CN107530807A - 线放电加工装置及初始孔加工方法 - Google Patents

Abstract

线放电加工装置(100)具有：线轴(2)，其卷绕线电极(1)；笔直处理部(6)，其对从线轴送出的线电极进行笔直处理；加工电源(7)，其在线电极与工件(10)之间，经由设置于与工件相比的上方而与线电极接触的供电件(71)施加电压；控制部(20)，其对笔直处理部及加工电源进行控制，以使得在经过笔直处理后的线电极与工件之间施加电压，执行放电加工，在工件形成初始孔(11)。

Description

线放电加工装置及初始孔加工方法

技术领域

本发明涉及对用于使线电极穿过的初始孔进行加工的线放电加工装置及初始孔加工方法。

背景技术

已实现一种线电极的自动接线功能，即，通过对由于卷绕于线轴而产生的线电极的弯曲进行笔直处理，从而如果已形成初始孔，则即使对大于或等于100mm的厚的被加工物也能够自动地对线进行接线，开始放电加工。然而，需要在被加工物事先实施初始孔的加工，因此需要在通过专用机进行的初始孔的加工后将被加工物设置于线放电加工机，或在线放电加工机搭载初始孔加工用的专用单元。不论哪一种都需要再处理，因此未能实现全自动的初始孔的加工。

专利文献1：日本特开平2-145215号公报

发明内容

例如，专利文献1是关于线电极的自动接线功能的技术，存在关于对线电极进行笔直处理的记载，但其是用于在已形成的初始孔穿过线电极的技术，不存在关于初始孔的加工的记载。

本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于得到一种能够使用从线轴以弯曲状态送出的线电极对初始孔进行加工的线放电加工装置。

为了解决上述课题，达成目的，本发明的特征在于，具有：线轴，其卷绕线电极；笔直处理部，其对从线轴送出的线电极进行笔直处理；以及加工电源，其在线电极与工件之间，经由设置于与工件相比的上方而与线电极接触的供电件施加电压。本发明的特征在于，还具有控制部，该控制部对笔直处理部及加工电源进行控制，以使得在经过笔直处理后的线电极与工件之间施加电压，执行放电加工，在工件形成初始孔。

发明的效果

本发明涉及的线放电加工装置取得下述效果，即，能够使用从线轴以弯曲状态送出的线电极对初始孔进行加工。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1涉及的线放电加工装置的结构的图。

图2是表示实施方式1涉及的多次笔直处理的流程的流程图。

图3是表示本发明的实施方式2涉及的线放电加工装置的结构的图。

图4是表示在实施方式2涉及的线放电加工装置中，线电极的前端与工件相对而加工的情况的放大图。

图5是表示本发明的实施方式3涉及的线放电加工装置的结构的图。

图6是表示本发明的实施方式4涉及的线放电加工装置的结构的图。

图7是表示本发明的实施方式5涉及的线放电加工装置的结构的图。

图8是对实施方式5涉及的线放电加工装置的动作进行说明的流程图。

图9是表示实施方式5涉及的下部喷嘴的移动路径的例子的图。

图10是表示实施方式5涉及的下部喷嘴的移动路径的例子的图。

图11是表示实施方式5涉及的下部喷嘴的移动路径的例子的图。

图12是表示实施方式5涉及的下部喷嘴的移动路径的例子的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式涉及的线放电加工装置及初始孔加工方法详细地进行说明。此外，本发明不限定于这些实施方式。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1涉及的线放电加工装置100的结构的图。线放电加工装置100具有：线电极1，其成为放电电极；线轴2，其卷绕线电极1而供给线电极1；线进给辊3，其配置于线电极1行进的路径上；线进给电动机4，其驱动线进给辊3；编码器5，其对线进给电动机4的旋转角度进行检测；笔直处理电源6，其是使上通电件61及下通电件62与线电极1接触而进行笔直处理的笔直处理部；以及加工电源7，其经由与线电极1接触的供电件71在线电极1及线电极1的被加工物即工件10之间施加用于放电加工的电压。线进给辊3通过线进给电动机4而在旋转方向动作，将线电极1向工件10的方向送出。加工电源7经由供电件71向线电极1及工件10供给放电加工脉冲。供电件71设置于工件10的上方。在这里，笔直处理电源6通过经由上通电件61及下通电件62在线电极1流过电流使其发热，即进行退火，从而在线电极1进行笔直处理。但是，通过笔直处理部进行的笔直处理的方法不限定于通电加热，也可以是通过加热器供给热量的方法。

另外，线放电加工装置100具有控制部20，其对线轴2、线进给电动机4、笔直处理电源6及加工电源7进行控制。控制部20是数控装置，未进行图示，但对线电极1及工件10的相对位置进行控制而对线放电加工进行控制。

在实施方式1涉及的线放电加工装置100中，控制部20对笔直处理电源6进行控制，以使得对从线轴2送出的线电极1进行笔直处理。并且，控制部20对加工电源7进行控制，以使得在经过笔直处理后的线电极1与工件10之间施加电压，从而执行放电加工，在工件10加工形成初始孔11。由此能够在工件10加工笔直的初始孔11。

并且，在线放电加工装置100中，能够进行多次笔直处理。图2是表示实施方式1涉及的多次笔直处理的流程的流程图。首先，最先通过笔直处理电源6对线电极1进行笔直处理(步骤S11)。将步骤S11中的经过1次笔直处理的线电极1的长度称作“笔直长度”。“笔直长度”是在上通电件61及下通电件62之间被拉长的线电极1的长度，是如300mm这样的值。

在步骤S11之后，从线轴2送出线电极1，执行放电加工(步骤S12)，在工件10加工初始孔11。在步骤S12之后，对线电极1贯穿工件10而初始孔11的加工是否结束进行判定(步骤S13)。在初始孔11的加工已结束的情况下(步骤S13：Yes)，结束加工。

在初始孔11的加工未结束的情况下(步骤S13：No)，通过控制部20对线电极1的“进给距离”是否比“笔直长度”小进行判定(步骤S14)。“进给距离”是在步骤S11的笔直处理之后，从线轴2送出线电极1的距离。控制部20保存有“笔直长度”，控制部20基于将由编码器5检测出的线进给电动机4的旋转角度进行换算所得的值，求出“进给距离”，进行步骤S14的判定。控制部20在判断出线电极1的“进给距离”比“笔直长度”小的情况下(步骤S14：Yes)，返回步骤S12而继续加工。控制部20在判断出线电极1的“进给距离”大于或等于“笔直长度”的情况下(步骤S14：No)，将“进给距离”重置为0，使笔直处理电源6再次进行笔直处理(步骤S11)。由此，对于在加工中使用的线电极1，能够无间隔地进行笔直处理。即，在实施方式1涉及的线放电加工装置100中，通过在与“笔直长度”相应的距离的线电极1送出后再次对线电极1进行笔直处理，从而即使在工件10厚的情况下，也能够加工笔直的初始孔11。

实施方式2.

图3是表示本发明的实施方式2涉及的线放电加工装置101的结构的图。图3的线放电加工装置101是在图1的线放电加工装置100的结构上追加了引导管8的结构，因此省略与图1的线放电加工装置100相同的结构部分的说明。在图3中，引导管8设置于供电件71的下方、且与工件10相比的上方，从供电件71向工件10侧伸长的线电极1能够贯穿引导管8的内侧。未进行图示，但引导管8被限定为仅在上下方向上可动。其中，该结构是引导管8在上下方向能够自由地移动的结构。并且，该结构是贯穿了引导管8的内侧的线电极1的前端与工件10相对的结构。

为了避免引导管8与工件10之间的放电的产生，需要确保引导管8相对于贯穿其内侧的线电极1的绝缘性。具体地说，引导管8整体可以通过没有电气导电性的陶瓷制的材料构成，也可以通过其他的没有电气导电性的材料构成。另外，如果能够通过利用绝缘材料对内侧进行涂敷等方法在引导管8的和线电极1接触的部分与线电极1之间确保绝缘性，则引导管8自身也可以是具有电气导电性的材料。

图4是表示在实施方式2涉及的线放电加工装置101中，线电极1的前端与工件10相对而加工的情况的放大图。如图4所示，一边由引导管8引导一边被送出的线电极1，其前端以从引导管8飞出的状态与工件10相对，在该状态下实施放电加工。从引导管8飞出的线电极1的前端由于加工时流过的加工液的流动及由放电加工产生的爆发力等原因而振动。

由于线电极1的前端的振动，会在工件10加工出直径比线电极1的直径粗的加工孔12，引导管8下降至加工孔12中。不存在将引导管8向下方向送出的驱动机构，引导管8由于基于自重的重力而向下方向移动。引导管8下降至加工孔12，但由于加工孔12被放电加工进一步切削，因此引导管8进一步下降。如果线电极1的前端振动，加工孔12的直径变得比引导管8的外径大，则引导管8下降，因此能够加工出直径比引导管8的直径大0.01mm至0.1mm左右的直径均等的加工孔12。并且，如果线电极1贯穿工件10，则实现笔直的初始孔11的加工。

这样，根据实施方式2涉及的线放电加工装置101，一边通过引导管8引导一边将线电极1向工件10送出而加工，因此即使对板厚度大的被加工物也能够加工笔直的初始孔11。另外，设为在引导管8与被加工物之间确保绝缘性而不产生放电的结构，因此引导管8不会因放电而消耗。因此，能够削减引导管8的更换频度。

实施方式3.

图5是表示本发明的实施方式3涉及的线放电加工装置102的结构的图。图5的线放电加工装置102是在图3的线放电加工装置101的结构上追加了加工液供给泵31、接头32、引导管驱动部33的结构，因此在图5中，以追加部分为中心示出了线放电加工装置102的一部分，其中，加工液供给泵31供给加工液35，接头32使供给的加工液35向引导管8的内侧流入，引导管驱动部33将引导管8及接头32向下方推出。省略与图3的线放电加工装置101相同的结构部分的说明。在线放电加工装置102中，放电加工时在线电极1与工件10之间流过加工液35。引导管驱动部33由控制部20控制，通过电动机等的动力运行。

加工液供给泵31与接头32通过使加工液35流动的软管36连接。加工液供给泵31吸出加工液箱34内的加工液35，经由设置于引导管8的上部的接头32，向引导管8的内侧供给加工液35。接头32是在线电极1贯穿引导管8的内侧的状态下，能够在引导管8的内侧流过加工液35的结构。加工液35流过引导管8的内侧与线电极1之间，流向线电极1的前端与工件10之间。并且，在工件10形成有加工孔12的状况下，在加工孔12插入有引导管8的前端，因此加工液35在引导管8的侧面与加工孔12的侧面之间向上方流动，将在放电加工时产生的加工碎屑37向加工孔12的外部排出。根据实施方式3涉及的线放电加工装置102，通过加工液35的流动能够高效地将加工碎屑37从加工孔12排出至外部，因此能够提高初始孔11的加工速度。

在这里，为了防止流过加工液35时的引导管8的翘起，引导管驱动部33需要将引导管8向下方挤压。然而，如果通过过强的力挤压，则引导管8的前端与加工孔12的底部接触，变得不能确保加工液35的流路。因此，引导管驱动部33通过小于或等于一定推力的推力将引导管8及接头32向下方推出。

具体地说，考虑(供给至引导管8的内侧的加工液35的压力)与(引导管8的外径的面积)之积是由于加工液35的压力而使引导管8受到的向上方的反作用力。因此，如果通过大于或等于(供给至引导管8的内侧的加工液35的压力)与(引导管8的外径的面积)之积的推力挤压引导管8，则有可能引导管8的前端与加工孔12的底部接触，变得不能确保加工液35的流路。因此，在流过加工液35的放电加工时，由控制部20进行控制，以使得通过比(供给至引导管8的内侧的加工液35的压力)与(引导管8的外径的面积)之积小的推力，由引导管驱动部33将引导管8向下方挤压。

此外，只要满足将引导管8向下方挤压的推力变得比(供给至引导管8的内侧的加工液35的压力)与(引导管8的外径的面积)之积小的条件，则也可以不设置像图5的引导管驱动部33一样的机构，而设为下述结构，即，通过在引导管8附加配重或通过引导管8的自重而利用重力将引导管8向下方挤压。

根据线放电加工装置102，通过使将引导管8向下方挤压的推力维持在适当的值，从而能够通过加工液35的压力而确保在引导管8的下部前端与工件10之间成为加工液35的流路的间隙，因此能够将加工碎屑37高效地从加工孔12排出至外部，因此能够提高初始孔11的加工速度。

实施方式4.

图6是表示本发明的实施方式4涉及的线放电加工装置103的结构的图。图6的线放电加工装置103是在图5的线放电加工装置102的结构上追加了对引导管8的上下方向的位置进行检测的位置检测部40的结构，因此在图6中，以追加部分为中心示出了线放电加工装置103的一部分。省略与图5的线放电加工装置102相同的结构部分的说明。将位置检测部40的测定值发送至控制部20。

位置检测部40具有设置于接头32而上下移动的传感头41及被固定的刻度42，能够对引导管8的上下方向的位置进行测定。刻度42的固定部在图6中省略。另外，位置检测部40的结构也可以与图6不同而具有下述机构，即，引导管驱动部33通过带有编码器的电动机进行移动，对引导管8的上下方向的位置进行测定。

根据实施方式4涉及的线放电加工装置103，随着放电加工进行，引导管8不断下降，因此通过由位置检测部40对引导管8的上下方向的位置进行测定，从而控制部20能够把握初始孔加工的进展状况。并且，控制部20基于位置检测部40的测定值，在判断出引导管8的从加工开始算起的进给距离成为大于或等于工件的厚度13的距离时，结束放电加工。即，控制部20基于引导管8的进给距离，对引导管8贯穿工件10而初始孔11的加工结束进行检测。由此，能够防止在初始孔11的加工结束后，还加工至线放电加工装置103的其他部位这样的多余的放电加工。

这样，根据实施方式4涉及的线放电加工装置103，能够直接地对初始孔11的加工中的加工的深度进行测定，因此能够不影响线电极1的消耗而高精度地对初始孔11的加工完成进行检测。

实施方式5.

图7是表示本发明的实施方式5涉及的线放电加工装置104的结构的图。图7的线放电加工装置104在图1的线放电加工装置100的结构上追加接触检测部9，控制部20能够使包含下部喷嘴82在内的下部臂90移动。在图7中记载了追加于图1的部分和实施方式5的说明所需的部分，省略图1的记载的一部分。下面，省略与图1的线放电加工装置100相同的结构部分的说明。

线放电加工装置104，具有：接触检测部9，其对线电极1与工件10的接触进行检测；上部喷嘴81，其使线电极1及加工液从内侧穿过；下部臂90，其具有设置于工件10下方而对线电极1进行吸引的下部喷嘴82；下部辊51，其设置于下部臂90之中，对线电极1的方向进行改变；回收辊52、53，它们对线电极1进行回收；以及回收电动机54，其对回收辊52进行驱动。接触检测部9具有对线电极1与工件10的电气的接触状态进行检测的功能，与控制部20连接。接触检测部9的具体例子是一端与供电件71连接，另一端与工件10连接的电压计。控制部20能够基于从接触检测部9发送来的电压值，对线电极1与工件10的电气的接触状态进行检测。在下部臂90具有用于下部喷嘴82对线电极1进行吸引的未图示的吸引机构。回收电动机54及吸引机构也由控制部20进行控制。

通过图7的虚线示出线电极1经由初始孔11贯穿了工件10时的吸引前的线电极1’。即使在初始孔11因加工时的某种原因而未垂直地形成，而是如图7所示具有倾斜度而形成的情况下，也能够通过在下部喷嘴82侧对线电极1’的先端进行吸引，从而实现线电极1的接线。然而，在该情况下，在接线完成后，如果在线电极1施加张力，则有时线电极1与工件10电气的接触。放电加工适当地保持线电极1与工件10之间的距离是重要的，在电气的接触的状态下电流流过但不产生放电，因此不能进行放电加工。因此，实施方式5涉及的线放电加工装置104通过下面的流程解决该问题。

图8是对实施方式5涉及的线放电加工装置104的动作进行说明的流程图。图8是在实施方式1至4中说明了的初始孔11的加工结束后的动作。因此，在图7中，在上部喷嘴81与工件10之间也可以设置有引导管8。

首先，使下部喷嘴82经由初始孔11对线电极1进行吸引而接线(步骤S21)。在线电极1’被下部喷嘴82吸引的时刻，施加向线电极1的张力(步骤S22)。之后，控制部20在加工电源7向线电极1及工件10施加有电压的状态下，基于接触检测部9测定出的电压值对线电极1是否与工件10电气地接触进行检测(步骤S23)。在电气地接触的情况下(步骤S23：Yes)，通过相对于工件10移动下部臂90，从而以如下面说明所述的路径移动下部喷嘴82(步骤S24)。通过步骤S24，线电极1与工件10变得不电气地接触，如果检测出电气地非接触的位置(步骤S23：No)，则结束处理。即，控制部20使下部喷嘴82移动，直至检测不出电气的接触为止。此外，在步骤S24中说明的是移动下部喷嘴82，但也可以将下述驱动轴向相反方向移动相同的距离，所述驱动轴是：同时移动上部喷嘴81及下部喷嘴82的驱动轴；以及相对于下部喷嘴82移动上部喷嘴81的驱动轴。即，只要能够相对于工件10相对地移动下部喷嘴82即可。

在图9至12中示出步骤S24中的下部喷嘴82的移动路径的例子。图9至图12是表示实施方式5涉及的下部喷嘴82的移动路径的例子的图。图9是将下部喷嘴82从当前的位置起一边增加半径一边旋涡状地旋转的移动路径。图10是改变角度而顺序执行将下部喷嘴82从当前的位置放射状地远离并返回的移动的移动路径。图11是将下部喷嘴82以固定半径的圆状移动，每行进一周就增加半径的移动路径。图12是将下部喷嘴82以边长固定的正方形状移动，每行进一周就增加边长的移动路径。不论选择哪种移动路径，如果在移动路径的中途检测出电气地非接触的位置(步骤S23：No)，则结束处理。

在图8的流程图完成后，在线电极1与工件10不电气地接触的状态下进行放电加工而加工初始孔11，将线电极1修正为垂直的方向。之后，开始作为目的的放电加工即可。

根据实施方式5涉及的线放电加工装置104，在初始孔11的加工完成后对线电极1进行接线时，在检测出线电极1与工件10电气地接触的情况下，相对于工件10相对地移动下部喷嘴82，避免线电极1与工件10的电气的接触。由此，即使在初始孔11弯曲或倾斜的情况下，也能够在线电极1与工件10不电气地接触的状态下施加加工电压，因此能够防止线放电加工时的短路而实现稳定的加工。

以上的实施方式示出的结构表示本发明的内容的一个例子，既能够与其他公知的技术进行组合，也能够在不脱离本发明的主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1、1’线电极，2线轴，3线进给辊，4线进给电动机，5编码器，6笔直处理电源，7加工电源，8引导管，9接触检测部，10工件，11初始孔，12加工孔，13工件的厚度，20控制部，31加工液供给泵，32接头，33引导管驱动部，34加工液箱，35加工液，36软管，37加工碎屑，40位置检测部，41传感头，42刻度，51下部辊，52、53回收辊，54回收电动机，61上通电件，62下通电件，71供电件，81上部喷嘴，82下部喷嘴，90下部臂，100、101、102、103、104线放电加工装置。

Claims (11)

1.一种线放电加工装置，其特征在于，具有：

线轴，其卷绕线电极；

笔直处理部，其对从所述线轴送出的所述线电极进行笔直处理；

加工电源，其在所述线电极与工件之间，经由设置于与所述工件相比的上方而与所述线电极接触的供电件施加电压；以及

控制部，其对所述笔直处理部及所述加工电源进行控制，以使得在经过所述笔直处理后的所述线电极与所述工件之间施加电压，执行放电加工，在所述工件形成初始孔。

2.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，

所述控制部在下述情况下使所述笔直处理部再次进行所述笔直处理，该情况是在所述笔直处理之后所述线电极被送出的距离大于或等于经过1次所述笔直处理的所述线电极的长度。

3.根据权利要求1或2所述的线放电加工装置，其特征在于，

还具有引导管，该引导管设置于与所述供电件相比的下方且与所述工件相比的上方，在上下方向上可动，所述线电极能够贯穿该引导管的与所述线电极确保了绝缘性的内侧。

4.根据权利要求3所述的线放电加工装置，其特征在于，

还具有：

接头，其能够在所述线电极贯穿所述引导管的内侧的状态下，在所述引导管的内侧流过加工液；

加工液供给泵，其经由所述接头，将所述加工液供给至所述引导管的内侧；以及

引导管驱动部，其将所述引导管向下方挤压。

5.根据权利要求4所述的线放电加工装置，其特征在于，

所述控制部进行控制，以使得所述引导管驱动部将所述引导管向下方挤压的推力比供给至所述引导管的内侧的所述加工液的压力与所述引导管的外径的面积之积小。

6.根据权利要求3或4所述的线放电加工装置，其特征在于，

还具有位置检测部，该位置检测部对所述引导管的上下方向的位置进行测定。

7.根据权利要求6所述的线放电加工装置，其特征在于，

所述控制部基于所述位置检测部的测定值，在判断出从所述引导管的加工开始算起的进给距离成为大于或等于所述工件的厚度的距离时，结束放电加工。

8.一种线放电加工装置，其特征在于，具有：

线电极；

加工电源，其在所述线电极与工件之间，经由设置于与所述工件相比的上方而与所述线电极接触的供电件施加电压；

引导管，其设置于与所述供电件相比的下方且与所述工件相比的上方，在上下方向上可动，所述线电极能够贯穿该引导管的与所述线电极确保了绝缘性的内侧；以及

控制部，其对所述加工电源进行控制，以使得在所述线电极与所述工件之间施加电压，执行放电加工，在所述工件形成初始孔。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的线放电加工装置，其特征在于，

还具有：

下部喷嘴，其设置于所述工件的下方，对所述线电极进行吸引；以及

接触检测部，其对所述线电极与所述工件的电气的接触状态进行检测，

在所述初始孔的加工后，在使所述下部喷嘴经由所述初始孔对所述线电极进行吸引而接线并在所述线电极施加张力时，在经由所述接触检测部检测出所述线电极与所述工件的电气的接触时，所述控制部使所述下部喷嘴相对于所述工件相对地移动，直至检测不出电气的接触为止。

10.一种初始孔的加工方法，其特征在于，

包含下述步骤：

对从卷绕线电极的线轴送出的所述线电极进行笔直处理；以及

在经过所述笔直处理后的所述线电极与工件之间施加电压，执行放电加工，在所述工件形成初始孔。

11.根据权利要求10所述的初始孔的加工方法，其特征在于，

在下述情况下再次执行进行所述笔直处理的步骤，该情况是在所述笔直处理之后所述线电极被送出的距离大于或等于经过1次所述笔直处理的所述线电极的长度。