CN102806391A - 具备电极丝切断功能的电火花线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供具备电极丝切断功能的电火花线切割机。在将夹持电极丝的夹持部电极设在上丝导向件的上方，且在该夹持部电极的下游侧设置了检测部电极的电火花线切割机中，通过在向电极丝通电的过程中利用吹风局部地冷却电极丝的与夹持部电极接触的部分，使电极丝的该部分的表面硬化，即使电极丝与夹持部电极摩擦，也难以从电极丝上产生丝金属粉。

Description

具备电极丝切断功能的电火花线切割机

技术领域

本发明涉及具备电极丝切断功能、自动金属丝接线功能及断线修复功能的电火花线切割机。

背景技术

在电火花线切割的自动电极丝的接线时进行的电极丝切断动作是为了通过在加工被加工物的动作中切割并除去电极丝的断线部位、电极丝的弯曲部位、或在电极丝的表面具有缺陷的部位，再次产生具有对电极丝的接线必要的漂亮的电极丝表面的电极丝的前端部而实行的。

利用退火（anneal）进行电极丝的切断动作如例如日本特开平6-304819号所公开的那样，是公知的技术。在该技术中，通过在利用一对通电电极（夹持部电极和检测部电极）夹紧进行退火的电极丝后通电，利用制动辊对由于由电阻力产生的发热而软化了的电极丝产生向绕回方向的切断拉力，同时利用上管内冷却空气或冷却水将发热位置控制在喷嘴附近的一定位置并进行拉伸切断，结束切断动作。

在此，使用图9～图14说明利用退火进行电极丝的切断动作的现有技术的问题点。

图9是说明电极丝的切断开始的前阶段的图。作为电极丝11的切断开始的前阶段，如图9所示，为了进行电极丝11和上管21内部的清洗，开始吹风。此时，通电侧的夹持部电极20a和夹紧侧的夹持部电极20b处于未夹紧电极丝11的状态。另外，构成检测部的一对检测电极22也处于未夹紧电极丝11的状态。

图10是说明用于退火的通电开始的图。在开始向电极丝11通电时，如该图所示，利用夹持部电极20a、20b夹紧电极丝11，并且，利用检测电极22夹紧电极丝11。另外，夹持部电极20a、20b通过利用制动辊18开始施加退火转矩并拉伸电极丝11，利用能相对于该电极丝11的相对移动的力夹紧电极丝11。并且，通过电极丝11开始对夹持部电极20a、20b和检测部电极22进行用于退火的电流的通电。另外，以后将该通电开始称为“退火通电开始”。

电极丝11由于通电而发热并软化。在与退火通电开始同时地利用制动辊1 8的旋转转矩对该电极丝11向绕回方向施加张力。另外，以后将与退火通电开始同时地施加的张力称为“退火转矩”。另外，在用于退火的通电中，为了控制电极丝11的切断位置和笔直性，停止上管21内的清洗空气的供给，电极丝11利用切断空气冷却。为了使电极丝11笔直而冷却的切断空气与清洗空气相比，单位时间的流量少。

图11是说明从退火开始到切断的图。为了增大对电极丝11施加的拉伸力，如该图所示，从退火转矩转换为切断转矩。该切断转矩与退火转矩相同，通过以将电极丝11向绕回方向拉伸的方式控制制动辊18的旋转转矩而施加。该切断转矩比退火转矩大。另外，将清洗上管21内部及电极丝11的清洗空气向切断空气转换。被退火而软化了的电极丝11利用切断转矩进一步延伸，并且在此时与通电侧夹持部电极20a及夹紧侧夹持部电极20b摩擦。这样，由于电极丝11与夹持部电极20a、20b摩擦，由电极丝11产生的丝金属粉附着在夹持部电极20a、20b的表面上。

并且，利用切断转矩，电极丝11被卷起，在检测部的电极的部位被切断。夹持部电极20a、20b和检测部22的电极间的电极丝11的大部分处于贯通上管21内部的状态，并且，利用在该上管21内流动的切断空气进行冷却。因此，电极丝11不会在上管21内被切断地在检测部22的电极的部位被切断。

图12是说明从电极丝11的切断结束到接线开始的图。若电极丝11的切断结束，则在卷绕电极丝11的方向15上开始送丝。此时，由于电极丝11与夹持部电极20a、20b摩擦，丝金属粉附着在这些夹持部电极20a、20b的表面。

在上述的技术中，在利用制动辊18的退火转矩将被退火的电极丝11向绕回方向14拉伸时，发热了的电极丝11由于通电而与进行夹紧的夹持部电极20a、20b的表面摩擦，使丝金属粉附着在这些夹持部电极20a、20b的表面。因此，若反复电极丝11的多次（200～300次左右）的切断动作，则丝金属粉留在夹持部电极20a、20b的表面，导致其表面凹凸不平。若利用这种状态的夹持部电极20a、20b进行电极丝11的切断动作，则如图13所示，在使用于电极丝11的切断的电流通电时，该电极丝11与夹持部电极20a、20b的表面不密合而为不稳定的接触状态，产生振动，而使微小放电多发。

由于微小放电，在夹持部电极20a、20b的表面形成有多个放电痕迹，其结果，在被退火的电极丝11的表面转印有形成在夹持部电极20a、20b的表面的放电痕迹深的伤。如图14所示，转印有放电痕深的伤的电极丝11在接线动作中，在损伤的部分，经常在上模导向件24、下模导向件25的线导向部分产生线打结，存在接线成功率大幅地下降之类的问题。尤其在电极丝11为软线的场合，该问题更显著。另外，退火方式的线切断装置无法避免丝金属粉必然以某种程度附着在夹持部电极20的表面，在形成有由于微小放电产生的放电痕的场合，在200～300次左右的切断次数后便无法使用，存在寿命短之类的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供电火花线切割机，其通过在使用线切断机构切断电极丝时防止产生丝金属粉，防止通电电极的损伤，并且防止自动接线的成功率下降。

为了实现上述目的，本发明的电火花线切割机具备：在被加工物的上方及下方分别引导电极丝的上丝导向件及下丝导向件；位于上述上丝导向件的上方且设在上述电极丝的移动路径上的、夹持上述电极丝的第一电极丝切断用通电电极；设在比该第一电极丝切断用通电电极靠下游侧的第二电极丝切断用通电电极；对上述电极丝施加规定的张力的张力施加部；以及冷却上述第一电极丝切断用通电电极和上述电极丝接触的部分的冷却部。

上述冷却部供给压缩空气或冷却水。

上述冷却部是热泵交换器。

利用本发明，能够提供电火花线切割机，其通过在使用线切断机构切断电极丝时防止产生丝金属粉，防止通电电极的损伤，并且防止自动接线的成功率下降。

附图说明

图1是说明电火花线切割机的自动电极丝送丝机构的图。

图2是在图1的自动电极丝送丝机构中，放大安装有夹持电极部的部位地进行说明的图。

图3是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明开始电极丝的切断的阶段的图。

图4是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明与通电同时地开始吹风的阶段的图。

图5是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明在开始退火后进行电极丝的切断，直到继续吹风的阶段的图。

图6是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明电极丝的切断结束后开始电极丝的接线，直到吹风结束的阶段的图。

图7是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明抑制在电极丝上产生金属粉的附着及微小放电的图。

图8是在图1的自动电极丝送丝机构中，说明能够抑制电极丝的损伤的图。

图9是在现有的自动电极丝送丝机构中，说明开始电极丝的切断的图。

图10是在图9的自动电极丝送丝机构中，说明开始用于退火的通电的图。

图11是在图9的自动电极丝送丝机构中，说明开始退火后到切割的阶段的图。

图12是在图9的自动电极丝送丝机构中，说明电极丝的切断结束后直到开始电极丝的接线的阶段的图。

图13是在图9的自动电极丝送丝机构中，说明在退火时产生微小放电的图。

图14是在图9的自动电极丝送丝机构中，说明产生电极丝的损伤和导向堵塞的图。

具体实施方式

图1是说明电火花线切割机的自动电极丝送丝机构的图，上方机架部1与下方机架部2相对地配置。

上方机架部1具备线轴10、导向辊12、13、16、17、制动辊18、上导向辊19、夹持部电极20、上管21、检测部22、吹风装置23及上模导向件24。下方机架部2具备下模导向件25、下导向辊26、诱导管27、夹送辊28及送料辊29。

从线轴10拉出的电极丝11经过导向辊12、13、16、17、制动辊18、上导向辊19、上模导向件24、下模导向件25及下导向辊26被运送到送料辊29和夹送辊28之间。

制动辊18由转矩马达（未图示）驱动，对该制动辊18的自如旋转进行制动。送料辊29由送料马达（未图示）驱动，以设定的速度使电极丝11移动。被加工物（未图示）以位于上模导向件24和下模导向件25之间的方式进行配置。在电极丝11和被加工物之间施加电压，在这些电极丝11和被加工物之间（极间）产生放电，能够相对于被加工物加工期望的形状。

丝切断机构由配置在上模导向件24的上方的上管21、在该上管21的入口侧配置在电极丝11的移动路径上的夹持部电极20和配置在出口侧的检测部22构成。夹持部电极20（通电侧夹持部电极20a、夹子侧夹持部电极20b）和检测部22的电极以能够在期望位置夹紧电极丝11的方式能利用电磁阀等驱动部（未图示）相对于电极丝11相对移动。即，夹持部电极20和检测部22的电极在电极丝11的切断动作时利用驱动部朝向电极丝11进行接近动作，另外，伴随电极丝11的切断动作的结束，同时向离开电极丝11的方向移动。

图2是在图1的自动电极丝送丝机构中，放大安装有夹持电极部的部位地进行说明的图。

在夹持部电极20的上游侧的附近配置有检测电极丝11的接线作业是否成功的失败检测区域30。该失败检测区域30具备失败检测电极31。为了向电极丝11和夹持部电极20的接触部喷射冷却用压缩空气，使来自气缸阀（未图示）的压缩空气经过空气管32供给到夹持部电极20。空气管32的一端与设在失败检测区域30上的贯通孔连接，能够通过该贯通孔将冷却用压缩空气向夹持部电极20喷射。冷却夹持部电极20及与夹持部电极20接触的电极丝11的介质可以是压缩空气，也可以是冷却水。

在图1记载的电火花线切割机中，在电极丝11的切断动作中，为了根据在电极丝11和夹持部电极20上产生的电极表面的放电痕及向电极丝11的放电痕转印，保护电极丝11及夹持部电极20的表面，根据以下的想法（1）、（2）实行以下的（3）。

（1）由于考虑微小放电的产生以在被退火而成为高温的电极丝11和丝金属粉附着在表面上的夹持电极20之间产生的振动为起因，因此期望以对利用退火的切断动作影响小的方法局部地抑制产生微小放电。

（2）就抑制产生微小放电而言，由于抑制产生作为原因物质的丝金属粉减少了向夹持部电极20的表面的附着，因此是有效的。

（3）丝金属粉由于利用制动辊18将因退火而高温、软化了的电极丝11向绕回方向14拉而在夹持部电极20的表面摩擦而产生。因此，防止由退火过度引起的电极丝11的软化，局部地冷却电极丝11和夹持部电极20的表面的接触部位。

在开始用于切断电极丝11的退火时，被夹持部电极20夹紧的电极丝11由于因通电引起的发热而软化，由于卷绕方向15上的切断张力，与夹持部电极20的表面摩擦，成为容易产生金属粉的状态。因此，在夹持部电极20的附近设置空气管32，通过使用该空气管32实施直接冷却用吹风，局部地冷却夹持部电极20和接近该夹持部电极20的电极丝11，使电极丝11的表面硬化而抑制丝金属粉附着在夹持部电极20上。

冷却用吹风喷嘴直接将冷却空气通过失败检测区域30的、设在位于与夹持部电极20的夹子在金属丝路径上连续的部位的贯通孔喷射到该失败检测区域30。吹风装置为了抑制金属丝振动、噪音，不是总是喷射，而是期望只在退火通电时进行动作，与夹持电极20的夹子开闭动作气缸连动地进行空气的喷射。

吹风喷射时期的控制在利用作为用于电极丝11的退火的通电及用于产生切断张力的支点而夹紧电极丝11的一对通电电极（即，夹持部电极20及检测部22的电极）的通电时切断动作顺序中，与利用空气电磁阀阀控制的气缸阀的开闭动作连动地进行。利用从空气电磁阀阀（未图示）向通电电极接通动作气缸阀（未图示）供给的由空气供给阀分支的空气，该吹风装置的吹风用气缸阀连动地进行动作，阀敞开而实行吹风喷射。吹风喷射的停止与切断动作结束且向通电电极接通动作气缸阀的空气供给停止的阶段连动地进行。

由运行试验确认实施吹风的结果、大幅地抑制向夹持部电极20的丝金属粉的附着及产生微小放电的情况，验证本发明的有效性。例如，在不进行该吹风的现有技术的场合，由利用标准电极丝的自动接线连续运行试验得到的电极寿命是200次左右，但在实施了本发明的吹风后，能够确认由利用标准电极丝的自动接线连续运行试验得到的电极寿命超过2000次。

接着，使用图3～图8说明电极丝11的切断动作。

图3是说明电极丝的切断开始的图。如该图所示，为了保护夹持部电极20（电极20a、20b），以从其一端排出的空气能够冷却电极丝11和夹持部电极20（20a、20b）的接触部的方式安装空气管32。作为电极丝11的切断开始的前阶段，为了进行电极丝11和上管21内部的清洗，开始吹风。此时，夹持部电极20的通电侧夹持部电极20a和夹子侧夹持部电极20b处于未夹紧电极丝11的状态，并且检测部22的一对检测电极也处于未夹紧电极丝11的状态。

图4是说明与通电同时地开始吹风的图。利用夹持部电极20（电极20a、20b）夹紧电极丝11，并且利用检测部22的电极夹紧电极丝11。另外，夹持部电极20对制动辊18施加退火转矩，通过拉伸电极丝11，利用能相对于电极丝11相对移动的力进行夹紧。通过电极丝11对夹持部电极20（电极20a、20b）和检测部22的一对电极开始用于退火的电流的通电。为了与退火通电开始同时局部地冷却电极丝11和夹持部电极20（电极20a、电极20b）的接触部，利用从空气管32供给的压缩空气开始吹风。与退火通电开始同时地利用制动辊18的旋转转矩在卷回方向上对电极丝11施加张力。另外，在用于退火的通电中，为了控制电极丝11的切断位置和笔直性，停止向上管21内部的清洗空气的供给，电极丝11被切断空气冷却。

图5是说明从退火开始到切断及继续吹风的图。将拉伸电极丝11的拉力从退火转矩转换为切断转矩。该切断转矩是为了切断电极丝11，用于施加拉伸电极丝11的力的制动辊18的旋转转矩，与退火转矩相同，通过以向绕回方向拉伸电极丝11的方式控制制动辊18的旋转转矩而施加。该切断转矩比退火转矩大。利用切断转矩，电极丝11被卷起，在检测部22的一对电极部位被切断。

在夹持部电极20和检测部22的电极之间的电极丝11的大部分处于贯通上管21内部的状态，并且，由在上管21内流动的切断空气冷却。因此，电极丝11不会在上管21内被切断，而是在检测部22的部位被切断。在通电中，通过从空气管32供给压缩空气，继续吹风，局部地冷却电极丝11与夹持部电极20的接触部分。因为利用吹风局部地冷却电极丝11与夹持部电极20接触的部分，因此在该被冷却的部分的电极丝11的表面硬化，其结果，即使电极丝11与夹持部电极20摩擦，也会抑制产生丝金属粉。

图6是说明从电极丝11的切断结束后的接线开始、及吹风结束的图。在与电极丝11的切断结束的同时，停止从空气管32的压缩空气的供给，结束电极丝11与夹持部电极20接触的部分的局部的冷却。若电极丝11的切断结束，则在卷绕该电极丝11的方向15上进行送丝，开始电极丝11的接线动作。通过利用从空气管32供给的压缩空气局部地冷却电极丝与夹持部电极20接触的部分，抑制来自电极丝11的丝金属粉附着在夹持部电极20上。

在上述的本发明的实施方式中，为了局部地冷却电极丝11和夹持部电极20的接触部，相对于该接触部，作为冷却介质使用压缩空气或冷却水。作为冷却上述接触部的方法未限定于此。例如，可以将热泵配置在失败检测区域30上而冷却夹持部电极20。

图7是说明抑制金属粉附着在电极丝上的情况及抑制产生微小放电的图。在利用制动辊18将被退火的电极丝11向绕回方向14拉伸时，通过利用压缩空气进行吹风，电极丝11的表面硬化，即使发热了的电极丝11由于通电与进行夹紧的夹持部电极20（通电侧夹持部电极20a、夹子侧夹持部电极20b）的表面摩擦，也能够大幅地减少丝金属粉附着在夹持部电极20的表面的量。因此，即使反复进行多次切断动作，由于来自电极丝11的丝金属粉不会滞留在夹持部电极20的表面，因此，不会在夹持部电极20的表面形成粗的凹凸。若在这种状态的夹持部电极20的电极表面进行切断动作，则在切断电流通电时，电极丝11和夹持部电极20的电极表面密合而为稳定的接触状态，不会产生振动而抑制产生微小放电。

图8是说明能够抑制本发明的电极丝的损伤的图。由于在夹持部电极20的电极表面不会形成由微小放电产生的多个放电痕，有效地抑制夹持部电极20的电极损伤，因此能够使夹持部电极20长寿命化，并且能够减少在退火了的电极丝11的表面上的放电痕的转印。

Claims (4)

1.一种具有电极丝切断功能的电火花线切割机，具备：

在被加工物的上方及下方分别引导电极丝的上丝导向件及下丝导向件；

位于上述上丝导向件的上方且设在上述电极丝的移动路径上的、夹持上述电极丝的第一电极丝切断用通电电极；

设在比该第一电极丝切断用通电电极靠下游侧的第二电极丝切断用通电电极；以及

对上述电极丝施加规定的张力的张力施加部，并且，

该电火花线切割机具有下述功能：通过借助于上述第一电极丝切断用通电电极及上述第二电极丝切断用通电电极对上述电极丝通电而加热上述电极丝，并且利用上述张力施加部施加张力，切断上述电极丝，

该电火花线切割机的特征在于，

具备冷却上述第一电极丝切断用通电电极和上述电极丝接触的部分的冷却部。

2.根据权利要求1所述的具有电极丝切断功能的电火花线切割机，其特征在于，

上述冷却部供给压缩空气。

3.根据权利要求1所述的具有电极丝切断功能的电火花线切割机，其特征在于，

上述冷却部供给冷却水。

4.根据权利要求1所述的具有电极丝切断功能的电火花线切割机，其特征在于，

上述冷却部是热泵交换器。

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