JP2017185593A - Wire saw device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多関節で多軸制御可能なロボットアームを利用して、被加工物を切断加工するワイヤソー装置に関する。 The present invention relates to a wire saw device that cuts a workpiece by using a robot arm that can be controlled in multiple axes with multiple joints.
従来より、一本のワイヤを複数本の溝ローラー間に巻回して形成されたワイヤ列にシリコンやサファイア等のワークを押し付けて切断するワイヤソー装置であって、ワイヤに、鋼線で形成された芯線にダイヤモンド等の砥粒が電着、レジン等で固定された固定砥粒ワイヤを用いた、固定砥粒方式のワイヤソー装置が知られている。 Conventionally, it is a wire saw device that presses and cuts a work such as silicon or sapphire on a wire row formed by winding a single wire between a plurality of groove rollers, and the wire is formed of a steel wire. A fixed abrasive type wire saw apparatus using a fixed abrasive wire in which abrasive grains such as diamond are fixed to a core wire by electrodeposition, resin or the like is known.
通常のワイヤソー装置の加工では、被加工物が加工送り装置によって、走行中のワイヤに対して加工送りされる。この加工送り方向は、一軸方向となっているので、多種の被加工物や多様な加工態様、例えば曲面形状への加工に柔軟に対応できない。 In processing of a normal wire saw device, a workpiece is processed and fed to a running wire by a processing feeding device. Since this processing feed direction is a uniaxial direction, it cannot flexibly cope with various workpieces and various processing modes, for example, processing into curved shapes.
また、ワイヤソー装置を使用する場合において、被加工物の種類に関わらず、加工時に発生する切断屑や、摩擦による発熱をどのように処理するかは、重要な問題となっている。 Moreover, when using a wire saw apparatus, it is an important problem how to deal with cutting waste generated during processing and heat generation due to friction, regardless of the type of workpiece.
上記問題を解決するために、多種の被加工物の切断加工や、多様な加工態様を可能にする装置として、次のような各種のワイヤソー装置が提案されている。 In order to solve the above problems, the following various wire saw devices have been proposed as devices capable of cutting various workpieces and various processing modes.
２つの切断用ローラーの間に懸架されたワイヤに対して、切断用ローラーの回転の中心線を、加工しようとする曲面に対して、垂直な状態で維持する。切断用ローラーの回転の中心線を加工方向において、仰角・俯角の方向に変化させ、切断用ローラーが曲面の仰角・俯角の変化に追従する。それに合わせて、ローラーに懸架されたワイヤを被加工物に押し付け、被加工物に曲面を形成する切断加工方法が行われている（例えば特許文献１）。 For the wire suspended between the two cutting rollers, the center line of rotation of the cutting roller is maintained perpendicular to the curved surface to be processed. The center line of rotation of the cutting roller is changed in the direction of elevation and depression in the processing direction, and the cutting roller follows the change in elevation and depression of the curved surface. In accordance with this, a cutting method has been performed in which a wire suspended on a roller is pressed against a workpiece to form a curved surface on the workpiece (for example, Patent Document 1).
また、ロボットアームの先端に、被加工物を保持するチャックを備え、多軸制御可能なロボットアームが動くことで、被加工物を保持しつつ、ロボットアームの作業範囲内に設けられた、ワイヤの切断加工域に被加工物を移動させ、走行するワイヤに押し付け切断するワイヤソー装置もある（例えば特許文献２）。 In addition, the robot arm is equipped with a chuck that holds the workpiece, and a multi-axis controllable robot arm moves to hold the workpiece while maintaining the workpiece within the working range of the robot arm. There is also a wire saw device that moves a workpiece to the cutting processing area and presses and cuts the workpiece against a traveling wire (for example, Patent Document 2).
さらには、２台の産業用ロボットのロボットアームの先端部にワイヤ案内ヘッドを備えたワイヤソー装置もある。両ワイヤ案内ヘッド間にワイヤが懸架され、ワイヤ案内ヘッドの動作範囲内に設置された被加工物にワイヤを押し付け、ロボットアームの動きに合わせ、切断加工していく（例えば特許文献３）。 Furthermore, there is also a wire saw device having a wire guide head at the tip of the robot arm of two industrial robots. A wire is suspended between the two wire guide heads, and the wire is pressed against a workpiece placed within the operation range of the wire guide head, and cutting is performed in accordance with the movement of the robot arm (for example, Patent Document 3).
加えて、被加工物加工時に発生する切断屑や、摩擦による発熱の処理方法として、走行するワイヤに対して、切断加工部分を冷却水により、冷却するとともに、当該切断加工部分から生ずる切断屑を、冷却水にて洗い流す方法も行われている。（例えば特許文献４） In addition, as a method of treating cutting waste generated during processing of the workpiece and heat generated by friction, the cutting processing portion is cooled with cooling water with respect to the traveling wire, and cutting waste generated from the cutting processing portion is removed. A method of washing away with cooling water is also performed. (For example, Patent Document 4)
特許文献１に開示されたワイヤソー装置は、大きな被加工物の曲面形状への加工を特徴としている。それ故、ワイヤが懸架された左右の切断用ローラーが被加工物に干渉しないようにするためには、左右の切断用ローラーを、ある一定の距離以上をもって配置する必要がある。その結果、装置が大型になるという問題点がある。
The wire saw device disclosed in
特許文献２に開示されたワイヤソー装置は、ロボットアームが多軸制御可能で、回転自在なため、自由な動きが出来る。しかし、ロボットアームの基端がベースに取り付けられており、その先端に取り付けられたチャックの開閉で被加工物を保持しているだけなので、被加工物の大きさと重量によっては、被加工物の保持力に安定性を欠く。そのため、被加工物の切断加工時の負荷により、被加工物がチャックより脱落することがある。
The wire saw device disclosed in
特許文献３に開示されたワイヤソー装置は、２体のロボットアームがベース上に固定されている点と、各ワイヤーヘッドから懸架されるワイヤによって、一方のロボットアームがもう一方のロボットアームの動きに同期せざるおえない点を考慮すると、ロボットアームの可動範囲が限定される。また、ロボットアーム同士の同期をとることが困難であり、制御が複雑になる問題がある。
In the wire saw device disclosed in
特許文献４に開示されたワイヤソー装置では、冷却水が周囲に飛散して周囲を汚染するので、ワイヤソー装置ごとボックスのような囲いのあるものに入れる等飛散を防ぐ手段を講じねばならない。特に、冷却水の使用が制限されるような場所においては、利便性がない。更に、切断屑が冷却水に混合されるので、混合冷却水を産業廃棄物として処分せねばならず、コストがかかるという問題があった。
In the wire saw device disclosed in
したがって、本発明の課題は、ワイヤソー装置の被加工物の切断加工に際して、ロボットアームの可動範囲を広く確保し、その可動範囲であれば、被加工物の方位、方向に関係なく、多様な切断加工ができ、また、被加工物の種類やサイズ、装置の使用場所に対しても、柔軟に対応出来、簡易な機構でコストダウンも図れるようなワイヤソー装置を提供することである。 Accordingly, the object of the present invention is to secure a wide movable range of the robot arm when cutting the workpiece of the wire saw device, and within this range, various cutting can be performed regardless of the orientation and direction of the workpiece. An object of the present invention is to provide a wire saw device that can be processed and that can flexibly cope with the type and size of a workpiece and the place where the device is used, and that can reduce costs with a simple mechanism.
上記の課題のもと、本発明は、ロボットアーム、ワイヤ、ワイヤソーユニット、ノズル、およびロボットの制御装置を有機的に組み合わせて、装置を構成し、被加工物の多種多様な加工態様に、対応が出来るようにしている。 Based on the above problems, the present invention organically combines a robot arm, a wire, a wire saw unit, a nozzle, and a robot control device to configure the device, and supports a wide variety of workpiece processing modes. Is made possible.
すなわち、上述の課題を解決するために、請求項１の発明は、多軸制御により、自在に移動可能なロボットアームと、前記ロボットアームに接続されたワイヤソーユニットと、ワイヤソーユニット内に軸支された複数のプーリと、前記プーリに掛け渡されたワイヤと、前記プーリ間に設定された被加工物の切断加工域とを有し、前記ロボットアームを予め設定された方向に移動させながら、前記ワイヤソーユニットのワイヤを走行させて、前記切断加工域のワイヤを被加工物に押し付けることにより前記被加工物を切断するワイヤソー装置において、前記ロボットアームの先端にツールチェンジャーを設け、前記ツールチェンジャーを介して前記ロボットアームとワイヤソーユニットとを脱着自在に構成したことを特徴とする、ワイヤソー装置である。
That is, in order to solve the above-described problem, the invention of
また、請求項２の発明は、前記切断加工域のワイヤの近傍に少なくとも１つのエアー吸引用ノズルを設け、前記エアー吸引用ノズルで吸引することにより、前記切断加工域のワイヤの周囲に気流を発生させるようにしたことを特徴とする、請求項１に記載のワイヤソー装置である。
According to a second aspect of the present invention, at least one air suction nozzle is provided in the vicinity of the wire in the cutting area, and air is generated around the wire in the cutting area by sucking with the air suction nozzle. It is made to generate | occur | produce, It is a wire saw apparatus of
また、請求項３の発明は、前記被加工物を挟んで、前記エアー吸引用ノズルと対向する位置に少なくとも１つのエアー噴射用ノズルを設け、前記エアー噴射用ノズルから気体を噴射すると共に前記吸引用ノズルで吸引するように構成したことを特徴とする、請求項２に記載のワイヤソー装置である。
According to a third aspect of the present invention, at least one air injection nozzle is provided at a position facing the air suction nozzle with the workpiece sandwiched therebetween, and gas is injected from the air injection nozzle and the suction is performed. The wire saw device according to
また、請求項４の発明は、前記エアー吸引用ノズルと前記エアー噴射用ノズルとを一対として形成し、前記一対のノズルを前記切断加工域のワイヤの繰出し側とワイヤの回収側の両側に配し、前記ワイヤの走行時に、繰出し側のエアー噴射用ノズルから気体を噴射すると共に、前記ワイヤの回収側のエアー吸引用ノズルで気体を吸引するように、ワイヤの走行方向に応じてエアー噴射用ノズルとエアー吸引用ノズルの動作を切替えるようにしたことを特徴とする、請求項３に記載のワイヤソー装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, the air suction nozzle and the air injection nozzle are formed as a pair, and the pair of nozzles are arranged on both sides of the wire feeding side and the wire collecting side of the cutting region. When the wire travels, the air is ejected from the air ejection nozzle on the feeding side, and the air is ejected according to the traveling direction of the wire so that the gas is sucked by the air suction nozzle on the recovery side of the wire. 4. The wire saw device according to
また、請求項５の発明は、前記ワイヤソーユニットのプーリの少なくとも一つの回転軸にファンを設け、前記プーリの回転に伴って前記ファンが回転駆動されるように構成したことを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のワイヤソー装置である。
The invention of
また、請求項６の発明は、多軸制御により、自在に移動可能なロボットアームと、前記ロボットアームに接続されたワイヤソーユニットと、ワイヤソーユニット内に軸支された複数のプーリと、前記プーリに掛け渡されたワイヤと、前記プーリ間に設定された被加工物の切断加工域とを有し、前記ロボットアームを予め設定された方向に移動させながら、前記ワイヤソーユニットのワイヤを走行させて、前記切断加工域のワイヤを被加工物に押し付けることにより前記被加工物を切断するワイヤソー装置において、前記切断加工域のワイヤの近傍に少なくとも１つのエアー吸引用ノズルを設け、前記エアー吸引用ノズルで吸引することにより、前記切断加工域のワイヤの周囲に気流を発生させるようにしたことを特徴とする、ワイヤソー装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a robot arm which can be freely moved by multi-axis control, a wire saw unit connected to the robot arm, a plurality of pulleys pivotally supported in the wire saw unit, and the pulleys. It has a wire that has been stretched over and a workpiece cutting area set between the pulleys, and while moving the robot arm in a preset direction, running the wire of the wire saw unit, In the wire saw device for cutting the workpiece by pressing the wire in the cutting area against the workpiece, at least one air suction nozzle is provided in the vicinity of the wire in the cutting area, and the air suction nozzle A wire saw device characterized in that air current is generated around the wire in the cutting region by suction. A.
また、請求項７の発明は、前記被加工物を挟んで、前記エアー吸引用ノズルと対向する位置に少なくとも１つのエアー噴射用ノズルを設け、前記エアー噴射用ノズルから気体を噴射すると共に前記吸引用ノズルで吸引するように構成したことを特徴とする、請求項６に記載のワイヤソー装置である。
According to a seventh aspect of the present invention, at least one air injection nozzle is provided at a position facing the air suction nozzle with the workpiece sandwiched therebetween, and gas is injected from the air injection nozzle and the suction is performed. The wire saw device according to
また、請求項８の発明は、前記エアー吸引用ノズルと前記エアー噴射用ノズルとを一対として形成し、前記一対のノズルを前記切断加工域のワイヤの繰出し側とワイヤの回収側の両側に配し、前記ワイヤの走行時に、繰出し側のエアー噴射用ノズルから気体を噴射すると共に、前記ワイヤの回収側のエアー吸引用ノズルで気体を吸引するように、ワイヤの走行方向に応じてエアー噴射用ノズルとエアー吸引用ノズルの動作を切替えるようにしたことを特徴とする、請求項７に記載のワイヤソー装置である。
In the invention of
また、請求項９の発明は、前記ワイヤソーユニットのプーリの少なくとも一つの回転軸にファンを設け、前記プーリの回転に伴って前記ファンが回転駆動されるように構成したことを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のワイヤソー装置。
The invention of
本発明に関するワイヤソー装置では、回転自在な運動機能を備えたツールチェンジャーを介して、ロボットアームとワイヤソーユニットが接続されている。また、一体のロボットアームのため、被加工物の形状、大きさに合わせて、ロボットアームの交換が容易であり、装置の設置スペースもそれほど必要がない。ロボットアームの動作で、ワイヤソーユニットが自由に移動出来るので、ワイヤソーユニットに懸架されたワイヤを被加工物に押し付け、被加工物を平面形状に切断加工するだけでなく、曲面形状に切断加工するといった多様な加工形態を実現できる。 In the wire saw apparatus according to the present invention, the robot arm and the wire saw unit are connected via a tool changer having a rotatable motion function. Further, since the robot arm is integrated, the robot arm can be easily exchanged according to the shape and size of the workpiece, and the installation space for the apparatus is not so much required. Since the wire saw unit can be moved freely by the operation of the robot arm, the wire suspended on the wire saw unit is pressed against the workpiece, and not only the workpiece is cut into a flat shape but also cut into a curved shape. Various processing forms can be realized.
加えて、ロボットアームの先端に設けられているワイヤソーユニットは、ロボットアームとワイヤソーユニット間を連結するツールチェンジャーを介しているため、脱着可能である。ワイヤ及びプーリを交換する際には、前記ワイヤソーユニットをロボットアーム本体から外すので、作業者が自身とより近い距離で細かい作業を行いやすい。そのため、メンテナンス性に優れている。 In addition, the wire saw unit provided at the tip of the robot arm is detachable because it is connected to a tool changer that connects the robot arm and the wire saw unit. When exchanging the wire and pulley, the wire saw unit is removed from the robot arm body, so that an operator can easily perform fine work at a distance closer to himself / herself. Therefore, it is excellent in maintainability.
また、被加工物の種類、サイズによって、選択的にワイヤソーユニットや、ワイヤを容易に交換することが出来る。 Moreover, the wire saw unit and the wire can be easily exchanged selectively depending on the type and size of the workpiece.
さらには、エアーの噴射と吸引機能により、被加工物の加工屑の除去及び集塵効果を達成でき、冷却水を使わずともワイヤの摩擦熱上昇の緩和が可能となり、切断加工精度の低下も抑制出来る。すなわち、切断屑を除去する方式として乾式を採用することで、洗浄目的で加工部に向けて放出される冷却水等を使わずに済みコスト削減が可能となるし、冷却水を廃棄する必要もなく、環境に配慮するものとなる。また加工液と相性が悪い材料でも切断が可能となる。特に、プーリの回転と共にファンが回転駆動すると、走行するワイヤ周辺に気流が発生するので、上記効果の向上が実現される。また、プーリの回転軸にファンを設けることで、別途、駆動源を設けずともワイヤを走行させる駆動源でファンを回転させることができる。 In addition, the air injection and suction functions can achieve the removal of work scraps and the dust collection effect of the workpiece, making it possible to mitigate the frictional heat rise of the wire without using cooling water, and to reduce the cutting precision. Can be suppressed. In other words, by adopting the dry method as a method for removing cutting waste, it is possible to reduce the cost without using cooling water discharged toward the processing part for cleaning purposes, and it is also necessary to discard the cooling water. It will be environmentally friendly. In addition, it is possible to cut even a material that is incompatible with the working fluid. In particular, when the fan is driven to rotate with the rotation of the pulley, an air flow is generated around the traveling wire, so that the above-described effect can be improved. Further, by providing a fan on the rotating shaft of the pulley, the fan can be rotated by a driving source that travels the wire without providing a driving source separately.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.
図１は、本発明のワイヤソー装置１の一部破断全体図である。
FIG. 1 is a partially broken overall view of a wire saw
ワイヤソー装置１は、ロボットアーム２の先端部に連結されたツールチェンジャー７を介して、脱着自在に接続されたワイヤソーユニット３を有する。
The wire saw
図２によって示されるワイヤソーユニット３は、ロボットアーム２側のツールチェンジャー７（図４に示す）のオス部１８と、ワイヤソーユニット３側のツールチェンジャー７のメス部１９が図示しないプランジャー等の適宜の手段で係合し、ロボットアーム２に脱着可能に装着される。ロボットアーム２の内部モーター（図示せず）の稼働で、回転軸１５を駆動し、駆動制御装置（図示せず）により回転体１２の回転は適宜制御され、これにより、ツールチェンジャー７は回転可能となる。回転体１２の動きに合わせて、ツールチェンジャー７を介して、ワイヤソーユニット３も３６０度回転可能だが、実際、切断加工する場合は、駆動制御装置によって、回転角度が制御される。ワイヤソーユニット３の内部は、少なくとも１つのプーリ４を回転させる駆動源（図示せず）が設けられている。ここでは、複数のプーリ４のうち少なくとも一つは、張力調整用のテンションプーリである。また、ワイヤソーユニット３の先端部に設けられる２つのプーリ４のＶ溝上を、ワイヤ８が通過し、そのプーリ間に、切断加工域５を形成する。
The wire saw
ワイヤソーユニット３の両先端にある、エアー噴射用ノズル１０ａとエアー吸引用ノズル１０ｂは、互いに隣接させるよう対となって設けられている。エアー噴射用ノズル１０ａは、被加工物の切断加工面にエアーを吹きつけ、切断屑を吹き飛ばし除去する。エアー吸引用ノズル１０ｂは、エアーを吸引して切断屑を集塵する。両ノズルとも、エアーを噴射又は吸引する範囲の偏り防止のために、ワイヤソーユニット３の中心線をはさんでほぼ対称に、対のノズル群を設けることが望ましい。各ノズルの好適な配置としては、ワイヤソーユニット３の先端において、被加工物の切断の妨げとならない箇所であって、ノズルのエアーの噴射口と吸引口が、被加工物の切断加工面と切断加工域５のワイヤ８方向に向いている構成をとる。
The
ワイヤソーユニット３全体は、軽量で耐久性に優れた部材（例えば炭素繊維）のカバーで覆われることが好ましい。そして、ワイヤソーユニット３内部は加圧状態にして、切断屑の侵入を防ぐような構成をとる。例えば、ロボットアーム２内部のエアー供給源（図示しない）から排出されたエアーは、ロボットアーム２内の加圧用ホース１６ｃを通過し、ツールチェンジャー７のエアー供給用コネクタ１４ａ、１４ｂを介して、前記コネクタに接続されたワイヤソーユニット３本体上部に配置された加圧用ホース１６ｃから、ワイヤソーユニット３内部に供給され、ワイヤソーユニット３内部の加圧が実現される。ワイヤソーユニット３と加圧用ホース１６ｃの接続は、ワイヤソーユニット３に備えられたニップル２０を介して行われる。加圧状態となったワイヤソーユニット３内部からのエアーの逃げ口としてワイヤ８の出入口があるが、適宜、ワイヤソーユニット３のカバーの一部にフィルターを付けて、エアーの逃げ口を設けることも可能である。
The entire wire saw
図１、２、３、４、６では、一例として、ワイヤソーユニット３先端に配された、先端部に向かって延伸したプーリ４の回転軸の先に、ファン２１が取り付けられた態様を図示する。ワイヤ８が走行すると、前記プーリ４が回転し、合せてファン２１も回動する。それにより、ワイヤ８周辺で気流が発生し、切断屑の除去と集塵効果、冷却効果の補助的役割を果たす。とりわけ、被加工物に対するワイヤ８の摩擦熱上昇の緩和を目的とするのであれば、ファン２１の配置は上記のような態様が好適である。ファン２１の形状としては、ワイヤ８を懸架するプーリ４の回転に支障が出ずに気流を発生させることが可能であれば、特に限定はない。
1, 2, 3, 4, and 6, as an example, a mode in which the
ワイヤソーユニット３内部のプーリ４に巻回されているワイヤ８は、無端状に形成される。ワイヤ表面にダイヤモンド等の砥粒が電着やレジン等で固定された固定砥粒方式のワイヤを用いることが好ましい。
The
ロボットアーム２は、基端がベース９上に取り付けられている。ロボットアーム２は、多軸制御可能で昇降、回転、移動自在の多関節である。ベース９を支点とし、ロボットアーム２の内部モーター（図示せず）によって稼働し、駆動制御装置（図示せず）により、ロボットアーム２の移動経路が制御される。制御されたロボットアーム２の動きによって、ワイヤ８は切断加工域５を形成するワイヤソーユニット３先端部に配されたプーリ４のＶ溝のスラスト方向ではなく、ラジアル方向に押し当てられ、被加工物６を切断加工していく。
The
図３は、ワイヤソーユニット３を正面から図示したもので、図４は被加工物６にワイヤ８を押し付けて押し切り動作により切断加工している場合の態様を示している。
FIG. 3 illustrates the wire saw
図５は、ロボットアーム２とワイヤソーユニット３の脱着について、実施例の一つを示している。ロボットアーム２側に配置された回転可能な回転体１２の上には、ツールチェンジャー７の基板１７ａが取り付けられる。一方、ワイヤソーユニット３側に配置された接続ブラケット１１の上には、ツールチェンジャー７の基板１７ｂが取り付けられる。基板１７ａはオス部１８を、基板１７ｂはメス部１９をそれぞれ有しており、基板１７ａと基板１７ｂの当接時に、オス部１８がメス部１９と係合する。結果、ロボットアーム２と、ワイヤソーユニット３が脱着可能となる。ワイヤソーユニット３側のツールチェンジャー７の接続部は、接続ブラケット１１に形成される。すなわち、ツールチェンジャー７の接続が、接続ブラケット１１内で行われることとなり、ロボットアーム２とワイヤソーユニット３とは接近した状態で接続されるので、ワイヤソーユニットが回転自在に移動してもツールチェンジャー７の接続部に掛かる負荷は少なくなる。
FIG. 5 shows one of the embodiments for attaching and detaching the
ツールチェンジャー７の基板１７ａ、１７ｂは、相互に対向する複数のコネクタを備えている。そのうち、コネクタ１３ａ、１３ｂはワイヤソーユニット３への給電用コネクタであり、コネクタ１４ａ、１４ｂはワイヤソーユニット３内部への加圧効果を実現するためのエアーを供給するためのコネクタである。オス部１８とメス部１９の係合と同時に、対向するコネクタ１４ａ、１４ｂ同士も係合する。尚、上述において、ツールチェンジャー７を採用した場合を図示例としてあげているが、ツールチェンジャー７を採用しなくても、本発明の目的は達成できる。
The
エアー噴射用ノズル１０ａへのエアーの供給は、本ワイヤソー装置１近辺に設置されたエアー供給源（図示しない）からエアーを排出させ、エアー供給用ホース１６ａを介して、エアー噴射用ノズル１０ａへ到達する。エアー吸引用ノズル１０ｂへのエアー吸引機能については、同じく外部に設置されたエアー吸引源（図示しない）からエアー吸引用ホース１６ｂを介して達成される。この点において、エアー供給源にはコンプレッサーを、エアー吸引源にはリングブロワ―を用いても良い。また、リングブロワ―のみを用いてダンパーの開閉による空気量の調整にて、エアーの供給及び吸引源とすることも可能である。エアーの供給及び吸引源の統制は外部設置される制御装置によって行われる。
Air is supplied to the
図６（ａ）、（ｂ）において、ワイヤ８が走行する際、ワイヤ８の繰出し側に設けられたノズルは、エアー噴射用ノズル１０ａが作動し、同時に、前記ワイヤの回収側に設けられたノズルは、エアー吸引用ノズル１０ｂが作動する態様を示す。このワイヤの走行方向に応じたエアーの噴射と吸引方向の切替についても、上記の制御装置によって行われる。これらエアーの噴射と吸引によって、走行するワイヤ８の周辺に空気の流れが生じ、冷却効果も生まれる。さらには、ワイヤソーユニット３先端に配された、先端部に向かって延伸したプーリ４の回転軸の先に、設けられたファン２１が、上述された効果の補助的役割を担う。上記の一連の構成により、本発明のワイヤソー装置１では、多様な加工態様に柔軟に対応出来る。
6 (a) and 6 (b), when the
次に、被加工物の種類に応じた切断加工の一態様として、図７（ａ）、（ｂ）を参照し、本発明の実施形態を示す。例えば、軽量かつ高強度、衝撃吸収性に優れたハニカム部材の切断方法について言及する。便宜上、エアー噴射用ノズル１０ａ、エアー吸引用ノズル１０ｂ、エアー供給用ホース１６ａ、エアー吸引用ホース１６ｂについては、省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7A and 7B as an aspect of the cutting process according to the type of workpiece. For example, mention will be made of a method for cutting a honeycomb member that is lightweight, high in strength, and excellent in shock absorption. For convenience, the
ハニカム部材は、多数の貫通孔がセル壁を隔てて長手方向に並設されている。貫通孔形状のため、通気性を有する。ハニカム部材の被加工物を切断加工する際には図７（ａ）のようなテーブル２２を用いる。テーブル２２は吸着孔２４を有しており、その保持面２２ａ上に、被加工物６が垂直方向に載置される。尚、被加工物６は、ハニカム部材の材質としては、例えば、アラミド繊維、アルミニウム等で構成されている。また、ハニカム形状の部材を炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）で挟持したものであって良いし、ハニカム形状でなく、各種の通気性部材であっても良い。被加工物６は、テーブル２２よりも大きく形成される。テーブル２２より加工する部分がはみ出している方が、加工切断時にテーブル２２がワイヤソーユニット３と干渉しない。
In the honeycomb member, a large number of through holes are arranged in parallel in the longitudinal direction with a cell wall therebetween. Due to the shape of the through hole, it has air permeability. When cutting the workpiece of the honeycomb member, a table 22 as shown in FIG. 7A is used. The table 22 has a
当該テーブル２２では、被加工物６をテーブル２２上に載置した後、その上面を非通気性部材２３で覆う。その際、非通気性部材２３は、ナイロンシート、樹脂板等が用いられる。テーブル２２内部の吸引機構（図示しない）を稼働させると、テーブル２２の吸着孔２４を介して、非通気性部材２３が吸引され、テーブル２２に吸着する。被加工物６は通気性を有しているので、被加工物６上面を覆っている非通気性部材２３に働いている吸引力が被加工物６全体をテーブル２２に押し付ける。このように、テーブル２２に固定された被加工物６は、安定して切断加工出来る。
In the table 22, after the
ワイヤ８の切断加工域５を、被加工物６の下側表面に対向するよう押し付けて切る態様を、図４では示している。切断加工を進めると、被加工物６がハニカム部材である場合、ハニカム部材特有の中空形状のセル壁に、負荷がかかる。本発明のワイヤソー装置１では、切断屑の除去及び吸引と、冷却効果により、ワイヤ８の切断加工精度が安定し、被加工物６に過度の負荷をかけずにすみ、中空形状を変形させないような作用が生れる。また、発生したバリもエアーの働きにより除去されることもある。
FIG. 4 shows a mode in which the
本発明のワイヤソー装置１は、昇降、回転、移動自在の多関節のロボットアーム２は自在な動きが可能であり、回転自在なワイヤソーユニット３との動きと連動して、被加工物を平面形状だけでなく、曲面形状に切断加工することが出来る。このような、柔軟な切断加工性能だけでなく、外部装置との連携性においても優れた面を有している。ロボットアーム２の可動範囲内であれば、方位方向を問わず、可動範囲内にある外部装置のサーポートを受けることが可能である。それ故、本装置に余分な機構を付ける必要が無く、その機動性を落とすこともない。例えば、ロボットアーム２の可動範囲内に、ワイヤ８の線径を高速で検出可能な装置を設置する。ロボットアーム２の動きによって、ワイヤ８を前記装置のところまで、定期的に移動させれば、本発明のワイヤソー装置１自身が、ワイヤ８の摩耗を検知する機構を有さなくても、外部装置の検出データにより、ワイヤ８が摩耗によって断線する前に、自発的にワイヤ交換が可能となる。
In the wire saw
また、本発明のワイヤソー装置１に余分な機構を付けないことにより、装置本体が簡素化され、大型化を防ぎ、設置場所の余分なスペースが不要となる。例えば、本装置を２台並べて同時に可動させ、その２台の間に、ワイヤ８の寸法検出装置を設置する。そうすることで、２台の本発明の装置で１台の前記検出装置を共有することも可能であり、限られた設置スペースでの作業効率が上がる。
Further, by not attaching an extra mechanism to the wire saw
尚、本発明は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、各請求項に示した範囲内において、種々変更を加え得ることは可能である。すなわち、請求項に示した範囲内で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態も、本発明の技術範囲に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the illustrated examples described above, and various modifications can be made within the scope shown in the claims without departing from the gist of the present invention. In other words, embodiments obtained by combining technical means appropriately changed within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.
１ ワイヤソー装置
２ ロボットアーム
３ ワイヤソーユニット
４ プーリ
５ 切断加工域
６ 被加工物
７ ツールチェンジャー
８ ワイヤ
９ ベース
１０ａ エアー噴射用ノズル
１０ｂ エアー吸引用ノズル
１１ 接続ブラケット
１２ 回転体
１３ａ 給電用コネクタ
１３ｂ 給電用コネクタ
１４ａ エアー供給用コネクタ
１４ｂ エアー供給用コネクタ
１５ 回転軸
１６ａ エアー供給用ホース
１６ｂ エアー吸引用ホース
１６ｃ 加圧用ホース
１７ａ 基板
１７ｂ 基板
１８ オス部
１９ メス部
２０ ニップル
２１ ファン
２２ テーブル
２２ａ 保持面
２３ 非通気性部材
２４ 吸着孔
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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| DE102021200647A1 (en) | 2021-01-26 | 2022-07-28 | Robel Bahnbaumaschinen Gmbh | Method and grinding unit for dry grinding at least one rail of a track |
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