钢丝锯装置及切断加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种例如对娃锭(silicon ingot)等被加工物进行切断的钢丝锯装置及切断加工方法。
【背景技术】
[0002]以往，通常将钢丝锯装置用作从硅锭等被加工物(以下，称为工件)切割出薄板状晶片的单元。在钢丝锯装置中，一边使以螺旋状卷绕在多个钢丝引导部件(wire guide)上的切断用金属线移动，一边将工件按压在切断用金属线上，由此在多个部位上同时切断工件。
[0003]此外，例如在专利文献I所公开的钢丝锯装置中，利用钢丝引导部件(工作轧辊)使切断用金属线移动的同时，一边使切断用金属线与钢丝引导部件一起摆动，一边对工件进行切断加工。如果这样做，则与不使切断用金属线摆动的情况相比，工件与切断用金属线的接触距离缩短，因此能够提高磨削能力来提高切断速度，并且能够提高切肩排出性能来提高加工精度。
[0004]专利文献1:日本公开专利公报特开平01 — 171753号公报
【发明内容】
[0005]一发明所要解决的技术问题一
[0006]然而，在专利文献I所公开的钢丝锯装置中，如图6(a)和图6(b)所示，如果一边使切断用金属线102与钢丝引导部件(工作轧辊)101 —起摆动，一边将工件W按压在切断用金属线102上，则工件W的加工形状大致呈“V”字形。其结果是，伴随着今后工件的大口径化，工件W与切断用金属线102的接触距离变长，因此磨削能力降低而导致切断速度变小，并且切肩排出性能恶化而导致加工精度恶化。此外，在切断用金属线102的摆动角度增大时，磨削能力的降低会引起切断用金属线102产生弯曲。尤其是，在想要通过使支承工件W的工作台等支承部件的移动速度增大来使工件W的切断速度增大的情况下，会存在切断用金属线102的弯曲程度进一步加深而产生断线的可能性。
[0007]本发明是鉴于所述问题而完成的。其目的在于:在使用摆动型钢丝锯装置进行的切断加工中，能够一边使切断用金属线的断线率降低，一边使工件的切断速度增大。
[0008]一用以解决技术问题的技术方案一
[0009]为了解决上述问题，本发明所涉及的钢丝锯装置是一种如下所述的钢丝锯装置:上述钢丝锯装置使以螺旋状卷绕在多个钢丝引导部件上的切断用金属线移动的同时，一边使上述切断用金属线与上述钢丝引导部件一起摆动，一边将被加工物按压在上述切断用金属线上来对上述被加工物进行切断加工，上述钢丝锯装置包括控制单元，上述控制单元根据上述切断用金属线的摆动角度来控制保持上述被加工物的保持单元的位置，以便上述被加工物具有圆弧状的加工形状。
[0010]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，根据切断用金属线的摆动角度来控制保持被加工物的保持单元的位置，以便被加工物具有圆弧状的加工形状。换言之，将保持被加工物的保持单元的位置控制成如下:摆动的切断用金属线所延伸的方向总是成为被加工物的加工形状亦即圆弧的切线方向。因此，能够一边使切断用金属线与被加工物点接触，亦即一边使切断用金属线与被加工物的接触距离最小化，一边进行切断加工，因此能够提高磨削能力来使切断速度增大，并且能够提高切肩排出性能来提高加工精度。并且，由于能够一边使切断用金属线与被加工物点接触，一边进行切断加工，因此能够不受切断用金属线的摆动角度的影响而将切断用金属线的弯曲程度控制得较小，因此能够使切断用金属线的断线率降低。
[0011]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，如果上述切断用金属线一边与具有上述圆弧状的加工形状的上述被加工物点接触一边摆动，则能够可靠地得到上述效果。
[0012]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，假设上述切断用金属线的摆动角度为Θ、上述被加工物的最大切断长度为L、上述圆弧状的加工形状的半径为A的情况下，如果A多L/(2Xsin0)，则即使在切断用金属线的摆动角度增大的情况下，也能够防止切断用金属线与被加工物线接触。
[0013]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，可以使上述圆弧状的加工形状的半径随着对上述被加工物的切断加工的进行而逐渐减小，或者，还可以在刚开始对上述被加工物进行切断加工之后，不让上述切断用金属线摆动。如果这样做，则刚开始切断加工之后能够高效地对被加工物的切断长度较短的被加工物，例如圆柱状被加工物进行切断。
[0014]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，假设上述切断用金属线的摆动角度为Θ、上述钢丝引导部件的半径为r、上述圆弧状的加工形状的半径为A、上述保持单元的基准位置为PO、上述保持单元的控制位置为P的情况下，如果P = PO — ((r+A) /cos Θ — (r+A))，则当摆动中心位于将各钢丝引导部件中心连接的线段的中点上的情况下，能够可靠地得到上述效果。
[0015]在本发明所涉及的钢丝锯装置中，如果上述切断用金属线为固定磨粒金属线，则能够对例如由蓝宝石、碳化硅(SiC)等难切削材料构成的被加工物进行切断。
[0016]本发明所涉及的切断加工方法是一种如下所述的切断加工方法:在上述切断加工方法中，使以螺旋状卷绕在多个钢丝引导部件上的切断用金属线移动的同时，一边使上述切断用金属线与上述钢丝引导部件一起摆动，一边将被加工物按压在上述切断用金属线上来对上述被加工物进行切断加工，在上述切断加工方法中，根据上述切断用金属线的摆动角度来对保持上述被加工物的保持单元的位置进行控制，以便上述被加工物具有圆弧状的加工形状。
[0017]在本发明所涉及的切断加工方法中，根据切断用金属线的摆动角度来对保持被加工物的保持单元的位置进行控制，以便被加工物具有圆弧状的加工形状。换言之，将保持被加工物的保持单元的位置控制成如下:摆动的切断用金属线所延伸的方向总是成为被加工物的加工形状亦即圆弧的切线方向。因此，能够一边使切断用金属线与被加工物点接触，亦即一边使切断用金属线与被加工物的接触距离最小化，一边进行切断加工，因此能够提高磨削能力来使切断速度增大，并且能够提高切肩排出性能来提高加工精度。并且，由于能够一边使切断用金属线与被加工物点接触，一边进行切断加工，因此能够不受切断用金属线的摆动角度的影响而将切断用金属线的弯曲程度控制得较小，因此能够使切断用金属线的断线率降低。
[0018]在本发明所涉及的切断加工方法中，如果上述切断用金属线一边与具有上述圆弧状的加工形状的上述被加工物点接触一边摆动，则能够可靠地得到上述效果。
[0019]在本发明所涉及的切断加工方法中，假设上述切断用金属线的摆动角度为Θ、上述被加工物的最大切断长度为L、上述圆弧状的加工形状的半径为A的情况下，如果A多L/(2Xsin0)，则即使在切断用金属线的摆动角度增大的情况下，也能够防止切断用金属线与被加工物线接触。
[0020]在本发明所涉及的切断加工方法中，可以使上述圆弧状的加工形状的半径随着对上述被加工物的切断加工的进行而逐渐减小，或者，还可以在刚开始对上述被加工物进行切断加工之后，不让上述切断用金属线摆动。如果这样做，则刚开始切断加工之后能够高效地对被加工物的切断长度较短的被加工物，例如圆柱状被加工物进行切断。
[0021]在本发明所涉及的切断加工方法中，假设上述切断用金属线的摆动角度为Θ、上述钢丝引导部件的半径为r、上述圆弧状的加工形状的半径为A、上述保持单元的基准位置为PO、上述保持单元的控制位置为P的情况下，如果P = PO — ((r+A) /cos Θ — (r+A))，则当摆动中心位于将各钢丝引导部件中心连接的线段的中点上的情况下，能够可靠地得到上述效果。
[0022]在本发明所涉及的切断加工方法中，如果上述切断用金属线为固定磨粒金属线，则能够对例如由蓝宝石、碳化硅(SiC)等难切削材料构成的被加工物进行切断。
[0023]一发明的效果一
[0024]根据本发明的钢丝锯装置，在使用摆动型钢丝锯装置进行的切断加工中，既能够使切断用金属线的断线率降低，又能够使工件的切断速度增大。因此，既能够减少加工成本，又能够缩短加工时间来提高生产率。
【附图说明】
[0025]图1是表示实施方式所涉及的钢丝锯装置的整体构成的图。
[0026]图2是表示实施方式所涉及的切断加工方法中工件移动轴X与切断用金属线的摆动情况的关系的图。
[0027]图3是表示实施方式所涉及的切断加工方法中加工圆弧与切断用金属线的摆动情况的关系的图。
[0028]图4是示意性地表示实施方式所