JP3074311U

JP3074311U - ワイヤソー加工機

Info

Publication number: JP3074311U
Application number: JP2000004412U
Authority: JP
Inventors: 慎吾大給
Original assignee: 慎吾大給
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2001-01-12
Anticipated expiration: 2006-06-23
Also published as: EP1166984A1; DE60122056T2; EP1166984B1; DE60122056D1

Abstract

(57)【要約】【課題】設置面積を低減することができるワイヤソー
加工機を提供する。【解決手段】Ｘ−Ｙテーブルを使用する場合、同図
（Ａ）→（Ｂ）のようにダイヤモンドワイヤ１２に対し
て矢印Ｆ８ａ方向に加工対象Ｗを移動して、その切断加
工が行なわれる。このため、移動方向の幅としては加工
対象Ｗの横幅の略２倍のＷＡが必要となる。しかし、移
動と回転が行われる極座標テーブルを使用する場合、同
図（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、矢印Ｆ８ｂ方向に加工
対象Ｗを移動しつつ、矢印Ｆ８ｃ方向に加工対象Ｗを回
転することで加工が行われる。このため、移動の幅とし
ては図示のＷＢとなる。このように、極座標方式とする
ことで、設置面積を狭くすることが可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、石材の切断などを行うワイヤソー加工機に関し、更に具体的には、曲線加工に好適な縦挽きのワイヤソー加工機の改良に関するものである。

【０００２】

【背景技術】

石材などを曲線切断する縦挽きのワイヤソー加工機としては、Ｘ−Ｙテーブル上に加工対象の石材を置き、縦挽きのワイヤソーに対して前記石材をＸ，Ｙ方向に移動することで曲線加工を行うものがある。この方法では、Ｘ−Ｙテーブルを石材といっしょに切断しないために、Ｘ−Ｙテーブルのワイヤソーが移動する領域が空いていなければならない。このため、石材の中央部分しか加工できず、Ｘ −Ｙテーブルで支えられている石材の端部に対する加工ができないという不都合がある。

【０００３】このような不都合を解消するものとして、特開平９−６６５１６号公報に開示されたものがある。これによれば、一方の軸Ｘ方向に加工対象である石材を送るとともに、縦挽きのワイヤソーを前記軸Ｘに直交する軸Ｙ方向に送ることで、加工対象の切断が行われる。この方法では、石材がＸ方向に移動し、ワイヤソーがＹ方向に移動するため、石材を載せるテーブルには、ワイヤソーが移動する直線状の領域が空いていればよく、テーブルは多数のＹ方向を回転軸とするローラーによって構成可能となる。従って、石材の端部の切断加工も行うことができる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

後者の方法によれば、Ｘ方向にのみ石材を送ればよいので、Ｙ方向のテーブル幅を狭くすることができる。しかしながら、ワイヤソー自体がＹ方向に移動するため、加工機全体としてみると、必ずしも設置面積を狭くすることができるということではない。

【０００５】本考案は、以上の点に着目したもので、設置面積を狭くすることができるワイヤソー加工機を提供することを、その目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記目的を達成するため、本考案は、倣い装置により型の形状を倣うとともに、その倣い結果に対応して、加工テーブルの加工対象をワイヤソーが倣うことで、前記型の形状に前記加工対象を加工するワイヤソー加工機であって、前記型及び加工対象を、同時に所定方向に移動する移動手段；前記型及び加工対象を、同時に所定方向に回転する回転手段；を備えており、極座標系で前記型及び加工対象を同時駆動することを特徴とする。本考案の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【０００７】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の一実施形態について詳細に説明する。最初に、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の全体の構成を説明する。図１には本加工機の正面が示されており、図２には本加工機の平面が示されている。これらの図において、本加工機の左方には、縦引きワイヤソー１０が設けられている。この縦引きワイヤソー１０は、ダイヤモンドワイヤ１２が装架された上シーブ１４及び下シーブ１６を備えており、上下方向に所定の間隔で設けられている。上シーブ１４は、その回転軸１４Ａが軸受け１４Ｂに軸止めされている。軸受け１４Ｂは、支持枠１８の上部に固定されている。

【０００８】一方、下シーブ１６は、その回転軸１６Ａが軸受け１６Ｂによって軸止めされている。軸受け１６Ｂは、支持枠１８の下部に固定されている。また、支持枠１８の下部には、シーブ駆動用の主軸モータ２０が設けられており、ベルト機構２２によって下シーブ１６の回転軸１６Ａに伝達されている。なお、下シーブ１６の軸受け１６Ｂは、調整軸２４によって上下方向に変位可能となっており、これによる下シーブ１６の上下方向の変位によって、ダイヤモンドワイヤ１２に所望のテンションを付与することができるようになっている。

【０００９】このような構成の縦引きワイヤソー１０の動作を説明すると、まず、上下のシーブ１４，１６にダイヤモンドワイヤ１２を装架するとともに、下シーブ１６の位置を調整軸２４によって調整して、ダイヤモンドワイヤ１２に所望のテンションを付与する。そして、主軸モータ２０を駆動すると下シーブ１６が回転し、ダイヤモンドワイヤ１２が上下のシーブ１４，１６間を回転移動する。上下シーブ１４，１６間を移動するダイヤモンドワイヤ１２の往路もしくは復路のいずれか適当な部位で、加工対象である石材などの切断加工を行うことができる。なお、加工部位には、切削用の水が供給される（図示せず）。

【００１０】次に、上述した縦引きワイヤソー１０の上下シーブ１４，１６側には、それらの回転軸方向に沿って固定台３０が設けられている。この固定台３０の上面には、その長手方向に沿って１組のレール３２が設けられている。そして、台車３４，３６が前記レール３２上に移動可能に設けられている。これら台車３４，３６は連結されており、両者が一体となってレール３２上を移動する。

【００１１】前記台車３４上には、加工対象を保持する加工テーブル４０が設けられている。加工テーブル４０は、上側の押え台４２と下側の受け台４４によって構成されている。上側の押え台４２は、回転可能に水平アーム４６に支持されており、圧縮機構４８によって加工対象を押さえることが可能となっている。水平アーム４６は、Ｌ字アーム５０に回転可能に支持されており、このＬ字アーム５０は、前記台車３４に固定されている。すなわち、台車３４に、Ｌ字アーム５０及び水平アーム４６が、全体として略Ｕ字状となるように設けられており、水平アーム４６が水平面内で回転可能となっている。受け台４４は、台車３４に回転可能に設けられている。詳細は後述する。

【００１２】加工テーブル４０に対する加工対象Ｗの設置は、次のようにして行う。まず、水平アーム４６を図２に示す位置に移動して、加工対象Ｗを受け台４４上にセットする。次に、水平アーム４６を図１に示す位置に移動する。そして、圧縮機構４８で押え台４２を加工対象Ｗに押さえ付けることで、加工テーブル４０に加工対象Ｗが固定される。加工テーブル４０は台車３４に設けられているので、台車３４がレール３２上を移動すると、加工テーブル４０もレール３２上を移動し、加工テーブル４０に固定された加工対象Ｗもレール３２上を移動する。

【００１３】次に、前記台車３６上には、光学式の倣い装置６０が設けられている。図３には、この倣い装置６０が拡大して示されている。同図において、台車３６上には、型紙Ｐがセットされる型紙テーブル６２が回転可能に設けられている。また、台車３６の端部には、垂直腕６４が設けられており、この垂直腕６４には、レール３２に沿った方向に水平ガイド６６が設けられている。この水平ガイド６６には、光学素子による倣いセンサ６８が摺動可能に設けられている。この倣いセンサ６８には、滑車群７０が設けられている。一方、固定台３０の前記台車３６付近適宜位置には、滑車群７２が設けられており、固定台３０端部の固定腕３１には、滑車群７４が設けられている。

【００１４】紐７６は、一端７６Ａが台車３６の固定腕３１に固定されており、滑車８０Ａから順に８０Ｉを通って、台車３６に他端７６Ｂが固定されている。これらの滑車８０Ａ〜８０Ｉの作用により、倣いセンサ６８が、台車３６の移動量ひいては加工対象Ｗの移動量の１／４の移動量となるように調整されている。もちろん、滑車の数を増減し、倣いセンサ６８と加工対象Ｗとの移動量の関係を１／１，１／２，１／６，……など、適宜変更してよい。なお、倣いセンサ６８は、そのままでは滑車方向に移動してしまうので、反対方向に引っ張ってバランスをとるために錘６９が設けられている。倣いセンサ６８は、例えば３つの光センサを備えており、それらが型紙Ｐで遮蔽されるか否かによって微動し、型紙Ｐの輪郭を倣うようになっている。もちろん、紙以外の材料で型を得るようにしてもよい。なお、この倣い装置６０は、例えば、特許第２５８７７９５号として知られている。

【００１５】上述した型紙テーブル６２の回転軸６２Ａは、図４に示すように、タイミングベルト機構８２によって前記加工テーブル４０の受け台４４の回転軸４４Ａに繋がれている。この回転軸４４Ａには、回転モータ８４の駆動力が、減速機８５，タイミングベルト機構８７を介して伝達されている。すなわち、回転モータ８４を回転駆動すると、その駆動力が減速機８５で適宜減速された後、タイミングベルト機構８７によって回転軸４４Ａ及びタイミングベルト機構８２に伝達される。これにより、加工テーブル４０の受け台４４と、型紙テーブル６２が同一方向に同一回転数（同一回転速度）で倣って回転するようになる。

【００１６】一方、図５に示すように、固定台３０のレール３２に沿って送りねじ９０が設けられており、その一端は移動モータ９２に接合されており、他端は軸受け９４に軸止めされている。軸受け９４は、固定台３０の縦挽きワイヤソー１０側に固定されている。上述した台車３６には、前記送りねじ９０に噛み合うスライダ９６が設けられている。移動モータ９２が回転すると、送りねじ９０が回転し、スライダ９６が送りねじ９０方向に移動する。すなわち、台車３４，３６が図中に矢印Ｆ６で示すレール３２方向に移動する。

【００１７】ところで、加工対象Ｗを回転して切断加工を行う場合、回転数が一定であるとすると、ダイヤモンドワイヤ１２が加工対象Ｗの内周側に位置する場合と、外周側に位置する場合とで、周速度が異なるようになる。均一な切断加工を行うためには、周速度が内周側と外周側で一致する必要はないが、差は小さいほうが好ましい。そこで、ダイヤモンドワイヤ１２の径方向の位置（テーブル回転中心に対する位置ないし距離）を検出し、検出結果に応じて加工対象Ｗの回転数ないし回転速度を制御するようにする。

【００１８】上述したように、ダイヤモンドワイヤ１２の径方向位置は、台車３４もしくは連動する台車３６のレール３２上における位置である。そこで、図６（Ａ）に示すように、径方向に段差が形成されたエンコード板１００を台車３４もしくは台車３６に設ける。一方、固定台３０であって、前記エンコード板１００が通過する適宜位置には、径方向に直交する方向に複数の光センサ１０２を設ける。図示の例では、３つの光センサ１０２Ａ〜１０２Ｃが設けられている。

【００１９】例えば、最初同図（Ｂ）に示すように、エンコード板１００によって光センサ１０２Ａ〜１０２Ｃがいずれも覆われていないものとする。この状態で、台車３４，３６が矢印方向に移動すると、同図（Ｃ）に示すように光センサ１０２Ａがエンコード板１００に覆われる。更に台車３４，３６が矢印方向に移動すると、同図（Ｄ）に示すように光センサ１０２Ａ，１０２Ｂがエンコード板１００に覆われる。更に台車３４，３６が矢印方向に移動すると、同図（Ｅ）に示すように光センサ１０２Ｂがエンコード板１００に覆われる。更に台車３４，３６が矢印方向に移動すると、同図（Ｆ）に示すように光センサ１０２Ｂ，１０２Ｃがエンコード板１００に覆われる。更に台車３４，３６が矢印方向に移動すると、同図（Ｇ）に示すように光センサ１０２Ｃがエンコード板１００に覆われる。

【００２０】従って、光センサ１０２Ａ〜１０２Ｃの出力から、台車３４，３６の位置を６段階で知ることができる。台車３４，３６は、レール３２上を移動するが、これによって加工対象Ｗに対するダイヤモンドワイヤ１２の径方向が変化するため、結果的に光センサ１０２Ａ〜１０２Ｃの出力から、ダイヤモンドワイヤ１２の径方向位置を６段階で知ることができる。このようなエンコード板１００と光センサ１０２によって、半径位置センサ１０４が構成されている。

【００２１】図７には、電気系統の構成が示されている。上述した倣いセンサ６８，半径位置センサ１０４が制御回路１１０の入力側に接続されている。また、制御回路１１０の出力側は、回転モータ８４及び移動モータ９２に接続されている。制御回路１１０は、倣いセンサ６８によって検知される型紙Ｐの形状に基づいて、回転モータ８４，移動モータ９２を制御し、ダイヤモンドワイヤ１２が型紙Ｐの形状に倣って加工対象Ｗを切断するように制御する。また、制御回路１１０は、半径位置センサ１０４によって検知される半径方向の位置に基づいて、回転モータ８４の回転数を外周側ほど回転数が低くなるように制御する。すなわち、内周側と外周側の周速度の差が小さくなるように、回転モータ８４が制御される。

【００２２】次に、上記実施形態の全体の動作を説明する。加工対象Ｗを加工テーブル４０にセットするとともに、所望の加工形状を有する型紙Ｐを型紙テーブル６２上にセットする。そして、縦挽きワイヤソー１０を駆動するとともに、制御回路１１０によって回転モータ８４及び移動モータ９２を駆動する。倣いセンサ６８は、型紙Ｐの輪郭を倣うための検知信号を出力する。この信号が制御回路１１０に入力されると、制御回路１１０では、検知信号に基づいて回転モータ８４及び移動モータ９２を駆動制御する。ここで、倣いセンサ６８の出力が右回転を示しているときは、制御回路１１０によって回転モータ８４に右回転が指示される。すると、型紙テーブル６２が右回転するとともに、加工テーブル４０もタイミングベルト機構８２によって同じ角度回転する。また、半径位置センサ１０４の検知信号に基づいて、制御回路１１０により回転モータ８４の回転数が制御される。すなわち、内周側であれば、加工テーブル４０及び型紙テーブル６２は比較的早く回転し、外周側であれば、加工テーブル４０及び型紙テーブル６２は比較的遅く回転する。

【００２３】また、倣いセンサ６８の出力が左方移動を示しているときは、制御回路１１０によって移動モータ９２に左方移動が指示される。上述したように、倣いセンサ６８は、滑車機構により移動が台車３６の１／４となっているので、倣いセンサ６８の４倍の移動を行うように移動モータ９２に指示される。これにより、型紙テーブル６２が左方移動するとともに、台車３４，３６が一体に構成されているため、加工テーブル４０も同じ距離だけ左方移動する。しかし、滑車機構があるので、倣いセンサ６８は１／４の左方移動となる。このような動作を繰り返し行うことで、ダイヤモンドワイヤ１２は、型紙Ｐの輪郭に倣って相対的に移動し、加工対象Ｗを切断加工する。

【００２４】このように、本実施形態では、移動と回転という極座標で加工テーブル４０が移動する。従って、上述した直交座標による加工テーブルの移動と比較して、加工対象Ｗの移動範囲が狭くなる。例えば図８に示すように、加工対象Ｗを単純に切断するような場合、従来技術であれば、同図（Ａ）→（Ｂ）のようにダイヤモンドワイヤ１２に対して矢印Ｆ８ａ方向に加工対象Ｗを移動して、その切断加工が行なわれる。このため、移動方向の幅としては加工対象Ｗの幅の略２倍のＷＡが必要となる。

【００２５】これに対し、本実施形態では、同図（Ｃ）→（Ｄ）に示すように、矢印Ｆ８ｂ方向に加工対象Ｗを移動しつつ、矢印Ｆ８ｃ方向に加工対象Ｗを回転することで加工が行われる。このため、移動の幅としては図示のＷＢとなる。このように、極座標方式とすることで、設置面積を狭くすることが可能となる。なお、このような単純な切断加工も可能であるが、型紙に沿った複雑な曲線切断が可能である。

【００２６】本考案には数多くの実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例えば、次のようなものも含まれる。（１）上述した実施形態では、２つのシーブを有するワイヤソーを示したが、縦挽きのワイヤソーとしては各種のものが知られており、いずれを用いてもよい。（２）回転や移動の機構としては、ギア機構，チェーン機構，ベルト機構など、各種のものが知られており、いずれを用いてもよい。また、必要に応じて減速機構などを追加してよい。半径位置センサや倣いセンサなども同様であり、各種のセンサ素子，センサ装置を用いてよい。（３）加工対象Ｗとしては、石材がもっとも好適な例であるが、それに限定されるものではない。コンクリートや人造石材など、各種のものに適用可能である。

【００２７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、倣い装置を利用した縦挽きのワイヤソーによる加工において、加工対象の移動のみならず回転を行うこととしたので、加工機の設置面積の低減を図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施形態にかかるワイヤソー加工機
の正面を示す図である。

【図２】前記ワイヤソー加工機の平面を示す図である。

【図３】倣い装置を拡大して示す図である。

【図４】テーブルの回転機構を示す図である。

【図５】テーブルの移動機構を示す図である。

【図６】半径位置センサを示す図である。

【図７】電気系統を示す図である。

【図８】切断時の加工対象の動きを示す図である。

【符号の説明】

１０…ワイヤソー１２…ダイヤモンドワイヤ１４…上シーブ１４Ａ…回転軸１４Ｂ…軸受け１６…下シーブ１６Ａ…回転軸１６Ｂ…軸受け１８…支持枠２０…主軸モータ２２…ベルト機構２４…調整軸３０…固定台３１…固定腕３２…レール３４，３６…台車４０…加工テーブル４２…押え台４４…受け台４４Ａ…回転軸４６…水平アーム４８…圧縮機構５０…Ｌ字アーム６０…倣い装置６２…型紙テーブル６２Ａ…回転軸６４…垂直腕６６…水平ガイド６８…倣いセンサ６９…錘７０，７２，７４…滑車群７６…紐８０Ａ〜８０Ｉ…滑車８２，８７…タイミングベルト機構８４…回転モータ８５…減速機９２…移動モータ９４…軸受け９６…スライダ１００…エンコード板１０２，１０２Ａ〜１０２Ｃ…光センサ１０４…半径位置センサ１１０…制御回路Ｐ…型紙Ｗ…加工対象

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】倣い装置により型の形状を倣うととも
に、その倣い結果に対応して、加工テーブルの加工対象
をワイヤソーが倣うことで、前記型の形状に前記加工対
象を加工するワイヤソー加工機であって、前記型及び加工対象を、同時に所定方向に移動する移動
手段；前記型及び加工対象を、同時に所定方向に回転す
る回転手段；を備えており、極座標系で前記型及び加工
対象を同時駆動することを特徴とするワイヤソー加工
機。
【請求項２】前記回転手段の回転中心に対する前記ワ
イヤソーの位置を検知する位置センサ手段；これによる
検知結果に基づいて、内周側と外周側の周速度の差が小
さくなるように前記回転手段を制御する回転制御手段；
を備えたことを特徴とする請求項１記載のワイヤソー加
工機。
【請求項３】前記倣い装置が、前記型をセットするための型テーブル；前記型の形状を
倣う倣いセンサ；該倣いセンサの検知結果に基づいて、
前記加工対象をワイヤソーが倣うように前記移動手段及
び前記回転手段を制御する倣い制御手段；を備えてお
り、前記加工テーブルが、前記加工対象をセットするための回転可能な受け台；該
受け台上の加工対象を押さえるための押え台；を備えた
ことを特徴とする請求項２記載のワイヤソー加工機。
【請求項４】前記倣い装置が、前記移動手段による前記倣いセンサの移動量を、前記移
動手段による前記加工対象の移動量に対して低減する滑
車手段；を備えたことを特徴とする請求項３記載のワイ
ヤソー加工機。
【請求項５】前記移動手段が、固定台上に１方向に設けられたレール手段；該レール手
段上を移動可能であって、前記倣い装置及び前記加工テ
ーブルが固定された台車手段；該台車手段を前記レール
手段に沿って移動するための送り駆動手段；を備えたこ
とを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のワイヤ
ソー加工機。
【請求項６】前記回転手段が、前記加工テーブルの回転軸と前記型テーブルの回転軸に
設けられており、前記加工テーブルと前記型テーブルを
同時に倣って回転駆動するための回転駆動手段；を備え
たことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のワ
イヤソー加工機。
【請求項７】倣い装置により型の形状を倣うととも
に、その倣い結果に対応して、加工テーブルの加工対象
をワイヤソーが倣うことで、前記型の形状に前記加工対
象を加工するワイヤソー加工機であって、前記型及び加工対象を、同時に所定方向に移動する移動
手段；前記型及び加工対象を、同時に所定方向に回転す
る回転手段；前記回転手段の回転中心に対する前記ワイ
ヤソーの位置を検知して、内周側と外周側の周速度の差
が小さくなるように前記回転手段を制御する回転制御手
段；を備えており、前記倣い装置が、前記型をセットするためのの型テーブル；前記型の形状
を倣う倣いセンサ；該倣いセンサの検知結果に基づい
て、前記加工対象をワイヤソーが倣うように前記移動手
段及び前記回転手段を制御する倣い制御手段；を備えて
おり、前記加工テーブルが、前記加工対象をセットするための回転可能な受け台；該
受け台上の加工対象を押さえるための押え台；を備えて
おり、前記移動手段が、固定台上に１方向に設けられたレール手段；該レール手
段上を移動可能であって、前記倣い装置及び前記加工テ
ーブルが固定された台車手段；該台車手段を前記レール
手段に沿って移動するための送り駆動手段；を備えてお
り、前記回転手段が、前記加工テーブルの回転軸と前記型テーブルの回転軸に
設けられており、前記加工テーブルと前記型テーブルを
同時に倣って回転駆動するための回転駆動手段；を備え
たことを特徴とするワイヤソー加工機。