(57)【要約】【課題】ワイヤソーにおける各部のひずみを検出することで断線等の異常を検出するワイヤソーの異常検出装置及び異常検出方法を提供する。【解決手段】溝ローラ８ａ、８ｂ間に巻回されたワイヤ３を一方向走行又は往復走行させてワークＷを切断するワイヤソー１において、ワイヤ供給リール４、装置本体枠２、溝ローラ８、ガイドプーリ６、ワイヤ回収リール１１から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージ５０を設けて、ひずみゲージ５０のひずみ変化からワイヤソー１の異常を検出するようにする。また、ひずみ変化を解析し、異常波形を検出した際にワイヤソー１を停止させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤを供給するワイヤ供給手段と、その少なくとも一端が装置本体枠に軸支され、その表面に溝が形成された複数本の溝ローラと、前記ワイヤを複数本の溝ローラに導く少なくとも１つのガイドプーリと、前記ワイヤを回収する回収手段とを備え、前記溝ローラ間に巻回されたワイヤを一方向走行又は往復走行させてワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ供給手段、前記装置本体枠、前記溝ローラ、前記ガイドプーリ、前記ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージを設け、前記ひずみゲージのひずみ変化からワイヤソーの異常を検出するようにしたことを特徴とするワイヤソーの異常検出装置。
【請求項２】
前記ガイドプーリを複数設けると共に前記複数のガイドプーリの少なくとも２個にひずみゲージを設け、前記それぞれのひずみゲージで検出したひずみ変化の差から異常個所を特定す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の異常検出装置。
【請求項３】
少なくとも１本の溝が形成された溝ローラにワイヤを巻回し、該ワイヤを一方から他方に向けて一方向走行又は往復走行させながら、前記ワイヤにワークを押し付けることで該ワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤソーに複数のひずみゲージを設けることにより、前記複数のひずみゲージで検出されたひずみ変化の差から異常個所を特定するようにしたことを特徴とするワイヤソーの異常検出方法。
【請求項４】
前記ひずみゲージが前記ワイヤソーのワイヤ供給手段、装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のワイヤソーの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤでワークを切断するワイヤソーにおいて、ワイヤの断線やワイヤソーの異常振動などを検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。さらに詳しくは、ひずみゲージを使用してワイヤソーの異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し付けて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合し調製されたスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーが知られている。また、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ワイヤを用い、切断部近傍に油性または水溶性の加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーも知られている。
【０００４】
前記両方式のワイヤソーでは、溝ローラ間に形成されたワイヤ列にワークが押し付けられて切断されるが、切断時にワイヤに負荷がかかり過ぎたり、ガイドプーリの摩耗によりワイヤに負荷がかかり過ぎたりするとワイヤが断線する問題がある。
【０００５】
上記のようにワイヤが断線すると、断線したワイヤが絡まってワークが破損したり、装置が破損したりする問題があった。
【０００６】
そこで、ワイヤソーのワイヤの断線を検出し、早期にワイヤソーを停止させて、ワークや装置の破損を最小限にするワイヤソーの異常検出装置や異常検出方法が知られている。
【０００７】
上記ワイヤソーの異常検出方法として、例えばワイヤソーの走行するワイヤに通電しておき、このワイヤが断線した際のワイヤの通電状態から断線を検出するものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００８】
また、ワイヤソーのワイヤ列の近傍に接触検出部材を設け、断線したワイヤが前記接触検出部材に接触することでこの接触状態をロードセルや通電状態から検出するようにしたワイヤソーの断線検出装置が知られている（例えば特許文献２）。
【０００９】
また、ワイヤソーのガイドローラ（ガイドプーリに相当）の回転数を検出し、ワイヤソーの正常時と異常時のガイドローラの回転数の差からガイドローラの摩耗を検出することで異常なガイドローラを発見し、ガイドローラの摩耗限界を検知することも行われている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１７０７１７号公報
【特許文献２】特開平１０−３４５１５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１のワイヤソーの異常検出方法は、ワイヤに通電しておき、このワイヤが断線した際に電流が流れなくなったことを検出したり、断線したワイヤが機体に接触した際のインピーダンスの変化を検出したりしてワイヤソーの異常を検出するものである。
【００１２】
しかしながら、この特許文献１のワイヤソーの異常検出方法は、長尺のワイヤに通電するものであり、どこで断線したか特定することは困難である。また、近年の環境問題からワイヤソーの加工液として廃棄等の処分が容易な水溶性の加工液が多く用いられるようになってきている。このように水溶性の加工液を用いた場合は、特許文献１のワイヤソーの異常検出方法では、水溶性の加工液が通電したワイヤ間に介在することによって短絡して誤動作を起こすため、安定にワイヤソーの断線を検出することができなかった。
【００１３】
また、特許文献２のワイヤソーの断線検出装置は、断線したワイヤが接触検知部材に接触したことを検出するものであるが、ワイヤが接触検知部材に接触しなかった場合、ワイヤの断線を検出することができない問題がある。また、接触検知部材とワイヤとの間に水溶性の加工液が介在した場合、特許文献１と同様に誤動作する問題がある。
【００１４】
また、特許文献３のワイヤソーのガイドプーリ摩耗検出装置は、正常なガイドプーリの回転数と摩耗が発生したガイドプーリの回転数との差からガイドプーリの摩耗を検出するものである。このガイドプーリの摩耗検出には、光センサが用いられ、ガイドプーリに設けられた反射板で光が反射することを検出してガイドプーリの回転数を求めるものである。
【００１５】
従って、特許文献３の摩耗検出装置では、加工時の汚れが反射板に付着したり、光センサ自体に汚れが付着したりすることで、正確に回転数を求められない問題があった。また、ガイドプーリ自体に反射板を設ける必要があり、回転バランスが狂って安定にガイドプーリが回転しなくなる問題や、比較的高価な光センサを多く設ける必要があり、コストが高くなる問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、ワイヤソーでワークの切断を行う場合に小型で簡素な機構で異常を検出すると共に異常が発生した箇所を特定できるワイヤソーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、ワイヤを供給するワイヤ供給手段と、その少なくとも一端が装置本体枠に軸支され、その表面に溝が形成された複数本の溝ローラと、前記ワイヤを複数本の溝ローラに導く少なくとも１つのガイドプーリと、前記ワイヤを回収する回収手段とを備え、前記溝ローラ間に巻回されたワイヤを一方向走行又は往復走行させてワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ供給手段、前記装置本体枠、前記溝ローラ、前記ガイドプーリ、前記ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージを設け、前記ひずみゲージのひずみ変化からワイヤソーの異常を検出するようにした構成を採用したワイヤソーの異常検出装置である。
【００１８】
請求項２の発明は、前記ガイドプーリを複数設けると共に前記複数のガイドプーリの少なくとも２個にひずみゲージを設け、前記それぞれのひずみゲージで検出したひずみ変化の差から異常個所を特定するようにした構成を採用した請求項１に記載のワイヤソーの異常検出装置である。このように少なくとも２個のひずみゲージをガイドプーリに設けておき、それぞれのひずみゲージのひずみ変化を検出することで、どの順番のガイドプーリにひずみ変化があったかを特定できるので、例えばワイヤの断線位置などの異常個所を特定できる。従って、ワイヤソーの新たな設計や異常対策に寄与するデータを得ることができる。
【００１９】
請求項３の発明は、少なくとも１本の溝が形成された溝ローラにワイヤを巻回し、該ワイヤを一方から他方に向けて一方向走行又は往復走行させながら、前記ワイヤにワークを押し付けることで該ワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤソーに複数のひずみゲージを設けることにより、前記複数のひずみゲージで検出されたひずみ変化の差から異常個所を特定するようにした構成を採用したワイヤソーの異常検出方法である。このようにワイヤソーに複数のひずみゲージを設けることで、それぞれのひずみゲージのひずみ変化の差からどのひずみゲージに変化が起きたかや変化が起きた順番を特定できるのでワイヤソーのワイヤの断線位置などの異常個所を特定できる。
【００２０】
請求項４の発明は、前記ひずみゲージが前記ワイヤソーのワイヤ供給手段、装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージが設けられている構成を採用した請求項３に記載のワイヤソーの異常検出方法である。
【００２１】
ワイヤソーは、ワイヤ供給手段、ワイヤソーの装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段に余計な振動などによるストレスが発生すると、各部にひずみを生じる原因となり、ワイヤが円滑に走行しないばかりか、ワイヤ断線の原因になり得る。従って、請求項１や請求項４の発明のようにワイヤ供給手段、ワイヤソーの装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段の少なくとも１つにひずみゲージを設けて、ひずみ変化を検出するようにすればワイヤソーの異常を検出することができる。
【００２２】
また、請求項３と請求項４の発明とを組み合わせることで、ガイドプーリだけでなく、どの部位に異常があったのかを特定できるので、ワイヤソーの新たな設計や異常対策を効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】は、本発明の一実施形態を表すワイヤソーの全体概略図である。
【図２】は、本発明のひずみゲージを用いる際の一実施形態を表す回路図である。
【図３】は、本発明に用いるひずみゲージの設置例を表す説明図である。
【図４】は、本発明のひずみゲージを設けたガイドプーリの一部切欠き側面図である。
【図５】は、本発明の一実施形態を表す複数のガイドプーリにひずみゲージを用いた使用例の説明図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図５のひずみゲージで測定した波形を表す説明図である。
【図７】は、本発明のワイヤソーの異常検出動作を表すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明の異常検出装置が組み込まれるワイヤソーの全体概略図である。ワイヤソー１は、ワイヤ３が巻回されたワイヤ供給手段としての供給リール４と、供給リール４から供給されるワイヤ３をトラバースするトラバースプーリ５と、トラバースプーリ５を経由したワイヤ３をガイドする複数のガイドプーリ６と、ガイドプーリ６間に設けられワイヤ３に張力を付与するテンションローラ７と、前記ガイドプーリ６から導かれたワイヤ３が多数巻回され図示しないワイヤ列を形成する２本の溝ローラ８ａ、８ｂと、回収側のワイヤ３に張力を付与するテンションローラ９と、回収側のワイヤ３をトラバースするトラバースプーリ１０と、回収側のワイヤ３を巻き取るワイヤ回収手段としての回収リール１１と、制御部５９と、一部のガイドプーリ６に設けられたひずみゲージ５０とを備える。さらに、前記溝ローラ８ａ、８ｂ上には切断するワークＷをワイヤ列に向けて送り込む昇降機構４０が設けられている。
【００２６】
前記供給リール４は、ワイヤソー１の装置本体枠２に回動自在に軸支されたリール軸に軸止される。また、前記リール軸は、モータ１３が接続され、このモータ１３を駆動することで供給リール４が正転及び逆転するようになっている。
【００２７】
また、前記トラバースプーリ５は、図示しないトラバース機構に設けられ、供給リール４からワイヤ３を繰り出す際にスムーズにワイヤ３が繰り出されるよう、供給リール４の軸方向に沿って移動しながらワイヤ３をガイドするようになっている。また、供給リール４は、ワイヤ３の走行方向が往復走行時に反転した際は、回収リールとして働くようになっている。
【００２８】
前記トラバースプーリ５に導かれたワイヤ３は、複数設けられたガイドプーリ６に順次掛け渡され、テンションローラ７を経由して再びガイドプーリ６に掛け渡される。前記ガイドプーリ６は、図４のように、装置本体枠２に立設固定されたプーリ軸３０と、このプーリ軸３０の先端に嵌装されたベアリング３１と、ベアリング３１を介して前記プーリ軸３０に嵌装されたプーリ枠３２と、ゴムや樹脂で形成され前記プーリ枠に外嵌されたプーリ３３とを備えている。また、プーリ軸３０には、ひずみゲージ５０（詳細は後述する）が設けられている。なお、このひずみゲージ５０は、接着剤等でひずみを検出したい位置に固定すれば良い。
【００２９】
また、図１のように前記テンションローラ７は、テンションアーム２０の一端に軸支されており、テンションアーム２０の他端は、モータ１５に接続されている。前記テンションアーム２０は、モータ１５を駆動することにより揺動し、前記テンションローラ７に掛け渡されたワイヤ３に所定の張力を付与するようになっている。
【００３０】
また、テンションローラ７の回収側及びテンションローラ９の供給側に設けられたガイドプーリ６には、ロードセル１２が設けられ、供給側ワイヤ３及び回収側ワイヤ３の張力をそれぞれ測定するようになっている。この測定結果は制御部５９に送られ、モータ１５の制御を行うことでテンションアーム２０を揺動させてテンションローラ７、９を介してワイヤ３に所定の張力を付与するようになっている。
【００３１】
前記溝ローラ８ａ、８ｂは、その表面に図示しない多数の溝が形成されており、前記ガイドプーリ６によって導かれたワイヤ３が巻回されてワイヤ列を形成するようになっている。また、前記溝ローラ８ａ、８ｂは、ワイヤソー１の装置本体枠２にそれぞれ図示しないスピンドルを介して着脱自在に軸支されており、前記スピンドルの少なくとも一方には、モータ２５が接続されている。このモータ２５を駆動することで図示しない適宜のベルトを介して前記溝ローラ８ａ、８ｂが正逆回転自在になっている。
【００３２】
前記昇降機構４０は、溝ローラ８ａ、８ｂ上に設けられており、モータ４１が接続されることにより、適宜のボールネジ等を利用してワークテーブル４２を昇降させるようになっている。前記ワークテーブル４２にはワークＷを保持する加工台４３が着脱自在に固定されるようになっている。前記加工台４３には、カーボンやセラミックスで形成されたダミー部材４４が接着され、このダミー部材４４にワークＷが接着保持されるようになっている。従って、モータ４１を駆動することにより前記昇降機構４０によってワークＷが昇降動するようになっており、切断時にはワークＷがワイヤ列に押し付けられるようになっている。
【００３３】
前記溝ローラ８ａ、８ｂを経由したワイヤ３は、供給側と同様に複数のガイドプーリ６を経由して、テンションローラ９に導かれて張力調整された後、再び複数のガイドプーリ６を経由してトラバースプーリ１０でトラバースされながらワイヤ回収手段としての回収リール１１に巻き取られるようになっている。なお、回収リール１１には、リール軸を正逆方向に回転させるモータ１４が設けられている。
【００３４】
以上が、本発明に用いられるワイヤソーの一実施形態であり、次に本発明に用いられるひずみゲージについて説明する。
【００３５】
前記ひずみゲージ５０は、薄い絶縁体の表面上にジグザグ形状に抵抗体が取り付けられており、この抵抗体がひずむことにより変形し、その際の抵抗値の変化を測定してひずみ量を測定するものである。なお、前記ひずみゲージ５０として電歪材料（圧電セラミックス、水晶等）を用い、その電気変化から被測定物のひずみを検出するようにしても良い。
【００３６】
本発明は、ひずみゲージ５０を用いてワイヤソーのワイヤによる各部のひずみ変化を測定することで、ワイヤの断線によるガイドプーリ軸のひずみ変化からワイヤの断線を検出したり、ワイヤの走行異常による各部のひずみ変化から装置の異常を検出して、装置を早期に停止させることでトラブルを未然に防いだりするものである。また、例えばワイヤを巻付ける前の溝ローラと、ワイヤを巻付けた後の溝ローラとのひずみ変化を測定することでワイヤソー設計時の装置剛性の確保に役立てたり、供給及び回収リール部のひずみ変化を測定することで供給及び回収リールの回転による振動を防止することに役立てるなど、ワイヤソーの精度良い設計に寄与することもできる。
【００３７】
次に図１乃至図５に基づいて、ひずみゲージ５０の使用例を説明する。図２は、ひずみゲージ５０に使用される回路図の一例であり、一般的にはホイートストンブリッジ回路５１（以後、単に回路５１という）が好ましく用いられる。なお、必要に応じて、適宜公知な増幅回路を用いて出力を増幅するようにしても良い。前記回路５１は、ひずみゲージ５０内の抵抗５２、ひずみゲージ５０とは別に設けられた抵抗５３、抵抗５４、抵抗５５及び電源５６を備えている。そして、ひずみが生じていない初期の状態では、抵抗５２と抵抗５３の合計抵抗Ｒ１と抵抗５４と抵抗５５の合計抵抗Ｒ２とは同じに構成され、合計抵抗Ｒ１と合計抵抗Ｒ２との間に電圧がかけられている。この初期状態からひずみゲージ５０に応力がかかると抵抗５２が変化し、合計抵抗Ｒ１と合計抵抗Ｒ２に差が生じるので、流れる電流の差が出力部５７に出力されるようになっている。
【００３８】
なお、本実施形態においては、前記ホイートストンブリッジ回路５１の中にひずみゲージ５０が１つだけ設けられた構成となっているが、前記ホイートストンブリッジ回路５１の抵抗５３又は抵抗５５をひずみゲージ５０に置き換えて２つのひずみゲージ５０を備えた構成としても良い。この場合は、測定対象以外のひずみ成分の除去や温度補償を向上させることができる。その他、さらに抵抗５３、抵抗５４、抵抗５５もひずみゲージ５０に置き換えて４つのひずみゲージ５０を備えた構成としても良い。この場合も、測定対象以外のひずみ成分の除去や温度補償を向上させることができる。
【００３９】
図３は、ひずみゲージ５０のワイヤソー１へ接続する場合の設置例を表したものである。ひずみゲージ５０をワイヤソー１のひずみを測定したい箇所に少なくとも１つ設け（図示は４カ所に設けた例を表す）、各ひずみゲージ５０は、それぞれデータロガー（記録計）５８に接続される。本実施形態においては、ひずみゲージ５０とワイヤソー１の制御部５９とを接続し、測定したデータを自動的に解析してワイヤソー１にフィードバックするようになっている。なお、得られたひずみデータを単にワイヤソー１の設計にだけ供する場合は、ひずみゲージ５０にデータロガー５８を接続するだけでも良い。
【００４０】
図４は、前述のようにワイヤソー１の装置本体枠２に複数設けられたガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けた一実施例を表すものである。前記ガイドプーリ６のプーリ軸３０の表面にはひずみゲージ５０が接着剤等で固定されている。
【００４１】
前記ひずみゲージ５０の出力線は装置本体枠２に開けられた開口部２ａを通して、前述のデータロガー５８に接続されている。従って、前記プーリ軸３０に負荷がかかることにより、ひずみゲージ５０が応力を受けて変形し、これを検知するようになっている。また、前記データロガー５８をワイヤソー１の制御部５９に接続し、ひずみゲージ５０により異常波形を検出した場合にワイヤソー１を停止させるようにしている。なお、前記開口部２ａは、加工液が進入しないよう図示しない適宜なシールが施されている。
【００４２】
図５は、上記ガイドプーリ６の複数個にひずみゲージ５０を設けた実施形態を表す説明図である。説明の便宜上、図５のようにワイヤソー１の供給側に設けたひずみゲージ５０について説明する。前記ひずみゲージ５０を設けたガイドプーリ６は、それぞれ供給側から５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの符号を付している。なお、ひずみゲージ５０は、全てのガイドプーリ６に設けるようにしても良いが、テンションローラ７、９、トラバースプーリ５、１０のような可動するプーリの軸は、誤差が生じやすくなるため、稼動するプーリは除外する方が好ましい。但し、ひずみ変化が検出できる場合はこの限りではない。
【００４３】
本実施形態においては、ひずみゲージ５０を図５のごとく、テンションローラ７の供給側寄りのガイドプーリ６と、テンションローラ７の回収側寄りの２個のガイドプーリ６、６に設けている。なお、図１のように回収側にも同様にひずみゲージ５０が設けられているが、供給側と同様のため説明を省略する。また、それぞれのひずみゲージ５０は、前述のようにデータロガー５８に接続され、このデータロガー５８は、ワイヤソー１の制御部５９に接続されている。
【００４４】
図６（ａ）は、図５における実施形態において、ワイヤ３が正転方向（供給側から回収側に向かう方向）に走行している際にガイドプーリ５０ａの供給側寄りで断線した場合の波形の変化を表すグラフである。本グラフは縦方向にひずみ量の変化、横方向に経過時間（ｔ）を取ってデータロガー５８で記録したデータを表したものである。なお、縦方向は、理解が容易なようにそれぞれのひずみゲージ５０のデータをシフトして間隔を開けて描いてある。このグラフが表すようにガイドプーリａの供給側でワイヤ３の断線が起こった場合、まず、ガイドプーリ５０ａのプーリ軸３０のワイヤ３の張力によるひずみが解放されるので、ガイドプーリ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にひずみの変化が伝播することになる（ワイヤ３が供給側から回収側に進行しているとする）。
【００４５】
図６（ｂ）は、図５における実施形態において、ワイヤ３が正転方向に走行している際にガイドプーリ５０ｂとガイドプーリ５０ｃの間で断線した場合の波形の変化を表すグラフである。このグラフが表すように、ガイドプーリ５０ｂとガイドプーリ５０ｃのそれぞれのプーリ軸３０にかかるワイヤ３の張力によるひずみは、ほぼ同時に解放される。また、ガイドプーリ５０ａは、ガイドプーリ５０ｄと同時又は少し遅れてひずみが解放される。なお、ガイドプーリ５０ａがガイドプーリ５０ｄより少し遅れてひずみが解放されるのは、ガイドプーリ５０ａがガイドプーリｂと隣接していないことと、供給側に位置しているので、ワイヤ３が断線しても瞬時にワイヤ３がガイドプーリ５０ａから抜け切らないことにより、ガイドプーリ５０ｄよりひずみが解放されるまで時間を要するためである。
【００４６】
このように複数のガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けておけば、それぞれのひずみゲージ５０のひずみの波形の変化を比較することで、どこのひずみゲージ５０から変化が起こったかを特定できるので、ワイヤ３の断線がどこで起こったかを特定できる。また、ひずみゲージ５０の変化量に閾値を設けておけば、その閾値を超えた際に制御部５９がワイヤソー１に異常が起きたと判断して即座にワイヤソーを停止でき、ワークＷの損傷を最小限化できる。また、ワイヤソー１の溝ローラ８ａ、８ｂの損傷を防止できる。また、どの位置でワイヤ３が断線したかを特定できるので、ワイヤ３の断線した原因を特定し易くなり、対策を施すことが容易となる。なお、ひずみゲージ５０を設けるガイドプーリ６は、上記に限定されず、任意に選定できる。
【００４７】
図７は、上記ワイヤソー１の異常検出方法に関するフロー図である。Ｓ１は、ワイヤソー１の起動を表す。ワイヤソー１が起動すると、Ｓ２としてひずみゲージ５０で取得したデータがひずみ波形として出力されデータロガー５８に記録される。続いてＳ３として制御部５９でひずみ波形が解析され、Ｓ４では、制御部５９でひずみ波形が異常であるかが判断される。
【００４８】
異常が検出されない場合は、Ｓ２へ戻り、Ｓ２からＳ４の処理が繰り返し行われるようになっている。異常が検出された場合は、Ｓ５及びＳ６が並行に行われるようになっている。そして異常が検出されると、Ｓ５において、制御部５９からワイヤソー１に装置停止命令が送られるようになっている。また、Ｓ５と並行にどの位置で異常信号が発生したかを特定する。Ｓ６では、異常信号の出たセンサーの位置を認識して図示しない表示パネルに表示するようになっている。Ｓ７では、装置停止命令を受けたワイヤソー１が停止するようになっている。
【００４９】
以上が、本発明のワイヤソーの異常検出装置及び異常検出方法である。なお、本実施形態においては、ワイヤソー１のガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けたが、ワイヤソー１の装置本体の各種位置にひずみゲージ５０を設けることができる。例えば溝ローラ８ａ、８ｂを支持する固定部分や、リール軸の支承部、その他、装置本体枠２のひずみの影響を受け得る部分に好ましく設けることができる。また、ひずみゲージ５０には、ひずみによる変形で抵抗値が変化するものや、圧電セラミックス、水晶振動子などのひずみによる変形で電気的な変化が生じる電歪材料など、ひずみ変化を検出できるものであれば各種の物が使用できる。
【００５０】
また、本発明の実施形態においては、ワイヤ３の断線を検出するようにしたが、断線前の状態を検出することで、ガイドプーリ６、供給リール４及び回収リール１１がきっちり同芯で回転しているかなどを確認することもでき、これらを整備することでワイヤ３の断線を未然に防ぐこともできる。なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、適宜発明の範囲内で変更できる。
【符号の説明】
【００５１】
Ｗ    ワーク
Ｒ１  合計抵抗
Ｒ２  合計抵抗
１    ワイヤソー
２    装置本体枠
３    ワイヤ
４    供給リール（ワイヤ供給手段）
５    トラバースプーリ
６    ガイドプーリ
７    テンションローラ
８ａ  溝ローラ
８ｂ  溝ローラ
９    テンションローラ
１０    トラバースプーリ
１１    回収リール（ワイヤ回収手段）
１２    ロードセル
１３    モータ
１４    モータ
１５    モータ
２０    テンションアーム
２５    モータ
３０    プーリ軸
３１    ベアリング
３２    プーリ枠
３３    プーリ
４０    昇降機構
５０    ひずみゲージ
５０ａ  ひずみゲージ
５０ｂ  ひずみゲージ
５０ｃ  ひずみゲージ
５０ｄ  ひずみゲージ
５１    ホイートストンブリッジ回路
５２    抵抗
５３    抵抗
５４    抵抗
５５    抵抗
５６    電源
５７    出力部
５８    データロガー（記録計）
５９    制御部
【図１】
2014166656.tif 000003
【図２】
2014166656.tif 000004
【図３】
2014166656.tif 000005
【図４】
2014166656.tif 000006
【図５】
2014166656.tif 000007
【図６】
2014166656.tif 000008
【図７】
2014166656.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月8日(2013.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤでワークを切断するワイヤソーにおいて、ワイヤの断線やワイヤソーの異常振動などを検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。さらに詳しくは、ひずみゲージを使用してワイヤソーの異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し付けて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合し調製されたスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーが知られている。また、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ワイヤを用い、切断部近傍に油性または水溶性の加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーも知られている。
【０００４】
前記両方式のワイヤソーでは、溝ローラ間に形成されたワイヤ列にワークが押し付けられて切断されるが、切断時にワイヤに負荷がかかり過ぎたり、ガイドプーリの摩耗によりワイヤに負荷がかかり過ぎたりするとワイヤが断線する問題がある。
【０００５】
上記のようにワイヤが断線すると、断線したワイヤが絡まってワークが破損したり、装置が破損したりする問題があった。
【０００６】
そこで、ワイヤソーのワイヤの断線を検出し、早期にワイヤソーを停止させて、ワークや装置の破損を最小限にするワイヤソーの異常検出装置や異常検出方法が知られている。
【０００７】
上記ワイヤソーの異常検出方法として、例えばワイヤソーの走行するワイヤに通電しておき、このワイヤが断線した際のワイヤの通電状態から断線を検出するものが知られている（例えば特許文献１）。
【０００８】
また、ワイヤソーのワイヤ列の近傍に接触検出部材を設け、断線したワイヤが前記接触検出部材に接触することでこの接触状態をロードセルや通電状態から検出するようにしたワイヤソーの断線検出装置が知られている（例えば特許文献２）。
【０００９】
また、ワイヤソーのガイドローラ（ガイドプーリに相当）の回転数を検出し、ワイヤソーの正常時と異常時のガイドローラの回転数の差からガイドローラの摩耗を検出することで異常なガイドローラを発見し、ガイドローラの摩耗限界を検知することも行われている（例えば特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１７０７１７号公報
【特許文献２】特開平１０−３４５１５号公報
【特許文献３】特開２０１１−２１８４６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１のワイヤソーの異常検出方法は、ワイヤに通電しておき、このワイヤが断線した際に電流が流れなくなったことを検出したり、断線したワイヤが機体に接触した際のインピーダンスの変化を検出したりしてワイヤソーの異常を検出するものである。
【００１２】
しかしながら、この特許文献１のワイヤソーの異常検出方法は、長尺のワイヤに通電するものであり、どこで断線したか特定することは困難である。また、近年の環境問題からワイヤソーの加工液として廃棄等の処分が容易な水溶性の加工液が多く用いられるようになってきている。このように水溶性の加工液を用いた場合は、特許文献１のワイヤソーの異常検出方法では、水溶性の加工液が通電したワイヤ間に介在することによって短絡して誤動作を起こすため、安定にワイヤソーの断線を検出することができなかった。
【００１３】
また、特許文献２のワイヤソーの断線検出装置は、断線したワイヤが接触検知部材に接触したことを検出するものであるが、ワイヤが接触検知部材に接触しなかった場合、ワイヤの断線を検出することができない問題がある。また、接触検知部材とワイヤとの間に水溶性の加工液が介在した場合、特許文献１と同様に誤動作する問題がある。
【００１４】
また、特許文献３のワイヤソーのガイドプーリ摩耗検出装置は、正常なガイドプーリの回転数と摩耗が発生したガイドプーリの回転数との差からガイドプーリの摩耗を検出するものである。このガイドプーリの摩耗検出には、光センサが用いられ、ガイドプーリに設けられた反射板で光が反射することを検出してガイドプーリの回転数を求めるものである。
【００１５】
従って、特許文献３の摩耗検出装置では、加工時の汚れが反射板に付着したり、光センサ自体に汚れが付着したりすることで、正確に回転数を求められない問題があった。また、ガイドプーリ自体に反射板を設ける必要があり、回転バランスが狂って安定にガイドプーリが回転しなくなる問題や、比較的高価な光センサを多く設ける必要があり、コストが高くなる問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、ワイヤソーでワークの切断を行う場合に小型で簡素な機構で異常を検出すると共に異常が発生した箇所を特定できるワイヤソーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１の発明は、ワイヤを供給するワイヤ供給手段と、その少なくとも一端が装置本体枠に軸支され、その表面に溝が形成された複数本の溝ローラと、前記ワイヤを複数本の溝ローラに導く少なくとも１つのガイドプーリと、前記ワイヤを回収する回収手段とを備え、前記溝ローラ間に巻回されたワイヤを一方向走行又は往復走行させてワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ供給手段、前記装置本体枠、前記溝ローラ、前記ガイドプーリ、前記ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージを設け、前記ひずみゲージのひずみ変化からワイヤソーの異常を検出するようにした構成を採用したワイヤソーの異常検出装置である。
【００１８】
請求項２の発明は、前記ガイドプーリを複数設けると共に前記複数のガイドプーリの少なくとも２個にひずみゲージを設け、前記それぞれのひずみゲージで検出したひずみ変化の差から異常個所を特定するようにした構成を採用した請求項１に記載のワイヤソーの異常検出装置である。
【００１９】
請求項３の発明は、少なくとも１本の溝が形成された溝ローラにワイヤを巻回し、該ワイヤを一方から他方に向けて一方向走行又は往復走行させながら、前記ワイヤにワークを押し付けることで該ワークを切断するワイヤソーにおいて、
前記ワイヤソーに複数のひずみゲージを設けることにより、前記複数のひずみゲージで検出されたひずみ変化の差から異常個所を特定するようにした構成を採用したワイヤソーの異常検出方法である。
【００２０】
請求項４の発明は、前記ひずみゲージが前記ワイヤソーのワイヤ供給手段、装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージが設けられている構成を採用した請求項３に記載のワイヤソーの異常検出方法である。
【００２１】
ワイヤソーは、ワイヤ供給手段、ワイヤソーの装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段に余計な振動などによるストレスが発生すると、各部にひずみを生じる原因となり、ワイヤが円滑に走行しないばかりか、ワイヤ断線の原因になり得る。従って、請求項１や請求項４の発明のようにワイヤ供給手段、ワイヤソーの装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段の少なくとも１つにひずみゲージを設けて、ひずみ変化を検出するようにすればワイヤソーの異常を検出することができる。
【００２２】
また、請求項３と請求項４の発明とを組み合わせることで、ガイドプーリだけでなく、どの部位に異常があったのかを特定できるので、ワイヤソーの新たな設計や異常対策を効率的に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、ワイヤソーのワイヤ供給手段、装置本体枠、溝ローラ、ガイドプーリ、ワイヤ回収手段から選ばれる少なくとも１つにひずみゲージを設け、前記ひずみゲージのひずみ変化を検出するようにしたので、各部のひずみ変化から装置の異常を検出して、装置を早期に停止させることができる。
【００２４】
請求項２の発明によれば、少なくとも２個のひずみゲージをガイドプーリに設けておき、それぞれのひずみゲージのひずみ変化を検出することで、どの順番のガイドプーリにひずみ変化があったかを特定できるので、例えばワイヤの断線位置などの異常個所を特定できる。従って、ワイヤソーの新たな設計や異常対策に寄与するデータを得ることができる。
【００２５】
請求項３の発明によれば、ワイヤソーに複数のひずみゲージを設けることで、それぞれのひずみゲージのひずみ変化の差からどのひずみゲージに変化が起きたかや変化が起きた順番を特定できるのでワイヤソーのワイヤの断線位置などの異常個所を特定できる。
【００２６】
請求項４の発明によれば、ガイドプーリだけでなく、どの部位に異常があったのかを特定できるので、ワイヤソーの新たな設計や異常対策を効率的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】は、本発明の一実施形態を表すワイヤソーの全体概略図である。
【図２】は、本発明のひずみゲージを用いる際の一実施形態を表す回路図である。
【図３】は、本発明に用いるひずみゲージの設置例を表す説明図である。
【図４】は、本発明のひずみゲージを設けたガイドプーリの一部切欠き側面図である。
【図５】は、本発明の一実施形態を表す複数のガイドプーリにひずみゲージを用いた使用例の説明図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、図５のひずみゲージで測定した波形を表す説明図である。
【図７】は、本発明のワイヤソーの異常検出動作を表すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態について図１乃至図３に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、本発明の異常検出装置が組み込まれるワイヤソーの全体概略図である。ワイヤソー１は、ワイヤ３が巻回されたワイヤ供給手段としての供給リール４と、供給リール４から供給されるワイヤ３をトラバースするトラバースプーリ５と、トラバースプーリ５を経由したワイヤ３をガイドする複数のガイドプーリ６と、ガイドプーリ６間に設けられワイヤ３に張力を付与するテンションローラ７と、前記ガイドプーリ６から導かれたワイヤ３が多数巻回され図示しないワイヤ列を形成する２本の溝ローラ８ａ、８ｂと、回収側のワイヤ３に張力を付与するテンションローラ９と、回収側のワイヤ３をトラバースするトラバースプーリ１０と、回収側のワイヤ３を巻き取るワイヤ回収手段としての回収リール１１と、制御部５９と、一部のガイドプーリ６に設けられたひずみゲージ５０とを備える。さらに、前記溝ローラ８ａ、８ｂ上には切断するワークＷをワイヤ列に向けて送り込む昇降機構４０が設けられている。
【００３０】
前記供給リール４は、ワイヤソー１の装置本体枠２に回動自在に軸支されたリール軸に軸止される。また、前記リール軸は、モータ１３が接続され、このモータ１３を駆動することで供給リール４が正転及び逆転するようになっている。
【００３１】
また、前記トラバースプーリ５は、図示しないトラバース機構に設けられ、供給リール４からワイヤ３を繰り出す際にスムーズにワイヤ３が繰り出されるよう、供給リール４の軸方向に沿って移動しながらワイヤ３をガイドするようになっている。また、供給リール４は、ワイヤ３の走行方向が往復走行時に反転した際は、回収リールとして働くようになっている。
【００３２】
前記トラバースプーリ５に導かれたワイヤ３は、複数設けられたガイドプーリ６に順次掛け渡され、テンションローラ７を経由して再びガイドプーリ６に掛け渡される。前記ガイドプーリ６は、図４のように、装置本体枠２に立設固定されたプーリ軸３０と、このプーリ軸３０の先端に嵌装されたベアリング３１と、ベアリング３１を介して前記プーリ軸３０に嵌装されたプーリ枠３２と、ゴムや樹脂で形成され前記プーリ枠に外嵌されたプーリ３３とを備えている。また、プーリ軸３０には、ひずみゲージ５０（詳細は後述する）が設けられている。なお、このひずみゲージ５０は、接着剤等でひずみを検出したい位置に固定すれば良い。
【００３３】
また、図１のように前記テンションローラ７は、テンションアーム２０の一端に軸支されており、テンションアーム２０の他端は、モータ１５に接続されている。前記テンションアーム２０は、モータ１５を駆動することにより揺動し、前記テンションローラ７に掛け渡されたワイヤ３に所定の張力を付与するようになっている。
【００３４】
また、テンションローラ７の回収側及びテンションローラ９の供給側に設けられたガイドプーリ６には、ロードセル１２が設けられ、供給側ワイヤ３及び回収側ワイヤ３の張力をそれぞれ測定するようになっている。この測定結果は制御部５９に送られ、モータ１５の制御を行うことでテンションアーム２０を揺動させてテンションローラ７、９を介してワイヤ３に所定の張力を付与するようになっている。
【００３５】
前記溝ローラ８ａ、８ｂは、その表面に図示しない多数の溝が形成されており、前記ガイドプーリ６によって導かれたワイヤ３が巻回されてワイヤ列を形成するようになっている。また、前記溝ローラ８ａ、８ｂは、ワイヤソー１の装置本体枠２にそれぞれ図示しないスピンドルを介して着脱自在に軸支されており、前記スピンドルの少なくとも一方には、モータ２５が接続されている。このモータ２５を駆動することで図示しない適宜のベルトを介して前記溝ローラ８ａ、８ｂが正逆回転自在になっている。
【００３６】
前記昇降機構４０は、溝ローラ８ａ、８ｂ上に設けられており、モータ４１が接続されることにより、適宜のボールネジ等を利用してワークテーブル４２を昇降させるようになっている。前記ワークテーブル４２にはワークＷを保持する加工台４３が着脱自在に固定されるようになっている。前記加工台４３には、カーボンやセラミックスで形成されたダミー部材４４が接着され、このダミー部材４４にワークＷが接着保持されるようになっている。従って、モータ４１を駆動することにより前記昇降機構４０によってワークＷが昇降動するようになっており、切断時にはワークＷがワイヤ列に押し付けられるようになっている。
【００３７】
前記溝ローラ８ａ、８ｂを経由したワイヤ３は、供給側と同様に複数のガイドプーリ６を経由して、テンションローラ９に導かれて張力調整された後、再び複数のガイドプーリ６を経由してトラバースプーリ１０でトラバースされながらワイヤ回収手段としての回収リール１１に巻き取られるようになっている。なお、回収リール１１には、リール軸を正逆方向に回転させるモータ１４が設けられている。
【００３８】
以上が、本発明に用いられるワイヤソーの一実施形態であり、次に本発明に用いられるひずみゲージについて説明する。
【００３９】
前記ひずみゲージ５０は、薄い絶縁体の表面上にジグザグ形状に抵抗体が取り付けられており、この抵抗体がひずむことにより変形し、その際の抵抗値の変化を測定してひずみ量を測定するものである。なお、前記ひずみゲージ５０として電歪材料（圧電セラミックス、水晶等）を用い、その電気変化から被測定物のひずみを検出するようにしても良い。
【００４０】
本発明は、ひずみゲージ５０を用いてワイヤソーのワイヤによる各部のひずみ変化を測定することで、ワイヤの断線によるガイドプーリ軸のひずみ変化からワイヤの断線を検出したり、ワイヤの走行異常による各部のひずみ変化から装置の異常を検出して、装置を早期に停止させることでトラブルを未然に防いだりするものである。また、例えばワイヤを巻付ける前の溝ローラと、ワイヤを巻付けた後の溝ローラとのひずみ変化を測定することでワイヤソー設計時の装置剛性の確保に役立てたり、供給及び回収リール部のひずみ変化を測定することで供給及び回収リールの回転による振動を防止することに役立てるなど、ワイヤソーの精度良い設計に寄与することもできる。
【００４１】
次に図１乃至図５に基づいて、ひずみゲージ５０の使用例を説明する。図２は、ひずみゲージ５０に使用される回路図の一例であり、一般的にはホイートストンブリッジ回路５１（以後、単に回路５１という）が好ましく用いられる。なお、必要に応じて、適宜公知な増幅回路を用いて出力を増幅するようにしても良い。前記回路５１は、ひずみゲージ５０内の抵抗５２、ひずみゲージ５０とは別に設けられた抵抗５３、抵抗５４、抵抗５５及び電源５６を備えている。そして、ひずみが生じていない初期の状態では、抵抗５２と抵抗５３の合計抵抗Ｒ１と抵抗５４と抵抗５５の合計抵抗Ｒ２とは同じに構成され、合計抵抗Ｒ１と合計抵抗Ｒ２との間に電圧がかけられている。この初期状態からひずみゲージ５０に応力がかかると抵抗５２が変化し、合計抵抗Ｒ１と合計抵抗Ｒ２に差が生じるので、流れる電流の差が出力部５７に出力されるようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態においては、前記ホイートストンブリッジ回路５１の中にひずみゲージ５０が１つだけ設けられた構成となっているが、前記ホイートストンブリッジ回路５１の抵抗５３又は抵抗５５をひずみゲージ５０に置き換えて２つのひずみゲージ５０を備えた構成としても良い。この場合は、測定対象以外のひずみ成分の除去や温度補償を向上させることができる。その他、さらに抵抗５３、抵抗５４、抵抗５５もひずみゲージ５０に置き換えて４つのひずみゲージ５０を備えた構成としても良い。この場合も、測定対象以外のひずみ成分の除去や温度補償を向上させることができる。
【００４３】
図３は、ひずみゲージ５０のワイヤソー１へ接続する場合の設置例を表したものである。ひずみゲージ５０をワイヤソー１のひずみを測定したい箇所に少なくとも１つ設け（図示は４カ所に設けた例を表す）、各ひずみゲージ５０は、それぞれデータロガー（記録計）５８に接続される。本実施形態においては、ひずみゲージ５０とワイヤソー１の制御部５９とを接続し、測定したデータを自動的に解析してワイヤソー１にフィードバックするようになっている。なお、得られたひずみデータを単にワイヤソー１の設計にだけ供する場合は、ひずみゲージ５０にデータロガー５８を接続するだけでも良い。
【００４４】
図４は、前述のようにワイヤソー１の装置本体枠２に複数設けられたガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けた一実施例を表すものである。前記ガイドプーリ６のプーリ軸３０の表面にはひずみゲージ５０が接着剤等で固定されている。
【００４５】
前記ひずみゲージ５０の出力線は装置本体枠２に開けられた開口部２ａを通して、前述のデータロガー５８に接続されている。従って、前記プーリ軸３０に負荷がかかることにより、ひずみゲージ５０が応力を受けて変形し、これを検知するようになっている。また、前記データロガー５８をワイヤソー１の制御部５９に接続し、ひずみゲージ５０により異常波形を検出した場合にワイヤソー１を停止させるようにしている。なお、前記開口部２ａは、加工液が進入しないよう図示しない適宜なシールが施されている。
【００４６】
図５は、上記ガイドプーリ６の複数個にひずみゲージ５０を設けた実施形態を表す説明図である。説明の便宜上、図５のようにワイヤソー１の供給側に設けたひずみゲージ５０について説明する。前記ひずみゲージ５０を設けたガイドプーリ６は、それぞれ供給側から５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの符号を付している。なお、ひずみゲージ５０は、全てのガイドプーリ６に設けるようにしても良いが、テンションローラ７、９、トラバースプーリ５、１０のような可動するプーリの軸は、誤差が生じやすくなるため、稼動するプーリは除外する方が好ましい。但し、ひずみ変化が検出できる場合はこの限りではない。
【００４７】
本実施形態においては、ひずみゲージ５０を図５のごとく、テンションローラ７の供給側寄りのガイドプーリ６と、テンションローラ７の回収側寄りの２個のガイドプーリ６、６に設けている。なお、図１のように回収側にも同様にひずみゲージ５０が設けられているが、供給側と同様のため説明を省略する。また、それぞれのひずみゲージ５０は、前述のようにデータロガー５８に接続され、このデータロガー５８は、ワイヤソー１の制御部５９に接続されている。
【００４８】
図６（ａ）は、図５における実施形態において、ワイヤ３が正転方向（供給側から回収側に向かう方向）に走行している際にガイドプーリ５０ａの供給側寄りで断線した場合の波形の変化を表すグラフである。本グラフは縦方向にひずみ量の変化、横方向に経過時間（ｔ）を取ってデータロガー５８で記録したデータを表したものである。なお、縦方向は、理解が容易なようにそれぞれのひずみゲージ５０のデータをシフトして間隔を開けて描いてある。このグラフが表すようにガイドプーリａの供給側でワイヤ３の断線が起こった場合、まず、ガイドプーリ５０ａのプーリ軸３０のワイヤ３の張力によるひずみが解放されるので、ガイドプーリ５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にひずみの変化が伝播することになる（ワイヤ３が供給側から回収側に進行しているとする）。
【００４９】
図６（ｂ）は、図５における実施形態において、ワイヤ３が正転方向に走行している際にガイドプーリ５０ｂとガイドプーリ５０ｃの間で断線した場合の波形の変化を表すグラフである。このグラフが表すように、ガイドプーリ５０ｂとガイドプーリ５０ｃのそれぞれのプーリ軸３０にかかるワイヤ３の張力によるひずみは、ほぼ同時に解放される。また、ガイドプーリ５０ａは、ガイドプーリ５０ｄと同時又は少し遅れてひずみが解放される。なお、ガイドプーリ５０ａがガイドプーリ５０ｄより少し遅れてひずみが解放されるのは、ガイドプーリ５０ａがガイドプーリｂと隣接していないことと、供給側に位置しているので、ワイヤ３が断線しても瞬時にワイヤ３がガイドプーリ５０ａから抜け切らないことにより、ガイドプーリ５０ｄよりひずみが解放されるまで時間を要するためである。
【００５０】
このように複数のガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けておけば、それぞれのひずみゲージ５０のひずみの波形の変化を比較することで、どこのひずみゲージ５０から変化が起こったかを特定できるので、ワイヤ３の断線がどこで起こったかを特定できる。また、ひずみゲージ５０の変化量に閾値を設けておけば、その閾値を超えた際に制御部５９がワイヤソー１に異常が起きたと判断して即座にワイヤソーを停止でき、ワークＷの損傷を最小限化できる。また、ワイヤソー１の溝ローラ８ａ、８ｂの損傷を防止できる。また、どの位置でワイヤ３が断線したかを特定できるので、ワイヤ３の断線した原因を特定し易くなり、対策を施すことが容易となる。なお、ひずみゲージ５０を設けるガイドプーリ６は、上記に限定されず、任意に選定できる。
【００５１】
図７は、上記ワイヤソー１の異常検出方法に関するフロー図である。Ｓ１は、ワイヤソー１の起動を表す。ワイヤソー１が起動すると、Ｓ２としてひずみゲージ５０で取得したデータがひずみ波形として出力されデータロガー５８に記録される。続いてＳ３として制御部５９でひずみ波形が解析され、Ｓ４では、制御部５９でひずみ波形が異常であるかが判断される。
【００５２】
異常が検出されない場合は、Ｓ２へ戻り、Ｓ２からＳ４の処理が繰り返し行われるようになっている。異常が検出された場合は、Ｓ５及びＳ６が並行に行われるようになっている。そして異常が検出されると、Ｓ５において、制御部５９からワイヤソー１に装置停止命令が送られるようになっている。また、Ｓ５と並行にどの位置で異常信号が発生したかを特定する。Ｓ６では、異常信号の出たセンサーの位置を認識して図示しない表示パネルに表示するようになっている。Ｓ７では、装置停止命令を受けたワイヤソー１が停止するようになっている。
【００５３】
以上が、本発明のワイヤソーの異常検出装置及び異常検出方法である。なお、本実施形態においては、ワイヤソー１のガイドプーリ６にひずみゲージ５０を設けたが、ワイヤソー１の装置本体の各種位置にひずみゲージ５０を設けることができる。例えば溝ローラ８ａ、８ｂを支持する固定部分や、リール軸の支承部、その他、装置本体枠２のひずみの影響を受け得る部分に好ましく設けることができる。また、ひずみゲージ５０には、ひずみによる変形で抵抗値が変化するものや、圧電セラミックス、水晶振動子などのひずみによる変形で電気的な変化が生じる電歪材料など、ひずみ変化を検出できるものであれば各種の物が使用できる。
【００５４】
また、本発明の実施形態においては、ワイヤ３の断線を検出するようにしたが、断線前の状態を検出することで、ガイドプーリ６、供給リール４及び回収リール１１がきっちり同芯で回転しているかなどを確認することもでき、これらを整備することでワイヤ３の断線を未然に防ぐこともできる。なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、適宜発明の範囲内で変更できる。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ    ワーク
Ｒ１  合計抵抗
Ｒ２  合計抵抗
１    ワイヤソー
２    装置本体枠
３    ワイヤ
４    供給リール（ワイヤ供給手段）
５    トラバースプーリ
６    ガイドプーリ
７    テンションローラ
８ａ  溝ローラ
８ｂ  溝ローラ
９    テンションローラ
１０    トラバースプーリ
１１    回収リール（ワイヤ回収手段）
１２    ロードセル
１３    モータ
１４    モータ
１５    モータ
２０    テンションアーム
２５    モータ
３０    プーリ軸
３１    ベアリング
３２    プーリ枠
３３    プーリ
４０    昇降機構
５０    ひずみゲージ
５０ａ  ひずみゲージ
５０ｂ  ひずみゲージ
５０ｃ  ひずみゲージ
５０ｄ  ひずみゲージ
５１    ホイートストンブリッジ回路
５２    抵抗
５３    抵抗
５４    抵抗
５５    抵抗
５６    電源
５７    出力部
５８    データロガー（記録計）
５９    制御部