CN103052468A

CN103052468A - 用于检测线锯中的断线的方法和设备

Info

Publication number: CN103052468A
Application number: CN2011800377905A
Authority: CN
Inventors: 小林茂雄
Original assignee: OMATSU NTC CORP
Current assignee: OMATSU NTC CORP; Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2031-09-15
Also published as: CN103052468B; KR20130019023A; KR101271835B1; TWI445585B; JP5072135B2; MY156158A; TW201223669A; WO2012043251A1; JPWO2012043251A1

Abstract

本发明提供一种用于检测线锯（2）的断线的方法，线锯（2）具有工件加工线（3），工件加工线（3）缠绕在多个加工辊（8、9）上从而形成线列，并使得加工辊（8、9）旋转进而使得行进的线列与工件（13）彼此接触，由此切割工件（13）。在该方法中，使得构成线（3）的行进路径的一部分的线（3）与线列交叉地在线列附近行进；将在线列附近行进的线部分用作断线检测部分（3a）；以及对断线检测部分（3a）中的线（3）的例如行为变化或张力改变进行检测，由此对线列中发生的线（3）的断线进行检测。

Description

用于检测线锯中的断线的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于检测线锯中的工件加工断线的方法和设备的改进。

背景技术

专利文献1、专利文献2和专利文献3等公开了关于工件加工断线的检测的技术。在这些技术中，在油基浆料（油基加工液）的情况下，可以容易地执行通过使电流在线材中流过而进行的检测。然而，在水基浆料（水基加工液）的情况下，由于水的导电性的影响，利用这种技术难以可靠地检测断线。

上述专利文献1公开了如下技术：断线检测线与加工辊的轴向平行地张紧在加工辊附近，以便与许多工件加工线隔开。当工件加工线发生断线时，通过断线检测线的振动来检测断线对断线检测线的冲击。上述断线检测技术不仅需要断线检测线和用于断线检测线的保持装置，而且需要用于检测断线检测线的振动或状态变化的复杂专用检测电路。这导致如下缺点：检测耗费时间并且检测设备昂贵。专利文献2和专利文献3中的技术存在同样的缺点。

对于如同上述现有技术一样地使用专用于断线检测的线和线保持装置的方法，工人有可能为了避免初始设置或繁琐的操作而在未设置专用线或线保持装置的情况下操作线锯。这可能导致严重的事故。

<现有技术文献>

专利文献

专利文献1：JP-A-10-034515

专利文献2：JP-A-10-180607

专利文献3：JP-A-2007-007848

发明内容

<本发明要解决的问题>

本发明的一个目的是解决现有技术中的问题，即，实现可以利用价格低廉的装置来检测工件加工线的断线，而不需要特殊的断线检测线、用于断线检测线的保持装置、或复杂的检测电路。本发明的另一个目的是实现如下状态：必然可以检测到断线，而不必使工人意识到断线并且不需要特殊的操作等。

<解决问题的手段>

为了实现上述目的，在本发明中，对用于切割工件的线锯中的工件加工线的行进路径本身进行了改进。沿着工件加工线的行进路径的一部分延伸的线部分沿与线列交叉的方向在线列附近行进，将在线列附近行进的线部分用作断线检测部分，并通过检测断线检测部分的例如线行为变化或线张力变化等变化，检测在线列中发生的断线。

更具体地说，本发明提供一种线锯的断线检测方法，其中，通过将工件加工线缠绕在多个加工辊上而形成线列，通过使所述加工辊旋转而使所述线行进，并且通过使在所述加工辊之间行进的所述线列与所述工件进行接触来切割所述工件。在所述断线检测方法中，沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近行进，在所述线列附近行进的所述线部分用作断线检测部分，并且通过检测所述断线检测部分的线变化来检测所述线列中发生的断线（权利要求1）。

在上述线锯的断线检测方法中，利用设置在所述线的行进路径上的方向改变引导辊，使沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的所述线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近延伸（权利要求2）。

在上述线锯的断线检测方法中，利用变化检测装置来检测线变化，所述变化检测装置设置在所述工件加工线的行进路径上（权利要求3）。所述变化检测装置检测所述线的张力或振动（权利要求4、权利要求5）。

在上述线锯的断线检测方法中，在所述工件加工线的行进路径上设置张力施加装置，利用致动器推压所述线，并利用结合在所述致动器中的检测电路形成所述变化检测装置，所述致动器用作所述张力施加装置的张力推压装置（权利要求6）。

在上述线锯的断线检测方法中，在工件加工线的行进路径上，在所述加工辊的线送出侧和线卷取侧中的至少一侧形成所述断线检测部分（权利要求7）。

在上述线锯的断线检测方法中，在工件加工线的行进路径上，在所述加工辊的线送出侧和线卷取侧两侧形成所述断线检测部分（权利要求8）。

在上述线锯的断线检测方法中，在所述工件加工线的行进路径上，在所述线列外侧形成所述断线检测部分（权利要求9），或者在所述工件加工线的行进路径上，在所述线列内侧形成所述断线检测部分（权利要求10）。

本发明提供一种线锯的断线检测设备，其中，通过将工件加工线缠绕在多个加工辊上而形成线列，通过使所述加工辊旋转而使所述线行进，并且通过使在所述加工辊之间行进的所述线列与所述工件进行接触来切割所述工件。在所述断线检测设备中，沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近行进，在所述线列附近行进的所述线部分用作断线检测部分，所述断线检测部分的长度设置成长于或等于整个线列的长度，并且所述线列中发生的断线通过用设置在所述工件加工线的行进路径上的变化检测装置检测所述断线检测部分的线变化来检测（权利要求11）。

<本发明的优点>

在根据本发明的线锯的断线检测方法和设备中，将在线列附近行进的工件加工线部分本身用作断线检测部分。因此，可以在无需使用用于断线检测的特殊的线、用于该线的保持装置、以及复杂的检测电路中的任一者的情况下检测断线。为了操作线锯，工人无需进行特殊的设置或操作。可以利用价格低廉的装置来检测工件加工线的断线。此外，当线列中发生断线时，可以迅速且容易地检测到由断线的切断端部的直接撞击导致的例如线的断线检测部分的突然位移、振动、断线、冲击、或突然松弛等行为，线3的张力变化等变化（权利要求1、权利要求11）。

由于利用方向改变引导辊使线的断线检测部分在线列的线部分附近延伸，所以可以容易地在设置在加工辊之间的线列的位置形成线的断线检测部分（权利要求2）。

在变化检测装置设置在线行进路径上的情况下，可以直接在线运行路径上检测断线检测部分的变化，另外，可以在远离断线检测部分的位置检测断线检测部分的变化（权利要求3）。

由于变化检测装置通过检测线的张力或振动来检测断线检测部分的变化，所以变化检测装置可以容易地执行检测，并且可以容易地使用现有的传感器构造而成（权利要求4、权利要求5）。

在张力施加装置设置在线行进路径上的情况下，用作张力推压装置的致动器在推压线的同时对其施加张力，结合在致动器中的检测电路可以通过检测载荷或电流来检测线的变化。因此，可以与张力控制并行地检测断线（权利要求6）。

可以在线送出侧和线卷取侧中的至少一侧的工件加工线的行进路径上形成线的断线检测部分。因此，可以根据线行进路径是如何设置的来任意地将断线检测部分设置在任意一侧（权利要求7）。

在线行进路径上在线送出侧和线卷取侧两侧形成线的断线检测部分的情况下，可以迅速地检测断线。另外，由于在两侧检测断线，所以可以通过适当地设置两侧检测条件来提高检测的可靠性（权利要求8）。

此外，在线列外侧的空间中形成线的断线检测部分的情况下，可以在远离加工辊的支撑部分和加工液供应路径的位置对断线检测部分进行操作，而不会受加工辊的支撑部分和加工液供应路径的任何影响（权利要求9）。在线列内侧的空间中形成线的断线检测部分的情况下，可以在加工辊外侧的空间中执行多种类型的作业和多种操作，而不会受断线检测部分的干扰（权利要求10）。

附图说明

图1是根据本发明的线锯的断线检测设备的实施例的侧视图。

图2是根据本发明的线锯的断线检测设备的重要部分的俯视图。

图3是根据本发明的线锯的断线检测设备的重要部分的前视图。

图4示出在根据本发明的线锯的断线检测设备中发生的断线。

图5是根据本发明的线锯的断线检测设备的另一个实施例的重要部分的俯视图。

图6是根据本发明的线锯的断线检测设备的另一个实施例的重要部分的俯视图。

图7是根据本发明的线锯的断线检测设备的另一个实施例的重要部分的俯视图。

图8是根据本发明的线锯的断线检测设备的图7中的实施例的重要部分的前视图。

具体实施方式

图1、图2和图3示出以根据本发明的线锯的断线检测方法为基础的线锯的断线检测设备1的实施例，以及线锯2的重要部分。如图1、图2和图3所示，线锯2的单根工件加工线3存储成缠绕在送出侧卷筒4上。工件加工线3从卷筒4引出，依次由引导辊5和6引导，由张力施加辊7引导而改变方向，通过设置在加工辊8上的缠绕入口位置的引导辊10，并以预定的节距在多个（例如，两个）平行的加工辊8和9上缠绕多匝。

这样，线3在加工辊8和9之间形成工件切割线列（wire train）。线部分在上侧彼此平行地延伸以形成工件切割区，在工件切割区中线部分面对切割对象工件13。为了切割工件13，线部分和工件13可以相对于彼此移动，从而彼此靠近。

线3从送出侧供应，缠绕在加工辊8和9（形成有切割区）上，依次由设置在例如加工辊8外侧的出口位置（卷取侧）处的方向改变引导辊11和12引导，由此改变方向为与加工辊8和9的轴向平行地延伸，由下游张力施加辊14引导而改变方向，依次由引导辊15和16引导，并由卷取卷筒17卷取。

在必要时，引导辊5和16利用横动装置（未示出）沿卷筒4和17的轴向往复移动。由于这种往复移动，送出侧引导辊5跟随规则缠绕的线3的引出位置的变化，卷取侧引导辊16使得将被卷取辊17卷取的线3规则地缠绕在卷取辊17上。

张力施加辊7和14分别由例如张力施加装置的可摆动的张力施加臂18和19可旋转地支撑，以使张力施加辊7和14能够移动，从而在臂18和19摆动并向线3施加预定张力时，张力施加辊7和14吸收线3的暂时松弛和线3的张力的突然变化。臂18和19可摆动地由相应的臂轴20和21支撑，并朝向线3施加预定张力的方向受例如伺服电动机、转矩电动机、任意其它类型的致动器、或弹簧等张力推压装置22和23推压。张力施加装置可以是利用作用在张力施加辊7和14上的重力、或者弹簧的推力或拉力来向线3施加预定张力的装置，其中张力施加辊7和14设置成可以直线移动。

当切割工件13时，加工辊8和9朝一个方向或沿往复方向旋转，从而使线3从送出侧行进至卷取侧。在加工辊8和9之间的切割区中，行进的线3的线列与工件13进行接触，在这种状态下，相对地沿切割方向进给工件13。因此，工件13被切割成厚度与线列的节距相对应的薄板。

在根据本发明的线锯的断线检测方法中，在上述线锯2中，在加工辊8和9上的线3的缠绕范围A内，沿着工件加工线3的行进路径的一部分延伸的线部分本身沿与线列交叉的方向在线列附近行进。在线列附近行进的线部分用作断线检测部分3a，通过检测线3的断线检测部分3a的变化来检测线列3中发生的线3的断线。线3的断线检测部分3a的变化是指如下状态：当线列中的线3发生断线时，发生断线的线3的切断端部的直接撞击导致的例如线3的断线检测部分3a的突然位移、振动、断线、冲击、或突然松弛等行为，线3的张力变化等。

在线锯的断线检测设备1中，为了实现上述线锯的断线检测方法，沿着工件加工线3的行进路径的一部分延伸的线部分沿与线列交叉的方向在线列附近行进，并且在线列附近行进的线部分用作断线检测部分3a。线3的断线检测部分3a的长度设置成长于或等于整个线列的长度，即，长于或等于缠绕范围A的长度。利用设置在工件加工线3的行进路径上的变化检测装置24来检测线3的断线检测部分3a的变化，来检测在线列中发生的线3的断线。

在图1、图2和图3的实施例中，在卷取侧，线3由位于加工辊8的出口位置处的方向改变引导辊11引导，经方向改变引导辊12引导而改变方向，在加工辊8附近的位置与加工辊8平行地延伸，并且至少在加工辊8和9上的线3的缠绕范围A内形成断线检测部分3a，其中，方向改变引导辊12设置在如下固定位置：在加工辊8的轴向上，与引导辊11相比，更靠向加工辊8的端部侧。

如上所述，利用设置在线3的行进路径上的方向改变引导辊11和12，使沿着工件加工线3的行进路径的一部分延伸的线部分本身沿与线列交叉的方向在线列附近延伸，由此形成断线检测部分3a。因此，断线检测部分3a设置成于加工辊8附近在径向上与线列向外隔开并与加工辊8的轴向平行地延伸。结果，断线检测部分3a设置在不与各线3的线列直接交叉而是与各线3的延长线相交的位置。

为了检测线3的断线检测部分3a的突然变化，即，由切割区域中出现断线的断线部分的断开端部的直接撞击导致的断线检测部分3a的断线、或突然变化、或位移，由设置在例如卷取侧臂19上的近接式位置传感器24a形成变化检测装置24，卷取侧臂19作用于在断线检测部分3a附近的线部分。

图4示出：当在切割工件13的加工过程中线3被切断时，线3如何动作。如果在切割工件13的加工过程中例如切割区中线3出现断线，则如图4所示由于在切断之前施加在线3上的张力和行进离心力，线3的切断端部离开切割区。切断端部撞击线3的断线检测部分3a并给予断线检测部分3a强烈的冲击，从而将线检测部分3a切断，或者如果未切断断线检测部分3a，则使断线检测部分3a突然振动或移动。

当线3的断线检测部分3a被切割区中的线部分的切断端部撞击（它们彼此交叉）并由于强烈的冲击而随之被切断时，臂19摆过最大位置。作为变化检测装置24的位置传感器24a检测出臂19的异常变化，并立即检测出线3的切断。

即使线3的断线检测部分3a未被线3切断，线3的切断端部仍然与断线检测部分3a（它们彼此交叉）进行接触，并且断线检测部分3a接收到强烈的冲击。作为变化检测装置24的位置传感器24a检测到臂19的突然的变化或位移，并立即根据比稳定状态操作时的变化大的臂19的变化来检测出线3的切断。在除了切割工件13的加工过程之外的操作期间，同样以类似的方式执行这种检测操作。

在用于臂19的张力推压装置23是伺服电动机、转矩电动机、或任意其它类型的致动器且致动器与控制检测电路相结合的情况下，可以利用它的功率变化的输出信号来与位置传感器24a类似地将检测电路用作变化检测装置24。这样，可以利用臂19来与张力控制（位置控制）并行地检测线3的断线。

作为设置成与张力施加装置的臂19邻近的位置传感器24a的替代，变化检测装置24可以是：变化传感器24b，例如压力传感器（loadcell）、AE传感器（声发射式传感器）、或超声波传感器等，当线3切断时，例如，变化传感器24b在引导辊12的轴与其支撑位置之间（如图3中的虚线所示）设置在变化的位置；或旋转传感器24c，其连接至引导辊12的轴。

根据线3的断线检测部分3a的张力的减小或消失，或者线3的行为，变化传感器24b检测出线3的切断。根据引导辊12的旋转的停止或旋转方式的突然改变，旋转传感器24c检测处线3的切断。变化传感器24b或旋转传感器24c的位置不限于引导辊12邻近的位置，而是可以位于任意位置，只要它可以检测出断线检测部分3a的变化即可。例如，当将超声波传感器设置在与断线检测部分3a相连的线部分邻近时，超声波传感器可以在不接触线3的情况下检测线3的张力变化。

尽管在图1、图2和图3的实施例中，线3的断线检测部分3a形成在线3的卷取侧，但它也可以形成在送出侧。

尽管在图1、图2和图3的实施例中，线3的断线检测部分3a仅形成在线3的卷取侧，但它也可以形成在卷取侧和送出侧两侧。

另外，图5示出如下实施例：其中，断线检测部分3a形成在卷取侧和送出侧两侧。如图5所示，一个断线检测部分3a形成在线3的卷取路径中，从而与线列在径向上向外隔开，即，位于加工辊8外侧的空间中。通过在加工辊9外侧的空间中添加引导辊25，可以在线3的引出路径中形成另一个断线检测部分3a。根据本实施例，由于可以在送出侧和卷取侧两侧同时检测线3的断线，所以通过设置包括两侧检测条件的检测条件（例如，“与（AND）”条件），提高了断线检测的可靠性。

此外，图6示出如下实例：其中，断线检测部分3a形成在线列内侧的空间中。例如，利用一个引导辊26，使线3的缠绕解除侧端部张紧在线列的上侧线部分和下侧线部分之间（与这些线部分隔开），从而沿着与线列的线部分垂直的路径延伸。可选地，如虚线所示，利用两个引导辊26和27，使线3的缠绕解除侧端部张紧在线列的上侧线部分和下侧线部分之间（与这些线部分隔开），从而沿着相对于线列的线部分倾斜的路径延伸。

同样在图6的实施例中，如果线在例如切割区中断线，则线3的切断端部随着行进而剧烈地移动并给予断线检测部分3a强烈的冲击，从而切断断线检测部分3a，或者如果未切断断线检测部分3a，则导致断线检测部分3a的突然变化，从而启动与断线检测部分3a相连的变化检测装置24。线3的断线检测部分3a可以形成在如下任意空间中：线列的上侧线部分上方的空间、线列的下侧线部分下方的空间、或这两个空间。

此外，图7和图8示出如下实施例：未使用图1所示的引导辊5、6、15和16，张力施加辊7和14，引导辊10和11等。送出侧卷筒4设置成与加工辊8和9平行，从卷筒4引出的线部分被直接引至加工辊8和9并缠绕在加工辊8和9上。使得位于缠绕在加工辊8和9上的线部分下游的线部分相对于加工辊8和9之间的切割区中的线列倾斜地行进，并直接被引至卷取卷筒17。在本实例中，线3的断线检测部分3a形成在如下范围内：在该范围内，上述线部分相对于切割区中的线列倾斜地行进。同样在这种情况下，将线3的断线检测部分3a的长度设置成长于或等于整个线列的长度。如图7和图8所示，用作变化检测装置24的例如上述变化传感器24可以设置得靠近与断线检测部分3a相连的线部分。

在全部的上述实施例中，断线检测部分3a与线列的全部线部分隔开。它们之间的距离可以是这样的：使断线检测部分3a足够靠近线列的线部分，从而能检测线列的线部分的断线。可以根据线3的类型及其路径来任意地设置具体的距离值。断线检测部分3a的位置不限于加工辊8和9的送出侧或卷取侧，而可以是缠绕在加工辊8和9上的中间位置。

<工业实用性>

本发明不仅可以应用于采用两个加工辊的线锯，而且可以应用于采用三个以上加工辊的线锯。本发明还可以应用于如下线锯：其中，作为采用用于加工辊的单根线的替代，将线缠绕范围划分成两个以上隔开的范围，并且在各个隔开的范围内使用独立系统的线。在各个隔开的范围内使用线的线锯中，分别为各根线形成断线检测部分3a。

<附图标记说明>

1：线锯的线切断检测设备

2：线锯

3：线 3a：断线检测部分

4：卷筒

5：引导辊

6：引导辊

7：张力施加辊

8：加工辊

9：加工辊

10：引导辊

11：引导辊

12：引导辊

13：工件

14：张力施加辊

15：引导辊

16：引导辊

17：卷筒

18：张力施加装置的臂

19：张力施加装置的臂

20：臂轴

21：臂轴

22：张力推压装置

23：张力推压装置

24：变化检测装置 24a：位置传感器 24b：变化传感器 24c：旋转传感器

25：引导辊

26：引导辊

27：引导辊

A：加工辊上的线的缠绕范围

Claims

1.一种线锯的断线检测方法，其中，通过将工件加工线缠绕在多个加工辊上而形成线列，通过使所述加工辊旋转而使所述线行进，并且通过使在所述加工辊之间行进的所述线列与所述工件进行接触来切割所述工件，其特征在于：

沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近行进，在所述线列附近行进的所述线部分用作断线检测部分，并且通过检测所述断线检测部分的线变化来检测所述线列中发生的断线。

2.根据权利要求1所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

利用设置在所述线的行进路径上的方向改变引导辊，使沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的所述线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近延伸。

3.根据权利要求1所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

利用变化检测装置来检测所述断线检测部分的线变化，所述变化检测装置设置在所述工件加工线的行进路径上。

4.根据权利要求3所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

所述变化检测装置检测张力。

5.根据权利要求3所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

所述变化检测装置检测振动。

6.根据权利要求3所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

在所述工件加工线的行进路径上设置张力施加装置，利用致动器推压所述线，并利用结合在所述致动器中的检测电路形成所述变化检测装置，所述致动器用作所述张力施加装置的张力推压装置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

在工件加工线的行进路径上，在所述加工辊的线送出侧和线卷取侧中的至少一侧形成所述断线检测部分。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

在工件加工线的行进路径上，在所述加工辊的线送出侧和线卷取侧两侧形成所述断线检测部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

在所述工件加工线的行进路径上，在所述线列外侧形成所述断线检测部分。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的线锯的断线检测方法，其特征在于：

在所述工件加工线的行进路径上，在所述线列内侧形成所述断线检测部分。

11.一种线锯的断线检测设备，其中，通过将工件加工线缠绕在多个加工辊上而形成线列，通过使所述加工辊旋转而使所述线行进，并且通过使在所述加工辊之间行进的所述线列与所述工件进行接触来切割所述工件，其特征在于：

沿着所述工件加工线的行进路径的一部分延伸的线部分沿与所述线列交叉的方向在所述线列附近行进，在所述线列附近行进的所述线部分用作断线检测部分，所述断线检测部分的长度设置成长于或等于整个线列的长度，并且所述线列中发生的断线通过用设置在所述工件加工线的行进路径上的变化检测装置检测所述断线检测部分的线变化来检测。