JP7249616B2

JP7249616B2 - デュアルスイングワイヤ切断工作機械

Info

Publication number: JP7249616B2
Application number: JP2022524960A
Authority: JP
Inventors: 徐晨影; 李曙生; 華衛東; 王慶娟
Original assignee: Taizhou Chen Hong Nc Equipment Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Taizhou Chen Hong Nc Equipment Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-01-20
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2040-12-15
Also published as: CN111152366A; KR20220075346A; CN111152366B; KR102744131B1; WO2021147566A1; JP2022553425A

Description

本発明は、機械加工技術の分野に関し、具体的には、大型薄型光学デバイス及び汎用大型硬脆材料製デバイスの精密切断に適したデュアルスイングワイヤ切断工作機械に関するものである。

現在、市場におけるワイヤ切断工作機械による切断は、ワークピースの寸法が制限され、一般的に中小寸法の部品の加工のみに適しており、大型の硬脆材料製部品、例えば、直径１メートル以上の大型光学ガラスレンズの分割切断の場合、部品の寸法が大きいため、加工することができないという主な欠点がある。さらに、一部のワイヤ切断工作機械（図１に示す）では、作業駆動台５にモーターによって駆動されるスイングディスク６を設置し、スイングディスク６に複数のゴデットホイール３０１を設置し、複数のゴデットホイール３０１に１本の切断ワイヤ２０３を巻き付けることで、スイングディスク６のスイングによりゴデットホイール３０１上の切断ワイヤ２０３が切断を行うという切断方式である。スイングディスク６、ゴデットホイール３０１、切断ワイヤ２０３がすべて動きに関与し、構造が重く、電気的エネルギーを消費し、かつこのような切断構造で大型の硬脆材料製デバイス７を切断加工する時、大型の硬脆材料製デバイス７とゴデットホイール３０１が接触しやすく、相互の動きに干渉が生じ、大型の硬脆材料製デバイスを加工することができなくなる。そこで、当業者にとっては、上記の問題点について研究・改善を行い、デュアルスイングワイヤ切断工作機械を提案することが急務である。

本発明の目的は、従来技術における上記の欠点を解決するために、広い寸法要件のワークピースの加工に適した、構造が簡単でコンパクトであり、大型薄型光学デバイス及び汎用大型硬脆材料製デバイスを精密に切断することができるデュアルスイングワイヤ切断工作機械を提供することにある。

本発明の上記目的を達成するために、本発明は、以下のような技術的手段を提供する。ラック、並びにラックに組み付けられたデュアルボビン機構、ゴデットホイール群、デュアルスイング機構及び作業駆動台を含み、デュアルボビン機構、ゴデットホイール群、デュアルスイング機構、作業駆動台の連動動作により、作業駆動台に設置されたワークピースを切断するデュアルスイングワイヤ切断工作機械である。

前記ラックは、ベースと、ベースに設置されたベースフレームとを含む。

前記デュアルボビン機構は、繰り出しボビン、巻き取りボビン、及び切断ワイヤを含み、前記繰り出しボビン、巻き取りボビンは、それぞれベースに対称に設置されている。

前記ゴデットホイール群は、切断ワイヤをガイドするためのゴデットホイールを含む。

前記デュアルスイング機構は、スイングロッド、スイングガイドレールペア、スイングリンクロッド、及びスイング機構の作動を駆動するための駆動モーターを含み、前記スイングロッドはベースフレームに対称に設置され、前記スイングロッドはその長さ方向の中点を回転支持点としてベースフレームに接続され、前記スイングガイドレールペアは、ガイド部材とスライダーを含み、前記スライダーはスイングロッドに対称に設置され、前記ガイド部材はベースフレームに設置され、スライダーに合わせて接続され、前記スイングロッドの端部がスイングリンクロッドの端部にヒンジ結合され、スイングロッドの端部にゴデットホイールが設置され、前記切断ワイヤの一端は繰り出しボビンに巻き付けられ、他端はゴデットホイールによってガイドされ、巻き取りボビンに巻き付けられる。

好ましくは、前記スイングリンクロッドがベースフレームの片側に設置され、スイングロッドにヒンジ結合され、前記スイングリンクロッドの一端が駆動モーターの出力シャフト端に伝動接続されている。

好ましくは、前記ガイド部材がアークガイドレールである。

好ましくは、前記ゴデットホイールの数が少なくとも４つである。

上記の技術的手段によれば、本発明は、従来技術に比べて、以下の技術的利点を有する。

本発明は、デュアルスイングワイヤ切断工作機械を採用し、構造が簡単でコンパクトであり、動作が安定し、広い寸法要件のワークピースの加工に適しており、大型薄型光学デバイス及び汎用大型硬脆材料製デバイスを精密に切断することができ、工作機械の消費電力が少ない。デュアルスイング機構及びゴデットホイール群の連動動作を利用して、駆動モーターがスイングロッドを動かして往復スイングさせることで、切断時に切断ワイヤが作業駆動台上のワークピースの切断点の接線位置にあり、これにより、切断ワイヤによってワークピースをデュアルスイング・接点式で切断することを確保し、切断精度と効率がより高くなり、切断過程においてワークピースの破損率が低く、歩留まりが向上する。

従来技術のワイヤ切断工作機械の動作状態を示す模式図である。本発明のデュアルスイングワイヤ切断工作機械の実施形態１を示す斜視図である。本発明のデュアルスイングワイヤ切断工作機械の実施形態２を示す斜視図である。本発明のデュアルスイングワイヤ切断工作機械の実施形態３を示す斜視図である。本発明の切断ワイヤ、ゴデットホイール、スイングロッドの初期状態を示す原理図である。本発明の切断ワイヤ、ゴデットホイール、スイングロッドの動作状態を示す原理図である。本発明の切断ワイヤ、ゴデットホイール、スイングロッドの別の動作状態を示す原理図である。

以下、図面及び実施形態を参照して、本発明についてさらに説明する。

実施形態１
図２に示すように、ラック１、並びにラックに組み付けられたデュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４及び作業駆動台５を含み、デュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４、作業駆動台５の連動動作により、作業駆動台に設置されたワークピースを切断する、デュアルスイングワイヤ切断工作機械である。

前記ラック１は、ベース１０１と、ベースに設置されたベースフレーム１０２とを含む。

前記デュアルボビン機構２は、繰り出しボビン２０１、巻き取りボビン２０２、及び切断ワイヤ２０３を含み、前記繰り出しボビン２０１、巻き取りボビン２０２は、それぞれベース１０１に対称に設置されている。

前記ゴデットホイール群３は、切断ワイヤ２０３をガイドするための４つのゴデットホイール３０１を含む。

前記デュアルスイング機構４は、スイングロッド４０１、スイングガイドレールペア４０２、スイングリンクロッド４０３、及びスイング機構の作動を駆動するための駆動モーター４０４を含み、２つのスイングロッド４０１はベースフレーム１０２の片側に上下対称に設置され、かつ前記スイングロッド４０１はその長さ方向の中点を回転支持点としてベースフレーム１０２に接続され、前記スイングガイドレールペア４０２は、ガイド部材４１２とスライダー４２２を含み、前記ガイド部材４１２はアークガイドレールであり、前記スライダー４２２はスイングロッド４０１に対称に設置され、前記ガイド部材４１２はベースフレーム１０２に設置され、スライダー４２２に合わせて接続され、前記駆動モーター４０４はベースフレーム１０２の上部に設置され、駆動モーター４０４は、伝達ベルト部品によりスイングロッド４０１に合わせて伝動接続され、２つの前記スイングロッド４０１の端部がスイングリンクロッド４０３の端部にヒンジ結合され、スイングロッド４０１とスイングリンクロッド４０３との４つのヒンジ結合部にゴデットホイール３０１が設置され、前記切断ワイヤ２０３の一端は繰り出しボビン２０１に巻き付けられ、他端は４つのゴデットホイール３０１によってガイドされ、巻き取りボビン２０２に巻き付けられる。

本工作機械の切断原理は、以下のとおりである。

工作機械が作動する前に、スイングロッド４０１とスイングリンクロッド４０３とのなす角度は９０°であり、図５に示すように、切断ワイヤ２０３は４つのゴデットホイール３０１に巻き付けられて矩形構造を形成する。工作機械が切断動作状態にある時、駆動モーター４０４は、スイングロッド４０１を動かしてプロセスによって設定された角度に従って往復スイングさせ、スイングロッド４０１上のスライダー４２２は、ガイド部材４１２の軌道内を移動し、図６または図７に示すように、切断ワイヤ２０３は、初期の矩形構造から平行四辺形構造に変化し、全周囲長は変化しない。デュアルスイング機構４が往復スイングする際に、切断時に切断ワイヤ２０３が作業駆動台５上のワークピースの切断点の接線位置にあり、作業駆動台５はワークピースを移動させて、切断ワイヤ２０３によってワークピースをデュアルスイング・接点式で切断することを確保し、切断精度と効率がより高くなる。

実施形態２
図３に示すように、ラック１、並びにラックに組み付けられたデュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４及び作業駆動台５を含み、デュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４、作業駆動台５の連動動作により、作業駆動台に設置されたワークピースを切断する、デュアルスイングワイヤ切断工作機械である。

前記デュアルスイング機構４は、スイングロッド４０１、スイングガイドレールペア４０２、スイングリンクロッド４０３、及びスイング機構の作動を駆動するための駆動モーター４０４を含み、２つのスイングロッド４０１はベースフレーム１０２の片側に上下対称に設置され、かつ前記スイングロッド４０１はその長さ方向の中点を回転支持点としてベースフレーム１０２に接続され、前記スイングガイドレールペア４０２は、ガイド部材４１２とスライダー４２２を含み、前記ガイド部材４１２はアークガイドレールであり、前記スライダー４２２はスイングロッド４０１に対称に設置され、前記ガイド部材４１２はベースフレーム１０２に設置され、スライダー４２２に合わせて接続され、２つのスイングリンクロッド４０３は、同じ軸方向に沿ってベースフレーム１０２の片側に縦方向に設置され、かつそれぞれその片側のスイングロッド４０１にヒンジ結合され、前記スイングリンクロッド４０３の一端は駆動モーター４０４の出力シャフト端に伝動接続され、スイングロッド４０１の両端部にゴデットホイール３０１が設置され、前記切断ワイヤ２０３の一端は繰り出しボビン２０１に巻き付けられ、他端はゴデットホイール３０１によってガイドされ、巻き取りボビン２０２に巻き付けられる。

実施形態３
図４に示すように、ラック１、並びにラックに組み付けられたデュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４及び作業駆動台５を含むデュアルスイングワイヤ切断工作機械である。

前記デュアルスイング機構４は、スイングロッド４０１、スイングガイドレールペア４０２、スイングリンクロッド４０３、及びスイング機構の作動を駆動するための駆動モーター４０４を含み、２つのスイングロッド４０１はベースフレーム１０２に左右対称に設置され、かつ前記スイングロッド４０１はその長さ方向の中点を回転支持点としてベースフレーム１０２に接続され、前記スイングガイドレールペア４０２は、ガイド部材４１２とスライダー４２２を含み、前記ガイド部材４１２はアークガイドレールであり、前記スライダー４２２はスイングロッド４０１に対称に設置され、前記ガイド部材４１２はベースフレーム１０２に設置され、スライダー４２２に合わせて接続され、２つのスイングリンクロッド４０３は、同じ軸方向に沿ってベースフレーム１０２の片側に横方向に設置され、それぞれその片側のスイングロッド４０１にヒンジ結合され、前記スイングリンクロッド４０３の一端は駆動モーター４０４の出力シャフト端に伝動接続され、スイングロッド４０１の両端部にゴデットホイール３０１が設置され、前記切断ワイヤ２０３の一端は繰り出しボビン２０１に巻き付けられ、他端はゴデットホイール３０１によってガイドされ、巻き取りボビン２０２に巻き付けられる。デュアルボビン機構２、ゴデットホイール群３、デュアルスイング機構４の連動動作により、作業駆動台５がその上にあるワークピースを横方向に動かして、切断を行う。

上記の内容は本発明の例示及び説明であるが、本発明によって得られる利点がこれによって制限されることを意味するものではない。本発明の実施過程において構造の簡単な変化、及び／またはいくつかの実施形態において達成される１つまたは複数の利点は、いずれも本出願の保護範囲内にある。

１... ラック、１０１... ベース、１０２... ベースフレーム、２... デュアルボビン機構、２０１... 繰り出しボビン、２０２... 巻き取りボビン、２０３... 切断ワイヤ、３... ゴデットホイール群、３０１... ゴデットホイール、４... デュアルスイング機構、４０１... スイングロッド、４０２... スイングガイドレールペア、４１２... ガイド部材、４２２... スライダー、４０３... スイングリンクロッド、４０４... 駆動モーター、５... 作業駆動台、６... スイングディスク、７... 大型の硬脆材料製デバイス。

Claims

ラック（１）、並びにラックに組み付けられたデュアルボビン機構（２）、ゴデットホイール群（３）、デュアルスイング機構（４）及び作業駆動台（５）を含み、
デュアルボビン機構（２）、ゴデットホイール群（３）、デュアルスイング機構（４）、作業駆動台（５）の連動動作により、作業駆動台に設置されたワークピースを切断し、
前記ラック（１）が、ベース（１０１）と、ベースに設置されたベースフレーム（１０２）とを含み、
前記ゴデットホイール群（３）が、切断ワイヤ（２０３）をガイドするためのゴデットホイール（３０１）を含み、
前記デュアルスイング機構（４）が、スイングロッド（４０１）、スイングガイドレールペア（４０２）、スイングリンクロッド（４０３）、及びスイング機構の作動を駆動するための駆動機構（４０４）を含み、前記スイングロッド（４０１）がベースフレーム（１０２）に対称に設置され、前記スイングロッド（４０１）がその長さ方向の中点を回転支持点としてベースフレーム（１０２）に接続され、前記スイングガイドレールペア（４０２）が、ガイド部材（４１２）とスライダー（４２２）を含み、前記スライダー（４２２）がスイングロッド（４０１）に対称に設置され、前記ガイド部材（４１２）がベースフレーム（１０２）に設置され、スライダー（４２２）に合わせて接続され、前記スイングロッド（４０１）によってゴデットホイール群（３）を機械的にスイングさせることを特徴とする、デュアルスイングワイヤ切断工作機械。
前記デュアルボビン機構（２）が、繰り出しボビン（２０１）、巻き取りボビン（２０２）、及び切断ワイヤ（２０３）を含み、前記繰り出しボビン（２０１）と巻き取りボビン（２０２）が、互いに繰り出したり巻き取ったりし、かつそれぞれベース（１０１）に設置されることを特徴とする、請求項１に記載のデュアルスイングワイヤ切断工作機械。
前記スイングロッド（４０１）の端部が、スイングリンクロッド（４０３）の端部にヒンジ結合され、スイングロッド（４０１）の端部にゴデットホイール（３０１）が設置され、前記切断ワイヤ（２０３）の一端が繰り出しボビン（２０１）に巻き付けられ、他端がゴデットホイール（３０１）によってガイドされ、巻き取りボビン（２０２）に巻き付けられることを特徴とする、請求項１に記載のデュアルスイングワイヤ切断工作機械。
前記スイングリンクロッド（４０３）が、ベースフレーム（１０２）の片側に設置され、スイングロッド（４０１）にヒンジ結合され、前記スイングリンクロッド（４０３）の一端が駆動機構（４０４）の出力シャフト端に伝動接続されることを特徴とする、請求項１に記載のデュアルスイングワイヤ切断工作機械。
前記ガイド部材（４１２）がアークガイドレールであることを特徴とする、請求項１に記載のデュアルスイングワイヤ切断工作機械。
前記ゴデットホイール（３０１）の数が少なくとも４つであることを特徴とする、請求項１に記載のデュアルスイングワイヤ切断工作機械。