JP5022967B2 - Cutting mechanism of wire saw machine - Google Patents
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Description
本願発明は、石材、セラミック、インゴット、等の高硬度材を切削ワイヤ(以下、「ワイヤ」)の接触走行によって切断するワイヤソーマシンに関し、特に、4側面をワイヤ交差面とした角柱状の切断物を、同時多数に切り出すことができるワイヤソーマシンの切断部機構に関する。 The present invention relates to a wire saw machine for cutting a hard material such as stone, ceramic, ingot or the like by contact running of a cutting wire (hereinafter referred to as “wire”), and in particular, a prismatic cut having four side surfaces as wire crossing surfaces. The present invention relates to a cutting mechanism of a wire saw machine that can cut out a large number of wires simultaneously.
石材やセラミック材やインゴットなどの高硬度材(以下、「被切断物」)の切断には、ワイヤの接触走行により行なうワイヤソーマシンが一般的に用いられていた。このワイヤソーマシンの切断部機構において走行するワイヤは、切削機能の限度まで使用する目的で所定回数だけ往復走行するものであった。このためアキュムレータと称するワイヤの一時蓄え置き機構を切断部機構の前段と後段に各別に配置しているのが、ワイヤソーマシンとしては一般的な構成であった。 In order to cut a hard material (hereinafter, “object to be cut”) such as a stone material, a ceramic material, or an ingot, a wire saw machine that performs contact travel of a wire is generally used. The wire traveling in the cutting unit mechanism of this wire saw machine reciprocates a predetermined number of times for the purpose of use up to the limit of the cutting function. For this reason, it has been a general configuration for a wire saw machine that a temporary storage mechanism for a wire, called an accumulator, is arranged separately at the front stage and the rear stage of the cutting unit mechanism.
ワイヤソーマシンにおいては、ブロック状の高硬度材から所望厚さの板版を切り出す場合、一張りのワイヤを所望厚さ距離分の1ピッチにおいて順次移動させながら一枚毎にスライスして行く切断部機構を有するもの、又は同時に複数枚を切り出す目的で、ワイヤを1ピッチの間隔で平行かつ多数並列に走行させたワイヤ列を昇降可能にする切断部機構を有するものがあった。かかる切断部機構は、ワイヤーマシンにとっては既に一般的な機構であった。 In a wire saw machine, when cutting a plate with a desired thickness from a block-like high-hardness material, a cutting section that slices each piece while sequentially moving a stretched wire at one pitch corresponding to the desired thickness distance Some have a mechanism, or some have a cutting part mechanism that allows a wire row in which a number of wires are run in parallel and in parallel at an interval of 1 pitch to be moved up and down for the purpose of cutting a plurality of sheets simultaneously. Such a cutting unit mechanism has already been a common mechanism for wire machines.
また、ワイヤソーマシンにおいて、上記板版の切り出しの他にも矩形角柱体を切り出す場合、先ず上記の一般的な機構で一定方向(例えば、X方向)に沿って切断した後、上記切断した板版材の向き、又はワイヤの走行の向きを水平面に沿って所定角回転(上下方向を軸とした所定角回転)させたY方向に設定した後、上記と同様にワイヤ列を下降させて切断する工法を採用していた。 In addition, in the wire saw machine, when cutting out the rectangular prismatic body in addition to cutting out the plate, first cut along a certain direction (for example, the X direction) by the general mechanism, and then cut the plate. After setting the direction of the material or the traveling direction of the wire to the Y direction rotated by a predetermined angle along the horizontal plane (a predetermined angle rotation with the vertical direction as the axis), the wire row is lowered and cut in the same manner as described above. The construction method was adopted.
しかし、かかる矩形角柱体の切り出し工法では、ワイヤ列を張設した切断部機構の下降移動がX方向切断とY方向切断の場合の2回に渡って必要となる他に、被切断物、又は切断部機構の何れかを回転させる段取りが必要となるため、切断作業の長時間化と切り出し寸法のバラツキが多くなる、つまり、作業効率と作業精度に課題があり、結果として作業コストの上昇を招いていた。 However, in such a rectangular prismatic cutting method, the lowering movement of the cutting unit mechanism in which the wire row is stretched is required twice in the case of the X-direction cutting and the Y-direction cutting, Since it is necessary to set up to rotate any of the cutting unit mechanisms, the cutting work takes a long time and the variation in cutting dimensions increases.In other words, there are problems in work efficiency and work accuracy, resulting in an increase in work cost. I was invited.
そこで、これを解決する目的で、上記のワイヤ列を張設した切断部機構を交差方向にそれぞれ別個に配置して、この交差したワイヤ列を同時に下降させることによって、被切断物を回転させることなく矩形角柱体を多数同時に切り出す機構が従来技術として開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかし、かかる特許文献1で開示している切断装置(以下、「文献開示装置」)は、同時に多数の矩形角柱体を得ることはできるが、実際の作業においては、次に示す課題があった。
まず、この文献開示装置の切断部機構は、一方向(図面視で左右方向)側を所定間隔で上下左右方向に平行配置した溝付きローラの4本で構成し、この4本の溝ローラを周回するように1本のワイヤを所定のピッチをもって螺旋状に巻き付けてワイヤ列を成し、これと同様の構成のワイヤ列を交差方向にも配置したものである。
かかる構成は、上下左右対向の4本のローラ間に螺旋状にワイヤを巻回するため、各溝ローラの回転軸とワイヤの走行方向が直角になることは無い。すなわち、溝ローラの溝はローラ側面に所定ピッチの螺旋を描くように凹状に形成されており、この溝ローラの溝に係合して走行するワイヤは必ずしも回転軸と垂直とはならない。そのため、溝ローラにはこれに巻回走行するワイヤから軸方向とは若干傾斜する方向に少なからずの負荷が作用し、これらがワイヤ及び溝ローラの耐久性を低下させていた。
However, the cutting device disclosed in Patent Document 1 (hereinafter referred to as “document disclosure device”) can simultaneously obtain a large number of rectangular prisms, but has the following problems in actual work. .
First, the cutting unit mechanism of this document disclosure device is configured by four grooved rollers arranged in parallel in the vertical and horizontal directions at a predetermined interval on one side (left and right direction in the drawing). One wire is spirally wound at a predetermined pitch so as to circulate to form a wire row, and wire rows having the same configuration are also arranged in the crossing direction.
In such a configuration, the wire is spirally wound between the four rollers facing up, down, left, and right, so that the rotation axis of each groove roller and the traveling direction of the wire are not perpendicular. That is, the groove of the groove roller is formed in a concave shape so as to draw a spiral with a predetermined pitch on the side surface of the roller, and the wire running while engaging with the groove of the groove roller is not necessarily perpendicular to the rotation axis. Therefore, a considerable load is applied to the groove roller in a direction slightly inclined from the axial direction of the wire wound around the groove roller, and these deteriorate the durability of the wire and the groove roller.
また、文献開示装置の切断部機構では、被切断物と直接接触するワイヤ列を直交(直角に交差)させた仕様構成としているが、ワイヤは螺旋状巻回であるために1ピッチのズレを持って対向配置する溝ローラに張り渡されており、このズレは2方向(交差方向)で生じているため交差角を正確に直角(90度)に設定する場合は、上記構成の4本の溝ローラ軸の向きを被切断物に対して適宜に修正する煩雑さが有った。そして、切り出す角柱体の大きさはこのピッチの幅で決まるため、種々の大きさの角柱体に対応させるためには、その都度の段取りが必要となり、非常に煩雑なものと言わざるを得なかった。 In addition, the cutting unit mechanism of the document disclosure device has a specification configuration in which the wire row that is in direct contact with the object to be cut is orthogonal (crossed at a right angle), but the wire is spirally wound, so that the one-pitch deviation is generated. When the crossing angle is set to a right angle (90 degrees) accurately, the four rollers having the above-described configuration are stretched over the grooved rollers arranged opposite to each other. There was a trouble of appropriately correcting the direction of the groove roller shaft with respect to the workpiece. And since the size of the prismatic body to be cut out is determined by the width of this pitch, in order to correspond to the prismatic body of various sizes, it is necessary to set up each time, and it must be said that it is very complicated. It was.
さらに、交差方向を別個のワイヤ走行で対応させた場合は、切削深さを考慮して交差方向で同期させるという複雑な機構も必要となり、これを一連に繋がった一本のワイヤで行う場合は、切断部機構で往復させるワイヤの距離が長尺になってその移動速度の同期設定や張力の均一化の設定等に多くのセンサーや付帯設備が必要となった。このため、文献開示装置は全体的に複雑かつ低信頼性の装置となり、現実的には産業上の利用性の低いものであった。 Furthermore, when the crossing directions are handled by separate wire travels, a complicated mechanism that synchronizes in the crossing direction in consideration of the cutting depth is also required, and when this is done with a single wire connected in series Since the distance of the wire reciprocated by the cutting unit mechanism becomes long, many sensors and incidental facilities are required for the setting of synchronization of the moving speed and the setting of uniform tension. For this reason, the document disclosure apparatus is a complicated and low-reliability apparatus as a whole, and practically has low industrial applicability.
さらにまた、溝ローラに形成した多数の溝にワイヤを巻回させてワイヤ列を構成しているため、溝の形成精度(螺旋状の溝のピッチ等)が不均一である場合はワイヤとの接触状態が安定せず、例えば、特定溝での滑りや振れ(びびり)による無用な負荷が発生し、ワイヤ列の張力にバラツキが発生していた。そして、この溝ローラは、それぞれが一個体の円柱体であるため、ワイヤ列の条毎の負荷解消のための修正を行なうことができない欠点があった。これらが相俟って、溝ローラの軸受けの損傷、特定溝の変形、溝ローラの破壊、切断精度低下(ピッチズレによる切り出す角柱体の寸法ズレ)、さらにはワイヤ破断等の種々の不具合が発生していた。 Furthermore, since a wire array is formed by winding a wire around a number of grooves formed on the groove roller, if the groove formation accuracy (such as the pitch of the spiral groove) is not uniform, The contact state is not stable, for example, an unnecessary load due to slipping or shaking (chatter) in a specific groove is generated, and the tension of the wire row is varied. Since each of the groove rollers is a single cylindrical body, there is a disadvantage that correction for eliminating the load for each wire row cannot be performed. Combined with these, various problems such as damage to the bearings of the groove roller, deformation of the specific groove, destruction of the groove roller, reduction of cutting accuracy (dimensional displacement of the prismatic body cut out by pitch displacement), and wire breakage may occur. It was.
かかる問題を回避するため、文献開示装置では、溝ローラの回転速度やワイヤ巻回の速度、ワイヤの張力や張り渡し状態を常時監視、調整するマイコン制御の装置を併設するなど装置が複雑化していた。このことは装置の安定性と耐久性を低下させる一方で、装置の高価格化を招いていた。 In order to avoid such a problem, the literature disclosure apparatus has a complicated apparatus such as a microcomputer-controlled apparatus that constantly monitors and adjusts the rotational speed of the groove roller, the winding speed of the wire, the tension and the tension state of the wire. It was. This lowered the stability and durability of the device, while increasing the cost of the device.
そこで、本願発明は、これらの課題に着目し、これを解決すべく為されたものであり、簡易な構成でありながら、被切断物の切断位置を得るために回転させることなく、矩形角柱体の多数個を一回の切断工程で同時に切り出すことができるワイヤソーマシンの切断部機構を提供するものである。 Accordingly, the present invention has been made to solve these problems by focusing on these problems, and is a rectangular prismatic body without being rotated to obtain the cutting position of the workpiece while having a simple configuration. It is intended to provide a wire saw machine cutting part mechanism capable of simultaneously cutting a large number of pieces in a single cutting step.
上記課題を解決するため、本願発明のワイヤソーマシンの切断部機構は、以下のように構成している。
すなわち、張り渡したワイヤ(W)の接触走行によって被切断物(T)を切断して行く切断部機構(3)と、該切断部機構(3)の前段部と後段部にそれぞれ配置して切断部機構内を往復走行させるためのワイヤ(W)を一時蓄え置くアキュムレータ(6)と、一方のアキュムレータ(6)へワイヤ(W)を供給するワイヤ供給部(5)と、他方のアキュムレータ(6)からワイヤ(W)を回収するワイヤ回収部(7)と、から成るワイヤソーマシンの上記切断部機構(3)において、被切断物(T)を挟む間隔で同一平面上の直交方向にそれぞれ対向配置されて駆動軸回転する2対の回転体(32)と、該対向した回転体間を往復させて繰り返して張り渡し、かつ所定間隔をもって回転体(32)の軸方向に沿って平行複数条となるように配設した一連のワイヤ(W)と、該ワイヤ(W)の複数条の条毎に配置して、ワイヤ(W)を対向側に戻すために巻回させた多数個からなるアイドラプーリ(35)と、から成ることを特徴として構成している。
In order to solve the above problems, the cutting mechanism of the wire saw machine of the present invention is configured as follows.
That is, the cutting part mechanism (3) that cuts the workpiece (T) by the contact running of the stretched wire (W), and the cutting part mechanism (3) arranged at the front part and the rear part, respectively. An accumulator (6) for temporarily storing a wire (W) for reciprocating travel within the cutting unit mechanism, a wire supply unit (5) for supplying the wire (W) to one accumulator (6), and the other accumulator ( 6) The wire recovery section (7) for recovering the wire (W) from the above, and the above-mentioned cutting section mechanism (3) of the wire saw machine, respectively, in the orthogonal direction on the same plane at intervals across the object (T) Two pairs of rotating bodies (32) arranged opposite to each other and rotating the drive shaft, and a plurality of parallel rotating along the axial direction of the rotating body (32) with reciprocating between the rotating bodies facing each other and repeatedly stretching them. Arranged so that A series of wires (W), and a plurality of idler pulleys (35) arranged in a plurality of strips of the wires (W) and wound to return the wires (W) to the opposite side. , And is characterized by comprising.
上記切断部機構(3)、アキュムレータ(6)、ワイヤ供給部(5)、及びワイヤ回収部(7)の内部を往復走行、又はこれらに巻回するワイヤ(W)は、一連に繋がったものであり、ワイヤ供給部(5)からアキュムレータ(6)を介して切断部機構(3)に供給され、切断部機構(3)において回転体(32)及びアイドラプーリ(35)によって平行複数条を成して切断に使用された後、再度アキュムレータ(6)を介してワイヤ回収部(7)に回収される順に走行している。 The cutting part mechanism (3), the accumulator (6), the wire supply part (5), and the wire recovery part (7) are reciprocatingly moved, or the wire (W) wound around them is connected in series. And is supplied from the wire supply unit (5) to the cutting unit mechanism (3) through the accumulator (6), and the cutting unit mechanism (3) forms a plurality of parallel strips by the rotating body (32) and the idler pulley (35). After being used for cutting, it travels again in the order in which it is recovered by the wire recovery part (7) via the accumulator (6).
上記切断部機構(3)でのワイヤ(W)は、回転体(32)が直交方向に対向配置しているため、直交する平行複数条のワイヤ(W)の列(以下、「ワイヤ列」)を形成し、このワイヤ列が被切断物(T)への対向面に位置して往復走行するワイヤ交差面36を形成している。 The wire (W) in the cutting unit mechanism (3) is arranged so that the rotating bodies (32) face each other in the orthogonal direction. ), And this wire row is located on the surface facing the workpiece (T) and forms a wire crossing surface 36 that reciprocates.
また、切断部機構(3)においては、回転体(32)の一方の端部側に巻回されたワイヤ(W)を、当該回転体(32)と直交する回転体(32)の端部に送るための送り手段(35a)を備えていることを特徴としている。この送り手段(35a)の配置により、ワイヤ(W)は直交を成して配置する回転体(32)の端部間を円滑に走行することとなる。 In the cutting part mechanism (3), the wire (W) wound around one end of the rotating body (32) is connected to the end of the rotating body (32) orthogonal to the rotating body (32). It is characterized by having feeding means (35a) for feeding to By the arrangement of the feeding means (35a), the wire (W) smoothly travels between the end portions of the rotating body (32) arranged orthogonally.
各アイドラプーリ(35)は、その回転面をワイヤ(W)の走行方向に沿わせるように調整可能であることを特徴としている。つまり、各アイドラプーリ(35)は、回転体(32)から送り出されたワイヤ(W)を巻回しつつ方向を変え、対向配置する特定のアイドラプーリ(35)に向けて送り出すために、上記ワイヤ列のワイヤ交差面(36)を基準に適宜に回動又は直線移動する調整手段を有している。このような調整手段はアイドラプーリ(35)を軸支持するブラケット(35c)に配設している。また、アイドラプーリ(35)には多数条の巻回溝(35b)を形成しても良い。 Each idler pulley (35) is characterized in that its rotation surface can be adjusted along the traveling direction of the wire (W). That is, each idler pulley (35) changes the direction while winding the wire (W) sent out from the rotating body (32), and sends the wire toward the specific idler pulley (35) arranged opposite to each other. It has an adjusting means for appropriately rotating or linearly moving with respect to the wire crossing surface (36) of the row. Such an adjusting means is disposed on a bracket (35c) that supports the idler pulley (35). A plurality of winding grooves (35b) may be formed in the idler pulley (35).
回転体(32)は、ワイヤ(W)を巻回させる駆動プーリ(32a)の多数個を所定間隔で軸方向に配置して構成しており、被切断物(T)及び切り出す矩形角柱体によっては、駆動プーリ(32a)の間隔を等間隔ではなく異なる間隔設定としても良い。この駆動プーリ(32a)には、アイドラプーリ(35)と同様に多数条の巻回溝(32b)を形成しても良い。 The rotating body (32) is configured by arranging a large number of driving pulleys (32a) around which a wire (W) is wound in the axial direction at a predetermined interval, and is constituted by an object to be cut (T) and a rectangular prismatic body to be cut out. The intervals between the drive pulleys (32a) may be set to different intervals instead of equal intervals. A large number of winding grooves (32b) may be formed in the drive pulley (32a) in the same manner as the idler pulley (35).
また、切断部機構(3)においては、直交方向にそれぞれ対向させて配置した2対の回転体(32)の間隔距離を、直交方向で適宜に異なる長さに設定することも可能である。 In the cutting part mechanism (3), the distance between the two pairs of rotating bodies (32) arranged to face each other in the orthogonal direction can be set to different lengths in the orthogonal direction.
さらに、直交方向に対向配置した2対の回転体(32)は、単一の駆動源(33)から同期分割した回転駆動力によって同期回転することを特徴としている。かかる構成により、各回転体(32)に巻回するワイヤ(W)の走行速度が一定し、その往復走行状態が安定する。 Further, the two pairs of rotating bodies (32) arranged to face each other in the orthogonal direction are characterized in that they are synchronously rotated by a rotational driving force that is synchronously divided from a single driving source (33). With this configuration, the traveling speed of the wire (W) wound around each rotating body (32) is constant, and the reciprocating traveling state is stabilized.
本願発明のワイヤソーマシンの切断部機構は、以上のように構成しているため、切断部機構においてのワイヤの往復走行、張力や張り渡し状態等の切断条件の初期設定及び切断作業時における調整等を、各回転体と各回転体の駆動プーリに対応して配設するアイドラプーリにおいて個別的に対処可能となる。 Since the cutting part mechanism of the wire saw machine of the present invention is configured as described above, the wire reciprocating travel in the cutting part mechanism, the initial setting of cutting conditions such as tension and tension, adjustment during cutting work, etc. Can be individually dealt with in each idler pulley disposed corresponding to each rotating body and the driving pulley of each rotating body.
具体的には、切断部機構においては、一連に繋がったワイヤを用いて平行複数条のワイヤ列からワイヤ交差面を形成しているため、2対の回転体間のワイヤの張り渡し方向の交差角を直角とさせる一方、アイドラプーリ間のワイヤの張り渡し方向は回転体間の張り渡し方向とは所定角度を有するように設定している。このため、例えば、切断作業中において回転体の巻回溝の変形やワイヤにコーティングした切削手段の剥離等により切断条件が変わり、特定部位のワイヤに滑りや振れ(びびり)等の不具合が発生しても、この部位に対応する特定の回転体の巻回溝の変更や、特に特定のアイドラプーリの回転面や配置位置を調整して不具合を抑制するための対処が可能となる。 Specifically, in the cutting unit mechanism, a wire crossing surface is formed from a plurality of parallel wire rows using a series of wires, and therefore, the wire crossing direction between two pairs of rotating bodies While the angle is set to be a right angle, the direction in which the wire between the idler pulleys is stretched is set to have a predetermined angle with respect to the direction in which the rotor is stretched. For this reason, for example, the cutting conditions change due to deformation of the winding groove of the rotating body or peeling of the cutting means coated on the wire during the cutting operation, causing problems such as slipping or vibration (chatter) in the wire at a specific site. However, it is possible to take measures to suppress the problem by changing the winding groove of the specific rotating body corresponding to this part, and particularly adjusting the rotating surface and the arrangement position of the specific idler pulley.
かかる個別的な調整により、回転体やアイドラプーリの全体的な軸受破損やワイヤ破断等の機械的な故障が抑制でき、ワイヤの往復走行速度や張力等を監視及び制御する制御機構を簡素化できることとなる。これは切断部機構のコスト削減、ひいてはワイヤソーマシン全体のコスト削減に大きく寄与するものである。 By such individual adjustment, mechanical failure such as overall bearing breakage and wire breakage of the rotating body and idler pulley can be suppressed, and the control mechanism for monitoring and controlling the reciprocating speed and tension of the wire can be simplified. It becomes. This greatly contributes to the cost reduction of the cutting unit mechanism and, consequently, the cost reduction of the entire wire saw machine.
また、特定の回転体及びアイドラプーリの位置調整等が可能なことは、被切断物の材質が変更となって切断条件の微調整が必要なった場合に、回転体やアイドラプーリの総入れ替えを行うことなく対応できるため、文献開示装置に比べて迅速な切断条件の設定が可能となり、いわゆる段取り代え作業の効率が大幅に向上する。この効果に加え、被切断物の特定部位における切断寸法の変更が、容易に、かつ適宜に可能となるため、1つの被切断物から異種寸法の矩形角柱体の切り分けが可能となり、多種生産可能な観点からの生産効率向上の効果は顕著である。 In addition, the position of the specific rotating body and idler pulley can be adjusted, for example, when the material of the workpiece is changed and the cutting conditions need to be finely adjusted. Since it can respond without performing, it becomes possible to set a cutting condition quickly compared with the literature disclosure device, and the efficiency of so-called setup replacement work is greatly improved. In addition to this effect, it is possible to easily and appropriately change the cutting dimension at a specific part of the workpiece, so that rectangular prisms of different dimensions can be separated from one workpiece, and various types of production are possible. The effect of improving production efficiency from the standpoint is remarkable.
さらに、回転体の間隔距離を、直交方向(XY方向)で異なる長さに設定した場合は、ワイヤへの張力が同じであってもX方向とY方向とはスパン(張り渡し距離)が異なるため、被切断物に接触した場合に生じるX方向のワイヤ列に生じる撓み量とY方向のワイヤ列に生じる撓み量とが異なることになる。このことは、被切断物に接触する直前までは直交したワイヤ列どうしは同一平面上にあって接触しているが、切断が開始されると撓み量が異なるために交差したワイヤどうしの接触状態が解消され、矩形角柱体の角部では時間差をもっての切断となる。この結果、剛性が低い角部において、2方向から同時に切断負荷を受けないために破損が回避され、矩形角柱体としての仕上がり寸法精度が向上することとなる。 Furthermore, when the distance between the rotating bodies is set to a different length in the orthogonal direction (XY direction), the span (stretching distance) differs between the X direction and the Y direction even if the tension on the wire is the same. For this reason, the amount of bending that occurs in the wire row in the X direction that occurs when it contacts the workpiece is different from the amount of bending that occurs in the wire row in the Y direction. This is because, until just before contacting the object to be cut, the orthogonal wire rows are in contact with each other on the same plane, but when the cutting is started, the amount of bending differs, so the crossed wires are in contact with each other. Is eliminated, and the corner of the rectangular prism is cut with a time difference. As a result, the corner portion having low rigidity is not subjected to the cutting load from two directions at the same time, so that breakage is avoided, and the finished dimensional accuracy as a rectangular prismatic body is improved.
以下に、本願発明にかかるワイヤソーマシン(以下、「本マシン」と称する。)の切断部機構の最良の実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a cutting unit mechanism of a wire saw machine (hereinafter referred to as “the present machine”) according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本マシンの全体構成を示す斜視図であり、図2は本マシンにおけるワイヤの張り渡し状態を示す概略構成斜視図であり、図3は図1のA−A線断面矢視図であり、図4は切断部機構をC―C線をもって一部切り欠いて示す図3のB矢視図であり、図5は図4のD−D部分拡大図であり、図6は切断部機構の組立斜視図であり、図7は切断部機構の回転体の組立斜視図であり、図8は切断部機構の作用説明図であり、図9は本マシンのアキュムレータを示す一部切り欠き斜視図である。なお、図4、図5はC―C線で切り欠くことにより、切断部機構の説明で後述する回転体の一部が露出している。 FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the machine, FIG. 2 is a schematic perspective view showing a wire stretched state in the machine, and FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 4 is a partially cutaway view of the cutting unit mechanism taken along line CC, as viewed in the direction of the arrow B in FIG. 3, FIG. 5 is a partial enlarged view of DD in FIG. 4, and FIG. FIG. 7 is an assembly perspective view of the rotating body of the cutting unit mechanism, FIG. 8 is an operation explanatory view of the cutting unit mechanism, and FIG. 9 is a partially cutaway view showing the accumulator of this machine. It is a perspective view. 4 and 5 are notched along the line CC, so that a part of the rotating body described later in the description of the cutting unit mechanism is exposed.
本マシン1は、主に、表面に砥粒又は高硬度材からなる切削手段をコーティングしたワイヤWを接触走行させて被切断物T(以下、「ワーク」と称する。)から矩形角柱体を切断(切り出す、又は切り分ける)する切断部機構3と、該切断部機構3の前段部と後段部にそれぞれ配置されて切断部機構内を往復走行させるためのワイヤWを一時蓄え置くアキュムレータ6と、前段部のアキュムレータ6へ新規のワイヤWを供給するワイヤ供給部5と、後段部のアキュムレータ6からの使用後の廃棄するワイヤWを回収するワイヤ回収部7と、これらを支持して構築するための基礎フレーム2と、から構成している。
The
本マシン1で用いられるワイヤWは、一連に繋がった一本のものであって、図2に示すように、ワイヤ供給部5の供給ボビン51から供給されたワイヤWを、供給モータ52を経てアキュムレータ6、切断部機構3、再度アキュムレータ6を介して回収モータ72を経て回収ボビン71に回収される経路を辿るように一連に繋がっている。特に、切断部機構3においては、ワイヤWが所定間隔を有する平行複数条のワイヤ列を形成し、このワイヤ列をワークTと対向した平面上で直交させたワイヤ交差面36を形成している。また、切断部機構3においては、長手側のワイヤ列を覆うように短手側のワイヤ列が外側に巻回する配置となっている。
The wire W used in the
まず、基礎フレーム2は本マシン1の各構成要素を支持して全体を構築し得る剛性を有する構造部材である。本マシン1の構築例では、3枚の矩形板状のベースプレート21の上面に角パイプをもって矩形枠状を成し、長手側の1側面を開放すると共に立設する4本の角パイプを上側枠面から突出させ、突出させたそれぞれの角パイプの上端面に支持プレート22を配設して構成している。また、下側枠面を塞ぐように矩形板状の上盤23を設置し、この上盤23にワーク台24を配設している。ワーク台24は、ワークTを固定保持すると共に4箇所に配置したアクチュエータ24aにより昇降する構成である。なお、本マシン1のワークTは基礎フレーム2の長手方向に並列配置した2個の矩形柱体であって、基礎フレーム2の開放側から搬送手段、例えば、フォークリフト等により搬出入している。
First, the basic frame 2 is a structural member having rigidity capable of supporting the components of the
次に、本願発明の主眼である切断部機構3について説明する。切断部機構3は、基礎フレーム2の上部側には支持プレート22を介して配設されている。切断部機構3は、2個のワークTの周囲を囲む程度の大きさを有する矩形状の枠体31と、枠体31の対向枠辺の下面側に対向配置した2対の回転体32と、各回転体32と鉛直方向へ離隔すると共に枠体31の対向枠辺の上面側に配置する複数のアイドラプーリ35、35、・・と、から構成している。
Next, the cutting unit mechanism 3 that is the main focus of the present invention will be described. The cutting unit mechanism 3 is disposed on the upper side of the basic frame 2 via a
枠体31は、上面視においてワーク周囲を囲む大きさの開口31aを有するように角パイプを矩形状に組み合わせ、上面及び下面に開口31aと略同じ大きさの開口部分を有する上部プレート31bと下部プレート31cを固定して構成している。
The frame 31 has a rectangular pipe combined in a rectangular shape so as to have an
回転体32は、枠体31の対向枠辺の下面側に固定する下部プレート31cに枠体31の開口31aを囲むように対を成して垂下状に配置している。回転体32は、ワイヤWが巻回する巻回溝32bを有する複数の駆動プーリ32aを枠辺方向の同軸上にかつ所定間隔(スパン)をもって連結一体化して成り、複数の駆動プーリ32aが一体的に回転する構成である。なお、本マシン1の切断部機構3においては、駆動プーリ間を等間隔に設定する結果、ワークTの切断寸法の縦横寸法比を同じとしているが、各回転体32によっては、駆動プーリ32aの間隔を変更してワークTの切断寸法比を変更することも可能である。
The rotating
各回転体32は、上述のように枠体31の矩形状の開口31aを囲むによう配置するために、同一平面上において直交状態を成すと共に、異なる対向方向ではその間隔が異なっている。より具体的には、長手側に配置する回転体32は10枚の駆動プーリ32aを連結し、短手側に配置する回転体32は5枚の駆動プーリ32aを連結し、それぞれ複数のブラケット32cに軸支持されて下部プレート31cに固定して配置されている。
Since each
また、長手側の回転体32と短手側の回転体32の1組は、それぞれの一端部側をギアボックス32eに接続して同期回転する構成となっている。この組み合わされた短手側の各回転体32、32には、一端側を延設させて同構成のタイミングプーリ32dを固定している。各タイミングプーリ32dには駆動モータ33により駆動するタイミングベルト34が係合している。かかる構成により、回転体32には駆動モータ33の回転駆動力がタイミングベルト34を介して伝達され、すべての駆動プーリ32aが連動して所定方向に軸回転する。なお、駆動プーリ32aの軸回転方向が対向配置する回転体32において同方向となるようにギアボックス32eのギアを設定している。
In addition, one set of the long-side
アイドラプーリ35は、枠体31に固定する上部プレート31bにそれぞれ立設状に配置している。アイドラプーリ35は、回転体32の駆動プーリ32aとは同数であって、ワイヤWが巻回する巻回溝35bを有し、その回転面を形成する軸心を駆動プーリ32aの軸心とはワイヤ交差面36を基準に所定角度θ1、θ2において回動させている。具体的には、対向配置するアイドラプーリ間においては、駆動プーリ32aから受け入れたワイヤWの送り出し方向を、互いに隣接するアイドラプーリ35にシフトするように軸回転させている。別言すれば、枠体31に対して下方のワイヤ交差面36でワイヤWの走行方向は互いに直交するが、上方のアイドラプーリ35間のワイヤWの走行方向は直角から互いに所定角度θ1、θ2のズレを持って交差させるようにしている。
The
アイドラプーリ35の一部については、その軸心方向を上記のθ1、θ2を超えて回動させて配置している。このアイドラプーリは送り用アイドラプーリ35aであって、ワイヤ供給部側のアキュムレータ6に近い枠体31の角部の1個と、この角部の対角線上の角部に2個との合計3個を配置している。これらの送り用アイドラプーリ35aは、ワイヤ供給部側のアキュムレータ6からのワイヤWの切断部機構3への送り出しをスムーズにし、短手側の回転体32の端部に巻回したワイヤWの長手側の回転体32の端部への送り出しをスムーズにして、言わば送り手段として機能している。
About a part of
また、アイドラプーリ35は、単体で又は少なくとも2個が組となって相互に独立してブラケット35cにより軸支持されている。すなわち、各アイドラプーリ35は、ブラケット毎に回転面設定や枠辺上の位置の調整が可能である。このため、一体回転する回転体32の駆動プーリ32aから上方に送り出されたワイヤWの張力や送り出し方向を、アイドラプーリ35を軸支持する各ブラケット単位において調整することが可能となり、切断中にワイヤWの振動等(びびり)の不具合が発生した場合でも、該当箇所のアイドラプーリ35を個別的に調整して対処することが可能となる。この個別的な調整は、ワーク材質変更による切断条件変更にも適用可能である。
The
さらに、アイドラプーリ35は、例えば、図8に示すように、駆動プーリ32aの巻回溝32bが複数ある場合において、巻回溝32bの寿命延長のため又はワーク切断寸法を変更(x1からx2)するために巻回する溝位置を変更した場合には、この駆動プーリ32aに対応するアイドラプーリ35のブラケット35cの枠辺方向位置(矢印d)及び回動位置(矢印r)を調整し、ワイヤWの張力や送り出し方向の微調整が可能である。また、アイドラプーリ35に予め多数条の巻回溝35bを形成して対処手段の一つとしても良い。
Further, for example, as shown in FIG. 8, when there are a plurality of winding
上記構成の切断部機構3には、枠体上部の長手側を跨ぐように略H字状のガイド枠体4を配設している。このガイド枠体4には、ワイヤ供給部側のアキュムレータ6から切断部機構3への案内用の1箇所、切断部機構3からワイヤ回収部側のアキュムレータ6へ送り出すワイヤWの案内用の3箇所の合計4個のガイドプーリ41を配設している。
The cutting part mechanism 3 having the above-described configuration is provided with a substantially H-shaped guide frame 4 so as to straddle the longitudinal side of the upper part of the frame. The guide frame body 4 includes one place for guiding from the
次に、ワイヤ供給部5、ワイヤ回収部7及びアキュムレータ6について説明する。先ず、ワイヤ供給部5は、新規のワイヤWが所定量巻回された供給ボビン51と、この供給ボビン51からワイヤWを略八の字状に巻回して間欠的に回転駆動する供給モータ52と、から構成している。
Next, the wire supply part 5, the wire collection | recovery part 7, and the
一方、ワイヤ回収部7は、アキュムレータ6より送り出された廃棄ワイヤWを略八の字状に巻回して間欠的に回転駆動する回収モータ72と、回収モータ72から送り出された廃棄ワイヤWを所定量巻回する回収ボビン71と、から構成している。
On the other hand, the wire recovery unit 7 receives the waste wire W sent from the
上記のワイヤ供給部5とワイヤ回収部7は、ワイヤWの送り出し方向の観点を基準とすると各構成要素の配設が逆となっている。別言すれば、各要素が本マシン1の中央断面に対して対面する関係、所謂ミラー関係の配設となっている。
In the wire supply unit 5 and the wire recovery unit 7 described above, the arrangement of each component is reversed with respect to the viewpoint of the wire W delivery direction. In other words, each element is disposed in a so-called mirror relationship in which each element faces the central cross section of the
アキュムレータ6は、切断部機構3の前段部と後段部の2箇所であって、上記のワイヤ供給部5及びワイヤ回収部7と切断部機構3との間に介在するように配設している。
The
アキュムレータ6は前段及び後段ともに同じ構成であり、立設した昇降枠61の上部側に供給モータ52若しくは切断部機構3からのワイヤWを略半周巻回する定置プーリ群62を配置し、定置プーリ群62の下方には定置プーリ群62から送り出されたワイヤWを巻回する昇降プーリ群63を配設して構成している。昇降枠61は、鉛直中央の長手方向に断面C字状の案内溝61aを形成し、この案内溝内に定置プーリ群62を固定すると共に、その下方に昇降プーリ群63を保持する昇降台車63aを昇降自在に配設している。定置プーリ群62及び昇降プーリ群63は、それぞれ同径かつ同厚の巻回溝を有する複数プーリを同軸上に各々独立的に回転するように重ね合わせて構成している。本マシン1の定置プーリ群62は6段重ねの構成であり、昇降プーリ群63は5段重ねの構成である。
The
かかる構成の定置プーリ群62と昇降プーリ群63においては、供給モータ52又は切断部機構3から送り出されたワイヤWは、先ず定置プーリ群62に巻回した後昇降プーリ群63に交互に半周ずつ巻回、つまり両者を端部にして重ねたプーリ段数に応じて螺旋を描くように巻回しつつ、その終端を定置プーリ群62として切断部機構3又は回収モータ72へと送り出されている。
In the stationary pulley group 62 and the lifting pulley group 63 configured as described above, the wire W fed from the
かかる構成により、ワイヤ供給部側のアキュムレータ6は、ワイヤ供給部5から得た所定長さの新規のワイヤWを一時的に蓄え置き、適宜に切断部機構3に供給する。一方、ワイヤ回収部側のアキュムレータ6は、切断部機構3から送り出された所定長さの廃棄するワイヤWを一時的に蓄え置き、適宜にワイヤ回収部7に送り出す。そして、アキュムレータ6はかかるワイヤWの巻回関係により、ワイヤWの蓄え量が少ない場合には昇降プーリ群63が上昇し(矢印a)、蓄え量が多い場合には昇降プーリ群63が降下し(矢印b)、この昇降作用によりワイヤWの弛みを吸収し、所定張力を得るように機能している。
[作用]
With this configuration, the
[Action]
次に、上記構成の本マシン1及び切断部機構3の作用について説明する。以下の説明では、矩形を成す切断部機構3の長手方向をX方向、短手方向をY方向として用いる。
Next, the operation of the
まず、ワークTを切断部機構3の下方に配設したワーク台24に載せて固定する。そして、駆動モータ33を回転駆動し、タイミングベルト34を介してその回転駆動力を切断部機構3の回転体32に伝達させ、これに巻回するワイヤWを走行させる。この時、切断部機構3の各ワイヤ列の走行向きは、X方向とY方向の双方とも同一方向となっている。駆動モータ33は所定量の回転後又は所定時間の回転後には逆方向に回転駆動し、ワイヤWを逆走させる。かかる駆動モータ33の正逆切替により所定量のワイヤWがワイヤ列内を往復走行し、このワイヤ列がX方向及びY方向に直交してワイヤ交差面36を形成する。そして、このワイヤ交差面36にワークTをワーク台24の上昇により押し当て、ワイヤ列の条数に応じた複数個の矩形角柱体に一括切断している。なお、ワイヤWとワークTとの接触切断時には、配置したノズルにより接触部分に研磨材と水を混合した研磨液を散布している(図示省略)。また、ワークTの周囲にはかかる研磨液の飛散防止用及び回収用のカバーを配設している(図示省略)。
First, the work T is placed and fixed on a work table 24 disposed below the cutting unit mechanism 3. And the drive motor 33 is rotationally driven, the rotational driving force is transmitted to the
上記の切断時においては、枠体31に対向配置する2対の回転体32の間隔距離をX方向とY方向で異なる長さに設定しているため、各方向のワイヤWへの張力が同じであっても、ワークTへの接触時に生じるX方向の撓み量とY方向の撓み量とは異なることとなる。このため、ワークTに接触する直前までは直交したワイヤ列どうしは略同一平面上にあって接触状態であるが、切断が開始されると撓み量が異なるために交差したワイヤWどうしが離れて、より具体的には撓み量が多く内側に位置するX方向のワイヤ列がY方向のワイヤ列と離れて接触状態が解消されることとなる。つまり、X方向とY方向のワークTに対しての切断が時間差を持つことなり、特に矩形角柱体の角部に2方向の切断作用が同時に作用することがない結果、脆い角部の破損等が回避されて仕上がり寸法精度が向上することとなる。
At the time of the above cutting, the distance between the two pairs of rotating
かかる切断行程においては、切断部機構3の前後に配設するアキュムレータ6は、以下のように作用する。
まず、ワイヤ供給部側のアキュムレータ6のワイヤWの巻回状態について説明する。ワイヤ供給部5の供給ボビン51から送り出されたワイヤWは、供給モータ52のプーリを経由して定置プーリ群62の昇降枠61から最も離れた先端側プーリの上部側に略半周巻回した後、昇降プーリ群63の先端側のプーリの下部側に略半周巻回し、さらに定置プーリ群62及び昇降プーリ群63と昇降枠側に向かって順に螺旋状に巻回していき、最後に昇降枠61に最も近い定置プーリ群62のプーリから切断部機構側のガイドプーリ41に送り出されている。
In such a cutting process, the
First, the winding state of the wire W of the
次に、ワイヤ回収側のアキュムレータ6のワイヤWの巻回状態についても説明する。切断部機構側のガイドプーリ41から送り出されたワイヤWは、定置プーリ群62の昇降枠61に最も近いプーリの上部側に略半周巻回した後、昇降プーリ群63の昇降枠61に最も近いプーリの下部側に略半周巻回し、さらに定置プーリ群62及び昇降プーリ群63と先端側に向かって順に螺旋状に巻回していき、最後に昇降枠61から最も遠い定置プーリ群62の先端側のプーリから回収モータ72を経て回収ボビン71に巻回されている。
Next, the winding state of the wire W of the
かかる巻回状態により、アキュムレータ6には所定量(所定長さ)のワイヤWが蓄え置かれていることになる。このため、駆動モータ33を回転駆動させて切断部機構3のワイヤWを一方向に走行させるに従って、一方のアキュムレータ6のワイヤWが切断部機構3に送り出されて(又は巻き取られて)巻回量が減少するため、昇降台車63aに保持された昇降プーリ群63が上昇し(矢印a)、他方のアキュムレータ6の昇降プーリ群63は切断部機構3からワイヤWが送り出されて巻回量が増加するために降下することなる(矢印b)。そして、駆動モータ33を上記とは逆回転駆動させてワイヤWを逆方向に走行させると、一方の上昇した昇降プーリ群63は降下し(矢印b)、他方の降下した昇降プーリ群63は上昇することとなる(矢印a)。つまり、切断部機構3のワイヤWの往復走行に連動して、各アキュムレータ6の昇降プーリ群63は交互に昇降作用を繰り返すこととなる。
With this winding state, a predetermined amount (predetermined length) of the wire W is stored in the
供給モータ52と回収モータ72は、ワイヤWが往復走行状態となる切断作業時には駆動モータ33と連動して回動し、所定量の新規ワイヤWの供給と廃棄ワイヤWの回収を行っている。つまり、ワイヤWの往路の移動量を復路の移動量より多く設定すれば、切断部機構3には常に所定量の新規ワイヤWが供給されることなる。この新規ワイヤWの供給量は、ワークTの材質や大きさ、厚さ等を考慮して設定されることとなる。また、ワイヤWの往路の移動量を復路の移動量と同量に設定し、切断部機構3での切断作業終了後に、かかる切断作業に使用したワイヤWのすべて回収した後、新規のワイヤWを供給するようにしても良い。
The
上記切断作業時のアキュムレータ6は、切断部機構3の駆動モータ33によるワイヤWの走行によって昇降プーリ群63を吊り下げ保持しつつ昇降させている。別言すると、切断部機構3においてワークTの切断に寄与するワイヤWの張力は、アキュムレータ6の昇降プーリ群63の自重量の釣り合いにより適宜に設定している。
The
1 本マシン
2 基礎フレーム
21 ベースプレート
22 支持プレート
23 上盤
24 ワーク台
24a アクチュエータ
3 切断部機構
31 枠体
31a 開口
31b 上部プレート
31c 下部プレート
32 回転体
32a 駆動プーリ
32b 巻回溝
32c ブラケット
32d タイミングプーリ
32e ギアボックス
33 駆動モータ
34 タイミングベルト
35 アイドラプーリ
35a 送り用アイドラプーリ
35b 巻回溝
35c ブラケット
36 ワイヤ交差面
4 ガイド枠体
41 ガイドプーリ
5 ワイヤ供給部
51 供給ボビン
52 供給モータ
6 アキュムレータ
61 昇降枠
61a 案内溝
62 定置プーリ群
63 昇降プーリ群
63a 昇降台車
7 ワイヤ回収部
71 回収ボビン
72 回収モータ
W ワイヤ
T ワーク
1 Machine 2
Claims (4)
該切断部機構(3)の前段部と後段部にそれぞれ配置して切断部機構内を往復走行させるためのワイヤ(W)を一時蓄え置くアキュムレータ(6)と、
一方のアキュムレータ(6)へワイヤ(W)を供給するワイヤ供給部(5)と、
他方のアキュムレータ(6)からワイヤ(W)を回収するワイヤ回収部(7)と、
から成るワイヤソーマシンの上記切断部機構(3)において、
被切断物(T)を挟む間隔で同一平面上の直交方向にそれぞれ対向配置させて駆動力をもって軸回転する2対の回転体(32)と、
該対向した回転体間を往復させて繰り返して張り渡し、かつ所定間隔をもって回転体(32)の軸方向に沿って平行複数条となるように配設した一連のワイヤ(W)と、
該ワイヤ(W)の複数条の条毎に対向側に戻すために巻回させ、かつ独立した回転軸をもって配設した多数個のアイドラプーリ(35)と、から成り、
上記アイドラプーリ(35)を、その回転面を連係する対向側へのワイヤ(W)の走行方向に沿わせるように傾けて設置すると共に、各アイドラプーリ(35)の回転面の向きの調整、回転軸の取付位置の調整、及び回転軸方向のワイヤ巻回位置の調整を個別に可能に構成し、
かつ上記回転体(32)を、ワイヤ(W)を巻回させる駆動プーリ(32a)の多数個を所定間隔で軸方向に配置すると共に各駆動プーリ(32a)を多数条の巻回溝(32b、35b)で構成したことを特徴とするワイヤソーマシンの切断部機構。 A cutting unit mechanism (3) that cuts the workpiece (T) by contact running of the stretched wire (W);
An accumulator (6) for temporarily storing a wire (W) for reciprocating travel in the cutting portion mechanism by being arranged at the front stage portion and the rear stage portion of the cutting portion mechanism (3);
A wire supply unit (5) for supplying a wire (W) to one accumulator (6);
A wire recovery part (7) for recovering the wire (W) from the other accumulator (6);
In the cutting part mechanism (3) of the wire saw machine comprising:
Two pairs of rotating bodies (32) that are arranged to face each other in the orthogonal direction on the same plane at intervals across the workpiece (T) and rotate axially with a driving force;
A series of wires (W) arranged so as to be a plurality of parallel strips along the axial direction of the rotator (32) at predetermined intervals, reciprocating between the opposing rotators and repeatedly stretching;
A plurality of idler pulleys (35) wound around each of the plurality of strips of the wire (W) and arranged with independent rotating shafts,
The idler pulley (35) is installed so as to be inclined along the traveling direction of the wire (W) to the opposite side to which the rotating surface is linked , and the orientation of the rotating surface of each idler pulley (35) is adjusted. It is possible to individually adjust the mounting position of the rotating shaft and adjust the winding position of the wire in the rotating shaft direction.
In addition, a large number of drive pulleys (32a) for winding the wire (W) are arranged in the axial direction at predetermined intervals in the rotating body (32), and each drive pulley (32a) is provided with a plurality of winding grooves (32b). 35b), a wire saw machine cutting section mechanism.
多数条の巻回溝(35b)を有することを特徴とする請求項1記載のワイヤソーマシンの切断部機構。 The idler pulley (35)
The cutting mechanism of the wire saw machine according to claim 1, comprising a plurality of winding grooves (35 b) .
それぞれ異なる間隔距離をもって配置されていることを特徴とする請求項1、又は2記載のワイヤソーマシンの切断部機構。 Two pairs of rotating bodies (32) arranged to face each other in the orthogonal direction,
The wire saw machine cutting part mechanism according to claim 1 or 2, wherein the cutting parts are arranged at different distances .
単一の駆動源(33)から同期分割した回転駆動力によって同期回転していることを特徴とする請求項1、2、又は3記載のワイヤソーマシンの切断部機構。 Two pairs of rotating bodies (32) arranged to face each other in the orthogonal direction,
4. The wire saw machine cutting part mechanism according to claim 1, wherein the mechanism is rotated synchronously by a rotational driving force synchronously divided from a single drive source .
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