线放电加工装置及线放电加工方法

申请号 CN202180095248.9 申请日 2021-05-07 公开(公告)号 CN117157165A 公开(公告)日 2023-12-01
申请人 三菱电机株式会社; 发明人 三宅英孝;
摘要 控制部(300)以如果切断加工开始,则对切断进给台(10)进行驱动,使对被加工物(W)进行载置固定的被加工物 固定板 及一对加工液整流板(41)与多个切断线部(1b)接近的方式相对于一对加工液排出防止板(43)向上方移动,以通过上方移动直至被加工物(W)到达第1 位置 为止将被加工物按压部(46)保持于切断初始位置的方式对保持装置进行控制,以在被加工物(W)到达第1位置后,将被加工物按压部(46)的保持解除的方式对保持装置进行控制。
权利要求

1.一种线放电加工装置,其特征在于,具有:
线电极,其具有彼此并列地分离而与被加工物相对的切断线部;
供电部,其在多个所述切断线部和所述被加工物之间使放电发生;
一对喷嘴,其具有被多个所述切断线部插入贯穿并对多个所述切断线部和所述被加工物之间的间隙供给加工液的多个喷出孔;
被加工物固定板,其对所述被加工物进行载置固定;
一对加工液整流板,其以夹着所述被加工物的方式设置于所述被加工物的两侧;
一对加工液排出防止板,其以夹着所述被加工物固定板及一对所述加工液整流板的方式设置,具有与一对所述喷嘴的多个所述喷出孔连接,且供多个所述切断线部插入贯穿的多个贯通孔;
被加工物按压部,其从所述被加工物及多个所述切断线部的上方插入至由一对所述加工液整流板及一对所述加工液排出防止板包围的空间,对在切断中分断的所述被加工物进行保持;
切断进给台,其使所述被加工物固定板及一对所述加工液整流板相对于一对所述加工液排出防止板及多个所述切断线部在上下相对移动;
保持装置,其将所述被加工物按压部保持于从所述切断线部向上方分离的切断初始位置;以及
控制部,其以如果切断加工开始,则对所述切断进给台进行驱动,使对所述被加工物进行载置固定的所述被加工物固定板及一对所述加工液整流板与多个所述切断线部接近的方式相对于一对所述加工液排出防止板向上方移动,以通过所述上方移动直至所述被加工物到达第1位置为止将所述被加工物按压部保持于所述切断初始位置的方式对所述保持装置进行控制,以在所述被加工物到达所述第1位置后,将所述被加工物按压部的保持解除的方式对所述保持装置进行控制。
2.根据权利要求1所述的线放电加工装置,其特征在于,
具有固定机构,如果所述被加工物到达所述第1位置,则该固定机构将所述被加工物按压部止固定于一对所述加工液整流板,
所述控制部在所述被加工物到达所述第1位置后,在通过所述固定机构将所述被加工物按压部锁止固定于一对所述加工液整流板的状态下,对所述切断进给台进行驱动,使搭载有所述被加工物的所述被加工物固定板、一对所述加工液整流板相对于一对所述加工液排出防止板直至切断加工的结束为止向上方移动而将所述被加工物进行切断。
3.根据权利要求2所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述被加工物按压部具有多个有底孔,
所述固定机构具有在所述被加工物按压部的所述多个有底孔分别设置的多个带弹簧柱塞、和供在一对所述整流板设置的所述多个带弹簧的柱塞进行嵌合的多个凹部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述被加工物按压部具有从下表面贯通至上表面的加工液排出口。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的线放电加工装置,其特征在于,
在所述被加工物按压部中的与所述加工液排出防止板接触的面、一对所述加工液整流板中的与所述加工液排出防止板接触的面、和所述被加工物固定板中的与所述加工液排出防止板接触的部分设置有弹性体。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述被加工物按压部的与所述被加工物接触的面呈沿所述被加工物的外周形状的形状,在所述被加工物按压部的与所述被加工物接触的面设置有弹塑性体。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的线放电加工装置,其特征在于,
所述一对加工液排出防止板各自由夹着弹簧的一对侧板而构成。
8.一种线放电加工装置,其特征在于,具有:
第1部件,其对切断线部进行架设;
第2部件,其对被加工物进行固定,且与所述第1部件一起形成加工液从所述第1部件流入至所述被加工物的空间;
第3部件,其保持于从所述切断线部向上方分离的切断初始位置,插入至所述空间而从上方对在切断中分断的所述被加工物进行保持;
固定机构,其将所述第3部件相对于所述第2部件锁止固定;以及
控制部,如果切断加工开始,则使搭载有所述被加工物的所述第2部件相对于所述第1部件向上方移动而使所述第2部件与所述第3部件及多个所述切断线部接近,直至所述被加工物到达第1位置为止将所述第3部件保持于所述切断初始位置,如果所述被加工物到达所述第1位置,则解除所述保持,在所述被加工物到达所述第1位置后,在由所述固定机构将所述第3部件锁止固定于所述第2部件的状态下,使搭载有所述被加工物的所述第2部件相对于所述第1部件直至切断加工的结束为止向上方移动而将所述被加工物进行切断。
9.一种线放电加工方法,其特征在于,具有:
第1部件,其对切断线部进行架设;
第2部件,其对被加工物进行固定,且与所述第1部件一起形成加工液从所述第1部件流入至所述被加工物的空间;以及
第3部件,其保持于从所述切断线部向上方分离的切断初始位置,插入至所述空间而从上方对在切断中分断的所述被加工物进行保持,
如果切断加工开始,则使搭载有所述被加工物的所述第2部件相对于所述第1部件向上方移动而使所述第2部件与所述第3部件及多个所述切断线部接近,
直至所述被加工物到达第1位置为止将所述第3部件保持于所述切断初始位置,在所述被加工物到达所述第1位置后,解除所述保持,在所述第3部件固定于所述第2部件的状态下,将搭载有所述被加工物的所述第2部件相对于所述第1部件直至切断加工的结束为止向上方移动而将所述被加工物进行切断。

说明书全文

线放电加工装置及线放电加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及进行使用线电极从被加工物将多个板状部件一并切出的放电加工的线放电加工装置及线放电加工方法。

背景技术

[0002] 在多线放电加工装置中,在多个线电极和被加工物之间使放电发生,从被加工物将多个板状部件一并切出。多线放电加工装置例如在半导体制造工序中,在从铸锭将多个晶片切出的切割加工中被使用。被一并加工的薄板在其形成中途,由于向极间供给的加工液流而摆动,发生相邻的薄板间变窄的状况。其结果,由于加工屑的排出不良或者线电极的冷却不良而放电加工变得不稳定。
[0003] 在专利文献1中,设置从上方对被加工物进行按压而支撑的按压板,对通过线行进和由于切断时的外发生的被加工物的振动引起的晶片的浮起进行抑制。对按压板进行按压的力使用配重或者电动机等驱动装置而取得。
[0004] 专利文献1:日本特开2002-205255号公报

发明内容

[0005] 在专利文献1中,在利用配重的方法中,配重的重量成为针对载置被加工物的平台的载荷,在将多个被加工物载置于同一平台而进行加工的情况下,配重的重量变大,需要防止工作台变形,增大驱动力等平台机构的强化。另外,在专利文献1中,从加工开始至加工结束为止通过按压板对被加工材料进行按压,因此在使用电动机等驱动装置的方法中,为了不使线电极和按压板干涉,需要通过按压板对被加工物施加载荷,并且从加工开始至加工结束为止使按压板移动驱动,存在控制变得复杂这样的问题。
[0006] 本发明就是鉴于上述情况而提出的,其目的在于得到不需要平台机构的强化,且实现简单的控制下的线放电加工的线放电加工装置。
[0007] 为了解决上述课题,并达到目,本发明的线放电加工装置具有线电极、供电部、一对喷嘴、被加工物固定板、一对加工液整流板、一对加工液排出防止板、被加工物按压部、切断进给台、保持装置和控制部。线电极具有彼此并列地分离而与被加工物相对的切断线部。供电部在多个切断线部和被加工物之间使放电发生。一对喷嘴具有被多个切断线部插入贯穿,对多个切断线部和被加工物之间的间隙供给加工液的多个喷出孔。被加工物固定板对被加工物进行载置固定。一对加工液整流板以夹着被加工物的方式设置于被加工物的两侧。一对加工液排出防止板以夹着被加工物固定板及一对加工液整流板的方式设置,具有与一对喷嘴的多个喷出孔连接,且供多个切断线部插入贯穿的多个贯通孔。被加工物按压部从被加工物及多个切断线部的上方插入至由一对加工液整流板及一对加工液排出防止板包围的空间,对在切断中分断的被加工物进行保持。切断进给台使被加工物固定板及一对加工液整流板相对于一对加工液排出防止板及多个切断线部在上下相对移动。保持装置将被加工物按压部保持于从切断线部向上方分离的切断初始位置。控制部以如果切断加工开始,则对切断进给台进行驱动,使对被加工物进行载置固定的被加工物固定板及一对加工液整流板与多个切断线部接近的方式相对于一对加工液排出防止板向上方移动,以通过上方移动直至被加工物到达第1位置为止将被加工物按压部保持于切断初始位置的方式对保持装置进行控制,以在被加工物到达第1位置后,将被加工物按压部的保持解除的方式对保持装置进行控制。
[0008] 发明的效果
[0009] 根据本发明所涉及的线放电加工装置,具有不需要平台机构的强化,且实现简单的控制下的线放电加工这一效果。附图说明
[0010] 图1是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的结构例的概念图
[0011] 图2是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的加工液流路限制部的结构例的分解斜视图。
[0012] 图3是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置所具有的被加工物按压部的构造的斜视图。
[0013] 图4是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置所具有的加工液流路限制部的构造的剖视图。
[0014] 图5是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置所具有的加工液流路限制部的构造的其他剖视图。
[0015] 图6是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置所具有的控制部的结构例的框图
[0016] 图7是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的切断加工时的动作的流程图
[0017] 图8是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的切断加工时的第1阶段的动作的剖视图。
[0018] 图9是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的切断加工时的第2阶段的动作的剖视图。
[0019] 图10是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置的切断加工时的第3阶段的动作的剖视图。
[0020] 图11是表示实施方式2所涉及的线放电加工装置的加工液流路限制部的结构例的分解斜视图。
[0021] 图12是表示实施方式1、2所涉及的线放电加工装置所具有的控制部的硬件结构的一个例子的框图。

具体实施方式

[0022] 下面,基于附图对实施方式所涉及的线放电加工装置及线放电加工方法详细地进行说明。
[0023] 实施方式1
[0024] 图1是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的结构例的概念图。在图1示出了3轴正交坐标系的x轴、y轴、z轴。y轴与被加工物W上的线电极1的行进方向相对应,z轴与高度方向(上下方向)相对应,x轴与在被加工物W上多个线电极1并列的方向相对应。
[0025] 线放电加工装置1000具有:加工机构部100,其通过线电极1对被加工物W进行切断加工;供电部200,其执行供电;控制部300;以及加工液流路限制部400。线放电加工装置1000从被加工物W一并地将多个板状部件切出。作为被加工物W的例子,能够举出钨、钼、(Silicon carbide)、单晶硅单晶碳化硅、氮化镓、多晶硅等。
[0026] 加工机构部100具有多个引导辊2、线轴3、抑振引导辊4a、4b、喷嘴7a、7b(参照图2)、线轴旋转控制装置8a、8b、横动控制装置9a、9b和切断进给台10。多个引导辊2由引导辊
2-1、引导辊2-2、引导辊2-3及引导辊2-4构成。线轴3由线轴3-1及线轴3-2构成。
[0027] 多个引导辊2对线电极1的行进进行引导。引导辊2-1、2-2、2-3、2-4分别绕各自的旋转轴能够旋转地设置。引导辊2-1、2-2、2-3、2-4彼此分离地配置,配置为彼此的旋转轴成为平行。引导辊2-1、2-2、2-3、2-4各自的旋转轴彼此平行,由此能够使线电极1高精度地行进。引导辊2-1、2-2、2-3、2-4各自的旋转轴与x轴平行地配置。
[0028] 1根线电极1绕引导辊2-1、2-2、2-3、2-4,在引导辊2-1、2-2、2-3、2-4各自的旋转轴的方向隔开间隔而卷绕多次。将这些线电极1汇总而称为并列线部1a,关于并列线部1a中的与被加工物W相对的部分,称为切断线部1b。切断线部1b由并列的多个线电极1构成。切断线部1b优选彼此平行地设置。在引导辊2-1、2-2、2-3、2-4的表面等间隔地形成有多个引导槽。线电极1沿这些引导槽卷挂,由此引导辊2-1、2-2、2-3、2-4将线电极1的间隔保持为恒定。如果切断线部1b彼此平行且等间隔地配置,则切出的多个板状部件的板厚相等,能够将剖面设为平行。另外,多个引导辊2无需一定为4个,也可以小于或等于3个,也可以大于或等于5个。
[0029] 线轴3-1、3-2通过抽出动作和卷绕动作使线电极1行进。线轴3-1进行抽出动作,线轴3-2进行卷绕动作。线轴旋转控制装置8a及横动控制装置9a对线轴3-1进行控制。线轴旋转控制装置8b及横动控制装置9b对线轴3-2进行控制。线轴旋转控制装置8a、8b对线轴3-1、3-2的旋转分别进行控制,对线电极1的行进进行控制。线轴旋转控制装置8a、8b例如对线电极1的行进方向及行进速度进行控制。
[0030] 横动控制装置9a与线电极1的抽出位置相应地对线轴3-1的x轴方向的位置进行控制。横动控制装置9b与线电极1的卷绕位置相应地对线轴3-2的x轴方向的位置进行控制。将通过横动控制装置9a、9b进行的线轴3-1、3-2的位置控制称为横动控制。通过横动控制,线轴3-1、3-2能够稳定且高精度地使线电极1行进。
[0031] 从线轴3-1抽出的线电极1依次卷挂于引导辊2-2、引导辊2-1、引导辊2-4及引导辊2-3,再次继续从引导辊2-2起的卷挂。如上所述,线电极1在引导辊2-1、2-2、2-3、2-4之间绕转多次,然后向线轴3-2卷绕。
[0032] 被加工物W固定于加工液流路限制部400的内部。关于加工液流路限制部400,在后面详述。在内部固定有被加工物W的加工液流路限制部400设置于抑振引导辊4a和抑振引导辊4b之间。抑振引导辊4a、4b对线电极1的z轴方向的动作进行限制,由此对切断线部1b中的线电极1的振动进行抑制。此外,关于并列线部1a中的与被加工物W相对的部分,前述称为切断线部1b,但并列线部1a中的抑振引导辊4a和抑振引导辊4b之间的部分也称为切断线部1b。此外,也能够省略抑振引导辊4a及抑振引导辊4b。
[0033] 喷嘴7a配置于抑振引导辊4a和加工液流路限制部400之间(参照图2)。喷嘴7b配置于抑振引导辊4b和加工液流路限制部400之间。在喷嘴7a、7b的内部填充有加工液。喷嘴7a、7b具有将填充于内部的加工液朝向加工液流路限制部400内的被加工物W喷出的多个喷出孔(未图示)。并列线部1a插入贯穿于喷嘴7a、7b的多个喷出孔。
[0034] 切断进给台10使被加工物W和切断线部1b之间的相对位置变化。在实施方式1中,设为切断线部1b的z轴方向的位置固定,切断进给台10在z轴方向能够移动。具体内容在后面进行详述,切断进给台10使加工液流路限制部400的内侧的结构要素与被加工物W一起相对于一对加工液排出防止板43在上下移动。通过切断进给台10的上下移动,使被加工物W相对于切断线部1b相对地接近或者分离,对被加工物W进行切断。另外,通过向被加工物W的放电加工,在被加工物W形成沿切断线部1b的加工槽Wz(参照图5)。此外,也可以将切断进给台10设为在x轴方向、y轴方向及z轴方向能够移动。
[0035] 加工机构部100可以具有对线电极1的振动进行抑制的引导用带轮、对线电极1的张力进行测定的测力元件、对线电极1的张力进行控制的松紧调节辊等。可以通过测力元件及松紧调节辊将线电极1的张力维持在适于线电极1的行进的范围。例如,松紧调节辊可以使线电极1的抽出速度及卷绕速度变化,由此对线电极1的张力进行控制。
[0036] 供电部200具有加工用电源5和供电件单元6a、6b。加工用电源5经由供电件单元6a、6b对线电极1进行供电。
[0037] 图2是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的加工液流路限制部400的结构例的分解斜视图。加工液流路限制部400具有一对加工液整流板41、一对加工液排出防止板43、被加工物按压部46和被加工物固定板42。加工液排出防止板43构成对切断线部1b进行架设的第1部件。加工液整流板41及被加工物固定板42构成第2部件,该第2部件对被加工物W进行固定且与第1部件一起形成将加工液从第1部件流入至被加工物W的空间。被加工物按压部46保持于从切断线部1b向上方分离的切断初始位置,构成从上方对插入至空间而在切断中被分断的被加工物W进行保持的第3部件。
[0038] 在被加工物固定板42上对被加工物W进行载置并固定。被加工物W通过用于对载置于切断进给台10的被加工物W进行固定的夹具(未图示)而固定于被加工物固定板42上。被加工物W在被加工物W的各端面被一对加工液整流板41夹着且贴合的状态下固定于被加工物固定板42上。一对加工液整流板41与切断线部1b的行进方向平行地配置,对加工液的流动进行整流。
[0039] 在加工液流路限制部400中,通过切断进给台10的上下移动,被加工物固定板42及一对加工液整流板41相对于一对加工液排出防止板43而上下移动。
[0040] 一对加工液排出防止板43相对于被加工物固定板42及一对加工液整流板41的各端面进行贴合,配置于由加工液整流板41夹着的被加工物W的两侧。一对加工液排出防止板43不上下移动,而是固定配置。
[0041] 加工液排出防止板43与喷嘴7a、7b连接。在加工液排出防止板43的与喷嘴7a、7b的喷出孔接触的部分形成有喷出加工液,用于使并列行进的切断线部1b经过的多个贯通孔43a。喷嘴7a、7b的多个喷出孔和加工液排出防止板43的多个贯通孔43a为相同尺寸,在图2中,为了方便起见,将加工液排出防止板43的多个贯通孔43a图示为长方体状的开口。加工液排出防止板43也与被加工物按压部46贴合。
[0042] 被加工物按压部46由被加工物按压保持装置47对高度方向的位置进行保持。被加工物按压部46在切断加工开始时,保持于从被加工物W及切断线部1b向上方分离的切断初始位置。在切断加工开始后,被加工物按压部46对正在从被加工物W加工为薄板状的薄板进行固定。
[0043] 被加工物按压保持装置47具有臂状的保持机构47a,通过保持机构47a对被加工物按压部46进行支撑。在被加工物按压部46还形成有与保持机构47a的前端嵌合的嵌合部46a(参照图8)。保持机构47a在x轴方向进行退缩动作。另外,被加工物按压保持装置47具有使保持机构47a在上下方向移动的上下移动机构47b。保持机构47a例如包含气缸及电动机。被加工物按压保持装置47设置于线放电加工装置1000的平台上等与切断线部1b的相对位置不变动的部位。
[0044] 从喷嘴7a、7b经由加工液排出防止板43朝向被加工物W供给加工液。优选加工液排出防止板43的加工液喷出口配置于与被加工物W的成为最大切断长度的部分最接近的高度位置,以使得加工液容易进入至切断线部1b和被加工物W的间隙。此外,在被加工物W是与切断位置相应地切断厚度变化的圆柱形状的情况下,上述被加工物W的成为最大切断长度的部分是指前述切断厚度成为最长的部分、即直径部分。
[0045] 对切断线部1b和被加工物W之间的极间施加一定值的电压,如果极间距离成为一定范围的值,则在极间发生放电,通过由该放电产生的高热将被加工物W熔融,其结果,多个板状部件被一并切出。在加工中,如果加工液供给至被加工物W和切断线部1b的间隙,则能够使在被加工物W和切断线部1b之间产生的加工屑向间隙外排出。该加工屑成为使被加工物W和切断线部1b之间发生短路的原因,因此通过供给加工液,从而能够减少短路的发生频度。
[0046] 此外,在喷嘴7a、7b可以连接加工液罐及。另外,可以将固定有被加工物W的加工液流路限制部400设置于储存有加工液的加工槽的内侧,在将被加工物W浸渍于加工液的状态下执行放电加工。
[0047] 图3是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000所具有的被加工物按压部46的构造的斜视图。图4是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000所具有的加工液流路限制部400的构造的剖视图。图5是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000所具有的加工液流路限制部400的构造的其他剖视图。图5的左图是沿图4的X-X线的剖视图。图5的右图是将图5的左图的一部分区域放大的放大图。在图4中,示出了通过切断线部1b进行的针对圆柱状的被加工物W的切断加工进展了1/2左右的状态。
[0048] 如图4及图5所示,被加工物按压部46插入至由一对加工液整流板41和一对加工液排出防止板43包围的长方形区域。与长方形区域相对的被加工物按压部46的相对面形状呈从加工开始至加工结束为止始终贴合并且能够滑动的形状,以使得加工液不会从与一对加工液整流板41及一对加工液排出防止板43的接触面漏出。
[0049] 如图4所示,在被加工物按压部46中的与加工液排出防止板43贴合的部分、一对加工液整流板41中的与加工液排出防止板43贴合的部分和被加工物固定板42中的与加工液排出防止板43贴合的部分,安装有以橡胶等为材料的弹性体56。在加工开始前对加工液排出防止板43进行设置时,在相对于被加工物按压部46、加工液整流板41及被加工物固定板42使弹性体56变形后的状态下进行设置,由此弹性体56成为将间隙密封的密封材料。其结果,加工液排出防止板43与被加工物按压部46、加工液整流板41及被加工物固定板42贴合,对加工液从构成加工液流路限制部400的部件间的间隙的流出进行抑制。由此,供给至加工液流路限制部400的内部的加工液的流路进一步限定为形成于被加工物W的仅各加工槽,因此向各加工槽流入的加工液流量增大,切断线部1b被冷却,加工屑从极间向被加工物W的外部排出,进行稳定的放电加工。也可以将弹性体56设置于加工液排出防止板43侧。
[0050] 被加工物按压部46如图3所示,与被加工物W的接触部分被加工为与被加工物W的轮廓形状吻合的形状。在半导体晶片中使用的铸锭大多为圆柱形状,例如在被加工物W为直径6英寸的圆柱形状的铸锭的情况下,被加工物按压部46的与被加工物W接触的部分被加工为一部分切除的直径6英寸的圆弧状。在被加工物按压部46的圆弧状部分形成有切口部46b,在切口部46b设置有从下表面贯通至上表面的加工液排出口51。为了增多与被加工物W的接触面积而将被加工物W牢固地固定,被加工物按压部46的圆弧形状与被加工物W的外周形状相应地被选定。被加工物按压部46的x轴方向的尺寸设为大于或等于被加工物W的x轴方向的长度,被加工物按压部46的y轴方向的尺寸设为比被加工物W的切断宽度(直径)长,且与加工液整流板41同一长度。
[0051] 如图3~图5所示,在被加工物按压部46的与加工液整流板41相对的面形成有孔52-1~52-4。孔52-1~52-4是有底圆柱孔。在各孔52-1~52-4设置有柱塞48。柱塞48如图5所示,具有销48a和弹簧48b。销48a由弹簧48b向外侧施力。另一方面,在加工液整流板
41的内侧的面形成有用于供柱塞48的销48a嵌入的凹部41h。柱塞48及凹部41h构成用于将被加工物按压部46固定于加工液整流板41的固定机构。如果被加工物按压部46沿加工液整流板41从上方插入至一对加工液整流板41之间的空间,则由弹簧48b向外侧施力的销48a与加工液整流板41接触,压入至孔52-1~52-4的内部。如图5所示,如果被加工物按压部46移动至柱塞48与凹部41h的位置相对的位置为止,则销48a的一部分嵌入至凹部41h,由此被加工物按压部46固定于一对加工液整流板41。
[0052] 如图4所示,在被加工物按压部46中,在与被加工物W接触的圆弧部分安装有以橡胶或者粘土等为材料的弹塑性体55。如果被加工物按压部46一边沿加工液整流板41滑动,一边对被加工物W逐渐地推压,则弹塑性体55发生变形。变形的弹塑性体55如图5的右图所示,压入至在被加工物W形成的多处加工槽Wz而成为将加工槽Wz填充的状态,切断进展中的被加工物W的薄板的前端部分被固定。其结果,对由加工液流引起的薄板的振动或者薄板彼此的贴合进行抑制,防止薄板间的间隙变窄的状况或者闭塞的状况。加工中的薄板的间隙变化减少,相邻的薄板间的加工槽宽度稳定,由此从加工液排出防止板43的加工液喷出口供给至加工液流路限制部400的内部的加工液在加工液流路限制部400的内部成为静压状态,针对形成于被加工物W的加工槽Wz均等地压入。压入至各极间的加工液在通过放电加工而生成的加工槽Wz中,朝向设置于被加工物按压部46的加工液排出口51移动,从加工液排出口51向被加工物W的外部排出。因此,防止薄板间的加工屑的滞留,向加工屑的二次放电减少,进行稳定的放电加工。
[0053] 图6是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000所具有的控制部300的结构例的框图。控制部300具有加工控制装置31、放电波形控制装置32、加工状态取得部33、切断台驱动控制装置34、线行进控制装置35和被加工物按压部保持控制装置36。控制部300对线放电加工装置1000进行控制。
[0054] 加工状态取得部33从各种传感器的输出取得包含被加工物W的z轴方向的位置在内的各种加工状态信息ps,将取得的加工状态信息ps输出至加工控制装置31。加工控制装置31基于所取得的加工状态信息ps对放电波形控制装置32、切断台驱动控制装置34及线行进控制装置35进行控制。放电波形控制装置32基于从加工控制装置31输入的放电波形指令wc对加工用电源5进行控制,对施加至极间的电压波形或者在极间流动的电流波形进行控制。线行进控制装置35基于从加工控制装置31输入的线电极行进指令rc对线轴旋转控制装置8a、8b进行驱动控制,对线电极1的行进进行控制。
[0055] 切断台驱动控制装置34基于从加工控制装置31输入的台指令sc对切断进给台10进行驱动,对被加工物W和切断线部1b之间的相对位置进行控制。另外,切断台驱动控制装置34对与被加工物按压保持装置47连接的被加工物按压部保持控制装置36也发送台指令sc。被加工物按压部保持控制装置36基于来自切断台驱动控制装置34的台指令sc,对切断进给台10的z轴方向的坐标值进行监视,在切断进给台10到达预先设定的第1位置的同时,通过按压保持控制指令qc使被加工物按压保持装置47的保持机构47a退缩,将被加工物按压部46的保持状态解除。
[0056] 图7是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的切断加工时的动作的流程图。图8是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的切断加工时的第1阶段的动作的剖视图。图9是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的切断加工时的第2阶段的动作的剖视图。图10是表示实施方式1所涉及的线放电加工装置1000的切断加工时的第3阶段的动作的剖视图。通过图7~图10,对线放电加工装置1000的切断加工时的动作进行说明。
[0057] 在切断加工开始时,切断线部1b以经过喷嘴7b和固定于喷嘴7b的一个加工液排出防止板43的贯通孔43a,通过被2片加工液整流板41夹着的被加工物W的正上方,经过固定于喷嘴7a的另一个加工液排出防止板43的贯通孔43a和喷嘴7a的状态被支撑。切断线部1b在该状态下行进。在加工液充满未图示的加工槽内的状态下,经由供电件单元6a、6b将加工用电源5的电力供给至切断线部1b。
[0058] 如果切断加工开始,则控制部300通过被加工物按压保持装置47将被加工物按压部46保持于切断初始位置(步骤S100、S110)。切断初始位置是从被加工物W及切断线部1b向上方分离的位置。另外,在该切断初始位置处,被加工物按压部46的下端部分插入至由2片加工液整流板41和2片加工液排出防止板43形成的长方形区域。在切断初始位置处,不使被加工物按压部46与被加工物W接触固定的原因在于,避免被加工物按压部46向切断线部1b发生干涉。图8的左图示出了被加工物按压部46保持于切断初始位置的状态。在图8的左图的状态下,被加工物按压部46从被加工物W及切断线部1b向上方分离,柱塞48处于从凹部41h分离的位置。在该图8的左图的状态下,被加工物按压保持装置47的保持机构47a伸展,与被加工物按压部46的嵌合部46a嵌合。因此,在该图8的左图的状态下,被加工物按压部46通过被加工物按压保持装置47对z轴方向的位置进行保持。
[0059] 从喷嘴7a、7b供给至加工液流路限制部400的加工液在加工液流路限制部400的内部,由加工液整流板41对流动进行限制而与被加工物W碰撞。在加工液流路限制部400中,加工液的流路仅被在加工液流路限制部400的上部配置的被加工物按压部46的切口部46b、加工液排出口51限制,因此从被加工物W等反弹回的加工液经过被加工物W和被加工物按压部46的间隙,经由被加工物按压部46的切口部46b、加工液排出口51而排出。
[0060] 如果切断加工开始,则控制部300使切断进给台10上升(步骤S120)。由此,切断进给台10上的被加工物固定板42及一对加工液整流板41相对于一对加工液排出防止板43上升。图8的右图示出了在被加工物按压部46保持于切断初始位置的状态下,通过切断进给台10的上升,被加工物固定板42及一对加工液整流板41相对于一对加工液排出防止板43稍微上升的状态。在图8的右图中,执行通过切断线部1b进行的对被加工物W的上部中央部的切断。在图8的右图中,柱塞48仍处于从凹部41h分离的位置,被加工物按压部46由被加工物按压保持装置47对z轴方向的位置进行保持。
[0061] 如果切断进给台10进一步上升,则如图9的左图所示,加工液整流板41相对于被加工物按压部46上升,柱塞48与凹部41h嵌合。其结果,被加工物按压部46止固定于2片加工液整流板41(步骤S130)。另外,如图9的左图所示,通过切断线部1b进行的针对被加工物W的上部中央部的切断进一步进展。在图9的左图所示的状态下,在加工进展至被加工物按压部46与被加工物W的外周面完全地接触,被加工物按压部46的一部分不与切断线部1b干涉的位置为止的状态下,柱塞48与凹部41h嵌合。
[0062] 被加工物按压部46从切断加工的开始至前述柱塞机构52工作为止的加工距离,是基于被加工物W的口径和被加工物按压部46的圆弧部的形状而设计出的。通过被加工物按压保持装置47对被加工物按压部46的保持位置即切断初始位置进行调整,以使得柱塞48以加工进展至在使被加工物按压部46与被加工物W的外周面完全地接触的状态下被加工物按压部46的一部分不与切断线部1b发生干涉的位置为止的状态进行工作。
[0063] 另外,以在柱塞48与凹部41h嵌合的同时,切断进给台10到达预先设定的第1位置的方式,对第1位置及柱塞48和凹部41h之间的位置关系等进行设定。因此,在控制部300中,在柱塞48与凹部41h嵌合的时刻,检测到被监视的切断进给台10的z轴方向的坐标值到达第1位置(步骤S140:Yes)。对该检测做出响应,控制部300将按压保持控制指令qc输出至被加工物按压保持装置47。其结果,如图9的右图所示,被加工物按压保持装置47的保持机构47a退缩,被加工物按压部46的保持状态被解除(步骤S150)。
[0064] 第1位置与被加工物W的剖面口径,或者最大切断长度等相应地被设定适当的距离。例如,在直径6英寸的圆柱形状的被加工物W中,可以将第1位置设定为从开始切断加工的圆柱外周面起进行了20mm~25mm左右加工后的坐标值。其原因在于,即使是切断长度长的超过6英寸的大口径的被加工物W,如果从加工开始后在Z方向是20mm左右的加工,则加工后的薄板部分仍少,因此薄板的刚性高,薄板部几乎不摆动,是加工液能够充分流入至加工槽的状态,因此可进行稳定的放电加工。另外,在上述中,通过切断进给台10的z轴方向的坐标值对第1位置进行检测,但也可以通过被加工物W的位置,或者搭载被加工物W的被加工物固定板42的位置或者一对加工液整流板41的位置对第1位置进行检测。
[0065] 此外,通过切断进给台10产生的被加工物按压部46的z轴方向的移动速度比被加工物按压保持装置47的保持机构47a的动作速度慢,因此不会暂时中断通过切断进给台10进行的台进给及放电脉冲振荡,通过线放电加工进行的薄板加工连续地执行。
[0066] 然后,通过被加工物按压保持装置47实现的被加工物按压部46的保持状态被解除,且被加工物按压部46被锁止固定于2片加工液整流板41。因此,如图10所示,如果切断进给台10进一步上升,则在被加工物按压部46被锁止固定于2片加工液整流板41的状态下,被加工物按压部46与2片加工液整流板41及载置有被加工物W的被加工物固定板42一起上升。通过该上升,通过切断线部1b进行的对被加工物W的切断进一步进展,从被加工物W将多个板状部件一并切出。
[0067] 如果切断进给台10的z轴方向的坐标值到达表示切断加工的结束的值(步骤S160:Yes),则切断进给台10的上升动作停止(步骤S170)。
[0068] 此外,可以使用切断加工的结果、对加工时的参数和由被加工物按压部46对从被加工物W切出的薄板部分进行抓持的时刻的进刀深度之间的关系进行机器学习得到的结果而决定第1位置。
[0069] 如上所述,根据实施方式1,从将被加工物按压部46由被加工物按压保持装置47保持于切断初始位置的状态起开始切断加工,然后,如果切断进给台10的z轴方向的坐标值到达第1位置,则将通过被加工物按压保持装置47进行的被加工物按压部46的保持解除,然后,在将被加工物按压部46由2片加工液整流板41锁止固定的状态下进行切断加工。即,在切断加工中,不使被加工物按压部46在上下移动驱动,仅保持于切断初始位置,由此将被加工物W由被加工物按压部46进行保持。因此,不需要对被加工物按压部46与切断进给台10一起进行移动驱动的控制,能够通过简单的控制实现线放电加工。另外,通过将被加工物按压部46锁止固定于2片加工液整流板41,从而对被加工物按压部46以与被加工物W相接的方式进行保持,因此不需要台机构的强化。
[0070] 另外,设置具有带有加工液排出口51的被加工物按压部46、一对加工液整流板41、一对加工液排出防止板43和被加工物固定板42的加工液流路限制部400,因此加工液对极间稳定地供给,加工屑不会局部地滞留,能够不中断线放电加工而进行加工。因此,向加工屑的二次放电减少,抑制局部放电,线电极高效地被冷却,能够使放电加工速度高速化。另外,能够减小被切断的板状部件的板厚的波动,板状部件的加工表面的加工痕迹能够减小,能够减少线电极的断线的发生概率。
[0071] 实施方式2
[0072] 图11是表示实施方式2所涉及的线放电加工装置的加工液流路限制部500的结构例的分解斜视图。在实施方式2中,将实施方式1的加工液流路限制部400置换为加工液流路限制部500。在加工液流路限制部500中,将实施方式1的加工液排出防止板43置换为加工液排出防止板60。实施方式2的其他结构与实施方式1相同,省略重复的说明。
[0073] 一个加工液排出防止板60由包含与喷嘴7a连接的喷嘴侧板60a和与加工液整流板41接触的整流板侧板60b在内的2片板构成。另一个加工液排出防止板60由包含与喷嘴7b连接的喷嘴侧板60a和与加工液整流板41接触的整流板侧板60b在内的2片板构成。喷嘴侧板
60a和整流板侧板60b的相对面通过弹簧61连结。另外,在喷嘴侧板60a和整流板侧板60b加工出的孔通过加工液供给管62连结。
[0074] 对于弹簧61例如使用按压弹簧,由此即使在喷嘴侧板60a和整流板侧板60b无法平行地设置的状态下,通过在弹簧61弯曲的状态下产生的复原力,整流板侧板60b被加工液整流板41推压而贴合。加工液供给管62是波纹状等具有挠性的管,其内部供从喷嘴7a、7b供给的加工液及切断线部1b经过。
[0075] 在被加工物W为半导体材料的情况下,切剖面相对于半导体材料的晶体方向的度会对从切断加工出的晶片制造的半导体的电气特性造成影响,因此通过切断加工前的换产调整工序进行薄板的切断方向的微调。具体地说,在被加工物固定板42和切断进给台10之间设置使被加工物固定板42旋转的旋转台(未图示)。该旋转台对在被加工物固定板42设置固定的被加工物W的基准端面相对于切断线部1b的相对角进行调整。该相对角的调整基本上是即使相对角大,也小于或等于几度的情况。但是,被加工物固定板42及加工液整流板41的与整流板侧板60b的贴合面沿z轴旋转,因此在实施方式1的加工液排出防止板43中产生间隙,加工液有可能漏出。
[0076] 与此相对,根据实施方式2的加工液排出防止板60,设为与喷嘴7a、7b连接的喷嘴侧板60a和与加工液整流板41接触的整流板侧板60b能够独立可动的2片构造,因此在相对角的调整时,通过弹簧61也会维持整流板侧板60b的贴合状态。
[0077] 如上所述,根据实施方式2,将加工液排出防止板60设为夹设弹簧61的喷嘴侧板60a和整流板侧板60b的2片构造,因此在进行切剖面的角度调整的情况下,也不会发生加工液的泄漏
[0078] 图12是表示实施方式1、2所涉及的线放电加工装置所具有的控制部300的硬件结构的一个例子的框图。控制部300能够通过图12所示的处理器101、存储器102及接口电路103实现。处理器101的例子是CPU(也称为Central Processing Unit、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微型计算机、DSP(Digital Signal Processor))或者系统LSI(Large Scale Integration)。存储器102的例子是RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)。
[0079] 控制部300是通过由处理器101将存储器102所存储的用于执行控制部300的动作的程序读出并执行而实现的。另外,该程序可以说使计算机执行控制部300的顺序或者方法。存储器102还被用作由处理器101执行各种处理时的暂时存储器。接口电路103是与控制部300的外部仪器的连接接口。此外,关于控制部300的功能,可以将一部分通过专用的硬件实现,将一部分通过软件或者固件实现。
[0080] 以上的实施方式所示的结构,表示本发明的内容的一部分,也能够与其他公知技术进行组合,在不脱离本发明的主旨的范围,也能够对结构的一部分进行省略、变更。
[0081] 标号的说明
[0082] 1线电极,1a并列线部,1b切断线部,2、2-1~2-4引导辊,3、3-1、3-2线轴,4a、4b抑振引导辊,5加工用电源,6a、6b供电件单元,7a、7b喷嘴,8a、8b线轴旋转控制装置,9a、
9b横动控制装置,10切断进给台,31加工控制装置,32放电波形控制装置,33加工状态取得部,34切断台驱动控制装置,35线行进控制装置,36被加工物按压部保持控制装置,41加工液整流板,41h凹部,42被加工物固定板,43、60加工液排出防止板,43a贯通孔,46被加工物按压部,46a嵌合部,46b切口部,47被加工物按压保持装置,47a保持机构,47b上下移动机构,48柱塞,48a销,48b、61弹簧,51加工液排出口,52-1~52-4孔,55弹塑性体,56弹性体,
60a喷嘴侧板,60b整流板侧板,62加工液供给管,100加工机构部,101处理器,102存储器,
103接口电路,200供电部,300控制部,400、500加工液流路限制部,1000线放电加工装置,W被加工物,Wz加工槽。
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