JP2931066B2 - Wire saw tension control device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤーソー装置、特にその切断用のワイ
ヤーの張力制御装置に関する。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a wire saw device, and more particularly to a wire tension control device for cutting the wire saw device.
特開平１−177958号公報の発明は、各リールの速度制
御にダンサーローラの位置検出値を用い、同時にダンサ
ーローラに引き張力を加えてワイヤーに張力を発生させ
ている。In the invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-177958, the detected value of the position of the dancer roller is used for speed control of each reel, and at the same time, tension is applied to the dancer roller to generate tension in the wire.
このようなダンサーローラ形式の張力制御系では、ワ
イヤーが高速で往復走行するとき、ダンサーローラが上
下動すると、ダンサーローラ自体の慣性力でワイヤー張
力が変動する。このような変動は、高度の制御技術を駆
使すれば実際上影響のない程度に抑えられる。しかし、
これによると制御装置が複雑になり、しかもその制御特
性が不安定になりやすい。In such a dancer roller type tension control system, when the wire reciprocates at high speed and the dancer roller moves up and down, the wire tension fluctuates due to the inertial force of the dancer roller itself. Such fluctuations can be suppressed to practically no effect by using advanced control technology. But,
According to this, the control device becomes complicated, and its control characteristics tend to be unstable.
したがって、本発明の目的は、上記の問題点を克服
し、安価な制御技術で安定したワイヤーの張力制御を実
現することである。Therefore, an object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems and realize stable wire tension control with an inexpensive control technique.
上記目的の下に、第１の発明は、ワイヤーソー装置に
おいて、送り出しリール、溝付きローラ、巻取りリール
の各々にサーボモータを取り付け、送り出しリールと溝
付きローラとの間、および溝付きローラと巻取りリール
との間にそれぞれワイヤーの張力検出手段を設け、これ
らの張力検出手段の検出張力に基づいて送り出しリー
ル、巻取りリールの各々のサーボモータを制御するよう
にしている。To achieve the above object, a first invention is a wire saw device, in which a servo motor is attached to each of a delivery reel, a grooved roller, and a take-up reel, and between the delivery reel and the grooved roller, and between the delivery reel and the grooved roller. Wire tension detecting means are provided between the reel and the take-up reel, and the servomotors of the feed reel and the take-up reel are controlled based on the detected tension of these tension detecting means.
また、第２の発明は、送り出しリールと溝付きローラ
との間、および溝付きローラと巻取りリールとの間のう
ち少なくとも一方にワイヤーの張力分離用ローラを設
け、この張力分離用ローラにサーボモータを取り付け、
溝付きローラと張力分離用ローラとの間、および張力分
離用ローラとリールとの間にそれぞれ張力検出手段を設
け、この張力検出手段からの検出張力に基づいて張力分
離手段およびリールの各々のサーボモータを制御してい
る。According to a second aspect of the present invention, a wire tension separating roller is provided between at least one of between the feed reel and the grooved roller and between the grooved roller and the take-up reel. Attach the motor,
Tension detecting means are provided between the grooved roller and the tension separating roller and between the tension separating roller and the reel, respectively, and based on the detected tension from the tension detecting means, the servo of each of the tension separating means and the reel is provided. The motor is being controlled.
運転中に、主制御装置は、回転制御器に基本の速度信
号および回転方向の指令を与えることによって、切断用
のワイヤーを走行させながら送り出しリールから巻取り
リールの方向に順次供給していく。この間に、張力検出
手段は、ワイヤーの張力を検出し、対応の回転制御器に
送り込む。そこで、回転制御器は、目標の張力値と実際
の検出張力値との偏差を求め、その偏差に応じた速度補
正信号を基本速度の信号に加算または減算することによ
って、各々のサーボモータの回転速度を調整していく。
ここで、張力検出手段は、歪みゲージやロードセルなど
の力−電気量変換素子によって構成されているため、ダ
ンサーロール方式の変位量−電気量変換形式のものと異
なり、ダンサーロールの移動の慣性などの悪影響を受け
ない状態で動作する。During operation, the main controller supplies a rotation controller with a basic speed signal and a rotation direction command, so that the cutting wire travels and is sequentially supplied from the feed reel to the take-up reel. During this time, the tension detecting means detects the tension of the wire and sends it to the corresponding rotation controller. Therefore, the rotation controller obtains a deviation between the target tension value and the actual detected tension value, and adds or subtracts a speed correction signal corresponding to the deviation to or from the signal of the basic speed, thereby rotating each servo motor. Adjust the speed.
Here, since the tension detecting means is constituted by a force-electricity conversion element such as a strain gauge or a load cell, unlike the displacement-electricity conversion type of the dancer roll system, the inertia of the movement of the dancer roll and the like are different. It operates without being adversely affected.
したがって、制御系が単純化され、またその特性が安
定化する。Therefore, the control system is simplified and its characteristics are stabilized.
〔実施例１〕 第１図は、実施例１を示している。First Embodiment FIG. 1 shows a first embodiment.
ワイヤーソー装置１は、送り出しリール２から切断用
のワイヤー３を供給し、複数例えば３本の溝付きローラ
４に所定のピッチで複数回巻掛けた後、このワイヤー３
を巻取りリール５により巻き取る過程で、２本の溝付き
ローラ４の間で走行するワイヤー３に加工物６を押し当
て、加工物６をワイヤー３の巻掛けピッチで切断してい
く。The wire saw device 1 supplies a cutting wire 3 from a delivery reel 2 and winds the wire 3 around a plurality of, for example, three grooved rollers 4 a plurality of times at a predetermined pitch.
In the process of winding by the take-up reel 5, the workpiece 6 is pressed against the wire 3 running between the two grooved rollers 4, and the workpiece 6 is cut at the winding pitch of the wire 3.
ここで、送り出しリール２、溝付きローラ４および巻
取りリール５は、それぞれサーボモータ７、８、９によ
って独立に駆動されるようになっている。Here, the feed reel 2, the grooved roller 4, and the take-up reel 5 are independently driven by servo motors 7, 8, and 9, respectively.
これらのサーボモータ７、８、９は、主制御装置14の
もとで、それぞれ回転制御器11、12、13によって制御さ
れる。すなわち、主制御装置14は、各サーボモータ７、
８、９の回転制御器11、12、13にローラ外径やリール巻
径の変化に応じた回転速度指令を与え、かつ一定の周期
で同期状態のもとに回転方向指令によりそれらの回転方
向を反転させていく。したがって、運転中に、ワイヤー
３は、往復走行しながら送り出しリール２から巻取りリ
ール５の方向に移動し、加工物６を所定のピッチで切断
していく。These servo motors 7, 8, 9 are controlled by rotation controllers 11, 12, 13 under a main controller 14. That is, the main controller 14 controls each servo motor 7,
A rotation speed command corresponding to the change of the roller outer diameter or the reel winding diameter is given to the rotation controllers 11, 12, and 13 of 8 and 9, and their rotation directions are given by a rotation direction command under a synchronous state at a constant cycle. Is reversed. Therefore, during operation, the wire 3 moves from the delivery reel 2 to the take-up reel 5 while traveling back and forth, and cuts the workpiece 6 at a predetermined pitch.
そして、本発明の張力制御装置10は、上記回転制御器
11、12、13および主制御装置14の他、送り出しリール２
側の張力検出手段15および巻取りリール５側の張力検出
手段16によって組み立てられている。これらの張力検出
手段15、16は、歪みゲージあるいはロードセルなどの力
−電気量変換素子であり、一端でホルダ17などによって
固定されており、また他端部分でワイヤー３に巻掛けら
れた回転自在のローラ19、20に連結されている。これら
のローラ19、20の位置で、ワイヤー３の張力は、巻掛け
角度の方向に応じた合力として検出される。And the tension control device 10 of the present invention
11, 12, 13 and main control unit 14, as well as delivery reel 2
And the tension detecting means 16 on the take-up reel 5 side. These tension detecting means 15 and 16 are force-electricity conversion elements such as strain gauges or load cells, and are fixed at one end by a holder 17 and the like, and rotatable around the wire 3 at the other end. Rollers 19 and 20 are connected. At the positions of these rollers 19 and 20, the tension of the wire 3 is detected as a resultant force corresponding to the direction of the winding angle.
切断動作中に、張力検出手段15、16は、それぞれの位
置でワイヤー３の張力を検出し、検出張力値を電気的な
信号として、回転制御器11、13に送り込む。ここで、回
転制御器11、13は、主制御装置14によって与えられた目
標値と検出張力値との偏差を求め、目標値に対する過不
足に応じて、サーボモータ７、９に対する速度指令値を
補正することによって、サーボモータ７、９の回転速度
を補正し、送り出しリール２からのワイヤー３の送り量
や巻取りリール５によるワイヤー３の巻取り量を偏差解
消方向に調整することによって、各位置でのワイヤー３
の張力を制御していく。この結果、溝付きローラ４の位
置すなわち切断位置で、ワイヤー３の張力は、目標の値
に設定され、加工物６に対し適切な張力値のもとに切断
動作を継続することになる。During the cutting operation, the tension detecting means 15 and 16 detect the tension of the wire 3 at each position, and send the detected tension value to the rotation controllers 11 and 13 as an electric signal. Here, the rotation controllers 11 and 13 determine the deviation between the target value provided by the main controller 14 and the detected tension value, and determine the speed command value for the servomotors 7 and 9 according to the excess or deficiency with respect to the target value. By correcting the rotation speeds of the servo motors 7 and 9 and adjusting the feed amount of the wire 3 from the sending reel 2 and the winding amount of the wire 3 by the winding reel 5 in the deviation eliminating direction, Wire 3 in position
To control the tension. As a result, the tension of the wire 3 is set to the target value at the position of the grooved roller 4, that is, the cutting position, and the cutting operation is continued under an appropriate tension value for the workpiece 6.
この張力制御系によると、張力検出手段15、16がいず
れも力−電気量変換素子によって構成されており、従来
のダンサーローラのようなローラ位置−電気量変換系と
して構成されていないため、ローラ19、20の上下方向の
変移による慣性力や振動力が作用せず、張力制御系が安
定化し、また行き過ぎ量などもなく、張力制御系の応答
が速くなる。According to this tension control system, each of the tension detecting means 15 and 16 is constituted by a force-electric quantity conversion element, and is not configured as a roller position-electric quantity conversion system like a conventional dancer roller. The inertial force and vibration force due to the vertical displacement of 19 and 20 do not act, the tension control system is stabilized, and the response of the tension control system is fast without any overshoot.
〔実施例２〕 第２図は、実施例２を示している。Second Embodiment FIG. 2 shows a second embodiment.
この実施例は、上記実施例１の構成に加え、送り出し
リール２側および巻取りリール５側の部分に張力検出手
段21、22、ホルダ23、24およびローラ25、26をそれぞれ
追加し、一方の張力検出手段15、21、他方の張力検出手
段16、22の間に張力分離手段27、28を介在させる例であ
る。In this embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, tension detecting means 21 and 22, holders 23 and 24, and rollers 25 and 26 are added to the portions on the sending reel 2 side and the take-up reel 5 side, respectively. This is an example in which tension separating means 27 and 28 are interposed between the tension detecting means 15 and 21 and the other tension detecting means 16 and 22.
ここで、張力分離手段27、28は、第３図に示すよう
に、２つの独立円状Ｖ溝のローラ29、30にワイヤー３を
多重に巻掛けられているか、または第４図に示すよう
に、１つのねじ状Ｖ溝付きローラ31にワイヤー３を螺旋
状に巻付け、これらのローラ29またはローラ31のサーボ
モータ32、33を回転制御器34、35によって制御するよう
に構成されている。張力検出手段21、22の出力は、それ
ぞれ回転制御器34、35の入力となっている。Here, as shown in FIG. 3, the tension separating means 27, 28 is formed by winding the wire 3 around two independent circular V-groove rollers 29, 30 in a multiplex manner, or as shown in FIG. The wire 3 is spirally wound around one screw-shaped V-grooved roller 31, and these rollers 29 or the servo motors 32, 33 of the rollers 31 are controlled by rotation controllers 34, 35. . Outputs of the tension detecting means 21 and 22 are input to rotation controllers 34 and 35, respectively.
運転中に、上記実施例１と同じ部分は、前記と同様に
動作する。During operation, the same parts as those in the first embodiment operate in the same manner as described above.
一方、張力検出手段21、22の検出張力値は、回転制御
器34、35の入力となる。したがって、回転制御器34、35
は、それぞれ目標値と検出張力値との偏差に基づいて偏
差を解消する方向にサーボモータ32、33を制御すること
になる。ここで、張力分離手段27、28は、ワイヤー３と
ローラ29、30またはローラ31の溝との間の摩擦力によっ
て、上流側のワイヤー３と下流側のワイヤー３との間の
張力差を吸収し、互いに分離し、独立の状態に保持して
いる。したがって、張力検出手段15は、送り出しリール
２から張力分離手段27までの間のワイヤー３の張力を分
担し、また張力検出手段16は、張力分離手段28から巻取
りリール５までの間のワイヤー３の張力を分担してい
る。On the other hand, the detected tension values of the tension detecting means 21 and 22 are input to the rotation controllers 34 and 35. Therefore, the rotation controllers 34, 35
Means that the servo motors 32 and 33 are controlled in a direction to eliminate the deviation based on the deviation between the target value and the detected tension value. Here, the tension separating means 27 and 28 absorb the tension difference between the upstream wire 3 and the downstream wire 3 by the frictional force between the wire 3 and the groove of the roller 29, 30 or the roller 31. And separate from each other and keep them independent. Therefore, the tension detecting means 15 shares the tension of the wire 3 between the delivery reel 2 and the tension separating means 27, and the tension detecting means 16 controls the wire 3 between the tension separating means 28 and the take-up reel 5. Share the tension.
そして、切断位置のワイヤー３の張力は、張力検出器
21、22およびこれらの検出張力値によって、補正される
サーボモータ32、33によって目標値に設定されることに
なる。Then, the tension of the wire 3 at the cutting position is determined by a tension detector.
The target values are set by the servomotors 32 and 33 which are corrected by the detected tension values 21 and 22 and these detected tension values.
この張力制御方式によると、送り出しリール２の回転
速度や巻取りリール５の回転速度が張力分離手段27、28
によって溝付きローラ４の部分のワイヤー３に影響せ
ず、また切断位置のワイヤー３の張力制御がそれぞれ上
流側の張力検出手段21およびサーボモータ32によって行
われ、また下流側で張力検出手段22、サーボモータ33に
よって送り出しリール２の送り量や巻取りリール５の送
り量などから、独立した状態で実行されるため、目標値
の設定が容易であり、また互いに干渉しない状態で各位
置毎に独立の制御が可能となる。According to this tension control method, the rotation speed of the feed reel 2 and the rotation speed of the take-up reel 5 are controlled by the tension separating means 27, 28
Does not affect the wire 3 at the grooved roller 4 and the tension control of the wire 3 at the cutting position is performed by the tension detecting means 21 and the servomotor 32 on the upstream side, respectively. Since the servo motor 33 is executed in an independent state based on the feed amount of the feed reel 2 and the feed amount of the take-up reel 5, it is easy to set a target value, and is independent for each position without interfering with each other. Can be controlled.
なお、この実施例で、張力分離手段27、28が送り出し
リール２から溝付きローラ４に至る間および溝付きロー
ラ４から巻取りリール５に至る間の双方に設けられてい
るが、これらは少なくともいずれか一方にのみ設けられ
ておれば足りる。In this embodiment, the tension separating means 27 and 28 are provided both between the feed reel 2 and the grooved roller 4 and between the grooved roller 4 and the take-up reel 5. It suffices if only one of them is provided.
本発明では、下記の特有の効果がある。 The present invention has the following specific effects.
送り出しリール側および巻取りリール側でワイヤーの
張力検出が力−電気量変換素子などの張力検出手段によ
って構成されているため、張力検出時にその位置のロー
ラの位置的慣性力の影響がなく、したがって、制御特性
が安定化し、かつ応答速度が速くなる。Since the tension detection of the wire on the sending reel side and the take-up reel side is constituted by tension detecting means such as a force-electrical amount conversion element, there is no influence of the positional inertia force of the roller at that position at the time of detecting the tension. The control characteristics are stabilized, and the response speed is increased.
また、溝付きローラの上流側または下流側のうちいず
れか一方に張力分離手段が設けられており、張力分離手
段の上流側または下流側でワイヤーの張力が独立の状態
となり、張力分離手段の上流側または下流側部分で独立
に張力制御が行われるため、各位置毎に適切な張力設定
が可能となり、また低い張力のもとでワイヤーの走行制
御が可能となる。Further, a tension separating means is provided on either the upstream side or the downstream side of the grooved roller, and the tension of the wire becomes independent on the upstream side or the downstream side of the tension separating means, and the tension separating means is provided upstream of the tension separating means. Since the tension control is performed independently on the side or the downstream side, an appropriate tension can be set for each position, and the traveling control of the wire can be performed under a low tension.
第１図は実施例１のワイヤーソー装置および張力制御装
置の説明図、第２図は実施例２の張力制御装置の説明
図、第３図および第４図は張力分離手段の斜視図であ
る。 １……ワイヤーソー装置、２……送り出しリール、３…
…ワイヤー、４……溝付きローラ、５……巻取りリー
ル、６……加工物、７、８、９……サーボモータ、10…
…張力制御装置、11、12、13……回転制御器、14……主
制御装置、15、16……張力検出手段、21、22……張力検
出手段、27、28……張力分離手段、32、33……サーボモ
ータ、34、35……回転制御器。FIG. 1 is an explanatory diagram of a wire saw device and a tension control device of a first embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of a tension control device of a second embodiment, and FIGS. 3 and 4 are perspective views of tension separating means. . 1 ... wire saw device, 2 ... delivery reel, 3 ...
... wire, 4 ... grooved roller, 5 ... rewind reel, 6 ... workpiece, 7, 8, 9 ... servo motor, 10 ...
... tension control device, 11, 12, 13 ... rotation controller, 14 ... main control device, 15, 16 ... tension detection means, 21, 22 ... tension detection means, 27, 28 ... tension separation means, 32, 33 ... Servo motor, 34, 35 ... Rotation controller.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B24B 27/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) B24B 27/06
Claims (3)
給し、このワイヤーを複数の溝付きローラに巻掛け、さ
らにこのワイヤーを巻取りリールにより巻取る過程で、
上記複数の溝付きローラ間で走行するワイヤーに加工物
を押し当てて切断するワイヤーソー装置において、 溝付きローラ、送り出しリールおよび巻取りリールの各
々にサーボモータを取り付け、送り出しリールと溝付き
ローラとの間および溝付きローラと巻取りリールとの間
にそれぞれワイヤーの張力検出手段を設け、各張力検出
手段の検出張力に基づいて、送り出しリール、巻取りリ
ールのそれぞれのサーボモータを制御することを特徴と
する張力制御装置。In the process of supplying a cutting wire from a delivery reel, winding the wire around a plurality of grooved rollers, and winding the wire with a take-up reel,
In a wire saw apparatus for cutting a workpiece by pressing a workpiece on a wire running between the plurality of grooved rollers, a servomotor is attached to each of the grooved roller, the delivery reel and the take-up reel, and the delivery reel, the grooved roller and Between the roller and the take-up reel and between the grooved roller and the take-up reel, and controlling the respective servo motors of the feed reel and the take-up reel based on the detected tension of each tension detector. Characteristic tension control device.
給し、このワイヤーを複数の溝付きローラに巻掛け、さ
らにこのワイヤーを巻取りリールにより巻取る過程で、
上記複数の溝付きローラ間で走行するワイヤーに加工物
を押し当てて切断するワイヤーソー装置において、 送り出しリールと溝付きローラとの間、および溝付きロ
ーラと巻取りリールとの間の少なくとも一方にワイヤー
の張力分離手段を設け、この張力分離手段にサーボモー
タを取り付け、溝付きローラと張力分離手段との間、お
よび張力分離手段とリールとの間にそれぞれ張力検出手
段を設け、この張力検出手段からの検出張力に基づいて
張力分離手段およびリールのそれぞれのサーボモータを
制御することを特徴とする張力制御装置。2. A process for supplying a cutting wire from a delivery reel, winding the wire around a plurality of grooved rollers, and winding the wire with a take-up reel.
In a wire saw device for cutting a workpiece by pressing a workpiece on a wire running between a plurality of grooved rollers, at least one between a feed reel and a grooved roller and between a grooved roller and a take-up reel. A wire tension separating means is provided, a servomotor is attached to the tension separating means, and a tension detecting means is provided between the grooved roller and the tension separating means and between the tension separating means and the reel, respectively. A tension control device for controlling the respective servo motors of the tension separating means and the reel based on the tension detected from the tension controller.
ドセルなどの力−電気量変換素子により構成することを
特徴とする特許請求の範囲第１項、または第２項記載の
張力制御装置。3. The tension control device according to claim 1, wherein said tension detecting means is constituted by a force-electricity conversion element such as a strain gauge or a load cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27213690A JP2931066B2 (en) | 1990-10-12 | 1990-10-12 | Wire saw tension control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152061A JPH04152061A (en) | 1992-05-26 |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP0732173A4 (en) * | 1994-09-30 | 1998-08-19 | Nippei Toyama Corp | Wire saw |
-
1990
- 1990-10-12 JP JP27213690A patent/JP2931066B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH04152061A (en) | 1992-05-26 |
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