JP6173149B2 - ワイヤソー及びワイヤによるワークの切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、走行させたワイヤをワークに押し当ててそのワークを切断するワイヤソー及びワイヤによるワークの切断方法に関するものである。

従来から、ダイヤモンド等の砥粒を電着や樹脂によって芯線に固定した固定砥粒ワイヤを走行させ、そのワイヤをワークに接触させてそのワークを切断するワイヤソーが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このワイヤソーでは、ワイヤ供給部からワイヤを繰出し、そのワイヤをワイヤ回収部において巻き取るようにしており、その間を移動するワイヤをワークに接触させて切断するように構成される。

ここで、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間を移動する一本のワイヤは、複数の多溝ローラ間に掛け回されて、並列状で同一方向に走行するよう引き回される。このように引き回されて形成された複数のワイヤからなる切断部にワークを押し当てることにより、そのワークを多数の薄片に同時に切断加工し得るとしている。

一方、このようなワイヤソーにおいて、効率の良い切断を得るには、切断部を構成するワイヤの張力を適度の範囲に維持しなければならないが、ワイヤが過度に緊張すると断線を生じることになる。そこで、上記特許文献１におけるワイヤソーは、ワイヤ供給部における供給側リールとワイヤ回収部における回収側リールに圧接させるローラを別に備えており、供給側及び巻取側の両圧接ローラを駆動させて供給側リールと回収側リールを間接的に駆動させ、供給側リールと回収側リール間で同期が取り切れずに発生する張力変化を、圧接ローラをスリップさせて吸収し、ワイヤの張力を安定させるようにしている。

特開平１１−２９１１５４号公報

しかし、複数の多溝ローラを用いて一本のワイヤを並列状で同一方向に走行するよう引き回して切断部を形成し、その切断部におけるワイヤにワークを押し当てると、ワーク供給部から繰出されてワークに接触したワイヤは、その抵抗によりその後の張力が変動し、一本のワイヤを並列状に引き回して形成され、同時にワークを切断する複数の切断部の全ての張力を均一にすることはできないという不具合があった。

本発明の目的は、一本のワイヤを引き回して形成されたワークを切断する複数の切断部の張力を均一にし得るワイヤソー及びワイヤによるワークの切断方法を提供することにある。

本発明は、ワイヤを繰出すワイヤ供給部と、繰出されたワイヤを回収するワイヤ回収部と、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間の移動途中のワイヤを引き回すことにより形成されたワークを切断する複数の切断部とを備えたワイヤソーの改良である。

その特徴ある構成は、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間のワイヤが掛け回され又は巻回されて回転することによりワイヤを一定の速度で移動させる送りキャプスタンと、ワイヤ供給部に設けられ送りキャプスタンより前側のワイヤが掛け回され又は巻回されて回転することにより前側ワイヤの張力を調整する前側張力調整用キャプスタンと、ワイヤ回収部に設けられ送りキャプスタンより後側のワイヤが掛け回され又は巻回されて回転することにより後側ワイヤの張力を調整する後側張力調整用キャプスタンとを備え、前側張力調整用キャプスタンと送りキャプスタンとの間を移動する前側ワイヤ及び送りキャプスタンと後側張力調整用キャプスタンの間を移動する後側ワイヤによりワークを切断する切断部が形成されたところにある。

この場合、前側ワイヤのワークを切断する前後における張力を検出する第１及び第２ロードセルと、後側ワイヤのワークを切断する前後における張力を検出する第３及び第４ロードセルと、第１及び第２ロードセルの検出出力により前側張力調整用キャプスタンの回転を制御し、第３及び第４ロードセルの検出出力により後側張力調整用キャプスタンの回転を制御するコントローラとを更に備えることが好ましい。

また、このワイヤソーには、内部にワークを収容するハウジングが設けられ、送りキャプスタンがハウジングの外部に露出して設けられることが好ましく、ハウジングの内部に、ワークを搭載して昇降させる昇降機と、昇降機上方に設けられてワイヤを引き回す複数のプーリと、複数のプーリの一部又は全部を移動させるアクチュエータと、が設けられることが更に好ましい。

また、別の本発明は、ワイヤ供給部から繰出され、ワイヤ回収部に巻き取られるワイヤによりワークを切断するワークの切断方法の改良である。

その特徴ある点は、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間のワイヤを送りキャプスタンに巻回して送りキャプスタンを回転させることによりワイヤを一定の速度で移動させ、送りキャプスタンより前側のワイヤの張力を前側張力調整用キャプスタンにより調整し、送りキャプスタンより後側のワイヤの張力を後側張力調整用キャプスタンにより調整し、前側張力調整用キャプスタンと送りキャプスタンとの間を張力が調整されて移動する前側ワイヤ及び送りキャプスタンと後側張力調整用キャプスタンの間を張力が調整されて移動する後側ワイヤによりワークを切断するところにある。

１本のワイヤを折り返して２本とし、その２本のワイヤでワークを切断すると、先にワークを切断する前側ワイヤの切断加工持に生じる抵抗が、その後にワークを切断する後側ワイヤに加わり、切断加工を行う前ワイヤと後ワイヤの張力が異なる事態を生じさせる。本発明のワイヤソー及びワイヤによるワークの切断方法にあっても、１本のワイヤを送りキャプスタンにより移動させる。

けれども、本発明では、前側張力調整用キャプスタンの回転を制御して前側ワイヤの張力を調整し、後側張力調整用キャプスタンの回転を制御して後側ワイヤの張力を調整するので、その前側ワイヤと後側ワイヤの張力を別々に調整することが可能になる。このため、同時にワークを切断する前側ワイヤと後側ワイヤの張力を適度の範囲において均一にすることにより、より安定したワークの切削加工を可能にすることができることになる。

特に、前側ワイヤのワークを切断する前後における張力を検出する第１及び第２ロードセル、及び後側ワイヤのワークを切断する前後における張力を検出する第３及び第４ロードセルの検出出力により、前側及び後側張力調整用キャプスタンの回転を制御し、第１と第３ロードセルの値が等しくなるとともに、第２と第４ロードセルの値も等しくなるように前側ワイヤ及び後ろ側ワイヤの張力を調整すれば、より確実に均一化させた切断加工を得ることが可能になる。

また、送りキャプスタンをハウジングの外部に露出して設ければ、ワイヤの配索作業やその保守点検が容易となり、ワイヤを引き回す複数のプーリを移動させるアクチュエータを設えれば、大きさや形が異なるワークを所望の位置や形で切断することが可能になる。

本発明実施形態のワイヤソー及びワイヤによるワークの切断方法示す構成図である。 そのワイヤソーの正面図である。 そのワイヤソーの上面図である。 そのワイヤソーの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 そのハウジング内部のプーリとアクチュエータを示す斜視図である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１に本発明のワイヤソー１０の構成を示す。本発明のワイヤソー１０は、ワイヤ１１を繰出すワイヤ供給部と、繰出されたワイヤ１１を回収するワイヤ回収部と、それらの間の切断部とを有する。切断部は、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間の移動途中のワイヤ１１に形成されてワーク１２を切断するように構成される。

図２〜図４に、その構成を有する具体的なワイヤソー１０を示す。このワイヤソー１０は、ワイヤ供給部を構成するワイヤ繰出装置２０と、ワイヤ回収部を構成するワイヤ回収装置１２０と、ワイヤ繰出装置２０から繰出されてワイヤ回収装置１２０に回収される移動途中のワイヤ１１が内部に引き回される加工機本体４０とを備える。各図において、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺの３軸を設定し、Ｘ軸が略水平前後方向、Ｙ軸が略水平横方向、Ｚ軸が鉛直方向に延びるものとし、このワイヤソー１０の構成について説明する。

なお、ワイヤ繰出装置２０と加工機本体４０とワイヤ回収装置１２０はＹ軸方向にこの順序に並んで設けられ、ワイヤ繰出装置２０とワイヤ回収装置１２０は対称構造をなしてその構造が等しく作られる。この対称構造をなすワイヤ繰出装置２０とワイヤ回収装置１２０は、それぞれ正転方向と逆転方向がある。

即ち、ワイヤ繰出装置２０がワイヤを繰出し、ワイヤ回収装置１２０がワイヤを回収する場合を正転方向とすると、逆転方向の場合はワイヤ回収装置１２０が繰出装置として機能し、ワイヤ繰出装置２０が回収装置として機能する。この場合、ワイヤ１１の繰出しと回収の作動が逆になるだけのものであるので、本実施の形態においては、正転方向におけるワイヤ繰出装置２０に関する説明を中心に行い、ワイヤ回収装置１２０にあっては、ワイヤ繰出装置２０に付された符号に１００を加えた符号を付し、同様にリール２２〜回転モーター３４に付された符号に１００を加えた符号を付すものとして、その詳細な説明は省略するものとする。また、正転方向における説明として、後述する繰出側張力調整用キャプスタン３１、回収側張力調整用キャプスタン１３１のように、必要に応じて、「繰出側」、「回収側」等の表現を用い、図１に示す矢印の方向を正転方向として以下に説明する。

図２〜図４に示すように、ワイヤ繰出装置２０は、複数の取付脚２１ａとを有する台板２１を備える。この台板２１は伸長された複数の取付脚２１ａを介して水平に設置可能に構成される。この台板２１には軸方向をＸ軸方向に向けるリール２２が設けられる（図２）。このリール２２は、ワイヤ１１をその巻胴部に巻回して貯線するものであり、リール２２の回転軸がＸ軸方向を向いて支持台２３に回転可能に設けられる。そして、この支持台２３は、リール２２を回転可能に支持した状態で、そのリール２２の軸方向（Ｘ軸方向）に移動可能に台板２１に取付けられる。

ここで、このリール２２に巻回されるワイヤ１１は、この実施の形態では、いわゆるワイヤソー１０として使用される固定砥粒ワイヤ１１から成るものである。この固定砥粒ワイヤ１１は、芯線であるワイヤの周囲にダイヤモンド等の砥粒を電着や樹脂によって固定したものである。なお、ワイヤは、この固定砥粒ワイヤ１１に限らず、ワーク１２を切断可能である限り、他のものであっても良い。

図示しないが、支持台２３には、リール２２を回転させる繰出しモータが設けられる。この実施の形態における繰出しモータは、供給用リール２２の回転速度を変更可能なサーボモータであり、この繰出しモータには図示しないコントローラの制御出力が接続される。そして、コントローラからの指令に基づいて繰出しモータが供給用リール２２を所定の速度で回転させることにより、リール２２からワイヤ１１を繰出すように構成される。

この台板２１の上面には、箱体２４が組みつけられ（図３）、リール２２の上方における箱体２４の前面には、Ｘ軸に直交してＹＺ平面に平行な鉛直板２５が取付けられる。この鉛直板２５には、図２に示すように、リール２２から繰出されたワイヤ１１のＸ軸方向（リール２２の軸方向）における位置を検出する位置検出手段２６が設けられる。

この位置検出手段２６は、揺動板２６ｃに枢支されてリール２２から上方に繰出されたワイヤ１１が掛け回される一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂと、揺動板２６ｃの基準位置に対する回転角度を検出する図示しない角度検出センサとを備える。

そして、一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂは揺動板２６ｃのＹ軸方向の他端に鉛直方向に上下に並んで設けられる。また、揺動板２６ｃは、鉛直板２５に平行であって一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂがリール２２の上方に位置した状態で、そのＹ軸方向の一端が鉛直軸（Ｚ軸）に平行な回転軸を中心に、鉛直板２５に揺動可能に枢支される。

リール２２から上方に向かうワイヤ１１は、位置検出手段２６における一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂにＳ字状に掛け回される。このため、リール２２からのワイヤの繰出し位置が、Ｘ軸方向にずれると揺動板２６ｃが揺動することになる。これにより、図示しない角度センサがその揺動を検出すると、リール２２を支持する支持台２３をＸ軸方向に移動させて、リール２２からのワイヤ１１の繰出し位置を常に一定にするように構成される。

鉛直板２５には、位置検出手段２６の一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂに掛け回されて通過したワイヤ１１に一定の張力を付与する張力装置２７が設けられる。この張力装置２７は、一対の掛け回しローラ２６ａ，２６ｂを通過したワイヤ１１がＳ字状に掛け回される一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂと、その一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂが両端に枢支されて、その一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂの中間を中心として回転可能に鉛直板２５に枢支されたダンサーアーム２７ｃと、そのダンサーアーム２７ｃを所定のトルクで回転させようとする図示しないトルク用モータとを備える。

そして、トルク用モータとしては、トルク制御により一定のトルクを生じさせるサーボモータが用いられ、このトルク用モータにより付与されるダンサーアーム２７ｃの回転しようとする付勢力によって、その両端に設けられた一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂに掛け回されたワイヤ１１に所定の張力を与えるように構成される。

ここで、符号２８で示す鉛直板２５に設けられたローラは、揺動板２６ｃに組み込まれているローラ２６ａに無理な負荷がかからない位置へワイヤ１１を繰出すためのローラである。また、符号２９は、その鉛直板２５に設けられて位置検出手段２６と張力装置２７の間のワイヤ１１が掛け回され、その間のワイヤ１１の張力を検出する繰出ワイヤ用ロードセル２９である。

一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂに掛け回されたワイヤ１１は、その後、鉛直板２５に設けられた繰出側張力調整用キャプスタン３１を介して繰出されることになる。

このワイヤ繰出装置２０からＹ軸方向に離間して設けられたワイヤ回収装置１２０では、そのワイヤ１１は最初に回収側張力調整用キャプスタン１３１に掛け回され、その後、ワイヤ回収装置１２０における張力装置１２７，回収ワイヤ用ロードセル１２９及び位置検出手段１２６を通過した後、その回収側リール１２２に巻回されるように構成される。

このように構成されたワイヤ繰出装置２０とワイヤ回収装置１２０の間に設けられた加工機本体４０は、ワイヤ繰出装置２０から繰出されてワイヤ回収装置１２０に回収される移動途中のワイヤ１１を内部に引き入れるものである。

このため、この加工機本体４０は、その移動するワイヤ１１によって切断される被切断対象物であるワーク１２を収容するハウジング４１を備える。このハウジング４１は複数の取付脚４１ａを有する箱体であって、正面の上部には、ワーク１２を挿脱する扉４１ｂ，４１ｃが設けられる。

図２に示すように、このハウジング４１の内部には、その底部に被切断対象となるワーク１２を上部に搭載して昇降させる昇降機４２が設けられる。この昇降機４２は、ワーク１２を実際に搭載する搭載台４２ａと、この搭載台４２ａが上端に設けられた支持脚４２ｄと、この支持脚４２ｄを搭載台４２ａとともに昇降させる昇降本体４２ｂとを備え、搭載台４２ａと昇降本体４２ｂの間の支持脚４２ｄは、蛇腹状のホース４２ｃにより包囲されて、切削時にワーク１２に降りかけられる切削オイルの浸入を防止するように構成される。

また、後述するけれども、ハウジング４１の内部であって、昇降機４２上方には移動途中のワイヤ１１を引き回す複数のプーリ４３（図６）と、これら複数のプーリ４３の一部又は全部を移動させるアクチュエータ４４（図６）とが設けられる。

図１に示すように、本発明のワイヤソー１０の特徴ある構成は、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間のワイヤ１１が掛け回され又は巻回されるキャプスタン４６が設けられ、ワイヤ供給部に繰出側張力調整用キャプスタン３１が設けられ、ワイヤ回収部に回収側張力調整用キャプスタン１３１が設けられたところにある。そして、本発明のワイヤソー１０は、繰出側張力調整用キャプスタン３１と送りキャプスタン４６との間を移動する前側ワイヤ１１ａ、及び送りキャプスタン４６と回収側張力調整用キャプスタン１３１の間を移動する後側ワイヤ１１ｂによりワーク１２を切断するように構成される。

送りキャプスタン４６は、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間の移動途中のワイヤ１１が掛け回され又は巻回されて回転することによりそのワイヤ１１を移動させるものであり、図２〜図５に示すように、この送りキャプスタン４６は加工機本体４０を構成するハウジング４１の外部に露出して設けられる。具体的に、送りキャプスタン４６は、ハウジング４１のワイヤ回収装置１２０側の側壁に設けられる。

この送りキャプスタン４６は、ワイヤ１１が掛け回され又は巻回されるものであり、図４及び図５に示すように、その側壁には、そのワイヤ１１を送りキャプスタン４６に掛け回すための一対の掛け回しローラ４７，４８が送りキャプスタン４６の近傍に設けられる。

この送りキャプスタン４６は、ワイヤ１１を常時一定の速度で移動させるものであり、その側壁には、この送りキャプスタン４６を回転させる駆動モータ４９が設けられる。この実施の形態における駆動モータ４９は、送りキャプスタン４６の回転速度を変更可能なサーボモータであり、この駆動モータ４９には図示しないコントローラの制御出力が接続される。そして、コントローラは駆動モータ４９を介して送りキャプスタン４６を常に一定の速度で回転させ、そこに掛け回され又は巻回されたワイヤ１１を常時同一の速度で移動させるように構成される。

図１に戻って、この実施の形態におけるワイヤソー１０は、前側ワイヤ１１ａのワーク１２を切断する前後における張力を検出する第１及び第２ロードセル５１，５２と、後側ワイヤ１１ｂのワーク１２を切断する前後における張力を検出する第３及び第４ロードセル５３，５４とを備える。

図２に示すように、第１ロードセル５１は、ハウジング４１のワイヤ繰出装置２０側の側壁に設けられ、図４及び図５に示すように、第２〜第４ロードセル５２〜５４は、そのハウジング４１のワイヤ回収装置１２０側の側壁に設けられる。

具体的に、第１ロードセル５１は、ワイヤ繰出装置２０から繰出されたワイヤ１１であってハウジング４１の内部に引き込まれる直前のワイヤ１１が掛け回されるようにハウジング４１の側壁に設けられる。

図５に示すように、第２ロードセル５２は、ハウジング４１の内部から引き出されて送りキャプスタン４６に向かうワイヤ１１が掛け回されるようにハウジング４１の側壁に設けられ、第３ロードセル５３は、その送りキャプスタン４６から再びハウジング４１の内部に向かうワイヤ１１が掛け回されるようにハウジング４１の側壁に設けられる。第４ロードセル５４は、ハウジング４１の内部から引き出されてワイヤ回収装置１２０に向かうワイヤ１１が掛け回されるようにハウジング４１の側壁に設けられる。

図２〜図４に示すように、ワイヤ繰出装置２０の鉛直板２５に設けられた繰出側張力調整用キャプスタン３１は、送りキャプスタン４６より前側のワイヤ１１が掛け回され又は巻回されて回転することにより、繰出側張力調整用キャプスタン３１と送りキャプスタン４６の間の前側ワイヤ１１ａの張力を調整するものである。このため、その鉛直板２５には、そのワイヤ１１を繰出側張力調整用キャプスタン３１に掛け回すための一対の掛け回しローラ３２，３３が繰出側張力調整用キャプスタン３１の近傍に設けられる。

そして、その鉛直板２５には、この繰出側張力調整用キャプスタン３１を回転させる前側回転モータ３４が設けられる。この実施の形態における前側回転モータ３４は、繰出側張力調整用キャプスタン３１の回転速度を変更可能なサーボモータであり、この前側回転モータ３４にも、図示しないコントローラの制御出力が接続される。

一方、ワイヤ回収装置１２１の鉛直板１２５に設けられた回収側張力調整用キャプスタン１３１は、送りキャプスタン４６より後側のワイヤ１１が掛け回され又は巻回されて回転することにより、送りキャプスタン４６と回収側張力調整用キャプスタン１３１の間の後側ワイヤ１１ｂの張力を調整するものである。このため、その鉛直板１２５には、そのワイヤ１１を回収側張力調整用キャプスタン１３１に掛け回すための一対の掛け回しローラ１３２，１３３が回収側張力調整用キャプスタン１３１の近傍に設けられる。

そして、その鉛直板１２５には、この回収側張力調整用キャプスタン１３１を回転させる後側回転モータ１３４が設けられる。

この実施の形態における後側回転モータ１３４にあっても、回収側張力調整用キャプスタン１３１の回転速度を変更可能なサーボモータであり、この後側回転モータ１３４にも、図示しないコントローラの制御出力が接続される。

図１に示すように、ハウジング４１（図２）に設けられた第１及び第２ロードセル５１，５２は、前側ワイヤ１１ａのワーク１２を切断する前後における張力を検出するものであり、第３及び第４ロードセル５３，５４は、後側ワイヤ１１ｂのワーク１２を切断する前後における張力を検出するものである。そして、第１〜第４ロードセル５１〜５４の検出出力は、図示しないコントローラに接続される。

そして、このコントローラは、第１及び第２ロードセル５１，５２の検出出力により前側回転モータ３４を介して繰出側張力調整用キャプスタン３１の回転を制御し、繰出側張力調整用キャプスタン３１と送りキャプスタン４６との間を移動する前側ワイヤ１１ａの張力を調整するように構成される。

また、そのコントローラは、第３及び第４ロードセル５３，５４の検出出力により後側回転モータ１３４を介して回収側張力調整用キャプスタン１３１の回転を制御し、送りキャプスタン４６と回収側張力調整用キャプスタン１３１との間を移動する後側ワイヤ１１ｂの張力を調整するように構成される。

即ち、１本のワイヤ１１を送りキャプスタン４６により一定の速度で移動させ、その送りキャプスタン４６の前後におけるワイヤ１１でワーク１２を切断すると、先にワーク１２を切断する前側ワイヤ１１ａの切断加工持に生じる抵抗が、その後にワーク１２を切断する後側ワイヤ１１ｂに加わり、切断加工を行う前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力が異なる事態を生じさせる。

けれども、本発明では、繰出側張力調整用キャプスタン３１の回転を制御して前側ワイヤ１１ａの張力を調整し、回収側張力調整用キャプスタン１３１の回転を制御して後側ワイヤ１１ｂの張力を調整するので、その前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力を別々に調整することが可能になる。これにより、同時にワーク１２を切断する前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力を均一にすることにより、より安定したワーク１２の切削加工を可能にすることができるものになる。

特に、第１及び第２ロードセル５１，５２は、前側ワイヤ１１ａのワーク１２を切断する前後における張力を検出するものであり、第３及び第４ロードセル５３，５４は、後側ワイヤ１１ｂのワーク１２を切断する前後における張力を検出するものであるので、第１と第３ロードセル５１，５３の値が等しくなるとともに、第２と第４ロードセル５２，５４の値も等しくなるように前側ワイヤ１１ａ及び後側ワイヤ１１ｂの張力を調整することにより、より確実に均一化させた切断加工を得ることが可能になる。ここで、ワイヤ１１の移動速度は送りキャプスタン４６により一定とされるので、張力調整に伴ってワイヤ１１の移動速度が変化することはない。

送りキャプスタン４６の回転によりワイヤ１１が移動すると、繰出側張力調整用キャプスタン３１の回転により、ワイヤ繰出装置２０におけるリール２２からワイヤ１１が繰出される。ワイヤ１１の移動量に対して繰出リール２２からの繰出し量が増加すると、張力装置２７における一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂに掛け回されるワイヤ１１の全長が増加することにより、図２ではダンサーアーム２７ｃが実線矢印で示す左方向に回転することになる。

逆に、繰出リール２２からのワイヤ１１の繰出し量が減少すると、一対のガイドローラ２７ａ，２７ｂに掛け回されるワイヤ１１の全長も減少するので、図２ではダンサーアーム２７ｃが破線矢印で示す右方向に回転することになる。

このダンサーアーム２７ｃの中立位置からの回転は図示しないエンコーダにより検出され、この検出出力に基づいてコントローラは繰出リール２２を回転させる図示しないモータを制御し、リール２２の回転速度を変更調整してワイヤ１１の繰出し量を送りキャプスタン４６の移動量と同一になるように調整し、ダンサーアーム２７ｃが中立位置に維持されるように構成される。

一方、ワイヤ回収装置１２０では、回収側張力調整用キャプスタン１３１が回転することによりワイヤ１１を回収して、その回収側リール１２２に巻回させることになる。その回収側リール１２２の回収量が減少すると、張力装置１２７における一対のガイドローラ１２７ａ，１２７ｂに掛け回されるワイヤ１１の全長が増加し、ダンサーアーム２７ｃが実線矢印で示すに右方向に回転する。

逆に、回収リール１２２への回収量が増加すると、一対のガイドローラ１２７ａ，１２７ｂに掛け回されるワイヤ１１の全長も減少して、ダンサーアーム２７ｃが破線矢印で示す左方向に回転する。

このダンサーアーム２７ｃの中立位置からの回転は図示しないエンコーダにより検出され、この検出出力に基づいてコントローラは回収リール１２２を回転させるモータを制御し、回収リール１２２の回転速度を変更調整してワイヤ１１の回収量を送りキャプスタン４６によるワイヤ１１の移動量と同一になるように調整し、ダンサーアーム１２７ｃが中立位置に維持されるように構成される。

また、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間のワイヤ１１を引き込む加工機本体４０では、ハウジング４１の内部に引き回されたワイヤ１１の移動速度は送りキャプスタン４６の回転により常時一定であり、ハウジング４１の内部において、前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂは複数のプーリ４３により掛け回される。図６にこのプーリ４３と、その全部又は一部を移動させるアクチュエータ４４を示す。具体的には、ハウジング４１内部のワーク１２の上方には天板４１ｄ（図２）が設けられ、その天板４１ｄにアクチュエータ４４が設けられる。

図６では、前側ワイヤ１１ａがＸ軸方向の扉４１ｂ，４１ｃ（図２）に近い手前側に引き回され、後側ワイヤ１１ｂが、その奥側に引き回される場合を示し、ワイヤ１１を引き回すプーリ４３が上下に枢支された４本のステー５６〜５９が設けられる。具体的には、Ｘ軸方向の扉４１ｂ，４１ｃ側にＹ軸方向に並んで２本の第１及び第２ステー５６，５７が設けられ、その２本の第１及び第２ステー５６，５７に枢支されたプーリ４３が前側ワイヤ１１ａを引き回すものである。

また、扉４１ｂ，４１ｃから離れる側にＹ軸方向に並んで２本の第３及び第４ステー５８，５９が設けられ、その２本の第３及び第４ステー５８，５９に枢支されたプーリ４３が後側ワイヤ１１ｂを引き回すものである。

アクチュエータ４４は、これら４本のステー５６〜５９を介して複数のプーリ４３を移動可能に構成され、この実施の形態では第１ステー５６は天板４１ｄに移動不能に固定される。

一方、第２ステー５７はアクチュエータ４４によりＹ軸方向及びＺ軸方向の双方に移動可能に構成され、第１及び第２ステー５６，５７に枢支されたプーリ４３に掛け回されてワーク１２を切断することになる前側ワイヤ１１ａは、その第１及び第２ステー５６，５７間のＹ軸方向の距離により全長が可変可能に構成され、第２ステー５７がＺ軸方向に昇降することにより水平方向から傾斜可能に構成される。

また、アクチュエータ４４は、第３ステー５８をＸ軸方向に移動可能に構成され、第４ステー５９を３軸方向のいずれの方向にも移動可能に構成される。

このため、第３及び第４ステー５８，５９に枢支されたプーリ４３に掛け回されてワーク１２を切断することになる後側ワイヤ１１ｂは、その第３及び第４ステー５８，５９間のＹ軸方向の距離により全長が可変可能に構成され、第３及び第４ステー５８，５９のいずれか一方がＺ軸方向に昇降することにより水平方向から傾斜可能に構成される。

また、この第３及び第４ステー５８，５９をＸ軸方向に移動させて第１及び第２ステー５６，５７との間のＸ軸方向における距離を変更すると、前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの距離を変更可能に構成される。

次に、本発明のワイヤによるワークの切断方法について説明する。

本発明のワイヤによるワークの切断方法は、図１に示すように、ワイヤ供給部から繰出され、ワイヤ回収部に巻き取られるワイヤ１１によりワーク１２を切断する方法であって、ワイヤ供給部とワイヤ回収部の間のワイヤ１１を送りキャプスタン４６に巻回して送りキャプスタン４６を回転させることによりワイヤ１１を移動させ、送りキャプスタン４６より前側のワイヤ１１の張力を繰出側張力調整用キャプスタン３１により調整し、送りキャプスタン４６より後側のワイヤ１１の張力を回収側張力調整用キャプスタン１３１により調整し、繰出側張力調整用キャプスタン３１と送りキャプスタン４６との間を張力が調整されて移動する前側ワイヤ１１ａ及び送りキャプスタン４６と回収側張力調整用キャプスタン１３１の間を張力が調整されて移動する後側ワイヤ１１ｂによりワーク１２を切断することを特徴とする。

図２〜図４に示すワイヤソー１０を用いた場合には、先ず、ハウジング４１の前面に設けられた扉４１ｂ，４１ｃを開放して切断対象物であるワーク１２を昇降機４２の搭載台４２ａに搭載する（図２）。それとともに、ワイヤ繰出装置２０から繰出されたワイヤ１１をハウジング４１の内部に引き回して、送りキャプスタン４６に掛け回す又は巻回する。

その後ハウジング４１の外部に引き出されたワイヤ１１をワイヤ回収装置１２０により回収させる。このとき、送りキャプスタン４６をハウジング４１の外部に露出して設けているので、ワイヤ１１を引き回す等の配索作業は比較的容易になり、その後の切断加工作業途中における保守点検も容易となる。

そして、図６に示すように、ハウジング４１の内部に設けられてワイヤ１１を引き回す複数のプーリ４３をアクチュエータ４４により移動させ、実際にワーク１２を切断することになる前側ワイヤ１１ａ及び後側ワイヤ１１ｂを所望の長さや位置に調整する。

図２に戻って、その状態で送りキャプスタン４６を一定の速度で回転させ、そこに掛け回され又は巻回されたワイヤ１１を常時同一の速度で移動させる。すると、ワイヤ繰出装置２０に設けられた繰出側張力調整用キャプスタン３１も回転し、そのワイヤ繰出装置２０におけるリール２２からワイヤ１１が順次繰出される。その一方で、ワイヤ回収装置１２０では、回収側張力調整用キャプスタン１３１が回転し、ワイヤ１１を回収側リール１２２に巻回させて回収することになる。

送りキャプスタン４６を回転させると、ハウジング４１内部に引き回された前側ワイヤ１１ａ及び後側ワイヤ１１ｂはそれぞれが長手方向に移動するので、この状態で昇降機４２は搭載台４２ａとともにワーク１２を上昇させる。そして、長手方向に移動する前側ワイヤ１１ａ及び後側ワイヤ１１ｂの双方にワーク１２を接触させる。その後もワーク１２を上昇させることにより、ワイヤ１１によりそのワーク１２を切断する。

一方、ワーク１２を切断する際に、そのワーク１２を切断する前側ワイヤ１１ａの張力を繰出側張力調整用キャプスタン３１により調整し、その前側ワイヤ１１ａとともにワーク１２を切断する後側ワイヤ１１ｂの張力を回収側張力調整用キャプスタン１３１により調整する。

そして、繰出側張力調整用キャプスタン３１と送りキャプスタン４６との間を張力が調整されて移動する前側ワイヤ１１ａ及び送りキャプスタン４６と回収側張力調整用キャプスタン１３１の間を張力が調整されて移動する後側ワイヤ１１ｂによりワーク１２を切断する。

ここで、ワーク１２を実際に切断することになる前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂは１本のワイヤ１１から成るので、先にワーク１２を切断する前側ワイヤ１１ａの切断加工持に生じる抵抗が、その後にワーク１２を切断する後側ワイヤ１１ｂに加わり、切断加工を行う前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力が異なる事態を生じさせる。

けれども、本発明のワイヤによるワークの切断方法では、送りキャプスタン４６の回転を基準とし、繰出側張力調整用キャプスタン３１の回転を制御して、送りキャプスタン４６より前に存在する前側ワイヤ１１ａの張力を調整し、回収側張力調整用キャプスタン１３１の回転を制御して、送りキャプスタン４６より後に存在する後側ワイヤ１１ｂの張力を調整する。これにより、その前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力を別々に調整することが可能になり、同時にワーク１２を切断する前側ワイヤ１１ａと後側ワイヤ１１ｂの張力を均一にすることにより、より安定したワーク１２の切削加工を可能にすることができるのである。

また、図２〜図５に示す本発明のワイヤソー１０は、ハウジング４１の内部においてワイヤ１１を複数のプーリ４３により引き回しており、一本のワイヤ１１を複数の多溝ローラ間に並列状で同一方向に走行するよう引き回す従来のものと異なる。

そして、本発明のワイヤソー１０は、その複数のプーリ４３の一部又は全部を移動させるアクチュエータ４４を更に備えたので、前側ワイヤ１１ａ及び後側ワイヤ１１ｂの長さや位置、及びその角度を自由に調整できるものとなる。このため、被切断対象物であるワーク１２の大きさが異なる場合であっても、その大きさや形が異なるワーク１２を所望の位置や形で切断することが可能になる。

本実施の形態においては、ワイヤ繰出装置２０から繰出されるワイヤ１１が送りキャプスタン４６を経由してワイヤ回収装置１２０に回収される正転方向における動作を説明した。

この場合、ワイヤ繰出装置２０から繰出されるワイヤ１１の全てがワイヤ回収装置１２０に回収された後は、ワイヤ回収装置１２０が「繰出側」とし、送りキャプスタン４６を経由してワイヤ繰出装置２０が「回収側」となる逆転方向に動作することで、正転方向と逆転方向の動作を繰り返して行うことが可能となる。これにより、ワイヤ１１が摩耗するまで使用することができ、張力を均一にした状態で安定して切削加工をおこなうことができ、さらに作業性及び生産性を向上させることができる。

なお、上述した実施の形態では、張力装置２７，１２７におけるダンサーアーム２７ｃ，１２７ｃの回転によりリール２２，１２２の回転速度を変更調整してワイヤ１１の繰出し量や回収量を送りキャプスタン４６の移動量と同一になるように調整する場合を説明した。

これに異なる事例として、位置検出手段２６，１２６と張力装置２７，１２７の間のワイヤ１１が掛け回されて、その間のワイヤ１１の張力を検出する繰出ワイヤ用ロードセル２９及び回収ワイヤ用ロードセル１２９の検出出力により、コントローラは繰出又は回収リール２２，１２２を回転させる図示しないモータを制御し、それらのリール２２，１２２の回転速度を変更調整してワイヤ１１の繰出し量又は回収量を送りキャプスタン４６の移動量と同一になるように調整しても良い。

１０ ワイヤソー
１１ ワイヤ
１１ａ 前側ワイヤ
１１ｂ 後側ワイヤ
１２ ワーク
２０ ワイヤ繰出装置（ワイヤ供給部）
３１ 繰出側張力調整用キャプスタン
４０ 加工機本体
４１ ハウジング
４２ 昇降機
４３ プーリ
４４ アクチュエータ
４６ 送りキャプスタン
５１ 第１ロードセル
５２ 第２ロードセル
５３ 第３ロードセル
５４ 第４ロードセル
１２０ ワイヤ回収装置（ワイヤ回収部）
１３１ 回収側張力調整用キャプスタン

Claims (5)

1. ワイヤ(11)を繰出すワイヤ供給部(20)と、繰出された前記ワイヤ(11)を回収するワイヤ回収部(120)と、前記ワイヤ供給部(20)と前記ワイヤ回収部(120)の間の移動途中の前記ワイヤ(11)を引き回すことにより形成されたワーク(12)を切断する複数の切断部(11a,11b)とを備えたワイヤソーにおいて、
   前記ワイヤ供給部(20)と前記ワイヤ回収部(120)の間の前記ワイヤ(11)が掛け回され又は巻回されて回転することにより前記ワイヤ(11)を一定の速度で移動させる送りキャプスタン(46)と、
   前記ワイヤ供給部(20)に設けられ前記送りキャプスタン(46)より前側のワイヤ(11a)が掛け回され又は巻回されて回転することにより前記前側ワイヤ(11a)の張力を調整する繰出側張力調整用キャプスタン(31)と、
   前記ワイヤ回収部(120)に設けられ前記送りキャプスタン(46)より後側のワイヤ(11b)が掛け回され又は巻回されて回転することにより前記後側ワイヤ(11b)の張力を調整する回収側張力調整用キャプスタン(131)と
   を備え、
   繰出側張力調整用キャプスタン(31)と送りキャプスタン(46)との間を移動する前記前側ワイヤ(11a)及び前記送りキャプスタン(46)と回収側張力調整用キャプスタン(131)の間を移動する前記後側ワイヤ(11b)により前記ワーク(12)を切断する切断部が形成された
   ことを特徴とするワイヤソー。
2. 前側ワイヤ(11a)のワーク(12)を切断する前後における張力を検出する第１及び第２ロードセル(51,52)と、
   後側ワイヤ(11b)の前記ワーク(12)を切断する前後における張力を検出する第３及び第４ロードセル(53,54)と、
   前記第１及び第２ロードセル(51,52)の検出出力により繰出側張力調整用キャプスタン(31)の回転を制御し、前記第３及び第４ロードセル(53,54)の検出出力により回収側張力調整用キャプスタン(131)の回転を制御するコントローラと
   を更に備えた請求項１記載のワイヤソー。
3. 内部にワーク(12)を収容するハウジング(41)が設けられ、送りキャプスタン(46)が前記ハウジング(41)の外部に露出して設けられた請求項１又は２記載のワイヤソー。
4. ハウジング(41)の内部に、ワーク(12)を搭載して昇降させる昇降機(42)と、前記昇降機(42)上方に設けられてワイヤ(11)を引き回す複数のプーリ(43)と、前記複数のプーリ(43)の一部又は全部を移動させるアクチュエータ(44)と、が設けられた請求項３記載のワイヤソー。
5. ワイヤ供給部(20)から繰出され、ワイヤ回収部(120)に巻き取られるワイヤ(11)によりワーク(12)を切断するワークの切断方法において、
   前記ワイヤ供給部(20)と前記ワイヤ回収部(120)の間の前記ワイヤ(11)を送りキャプスタン(46)に巻回して前記送りキャプスタン(46)を回転させることにより前記ワイヤ(11)を一定の速度で移動させ、
   前記送りキャプスタン(46)より前側のワイヤ(11a)の張力を繰出側張力調整用キャプスタン(31)により調整し、
   前記送りキャプスタン(46)より後側のワイヤ(11b)の張力を回収側張力調整用キャプスタン(131)により調整し、
   前記繰出側張力調整用キャプスタン(31)と前記送りキャプスタン(46)との間を張力が調整されて移動する前側ワイヤ(11a)及び前記送りキャプスタン(46)と前記回収側張力調整用キャプスタン(131)の間を張力が調整されて移動する後側ワイヤ(11b)により前記ワーク(12)を切断する
   ことを特徴とするワイヤによるワークの切断方法。

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