测量夹具、线锯、工件附装方法

1.一种附装在线锯的工件支架上以及从该工件支架上取下来的测量夹具，其中所述线锯包括两个主滚轮和在两个主滚轮之间跑动的钢丝，其中所述工件支架的位置可以绕竖直方向上延伸的轴线来调节，其特征在于，所述测量夹具包括：
检测所述钢丝位置的检测装置，
其中所述测量夹具是利用多个实现定位功能的钳夹固定器附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来。
2.根据权利要求1的测量夹具，其中所述检测装置用光学检测所述钢丝的位置。
3.根据权利要求1或2的测量夹具，其中所述检测装置能沿着所述钢丝的轴线移动。
4.一种具有工件支架和工件夹具的线锯，其中所述工件支架的位置能够绕着在竖直方向上延伸的轴线来调节，并且所述工件夹具附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来，其特征在于，所述线锯包括：
根据权利要求1或2所述的测量夹具，
其中通过多个实现定位功能的钳夹固定器将所述工件夹具附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来。
5.根据权利要求4的线锯，其中所述钳夹固定器限制所述工件夹具和所述测量夹具在竖直方向和水平方向上的位置。
6.根据权利要求5的线锯，其中所述钳夹固定器用气压或者弹簧力夹住所述工件夹具或者所述测量夹具。
7.一种将工件附装于线锯的工件支架上的方法，其特征在于，该方法包括步骤：
将包括相机的测量夹具附装在所述工件支架上；
在钢丝的轴向上移动所述相机时检测钢丝的位置；
根据检测到的钢丝的位置，通过绕着在竖直方向上延伸的轴线转动所述工件支架，调节所述工件支架的位置；以及
在将所述测量夹具从所述工件支架上取下来之后，将固定有所述工件的工件夹具附装到所述工件支架上，其中所述工件以所述工件的晶体取向被调节好的状态固定在所述工件夹具上。

测量夹具、线锯、工件附装方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种用钢丝切割半导体材料或者像陶瓷之类易碎材料的线锯，尤其是涉及一种测量钢丝位置的测量夹具、具有测量夹具的线锯以及使用测量夹具的工件附装方法。\n背景技术\n[0002] 线锯包括主滚轮和在两个主滚轮之间跑动的钢丝。钢丝是以预定的间距螺旋状缠绕在主滚轮上。钢丝沿着它的轴线跑动。此外，给钢丝供应具有研磨颗粒的浆料。当金刚石之类的研磨颗粒被保持在钢丝上时，不必供应浆料。基于工件的晶体取向之类，调节工件的位置，使得工件和钢丝的位置满足一个预定的关系。在这个状态下，迫使工件抵在钢丝上，被切成片。\n[0003] 专利文献1揭示了一种具有工件取向调节装置的线锯，工件取向调节装置调节工件的晶体取向和钢丝跑动方向的位置关系。在该线锯中，工件支撑底座被支撑在一个框架上。所述工件支撑底座在一个水平平面中绕枢转轴线枢转。支撑工件的工件支撑主体设置在工件支撑底座的下表面上。框架包括一个调节构件，根据钢丝的跑动方向调节工件的晶体取向。在调节构件和工件支撑底座之间设置一个差动减速机构。该差动减速机构降低输送给工件支撑底座的调节构件的调节量的速度。\n[0004] 当切割工件时，将工件以黏贴在支撑板的状态下附装到工件支撑主体上。在这个状态下，从工件的端部表面之类检测工件的晶体取向。然后，工件取向调节装置调节工件的晶体取向和钢丝跑动方向的位置关系。\n[0005] 在这种类型的线锯中，图10和11中所示的工件支撑结构将工件支撑在工件支撑底座的下表面上。在所述工件支撑结构中，工件支撑主体52固定在工件支撑底座51的下表面。工件支撑主体52包括第一支撑槽52a和相对的第二支撑槽52b，第一支撑槽52a具有一个三角形的截面，第二支撑槽52b具有一个四边形截面。支撑块54设置在黏贴有工件W的支撑板53上，它包括与第一支撑槽52a啮合的啮合部分54a。与啮合部分54a啮合的锁构件55是可移动地设置在工件支撑主体52的第二支撑槽52b中。工件支撑主体52有一个侧表面，该侧表面具有将锁构件55推着抵住啮合部分54a的两个紧固螺栓56。\n[0006] 在啮合部分54a插入在第一支撑槽52a的状态下，紧固螺栓56被拧紧，推着锁构件55顶住啮合部分54a。这将支撑块54固定在工件支撑主体52上，将工件W附装在工件支撑主体52的下方部分。\n[0007] 用该工件支撑结构的情况下，需要操作人员弯腰到工作锯的加工区域，边检查钢丝和工件的位置关系边进行调节。换句话说，需要操作人员目测检查啮合部分54a相对于工件支撑主体52的接触状态来进行调节。此外，在这种情况下，如图10中的箭头所示，可以将工件W附装在一个位置，在这个位置它相对于工件支撑主体52有倾斜。如图11的箭头所示，可以将工件W在纵向上移动或者倾斜。用这种方式，调节起来困难且耗时，容易在工件W的附装位置出现错误。此外，无论什么时候当将工件W附装在工件支撑主体52上时，工件W的晶体取向是在这样一个状态下被检测，即工件W被附装在工件支撑主体52上以重新调节工件W的晶体取向和钢丝的跑动方向之间的位置关系。这会导致可操作性差，降低加工效率。\n[0008] 现有技术文献\n[0009] 专利文献\n[0010] 专利文献1：日本发明专利公开No.9-141549。\n发明内容\n[0011] 本发明要解决的问题\n[0012] 本发明的一个目的是提供一种测量夹具和线锯，当将工件附装在工件支架上时，不必调节工件相对于钢丝的位置，从而改善了可加工性和机器效率。\n[0013] 解决问题的技术手段\n[0014] 为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种附装在线锯的工件支架上以及从该工件支架上取下来的测量夹具。线锯包括两个主滚轮和在两个主滚轮之间跑动的钢丝。\n所述工件支架的位置可以绕竖直方向上延伸的轴线来调节。所述测量夹具包括：检测所述钢丝位置的检测装置。所述测量夹具是利用多个实现定位功能的钳夹固定器附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来。\n[0015] 在这个结构中，当在更换主滚轮期间钢丝在主滚轮之间延伸时，测量夹具是用钳夹固定器附装在工件支架上。这将测量夹具相对于工件支架以高精度定位。在这种状态下，检测装置检测钢丝的位置，工件支架绕竖直轴线的位置根据检测结果来调节。结果是，钳夹固定器在工件支架上的位置被设置成与钢丝的位置满足一个预定的关系。当将工件附在工件支架上时，工件以预先调节好工件位置的状态被固定在工件夹具上。然后，用钳夹固定器将工件夹具附装在工件支架上。这再现了工件夹具相对于工件支架的精确位置。因此，工件相对于工件支架被定位在钢丝的位置关系和钢丝的跑动方向已调节好的状态。结果是，无论什么时候将工件附在工件支架上时，不需要调节工件相对于钢丝的位置。这提高了可加工性，增加了加工效率。\n[0016] 在上面的测量夹具中，优选的是，检测装置用光学检测钢丝的位置。\n[0017] 在上面的测量夹具中，优选的是，其中检测装置能沿着钢丝的轴线移动。\n[0018] 为了解决上述问题，本发明的第二个方面提供一种具有工件支架和工件夹具的线锯。所述工件支架的位置能够绕着在竖直方向上延伸的轴线来调节。所述工件夹具附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来。所述线锯包括上述的测量夹具。通过多个实现定位功能的钳夹固定器将所述工件夹具附装在所述工件支架上以及从该工件支架上取下来。\n[0019] 在上述线锯中，优选的是，钳夹固定器限制工件夹具和测量夹具在竖直方向和水平方向上的位置。\n[0020] 在上述线锯中，优选的是，钳夹固定器用气压或者弹簧力钳住工件夹具或者测量夹具。\n[0021] 为了解决上述问题，本发明第三方面提供一种将工件附装于线锯的工件支架上的方法。该方法包括步骤：将包括相机的测量夹具附装在所述工件支架上；在钢丝的轴向上移动所述相机时检测钢丝的位置；根据检测到的钢丝的位置，通过绕着在竖直方向上延伸的轴线转动所述工件支架，调节所述工件支架的位置；以及在将所述测量夹具从所述工件支架上取下来之后，将固定有所述工件的工件夹具附装到所述工件支架上。\n[0022] 在上述方法中，优选的是，所述工件以所述工件的晶体取向被调节好的状态固定在所述工件夹上。\n附图说明\n[0023] 图1是展示根据本发明一个实施例的线锯的主视图。\n[0024] 图2是展示线锯和工件支架的局部放大主视图。\n[0025] 图3是展示线锯和工件支架的局部放大主视图。\n[0026] 图4是展示固定有工件的工件夹具的透视图。\n[0027] 图5是展示线锯的钳夹固定器的放大部分剖视图。\n[0028] 图6是展示工件夹具附装在工件支架上的状态的局部剖视图。\n[0029] 图7是图示钳夹操作的局部剖视图。\n[0030] 图8是展示测量夹具附装在工件支架上的状态的局部主视图。\n[0031] 图9是展示测量夹具附装在工件支架上的状态的局部主视图。\n[0032] 图10是展示现有技术的工件支撑结构的局部主视图。\n[0033] 图11是展示现有技术的工件支撑结构的局部侧视图。\n具体实施方式\n[0034] 现在参考图1至图9描述根据本发明一个实施例的线锯和测量夹具。\n[0035] 如图1所示，线锯包括壳21，容放机器底座22和支柱23。支柱23设置在机器底座22上。两个主滚轮24可转动地被支撑在机器底座22上。主滚轮24包括沿着主滚轮24的外周表面延伸的环形槽。钢丝25以预定间距螺旋状缠绕在主滚轮24上。钢丝25在两个主滚轮24之间跑动。支柱23包括侧部，该侧部支撑一个可以升起和下降的鞍座26。鞍座26设置在钢丝25上方。工件支架27由在鞍座26下表面上的转轴28和轴承29支撑着。\n工件支架27的位置可以绕着一个作为在竖直方向上延伸的轴线的竖直线调节。\n[0036] 如图1至图3所示，在工件支架27的下表面上设置实现定位功能的四个钳夹固定器30。工件夹具31或者测量夹具42用钳夹固定器30附装在工件支架27的下表面。参考图4，工件夹具31是金属板。\n[0037] Kosmel公司制造的“SWT型”托板钳夹固定器用作钳夹固定器30，实现定位功能。\n如图5所示，工件夹具31的上表面包括与钳夹固定器30对应的多个凹部32。与钳夹固定器30啮合和与之脱离的被钳夹构件33安装于每个凹部32。如图3和图4所示，工件W是用合成树脂形成的介入材料34黏附到工件夹具31的下表面。在这个状态下，在圆周方向、水平方向和竖直方向调节工件W的晶体取向。\n[0038] 钳夹固定器30包括钳夹壳35、多个钢珠36、锥形套管37、活塞杆38和弹簧39。钢珠36被连接成，使之可从在钳夹壳35的末端的外圆周表面伸出。锥形套管37附装在钳夹壳35的末端的外圆周表面上。活塞杆38连接成可以在钳夹壳35的竖直方向上移动。弹簧\n39推动活塞杆38，缩进钳夹壳35的末端。钳夹壳35和活塞杆38包括气流通道40。来自气流通道40的气流被冲到锥形套管37的外圆周表面和活塞杆38的末端。钳夹壳35包括一个锁住空气通道41。从锁住空气通道41来的锁住空气被供应给活塞杆38的活塞38a。\n[0039] 顶基准表面33a形成于被钳夹构件33的顶端。钳夹壳35的座表面35a与顶基准表面33a接触。被钳夹构件33包括限定出一个锥形的基准表面33b的内部圆周表面。锥形套管37的外圆周表面与被钳夹构件33的内圆周表面配合。被钳构件33的内圆周表面包括一个与钢珠36啮合的突出部33c。\n[0040] 在工件夹具31是从工件支架上取下来的状态下，气流从气流通道40冲向锥形套管37的外圆周表面和活塞杆38的末端。这样避免切割屑之类的异物聚集在锥形套管37上，并经过活塞杆38的末端接近钢珠36。\n[0041] 从图5中所示的状态，工件夹31附装在工件支架27上，如图6所示。在这种情况下，钳夹壳35的末端部分和锥形套管37插在被钳夹构件33中。活塞杆38的末端与凹部\n32的底部表面接触。在这种状态下，在钳夹壳35的座表面35a和被钳夹构件33的顶基准表面33a之间形成一个间隙，并且在锥形套管37的外圆周表面和被钳夹构件33的锥形基准表面33b之间形成一个间隙。这些间隙是由来自气流通道40的气流形成的。气流将切割屑和切削油之类的异物从所述间隙中除去。\n[0042] 然后，来自气流通道40的气流被停止，然后来自锁住气体通道41的锁住空气被供应给活塞杆38和活塞38a。结果是，如图7所示，锁住空气的气压和弹簧39的推力使活塞杆38提升。因此，钢珠36沿着活塞杆38的外围表面在凹部38b中移动，利用突出部33c提升被钳夹构件33。结果是，被钳夹构件33的顶基准表面33a被迫顶住钳夹壳35的座表面\n35a，工件夹31被钳夹在工件支架27上。在这个状态中，被钳夹构件33的顶基准表面33a和钳夹壳35的座表面35a之间的接触以及被钳夹构件33的锥形基准表面33b和锥形套管\n37的外圆周表面之间的接触限制了工件夹31在竖直方向和水平方向的位置。\n[0043] 如图8所示，在替换主滚轮24的过程中，当钢丝25在主滚轮24之间延伸时，测量夹具42由钳夹固定器30附装在工件支架27上。以与工件夹具31同样的方式，与钳夹固定器30啮合和与之脱离的被钳夹构件33设置在测量夹具42的上表面上。导轨43设置在测量夹具42的侧表面。在由工件支架27支撑的状态中，导轨43基本上沿着工件W的端部表面的宽度方向延伸（在图8中是从左到右方向）。作为检测装置的相机44由导轨43上的托架45支撑住。相机44可沿着钢丝25的轴线移动。相机44光学地检测钢丝25的位置。\n[0044] 现在参考图1至图4以及图8和图9描述线锯和测量夹具的操作。\n[0045] 如图8所示，在替换主滚轮24期间，当钢丝25在主滚轮24之间延伸时，测量夹具\n42通过钳夹固定器30附装在工件支架27上。这样将测量夹具42相对于工件支架27以微米级别的高精度定位。在这个状态下，操作人员沿着钢丝25的轴向移动相机44。随着相机\n44移动，它光学地检测钢丝25的位置。参考图9，基于被检测到的钢丝25的位置，转轴28绕着竖直轴线调节工件支架27的位置。结果是，将钳夹固定器30的位置和钢丝25的位置设置成满足预定的关系。\n[0046] 当用线锯加工工件W时，如图2至图4所示，工件W是通过介入材料34黏附在工件夹具31的下表面。在这个状态下，在圆周方向、水平方向和竖直方向上调节工件W的晶体取向。通过用钳夹固定器30将工件夹具31附装到工件支架27上，重复再现了工件夹具\n31相对于工件支架27的精确位置。在调节工件W的晶体取向的状态下，将工件W相对于工件支架27精确定位。因此，无论什么时候当将工件W附装到工件支架27上时，不必重新调节工件W相对于钢丝的位置以及工件W的晶体取向方向。\n[0047] 然后，当工件W的加工开始时，参考图1，主滚轮24转动，钢丝25在它的轴向上跑动。同时，浆料供应装置（图中未示）给钢丝25供应不包括研磨颗粒的浆料。在这种状态下，当鞍座26下降时，工件W被迫顶向钢丝25。通过这种方式，工件W在与钢丝25的跑动方向保持预定的位置关系的同时被切成片。\n[0048] 相应地，本发明具有下面描述的优点。\n[0049] （1）当在更换主滚轮24的过程中钢丝25在主滚轮24之间延伸时，测量夹具42通过钳夹固定器30附装在工件支架27上。这样高精度地将测量夹具42相对于工件支架27定位。在这个状态下，操作人员沿着轴向移动相机44，相机44检测钢丝25的位置。根据检测结果，绕竖直轴线调节工件支架27的位置。结果是，将钳夹固定器30在工件支架27上的位置设置成与钢丝25的位置满足一个预定的关系。当工件W附装在工件支架27上时，工件W以预先调节好工件W晶体取向的状态固定在工件夹具31上。然后用钳夹固定器30将工件夹具31与工件W一起附装到工件支架27上。这再现了工件夹具31相对于工件支架27的精确位置。因此工件W相对于工件支架27定位在已经调节好工件W与钢丝25的跑动方向位置关系的状态。结果是，操作人员只需要在测量期间移动相机44，不必弯腰到工件锯的加工区域里面进行调节。这提高了可操作性、增加了机器效率。\n[0050] （2）相机44在光学上检测钢丝25的位置，并可沿着钢丝25的轴线移动。在这个结构中，相机44可以精确检测钢丝25的位置。\n[0051] （3）钳夹固定器30限制工件夹具31和测量夹具42在竖直方向和水平方向上的位置。在这个结构中，只通过用钳夹固定器30将工件夹具31或者测量夹具42附装到工件支架27上，便限制了工件夹具31或者测量夹具42在竖直方向和水平方向上的位置。通过这种方式，可以重复再现附在工件支架27上的工件夹具31或者测量夹具42的精确位置。在这种情况下，可以用气压或者弹簧力量迅速准确地夹住工件夹具31或者测量夹具42。因此，可以容易地将工件夹具31或者测量夹具42附装到工件支架27上，从而减少准备时间。\n[0052] 本实施例可以按照下文描述那样修改。\n[0053] 测量夹具42的检测装置可以是反射镜。在这种情况下，与相机44的方式类似，可以从线锯的外面检查钢丝25的位置。\n[0054] 可以根据需要改变钳夹固定器30和被钳夹构件33的结构。例如，可以用磁力来吸引钳夹固定器30和被钳夹构件33。\n[0055] 工件W不局限于具有晶体取向的单晶材料，可以是多晶材料。此外，工件W可以有一个多边形截面，而不是圆柱形截面。