JPH09300199A

JPH09300199A - ワイヤーソー装置

Info

Publication number: JPH09300199A
Application number: JP12007896A
Authority: JP
Inventors: Masao Yokoyama; 政雄横山; Yoshinobu Inoue; 芳信井上
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1997-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】極細ワイヤーを用いる切削加工において、ワ
イヤー張力の変動を小さくすることによりワイヤーの断
線を防止できるワイヤーソー装置を提供する。【解決手段】加工部ロールの外周におけるワイヤーの
線速度に対する、ワイヤーの線速度検出手段から得られ
る供給リール、および収納リールでのそれぞれのワイヤ
ーの線速度の過不足に応じて、前記供給リールおよび収
納リールのそれぞれに回転結合されたサーボモータの回
転に所定の回転速度の増減を行うとともに、前記複数の
プーリのうちの少なくとも１個を動プーリとし、前記動
プーリが前記加工部ロールに回転結合されたサーボモー
タに回転結合され、かつ前記動プーリでのワイヤーの線
速度が前記加工部ロールの外周におけるワイヤーの線速
度と等しくなるように強制駆動されることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、極細ワイヤーを用
い、高速で往復走行して加工を行うワイヤーソー装置に
関し、特にワイヤーの断線が少なく耐久性に優れるワイ
ヤーソー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のワイヤーソー装置は、特開平１−
１７７９５８号報に開示されている。図５は従来技術に
おけるワイヤーソー装置の模式概略図である。図６は、
従来技術におけるモータ制御回路の結線図である。以下
図５と図６を用いて従来技術のワイヤーソー装置につい
て説明する。

【０００３】図５に示すように従来技術におけるワイヤ
ーソー装置４０は、供給リール５４から供給する１本の
切削用ワイヤー２を加工部ロール５３，５３ａ，５３ｂ
に設ける等間隔の溝に巻き付け、加工部ロール５３，５
３ａ，５３ｂの間にワイヤー列を形成し、次いで収納リ
ール５５に巻き取るようにしたもので、前記加工部ロー
ラ５３に往復回転運動を与えて前記ワイヤー列に往復直
進運動をさせ、ワイヤー列に被加工部材１３を押しあて
砥粒を含む加工液を供給しながら被加工部材１３を切削
する。

【０００４】この時、ワイヤーの往復の移動量に差を与
えることにより、ワイヤー２を供給リール５４から収納
リール５５の方向に移動させる。また、前記加工部ロー
ラ５３の往復回転運動をメインモーター４３によって与
え、供給リール５４、及び収納リール５５をそれぞれの
供給リール用モーター４１，収納リール用モータ４２に
よって独立に駆動するようになっている。

【０００５】更に、切削加工精度を確保するために前記
ワイヤー２に一定の張力を与える必要があり、このため
供給リール５４からプーリ５６に至る間、及びプーリ５
７から収納ロール５５に至る間に張力付与手段４８，４
９を有するダンサローラ４６，４７を変位自在に設けて
ある。又、従来技術のワイヤーソー装置４０において
は、切削加工時に加工部ロール５３の外周におけるワイ
ヤーの線速度に対して、供給リール５４および収納リー
ル５５におけるワイヤーの線速度に過不足が生じ、ワイ
ヤーの張力が変動する。このワイヤー張力の変動を吸収
するために、それぞれのダンサローラ４６，４７の位置
が上下に変位するようになっている。

【０００６】さらに、前記ダンサローラ４６，４７の位
置を変位センサー４４，４５で検出し、この変位量をモ
ータ制御回路５０，５１にフィードバック量として与
え、変位センサー４４，４５の変位量に応じて供給リー
ル用のモータ４１および収納リール用モーター４２の回
転速度を加減するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例におい
ては、ワイヤー２が高速で往復運動する時、ワイヤー２
を案内するプーリ５６，５７とワイヤー２との間に回転
摩擦力が生じる。このために、ワイヤー張力が変動し、
ワイヤーの断線の原因となる。

【０００８】また、加工部ロール５３の外周におけるワ
イヤーの線速度に対して、供給リール５４および収納リ
ール５５におけるワイヤーの線速度の過不足をすべてダ
ンサローラの位置を変位させることにより吸収し、さら
に、ダンサローラ４６，４７の位置の変位量に応じて供
給リール用のモータ４１および収納リール用モーター４
２の回転速度を加減する従来のワイヤーソー装置では、
切削加工中にワイヤー２が高速で往復走行する時、ダン
サローラの上下運動に伴い発生するダンサローラ自体の
慣性力が大きく作用し、ワイヤー張力が大きく変動する
ことになる。

【０００９】また、ダンサローラ４６，４７の位置の変
位量に応じて供給リール用のモータ４１および収納リー
ル用モーター４２の回転速度を加減する従来例において
は、ダンサローラ４６，４７の位置の変位量が大きい
と、ダンサローラ４６，４７の位置を正常な位置に回復
するために、供給リール用のモータ４１および収納リー
ル用モーター４２に加減される回転速度も大きくなり、
発生する加速度変動も大きくなる。したがつて、ワイヤ
ー張力が大きく変動することになる。

【００１０】以上のように従来のワイヤーソー装置にお
いては、ワイヤー張力が大きく変動するため、ワイヤー
が断線し易くなる。特にワイヤーの線径が０．１ｍｍ以
下の極細ワイヤーを用いて高速加工する場合は対応が困
難である。

【００１１】本発明の目的は、上記課題を解決して、極
細ワイヤーを用いる切削加工において、ワイヤー張力の
変動を小さくすることによりワイヤーの断線を防止でき
るワイヤーソー装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のうち請求項１記載の発明におけるワイヤーソ
ー装置は、１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤーを供
給する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数のプ
ーリと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前記ワ
イヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールとを備
え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付けて、切
削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を付与した
前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記ワイヤー
を往復走行させながら供給リールから収納リールの方向
に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら被加工部
材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リー
ル、前記収納リールおよび前記加工部ロールのそれぞれ
に回転結合されたサーボモータと、前記それぞれのサー
ボモータの回転を制御するモータ制御回路と、前記供給
リールおよび前記収納リールでのそれぞれのワイヤーの
線速度を検出するワイヤーの線速度検出手段とを備え、
前記加工部ロールの外周におけるワイヤーの線速度をワ
イヤーの基準線速度とし、前記ワイヤーの基準線速度に
対する前記ワイヤーの線速度検出手段から得られる前記
供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれのワイヤ
ーの線速度の過不足に応じて、所定の加速信号或いは減
速信号を前記モータ制御回路に入力することによって、
前記モータ制御回路により前記供給リールおよび収納リ
ールのそれぞれに回転結合されたサーボモータの回転
に、所定の回転速度の増減を行うとともに、前記複数の
プーリのうちの少なくとも１個を動プーリとし、前記動
プーリが前記加工部ロールに回転結合されたサーボモー
タに回転結合され、かつ、前記動プーリでのワイヤーの
線速度と前記ワイヤーの基準線速度とが等しくなるよう
に、前記加工部ロールに回転結合されたサーボモータに
よって強制駆動されていることを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の発明におけるワイヤーソー
装置は、１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤーを供給
する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数のプー
リと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前記ワイ
ヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールと、前記供
給リールから前記加工部ロールに至る間及び前記加工部
ロールから収納リールに至る間にそれぞれ設ける上下に
移動し前記ワイヤーの張力変動を吸収するためのダンサ
ローラと、前記ダンサローラに設ける張力付与手段とを
備え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付けて、
切削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を付与し
た前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記ワイヤ
ーを往復走行させながら供給リールから収納リールの方
向に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら被加工
部材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リ
ール、前記収納リールおよび前記加工部ロールのそれぞ
れに回転結合されたそれぞれのサーボモータと、前記サ
ーボモータの回転を制御するモータ制御回路と、前記そ
れぞれのダンサローラの基準位置を挟んで所定の範囲に
上下一対の検出部を有する位置検出器とを備え、前記ダ
ンサローラの基準位置が前記位置検出器における一方の
検出部を超えて他方の検出部を超えるまでの間、所定の
加速信号或いは減速信号を前記モータ制御回路に入力す
ることによって、前記モータ制御回路により前記供給リ
ールおよび収納リールのそれぞれに回転結合されたサー
ボモータの回転に、所定の回転速度の増減を行うととも
に、前記複数のプーリのうちの少なくとも１個を動プー
リとし、前記動プーリが前記加工部ロールに回転結合さ
れたサーボモータに回転結合され、かつ、前記動プーリ
でのワイヤーの線速度と前記加工部ロールの外周部での
ワイヤーの線速度とが等しくなるように、前記加工部ロ
ールに回転結合されたサーボモータによって強制駆動さ
れていることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明におけるワイヤーソー
装置は、１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤーを供給
する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数のプー
リと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前記ワイ
ヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールと、前記供
給リールから前記加工部ロールに至る間及び前記加工部
ロールから収納リールに至る間にそれぞれ設ける上下に
移動し前記ワイヤーの張力変動を吸収するためのダンサ
ローラと、前記ダンサローラに設ける張力付与手段とを
備え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付けて、
切削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を付与し
た前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記ワイヤ
ーを往復走行させながら供給リールから収納リールの方
向に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら被加工
部材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リ
ール、前記収納リールおよび前記加工部ロールのそれぞ
れに回転結合されたサーボモータと、前記それぞれのサ
ーボモータの回転を制御するモータ制御回路と、前記供
給リールおよび前記収納リールでのそれぞれのワイヤー
の線速度を検出するワイヤーの線速度検出手段と、前記
それぞれのダンサローラの基準位置を挟んで所定の範囲
に上下一対の検出部を有する位置検出器とを備え、前記
加工部ロールの外周におけるワイヤーの線速度をワイヤ
ーの基準線速度とし、前記ワイヤーの基準線速度に対す
る前記ワイヤーの線速度検出手段から得られる前記供給
リールおよび前記収納リールでのそれぞれのワイヤーの
線速度の過不足に応じて、所定の加速信号或いは減速信
号を前記モータ制御回路に入力することによって、前記
モータ制御回路により前記供給リールおよび収納リール
のそれぞれに回転結合されたサーボモータの回転に、所
定の回転速度の増減を行うとともに、前記ダンサローラ
の基準位置が前記位置検出器における一方の検出部を超
えて他方の検出部を超えるまでの間、所定の加速信号或
いは減速信号を前記モータ制御回路に入力することによ
って、前記モータ制御回路により前記供給リールおよび
収納リールのそれそれに回転結合されたサーボモータに
所定の回転速度の増減を行い、前記複数のプーリのうち
の少なくとも１個を動プーリとし、前記動プーリが前記
加工部ロールに回転結合されたサーボモータに回転結合
され、あわせて前記動プーリでのワイヤーの線速度と前
記ワイヤーの基準線速度とが等しくなるように、前記加
工部ロールに回転結合されたサーボモータによって強制
駆動されているいることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の発明におけるワイヤー装置
は、請求項１、または請求項３記載の構成のうち、前記
供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれのワイヤ
ーの線速度を検出するワイヤーの線速度検出手段とし
て、前記供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれ
のワイヤーに押し当てられ、かつワイヤーの線速度に追
従して回転するワイヤーの線速度検出用ローラと、前記
ワイヤーの線速度検出用ローラに回転結合されているエ
ンコーダとを設けることを特徴とする。

【００１６】

【作用】次に本発明の作用について説明する。図４に示
すように本発明のワイヤーソー装置１は、装置全体を制
御する主制御装置２８を備えており前記主制御装置２８
から、それぞれのモーター制御回路１９，２０，２１に
指令を与え、供給リール１４、加工部ロール１１，１
２、および収納リール１５のそれぞれに回転結合された
サーボモータ１６，１７，１８に回転速度および回転方
向を指示する。

【００１７】この時の加工部ロール１１，１２の外周部
におけるワイヤーの線速度をワイヤーの基準線速度とす
る。また、供給リール１４、収納リール１５でのそれぞ
れのワイヤーの線速度がワイヤーの基準線速度と等しく
なるように供給リール１４、収納リール１５でのワイヤ
ーの巻き径に応じて回転速度を設定する。

【００１８】さらに図２に示すようにワイヤー２を案内
するためのプーリの一部を動プーリ３，４，５，６と
し、サーボモーター１７と回転結合する。また前記動プ
ーリ３，４，５，６でのワイヤーの線速度を、ワイヤー
の基準線速度と等しくなるようにして、サーボモータ１
７によって強制駆動する。これによって、前記加工部ロ
ーラ１１，１２と前記動プーリ３，４，５，６とは同一
駆動源であるサーボモータ１７によって同期状態で回転
駆動される。

【００１９】したがって、本発明のワイヤー装置１にお
ける運転初期の各部ワイヤーの線速度は等しく保たれ
る。さらに前述したように前記動プーリ３，４，５，６
を前記加工部ロール１１，１２と同期状態で強制駆動す
ることでワイヤー２が往復運動するときに発生するワイ
ヤー２とプーリの回転摩擦による張力変動を回避し、ワ
イヤーの断線を防止する事ができる。

【００２０】また、切削加工中、ワイヤーの線速度検出
手段３７，３８は、前記供給リール１４および前記収納
リール１５でのそれぞれのワイヤーの線速度を検出し、
前記ワイヤーの基準線速度と比較する。そして、両者の
ワイヤーの線速度に過不足があれば、ワイヤーの線速度
検出手段３７，３８は、モーター制御回路１９，２１に
対して、所定の加速信号あるいは減速信号をフィードバ
ックし、前記供給リール１４、および収納リール１５の
それぞれに回転結合されたサーボモータ１６，１８の回
転に、所定の回転速度の増減を行う。

【００２１】この結果、前記ワイヤーの基準線速度に対
する、前記供給リール１４および前記収納リール１５で
のそれぞれのワイヤーの線速度の過不足が調整される。
この時、ワイヤーの線速度の過不足の大きさに関係せず
に、サーボモータ１６，１８の回転に対して、所定の回
転速度が増減されるため、ワイヤー２に発生する張力の
変動は所定の範囲に押さえられ、ワイヤーの断線を防止
する事ができる。

【００２２】一方、ワイヤーの基準線速度と、前記供給
リール１４でのワイヤーの線速度とに過不足が生じる
と、その過不足量に対応して前記ダンサローラ２４が上
下に移動する。この時、図４に示すように前記ダンサロ
ーラ２４の基準位置２４ａが、位置検出器２６における
一方の検出部２６ａを超えると、所定の加速信号、或い
は減速信号を前記モータ制御回路１９に入力することに
よって、前記供給リール１４に回転結合されたサーボモ
ータ１６の回転に、所定の回転速度の増減を行う。これ
によってダンサローラ２４は他方の検出部２６ｂの方向
に移動する。

【００２３】更に前記ダンサローラ２４の基準位置２４
ａが、位置検出器２６における他方の検出部２６ｂを超
えると、所定の加速信号或いは減速信号を前記モータ制
御回路１９に入力することによって、前記供給リール１
４に回転結合されたサーボモータ１６の回転に、所定の
回転速度の増減を行う。この結果ダンサローラ２４は再
び一方の検出部２６ａの方向に移動する。

【００２４】同様に、ワイヤーの基準線速度と、前記収
納リール１５でのワイヤーの線速度とに過不足が生じる
と、その過不足量に対応して前記ダンサローラ２５が上
下に移動する。この時、前記ダンサローラ２５の基準位
置２５ａが、位置検出器２７における一方の検出部２７
ａを超えると所定の加速信号或いは減速信号を前記モー
タ制御回路２１に入力することによって、前記収納リー
ル１５に回転結合されたサーボモータ１８の回転に、所
定の回転速度の増減を行う。この結果ダンサローラ２５
は他方の検出部２７ｂの方向に移動する。

【００２５】更に前記ダンサローラ２５の基準位置２５
ａが、位置検出器２７における他方の検出部２７ｂを超
えると、所定の加速信号或いは減速信号を前記モータ制
御回路２１に入力することによって、前記収納リール１
５に回転結合されたサーボモータ１８の回転に、所定の
回転速度の増減を行う。この結果ダンサローラ２５は再
び一方の検出部２７ａの方向に移動する。

【００２６】このように、ダンサローラ２４，２５は所
定の範囲で上下運動を繰り返すことにより、ワイヤーの
基準線速度に対する前記供給リール１４、あるいは収納
リール１５でのワイヤーの線速度の過不足を一時的に吸
収する。さらに、位置検出器２６，２７からの信号によ
って、サーボモータ１６，１８の回転に対して増減され
る回転速度が所定の値であるため、ワイヤー２に発生す
る張力の変動は、所定の範囲に押さえられ、ワイヤーの
断線を防止する事ができる。

【００２７】更にダンサローラ２４，２５に設けるワイ
ヤーの張力付与手段２９，３０として慣性の小さいトル
クモータを採用することにより、ダンサローラ２４，２
５が移動する間、ワイヤー張力を一定に保つことができ
る。又、ダンサローラ２４，２５が移動方向を変えると
きに発生するワイヤー張力の変動を小さくすることがで
きる。以上によりワイヤーの断線を防止することができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施するための最
良な形態におけるワイヤーソー装置を図面を用いて説明
する。図１は本発明の実施形態におけるワイヤーソー装
置を説明するための模式斜視図である。図２は、本発明
の実施形態におけるワイヤーソー装置の一部を示す模式
斜視図である。図３は本発明の実施形態におけるワイヤ
ーの往復送り運動を説明するための模式図である。図４
は本発明の実施形態におけるワイヤーソー装置を説明す
るための模式図である。

【００２９】図１に示すように、本発明におけるワイヤ
ーソー装置１は、供給リール１４から供給する１本の切
削用ワイヤー２を加工部ロール１１，１２に設ける複数
の溝に巻き付け、加工部ロール１１，１２の間にワイヤ
ー列を形成し、次いで収納リール１５に巻き取るように
したもので、前記加工部ローラ１１，１２に往復回転運
動を与えて前記ワイヤー列に往復直進運動をさせ、ワイ
ヤー列に被加工部材１３を押しあて砥粒を含む加工液を
供給しながら被加工部材１３を切削する。

【００３０】図２に示すように、前記加工部ロール１
１、１２は、それぞれ歯車７、９に回転結合し、歯車８
を介してサーボモータ１７と回転結合する。前記加工部
ロール１１，１２の外周部におけるワイヤーの線速度を
ワイヤーの基準線速度とする。

【００３１】さらに、ワイヤー２を案内するためのプー
リの一部を動プーリ３，４，５，６とし、前記動プーリ
３，４，５，６を、前記歯車８とサーボモーター１７の
間で回転結合されているプーリと、前記動プーリ３，
４，５，６に回転結合されているプーリとを介してタイ
ミングベルト１０によりサーボモータ１７に回転結合さ
れている。また動プーリ３，４，５，６の外径および前
記プーリの外径は、前記動プーリ３，４，５，６でのワ
イヤーの線速度と、ワイヤーの基準線速度とが等しくな
るように設定されている。

【００３２】また、図１に示すように、供給リール１
４、収納リール１５は、それぞれのサーボモータ１６，
１８に回転結合されていて、それぞれのワイヤーの線速
度もワイヤーの基準線速度と等しくなるように供給リー
ル１４、収納リール１５でのワイヤーの巻き径に応じて
回転速度を設定し、それぞれのサーボモータ１６，１８
によって回転駆動される。

【００３３】さらに、供給リール１４、収納リール１５
には、それぞれワイヤーの線速度検出手段３７，３８が
設けられている。前記ワイヤーの線速度検出手段３７
は、ワイヤーの線速度検出用ローラ３３とバネ３５を有
し、同じように，前記ワイヤーの線速度検出手段３８
は、ワイヤーの線速度検出用ローラ３４とバネ３６を有
する。前記ワイヤーの線速度検出用ローラ３３は、前記
供給リール１４におけるワイヤーの巻き径部に前記バネ
３５により押しつけられ、接触することによって、前記
供給リール１４と同期回転する。さらにワイヤーの線速
度検出用ローラ３３に回転結合されているエンコーダ２
２によって、回転速度を検出し、これをワイヤーの線速
度に換算し、前記供給リール１４でのワイヤーの線速度
を検出する。

【００３４】同様に、前記ワイヤーの線速度検出用ロー
ラ３４は、前記収納リール１５におけるワイヤーの巻き
径部に前記バネ３６により押しつけられ、接触すること
によって、前記収納リール１５と同期回転する。さらに
ワイヤーの線速度検出用ローラ３４に回転結合されてい
るエンコーダ２３によって、回転速度を検出し、これを
ワイヤーの線速度に換算し、前記収納リール１５でのワ
イヤーの線速度を検出する。

【００３５】また、ワイヤー２は、プーリ３１と動プー
リ６との間、およびプーリ３２と動プーリ４との間で、
ダンサローラ２４，２５を上下方向に変位自在に支持し
ている。前記ダンサローラ２４，２５は、張力付与手段
２９，３０に連結されている。前記張力付与手段２９，
３０としては、重り、定加重のバネ、トルクモーター等
が使用されるが、トルクモータが最も好ましく本実施形
態においては、慣性の小さいトルクモータを採用するこ
とによって、ワイヤー２に常に一定の張力を与えてい
る。

【００３６】さらに、前記ダンサローラ２４，２５の近
傍に、前記ダンサローラ２４，２５のそれぞれの位置を
検出するための位置検出器２６，２７を設ける。また図
４に示すように前記位置検出器２６は上下一対の検出部
２６ａ、２６ｂを有し、前記位置検出器２７は上下一対
の検出部２７ａ、２７ｂを有する。

【００３７】本実施形態においては、位置検出器２６，
２７は、非接触方式とし、前記位置検出部２６ａ、２６
ｂ、２７ａ、２７ｂにホトセンサーを設け、前記ダンサ
ローラ２４，２５の位置を検出している。前記位置検出
器２６，２７は、接触方式と非接触方式があり、いずれ
も使用できるが、ワイヤー張力に変動を与えないように
するためには、非接触方式が好ましい。

【００３８】なお、前記検出部２６ａから前記検出部２
６ｂまでの距離、および前記検出部２７ａから前記検出
部２７ｂまでの距離は、特に制限されるものではない
が、本実施形態においては、それぞれ６０ｍｍとした。

【００３９】また、図４に示すように、本発明のワイヤ
ーソー装置１は、装置全体を制御する主制御装置２８を
備えており、モーター制御回路１９，２０，２１は、前
記それぞれのサーボモーター１６，１７，１８にそれぞ
れ接続されており、かつ前記主制御装置２８の制御下に
置かれている。また前記モーター制御回路１９は、フィ
ードバック制御のために、前記位置検出器２６およびワ
イヤーの線速度検出手段を構成するエンコーダ２２と接
続されている。同じく前記モーター制御回路２１は、フ
ィードバック制御のために、前記位置検出器２７および
ワイヤーの線速度検出手段を構成するエンコーダ２３と
接続されている。

【００４０】次に本実施形態におけるワイヤーソー装置
１を運転する場合について説明する。まず主制御装置２
８からそれぞれのモーター制御回路１９，２０，２１に
指令を与え、供給リール１４、加工部ロール１１，１
２、および収納リール１５のそれぞれに回転結合された
前記サーボモータ１６，１７，１８に回転速度および回
転方向を指示する。この時、一定の周期でかつ同期状態
のもとでの回転方向指令にもとずき、サーボモータ１
６，１７，１８の回転方向を反転させていくことによっ
て、ワイヤー２に往復送り運動を与える。

【００４１】すなわち前記サーボモータ１６，１７，１
８の回転方向は、図３に示すように、一定の時間の間、
正転方向に回転し、それに続く短い一定の時間で反転
し、逆転方向に回転することによって１サイクルを完了
し、これを繰り返していく。この結果ワイヤー２は往復
送り運動を繰り返しながら供給リール１４から収納リー
ル１５の方向に移動していく。そして、前記加工部ロー
ラ１１，１２の間で前記ワイヤー列に往復直進運動をさ
せ、ワイヤー列に被加工部材１３を押しあて砥粒を含む
加工液を供給しながら被加工部材１３を切削する。

【００４２】これによって本発明のワイヤー装置１にお
ける運転初期の各部ワイヤーの線速度はワイヤーの基準
線速度に維持されている。しかし切削加工が進むにした
がって、供給リール１４でのワイヤーの巻き径が減少
し、ワイヤーの基準線速度に対して供給リール１４での
ワイヤー線速度が小さくなる。この時、ワイヤーの線速
度検出用ローラ３３とエンコーダ２２からなるワイヤー
の線速度検出手段３７が、前記供給リール１４でのワイ
ヤーの線速度を検出し、前記ワイヤーの基準線速度と比
較する。

【００４３】前記供給リール１４でのワイヤーの線速度
は、前記ワイヤーの基準線速度より小さいから、ワイヤ
ーの線速度検出手段３７から所定の加速信号を前記モー
タ制御回路１９に入力する。前記モータ制御回路１９
は、前記供給リール１４に回転結合されたサーボモータ
１６の回転に対して、前記サーボモータ１６の、その時
の回転速度の３％を増加をした回転速度を指令する。

【００４４】同じように収納リール１５でのワイヤーの
巻き径が増大し、ワイヤーの基準線速度に対して収納リ
ール１５でのワイヤー線速度が大きくなる。この時、ワ
イヤーの線速度検出用ローラ３４とエンコーダ２３から
なるワイヤーの線速度検出手段３８が、前記収納リール
１５でのワイヤーの線速度を検出し、前記ワイヤーの基
準線速度と比較する。

【００４５】前記収納リール１５でのワイヤーの線速度
は、前記ワイヤーの基準線速度より大きいから、ワイヤ
ーの線速度検出手段３８から所定の減速信号を前記モー
タ制御回路２１に入力する。前記モータ制御回路２１
は、前記収納リール１５に回転結合されたサーボモータ
１８の回転に対して、前記サーボモータ１８の、その時
の回転速度の３％を減少した回転速度を指令する。

【００４６】一方、ワイヤーの基準線速度と、前記供給
リール１４でのワイヤーの線速度とに過不足が生じる
と、その過不足量に対応して前記ダンサローラ２４の位
置が上下に移動する。この時、図４に示すように前記ダ
ンサローラ２４の基準位置２４ａが、位置検出器２６に
おける一方の検出部２６ａを超えると、所定の加速信号
或いは減速信号を前記モータ制御回路１９に入力するこ
とによって、前記供給リール１４に回転結合されたサー
ボモータ１６の回転にに対して、前記サーボモータ１６
の、その時の回転速度の３％を増減した回転速度を指令
する。この結果ダンサローラ２４は他方の検出部２６ｂ
の方向に移動する。

【００４７】更に前記ダンサローラ２４の基準位置２４
ａが、位置検出器２６における他方の検出部２６ｂを超
えると、所定の加速信号或いは減速信号を前記モータ制
御回路１９に入力することによって、前記供給リール１
４に回転結合されたサーボモータ１６の回転に対して、
前記サーボモータ１６の、その時の回転速度の３％を増
減した回転速度を指令する。この結果ダンサローラ２４
は再び一方の検出部２６ａの方向に移動する。

【００４８】同様に、ワイヤーの基準線速度と、前記収
納リール１５でのワイヤーの線速度とに過不足が生じる
と、その過不足量に対応して前記ダンサローラ２５の位
置が上下に移動する。この時図４に示すように前記ダン
サローラ２５の基準位置２５ａが、位置検出器２７にお
ける一方の検出部２７ａを超えると所定の加速信号或い
は減速信号を前記モータ制御回路２１に入力することに
よって、前記収納リール１５に回転結合されたサーボモ
ータ１８の回転に対して前記サーボモータ１８の、その
時の回転速度の３％を増減した回転速度を指令する。こ
の結果ダンサローラ２５は他方の検出部２７ｂの方向に
移動する。

【００４９】更に前記ダンサローラ２５の基準位置２５
ａが、前記位置検出器２７における他方の検出部２７ｂ
を超えると、所定の加速信号或いは減速信号を前記モー
タ制御回路２１に入力することによって前記収納リール
１５に回転結合されたサーボモータ１８の回転に対し
て、前記サーボモータ１８の、その時の回転速度の３％
を増減した回転速度を指令する。この結果ダンサローラ
２５は再び一方の検出部２７ａの方向に移動する。

【００５０】この結果、ダンサローラ２４，２５が所定
の範囲で上下運動を繰り返すことになる。一方、ワイヤ
ー２の張力は、ダンサローラ２４，２５にそれぞれ設け
る張力付与手段２９，３０としてのトルクモータによっ
て与えられている。したがって、ワイヤー２の張力は、
前記ダンサローラ２４，２５が上下運動を繰り返して
も、前記ダンサローラ２４，２５には、常に一定の力が
与えることになる。この結果ワイヤー２の張力を安定し
て維持することができる。

【００５１】さらに前記供給リール１４、前記収納リー
ル１５にそれぞれの回転結合されたサーボモータ１６，
１８の回転に対しては所定の回転速度が増減されるため
発生するダンサローラ２４，２５自体の慣性の大きさは
所定の範囲に保たれる。これによってダンサローラ２
４，２５の上下運動は極めて滑らかに繰り返される。

【００５２】更にダンサローラ２４，２５に設けるワイ
ヤーの張力付与手段２９，３０として慣性の小さいトル
クモータを採用することにより、ダンサローラ２４，２
５が上下運動によって方向を反転する時に生じるワイヤ
ー張力の変動を小さくすることができ、ワイヤーの断線
を防止することができる。

【００５３】なお、本実施形態においては、ワイヤー２
の線径が、０．０５ｍｍのものを使用した例で説明した
が、ワイヤー２の線径が、０．０３ｍｍでも断線するこ
となく使用できることを確認している。

【００５４】また、本実施形態において、ワイヤーの基
準線速度に対する、供給リール１４および収納リール１
５でのワイヤーの線速度の過不足を調整するために、サ
ーボモータ１６，１８の回転に対して、増減する回転速
度をサーボモータ１６，１８のその時のそれぞれの回転
速度の３％とする例で説明したが、この増減する回転速
度の割合は、０．５％から１０％の範囲で同様の効果が
得られることを実験によって確認している。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のワイヤーソー装置によればワイヤー張力の変動が小さ
くなり、極細ワイヤーで高速切削を行ってもワイヤーの
断線がほとんど発生しない。また、安定したワイヤー張
力の付加が可能となり切削加工精度が向上する。更にワ
イヤーの送りを早くすることも可能となり、加工効率も
向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるワイヤーソー装置を
示す模式斜視図である。

【図２】本発明の実施形態におけるワイヤーソー装置の
一部を示す模式斜視図である。

【図３】本発明の実施形態におけるワイヤーの往復送り
運動を説明するための模式図である。

【図４】本発明の実施形態におけるワイヤーソー装置を
示す模式図である。

【図５】従来技術におけるワイヤーソー装置を示す模式
図である。

【図６】従来技術におけるワイヤーソー装置を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ワイヤーソー装置２ワイヤー３、４、５、６動プーリ７、８、９歯車１０タイミングベルト１１、１２加工部ロール１３被加工部材１４供給リール１５収納リール１６、１７、１８サーボモータ１９、２０、２１モーター制御回路２２、２３エンコーダ２４、２５ダンサローラ２４ａ、２５ａ基準位置２６位置検出器２６ａ、２６ｂ検出部２７位置検出器２７ａ、２７ｂ検出部２８主制御装置２９、３０張力付与手段３１、３２案内プーリ３３、３４ワイヤーの線速度検出用ローラ３５、３６バネ３７、３８ワイヤーの線速度検出手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤー
を供給する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数
のプーリと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前
記ワイヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールとを
備え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付けて、
切削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を付与し
た前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記ワイヤ
ーを往復走行させながら供給リールから収納リールの方
向に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら被加工
部材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リール、前記収納リールおよび前記加工部ロー
ルのそれぞれに回転結合されたサーボモータと、前記そ
れぞれのサーボモータの回転を制御するモータ制御回路
と、前記供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれ
のワイヤーの線速度を検出するワイヤーの線速度検出手
段とを備え、前記加工部ロールの外周におけるワイヤー
の線速度をワイヤーの基準線速度とし、前記ワイヤーの
基準線速度に対する前記ワイヤーの線速度検出手段から
得られる前記供給リールおよび前記収納リールでのそれ
ぞれのワイヤーの線速度の過不足に応じて、所定の加速
信号或いは減速信号を前記モータ制御回路に入力するこ
とによって、前記モータ制御回路により前記供給リール
および収納リールのそれぞれに回転結合されたサーボモ
ータの回転に、所定の回転速度の増減を行うとともに、
前記複数のプーリのうちの少なくとも１個を動プーリと
し、前記動プーリが前記加工部ロールに回転結合された
サーボモータに回転結合され、かつ、前記動プーリでの
ワイヤーの線速度と前記ワイヤーの基準線速度とが等し
くなるように、前記加工部ロールに回転結合されたサー
ボモータによって強制駆動されていることを特徴とする
ワイヤーソー装置。
【請求項２】１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤー
を供給する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数
のプーリと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前
記ワイヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールと、
前記供給リールから前記加工部ロールに至る間及び前記
加工部ロールから収納リールに至る間にそれぞれ設ける
上下に移動し前記ワイヤーの張力変動を吸収するための
ダンサローラと、前記ダンサローラに設ける張力付与手
段とを備え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付
けて、切削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を
付与した前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記
ワイヤーを往復走行させながら供給リールから収納リー
ルの方向に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら
被加工部材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リール、前記収納リールおよび前記加工部ロー
ルのそれぞれに回転結合されたそれぞれのサーボモータ
と、前記サーボモータの回転を制御するモータ制御回路
と、前記それぞれのダンサローラの基準位置を挟んで所
定の範囲に上下一対の検出部を有する位置検出器とを備
え、前記ダンサローラの基準位置が前記位置検出器にお
ける一方の検出部を超えて他方の検出部を超えるまでの
間、所定の加速信号或いは減速信号を前記モータ制御回
路に入力することによって、前記モータ制御回路により
前記供給リールおよび収納リールのそれぞれに回転結合
されたサーボモータの回転に、所定の回転速度の増減を
行うとともに、前記複数のプーリのうちの少なくとも１
個を動プーリとし、前記動プーリが前記加工部ロールに
回転結合されたサーボモータに回転結合され、かつ、前
記動プーリでのワイヤーの線速度と前記加工部ロールの
外周部でのワイヤーの線速度とが等しくなるように、前
記加工部ロールに回転結合されたサーボモータによって
強制駆動されていることを特徴とするワイヤーソー装
置。
【請求項３】１本の切削用ワイヤーと、前記ワイヤー
を供給する供給リールと、前記ワイヤーを案内する複数
のプーリと、前記ワイヤーを巻き取る収納リールと、前
記ワイヤーを巻き付けるための複数の加工部ロールと、
前記供給リールから前記加工部ロールに至る間及び前記
加工部ロールから収納リールに至る間にそれぞれ設ける
上下に移動し前記ワイヤーの張力変動を吸収するための
ダンサローラと、前記ダンサローラに設ける張力付与手
段とを備え、前記加工部ロールに前記ワイヤーを巻き付
けて、切削加工用のワイヤー列を形成し、所定の張力を
付与した前記ワイヤー列を被加工部材に押しあて、前記
ワイヤーを往復走行させながら供給リールから収納リー
ルの方向に移動させ、砥粒を含む加工液を供給しながら
被加工部材を切削するワイヤーソー装置において、前記供給リール、前記収納リールおよび前記加工部ロー
ルのそれぞれに回転結合されたサーボモータと、前記そ
れぞれのサーボモータの回転を制御するモータ制御回路
と、前記供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれ
のワイヤーの線速度を検出するワイヤーの線速度検出手
段と、前記それぞれのダンサローラの基準位置を挟んで
所定の範囲に上下一対の検出部を有する位置検出器とを
備え、前記加工部ロールの外周におけるワイヤーの線速
度をワイヤーの基準線速度とし、前記ワイヤーの基準線
速度に対する前記ワイヤーの線速度検出手段から得られ
る前記供給リールおよび前記収納リールでのそれぞれの
ワイヤーの線速度の過不足に応じて、所定の加速信号或
いは減速信号を前記モータ制御回路に入力することによ
って、前記モータ制御回路により前記供給リールおよび
収納リールのそれぞれに回転結合されたサーボモータの
回転に、所定の回転速度の増減を行うとともに、前記ダ
ンサローラの基準位置が前記位置検出器における一方の
検出部を超えて他方の検出部を超えるまでの間、所定の
加速信号或いは減速信号を前記モータ制御回路に入力す
ることによって、前記モータ制御回路により前記供給リ
ールおよび収納リールのそれそれに回転結合されたサー
ボモータに所定の回転速度の増減を行い、前記複数のプ
ーリのうちの少なくとも１個を動プーリとし、前記動プ
ーリが前記加工部ロールに回転結合されたサーボモータ
に回転結合され、あわせて前記動プーリでのワイヤーの
線速度と前記ワイヤーの基準線速度とが等しくなるよう
に、前記加工部ロールに回転結合されたサーボモータに
よって強制駆動されているいることを特徴とするワイヤ
ーソー装置。
【請求項４】前記供給リールおよび前記収納リールで
のそれぞれのワイヤーの線速度を検出するワイヤーの線
速度検出手段として、前記供給リールおよび前記収納リ
ールでのそれぞれのワイヤーに押し当てられ、かつワイ
ヤーの線速度に追従して回転するワイヤーの線速度検出
用ローラと、前記ワイヤーの線速度検出用ローラに回転
結合されているエンコーダとを設けることを特徴とする
請求項１、または請求項３記載のワイヤーソー装置。