JP2018158428A - Wire saw and cutting processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走行するワイヤでシリコン、サファイア、シリコンカーバイド等の被加工物を切断するワイヤソー及び切断加工方法に関する。 The present invention relates to a wire saw and a cutting method for cutting a workpiece such as silicon, sapphire, and silicon carbide with a traveling wire.
従来、シリコン、サファイア、シリコンカーバイドなどの被加工物をワイヤソーで切断することが行われている。前記ワイヤソーは、ワイヤの表面に電着やレジンボンドなどでダイヤモンド砥粒が固定された固定砥粒ワイヤを一方向走行または往復走行させ、前記ワイヤを被加工物に押し付けることにより切断するようになっている。前記固定砥粒ワイヤに代えて、ワイヤにピアノ線を用い、前記ピアノ線にダイヤモンドやシリコンカーバイドなどが加工液に混錬されたスラリを掛けながら、前記ワイヤを被加工物に押し付けて切断する遊離砥粒方式のワイヤソーも知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a workpiece such as silicon, sapphire, or silicon carbide is cut with a wire saw. The wire saw is cut by moving a fixed abrasive wire in which diamond abrasive grains are fixed on the surface of the wire by electrodeposition or resin bond in one direction or reciprocating, and pressing the wire against a workpiece. ing. In place of the fixed abrasive wire, a piano wire is used as the wire, and the piano wire is pressed against the workpiece while being slurried with diamond or silicon carbide kneaded in the machining fluid. Abrasive wire saws are also known.
また、最近では、航空機の材料として、グラファイトやアルミニウムなどをハニカム構造で形成した構造材などの切断も行われるようになってきている。前記構造材の切断は、各種形状に切断する要請から、2台のロボットを使用し、両ロボットのアームの先端にワイヤを架け渡したワイヤソーが用いられている。前記ワイヤソーは、前記両ロボットを同期させながら移動させ、前記ワイヤを自在に移動させることで、各種形状に追従して、前記構造材を切断するようになっている。(例えば、特許文献1)。 Recently, as a material for aircraft, cutting of structural materials such as graphite and aluminum formed in a honeycomb structure has been performed. In order to cut the structural material, a wire saw is used in which two robots are used and wires are bridged between the tips of the arms of both robots in response to requests for cutting into various shapes. The wire saw moves the two robots in synchronism, and freely moves the wire, thereby cutting the structural material following various shapes. (For example, patent document 1).
また、ワイヤソーにおいては、ワイヤと被加工物の接触負荷が大きくなりすぎると、ワイヤへの負荷が大きくなり、ワイヤが断線するため、切断速度を低下させるなどワイヤへの負荷を低減する必要がある。そこで、切断時にワイヤを揺動させて、ワイヤと被加工物との接触を点接触にすることで、ワイヤの切断負荷を低減するとともに切断屑の排出を促進し、その結果、切断精度を向上させることが行われている(例えば、特許文献2)。 Also, in a wire saw, if the contact load between the wire and the workpiece becomes too large, the load on the wire increases and the wire breaks, so it is necessary to reduce the load on the wire, for example, by reducing the cutting speed. . Therefore, by swinging the wire during cutting and making the contact between the wire and the workpiece a point contact, the cutting load of the wire is reduced and the discharge of cutting waste is promoted, resulting in improved cutting accuracy. (For example, patent document 2).
ところで、特許文献1のようなワイヤソーは、ロボットを自在に移動させて各種材料を各種の形状に切断できるが、2台のロボットを使用しなければならず、設置スペースを広く要するため、設置場所に制限が生じる問題があった。また、2台のロボットを正確に同期させなければ、ワイヤに負荷が生じて断線したり、切断負荷が安定しないため精度良く被加工物を切断できなかったりする問題があった。さらに、2台のロボットを精度良く同期させるために制御が複雑になる問題もあった。また、2台のロボットの制御が複雑になる関係上、ワイヤを揺動させて、切断効率を上げることも2台のロボットの同期を取りながら行う必要があり、制御が困難となる問題があった。
By the way, the wire saw as in
また、特許文献1のようなワイヤソーで、切削負荷の低減のためにワイヤを揺動させようとする場合、2台のロボットを同期させて、互いにロボット先端を前後運動させる必要があり、ロボットの制御が複雑となるとともにロボット自体に大きな負荷が生じるという問題があった。従って、ワイヤを高速で揺動させる場合、ロボットのアーム先端を高速で前後動させつつ、切断方向にワイヤを移動させるといった制御が必要となり、ロボットへの負荷も大きくなる問題があった。
In addition, when a wire saw as in
また、特許文献2のようなワイヤソーは、揺動を行うにあたり、ワイヤが巻き掛けられた複数の溝ローラが一体に支持された揺動円板をクロスローラベアリングやRガイドなどに支持しておき、前記揺動円板を溝ローラと一体に回動することで、揺動を行っている。従って、大掛かりな揺動機構を必要とし、ベアリングやRガイドなども大きな物を使用する必要があり、コストが高くなる問題があった。
Further, in the wire saw as in
そこで、本発明の目的は、ワイヤソーの簡素で小型な揺動機構を提供し、ロボットに支持されたワイヤソーであってもロボットを増やさずに、またロボットに負荷を掛けることなく、被加工物を精度良く切断できるワイヤソーを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a simple and small swing mechanism for a wire saw, and even if a wire saw is supported by a robot, a workpiece can be processed without increasing the number of robots and without applying a load to the robot. The object is to provide a wire saw capable of cutting with high accuracy.
請求項1の発明は、
一方向走行または往復走行するワイヤに被加工物を押し付けて前記被加工物を切断するワイヤソーであって、
前記被加工物の両側で前記ワイヤを案内支持する2つのガイドプーリと、
前記ガイドプーリ間に形成される被加工物の切断域と、
前記ワイヤを一方向または往復走行させるワイヤ駆動源と、を備え、
前記ガイドプーリの少なくとも1つは、前記被加工物の切断方向と平行に移動自在に設けられ、
前記被加工物の切断の際、前記ガイドプーリの少なくとも1つを他方のガイドプーリに対して相対的に移動させることで、前記切断域のワイヤを揺動するようにした構成を採用するワイヤソーである。
The invention of
A wire saw that cuts the workpiece by pressing the workpiece against a wire traveling in one direction or reciprocating,
Two guide pulleys for guiding and supporting the wire on both sides of the workpiece;
A cutting area of the workpiece formed between the guide pulleys;
A wire drive source for making the wire travel in one direction or reciprocating,
At least one of the guide pulleys is provided movably in parallel with the cutting direction of the workpiece,
A wire saw that adopts a configuration in which at least one of the guide pulleys is moved relative to the other guide pulley when the workpiece is cut, so that the wire in the cutting area is swung. is there.
請求項2の発明は、
前記ワイヤソーは、
前記両ガイドプーリと、前記ワイヤ駆動源と、を一体に収納したワイヤソーユニットを備え、
前記ワイヤソーユニットが、移動自在なロボットアームに支持されている請求項1に記載の構成を採用するワイヤソーである。
The invention of
The wire saw is
A wire saw unit that integrally accommodates both the guide pulleys and the wire drive source;
The wire saw adopting the configuration according to
請求項3の発明は、
一方向または往復走行するワイヤに被加工物を押し付けて前記被加工物を切断する切断加工方法であって、
前記被加工物の両側で前記ワイヤを案内支持する2つのガイドプーリを配置しておき、
前記ガイドプーリ間に形成される被加工物の切断域を形成し、
前記ガイドプーリの少なくとも1つを、前記被加工物の切断方向と平行に移動自在に設けておき、
前記ガイドプーリの少なくとも1つを他方のガイドプーリに対して相対的に移動させて前記切断域のワイヤを揺動するようにした構成を採用する切断加工方法である。
The invention of
A cutting method that cuts the workpiece by pressing the workpiece against a wire traveling in one direction or reciprocating,
Two guide pulleys for guiding and supporting the wire on both sides of the workpiece are arranged,
Forming a cut area of the workpiece formed between the guide pulleys;
At least one of the guide pulleys is provided so as to be movable in parallel with the cutting direction of the workpiece,
The cutting method employs a configuration in which at least one of the guide pulleys is moved relative to the other guide pulley to swing the wire in the cutting region.
請求項1または請求項3の発明によれば、2つのガイドプーリの少なくとも1つを他方のガイドプーリに対して相対的に移動させて、切断域のワイヤを揺動させるように構成したので、大型のベアリングなどを使用しなくとも、簡素な機構で切断域のワイヤを揺動させることができる。また、揺動機構を簡素化でき、ロボットにワイヤソーユニットを搭載することも可能となる。
According to the invention of
請求項2の発明によれば、ユニット内に揺動機構を搭載したワイヤソーユニットをロボットに搭載するようにしたので、ロボットのアームを回転したり、揺動させたりすることなく、ワイヤソーユニット内で切断域のワイヤを揺動させることができるので、ロボットに負荷を掛けることがない。また、ロボットへの負荷が軽減され、ロボットの耐久性が維持でき、ロボットやワイヤソーの制御も簡素化できる。また、ロボットの移動を伴わない揺動が可能となるので、狭い空間であってもワイヤに揺動を付与することが可能となり、ワイヤソーの設置場所の自由度が高まる。
According to the invention of
また、前記両ガイドプーリの少なくとも一方または両方を移動させるように構成したので、切断条件に応じ、切断域のワイヤを様々な形態で揺動できる汎用性を有するワイヤソーを提供できる。 Moreover, since at least one or both of the guide pulleys are configured to move, it is possible to provide a versatile wire saw that can swing the wire in the cutting area in various forms according to cutting conditions.
以下、図1から図5に基づき、本発明の第1の実施形態に係るワイヤソーについて説明する。 The wire saw according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明の第1の実施形態に係るワイヤソーの全体斜視図である。図1のようにワイヤソー1は、コの字形状に形成されたワイヤソーユニット8と、前記ワイヤソーユニット8に立設され、前記ワイヤソーユニット8に包含される揺動ユニット4と、前記ワイヤソーユニット8を支持し、前記ワイヤソー本体8を自在に移動させるロボット2と、加工する被加工物Wを保持する加工テーブル38などから構成されている。
FIG. 1 is an overall perspective view of a wire saw according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the wire saw 1 includes a wire saw
前記ワイヤソーユニット8は、後端に設けられた支持アーム6が、ロボット2のアーム先端に設けられたツールチェンジャー5を介して接続されるとともに前記ツールチェンジャー5を介して、前記ロボット2に着脱自在に支持されている。前記ツールチェンジャー5は、適宜のボールプランジャーや磁力などによって、各種ツールの交換が自在となっている。本発明においては、例えば、ワイヤ線径の異なるワイヤソーユニット8が複数セット用意されており、適宜ワイヤ線径の異なるワイヤソーユニット8に交換することで、被加工物Wの材質に応じて適正なワイヤソーユニット8が利用できるようになっている。
The wire saw
前記ロボット2は、基台3が床面に固定されている。また、複数のアームが関節で稼働自在に支持されており、アームの先端が自在に移動するようになっている。前記ロボット2に支持された前記ワイヤソーユニット8は、前記ロボット2の移動によって自在に移動するようになっており、図示しない制御ユニットにより、所定の動作を行うようになっている。
The
前記ワイヤソーユニット8は、後端側に2つのモータ11a、11bが立設され、前記モータ11a、11bの下方に供給リール20aと回収リール20bがそれぞれ接続されている。また、前記ワイヤソーユニット8の前端側左右に揺動ユニット4がそれぞれ立設されている。
In the wire saw
前記供給リール20aは、例えばダイヤモンド砥粒がピアノ線などの鋼線に電着やレジンなどで固定された固定砥粒ワイヤ7が多重に巻き付けられている。前記供給リール20aから繰り出されたワイヤ7は、テンションローラ33及びプーリ36を経由して被加工物Wの切断域を成すガイドプーリ32a、32bに案内される。
In the
図2、図4及び図5のように、前記ワイヤソーユニット8は、ベース板10と、前記ベース板10の下方を囲う支持枠35で外枠が形成されている。前記ベース板10上の側方は、側板12、12が立設され、その内側に間隔を空けて側板9、9が立設されている。また、ベース板10上の後方は、背板13が立設され、前記背板13と間隔を空けて、その前方に前板14が立設されている。
As shown in FIGS. 2, 4, and 5, the wire saw
前記側板12の内側で、前記前板14と背板13との間には、レール17が敷設されている。なお、レール17は、左右対称に両端の側板12、12にそれぞれ設けられており、揺動ユニット4についても左右対称に設けられているため、一方の供給リール20a側について説明し、回収リール20b側の説明を省略する。
Inside the
前記レール17に沿って、支持枠18が設けられ、前記支持枠18上に前記モータ11aが立設されている。前記モータ11aは、下方に向けてモータ軸が、カップリング27を介して延長され、スピンドル19に軸支されている。前記スピンドル19は、ベース板10の開口部10aを介して供給リール20aが接続され、前記モータ11aを駆動することで、供給リール20aが回転するようになっている。
A
前記支持枠18の背面(レール17側)は、スライダ16が設けられている。前記スライダ16は、前記レール17に嵌合し、前記支持枠18と一体に昇降可能になっている。また、前記ベース板10の後端側中央に支持枠22が立設され、前記支持枠22上に昇降モータ21が立設されている。前記支持枠22に沿ってボールネジ28が軸支され、前記ボールネジ28の上端が昇降モータ21に接続されている。
A
前記ボールネジ28にナット部材25が螺合され、前記ナット部材25に移動枠23が固定されている。前記移動枠23の両側に連結板24、24が設けられ、前記連結板24、24は、両側の支持枠18、18にそれぞれ連結されている。従って、前記昇降モータ21を駆動することで、両支持枠18、18が昇降し、これに伴って前記モータ11a、11b並びに供給リール20a及び回収リール20bが一体に昇降するようになっている。前記供給リール20a及び回収リール20bが昇降することにより、前記供給リール20a及び回収リール20bに巻き掛けられたワイヤ7が、前記供給リール20a及び回収リール20bにトラバースされながら、供給または巻き取りされるようになっている。
A
前記供給リール20aからトラバースされながら繰り出されたワイヤ7は、テンションローラ33によって所定の張力が付与され、プーリ36を経由してガイドプーリ32a、32bに導かれた後、他方のプーリ36を経由して回収リール20bにトラバースされながら巻き取られるようになっている。前記ワイヤ7は、一方向走行または往復走行するようになっており、往復走行時には、供給側と回収側が入れ替わるようになっている。このとき、正転逆転で差を設けることで、ワイヤ7が供給されるようになっている。また、前記ガイドプーリ32aと前記ガイドプーリ32bとの間のワイヤ7は、切断域を形成し、この切断域のワイヤ7を被加工物Wに押し付けることにより被加工物Wが切断されるようになっている。
The
前記テンションローラ33、33は、前記ワイヤ7を押圧して適宜の張力を付与するようになっている。なお、前記テンションローラ33、33は、所定の位置に固定しても良いし、適宜の駆動部材を設けて、所定の力で前記ワイヤ7を押圧するようにしても良い。
The
前記プーリ36、36は、適宜ロードセルなどが設けられ、ワイヤ7に掛かる張力を測定するようになっている。また、測定された張力によって、前記供給リール20aと前記回収リール20bを制御し、前記ワイヤ7の繰り出し及び巻き取り量を制御することで、前記ワイヤ7の張力を制御するようになっている。
The
前記揺動ユニット4は、供給側と回収側に同様の機構が設けられているので、供給側について説明し回収側の説明を省略する。前記揺動ユニット4は、前記ベース板10上に立設された支持枠40と、前記支持枠40と並行に昇降可能に設けられた支持板43と、前記支持板43に軸支されたガイドプーリ32aなどから構成されている。
Since the
前記支持枠40は、前記ベース板10の前方に立設されており、前記支持枠40の前面には、上下方向にレール41が敷設されている。また、前記レール41と平行にボールネジ45が立設されている。前記支持板43は、側面にナット部材46が固定されており、前記ナット部材46が、前記ボールネジ45に螺合している。前記支持板43の裏面にスライダ42が設けられ、前記スライダ42は、前記レール41に嵌合し、前記レール41に沿って移動可能になっている。また、前記支持板43の前面に前記ガイドプーリ32aが軸支されている。
The
前記ボールネジ45は、前記ベース板10の下面に設けられたモータ47に接続されており、前記モータ47を正逆駆動することで、前記ガイドプーリ32aが前記レール41に沿って上下動するようになっている。回収側も同様の構成であるので説明は省略するが、前記ガイドプーリ32bが昇降動するようになっている。
The ball screw 45 is connected to a
以上が、本発明の第1実施形態に係る発明であり、次に本発明のワイヤソーの動作について、図8及び図9に基づいて以下に説明する。 The above is the invention according to the first embodiment of the present invention. Next, the operation of the wire saw of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図8(a)は、前記供給側のガイドプーリ32aを固定しておき、回収側のガイドプーリ32bを昇降させることにより、切断域のワイヤ7を揺動運動させる状態を表している。なお、この状態でワイヤ7を揺動させる場合、前記揺動ユニット4は、回収側の一方のみ設けるようにしても良い。
FIG. 8A shows a state in which the
図8(b)は、回収側のガイドプーリ32bを固定しておき、供給側のガイドプーリ32aを昇降させることにより、切断域のワイヤ7を揺動させる状態を表している。前記供給側と同様に前記揺動ユニット4は、供給側の一方のみ設けるようにしても良い。
FIG. 8B shows a state in which the
図8(c)は、供給側のガイドプーリ32aと回収側のガイドプーリ32bを相対的に昇降させることにより、切断域のワイヤ7を揺動させる状態を表している。図8(a)から図8(c)のようにガイドプーリ32a及び/またはガイドプーリ32bを移動させて切断域のワイヤ7を揺動させるようにしているので、例えば本実施形態のようにロボット2にワイヤソーユニット8を搭載する場合であっても、ロボット2に負荷を掛けることなく、ワイヤソーユニット8単体で揺動を行うことができる。また、ロボット2を揺動させることなく切断域のワイヤ7を揺動させることが可能となるので、狭い空間でワイヤ7を揺動させることができ、各種形状への切断に柔軟に対応できる。
FIG. 8C shows a state in which the
また、図8(a)及び図8(b)のように、一方のガイドプーリ32のみを移動させて揺動するようにすれば、切断域のワイヤ7の接触方向を柔軟に変化させながら、切断することが可能となるので、各種形状への切断に柔軟に対応できる。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, if only one
図9は、走行する切断域のワイヤ7を被加工物Wに押し付け、前記切断域のワイヤ7を揺動させながら被加工物Wを切断していく状態を表しており、図示ハッチ部分は、未切断部Waを表し、被加工物Wbのハッチを施していない部分は、既切断部Wbを表している。
FIG. 9 shows a state in which the
図示のように被加工物Wに走行する切断域のワイヤ7を押し付けることで、前記切断域のワイヤ7が一定の負荷を受けて撓みながら、被加工物Wが切断されていくが、負荷が掛かり過ぎると前記ワイヤ7の断線の原因となる。そこで、前記切断域のワイヤ7を揺動させることで、ワイヤ7の切断負荷が低減されるとともに切断屑の排出が円滑に行われるので、切断能力の低下を防止でき、切断速度が向上できるとともに切断精度も向上する。なお、揺動させる角度、揺動させる速度、切断域のワイヤ7を撓ませる量は、切断する被加工物Wや条件に応じて任意に設定できる。
By pressing the
次に本発明の第2の実施形態について、図6に基づいて説明する。第1の実施形態と同様の部材は、同一の符号を用いている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図6は、第1の実施形態と基本的には同様の構成であるが、揺動ユニット4の構成を変更し、ガイドプーリ32a、32bの移動軌跡が直線状でなく円弧形状に移動するようにしたものである。以下、第2実施形態に係る揺動ユニット4の構成を説明する。なお、共通する部材は、第1の実施形態と同じ符号を使用している。また、供給側と回収側は、対称に形成されているので、供給側について説明し、回収側の説明は省略する。
FIG. 6 is basically the same configuration as that of the first embodiment, but the configuration of the
揺動ユニット4は、ベース板10に立設された支持枠50と、前記支持枠50の上下方向に沿って設けられた円弧形状のレール51と、前記支持枠50の上下方向に立設されたボールネジ54と、ワイヤ7を切断域に案内するガイドプーリ32aなどから構成されている。
The
前記ボールネジ54にナット部材55が螺合されている。前記ナット部材55は、表面に軸56が前方に向けて立設され、前記軸56が、リンク53に設けられた長穴53aに係合するようになっている。また、前記リンク53の一端にガイドプーリ32aが軸支されている。前記リンク53のガイドプーリ32a側の裏面にはRガイド52が設けられ、前記Rガイド52は、レール51と摺動可能に嵌合している。前記レール51のアールは、両ガイドプーリ32a、32bの中心で切断域のワイヤ7の中心点を円の中心とする円周の一部としている。
A
また、前記ボールネジ54は、前記ベース板10の下方に設けられたモータ47と接続され、前記モータ47を駆動することでプーリとベルトを介して、前記ナット部材55が駆動され、前記ガイドプーリ32aが円弧運動しながら昇降動するようになっている。
The ball screw 54 is connected to a
前記ガイドプーリ32a、32bは、第1の実施形態の場合と同様に片側だけ昇降動させても良いし、両側のガイドプーリ32a、32bが相対的に昇降動して切断域のワイヤ7を揺動させるようにしても良い。このようにガイドプーリ32a、32bが円弧運動しながら切断域のワイヤ7を揺動させるようになっているので、ワイヤ7に無理な負荷が掛からない。以上が、本発明の第2の実施形態に係るワイヤソーの構成である。
The guide pulleys 32a and 32b may be moved up and down only on one side as in the case of the first embodiment, or the guide pulleys 32a and 32b on both sides move up and down relatively to swing the
次に本発明の第3の実施形態について、図7に基づいて説明する。なお、他の実施形態と同様の部材は、同一の符号を用いていることに留意されたい。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the same reference numerals are used for members similar to those in the other embodiments.
図7は、本発明の第3の実施形態に係るワイヤソーであり、本実施形態においては、ロボット2の先端にワイヤソーユニット8を搭載したものではなく、据置型のワイヤソー1として構成されたものである。前記ワイヤソー60は、図示しない機台に立設されたベース板61と、前記ベース板61に軸支された供給リール62及び回収リール63と、前記供給リール62と回収リール63との間でワイヤ7を案内する2つのプーリ64、64と、供給側及び回収側のワイヤ7に所定の張力を付与する2つのテンションプーリ65、65と、前記ワイヤ7を両側から懸架することで切断域のワイヤ7を形成するガイドプーリ32a、32bと、前記切断域のワイヤ7の下方に設けられ、切断域のワイヤ7に被加工物Wを押し付ける昇降テーブル67などを備えて構成されている。
FIG. 7 shows a wire saw according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, the wire saw
前記供給リール62は、1本のワイヤ7が、多重に巻き付けられており、前記供給リール62が図示しない適宜の駆動機構により、前後方向に移動することで前記ワイヤ7がトラバースされながら繰り出しを行うようになっている。なお、前記回収リール63も、前記供給リール62と対称に配置され、前記ワイヤ7がトラバースされながら巻き取られるようになっている。なお、ワイヤ7は、前記第1の実施形態または第2の実施形態と同様に芯線にダイヤモンド砥粒などの砥粒が電着やレジンで固定された固定砥粒ワイヤが用いられる。前記固定砥粒ワイヤに替えて砥粒が固定されていないワイヤ7を用い、砥粒を加工液に混ぜたスラリを切断域のワイヤ7近傍に供給する遊離砥粒方式とすることもできる。
The
前記供給リール62及び前記回収リール63は、適宜反転駆動するように構成され、前記切断域のワイヤ7が、一方向走行または往復走行するようになっている。なお、前記ワイヤ7が往復走行する際は、前記ワイヤ7の正転方向と逆転方向の繰り出し及び巻き取り量に差を設けることにより、ワイヤ7が所定量ずつ供給側から回収側へと巻き取られるようになっている。前記において供給側と回収側を逆に配置しても良い。
The
前記テンションプーリ65は、図示しない駆動機構により、図示矢印方向に円弧運動可能になっており、前記ワイヤ7に所定の張力を付与するようになっている。
The
前記切断域のワイヤ7は、本実施形態においては1本のワイヤで形成されるシングルワイヤソーであるが、ガイドプーリ32a、32bを1本溝ではなく、5本溝程度とし、少数本のワイヤ列とすることもできる。なお、本発明においては、ワイヤ列のワイヤ7の本数を増やし過ぎると、ガイドプーリ32a、32bの移動の際にワイヤ7の張力による負荷が大きく掛かり、前記ガイドプーリ32a、32bの駆動が困難となるため、切断域のワイヤ7の本数は、5本程度までとすることが好ましい。張力負荷の問題がなければ、5本以上のワイヤ列を形成するようにしても良い。
The
前記ガイドプーリ32a、32bは、図示しない適宜の昇降機構(例えば、本発明の第1の実施形態や第2の実施形態の機構)により、一方または双方が昇降動することにより、切断域のワイヤ7を揺動させるようになっている。
The guide pulleys 32a and 32b are moved in one or both directions by an appropriate lifting mechanism (not shown) (for example, the mechanism of the first embodiment or the second embodiment of the present invention), so that the wire in the cutting
前記貼り付け台68は、前記切断域のワイヤ7の下方に設けられ、適宜の昇降機構により、前記昇降テーブル67に保持される被加工物Wを前記切断域のワイヤ7に押し付けるようになっている。なお、図示しないが適宜の負荷検出手段により、切断域のワイヤ7に掛かる負荷を検出し、前記昇降テーブル67の昇降量が図示しない制御部によって制御するようになっている。
The attaching table 68 is provided below the
前記被加工物Wは、カーボンやセラミックスなどのダミー部材69に接着保持され、前記ダミー部材69まで切り込むことで、前記被加工物Wは完全切断されるようになっている。また、前記ダミー部材69は、貼り付け台68に接着され、前記貼り付け台68が前記昇降テーブル67に保持されるようになっている。
The workpiece W is bonded and held to a
以上が、本発明のワイヤソーの第3実施形態の構成であり、次に本発明の第3実施形態に係るワイヤソー60の動作について以下に説明する。 The above is the configuration of the third embodiment of the wire saw of the present invention. Next, the operation of the wire saw 60 according to the third embodiment of the present invention will be described below.
前記ワイヤソー60が駆動されると供給リール62からワイヤ7が繰り出され、前記テンションプーリ65で所定の張力が付与された後、ガイドプーリ32a、32bの間でワイヤ7が切断域を形成し、回収側のテンションプーリ65で所定の張力が付与され、回収リール63に巻き取られる。本実施形態においては、所定の周期でワイヤ7が往復走行し、切断域のワイヤ7に前記被加工物Wが押し付けられる。なお、このとき、切断域のワイヤ7に図示しない加工液ノズルから加工液が掛けられる。
When the wire saw 60 is driven, the
また、前記ガイドプーリ32a、32bが互いに異なる方向に昇降動することで、切断域ワイヤ7が揺動し、ワイヤ7への切断負荷が軽減されるとともに被加工物Wの切断屑の排出が円滑に行われる。なお、図8(a)及び(b)のように、前記ガイドプーリ32a、32bのいずれか一方のみ移動させて切断域ワイヤ7の揺動をさせても良い。
Further, as the guide pulleys 32a and 32b are moved up and down in different directions, the cutting
前記のように切断域のワイヤ7を揺動させながら、昇降テーブル67を上昇させて、被加工物Wを上昇させ、前記切断域のワイヤ7に前記被加工物Wを押し付けることで、前記被加工物Wは切断される。なお、切断域のワイヤ7の揺動は、前記被加工物Wの加工部に適宜の負荷が付与されるように行われる。このように適宜の負荷が付与された状態で切断域のワイヤ7が揺動するので、適宜の負荷を前記被加工物Wの加工部に付与しつつ、被加工物Wの加工部に付与される負荷が軽減され、精度の良い切断が行える。また、前記被加工物Wの加工部とワイヤ7の接触部に適度の負荷を付与しつつ、前記加工部とワイヤ7の接触量が低減するので、切断速度を向上することができる。また、ワイヤ7に負荷が掛かり過ぎて、前記ワイヤ7が断線することもない。さらに、ワイヤ7が揺動するので、ワイヤ7と前記被加工物Wの切断面とが擦過され、前記被加工物Wの切断面表面が適度に研磨されて被加工物Wの切断面が平坦化する。
While the
以上が、本発明の第3実施形態に係るワイヤソーであるが、適宜発明の範囲で構成を変更できる。例えば、本発明の実施形態においては、被加工物Wを下方からワイヤ7に押し付ける構成としたが、被加工物Wを上方から加工させながらワイヤ7に押し付ける構成としても良い。ワイヤ7の揺動速度や揺動角度も適宜被被加工物Wの材質等に応じて変更が可能である。
The above is the wire saw according to the third embodiment of the present invention, but the configuration can be changed as appropriate within the scope of the invention. For example, in the embodiment of the present invention, the workpiece W is pressed against the
また、第1実施形態や第2実施形態においても、第3実施形態と同様にワイヤ7の揺動速度や揺動角度も適宜被加工物Wの材質等に応じて変更が可能である。
Also in the first embodiment and the second embodiment, the swing speed and swing angle of the
W 被加工物
Wa 未切断部分
Wb 既切断部分
1 ワイヤソー
2 ロボット
3 基台
4 揺動ユニット
5 ツールチェンジャー
6 支持アーム
7 ワイヤ
8 ワイヤソーユニット
9 側板
10 ベース板
10a 開口部
11a モータ
11b モータ
12 側板
13 背板
14 前板
16 スライダ
17 レール
18 支持枠
19 スピンドル
20a 供給リール
20b 回収リール
21 昇降モータ
22 支持枠
23 移動枠
24 連結板
25 ナット部材
27 カップリング
28 ボールネジ
32a ガイドプーリ
32b ガイドプーリ
33 テンションローラ
35 支持枠
36 プーリ
37 支持板
38 加工テーブル
39 カバー
40 支持枠
41 レール
42 スライダ
43 支持板
44 回転軸
45 ボールネジ
46 ナット部材
47 モータ
50 支持枠
51 レール
52 Rガイド
53 支持カム
53a 長穴
54 ボールネジ
55 ナット部材
56 軸
60 ワイヤソー
61 ベース板
62 供給リール
63 回収リール
64 プーリ
65 テンションプーリ
67 昇降テーブル
68 貼り付け台
69 ダミー部材
W Workpiece Wa Uncut portion
Claims (3)
前記被加工物の両側で前記ワイヤを案内支持する2つのガイドプーリと、
前記ガイドプーリ間に形成される被加工物の切断域と、
ワイヤを一方向または往復走行させるワイヤ駆動源と、を備え、
前記ガイドプーリの少なくとも1つは、前記被加工物の切断方向と平行に移動自在に設けられ、
前記被加工物の切断の際、前記ガイドプーリの少なくとも1つを他方のガイドプーリに対して相対的に移動させることで、前記切断域のワイヤを揺動するようにしたワイヤソー。 A wire saw that cuts the workpiece by pressing the workpiece against a wire traveling in one direction or reciprocating,
Two guide pulleys for guiding and supporting the wire on both sides of the workpiece;
A cutting area of the workpiece formed between the guide pulleys;
A wire drive source for moving the wire in one direction or reciprocating,
At least one of the guide pulleys is provided movably in parallel with the cutting direction of the workpiece,
A wire saw that swings the wire in the cutting area by moving at least one of the guide pulleys relative to the other guide pulley when the workpiece is cut.
ユニット内に一体に収納されるとともに少なくとも前記切断域のワイヤが露出して前記被加工物を加工可能に形成され、
前記ユニットが、移動自在なロボットアームに支持されている請求項1に記載のワイヤソー。 The wire saw is
It is integrally formed in the unit and at least the wire in the cutting area is exposed so that the workpiece can be processed,
The wire saw according to claim 1, wherein the unit is supported by a movable robot arm.
前記被加工物の両側で前記ワイヤを案内支持する2つのガイドプーリを配置しておき、
前記ガイドプーリ間に形成される被加工物の切断域を形成し、
前記ガイドプーリの少なくとも1つを、前記被加工物の切断方向と平行に移動自在に設けておき、
前記ガイドプーリの少なくとも1つを他方のガイドプーリに対して相対的に移動させて前記切断域のワイヤを揺動するようにした切断加工方法。 A cutting method that cuts the workpiece by pressing the workpiece against a wire traveling in one direction or reciprocating,
Two guide pulleys for guiding and supporting the wire on both sides of the workpiece are arranged,
Forming a cut area of the workpiece formed between the guide pulleys;
At least one of the guide pulleys is provided so as to be movable in parallel with the cutting direction of the workpiece,
A cutting method in which at least one of the guide pulleys is moved relative to the other guide pulley to swing the wire in the cutting region.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2017058135A JP2018158428A (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Wire saw and cutting processing method |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109624116A (en) * | 2019-01-04 | 2019-04-16 | 北京半导体专用设备研究所(中国电子科技集团公司第四十五研究所) | Gauze oscillation system and multi-wire saw equipment |
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- 2017-03-23 JP JP2017058135A patent/JP2018158428A/en active Pending
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