JP3746498B2 - ワイヤソーの検査方法、ワイヤソーの検査装置及び切断装置 - Google Patents
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Description
このワイヤソーの一種としてレジンボンドワイヤソーがあり、高抗張力金属を芯線として用い、ポリアミド、ポリイミド樹脂等の有機材料またはガラス等の無機材料をバインダーとしてこれに砥粒を分散含有させたもので芯線を被覆するという構成のものである。
このような状況を改善するために、ワイヤソーの表面状態を検査するための装置が、特許文献1に開示されている。
また、砥粒数と砥粒の投影面積を検出できるため、砥粒の脱落を検出できるばかりでなく、砥粒の摩滅状態を検出することができ、偏摩耗等の異常摩耗を検知して、切味低下や断線を未然に防止することができる。
(1)ワイヤソーを透過した光を用いてワイヤソーの画像を撮影し、少なくとも砥粒の個数、砥粒間隔、砥粒の投影面積を検出して、砥粒の分布状態を検査することにより、切断性能に問題を生じるワイヤソーが製造されることを防止することができ、ワイヤソーの品質を高めることができる。
また、砥粒数と砥粒の投影面積を検出できるため、砥粒の脱落を検出できるばかりでなく、砥粒の摩滅状態を検出することができ、偏摩耗等の異常摩耗を検知して、切味低下や断線を未然に防止することができる。
図1を用いて、本発明のワイヤソーの検査装置について説明する。
図1において、ワイヤソー1の長手方向に対して垂直な2軸方向に、CCDカメラ2が配置され、このCCDカメラ2に対向してワイヤソー1を挟んでLED光源3が配置されている。CCDカメラ2にはカメラ用電源4が接続され、LED光源3にはLED光源用電源5が接続されている。2つのカメラ用電源4にはカメラ切替器6が接続され、カメラ切替器6と2つのLED光源3は制御装置7に接続され、制御装置7は演算装置8に接続されている。演算装置8には、その周辺機器としてのディスプレイ9、キーボード10,およびマウス11が接続されている。
図2(a)に、CCDカメラ2によって撮影されたワイヤソー1の静止画像の一例を示す。ワイヤソー1は、芯線21の周囲にボンド材22を用いて砥粒23を固着してなるものであるが、この検査方法においてはまず、画像の明度を読み取って、明度が大きく変化する位置に曲線Iを引く。この曲線Iはワイヤソー1と空間との境界であると判断できるため、曲線Iの立ち上がり部をワイヤソー1の両端と定義し、この両端から等距離の点を通ってワイヤソーの長手方向に直線Iを引き、この直線Iをワイヤソー1の中心線とする。次に、砥粒23の輪郭部の明度を基準値として設定し、この明度を持つ点を繋いで曲線IIを引き、砥粒23の輪郭線とする。
図3は、ワイヤソー1が、芯線21の周囲に複数の砥粒23(斜線を引いて示す)が固着されて形成されている様子を模式的に示しており、ワイヤソー1の外径をW、ワイヤソー1の左側の砥粒23の厚さをWL、ワイヤソー1の右側の砥粒23の厚さをWRとしている。また、各砥粒の投影面積をSL1、SR1等とし、砥粒間隔をLL1、LR1等としている。この検査方法は、以下のステップに従って実行される。
まず、砥粒数が閾値以上であるかについて判定する。ここでは、ワイヤソー1の長手方向について長さLの部分に、左右それぞれに砥粒23が5個ずつ固着されているものを示しており、たとえば、長さLの部分に固着されている砥粒数が5個以上であるものを良品と判定する。この判定は、ワイヤソーの左側、右側のいずれについても行い、
左側の砥粒数≧5
右側の砥粒数≧5
のとき良と判定してステップ2に進み、それ以外のときは不可と判定して砥粒数を赤で表示して検査を終了する。
砥粒を含むボンド層の厚さとワイヤソーの外径との比率を判定する。ワイヤソー1の外径Wに対する、左側の砥粒23の厚さWLと、右側の砥粒23の厚さWRとの和の比が0.55以上であるとき、すなわち
(WL+WR)/W≧0.55
を満たすとき良と判定してステップ3に進み、0.55より小さいときは不可と判定してその数値を赤で表示して検査を終了する。
芯線21の右側と左側での砥粒23を含むボンド層の厚さの偏りについて判定する。左側の砥粒23の厚さWLと、右側の砥粒23の厚さWRとの比が、0.9以上であれば良と判定してステップ3に進み、0.64以上0.9未満であれば可と判定してステップ3に進む。すなわち、
WL≧WRのとき、
WR/WL≧0.9 :良の判定
0.64≦WR/WL<0.9 :可の判定
WL≦WRのとき、
WL/WR≧0.9 :良の判定
0.64≦WL/WR<0.9 :可の判定
とし、それ以外のときは不可と判定してその数値を赤で表示して検査を終了する。
砥粒層中での砥粒の投影面積が閾値以上であるかについて判定する。砥粒層におけるボンド材の厚みが、左側においてWL、右側においてWRであるとすると、砥粒層の投影面積は図示する部分について左側でL×WL、右側でL×WRである。この砥粒層の投影面積に対して、砥粒の投影面積の総和の比をとって、
0.19≦(SL1+SL2+SL3+SL4+SL5)/(L×WL)≦0.62
0.19≦(SR1+SR2+SR3+SR4+SR5)/(L×WR)≦0.62
の条件を満たすときには良と判定してステップ5に進み、それ以外のときは不可と判定してその数値を赤で表示して検査を終了する。
以上のステップ1からステップ4までは前処理段階の検査工程であり、固着している砥粒数が十分でないものや、砥粒層が偏芯しているものを排除することによって、砥粒間隔の良否判定に誤判定が生じるのを防ぐために設けたものである。
図2における直線VIの間隔を検出することによって得られる砥粒間隔の標準偏差について判定を行い、砥粒の分散状態についての良否を判定する。
砥粒間隔の標準偏差は、芯線を挟んで右側の砥粒と左側の砥粒のいずれもが良と判定される条件を満たしているときに良と判定される。すなわち、左側の砥粒間隔を総称してLLとし、右側の砥粒間隔を総称してLRとしたときに、
LLの標準偏差≦25、かつLRの標準偏差≦25
のときに良と判定し、この範囲を除いて
LLの標準偏差≦70、かつLRの標準偏差≦70
のときに可と判定する。
なお、以上の標準偏差における数値は、静止画像における画素数を意味しており、これらの数値の単位は画素のドット数となる。
なお、上記の説明における数値は一例であって、上記のものに限定されず、必要に応じて適宜定めることができる。
また、測定に使用できる光源としては、蛍光灯、ハロゲンランプ、LED等の白色光を用いることができる。
切断装置30において、巻出しボビン31から供給されたワイヤソー1は、プーリー32により進行方向及び通過位置が変えられて、クーラントノズル33を備えた2つのガイドローラ34に巻き取られる。その結果、2つのガイドローラ34の間にその長手方向に沿ってワイヤソー1が間隔をおいて複数箇所に張られた状態となる。
2 CCDカメラ
3 LED光源
4 カメラ用電源
5 LED光源用電源
6 カメラ切替器
7 制御装置
8 演算装置
9 ディスプレイ
10 キーボード
11 マウス
21 芯線
22 ボンド層
23 砥粒
30 切断装置
31 巻出しボビン
32 プーリー
33 クーラントノズル
34 ガイドローラ
35 被切断材
36 ブロック
37 ワイヤソー検査装置
38 巻取りボビン
Claims (3)
- 芯線の周囲にボンド材によって砥粒を固着したワイヤソーの検査方法において、前記ワイヤソーを透過した光を用いて前記ワイヤソーの画像を撮影し、撮影されたワイヤソーの画像の明度に基づいて砥粒の輪郭を検知して砥粒の位置を検知することにより、少なくとも前記砥粒の個数、砥粒間隔、砥粒の投影面積を検出して、前記砥粒の分布状態を検査することを特徴とするワイヤソーの検査方法。
- ワイヤソーの長手方向に対して略垂直に配置された光源と、この光源からワイヤソーに照射されて透過する光を用いてワイヤソーの画像を撮影するカメラと、前記画像に基づいて、撮影されたワイヤソーの画像の明度に基づいて砥粒の輪郭を検知して砥粒の位置を検知することにより、少なくとも砥粒の個数、砥粒間隔、砥粒の投影面積を検出してワイヤソーの良否判定を行う演算装置とを備えたワイヤソーの検査装置。
- 請求項2記載のワイヤソーの検査装置を備えた切断装置。
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