JPH1158236A - スラリ循環装置及びそれを用いたワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工運転の進行に伴って、スラリタンク内の
スラリ量が少なくなった場合でも、スラリタンク内のス
ラリが撹拌中に周囲へ飛散するおそれを防止することが
できるワイヤソーを提供する。 【解決手段】 スラリ供給機構２０にスラリタンク３５
からスラリを循環給送する。スラリタンク３５内のスラ
リを撹拌翼４２の回転により撹拌する。スラリタンク３
５内のスラリ量を測定器４５により測定する。測定器４
５にて測定されたスラリ量に応じて、撹拌翼４２の回転
速度を設定変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、スラリタンクか
ら給送されたスラリをスラリ供給機構によって加工装置
へ供給し、加工装置からスラリタンクへ回収したスラリ
を再び前記スラリ供給機構に循環給送するスラリ循環装
置及びその装置を用いたワイヤソーに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種のスラリ循環装置を用い
た加工装置として、例えばワイヤソーがある。このワイ
ヤソーにおいては、複数の加工用ローラが所定間隔おき
に配設され、それらのローラの外周には複数の環状溝が
所定ピッチで形成されている。また、各加工用ローラ間
において、環状溝には１本のワイヤが順に巻回されてい
る。そして、ワイヤが走行されながら、そのワイヤ上に
スラリ供給機構から遊離砥粒を含むスラリが供給され、
この状態でワイヤに対しワークが押し付け接触されて、
ワークに切断等の加工が施されるようになっている。

【０００３】従来のこの種のワイヤソーにおいては、ス
ラリ供給機構はスラリタンクに接続され、このスラリタ
ンクとスラリ供給機構との間で、スラリが循環給送され
るようになっている。また、スラリタンク内には撹拌翼
が配設され、この撹拌翼の回転によりスラリが撹拌され
て、スラリタンク内でスラリ中の砥粒分離沈降が硬化し
ないようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ワイヤソーにおいては、撹拌翼が常に一定の回転速度で
回転されるようになっている。このため、加工運転の進
行に伴って、スラリタンク内のスラリ量が少なくなった
場合には、撹拌翼の回転によりスラリタンク内のスラリ
が撹拌されるとき、スラリの流体抵抗の低下により撹拌
翼の回転速度が速くなることも相俟って、スラリが周囲
に飛散してスラリタンクの内壁等を汚してしまうという
問題があった。さらに、空気がスラリと混合され、泡が
発生することもあった。逆に、スラリ量が多くなると、
攪拌翼に対する抵抗が高くなって、攪拌翼の回転速度が
遅くなり、充分な攪拌効果を得ることができないおそれ
があった。

【０００５】この発明は、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。その目的と
するところは、スラリタンク内のスラリ量の多寡にかか
わらず、常に安定した攪拌効果を得ることができるスラ
リ循環装置及びそれを用いたワイヤソーを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、スラリタンクから給
送されたスラリをスラリ供給機構によって加工装置へ供
給し、加工装置からスラリタンクへ回収したスラリを再
び前記スラリ供給機構に循環給送するスラリ循環装置に
おいて、スラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼と、
スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段と、その
測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼の回
転速度を制御する制御手段とを備えたことを要旨とす
る。

【０００７】請求項２に記載の発明では、スラリタンク
から給送されたスラリをスラリ供給機構によって加工装
置へ供給し、加工装置からスラリタンクへ回収したスラ
リを再び前記スラリ供給機構に循環給送するスラリ循環
装置において、スラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌
翼と、スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段
と、その測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹
拌翼のトルクを制御する制御手段とを備えたことを要旨
とする。

【０００８】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のスラリ循環装置において、前記測定手段
は、スラリを収容したスラリタンク全体の重量を測定す
るものであることを要旨とする。

【０００９】請求項４に記載の発明では、複数の加工用
ローラ間にワイヤを所定ピッチで巻回し、そのワイヤを
走行させながら、スラリ供給機構からワイヤ上に遊離砥
粒を含むスラリを供給し、ワイヤに対しワークを接触さ
せて、加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、前記
スラリ供給機構にスラリを循環給送するスラリタンク
と、そのスラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼と、
スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段と、その
測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼の回
転速度を制御する制御手段とを備えたことを要旨とす
る。

【００１０】請求項５に記載の発明では、複数の加工用
ローラ間にワイヤを所定ピッチで巻回し、そのワイヤを
走行させながら、スラリ供給機構からワイヤ上に遊離砥
粒を含むスラリを供給し、ワイヤに対しワークを接触さ
せて、加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、前記
スラリ供給機構にスラリを循環給送するスラリタンク
と、そのスラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼と、
スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段と、その
測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼のト
ルクを制御する制御手段とを備えたことを要旨とする。

【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項４また
は５に記載のワイヤソーにおいて、前記測定手段は、ス
ラリを収容したスラリタンク全体の重量を測定するもの
であることを要旨とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１実施形態）以下に、この発明の第１実施形態を、
図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１及び図２に示すように、装置基台１１
上にはコラム１２が立設されている。コラム１２の一側
には切断機構１３がブラケット１４を介して装設されて
いる。この切断機構１３は所定間隔をおいて平行に延び
る複数の加工用ローラ１５，１６，１７を備え、それら
の外周には環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが所定ピッチ
で形成されている。なお、図面においては理解を容易に
するために、環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａの数を実際
よりも少なく描いてある。

【００１４】前記加工用ローラ１５，１６，１７の各環
状溝１５ａ，１６ａ，１７ａには、１本の線材よりなる
ワイヤ１８が連続的に巻回されている。ブラケット１４
には回転方向及び回転速度を制御可能なサーボモータよ
りなるワイヤ走行用モータ１９が配設され、このモータ
１９により図示しない伝達機構を介して加工用ローラ１
５，１６，１７が回転される。そして、これらの加工用
ローラ１５，１６，１７の回転によって、ワイヤ１８が
所定の走行速度で走行される。このワイヤ１８の走行
は、一定量前進（例えば１０ｍ）及び一定量後退（例え
ば９ｍ）を繰り返し、全体として歩進的に前進するよう
に行われる。

【００１５】前記切断機構１３の上方に位置するよう
に、ブラケット１４上にはスラリ供給機構２０が配設さ
れ、所定間隔をおいて平行に延びる一対のスラリ供給パ
イプ２０ａを備えている。そして、これらのスラリ供給
パイプ２０ａから加工用ローラ１５，１６，１７間のワ
イヤ１８上に、遊離砥粒を含む水性または油性のスラリ
が供給される。

【００１６】スラリ供給機構２０の上方において、コラ
ム１２にはワーク支持機構２１が上下動可能に支持さ
れ、その下部には硬脆材料よりなるワーク２２が着脱自
在にセットされる。コラム１２上にはワーク昇降用モー
タ２３が配設され、このモータ２３により図示しないボ
ールスクリュー等を介してワーク支持機構２１が上下動
される。

【００１７】そして、加工装置としてのワイヤソーの運
転時には、ワイヤ１８が切断機構１３の加工用ローラ１
５，１６，１７間で走行されながら、ワーク支持機構２
１が切断機構１３に向かって下降される。このとき、ス
ラリ供給機構２０の各スラリ供給パイプ２０ａからワイ
ヤ１８上へ遊離砥粒を含むスラリが供給されるととも
に、そのワイヤ１８に対しワーク２２が押し付け接触さ
れ、ラッピング作用によってワーク２２がスライス状に
切断加工される。

【００１８】前記装置基台１１上にはリール機構２４が
装設され、ワイヤ１８を繰り出すための繰出しリール２
５と、ワイヤ１８を巻き取るための巻取りリール２６と
を備えている。装置基台１１には回転方向及び回転速度
を変更可能なサーボモータよりなる一対のリール回転用
モータ２７，２８が配設され、それらのモータ軸には図
示しない伝達機構を介してリール２５，２６が連結され
ている。

【００１９】前記装置基台１１上にはリール機構２４に
隣接してトラバース機構２９が装設され、繰出しリール
２５からのワイヤ１８の繰出し及び巻取りリール２６へ
のワイヤ１８の巻取りを、上下にトラバースしながら案
内する。そして、前記リール機構２４の両リール２５，
２６の回転により、繰出しリール２５から切断機構１３
へワイヤ１８が繰り出されるとともに、加工後のワイヤ
１８が巻取りリール２６に巻き取られる。

【００２０】前記リール機構２４と切断機構１３との間
には、張力付与機構３０及びガイド機構３１が配設され
ている。そして、切断機構１３の加工用ローラ１５，１
６，１７間に巻回されたワイヤ１８の両端が、ガイド機
構３１の各ガイドローラ３２を介して張力付与機構３０
に掛装されている。この状態で、張力付与機構３０によ
り、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８に所
定の張力が付与されるようになっている。

【００２１】このワイヤソーは以下に示すスラリ循環装
置を備えている。図１及び図３に示すように、前記装置
基台１１の下方にはスラリタンク３５が配設され、その
内部には遊離砥粒を含む水性または油性のスラリが収容
されている。スラリタンク３５とスラリ供給機構２０と
の間には給送管路３６が配設され、その途中にはスラリ
給送用ポンプ３７が接続されている。そして、このスラ
リ給送用ポンプ３７の回転により、スラリタンク３５内
のスラリが給送管路３６を介して、スラリ供給機構２０
に給送される。

【００２２】前記切断機構１３における加工用ローラ１
５，１６，１７の下方にはスラリ受け皿３８が配設され
ている。スラリ受け皿３８とスラリタンク３５との間に
は回収管路３９が配設され、その途中にはフィルタ４０
及びスラリ回収用ポンプ４１が接続されている。そし
て、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８上か
らスラリ受け皿３８内に落下したスラリが、このスラリ
回収用ポンプ４１の回転により、回収管路３９を介して
スラリタンク３５内に回収される。

【００２３】前記スラリタンク３５内には撹拌翼４２が
回転可能に配設されている。撹拌翼４２には回転速度の
変更可能な攪拌翼回転用モータ４３が連結され、このモ
ータ４３により撹拌翼４２が回転されて、スラリタンク
３５内のスラリが撹拌される。攪拌翼回転用モータ４３
にはエンコーダ４４が連結され、このエンコーダ４４に
より攪拌翼回転用モータ４３の回転速度が検出される。
スラリタンク３５には水位計や重量を測定するロードセ
ル等よりなるスラリ量測定手段としてのスラリ量測定器
４５が配設されている。

【００２４】前記装置基台１１の近傍には補給タンク４
６が配設されている。補給タンク４６とスラリタンク３
５との間には補給管路４７が配設され、その途中にはバ
ルブ４８が接続されている。そして、このバルブ４８の
開放により、補給タンク４６内のスラリが補給管路４７
を介して、スラリタンク３５内に補給される。

【００２５】次に、前記のように構成されたワイヤソー
におけるスラリ循環機構部の回路構成について説明す
る。図４に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）５１
は、ワイヤソーの各部の動作を制御する。リードオンリ
メモリ（ＲＯＭ）５２は、ワイヤソーの動作に必要な各
種の制御プログラムを記憶している。ランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）５３は、制御プログラムの実行に伴っ
て得られたデータ等を一時的に記憶する。そして、この
ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３により、制御手
段が構成されている。

【００２６】スラリ量測定器４５は測定信号をＣＰＵ５
１に出力し、その信号に基づいてスラリタンク３５内の
スラリ量が計測される。エンコーダ４４は撹拌翼回転用
モータ４３の回転速度を検出して、その検出信号をＣＰ
Ｕ５１に出力する。操作パネル５４は、スタートキー等
の各種の操作キーを備えている。撹拌翼回転用モータ４
３、スラリ給送用ポンプ３７及びスラリ回収用ポンプ４
１は、ＣＰＵ５１からの駆動信号により、駆動回路５
５，５６，５７を介して回転される。

【００２７】そして、前記ＣＰＵ５１は、スラリ量測定
器４５からスラリタンク３５内のスラリ量の測定信号を
入力したとき、そのスラリ量に応じて撹拌翼回転用モー
タ４３の回転速度をインバータ制御により変速制御す
る。すなわち、スラリタンク３５内のスラリ量が大きい
ときには、撹拌翼回転用モータ４３を高速で回転させ、
スラリ量が小さくなるに従って、撹拌翼回転用モータ４
３の回転速度を低下させる。

【００２８】次に、前記のように構成されたワイヤソー
について動作を説明する。さて、このワイヤソーにおい
ては、ワイヤ１８がリール機構２４の繰出しリール２５
から繰り出され、切断機構１３の加工用ローラ１５，１
６，１７間において歩進的に往復走行され、巻取りリー
ル２６に巻き取られる。そして、スラリ供給機構２０の
スラリ供給パイプ２０ａから、加工用ローラ１５，１
６，１７間のワイヤ１８上に、遊離砥粒を含むスラリが
供給されながら、ワーク支持機構２１の下降により、ワ
イヤ１８に対してワーク２２が押し付け接触される。こ
れにより、ワーク２２が所定の厚さに切断加工される。

【００２９】このワーク２２の切断加工時には、スラリ
タンク３５を含むスラリ循環機構部において、図５に示
すフローチャートの動作が実行される。なお、このフロ
ーチャートは、ＲＯＭ５２に記憶されている制御プログ
ラムに基づいて、ＣＰＵ５１の制御のもとで進行する。

【００３０】さて、ワーク２２の切断加工が開始される
と（Ｓ１）、スラリ量測定器４５によりスラリを収容し
たスラリタンク３５全体の重量が測定され、その測定重
量に基づいてスラリタンク３５内のスラリ量が測定され
る（Ｓ２）。そして、このスラリ量の測定値に応じて、
撹拌翼回転用モータ４３の回転速度が演算され（Ｓ
３）、その回転速度の演算結果に従って、撹拌翼回転用
モータ４３が回転駆動される（Ｓ４）。

【００３１】その後、ワーク２２の切断加工が終了した
か否かが判別される（Ｓ５）。そして、ワーク２２の切
断加工が終了するまでは、前記Ｓ２に戻ってＳ２〜Ｓ５
の動作が繰り返し実行され、ワーク２２の切断加工が終
了したとき、すべての動作が終了する。

【００３２】第１実施形態によって期待できる効果につ
いて、以下に記載する。 ・ 第１実施形態のワイヤソーにおいては、スラリタン
ク３５内のスラリ量を測定するスラリ量測定器４５が設
けられ、そのスラリ量測定器４５により測定されたスラ
リ量に応じて撹拌翼４２の回転速度が制御されるように
なっている。そして、加工運転の進行に伴って、スラリ
タンク３５内のスラリ量が少なくなった場合、そのスラ
リ量に応じて撹拌翼４２の回転速度が低下されて、スラ
リタンク３５内のスラリが撹拌中に周囲へ飛散して周囲
が汚れるおそれを防止することができる。また、補給タ
ンク４６からの補給等により、スラリランク３５内のス
ラリ量が多くなった場合、そのスラリ量に応じて攪拌翼
４２の回転速度がアップする。このため、スラリ量が多
くても、そのスラリの攪拌を確実に行うことができる。

【００３３】・ 第１実施形態のワイヤソーにおいて
は、スラリ量測定器４５が、スラリを収容したスラリタ
ンク３５全体の重量を測定するようになっている。この
ため、スラリタンク３５内のスラリが撹拌された状態に
あっても、そのスラリ量を容易かつ正確に測定すること
ができる。

【００３４】（第２実施形態）次に、第２実施形態につ
いて説明する。なお、前記第１実施形態と同一構成なる
ものについてはその説明を省略する。前記第１実施形態
では、撹拌翼４２の回転速度を変更可能な攪拌翼回転用
モータ４３を使用したが、この第２実施形態では攪拌翼
４２のトルクを変更可能な回転翼回転用モータ４３が使
用されている。攪拌翼回転用モータ４３のトルクは、モ
ータ４３に設けた図示しないトルク検出器により検出さ
れ、このトルク検出器は攪拌翼回転用モータ４３のトル
クを検出して、その検出信号をＣＰＵ５１に出力する。
そして、ＣＰＵ５１はスラリ測定器４５からスラリタン
ク３５内のスラリ量の測定信号を入力したとき、そのス
ラリ量に応じて回転翼回転用モータ４３のトルクを制御
する。すなわち、スラリタンク３５内のスラリ量が大き
いときには、撹拌翼回転用モータ４３のトルクを大きく
し、スラリ量が小さくなるに従って、撹拌翼回転用モー
タ４３のトルクを小さくする。

【００３５】さて、ワーク２２の切断加工が開始される
と（Ｓ１１）、スラリ量測定器４５によりスラリを収容
したスラリタンク３５全体の重量が測定され、その測定
重量に基づいてスラリタンク３５内のスラリ量が測定さ
れる（Ｓ１２）。そして、このスラリ量の測定値に応じ
て、撹拌翼回転用モータ４３のトルクが演算され（Ｓ１
３）、そのトルクの演算結果に従って、撹拌翼回転用モ
ータ４３が回転駆動される（Ｓ１４）。

【００３６】その後、ワーク２２の切断加工が終了した
か否かが判別される（Ｓ１５）。そして、ワーク２２の
切断加工が終了するまでは、前記Ｓ１２に戻ってＳ１２
〜Ｓ１５の動作が繰り返し実行され、ワーク２２の切断
加工が終了したとき、すべての動作が終了する。

【００３７】第２実施形態によって期待できる効果につ
いて、以下に記載する。 ・ 第２実施形態のワイヤソーにおいては、スラリ量測
定器４５により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼４２
のトルクが制御されるようになっている。そして、加工
運転の進行に伴って、スラリタンク３５内のスラリ量が
少なくなった場合、そのスラリ量に応じて撹拌翼４２の
トルクが小さくなり、スラリタンク３５内のスラリが撹
拌中に周囲へ飛散して周囲が汚れるおそれを防止するこ
とができる。また、補給タンク４６からの補給等によ
り、スラリランク３５内のスラリ量が多くなった場合、
そのスラリ量に応じて攪拌翼４２のトルクが大きくな
る。このため、スラリ量が多くても、そのスラリの攪拌
を確実に行うことができる。

【００３８】前記第１及び第２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。 ・ スラリ量測定器４５により、スラリタンク３５内の
スラリ量を、スラリの水位レベルにて測定するように構
成すること。

【００３９】・ スラリタンク３５とスラリ供給機構２
０との間のスラリ循環構成を適宜に変更すること。

【００４０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１または請求
項２に記載の発明によれば、加工装置による加工運転の
進行に伴って、スラリタンク内のスラリが撹拌中に周囲
へ飛散するおそれを防止することができるとともに、ス
ラリの攪拌を確実に行うことができる。

【００４１】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
または請求項２に記載の発明の効果に加え、スラリタン
ク内のスラリが撹拌された状態にあっても、そのスラリ
量を容易かつ正確に測定することができる。

【００４２】請求項４または請求項５に記載の発明によ
れば、ワイヤソーによる加工運転の進行に伴って、スラ
リタンク内のスラリが撹拌中に周囲へ飛散するおそれを
防止することができるとともに、スラリの攪拌を確実に
行うことができる。

【００４３】請求項６に記載の発明によれば、請求項４
または請求項５に記載の発明の効果に加え、スラリタン
ク内のスラリが撹拌された状態にあっても、そのスラリ
量を容易かつ正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のスラリ循環装置を用いたワイヤソ
ーの第１実施形態を示す要部破断正面図。

【図２】 そのワイヤソーの要部平面図。

【図３】 スラリの給送及び回収の配管路を示す構成
図。

【図４】 ワイヤソーの要部の回路構成を示すブロック
図。

【図５】 装置運転時におけるスラリの撹拌動作を示す
フローチャート。

【図６】 第２実施形態における装置運転時におけるス
ラリの撹拌動作を示すフローチャート。

【符号の説明】

１３…切断機構、１５，１６，１７…加工用ローラ、１
５ａ，１６ａ，１７ａ…環状溝、１８…ワイヤ、２０…
スラリ供給機構、２０ａ…スラリ供給パイプ、２１…ワ
ーク支持機構、２２…ワーク、２４…リール機構、３５
…スラリタンク、４２…撹拌翼、４３…攪拌翼回転用モ
ータ、４５…測定手段としての測定器、５１…制御手段
を構成するＣＰＵ、５２…制御手段を構成するＲＯＭ、
５３…制御手段を構成するＲＡＭ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラリタンクから給送されたスラリをス
   ラリ供給機構によって加工装置へ供給し、加工装置から
   スラリタンクへ回収したスラリを再び前記スラリ供給機
   構に循環給送するスラリ循環装置において、 スラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼と、スラリタ
   ンク内のスラリ量を測定する測定手段と、その測定手段
   により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼の回転速度を
   制御する制御手段とを備えたスラリ循環装置。
2. 【請求項２】 スラリタンクから給送されたスラリをス
   ラリ供給機構によって加工装置へ供給し、加工装置から
   スラリタンクへ回収したスラリを再び前記スラリ供給機
   構に循環給送するスラリ循環装置において、 スラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼と、スラリタ
   ンク内のスラリ量を測定する測定手段と、その測定手段
   により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼のトルクを制
   御する制御手段とを備えたスラリ循環装置。
3. 【請求項３】 前記測定手段は、スラリを収容したスラ
   リタンク全体の重量を測定するものである請求項１また
   は２に記載のスラリ循環装置。
4. 【請求項４】 複数の加工用ローラ間にワイヤを所定ピ
   ッチで巻回し、そのワイヤを走行させながら、スラリ供
   給機構からワイヤ上に遊離砥粒を含むスラリを供給し、
   ワイヤに対しワークを接触させて、加工を施すようにし
   たワイヤソーにおいて、 前記スラリ供給機構にスラリを循環給送するスラリタン
   クと、そのスラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼
   と、スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段と、
   その測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼
   の回転速度を制御する制御手段とを備えたワイヤソー。
5. 【請求項５】 複数の加工用ローラ間にワイヤを所定ピ
   ッチで巻回し、そのワイヤを走行させながら、スラリ供
   給機構からワイヤ上に遊離砥粒を含むスラリを供給し、
   ワイヤに対しワークを接触させて、加工を施すようにし
   たワイヤソーにおいて、 前記スラリ供給機構にスラリを循環給送するスラリタン
   クと、そのスラリタンク内のスラリを攪拌する撹拌翼
   と、スラリタンク内のスラリ量を測定する測定手段と、
   その測定手段により測定されたスラリ量に応じて撹拌翼
   のトルクを制御する制御手段とを備えたワイヤソー。
6. 【請求項６】 前記測定手段は、スラリを収容したスラ
   リタンク全体の重量を測定するものである請求項４また
   は５に記載のワイヤソー。