PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60122056T2 08.03.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001166984
Titel Verfahren und Vorrichtung für Seilsägeoperationen und darin zu verwendende Vorrichtung zum Trassieren von Konturen
Anmelder Ogyu, Shingo, Kawaguchi, Saitama, JP
Erfinder Ogyu, Shingo, Kawaguchi-shi, Saitama, JP
Vertreter Wablat, W., Dipl.-Chem. Dr.-Ing. Dr.jur., Pat.-Anw., 14129 Berlin
DE-Aktenzeichen 60122056
Vertragsstaaten DE, FR, IT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.06.2001
EP-Aktenzeichen 013051602
EP-Offenlegungsdatum 02.01.2002
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.03.2007
IPC-Hauptklasse B28D 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B28D 1/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B23D 57/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B23Q 35/128(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sägen und Schneiden eines Steins oder anderer harter Materialien mit einem Draht in eine vorbestimmte Gestalt, ein Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens und ein Gerät zum Trassieren von Konturen für die Verwendung in solch einem Verfahren und solch einer Vorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verbesserung solch eines Drahtsägeverfahrens (Seilsägeverfahrens), eine Verbesserung der Drahtsägevorrichtung, insbesondere einer Drahtsägevorrichtung vom Vertikal-Säge-Typ, wie auch eine Verbesserung des Gerätes zum Trassieren von Konturen zur Verwendung in dem Verfahren und der Vorrichtung, welche dazu geeignet sind, einen Stein oder andere harte Materialien krummlinig in eine gewünschte Gestalt einer sich ergebenden Arbeit zu schneiden.

Stand der Technik

Unter Drahtsägevorrichtungen ist eine Drahtsägevorrichtung vom Vertikal-Säge-Typ bekannt, welche in der Lage ist, einen Stein oder ein anderes hartes Material krummlinig zu schneiden. Dieser Typ von Drahtsägevorrichtung ist mit einem X-Y-Tisch ausgestattet, welcher dazu ausgebildet ist, sich entlang x- und y-Achsen auf der Basis rechtwinkliger Koordinaten zu bewegen. Im Betrieb wird beispielsweise ein Stein auf dem X-Y-Tisch angeordnet und in programmierte Richtungen entlang x- und y-Achsen in Richtung einer vertikal laufenden Drahtsäge verschoben. Unter Erwägung solcher Sägeoperationen ist es erforderlich, jegliche Möglichkeit zu vermeiden, dass die Drahtsäge den X-Y-Tisch selber mit dem Stein schneidet, und daher muss ein bestimmter Bereich auf dem X-Y-Tisch vorgesehen sein, wo es der Drahtsäge gestattet ist, sich zu bewegen und nur den Stein zu schneiden. Diese Konstruktion wird jedoch für nachteilig befunden, da sie einen sehr eingeschränkten Schneidbereich an dem Stein vorsieht. Denn die Tatsache, dass der X-Y-Tisch mehrere Punkte aufweist, um die peripheren Endbereiche des Steins zurückzuhalten, hält tatsächlich die Drahtsäge davon ab, diese besonderen Endbereiche des Steins zu schneiden und schränkt daher einen Arbeitsschneidbereich der Drahtsäge auf einen mittleren Bereich des Steines ein.

Es wurden Versuche unternommen, solch einen Nachteil aufzuheben, wie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-66516 offenbart ist, worin ein zu schneidender Stein entlang der Richtung der x-Achse verschoben wird, während zu derselben Zeit eine vertikal laufende Drahtsäge entlang einer y-Achsen-Richtung, die orthogonal zu der x-Achse liegt, verschoben wird, um den Stein zu schneiden. Entsprechend ist in diesem Gerät aus dem Stand der Technik ein geradliniger Führungsbereich in einem Tisch definiert, auf welchem der Stein angeordnet ist, wodurch die Verschiebung der Drahtsäge entlang des Steines entlang der y-Achse ermöglicht ist. Eine Mehrzahl von Walzen, deren Rotationsachsen auf die y-Achse gerichtet sind, sind in dem Tisch vorgesehen, so dass ein Stein auf dem Tisch gleichförmig entlang der X-Achse verschoben werden kann. Mit dieser Anordnung können die Endbereiche des Steines ebenfalls gesägt und geschnitten werden.

Tatsächlich ist dieser Typ von herkömmlicher Drahtsägevorrichtung darin vorteilhaft, dass er es ermöglicht, dass die Breite des Tisches klein entlang der y-Achse ist, weil der Stein durch den Tisch nur entlang der x-Achse bewegt werden muss. Aber die Drahtsäge selber muss sich unvermeidlich um einen wesentlichen Betrag entlang der y-Achse bewegen, so dass ein Raum oder Raumgebiet erforderlich ist, der/das groß genug ist, sogar die gesamten Arbeitsbereiche des Gerätes darin aufzunehmen. Daher verbleibt ein Problem, einen reduzierten Bereich zur Installation der gesamten Drahtsägevorrichtung zu erhalten.

Die US-A-3 190 159 beschreibt eine Bandsäge, in welcher ein Werkstück und eine Schablone auf benachbarten Drehtischen angeordnet sind, welche für eine gemeinsame Drehung synchronisiert sind.

Die DE-A-3 120 633 beschreibt eine Bandsägevorrichtung, in welcher ein Werkstück halternder Tisch paraxial mit der Schneidklinge drehbar und in Richtung zur Schneidklinge hin und von ihr weg beweglich ist, wobei die Bewegungen in Antwort auf den Umriss einer Schablone gesteuert werden, welcher Umriss trassiert wird, während die Schablone auf einem Schablonentisch gedreht wird.

Die DE-A-2 912 934 08 beschreibt eine Sägevorrichtung, worin ein Werkstück und eine Schablone koaxial angebracht sind, und eine Kante der Schablone in Kontakt mit einem Anschlag gehalten wird, welcher mit dem Sägeblatt so ausgerichtet ist, dass eine Drehung der Schablone und des Werkstücks bewirkt, dass die Säge das Werkstück in der Gestalt der Schablone schneidet.

Angesichts der vorstehenden Nachteile ist es eine erfindungsgemäße Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Drahtsägen eines Objektes bereitzustellen, welches wirksam einen Arbeitsbereich einschränkt, wo das Objekt gesägt werden soll.

Es ist eine andere erfindungsgemäße Aufgabe, eine verbesserte Drahtsägevorrichtung bereitzustellen, welche es gestattet, einen Installationsbereich zu reduzieren, wo die Drahtsägevorrichtung installiert wird.

Es ist eine noch weitere erfindungsgemäße Aufgabe, ein Gerät zum Trassieren von Konturen zur Verwendung in dem vorstehenden Verfahren und Vorrichtung bereitzustellen.

Offenbarung der Erfindung

Um die obenstehenden Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine Drahtsägevorrichtung bereit, wie sie im Anspruch 1 beschrieben ist.

Viele andere Merkmale, Vorteile und zusätzliche Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann klar werden, wenn er sich der folgenden ausführlichen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen zuwendet.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine schematische Vorderansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung.

2 ist eine schematische Draufsicht der Drahtsägevorrichtung.

3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Sensoreinheit zum Trassieren von Konturen.

4 ist eine Ansicht, die insbesondere einen Drehantriebsmechanismus sowie seine wirkungsgemäße Verbindung mit einem Drehhaltetisch und einem Schabloneneinspanntisch zeigt.

5 ist eine Ansicht, die insbesondere einen Verschiebungsantriebsmechanismus und seine wirkungsgemäße Verbindung mit der Drehhaltetischeinheit und dem Schabloneneinspanntisch zeigt.

6(A) ist ein schematisches Diagramm, das einen radiusbezogenen Positionssensor zeigt;

6(B) bis 6(G) sind Diagramme, die zur Erläuterung eine Abfolge von erfassenden Aktionen des radiusbezogenen Positionssensors zeigen.

7 ist ein Blockdiagramm, das elektrische Einrichtungen in der Drahtsägevorrichtung zeigt.

8(A) und 8(B) zeigen Schneidoperationen einer herkömmlichen Drahtsägevorrichtung; und

8(C) und (D) zeigen Schneidoperationen der erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung.

9(A) bis 9(G) zeigen eine alternative Ausführungsform eines radiusbezogenen Positionssensors und eine Abfolge von Erfassungsaktionen desselben.

Beste Form, die Erfindung auszuführen

Zunächst wird bezugnehmend auf 1 und 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Drahtsägevorrichtung gezeigt. Eine gesamte Konstruktion der Drahtsägevorrichtung wird nun beschrieben.

1 zeigt einen vorderen Aufriss der Drahtsägevorrichtung. 2 zeigt eine Draufsicht derselben Vorrichtung. Wie von diesen Figuren gesehen wird, ist eine Drahtsägeeinheit 10 vom Vertikalsägetyp auf der linken Seite der vorliegenden Drahtsägevorrichtung angeordnet. Die Drahtsägeeinheit 10 besteht aus einem Paar von voneinander beabstandeten oberen und unteren Laufrollen 14, 16 und einer Diamantdrahtsäge 12, die sich im Eingriff um die oberen und unteren Laufrollen 14, 16 herum und zwischen diesen oberen und unteren Laufrollen 14, 16 befindet, so dass der Draht 12 eine Endlosdrahtsäge darstellt, die vertikal laufen soll und durch die zwei Laufrollen in Bezug auf die Drahtsägevorrichtung umläuft. Ein Drehzapfen 14A der oberen Laufrolle 14 wird durch ein Lager 14B getragen. Das Lager 14B ist oben an einem Halterahmen 18 befestigt.

Andererseits ist ein Drehzapfen 16A der unteren Laufrolle 16 durch ein Lager 16B gehalten, das an dem Basisbereich des Halterahmens 18 befestigt ist. Eine Laufrollenbewegungsquelle oder ein Motor 20 ist an diesem Basisbereich des Halterahmens 18 angebracht. Ein Antriebszapfen des Motors 20 ist über eine Bandübertragungseinheit 22 mit dem unteren Laufrollenschaft 16A verbunden, so dass eine Drehung des Motors 20 auf den Zapfen 16A übertragen wird. Eine Justier-Handhabe-Einheit 24 ist zum manuellen Justieren einer Position der unteren Laufrolle 16 in einer vertikalen Richtung hin zu und von der oberen Laufrolle 14 weg bereitgestellt, so dass ein Arbeiter diese Handhabe-Einheit 24 verwenden kann, eine gewünschte Spannung auf die Endlos-Diamantdrahtsäge 12 zu geben.

Der Betrieb der wie oben aufgebauten Drahtsägeeinheit 10 ist wie folgt. Wenn die Endlos-Diamantdrahtsäge 12 an und um die oberen und unteren Laufrollen 14, 16 in Eingriff ist, wird die Justier-Handhabe-Einheit 24 betätigt, um die Position der unteren Laufrolle 16 in Bezug auf die obere Laufrolle 14 zu justieren, um eine gewünschte Spannung auf die Drahtsäge 12 zu geben. Danach wird der Motor 20 betrieben, um die untere Laufrolle 16 zu betätigen, und auf diese Weise die Endlosdrahtsäge 12 zwischen den unteren und oberen Laufrollen 16, 14 umlaufen zu lassen. Die auf diese Weise umlaufende Drahtsäge 12 weist natürlich zwei entgegengesetzte Sägeläufe auf, das heißt, zwischen den zwei Laufrollen 16, 14 einen aufwärts gerichteten Sägelauf und einen abwärts gerichteten Sägelauf. Einer der aufwärts und abwärts gerichteten Sägeläufe kann verwendet werden, wobei ein geeigneter Sägewinkel in Bezug auf einen Stein oder anderes zu schneidendes hartes Material erwogen wird. Obwohl nicht gezeigt, wird einem Bereich des Steines, der durch die Drahtsäge 12 gesägt und geschnitten wird, Wasser zugeführt.

Neben der Drahtsägeeinheit 10 ist ein ortsfester Tisch 30 vorgesehen, dessen longitudinaler Körper sich entlang der axialen Richtung beider Zapfen 14A, 16B der oberen und unteren Laufrollen erstreckt. Der ortsfeste Tisch 30 weist ein Paar von Schienen 32 auf, die auf seiner flachen Oberfläche befestigt sind, wobei sich die Schienen 32 entlang der longitudinalen Richtung des Tisches 30 erstrecken. Auf diese Schienen 32 sind der erste und zweite Schlitten 34, 36 angebracht, welche über zwei verbindende Arme 35 aneinandergefügt sind und gemeinsam auf und entlang der Schienen 32 beweglich sind.

Auf dem ersten Schlitten 34 ist eine Drehhaltetischeinheit vorgesehen, die allgemein mit 40 bezeichnet ist, welche dazu ausgebildet ist, einen Stein (oder ein anderes zu schneidendes hartes Material) darin zu halten, und ihn in Bezug auf die Drahtsägeeinheit 10 für eine Schneidoperation winklig zu verschieben. Die Drehhaltetischeinheit 40 besteht aus einem oberen Drucktisch 42 und einem unteren Tisch 44. Der obere Drucktisch 42 ist durch einen horizontalen Arm 46 drehbar getragen und so an dessen Mitte mit einem Druckmechanismus 48 verbunden, dass der Betrieb des Druckmechanismus 48 zu einer nach unten gerichteten Bewegung des oberen Tisches 42 führt, um den Stein (oder ein anderes hartes Material) gegen den unteren Tisch 44 zu drücken und zu halten. Der horizontale Arm 46 ist durch einen allgemein L-förmigen Arm 50 drehbar gehalten. Wie von den 1 und 2 gesehen wird, umfasst der L-förmige Arm 50 einen sich vertikal erstreckenden Bereich 51 und einen sich horizontal erstreckenden Bereich 52, der mit dem ersten Schlitten 34 verbunden ist. Wie von der 1 gesehen werden kann, werden diese L-förmigen und horizontalen Arme 50, 46, wenn beide oberen und unteren Tische 42, 44 in einer koaxial einander gegenüber liegenden Beziehung angeordnet werden, so angeordnet, dass sie insgesamt mit Bezug auf den ersten Schlitten 34 eine allgemeine „U"-Gestalt annehmen, während der horizontale Arm 46 frei ist, sich um die Achse des sich vertikal erstreckenden Bereiches 51 des Armes 50 in der horizontalen Ebene zu drehen. Der untere Tisch 44 ist an seiner Drehmitte (bei 44A) drehbar auf dem ersten Schlitten 34 angebracht. Die ausführliche mechanische Beziehung zwischen dem unteren Tisch 44 und dem Schlitten 34 wird später erklärt.

Nun wird ein zu schneidendes Objekt durch W bezeichnet, sei es ein Stein oder ein anderes hartes Material. Das Objekt W sollte durch die Drehhaltetischeinheit 40 in den folgenden Schritten gesichert sein. Als erstes wird der horizontale Arm 46 um den vertikalen Bereich 51 des L-förmigen Arms 50 in Richtung einer zurückgezogenen Position, wie in 2 gezeigt, gedreht, wo der obere Tisch 42 auf einen Punkt zurückgezogen ist, der sich in einem Abstand von dem unteren Tisch 44 befindet. Dann wird das Objekt W auf dem unteren Tisch 44 angeordnet, gefolgt durch eine Drehung des horizontalen Arms 46 zurück in eine Betriebsposition, wie in 1 gezeigt, wo der obere Tisch 42 oberhalb des Basistisches 44 angeordnet ist, so dass die zwei Tische 42, 44 einander koaxial zugewandt sind. Der Druckmechanismus 48 wird dann betätigt, um den Drucktisch 42 abwärts auf Druck-Stoß (pressing abutment) gegen das Objekt W zu bewegen, dass auf dem unteren Tisch 44 angeordnet ist, wodurch das Objekt fest in der Drehhaltetischeinheit 40 gesichert ist. Natürlich kann das Objekt W, das durch die Tischeinheit 40 gesichert ist, vorwärts und rückwärts entlang der Schienen 32 bewegt werden, indem die entsprechenden Verschiebungen des ersten Schlittens 34 bewirkt werden, auf welchem die spezielle Tischeinheit 40 angebracht ist.

Andererseits ist der zweite Schlitten 36 mit einer optischen Einheit zum Trassieren von Konturen 60 ausgerüstet, um die Kontur einer Papierschablone optisch zu trassieren und erfassen, welche eine äußere Basiskonfiguration bildet, entlang welcher das Objekt W gesägt und geschnitten werden soll. Insbesondere bezugnehmend auf 3 ist eine schematische vergrößerte Ansicht der Einheit zum Trassieren von Konturen 60 dargestellt, von welcher Ansicht gesehen wird, dass eine bestimmte zu erfassende Papierschablone P auf einem Schabloneneinspanntisch 62 eingespannt oder angeordnet ist. Der Schabloneneinspanntisch 62 ist oberhalb des zweiten Schlittens 36 angeordnet und damit drehbar verbunden. Ein vertikaler Haltearm 64 ist an einem Endteil des Schlittens 36 befestigt und steht senkrecht dazu. Von solch einem vertikalen Haltearm 64 erstreckt sich ein horizontales Führungsteil 66 horizontal entlang und parallel zu den Schienen 32. Diese Einheit zum Trassieren von Konturen 60 umfasst einen Sensor zum Trassieren von Konturen 68, der beweglich ist, um die Kontur einer vorbestimmten Papierschablone P, die auf dem Tisch 62 angeordnet ist, zu trassieren und erfassen. Der Sensor zum Trassieren von Konturen 68, welcher geeignete Photosensoren umfasst, ist an dem Führungsteil 66 so befestigt, dass er daran entlang gleitbar verschiebbar ist. Wie in 3 gesehen werden kann, sind mehrere Rollen in der vorliegenden Trassierungseinheit 60 als ein Mittel zum Erzeugen einer relativen Bewegung zwischen dem Sensor 68 und zwei Schlitten 34, 36 in einem geeigneten Bewegungsbetragsverhältnis angeordnet. Die Rollen sind durch eine erste Rollengruppe 70, die an dem Sensor zum Trassieren von Konturen 68 angeordnet ist; eine zweite Rollengruppe 72, die unter dem ortsfesten Tisch 30 an einem Punkt neben dem zweiten Schlitten 36 angeordnet ist; und eine dritte Rollengruppe 74, die auf einem sich vertikal erstreckenden Halteteil 31 angeordnet ist, welches auf dem Tisch 30 sowie auf dem ortsfesten Tisch 30 errichtet ist, gebildet. Die erste Rollengruppe 70 weist drei Rollen 80A, 80B und 80C auf, die wirkungsgemäß mit dem Sensor 68 verbunden sind. Die zweite Rollengruppe 74 weist zwei Rollen 80D und 80F auf. Die dritte Rollengruppe 72 weist drei Rollen 80G, 80H und 80I auf, die wirkungsgemäß mit dem zweiten Schlitten 36 derart verbunden sind, dass die Rolle 80H an dem nach unten vorstehenden Bereich des Schlittens 36 befestigt ist, wie gezeigt ist.

Ein langer Zug 76 geht durch alle die drei Rollengruppen 70, 72 und 74 und stellt über die Rollengruppen eine ineinandergreifende Beziehung zwischen dem Sensor zum Trassieren von Konturen 68 und dem zweiten Schlitten 36 her. Der Zug 76 erstreckt sich nämlich von seinem einen Ende 76A, das an dem Halteteil 31 befestigt ist, wobei der Restteil des Zugs 76 durch alle die Rollen 80A bis 80I in Abfolge läuft, nach unten, zu seinem anderen Ende 76B, welches an dem zweiten Schlitten 36 befestigt ist. Es wird angemerkt, dass diese mehreren Rollen 80A bis 80I entworfen und angeordnet sind, um ein Verhältnis eines Bewegungsbetrages des Sensors zum trassieren von Konturen 68 relativ zu dem Bewegungsbetrag des zweiten Schlittens 36 zu setzen (vorzugeben). In der vorliegenden Ausführungsform sind die Rollen derart angeordnet, dass der Sensor zum Trassieren von Konturen 68 entlang des Führungsteils 66 um 1/4 des Betrages (Distanz) in Bezug auf einen Betrag bewegt, um welchen sich der zweite Schlitten 36 entlang der Schienen 32 bewegt. Natürlich ist dies nicht einschränkend, sondern die Anzahl der Rollen kann in geeigneter Weise verringert oder erhöht werden, so dass der Bewegungsbetrag des Sensors 68 in Abhängigkeit von einer Größenbeziehung zwischen dem Objekt W und der Papierschablone P 1/1, 1/2, 1/6 oder ein anderes geeignetes Verhältnis in Bezug auf die Bewegung des Schlittens 36 sein kann. Ein Abgleich 69 ist auf dem voderseitigen Ende des Schlittens 36 bereitgestellt und durch einen Draht mit dem Sensor zum Trassieren von Konturen 68verbunden, um einen Konterabgleich gegen eine Ziehkraft zu bilden, die durch den Zug 76 durch den Schlitten 36 beaufschlagt wird, wodurch der Sensor 68 gegen eine unnötige Bewegung an einem gegebenen Punkt positioniert gehalten wird. Wie bekannt ist, kann der Sensor zum Trassieren von Konturen durch ein geeignetes Photosensorsystem gebildet sein, das beispielsweise drei Sensoren beinhaltet, welches arbeitet, um eine Lichtmenge zu erfassen, die durch die Papierschablone P abgeschattet wird und gesteuerte geringfügige Bewegungen des Sensors 68 bewirkt, um die Kontur des Papiers P präzise zu trassieren und zu erfassen. Die Papierschablone P ist nicht auf ein Papiermaterial eingeschränkt, sondern es kann jegliches andere Material zum Bilden einer vorbestimmten Schablone verwendet werden. Das grundlegende technische Konzept zum optischen Trassieren und Erfassen einer Schablone und seine ineinandergreifende Beziehung mit den Rollen ist bekannt, wie beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 2587795 offenbart ist, aber die spezifische Konstruktion der Einheit zum trassieren von Konturen 60 per se ist in der vorliegenden Erfindung von erfinderischer Bedeutung, wie hiernach offenbar wird.

Der Schabloneneinspanntisch 62 weist einen Drehzapfen 62A auf, der sich von ihm nach unten erstreckt. Wie in 4 gezeigt, ist solch ein Drehzapfen 62A über einen Zahnriemenmechanismus 62 mit dem Drehzapfen 44A des unteren Tisches 44 verbunden. Ein anderer Zahnriemenmechanismus 87 ist vorgesehen, um den Drehzapfen 44A und ein Untersetzgetriebe 85 auf ineinandergreifende Weise zu verbinden. Ein Drehantriebsmotor 84 ist mit dem Untersetzgetriebe 85 verbunden, wie aus der 4 gesehen wird, so dass ein Drehantrieb von dem Motor 84 an den Drehschaft 44A übertragen wird. Daher wird der Drehantriebsmotor 84 verwendet, um sowohl den unteren Tisch 44 als auch den Schabloneneinspanntisch 62 über die zwei Zahnriemenmechanismen 82, 87 zu drehen. Ein Drehantrieb, der durch den Motor 84 erzeugt wird, wird nämlich durch das Untersetzgetriebe 85 geeignet reduziert und dem Zahnriemenmechanismus 87 zugeführt, welcher wiederum eine entsprechende Drehung sowohl an den Drehschaft 44A als auch den Zahnriemenantrieb 82 überträgt. Solche Übertragungen bewirken daher eine synchronisierte Drehung von sowohl dem unteren Tisch 44 als auch dem Schabloneneinspanntisch 62 in derselben Richtung und mit derselben Drehzahl (d.h., zu einer gleichen Drehgeschwindigkeit).

Wie in 5 gezeigt, erstreckt sich eine Vorschubspindel 90 in der longitudinalen Richtung des ortsfesten Tisches 30 und entlang der Schienen 32. Ein Verschiebungsantriebsmotor 92 ist an einem Endbereich des ortsfesten Tisches 30 gegenüber der Drahtsägeeinheit 10 angeordnet und mit einem Ende der Vorschubspindel 90 verbunden. Ein anderes Ende der Vorschubspindel 90 ist in einem Lager aufgenommen. Das Lager ist fest an einem anderen Endbereich des stationären Tisches 30 angeordnet, wo die Drahtsägeeinheit 10 liegt. Der zweite Schlitten 36 weist einen Schieber 96 auf, der sich in gewindemäßigem Eingriff um die Vorschubspindel 90 befindet. Wenn der Verschiebungsantriebsmotor 92 betrieben wird, wird daher die Vorschubspindel 90 gedreht, so dass sie eine Verschiebung des Schiebers 96 entlang der axialen Richtung der Spindel 90 bewirkt. Mit anderen Worten können sowohl der erste als auch der zweite Schlitten 34, 36 durch den Betrieb des Verschiebungsantriebsmotors 92 vorwärts und rückwärts in den Pfeilrichtungen F6 entlang der Schienen 32 verschoben werden.

Beim Betreiben der Drahtsägevorrichtung muss ein Arbeiter eine Drehgeschwindigkeit des Objektes W (oder eine Drehzahl der Drehhaltetischeinheit 40, insbesondere eine Drehzahl des unteren Tisches 44) in Bezug auf einen konstanten vertikalen Lauf der Diamantdrahtsäge 12 in einem Versuch, das Objekt W stabil und gleichmäßig zu sägen, erwägen. Dies ist aufgrund der Tatsache, dass die Drahtsäge 12, wenn sie an einem äußeren Punkt in dem Objekt W nahe den äußeren peripheren Gebieten desselben Objektes angeordnet ist, das Objekt in einer äußeren Umfangsrichtung relativ zu und in Abstand von dem Drehmittelpunkt (bei 44A) (die Drahtsäge 12 ist nämlich in einer tangentialen Beziehung mit dem Umfang eines vergleichsweise großen Kreises, entlang welchem ein äußerer Bereich des zu sägenden Objektes W gedreht wird) schneiden soll, wobei andererseits die Drahtsäge 12, wenn sie an einem inneren Punkt in dem Objekt W angeordnet ist, das Objekt in einer inneren Umfangsrichtung relativ zu und nahe dem Drehmittelpunkt (bei 44A) (die Drahtsäge 12 ist nämlich in einer tangentialen Beziehung mit dem Umfang eines vergleichsweise kleinen Kreises, entlang welchem ein innerer Bereich des zu sägenden Objektes W gedreht wird) schneiden soll. Auf Grund solch eines unvermeidbaren Unterschiedes hinsichtlich der Schneidposition der Drahtsäge 12 bei einer gegebenen konstanten Drehgeschwindigkeit des Objektes W (oder einer konstanten Drehzahl des unteren Tisches 44), wird natürlicherweise ein Unterschied in einer Umfangsgeschwindigkeit zwischen den äußeren und inneren Bereiches des Objektes W entstehen, welches durch die Drehhaltetischeinheit 40 gedreht wird, was in den meisten Fällen verhindern wird, dass die Drahtsäge 12 das Objekt W gleichförmig sägt und schneidet. Während es nicht absolut erforderlich ist, solche zwei verschiedenen relativen Umfangsgeschwindigkeiten auf exakt den gleichen Wert (rate) anzupassen, ist es wünschenswert, die Differenz der Umfangsgeschwindigkeit auf ein Maß zu minimieren, das ausreicht, die Drahtsäge 12 bei einem stabilen gleichförmigen Sägen und Schneiden des Objektes W zu halten. Entsprechend erwägen wir, die Erfinder, ein Mittel, um eine Position der Diamantdrahtsäge 12 in Hinsicht der oben genannten äußeren und inneren Umfangsrichtungen zu erfassen (mit anderen Worten, ein Mittel zum Erfassen einer Position oder Distanz der Drahtsäge 12 von dem Drehmittelpunkt (44A) des unteren Tisches 44 oder in der Richtung des Radius' (radiusbezogene Richtung) eines Kreises, entlang welchem ein Teil des zu schneidenden Objektes W durch die Drehhaltetischeinheit 40) gedreht wird, und erwägen auch ein Steuermittel, um eine Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit des Objektes W in Antwort auf Daten zu steuern, die von solch einer Erfassung der Drahtsägeposition erhalten werden. Diese Mittel werden unten mittels einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben und ausgeführt. Im Folgenden sollen die Ausdrücke „radiusbezogen" oder „radiusbezogene Richtung" sich auf eine Richtung des Radius' eines Kreises beziehen, entlang welchem ein Teil des zu schneidenden Objektes W durch die Drehhaltetischeinheit 40 gedreht wird und sich daher auf eine radiale Richtung relativ zu dem Drehmittelpunkt (bei 44A) derselben Tischeinheit 40 beziehen.

Die wirksame Säge- oder Schneidposition der Diamantdrahtsäge 12 in der oben definierten radiusbezogenen Richtung entspricht der Position des ersten Schlittens 34 oder zweiten Schlittens 36 auf und entlang der Schienen 32, weil sich die geradlinige Linie der Schienen 32 entlang des Durchmessers eines Kreises mit einem Mittelpunkt bei dem Drehmittelpunkt (44A) der Drehhaltetischeinheit 40 erstreckt und auch, weil beide Schlitten 34, 36 aneinander gefügt sind. Auf der Grundlage dieser Tatsache, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, ist ein radiusbezogener Positionssensor zur Erfassung einer aktuellen Schneidposition der Diamantdrahtsäge 12 in der radialen Richtung relativ zu dem Drehmittelpunkt der Drehhaltetischeinheit 40 vorgesehen, welcher nun beschrieben wird. 6 zeigt allgemein den radiusbezogenen Positionssensor durch die Bezeichnung 104 an, welcher eine stufenweise gebildete Kodiererplatte 100 und eine Anordnung von mehreren Photodetektorelementen 102 umfasst, deren schematische Konstruktionen in 6(A) gezeigt sind. Wie von der 6(A) gesehen wird, ist die Kodiererplatte 100 auf dem zweiten Schlitten 36 vorgesehen (oder kann auf dem ersten Schlitten 34 vorgesehen sein) und weist eine äußere Konfiguration mit drei Stufen auf, worin diese drei gestuften Abschnitte in einer Art eines stufenweisen Versatzes entlang der longitudinalen Richtung der Schienen 32 definiert sind, so dass sie sich entlang der radiusbezogenen Richtung erstrecken. Andererseits ist eine Anordnung von mehreren Photodetektorelementen, allgemein mit 102 bezeichnet, auf dem ortsfesten Tisch 30 angeordnet, und erstrecken sich in eine Richtung, die orthogonal zu der radiusbezogenen Richtung ist, in welcher sich die Schlitten 34 und 36 entlang der Schienen 32 bewegen sollen, und ist ferner an einem Pfad angeordnet, wo die Kodiererplatte 100 sich mit der Bewegung der Schlitten 34, 36 bewegt. In der gezeigten Ausführungsform umfasst solch eine Photodetektorelementanordnung 102 drei Photosensoren: Einen ersten Photosensor 102A; einen zweiten Photosensor 102B; und einen dritten Photosensor 102C.

Entsprechend der Darstellungen der 6(A) bis 6(G) wird nun eine wechselseitige Beziehung zwischen den Photodetektorelementen 102 und der Kodiererplatte 100 beispielhaft beschrieben. Zunächst wird, wie in 6(B), die Kodiererplatte 100 in einem bestimmten Abstand von den drei Photosensoren 102A, 102B, 102C angeordnet, so dass keine wechselseitige Beziehung zwischen ihnen besteht. Unter diesem normalen Zustand, wenn beide zwei Schlitten 34, 36 durch Betrieb des Verschiebungsantriebsmotors 92 in der Richtung des Pfeils bewegt oder verschoben werden, wird der erste gestufte Abschnitt der Kodiererplatte 100 zu einem Punkt gebracht, der den ersten Photosensor 102A allein abschattet, wie in 6(C) gezeigt ist. Eine weitere Verschiebung der Schlitten 34, 36 in derselben Pfeilrichtung bringt den zwischenliegenden gestuften Abschnitt der Kodiererplatte 100 zu einem Punkt, der sowohl den ersten als auch den zweiten Photosensor 102A, 102B abschattet, wie in 6(D) gezeigt ist. Dann, bezugnehmend auf 6(E) bis 6(G) in Abfolge, bewirkt die fortgesetzte Verschiebung der Schlitten 34, 36 in die Pfeilrichtungen, dass die verbleibenden gestuften Abschnitte der Kodiererplatte 100 die zweiten Photosensoren 102B allein abschatten, wie in 6(E) gezeigt ist, danach, sowohl den zweiten als auch den dritten Photosensor 102B, 102C abschatten, wie in 6(F) gezeigt ist, und schließlich den dritten Photosensor (102C) alleine abschatten, wie in 6(G) gezeigt ist.

Aufgrund der oben beschriebenen Anordnungen, können sechs unterschiedliche Signale von den Photosensoren 102A, 102B und 102C in Antwort auf die jeweiligen sechs verschiedenen Möglichkeiten der photosensitiven Abschattung ausgegeben werden (wie von den 6(B) bis 6(G) gesehen wird), welche Abschattung durch die Kodiererplatte 100 bewirkt wird, wodurch es möglich ist, sechs unterschiedliche Positionen der Schlitten 34, 36 zu erfassen. Die Verschiebung der Schlitten 34, 36 in den Pfeilrichtungen entlang der Schienen 32 ändert die Schneidposition der Diamantdrahtsäge 12 an dem Objekt W in der radiusbezogenen Richtung, die oben diskutiert wurde. Daher bewegt sich die Kodiererplatte 100 in der selben radiusbezogenen Richtung und bewirkt die sechs verschiedenen Schattierungsmöglichkeiten über den Photosensoren 102A, 102B und 102C, so dass eine aktuelle Betriebsposition der Drahtsäge 12 in dem Objekt W in der radiusbezogenen Richtung bei sechs verschiedenen Niveaus von diesen Photosensoren erfasst wird.

7 zeigt schematisch elektrische Verbindungen zwischen den oben beschriebenen Hauptelementen in der Drahtsägevorrichtung. In der 7 steht die Bezeichnung 110 für einen Steuerschaltkreis. Wie gezeigt, sind der zuvor erwähnte Sensor zum Trassieren von Konturen 68 und der radiusbezogene Positionssensor 104 mit einer Eingangsseite des Steuerschaltkreises 110 elektrisch verbunden. Ferner ist der Steuerschaltkreis 110 an seiner Ausgangsseite elektrisch mit dem zuvor erwähnten Drehantriebsmotor 84 und Verschiebungsantriebsmotor 92 elektrisch verbunden. Daher wird der Steuerschaltkreis 110 beim Empfang von Daten über die Kontur des Schablonenpapiers P von dem Sensor 68 Anweisungssignale an die zwei Motoren 84 und 92 senden, um eine gesteuerte Verschiebung der Schlitten 34, 36 und eine gesteuerte Drehung der Drehhaltetischeinheit 40 zu bewirken, wodurch bewirkt wird, dass ein Objekt W auf der Tischeinheit 40 durch die Drahtsäge 12 entlang einer vorbestimmten Kontur, welche der der Papierschablone P entspricht, gesägt und geschnitten wird. Während dieses Betriebs empfängt der Steuerschaltkreis 110 auch Signale von dem radiusbezogenen Positionssensor 104 und erfasst eine radiusbezogene Position der Drahtsäge 12 in dem Objekt W, um die Anzahl an Drehungen (oder Drehgeschwindigkeit) des Drehantriebsmotors 84 auf der Grundlage von Daten über solch eine radiusbezogene Position der Drahtsäge 12 in geeigneter Weise zu vergrößern und zu verkleinern. Kurz gesagt, steuert der Steuerschaltkreis 110 grundlegend den Drehantriebsmotor 84, so dass die Drehzahl des Motors 84 schrittweise verringert wird, wenn sich die das Objekt W schneidende Drahtsäge 12 von dem Drehmittelpunkt der Drehhaltetischeinheit 40 weg bewegt. Mit anderen Worten wird der Steuerschaltkreis 110, angesichts des zuvor erwähnten Unterschiedes der Umfangsgeschwindigkeit zwischen den äußeren und inneren Bereichen des Objektes W, das gedreht wird, daran arbeiten, solch einen Unterschied der Umfangsgeschwindigkeit zu minimieren, indem er abgleichend die Drehzahl oder -geschwindigkeit des Motors 84 in Antwort auf die Daten, welche die radiusbezogene Position der Drahtsäge betreffen, vergrößert und verkleinert, wodurch ein gleichförmiges, stabiles Sägen der Drahtsäge 12 gegen das Objekt W aufrechterhalten wird. Obwohl es nicht im Besonderen gezeigt ist, kann der Steuerschaltkreis 110 in jeder bekannten elektrischen und elektronischen Art entworfen und geeignet ausgebildet sein, soweit er die hierin beschriebenen Steuerhandlungen ausführen kann.

Ein Betrieb der Drahtsägevorrichtung wird nun beschrieben. Zunächst ist ein zu schneidendes Objekt W sicher zwischen den oberen und unteren Tischen 42, 44 der Drehhaltetischeinheit 40 gehalten, währende ein vorbestimmte Papierschablone P auf den Schabloneneinspanntisch 62 gesetzt wird. Indem die Drahtsägevorrichtung eingeschaltet wird, wird die Drahtsägeeinheit 10 aktiviert, so dass die Endlos-Diamantdrahtsäge 12 vertikal mit Bezug auf das Objekt W umläuft, und zur selben Zeit werden sowohl der Drehantriebsmotor 84 als auch der Verschiebungsantriebsmotor 92 unter der elektrischen Steuerung des Kontrollschaltkreises 110 betrieben. Der Sensor zum Trassieren von Konturen 68 wird auch bewegt, um die Kontur der Papierschablone P zu trassieren und zu erfassen, wobei er Erfassungssignale an den Steuerschaltkreis 110 sendet. Dann verarbeitet der Steuerschaltkreis 110 die Signale auf Empfang der Erfassungssignale und sendet Anweisungssignale sowohl an den Dreh- als auch den Verschiebungsantriebsmotor 84, 92, welche wiederum hinsichtlich ihrer jeweiligen Drehzahlen oder Geschwindigkeiten gesteuert werden, um eine geeignete Drehung der Drehhaltetischeinheit 40 und geeignete Verschiebung der Schlitten 34, 36 zu bewirken, so dass das Objekt W in geeigneten winkelbezogenen und geradlinigen Richtungen versetzt wird und durch die Drahtsäge 12 in eine Form mit einer vorbestimmten Kontur geschnitten wird, welche der der Papierschablone P entspricht. Wenn nämlich ein Signal von dem Sensor zum Trassieren von Konturen 68 ausgegeben wird, welches beispielsweise eine Drehung des Objektes W um einen bestimmten Drehwinkel im Urzeigersinn anfordert, empfängt der Steuerschaltkreis 110 solch ein Signal und sendet ein entsprechendes Signal an den Drehantriebsmotor 84. Dann wird der Motor 84 hinsichtlich seiner Drehgeschwindigkeit und Drehwinkel gesteuert, wodurch ein bestimmter Betrag an Drehgeschwindigkeit und -winkel im Uhrzeigersinn über die Zahnriemenmechanismen 82, 87 an sowohl den oberen als auch den unteren Tisch 42, 44 übertragen werden, während derselbe Betrag an Drehgeschwindigkeit und -winkel im Uhrzeigersinn über den Zahnriemenmechanismus 82 an den Schabloneneinspanntisch 62 übertragen wird, mit dem Ergebnis, dass das durch die zwei Tische 42, 44 gehaltene Objekt W in einer gegebenen Richtung im Uhrzeigersinn und einem gegebenen Drehwinkel gedreht wird, während zur selben Zeit die Papierschablone P auf dem Tisch 62 in der selben Richtung und unter dem selben Drehwinkel gedreht wird. Natürlich wird während dieser Operation von dem radiusbezogenen Positionssensor 104 ein Signal an den Steuerschaltkreis 110 ausgegeben, welches Daten hinsichtlich der aktuellen Position der das Objekt W schneidenden Drahtsäge 12 betrifft, und dann sendet der Steuerschaltkreis 110 ein Anweisungssignal an den Drehantriebsmotor 84, um die Drehzahl oder Geschwindigkeit des Motors 84 zu steuern. Wenn der radiusbezogene Positionssensor 104 erfasst, dass die Schneidposition der Drahtsäge 12 nun in der zuvor erwähnten nach innen gerichteten Umfangsrichtung ist (oder in einem inneren Bereich des Objektes W) dann werden daher sowohl die Drehhaltetischeinheit 40 (d.h. die zwei Tische 42, 44) und der Schabloneneinspanntisch 62 durch den Motor 84 mit einer vergleichsweise hohen Geschwindigkeit gedreht. Wenn hingegen durch den Sensor 104 erfasst wird, dass die Schneidposition der Drahtsäge 12 in der nach außen gerichteten Umfangsrichtung sein soll (oder in einem äußeren Bereich des Objektes W) dann werden sowohl die Drehhaltetischeinheit 40 (d.h. die zwei Tische 42, 44) und der Schabloneneinspanntisch 62 durch den Motor 84 mit einer vergleichsweise geringen Geschwindigkeit gedreht. Unter solcher Steuerung wird die Drehung des Objektes W selbst variiert und bei einer optimalen Drehzahl oder -geschwindigkeit eingestellt, um die Differenz der Umfangsgeschwindigkeit zu minimieren, wodurch es ermöglicht ist, dass das Objekt W durch die Drahtsäge 12 gleichförmig und stabil gesägt und geschnitten wird.

Wenn ferner ein Signal von dem Sensor zum Trassieren von Konturen 68 ausgegeben wird, das eine Verschiebung der Schlitten 34, 36 nach links in Richtung der Drahtsäge 12 anfordert (wie von 1 gesehen wird), sendet der Steuerschaltkreis 110 auf Empfang des Signals ein entsprechendes Anweisungssignal an den Verschiebungsantriebsmotor 92, welcher dann die Vorschubspindel 90 dreht, um dieselbe nach links gerichtete Verschiebung des zweiten Schlittens 36 entlang der Spindel 90 zu bewirken. In dieser Hinsicht bewegt sich der Sensor zum Trassieren von Konturen 68, wie oben erwähnt 1/4 des Betrags in Bezug auf einen Bewegungsbetrag des zweiten Schlittens 36 unter der Übertragungswirkung der Rollengruppen (70, 72, 74). Unter Berücksichtigung solch eines Verhältnisses, weist der Steuerschaltkreis 110 den Motor 92 an, die Vorschubspindel 90zu drehen, was bewirkt, dass sich der zweite Schlitten 36 nach links um einen Betrag bewegt, der viermal der Betrag der Bewegung des Sensors 68 entlang des Führungsteils 66 nach links ist. Daher werden sowohl der Schabloneneinspanntisch 62 als auch die Drehhaltetischeinheit 40 um eine solche vierfache Distanz in derselben Richtung nach links verschoben (zu der Drahtsägeeinheit 10), weil beide Schlitten 34, 36 gemeinsam entlang der Schienen 32 beweglich sind. Entsprechend führt diese Steuerung relativer Bewegung dazu, dass der Trassierungssensor 68 um 1/4 des Betrags in Bezug auf einen Bewegungsbetrag der Drehhaltetischeinheit 40 bewegt wird. Wiederholungen solcher gesteuerter relativer Verschiebungen und die zuvor erwähnte Drehsteuerung werden durch die vorliegende Drahtsägevorrichtung durchgeführt, um das Objekt W in geeigneter Weise gegen die Diamantdrahtsäge 12 zu verschieben und zu drehen, so dass das Objekt W durch die Drahtsäge 12 präzise entlang einer Kontur geschnitten wird, die der der Papierschablone P entspricht.

Wie aus dem Vorangehenden verstanden wird, wird die Drehhaltetischeinheit 40 in der vorliegenden Ausführungsform auf der Grundlage eines Polarkoordinatensystems Verschiebungen) und Drehung(en) ausgesetzt, was einen wirkungsgemäßen Bewegungsbereich des Objekts W oder der Tischeinheit 40 selber, im Vergleich zu der herkömmlichen Steuerung in rechtwinkligen Koordinaten, die in der Beschreibung des Standes der Technik oben angegeben ist, wirksam verringert. Dies wird offensichtlich aus einer vergleichsweisen Ansicht zwischen einem Satz von 8(A) und 8(B) und einem anderen Satz von 8(C) und 8(D) verstanden. Alle diese Figuren zeigen den Fall, wo ein Objekt W drahtgesägt und geradlinig in zwei separate Stücke geschnitten wird. 8(A) und 8(B) zeigen den Zustand, wo das Objekt W durch eine Drahtsäge 12' entsprechend einer Drahtsägevorrichtung aus dem Stand der Technik geschnitten wird. Das heißt, dass, wie von den 8(A) bis 8(B) gesehen wird, das Objekt W auf einer geradlinigen Linie nur in einer Pfeilrichtung F8a bewegt wird, und dann wird sein lateraler Seitenbereich davon durch die Drahtsäge 12' weggeschnitten. Daher wird gesehen, dass sich das Objekt W um eine Distanz WA bewegt, die etwa zweimal so lang wie das Objekt W ist, und daher erfordert diese herkömmliche Vorrichtung einen Arbeitsbereich, der etwa zweimal der Länge des Objekts W entspricht.

Andererseits wird erfindungsgemäß ein Objekt W, wie von 8(C) bis 8(D) gesehen wird, durch den Verschiebungsantriebsmotor 92 in einem eingeschränkten Bereich in normale und umgekehrte Richtungen verschoben, wie durch den Pfeil F8b angezeigt, während es gleichzeitig durch den Drehantriebsmotor 84 in die Pfeilrichtung F8c gedreht wird, so dass der laterale Seitenbereich vom Objekt W davon unter der Steuerung der Steuerungseinheit 110 durch die Drahtsäge 12 in Antwort auf Daten von den beiden zwei Sensoren 68 und 104 geradlinig weggeschnitten wird, welche die geradlinige Kontur einer Papierschablone erfassen. Daher wird es verstanden, dass das Objekt W nur in einem festen Bereich WB gedreht wird, welcher allgemein gleich einer durchmesserbezogenen (diametric) Größe des Objekts W selber ist, und ferner die Verschiebung des Objekts W auf einen kleinen radiusbezogenen Bereich eingeschränkt ist, der durch den Pfeil F8b dargestellt ist. In das Steuerungskonzept für minimierte Bewegungsbereiche der Drehhaltetischeinheit 40 oder des Objekts W wird daher erfindungsgemäß ein Polarkoordinatensystem eingeführt, wodurch ein Installationsbereich, in welchem die Drahtsägevorrichtung installiert wird, wirksam reduziert ist. Natürlich kann die Drahtsägevorrichtung, ganz zu schweigen von der vorangehenden geradlinigen Schneidoperation, auch arbeiten, das Objekt W krummlinig entlang jeglichen komplexen Kurvenbereichen der Papierschablone P in eine gewünschte Gestalt resultierender Arbeit zu schneiden.

Es sollte verstanden werden, dass verschiedene Abwandlungen, Ersetzungen und Hinzufügungen dem Fachmann nach Empfang der Lehre der vorliegenden Offenbarung möglich sein werden, ohne von den Bereichen der angefügten Ansprüche abzuweichen. Beispielsweise

  • (1) ist die Drahtsägeeinheit nicht auf die gezeigte 40 dieses Typs mit zwei Laufrollen eingeschränkt, sondern kann jegliche andere Art von Drahtsägeeinheit vom vertikal-sägenden Typ sein, die bekannt und weithin verfügbar sind.
  • (2) Die Mechanismen zum Verschieben und Drehen der Drehhaltetischeinheit 40 und des Schabloneneinspanntisches 62 können durch beliebige andere bekannten Arten von Getriebevorrichtungen, Kettenübertragungsmechanismen und Bandmechanismen gebildet sein, und, falls erforderlich, kann ein Untersetzungsgetriebe darin aufgenommen sein. Der radiusbezogene Positionssensor 68 und die trassierende Sensoreinheit 60 können auch aus jeglichen anderen Formen von Sensorelementen und Erfassungsvorrichtungen zusammengesetzt sein.
  • (3) Hinsichtlich des Objektes W ist ein Stein am meisten bevorzugt, aber nicht begrenzend. Erfindungsgemäß können andere Materialarten einschließlich Betonmaterialien oder Materialien aus künstlichem Stein verwendet werden.
  • (4) Der oben beschriebene radiusbezogene Positionssensor 104 ist nur eine beispielhafte Form und nicht auf die besondere Form der 6(A) bis 6(G) eingeschränkt. Es können aber jegliche andere Arten bekannter Sensoren verwendet und kombiniert werden, um die radiusbezogene Position der Drahtsäge 12 zu erfassen. Eine andere bevorzugte alternative Form eines radiusbezogenen Positionssensors 104 kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, wie in 9(A) bis 9(G) gezeigt ist, worin der Sensor 104 ein Stück einer rechteckigen Kodiererplatte 200 und eine Anordnung von Photodetektorelementen 202 umfasst, von denen beide so auf derselben Linie angeordnet sind, dass sie sich entlang der radiusbezogenen Richtung erstrecken, die oben diskutiert wurde. Insbesondere ist mit Bezugnahme auf 9(A) die rechteckige Kodiererplatte 200 auf dem zweiten Schlitten 36 (oder dem ersten Schlitten 34) angeordnet, während die Anordnung von Photodetektorelementen 202 an dem ortsfesten Tisch 30 angeordnet ist und sich längsseits der Schiene 32 und somit in derselben radiusbezogenen Richtung erstreckt. Natürlich ist die Anordnung von Photodetektorelementen 202 an einem Pfad angeordnet, wo sich die Kodiererplatte 200 mit der Bewegung der Schlitten 34, 36 bewegt.

Gemäß der Darstellungen der 9(A) bis 9(G) beispielsweise wird nun eine wechselseitige Beziehung (interactive relation) zwischen den Photodetektorelementen 202 und der Kodiererplatte 200 erklärt. Zunächst ist die Kodiererplatte 200, wie in 9(B), in einer bestimmten Distanz von den drei Photosensoren 202A, 202B, 202C angeordnet, so dass dazwischen keine wechselseitige Beziehung besteht. Unter diesem normalen Zustand, wenn beide zwei Schlitten 34, 36 durch einen Betrieb des Verschiebungsantriebsmotors 92 in die Pfeilrichtung bewegt oder verschoben werden, wird der erste gestufte Bereich der Kodiererplatte 200 zu einem Punkt gebracht, wo der erste Photosensor 202A allein abgeschattet wird, wie in 9(C)gezeigt. Weitere Verschiebung der Schlitten 34, 36 in dieselbe Pfeilrichtung bringt den dazwischenliegenden gestuften Abschnitt der Kodiererplatte 200 zu einem Punkt, wo beide erste und zweite Photosensoren 202A, 202B abgeschattet werden, wie in 9(D) gezeigt ist. Nimmt man nun Bezug auf 9(E) bis 9(G) in Abfolge, bewirkt eine fortgesetzte Verschiebung der Schlitten 34, 36 in die Pfeilrichtungen, dass die restlichen gestuften Abschnitte der Kodiererplatte 200 die drei Photosensoren 202A, 202B, 202C wie in 9(E) allein abschatten, danach sowohl die zweiten wie auch die dritten Photosensoren 202A, 202B wie in 9(F) abschatten und schließlich den dritten Photosensor allein wie in 9(G) abschatten.

Aufgrund der oben beschriebenen Anordnungen können jeweils sechs unterschiedliche Signale von den Photosensoren 202A, 202B und 202C in Antwort auf die entsprechenden sechs unterschiedlichen Formen photosensitiver Abschattung (wie von den 9(B) bis 9(G) gesehen wird) ausgegeben werden, die von der Kodiererplatte 200 bewirkt werden, wodurch es möglich ist, sechs unterschiedliche Positionen der Schlitten 34, 36 zu erfassen. Praktisch ändert die Verschiebung der Schlitten 34, 36 in die Pfeilrichtungen entlang der Schienen 32 die Schneidposition der Diamantdrahtsäge 12 zu dem Objekt W in der oben diskutierten radiusbezogenen Richtung. Entsprechend verwirklicht solche Kombination einer rechteckigen Kodiererplatte 200 mit einer Photodetektoranordnung 202 auch wirksam den radiusbezogenen Positionssensor, der den Zweck der vorliegenden Erfindung erfüllt.

Wie insoweit beschrieben ist, werden für eine minimierte Versetzung eines Objektes W in einer Drahtsägevorrichtung vom Vertikalsägetyp, welche eine trassierende Sensoreinheit aufnimmt, erfindungsgemäß zwei unterschiedliche Formen von Bewegungen, d.h. Verschiebung und Drehung, in Kombination verwendet und auf der Grundlage von Polarkoordinaten gesteuert. Daher ist es möglich, die Bewegungsbereiche der verbundenen beweglichen Elemente klein zu machen, und dadurch einen reduzierten Installationsbereich zu erreichen, wo die Drahtsägevorrichtung zu installieren ist.


Anspruch[de]
Drahtsägevorrichtung, welche einen Tisch (40) zum Halten eines Objektes (W) darauf, eine Drahtsäge (12) sowie ein Gerät zum Trassieren von Konturen (60) umfasst, enthaltend:

einen Schabloneneinspanntisch (62), auf welchem eine Schablone (P) einspannbar ist; und

ein Sensormittel zum Trassieren von Konturen (68) zum Trassieren und Erfassen einer Kontur der Schablone (P);

worin das Gerät zum Trassieren von Konturen (60) dazu ausgebildet ist, die Kontur der Schablone (P) mittels des Sensormittels zum Trassieren von Konturen (68) zu trassieren und erfassen und worin in Antwort auf Daten, die von dem Sensormittel zum Trassieren von Konturen (68) gesendet wurden, die Drahtsäge (12) dazu ausgebildet ist, das Objekt (W) auf dem Tisch (40) entlang einer vorbestimmten der Kontur der Schablone (P) entsprechenden Kontur zu sägen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtsägevorrichtung umfasst:

ein Verschiebungsmittel, welches in Antwort auf die Daten arbeitet, um ein synchronisiertes Verschieben sowohl der Schablone (P) als auch des Tisches (40) oder des Objektes (W) in eine vorbestimmte Richtung zu der Drahtsäge (12) hin und von der Drahtsäge (12) weg zu bewirken;

ein Drehmittel, welches in Antwort auf die Daten arbeitet, um eine synchronisierte Drehung sowohl der Schablone (P) als auch des Tisches (40) oder des Objektes (W) in eine vorbestimmte Richtung zu bewirken;

ein Positionssensormittel (104) zum Erfassen einer Position der Drahtsäge (12) in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Drehmittels; und

ein Steuerungsmittel (110) zum Steuern des Drehmittels in Antwort auf Daten, die von dem Positionssensormittel (104) gegeben werden, derart, dass das Steuerungsmittel (110) auf der Grundlage der Daten bestimmt, ob die Drahtsäge (12) in einem radial äußeren Bereich des Objektes (W) oder in einem radial inneren Bereich des Objektes (W) positioniert ist, und das Drehmittel entsprechend steuert, um eine Geschwindigkeit der synchronisierten Drehung so abzuwandeln, dass eine Variation einer Geschwindigkeit, mit welcher die Drahtsäge (12) durch das Objekt (W) schneidet, minimiert wird,

worin das Verschiebungsmittel und das Drehmittel auf der Grundlage eines Polarkoordinatensystems gesteuert werden, um die synchronisierte Verschiebung und Drehung sowohl der Schablone (P) als auch des Tisches (40) oder des Objektes (W) zu bewirken.
Drahtsägevorrichtung nach Anspruch 1, worin der Tisch (40) umfasst:

einen drehbaren Sockeltisch (44), auf welchem das Objekt (W) anzuordnen ist; und

einen Drucktisch (42), um das Objekt (W) unter Druck gegen den drehbaren Sockeltisch (44) zu halten.
Drahtsägevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Mittel zum Trassieren von Konturen (60) ein Rollen-Verschiebungsmittel (80) umfasst, durch welches das Mittel zum Trassieren von Konturen (60) wirkungsgemäß mit dem Verschiebungsmittel so verbunden ist, dass ein Betrag, um welchen das Mittel zum Trassieren von Konturen (60) durch das Verschiebungsmittel verschoben wird, klein wird in Bezug auf einen Betrag, um welchen der Tisch (40) oder das Objekt (W) durch das Verschiebungsmittel verschoben wird. Drahtsägevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Verschiebungsmittel umfasst:

einen ortsfesten Tisch;

ein Schienenmittel (32), welches auf dem ortsfesten Tisch vorgesehen ist und sich entlang einer Längsrichtung davon erstreckt;

ein Schlittenmittel (36), auf welchem der Sensor zum Trassieren von Konturen (68) und der Tisch (40) angebracht sind, wobei das Schlittenmittel (36) auf dem Schienenmittel (32) sowie entlang des Schienenmittels (32) beweglich ist; und

ein Antriebsmittel (90, 92), um eine Verschiebung des Schlittenmittels (36) entlang des Schienenmittels (32) zu bewirken.
Drahtsägevorrichtung nach Anspruch 1, worin das Gerät zum Trassieren von Konturen (60) ein Antriebsmittel umfasst, um eine Bewegung des Schabloneneinspanntisches (62) auf der Grundlage eines Polarkoordinatensystem in Antwort auf die von dem Sensor zum Trassieren von Konturen (68) gesendeten Daten zu bewirken;

worin der Schabloneneinspanntisch (62) einen Drehzapfen aufweist,

worin der Tisch (40) einen Drehzapfen aufweist und umfasst:

einen drehbaren Sockeltisch (44), auf welchem das Objekt (W) angeordnet werden soll; und

einen Drucktisch (42), um das Objekt (W) unter Druck gegen den drehbaren Sockeltisch (44) zu halten, worin das Verschiebungsmittel umfasst:

einen stationären Tisch;

ein Schienenmittel (32), das auf dem stationären Tisch vorgesehen ist und sich entlang einer Längsrichtung davon erstreckt;

ein Schlittenmittel (36), auf welchem der Sensor zum Trassieren von Konturen (68) und der Tisch (40) angebracht sind, wobei das Schlittenmittel (36) auf dem Schienenmittel (32) sowie entlang des Schienenmittels (32) beweglich ist; und

ein Antriebsmittel (90, 92), um eine Verschiebung des Schlittenmittels (36) entlang des Schienenmittels (32) zu bewirken, worin das Drehmittel einen Antriebsmechanismus zur Drehung (82, 84, 85) umfasst, welcher wirkungsgemäß zwischen dem Drehzapfen des Tisches (40) und dem Drehzapfen des Schabloneneinspanntisches (62) derart verbunden ist, dass der Drehmittelpunkt des Drehzapfens des Tisches (40) und des Drehzapfens des Schabloneneinspanntisches (62) übereinstimmen.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com