(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散液に砥粒が混合されたスラリをワークの切削加工部に供給した後、そのスラリを回収して再び切削加工部に供給するスラリ循環装置において、
切削加工部に供給するスラリの砥粒濃度を測定する濃度測定手段と、
スラリ貯留部に分散液を供給する分散液供給手段と、
スラリ貯留部に供給される分散液の量を測定する分散液用流量計と、
スラリ貯留部内におけるスラリをスラリ廃液部に排出するスラリ排出手段と、
スラリ貯留部に新しいスラリを供給するスラリ供給手段と、
濃度測定手段による測定結果に対応する分散液供給量が設定されると共に、濃度測定手段による測定結果が上限値を超えたとき分散液供給手段を動作させる制御手段と、分散液供給量を任意に設定可能な入力キーと、分散液供給量やスラリ排出量の設定を自動または手動で行うかを設定する自動／手動設定キーと、スラリ定量交換を実行させる定量交換指令キーとを備え、自動設定のときは制御手段に設定された前記測定結果に対応する分散液供給量を、手動設定のときは入力キーで設定した分散液供給量をスラリ貯留部に供給するように構成し、前記分散液用流量計によりスラリ貯留部に供給された分散液の累積量を測定し、この測定された累積量が予め設定した設定値以上になったとき、前記定量交換指令キーの押下によって、スラリ排出手段とスラリ供給手段とが動作されて、スラリ貯留部内におけるスラリの定量交換を行い、その後に濃度測定手段を実行するように構成したスラリ循環装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスラリ循環装置において、
遊離砥粒をスラリ貯留部に供給する砥粒供給手段を備え、
前記制御手段には濃度測定手段よる測定結果に対応する遊離砥粒供給量が設定されており、制御手段は、濃度測定手段による測定結果が下限値に満たないとき、砥粒供給手段を動作させるスラリ循環装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスラリ循環装置を備えたワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤを用いて、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料のワークを切削加工するためのワイヤソーに装設されるスラリ循環装置、そのスラリ循環装置を備えたワイヤソーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤソーにおいては、複数の加工用ローラが所定間隔おきに配設され、それらのローラの外周には複数の環状溝が所定ピッチで形成されている。また、各加工用ローラ間において、環状溝には１本のワイヤが順に巻回されている。そして、ワイヤが走行されながら、そのワイヤ上に遊離砥粒を含む水性または油性のスラリが供給され、この状態でワイヤに対しワークが押し付け接触されて、そのワークが切削されてウェハ状にスライス加工される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記スラリはワークの切削時、発熱によって分散液（水や油）が蒸発したりして、スラリ中に含まれる遊離砥粒の量が相対的に上昇する。これは、特に分散液が水性である場合に顕著であった。このため、スラリの粘度が高くなり、スラリの流動性も低下する。その結果、遊離砥粒がワイヤに対して均一に付着せず、ワークの切削効率が低下するとともに、ワークのスライス面の精度が低下していた。
【０００４】
しかしながら、従来スラリの砥粒濃度を管理する方法は、作業者の勘や経験に頼られていた。つまり、スラリの砥粒濃度が大きくなると、作業者が装置を一旦停止させて、スラリの一部または全部を廃棄し、スラリを補充していた。このため、作業効率が低下するとともに、スラリが無駄に廃棄されることもあった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたもので、その目的は、ワークの切削中において、自動的にスラリの砥粒濃度をほぼ一定にすることが可能なスラリ循環装置、スラリ循環装置を備えたワイヤソーを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、分散液に砥粒が混合されたスラリをワークの切削加工部に供給した後、そのスラリを回収して再び切削加工部に供給するスラリ循環装置において、切削加工部に供給するスラリの砥粒濃度を測定する濃度測定手段と、スラリ貯留部に分散液を供給する分散液供給手段と、スラリ貯留部に供給される分散液の量を測定する分散液用流量計と、スラリ貯留部内におけるスラリをスラリ廃液部に排出するスラリ排出手段と、スラリ貯留部に新しいスラリを供給するスラリ供給手段と、濃度測定手段による測定結果に対応する分散液供給量が設定されると共に、濃度測定手段による測定結果が上限値を超えたとき分散液供給手段を動作させる制御手段と、分散液供給量を任意に設定可能な入力キーと、分散液供給量やスラリ排出量の設定を自動または手動で行うかを設定する自動／手動設定キーと、スラリ定量交換を実行させる定量交換指令キーとを備え、自動設定のときは制御手段に設定された前記測定結果に対応する分散液供給量を、手動設定のときは入力キーで設定した分散液供給量をスラリ貯留部に供給するように構成し、前記分散液用流量計によりスラリ貯留部に供給された分散液の累積量を測定し、この測定された累積量が予め設定した設定値以上になったとき、前記定量交換指令キーの押下によって、スラリ排出手段とスラリ供給手段とが動作されて、スラリ貯留部内におけるスラリの定量交換を行い、その後に濃度測定手段を実行するように構成した。
【０００７】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載のスラリ循環装置において、遊離砥粒をスラリ貯留部に供給する砥粒供給手段を備え、前記制御手段には濃度測定手段よる測定結果に対応する遊離砥粒供給量が設定されており、制御手段は、濃度測定手段による測定結果が下限値に満たないとき、砥粒供給手段を動作させるものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明においては、請求項１または請求項２に記載のスラリ循環装置を備えたワイヤソーである。
【００１５】
なお、以下に述べる発明の実施の形態において、特許請求の範囲または課題を解決するための手段に記載の「濃度測定手段」は粘度計４１ａに相当し、同じく「スラリ供給手段を構成する分散液供給手段」は第３バルブ４６ｂに相当し、同じく「スラリ供給手段を構成する砥粒供給手段」はスクリューフィーダ４５ｂに相当し、同じく「制御手段」及び「コンピュータ」はＣＰＵ５１ａ、ＲＯＭ５１ｂ、ＲＡＭ５１ｃに相当し、同じく「分散液供給量設定手段」は入力キー５１ｄに相当し、同じく「スラリ定量交換指令手段」は定量交換指令キー５１ｆに相当し、同じく「スラリ排出手段」はスラリ供給ポンプ３８、供給配管路３７、分岐配管路３７ａ、第１バルブ３８ａ及び第２バルブ３８ｂに相当し、同じく「スラリ貯留部」はスラリ貯留タンク３６に相当し、同じく「スラリ廃液部」はスラリ廃液タンク３９に相当する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を用いて説明する。
先ず、はじめにワイヤソーの構成について説明する。
【００１７】
図１及び図２に示すように、切断機構１１は装置基台１２上に装設されている。この切断機構１１は平行に延びる加工用駆動ローラ１３及び加工用被動ローラ１４を備え、それらの外周には環状溝１３ａ，１４ａが所定ピッチで形成されている。なお、図面においては理解を容易にするために、環状溝１３ａ，１４ａの数を実際よりも少なく描いてある。
【００１８】
１本の線材よりなるワイヤ１５は前記加工用ローラ１３，１４の各環状溝１３ａ，１４ａに連続的に巻回されている。ワイヤ走行用モータ１６は装置基台１２上に配設され、このモータ１６により加工用駆動ローラ１３が直接回転されると、ワイヤ１５を介して加工用被動ローラ１４が回転される。そして、これらの加工用ローラ１３，１４の回転によって、ワイヤ１５が所定の走行速度で走行される。このワイヤ１５の走行は、一定量前進（例えば１０ｍ）及び一定量後退（例えば９ｍ）を繰り返し、全体として歩進的に前進するように行われる。
【００１９】
ワーク支持機構１９は前記切断機構１１の上方に位置するように、装置基台１２上に立設されたコラム２０に上下動可能に支持され、その下部には硬脆材料よりなるワーク２１が着脱自在にセットされる。ワーク昇降用モータ２２はコラム２０上に配設され、このモータ２２により図示しないボールスクリュー等を介してワーク支持機構１９が上下動される。スラリ供給機構３４は切断機構１１の上方に対向配置され、加工用ローラ１３，１４と平行に延び、ワーク２１の前後両側に位置する複数のスラリ供給パイプ３５を備えている。
【００２０】
そして、このワイヤソーの運転時には、ワイヤ１５が切断機構１１の加工用ローラ１３，１４間で走行されながら、ワーク支持機構１９が切断機構１１に向かって下降される。このとき、スラリ供給機構３４のスラリ供給パイプ３５からワイヤ１５上へ、遊離砥粒を含む水性または油性のスラリが供給されるとともに、そのワイヤ１５に対しワーク２１が押し付け接触され、ラッピング作用によってワーク２１がスライス状に切削加工される。切削加工部１７は、加工用ローラ１３，１４、ワイヤ１５及びスラリ供給パイプ３５で構成されている。
【００２１】
リール機構２３は前記装置基台１２上に装設され、ワイヤ１５を繰り出すための繰出しリール２４と、ワイヤ１５を巻き取るための巻取りリール２５とを備えている。回転方向及び回転速度を変更可能なサーボモータよりなる一対のリール回転用モータ２６，２７は装置基台１２に配設され、それらのモータ軸には図示しない伝達機構を介してリール２４，２５が連結されている。
【００２２】
トラバース機構２８は前記リール機構２３に隣接して装置基台１２上に装設され、繰出しリール２４からのワイヤ１５の繰出し及び巻取りリール２５へのワイヤ１５の巻取りを、上下にトラバースしながら案内する。そして、前記リール機構２３の両リール２４，２５の回転により、繰出しリール２４から切断機構１１へワイヤ１５が繰り出されるとともに、加工後のワイヤ１５が巻取りリール２５に巻き取られる。
【００２３】
張力付与機構２９及びガイド機構３０は、前記リール機構２３と切断機構１１との間に配設されている。そして、切断機構１１の加工用ローラ１３，１４間に巻回されたワイヤ１５の両端が、ガイド機構３０の各ガイドローラ３１を介して張力付与機構２９に掛装されている。この状態で、張力付与機構２９により、加工用ローラ１３，１４間のワイヤ１５に所定の張力が付与される。
【００２４】
張力低減機構３２は前記リール機構２３と張力付与機構２９との間に配設され、一対の回転ローラ３３を備えている。そして、これらの回転ローラ３３にはワイヤ１５が掛装され、両回転ローラ３３が回転されることによって、張力付与機構２９からリール機構２３の各リール２４，２５側へ波及するワイヤ１５の張力が低減される。
【００２５】
次に、前記スラリ供給機構３４の構成について説明する。
図３に示すように、ワイヤソーの下部に位置するスラリ貯溜タンク３６は遊離砥粒を含む水性または油性のスラリを貯溜している。このスラリは、油性または水性の分散液とＳｉＣ等の遊離砥粒とが調合されている。攪拌翼３６ｂは、スラリ貯溜タンク３６の内底部に回転可能に配設され、この攪拌翼３６ｂがモータ（図示略）によりスラリ攪拌のために回転する。
【００２６】
また、スラリ貯留タンク３６には、スラリ循環配管路４０ａが配設されている。そのスラリ循環配管路４０ａには、三方バルブ４０ｂを介してスラリ貯留タンク３６内のスラリを循環させるための循環ポンプ４０ｃと、スラリを冷却するための熱交換器４０とが配設されている。循環ポンプ４０ｃは、スラリ貯留タンク３６内のスラリ温度が常に一定になるように、スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ循環配管路４０ａに供給している。さらに、三方バルブ４０ｂには、スラリをスラリ廃液タンク３９へ排出するためのスラリ排出配管路４０ｄが接続されている。
【００２７】
スラリ貯溜タンク３６とスラリ供給パイプ３５との間には、供給配管路３７が接続されている。供給ポンプ３８は供給配管路３７中に配設され、スラリ貯溜タンク３６内のスラリが、この供給ポンプ３８の動作により、供給配管路３７を介してスラリ供給パイプ３５からワイヤ１５上に供給される。
【００２８】
第１バルブ３８ａは、供給配管路３７中に配設されている。そして、第１バルブ３８ａの開閉量に応じてスラリ供給パイプ３５に供給するスラリ量が調整される。
【００２９】
第２バルブ３８ｂは、供給配管路３７から分岐した分岐配管路３７ａ中に配設されている。第１バルブ３８ａが閉じているときに、この第２バルブ３８ｂを開くことにより、供給配管路３７中に存在するスラリが分岐配管路３７ａを介してワイヤソーの外部に位置するスラリ廃液タンク３９に排出される。
【００３０】
流量計４１は、供給配管路３７中に配設され、この流量計４１により供給配管路３７内を流れるスラリの流量が測定される。
粘度計４１ａは、供給配管路３７中において、流量計４１の下流側に配設され、この粘度計４１ａにより供給配管路３７内を流れるスラリの粘度が検出されて、スラリ中の砥粒濃度が測定される。
【００３１】
スラリ回収タンク４２は前記切断機構１１の下方に配設され、このスラリ回収タンク４２とスラリ貯溜タンク３６との間には、回収配管路４３が接続されている。回収ポンプ４４は回収配管路４３中に配設され、ワイヤ１５上からスラリ回収タンク４２内に落下したスラリが、この回収ポンプ４４の動作により、回収配管路４３を介してスラリ貯溜タンク３６に戻される。
【００３２】
スラリ貯留タンク３６の上部に位置する砥粒タンク４５は遊離砥粒を収容し、スクリューフィーダ４５ｂはその砥粒タンク４５の直下に配設され、砥粒タンク４５から供給される遊離砥粒の量を調整する。供給配管路４５ａは、スクリューフィーダ４５ｂに接続され、スクリューフィーダ４５ｂからの遊離砥粒をスラリ貯留タンク３６に導く。
【００３３】
スラリ貯留タンク３６の上部に位置する分散液タンク４６は、水性または油性の分散液を貯留している。供給配管路４６ａは、分散液タンク４６に接続され、分散液をスラリ貯留タンク３６に導く。第３バルブ４６ｂは、供給配管路４６ａを開閉する。分散液用流量計４７は供給配管路４６ａ中を流れる分散液の量を測定する。
【００３４】
次に、前記スラリ循環装置の制御回路図について説明する。
図４に示すように、制御回路５０は制御部５１、各タンク３６，３９，４２の液面レベルセンサ３６ａ，３９ａ，４２ａ、流量計４１、粘度計４１ａ、分散液用流量計４７、供給ポンプ３８、回収ポンプ４４、第１バルブ３８ａ、第２バルブ３８ｂ、第３バルブ４６ｂ及びスクリューフィーダ４５ｂで構成されている。
【００３５】
制御部５１はＣＰＵ（Central Processing Unit）５１ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）５１ｂ、ＲＡＭ（Randam Access Memory）５１ｃ，入力キー５１ｄで構成されている。ＣＰＵ５１ａは制御回路５０全体の制御を行う。ＲＯＭ５１ｂは制御回路５０の制御を行うためのプログラムを記憶している。ＲＡＭ５１ｃはフラッシュメモリ等で構成され、プログラム実行時に発生する一時的なデータを記憶する。入力キー５１ｄは分散液供給量等の設定入力に必要なテンキー等を備えている。自動／手動設定キー５１ｅは分散液等の供給量やスラリの排出量の設定を自動または手動で行うかを設定するものである。定量交換指令キー５１ｆはスラリ定量交換を実行させるものである。
【００３６】
各液面レベルセンサ３６ａ，３９ａ，４２ａは、それぞれの各タンク３６，３９，４２に備えられ、制御部５１に各タンク３６，３９，４２内におけるスラリの情報（例えば所定量有り、空等）を示す旨の信号を送出する。
【００３７】
流量計４１、粘度計４１ａ及び分散液用流量計４７は、それぞれ測定結果を制御部５１に送出する。
供給ポンプ３８及び回収ポンプ４４は、制御部５１からの制御信号に基づいて動作するように構成されている。第１バルブ３８ａ、第２バルブ３８ｂ及び第３バルブ４６ｂも制御部５１からの制御信号に基づいて開閉動作するように構成されている。
【００３８】
スクリューフィーダ４５ｂは、制御部５１からの制御信号に基づいて、所定時間、スクリュー（図示略）を回転させることにより、砥粒タンク４５内の遊離砥粒を供給配管路４５ａを介してスラリ貯留タンク３６に供給する。また、第３バルブ４６ｂ及びスクリューフィーダ４５ｂは、スラリ定量交換或いは全量交換におけるスラリ供給手段を構成している。
【００３９】
次に、前記のように構成されたワイヤソーの動作を説明する。
さて、このワイヤソーにおいては、ワイヤ１５がリール機構２３の繰出しリール２４から繰り出され、切断機構１１の加工用ローラ１３，１４間において歩進的に走行された後、巻取りリール２５に巻き取られる。そして、スラリ供給機構３４のスラリ供給パイプ３５から、加工用ローラ１３，１４間のワイヤ１５上に、遊離砥粒を含むスラリが供給されながら、ワーク支持機構１９の下降により、ワイヤ１５に対してワーク２１が押し付け接触される。これにより、ワーク２１が所定の厚さに切削加工される。
【００４０】
次に、スラリ貯留タンク３６内に分散液と遊離砥粒とを供給する方法について、図５に示すフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートは制御部５１のＲＯＭ５１ｂに記憶されているプログラムに基づいて、ＣＰＵ５１ａの制御のもとに進行する。また、スラリの粘度を上限値以下に調整するために必要な分散液の供給量は、粘度計４１ａの測定結果に対応しており、その対応関係はＲＯＭ５１ｂに記憶されている。さらに、スラリの粘度を下限値に調整するために必要な遊離砥粒の供給量は、粘度計４１ａの測定結果に対応しており、その対応関係もＲＯＭ５１ｂに記憶されている。
【００４１】
Ｓ１においては、加工中或いは加工停止時に行われ、粘度計４１ａの測定結果が予め規定した粘度の上限値を超えているか否かが判断される。測定結果が上限値を超えている場合、すなわち砥粒濃度が上限値を超えている場合は、分散液が不足している場合であるため、Ｓ２に移行する。
【００４２】
一方、測定結果が上限値以下の場合は、スラリの濃度が適正な状態か、或いは遊離砥粒が不足している場合であるため、Ｓ７に移行する。すなわち、通常ワーク２１のスライス加工においては分散液の蒸発の方が、遊離砥粒の不足よりも早いのが一般的であるが、遊離砥粒の摩耗や何らかの原因によって遊離砥粒が早くに不足する場合も想定して、Ｓ７以降の処理を設けている訳である。
【００４３】
Ｓ２においては、自動／手動設定キー５１ｅが自動に設定されているか否かが判断される。自動に設定されている場合は、Ｓ３に移行して第３バルブ４６ｂが開らかれ、ＲＯＭ５１ｂに設定された粘度計４１ａの測定結果に対応する供給量の分散液がスラリ貯留タンク３６に供給される。一方、自動に設定されていない場合、すなわち手動に設定されている場合は、Ｓ４に移行して手動で供給量を設定し、その設定量の分散液の供給が行われる。
【００４４】
Ｓ５においては、分散液用流量計４７を流れる分散液の流量が前記Ｓ１の測定結果に対応した流量に達するまで待たれる。
Ｓ６においては、前記Ｓ３において、分散液用流量計４７を流れる分散液の流量が前記Ｓ１の測定結果に対応した流量に達したと判断して、第３バルブ４６ｂが閉じられ、この処理を終了する。
【００４５】
Ｓ７においては、粘度計４１ａの測定結果が予め規定した粘度の下限値未満であるか否かが判断される。測定結果が下限値未満の場合、すなわち砥粒濃度が下限値未満である場合は、遊離砥粒が不足している場合であるため、Ｓ８に移行する。一方、測定結果がスラリの濃度が適正な状態であるため、この処理を終了する。
【００４６】
Ｓ８においては、スクリューフィーダ４５ｂが起動され、その回転が開始される。
Ｓ９においては、スクリューフィーダ４５ｂが前記Ｓ１の測定結果に対応した回転回数に達するまで待たれる。
【００４７】
Ｓ１０においては、スクリューフィーダ４５ｂが停止され、この処理が終了される。
次に、前記図５のＳ４における手動操作について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４８】
Ｓ１１においては、作業者によって分散液供給量が入力キー５１ｄにより設定される。
Ｓ１２においては、第３バルブ４６ｂが開かれる。
【００４９】
Ｓ１３においては、分散液用流量計４７を流れる分散液の流量が前記Ｓ１１における設定量に達するまで待たれる。
Ｓ１４においては、前記Ｓ１１において、設定量の分散液が供給されたと判断して、第３バルブ４６ｂが閉じられる。
【００５０】
Ｓ１５においては、粘度が下限値〜上限値の間になったか否かが判断される。
下限値〜上限値の間になった場合は、この処理を終了する。一方、下限値〜上限値の間になっていない場合は、Ｓ１１に戻ってこの処理が繰り返えされる。
【００５１】
以上のフローチャートを次に述べるスラリ定量交換動作後に続いて実行させるようにプログラムすることもできる。
すなわち、図７のフローチャートに示すように、Ｓ２０においては、作業者によって、定量交換支持キー５１ｆが押下される。
【００５２】
Ｓ２１においては、供給ポンプ３８が起動される。
Ｓ２２においては、第１バルブ３８ａが閉じられるとともに、第２バルブ３８ｂが開かれる。すなわち、スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ廃液タンク３９へ排出するスラリ排出工程が開始される。
【００５３】
Ｓ２３においては、流量計４１を通過するスラリの量が定量に達するまで待たれる。
Ｓ２４においては、第１バルブ３８ａが開かれるとともに、第２バルブ３８ｂが閉じられる。すなわち、スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ廃液タンク３９へ排出するスラリ排出工程が終了される。
【００５４】
Ｓ２５においては、スクリューフィーダ４５ｂが起動される。すなわち、遊離砥粒をスラリ貯留タンク３６内に供給する砥粒供給工程が開始される。
Ｓ２６においては、スクリューフィーダ４５ｂが所定回数、回転されることにより、所定量の遊離砥粒がスラリ貯留タンク３６に供給されるまで待たれる。
【００５５】
Ｓ２７においては、スクリューフィーダ４５ｂが所定回数、回転されると、停止される。すなわち、遊離砥粒をスラリ貯留タンク３６内へ供給する砥粒供給工程が終了する。
【００５６】
Ｓ２８においては、第３バルブ４６ｂが開かれる。すなわち、分散液をスラリ貯留タンク３６内に供給する分散液供給工程が開始される。
Ｓ２９においては、分散液用流量計４７によって、所定量の分散液がスラリ貯留タンク３６に供給されるまで待たれる。
【００５７】
Ｓ３０においては、第３バルブ４６ｂが閉じられる。すなわち、分散液をスラリ貯留タンク３６内へ供給する分散液供給工程が終了される。
ところで、分散液の累積量が設定量に達するまでには、ワーク２１の切削加工によってスラリ中にワーク２１の切削粉が混入される。スラリ中に切削粉が混入すると、スラリ中に含まれる遊離砥粒の割合が相対的に減少する。このため、ワイヤ１５に対して遊離砥粒が付着しにくくなり、ワーク２１の切削効率が低下する。従って、累積した分散液の供給量が所定量に達した場合は、スラリ中に含まれる切削粉も増加して、スラリ中の遊離砥粒の量が相対的に減少していると判断し、スラリ貯留タンク３６内のすべてのスラリをスラリ廃液タンク３９に排出させてから遊離砥粒と分散液とをスラリ貯留タンク３６内に供給して、新しいスラリにする。
【００５８】
以下に、スラリ貯留タンク３６内のすべてのスラリをスラリ廃液タンク３９に排出させて、スラリ貯留タンク３６内に遊離砥粒と分散液とを供給する方法について説明する。
【００５９】
先ず、制御部５１からの制御信号により、第１バルブ３８ａが閉じられるとともに、第２バルブ３８ｂが全開にされる。すると、供給配管路３７から供給されるスラリは、分岐配管路３７ａを介してスラリ廃液タンク３９への排出が開始される。スラリ貯留タンク３６内のすべてのスラリが供給ポンプ３８によって、スラリ廃液タンク３９に排出されると、スラリ貯留タンク用液面レベルセンサ３６ａにより、スラリ貯留タンク３６内のほぼすべてのスラリがなくなり、空になった旨の信号が制御部５１に送出される。すると、スクリューフィーダ４５ｂのスクリューを制御部５１からの制御信号に基づいて、スクリューの回転が開始されて遊離砥粒の供給が開始されるとともに、第３バルブ４６ｂが全開にされて分散液の供給が開始される。
【００６０】
ところで、スラリ貯留タンク３６内に貯留することができるスラリは、一定量であるため、スクリューフィーダ４５ｂのスクリューを所定時間回転させることにより、所定量の遊離砥粒がスラリ貯留タンク３６内に供給される。また、分散液用流量計４７を流れる流量により、分散液が測定され、スラリ貯留タンク３６に供給される。そして、所定量の分散液が分散液用流量計４７を流れると、分散液用流量計４７は、所定量の分散液が流れた旨の制御信号を制御部５１に送出する。すると、第３バルブ４６ｂが閉じられる。そして、スラリ貯留タンク３６内に供給された遊離砥粒と分散液とは、攪拌翼３６ｂによって攪拌されて、新しいスラリとなる。
【００６１】
以上、詳述したように本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
・ワーク２１の切削加工部に供給するスラリは、供給配管路３７中に配設された粘度計４１ａによって測定される。そして、スラリの粘度が上限値を超えている場合は、すなわち砥粒濃度が上限値を超えている場合は、制御部５１からの制御信号に基づいて第３バルブ４６ｂを全開にさせる。そして、粘度計４１ａの測定結果に応じた分散液がスラリ貯留タンク３６内に供給されると、第３バルブ４６ｂが閉じられる。このため、ワーク２１の切削時に発生する熱によって分散液（水や油）が蒸発して、スラリ中に含まれる遊離砥粒の量が相対的に減少することはなく、スラリが無駄に廃棄されることもない。故に、スラリの粘度が高くなり、供給配管路３７内においてスラリの流動性が低下することもない。従って、ワイヤ１５には均一の遊離砥粒が付着し、ワーク２１の切削効率が低下するとともなく、ワーク２１のスライス面の精度が低下することもない。
【００６２】
・スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ廃液タンク３９に排出する際にも、通常ワイヤ１５にスラリを供給するための供給ポンプ３８が用いられている。すなわち、第１バルブ３８ａと第２バルブ３８ｂとの開閉を制御部５１からの制御信号にて制御することにより、スラリを分岐配管路３７ａに導いてスラリの排出が行われている。このため、スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ廃液タンク３９に排出するための専用のポンプを設ける必要はない。
【００６３】
・スラリ貯留タンク３６内に供給する遊離砥粒と分散液とは、スラリ貯留タンク３６の上部に位置している。このため、スクリューフィーダ４５ｂ及び第３バルブ４６ｂを制御部５１からの制御信号によって調整することにより、遊離砥粒と分散液とをスラリ貯留タンク３６に供給することができる。従って、遊離砥粒と分散液とを供給するための構成が簡単である。また、スクリューフィーダ４５ｂと第３バルブ４６ｂとを別々に制御しているため、それぞれ独立させて動作させることもできる。
【００６４】
・スラリ貯留タンク３６内には、攪拌翼３６ｂが配設され、常時攪拌されている。このため、予めスラリ貯留タンク３６の外部で遊離砥粒と分散液とを調合することはない。すなわち、別々にスラリ貯留タンク３６内に供給しても遊離砥粒と分散液とが攪拌翼３６ｂにより調合されてスラリとなる。また、スラリ貯留タンク３６内に貯留しているスラリの遊離砥粒が分散液から分離して、スラリ貯留タンク３６の内底部に沈殿するおそれを確実に防止することができる。
【００６５】
・定量交換指令キー５１ｆの押下によって、ワーク２１の切削に供したスラリがスラリ廃液タンク３９に排出される。そして、分散液と遊離砥粒とがスラリ貯留タンク３６内に供給され、スラリ貯留タンク３６内は、新しいスラリとなる。
さらに、スラリ中の砥粒濃度が測定される。そして、スラリ中の砥粒濃度が下限値〜上限値の間にないときは、再度スラリ中の砥粒濃度が調整されるため、確実にスラリ中の砥粒濃度をほぼ一定にすることができる。
【００６６】
なお、前記本実施形態は次のように変更して具体化することも可能である。
・分散液が水性の場合は、特に加工中に蒸発し易く、すぐに粘度が上限値を超えるため、分散液の補給が必要となる。しかしながら、頻繁にワイヤソーを停止させていては、稼働率が低下してしまう。そこで、図５のフローチャートを実行する前に、図７に示すフローチャートに代えて、図８に示すフローチャートを実行するように構成しても良い。すなわち、ワーク２１を加工中は、スラリ供給ポンプ３８は起動され、第１バルブ３８ａが開かれ、第２バルブ３８ｂが閉じられた状態である。
【００６７】
この状態において、Ｓ３１においては、作業者によって、定量交換指令キー５１ｆが押下される。
Ｓ３２においは、三方バルブ４０ｂのスラリ排出配管路４０ｄ側のバルブが開かれる。
【００６８】
Ｓ３３においては、スラリ貯留タンク３６内のスラリがスラリ廃液タンク３９へ排出されるのに伴って、スラリ貯留タンク３６内のスラリが減少する。そして、スラリ貯留タンク３６内のスラリが所定量以下になるまで、換言すれば、液面レベルセンサ３６ａが制御部５１に対して、排出レベルを検出した旨の信号を送出するのが待たれる。
【００６９】
Ｓ３４においては、三方バルブ４０ｂのスラリ排出配管路４０ｄ側のバルブが閉じられる。
Ｓ３５においては、前記Ｓ２５〜Ｓ２７に示した砥粒供給工程と同様にスラリ貯留タンク３６内に遊離砥粒の供給が行われる。
【００７０】
Ｓ３６においては、前記Ｓ２８〜Ｓ３０に示した分散液供給工程と同様にスラリ貯留タンク３６内に分散液の供給が行われる。
このように構成すれば、第１バルブ３８ａを閉じることなく、スラリ貯留タンク３６内のスラリをスラリ廃液タンク３９に排出することができるとともに、ワーク２１の切削中に新しいスラリ（分散液及び遊離砥粒）をスラリ貯留タンク３６内に供給することができる。その結果、ワイヤソーを停止させることなく、使用中のスラリを新しいスラリに交換することができる。従って、ワイヤソーの稼働率が低下することはない。
【００７１】
・分散液の累積量が設定量に達するまでには、ワーク２１の切削加工によってスラリ中にワーク２１の切削粉が混入される。スラリ中に切削粉が混入すると、スラリ中に含まれる遊離砥粒の割合が相対的に減少する。このため、ワイヤ１５に対して遊離砥粒が付着しにくくなり、ワーク２１の切削効率が低下する。従って、累積した分散液の供給量が設定量に達した場合は、スラリ中に含まれる切削粉も増加して、スラリ中の遊離砥粒の量が相対的に減少していると判断し、スラリ貯留タンク３６内のすべてのスラリをスラリ廃液タンク３９に排出させてから遊離砥粒と分散液とをスラリ貯留タンク３６内に供給して、新しいスラリにする必要がある。そこで、図５及び図６に示すフローチャートが実行されて分散液がスラリ貯留タンク３６内に供給される度に、換言すれば、第３バルブ４６ｂが「開」になる度に、図９に示すフローチャートを実行させるようにしても良い。
【００７２】
すなわち、Ｓ４１においては、スラリ貯留タンク３６内に供給した分散液の累積が分散液用流量計４７によって行われる。
Ｓ４２においては、分散液の累積量が予め設定した設定量以上になったか否かが判断される。累積量が設定量以上になった場合はＳ４３に移行する。一方、累積量が設定量未満の場合は、Ｓ４１に戻る。
【００７３】
Ｓ４３においては、分散液の累積量がクリアされる。すなわち、スラリ定量交換が行われた後、図５に示すフローチャートが実行されるため、累積量をクリアさせている。
【００７４】
Ｓ４４においては、図７または図８に示す、スラリ定量交換が実行される。
このように構成すれば、設定量以上の分散液がスラリ貯留タンク３６内に供給された場合は、図７または図８に示すフローチャートが実行される。このため、スラリ中に含まれる遊離砥粒の割合が相対的に減少して、ワイヤ１５に対して遊離砥粒が付着しにくくなって、ワーク２１の切削効率が低下させることがなく、スライス面の精度が低下することもない。
【００７５】
・スラリ回収タンク４２の底面からスラリ廃液タンク３９まで接続する廃液配管路４８を設け、その廃液配管路４８中に第４バルブ４９ａを備える。このように構成すれば、スラリ回収タンク４２内のスラリをより素早くスラリ廃液タンク３９に移送することができる。
【００７６】
・供給ポンプ３８及び回収ポンプ４４の各ポンプを２台備え、各ポンプを交互運転させても良い。このように構成すれば、各ポンプの寿命が延命されるとともに、万一各ポンプ３８，４４のうち一方のポンプ３８，４４が故障しても他方のポンプ３８，４４でワイヤソーを稼働させることができる。しかも、故障したポンプ３８，４４はワイヤソーを稼働させながら修理することも可能である。
【００７７】
・粘度計４１ａでスラリの粘度を測定する方法に代えて、供給配管路３７中に配設された流量計４１を流れる単位時間当たりの流量からスラリの流速を求めてスラリの粘度を算出させ、分散液をスラリ貯留タンク３６に供給するように構成しても良い。
【００７８】
・スラリ貯留タンク３６内のすべてのスラリをスラリ廃液タンク３９に排出するスラリ排出手段と、遊離砥粒をスラリ貯留タンク３６に供給する砥粒供給手段と、分散液をスラリ貯留タンク３６に供給する分散液供給手段とを同時に動作させても良い。
【００７９】
・スラリ定量交換におけるスラリ供給（分散液及び遊離砥粒）は、第３バルブ４６ｂ，スクリューフィーダ４５ｂからではなく、外部に設けたミキシングタンクに予め分散液と遊離砥粒とを調合させておき、そのミキシングタンクからスラリ貯留タンク３６内に所定量のスラリを供給するようにしても良い。
【００８０】
・図７に示すスラリ定量交換のフローチャートにおいて、定量を全量とすれば、スラリ全量交換が行われることは言うまでもない。
さらに、前記本実施形態から把握される請求項以外の技術的思想について、その効果とともに以下に記載する。
【００８１】
・請求項１〜請求項６に記載のスラリ循環装置において、濃度測定手段は、供給配管路中に配設した流量計を流れる単位時間当たりの流量からスラリの粘度を測定するスラリ循環装置。
【００８２】
このように構成すれば、スラリの流量から粘度を測定することができ、粘度を測定する専用の粘度計を省略することができる。
ところで、本明細書において、記録媒体とは、読み出しが可能な半導体記憶装置、磁気記憶装置の記録媒体、光磁気記憶装置の記録媒体など、コンピュータのプログラムを記録できるものならどのようなものでもよい。具体的には、半導体ＲＯＭ、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、相変化ディスク、磁気テープなどを含むものとする。
【００８３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、濃度測定手段の測定結果に基づいて、その測定結果が上限値を超える場合、自動的に分散液をスラリ貯留部に供給することができる。このため、ワークの切削中において、自動的にスラリの砥粒濃度をほぼ一定にすることができる。さらに、自動に設定されている場合は、制御手段に設定された濃度測定手段の測定結果に対応する供給量の分散液がスラリ貯留部に供給され、手動に設定されている場合は、手動で供給量を設定し、その設定量の分散液の供給が行われる。加えて、設定量以上の分散液がスラリ貯留部に供給された場合は、定量交換指令により、スラリ排出手段及びスラリ供給手段が動作されてスラリ定量交換が実行された後、濃度測定手段が実行される。このため、より一層確実にスラリの砥粒濃度をほぼ一定にすることができる。
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、濃度測定手段の測定結果が下限値未満である場合、不足している遊離砥粒をスラリ貯留部に供給することができる。このため、スラリ貯留部で適正なスラリを作ることができる。
請求項３に記載の発明によれば、ワークの切削中において、スラリの砥粒濃度をほぼ一定にすることが可能なスラリ循環装置を備えたワイヤソーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態におけるワイヤソーの正面図。
【図２】同じく、ワイヤソーの平面図。
【図３】同じく、スラリ供給機構を示す配管図。
【図４】同じく、電気ブロック図。
【図５】分散液と遊離砥粒との供給動作を示すフローチャート。
【図６】手動操作による分散液の供給動作を示すフローチャート。
【図７】スラリ定量交換の動作を示すフローチャート。
【図８】スラリ定量交換の動作を示すフローチャート。
【図９】分散液の累積量が設定量以上になったときの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１７…切削加工部、３６…スラリ貯留部としてのスラリ貯留タンク、３７…スラリ排出手段を構成する供給配管路、３７ａ…スラリ排出手段を構成する分岐配管路、３８…スラリ排出手段を構成する供給ポンプ、３８ａ…スラリ排出手段を構成する第１バルブ、３８ｂ…スラリ排出手段を構成する第２バルブ、３９…スラリ廃液部としてのスラリ廃液タンク、４１ａ…濃度測定手段としての粘度計、４５ｂ…スラリ供給手段を構成する砥粒供給手段としてのスクリューフィーダ、４６ｂ…スラリ供給手段を構成する分散液供給手段としての第３バルブ、５１ａ…コンピュータを構成するＣＰＵ、５１ｂ…コンピュータを構成するＲＯＭ、５１ｃ…コンピュータを構成するＲＡＭ、５１ｄ…分散液供給量設定手段としての入力キー、５１ｆ…スラリ定量交換指令手段としての定量交換指令キー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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