CN103317199A - 具备线电极切断机构的电火花线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备线电极切割机构的电火花线切割机。电火花线切割机具有在自动接线位置与退避位置之间移动的自动接线管。在设在该自动接线管的出口侧的线切断用电极的下方，设有夹紧要切断的线电极的拾取单元。电火花线切割机还具备制动机构，该制动机构限制所述自动接线管的移动，以使得在切断线电极时自动接线管的喷嘴前端位于所述线切断用电极与所述拾取单元之间。

Description

具备线电极切断机构的电火花线切割机

技术领域

本发明涉及具备线电极切断机构的电火花线切割机。

背景技术

在电火花线切割加工中，由于加工形状的难易性、加工条件、加工物原材料的物理性能等，有时断断续续地发生意料之外的线电极的断线。为了应对在加工中所发生的断线，在电火花线切割机上具备断线修复程序，根据预先设定在该断线修复程序中的工序，按照加工中发生断线→绕回线电极→通过控制驱动轴而恢复到上、下导向件的加工开始点→切断线电极的前端→接线动作→接线结束→恢复到上、下导向件的断线位置→再次开始加工的顺序实行断线修复工序，断线修复结束。

在日本特开平8－309622号公报中公开了如下技术，即，在电火花线切割加工中，当在电火花加工部发生线电极断线时，将线电极供给侧的线电极前端部切断除去一部分，并在加工开始孔的位置自动接线，退回到线电极断线位置，从线电极断线位置再次开始电火花加工。

用图6说明现有技术的线电极切断机构。

在修复发生在加工中的断线的断线修复模式中，控制电火花线切割机的各驱动轴，并且在上导向件、下导向件的位置相对恢复到加工开始点后，实施由线电极1的退火进行的直线化及前端切断并转移到接线动作。线电极1断线的主要原因可以列举在工件内在工件和线电极1之间突然发生的异常放电等的应力。由于突然发生的异常放电在局部产生大电流，因此一下子切断线电极1。

在加工中的线电极1上始终施加以加工条件适当化的线张力，当发生突然的断裂时，张力被瞬间释放，线电极1由于反作用力而弯曲成弹簧状。尤其是在锥形加工中的断线修复中，由于在绕回线电极1时，通过锥形的加工槽绕回线电极1，因此有时该线电极1的前端因与工件接触而以非常弯曲的状态被绕回。

在线电极1绕回后的上、下线导向件的开始点恢复结束后进行动作的切断、接线模式中，为了进行通过AWF管（auto wire feeder pipe：自动送线管）4卷绕的线电极1的由退火实现的直线化及切断损伤的前端，使制动辊6向线电极送出方向（图6的标号101所示的方向）旋转，将线电极1向检测部电极5送出。

之后，为了用制动辊6产生切断开始退火转矩而将线电极1直线化，同时向检测部电极5及夹头部切断电极7通电并在检测部电极5附近的AWF管喷嘴9的部分切断，需要由拾取单元8夹紧该需切断的线电极1的前端部。

断线修复时的线电极1的前端在很多情况下都如前所述那样极度弯曲，在其弯曲的程度明显的情况下，有时送出的线电极1的前端不进入拾取单元8的框内而向外侧脱线（参照图6的虚线所示的极度弯曲的线电极前端部100）。由于脱线使得拾取单元8没能夹紧的线电极1得不到夹紧的支点，未被施加由制动辊6产生的切断、退火转矩及切断电流，因此发生切断不良，并使电火花线切割机整体停止。

如上所述，所谓线电极1的脱线指的是在断线修复时线电极1的前端没有被拾取单元8夹紧的状态。再者，在该现有技术中，正如线电极绕回方向102所示，AWF管喷嘴9和拾取单元8之间的距离103大。

发明内容

于是，本发明鉴于上述现有技术的问题点，目的在于提供一种具备线电极切断机构的电火花线切割机，其能够大幅度提高在加工中的断线修复模式中发生的极度弯曲的线电极的自动接线成功率。

本发明的具备线电极切断机构的电火花线切割机具备：自动接线管，设在上导向件的上游侧，并在前端具有喷嘴，并且在该上导向件的附近的自动接线位置与退避位置之间移动；第一、第二线切断用电极，分别设在该自动接线管的入口侧和出口侧；拾取单元，设在所述第二线切断用电极的下方，并在切断线电极时夹紧该线电极；以及制动机构，限制所述自动接线管的移动，以使得在切断所述线电极时所述自动接线管的喷嘴的前端位于所述第二线切断用电极与所述拾取单元之间。

所述制动机构也可以在安装有所述自动接线管的安装底座上设置缺口部，并且包括能够相对于该缺口部接近及退避移动的缸机构。

所述缸机构可以由水压或油压驱动，也可以由伺服马达驱动。

所述制动机构也可以设置成设在机器人上的手部，并用该手部把持所述自动接线管。

本发明具有如下有益效果。

根据本发明，能够提供一种具备线电极切断机构的电火花线切割机，其能够大幅度提高在加工中的断线修复模式中发生的极度弯曲的线电极的自动接线成功率。

附图说明

根据参照附图说明的以下实施例，本发明的所述及其他目的及特征将更加明确。这些附图之中：

图1是说明断线发生时的线脱线防止装置的动作的图。

图2是说明断线修复时的线绕回时的图1的线脱线防止装置的动作的图。

图3是说明应用图1的线脱线防止装置成功实现了线电极的夹紧的状态的图。

图4是说明具备图1所示的脱线防止装置的本发明的电火花线切割机的概要的图。

图5A～图5C是说明断线修复时的图1所示的线脱线防止装置的动作的流程图。

图6是说明现有技术的线电极切断机构的图。

具体实施方式

图1是说明断线发生时的线脱线防止装置的动作的图。图2是说明断线修复时的线脱线防止装置的线绕回时的动作的图。图3是说明应用线脱线防止装置实现了线电极的夹紧的状态的图。

如前所述，作为修复线电极1的断线的断线修复模式中的线电极1脱线的原因，可以列举线电极1的前端形状极度弯曲的情况。如果线电极1的前端部极度弯曲，则线电极1的前端部不能通过拾取单元8的框状的贯通部。作为线电极1脱线的别的原因，还有从AWF管喷嘴（auto wire feeder pipe nozzle：自动送线管喷嘴）9到位于检测部电极5的下部的拾取单元8的距离较远（参照图6的分离距离103）。

如果线电极1的前端的变形少，则足以能够将该线电极1向拾取单元8的框内送出。但是，若是如前所述前端极度弯曲的线电极1，则由于其前端从AWF管喷嘴9的正后方朝向较大地脱离拾取单元8的框的方向，因此由于AWF管喷嘴9和拾取单元8之间的距离103（图6）较大，该弯曲的线电极1在到达拾取单元8之前脱线的可能性很大。

于是，在本发明的电火花线切割机中，为了抑制线电极1脱线的发生，具备使断线时的AWF管喷嘴9和拾取单元8之间的距离（参照图3的标号106）变得最小的脱线防止装置15。该脱线防止装置15包括AWF管单元10和管制动装置14。AWF管单元10包括作为自动连线用管的AWF管4、和固定在该AWF管4上的带管制动用缺口AWF单元底座板11。管制动装置14包括管制动臂12和驱动该管制动臂12的气缸13。

构成管制动装置14的管制动臂12通过工作气体向气缸13的输入输出力而沿着水平方向（图1的箭头110方向）移动。代替用气缸13驱动该管制动臂12，还可以设置成由水压或油压驱动或由伺服马达驱动的结构。

拾取单元8具有线电极1能够沿着上下方向贯通的框形状，楔状部件16能够沿着设在拾取单元8的相对的面上的滑动孔移动。在线电极1贯通了拾取单元8的框形状之后，使在前端安装有楔状部件16的挤压棒17向朝向该线电极1的方向移动，将线电极1夹在楔状部件16和拾取单元的框形状的一个内侧面之间。

在断线修复动作时，如图2及图3所示，连动地驱动管制动装置14和拾取单元8。AWF管单元10利用气缸等驱动机构（未图示），在制动辊6与上导向件2之间的自动接线位置和退避位置之间沿着上下方向被驱动。另外，AWF管单元10也可以由设在机器人上的手部把持、移动。

管制动装置14通过将管制动臂12插入到设在带管制动用缺口AWF单元底座板11上的管制动臂用缺口部11a，能够将AWF管单元10的动作范围控制在从标准位置到拾取单元8的正上方的位置。

若在加工中线电极1断线，则如图2所示，在该断线发生的同时，检测该断线了的线电极1的前端的检测部电极5关闭，使制动辊6向线绕回方向（图2的标号102所示的方向）旋转。之后，使制动辊6如图3所示向线电极送出方向（图3的标号101所示的方向）旋转，送出线电极1。

在进行线电极1的切断时，AWF管单元10通过如图3的标号112所示下降，将送出弯曲的线电极1的AWF管喷嘴9的位置下降到拾取单元8的正上方的位置。进而，使管制动装置14与该AWF管单元10的下降动作同步动作，使管制动臂12向图3的箭头144所示的方向伸出。

通过以上的动作，AWF管喷嘴9和拾取单元8之间的距离106变小，其结果，线电极1的前端部能够很容易地通过拾取单元8的框内，因此能够避免线电极1的脱线。并且，为了切断线电极1的前端部，向夹头部切断电极7（第一线切断电极）和检测部电极5（第二线切断电极）提供所需的电力，加热两个电极5、7之间的线电极1的部分。

用图4说明具备脱线防止装置的电火花线切割机的概要。

电火花线切割机的控制装置50具备由微处理器构成的中央运算处理装置（以下简称为“CPU”）51，在该CPU51上经由各个总线56连接有程序存储器52、数据存储器53、具备液晶显示器LCD的操作盘54及输入输出电路55。

在程序存储器52内储存有用于控制电火花线切割机的各部分及电火花线切割机的控制装置50自身的各种程序。进而在该程序存储器52内还储存有用于使线电极1的断线修复和由脱线防止装置15进行的脱线防止同步动作的程序。

在数据存储器53内储存有加工程序所附带的位置数据及决定其他的加工条件的各种设定数据。另外，该数据存储器53也用作由CPU51进行的各种计算所需的数据的暂时存储用的存储器。在该数据存储器53内还储存有设定了是否进行断线修复和是否起动脱线防止装置的设定数据。进而，该数据存储器53具有计算编码器71的输出脉冲的寄存器区域及存储障碍发生位置数据的寄存器区域。

在输入输出电路55上分别连接有工作台驱动部60、加工电源部61、线切断电源部62、线卷紧卷绕控制部63、线输送控制部64、编码器71、线断线检测部65、电极功能切换部66、线挠曲检测部67、线通过检测部68、显示装置69、及控制其他的电火花线切割加工各部分的各部分移动控制部70。

工作台驱动部60及加工电源部61具有众所周知的结构，在实行加工时按照通常的方式分别控制。线切断电源部62为了在接线时在AWF管4内的加热区域切断线电极1，向夹头部切断电极7和检测部电极5提供所需的电力。线卷紧卷绕控制部63驱动卷紧马达（未图示）及用于驱动线卷绕辊的马达。

另外，线输送控制部64进行驱动线输送辊的马达的驱动控制，由编码器71检测该马达的旋转量。线断线检测部65在实行加工中发生断线之际检测这一情况，采用以往方式（例如，检测流过线的电流的方式或检测卷绕辊的张力的方式等）的机构。

电极功能切换部66用于切换选择使夹头部切断电极7作为线切断电极起作用还是作为线通过检测电极起作用的任一种。线通过检测部68在线电极1连接到线通过检测用电源（未图示）上时检测线电极1的电位。另一方面，线挠曲检测部67通过与线挠曲检测用的电极（未图示）连接而检测该电极的电位变化，从而判断电极与线电极1的接触、非接触。

显示装置69是用于以各种方式显示线障碍位置信息的显示装置，用于根据储存在程序存储器52内的显示程序，例如实时地警告显示线障碍发生部位，或者用图表显示不同区间的障碍发生频率。并且，各部分移动控制部70汇总表示控制制动辊6的驱动、作为切断用电极的检测部电极5的开闭、线电极1的接线时的AWF管单元10的下降、上升（AWF管4的下降移动及接线结束后的AWF管4的上升）、管制动装置14、拾取单元8等的部分。

以下，说明线电极1的断线修复时的脱线防止装置15的动作方式。

（1）预先在电火花线切割机的控制装置50内储存用于使线电极1的断线修复和由脱线防止装置15进行的脱线防止同步动作的程序，按照下述（2）以后的状况依次自动地动作。

（2）在线电极1的断线发生的同时，检测该断线了的线电极1的前端的检测部电极5关闭（参照图2）。

（3）开始进行线电极1的绕回（使制动辊6向线绕回方向旋转），在该线电极1的前端通过了检测部电极5的时刻结束绕回（参照图2）。

（4）通过驱动电火花线切割机的各驱动轴，向加工开始点移动上导向件2及下导向件18。

（5）起动使脱线防止装置15动作的程序。

（6）为了将断线的线电极1的前端部切断，AWF管单元10与由拾取单元8进行的线电极1的夹紧动作同步地开始进行下降到位于比检测部电极5靠下的拾取单元8的正上方位置的动作。

（7）由于以线电极1的断线修复和由脱线防止装置15进行的脱线防止同步地动作的方式设定程序，因此构成该脱线防止装置15的管制动装置14与拾取单元8的下降动作连动地使气缸13动作，从而使管制动臂12沿着朝向线电极1的方向水平移动，如图3所示，使管制动臂12的前端部插入到带管制动用缺口AWF单元底座板11的管制动臂用缺口部11a内。这样，能够将AWF管单元10的动作范围移动控制在从图1及图2所示的标准位置到如图3所示的拾取单元8的正上方的位置。若断线防止程序起动，则拾取单元8的框状部移动以使AWF管喷嘴9的延长线贯通拾取单元8的框。

（8）从下降到拾取单元8的位置的AWF管单元10送出线电极1以进行其前端处理。线电极1即便如图3的虚线105所示那样其前端因断线而极度弯曲，也能够将该断线了的线电极1从最近的位置送到拾取单元8的框中，因此能够在拾取单元8的框中可靠地夹紧线电极1，其结果，能够对该夹紧了的线电极1的前端进行退火处理和切断处理。

（9）在切断线电极1之后，管制动装置14由断线修复程序解除，转移到接线模式，在完成接线之后，上导向件2及下导向件18恢复到断线位置，并再次开始加工，从而断线修复完成。

用图5A～图5C的流程图说明断线修复时的图1所示的脱线防止装置15的动作。再者，图5A～图5C的流程图是以流程说明上述（1）至（9）的动作的图。以下，按照各步骤进行说明。

步骤SA01：开始电火花线切割加工。

步骤SA02：在加工中检测有无发生线电极1的断线，如果检测到发生断线（是）则前进到步骤SA04，如果没有检测到断线（否）则前进到步骤SA03。

步骤SA03：判断由加工程序进行的加工是否结束，如果加工结束（是）则结束该处理，如果加工没有结束（否）则返回到步骤SA02。

步骤SA04：中断电火花线切割加工。

步骤SA05：判断有无断线修复设定，如果有设定（是）则前进到步骤SA06，如果没有设定（否）则结束该处理。再者，预先储存是否进行断线修复的设定。

步骤SA06：关闭检测部电极5。

步骤SA07：使制动辊6向线绕回方向旋转而绕回线电极1。

步骤SA08：向加工开始点移动上导向件2及下导向件18。

步骤SA09：判断是否有脱线防止装置15的设定，如果有设定（是）则前进到步骤SA10，如果没有设定（否）则前进到步骤SA19。再者，预先存储是否起动脱线防止装置15。

步骤SA10：将AWF管单元10下降，并使拾取单元8动作，使管制动装置14动作。

步骤SA11：使制动辊6向线电极送出方向旋转而送出线电极1。

步骤SA12：利用拾取单元8夹紧线电极1的前端。

步骤SA13：利用切断电极5、7切断线电极1的前端。

步骤SA14：解除拾取单元8，并解除管制动装置14。

步骤SA15：使AWF管单元10上升。

步骤SA16：连接线电极1。

步骤SA17：使上导向件2及下导向件18恢复到断线位置。

步骤SA18：再次开始加工，返回到步骤SA02。

步骤SA19：使拾取单元8动作。

步骤SA20：使制动辊6向线电极送出方向旋转而送出线电极1。

步骤SA21：利用拾取单元8夹紧线电极1的前端。

步骤SA22：利用切断电极5、7切断线电极1的前端。

步骤SA23：解除拾取单元8。

步骤SA24：连接线电极1。

步骤SA25：使上导向件2及下导向件18恢复到断线位置。

步骤SA26：再次开始加工，返回到步骤SA02。

Claims (5)

1.一种具备线电极切割机构的电火花线切割机，包括：

自动接线管，设在上导向件的上游侧，并在前端具有喷嘴，并且在该上导向件的附近的自动接线位置与退避位置之间移动；

第一、第二线切断用电极，分别设在该自动接线管的入口侧和出口侧；以及

拾取单元，设在所述第二线切断用电极的下方，并在切断线电极时夹紧该线电极，

所述电火花线切割机的特征在于，

所述电火花线切割机还具备制动机构，该制动机构限制所述自动接线管的移动，以使得在切断所述线电极时所述自动接线管的喷嘴的前端位于所述第二线切断用电极与所述拾取单元之间。

2.如权利要求1所述的具备线电极切断机构的电火花线切割机，其特征在于，

所述制动机构在安装有所述自动接线管的安装底座上设有缺口部，并且包括能够相对于该缺口部接近及退避移动的缸机构。

3.如权利要求2所述的具备线电极切断机构的电火花线切割机，其特征在于，

所述缸机构由水压或油压驱动。

4.如权利要求2所述的具备线电极切断机构的电火花线切割机，其特征在于，

所述缸机构由伺服马达驱动。

5.如权利要求1所述的具备线电极切断机构的电火花线切割机，其特征在于，

所述制动机构是设在机器人上的手部，用该手部把持所述自动接线管。

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