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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023029020
(43)【公開日】2023-03-03
(54)【発明の名称】ワイヤソー
(51)【国際特許分類】
B24B 27/06 20060101AFI20230224BHJP
B23D 57/00 20060101ALI20230224BHJP
B24B 41/06 20120101ALI20230224BHJP
B24B 47/04 20060101ALI20230224BHJP
B23Q 1/72 20060101ALI20230224BHJP
B28D 5/04 20060101ALI20230224BHJP
B28D 7/04 20060101ALI20230224BHJP
【ＦＩ】
B24B27/06 F
B23D57/00
B24B41/06 L
B24B47/04
B23Q1/72 A
B28D5/04 C
B28D7/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021135079
(22)【出願日】2021-08-20
(71)【出願人】
【識別番号】000152675
【氏名又は名称】コマツＮＴＣ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 哲也
(72)【発明者】
【氏名】漆山 正史
(72)【発明者】
【氏名】河津 知之
(72)【発明者】
【氏名】村井 史朗
【テーマコード（参考）】
3C034
3C040
3C048
3C069
3C158
【Ｆターム（参考）】
3C034AA17
3C034BB72
3C034BB83
3C034BB87
3C034CB11
3C034DD10
3C040AA19
3C048BC02
3C048CC20
3C048DD01
3C048DD26
3C048EE06
3C069AA01
3C069BA06
3C069BB04
3C069BC02
3C069CA04
3C069CB01
3C069DA01
3C158AA05
3C158AA16
3C158AA18
3C158AB03
3C158AB04
3C158AC01
3C158BA07
3C158CA01
3C158CB04
3C158DA03
3C158DA17
(57)【要約】
【課題】ワークの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構にかかる力を一定にさせることができるワイヤソーを提供することを課題とする。
【解決手段】ワイヤソー１は、ワークＷを切断するワイヤ５４と、ワイヤ５４が巻き掛けられた複数の加工用ローラ５２と、ワイヤ５４に対してワークＷを切断する切断方向に送るワーク送り機構７と、ワーク送り機構７を保持するバランサ８と、を備え、バランサ８は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構７に付与する。
【選択図】図１
【解決手段】ワイヤソー１は、ワークＷを切断するワイヤ５４と、ワイヤ５４が巻き掛けられた複数の加工用ローラ５２と、ワイヤ５４に対してワークＷを切断する切断方向に送るワーク送り機構７と、ワーク送り機構７を保持するバランサ８と、を備え、バランサ８は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構７に付与する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワークを切断するワイヤと、
前記ワイヤが巻き掛けられた複数の加工用ローラと、
前記ワイヤに対して前記ワークを切断する切断方向に送るワーク送り機構と、
前記ワーク送り機構を保持するバランサと、を備え、
前記バランサは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の力を前記ワーク送り機構に付与する
ことを特徴とするワイヤソー。
前記ワイヤが巻き掛けられた複数の加工用ローラと、
前記ワイヤに対して前記ワークを切断する切断方向に送るワーク送り機構と、
前記ワーク送り機構を保持するバランサと、を備え、
前記バランサは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の力を前記ワーク送り機構に付与する
ことを特徴とするワイヤソー。
【請求項2】
前記バランサを構成するシリンダ装置と、
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力を可変させるためのコントロールバルブと、
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を前記ワークの切り込み位置に応じて任意に設定可能なコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに、前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を可変することにより、前記ワークの切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の前記力を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力を可変させるためのコントロールバルブと、
前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を前記ワークの切り込み位置に応じて任意に設定可能なコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに、前記シリンダ装置に供給する流体の圧力の前記コントロールバルブへの指令値を可変することにより、前記ワークの切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の前記力を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項3】
前記ワーク送り機構は、前記ワークを上下方向に移動させるリニアモータ、
あるいは、前記ワークを上下方向に移動させるボールねじ機構と、当該ボールねじ機構を駆動させるモータと、を備えている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤソー。
あるいは、前記ワークを上下方向に移動させるボールねじ機構と、当該ボールねじ機構を駆動させるモータと、を備えている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワーク送り機構を備えたワイヤソーに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、半導体材料や磁性材料等のワークをワイヤで切断するワイヤソーは、ワイヤに対して、加工液を供給しながら、ワーク送り装置によってワークを切り込み送りすることで、ワークを切断している。
【0003】
一般に、ワイヤソーのワーク送り機構は、ガイドレールと、ワーク送りテーブルに設けられたナット部材と、ナット部材に螺合する棒ねじと、棒ねじを回転駆動させてワーク送りテーブルを昇降させる駆動モータと、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
切断されて形成されるワークは、薄い半導体ウエハとなるので、高精度に切断加工されることが要求される。半導体ウエハは、ワークとワイヤとの相対変位によってウエハの形状が決定される。このため、ワーク送り機構は、真直度がウエハに転写されるので、高精度かつ高剛性が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、特許文献１に記載のワイヤソーや、一般のワイヤソーでは、加工時の切削抵抗により、ワーク送り機構に反力が生じて、機械が変形する。その反力は、ワークの大きさまたは、断面積の大きさおよび、加工切削性の変化によって、常に変化する。このため、ワイヤソーでは、切削抵抗が変化しても、切削抵抗によって変形しないワーク送り機構を有することが望まれていた。
【0007】
そこで、本発明は、ワークの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構にかかる力を一定にさせることができるワイヤソーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
前記課題を解決するため、本発明に係るワイヤソーは、ワークを切断するワイヤと、前記ワイヤが巻き掛けられた複数の加工用ローラと、前記ワイヤに対して前記ワークを切断する切断方向に送るワーク送り機構と、前記ワーク送り機構を保持するバランサと、を備え、前記バランサは、前記ワイヤで前記ワークを切断加工するときに生じる反力と、前記ワーク送り機構の可動部の自重と、ワークの自重と、を相殺する方向の力を前記ワーク送り機構に付与することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ワークの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構にかかる力を一定にさせることができるワイヤソーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係るワイヤソーの一例を示す要部概略縦断面図である。
【図2】ワイヤソーの要部拡大概略平面図である。
【図3】ワイヤソーの要部概略縦断面図である。
【図4】本発明の実施形態に係るワイヤソーの変形例を示す要部概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施形態に係るワイヤソーを図１～図３を参照して説明する。
本実施形態において、図１に示すクランプ装置６のワーク送りテーブル６１がある方向を前、ワーク送りテーブル６１の後方向を後、鉛直上方側を上、鉛直下方側を下、図２の左方向を左、図２の右方向を右として適宜説明する。
本実施形態において、図１に示すクランプ装置６のワーク送りテーブル６１がある方向を前、ワーク送りテーブル６１の後方向を後、鉛直上方側を上、鉛直下方側を下、図２の左方向を左、図２の右方向を右として適宜説明する。
【0012】
まず、ワイヤソー１を説明する前に、ワイヤソー１に使用されるワークＷについて説明する。また、図３に示すように、ワイヤソー１の主要部は、略左右対称に形成されているため、適宜その一方を説明して他方の説明を省略する。
【0013】
＜ワーク＞
図１に示すように、ワークＷは、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料から成る。ワークＷは、クランプ装置６のワーク保持部６３に取り付けられて、ワイヤソー１に配置された加工装置５のワイヤ５４に押し当てることで切削して切断される。
図１に示すように、ワークＷは、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料から成る。ワークＷは、クランプ装置６のワーク保持部６３に取り付けられて、ワイヤソー１に配置された加工装置５のワイヤ５４に押し当てることで切削して切断される。
【0014】
＜ワイヤソー＞
ワイヤソー１は、加工装置５のワイヤ５４によってワークＷを切断する切断装置である。図１に示すように、ワイヤソー１は、基台（図示省略）と、コラム３と、サドル４と、加工装置５と、クランプ装置６と、ワーク送り機構７と、コントロールバルブ９０と、コントローラ１０と、を主に備えて構成されている。
ワイヤソー１は、加工装置５のワイヤ５４によってワークＷを切断する切断装置である。図１に示すように、ワイヤソー１は、基台（図示省略）と、コラム３と、サドル４と、加工装置５と、クランプ装置６と、ワーク送り機構７と、コントロールバルブ９０と、コントローラ１０と、を主に備えて構成されている。
【0015】
＜基台＞
不図示の基台は、コラム３と、加工装置５と、を下から保持するベースである。基台（図示省略）は、ワイヤソー１の下端部全体に亘って配置されている。
不図示の基台は、コラム３と、加工装置５と、を下から保持するベースである。基台（図示省略）は、ワイヤソー１の下端部全体に亘って配置されている。
【0016】
＜コラム＞
コラム３は、基台（図示省略）上に立設されて、ワイヤソー１の機械本体を構成する柱状の部材である。コラム３内には、サドル４と、ワーク送り機構７と、バランサ８と、が設けられている。
コラム３は、基台（図示省略）上に立設されて、ワイヤソー１の機械本体を構成する柱状の部材である。コラム３内には、サドル４と、ワーク送り機構７と、バランサ８と、が設けられている。
【0017】
＜サドル＞
図１に示すように、サドル４は、コラム３に対して上下方向に移動可能に配置された縦送り台である。サドル４の前面には、ワークＷをクランプするクランプ装置６を支持している。サドル４には、ワイヤ５４に対してワークＷを切断する切断方向に送るワーク送り機構７と、ワーク送り機構７を保持しているバランサ８と、が設けられている。
図１に示すように、サドル４は、コラム３に対して上下方向に移動可能に配置された縦送り台である。サドル４の前面には、ワークＷをクランプするクランプ装置６を支持している。サドル４には、ワイヤ５４に対してワークＷを切断する切断方向に送るワーク送り機構７と、ワーク送り機構７を保持しているバランサ８と、が設けられている。
【0018】
＜加工装置＞
加工装置５は、クランプ装置６のワーク保持部６３にクランプされた未加工のワークＷを加工する切削機構である。加工装置５は、適宜な間隔で水平方向に対向配置された一対の加工用ローラ５１，５２と、加工用ローラ５１と加工用ローラ５２とに巻き掛けられたワークＷを切断するワイヤ５４、加工用ローラ５１，５２を回転駆動させる駆動モータ（図示省略）と、ブラケット５５と、を備えて成る。加工装置５は、コラム３の近傍において、基台（図示省略）上にブラケット５５を介在して設置されている。
加工装置５は、クランプ装置６のワーク保持部６３にクランプされた未加工のワークＷを加工する切削機構である。加工装置５は、適宜な間隔で水平方向に対向配置された一対の加工用ローラ５１，５２と、加工用ローラ５１と加工用ローラ５２とに巻き掛けられたワークＷを切断するワイヤ５４、加工用ローラ５１，５２を回転駆動させる駆動モータ（図示省略）と、ブラケット５５と、を備えて成る。加工装置５は、コラム３の近傍において、基台（図示省略）上にブラケット５５を介在して設置されている。
【0019】
ワークＷは、加工用ローラ５１，５２の軸線方向に沿って並設された複数のものから成る（添付図面では、省略して１つのみ記載している）。そして、ワイヤソー１の運転時には、ワイヤ５４が加工用ローラ５１，５２間で走行されて、クランプ装置６で保持されたワークＷが、ワーク送り機構７により加工装置５に向かって下降されてワイヤ５４に押し付けられることで切断される。
【0020】
加工用ローラ５１，５２は、駆動モータ（図示省略）によって回転されることで、プーリ及びベルト等を含む伝達機構（図示省略）を介して駆動される加工用ローラ５１，５２間だけワイヤ５４を走行させるように構成されている。加工用ローラ５１，５２は、少なくとも一対であればよく、相互間隔をおいて平行に配置される構成であれば、３本以上でもよい。
【0021】
ワイヤ５４は、例えば、１本の線材によって構成された加工用ワイヤである。ワイヤ５４は、加工用ローラ５１，５２によって、一定量前進及び一定量後退を繰り返して、全体として歩進的に前進し、または、一方向に連続して前進するように駆動される。
【0022】
＜クランプ装置＞
図１に示すように、クランプ装置６は、加工装置５でワークＷを加工する際に、ワークＷをクランプするための保持機構である。クランプ装置６は、未加工のワークＷをクランプしてから、そのワークＷを加工装置５のワイヤ５４に押し当てて加工し、加工完了後のワークＷをアンクランプさせるまで、ワークＷを保持する。クランプ装置６は、ワークＷを保持するワーク保持部６３と、ワーク保持部６３をクランプするクランプ部６２と、ワーク保持部６３およびクランプ部６２をワーク送り機構７によって昇降させるワーク送りテーブル６１と、を備えて成る。
図１に示すように、クランプ装置６は、加工装置５でワークＷを加工する際に、ワークＷをクランプするための保持機構である。クランプ装置６は、未加工のワークＷをクランプしてから、そのワークＷを加工装置５のワイヤ５４に押し当てて加工し、加工完了後のワークＷをアンクランプさせるまで、ワークＷを保持する。クランプ装置６は、ワークＷを保持するワーク保持部６３と、ワーク保持部６３をクランプするクランプ部６２と、ワーク保持部６３およびクランプ部６２をワーク送り機構７によって昇降させるワーク送りテーブル６１と、を備えて成る。
【0023】
＜ワーク送り機構＞
ワーク送り機構７は、ワークＷを、ワイヤ５４によってワークＷを切断する加工位置と、加工済のワークＷと未加工のワークＷとの交換が行われるワーク交換位置と、の間を移動させるための移送装置である。また、ワーク送り機構７は、ワークＷを加工する際に、ワークＷを昇降させる昇降装置の機能も果たす。ワーク送り機構７は、リニアモータ７０から成る。
ワーク送り機構７は、ワークＷを、ワイヤ５４によってワークＷを切断する加工位置と、加工済のワークＷと未加工のワークＷとの交換が行われるワーク交換位置と、の間を移動させるための移送装置である。また、ワーク送り機構７は、ワークＷを加工する際に、ワークＷを昇降させる昇降装置の機能も果たす。ワーク送り機構７は、リニアモータ７０から成る。
【0024】
＜リニアモータ＞
図１に示すように、リニアモータ７０は、サドル４を上下方向に移動させるための駆動源である。リニアモータ７０は、ベース７５と、ベース７５に固定され、永久磁石７３を有する固定子７４と、固定子７４に相対的に移動可能に設けられて電機子巻線７１を有する可動子７２と、を主に備えて成る。リニアモータ７０は、電機子巻線７１に電力供給装置（図示省略）から交流電流が供給されると、可動子７２が駆動するように構成されている。このとき、電機子巻線７１は、熱を発するため、その熱を冷却するための冷却装置（図示省略）が電機子巻線７１に当接して配置されている。固定子７４はベース７５に固定され、可動子７２は、サドル４に配置されている。ベース７５は、コラム３に連結されている。リニアモータ７０は、コントローラ１０を介して不図示の電源に電気的に接続されている。
図１に示すように、リニアモータ７０は、サドル４を上下方向に移動させるための駆動源である。リニアモータ７０は、ベース７５と、ベース７５に固定され、永久磁石７３を有する固定子７４と、固定子７４に相対的に移動可能に設けられて電機子巻線７１を有する可動子７２と、を主に備えて成る。リニアモータ７０は、電機子巻線７１に電力供給装置（図示省略）から交流電流が供給されると、可動子７２が駆動するように構成されている。このとき、電機子巻線７１は、熱を発するため、その熱を冷却するための冷却装置（図示省略）が電機子巻線７１に当接して配置されている。固定子７４はベース７５に固定され、可動子７２は、サドル４に配置されている。ベース７５は、コラム３に連結されている。リニアモータ７０は、コントローラ１０を介して不図示の電源に電気的に接続されている。
【0025】
＜バランサ＞
図１に示すように、バランサ８は、サドル４の自重と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力（加工抵抗）と、を相殺する方向の力をサドル４に付与し、サドル４を適宜な位置にコントロールして支持させるための装置である。バランサ８は、主にシリンダ装置８０から成る。さらに、具体例を挙げると、バランサ８は、シリンダ装置８０と、コントロールバルブ９０と、コントローラ１０と、不図示のシリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１と、を備えて構成されている。バランサ８は、リニアモータ７０に同期して動くようにコントローラ１０によって制御されている。
図１に示すように、バランサ８は、サドル４の自重と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力（加工抵抗）と、を相殺する方向の力をサドル４に付与し、サドル４を適宜な位置にコントロールして支持させるための装置である。バランサ８は、主にシリンダ装置８０から成る。さらに、具体例を挙げると、バランサ８は、シリンダ装置８０と、コントロールバルブ９０と、コントローラ１０と、不図示のシリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１と、を備えて構成されている。バランサ８は、リニアモータ７０に同期して動くようにコントローラ１０によって制御されている。
【0026】
＜シリンダ装置＞
図１及び図３に示すように、シリンダ装置８０は、上下方向に移動するもワーク送り機構７等の自重をキャンセルさせるために支持する装置である。シリンダ装置８０は、シリンダ８１と、ピストンロッド８３と、サドル連結部材８４と、を備えて構成されている。シリンダ装置８０は、シリンダ用油圧ユニット（図示省略）からコントロールバルブ９０を介して送られて来る油によってピストン（図示省略）を作動させることで、サドル４を支持する。
図１及び図３に示すように、シリンダ装置８０は、上下方向に移動するもワーク送り機構７等の自重をキャンセルさせるために支持する装置である。シリンダ装置８０は、シリンダ８１と、ピストンロッド８３と、サドル連結部材８４と、を備えて構成されている。シリンダ装置８０は、シリンダ用油圧ユニット（図示省略）からコントロールバルブ９０を介して送られて来る油によってピストン（図示省略）を作動させることで、サドル４を支持する。
【0027】
シリンダ８１内には、ピストン（図示省略）及びピストンロッド８３と、シリンダ用油圧ユニット（図示省略）からコントロールバルブ９０を介して供給される油と、が収容されている。シリンダ８１は、ワークＷを保持するクランプ装置６を支持するサドル４に取り付けられている。シリンダ８１は、コントロールバルブ９０を介して不図示のシリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１に接続されている。シリンダ８１に供給される油の圧力は、サドル４の自重と、リニアモータ７０の可動子７２の自重と、ワークＷ（図１参照）を加工するときの加工抵抗と、に応じてコントローラ１０によって任意に設定可能になっている。
【0028】
ピストンロッド８３は、下端部がピストン（図示省略）に一体に固定され、上端部にサドル連結部材８４が連結されている。
【0029】
サドル連結部材８４は、ピストンロッド８３の上端部と、サドル４の上端部と、を連結して、シリンダ装置８０によってサドル４を昇降可能にするための部材である。
シリンダ装置８０は、その油の油圧でシリンダ８１を上昇、下降してサドル４を支持する。
シリンダ装置８０は、その油の油圧でシリンダ８１を上昇、下降してサドル４を支持する。
【0030】
コントロールバルブ９０は、バランサ８のシリンダ８１に供給する油の圧力を可変させるピストン８２を駆動させるための制御弁である。コントロールバルブ９０は、シリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１と、シリンダ８１との間に接続されている。
シリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１は、シリンダ８１を進退駆動させるための油圧を生成して、シリンダ８１内に油の吐出を行うポンプである。
コントロールバルブ９０及びシリンダ用ポンプＰ１は、サドル４の自重と、リニアモータ７０の可動子７２の自重と、ワークＷ（図１参照）を加工するときの加工抵抗と、に応じてシリンダ８１に供給する油の圧力を可変させる機能を有している。コントロールバルブ９０は、比例電磁減圧弁から成り、コントローラ１０によって駆動される。
シリンダ用油圧ユニットのシリンダ用ポンプＰ１は、シリンダ８１を進退駆動させるための油圧を生成して、シリンダ８１内に油の吐出を行うポンプである。
コントロールバルブ９０及びシリンダ用ポンプＰ１は、サドル４の自重と、リニアモータ７０の可動子７２の自重と、ワークＷ（図１参照）を加工するときの加工抵抗と、に応じてシリンダ８１に供給する油の圧力を可変させる機能を有している。コントロールバルブ９０は、比例電磁減圧弁から成り、コントローラ１０によって駆動される。
【0031】
＜コントローラ＞
コントローラ１０は、バランサ８のシリンダ８１に供給する油の圧力のコントロールバルブ９０への指令値をワークＷの切り込み位置に応じて任意に設定可能な機能を有する制御装置である。また、コントローラ１０は、前記したように、コントロールバルブ９０及びシリンダ用ポンプＰ１を、サドル４の自重と、リニアモータ７０の可動子７２の自重と、ワークＷ（図１参照）を加工するときの加工抵抗と、に応じて駆動させる機能も有している。つまり、コントローラ１０は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力のコントロールバルブ９０への指令値を可変することにより、ワークＷの切断加工時に生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、を相殺する方向の力を制御して、機械の変形量を一定に保つことができる。
コントローラ１０は、バランサ８のシリンダ８１に供給する油の圧力のコントロールバルブ９０への指令値をワークＷの切り込み位置に応じて任意に設定可能な機能を有する制御装置である。また、コントローラ１０は、前記したように、コントロールバルブ９０及びシリンダ用ポンプＰ１を、サドル４の自重と、リニアモータ７０の可動子７２の自重と、ワークＷ（図１参照）を加工するときの加工抵抗と、に応じて駆動させる機能も有している。つまり、コントローラ１０は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力のコントロールバルブ９０への指令値を可変することにより、ワークＷの切断加工時に生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、を相殺する方向の力を制御して、機械の変形量を一定に保つことができる。
【0032】
なお、切断加工するときに生じる反力は、ワークＷの大きさ、材質、切断面積、及び、使用するワイヤ５４の切れ味等によって、常に変化している。
【0033】
【0034】
図１に示すように、まず、ワークＷをワーク保持部６３に取り付ける。そのワークＷを、リニアモータ７０を駆動させて下降させることによって、加工装置５のワイヤ５４に押し当ててワークＷを切削加工する。
【0035】
バランサ８は、サドル４の自重と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷを加工するときの加工抵抗と、をキャンセルして安定した状態に支持することができる。このため、バランサ８は、リニアモータ７０によって引き上げる荷重を低減させることができるので、リニアモータ７０を小型化させることができる。
【0036】
このように、本発明の実施形態に係るワイヤソー１は、図１に示すように、ワークＷを切断するワイヤ５４と、ワイヤ５４が巻き掛けられた複数の加工用ローラ５２と、ワイヤ５４に対してワークＷを切断する切断方向に送るワーク送り機構７と、ワーク送り機構７を保持するバランサ８と、を備え、バランサ８は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構７に付与する。
【0037】
かかる構成によれば、バランサ８は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力をワーク送り機構７に付与するので、ワークＷの切断加工時の切削抵抗が変化しても、ワーク送り機構７にかかる力を一定にさせることができる。このため、本発明は、加工時に、ワークＷの大きさや、ワークＷの断面積の大きさや、加工切削性の変化によって切削抵抗が変化しても、切削抵抗によって変形しないワーク送り機構７を有するワイヤソー１を提供することができる。よって、ワイヤソー１は、ワーク送り機構７にかかる力を一定にすることが可能となり、さらにワークＷを高精度に切削加工することができる。
【0038】
また、図１に示すように、ワイヤソー１は、バランサ８を構成するシリンダ装置８０と、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力を可変させるためのコントロールバルブ９０と、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力のコントロールバルブ９０への指令値をワークＷの切り込み位置に応じて任意に設定可能なコントローラ１０と、を備え、コントローラ１０は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工するときに、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力のコントロールバルブ９０への指令値を可変することにより、ワークＷの切断加工するときに生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力を制御する。
【0039】
かかる構成によれば、コントローラ１０は、ワイヤ５４でワークＷを切断加工時に、シリンダ装置８０に供給する流体の圧力のコントロールバルブ９０への指令値を可変することで、ワークＷの切断加工時に生じる反力と、ワーク送り機構７の可動部の自重と、ワークＷの自重と、を相殺する方向の力を制御する。このため、バランサ８は、ワーク送り機構７によって引き上げる荷重を低減させることができるので、ワーク送り機構７を小型化させて、コラム３全体を小型化及びコストダウンを図ることができる。
【0040】
［変形例］
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。以下、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図４は、本発明の実施形態に係るワイヤソーの変形例を示す要部概略縦断面図である。図５は、図４の要部拡大図である。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。以下、既に説明した構成は同じ符号を付してその説明を省略する。
図４は、本発明の実施形態に係るワイヤソーの変形例を示す要部概略縦断面図である。図５は、図４の要部拡大図である。
【0041】
前記実施形態では、図１に示すように、ワークＷを上下方向に移動させるワーク送り機構７としてリニアモータ７０を備えたワイヤソー１を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
【0042】
図１または図４に示すように、ワーク送り機構７，７Ａは、ワークＷを上下方向に移動させるリニアモータ７０、あるいは、ワークＷを上下方向に移動させるボールねじ機構７１Ａと、当該ボールねじ機構７１Ａを駆動させるモータ７０Ａと、を備えているものであってもよい。
【0043】
この場合、図４または図５に示すように、ワーク送り機構７Ａは、ナット部７２Ａとねじ軸部７３Ａとで成るボールねじ機構７１Ａと、モータ７０Ａと、センサＳ１と、ナット部７２ＡをセンサＳ１を介在してワーク送りテーブル６１に連結するためのサドル４Ａと、モータ７０Ａを駆動させるためのコントローラ１０と、を備えて構成されている。
【0044】
センサＳ１は、ナット部７２Ａとワーク送りテーブル６１との間に介在されたサドル４Ａが伸び縮みするときに変化する抵抗値を検出する歪センサ、あるいは、サドル４Ａにかかる力(質量、トルク)を検出して電気信号に変換するロードセルから成る。このため、センサＳ１は、ワーク送りテーブル６１にかかる負荷や、バランサ８、ワーク送り機構７Ａ、サドル４Ａ等の上下方向に移動可能なすべてのものの自重を検出することができる。センサＳ１は、コントローラ１０に電気的に接続されている。
【0045】
コントローラ１０は、センサＳ１で検出した加工中の反力に応じてバランサ８を制御して、機械の変形量を一定にして、機械の姿勢を一定に保つことができる。このため、ワイヤソー１Ａは、ワークＷの切断加工時の切削抵抗が変化しても、コントローラ１０によって、センサＳ１の値を一定になるように制御することで、ワーク送り機構７Ａにかかる力を一定にさせてことができる。よって、ワイヤソー１Ａは、ワークＷの切断精度をさらに向上させることができる。
【0046】
加工中の反力は、リニアモータ７０、または、ボールねじを駆動するモータ７０Ａの負荷率（モータの電流値）でもわかる。モータ７０Ａは、クランプ装置６の位置を制御している。加工負荷が一定であれば、クランプ装置６の位置がどこであってもモータ７０Ａの負荷率は、一定になる。クランプ装置６の位置によってモータ７０Ａの負荷が変化するのであれば、加工負荷も変化している。よって、モータ７０Ａの負荷率が一定になるようにバランサ８を制御すると、ワーク送り機構７Ａにかかる力が一定になる。
【0047】
かかる構成によれば、ワーク送り機構７は、図１に示すように、リニアモータ７０から成ることで、移動側の永久磁石７３が、固定側の電機子巻線７１に対して、非接触状態で移動する。このため、リニアモータ７０は、摩耗して劣化することがないので、切削加工時の動きを滑らかにすることができる。また、ワイヤソー１は、リニアモータ７０の部品をメンテナンスする作業を解消することができ、メンテナンス性に向上させることができる。
また、ワーク送り機構７Ａは、ボールねじ機構７１Ａと、モータ７０Ａと、を備えて成るので、ボールねじ機構７１Ａの摩擦抵抗が低いので、切削加工時の動きを滑らかにすることができる。
また、ワーク送り機構７Ａは、ボールねじ機構７１Ａと、モータ７０Ａと、を備えて成るので、ボールねじ機構７１Ａの摩擦抵抗が低いので、切削加工時の動きを滑らかにすることができる。
【符号の説明】
【0048】
１，１Ａ ワイヤソー
５ 加工装置
７，７Ａ ワーク送り機構
８ バランサ
１０ コントローラ
５２ 加工用ローラ
５４ ワイヤ
７０ リニアモータ
７０Ａ モータ
７１Ａ ボールねじ機構
８０ シリンダ装置
９０ コントロールバルブ
Ｗ ワーク
５ 加工装置
７，７Ａ ワーク送り機構
８ バランサ
１０ コントローラ
５２ 加工用ローラ
５４ ワイヤ
７０ リニアモータ
７０Ａ モータ
７１Ａ ボールねじ機構
８０ シリンダ装置
９０ コントロールバルブ
Ｗ ワーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】