㎜인 것을 특징으로 하는 띠톱 절단 장치.
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