JP6857509B2

JP6857509B2 - Wire saw

Info

Publication number: JP6857509B2
Application number: JP2017026074A
Authority: JP
Inventors: 河津　知之; 知之河津; 智寛田川; 佳央二上
Original assignee: Komatsu NTC Ltd
Current assignee: Komatsu NTC Ltd
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-02-15
Also published as: JP2018130797A; CN108436724A; CN108436724B

Description

本発明は、半導体材料、磁性材料、セラミックス等の脆性材料よりなるワークをワイヤにより切断加工するためのワイヤソーに関するものである。 The present invention relates a semiconductor material, a workpiece made of a brittle material such as ceramics to Waiyaso over to cutting by the wire.

従来、この種のワイヤソーにおいては、ワーク加工用のワイヤが巻き回される一対のボビンと、両ボビン間においてワイヤが架設状態で周回される複数の加工用ローラとが備えられている。各ボビンには、ボビンの軸線方向に沿って往復動されて、ボビンに対するワイヤの巻き取り及びボビンからの繰り出しを案内するためのトラバース装置が対向配置されている。そして、ワイヤが所定のサイクルで往復走行される状態で、ワイヤに対して前記ワークが押し付けられて、ワイヤに供給されるスラリ内の遊離砥粒またはワイヤ上の固定砥粒によりワークに切断加工が施される。 Conventionally, this type of wire saw is provided with a pair of bobbins around which a wire for machining a work is wound, and a plurality of processing rollers around which the wire is erected between both bobbins. Each bobbin is provided with a traverse device that is reciprocated along the axial direction of the bobbin to guide the winding of the wire with respect to the bobbin and the feeding from the bobbin. Then, in a state where the wire reciprocates in a predetermined cycle, the work is pressed against the wire, and the work is cut by the free abrasive grains in the slurry supplied to the wire or the fixed abrasive grains on the wire. Be given.

このような構成においては、ワイヤがボビンの軸線に対して直角方向に繰り出されない場合は、言い換えれば、トラバーサによるワイヤの案内位置が適正でない場合は、ワイヤの張力が大きく変動したり、場合によっては、ワイヤが切断されたりして、ワークの加工に悪影響が及ぶおそれがある。 In such a configuration, if the wire is not extended in the direction perpendicular to the bobbin axis, in other words, if the guide position of the wire by the traverser is not appropriate, the tension of the wire may fluctuate greatly, and in some cases, the tension of the wire may fluctuate. There is a risk that the wire will be cut and the machining of the work will be adversely affected.

このような問題点を解消するために、特許文献１や特許文献２に開示された技術が提案されている。
特許文献１においては、ボビンの軸方向に沿って移動されるトラバーサによってボビンから繰り出されたワイヤを案内するものである。このような構成において、ワイヤの案内速度を適正な速度に制御するために、ワイヤの繰り出し角の変位に応じて変動するワイヤの負荷をロードセルよりなる検出部によって連続的に検出する。そして、検出した負荷が所定値となるように、トラバーサのローラの案内速度を連続的に制御してワイヤの変位を調整する。 In order to solve such a problem, the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 have been proposed.
In Patent Document 1, the wire unwound from the bobbin is guided by a traverser that is moved along the axial direction of the bobbin. In such a configuration, in order to control the guide speed of the wire to an appropriate speed, the load of the wire that fluctuates according to the displacement of the feeding angle of the wire is continuously detected by the detection unit including the load cell. Then, the displacement of the wire is adjusted by continuously controlling the guide speed of the roller of the traverser so that the detected load becomes a predetermined value.

特許文献２においては、ワイヤの走行方向反転時においてボビンの軸線に対するボビンとトラバーサとの間におけるワイヤの角度を検出するセンサを設け、ワイヤの角度が９０度以外のときには、その角度が９０度となるようにボビンに対してトラバーサを移動させる。 In Patent Document 2, a sensor for detecting the angle of the wire between the bobbin and the traverser with respect to the axis of the bobbin when the traveling direction of the wire is reversed is provided, and when the angle of the wire is other than 90 degrees, the angle is 90 degrees. Move the traverser to the bobbin so that it becomes.

特開平９−２９６１１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-29611 特開２０１３−２２６５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-22653

前記特許文献１及び特許文献２においては、周囲温度の変化等によって検出部やセンサの特性が変化したり、トラバーサのローラが交換されたりして、ワイヤソーの加工条件が変動すると、たとえ検出信号の出力レベルが同じであっても、その出力レベルに対応する実際のワイヤの角度が変化して、ワイヤ角度が誤認識されるおそれがある。従って、ワイヤの角度を修正するためのトラバーサの動作が誤動作されて、ワイヤの角度を適正に維持できず、このため、ワイヤの張力が適正値から外れて、加工精度が低下するおそれがある。 In Patent Document 1 and Patent Document 2, when the characteristics of the detection unit and the sensor change due to a change in ambient temperature, the rollers of the traverser are replaced, and the processing conditions of the wire saw fluctuate, even if the detection signal of the detection signal is changed. Even if the output level is the same, the actual wire angle corresponding to the output level may change, and the wire angle may be erroneously recognized. Therefore, the operation of the traverser for correcting the angle of the wire is malfunctioning, and the angle of the wire cannot be maintained properly. Therefore, the tension of the wire deviates from the appropriate value, and the machining accuracy may decrease.

本発明の目的は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、ワイヤソーの加工条件が変動しても、ボビンに対するワイヤの角度を適正に維持できて、高精度加工を支障なく行うことができるワイヤソーを提供することにある。 An object of the present invention has been made by paying attention to the problems existing in such a conventional technique. An object of the present invention is to provide a wire saw capable of maintaining an appropriate angle of a wire with respect to a bobbin and performing high-precision machining without hindrance even if the machining conditions of the wire saw fluctuate.

以上の目的を達成するために、ワイヤソーに係る発明においては、ワークを切断加工するためのワイヤが架設状態で周回される複数の加工用ローラと、前記ワイヤ用の一対のボビンの軸線と平行に往復動され、その往復動に伴い、一方のボビンに対するワイヤの巻き取り及び他方のボビンからのワイヤの繰り出しをそれぞれ案内するトラバーサと、前記加工用ローラと前記トラバーサとの間においてワイヤに対して張力を付与する張力付与手段と、前記加工用ローラと前記ボビンとの間において前記ボビンの軸線に対する前記トラバーサとボビンとの間におけるワイヤの角度を検出するためのワイヤ角度検出手段とを備え、前記ワイヤ角度検出手段は、前記加工用ローラとボビンとの間のワイヤの張力荷重を検出するため、前記張力付与手段及びトラバーサにそれぞれ設けられた張力荷重検出手段よりなり、前記加工用ローラ及び前記ボビンの往復回転にともなって前記ワイヤが往復走行されて、前記加工用ローラ間の位置において前記ワイヤにより前記ワークに切断加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、前記ワークに対する切断加工開始前における前記ボビンの巻き取り側の前記ワイヤの角度が９０度を示す状態において前記両張力荷重検出手段によって検出された張力荷重の比を基準値として記憶するとともに、運転停止時に前記ボビンの軸線に対する前記ワイヤの角度が９０度を外れた状態において前記両張力荷重検出手段によって検出された張力荷重の比を変動値として記憶し、前記ボビン側の張力荷重と前記トラバーサとの位置関係を示すマップをそれぞれ設定する設定手段と、前記ワークの切断加工時に、そのワイヤの角度が９０度から外れた変動値が検出された場合に、前記マップに従ってその変動値と基準値との差が演算され、差がなくなるように前記トラバーサの位置を調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the invention relating to the wire saw, a plurality of processing rollers in which a wire for cutting a work is circulated in an erected state and a pair of bobbing axes for the wire are parallel to each other. It is reciprocated, and with the reciprocating movement, tension is applied to the wire between the traverser that guides the winding of the wire to one bobbin and the unwinding of the wire from the other bobbin, and the processing roller and the traverser. comprising a tensioning means for imparting, the wire angle detecting means for detecting an angle of the wire in between the traverser and the bobbin relative to the axis of the bobbin between said bobbin and said processing roller, the wire In order to detect the tension load of the wire between the processing roller and the bobbin, the angle detecting means comprises the tension load detecting means provided on the tension applying means and the traverser, respectively, and the processing roller and the bobbin. In a wire saw in which the wire is reciprocated along with the reciprocating rotation and the work is cut by the wire at a position between the processing rollers, the bobbin is wound up before the start of the cutting process on the work. The ratio of the tension load detected by the both tension load detecting means is stored as a reference value in a state where the angle of the wire on the side indicates 90 degrees, and the angle of the wire with respect to the axis of the bobbin is 90 degrees when the operation is stopped. The setting means for storing the ratio of the tension load detected by the two tension load detecting means as a fluctuation value in the state where the above is off, and setting a map showing the positional relationship between the tension load on the bobbin side and the traverser, respectively. When a fluctuation value in which the angle of the wire deviates from 90 degrees is detected during the cutting process of the work, the difference between the fluctuation value and the reference value is calculated according to the map , and the traverser is operated so that the difference disappears. It is characterized by being provided with a control means for adjusting the position.

本発明においては、前記ワークの切断加工開始前に、ワイヤソーがワークを加工することなく運転される。そして、この切断加工開始前の非加工運転中において、ワイヤ巻き取り中のボビンと同ボビン側のトラバーサとの間のワイヤの角度が検出されて、角度を示す基準値が記憶される。そして、ワークを切断加工するワイヤソーの加工運転中において、ワイヤの角度が変動した場合は、ワイヤの角度が修正されるようにトラバーサの移動位置が制御される。このため、ワイヤの繰り出しによる張力変動を抑えることができる。従って、例えば、ワイヤを案内するローラが交換されたとしても、ワイヤソーの非加工運転に際して検出されたワイヤの適正な角度を基準として、ワーク加工中のワイヤの角度が検出されて修正されるため、ワイヤをボビンに対して適切な角度関係を維持しながら案内することができる。 In the present invention, the wire saw is operated without processing the work before the start of cutting of the work. Then, during the non-processing operation before the start of the cutting process, the angle of the wire between the bobbin during wire winding and the traverser on the bobbin side is detected, and the reference value indicating the angle is stored. Then, when the angle of the wire fluctuates during the machining operation of the wire saw for cutting the work, the moving position of the traverser is controlled so that the angle of the wire is corrected. Therefore, the tension fluctuation due to the wire feeding can be suppressed. Therefore, for example, even if the roller for guiding the wire is replaced, the angle of the wire during machining of the work is detected and corrected based on the appropriate angle of the wire detected during the non-machining operation of the wire saw. The wire can be guided while maintaining an appropriate angular relationship with the bobbin.

本発明においては、ワイヤソーの加工条件が変動しても、ワイヤとボビンとの間のワイヤの角度を適正に維持できるため、ワイヤの張力変動などを抑えて、ワークに対して高精度な切断加工を施すことができる効果を得ることができる。 In the present invention, even if the processing conditions of the wire saw fluctuate, the angle of the wire between the wire and the bobbin can be maintained appropriately, so that the tension fluctuation of the wire is suppressed and the cutting process is highly accurate for the work. Can be obtained.

実施形態のワイヤソーの簡略図。A simplified view of the wire saw of the embodiment. ワイヤソーの電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure of a wire saw. ボビンとワイヤとの関係を示す簡略図。A simplified diagram showing the relationship between a bobbin and a wire. ワイヤの角度と荷重との関係を示すグラフ。A graph showing the relationship between the wire angle and the load. 実施形態の動作を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation of embodiment.

以下に、この発明を具体化したワイヤソー及びワイヤソーの運転方法の実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、この実施形態のワイヤソーにおいては、一対のボビン１１，１２が、ワイヤソーの図示しないフレームに相互間隔をおいて回転可能に支持される。それらのボビン１１，１２には、ワーク１００を切断加工するためワイヤ１０１が巻き回される。各ボビン１１，１２は、ボビン回転用モータ１３，１４により所定タイミングで回転方向が切り換えられて、その往復回転が連続されて、いずれか一方のボビン１１，１２からワイヤ１０１が繰り出されるとともに、他方のボビン１２，１１にワイヤ１０１が巻き取られ、所定のタイミングごとに繰り出しと巻き取りとの動作が交互に行なわれる。従って、ワイヤ１０１は所定のサイクルで往復走行される。この場合、ワイヤ１０１の往復走行のストロークに差が設けられていて、ワイヤ１０１はトータルとして一方向に移動される。 Hereinafter, embodiments of a wire saw embodying the present invention and a method of operating the wire saw will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, in the wire saw of this embodiment, the pair of bobbins 11 and 12 are rotatably supported by frames (not shown) of the wire saw at intervals from each other. A wire 101 is wound around the bobbins 11 and 12 in order to cut the work 100. The rotation directions of the bobbins 11 and 12 are switched at predetermined timings by the bobbin rotation motors 13 and 14, the reciprocating rotation thereof is continuous, and the wire 101 is unwound from one of the bobbins 11 and 12 and the other. The wire 101 is wound around the bobbins 12 and 11, and the operations of feeding and winding are alternately performed at predetermined timings. Therefore, the wire 101 reciprocates in a predetermined cycle. In this case, there is a difference in the reciprocating stroke of the wire 101, and the wire 101 is moved in one direction as a whole.

前記ワイヤ１０１は、その外周にダイヤモンド等の砥粒を保持する砥粒固定タイプである。
前記両ボビン１１，１２間の位置においてワイヤソーのフレームには、複数（実施形態では一対）の加工用ローラ１５，１６が間隔をおいて回転可能に支持されている。両加工用ローラ１５，１６の外周面には複数の環状溝（図示しない）がローラ軸方向に沿って所定のピッチで形成され、その加工用ローラ１５，１６の環状溝間に前記ワイヤ１０１が架設状態で周回されている。そして、このワイヤ１０１の架設状態で、両加工用ローラ１５，１６が図２に示す加工用ローラ回転用モータ３４により、前記ボビン１１，１２と同一のタイミングで往復回転されて、加工用ローラ１５，１６間において架設状態のワイヤ１０１が往復走行される。 The wire 101 is an abrasive grain fixing type that holds abrasive grains such as diamond on its outer circumference.
At the position between the two bobbins 11 and 12, a plurality of (a pair in the embodiment) processing rollers 15 and 16 are rotatably supported on the frame of the wire saw at intervals. A plurality of annular grooves (not shown) are formed on the outer peripheral surfaces of both processing rollers 15 and 16 at a predetermined pitch along the roller axial direction, and the wire 101 is formed between the annular grooves of the processing rollers 15 and 16. It is lapped in the erected state. Then, in the erected state of the wire 101, both the processing rollers 15 and 16 are reciprocally rotated by the processing roller rotation motor 34 shown in FIG. 2 at the same timing as the bobbins 11 and 12, and the processing rollers 15 are rotated. The erected wire 101 reciprocates between the 16 and 16.

前記両加工用ローラ１５，１６間のワイヤ１０１の上方にはサドル３５が昇降可能に配置され、そのサドル３５の下面にはワーク１００が支持板１０２に貼着した状態で着脱可能に装着される。そして、サドル３５の下降により、ワーク１００が走行するワイヤ１０１に押し付けられて、そのワイヤ１０１の外周の固定砥粒のラッピング作用により、ワーク１００がスライス状に切断加工される。 A saddle 35 is arranged so as to be able to move up and down above the wire 101 between the rollers 15 and 16 for both processing, and a work 100 is detachably attached to the lower surface of the saddle 35 in a state of being attached to the support plate 102. .. Then, when the saddle 35 is lowered, the work 100 is pressed against the traveling wire 101, and the work 100 is cut into slices by the wrapping action of the fixed abrasive grains on the outer circumference of the wire 101.

前記両ボビン１１，１２の近傍位置においてワイヤソーのフレームには、トラバーサ１７，１８がボビン１１，１２の軸線方向に沿って往復動可能に配置されている。各トラバーサ１７，１８には、ボビン１１，１２に対するワイヤ１０１を周回支持するトラバースローラ１９，２０が自由回転可能に支持されている。そして、前記ワイヤ１０１の走行時には、図２に示すトラバーサ移動用モータ３６，３７により、図示しないボールネジ等を介してトラバーサ１７，１８がボビン１１，１２の往復回転と同期して同ボビン１１，１２の軸方向に沿って往復動される。これによって、トラバースローラ１９，２０によりボビン１１，１２に対するワイヤ１０１の巻き取り及び繰り出しが案内される。 Traversers 17 and 18 are arranged on the frame of the wire saw in the vicinity of both bobbins 11 and 12 so as to be reciprocating along the axial direction of the bobbins 11 and 12. Traverse rollers 19 and 20 that orbitably support the wires 101 with respect to the bobbins 11 and 12 are supported on the traversers 17 and 18 so as to be freely rotatable. Then, when the wire 101 is traveling, the traverser moving motors 36 and 37 shown in FIG. 2 cause the traversers 17 and 18 to synchronize with the reciprocating rotation of the bobbins 11 and 12 via a ball screw or the like (not shown). It is reciprocated along the axial direction of. As a result, the traverse rollers 19 and 20 guide the winding and unwinding of the wire 101 with respect to the bobbins 11 and 12.

前記両加工用ローラ１５，１６とトラバーサ１７，１８との間においてワイヤソーのフレームには、ダンサ手段を構成するダンサアーム２３，２４が揺動可能に支持されている。各ダンサアーム２３，２４の先端部には、ワイヤ１０１を周回支持するダンサローラ２５，２６が自由回転可能に支持されている。各ダンサアーム２３，２４の基端部には、ダンサアーム２３，２４を回動させて、ダンサローラ２５，２６を介してワイヤ１０１の張力を変更するためのダンサアーム回動用モータ３８，３９が接続されている。 The dancer arms 23 and 24 constituting the dancer means are swingably supported on the frame of the wire saw between the rollers 15 and 16 for both processing and the traversers 17 and 18. At the tips of the dancer arms 23 and 24, dancer rollers 25 and 26 that orbitately support the wire 101 are supported so as to be freely rotatable. At the base end of each of the dancer arms 23 and 24, the dancer arm rotation motors 38 and 39 for rotating the dancer arms 23 and 24 and changing the tension of the wire 101 via the dancer rollers 25 and 26 are connected. ..

ダンサアーム２３，２４、ダンサアーム回動用モータ３８，３９、ダンサローラ２５，２６により張力付与手段が構成されている。
各ダンサローラ２５，２６と両加工用ローラ１５，１６との間において加工用ローラ１５，１６の近傍位置には、ワイヤ１０１をガイドするためのガイドローラ２７が回転可能に配置されている。
なお、本実施形態において、前記各モータ１３，１４、３４，３６，３７，３８，３９はサーボモータよりなる。 The tension applying means is composed of the dancer arms 23 and 24, the dancer arm rotation motors 38 and 39, and the dancer rollers 25 and 26.
A guide roller 27 for guiding the wire 101 is rotatably arranged between the dancer rollers 25 and 26 and the processing rollers 15 and 16 in the vicinity of the processing rollers 15 and 16.
In the present embodiment, each of the motors 13, 14, 34, 36, 37, 38, 39 includes a servo motor.

前記各トラバースローラ１９，２０には、そのトラバースローラ１９，２０に作用するワイヤ１０１の張力に起因した荷重（以下、張力荷重という）を検出するためのロードセルなどよりなる第１センサ２８，２９が設けられている。各ダンサローラ２５，２６には、そのダンサローラ２５，２６に作用するワイヤ１０１の張力荷重を検出するためのロードセルなどよりなる第２センサ３０，３１が設けられている。そして、第１センサ２８，２９及び第２センサ３０，３１から、ワイヤ１０１によってトラバースローラ１９，２０及びダンサローラ２５，２６に作用する張力荷重を示す検出信号が出力される。 Each of the traverse rollers 19 and 20 has first sensors 28 and 29 including a load cell or the like for detecting a load caused by the tension of the wire 101 acting on the traverse rollers 19 and 20 (hereinafter referred to as a tension load). It is provided. Each of the dancer rollers 25 and 26 is provided with second sensors 30 and 31 including a load cell or the like for detecting the tension load of the wire 101 acting on the dancer rollers 25 and 26. Then, the first sensor 28, 29 and the second sensor 30, 31 output a detection signal indicating the tension load acting on the traverse rollers 19, 20 and the dancer rollers 25, 26 by the wire 101.

第１センサ２８，２９及び第２センサ３０，３１によりワイヤ位置検出手段及び張力荷重検出手段が構成されている。
次に、前記のように構成されたワイヤソーの電気的構成について説明する。 The first sensors 28 and 29 and the second sensors 30 and 31 constitute a wire position detecting means and a tension load detecting means.
Next, the electrical configuration of the wire saw configured as described above will be described.

図２に示すように、制御装置４１は、設定手段及び制御手段を構成している。そして、制御装置４１は、各種のデータを記憶する記憶部を有し、その記憶部にはワイヤソー全体の動作を制御するためのプログラムが記憶されている。制御装置４１には、前記第１センサ２８，２９及び第２センサ３０，３１からの検出信号が入力される。制御装置４１からは、前記ボビン回転用モータ１３，１４、加工用ローラ回転用モータ３４、トラバーサ移動用モータ３６，３７及びダンサアーム回動用モータ３８，３９に対して作動または停止信号が出力される。 As shown in FIG. 2, the control device 41 constitutes a setting means and a control means. The control device 41 has a storage unit for storing various types of data, and the storage unit stores a program for controlling the operation of the entire wire saw. The detection signals from the first sensors 28 and 29 and the second sensors 30 and 31 are input to the control device 41. The control device 41 outputs an operation or stop signal to the bobbin rotation motors 13 and 14, the processing roller rotation motor 34, the traverser movement motors 36 and 37, and the dancer arm rotation motors 38 and 39.

そして、前記制御装置４１は、ワイヤ１０１の走行中に第１センサ２８，２９及び第２センサ３０，３１から、トラバースローラ１９，２０及びダンサローラ２５，２６に作用する張力荷重を示す検出信号を入力する。制御装置４１は、その検出信号に基づいてトラバーサ移動用モータ３６，３７に対して作動信号を出力して、トラバーサ１７，１８の移動速度を調整する。また、制御装置４１は、ワイヤ１０１の走行中に第２センサ３０，３１から、ダンサローラ２５，２６に作用する張力荷重に関する検出信号を入力したとき、その検出信号に基づいてダンサアーム回動用モータ３８，３９に作動信号を出力し、ダンサアーム２３，２４を回動させて、ワイヤ１０１の張力を調節する。 Then, the control device 41 inputs a detection signal indicating a tension load acting on the traverse rollers 19, 20 and the dancer rollers 25, 26 from the first sensors 28, 29 and the second sensors 30, 31 while the wire 101 is traveling. To do. The control device 41 outputs an operation signal to the traverser moving motors 36 and 37 based on the detection signal, and adjusts the moving speeds of the traversers 17 and 18. Further, when the control device 41 inputs a detection signal regarding the tension load acting on the dancer rollers 25 and 26 from the second sensors 30 and 31 while the wire 101 is traveling, the control device 41 receives the dancer arm rotation motor 38, based on the detection signal. An operation signal is output to 39, and the dancer arms 23 and 24 are rotated to adjust the tension of the wire 101.

さらに、制御装置４１は、加工用ローラ回転用モータ３４の回転量をカウントし、そのカウント値からワイヤ１０１の走行量，すなわち走行ストロークを判断して、ワイヤ１０１の走行方向の切り換えタイミングを制御する。 Further, the control device 41 counts the rotation amount of the processing roller rotation motor 34, determines the traveling amount of the wire 101, that is, the traveling stroke from the count value, and controls the switching timing of the traveling direction of the wire 101. ..

次に、前記のように構成された本実施形態のワイヤソーについて、主としてトラバーサ１７，１８について作用を説明する。
本実施形態のワイヤソーにおいては、前記制御装置４１の制御により、前記プログラムに基づく図５に示すフローチャートの各ステップ（以下、単にＳという）の動作が実行される。 Next, the operation of the wire saw of the present embodiment configured as described above will be described mainly with respect to the traversers 17 and 18.
In the wire saw of the present embodiment, the operation of each step (hereinafter, simply referred to as S) of the flowchart shown in FIG. 5 based on the program is executed by the control of the control device 41.

すなわち、ワーク１００の加工開始に先立って、Ｓ１において、ワーク１００が加工用ローラ１５，１６間に供給されることなく、ワイヤソーが非加工運転される。従って、ダンサローラ２５，２６により、ワイヤ１０１に所定の張力が付与された状態で、加工用ローラ１５，１６が所定サイクルで往復回転されるとともに、ボビン回転用モータ１３，１４の駆動により、ボビン１１，１２が加工用ローラ１５，１６と同期して同方向に往復回転されて、ワイヤ１０１が往復走行される。また、加工用ローラ１５，１６と同期して、トラバーサ移動用モータ３６，３７の駆動により、トラバーサ１７，１８がボビン１１，１２の軸線に沿って往復動されて、トラバース動作が実行される。これらの動作により、ワイヤ１０１が一方のボビン１１，１２から繰り出され、加工用ローラ１５，１６間を走行された後、他方のボビン１２，１１に巻き取られる。 That is, prior to the start of machining of the work 100, in S1, the wire saw is operated in a non-machining operation without the work 100 being supplied between the machining rollers 15 and 16. Therefore, the processing rollers 15 and 16 are reciprocated in a predetermined cycle while the wires 101 are subjected to a predetermined tension by the dancer rollers 25 and 26, and the bobbin 11 is driven by the bobbin rotation motors 13 and 14. , 12 are reciprocally rotated in the same direction in synchronization with the processing rollers 15 and 16, and the wire 101 is reciprocated. Further, in synchronization with the processing rollers 15 and 16, the traversers 17 and 18 are reciprocated along the axes of the bobbins 11 and 12 by driving the traverser moving motors 36 and 37, and the traverse operation is executed. By these operations, the wire 101 is unwound from one bobbin 11 and 12, travels between the processing rollers 15 and 16, and then wound on the other bobbin 12 and 11.

このとき、Ｓ２において、ボビン１１，１２が巻き取り動作中であるか否かが判断される。そして、Ｓ３において、巻き取り動作中のボビン１１，１２側における第１センサ２８または２９及び第２センサ３０または３１からの検出値が読み取られて、ワイヤ１０１の張力による荷重が検出される。 At this time, in S2, it is determined whether or not the bobbins 11 and 12 are in the winding operation. Then, in S3, the detected values from the first sensor 28 or 29 and the second sensor 30 or 31 on the bobbin 11, 12 side during the winding operation are read, and the load due to the tension of the wire 101 is detected.

すなわち、ワイヤ１０１のボビン１１，１２からの繰り出しに際して、ボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度は、ボビン１１，１２上の繰り出し始点及びトラバースローラ１９，２０の外周面の２箇所の位置に従って決定されるため、ボビン１１，１２の軸線に対する角度が９０度以外の角度になりやすい。これに対し、ワイヤ１０１の巻き取りに際して、ワイヤ１０１はトラバースローラ１９，２０のトラバース動作のみに従って、つまりトラバースローラ１９，２０の位置のみに従ってボビン１１，１２に対する巻き取り位置が決定されるため、ボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度は９０度に維持される。 That is, when the wire 101 is fed from the bobbins 11 and 12, the angle of the wire 101 with respect to the axis of the bobbins 11 and 12 follows the positions of the feeding start point on the bobbins 11 and 12 and the outer peripheral surfaces of the traverse rollers 19 and 20. Since it is determined, the angle of the bobbins 11 and 12 with respect to the axis tends to be an angle other than 90 degrees. On the other hand, when winding the wire 101, the wire 101 determines the winding position with respect to the bobbins 11 and 12 only according to the traverse operation of the traverse rollers 19 and 20, that is, only according to the positions of the traverse rollers 19 and 20, so that the bobbin The angle of the wire 101 with respect to the axes 11 and 12 is maintained at 90 degrees.

そして、ボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度が９０度の場合は、ボビン１１，１２と加工用ローラ１５，１６との間において、ワイヤ１０１に作用している張力荷重をｔＮ（ニュートン）とすると、ダンサローラ２５，２６には２ｔＮの張力荷重が作用し、トラバースローラ１９，２０には√（２）ｔＮの張力荷重が作用する。そして、それらの張力荷重が前記のように第１センサ２８または２９と、第２センサ３０または３１の２箇所においてそれぞれ検出される。 When the angle of the wire 101 with respect to the axes of the bobbins 11 and 12 is 90 degrees, the tension load acting on the wires 101 between the bobbins 11 and 12 and the processing rollers 15 and 16 is tN (Newton). Then, a tension load of 2 tN acts on the dancer rollers 25 and 26, and a tension load of √ (2) tN acts on the traverse rollers 19 and 20. Then, those tension loads are detected at the first sensor 28 or 29 and the second sensor 30 or 31, respectively, as described above.

そして、Ｓ４において、前記ダンサローラ２５，２６側及びトラバースローラ１９，２０側の両張力荷重の比が演算されて、その値が基準値αとして制御装置４１の記憶部に記憶される。このようにして、図３に示すように、両ボビン１１，１２の非加工運転における巻き取り時，つまりトラバースローラ１９，２０とボビン１１，１２との間のワイヤ１０１がボビン１１，１２の軸線に対して直角をなすときに、両ボビン１１，１２側の張力荷重にそれぞれ対応する基準値αが演算されて記憶される。この基準値αは、ボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度が９０度であることを示す。 Then, in S4, the ratio of both tension loads on the dancer rollers 25 and 26 sides and the traverse rollers 19 and 20 sides is calculated, and the value is stored in the storage unit of the control device 41 as a reference value α. In this way, as shown in FIG. 3, the wire 101 between the traverse rollers 19, 20 and the bobbins 11 and 12 is the axis of the bobbins 11 and 12 when the bobbins 11 and 12 are wound in the non-processing operation. When forming a right angle to the bobbin, the reference value α corresponding to the tension load on both the bobbins 11 and 12 is calculated and stored. This reference value α indicates that the angle of the wire 101 with respect to the axes of the bobbins 11 and 12 is 90 degrees.

次いで、Ｓ５において、ワイヤ走行が停止され、ワイヤソーの非加工運転が停止される。この場合、トラバーサ１７，１８の作動は継続される。
次のＳ６においては、運転停止状態において、図２に２点鎖線で示すように、トラバースローラ１９，２０が一方向，例えば、ワイヤ１０１がボビン１１，１２の軸線δに対して鋭角θ１になる方向に規定量だけ移動される。この移動量は、ごく僅かでよく、例えば５ｍｍ（ミリメートル）でよい。このようにすれば、トラバースローラ１９，２０に対するワイヤ１０１の周回長さが前記非加工運転時とは異なる。このとき、ダンサアーム回動用モータ３８，３９が稼働状態にあって、ダンサローラ２５，２６により、ワイヤ１０１に対して所定の張力が付与される。そして、ワイヤ１０１に対する張力付与の力が変動することなく一定であっても、前記周回長さが異なることにより、トラバースローラ１９，２０に作用する張力荷重が変動する。 Then, in S5, the wire running is stopped and the non-processing operation of the wire saw is stopped. In this case, the operation of the traversers 17 and 18 is continued.
In the next S6, in the stopped operation state, as shown by the chain double-dashed line in FIG. 2, the traverse rollers 19 and 20 are in one direction, for example, the wire 101 has an acute angle θ1 with respect to the axis δ of the bobbins 11 and 12. It is moved by a specified amount in the direction. This amount of movement may be negligible, for example 5 mm (millimeters). In this way, the circumferential length of the wire 101 with respect to the traverse rollers 19 and 20 is different from that during the non-processing operation. At this time, the dancer arm rotation motors 38 and 39 are in the operating state, and the dancer rollers 25 and 26 apply a predetermined tension to the wire 101. Then, even if the force for applying tension to the wire 101 does not fluctuate and is constant, the tension load acting on the traverse rollers 19 and 20 fluctuates due to the difference in the circumferential length.

次に、Ｓ７において、トラバースローラ１９，２０の一方向移動時における前記第１センサ２８または２９と、第２センサ３０または３１との出力が検出される。そして、Ｓ８において、これらのセンサの出力の値に基づいて、前記と同様にダンサローラ２５，２６とトラバースローラ１９，２０との２箇所において検出された出力値の比が演算され、その比を示す値が変動値α１として制御装置４１の記憶領域に記憶される。 Next, in S7, the outputs of the first sensor 28 or 29 and the second sensor 30 or 31 when the traverse rollers 19 and 20 move in one direction are detected. Then, in S8, based on the output values of these sensors, the ratio of the output values detected at the two locations of the dancer rollers 25 and 26 and the traverse rollers 19 and 20 is calculated in the same manner as described above, and the ratio is shown. The value is stored in the storage area of the control device 41 as the variable value α1.

次いで、Ｓ９において、前記と同様に、ワイヤソーの運転が停止するとともに、ダンサアーム回動用モータ３８，３９が稼働した状態において、トラバースローラ１９，２０が他方向，例えば、ワイヤ１０１がボビン１１，１２の軸線δに対して鈍角θ２になる方向に向かって、前記と同様に規定量だけ移動される。この移動量は、Ｓ６の場合と同量である。なお、非加工運転停止状態におけるトラバースローラ１９，２０の鋭角方向及び鈍角方向への移動は、どちらが先でもよい。 Next, in S9, in the same manner as described above, with the operation of the wire saw stopped and the dancer arm rotation motors 38 and 39 operating, the traverse rollers 19 and 20 are in the other direction, for example, the wire 101 is on the bobbins 11 and 12. The motor is moved by a specified amount in the same manner as described above in the direction of the obtuse angle θ2 with respect to the axis δ. This amount of movement is the same as in the case of S6. The traverse rollers 19 and 20 may be moved in the acute angle direction and the obtuse angle direction in the non-processing operation stopped state first.

そして、Ｓ１０において、トラバースローラ１９，２０の他方向移動時における前記第１センサ２８または２９と、第２センサ３０または３１の２箇所の出力値が検出される。そして、Ｓ１１において、センサの出力値に基づいて、その比が演算され、その値が他の変動値α２として制御装置４１の記憶領域に記憶される。 Then, in S10, the output values of the first sensor 28 or 29 and the second sensor 30 or 31 when the traverse rollers 19 and 20 move in the other direction are detected. Then, in S11, the ratio is calculated based on the output value of the sensor, and the value is stored in the storage area of the control device 41 as another fluctuation value α2.

このようにすれば、制御装置４１は、両ボビン１１，１２側において、それぞれ図４のグラフに示す基準値αと変動値α１，α２との関係を把握する。これに基づき、Ｓ１２において、制御装置４１により、基準値α及び２つの変動値α１，α２からマップが作成される。このマップは、図４から明らかなように、トラバースローラ１９，２０の移動量、すなわちボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度と、第１センサ２８，２９と第２センサ３０，３１との出力値の比との関係を示す。このようにして、双方のボビン１１，１２側の張力荷重とトラバースローラ１９，２０との位置関係を示すマップがそれぞれ設定される。 In this way, the control device 41 grasps the relationship between the reference value α and the fluctuation values α1 and α2 shown in the graph of FIG. 4, respectively, on both the bobbins 11 and 12 sides. Based on this, in S12, the control device 41 creates a map from the reference value α and the two fluctuation values α1 and α2. As is clear from FIG. 4, this map shows the amount of movement of the traverse rollers 19 and 20, that is, the angle of the wire 101 with respect to the axes of the bobbins 11 and 12, and the first sensors 28 and 29 and the second sensors 30 and 31. The relationship with the ratio of output values is shown. In this way, a map showing the positional relationship between the tension load on both bobbins 11 and 12 and the traverse rollers 19 and 20 is set, respectively.

そして、この状態でＳ１３においてワーク１００の加工が開始される。
ワーク１００の加工中においては、Ｓ１４において、各センサ２８〜３１の値に基づく変動値の有無が常時監視される。そして、ワイヤ角度が９０度から外れて、変動値が検出された場合は、Ｓ１５において、マップが参照されて、基準値に対する変動値の差が演算され、その差がゼロになるトラバースローラ１９，２０の移動量が演算される。そして、Ｓ１７において、演算された移動量に従ってトラバースローラ１９，２０が移動されて、そのトラバースローラ１９，２０の位置が調整される。そのため、ワイヤ１０１の角度が９０度に修正される。 Then, in this state, processing of the work 100 is started in S13.
During machining of the work 100, the presence or absence of a fluctuation value based on the values of the sensors 28 to 31 is constantly monitored in S14. Then, when the wire angle deviates from 90 degrees and a fluctuation value is detected, the map is referred to in S15, the difference between the fluctuation values with respect to the reference value is calculated, and the difference becomes zero. The amount of movement of 20 is calculated. Then, in S17, the traverse rollers 19 and 20 are moved according to the calculated movement amount, and the positions of the traverse rollers 19 and 20 are adjusted. Therefore, the angle of the wire 101 is corrected to 90 degrees.

そして、Ｓ１８のワイヤソー停止か否かの判断を経て、プログラムがＳ１４に戻る。このようにして、修正が完了するまで、このＳ１４〜Ｓ１８を巡る動作が継続され、ワーク１００の加工運転中は、Ｓ１４からＳ１８を巡るルーチンが絶え間なく実行される。 Then, the program returns to S14 after determining whether or not to stop the wire saw in S18. In this way, the operation of S14 to S18 is continued until the correction is completed, and the routine of S14 to S18 is continuously executed during the machining operation of the work 100.

以上のように、ボビン１１，１２の軸線に対するワイヤ１０１の角度が９０度から変位した場合は、その変位がただちに解消される。
従って、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。 As described above, when the angle of the wire 101 with respect to the axes of the bobbins 11 and 12 is displaced from 90 degrees, the displacement is immediately eliminated.
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

（１）本実施形態においては、ワーク１００の加工開始前において、ワイヤ１０１をボビン１１，１２に所定時間巻き取って、ワイヤ１０１をボビン１１，１２に対して９０度をなすようにし、その状態において第１センサ２８，２９及び第２センサ３０，３１に作用する張力荷重の比を検出して、その比を基準値αとして登録する。 (1) In the present embodiment, before the machining of the work 100 is started, the wire 101 is wound around the bobbins 11 and 12 for a predetermined time so that the wire 101 is at 90 degrees to the bobbins 11 and 12, and the state thereof. The ratio of the tension load acting on the first sensors 28 and 29 and the second sensors 30 and 31 is detected, and the ratio is registered as the reference value α.

そして、ワーク１００の加工が開始され、その加工中にトラバースローラ１９，２０が適正位置から変位して、ワイヤ１０１の角度が９０度から変位した場合は、変動値が演算され、その変動値と基準値との差が演算されて、その差がなくなるようにトラバーサ１７，１８が動作されて、前記変位がただちに修正される。よって、その後のワーク加工時におけるワイヤ１０１の走行時に、ボビン１２，１１から繰り出されるワイヤ１０１に張力のバラつきが生じたりすることを回避して、ワーク１００に対する高精度加工を達成できる。 Then, when the machining of the work 100 is started and the traverse rollers 19 and 20 are displaced from the proper positions during the machining and the angle of the wire 101 is displaced from 90 degrees, a fluctuation value is calculated and the fluctuation value is combined with the fluctuation value. The difference from the reference value is calculated, and the traversers 17 and 18 are operated so that the difference disappears, and the displacement is immediately corrected. Therefore, it is possible to achieve high-precision machining on the work 100 by avoiding variations in tension of the wires 101 unwound from the bobbins 12 and 11 when the wire 101 is running during the subsequent machining of the workpiece.

（２）前記のように、ワーク１００の加工開始前において、ワイヤ１０１の適切な角度を示す基準値のデータが作成される。従って、ガイドローラ２７が交換されたり、ワイヤ１０１のボビン１１，１２が交換されたり、あるいはセンサ２８〜３１の周囲温度が変化して、張力荷重の大小に関係なく同センサ２８〜３１の出力レベルが変動してしたりして、ワイヤ１０１の巻き取り条件やワイヤソーの装置状態が変化しても、それに応じて基準値を自動的に定めることができる。以上のように、環境変化やワイヤソーの状態変化などの状況変化に応じて常に適正な基準値を設定できて、高精度加工を支障なく行なうことができる。 (2) As described above, before the start of machining of the work 100, data of a reference value indicating an appropriate angle of the wire 101 is created. Therefore, the guide roller 27 is replaced, the bobbins 11 and 12 of the wire 101 are replaced, or the ambient temperature of the sensors 28 to 31 changes, and the output level of the sensors 28 to 31 is changed regardless of the magnitude of the tension load. Even if the winding condition of the wire 101 or the device state of the wire saw changes due to the fluctuation of the wire 101, the reference value can be automatically determined accordingly. As described above, an appropriate reference value can always be set in response to changes in conditions such as changes in the environment and the state of the wire saw, and high-precision machining can be performed without any trouble.

（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・前記実施形態において、ワイヤ１０１の角度あるいはトラバースローラ１９，２０の位置を検出するための検出手段として、例えばワイヤ１０１の位置を光学的に検出するデバイスを用いること。 (Change example)
It should be noted that this embodiment can be modified and embodied as follows.
-In the above embodiment, as a detecting means for detecting the angle of the wire 101 or the positions of the traverse rollers 19 and 20, for example, a device that optically detects the position of the wire 101 is used.

・前記実施形態においては、トラバースローラ１９，２０及びワイヤ１０１が適正角度から変位した場合、マップを参照して変位を解消するように構成したが、マップを用いることなく、制御装置４１が有する計算式のみに従って変位を解消するように構成すること。 -In the above embodiment, when the traverse rollers 19, 20 and the wire 101 are displaced from an appropriate angle, the displacement is eliminated by referring to the map, but the calculation possessed by the control device 41 without using the map. Configure to eliminate displacement according to the equation only.

１１…ボビン、１２…ボビン、１５，１６…加工用ローラ、１７，１８…トラバーサ、１９，２０…トラバースローラ、２５，２６…ダンサローラ、２８…第１センサ、２９…第１センサ、３０…第２センサ、３１…第２センサ、４１…制御装置、１００…ワーク、１０１…ワイヤ、α…基準値、α１…変動値、α２…変動値、δ…軸線。 11 ... Bobbin, 12 ... Bobbin, 15, 16 ... Machining roller, 17, 18 ... Traverser, 19, 20 ... Traverse roller, 25, 26 ... Dancer roller, 28 ... 1st sensor, 29 ... 1st sensor, 30 ... No. 2 sensors, 31 ... 2nd sensor, 41 ... control device, 100 ... work, 101 ... wire, α ... reference value, α1 ... fluctuation value, α2 ... fluctuation value, δ ... axis.

Claims

A plurality of processing rollers around which wires for cutting the work are laid in an erected state,
A traverser that reciprocates in parallel with the axes of the pair of bobbins for the wire and guides the winding of the wire to one bobbin and the unwinding of the wire from the other bobbin along with the reciprocating motion.
A tension applying means for applying tension to the wire between the processing roller and the traverser,
A wire angle detecting means for detecting the angle of the wire between the traverser and the bobbin with respect to the axis of the bobbin between the processing roller and the bobbin is provided.
The wire angle detecting means includes the tension applying means and the tension load detecting means provided on the traverser in order to detect the tension load of the wire between the processing roller and the bobbin.
In a wire saw in which the wire is reciprocated with the reciprocating rotation of the processing roller and the bobbin, and the work is cut by the wire at a position between the processing rollers.
The ratio of the tension load detected by the two tension load detecting means in a state where the angle of the wire on the winding side of the bobbin before the start of the cutting process for the work is 90 degrees is stored as a reference value and the operation is stopped. Occasionally, the ratio of the tension load detected by the both tension load detecting means is stored as a fluctuation value in a state where the angle of the wire with respect to the axis of the bobbin is out of 90 degrees, and the tension load on the bobbin side and the traverser are stored. Setting means for setting maps showing the positional relationship, and
When a fluctuation value in which the angle of the wire deviates from 90 degrees is detected during the cutting process of the work, the difference between the fluctuation value and the reference value is calculated according to the map , and the traverser is operated so that the difference disappears. A wire saw characterized by having a control means for adjusting the position.