JPH1199466A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダンサアーム及びその回動変位量の検出手段
を設けることなく、加工用ローラ間のワイヤの張力を調
整することができて、構造が簡単で製造コストを低減す
ることができるワイヤソーを提供する。 【解決手段】 一方のリール２５から繰り出されたワイ
ヤ１８を、複数の加工用ローラ１５，１６，１７間に複
数回巻き付けた後、他方のリール２６に巻き取る。加工
用ローラ１５，１６，１７間においてワイヤ１８にワー
ク２２を接触させて、ワーク２２を切断加工する。ワー
ク２２の切断加工時には、両リール２５，２６を回転さ
せるためのモータ２７，２８の内、少なくとも繰出し側
のリール用モータ２７のトルクを制御して、加工用ロー
ラ１５，１６，１７間のワイヤ１８の張力を所定の値に
調整保持する。このリール用モータ２７のトルクは、リ
ール２７上のワイヤ１８の巻径に応じて設定演算され
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、ワイヤを用い
て、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よ
りなるワークに対し、切断加工を施すようにしたワイヤ
ソーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーにおいては、複数の加工用ロ
ーラがそれらの軸線を平行にして間隔をおいて並設さ
れ、それらのローラの外周には複数の環状溝が形成され
ている。また、一対のリールが設けられ、一方のリール
から繰り出されたワイヤが、加工用ローラ間を跨ぐよう
に環状溝に順に巻き付けられた後、他方のリールに巻き
取られる。そして、加工用ローラ間において、ワイヤ上
に遊離砥粒を含むスラリが供給されるとともに、ワイヤ
にワークが押し付け接触されて、そのワークに切断加工
が施される。そして、この種のワイヤソーでは、加工精
度確保のために、加工用ローラ間のワイヤを常に緊張状
態に保持する必要がある。

【０００３】このため、従来のワイヤソーにおいては、
両リールと加工用ローラとの間におけるそれぞれのワイ
ヤ走行経路に、ウェイトを有するとともに、先端のロー
ラにおいてワイヤ上に載せられるダンサアームが設けら
れていた。従って、ワイヤにはウェイトを主とする荷重
が作用し、この荷重によってワイヤに緊張が付与され
る。そして、加工負荷の変動等に起因するワイヤの張力
変動に伴って各ダンサアームが回動変位されたとき、そ
の回動変位がエンコーダ等の検出手段により検出され
る。次いで、検出された回動変位量に応じて、リールを
回転させるためのモータの駆動トルクが変更され、ワイ
ヤ張力を所定の値に調整保持するようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように、この従
来のワイヤソーにおいては、ワイヤの走行経路中にウェ
イトやローラ、あるいはエンコーダ等の検出手段等を有
する一対のダンサアームを配設する必要があるため、構
造が複雑で製造コストを高騰させるという問題があっ
た。特に、ワイヤ上には、スラリは付着するため、ワイ
ヤの走行域の周囲にはスラリが飛散する。このような環
境のところに、ダンサアームのような可動部品を設置す
ることは、メンテナンスのうえからも好ましくない。

【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、ダンサアームやその関連部品を設けるこ
となく、加工用ローラ間のワイヤの張力を所要の値に調
整保持することができて、構造が簡単で製造コストを低
減することができるとともに、メンテナンスの手間を省
くことができる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、繰出し側及び巻取り
側の両リールを回転させるためのモータの内、少なくと
も繰出し側のリール用モータの駆動トルクを制御して、
加工用ローラ間のワイヤの張力を所定の値に調整保持す
る張力調整手段を、ワークを切断する加工プログラム中
に設けたものである。

【０００７】請求項２に記載の発明では、ワークの切断
加工手順を示す加工プログラムを記憶する記憶手段を設
けるとともに、その記憶手段には、前記両リールを回転
させるためのモータの内、少なくとも繰出し側のリール
用モータの駆動トルクを制御して、加工用ローラ間のワ
イヤの張力を所定の値に調整保持する張力調整手段を設
けたものである。

【０００８】従って、ワイヤの走行経路中にダンサアー
ムや、その回動変位量を検出するための検出手段等を設
けなくても、加工用ローラ間のワイヤの張力を一定の値
に調整保持することができて、装置の構造を簡素化する
ことができるとともに、製造コストを低減することがで
きる。また、繰出しリール及び巻取リールと加工用ロー
ラとの間のワイヤの走行経路にダンサアーム等の可動部
品を設ける必要がない。

【０００９】請求項３においては、請求項１または２に
おいて、前記張力調整手段は、リール上のワイヤの巻径
の変化に応じて、リール用モータの駆動トルクを設定す
るものである。

【００１０】ワイヤソーの運転にともなうワイヤの走行
によって、リール上のワイヤはその巻径が変化するもの
である。従って、リール上のワイヤの巻径の変化に応じ
て、そのリール用モータの駆動トルクを設定すること
は、ワイヤの張力を一定に保持することを確実にする。

【００１１】請求項４においては、請求項３において、
リール上のワイヤの巻径を測定するための測定手段を設
け、加工開始前において前記測定手段により巻径を測定
するための巻径測定プログラムを有するものである。

【００１２】このように、加工開始前にリールの巻径を
あらかじめ測定するため、測定中において測定プログラ
ムの動作に対するノイズが少なく、リール巻径を正確に
測定して、ワイヤの張力調整を正確に行うことができ
る。

【００１３】請求項５においては、請求項１〜４のいず
れかにおいて、リール上のワイヤの巻径を測定する測定
手段を設け、加工開始前において前記測定手段により測
定されたワイヤの巻径に基づいて、モータの駆動トルク
を設定するものである。

【００１４】リール巻径の変化は、ワイヤの張力変動に
対して大きな影響を与える。従って、ワイヤの巻径を測
定してモータの駆動トルクを設定すれば、ワイヤ張力の
変動を最小限に抑制できる。

【００１５】請求項６においては、請求項４において、
張力調整手段は、前記巻径測定プログラムの実行によっ
て測定されたワイヤの巻径に基づいて加工開始時のモー
タの駆動トルクを決定するとともに、加工開始後は前記
加工プログラムに関連して演算されたワイヤの巻径に基
づいてモータの駆動トルクを演算設定するものである。

【００１６】従って、加工開始に先だって、ワイヤ張力
を調整するためのモータの駆動トルクが決定されるとと
もに、加工開始後は、加工を実行するするためのプログ
ラムによりモータの駆動トルクが決定される。このた
め、加工開始から加工中にわたってワイヤ張力を適正に
調整できる。

【００１７】請求項７においては、請求項４において、
張力調整手段は、前記巻径測定プログラムの実行によっ
て測定されたワイヤの巻径に基づいて加工開始時のモー
タの駆動トルクを決定するとともに、加工開始後はリー
ルに対してワイヤをリール軸方向に移動案内するトラバ
ース機構の反転信号に関連して演算されたワイヤの巻径
に基づいてモータの駆動トルクを演算設定するものであ
る。

【００１８】請求項８においては、請求項４において、
張力調整手段は、前記巻径測定プログラムの実行によっ
て測定されたワイヤの巻径に基づいて加工開始時のモー
タの駆動トルクを決定するとともに、加工開始後は前記
測定手段によって測定されたワイヤの巻径に基づいてモ
ータの駆動トルクを演算設定するものである。

【００１９】従って、請求項７，８においても、前記請
求項６の場合と同様に、加工開始に先だって、ワイヤ張
力を調整するためのモータの駆動トルクが決定されると
ともに、加工開始後は、トラバースの反転信号あるいは
測定されたワイヤ巻径によりモータの駆動トルクが決定
される。このため、加工開始から加工中にわたってワイ
ヤ張力を適正に調整できる。

【００２０】請求項９においては、請求項４〜８のいず
れかにおいて、測定手段は、ワイヤの走行長を測定する
測定器を備え、この測定器により測定されたワイヤの走
行長と同区間でのリール回転数とに基づいてリール上の
ワイヤの巻径を演算するものである。

【００２１】このように、ワイヤソーの実際の運転にと
もなって得られるデータをもとにワイヤ巻径を演算する
ので、実際のワイヤ巻径にきわめて近似した巻径データ
を得ることができる。

【００２２】請求項１０に記載の発明では、請求項１〜
９のいずれかにおいて、前記両リール用モータはリール
にそれぞれ直結したものである。従って、リールとモー
タとの間に歯車機構等の動力伝達機構を介在させた場合
とは異なり、遊び等が生じることなくモータの駆動トル
クの変化をリールにダイレクトに、かつ即時に伝えるこ
とができる。

【００２３】請求項１１に記載の発明では、請求項１〜
１０のいずれかにおいて、加工用ローラ間のワイヤの張
力が所定範囲を越えたとき、それを検出する検出手段を
設けたものである。

【００２４】従って、何らかの原因に起因して加工用ロ
ーラ間のワイヤ張力が設定値から変動しても、その事態
をただちに検出して対処することができる。請求項１２
に記載の発明では、請求項１において、前記張力調整手
段は、リールの回転数の変化に応じてリール用モータの
駆動トルクを設定するものである。

【００２５】ワイヤ巻径が変化すれば、リールの回転数
が変化する。従って、この変化を捉えれて駆動トルクを
調整すれば、ワイヤ張力を適正に調整できる。請求項１
３に記載の発明では、請求項１において、前記張力調整
手段は、ワイヤ張力の値とリールのワイヤの巻径に応じ
てリール用モータの駆動トルクを演算設定するものであ
る。

【００２６】この場合は、直接的にワイヤ張力を検出
し、そのワイヤ張力を調整するために、ワイヤ巻径に応
じて駆動トルクを設定するため、ワイヤ張力を適正に所
要の値に調整できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）以下に、この発明の第１の実施形態
を、図１〜図６に基づいて説明する。

【００２８】図１〜図３に示すように、装置機台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
には多数の環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが形成されて
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。

【００２９】１本のワイヤ１８は、前記各加工用ローラ
１５，１６，１７間を跨ぐように、各加工用ローラ１
５，１６，１７の各環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａに連
続的に巻回されている。ブラケット１４には回転方向、
回転速度及び駆動トルクを変更調節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
１５，１６，１７が回転される。モータ１９には図４に
示すエンコーダ３６が連結され、ワイヤソーの運転時
に、このエンコーダ３６によりモータ１９の回転数が検
出される。そして、前記ワイヤ走行用モータ１９による
加工用ローラ１５，１６，１７の回転に伴って、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、一定量前進及びその前進よりも少ない一定量後
退を繰り返し、全体として一方向に歩進的に前進するよ
うに行われる。

【００３０】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、このスラリ供給機構２０から上部の加工用ローラ１
５，１６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。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。

【００３１】そして、こ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１５，１６，１
７間で走行されながら、ワーク支持機構２１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、上部の加工用ローラ１５，１６間のワイ
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。

【００３２】前記装置機台１１上にはリール機構２４が
装設され、ワイヤ１８の新線部を繰り出すための繰出し
リール２５と、ワイヤ１８の使用済み部分を巻き取るた
めの巻取りリール２６とを備えている。なお、ワイヤ１
８の後退時には、巻取りリール２６が繰り出し側、繰出
しリール２５が巻取り側となる。装置機台１１には回転
方向、回転速度及び駆動トルクを変更調節可能なサーボ
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カップリング３０を介
してリール２５，２６が直接連結されている。前記装置
機台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、両リール２５，２６からのワイヤ１
８の繰出し及び巻取りを上下にトラバースしながら案内
する。図４に示す反転センサ４４はトラバース機構２９
の反転動作を検出する。

【００３３】前記トラバース機構２９と切断機構１３と
の間には、複数のガイドローラ３２からなるガイド機構
３１が配設されている。そして、切断機構１３の加工用
ローラ１５，１６，１７群から延びるワイヤ１８が、ガ
イド機構３１の各ガイドローラ３２に掛装されて、その
ワイヤ１８の走行が案内される。

【００３４】前記リール機構２４の繰出しリール２５及
び巻取りリール２６にそれぞれ隣接して、トラバース機
構２９と切断機構１３間のワイヤ１８の繰出し走行経路
中には測定手段としてのワイヤ走行長測定器３３が配設
されている。この測定器３３は、ワイヤ１８の走行に伴
って回転される一対のローラ３４と、一方のローラ３４
に連結されたエンコーダ等のセンサ３５とから構成さ
れ、加工開始前において、ワイヤ１８を低速で走行させ
たとき、このセンサ３５によりその走行長が測定され
る。なお、一対のローラ３４はワーク２２の切断加工時
にはワイヤ１８から退避させ得るように、図示しない開
閉機構により支持されている。

【００３５】次に、前記のように構成されたワイヤソー
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）３７は、ワイヤソーの各部の動作を
制御する。記憶手段としてのリードオンリメモリ（ＲＯ
Ｍ）３８は、ワイヤソーの動作に必要な図６に示す加工
プログラムや図５に示す巻径測定プログラム等の動作手
順を示す各種の制御プログラムを記憶している。記憶手
段としてのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）３９は、
制御プログラムの実行に伴って得られたデータを一時的
に記憶する。そして、このＣＰＵ３７、ＲＯＭ３８及び
ＲＡＭ３９により、張力調整手段が構成されている。操
作パネル４０は、スタートキー等の各種操作キーを備え
ている。

【００３６】すなわち、ワーク２２に対する加工開始前
において、図５のフローチャートに示すような巻径測定
プログラムが実行されると、繰出しリール２５及び加工
用ローラ１５，１６，１７が低速回転されて、ワイヤ１
８が低速走行される。ワイヤ走行長測定器３３は、この
ワイヤ１８の低速走行時に所定時間内でのワイヤ１８の
走行長を測定して、その測定信号をＣＰＵ３７に出力す
る。同時間でエンコーダ３６は、繰り出し側のリール回
転用モータ２７の回転数を検出して、その検出信号をＣ
ＰＵ３７に出力する。その後、ワイヤ１８の走行方向が
反転され、巻き取り側においても同様な動作が行われ
る。

【００３７】ワイヤ走行用モータ１９は、ＣＰＵ３７か
ら駆動回路４１を介して駆動信号を入力して、所定の回
転速度で回転される。繰出し側のリール回転用モータ２
７及び巻取り側のリール回転用モータ２８は、ＣＰＵ３
７から駆動回路４２，４３を介して駆動信号を入力し
て、所定の回転速度及び所定の駆動トルクで回転され
る。

【００３８】そして、前記ＣＰＵ３７は、ワイヤソーの
加工運転開始前においてワイヤ１８の低速走行時に、ワ
イヤ走行測定器３３からワイヤ１８の走行長の測定信号
を入力したとき、そのワイヤ１８の走行長と繰出しリー
ル２５及び巻取りリール２６の回転数との関係に基づい
て、それぞれのリール２５，２６上のワイヤ１８の巻径
を演算する。一方、ワーク２２に対する切断加工開始時
において、リール用モータ２７，２８の加工開始時の駆
動トルクの設定は予め入力されたワイヤの所要張力値
と、前記の方法で演算された各リール２５，２６の巻径
に基づいて演算設定される。

【００３９】また、図６のフローチャートで示す加工プ
ログラムが実行され、ワーク２２に対する切断加工が開
始されると、ＣＰＵ３７は、加工プログラムに関連して
各リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径変化に応じ
て、それらのリール用モータ２７，２８の回転速度を電
圧制御により設定変更し、リール２５，２６上のワイヤ
１８の外径周速度を一定に保持する。さらに、ＣＰＵ３
７は、加工開始時の設定駆動トルクを基準にして、各リ
ール２５，２６上のワイヤ１８の巻径変化に応じて、そ
れらのリール用モータ２７，２８の駆動トルクを電流制
御により調整し、加工用ローラ１５，１６，１７間のワ
イヤ１８の張力を所定の値に保持する。

【００４０】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。まず、ワイヤソーを起動した
後、ワーク２２に対する加工に先立って、リール機構２
４における各リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径を
測定する場合の動作を、図５に示すフローチャートに従
って説明する。このフローチャートは、ＲＯＭ３８に記
憶されている巻径測定プログラムに基づいて、ＣＰＵ３
７の制御のもとで進行する。

【００４１】さて、測定動作のためにスタートキーが操
作されると（Ｓ１）、切断機構１３のワイヤ走行用モー
タ１９、及びリール機構２４の両リール回転用モータ２
７，２８が一定時間低速で一方向及び他方向へ回転され
る（Ｓ２）。これにより、ワイヤ１８が低速にて繰出し
リール２５から繰り出され、加工用ローラ１５，１６，
１７間において走行された後、巻取りリール２６に巻き
取られる。

【００４２】このワイヤ１８の低速走行に伴い、ワイヤ
走行長測定器３３のローラ３４が従動回転され、センサ
３５からワイヤ１８の走行長の測定信号が出力される
（Ｓ３）。すると、このワイヤ１８の走行長と、同区間
での繰出しリール２５及び巻取りリール２６の回転量と
に基づいて、それぞれのリール２５，２６上のワイヤ１
８の初期巻径が演算される（Ｓ４）。その後、ワイヤソ
ーはワーク２２の切断加工に移行する。

【００４３】次に、ワーク２２に対する切断加工運転時
において、特にワイヤ１８の張力調整に関連する動作
を、図６に示すフローチャートに従って説明する。この
フローチャートは、ＲＯＭ３８に記憶されている加工プ
ログラムに基づいて、ＣＰＵ３７の制御のもとで進行す
る。

【００４４】さて、操作パネル４０からワイヤ１８の走
行速度、両リール２５，２６の上下寸法及び前記のよう
にして測定された初期巻径、ワイヤ１８の径（太さ）、
ワイヤ１８の所要張力、加工用ローラ１５，１６，１７
の外径等の各種データが入力される（Ｓ５）。その後、
スタートキーにより切断加工の開始が指示されると（Ｓ
６）、ワイヤソーの加工運転が開始される。

【００４５】まず、巻径プログラムで測定演算された両
リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径に基づいてリー
ル回転用モータ２７，２８の加工開始時における設定駆
動トルクが決定される（Ｓ７）。そして、切断機構１３
のワイヤ走行用モータ１９、及びリール機構２４の両リ
ール回転用モータ２７，２８がトルク制御されながら回
転され（Ｓ８）、ワイヤ１８が繰出しリール２５から繰
り出され、加工用ローラ１５，１６，１７間において歩
進的に走行された後、巻取りリール２６に巻き取られ
る。また、スラリ供給機構２０により、上部の加工用ロ
ーラ１５，１６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。これによって、ワーク２２が所定の厚さに切断加工
される。

【００４６】このワーク２２の切断加工中は、エンコー
ダ３６によりワイヤ走行用モータ１９の回転量が検出さ
れ（Ｓ９）、その回転量データの積算値及びトラバース
機構２９の反転センサ４４からの検出信号に応じて、リ
ール回転用モータ２７，２８の回転速度及び回転方向が
加減制御される（Ｓ１０）。すなわち、ワイヤ走行用モ
ータ１９の回転にともない、トラバースが反転するごと
に、リール２５，２６の巻径が変化するため、これにと
もなって加工用ローラ１５，１６，１７間におけるワイ
ヤ１８の走行速度と、両リール２５，２６上のワイヤ１
８の周速度とが、常に一定となるようにリール回転用モ
ータ２７，２８の回転速度が調整される。

【００４７】これと同時に、各リール２５，２６上のワ
イヤ１８の巻径が変化したか否かが判別され（Ｓ１
１）、そのワイヤ１８の巻径変化に応じて、リール用モ
ータ２７，２８の駆動トルク設定値が加減される（Ｓ１
２）。すなわち、ワイヤ１８に対する繰出し及び巻取り
トルクが一定になるように、言い換えれば、ワイヤ１８
が定張力を維持するように、両リール２５，２６の巻径
が大きくなる程、リール回転用モータ２７，２８の駆動
トルクが大きくなるように制御される。このように、こ
の設定駆動トルク値に基づくリール用モータ２７，２８
の駆動トルク制御により、加工用ローラ１５，１６，１
７間のワイヤ１８の張力が所定の値に調整保持される。
すなわち、ステップＳ７及びＳ９〜Ｓ１２が張力調整手
段を構成している。

【００４８】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（Ｓ１３）、切断加工が終了するまで
は、前記Ｓ８に戻ってＳ８〜Ｓ１３の動作が繰り返し実
行される。そして、ワーク２２の切断加工が終了したと
きに、すべての動作が終了する。

【００４９】前記の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。 ・ この実施形態のワイヤソーにおいては、繰出しリー
ル２５及び巻取リール２６を回転させるためのリール回
転用モータ２７，２８の駆動トルクを制御して、加工用
ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８の張力を一定の
値に調整保持するようになっている。このため、従来装
置とは異なり、ワイヤ１８の走行経路中にダンサアーム
や、その回動変位量を検出するための検出手段等を設け
なくても、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１
８の張力を一定の値に調整保持することができて、装置
の構造を簡素化することができるとともに、製造コスト
を低減することができる。

【００５０】・ また、繰出しリール２５及び巻取リー
ル２６と加工用ローラ１５，１６，１７との間のワイヤ
１８の走行経路にダンサアーム等の可動部品を設ける必
要がない。このため、可動部品に付着したスラリを除去
したり、部品交換を行ったりするメンテナンスが不要に
なり、装置の取り扱いに手間がかからなくなる。

【００５１】・ 切断加工開始前に測定されたリール２
５，２６上のワイヤ巻径からリール回転用モータ２７，
２８の初期設定駆動トルクが決定されるとともに、切断
加工開始後に、リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径
変化に応じて、前記初期設定駆動トルクを基準にして、
そのリール回転用モータ２７，２８の駆動トルクが演算
設定されて、同モータ２７，２８の駆動トルクが制御さ
れるようになっている。このため、ワイヤ１８の巻径の
変化に追従して、リール回転用モータ２７，２８の駆動
トルクを設定変更することができて、ワイヤ１８の張力
を的確に調整することができる。

【００５２】・ リール２５，２６上のワイヤ１８の巻
径を測定する測定手段が設けられ、プログラムに基づい
て、自動的にその測定手段により測定されたワイヤ１８
の巻径に基づいて、リール回転用モータ２７，２８の駆
動トルクが設定されるようになっている。また、ワーク
２２の加工開始後において、リール２５，２６上のワイ
ヤ１８の巻径測定に基づき、リール回転用モータ２７，
２８の駆動トルクが自動的に設定演算されて、その後の
巻径変化に応じた駆動トルク制御によりワイヤ１８の張
力を入力された所要張力値に自動的に調整することがで
きる。

【００５３】・ 繰出し側及び巻取り側のリール２５，
２６上のワイヤ１８の巻径を、加工開始前に測定プログ
ラムを動作させて測定するため、言い換えれば、他の動
作が行われていないタイミングでプログラム測定するた
め、ノイズが少なく、リール巻径を正確に測定して、ワ
イヤの張力調整を正確に行うことができ、高精度な切断
加工が可能になる。

【００５４】・ 繰出し側及び巻取り側のリール２５，
２６上のワイヤ１８の巻径を、切断加工開始前において
測定して、繰出し側及び巻取り側のリール用モータ２
７，２８の駆動トルクをしている。以上のように、ワイ
ヤの張力変動に対して大きな影響を与えるワイヤ１８の
巻径を切断加工開始前に測定して、モータの駆動トルク
を設定すれば、ワイヤ張力の変動を最小限に抑制でき、
高精度加工に寄与できる。

【００５５】・巻径測定プログラムの実行によって測定
されたワイヤ１８の巻径に基づいて加工開始時における
繰出し側及び巻取り側のリール用モータ２７，２８の駆
動トルクが決定される。そして、切断加工開始後は加工
プログラムに関連して演算されたワイヤ１８の巻径に基
づいてモータの駆動トルクを演算設定するものである。

【００５６】従って、加工開始に先だって、ワイヤ張力
を調整するためのモータの駆動トルクが決定されるとと
もに、加工開始後は、加工を実行するするためのプログ
ラムにより繰出し側及び巻取り側のリール用モータ２
７，２８の駆動トルクが決定される。このため、加工開
始から加工中の全期間にわたってワイヤ張力を適正に調
整でき、ワーク２２の切断加工をその開始から終了まで
高精度に維持できる。

【００５７】・ 測定器３３によりワイヤ１８の走行長
が測定され、測定されたワイヤ１８の走行長と同区間で
のリール回転数とに基づいて繰出し側及び巻取り側のリ
ール２５，２６上のワイヤ１８の巻径が演算される。従
って、ワイヤソーの実際の運転にともなって得られるデ
ータをもとにワイヤ巻径を演算されることになり、ワイ
ヤ巻径を実際の値にきわめて近似した値として演算する
ことができ、ワイヤ１８の張力を適正に調整できる。

【００５８】・ 繰出し側及び巻取り側の両リール用モ
ータ２７，２８は繰出し側及び巻取り側のリール２５，
２６にそれぞれ直結されている。従って、繰出し側及び
巻取り側の両リール用モータ２７，２８と両リール２
５，２６との間に歯車機構等の動力伝達機構を介在させ
た場合とは異なり、バックラッシュに基づく遊び等が生
じることなくモータの駆動トルクの変化をリールにダイ
レクトに、かつ即時に伝えることができる。従って、ワ
イヤ１８の張力を瞬間的に変動したりすることなく、常
時適正に維持できて、高精度加工に寄与できるばかりで
なく、ワイヤ１８の切断や加工用ローラ１５，１６，１
７の破損等を未然に防止できる。

【００５９】・ 測定手段がワイヤ１８の走行長を測定
する測定器３３から構成され、その測定器３３により測
定されたワイヤ１８の走行長と、リール２５，２６の回
転数とに基づいて、リール２５，２６上のワイヤ１８の
巻径が演算されるようになっている。このため、切断開
始時におけるリール２５，２６上のワイヤ１８の巻径を
容易に知ることができ、そのワイヤ１８の巻径に基づい
て、切断加工時のリール回転用モータ２７，２８の駆動
トルクを正確に設定することができる。

【００６０】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００６１】さて、この第２の実施形態においては、図
７に示すように、リール機構２４の一方のリール２６に
隣接して、トラバース機構２９と切断機構１３との間で
ワイヤ１８の巻取り走行経路中に検出手段としての検出
器４５が配設されている。この検出器４５はワイヤ１８
の走行に伴って回転される上下動可能なローラ４６と、
そのローラ４６の近傍に配置された圧力センサ４７とか
ら構成されている。

【００６２】そして、ワーク２２の切断加工中に、加工
用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８の張力が所定
範囲を越えて変動したとき、ローラ４６が上方移動して
この検出器４５の圧力センサ４７から検出信号が出力さ
れる。そして、この検出信号の出力時には、リール回転
用モータ２７，２８の駆動トルク制御により、ワイヤ１
８の張力変動が修正される。圧力センサ４７からの検出
信号が所定の値以上を示す場合にはワイヤソーの運転が
一時的に停止される。

【００６３】従って、この第２の実施形態においても、
前述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を発揮させる
ことができる。また、この第２の実施形態においては、
加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８の張力が
所定範囲を越えたとき、それを検出する検出手段として
の検出器４５が設けられている。このため、何らかの原
因により、ワイヤ１８に想定外の張力変動が生じた場合
に、それを検出して直ちに対処することができ、ワイヤ
切断や、ワーク破損等の事態を未然に防止できる。

【００６４】（第３の実施形態）次に、この発明の第３
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００６５】さて、この第３の実施形態においては、図
８に示すように、リール機構２４の繰出しリール２５及
び巻取りリール２６に対応して、測定手段としての巻径
測定器４８が配設されている。この巻径測定器４８は、
各リール２５，２６の外周面に対して一側方からレーザ
光線を照射する発光器４９と、その発光器４９からのレ
ーザ光線を各リール２５，２６の外周面の他側方におい
て受光する受光器５０とから構成されている。そして、
各リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径が変化したと
き、巻径測定器４８の受光素子５０によるレーザ光線の
受光面積が変化して、ワイヤ１８の巻径が測定される。

【００６６】よって、この実施形態の巻径測定器４８を
使用すれば、各リール２５，２６上のワイヤ１８の巻径
を直接測定することができ、加工開始前及び加工開始後
においてその巻径の測定値に基づいてリール回転用モー
タ２７，２８の駆動トルクを設定制御することができ
る。

【００６７】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。 ・一対のリール回転用モータ２７，２８の内、繰出しリ
ール２５側のリール回転用モータ２７のみの駆動トルク
を制御して、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ
１８の張力を調整するように構成すること。このように
構成しても、ワイヤ張力に最も影響を与える繰出し側の
リール２５におけるモータ２７の駆動トルクを制御する
ため、ワイヤ張力を適正に維持できる。

【００６８】・巻径変化の検出を、トラバース機構２９
の反転センサや測定器による直接的測定によらず、加工
プログラムに関連して、例えばワイヤ走行速度とリール
の回転速度データとから演算して、ワイヤの巻径データ
を得ること。

【００６９】・リール２５，２６の回転数変化から設定
駆動トルク値を演算すること。すなわち、リール２５，
２６上のワイヤ巻径が変化すれば、リール２５，２６の
回転数が変化するため、それを捉えてトルク制御すれ
ば、ワイヤ張力を適正に維持できる。

【００７０】・トラバース機構２９の反転センサ４４か
らの出力された反転信号に基づいて、リール２５，２６
上のワイヤ巻径を演算するように構成すること。すなわ
ち、トラバース機構２９の動作が反転するごとに、リー
ル２５，２６上の巻径が変化するため、この反転動作に
関連して巻径を演算するものである。

【００７１】・ワイヤ１８が往復走行することなく、一
方向にのみ走行するワイヤソーにこの発明を具体化する
こと。

【００７２】

【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、２に記載
の発明によれば、ダンサアーム及びその回動変位量の検
出手段等を設けることなく、加工用ローラ間のワイヤの
張力を加工プログラムにより所定の値に調整保持するこ
とができて、構造が簡単で製造コストを低減することが
できるとともに、メンテナンス上も有利になる。

【００７３】請求項３に記載の発明によれば、張力調整
手段が、リール上のワイヤの巻径の変化に応じて、リー
ル用モータの駆動トルクを設定するため、ワイヤの張力
を一定に保持することを確実にすることができる。

【００７４】請求項４に記載の発明によれば、加工開始
前において前記測定手段により巻径を測定するための巻
径測定プログラムを設けたことにより、測定プログラム
の動作に対するノイズが少なく、リール巻径を正確に測
定できる。

【００７５】請求項５に記載の発明によれば、加工開始
前において測定手段によりワイヤ巻径を測定することが
でき、ワイヤ張力の変動を最小限に抑制できる。請求項
６，７，８に記載の発明によれば、加工開始前は、ワイ
ヤの巻径に基づいて加工開始時のモータの駆動トルクが
決定されるとともに加工開始後はワイヤの巻径に基づい
てモータの駆動トルクを演算設定することができ、加工
開始から加工中にわたってワイヤ張力を適正に調整でき
る。

【００７６】請求項９に記載の発明によれば、測定器に
より測定されたワイヤの走行長と同区間でのリール回転
数とに基づいてリール上のワイヤの巻径が演算されるた
め、実際のワイヤ巻径にきわめて近似した巻径データを
得ることができる。

【００７７】請求項１０に記載の発明によれば、両リー
ル用モータはリールにそれぞれ直結されているため、モ
ータの駆動トルクの変化をリールにダイレクトに、かつ
即時に伝えることができる。

【００７８】請求項１１に記載の発明によれば、加工用
ローラ間のワイヤの張力が所定範囲を越えたとき、それ
を検出する検出手段を設けることにより、何らかの原因
に起因して加工用ローラ間のワイヤ張力が設定値から変
動しても、その事態をただちに検出して対処することが
できる。

【００７９】請求項１２に記載の発明によれば、リール
の回転数の変化に応じてリール用モータの駆動トルクを
設定するため、ワイヤ張力を適正に調整できる。請求項
１３に記載の発明によれば、ワイヤ張力の値とリールの
ワイヤの巻径に応じてリール用モータの駆動トルクを演
算設定するため、ワイヤ張力を適正に所要の値に調整で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のワイヤソーの第１の実施形態を示
す正面図。

【図２】 そのワイヤソーの平面図。

【図３】 ワイヤの走行経路を示す概略図。

【図４】 ワイヤソーの回路構成を示すブロック図。

【図５】 巻径測定プログラムを示すフローチャート。

【図６】 加工プログラムを示すフローチャート。

【図７】 この発明の第２の実施形態を示すワイヤの走
行経路の概略図。

【図８】 この発明の第３の実施形態を示すリール機構
の要部横断面図。

【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、１９…
ワイヤ走行用モータ、２０…スラリ供給機構、２１…ワ
ーク支持機構、２２…ワーク、２４…リール機構、２５
…繰出しリール、２６…巻取りリール、２７，２８…リ
ール回転用モータ、３３…測定手段としてのワイヤ走行
長測定器、３７…張力調整手段を構成するＣＰＵ、３８
…張力調整手段を構成するＲＯＭ、３９…張力調整手段
を構成するＲＡＭ、４５…検出手段としての検出器、４
８…測定手段としての巻径測定器。

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方のリールから繰り出されたワイヤ
   を、複数の加工用ローラ間に複数回巻き付けた後、他方
   のリールに巻き取り、前記加工用ローラ間においてワイ
   ヤにワークを接触させて、そのワークを切断するように
   したワイヤソーにおいて、 ワークを切断する加工プログラム中に、前記両リールを
   回転させるためのモータの内、少なくとも繰出し側のリ
   ール用モータの駆動トルクを制御して、加工用ローラ間
   のワイヤの張力を所定の値に調整保持する張力調整手段
   を設けたワイヤソー。
2. 【請求項２】 一方のリールから繰り出されたワイヤ
   を、複数の加工用ローラ間に複数回巻き付けた後、他方
   のリールに巻き取り、前記加工用ローラ間においてワイ
   ヤにワークを接触させて、そのワークを切断するように
   したワイヤソーにおいて、 ワークの切断加工手順を示す加工プログラムを記憶する
   記憶手段を設けるとともに、その記憶手段には、前記両
   リールを回転させるためのモータの内、少なくとも繰出
   し側のリール用モータの駆動トルクを制御して、加工用
   ローラ間のワイヤの張力を所定の値に調整保持する張力
   調整手段を設けたワイヤソー。
3. 【請求項３】 前記張力調整手段は、リール上のワイヤ
   の巻径の変化に応じて、そのリール用モータの駆動トル
   クを設定する請求項１または２に記載のワイヤソー。
4. 【請求項４】 リール上のワイヤの巻径を測定するため
   の測定手段を設け、加工開始前において前記測定手段に
   より巻径を測定するための巻径測定プログラムを有する
   請求項３に記載のワイヤソー。
5. 【請求項５】 前記リール上のワイヤの巻径を測定する
   測定手段を設け、加工開始前において前記測定手段によ
   り測定されたワイヤの巻径に基づいて、モータの駆動ト
   ルクを設定する請求項１〜４のいずれかに記載のワイヤ
   ソー。
6. 【請求項６】 張力調整手段は、前記巻径測定プログラ
   ムの実行によって測定されたワイヤの巻径に基づいて加
   工開始時のモータの駆動トルクを決定するとともに、加
   工開始後は前記加工プログラムに関連して演算されたワ
   イヤの巻径に基づいてモータの駆動トルクを演算設定す
   る請求項４に記載のワイヤソー。
7. 【請求項７】 張力調整手段は、前記巻径測定プログラ
   ムの実行によって測定されたワイヤの巻径に基づいて加
   工開始時のモータの駆動トルクを決定するとともに、加
   工開始後はリールに対してワイヤをリール軸方向に移動
   案内するトラバース機構の反転信号に関連して演算され
   たワイヤの巻径に基づいてモータの駆動トルクを演算設
   定する請求項４に記載のワイヤソー。
8. 【請求項８】 張力調整手段は、前記巻径測定プログラ
   ムの実行によって測定されたワイヤの巻径に基づいて加
   工開始時のモータの駆動トルクを決定するとともに、加
   工開始後は前記測定手段によって測定されたワイヤの巻
   径に基づいてモータの駆動トルクを演算設定する請求項
   ４に記載のワイヤソー。
9. 【請求項９】 前記測定手段は、ワイヤの走行長を測定
   する測定器を備え、この測定器により測定されたワイヤ
   の走行長と同区間でのリール回転数とに基づいてリール
   上のワイヤの巻径を演算する請求項４〜８のいずれかに
   記載のワイヤソー。
10. 【請求項１０】 前記両リール用モータはリールにそれ
    ぞれ直結した請求項１〜９のいずれかに記載のワイヤソ
    ー。
11. 【請求項１１】 前記加工用ローラ間のワイヤの張力が
    所定範囲を越えたとき、それを検出する検出手段を設け
    た請求項１〜１０のいずれかに記載のワイヤソー。
12. 【請求項１２】 前記張力調整手段は、リールの回転数
    の変化に応じてリール用モータの駆動トルクを設定する
    請求項１または２に記載のワイヤソー。
13. 【請求項１３】 前記張力調整手段は、ワイヤ張力の値
    とリールのワイヤの巻径に応じてリール用モータの駆動
    トルクを演算設定する請求項１に記載のワイヤソー。