JPH11300595A - ワイヤソーおよびワイヤの位置特定方法と切断方法 - Google Patents

ワイヤソーおよびワイヤの位置特定方法と切断方法

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JPH11300595A
JPH11300595A JP11191798A JP11191798A JPH11300595A JP H11300595 A JPH11300595 A JP H11300595A JP 11191798 A JP11191798 A JP 11191798A JP 11191798 A JP11191798 A JP 11191798A JP H11300595 A JPH11300595 A JP H11300595A
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    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0064—Devices for the automatic drive or the program control of the machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00—Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤソーに使用されるワイヤの位置を正確
に特定できる手段を提供する。 【解決手段】 ワークＷの表面に接触させたワイヤ１５
を移動させてワークＷを切断するワイヤソー１におい
て，ワイヤ１５の任意の位置がリール１３，１４の積算
回転数で特定される。ワイヤ１５の位置とリール１３，
１４の積算回転数は１対１の対応をとるので，積算回転
数によってワイヤ１５の位置を正確に把握できるように
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，ワイヤをワークに
接触させながら移動させてワークを切断するワイヤソー
に関し，更に，ワイヤソーにおけるワイヤの位置を特定
する方法とワイヤソーを用いてワークを切断する方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】磁性材料，半導体材料，セラミック材料
などといった種々の形状のワークを切断するための装置
として，ワイヤソーが用いられている。このワイヤソー
では，繰り出し側のリールから巻き取り側のリールに向
かって繰り出されるワイヤをリール間において複数のロ
ールに何周にも巻回して等間隔で並べ，それらワイヤの
表面に向かって砥液を供給して砥液中に分散している砥
粒をワイヤに付着させ，この砥粒を付着させたワイヤを
ワークに接触させながら移動させることにより，ワーク
を一度に多数枚の板形状に切断する構成になっている。
【０００３】このワイヤソーで使用されるワイヤの長さ
は数百ｋｍにも達する非常に長いものである。また，ワ
イヤソーの使用中に，例えばワークや切粉にワイヤが引
っかかったり，ワーク以外の箇所にワイヤが当接するな
どして，ワイヤが断線してしまうことがある。このよう
にワイヤが断線した場合は，当該箇所においてワイヤ同
士を結んでつなぎ，そのワイヤを再び使用している。し
かし，このようにワイヤを途中で結んで使用する場合
は，ワークを切断する際に，当該結び目の箇所を避けて
使用しなければならない。また，断線が生じないまで
も，ワイヤの破損が生じている箇所やワイヤが折れ曲が
った箇所などは，ワークを切断する際にその箇所を避け
て使用することが必要になることも考えられる。
【０００４】また，ワークの切断の途中でワイヤが終端
に達してしまったのでは，切断が中途半端となってワー
クの無駄を生じてしまう。従って，ワイヤが残り少なく
なった場合は，適当な時期にワイヤソーの稼働を停止
し，必要ならば，新しいワイヤと交換しなければならな
い。
【０００５】そこで従来より，リールに巻かれたワイヤ
の外径やワイヤの重量などからワイヤの位置（ワイヤの
繰り出し長さや残量）を算出し，結び目などのある箇所
やワイヤの残量などを特定することが行われている。そ
して，ワイヤソーの稼働中に結び目などの位置が繰り出
し側のリールから繰り出される直前に稼働を一旦停止
し，ワークを離した状態でワイヤを移動させて結び目を
巻き取り側のリールに巻き取った後，再びワイヤソーを
再稼働させている。これにより，結び目などがワークに
接触することを防いでいる。また，外径や重量などから
算出されたワイヤの位置に基づき，残り僅かと判断した
場合には，新しいワイヤに交換するなどしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし，ワイヤが細く
て単位長さ当たりの重量が僅かで長いこともあり，従来
のようなワイヤの外径や重量などに基づく方法では誤差
が大きく，結び目などの位置を正確に特定することがで
きなかった。このため，結び目などを発見する作業が非
常に困難であり，しかも，発見を怠ってそのままワーク
の切断を続けた場合は，結び目がワークに引っかかって
しまい，新たな断線事故やワークの切断精度の低下を招
いていた。また，新しいワイヤに交換するために，ワイ
ヤの全長に対して相当の余裕を持った状態でワイヤの使
用を終了しなければならず，無駄を生じていた。
【０００７】従って本発明の目的は，ワイヤソーに使用
されるワイヤの位置を正確に特定できる手段を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に，請求項１の発明にあっては，ワークの表面に接触さ
せたワイヤを移動させてワークを切断するワイヤソーに
おいて，前記ワイヤの任意の位置が積算回転数で特定さ
れることを特徴としている。
【０００９】この請求項１のワイヤソーのように，ワイ
ヤの任意の位置がリールの積算回転数で特定されれば，
ワイヤの位置とリールの積算回転数は１対１の対応をと
るので，積算回転数によってワイヤの位置を正確に把握
できるようになる。この請求項１のワイヤソーにおい
て，請求項２に記載したように，前記積算回転数は，ワ
イヤに接触する回転体の積算回転数で表すことができ
る。このワイヤに接触する回転体は，例えば請求項３に
記載したように，ワイヤを巻き付けるあるいはワイヤを
繰り出すためのリールとすることができ，また請求項４
に記載したように，ワイヤのパスロールとすることもで
きる。更に請求項５に記載したように，前記積算回転数
が，ワイヤを巻き付けあるいは繰り出すためのリールを
駆動するモータの積算回転数であっても良い。また請求
項６に記載したように，前記積算回転数が，ワイヤを移
動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転
数であっても良い。
【００１０】請求項７の発明は，これら請求項１，２，
３，４，５又は６のいずれかに記載のワイヤソーを用
い，ワイヤをワークの表面に接触させて，ワークを切断
する切断方法である。
【００１１】請求項８の発明は，リールに巻き付けなが
ら移動させたワイヤを，ワークの表面に接触させ，ワー
クを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイヤの任意の
位置を積算回転数で特定することを特徴とする，ワイヤ
ソーにおけるワイヤの位置特定方法である。この請求項
８の位置特定方法において，請求項９に記載したよう
に，前記積算回転数は，ワイヤに接触する回転体の積算
回転数で表すことができる。このワイヤに接触する回転
体は，例えば請求項１０に記載したように，ワイヤを巻
き付けまたは繰り出すためのリールであって，前記積算
回転数はワイヤの巻き付けまたは繰り出しのためのリー
ルの積算回転数とすることができ，また請求項１１に記
載したように，ワイヤのパスロールであって，前記積算
回転数はパスロールの積算回転数とすることもできる。
更に請求項１２に記載したように，前記積算回転数は，
ワイヤを巻き取りまたは繰り出すためのリールを回転駆
動させるためのモータの積算回転数であっても良い。ま
た請求項１３に記載したように，前記積算回転数は，ワ
イヤを移動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの
積算回転数であっても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，図面に基づいて説明する。図１は，本発明の実施
の形態にかかるワイヤソー１の全体的構成の一例を示す
概略図である。
【００１３】このワイヤソー１は，所定の間隔を開けて
左右に配置された一対のリール１０，１１を備えてい
る。これらリール１０，１１は，それぞれモータ１２，
１３の駆動軸１４，１５に取り付けられて回転駆動され
るようになっている。また，これらリール１０，１１に
は一本の共通するワイヤ１６が巻回されており，リール
１０，１１同士の間に，ワイヤ１６が張り渡された格好
になっている。また，これらリール１０，１１同士の間
において，ワイヤ１６を下方から支持するように４本の
パスロール１７，１８，１９，２０が設けられている。
また，内方に位置するパスロール１８，１９の間におい
て，下方に駆動ローラー２１が配置されている。これら
パスロール１８，１９には，ワイヤ１６が等間隔に巻回
されている。リール１０とリール１１の間では，ワイヤ
１６はパスロール１７，１８，１９に接触した後，パス
ロール１９の周面に沿って下方に方向を変えて駆動ロー
ラー２１を巻回し，更に駆動ローラー２１の周面に沿っ
て上方に方向を変えて再びパスロール１８を巻回し，パ
スロール１８の周面に沿って水平に方向を変えた後，パ
スロール１９，２０に接触している。そして，リール１
０とリール１１の間では，このようにパスロール１７，
１８，１９，駆動ローラー２１，パスロール１８，１
９，２０の順に接触しながら，ワイヤ１６はたるみがな
いように張り渡されており，各モータ１２，１３の回転
駆動により，ワイヤ１６はリール１０から繰り出され，
巻き取り側のリール１１へ進退を繰り返しながら巻き取
られていくようになっている。なお，駆動ローラー２１
もモータ２２によって回転駆動させることが可能であ
り，各リール１０，１１を回転させるモータ１２，１３
と共に，あるいはモータ１２，１３に代えてモータ２２
を回転駆動させることにより，ワイヤ１６を進退移動さ
せることも可能である。
【００１４】内方に位置するパスロール１８，１９間の
上方には，昇降機構２５によってワークＷが支持されて
いる。ワークＷは，図示の例では直方体形状をなしてお
り，例えば磁性材料，半導体材料，セラミック材料など
である。なお，ワークＷは図示の例では直方体形状であ
るが，必ずしもこの形状に限るものでなく，円柱体，立
方体その他の形状でも良い。そして，この昇降機構２０
の稼働によってワークＷが下降し，ワークＷの下面側
が，パスロール１８，１９の間において，水平に張り渡
されたワイヤ１６に接触するようになっている。
【００１５】また，図示はしないが，パスロール１８，
１９の間において張り渡されたワイヤ１６の表面に向か
って砥液Ｌを供給するノズルが配置されており，このノ
ズルから吐き出した砥液をワイヤ１６に供給して，砥液
中に分散している砥粒をワイヤ１６に付着させようにな
っている。そして，砥粒を付着させたワイヤ１６をワー
クＷに接触させて，各モータ１２，１３（あるいはモー
タ２２）の回転駆動によってワイヤ１６を進退移動させ
ることにより，ワークＷを板形状に切断する構成になっ
ている。
【００１６】以上のように構成されるワイヤソー１にお
いて，繰り出し側のリール１０と巻き取り側のリール１
１には，積算回転数を検出するための検出機構３０，３
１がそれぞれ装着してあり，これら検出機構３０，３１
で検出された各リール１０，１１の積算回転数は記憶手
段３２に記憶されるようになっている。なお，この記憶
手段３２によって記憶される各リール１１，１２の積算
回転数を表示するためのディスプレー，プリンター等の
表示装置を備えていても良い。ワイヤソー１において各
リール１１，１２は最高周速１０，０００ｍｍ／ｓｅｃ
を超える速度で回転する場合もあるので，そのような高
回転に十分対応できる応答速度をもち，かつ，ワイヤ１
６の進退移動に伴う各リール１１，１２の正転と逆転を
判別できる検出機構３０，３１を用いるのがよい。これ
ら検出機構３０，３１としては，例えば，エンコーダ，
光電管，近接センサー等を用いて各リール１１，１２の
回転を検出し，カウンター等で積算を行うことが可能で
ある。
【００１７】この実施の形態において，各リール１１，
１２に装着された検出機構３０，３１はいずれも同様の
構成を備えるため，図２に基づいて，リール１０に装着
された検出機構３０について代表して説明する。リール
１０の下部には，ワイヤ１６が巻き付けけられない位置
においてミラー３５が取り付けてあり，このミラー３５
に対してそれぞれ投受光を行ってミラー３５の通過を検
出するセンサ３６，３７が所定の間隔を開けて配置され
ている。これらセンサ３６，３７の検出により，リール
１０の積算回転数が検出され，記憶手段３２に記憶され
るようになっている。また，例えばリール１０が時計回
転方向ＣＷに回転してリール１０にワイヤ１６を巻き付
けている場合は，図３（ａ）に示すように，センサ３６
による検出信号３６ａがセンサ３７による検出信号３７
ａよりも早く検出され，逆に，リール１０が反時計回転
方向ＣＣＷに回転してリール１０からワイヤ１６を繰り
出している場合は，図３（ｂ）に示すように，センサ３
７による検出信号３７ａがセンサ３６による検出信号３
６ａよりも早く検出されるので，これら検出信号３６ａ
と検出信号３７ａの検出時期のずれによって，リール１
０の回転方向を検知し，ワイヤ１６を巻き付けている状
態と繰り出している状態を判定することが可能である。
なお，繰り出し側のリール１０に装着された検出機構３
０について代表して説明したが，巻き取り側のリール１
１の検出機構３１によっても同様に，積算回転数を検出
されて記憶手段３２に記憶されると共に，ワイヤ１６を
巻き付けている状態と繰り出している状態が判定される
ように構成されている。
【００１８】またこのワイヤーソ１において，繰り出し
側のリール１０と巻き取り側のリール１１に巻き付けら
れたワイヤ１６に例えば結び目などが存在する場合は，
その位置は予めリール１０，１１の積算回転数Ｘとして
記憶手段３２に記憶されている。更に，ワイヤソー１の
稼働を開始する前における（繰り出し側のリール１０か
らワイヤ１６がまだ繰り出されていない状態における）
繰り出し側のリール１０に巻き付けられたワイヤ１６の
巻き付け数Ｙも，記憶手段３２に記憶されている。
【００１９】さて，このワイヤソー１において，各モー
タ１２，１３（あるいはモータ２２）を回転駆動させ，
リール１０，１１の間に張り渡されたワイヤ１６を進退
を繰り返しながら，図１中の矢印Ａ方向に移動させる。
これにより，最初に繰り出し側のリール１０に巻き取ら
れていたワイヤ１６は順次繰り出され，巻き取り側のリ
ール１１にワイヤ１６が徐々に巻き取られていく。そし
て，これら繰り出し側のリール１０によるワイヤ１６の
繰り出しと，巻き取り側のリール１１によるワイヤ１６
の巻き取りは，検出機構３０，３１によって検出され，
積算回転数と共に記憶手段３２に記憶される。
【００２０】また，このようにワイヤ１６を移動させな
がら，図示しないノズルから砥液を吐き出すことによ
り，リール１０，１１の間において張り渡されたワイヤ
１６に砥粒を付着させる。そして，昇降機構２５の稼働
によってワークＷを下降させ，ワークＷの下面側をワイ
ヤ１６に接触させる。これにより，ワークＷは薄板形状
に切断されていく。
【００２１】ここで，例えば図１に示すように繰り出し
側のリール１０に巻き取られていたワイヤ１６に結び目
１６’が存在している場合は，その結び目１６’の位置
はリル１０の積算回転数Ｘとして記憶手段３２に記憶さ
れており，結び目１６’の位置とリール１０の積算回転
数は１対１の対応をとるので，ワイヤ１６の移動に伴っ
て繰り出し側のリール１０の積算回転数がＸに達した際
に，リール１０から結び目１６’が丁度繰り出される時
期と判断することができる。
【００２２】そして，このようにリール１０の積算回転
数がＸに達したことによりリール１０から結び目１６’
が繰り出される時期を検出した場合は，ワークＷの切断
を一時停止する。そして，巻き取り側のリール１１に結
び目１６’が巻き取られるまでワイヤ１６を移動させ
る。なお，このように巻き取り側のリール１１に結び目
１６’が巻き取られる際のワイヤ１６の位置を，その時
のリール１１の積算回転数Ｘ’により検出し，記憶手段
３２に記憶しておく。その後，ワークＷの切断を再び開
始する。
【００２３】そして，繰り出し側のリール１０の積算回
転数が，ワイヤソー１の稼働を開始する前における（繰
り出し側のリール１０からワイヤ１６がまだ繰り出され
ていない状態における）繰り出し側のリール１０に巻き
付けられたワイヤ１６の巻き付け数Ｙに近くなって，リ
ール１０に巻き付けられているワイヤ１６が残り少なく
なった場合は，ワークＷの切断を終了し，巻き取り側の
リール１１にワイヤ１６を完全に巻き取った後，ワイヤ
１６の移動方向を逆にして切断を継続することができ
る。なお，このようにリール１１にワイヤ１６を完全に
巻き取った際の巻き取り数をリール１１の積算回転数
Ｙ’により検出し，記憶手段３２に記憶しておくと良
い。そして，同じワイヤ１６を用いて再度切断を行う場
合は，逆にこれまで巻き取り側のリール１１であったも
のを繰り出し側に用い，繰り出し側のリール１０であっ
たものを巻き取り側に用いて，前述と同様に切断を行
う。そして，結び目１６’の位置も同様に特定する。
【００２４】こうして，ワークＷの切断を終了した後，
必要に応じてリールを取り替えて新しいワイヤ１６に交
換し，再びワークＷの切断を再開することができる。こ
のように，この実施の形態で説明したワイヤソー１にあ
っては，ワイヤ１６の位置をリール１０，１１の積算回
転数で記憶しておくことにより，結び目１６’などの箇
所を避けてワークＷを切断することができ，ワイヤ１６
上の特定の位置を容易に検出できるため，新たな断線事
故やワークＷの切断精度の低下を生ずる心配がない。
【００２５】以上，本発明の実施の形態の一例を説明し
たが，ワイヤ１６の位置は，リール１０，１１の積算回
転数に限らず，例えばパスロール１７，１８，１９，２
０の積算回転数や，モータ１２，１３の積算回転数，駆
動ローラー２１の積算回転などによって検出しても良
い。その場合は，図１に一点鎖線４０，４１，４２で示
す信号経路のように，パスロール１７，１８，１９，２
０の積算回転数や，モータ１２，１３の積算回転数，駆
動ローラー２１の積算回転数を記憶手段３２に記憶する
ように構成する。また，駆動ローラー２１を回転駆動さ
せるモータ２２の積算回転数を検出機構２３によって検
出し，記憶手段３２に記憶するように構成しても良い。
【００２６】また図１では，リール１０，１１の間でワ
イヤ１６を水平に張り渡した例を説明したが，装置の大
きさなどにより，ワイヤ１６の経路や各パスロール１
７，１８，１９，２０，駆動ローラ２１の配置などは適
宜変更して良い。また，移動機構２５が上側から下降す
る例を説明したが，移動機構２５が下方から上昇してワ
イヤ１６にワークＷの上面側が接触して切断するもので
あっても良い。なお，切断部分のワイヤ１６が垂直にな
っている場合は，移動機構２５は水平にワークＷを移動
させることになる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば，ワイヤの位置をリール
やパスロール，駆動ローラー，モータなどの積算回転数
で記憶しておくことにより，ワイヤの位置と積算回転数
は１対１の対応をとるので，積算回転数によってワイヤ
の位置を正確に把握できるようになる。このためワイヤ
の結び目や折れ曲がり等の破損個所などを避けて，良好
なワークの切断作業ができるようになる。また，ワイヤ
が残り少なくなった場合は，それを正確に把握して適当
な時期にワイヤを交換できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソー全体的
構成の一例を示す概略図である。
【図２】リールの積算回転数を検出するための検出機構
の説明図である。
【図３】センサによって検出される信号の説明図であ
る。
【符号の説明】
Ｗ ワーク １ ワイヤソー １０，１１ リール １２，１３，２２ モータ １６ ワイヤ １６’ 結び目 １７，１８，１９，２０ パスロール ２１ 駆動ローラー ２３，３０，３１ 検出機構 ３２ 記憶手段 ４０ パスロールの積算回転数を記憶手段に記憶させ
る信号経路 ４１ リールを回転駆動させるモータの積算回転数を
記憶手段に記憶させる信号経路 ４２ 駆動ローラーを回転駆動させるモータの積算回
転数を記憶手段に記憶させる信号経路

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワークの表面に接触させたワイヤを移動
    させてワークを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイ
    ヤの任意の位置が積算回転数で特定されることを特徴と
    するワイヤソー。
  2. 【請求項２】 前記積算回転数は，ワイヤに接触する回
    転体の積算回転数であることを特徴とする，請求項１に
    記載のワイヤソー。
  3. 【請求項３】 前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤ
    を巻き付けるあるいはワイヤを繰り出すためのリールで
    あることを特徴とする請求項２に記載のワイヤソー。
  4. 【請求項４】 前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤ
    のパスロールであることを特徴とする，請求項２に記載
    のワイヤソー。
  5. 【請求項５】 前記積算回転数が，ワイヤを巻き付けあ
    るいは繰り出すためのリールを駆動するモータの積算回
    転数であることを特徴とする，請求項１に記載のワイヤ
    ソー。
  6. 【請求項６】 前記積算回転数が，ワイヤを移動させる
    駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数である
    ことを特徴とする，請求項１に記載のワイヤソー。
  7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６のいず
    れかに記載のワイヤソーを用い，ワイヤをワークの表面
    に接触させて，ワークを切断する切断方法。
  8. 【請求項８】 リールに巻き付けながら移動させたワイ
    ヤを，ワークの表面に接触させ，ワークを切断するワイ
    ヤソーにおいて，前記ワイヤの任意の位置を積算回転数
    で特定することを特徴とする，ワイヤソーにおけるワイ
    ヤの位置特定方法。
  9. 【請求項９】 前記積算回転数は，ワイヤに接触する回
    転体の積算回転数であることを特徴とする，請求項８に
    記載のワイヤの位置特定方法。
  10. 【請求項１０】 前記ワイヤに接触する回転体が，ワイ
    ヤを巻き付けまたは繰り出すためのリールであって，前
    記積算回転数はワイヤの巻き付けまたは繰り出しのため
    のリールの積算回転数であることを特徴とする，請求項
    ９に記載のワイヤの位置特定方法。
  11. 【請求項１１】 前記ワイヤに接触する回転体が，ワイ
    ヤのパスロールであって，前記積算回転数はパスロール
    の積算回転数であることを特徴とする，請求項９に記載
    のワイヤの位置特定方法。
  12. 【請求項１２】 前記積算回転数は，ワイヤを巻き取り
    または繰り出すためのリールを回転駆動させるためのモ
    ータの積算回転数であることを特徴とする，請求項８に
    記載のワイヤの位置特定方法。
  13. 【請求項１３】 前記積算回転数は，ワイヤを移動させ
    る駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数であ
    ることを特徴とする，請求項８に記載のワイヤの位置特
    定方法。
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