KR20160150010A

KR20160150010A - 멀티 와이어 소

Info

Publication number: KR20160150010A
Application number: KR1020160070164A
Authority: KR
Inventors: 마사유키 마츠바라; 마사아키 스즈키; 세이키 후치야마
Original assignee: 가부시기가이샤 디스코
Priority date: 2015-06-18
Filing date: 2016-06-07
Publication date: 2016-12-28
Also published as: US20160368069A1; KR102418414B1; JP2017007004A; CN106256470A; JP6588247B2

Abstract

(과제) 조정 롤러로 와이어의 장력을 조정할 수 있고, 또한, 조정 롤러와 와이어가 서로 미치는 악영향을 작게 할 수 있는 멀티 와이어 소를 제공한다.
(해결 수단) 와이어와, 가이드 롤러군과, 가이드 롤러군에 감아 걸어지는 와이어의 장력을 조정하는 조정 수단과, 가이드 롤러군에 감아 걸어진 와이어에 의해 절단되는 피가공물을 고정시키는 고정 기대와, 고정된 피가공물을 와이어에 절입하는 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비하는 멀티 와이어 소로서, 조정 수단은, 와이어가 감아 걸어지는 조정 롤러와, 조정 롤러의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어 수단과, 감아 걸어진 와이어를 조정 롤러에 공급하는 공급 롤러를 구비하고, 공급 롤러는, 회전축 방향에 있어서의 와이어의 위치를 적절히 변경하고, 조정 롤러에 감아 걸어지는 와이어의 위치가 고정되는 것을 방지하는 와이어 이동 수단을 구비한다.

Description

멀티 와이어 소{MULTI-WIRE SAW}

본 발명은 멀티 와이어 소에 관한 것이다.

원주상 잉곳으로부터 웨이퍼를 잘라 내는 경우 등에 있어서의 절단 수단으로서, 지립을 사용한 멀티 와이어 소가 알려져 있다 (특허문헌 1). 또, 와이어 소를 사용하여 방전 가공을 실시하는 멀티 와이어 방전 가공 장치도 있다 (특허문헌 2).

일본 공개특허공보 평9-94755호 일본 공개특허공보 2011-140088호

멀티 와이어 소는, 안내하는 와이어의 장력을 조정하는 조정 롤러를 구비하고 있는 것이 있다. 조정 롤러는, 와이어의 장력을 조정하기 위해, 와이어와 강한 힘으로 접촉한다. 그 때문에, 와이어와 조정 롤러가 서로 악영향을 미칠 우려가 있다.

그래서, 본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 조정 롤러와 와이어가 서로 미치는 악영향을 작게 할 수 있는 멀티 와이어 소를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 서술한 과제를 해결하고 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 와이어와, 서로 평행한 회전축을 구비하고 와이어가 복수 회 감아 걸어지는 가이드 롤러군과, 그 가이드 롤러군에 감아 걸어지는 와이어의 장력을 조정하는 조정 수단과, 그 가이드 롤러군에 감아 걸어진 와이어에 의해 절단되는 피가공물을 고정시키는 고정 기대 (基臺) 와, 고정된 피가공물을 와이어에 절입하는 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비하는 멀티 와이어 소로서, 그 조정 수단은, 와이어가 감아 걸어지는 조정 롤러와, 그 조정 롤러의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어 수단과, 감아 걸어진 와이어를 그 조정 롤러에 공급하는 공급 롤러를 구비하고, 그 공급 롤러는, 회전축 방향에 있어서의 와이어의 위치를 적절히 변경하고, 그 조정 롤러에 감아 걸어지는 와이어의 위치가 고정되는 것을 방지하는 와이어 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또, 그 와이어 이동 수단은, 그 공급 롤러에 형성되는 와이어를 안내하는 가이드 홈이고, 그 가이드 홈의 적어도 일부는 그 공급 롤러의 회전축 방향에 대해 비스듬하게 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 멀티 와이어 소에서는, 조정 롤러의 회전축 방향에 있어서, 조정 롤러에 접촉하는 와이어의 위치를 이동시킬 수 있다. 이로써, 조정 롤러의 일부에 와이어가 계속 접촉하여 부하가 집중되는 것을 억제할 수 있고, 조정 롤러와 와이어가 서로 미치는 악영향을 작게 할 수 있다.

도 1 은, 멀티 와이어 방전 가공 장치의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 2 는, 멀티 와이어 방전 가공 장치의 피가공물의 주변을 확대하여 나타내는 개략 사시도이다.
도 3 은, 장력 조정 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4 는, 장력 조정 유닛의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5 는, 변형예의 장력 조정 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6 은, 변형예의 장력 조정 유닛의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태 (실시형태) 에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 또한, 이하에 기재한 구성은 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 실시할 수 있다.

[실시형태]

실시형태에 관련된 멀티 와이어 방전 가공 장치의 구성예에 대해 설명한다. 도 1 은, 멀티 와이어 방전 가공 장치의 구성예를 나타내는 개략도이다. 도 2 는, 멀티 와이어 방전 가공 장치의 피가공물의 주변을 확대하여 나타내는 개략 사시도이다. 멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 와이어 (R) 에 의해 잉곳 (I) 을 방전 가공하는 것으로, 조출 보빈 (20), 권취 보빈 (21), 가이드 롤러부 (가이드 롤러군) (30), 장력 조정 유닛 (80) 및 장력 조정 유닛 (90) 을 구비하고 있다.

조출 보빈 (20) 에는, 미사용 와이어 (R) 가 일정량 권회되어 있다. 와이어 (R) 는 절단면이 원형으로 형성되고, 심부와, 심부의 둘레면을 피복하는 피복부로 구성되어 있다. 심부는, 고순도의 강으로, 예를 들어 피아노선이다. 피복부는, 황동이나 텅스텐, 몰리브덴 등의 심부보다 방전되기 쉬운 전기 저항이 낮은 재료로 형성되어 있다. 와이어 (R) 의 직경은, 예를 들어, 100 ㎛ ∼ 140 ㎛ 정도이다. 물론, 와이어 (R) 의 직경은 100 ㎛ ∼ 140 ㎛ 에 한정되지 않고, 예를 들어 100 ㎛ ∼ 200 ㎛ 여도 된다. 또, 와이어 (R) 는, 고순도의 강인 심부와, 황동이나 텅스텐, 몰리브덴 등의 피복부로 구성되어도 되고, 황동만으로 형성되어도 된다. 또, 와이어 (R) 는, 그 절단면이 원형인 예를 설명했지만, 원형 이외여도 된다. 예를 들어, 와이어 (R) 는, 그 절단면이 타원형이나 다각형이어도 된다.

조출 보빈 (20) 은, 가이드 롤러부 (30) 를 향하여 와이어 (R) 를 조출한다. 장력 조정 유닛 (80) 은, 조출 보빈 (20) 과 가이드 롤러부 (30) 사이에 배치되어, 와이어 (R) 가 감아 걸어져 있다. 장력 조정 유닛 (80) 에 대해서는, 후술한다. 가이드 롤러부 (30) 는, 조출 보빈 (20) 의 근방에 배치 형성되고, 조출 보빈 (20) 에서 조출된 와이어 (R) 를 안내한다. 가이드 롤러부 (30) 는, 복수의 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 로 구성되어 있다. 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 는 원주상으로 형성되고, 와이어 (R) 가 주행하는 방향으로 간격을 두고 배치 형성되어 있다.

가이드 롤러 (30a, 30b) 는, 조출 보빈 (20) 의 근방에 배치 형성되고, 조출 보빈 (20) 에 의해 조출되어, 장력 조정 유닛 (80) 을 통과한 와이어 (R) 를 감아 걸어 와이어 (R) 를 가이드 롤러 (30c ∼ 30i) 를 향하여 송출한다.

가이드 롤러 (30c ∼ 30i) 는, 병렬 와이어부 (310) 를 구성하고, 와이어 (R) 를 환상으로 지지하도록 배치 형성되어 있다. 예를 들어, 병렬 와이어부 (310) 의 가이드 롤러 (30c, 30d, 30e, 30g, 30h, 30i) 는, 환상의 와이어 (R) 를 내측으로부터 지지하고, 가이드 롤러 (30f) 는, 환상으로 구성된 병렬 와이어부 (310) 의 와이어 (R) 에 대해 외측으로부터 지지하도록 배치 형성되어 있다. 병렬 와이어부 (310) 는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 가이드 롤러 (30a, 30b) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 축 방향 (Y 축 방향) 으로 일정한 간격을 두고 복수 회 감아 건다. 병렬 와이어부 (310) 의 와이어 (R) 는, 예를 들어, 축 방향으로 0.5 ㎜ ∼ 수 ㎜ 정도의 간격을 두고 가이드 롤러 (30c ∼ 30i) 에 8 번 감아 걸어져 있다.

여기서, Y 축 방향은, 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 의 축 방향이다. X 축 방향은, Y 축 방향과 수평면 상에서 직교하는 방향이다. Z 축 방향은, X 축 방향 및 Y 축 방향에 직교하는 방향, 본 실시형태에서는 연직 방향이다.

병렬 와이어부 (310) 에 있어서, 가이드 롤러 (30c) 는, 가이드 롤러 (30b) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30d) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30d) 는, 가이드 롤러 (30c) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30e) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30e) 는, 가이드 롤러 (30d) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30f) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30f) 는, 가이드 롤러 (30e) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30g) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30g) 는, 가이드 롤러 (30f) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30h) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30h) 는, 가이드 롤러 (30g) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30i) 에 송출한다. 가이드 롤러 (30i) 는, 가이드 롤러 (30h) 에 의해 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 가이드 롤러 (30c) 에 송출한다. 이것으로, 병렬 와이어부 (310) 를 구성하는 가이드 롤러 (30c ∼ 30i) 에 1 번 감아 걸어진 것이 된다. 와이어 (R) 는, 축 방향으로 0.5 ㎜ ∼ 수 ㎜ 정도의 간격을 두고 병렬 와이어부 (310) 의 가이드 롤러 (30c ∼ 30i) 에 나머지 7 번 감아 걸어진다. 병렬 와이어부 (310) 는, 8 번 감아 걸어진 마지막 와이어 (R) 를 가이드 롤러 (30j) 에 송출한다.

가이드 롤러 (30j) 는, 권취 보빈 (21) 의 근방에 배치 형성되고, 병렬 와이어부 (310) 로부터 송출된 와이어 (R) 를 감아 걸어 권취 보빈 (21) 에 송출한다. 권취 보빈 (21) 은, 가이드 롤러 (30j) 로부터 송출된 사용이 완료된 와이어 (R) 를 권취하여 회수한다. 장력 조정 유닛 (90) 은, 가이드 롤러부 (30) 와 권취 보빈 (21) 사이에 배치되어, 와이어 (R) 가 감어 걸어져 있다. 장력 조정 유닛 (90) 에 대해서는 후술한다.

또한, 조출 보빈 (20), 권취 보빈 (21) 및 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 는, 도시되지 않은 모터에 의해 회전 구동된다. 모든 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 를 모터 구동으로 할 필요는 없고, 예를 들어, 병렬 와이어부 (310) 를 구성하지 않는 가이드 롤러 (30a, 30b, 30j) 를 종동 롤러로 해도 된다. 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 에 감아 걸어진 와이어 (R) 가 주행하는 속도는 0.5 m/sec ∼ 1 m/sec 정도이다.

병렬 와이어부 (310) 의 와이어 (R) 는, 1 쌍의 가이드 롤러 (30g, 30h) 에 의해 Z 축 방향을 따라 일정한 텐션을 가지며 팽팽하게 설치되어 있다. 가이드 롤러 (30g, 30h) 에 의해 팽팽하게 설치된 와이어 (R) 는, 잉곳 (I) 을 웨이퍼에 슬라이스하는 절단 와이어부 (320) 를 구성한다. 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 는, Z 축 방향을 따라 상방으로 주행한다.

잉곳 (I) 은 원주 형상으로, 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 의 간격으로 원판상으로 슬라이스된다. 잉곳 (I) 은 도전성이 있는 재료로, SiC, 단결정 다이아몬드, 실리콘, GaN (질화갈륨) 등으로 형성된다.

절단 와이어부 (320) 의 근방에는, 잉곳 (I) 을 지지하는 지지 기구 (40) 가 형성되어 있다. 지지 기구 (40) 는 기대부 (41) 와, 지지 기둥 (42) 과, 구동 수단 (43) 을 구비하고 있다. 기대부 (41) 는, 잉곳 (I) 을 고정시키는 것이다. 기대부 (41) 는 기대 (41a) 와, 기대 (41a) 에 고정된 판상의 서브 스트레이트 (41b) 를 구비하고 있다. 서브 스트레이트 (41b) 의 전면 (41c) 에는, 잉곳 (I) 의 둘레면 (Ia) 이 도전성 접착제 (B) 에 의해 접착되어 고정된다. 잉곳 (I) 은, 그 단면 (Ie) 이 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 가 주행하는 Z 축 방향과 대략 평행이 되도록 기대부 (41) 의 서브 스트레이트 (41b) 에 고정된다.

지지 기둥 (42) 은 봉상으로 형성되어 있고, Z 축 방향으로 세워 형성되어 있다. 지지 기둥 (42) 은 일단에 기대부 (41) 가 고정되고, 타단에 구동 수단 (43) 이 고정되어 있다. 구동 수단 (43) 은, 잉곳 (I) 과 와이어 (R) 를 X 축 방향으로 상대 이동시키는 것이다. 예를 들어, 구동 수단 (43) 은, X 축 방향을 따라 연장되는 도시되지 않은 볼 나사와, 펄스 모터 등으로 구성되는 구동원을 갖는다. 구동 수단 (43) 은, 볼 나사의 너트에 고정된 지지 기둥 (42) 을 X 축 방향을 따라 이동시키고, 지지 기둥 (42) 에 고정된 기대부 (41) 의 잉곳 (I) 을 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 에 절입시킨다.

멀티 와이어 방전 가공은, 유전체인 물이나 기름 등의 가공액 (F) 중에서 실시된다. 절단 와이어부 (320) 는, 가공액 (F) 이 저류된 가공조 (50) 내에 침지되어 있다. 가공조 (50) 내에서, 가공액 (F) 에 침지된 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 가 잉곳 (I) 을 가공한다.

가공조 (50) 는, 상면에 개구부 (53) 를 가지고 있다. 기대부 (41) 는, 개구부 (53) 로부터 가공조 (50) 의 내부에 삽입된다. 기대부 (41) 는, 가공조 (50) 에 대해 X 축 방향으로 왕복 이동이 가능해진다. 가이드 롤러 (30f) 에 의해 송출된 와이어 (R) 는, 개구부 (53) 로부터 가공조 (50) 의 내부에 진입한다. 가공조 (50) 의 내부에 진입한 와이어 (R) 는, 가공조 (50) 내에 배치 형성된 가이드 롤러 (30g) 에 의해 개구부 (53) 로부터 가공조 (50) 의 외부로 송출된다.

멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 와이어 (R) 와 잉곳 (I) 에 급전하는 급전 기구 (60) 를 구비하고 있다. 급전 기구 (60) 는, 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 과, 와이어용 전극 (62) 과, 도시되지 않은 기대용 전극을 구비하고 있다.

고주파 펄스 전원 유닛 (61) 은 와이어 (R) 와, 기대부 (41) 에 고정된 잉곳 (I) 에 고주파 펄스 전력을 공급한다. 예를 들어, 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 은, 고주파 펄스 전력의 전압을 조정하는 전압 조정 수단 (61a) 과, 고주파 펄스 전력의 주파수를 소정의 주파수로 조정하는 펄스 조정 수단 (61b) 을 구비하고 있다. 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 은 와이어용 전극 (62) 에 접속되고, 와이어용 전극 (62) 을 개재하여 고주파 펄스 전력을 와이어 (R) 에 공급한다. 와이어용 전극 (62) 은 봉상으로 형성되고, 가이드 롤러 (30h) 와 가이드 롤러 (30i) 사이에 팽팽하게 설치되는 와이어 (R) 에 맞닿아져 있다. 또, 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 은, 기대부 (41) 에 고정되는 기대용 전극에 접속되고, 기대부 (41) 를 개재하여 고주파 펄스 전력을 잉곳 (I) 에 공급한다.

고주파 펄스 전원 유닛 (61) 으로부터 고주파 펄스 전력을 공급하고, 와이어 (R) 와 잉곳 (I) 의 극간에 전압을 인가하면, 와이어 (R) 는, 정면에 배치된 잉곳 (I) 에 대해 방전을 실시한다. 예를 들어, 가공액 (F) 중에서 절연 상태에 있는 잉곳 (I) 과 와이어 (R) 의 간격이 수십 ㎛ 정도까지 가까워지면, 양자의 절연이 파괴되어 방전이 발생한다. 이 방전에 의해 잉곳 (I) 이 가열되어 용융되고, 또한 액체의 온도가 급격하게 상승함으로써 액체가 기화되어, 체적 팽창에 의해 용융 지점을 비산시킨다. 이와 같이, 와이어 (R) 와 잉곳 (I) 의 극간에 전압을 인가함으로써, 잉곳 (I) 을 용융시킴과 함께 비산시키는 처리를 단속적으로 실시하여 잉곳 (I) 의 방전 가공을 실시한다.

멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 조출 보빈 (20), 권취 보빈 (21), 가이드 롤러 (30a ∼ 30j), 구동 수단 (43) 및 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 을 제어하는 제어 수단 (70) 을 구비하고 있다. 제어 수단 (70) 은, 조출 보빈 (20), 권취 보빈 (21) 및 가이드 롤러 (30a ∼ 30j) 에 모터 구동 신호를 출력하고, 와이어 (R) 의 조출이나 권취, 와이어 (R) 를 안내하도록 제어한다. 또, 제어 수단 (70) 은, 구동 수단 (43) 에 모터 구동 신호를 출력하여 잉곳 (I) 을 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 에 절입시키도록 제어한다. 또, 제어 수단 (70) 은, 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 에 제어 신호를 출력하여 고주파 펄스 전력의 출력 시간 등을 제어한다.

다음으로, 장력 조정 유닛 (80, 90) 에 대해 설명한다. 도 3 은, 장력 조정 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 4 는, 장력 조정 유닛의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 또한, 도 3 및 도 4 는, 일부의 가이드 롤러를 생략하고 있다.

장력 조정 유닛 (80) 은, 조출 보빈 (20) 과 가이드 롤러 (30a) 사이에 배치되어 있다. 장력 조정 유닛 (80) 은, 공급 롤러 유닛 (81) 과 조정 롤러 유닛 (82) 을 갖는다. 장력 조정 유닛 (80) 은, 와이어 (R) 의 이동 방향의 상류로부터 공급 롤러 유닛 (81), 조정 롤러 유닛 (82) 의 순서로 배치되어 있다.

공급 롤러 유닛 (81) 은, 조출 보빈 (20) 으로부터 조출된 와이어 (R) 를 조정 롤러 유닛 (82) 에 공급한다. 공급 롤러 유닛 (81) 은, 회전축 (81a) 과, 공급 롤러 (81b) 를 갖는다. 회전축 (81a) 은, 케이싱 등에 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 지지되어 있다. 공급 롤러 (81b) 는 와이어 (R) 가 감아 걸어진다. 공급 롤러 (81b) 는 회전축 (81a) 에 고정되고, 회전축 (81a) 둘레로 회전한다. 이로써 공급 롤러 (81b) 는, 감아 걸어져 있는 와이어 (R) 의 이동에 종동하여 회전한다. 공급 롤러 (81b) 는, 와이어 (R) 와 접촉하는 외주면에 회전 방향을 따라 가이드 홈 (81c) 이 형성되어 있다. 가이드 홈 (81c) 은, 외주면의 전체 둘레에 형성되어, 연결된 1 개의 링으로 되어 있다. 가이드 홈 (81c) 은, 회전 방향을 따라 이동하면, 회전축 (81a) 방향의 위치가 변화한다. 요컨대, 가이드 홈 (81c) 은, 공급 롤러 (81b) 의 회전축 방향에 대해 비스듬하게 형성되어 있다. 구체적으로는, 회전축 (81a) 의 축 방향에 있어서, 가이드 홈 (81c) 의 일방의 단부와 타방의 단부가 거리 d 만큼 떨어져 있다. 거리 d 는, 6 ㎜ 가 예시된다. 가이드 홈 (81c) 은, 일부에 회전축 (81a) 방향과 직교하는 부분이 있어도 된다.

조정 롤러 유닛 (82) 은, 조정 롤러 (82a) 와 회전 속도 제어 수단 (82b) 을 갖는다. 조정 롤러 (82a) 는, 표면에 미끄럼 방지 수단 (82c) 이 형성되어 있다. 미끄럼 방지 수단 (82c) 은, 와이어 (R) 와의 힘을 향상시키는 부재로, 마찰 저항이 높은 재료, 예를 들어 실리콘 수지로 형성되어 있다. 회전 속도 제어 수단 (82b) 은, 조정 롤러 (82a) 에 연결되어 있고, 조정 롤러 (82a) 의 회전 속도를 제어한다.

장력 조정 유닛 (90) 은, 가이드 롤러 (30j) 와 권취 보빈 (21) 사이에 배치되어 있다. 장력 조정 유닛 (90) 은, 공급 롤러 유닛 (91) 과 조정 롤러 유닛 (92) 과 종동 롤러 (93) 를 갖는다. 장력 조정 유닛 (90) 은, 와이어 (R) 의 이동 방향의 상류로부터 공급 롤러 유닛 (91), 조정 롤러 유닛 (92), 종동 롤러 (93) 의 순서로 배치되어 있다. 공급 롤러 유닛 (91), 조정 롤러 유닛 (92) 은, 공급 롤러 유닛 (81), 조정 롤러 유닛 (82) 과 동일한 기능을 구비하고 있다. 공급 롤러 유닛 (91) 은, 조정 롤러 유닛 (92) 에 와이어 (R) 를 공급한다. 조정 롤러 유닛 (92) 은, 조정 롤러의 회전수를 조정함으로써, 상류측의 가이드 롤러부 (30) 에 감아 걸어져 있는 와이어 (R) 의 장력을 조정한다. 종동 롤러 (93) 는, 조정 롤러 유닛 (92) 과 권취 보빈 (21) 사이에 배치되고, 와이어 (R) 가 감아 걸어져 있다. 종동 롤러 (93) 는, 감아 걸어져 있는 와이어 (R) 의 이동에 종동하여 회전한다.

다음으로, 멀티 와이어 방전 가공 장치의 동작예에 대해 설명한다. 먼저, 오퍼레이터는, 기대부 (41) 에 잉곳 (I) 을 고정시키고, 가공조 (50) 내에 가공액 (F) 을 저류하여, 가공 정보를 등록한다. 멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 가공 동작의 개시 지시가 있었을 경우에, 가공 동작을 개시한다. 가공 동작에 있어서, 제어 수단 (70) 은, 고주파 펄스 전원 유닛 (61) 을 제어하고, 고주파 펄스 전력을 와이어 (R) 와 잉곳 (I) 에 공급한다. 또, 제어 수단 (70) 은, 조출 보빈 (20) 으로부터 와이어 (R) 를 조출하고, 가이드 롤러부 (30) 에 의해 와이어 (R) 를 안내시켜 일정한 속도로 와이어 (R) 를 주행시킨다.

와이어 (R) 는, 가이드 롤러 (30b) 에 의해 병렬 와이어부 (310) 에 송출된다. 병렬 와이어부 (310) 에 송출된 와이어 (R) 는, 절단 와이어부 (320) 에서 잉곳 (I) 을 방전 가공한다. 예를 들어, 제어 수단 (70) 은, 구동 수단 (43) 을 제어하고, 잉곳 (I) 을 절단 와이어부 (320) 의 와이어 (R) 를 향하여 이동시키고, 와이어 (R) 와 잉곳 (I) 의 극간에 전압을 인가하여 방전 가공을 실시하고, 잉곳 (I) 에 가공 홈을 형성한다. 예를 들어, 잉곳 (I) 과 와이어 (R) 가 접근하면 방전이 발생하고, 잉곳 (I) 이 용융되어 비산되는 처리가 단속적으로 실시되어,잉곳 (I) 에 가공 홈이 형성된다.

또, 멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 예를 들어, 가이드 롤러부 (30) 의 와이어의 경로에 와이어의 장력을 계측하는 계측 수단을 형성하고, 계측 수단의 계측 결과에 기초하여, 장력 조정 유닛 (80, 90) 의 동작을 제어하여, 와이어의 장력을 조정한다. 계측 장치로는, 와이어가 휘감기는 롤러를 형성하고, 롤러에 가해지는 힘으로 장력을 계측하는 수단이 있다.

여기서, 장력 조정 유닛 (80, 90) 은, 조정 롤러 유닛 (82, 92) 의 조정 롤러의 회전 속도를 회전 속도 제어 수단으로 조정함으로써, 조정 롤러 유닛 (82) 과 조정 롤러 유닛 (92) 사이의 와이어 (R) 의 장력을 조정한다. 이로써, 잉곳 (I) 과 대면하는 위치의 와이어의 장력을 조정할 수 있다. 예를 들어, 조정 롤러 유닛 (82) 은, 조정 롤러 (82a) 의 회전 속도를 빠르게 함으로써, 장력을 낮게 할 수 있다. 조정 롤러 유닛 (82) 은, 조정 롤러 (82a) 의 회전 속도를 느리게 함으로써, 장력을 높게 할 수 있다. 조정 롤러 유닛 (92) 은, 조정 롤러의 회전 속도를 빠르게 함으로써, 장력을 높게 할 수 있다. 조정 롤러 유닛 (92) 은, 조정 롤러의 회전 속도를 느리게 함으로써, 장력을 낮게 할 수 있다. 조정 롤러 유닛 (82) 과 조정 롤러 유닛 (92) 사이의 와이어 (R) 의 장력을 조정함으로써, 가이드 롤러부 (30) 와 와이어 사이에 이물질이 끼이거나, 와이어 표면의 형상이 변화하여 가이드 롤러부 (30) 에 의한 그립 상태가 변화된 경우에도 와이어의 장력을 조정할 수 있고, 장력의 변화를 억제할 수 있다. 이로써, 와이어의 진동이나 파단을 억제할 수 있다.

또, 장력 조정 유닛 (80) 은, 조출 보빈 (20) 으로부터 조출된 와이어 (R) 가 공급 롤러 (81b) 에 감아 걸어진다. 공급 롤러 (81b) 에 휘감긴 와이어 (R) 는, 가이드 홈 (81c) 에 안내된다. 공급 롤러 (81b) 를 통과한 와이어 (R) 는, 조정 롤러 (82a) 의 미끄럼 방지 수단 (82c) 이 형성되어 있는 면에 감아 걸어진다. 이로써, 도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 공급 롤러 (81b) 의 회전 방향의 방향에 의해, 회전축 (81a) 방향의 가이드 홈 (81c) 의 위치가 변화하고, 공급 롤러 (81b) 를 통과한 와이어의 회전축 (81a) 방향의 위치가 주기적으로 변화한다. 이로써, 조정 롤러 (82a) 에 도달하는 와이어 (R) 의 회전축 방향의 위치가 주기적으로 변화하고, 조정 롤러 (82a) 의 와이어 (R) 가 접촉하는 회전축 방향의 위치가 주기적으로 변화한다. 또한, 공급 롤러 (81b) 와 조정 롤러 (82a) 의 직경은 상이하다.

본 실시형태의 멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 공급 롤러 (81b) 에 형성된 가이드 홈 (81c) 이 회전축 방향에 있어서의 와이어의 위치를 적절히 변경하고, 조정 롤러 (82a) 에 감아 걸어지는 와이어의 위치가 고정되는 것을 방지하는 와이어 이동 수단이 된다. 멀티 와이어 방전 가공 장치 (1) 는, 회전축 방향의 위치가 변화하는 가이드 홈 (81c) 을 형성함으로써 조정 롤러의 회전축에 직교하는 방향에 있어서, 조정 롤러에 접촉하는 와이어의 위치를 이동시킬 수 있다. 이로써, 조정 롤러의 일부에 와이어가 계속 접촉하여 부하가 집중되는 것을 억제할 수 있고, 조정 롤러와 와이어가 서로 미치는 악영향을 작게 할 수 있다. 예를 들어, 미끄럼 방지 수단 (82c) 의 표면이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 또, 미끄럼 방지 수단 (82c) 의 표면이 손상되는 것을 억제할 수 있는 것으로부터, 손상된 미끄럼 방지 수단 (82c) 과 와이어 (R) 가 접촉하는 것을 억제할 수 있고, 와이어 (R) 가 손상되는 것을 억제할 수 있다.

또, 본 실시형태와 같이 와이어의 이동에 따라 이동하는 가이드 홈 (81c) 을 와이어 이동 수단으로 함으로써, 동력을 형성하지 않고, 회전축 방향의 와이어의 위치를 이동시킬 수 있다.

본 실시형태에서는, 가이드 롤러부 (30) 의 상류와 하류의 각각에 장력 조정 유닛 (80, 90) 을 형성하였지만, 장력 조정 유닛 (80, 90) 중 어느 일방만을 형성해도 된다.

[변형예]

도 5 는, 변형예의 장력 조정 유닛의 개략 구성을 나타내는 모식도이다. 도 6 은, 변형예의 장력 조정 유닛의 동작을 설명하기 위한 설명도이다. 도 5 및 도 6 에 나타내는 장력 조정 유닛 (180) 은, 공급 롤러 유닛 (181) 과 조정 롤러 유닛 (82) 을 갖는다. 조정 롤러 유닛 (82) 은, 장력 조정 유닛 (80) 의 조정 롤러 유닛 (82) 과 동일한 구성이다. 장력 조정 유닛 (180) 은, 와이어 (R) 의 이동 방향의 상류로부터 공급 롤러 유닛 (181), 조정 롤러 유닛 (82) 의 순서로 배치되어 있다.

공급 롤러 유닛 (181) 은, 조출 롤러 유닛 (20) 으로부터 조출된 와이어 (R) 를 조정 롤러 유닛 (82) 에 공급한다. 공급 롤러 유닛 (181) 은 회전축 (181a) 과, 공급 롤러 (181b) 와, 회전축 이동 기구 (181d) 를 갖는다. 회전축 (181a) 은, 케이싱 등에 자유롭게 회전할 수 있는 상태로 지지되어 있다. 공급 롤러 (181b) 는 와이어 (R) 가 감아 걸어진다. 공급 롤러 (181b) 는 회전축 (181a) 에 고정되어, 회전축 (181a) 둘레로 회전한다. 공급 롤러 (181b) 는, 롤러 (R) 와 접촉하는 외주면에 회전 방향을 따라 가이드 홈 (181c) 이 형성되어 있다. 가이드 홈 (181c) 은, 외주면의 전체 둘레에 형성되어, 연결된 1 개의 링으로 되어 있다. 가이드 홈 (181c) 은, 회전 방향을 따라 이동해도, 회전축 (181a) 방향에 대한 방향이 변화하지 않는다. 요컨대, 가이드 홈 (181c) 은, 공급 롤러의 회전축 방향에 대해 직교하는 방향에 형성되어 있다. 회전축 이동 기구 (181d) 는, 회전축 (181a) 을 자유롭게 회전할 수 있는 상태로, 또한, 회전축 (181a) 을 회전축 방향으로 이동시킬 수 있는 상태로 지지되어 있다. 회전축 이동 기구 (181d) 는 회전축 (181a) 을 회전축 방향으로 이동시킨다. 회전축 이동 기구 (181d) 는, 회전축 (181a) 방향에 있어서 회전축 (181a) 을 거리 d 의 범위에서 이동시킨다. 거리 d 는 6 ㎜ 가 예시된다.

장력 조정 유닛 (180) 은, 회전축 이동 기구 (181d) 에서 회전축 (181a) 을 회전축 방향으로 이동시킴으로써, 또, 공급 롤러 (181b) 를 통과한 와이어의 축 방향의 위치를 이동시킨다. 이로써, 장력 조정 유닛 (180) 은, 장력 조정 유닛 (80) 과 동일하게, 회전축 방향에 있어서, 조정 롤러 유닛 (82) 에 접촉하는 와이어의 위치를 변화시킬 수 있다. 또한, 회전축 이동 기구 (181d) 는, 회전축 (181a) 을 연속하여 왕복 이동시켜도 되고, 일정 시간마다 회전축 방향의 위치를 스텝 이동시켜도 된다.

본 실시형태에서는, 멀티 와이어 소가, 방전 가공을 실시하는 멀티 와이어 방전 가공 장치인 경우로 했지만 이것에 한정되지 않는다. 멀티 와이어 소는, 와이어에 지석이 부착되고, 와이어와 피가공물을 접촉시킴으로써, 피가공물을 가공하는 멀티 와이어 가공 장치로 해도 된다.

1 : 멀티 와이어 방전 가공 장치
30a ∼ 30j : 가이드 롤러
320 : 절단 와이어부
40 : 지지 기구
50 : 가공조
60 : 급전 기구
80, 90 : 장력 조정 유닛
81, 91 : 공급 롤러 유닛
81a : 회전축
81b : 공급 롤러
81c : 가이드 홈
82, 92 : 조정 롤러 유닛
82a : 조정 롤러
82b : 회전 속도 제어 수단
93 : 종동 롤러
F : 가공액
I : 잉곳
D : 가공 홈

Claims

와이어와, 서로 평행한 회전축을 구비하고 와이어가 복수 회 감아 걸어지는 가이드 롤러군과, 그 가이드 롤러군에 감아 걸어지는 와이어의 장력을 조정하는 조정 수단과, 그 가이드 롤러군에 감아 걸어진 와이어에 의해 절단되는 피가공물을 고정시키는 고정 기대와, 고정된 피가공물을 와이어에 절입하는 방향으로 이동시키는 이동 수단을 구비하는 멀티 와이어 소 (multi-wire saw) 로서,
그 조정 수단은,
와이어가 감아 걸어지는 조정 롤러와,
그 조정 롤러의 회전 속도를 제어하는 회전 속도 제어 수단과,
감아 걸어진 와이어를 그 조정 롤러에 공급하는 공급 롤러를 포함하고,
그 공급 롤러는, 회전축 방향에 있어서의 와이어의 위치를 적절히 변경하고, 그 조정 롤러에 감아 걸어지는 와이어의 위치가 고정되는 것을 방지하는 와이어 이동 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 소.
제 1 항에 있어서,
그 와이어 이동 수단은, 그 공급 롤러에 형성되는 와이어를 안내하는 가이드 홈이고,
그 가이드 홈의 적어도 일부는 그 공급 롤러의 회전축 방향에 대해 비스듬하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 와이어 소.