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JP2010105061A - Wire saw apparatus - Google Patents

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JP2010105061A
JP2010105061A JP2008276634A JP2008276634A JP2010105061A JP 2010105061 A JP2010105061 A JP 2010105061A JP 2008276634 A JP2008276634 A JP 2008276634A JP 2008276634 A JP2008276634 A JP 2008276634A JP 2010105061 A JP2010105061 A JP 2010105061A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
tension
control device
speed
traveling
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008276634A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Fukuoka
雅彦 福岡
Yoshiaki Tanaka
義明 田中
Shuichi Iwasaki
宗一 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yasunaga Corp
Original Assignee
Yasunaga Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yasunaga Corp filed Critical Yasunaga Corp
Priority to JP2008276634A priority Critical patent/JP2010105061A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire saw apparatus capable of preventing a wire from breaking, even if a fixed abrasive grain wire is used, and surely achieving high working efficiency and high-speed cutting inherent to a fixed abrasive grain method. <P>SOLUTION: The wire saw apparatus 1 includes a wire 2 capable of reciprocating for cutting a workpiece 11 which is pushed, wherein abrasive grains are fixed to the wire 2 in advance. The apparatus includes a tension adjusting means 6 for adjusting the tension of the wire 2 while the wire 2 reciprocates, and a controller 12 for controlling the tension of the wire 2 via the means 6 and also controlling the traveling speed of the wire 2. The controller 12 controls the acceleration/deceleration of the wire 2 to be 36,000 m/min<SP>2</SP>or higher when the wire 2 is reversed in running from normal running in one direction to normal running in the other direction while controlling the tension of the wire 2 to be within ±2.5N with respect to a set value which is 50% or higher of the breaking strength of the wire 2 or controls the time required for the reverse in running to be 3 seconds or shorter. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被加工物を砥粒が固着されたワイヤの往復動作により薄板状に切断するためのワイヤソー装置に関する。   The present invention relates to a wire saw device for cutting a workpiece into a thin plate shape by reciprocating a wire to which abrasive grains are fixed.

シリコン等の半導体結晶材料や、水晶等の硬脆性材料からウェーハ状の薄板を製造する手段として、遊離砥粒方式の加工方法が知られている(例えば特許文献1参照)。この加工方法は、所定のピッチでワイヤが巻きつけられた溝付きのローラを回転駆動してワイヤを往復走行させ、この走行するワイヤにスラリーを供給して付着させつつ、被加工物を走行するワイヤに対して押し付けて切断加工するものである。スラリーは、研磨剤を油性又は水性の分散媒に混合して形成されている。   As a means for producing a wafer-like thin plate from a semiconductor crystal material such as silicon or a hard and brittle material such as quartz, a loose abrasive method is known (see, for example, Patent Document 1). In this machining method, a grooved roller around which a wire is wound at a predetermined pitch is rotated to run the wire back and forth, and the workpiece is run while supplying and adhering slurry to the running wire. Cutting is performed by pressing against the wire. The slurry is formed by mixing an abrasive with an oily or aqueous dispersion medium.

これに対し、近年では高速切断による生産性の向上、作業環境の改善、及び廃棄物の低減を目的として、ワイヤに研磨剤を固着させた固定砥粒ワイヤを用いた固定砥粒方式の加工方法が注目されている(例えば特許文献2参照)。この加工方法は、研磨剤を分散させない加工液のみを冷却のために供給して、被加工物を切断加工するものである。ワイヤへの研磨剤の固着方法としては、電着による固定と樹脂による固定がある。   On the other hand, in recent years, for the purpose of improving productivity by high-speed cutting, improving the working environment, and reducing waste, a processing method of a fixed abrasive method using a fixed abrasive wire in which an abrasive is fixed to the wire. Has attracted attention (see, for example, Patent Document 2). In this processing method, only the processing liquid that does not disperse the abrasive is supplied for cooling, and the workpiece is cut. As a method for fixing the abrasive to the wire, there are fixing by electrodeposition and fixing by a resin.

固定砥粒ワイヤは、切れ刃となる砥粒がワイヤに固着されているため遊離砥粒に対し、加工能力が高い反面その径方向のねじれに対しては弱いという特徴を持つ。
これを防止するため、従来のワイヤソー装置で固定砥粒ワイヤを使用するときは、ワイヤに張力変動を与えないようにワイヤの加減速時間を長くしていた。あるいは、ワイヤのねじれが蓄積しないように、往復するワイヤのストロークを数km〜数十kmと長くした低サイクルでの使用を一般的に行っていた。
The fixed abrasive wire has a feature that it has a high processing capability against free abrasive grains because the abrasive grains serving as cutting edges are fixed to the wire, but is weak against radial twist.
In order to prevent this, when using a fixed abrasive wire in a conventional wire saw device, the acceleration / deceleration time of the wire has been lengthened so as not to give a fluctuation in tension to the wire. Alternatively, it is generally used in a low cycle in which the stroke of the reciprocating wire is increased to several kilometers to several tens of kilometers so that the twist of the wire does not accumulate.

しかしながら、固定砥粒ワイヤを用いた固定砥粒方式は加工能力が高く高速で切断することが特徴であるものの、上記のようにワイヤの加減速時間を長くしてしまうと、速度が低下している時間が長くなり、加減速時間での切断加工能力は低い。また、このワイヤ速度の低下に合わせて被加工物の送り速度も低下させる必要があるため、加減速時間での切断加工能力はさらに悪化する。   However, although the fixed abrasive method using a fixed abrasive wire has a high processing capability and is characterized by high-speed cutting, if the wire acceleration / deceleration time is lengthened as described above, the speed decreases. The cutting time is low and the cutting capacity during acceleration / deceleration time is low. Further, since it is necessary to reduce the feed rate of the workpiece in accordance with the decrease in the wire speed, the cutting ability in the acceleration / deceleration time is further deteriorated.

また、上記のように往復するワイヤのストロークを長くして被加工物の切断に要求される往復サイクル数を少なくした場合は、ワイヤの走行方向によって、切断されたウェーハの表面状態が異なり、縞模様(ソーマーク)が発生する。これらソーマークは、見た目だけではなく、それぞれのウェーハの表面粗さを異なるものにし、表面に微小なうねりや凹凸を発生させるため、ウェーハの品質を悪化させる。
特開2006−297847号公報 特開2001−54850号公報
In addition, when the reciprocating cycle number required for cutting the workpiece is reduced by increasing the stroke of the reciprocating wire as described above, the surface state of the cut wafer differs depending on the traveling direction of the wire, and the stripes A pattern (saw mark) occurs. These saw marks not only look but also make the surface roughness of each wafer different and cause minute undulations and irregularities on the surface, thereby deteriorating the quality of the wafer.
JP 2006-297847 A JP 2001-54850 A

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、固定砥粒ワイヤを用いた場合でも、ワイヤが破断することを防止して、固定砥粒方式の本来の加工能力の高さと高速切断処理を確実に実現できるワイヤソー装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and even when a fixed abrasive wire is used, the wire is prevented from being broken, and the original processing capability of the fixed abrasive method and high-speed cutting processing are prevented. It aims at providing the wire saw apparatus which can implement | achieve reliably.

上記目的を達成するため、請求項1の発明では、押し付けられた被加工物を切断加工するための往復走行可能なワイヤを有し、該ワイヤに予め砥粒が固着されたワイヤソー装置において、前記ワイヤの往復走行中、前記ワイヤの張力を調整するための張力調整手段と、該張力調整手段を介して前記ワイヤの張力を制御する一方、前記ワイヤの走行速度を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記ワイヤの張力を前記ワイヤの破断強度の50%以上となる設定値に対してプラスマイナス2.5N以下に制御しながら、一方向の定常走行から他方向の定常走行へと前記ワイヤの走行反転を実施する際、前記ワイヤの加減速度を36000m/min以上に制御するか、又は、前記走行反転に要する時間を3秒以下に制御することを特徴とするワイヤソー装置を提供する。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, in a wire saw apparatus having a reciprocating wire for cutting a pressed workpiece, the abrasive grains being fixed to the wire in advance. A tension adjusting means for adjusting the tension of the wire during the reciprocating movement of the wire, and a control device for controlling the traveling speed of the wire while controlling the tension of the wire through the tension adjusting means; The control device shifts from steady running in one direction to steady running in the other direction while controlling the tension of the wire to plus or minus 2.5 N or less with respect to a set value that is 50% or more of the breaking strength of the wire. in practicing the running reversing of the wire, and characterized by controlling the acceleration and deceleration of the wire or controlled 36000m / min 2 or more, or, the time required for the running reversing below 3 seconds To provide that the wire saw apparatus.

請求項2の発明では、請求項1に記載のワイヤソー装置において、前記制御装置は、前記ワイヤを1分間に3往復以上且つ20往復以下で往復走行させるとともに、1往復あたりの前記ワイヤの走行長さを300m以下に制御することを特徴としている。
請求項3の発明では、請求項1又は2に記載のワイヤソー装置において、前記制御装置は、前記ワイヤの定常走行時の最高速度を400m/min以上であって、950m/min以下に制御することを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the wire saw device according to the first aspect, the control device reciprocates the wire at least 3 reciprocations and at most 20 reciprocations per minute, and the travel length of the wire per reciprocation. The length is controlled to 300 m or less.
According to a third aspect of the present invention, in the wire saw device according to the first or second aspect, the control device controls the maximum speed during steady running of the wire to 400 m / min or more and 950 m / min or less. It is characterized by.

請求項4の発明では、請求項1乃至3に記載のワイヤソー装置において、前記制御装置は、往動方向でのワイヤの走行長と、復動方向でのワイヤの走行長の差を4m以下に制御することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, in the wire saw device according to any one of the first to third aspects, the control device reduces a difference between a traveling length of the wire in the forward movement direction and a traveling length of the wire in the backward movement direction to 4 m or less. It is characterized by control.

請求項1の発明では、制御装置により、張力調整手段を介してワイヤの張力をワイヤの破断強度の50%以上にして、その設定値に対してプラスマイナス2.5N以下の張力変動で前記ワイヤを往復走行させることにより、往復走行する際のワイヤの加減速時の加減速度を36000m/min以上にするか、又は、往復走行時にワイヤが最高速度から減速し、走行方向を反転して加速し、再び最高速度に達するときの減速開始から加速終了までの時間を3秒以下にすることが可能となる。したがって、可能な限り高い張力でワイヤを張り、さらに張力変動を抑えてワイヤを往復動作させることができ、結果としてワイヤの高速走行が可能になる。このため、固定砥粒方式の本来の高速切断加工を確実に実現できる。また、ワイヤの高速化と、ワイヤ往復時の加減速度の高速化に伴って、ワイヤのストロークを短くして往復サイクルを多くしても、被加工物の表面粗さを均一化し、微小なうねりや凹凸の発生を抑えることができ、ソーマークを目立たなくさせることができる。これにより、被加工物の切断加工精度をさらに安定化あるいは高精度化することができる。 In the first aspect of the invention, the tension of the wire is set to 50% or more of the breaking strength of the wire through the tension adjusting means by the control device, and the wire is subjected to a tension fluctuation of ± 2.5 N or less with respect to the set value. By reciprocating the wire, the acceleration / deceleration at the time of acceleration / deceleration of the wire when reciprocating is increased to 36000 m / min 2 or more, or the wire decelerates from the maximum speed when reciprocating and reverses the traveling direction and accelerates. Thus, the time from the start of deceleration to the end of acceleration when the maximum speed is reached again can be reduced to 3 seconds or less. Accordingly, the wire can be stretched with the highest possible tension, and the wire can be reciprocated while suppressing fluctuations in tension, and as a result, the wire can be run at high speed. For this reason, the original high-speed cutting process of a fixed abrasive grain system is reliably realizable. In addition, as the wire speed increases and the acceleration / deceleration during wire reciprocation increases, even if the wire stroke is shortened and the number of reciprocation cycles is increased, the surface roughness of the workpiece is made uniform and minute waviness is achieved. And unevenness can be suppressed, and the saw mark can be made inconspicuous. Thereby, the cutting accuracy of the workpiece can be further stabilized or improved.

請求項2の発明では、制御装置により、ワイヤを1分間に3往復以上20往復以下で往復走行させることができ、かつ、1往復あたりのワイヤの長さを300m以下に制御できるので、ワイヤのストローク長を短くして高速で往復させることが可能となる。これにより、固定砥粒方式の本来の高速切断加工を確実に実現できる。また、ワイヤの高速化と、ワイヤ往復時の加減速度の高速化に伴って、ワイヤのストロークを短くして往復サイクルを多くしても、被加工物の表面粗さを均一化し、微小なうねりや凹凸の発生を抑えることができ、ソーマークを目立たなくさせることができる。これにより、被加工物の切断加工精度をさらに安定化あるいは高精度化することができる。   In the second aspect of the invention, the control device can reciprocate the wire at 3 to 20 reciprocations per minute and control the length of the wire per reciprocation to 300 m or less. It becomes possible to reciprocate at high speed by shortening the stroke length. Thereby, the original high-speed cutting process of a fixed abrasive grain system is realizable reliably. In addition, as the wire speed increases and the acceleration / deceleration during wire reciprocation increases, even if the wire stroke is shortened and the number of reciprocation cycles is increased, the surface roughness of the workpiece is made uniform and minute waviness is achieved. And unevenness can be suppressed, and the saw mark can be made inconspicuous. Thereby, the cutting accuracy of the workpiece can be further stabilized or improved.

請求項3の発明では、制御装置により、ワイヤの最高速度を400m/min以上であって、950m/min以下に制御可能であるため、固定砥粒ワイヤの高い加工能力を発揮できる速度で往復動作させることができる。
請求項4の発明では、制御装置により、往復走行時の往動方向でのワイヤ走行長と、復動方向でのワイヤ走行長との差を4m以下に制御可能であるため、供給する新線を少なくすることができ、固定砥粒ワイヤの使用量を抑えてランニングコストを低減させ、低コスト化を図ることができる。
In the invention of claim 3, since the maximum speed of the wire can be controlled to 400 m / min or more and 950 m / min or less by the control device, the reciprocating operation is performed at a speed capable of exhibiting the high processing ability of the fixed abrasive wire. Can be made.
In the invention of claim 4, the control device can control the difference between the wire travel length in the forward movement direction and the wire travel length in the backward movement direction during the reciprocating travel to 4 m or less. The amount of fixed abrasive wire used can be reduced, the running cost can be reduced, and the cost can be reduced.

図1及び図2は本発明に係るワイヤソー装置を概略的に示す。
図示したように、本発明に係るワイヤソー装置1は、ワイヤ2と、ワイヤ2が巻回された一対のボビン部3と、ワイヤ2を螺旋状に巻回するための複数本(図では2本)の溝ローラ4a,4bと、これら溝ローラ部4とボビン部3の間のワイヤをガイドするための複数個のガイドローラ5とを備えている。なお、溝ローラ4a,4bは水平方向に離間して互いに平行に配置されている。
1 and 2 schematically show a wire saw device according to the present invention.
As shown in the figure, a wire saw device 1 according to the present invention includes a wire 2, a pair of bobbin portions 3 around which the wire 2 is wound, and a plurality of wires (two in the drawing) for winding the wire 2 in a spiral shape. ) And a plurality of guide rollers 5 for guiding the wire between the groove roller portion 4 and the bobbin portion 3. The groove rollers 4a and 4b are spaced apart in the horizontal direction and arranged in parallel to each other.

ワイヤ2は、その径が0.13mm以下の固定砥粒ワイヤであり、その表面には研磨剤が予め電着固定されている。一対のボビン部3は、送り用ボビン3aと受け用ボビン3bとからなる。送り用ボビン3aから送り出されたワイヤ2は、溝ローラ4a,4b間に螺旋状をなして繰返し巻き掛けられ、加工部ワイヤ列2aを形成した後、受け用ボビン3bに巻き取られている。   The wire 2 is a fixed abrasive wire having a diameter of 0.13 mm or less, and an abrasive is electrodeposited and fixed on the surface thereof in advance. The pair of bobbin portions 3 includes a feeding bobbin 3a and a receiving bobbin 3b. The wire 2 fed out from the feeding bobbin 3a is repeatedly wound in a spiral between the groove rollers 4a and 4b to form a processed part wire row 2a, and then wound around the receiving bobbin 3b.

送り用ボビン3aと溝ローラ4aとの間、また、溝ローラ4bと受け用ボビン3bとの間には前述のガイドローラ5に加えて、張力(テンション)調整用ローラ6がそれぞれ備えられており、これら張力調整用ローラ6によりワイヤ2のテンションが調整可能となっている。具体的には、張力調整用ローラ6はその基端を中心に回動可能なアーム13の先端に取付けられ、このアーム13は予めその回動角度に応じて規定のテンションをワイヤに生じるように付勢されている。また、アーム13の基端には角度検出器7が備えられており、この角度検出器7はアーム13の回動角位置、つまり、ワイヤ2のテンションを示す信号として出力する。   In addition to the guide roller 5 described above, a tension adjusting roller 6 is provided between the feeding bobbin 3a and the groove roller 4a and between the groove roller 4b and the receiving bobbin 3b. These tension adjusting rollers 6 can adjust the tension of the wire 2. Specifically, the tension adjusting roller 6 is attached to the distal end of an arm 13 that can be rotated around its base end, and this arm 13 generates a predetermined tension on the wire in advance according to its rotational angle. It is energized. An angle detector 7 is provided at the base end of the arm 13, and the angle detector 7 outputs a signal indicating the rotation angle position of the arm 13, that is, the tension of the wire 2.

一方、送り用ボビン3a、受け用ボビン3b、及び複数の溝ローラのうち少なくとも1つ(図では4a)には、それぞれボビン用モータ8、溝ローラ用モータ9が取り付けられている。これらのモータ8,9を同一の正方向に駆動させることにより、ワイヤ2は送り用ボビン3aから送り出され、溝ローラ4a,4bを繰り返して周回した後、受け用ボビン3bに巻き取れられ、これに対し、モータ8,9が逆方向に駆動されると、受け用ボビン3bから送り出されたワイヤ2が溝ローラ4a,4bを経て送り用ボビン3aに巻き取られる。   On the other hand, a bobbin motor 8 and a groove roller motor 9 are attached to at least one (4a in the drawing) of the feeding bobbin 3a, the receiving bobbin 3b, and the plurality of groove rollers. By driving these motors 8 and 9 in the same positive direction, the wire 2 is fed out from the feeding bobbin 3a, circulates around the groove rollers 4a and 4b repeatedly, and is wound around the receiving bobbin 3b. On the other hand, when the motors 8 and 9 are driven in the opposite directions, the wire 2 fed out from the receiving bobbin 3b is wound around the feeding bobbin 3a through the groove rollers 4a and 4b.

それ故、3つのモータ8,9を同期させて駆動することにより、ワイヤ2の正確な往復動作が可能になる。実際上、モータ8,9は所定時間ごとに正逆回転され、この際、送り用ボビン3aから受け用ボビン3bに向けて走行する往動側でのワイヤ2の送り出し長を受け用ボビン3bから送り用ボビン3aに向け走行する復動側でのワイヤ2の送り出し長より長くすることにより、ワイヤ2は往復走行を繰り返しながら徐々に送り用ボビン3aから新たなワイヤ2が送り出され、そして、徐々に受け用ボビン3bに使用済みのワイヤ2が巻き取られることになる。   Therefore, by driving the three motors 8 and 9 in synchronization, the wire 2 can be accurately reciprocated. In practice, the motors 8 and 9 are rotated forward and backward at predetermined time intervals. At this time, the feeding length of the wire 2 on the forward side traveling from the feeding bobbin 3a toward the receiving bobbin 3b is received from the receiving bobbin 3b. By making the wire 2 longer than the delivery length of the wire 2 on the backward movement side that travels toward the feeding bobbin 3a, the wire 2 is gradually sent out from the feeding bobbin 3a while repeating reciprocation, and gradually. The used wire 2 is wound around the receiving bobbin 3b.

加工部ワイヤ列2aの上方(切上げタイプでは下方)には、被加工物昇降装置10が備えられており、この被加工物昇降装置10に被加工物11が支持可能となっている。被加工物昇降装置10は上下に昇降可能であり、ワイヤ2を往復走行させるとともに被加工物昇降装置10を下降(切上げタイプでは上昇)させ、被加工物11を加工部ワイヤ列2aに押し付けることにより被加工物11を加工部ワイヤ列2aで切断加工する。   A workpiece lifting / lowering device 10 is provided above the processing portion wire row 2a (downward in the case of a round-up type), and the workpiece 11 can be supported on the workpiece lifting / lowering device 10. The workpiece lifting / lowering device 10 can be moved up and down, reciprocating the wire 2 and lowering the workpiece lifting / lowering device 10 (up in the rounding type) to press the workpiece 11 against the machining part wire row 2a. The workpiece 11 is cut by the processed part wire row 2a.

ワイヤソー装置1には、さらに制御装置12が備えられている。制御装置12は、送り用ボビン3aと溝ローラ部4との間、及び、溝ローラ部4と受け用ボビン3bとの間にそれぞれ備えられた張力調整用ローラ6の角度検出器7と送り用ボビン3a及び受け用ボビン3bのそれぞれのボビン用モータ8a,8bと、溝ローラ用モータ9とに電気的に接続されている。したがって、制御装置12は、角度検出器7からの検出信号に基づき、アーム13の回動角度位置が一定となるように送り用ボビン3a及び受け用ボビン3bのそれぞれのボビン用モータ8a,8bの速度を補正する。これにより、ワイヤ2のテンションは応答性が高く調整可能であり、ワイヤ2のテンションの変動を最小限に抑えることができる。14はトラバーサである。   The wire saw device 1 further includes a control device 12. The control device 12 includes an angle detector 7 and a feed for the tension adjusting roller 6 provided between the feed bobbin 3a and the groove roller unit 4 and between the groove roller unit 4 and the receiving bobbin 3b. The bobbin motor 8a, 8b of each of the bobbin 3a and the receiving bobbin 3b and the groove roller motor 9 are electrically connected. Therefore, based on the detection signal from the angle detector 7, the control device 12 controls the bobbin motors 8 a and 8 b of the feeding bobbin 3 a and the receiving bobbin 3 b so that the rotational angle position of the arm 13 is constant. Correct the speed. As a result, the tension of the wire 2 can be adjusted with high responsiveness, and fluctuations in the tension of the wire 2 can be minimized. Reference numeral 14 denotes a traverser.

図3は本発明に係るワイヤソー装置1でのワイヤ速度と時間の関係を示すグラフである。
図示したように、加速時間taでは、例えば往動側にて、ワイヤ2が加速して送り出されている状態であり、グラフ上の面積aは加速時でのワイヤ2の送り出し長さとなる。次の等速時間tbでは、ワイヤ2が最高速度で走行している状態(定常走行)であり、グラフ上の面積bが等速時でのワイヤ2の送り出し長となる。次の減速時間tcでは、ワイヤ2が減速して走行している状態であり、グラフ上の面積cが減速時でのワイヤ2の送り出し長さとなる。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between wire speed and time in the wire saw device 1 according to the present invention.
As shown in the figure, at the acceleration time ta, for example, the wire 2 is accelerated and sent out on the forward movement side, and the area a on the graph is the sending length of the wire 2 at the time of acceleration. In the next constant speed time tb, the wire 2 is traveling at the maximum speed (steady traveling), and the area b on the graph is the wire 2 feed length at the constant speed. At the next deceleration time tc, the wire 2 is traveling at a reduced speed, and the area c on the graph is the feed length of the wire 2 at the time of deceleration.

減速が終了し、ワイヤ速度がゼロになると、ワイヤ2はその走行方向が逆転され、次の加速時間tdでは、ワイヤ2が復動側にて加速して走行している状態となり、グラフ上の面積dが加速時のワイヤ2の送り出し長さとなる。次の等速時間teでは、ワイヤ2が最高速度で走行している状態(定常走行)であり、グラフ上の面積eが等速時でのワイヤ2の送り出し長となる。次の減速時間tfでは、ワイヤ2が減速して走行している状態であり、グラフ上の面積fが減速時でのワイヤ2の送り出し長さとなる。これがワイヤ2の1往復動サイクルとなり、この往復動サイクル、即ち、ワイヤ2の往復走行が繰り返される際、前述したように往動側でのワイヤ2の送り出し長(a+b+c)を復動側でのワイヤ2の送り出し長(d+e+f)よりも長くすることで、徐々にワイヤ2を受け用ボビン3bに巻き取りながら新たなワイヤ2を送り用ボビン3aから被加工物11に向けて供給することが可能となる。   When the deceleration is finished and the wire speed becomes zero, the traveling direction of the wire 2 is reversed, and at the next acceleration time td, the wire 2 is accelerated and traveling on the backward side, The area d is the delivery length of the wire 2 during acceleration. In the next constant speed time te, the wire 2 is traveling at the maximum speed (steady traveling), and the area e on the graph is the feed length of the wire 2 at the constant speed. At the next deceleration time tf, the wire 2 is traveling at a reduced speed, and the area f on the graph is the feed length of the wire 2 at the time of deceleration. This is one reciprocating cycle of the wire 2, and when the reciprocating cycle, that is, when the reciprocating travel of the wire 2 is repeated, the feed length (a + b + c) of the wire 2 on the forward side is set as described above. By making the wire 2 longer than the feed length (d + e + f), it is possible to supply a new wire 2 from the feed bobbin 3a toward the workpiece 11 while gradually winding the wire 2 around the receiving bobbin 3b. It becomes.

なお、前記した徐々に新たなワイヤ2を供給する手段としては、往動側と復動側のワイヤ2の最高速度は同一として、往動時の等速時間tbを復動時の等速時間teよりも長くする方法と、往動側と復動側のワイヤ2の等速時間は同一として、往動時の最高速度を復動時の最高速度より早くする方法とがある。
ワイヤ2を往復走行させてこれに被加工物11を押し当てて、切断加工することについては上述したとおりである。この加工中、制御装置12は、角度検出器7からの検出信号に基づき、アーム13の回動角度位置が一定となるように送り用ボビン3a及び受け用ボビン3bのそれぞれのボビン用モータ8a,8bの速度を補正することで、ワイヤ2のテンションをワイヤ(ワイヤ母線)2の破断強度の50%以上の設定張力に対しプラスマイナス2.5N以下の範囲内に制御する。
As a means for supplying the new wire 2 gradually as described above, the maximum speeds of the wire 2 on the forward side and the backward side are the same, and the constant speed time tb in the forward movement is set to the constant speed time in the backward movement. There are a method in which the speed is longer than te and a method in which the constant speed times of the wire 2 on the forward movement side and the backward movement side are the same, and the maximum speed in the forward movement is faster than the maximum speed in the backward movement.
As described above, the wire 2 is reciprocated and the workpiece 11 is pressed against the wire 2 for cutting. During this processing, the control device 12, based on the detection signal from the angle detector 7, the bobbin motors 8 a, the bobbin motors 8 a, the feed bobbin 3 a and the receiving bobbin 3 b so that the rotational angle position of the arm 13 is constant. By correcting the speed of 8b, the tension of the wire 2 is controlled within a range of plus or minus 2.5N with respect to the set tension of 50% or more of the breaking strength of the wire (wire bus bar) 2.

一方、制御装置12は、上述したようにワイヤ2の張力変動を抑制しながら、モータ8,9の駆動を制御し、これにより、往復走行する際のワイヤ2の加減速度を36000m/min以上にするか、あるいは、往復走行時にワイヤ2が最高速度から減速し、走行方向を反転して加速し、再び最高速度に達するまでの時間、即ち、減速開始から加速終了までの時間(図2のtc+td)を3秒以下にする。 On the other hand, the control device 12 controls the driving of the motors 8 and 9 while suppressing the fluctuation of the tension of the wire 2 as described above, and thereby, the acceleration / deceleration speed of the wire 2 when traveling reciprocally is 36000 m / min 2 or more. Alternatively, the wire 2 decelerates from the maximum speed during reciprocating travel, accelerates by reversing the traveling direction, and reaches the maximum speed again, that is, the time from the start of deceleration to the end of acceleration (see FIG. 2). tc + td) is set to 3 seconds or less.

したがって、制御装置12は、可能な限り高い張力でワイヤ2を張り、さらに張力変動を抑えてワイヤ2の走行方向が往動と復動との間にて反転される際、その最高速度に復帰するまでの走行反転に要求される時間を大幅に短縮させるから、固定砥粒方式の本来の高速切断加工を十分に発揮させることができる。
より具体的には、制御装置12は、ワイヤ2を1分間に3往復ストローク以上20往復ストローク以下で往復走行させる一方、1往復ストロークあたりのワイヤ2の走行長さを300m以下に制御する。このため、ワイヤ2の往復ストローク長が短いので、被加工物11の切断までに要するワイヤ2の往復サイクル数を多くすることができる。それ故、被加工物11の表面粗さを均一化し、微小なうねりや凹凸の発生を抑えることができ、ソーマークを目立たなくさせることができる。これにより、被加工物11の切断加工精度をさらに安定化あるいは高精度化することができる。
Therefore, the control device 12 stretches the wire 2 with the highest possible tension, and further suppresses fluctuations in tension, and when the traveling direction of the wire 2 is reversed between the forward movement and the backward movement, returns to its maximum speed. Since the time required for reversing the running time is greatly shortened, the original high-speed cutting process of the fixed abrasive method can be sufficiently exhibited.
More specifically, the control device 12 controls the traveling length of the wire 2 per one reciprocating stroke to be 300 m or less while causing the wire 2 to reciprocate within a period of 3 to 20 reciprocating strokes per minute. For this reason, since the reciprocating stroke length of the wire 2 is short, the number of reciprocating cycles of the wire 2 required to cut the workpiece 11 can be increased. Therefore, the surface roughness of the workpiece 11 can be made uniform, the occurrence of minute undulations and irregularities can be suppressed, and the saw mark can be made inconspicuous. Thereby, the cutting accuracy of the workpiece 11 can be further stabilized or increased in accuracy.

さらに、制御装置12は固定砥粒ワイヤの高い加工能力を発揮できるワイヤ2の速度範囲として、ワイヤ2の最高速度(図2のtb及びteでの速度)を400m/min以上であって、950m/min以下に設定することができる。ワイヤ2の最高速度が400m/minより低い範囲では、固定砥粒ワイヤの高い加工能力が発揮されず、逆に、950m/minより高い範囲では、ワイヤ2に固着されている砥粒が被加工物11に喰い込む前に被加工物11上を滑る上滑りという現象が生じ易くなり、効率的な加工が出来ない。   Furthermore, the control device 12 has a maximum speed of the wire 2 (speed at tb and te in FIG. 2) of 400 m / min or more as a speed range of the wire 2 that can exhibit the high processing ability of the fixed abrasive wire, and is 950 m. / Min or less. In the range where the maximum speed of the wire 2 is lower than 400 m / min, the high processing capability of the fixed abrasive wire is not exhibited. Conversely, in the range higher than 950 m / min, the abrasive grains fixed to the wire 2 are processed. The phenomenon of up-slip that slides on the workpiece 11 before biting into the workpiece 11 is likely to occur, and efficient machining cannot be performed.

さらにまた、制御装置12は、往復走行時の往動方向でのワイヤ走行長と、復動方向でのワイヤ走行長との差を4m以下に制御しており、これにより、送り用ボビン3aから新たに供給するワイヤ2を少なくすることができ、固定砥粒ワイヤの使用量を抑えてランニングコストを低減させ、低コスト化を図ることができる。
図4は本発明に係る別のワイヤソー装置の概略側面図である。
Furthermore, the control device 12 controls the difference between the wire travel length in the forward movement direction and the wire travel length in the backward movement direction during the reciprocating travel to 4 m or less. The newly supplied wire 2 can be reduced, the amount of fixed abrasive wire used can be reduced, running cost can be reduced, and cost can be reduced.
FIG. 4 is a schematic side view of another wire saw device according to the present invention.

図示したように、溝ローラ部4が、3本の溝ローラ4a,4b,4cで構成されている。これらの溝ローラ4a,4b,4cは、側面視で三角形の頂点を形成し、下辺のワイヤ2が加工部ワイヤ列2aとなる。また、上側の溝ローラ4aに溝ローラ用モータ9が取り付けられている。したがって、この図の例は、上述した切上げタイプであり、被加工物11が加工部ワイヤ列2aの下方に位置している。このような構成によっても、被加工物11を被加工物昇降装置10によって上昇させて、被加工物11を加工部ワイヤ列2aに押し付けることにより、被加工物11を加工部ワイヤ列2aで切断加工することができる。その他の構成、作用、効果は図1及び図2に示したものと同様である。   As shown in the figure, the groove roller portion 4 is composed of three groove rollers 4a, 4b, and 4c. These groove rollers 4a, 4b, and 4c form a triangular apex in a side view, and the lower wire 2 serves as a processed portion wire row 2a. A groove roller motor 9 is attached to the upper groove roller 4a. Therefore, the example of this figure is the round-up type mentioned above, and the to-be-processed object 11 is located below the process part wire row 2a. Even in such a configuration, the workpiece 11 is lifted by the workpiece lifting / lowering device 10, and the workpiece 11 is pressed against the machining portion wire row 2a, whereby the workpiece 11 is cut by the machining portion wire row 2a. Can be processed. Other configurations, operations, and effects are the same as those shown in FIGS.

本発明に係るワイヤソー装置の概略側面図である。1 is a schematic side view of a wire saw device according to the present invention. 図1のワイヤソー装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the wire saw apparatus of FIG. 本発明に係るワイヤソー装置でのワイヤ速度と時間の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the wire speed and time in the wire saw apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る別のワイヤソー装置の概略側面図である。It is a schematic side view of another wire saw apparatus according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ワイヤソー装置
2 ワイヤ
3 ボビン部
3a 送り用ボビン
3b 受け用ボビン
4 溝ローラ部
4a 溝ローラ
4b 溝ローラ
4c 溝ローラ
5 ガイドローラ
6 張力調整用ローラ
7 角度検出器
8 ボビン用モータ
9 溝ローラ用モータ
10 支持台
11 被加工物
12 制御装置
13 アーム
14 トラバーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire saw apparatus 2 Wire 3 Bobbin part 3a Feeding bobbin 3b Receiving bobbin 4 Groove roller part 4a Groove roller 4b Groove roller 4c Groove roller 5 Guide roller 6 Tension adjusting roller 7 Angle detector 8 Bobbin motor 9 Groove roller motor DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Support stand 11 Work piece 12 Control apparatus 13 Arm 14 Traverser

Claims (4)

押し付けられた被加工物を切断加工するための往復走行可能なワイヤを有し、
該ワイヤに予め砥粒が固着されたワイヤソー装置において、
前記ワイヤの往復走行中、前記ワイヤの張力を調整するための張力調整手段と、
該張力調整手段を介して前記ワイヤの張力を制御する一方、前記ワイヤの走行速度を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記ワイヤの張力を前記ワイヤの破断強度の50%以上となる設定値に対してプラスマイナス2.5N以下に制御しながら、一方向の定常走行から他方向の定常走行へと前記ワイヤの走行反転を実施する際、前記ワイヤの加減速度を36000m/min以上に制御するか、又は、前記走行反転に要する時間を3秒以下に制御することを特徴とするワイヤソー装置。
Having a reciprocating wire for cutting the pressed workpiece,
In a wire saw device in which abrasive grains are fixed to the wire in advance,
Tension adjusting means for adjusting the tension of the wire during the reciprocating travel of the wire;
A control device for controlling the traveling speed of the wire while controlling the tension of the wire via the tension adjusting means;
The control device shifts from steady running in one direction to steady running in the other direction while controlling the tension of the wire to plus or minus 2.5 N or less with respect to a set value that is 50% or more of the breaking strength of the wire. A wire saw device characterized in that, when the traveling reversal of the wire is performed, the acceleration / deceleration speed of the wire is controlled to 36000 m / min 2 or more, or the time required for the traveling reversal is controlled to 3 seconds or less.
前記制御装置は、前記ワイヤを1分間に3往復以上且つ20往復以下で往復走行させるとともに、1往復あたりの前記ワイヤの走行長さを300m以下に制御することを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー装置。   2. The control device according to claim 1, wherein the control device causes the wire to reciprocate between 3 and 20 reciprocations per minute and controls the travel length of the wire per reciprocation to 300 m or less. Wire saw device. 前記制御装置は、前記ワイヤの定常走行時の最高速度を400m/min以上であって、950m/min以下に制御することを特徴とする請求項1又は2に記載のワイヤソー装置。   The wire saw device according to claim 1 or 2, wherein the control device controls the maximum speed of the wire during steady running to 400 m / min or more and 950 m / min or less. 前記制御装置は、往動方向でのワイヤの走行長と、復動方向でのワイヤの走行長の差を4m以下に制御することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のワイヤソー装置。   The wire saw according to any one of claims 1 to 3, wherein the control device controls the difference between the traveling length of the wire in the forward movement direction and the traveling length of the wire in the backward movement direction to 4 m or less. apparatus.
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