Brevet FR2442702A1 — publié le 19800627

L'invention a pour objet des perfectionnements aux machines pour scier en tranches un objet, tel que pièce de matériau dur, au moyen d'une nappe de fils abrasifs parallèles en ocobinaison avec un moyen de poussée reci- proque de la nappe de fils et de l'objet. Une machine d'un tel type a été décrite dans la demande de brevet français publiée n0 2330510. De telles machines sont généralement utilisées pour scier en tranches un monocristal cylindrique, de silicium par exemple. Le fil de sciage est un fil abrasif d'un type connu, par exemple hélicoïdal avec des grains d'abrasif inclus ou amenés par un d' iniectia dispositif/de liquide, tel qu'huile de coupe. Les tolérances de planéité et de parallèlisme sont très faibles, par exemple inférieures 10 y pour la planéité et inférieures à 20 P pour le parallélisme. Or, il arrive que ces tolérances ne soient pas respectées, malgrè la bonne précision mécanique de la machine. Des observations du demandeur ont montré que c'est lors de l'entame de l'objet que se produisent la plupart des déviations accidentelles des fils par rapport aux plans de coupe définis. On peut supposer que ces déviations des fils sont dates à d'infimes défauts de la surface du corps dans la zone d'attaque par la nappe de fils, ou à des inégalités du fil ou encore au fait que les stries hélicoidales du fil provoquent un effort transversal minime mais suffisant pour créer un écart. Le but de l'invention est de re médier aux inconvénients précédents et d'améliorer la précision de la planéité et du parallélisme des tranches de l'objet scié. Ce but est atteint, dans une machine selon l'invention, par le fait que, pour positionner exactement le fil correspondant à chaque plan de sciage, elle comporte au moins un galet d'appui de la nappe de fils contre l'objet, ce galet étant d'axe sensiblement parallèle à la nappe perpendiculairement aux fils de la nappe et comportant des rainures de guidage parallèles disposées circulairement en nombre égal aux fils de la nappe et correspondant chacune à l'un desdits fils de la nappe. Il est conforme à l'invention que chaque galet d'appui pur ente une génératrice1 constituant une ligne de contact avec la nappe de fils,voisine mais distincte de la ligne des premiers points de rencontre de l'objet et de la nappe de fils poussés l'un vers l'autre et qu'il soit escamotable pour être escamoté dès que les fils ont amorcé le sciage. I1 est avantageux que chaque galet soit escamotable par déplacement perpendiculaire à son axe et qu'il soit monté à l'extrémité d'un bras pivotant autour d'un axe parallèle à son axe. Dans une machine dans laquelle la nappe de fils est constituée par un fil unique déroulé d'une bobine débitrice et enroulé sur une bobine réceptrice après une pluralité de renvois sur une paire de tambours rotatifs d'en trainement, rainures de guidage parallèles disposés circulairement entre lesquels il constitue la nappe de fils parallèles, il est avantageux que l'axe de pivotement de chaque bras soit dans le prolongement de l'axe du tambour associé. I1 est encore conforme à l'invention que le galet d'appui soit unique et que ses rainures disposées circulairement soient d'une précision d'usinage au moins égale à celles des tambours d'entrainement des fils de la nappe de fils. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description , qui sera donnée ci-après uniquement à titre d'exemple, d'un mode de réalisation. - la figure 1 représente une vue schématique de face d'une machine selon l'invention en position d'entame d'un objet à scier en tranches, - la figure 2 représente la même machine en vue perspective pendant la phase de sciage proprement dite. Une machine à scier un monocristal de silicium 1 monté collé sur un porte objet 2, lui-même porté par un support en forme d'étrier 3 comporte, pour lever ou abaisser cet ensemble, une ou deux colonnes verticales 4 levables et abaissables dans un guide vertical 5 au moyen d'un moteur 6 commandable pas-à-pas. Pendant les-phases de sciage, le guide vertical 6 est solidarisé avec le bati 7 de la machine par un verrouillage, non représenté, mais il est relevable autour d'une articulation, non représentée, pour le changement d'objet, avec son porte-objet. La bàti 7 de la machine porte une platine avant 8 pour l'entrainement d'un fil 9 de sciage unique déroulé d'une bobine débitrice 10 ou 11 et enroulé sur une bobine réceptrice 11 ou 10, l'une et l'autre pouvant fonctionner à volonté en bobine débitrice ou réceptrice. Des poulies récupératrices 10' et 11' sont montées chacune sur un bras pivotant autour des axes des bobines 10 et 11 contre la force d'un ressort agissant dans le sens de la tension du fil. Le fil est renvoyé sur deux tambours d'entrainement 13 et 14 d'axes horizontaux parallèles comportant une pluralité de rainures équidistantes disposées circulairement pour le guidage et l'entraînement du fil 9 qui est renvoyé d'un tambour à l'autre, comme s'il était ainsi moufle, en progressant, dans la partie basse, d'une rainure à chaque tour complet.La machine comporte des moyens d'inversion synchronisée de la rotation des tambours 13 et 14 et de la rotation des bobines réceptrice et débitrice. Une bobine réceptrice 11 ou 10 est soumise à un couple moteur tendant à enrouler le fil, mais la bobine débitrice 10 ou 11 est également soumise à un couple moteur s'opposant au déroulement, ce couple moteur étant cependant inférieur au couple moteur exercé sur la bobine réceptrice, de telle sorte qu'il en résulte un couple différentiel tendant à bobiner dans le sens choisi. L'entrainement du fil 9 pour le sciage proprement dit est assuré par les tambours 13 et 14 qui, grace à la tension du fil entre les bobines 10 et 11, agit à la manière d'un cabestan. Pendant la phase de sciage ( figure 2 ), on abaisse le bras vertical, ce qui vient presser l'objet 1 contre la nappe supérieure constituée par le fil 9 entre les deux tambours 13 et 14, d'où une pluralité de traits de coupe 16 sur l'objet 1, qu'on scie jusqu'au porte objet. Jusqu'ici, on n'a fait que décrire sommairement un appareil de type connu. On va décrire maintenant loeper- fectionnements apportés par l'invention, qu'on comprendra mieux en regard de la figure 1. Coaxialement au tambour 13, est monté basculant fou mais sans jeu, entre la face arrière de ce tambour et la platine 8, un levier 17 dont l'extrémité du bras 18 peut osciller sensiblement entre les niveaux des deux nappes du fil 9 à une distance de l'axe de basculement un peu inférieure à la mi-distance des axes des deux tambours 13 et 14. L'extrémité du bras 18 porte un galet 20 monté fou et d'axe parallèle aux axes des tambours 13 et 14. Ce galet 20 s'étend sous la totalité de la nappe de fils auxquels il est perpendiculaire. I1 porte une pluralité de rainures parallèles disposées circulairement à même équidistance que celle des rainures des tambours 13 et 14 et en alignement avec elles. Le levier 17 est articulé à l'extrémité d'une tige 21 à crémaillère 22 pouvant être commandée par un pignon d'entrainement 23 lui-meme entrainé par un moteur asservi 24. De cette façon, le galet 20 peut basculer entre une position haute de soulèvement des fils, représentée en trait plein sur la figure 1, et une position basse en butée hors contact des fils, représentée en trait interrompu sur la figure 1 et en trait plein sur la figure 2. I1 est important que l'ensemble levier 17 - galet 20 soit monté avec une très grande précision d'usinage, un alignement parfait devant être réalisé, en position haute du galet 20 entre les rainures disposées circulairement sur ce galet 20 eEelieS bours 13 et 14. I1 est également impor tant que position haute le galet 20 vienne toucher la nappe de fils sur une ligne voisine, mais distincte, de la ligne de contact de l'objet 1 avec la nappe de fils 9 lorsqu'on abaisse la ou les colonnes 4. L'utilisation de la machine est simple. Lorsqu'on abaisse l'objet 1 pour le scier, on déclenche, gracie à un asservissement convenable, le relèvement du bras 18 jusqu'à ce que le galet 20 vienne, par dessous, en contact avec la nappe supérieure de fils 9 avant que l'objet 1 ne vienne lui-même en contact avec cette nappe de fils. On continue à abaisser l'objet jusqu'au point ou celuici vient en contact avec la nappe de fils'supérieure selon une ligne de points voisine, mais écartée, de la ligne de points de contact entre le galet 20 et la nappe de fils. Dès que les fils 9 ont créé autant de saignées sur l'objet 1, et en tout cas, avant que l'objet 1 et le galet 20 ne viennent en contact, le dispositif d'asservissement provoque la commande d'abaissement du bras 17 pour que le galet 20 vienne en 20' dans sa position escamotée où il restera jusqu'à la fin de l'opération de sciage. On obtient, de cette façon, une excellente planéité et un excellent parallèlisme. REVENDICATIONS 10) Machine pour scier en tranches un objet, tel que pièce de matériau dur, au moyen d'une nappe de fils abrasifs parallèles en combinaison avec un moyen de poussée réciproque de la nappe de fils et de l'objet, caractérisée en ce que, pour positionner exactement le fil (9) correspondant à chaque plan de sciage, elle comporte au moins un galet (20) d'appui de la nappe de fils (9) contre l'objet (lr, ce galet (20) étant d'axe sensiblement parallèle à la nappe perpendiculairement aux fils (9) de la nappe et comportant des rainures de guidage parallèles disposées circulairement en nombre égal à celui des fils de la nappe et correspondant chacun à l'un desdits fils de la nappe. 20) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque galet (20) d'appui présente une génératrice constituant une ligne de contact avec la nappe de fils voisine,mais distincte, de la ligne des premiers points de rencontre de l'objet (1) et de la nappe de fils (9) poussés l'un vers l'autre et il est escamotable pour être escamoté des que les fils (9) ont amorcé le sciage. 30) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque galet (20) est escamotable par déplacement perpendiculaire à son axe. 40) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque galet (20) est monté à l'extrémité d'un bras pivotant (18) autour d'un axe parallèle à son axe. 50) Machine selon la revendication 4, dans laquelle la nappe de fils est constituée par un fil unique déroulé d'une bobine débitrice et enroulé sur une bobine réceptrice après une pluralité de renvois sur une paire de tambours rotatifs d'entrainement à rainures de guidage disposées circulairement, entre lesquels il constitue la nappe de fils parallèles, caractérisé en ce que l'axe de pivotement de chaque bras (18) est dans le prolongement de l'axe du tambour associé(l3; 60) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un unique galet d'appui (20). 70) Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ses rainures de guide sont d'une précision d'usinage au moins égale à celles des tambours (13,14) d'entrainement des fils de la nappe de fils (9).