JP2017170564A - Wire saw and traverse method for wire saw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤソー及びワイヤソーのトラバース方法に関する。さらに詳しくは、ワイヤの繰出し及び巻取りを精度良く行うワイヤソー及びワイヤソーのトラバース方法に関するものである。 The present invention relates to a wire saw and a wire saw traversing method. More specifically, the present invention relates to a wire saw that performs feeding and winding of a wire with high accuracy and a traverse method of the wire saw.
従来から、一本のワイヤを一方向または往復方向に走行させ、前記ワイヤに被加工物(例えばサファイア、シリコンカーバイド、シリコン、水晶等)を押し付けることにより前記被加工物を切断するワイヤソーが知られている。最近では、前記ワイヤの表面にダイヤモンド砥粒が電着またはレジン等で固定された固定砥粒ワイヤが広く用いられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a wire saw that cuts a workpiece by running a wire in one direction or a reciprocating direction and pressing the workpiece (for example, sapphire, silicon carbide, silicon, crystal, etc.) on the wire. ing. Recently, a fixed abrasive wire in which diamond abrasive grains are fixed on the surface of the wire by electrodeposition or resin is widely used.
前記ワイヤソーにおいては、前記ワイヤが繰出しリールに多重に巻き付けられており、前記ワイヤが繰出しリールから繰出された後、被加工物の切断に寄与し、その後、巻取りリールに巻取られる。また、ワイヤが往復走行する場合は、巻取り側と繰出し側が所定の周期で入れ替わり、逆転走行時には、巻取りリールからワイヤが繰出され、繰出しリールにワイヤが巻き取られる(通常、往復走行でのワイヤの繰出し量に差が設けられ、所定量ずつ繰出しリールから巻取りリールへとワイヤが供給される。)。そして、ワイヤを巻取る際に、ワイヤが均一に巻き取られるようトラバース機構が設けられている(例えば特許文献1)。 In the wire saw, the wire is wound around a supply reel in a multiple manner, and after the wire is supplied from the supply reel, it contributes to the cutting of the workpiece, and is then wound around the take-up reel. In addition, when the wire travels back and forth, the winding side and the feeding side are switched at a predetermined cycle, and during reverse rotation, the wire is fed out from the winding reel, and the wire is wound around the feeding reel (usually in reciprocating traveling) There is a difference in the wire feed amount, and the wire is supplied from the feed reel to the take-up reel by a predetermined amount). And when winding a wire, the traverse mechanism is provided so that a wire may be wound up uniformly (for example, patent documents 1).
ワイヤの巻取り時にワイヤを均一に巻き取らなければ、特に固定砥粒ワイヤ方式のワイヤソーの場合、隣り合うワイヤ同士の砥粒が互いに引っ掛かって断線する問題がある。また、巻取りが偏るとリール上の外径が不規則になって回転速度が不均一となり、ワイヤが撓んだり、引っ張られたりすることでワイヤが断線する問題がある。さらには、ワイヤ同士が不均一に接触することでワイヤを傷付けたり、砥粒が脱落して早く摩耗したりする問題がある。また、往復走行時にワイヤの繰出し・巻取りが反転した際に、不均一に巻かれたワイヤが、繰出し時に引っ掛かりワイヤが早期に摩耗したり、傷付いて断線したりする問題もある。
ところで、特許文献1に開示されるようなトラバース機構は、繰出しリールと巻取りリールのそれぞれに対応したガイドプーリをそれぞれリールの軸方向に沿って移動させて、ワイヤを均一に巻き取るようになっている。また、前記ガイドプーリにはそれぞれ駆動源が設けられている。
By the way, the traverse mechanism as disclosed in
前記トラバース機構そのものをワイヤソーに搭載しようとした場合、繰出しリールと巻取りリールの両方に対応したトラバース機構を搭載すると共に駆動源も複数設ける必要がある。従って、小型のワイヤソーに適用した場合、駆動源の配置スペースも確保する必要があり、ワイヤソーそのものを大型化する必要がある。 When the traverse mechanism itself is to be mounted on a wire saw, it is necessary to mount a traverse mechanism corresponding to both the supply reel and the take-up reel and to provide a plurality of drive sources. Therefore, when applied to a small wire saw, it is necessary to secure a space for arranging the drive source, and it is necessary to enlarge the wire saw itself.
また、最近では卓上型やロボットの工具として小型のワイヤソーが用いられているが、上記のようなトラバース機構を搭載することが困難であり、その結果、トラバース機構を必要としないループ状の比較的短いワイヤを用いることが行なわれている。しかし、トラバース機構を設けなかった場合、短尺のワイヤを用いることになり、被加工物の材質や大きさに制限が生じている。 Recently, a small wire saw has been used as a desktop or robot tool, but it is difficult to mount the traverse mechanism as described above. Short wires have been used. However, when the traverse mechanism is not provided, a short wire is used, which limits the material and size of the workpiece.
請求項1の発明は、ワイヤを繰出す繰出しリールと、前記ワイヤを巻取る巻取りリールとの間で、前記ワイヤを被加工部材に押し付けることにより、前記被加工部材を切断するワイヤソーにおいて、
前記繰出しリールと、巻取りリールとを有するワイヤソーユニットを備え、
前記ワイヤソーユニットは、
前記繰出しリール及び巻取りリールにそれぞれワイヤを案内する2つのガイドプーリと、
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となって軸方向に移動する2つの移動ユニットと、
前記両移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させる駆動ユニットと、を備え、
前記両移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させて、前記繰出しリール及び巻取りリールをリールの軸方向に沿って移動させることで、前記両ガイドプーリで案内されるワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻取りするようにした構成を採用するワイヤソーである。
The invention according to
A wire saw unit having the supply reel and the take-up reel;
The wire saw unit is
Two guide pulleys for guiding the wire respectively to the supply reel and the take-up reel;
Two moving units that move in the axial direction integrally with the feeding reel and the take-up reel,
A drive unit that moves either one of the two moving units in the axial direction of the reel,
By moving either one of the two moving units in the axial direction of the reel and moving the feeding reel and take-up reel along the axial direction of the reel, the wires guided by the both guide pulleys are respectively fed out. A wire saw that employs a configuration in which the reel is wound and wound so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the reel and the take-up reel.
請求項2の発明は、請求項1記載の発明において、前記駆動ユニットは、偏芯カムと、偏芯カムを回転駆動するモータと、偏芯カムの偏芯軸と、両移動ユニットにそれぞれが接続されたリンク部材とを備え、前記偏芯軸が両移動ユニットのいずれか一方に接続されることで前記リンク部材を介して前記繰出しリール及び巻取りリールをリールの軸方向に移動させるようにした構成を採用するワイヤソーである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the drive unit includes an eccentric cam, a motor that rotationally drives the eccentric cam, an eccentric shaft of the eccentric cam, and both moving units. A link member connected thereto, and the eccentric shaft is connected to one of both moving units so that the feeding reel and the take-up reel are moved in the axial direction of the reel via the link member. This is a wire saw that employs the above configuration.
請求項3の発明は、請求項1記載の発明において、前記駆動ユニットは、前記移動ユニットの移動方向に沿って設けられたボールネジと、前記ボールネジを駆動する駆動ユニットと、両移動ユニットにそれぞれ接続されたリンク部材とを備え、両移動ユニットのいずれか一方を駆動することで前記リンク部材を介して両移動ユニットをリールの軸方向に移動させるようにした構成を採用するワイヤソーである。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the drive unit is connected to a ball screw provided along a moving direction of the moving unit, a driving unit for driving the ball screw, and both moving units. A wire saw that employs a configuration in which both moving units are moved in the axial direction of the reel through the link member by driving either one of the moving units.
請求項4の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の発明において、前記両移動ユニットの移動周期が正弦曲線状に制御される構成を採用するワイヤソーである。 A fourth aspect of the present invention is a wire saw that adopts a configuration in which the movement period of both the moving units is controlled in a sinusoidal shape in the first aspect of the present invention.
請求項5の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の発明において、前記ワイヤソーユニットを、自在に移動可能なロボットアームの先端に接続した構成を採用するワイヤソーである。 A fifth aspect of the present invention is a wire saw that adopts a configuration in which the wire saw unit is connected to a tip of a freely movable robot arm in the first aspect of the present invention.
請求項6の発明は、ワイヤを繰出しリールから繰出し、繰出されたワイヤを被加工部材に押し付けることにより前記被加工部材を切断し、前記ワイヤを巻取りリールに巻取るワイヤソーのトラバース方法において、
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となった2つの移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させることで、繰出しリール及び巻取りリールのそれぞれにワイヤを案内する2つのガイドプーリでワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻き取りするようにした構成を採用するワイヤソーのトラバース方法である。
The invention of
Two guide pulleys that guide the wire to each of the supply reel and the take-up reel by moving either one of the two moving units integrated with the supply reel and the take-up reel in the axial direction of the reel. This is a wire saw traversing method adopting a configuration in which the wire is fed and wound so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the feeding reel and the winding reel, respectively.
請求項7の発明は、ワイヤを繰出しリールから繰出し、繰出されたワイヤを被加工部材に押し付けることにより前記被加工部材を切断し、前記ワイヤを巻取りリールに巻取るワイヤソーのトラバース方法において、
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となった2つの移動ユニットにそれぞれ接続したリンク部材を設けておき、前記リンク部材を介して前記繰出しリール及び巻取りリールをリールの軸方向に沿って移動させることで、繰出しリール及び巻取りリールのそれぞれにワイヤを案内する2つのガイドプーリでワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻き取りするようにした構成を採用するワイヤソーのトラバース方法である。
The invention of claim 7 is a wire saw traversing method in which a wire is fed from a feeding reel, the workpiece is cut by pressing the fed wire against the workpiece, and the wire is wound on a take-up reel.
A link member connected to each of two moving units integrated with the supply reel and the take-up reel is provided, and the supply reel and the take-up reel are moved along the axial direction of the reel via the link member. In this configuration, the two guide pulleys for guiding the wire to each of the supply reel and the take-up reel are used to supply and take up the wire so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the supply reel and the take-up reel, respectively. Is a wire saw traversing method.
請求項8の発明は、請求項6または請求項7に記載の発明において、前記繰出しリールと、前記巻取りリールと、前記両移動ユニットとを有するワイヤソーユニットを設けておき、前記ワイヤソーユニットをロボットアームの先端に接続することで前記ロボットアームを自在に移動させて被加工物を加工するようにした構成を採用するワイヤソーのトラバース方法である。 The invention according to claim 8 is the invention according to claim 6 or 7, wherein a wire saw unit having the feeding reel, the take-up reel, and the both moving units is provided, and the wire saw unit is used as a robot. This is a wire saw traversing method that employs a configuration in which a workpiece is processed by freely moving the robot arm by connecting to the tip of the arm.
請求項9の発明は、前記両移動ユニットの移動周期が正弦曲線状に制御される構成を採用する請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のワイヤソーのトラバース方法である。 A ninth aspect of the present invention is the wire saw traversing method according to any one of the sixth to eighth aspects, wherein the moving period of the both moving units is controlled in a sinusoidal shape.
前記請求項1から請求項9の発明において、前記繰出しリール及び巻取りリールの移動は、リールの軸方向に沿って移動するものであれば、同一方向でも互いに異なる方向であっても良い。 In the first to ninth aspects of the present invention, the movement of the supply reel and the take-up reel may be in the same direction or in different directions as long as they move along the axial direction of the reel.
本発明によれば、トラバースに際して、繰出しリールまたは巻取りリールのいずれか一方をリール軸方向に駆動することで他方の繰出しリールまたは巻取りリールがリールの軸方向に沿った同一方向または互いに異なる方向に移動するので、ガイドプーリを介して繰出しリールまたは巻取りリールに軸方向と略垂直方向に正確に所定のピッチでワイヤが巻き取られる。 According to the present invention, at the time of traversing, either the supply reel or the take-up reel is driven in the reel axial direction so that the other supply reel or take-up reel is in the same direction or different from each other along the axial direction of the reel. Therefore, the wire is wound on the supply reel or the take-up reel via the guide pulley with a predetermined pitch accurately in the direction substantially perpendicular to the axial direction.
また、本発明によればリールをトラバースする駆動源は1つであるので、ワイヤソーのユニットを小型化でき、コストも低減できる。 Further, according to the present invention, since there is one drive source for traversing the reel, the wire saw unit can be reduced in size and the cost can be reduced.
また、本発明によればワイヤソーユニットを小型化できるので移動自在なロボットアームの先端に搭載すれば、各種の形状に被加工物を切断可能なワイヤソーを提供できる。 In addition, according to the present invention, since the wire saw unit can be reduced in size, if mounted on the tip of a movable robot arm, a wire saw capable of cutting a workpiece into various shapes can be provided.
また、本発明において、トラバースの移動周期を正弦曲線状に制御するようにすれば、繰出しリールと巻取りリールが円滑に移動するので、ワイヤが均一に巻き取られ、ワイヤが断線することがない。 In the present invention, if the traverse moving period is controlled in a sinusoidal shape, the feeding reel and the take-up reel move smoothly, so that the wire is evenly wound and the wire is not broken. .
以下、図1乃至図9に基づいて、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
図1は、本発明の一実施形態に係るワイヤソーの斜視図である。本発明のワイヤソー1は、多関節ロボット4と、多関節ロボット4の先端に接続されるワイヤソーユニット2と、前記多関節ロボット4の移動範囲内に設けられたテーブル6等から構成されている。
FIG. 1 is a perspective view of a wire saw according to an embodiment of the present invention. The wire saw 1 according to the present invention includes an articulated
前記多関節ロボット4は、床面等に固定設置された機台3上に立設され、複数のアームが関節部分で自在に旋回や屈曲を行うことでアーム先端部4aが自在に移動可能になっている。また、前記多関節ロボット4のアーム先端部4aは、図示しない制御部によって、自在に移動するように制御される。
The articulated
前記多関節ロボット4のアーム先端部4aにはツールチェンジャー5を介して、ワイヤソーユニット2のフレーム軸10aが接続されており、前記ワイヤソーユニット2は、前記多関節ロボット4の駆動により、自在に移動が可能になっている。
A
前記ツールチェンジャー5は、前記多関節ロボット4とワイヤソーユニット2とが着脱自在に構成すれば良く、各種の適宜な機構が用いられる。例えば、ボールプランジャー、その他の係合部材を用いて多関節ロボット4側とワイヤソーユニット2側が互いに着脱するようにすれば良い。また、磁力や吸着力等を用いて、多関節ロボット4側とワイヤソーユニット2側が互いに着脱するようにすることもできる。なお、ツールチェンジャー5を使用せずに、ワイヤソーユニット2を多関節ロボット4に直接固定するようにしても良い。
The
前記ツールチェンジャー5を用いる場合は、例えば、後述するワイヤソーユニット2のワイヤ11の線径が異なるものを複数用意しておけば、各種ワークWに柔軟に対応できる。また、ワイヤソーユニット2以外に複数のツールを用意しておけば、ワイヤソーユニット2での切断に代え、穴開け加工や研磨加工等も自在に行うことができる。
When the
前記テーブル6は、床面等に支持部が固定され、その上面に多数の吸着孔6aが設けられている。吸着孔6aは、図示しない真空ポンプに接続され、載置される被加工物Wを吸着保持するようになっている。前記被加工物Wは、例えばシリコン、サファイア、シリコンカーバイド、CFRP等である。また、最近では、被加工物Wとして自動車、航空機等に用いられるハニカム部材も切断される。このハニカム部材は、アラミド繊維、アルミニウム等の部材で構成された多数の筒状セルが、ハニカム形状に配置されて形成されており、セルの縦方向に通気性を有する。前記通気性を有するハニカム部材等を切断する際は、通気性部材に非通気性のナイロンシート等を被せてテーブル6に吸着保持すれば良い。
The table 6 has a support portion fixed to a floor surface or the like, and a plurality of
図2から図4のように前記ワイヤソーユニット2は、コの字形状のフレーム10に設けられ、リール軸20aに軸支されたワイヤ11の繰出しリール12と、リール軸20bに軸支されたワイヤ11の巻取りリール13と、前記フレーム10に設けられた複数のガイドプーリ15aから17a及び15bから17bと、前記繰出しリール12及び巻取りリール13とそれぞれ一体となってリール軸20a、20b方向に移動可能な移動ユニット30a、30bと、両移動ユニット30a、30bのいずれか一方を駆動する駆動ユニット40と、前記移動ユニット30aと移動ユニット30bにそれぞれ一端が係合されると共にその中心を軸48に回動可能に軸支されたリンク部材47等を備えて構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the wire saw
前記繰出しリール12には、例えば表面にダイヤモンド砥粒が電着やレジンボンド等で固定された固定砥粒ワイヤが多重に巻き付けられている。前記繰出しリール12から繰出されたワイヤ11は、複数のガイドプーリ15a、16aを経由してガイドプーリ17aに案内された後、カバー21の外に導かれ、切断域19を形成する。ワイヤ11は、切断域19に案内された後、巻取り側のフレーム10のアーム部に導かれ、ガイドプーリ17b、16b、15bを経由して、巻取りリール13に巻取られるようになっている。
For example, a fixed abrasive wire having diamond abrasive grains fixed on the surface thereof by electrodeposition, resin bonding, or the like is wound around the
前記切断域19の近傍には、2つの噴射ノズル14、14(図1参照)が設けられ、加工液または冷却風等が噴射されるようになっている。加工液には、水、グリコール等が用いられ、固定砥粒ワイヤを使用しない場合は、ダイヤモンド、シリコンカーバイド等の砥粒が加工液に混練されたスラリが用いられる。また、被加工物Wが加工液と化学反応したりする場合は、冷却風を噴射ノズル14から噴射させて、ドライな環境で切断することも可能である。この場合は、冷却風で切断部のワイヤ11を冷却しつつ、切断屑を吹き飛ばす。なお、冷却風の噴射に代えて、吸引することもでき、両側を吸引しても良いし、一方を吸引し、ワイヤ11の走行方向に応じて切替するようにすることもできる。
Two
前記ガイドプーリ15a、15bは、それぞれフレーム10に立設された支持枠に軸支されている。また、前記ガイドプーリ15a、15bには、それぞれのプーリ軸に荷重センサ18、18が設けられており、ワイヤ11の張力を測定し、ワイヤ11に所定の張力が掛かるように繰出しリール12と巻取りリール13の回転を制御するようになっている。本実施形態においてはガイドプーリ15a、15bの両方に荷重センサ18が設けられているが、いずれか一方にだけ設けるようにしても良い。
The guide pulleys 15a and 15b are pivotally supported by support frames that are erected on the
前記ワイヤ11は、繰出しリール12及び巻取りリール13を一方向にだけ回転させて一方向走行させても良いし、前記繰出しリール12及び巻取りリール13を正転・逆転させることでワイヤ11を往復走行させるようにしても良い。ワイヤ11を往復走行させる場合は、正転・逆転に差を設け、所定量ずつワイヤ11を供給するようにすることが好ましい。前記ワイヤ11を走行させながら、切断域19のワイヤ11を被加工物Wに押し付けることで、被加工物Wを切断する。
The
前記ワイヤ11は、ガイドプーリ15aを経由し、2つのガイドプーリ16a、16aに導かれて方向転換され、切断域19に供給される。前記切断域19の直前のガイドプーリ17a及び直後のガイドプーリ17bは、支持枠22に軸支され、図2のようにワイヤ11を上方から支持するようになっている。従って、切断域19のワイヤ11で被加工物Wを切断するときは、図2の下側から上側に向けて被加工物Wを押し付けるようにする。このようにすることで、被加工物Wがコの字状カバー21の懐部分に干渉しないので、切断する被加工物Wの大きさの自由度が増す。また、前記切断域19のワイヤ11を揺動させて切断する場合にフレーム軸10bを基点に多関節ロボット4のアーム先端部4aを正逆回転させるだけで切断域19のワイヤ11を揺動させることができる。なお、動作は煩雑になるが、多関節ロボット4を制御してフレーム10を揺動させることも可能である。
The
前記移動ユニット30aは、L字状の移動枠31を備え、この移動枠31の表面(図3上方向)に繰出しリール12が軸支されている。前記移動ユニット30aの下方には前記繰出しリール12のリール軸20aに接続されたモータ36が設けられている。前記モータ36は、移動枠31に固定されている。
The moving
また、リール軸20a、20bに沿った前記移動枠31の背面にはレール32が敷設されている。前記レール32に沿って、フレーム10の下面に支持枠33が下方に向けて立設され、この支持枠33に沿ってスライダ34が設けられている。前記スライダ34は、レール32に嵌合し、レール32に沿って移動枠31が上下動可能になっている。前記移動枠31は、フレーム10の開口10aを通して移動し、フレーム10と干渉しないようになっている。
A
なお、前記移動ユニット30aと前記移動ユニット30bは、モータ36との接続部以外は、同様の構造であるので説明を省略する。前記移動ユニット30bも前記移動ユニット30aと同様に移動ユニット30b側のレール32に沿って上下動するようになっている。
Note that the moving
前記モータ36と繰出しリール12との間には、支持板35(前記モータ36の回転と独立分離されている)が設けられ、この支持板35と垂直に係合ピン50a、50bが立設されている。
A support plate 35 (separately separated from the rotation of the motor 36) is provided between the
前記移動ユニット30a及び移動ユニット30bの間のフレーム10の下面には、駆動ユニット40が設けられている。前記駆動ユニット40は、前記移動ユニット30aを駆動するモータ41と、前記モータ41のモータ軸42に回動可能に接続される偏芯カム43と、前記偏芯カム43の偏芯位置に立設される偏芯軸44と、前記偏芯軸44に一端が軸支された連結棒45と、前記移動ユニット30aの移動枠31に固定され、前記連結棒45の他端側に軸支される軸46等から構成される。
A
前記モータ41は、フレーム10の下方向に立設された支持板51に水平方向に固定されている。前記偏芯カム43は、モータ41のモータ軸42に軸止されている。また、前記偏芯カム43の偏芯位置には、偏芯軸44が軸止されている。前記連結棒45は、一端が前記偏芯軸44に軸支され、他端側は、前記移動ユニット30aの移動枠31に固定された軸46に軸支されている。従って、前記モータ41を駆動することで、前記偏芯カム43が回転し、前記連結棒45を介して前記移動ユニット30aが上下動する。
The
前記移動ユニット30a及び移動ユニット30bの中間位置には、フレーム10の下方向に向けて支持枠49が立設されている。前記支持枠49の前面には基点としての軸48が突設されている。前記軸48には、板状のリンク部材47の中心部分が軸支されている。前記リンク部材47は、その両端に長穴47a、47bが開孔されており、両長穴47a、47bにそれぞれ前記係合ピン50a、50bが係合されている。従って、前記モータ41を駆動することで前記移動ユニット30aが駆動されると、リンク部材47が軸48を基点として揺動し、前記移動ユニット30bが前記移動ユニット30aと異なる方向に駆動される。
A
以上が、本発明の第1実施形態に係るワイヤソーの構成であり、次に本発明のワイヤソーのトラバース方法について図5から図7に基づいて以下に説明する。なお、図5及び図6は、一部模式化した説明図であり、ガイドプーリ15a、15bの配置及びワイヤ11の引き出し方向は、実際と異なるように描いてあることに留意されたい。
The above is the configuration of the wire saw according to the first embodiment of the present invention. Next, the traversing method of the wire saw of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6 are partially schematic explanatory views, and it should be noted that the arrangement of the guide pulleys 15a and 15b and the drawing direction of the
図5のようにワイヤソー1の繰出しリール12及び巻取りリール13を回転駆動することでワイヤ11を走行させながら、モータ41を駆動し、ワイヤ11の繰出し位置を繰り出しリール12の繰出し位置と合わせる。このとき、リンク部材47を介して、巻取りリール13を上下動させて、ワイヤ11の巻取り位置を巻取りリール13の巻取り位置と合せる。
The
前記モータ41は、図示しない制御部と接続されており、回転数を制御することで各種の周期で移動ユニット30a、30bの移動が制御される。図7は、本発明におけるトラバース制御の一実施形態に係るタイムチャートである。横軸方向に時間t、縦軸方向に移動ユニット30a(実線)、30b(二点鎖線)のそれぞれの移動速度vを設定して描いたタイムチャートを表す。本実施形態においては、前記移動ユニット30a、30bの移動周期が、正弦曲線となるように制御されたものを表している。本実施形態のように前記移動ユニット30a、30bの移動周期を正弦曲線となるようにモータ41を制御することが、繰出しリール12からのワイヤ11の繰出し及び巻取りリール13へのワイヤ11の巻取りを均一に行う上で好ましい。このように移動ユニット30a、30bの移動周期を正弦曲線的に制御することで、移動ユニット30a、30bが円滑に移動し、ワイヤ11の引っ掛かりが軽減でき、ワイヤ11の断線が起こらない。
The
なお、移動ユニット30a、30bは互いに異なる方向に移動するようになっているが、これに限定されず、リールの軸方向に沿った移動であれば同一方向に移動するものであっても良い。この場合、リンク部材47を適宜に組み合わせ、同一方向に移動させるようにすれば良い。
Although the moving
次に、前記駆動ユニット40の別の実施形態である駆動ユニット60について図8に基づいて説明する。なお、上記と同一部材は、便宜上、同一の符号を用いている。また、同一部材の説明は省略する。
Next, a
前記駆動ユニット60は、モータ61と、前記モータ61に駆動されるボールネジ65と、前記ボールネジ65と螺合するナット部材67等から構成される。
The
前記モータ61は、前記フレーム10の中央付近下面に立設された支持枠68に下向きに支持されている。前記モータ61のモータ軸には駆動プーリ62が軸止されている。また、前記支持枠68に沿ってボールネジ65が縦方向に設けられ、前記ボールネジ65の下端が支持枠68に軸支されている。また、前記ボールネジ65の下端に支持枠68を介して従動プーリ63が軸止されている。また、前記駆動プーリ62と従動プーリ63には、無端状のベルト64が掛け渡されている。従って、モータ61を駆動することにより、ボールネジ65が回転駆動される。
The
前記移動枠31に設けられた支持枠66には、ナット部材67が固定され、このナット部材67と前記ボールネジ65が螺合している。なお、リンク部材47については、前述の実施形態と同じであるので説明を省略する。前記モータ61を駆動することにより、移動ユニット30a側の移動枠31が昇降駆動され、リンク部材47を介して移動ユニット30bが、移動ユニット30aと異なる方向に駆動される。このとき、モータ61の駆動を制御して、移動ユニット30aと移動ユニット30bの移動周期が、正弦曲線となるように制御することが好ましい。本実施形態においても、リンク部材47の適宜の組み合わせにより、移動ユニット30a、30bを同一方向に移動させるようにすることができる。
A
なお、第1の実施形態とは、上記のように、偏芯カム43による駆動に代えて、ボールネジ65での駆動に変更している以外は、同様の機構を用いている。以上が、本発明の別の実施形態である。
The first embodiment uses the same mechanism as described above except that the driving is performed by the
次に本発明のワイヤソー1での被加工物Wの切断について図9に基づいて以下に説明する。 Next, cutting of the workpiece W with the wire saw 1 of the present invention will be described below with reference to FIG.
まず、テーブル6上に被加工物Wが載置され、吸着孔6aに吸着力を発生させることで、被加工物Wがテーブル6上に吸着保持される。続いて、繰出しリール12及び巻取りリール13を駆動して、例えばワイヤ11を往復走行させると共に前記移動ユニット30a及び30bを駆動させて、繰出しリール12(巻取りリール13)からのワイヤ11の繰出し及び巻取りリール13(繰出しリール12)へのワイヤ11の巻取りをトラバースして所定のピッチで行うように制御する。また、併せてワイヤ11の張力が所定の張力となるように駆動リール12及び巻取りリール13の回転数が制御される。
First, the workpiece W is placed on the table 6, and the workpiece W is sucked and held on the table 6 by generating a suction force in the
また、多関節ロボット4のアーム先端部4aを必要に応じて正逆回転駆動することで、ワイヤソーユニット2を所定の角度で揺動運動させながら、ワイヤ11を被加工物Wに押し付けて被加工物Wを切断する。このとき、噴射ノズル14から、冷却風を噴射して切断部のワイヤ11を冷却すると共に切断屑を吹き飛ばす。また、切断の際に所定の形状に切断するよう、多関節ロボット4の移動制御が行なわれる。前記のようにワイヤ11を揺動運動させながら被加工物Wの切断をすることで、ワイヤ11と被加工物Wの切断部が点接触に近付き、加工効率が向上する。
Further, the
以上が本発明の構成であるが、発明の範囲で適宜の変更ができる。本実施形態においては、多関節ロボットのアーム先端にワイヤソーユニットを設けたが、ワイヤソーユニット単体としても用いることができる。 The above is the configuration of the present invention, and appropriate modifications can be made within the scope of the invention. In the present embodiment, the wire saw unit is provided at the tip of the arm of the articulated robot, but it can also be used as a single wire saw unit.
また、本実施形態においては、2つの移動ユニットのいずれか一方を駆動ユニットで移動させるようにしたが、移動ユニットの移動に代えてガイドプーリ側を1つの駆動ユニットで駆動するようにし、両ガイドプーリをリール軸方向に沿って、移動するようにしても良い。 In this embodiment, one of the two moving units is moved by the drive unit. However, instead of moving the moving unit, the guide pulley side is driven by one drive unit, and both guides are driven. The pulley may be moved along the reel axial direction.
また、本実施形態においては、偏芯カムやボールネジを用いて1つのモータで両移動ユニットを互いに異なる方向に移動させるようにしたが、上記に限らず、両移動ユニットのいずれか一方を駆動できる機構であれば各種のものが使用できる。また、本実施形態においては、移動ユニットの移動周期を正弦曲線になるようにしたが、正弦曲線に近似されるものは好ましく使用できる。また、移動ユニットの移動が反転する際に曲線的に制御するものも好ましく使用できる。 In the present embodiment, the two moving units are moved in different directions by one motor using an eccentric cam or a ball screw. However, the present invention is not limited to the above, and either one of the two moving units can be driven. Any mechanism can be used. In the present embodiment, the moving cycle of the moving unit is a sine curve, but a thing approximated to a sine curve can be preferably used. In addition, it is preferable to use a device that controls in a curved manner when the movement of the moving unit is reversed.
W 被加工物
1 ワイヤソー
2 ワイヤソーユニット
3 機台
4 多関節ロボット
4a アーム先端部
5 ツールチェンジャー
6 テーブル
6a 吸着孔
10 フレーム
10a 開口
10b 軸
11 ワイヤ
12 繰出しリール
13 巻取りリール
14 噴射ノズル
15a、15b ガイドプーリ
16a、16b ガイドプーリ
17a、17b ガイドプーリ
18 ロードセル
19 切断域
20a、20b リール軸
21 カバー
22 支持枠
30a、30b 移動ユニット
31 移動枠
32 レール
33 支持枠
34 スライダ
35 支持板
36 モータ
40 駆動ユニット
41 モータ
42 モータ軸
43 偏芯カム
44 偏芯軸
45 連結棒
46 軸
47 リンク部材
47a、47b 長穴
48 軸(基点)
49 支持枠
50a、50b 係合ピン
51 支持枠
60 駆動ユニット
61 モータ
62 駆動プーリ
63 従動プーリ
64 ベルト
65 ボールネジ
66 支持枠
67 ナット部材
49
Claims (9)
前記繰出しリールと、巻取りリールとを有するワイヤソーユニットを備え、
前記ワイヤソーユニットは、
前記繰出しリール及び巻取りリールにそれぞれワイヤを案内する2つのガイドプーリと、
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となって軸方向に移動する2つの移動ユニットと、
前記両移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させる駆動ユニットと、を備え、
前記両移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させて、前記繰出しリール及び巻取りリールをリールの軸方向に沿って移動させることで、前記両ガイドプーリで案内されるワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻取りするようにしたことを特徴とするワイヤソー。 In a wire saw that cuts the workpiece by pressing the wire against the workpiece between a supply reel that feeds the wire and a take-up reel that winds the wire,
A wire saw unit having the supply reel and the take-up reel;
The wire saw unit is
Two guide pulleys for guiding the wire respectively to the supply reel and the take-up reel;
Two moving units that move in the axial direction integrally with the feeding reel and the take-up reel,
A drive unit that moves either one of the two moving units in the axial direction of the reel,
By moving either one of the two moving units in the axial direction of the reel and moving the feeding reel and take-up reel along the axial direction of the reel, the wires guided by the both guide pulleys are respectively fed out. A wire saw characterized by being fed and wound so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the reel and the take-up reel.
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となった2つの移動ユニットのいずれか一方をリールの軸方向に移動させることで、繰出しリール及び巻取りリールのそれぞれにワイヤを案内する2つのガイドプーリでワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻き取りするようにしたことを特徴とするワイヤソーのトラバース方法。 In a traversing method of a wire saw that feeds a wire from a feeding reel, cuts the workpiece by pressing the fed wire against the workpiece, and winds the wire on a take-up reel.
Two guide pulleys that guide the wire to each of the supply reel and the take-up reel by moving either one of the two moving units integrated with the supply reel and the take-up reel in the axial direction of the reel. A wire saw traversing method characterized in that a wire is fed and wound so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the feeding reel and the winding reel, respectively.
前記繰出しリール及び巻取りリールとそれぞれ一体となった2つの移動ユニットにそれぞれ接続したリンク部材を設けておき、前記リンク部材を介して前記繰出しリール及び巻取りリールをリールの軸方向に沿って移動させることで、繰出しリール及び巻取りリールのそれぞれにワイヤを案内する2つのガイドプーリでワイヤをそれぞれ繰出しリール及び巻取りリールの軸方向と略垂直となるように繰出し及び巻き取りするようにしたことを特徴とするワイヤソーのトラバース方法。 In a traversing method of a wire saw that feeds a wire from a feeding reel, cuts the workpiece by pressing the fed wire against the workpiece, and winds the wire on a take-up reel.
A link member connected to each of two moving units integrated with the supply reel and the take-up reel is provided, and the supply reel and the take-up reel are moved along the axial direction of the reel via the link member. By doing so, the two guide pulleys for guiding the wire to each of the feeding reel and the take-up reel are used to feed and wind the wire so as to be substantially perpendicular to the axial direction of the take-up reel and the take-up reel, respectively. A traversing method of a wire saw characterized by.
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