(57)【要約】【課題】  ワークの加工送り方向の変化にともなって２以上のガイドローラを速やかに旋回させ、ガイドローラのワイヤ支持方向をワーク変化後の加工送り方向に対向させる。【解決手段】  走行状態のワイヤ３に対してワーク４を相対的に加工送りし、ワイヤ３でワーク４を切断するシングルワイヤ式のワイヤソー２において、ワイヤ３の周囲に２以上の回転自在のガイドローラ５をワイヤ３に対し外接状態として配置し、ワイヤ３の中心線を旋回中心としてガイドローラ５を旋回自在に支持し、ワーク４の切断中にガイドローラ５のワイヤ支持方向をワーク４の変化後の相対的な加工送り方向に対向させる際に、加工送り用ＮＣデータにもとづいて最小の旋回角度および旋回方向に対応するガイドローラ５を選定し、選定したガイドローラ５を最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定したガイドローラ５のワイヤ支持方向をワーク４の変化後の相対的な加工送り方向に対向させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線状に張架されている走行状態のワイヤに対して、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、ワークを相対的に加工送りし、前記ワークの切断位置に前記ワイヤを押し当て、前記ワークを切断するシングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、
前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に、前記ワイヤの周囲に２以上の回転自在のガイドローラを前記ワイヤに対し外接状態として配置し、前記ワイヤの中心線を旋回中心として２以上の前記ガイドローラを旋回自在に支持し、前記ワークの切断中に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなって、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させるときに、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定し、選定した前記ガイドローラを最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定した前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする多方向支持ガイドローラの方向制御方法。
【請求項２】
前記ガイドローラ毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定する、ことを特徴とする請求項１記載の多方向支持ガイドローラの方向制御方法。
【請求項３】
前記ガイドローラ毎に、固有の旋回範囲を予め設定しておき、変化後の前記ワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲を特定し、特定した旋回範囲内の前記ガイドローラを選定し、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、計算した角度差から特定した旋回範囲内で最小の旋回角度および旋回方向を決定する、ことを特徴とする請求項１記載の多方向支持ガイドローラの方向制御方法。
【請求項４】
前記ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数の前記ガイドローラを設置し、それぞれの前記ガイドローラのワイヤ支持方向を対応の前記ワークの相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の多方向支持ガイドローラの方向制御方法。
【請求項５】
加工送り用ＮＣデータを先読みし、選定した前記ガイドローラの旋回を前記ワークの相対的な加工送りの動作よりも先行させることによって、選定した前記ガイドローラの旋回完了時点と前記ワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の多方向ガイドローラの方向制御方法。
【請求項６】
前記ワークの相対的な加工送り方向を変化させる時に、前記ワイヤのたわみによって、実切断位置が目標切断位置よりも許容範囲外の距離に渡って後退しているとき、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる際に、許容範囲外の距離だけ余計に前記ワークの切断を継続し、実切断位置を目標切断位置に一致させてから、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項５記載の多方向ガイドローラの方向制御方法。
【請求項７】
直線状に張架されている走行状態のワイヤに対して、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、ワークを相対的に加工送りし、前記ワークの切断位置に前記ワイヤを押し当て、前記ワークを切断するシングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、
前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に前記ワイヤの周囲に配置され、前記ワイヤに対して外接状態の２以上の回転自在のガイドローラと、前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に前記ガイドローラを支持し、前記ワイヤの中心線を旋回中心として旋回自在の旋回ホルダと、前記旋回ホルダを旋回させる旋回モータと、前記旋回モータを駆動する旋回駆動部と、前記加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなう最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定し、最小の旋回角度および旋回方向に対応する駆動指令を前記旋回駆動部に出力する旋回制御部とを具備し、
前記ワークの切断中に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなって、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させるときに、前記旋回制御部によって、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、最小の旋回角度および旋回方向に対応する駆動指令を前記旋回駆動部に出力し、前記旋回駆動部によって、前記旋回モータを駆動して、選定した前記ガイドローラを最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定した前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項８】
前記旋回制御部によって、２以上の前記ガイドローラ毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定する、ことを特徴とする請求項７記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項９】
前記旋回制御部によって、２以上の前記ガイドローラ毎に、固有の旋回範囲を予め設定しておき、変化後の前記ワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲を特定し、特定した旋回範囲内の前記ガイドローラを選定し、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、計算した角度差から特定した旋回範囲内で最小の旋回角度および旋回方向を決定する、ことを特徴とする請求項７記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１０】
前記旋回制御部によって、前記ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数の前記ガイドローラを設置し、それぞれの前記ガイドローラのワイヤ支持方向を対応の前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする請求項７、請求項８又は請求項９記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１１】
前記旋回制御部によって、加工送り用ＮＣデータを先読みし、選定した前記ガイドローラの旋回を前記ワークの相対的な加工送りの動作よりも先行させることによって、選定した前記ガイドローラの旋回完了時点と前記ワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させる、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９または請求項１０記載の多方向ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１２】
前記ワークの相対的な加工送り方向を変化させる時に、前記旋回制御部によって、前記ワイヤのたわみにより実切断位置が目標切断位置よりも許容範囲外の距離に渡って後退していると判断されるとき、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる際に、前記旋回制御部によって、許容範囲外の距離だけ余計に前記ワークの切断を継続し、実切断位置を目標切断位置に一致させてから前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０または請求項１１記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１３】
前記ガイドローラを溝付き円板ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して同じ位置で挟み込み状態として配置する、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１４】
前記ガイドローラを溝付き円板ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して異なる位置で対向状態として配置する、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【請求項１５】
前記ガイドローラを溝なしの円柱ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して挟み込み状態として井桁状に配置する、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１または請求項１２記載の多方向支持ガイドローラの方向制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、ワイヤに対するワークの相対的な加工送り方向の変化に応じて、２以上のガイドローラによるワイヤ支持方向を最も適切な方向に制御する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、１本のワイヤは、ガイドローラによって支持され、走行することによって、ワークの切断加工を行う。通常、ワークは、ワイヤソーの加工送り用のテーブルによって走行中のワイヤに対し加工送りされるようになっている。ワークの切断行程において、ガイドローラによるワイヤ支持方向は、ワイヤの蛇行やガイドローラからのワイヤの外れを防止するために、ワークの加工送り方向に対向する方向、すなわち切り込み方向に対して正確に逆の方向または実用上許容可能な逆の方向でなければならない。
【０００３】
したがって、この種のシングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、ワークの加工送り方向が変化するとき、ガイドローラは、ワイヤの中心線を中心として旋回することによって、ワイヤ支持方向を変え、ワークの加工送り方向に対向する方向、または実用上許容可能な方向からワイヤを支持することになる。
【０００４】
特許文献１は、２つまたは４つの対向配置の旋回回転ローラーでワイヤを挟み込み、テンションメーターにより測定されたワイヤソーの張力作用方向に応じて、旋回回転ローラーを最適な向きに制御する、ことを開示している。特許文献１の制御、すなわちワイヤ張力検出方式の制御によると、ワイヤソーの張力作用方向の検出から旋回回転ローラーの最適な向きの制御までに、時間が掛かり、速やかな応答ができず、旋回回転ローラーの方向制御に遅れが現れやすい。
【０００５】
また、特許文献２は、ワークの加工送り方向の変化時に、ワイヤを中心として上下の溝付きガイドローラをローラ支持用の切断アームとともに回動させることによって、ワイヤの切断方向とワイヤに対する上下の溝付きローラの全剛性の支持方向とを一致させることおよびコンピュータからの指令で切断アームを回動させること、を開示している。
【０００６】
特許文献２の技術によると、ワイヤの周りに上下の位置毎に、溝付きローラが１個だけ設けられているため、加工方向が例えば偏角で１３５度変化したと仮定すると、溝付きローラは、ワイヤを中心として、１３５度も大きく回動させなければならない。このため、特許文献２の技術によっても、特許文献１の技術と同様に、溝付きローラの方向制御に遅れが起き易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１６５０４７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００８／００１８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の課題は、２以上のガイドローラによってワイヤを支持し、ワークの加工送り方向の変化にともなって、ガイドローラを速やかに旋回させ、ガイドローラのワイヤ支持方向をワークの変化後の加工送り方向に対向させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題のもとに、本発明は、加工送り用ＮＣデータを利用し、２以上のガイドローラの中から最小の旋回角度および旋回方向に対応するガイドローラを選定し、選定したガイドローラを最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定したガイドローラのワイヤ支持方向をワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている。
【００１０】
さらに詳細に記載すると、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法は、直線状に張架されている走行状態のワイヤに対して、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、ワークを相対的に加工送りし、前記ワークの切断位置に前記ワイヤを押し当て、前記ワークを切断するシングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に、前記ワイヤの周囲に２以上の回転自在のガイドローラを前記ワイヤに対し外接状態として配置し、前記ワイヤの中心線を旋回中心として２以上の前記ガイドローラを旋回自在に支持し、前記ワークの切断中に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなって、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させるときに、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定し、選定した前記ガイドローラを最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定した前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている（請求項１）。
【００１１】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御方法において、２以上の前記ガイドローラ毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定している（請求項２）。
【００１２】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御方法において、２以上の前記ガイドローラ毎に、固有の旋回範囲を予め設定しておき、変化後の前記ワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲を特定し、特定した旋回範囲内の前記ガイドローラを選定し、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、計算した角度差から特定した旋回範囲内で最小の旋回角度および旋回方向を決定している（請求項３）。
【００１３】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御方法において、前記ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数の前記ガイドローラを設置し、それぞれの前記ガイドローラのワイヤ支持方向を対応の前記ワークの相対的な加工送り方向に対向させている（請求項４）。
【００１４】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御方法において、加工送り用ＮＣデータを先読みし、選定した前記ガイドローラの旋回を前記ワークの相対的な加工送りの動作よりも先行させることによって、選定した前記ガイドローラの旋回完了時点と前記ワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させている（請求項５）。
【００１５】
さらに、本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御方法において、前記ワークの相対的な加工送り方向を変化させる時に、前記ワイヤのたわみによって、実切断位置が目標切断位置よりも許容範囲外の距離に渡って後退しているとき、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる際に、許容範囲外の距離だけ余計に前記ワークの切断を継続し、実切断位置を目標切断位置に一致させてから、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている（請求項６）。
【００１６】
さらに本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置は、直線状に張架されている走行状態のワイヤに対して、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、ワークを相対的に加工送りし、前記ワークの切断位置に前記ワイヤを押し当て、前記ワークを切断するシングルワイヤ式のワイヤソーにおいて、前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に前記ワイヤの周囲に配置され、前記ワイヤに対して外接状態の２以上の回転自在のガイドローラと、前記ワークの位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に前記ガイドローラを支持し、前記ワイヤの中心線を旋回中心として旋回自在の旋回ホルダと、前記旋回ホルダを旋回させる旋回モータと、前記旋回モータを駆動する旋回駆動部と、前記加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなう最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定し、最小の旋回角度および旋回方向に対応する駆動指令を前記旋回駆動部に出力する旋回制御部とを具備し、前記ワークの切断中に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化にともなって、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させるときに、前記旋回制御部によって、加工送り用ＮＣデータにもとづいて一定の指令周期毎に、最小の旋回角度および旋回方向に対応する駆動指令を前記旋回駆動部に出力し、前記旋回駆動部によって、前記旋回モータを駆動して、選定した前記ガイドローラを最小の旋回角度および旋回方向に旋回させ、選定した前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている（請求項７）。
【００１７】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記旋回制御部によって、２以上の前記ガイドローラ毎に、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応する前記ガイドローラを選定している（請求項８）。
【００１８】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記旋回制御部によって、２以上の前記ガイドローラ毎に、固有の旋回範囲を予め設定しておき、変化後の前記ワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲を特定し、特定した旋回範囲内の前記ガイドローラを選定し、前記ワークの相対的な加工送り方向の変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の前記ガイドローラの位置角度との角度差を計算し、計算した角度差から特定した旋回範囲内で最小の旋回角度および旋回方向を決定している（請求項９）。  
【００１９】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記旋回制御部によって、前記ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数の前記ガイドローラを設置し、それぞれの前記ガイドローラのワイヤ支持方向を対応の前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている（請求項１０）。
【００２０】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記旋回制御部によって、加工送り用ＮＣデータを先読みし、選定した前記ガイドローラの旋回を前記ワークの相対的な加工送りの動作よりも先行させることによって、選定した前記ガイドローラの旋回完了時点と前記ワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させている（請求項１１）。
【００２１】
本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記ワークの相対的な加工送り方向を変化させる時に、前記旋回制御部によって、前記ワイヤのたわみにより実切断位置が目標切断位置よりも許容範囲外の距離に渡って後退していると判断されるとき、前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させる際に、前記旋回制御部によって、許容範囲外の距離だけ余計に前記ワークの切断を継続し、実切断位置を目標切断位置に一致させてから前記ガイドローラのワイヤ支持方向を前記ワークの変化後の相対的な加工送り方向に対向させている（請求項１２）。
【００２２】
さらに、本発明は、前記多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、前記ガイドローラを溝付き円板ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して同じ位置で挟み込み状態として配置する（請求項１３）か、あるいは前記ガイドローラを溝付き円板ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して異なる位置で対向状態として配置する（請求項１４）か、または前記ガイドローラを溝なしの円柱ローラにより構成し、前記ガイドローラを前記ワイヤに対して挟み込み状態として井桁状に配置している（請求項１５）。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、加工送り用ＮＣデータにもとづいて、２以上のガイドローラの中から、最小の旋回角度および旋回方向に対応するガイドローラが選定され、このときの旋回角度が２以上のガイドローラの個数に応じて１８０度以下となるため、適切なガイドローラのワイヤ支持方向が遅れなく速やかに変更でき、しかも加工送り用ＮＣデータの利用による制御であるから、特許文献１のワイヤ張力検出方式の制御に比較して旋回制御が遅れのない状態で行える（請求項１）。
【００２４】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、すべてのガイドローラ毎に、変更の前後の角度差の計算が行われ、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応するガイドローラが選定されるから、ガイドローラの設置数に応じて柔軟な対応が可能となる（請求項２）。
【００２５】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、ガイドローラ毎に固有の旋回範囲が設定され、まず変化後のワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲が特定され、つぎに、特定した旋回範囲内のガイドローラが選定されるから、角度差の計算が１回でよく、その分、速やかな旋回制御が実現できる（請求項３）。
【００２６】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数のガイドローラが加工送り方向に設置されているから、ガイドローラの旋回角度が可及的に小さく、または０度にでき、その分、ガイドローラの旋回制御が速くできる（請求項４）。
【００２７】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、加工送り用ＮＣデータの先読みによって、選定したガイドローラの旋回完了時点とワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とが時間的に一致させられるから、ワークの相対的な加工送り方向の変化位置において、ワークの相対的な加工送り方向の変更とガイドローラの旋回の制御とが滑らかに連続的に行える（請求項５）。
【００２８】
さらに、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法によると、ワイヤに許容範囲外のたわみがあるときに、実切断位置を目標切断位置に一致させてから、ガイドローラのワイヤ支持方向の変更およびワークの相対的な加工送り方向の変更が行われるから、切断位置の誤差の累積が未然に防止できる（請求項６）。
【００２９】
そして、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、加工送り用ＮＣデータの利用によって、適切なガイドローラのワイヤ支持方向が遅れなく速やかに変更できるという効果のほかに、ＮＣ装置に対して旋回制御部が付加され、旋回制御部が旋回駆動部や旋回モータや旋回ホルダを制御することによって、本発明の多方向支持ガイドローラの方向制御装置が既存の制御手段や機械的な手段を利用して簡単に構成できる（請求項７）。
【００３０】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、すべてのガイドローラ毎に、変更の前後の角度差の計算が行われ、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応するガイドローラが選定されるから、ガイドローラの設置数に応じて柔軟な対応が可能となり、しかも、角度差の計算やガイドローラの選定が旋回制御部に組み込まれた内蔵のプログラムによって実現でき、それらの制御条件の変更もプログラムの設定によって容易に対応できる（請求項８）。
【００３１】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、ガイドローラ毎に固有の旋回範囲が設定され、まず、変化後のワークの相対的な加工送り方向に対応する旋回範囲が特定されて、つぎに、特定した旋回範囲内のガイドローラが選定されるから、角度差の計算が１回でよく、その分、速やかな旋回制御が実現でき、しかも、旋回範囲の特定、角度差の計算やガイドローラの選定が旋回制御部に組み込まれた内蔵のプログラムによって実現でき、それらの制御条件の変更もデータの設定によって容易に対応できる（請求項９）。
【００３２】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、ワークの相対的な加工送り方向の方向数に対応する個数のガイドローラが加工送り方向に設置されているから、ガイドローラの旋回角度が可及的に小さく、またはガイドローラの旋回が旋回角度０度として処理でき、したがって旋回制御部の負担が少なくなり、あるいは制御の操作が不要となる（請求項１０）。
【００３３】
本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、旋回制御部が加工送り用ＮＣデータの先読みし、選定したガイドローラの旋回完了時点とワークの相対的な加工送り方向の変更完了時点とが時間的に一致させられるから、ワークの相対的な加工送り方向の変化位置において、ワークの相対的な加工送り方向の変更とガイドローラの旋回の制御とが滑らかに連続的に行える（請求項１１）。
【００３４】
さらに、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、旋回制御部がワイヤに許容範囲外のたわみがあるときに、実切断位置を目標切断位置に一致させた後、ガイドローラのワイヤ支持方向の変更およびワークの相対的な加工送り方向の変更が行われるため、切断位置の誤差の累積が未然に防止できる（請求項１２）。
【００３５】
さらに、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置によると、ガイドローラが溝付き円板ローラであれば、溝内でワイヤが拘束されるから、ワイヤの走行が安定し、ワイヤの蛇行や外れが確実に防止でき（請求項１３、請求項１４）、また、ガイドローラが井桁状の配置の溝なし円柱ローラであれば、溝が無くても、ワイヤが所定の位置に拘束できる（請求項１５）。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置の機械的な構成部分の正面図および電気的な構成部分のブロック線図である。
【図２】本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置において、ガイドローラ、ワイヤおよびワークなどの平面図である。
【図３】ガイドローラの支持部分の平面図である。
【図４】ガイドローラの支持部分の断面図である。
【図５】ワイヤに対するガイドローラの外接部分の説明図であり、（１）は薄いガイドローラの拡大平面図、（２）は厚いガイドローラの拡大平面図である。
【図６】ワークの加工送り方向とワークの切断線に対するガイドローラとの対応関係の平面図である。
【図７】ワークの加工送り方向とワークの切断線に対するガイドローラの旋回範囲との対応関係の平面図である。
【図８】ワークの切断線に対するガイドローラの対応関係の平面図である。
【図９】ワークの他の切断線に対するガイドローラの対応関係の説明図であり、（１）は両凸レンズ状の切断線に対するガイドローラの対応関係の平面図、（２）は三角形の切断線に対するガイドローラの対応関係の平面図である。
【図１０】ワイヤのたわみ状態の側面図である。
【図１１】ワイヤのたわみ状態での力関係の側面図である。
【図１２】他のガイドローラの説明であり、（１）はその正面図、（２）はその平面図、（３）はガイドローラの溝部分の拡大平面図である。
【図１３】他のガイドローラの説明であり、（１）はその正面図、（２）はガイドローラの溝部分の拡大断面図である。
【図１４】他のガイドローラの説明であり、（１）はその正面図、（２）はその平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１ないし図９は、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御方法にもとづく多方向支持ガイドローラの方向制御装置１の具体的な構成例を示している。図１および図５に示すように、多方向支持ガイドローラの方向制御装置１は、シングルワイヤ式のワイヤソー２を前提としている。
【００３８】
シングルワイヤ式のワイヤソー２は、ＮＣ装置１０からの加工送り用ＮＣデータにもとづいて、クロックパルスによる一定の指令周期毎に、直線状のワイヤ３に対して、ＸＹテーブル８の上のワーク４をその切断線７に沿って加工送りし、ワイヤ３を切断線７の切断位置に押し当て、ワーク４を切断する。ワイヤ３は、ワイヤ送り出し装置２０とワイヤ巻き取り装置２１との間に所定の張力の下に直線状に張架されており、ワイヤ送り出し装置２０の側からワイヤ巻き取り装置２１の側へとワイヤ送り方向に順次に送られ、ワーク４よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に、２以上例えば４個のガイドローラ５に接し、ワーク４の切断のために、往復走行または一方向走行を行う。
【００３９】
ワーク４は、ＸＹＺ直交座標上でＸ方向およびＹ方向に移動可能なＸＹテーブル８の上に固定されており、ＸＹテーブル８は、中央部で開口部８ａを有し、ＮＣ装置１０の制御下にあって、Ｘ方向の送りねじユニット・駆動モータからなるＸ方向駆動ユニット１１およびＹ方向の送りねじユニット・駆動モータからなるＹ方向駆動ユニット１２によって駆動され、ワーク４の加工送り方向に移動することによって、ワーク４を切断線７に合わせて位置決めし、ワイヤ３を切断線７の切断位置に押し当てながら加工送りを行う。
【００４０】
Ｘ方向駆動ユニット１１およびＹ方向駆動ユニット１２は、加工送り制御部９により駆動される。加工送り制御部９は、ＮＣ装置１０からの加工送り用ＮＣデータにもとづくＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータによって駆動される。ＮＣ装置１０は、ＮＣ制御プログラムを内蔵しており、コンピュータなどのディスプレイ付き入力器１３からの加工送り用ＮＣデータの入力にもとづいて、クロックパルスによる一定の指令周期毎に、Ｘ方向位置決めデータ、Ｙ方向位置決めデータを発生し、これらのＸ方向位置決めデータ、Ｙ方向位置決めデータを加工送り制御部９の他に、旋回制御部１４にも出力している。
【００４１】
そして、本発明に係る多方向支持ガイドローラの方向制御装置１は、シングルワイヤ式のワイヤソー２を前提とし、特徴的な構成として、２以上例えば４個のワイヤ支持用のガイドローラ５、これらのガイドローラ５の方向制御のために、旋回制御部１４、旋回ホルダ１５、旋回モータ１６および旋回駆動部１７を具備している。
【００４２】
図３ないし図５のように、４個のガイドローラ５は、例えば外側の円周に沿って環状の溝５ａを有し、ワイヤ３の直径よりも薄い、または厚い円板ローラによって構成されており、ワーク４の位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置において、ワイヤ３の同じ位置の周囲でワイヤ３を中心として中心角９０度毎に放射状に配置され、ワイヤ３に対して浅い円弧状の溝５ａの部分で外接状態としてワイヤ３を挟み込むように設けられている。なお、ワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置において、４個のガイドローラ５の位相は、好ましい態様として同じ位相として設けられている。
【００４３】
それぞれのガイドローラ５は、ワーク４の位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎に、ワイヤ４に外接し、ワーク４の加工送り方向の切り込みによってワイヤ３に作用するワーク４の加工送り方向の力を各ガイドローラ５のワイヤ支持方向から支持している。
【００４４】
各ガイドローラ５のワイヤ支持方向は、ワーク４の加工送り方向に対して逆の方向からワイヤ３を支持する方向である。言い換えると、各ガイドローラ５のワイヤ支持方向は、ワイヤ３に対するガイドローラ５の外接点を通る直径線上にあって、ワイヤ３の切り込み方向に対し逆の方向からガイドローラ５により支持する全剛性の方向または全剛性の方向に近く実用上許容可能な方向である。したがって、ガイドローラ５のワイヤ支持方向は、ワーク４の加工送り方向に対向していることになる。
【００４５】
図３および図４のように、４個のガイドローラ５は、それぞれローラ軸６により旋回ホルダ１５に対して回転自在に支持されている。旋回ホルダ１５は、環状体によって構成されており、ワーク４の位置よりもワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置毎にフレーム１９に対し軸受け１８によって、ワイヤ３の中心線３ａを旋回中心として旋回自在に設けられている。
【００４６】
ワイヤ３は、ワーク４の位置よりもワイヤ送り方向上流位置において、旋回ホルダ１５の中心孔１５ａを通り、４個のガイドローラ５に外接し、ワーク４の切断位置を通過した後に、ＸＹテーブル８の開口部８ａを通過し、ワーク４の位置よりもワイヤ送り方向下流位置において、旋回ホルダ１５の中心孔１５ａを通り、４個のガイドローラ５に外接している。このように、ワイヤ送り方向上流位置およびワイヤ送り方向下流位置のガイドローラ５は、４方向から各位置毎にワイヤ３に接し、ワイヤ３を介してワーク４の加工送り方向の力に対抗できるようになっている。
【００４７】
図１のように、旋回ホルダ１５は、共通の旋回モータ１６またはそれぞれ個別の旋回モータ１６によって駆動される。旋回モータ１６の回転力は、図示しないが、巻き掛け伝動手段や歯車列などによって旋回ホルダ１５に伝達される。旋回モータ１６は、旋回駆動部１７によって駆動される。また旋回制御部１４は、必要なプログラムを内蔵しており、クロックパルスの一定の指令周期毎に、ＮＣ装置１０から加工送り用ＮＣデータを入力し、加工送りのためのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、ワーク４の加工送り方向の変化にともなう最小の旋回角度および旋回方向に対応する１個のガイドローラ５を選定し、最小の旋回角度および旋回方向に対応する駆動指令を旋回駆動部１７に出力し、選定したガイドローラ５を旋回させることによって、ガイドローラ５のワイヤ支持方向をワーク４の加工送り方向に対向させる。
【００４８】
図６は、ワーク４の切断時において、切断線７と４個のガイドローラ５との位置関係を例示している。例示の切断線７は、一例として、点Ｐ０、点Ｐ１、Ｐ２、点Ｐ３、Ｐ４、点Ｐ５を通る形状であり、Ｙ方向に平行な直線Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２、Ｙ方向に対し傾き６０度の直線Ｐ２−Ｐ３、Ｘ方向に平行な直線Ｐ３−Ｐ４、円弧Ｐ４−Ｐ５およびＸ方向に平行な直線Ｐ５−Ｐ１からなる。
【００４９】
この切断線７に対して、ガイドローラ５は、初期設定として、図６のように、それぞれＸ方向およびＹ方向に向けられていると仮定し、４個のガイドローラ５は、位置ａ、ｂ、ｃ、ｄで特定されるものとする。点Ｐ０は、切断開始位置に設けられた孔でもあり、ワイヤ３は、予め点Ｐ０の孔に通されている。なお、図６において、角度は、ワイヤ３を中心として時計方向に符号（＋）として表すものとし、１２時の位置を０度とする。
【００５０】
切断線７の直線Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２の切断のときに、加工送り制御部９は、Ｙ方向駆動ユニット１２のみを駆動し、ワーク４をＹ方向、すなわち直線Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２の方向に加工送りし、直線Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２の位置を走行状態のワイヤ３に押し当て、ワイヤ３でワーク４の切断を切断線７に沿って行う。この間に、ワイヤ３の支持は、位置ａのガイドローラ５によって行われている。位置ａのガイドローラ５のワイヤ支持方向は、矢印のように、直線Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２上にあって、その直線の延長上において矢印で示すワーク４の加工送り方向に対向している。この状態において、ガイドローラ５のワイヤ支持方向は、既述のように、位置ａのガイドローラ５の全剛性の方向または全剛性の方向に近く実用上許容範囲にある。
【００５１】
ワーク４の切断が進行し、ワイヤ３が切断線７の点Ｐ２に到達したときに、旋回制御部１４は、予め組み込まれた内蔵のプログラムに従って、加工送り用ＮＣデータを入力し、加工送りのためのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、直線Ｐ２−Ｐ３でのワーク４の加工送り方向を計算し、計算した変化後の加工送り方向に対向するワイヤ支持方向の角度６０度を求めてから、位置ａ、ｂ、ｃ、ｄの変化前のガイドローラ５について、下記の計算を行う。
【００５２】
〔変化後のワイヤ支持方向の位置角度（６０度）−変化前の位置ａのガイドローラ５の位置角度（０度）〕＝角度差（６０度）
〔変化後のワイヤ支持方向の位置角度（６０度）−変化前の位置ｂのガイドローラ５の位置角度（９０度）〕＝角度差（−３０度）
〔変化後のワイヤ支持方向の位置角度（６０度）−変化前の位置ｃのガイドローラ５の位置角度（１８０度）〕＝角度差（−１２０度）
〔変化後のワイヤ支持方向の位置角度（６０度）−変化前の位置ｄのガイドローラ５の位置角度（２７０度）〕＝角度差（−２１０度）
【００５３】
上記の計算結果にもとづいて、旋回制御部１４は、４個のガイドローラ５の中から変化後の加工送り方向に対して最小の旋回角度および旋回方向に対応する１個のガイドローラ５を選定する。図示の例によると、位置ｂのガイドローラ５についての角度差の絶対値は３０度となって最小となり、そのときの旋回方向は符号（−）つまり反時計方向となる。したがって、旋回制御部１４は、次の直線Ｐ２−Ｐ３の切断に際して、位置ｂのガイドローラ５を選定し、反時計方向に３０度の旋回を指示する。
【００５４】
次に、旋回制御部１４は、反時計方向に３０度の旋回に対応する駆動指令を旋回駆動部１７に出力し、旋回モータ１６を駆動して、旋回ホルダ１５を最小の旋回角度３０度だけ反時計方向に旋回させ、選定した位置ｂのガイドローラ５のワイヤ支持方向を直線Ｐ２−Ｐ３の方向に向ける。これによって、位置ｂのガイドローラ５のワイヤ支持方向は、直線Ｐ２−Ｐ３の上に位置するワーク４の加工送り方向に対向する。
【００５５】
ワーク４の加工送り方向の変更およびガイドローラ５の旋回は、同時に並行して行われる。しかし、ガイドローラ５の旋回に時間が掛かるときには、旋回制御部１４は、加工送り用ＮＣデータのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータを先読みし、選定したガイドローラ５の旋回をワーク４の加工送り動作よりも先行させることによって、選定したガイドローラ５の旋回完了時点とワーク４の加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させる。
【００５６】
Ｘ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータの先読みは、加工送り用ＮＣデータのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータの存在によって可能となり、ガイドローラ５の旋回制御の遅れを無い状態とする点で有効である。これに対して、特許文献１のようなワイヤ張力検出方式の制御、すなわちワイヤソーの張力作用方向に応じて旋回回転ローラーを最適な向きに制御するという制御方式では、先読みは不可能であり、旋回制御の遅れは補償できない。
【００５７】
なお、ガイドローラ５の旋回に時間が掛かるときに、上記の先読み制御に代わる手段として、加工送り制御部９は、ワーク４の加工送りを一時的に停止させ、この停止の期間にガイドローラ５の旋回を完了させ、旋回の完了時点とワーク４の加工送り方向の変更完了時点とを時間的に一致させる。
【００５８】
このあと、加工送り制御部９は、Ｘ方向駆動ユニット１１およびＹ方向駆動ユニット１２を同時に駆動し、ワーク４を直線Ｐ２−Ｐ３の加工送り方向に加工送りし、切断線７の直線Ｐ２−Ｐ３の位置を走行状態のワイヤ３に押し当て、ワイヤ３でワーク４の切断を行う。
【００５９】
ワイヤ３が切断線７の点Ｐ３に到達したとき、旋回制御部１４は、加工送り用ＮＣデータを入力して、Ｘ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、前記と同様の計算を行い、再び位置ｂのガイドローラ５を選定し、この位置ｂのガイドローラ５を時計方向に３０度旋回させ、旋回後の位置ｂのガイドローラ５により引き続きワイヤ３を支持し、直線Ｐ３−Ｐ４に沿ってワーク４の切断を行う。
【００６０】
ワイヤ３が切断線７の点Ｐ４に到達したとき、旋回制御部１４は、加工送り用ＮＣデータを入力して、Ｘ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、前記と同様の計算を行い、今度は新たに位置ｃのガイドローラ５を選定し、位置ｃのガイドローラ５を反時計方向に円弧Ｐ４−Ｐ５に対する接線方向まで旋回させ、旋回後の位置ｃのガイドローラ５によりワイヤ３を支持し、円弧Ｐ４−Ｐ５に沿ってワーク４の切断を行う。この円弧Ｐ４−Ｐ５の切断の過程で、旋回制御部１４は、加工送り用ＮＣデータを入力して、Ｘ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、円弧Ｐ４−Ｐ５の切断位置において、位置ｃのガイドローラ５を常に円弧Ｐ４−Ｐ５の接線方向に滑らかに向きを変えながらワイヤ３を支持し、ワイヤ３による切断を進行させる。
【００６１】
そして、ワイヤ３が切断線７の点Ｐ５に到達したとき、旋回制御部１４は、加工送り用ＮＣデータのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて前記と同様の計算を行い、位置ｃのガイドローラ５に代わって、位置ｄのガイドローラ５を選定し、位置ｄのガイドローラ５を反時計方向に旋回させ、旋回後の位置ｄのガイドローラ５によりワイヤ３を支持し、直線Ｐ５−Ｐ１に沿ってワーク４の切断を行う。
【００６２】
このようにガイドローラ５の旋回時に、旋回角度は、常に、４個のガイドローラ５の間の角度９０度の半分の４５度以下となり、ガイドローラ５の旋回に必要な時間は、ガイドローラ５の設置数によって短くできる。例えばガイドローラ５が角度１８０度の間隔でワイヤ３の周りに２個配置されておれば、最大の旋回角度が９０度以下となり、また、ガイドローラ５が角度６０度の間隔でワイヤ３の周りに６個配置されておれば、最大の旋回角度が３０度以下となるから、その分だけガイドローラ５の旋回に必要な時間は短くなる。なお、ワーク４の加工送り方向が隣り合うガイドローラ５の中間の角度にあるとき、ワイヤ３の支持は、いずれか一方のガイドローラ５に振り分けられる。
【００６３】
図６の例は、ワーク４の完全な切り抜き切断加工であることから、ワーク４の切断開始の点Ｐ０に予め孔加工が行われ、その孔にワイヤ３を通してから、切り抜き切断を行うことになる。しかし、ワーク４の外縁位置から切断を開始するときには、孔加工は不要となる。
【００６４】
また図６の例は、４個のガイドローラ５毎に、変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前のガイドローラ５の位置角度との角度差を計算し、最も小さい角度差から最小の旋回角度および旋回方向に対応する適切なガイドローラ５を選定している。この例によると、ガイドローラ５の設置数が増減しても、ガイドローラ５の位置角度の入力設定によって柔軟に対応できる。
【００６５】
図７は、２以上のガイドローラ５毎に固有の旋回範囲を予め設定する例である。２以上例えば前例のように４個のガイドローラ５がワイヤ３の周りに隣り合う角度９０度として配置されているとき、オペレータは、位置ａ、ｂ、ｃ、ｄのガイドローラ５毎に、固有の旋回範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを予め設定しておく。なお、旋回範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの境界は、通常、隣り合うガイドローラ５の間の角度の２等分位置に設定される。
【００６６】
図７の例によると、切断加工中に、旋回制御部１４は、内蔵のプログラムに従って、加工送り用ＮＣデータのＸ方向位置決めデータおよびＹ方向位置決めデータにもとづいて、ワーク４の加工送り方向に対応するガイドローラ５のワイヤ支持方向として旋回範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの１つ例えば旋回範囲Ａを特定し、特定した旋回範囲Ａ内の位置ａのガイドローラ５を選定し、変化後のワイヤ支持方向の位置角度と変化前の位置ａのガイドローラ５の位置角度との角度差を計算し、角度差から旋回角度および旋回方向を決定する。この例によるれば、４つの旋回範囲Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから１つのものが直ちに特定され、これによって対応すべき１個のガイドローラ５が選定されるため、ガイドローラ５の選定が簡略化され、角度差の計算も一度で済むため、速やかな制御が実現できる。
【００６７】
次に、図８および図９は、ワーク４の加工送り方向の方向数に対応する個数のガイドローラ５を設置し、それぞれのガイドローラ５のワイヤ支持方向を対応の加工送り方向に個別に対向させる例である。図８の矩形状の切断線７のように、ワーク４の加工送り方向の方向数が「４」種類であるとき、４個のガイドローラ５は、それぞれのワイヤ支持方向を対応の加工送り方向に対向する状態として設けられる。図８の例によると、角度差の計算が常に０度となるため、ガイドローラ５の旋回が必要とされず、加工送り方向の変化に対して迅速な対応が可能となる。
【００６８】
図９の（１）は、両凸レンズ状の切断線７に２個のガイドローラ５を対応させる例である。各ガイドローラ５は、それぞれ１つの円弧に対応しており、それぞれのワイヤ支持方向を対応の円弧状の切断線７にそって連続的に変化させ、円弧状の切断線７を切断し、２つの円弧の連結点で切り換わる。図９の（１）の例によると、ガイドローラ５の切り換えの際に、ガイドローラ５に大きな角度の旋回が必要とされず、加工送り方向の変化に対して迅速な対応が可能となる。
【００６９】
また図９の（２）は、三角形の切断線７の各辺毎に、３個のガイドローラ５を異なる中心角として対応させた例である。３個のガイドローラ５は、それぞれの三角形の各辺に対応するワイヤ支持方向として設けられる。この例によっても、角度差の計算が常に０度となるため、ガイドローラ５の旋回が必要とされず、加工送り方向の変化に対して迅速な対応が可能となる。
【００７０】
以上の説明は、ワイヤ送り方向上流側のガイドローラ５とワイヤ送り方向下流側のガイドローラ５との間において、理想的な直線状のワイヤ３を想定し、ワイヤ３のたわみを考慮していない。しかし、実際にはワーク４の切断中に、ワイヤ３の送り方向上流側のガイドローラ５とワイヤ３の送り方向下流側のガイドローラ５との間、言い換えると、ワーク４に対するワイヤ３の切断域において、ワイヤ３のたわみは必ず発生する。ワイヤ３の切断域において、ワイヤ３にたわみが発生すると、ワーク４に対して、たわみ状態のワイヤ３の実際の切断位置、すなわち実切断位置は、ワイヤ送り方向上流側のガイドローラ５とワイヤ送り方向下流側のガイドローラ５と間で直線状のワイヤ３の理想的な目標の切断位置すなわち目標切断位置から加工送り方向に後退し、ずれてしまうことになる。
【００７１】
図１０は、同じ位相のワイヤ送り方向上流側の１個のガイドローラ５とワイヤ送り方向下流側の１個のガイドローラ５との間の切断域におけるワイヤ３のたわみ、目標切断位置ｐ、実切断位置ｐ１およびワイヤ３のたわみによる実切断位置ｐ１と目標切断位置ｐとの距離ｄ１、言い換えると、ワイヤ３のたわみによる後退の距離ｄ１の関係を示している。図１０において、ワイヤ３のたわみによって、一方のガイドローラ５の位置において、実切断位置ｐ１のワイヤ３が目標切断位置ｐのワイヤ３に対して外接位置で角度θだけ変位していると仮定し、ガイドローラ５に対するワイヤ３の外接位置とワーク４の上面との距離ｄ２とすると、距離ｄ１は、ｄ１＝ｄ２・ｔａｎθの式から求められる。この関係は、他方のガイドローラ５の位置でも成立する。
【００７２】
また、図１０において、センサ２２は、ガイドローラ５についてローラ軸６の位置でＹ方向の分力Ｆｙを検出するために設けられており、センサ２３は、ガイドローラ５についてローラ軸６の位置でＺ方向の分力Ｆｚを検出するために設けられている。これらのセンサ２２、２３は、例えば歪み検出センサであり、それらの出力は、図１に示すように、加工送り制御部９の入力となっている。
【００７３】
図１１は、たわみ状態のワイヤ３の張力Ｔによって、一方のガイドローラ５に作用する分力の関係を示している。図示のように、たわみ状態のワイヤ３の張力Ｔによってローラ軸６にＹ方向の分力Ｆｙが作用し、ローラ軸６にＺ方向の分力Ｆｚが作用したとすると、前記式の角度θは、ガイドローラ５のローラ軸６に作用するＹ方向の分力Ｆｙをセンサ２２により検出するとともにＺ方向の分力Ｆｚをセンサ２３により検出し、それらのセンサ２２、２３の出力を用いて、ｔａｎθ＝Ｆｙ／Ｆｚの式から求められる。このように、距離ｄ１は、以上の２つの式から計算によって求められる。
【００７４】
オペレータは、予め距離ｄ２を実測し、ディスプレイ付き入力器１３を操作して、加工プログラムにしたがって加工送り制御部９に、距離ｄ２のデータ値および距離ｄ１の許容範囲のデータ値を入力しておく。加工送り制御部９は、ワイヤ３のたわみに対応するときに、ディスプレイ付き入力器１３から距離ｄ２のデータ値および距離ｄ１の許容範囲のデータ値を取り込み、また切断加工中に、センサ２２、２３の出力を入力している。
【００７５】
ワイヤ３のたわみによる切断位置のずれは、直線方向の切断の継続中には切断誤差として現れないが、切断方向の変化、つまりワーク４の加工送り方向の変化のときには、切断位置の誤差として現れる。
【００７６】
そこで、ワーク４の切断中に、ワーク４の加工送り方向が変化する時に、加工送り制御部９は、ワイヤ３のたわみによる切断位置のずれ、すなわち目標切断位置ｐから実切断位置ｐ１までの距離ｄ１を前記の式から求め、距離ｄ１を加工精度上、許容できないほど大きく、許容範囲外と判断したときに、Ｘ方向駆動ユニット１１もしくはＹ方向駆動ユニット１２またはＸ方向駆動ユニット１１およびＹ方向駆動ユニット１２を継続的に駆動し、ワイヤ３によるワーク４の切断を距離ｄ１だけ余計に進行させることによって、ワイヤ３の実切断位置ｐ１を目標切断位置ｐに一致させる。
【００７７】
このように、ワーク４の切断中で、切断線７の切断方向の変化時に、切断域におけるワイヤ３のたわみが大きく無視できないときに、ワーク４の加工送りが制御のデータ上、目標切断位置ｐに到達していても、実切断位置ｐ１は、目標切断位置ｐよりも距離ｄ１だけ後退しているため、加工送り制御部９は、後退している距離ｄ１だけ余計にワーク４の加工送りを行い、ワーク４の切断を後退の距離ｄ１に渡って継続し、実切断位置ｐ１を目標切断位置ｐに一致させる。
【００７８】
次に、距離ｄ１によって実切断位置ｐ１が分かっているため、加工送り制御部９は、Ｘ方向駆動ユニット１１またはＹ方向駆動ユニット１２を駆動し、ワイヤ３のたわみがなくなる位置までワーク４を加工送り方向に対して逆の方向に移動させ、切断域のワイヤ３をそれ自体の張力Ｔで直線状に張った状態とする。この操作によって、ワイヤ３は、ワイヤ３の張力Ｔによってたわみを吸収し、目標切断位置ｐに戻る。
【００７９】
その後に、加工送り制御部９は、ワーク４を加工送り方向に送り、切断線７に沿って切断を再開できるようにし、同時に、旋回制御部１４は、ワーク４の加工送り方向に対応するガイドローラ５を旋回させ、旋回したガイドローラ５のワイヤ支持方向をワーク４の加工送り方向に対向させる。このような一連の動作によって、ワイヤ３のたわみに対処できる。
【００８０】
次に図１２ないし図１４は、ガイドローラ５の他の構成例を示している。まず、図１２は、ガイドローラ５を環状で断面Ｖ字状の溝５ａを有する円板ローラにより構成し、図９の（１）と同様に、２個のガイドローラ５をワイヤ３に対して同じ位置で挟み込み状態として配置する例である。この例によると、断面Ｖ字状の浅い溝５ａの存在によって、ワイヤ３の走行が安定し、ガイドローラ５のワイヤ支持方向も比較的大きな許容範囲に設定できる。
【００８１】
図１３は、ガイドローラ５を環状の断面Ｕ字状の深い溝５ａを有する円板ローラにより構成し、２個のガイドローラ５をワイヤ３に対して異なる位置で挟み込み状態として配置する例である。この例によると、Ｕ字状の深い溝５ａの存在によって、ワイヤ３の走行が図１２の例よりも安定し、ガイドローラ５のワイヤ支持方向もさらに大きな許容範囲に設定できる。
【００８２】
図１４は、ガイドローラ５を溝なし円柱ローラにより構成し、２本以上、例えば４本のガイドローラ５をワイヤ３に対して井桁状に配置する例である。この例によると、ワイヤ３は、四方向から囲まれているため、ワイヤ３を案内するための溝５ａは、不要であるが必要に応じて設けることもできる。なお、円柱ローラのガイドローラ５は、溝ありとして２本配置とすることもできる。
【００８３】
ワーク４の加工送りは、ワイヤ３に対するワーク４の相対的な加工送りの運動であるから、図示の例のように、ワーク４の加工送り態様、すなわちワイヤ３を所定の位置に移動しない状態として配置し、ワーク４を加工送り方向に相対的に加工送りさせる態様の代わりに、ワイヤ３の加工送り態様、すなわちワーク４を所定の位置に移動しない状態として配置し、ワイヤ３およびワイヤ３の支持に関連する機械的な部分を加工送り方向に相対的に移動させる態様によっても実現できる。したがって、ワーク４の相対的な加工送りは、ワーク４の加工送り態様のほかに、ワイヤ３の加工送り態様をも含む意味に理解されなければならない。ただし、図示の例のように、ワーク４の加工送り態様によると、ワイヤ３の加工送り態様よりも、機械的な構成が簡単になり、実施の上で有利となる。
【００８４】
既に記載したように、ガイドローラ５のワイヤ支持方向あるいは各ガイドローラ５の向きは、ワーク４の加工送り方向に一致させているが、ガイドローラ５からのワイヤ３の外れや、走行中のワイヤ３の蛇行など、実用上、支障のない許容範囲において多少ずれていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、ワーク４として炭素繊維強化樹脂材やガラス繊維強化樹脂材などを想定しているが、それに限らず、結晶板、磁器、金属板、その他の材料の加工にも適用できる。
【符号の説明】
【００８６】
１  多方向支持ガイドローラの方向制御装置
２  シングルワイヤ式のワイヤソー
３  ワイヤ    ３ａ  中心線
４  ワーク
５  ガイドローラ  ５ａ  溝
６  ローラ軸
７  切断線
８  ＸＹテーブル    ８ａ  開口部
９  加工送り制御部
１０  ＮＣ装置
１１  Ｘ方向駆動ユニット
１２  Ｙ方向駆動ユニット
１３  ディスプレイ付き入力器
１４  旋回制御部
１５  旋回ホルダ    １５ａ  中心孔
１６  旋回モータ
１７  旋回駆動部
１８  軸受け
１９  フレーム
２０  ワイヤ送り出し装置
２１  ワイヤ巻き取り装置
２２  センサ
２３  センサ
ａ、ｂ、ｃ、ｄ  位置
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ  旋回範囲
Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５  点
Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２、Ｐ２−Ｐ３、Ｐ３−Ｐ４、Ｐ５−Ｐ１  直線
Ｐ４−Ｐ５  円弧
ｄ１、ｄ２  距離
ｐ  目標切断位置
ｐ１  実切断位置
Ｔ  張力
θ  角度
Ｆｙ、Ｆｚ  分力
【図１】
2015217490.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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