TWI408020B - 線鋸 - Google Patents

Description

線鋸

本發明係涉及一種利用線來對於由例如半導體材料、磁性材料、陶瓷等脆性材料所組成之加工件進行切割加工的線鋸。

習知此種線鋸係有如專利文獻1(日本專利特開平4-135158號公報)所示之配置。習知配置的線鋸係具備線的複數個加工用輥輪、在加工用輥輪之間以供給線之方式旋轉的供給側之捲線筒(Bobbin)、在加工用輥輪之間以捲收線之方式旋轉的捲收側之捲線筒。供給側之捲線筒與捲收側之捲線筒係設有移位機構(traversing mechanism)，用以使該等捲線筒沿著旋轉軸線之方向進行移位動作。在供給側之捲線筒與捲收側之捲線筒之間係分別設有用以調整線之張力的擺(跳)動輥輪(Dancer Roller)式張力調整裝置、以及用於導引線之行走的複數個導輥輪。此外，當線在加工用輥輪之間行走的同時，在線上供給含有研磨粒的漿料。在此狀態下，藉由加工件對線進行按壓，使加工件切斷。

在這種習知配置中，藉由移位機構以使兩捲線筒沿著旋轉軸線之方向進行移位動作。因此，在各捲線筒的對向位置，不必設置含有使線沿著捲線筒的旋轉軸線之方向移動之移位輥輪的移位機構。

但是，在這種習知配置中，在加工用輥輪與兩捲線筒之間，設有用於調整線之張力的張力調整裝置、以及用於導引線之行走的複數個導輥輪。因 此，不僅零件種類變多結構變得複雜，在加工用輥輪與兩捲線筒之間，必須留有用於設置張力調整裝置及複數個導輥輪的空間，如此將造成線鋸整體體積大型化的問題。又，在加工用輥輪與兩捲線筒之間，由於線是藉由複數個導輥輪轉換行走方向的同時一邊進行行走，容易產生線的扭轉，產生慣性問題，亦有線的斷線率會變高的問題。

本發明之目的係提供一種線鋸，不必確保設置張力調整裝置與複數個導輥輪用之空間、可使線鋸整體小型化、能抑制線因導輥輪而發生扭轉、並可使因導輥輪產生之慣性問題或線之斷線率降低。

為達成前述目的，本發明係提供一種線鋸，包含：複數個加工用輥輪，用於捲繞加工件加工用的線；一供給側捲線筒，用於使該線在該加工用輥輪之間以供給之方式旋轉；一捲收側捲線筒，用於使該線在該加工用輥輪之間以捲收之方式旋轉；一對移位機構，使該供給側捲線筒與該捲收側捲線筒分別沿著各旋轉軸線之方向進行移位動作；一對偵測器，用於分別偵測該加工用輥輪與該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒之間之該線的張力；以及一對張力調整機構，根據該偵測器之偵測結果，調整該線之張力，以分別使該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒移動。

藉此，在本發明之線鋸中，使捲線筒沿其旋轉軸線方向進行移位動作的移位機構，與用以偵測出線之張力的張力調整機構，可與各捲線筒一體地設置。因此，與習知結構不同，在加工用輥輪與各捲 線筒之間不必設置張力擺動輥輪(Dancer Roller)式張力調整裝置以及複數個導輥輪。藉此，不必確保用於配置該等裝置的空間，可使兩捲線筒配置鄰近加工用輥輪，可使線鋸之構造簡化，並使線鋸整體達成小型化。又，伴隨線受到導輥輪之導引行進，能抑制線發生扭轉、並可使因導輥輪產生之慣性問題或線之斷線率降低。

在具有前述構成之線鋸中，該偵測器係感應自該線所發生之聲波而偵測出該線之張力。

在具有前述構成之線鋸中，該偵測器係在與該線分離之位置處偵測出該線之張力。

在具有前述構成之線鋸中，各該移位機構係包含：一支撐板，用於支撐該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒中之對應一側的捲線筒；一移位用螺帽，被固定在該支撐板上；一移位用滾珠螺桿，可移動自如地螺合至該移位用螺帽，並沿著該捲線筒之旋轉軸線方向延伸；以及一移位用馬達，用以使該移位用滾珠螺桿旋轉，以致該支撐板沿著該移位用滾珠螺桿移動。

在具有前述構成之線鋸中，各該張力調整機構係包含：一支撐座，用於支撐該一對移位機構中之對應一者；一調整用螺帽，被固定在該支撐座上；一調整用滾珠螺桿，可移動自如地螺合至該調整用螺帽，並朝向該加工用輥輪中之一者延伸；以及一調整用馬達，用以使該調整用滾珠螺桿旋轉，以致該支撐座沿著該調整用滾珠螺桿而相對於該加工用輥輪中之一者選擇性地接近與分(遠)離。

以下，藉由圖式具體說明本發明線鋸之一實施形態。

如圖1及圖2所示，本實施形態之線鋸中，在未圖示之框架上設有複數個(於本實施形態中為一對)加工用輥輪11A、11B，在水平面內以間隔方式配置，以互相平行延伸之旋轉軸線為中心，可旋轉地被支撐著。各加工用輥輪11A、11B之外緣面設有複數個環狀溝11a，以特定間距(pitch)形成，線12被配置在此加工用輥輪11A、11B之環狀溝11a內，以使線12被纏繞在加工用輥輪11A、11B之間。在夾置加工用輥輪11A、11B之兩側位置下方的框架上，設有一對捲線筒13A、13B，介由支撐裝置14A、14B，以與加工用輥輪11A、11B之旋轉軸線平行延伸之旋轉軸線為中心可旋轉自如地被支撐著。

此外，線12在加工用輥輪11A、11B之間，以特定週期進行來回移動，以使前述加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B以特定週期進行來回旋轉。當加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B為正向旋轉時，捲線筒13A、13B中，其中一方之捲線筒13A係用作為供給側捲線筒，在加工用輥輪11A、11B之間使線12以供給之方式作用，並且另一方之捲線筒13B係用作為捲收側捲線筒，自加工用輥輪11A、11B之間將使用過的線12以捲收之方式作用。當加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B為逆向旋轉時，捲線筒13A係作為捲收側捲線筒使用，捲線筒13B係作為供給側捲線筒使用。於圖1及圖2所示之狀態中，以箭號作說 明，左側捲線筒13A為供給側捲線筒，右側捲線筒13B為捲收側的捲線筒。

在前述兩加工用輥輪11A、11B之間的線12上方，係設有圖未示之可選擇性上昇及下降鞍(或支)座(saddle)，鞍座下面係裝設有支撐板15，加工件W係貼於支撐板15，並以可分離方式設置。此外，隨著加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B之旋轉，在加工用輥輪11A、11B之間，線12係沿著延長方向移動，同時含有研磨粒之漿料被供給置至線12上。在此狀態下，藉由使鞍座下降，加工件W係被按壓在線12上，而使加工件W被切斷。

如圖1~圖3所示，前述捲線筒13A、13B的各支撐裝置14A、14B，分別設有移位機構16，用以使捲線筒13A、13B中之對應一方的捲線筒沿著其旋轉軸線方向進行移位動作，以及分別設有張力調整機構17，用以使捲線筒13A或13B沿著線12之延長方向移動而調整線12之張力。框架上，在加工用輥輪11A與捲線筒13A之間，以及加工用輥輪11B與捲線筒13B之間，以與線12相對之方式，分別設有偵測器18，用以偵測線12之張力。偵測器18係配置為與線12具有間隔。該等偵測器18係由聲波偵測器所構成，可感應因線12振動所產生之聲波，而偵測出線12之張力。此外，根據該偵測器18之偵測結果，藉由張力調整機構17使捲線筒13A、13B相對於加工用輥輪11A、11B朝向接近或是遠離之方向移動，而可使線12之張力調整為特定值。

接著，針對支撐裝置14A、14之移位機構16 及張力調整機構17之構造，加以詳細說明。如圖1~圖3所示，各張力調整機構17中，支撐座21係經由圖未示之導軌而可選擇性上昇及下降地被支撐在框架上，移位機構16係經由捲線筒13A、13B中之對應一方而被支撐在支撐座21上。張力調整機構17係包含被配置於框架上之調整用馬達22、被連結至調整用馬達22且沿上下方向延伸之調整用滾珠螺桿23、可移動自如地螺合至調整用滾珠螺桿23並且被固定在支撐座21上的調整用螺帽24。調整用馬達22係藉由旋轉之方式，經由調整用滾珠螺桿23及調整用螺帽24使支撐座21沿著上下方向移動，以使捲線筒13A、13B朝線12之張力調整的方向移動。

各移位機構16中，支撐板25係經由圖未示之導軌而可移動自如地被支撐在支撐座21上，以沿著加工用輥輪11A、11B旋轉軸線方向移動。各支撐板25上，設有一對軸裝置26、27，用以使捲線筒13A、13B中之對應一方藉由兩端以可脫落之方式被支撐。又，各支撐板25上，設有旋轉用馬達28，用以使軸裝置26旋轉，並使捲線筒13A、13B中之對應一方旋轉。各支撐座21上係配置有移位用馬達29，移位用馬達29連結至移位用滾珠螺桿30，移位用滾珠螺桿30沿著加工用輥輪11A、11B旋轉軸線方向延伸，移位用滾珠螺桿30螺合至移位用螺帽31，移位用螺帽31被固定在支撐板25。藉由移位用馬達29之旋轉，經由移位用滾珠螺桿30及移位用螺帽31使支撐板25來回移動，以使捲線筒13A、13B沿著旋轉軸線之方向進行移位動作。

接著，說明以前述方式構成之線鋸的作用。

此線鋸運轉時，線12在加工用輥輪11A、11B之間，係以特定週期來回移動，加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B係以特定週期來回旋轉。順應加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B之旋轉方向，其中一方的捲線筒13A係作為加工用輥輪11A、11B之間用於供給線12的供給側捲線筒使用，另一方的捲線筒13B係作為加工用輥輪11A、11B之間用於捲收線12的捲收側捲線筒使用。此時，在捲線筒13A、13B之支撐裝置14A、14B中，藉由移位機構16之移位用馬達29，捲線筒13A、13B係分別沿著其旋轉軸線方向進行移位動作。藉由此移位動作，抑制線12之張力的變化，此狀態下，線12自供給側之捲線筒13A被供給，並且在加工用輥輪11A、11B之間的線12係以均一之捲收間距，被捲收於捲收側之捲線筒13B。

此外，隨著前述加工用輥輪11A、11B及捲線筒13A、13B之旋轉，纏繞在加工用輥輪11A、11B之間的線12係沿其延長方向移動。此狀態下，含研磨粒之漿料被供給至線12上，藉由鞍座下降，加工件W被按壓在線12上，而使加工件W被切斷。此時，加工用輥輪11A與捲線筒13A之間，以及加工用輥輪11B與捲線筒13B之間，分別藉由偵測器18來偵測線12的張力。然後，依據偵測器18之偵測結果，藉由張力調整機構17之調整用馬達22，使捲線筒13A、13B相對於加工用輥輪11A、11B接近或遠離，而將線12的張力調整至特定值。

因此，藉由本實施形態可獲得以下效果。

(1)此線鋸包含：使捲線筒13A、13B分別沿其旋轉軸線方向進行移位動作的兩個移位機構16；加工用輥輪11A與捲線筒13A之間，及加工用輥輪11B與捲線筒13B之間，分別用於偵側線12之張力的兩個偵測器18；根據偵測器18之偵測結果而分別使捲線筒13A、13B移動，以調整線12之張力的兩個張力調整機構17。

因此，可與移位機構16及張力調整機構17一體設置，並且可設於每個捲線筒13A、13B之支撐裝置14A、14B。藉此，與習知構成不同地，加工用輥輪11A與捲線筒13A之間，及加工用輥輪11B與捲線筒13B之間，不必設置擺動輥輪(Dancer Roller)式張力調整裝置以及複數個導輥輪，亦不必確保用於配置該等裝置的空間。因此，可減少零件種類簡化構造的同時，並可使捲線筒13A、13B與加工用輥輪11A、11B鄰近配置，而可使線鋸整體小型化。又，由於可省略加工用輥輪11A、11B與捲線筒13A、13B之間的複數個導輥輪，線12的行走方向不因導輥輪而轉換。因此，可抑制因導輥輪而產生之線12扭轉，並可防止因導輥輪而產生之慣性問題，而可降低線12的斷線率。

(2)此線鋸中，前述偵測器18以聲波偵測器方式構成，與線12間隔配置，感應自線12產生之聲波，以偵測線12之張力。因此，與偵測器18之設置位置相關的限制減少，偵測器18可在非接觸狀態下對線12之張力進行適當偵測。而且，由於偵測器18與線12間隔配置，可避免偵測器18被漿料汙染，可降低維修的負擔。

(3)此線鋸中，捲線筒13A、13B之旋轉軸線係與加工用輥輪11A、11B之旋轉軸線呈平行延伸方式配置。因此，可省略加工用輥輪11A、11B與捲線筒13A、13B之間的導輥輪，可減少零件種類，避免因導輥輪而生之慣性問題，而可抑制斷線。又，捲線筒13A、13B可與加工用輥輪11A、11B鄰近配置，配置空間可變小，而可使線鋸小型化。

(變化例)

又，本發明之具體化亦可有以下變化。

．捲線筒13A、13B之旋轉軸線與加工用輥輪11A、11B之旋轉軸線，以朝不同方向延伸之方式配置亦可。在此種情形下，視需要而定，捲線筒13A、13B與加工用輥輪11A、11B之間亦可配置導輥輪。

．前述實施形態中，偵測器18亦可使用不同於聲波偵測器之偵測器，例如光學偵測器。

11A、11B‧‧‧加工用輥輪

12‧‧‧線

13A、13B‧‧‧捲線筒

14A、14B‧‧‧支撐裝置

16‧‧‧移位機構

17‧‧‧張力調整機構

18‧‧‧偵測器

21‧‧‧支撐座

22‧‧‧調整用馬達

23‧‧‧調整用滾珠螺桿

24‧‧‧調整用螺帽

25、15‧‧‧支撐板

26、27‧‧‧軸裝置

28‧‧‧旋轉用馬達

29‧‧‧移位用馬達

30‧‧‧移位用滾珠螺桿

31‧‧‧移位用螺帽

W‧‧‧加工件

11a‧‧‧環狀溝

圖1係顯示一實施形態之線鋸的前視圖。

圖2係圖1之線鋸的俯視圖。

圖3係圖1之3-3線的截面圖。

11A、11B‧‧‧加工用輥輪

12‧‧‧線

13A、13B‧‧‧捲線筒

14A、14B‧‧‧支撐裝置

16‧‧‧移位機構

17‧‧‧張力調整機構

18‧‧‧偵測器

21‧‧‧支撐座

22‧‧‧調整用馬達

23‧‧‧調整用滾珠螺桿

24‧‧‧調整用螺帽

25、15‧‧‧支撐板

26、27‧‧‧軸裝置

28‧‧‧旋轉用馬達

29‧‧‧移位用馬達

30‧‧‧移位用滾珠螺桿

31‧‧‧移位用螺帽

W‧‧‧加工件

Claims (4)

1. 一種線鋸，包含：複數個加工用輥輪，用於捲繞加工件加工用的線；一供給側捲線筒，用於使該線在該加工用輥輪之間，以供給之方式旋轉；一捲收側捲線筒，用於使該線在該加工用輥輪之間，以捲收之方式旋轉；一對移位機構，使該供給側捲線筒與該捲收側捲線筒分別沿著各旋轉軸線之方向進行移位動作；一對偵測器，用於分別偵測該加工用輥輪與該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒之間該線的張力；以及一對張力調整機構，根據該偵測器之偵測結果，調整該線之張力，以分別使該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒移動，其中該偵測器係感應伴隨著該線之振動所發生之聲波而偵測出該線之張力。
2. 如請求項1所述之線鋸，其中該偵測器係在與該線分離之位置處偵測出該線之張力。
3. 如請求項1所述之線鋸，其中各該移位機構係包含：一支撐板，用於支撐該供給側捲線筒及該捲收側捲線筒中之對應一側的捲線筒；一移位用螺帽，被固定在該支撐板上；一移位用滾珠螺桿，可移動自如地螺合至該移位用螺帽，並沿著該捲線筒之旋轉軸線方向延伸；以及一移位用馬達，用以使該移位用滾珠螺桿旋轉， 以致該支撐板沿著該移位用滾珠螺桿移動。
4. 如請求項3所述之線鋸，其中各該張力調整機構包含：一支撐座，用於支撐該一對移位機構中所對應的一者；一調整用螺帽，被固定在該支撐座上；一調整用滾珠螺桿，可移動自如地螺合至該調整用螺帽，並朝向該加工用輥輪中之其一者延伸；以及一調整用馬達，用以使該調整用滾珠螺桿旋轉，以致該支撐座沿著該調整用滾珠螺桿而相對於該加工用輥輪中之其一者，選擇性地接近與遠離。