CN109834348A - 线放电加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线放电加工装置，具备：加工槽、下侧线引导件单元、下臂、方向转换滑轮、卷取辊、及搬送装置。搬送装置包含：高压喷流产生装置与吸引装置。高压喷流产生装置在下臂的前端侧设置在方向转换滑轮与卷取辊之间，朝卷取辊的方向喷出高压喷流，一面仅通过高压喷流的束缚力来引导线电极，一面使线电极乘着高压喷流朝卷取辊的方向飞奔来输送。吸引装置设置在卷取辊的出口侧，吸引并捕捉通过高压喷流来输送的线电极的前端。

Description

线放电加工装置

技术领域

本发明涉及一种线放电加工装置，具备在自动接线时将线电极(wire electrode)送出至卷取辊为止的搬送装置。

背景技术

通用的线放电加工装置以如下方式构成：线电极被从卷线筒中抽出并环绕张力辊，穿过上侧线引导件与下侧线引导件后，卷取在卷取辊上。线电极由于表面因放电而消耗，因此，在加工过程中，以规定的张力架设在上下线引导件间，并且经常以未使用的表面位于加工间隙中的方式，以固定的速度行走。

已知有一种线放电加工装置，具备：将线电极自动架设在上侧线引导件与下侧线引导件之间的自动接线装置。自动接线装置利用送出辊朝上侧线引导件送出线电极，在上侧线引导件及下侧线引导件中依次插通，通过设置在下臂的搬送装置来引导至加工槽的外侧为止后，使卷取辊捕捉线电极的前端(tip)。搬送装置中的搬送线电极的方法，主要有带式输送机方式、与致动器方式。

专利文献1公开了线放电加工装置，具备：典型的带式输送机方式的搬送装置。带式输送机方式的搬送装置中，由于一对环形带夹入线电极而直接移动，因此，在搬送直径为0.2mmφ以上的比较大的线电极时有利。但是，装置整体因带式输送机而变大。另外，当为搬送直径比较小的线电极，特别是被称为极细线(extra-fine wire)的直径未满0.1mmφ的线电极时，施加至线电极中的负荷变大，引起线电极的断线、缠绕(twinning)、脱线，而使自动接线的成功率下降。

专利文献2或专利文献3公开了线放电加工装置，具备：典型的致动器方式的搬送装置。致动器方式的搬送装置使导管中充满高压水流并与线电极一同进行吸引，一面引导线电极一面利用送出辊送出来搬送线电极，因此，在搬送直径比较小的线电极时优异。但是，对于材质为高刚性且容易产生卷曲(curled)的线电极，特别是对直径大的线电极而言，由高压水流所形成的束缚力有点不足，在细的导管中容易卡住并弯曲，而不适合。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开平1-140924号公报

专利文献2：日本专利特开平1-135426号公报

专利文献3：日本专利特开平5-92322号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

虽然长时间谋求自动接线所需的时间的缩短，但至少现有的方式的搬送装置中的时间的缩短大概已到达极限。另外，在带式输送机方式的情况下，环形带会消耗。在致动器方式的情况下，导管损耗且导管的内表面会粗面化、或包含线电极粉的粉尘堆积在导管中而造成堵塞(clogged)。因此，不论在带式输送机方式中，还是在致动器方式中，搬送能力均在比较短的期间内下降。而且，一旦线电极的搬送失败，则无法简单地从搬送装置中去除线电极，修复作业需要劳力与时间。

鉴于所述课题，本发明的主要目的在于，提供一种线放电加工装置，具备可进一步缩短搬送时间的新的搬送装置。在具体的实施方式的说明中，随时详细地表示，通过本发明的线放电加工装置而获得的几个优点。

[解决问题的技术手段]

根据本发明，提供一种线放电加工装置，具备：加工槽，收容被加工物；下侧线引导件单元，引导线电极；下臂，以前端位于所述加工槽的内侧的方式设置，并在所述前端支撑所述下侧线引导件单元；方向转换滑轮，设置在所述下侧线引导件单元的正下方；卷取辊，设置在所述加工槽的外侧；以及搬送装置，将所述线电极送出至所述卷取辊为止；其中，所述搬送装置包括：高压喷流产生装置，在所述下臂的前端侧设置在所述方向转换滑轮与所述卷取辊之间，朝所述卷取辊的方向喷出高压喷流，一面仅通过所述高压喷流的束缚力来引导所述线电极，一面使所述线电极乘着所述高压喷流朝所述卷取辊的方向飞奔来输送；以及吸引装置，设置在所述卷取辊的出口侧，吸引并捕捉通过所述高压喷流来输送的所述线电极的前端(tip)。

[发明的效果]

根据本发明，使线电极乘着高压喷流飞奔，而一口气地在从下臂的前端至下臂的后端为止之间移动，因此，可相当缩短搬送时间。另外，由于不具有环形带或导管，因此，搬送装置难以劣化，可长时间维持搬送能力。而且，当线电极的搬送万一失败时，在高压喷流产生装置与吸引装置之间也不存在障碍物，因此，可简单地去除线电极，容易进行修复作业。其结果是，可不使自动接线的成功率下降，而缩短自动接线所需的时间，并且提升作业效率。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的线放电加工装置的整体的构成的图。

图2是示意性地表示本发明的线放电加工装置的搬送装置的图。

具体实施方式

图1表示本发明的线放电加工装置的整体的概况。图1为了以一面来表示线电极WE的整个行走路径，而以从机械主机的正面观察的状态表示线电极WE的供给侧(supply-side)，以从机械主机的左侧面观察的状态表示线电极WE的收集侧(collecting-side)。另外，在图1中，需要注意的是，为了便于理解多个构成构件，多个构成构件的相对的尺寸与位置关系和实物不同。

首先，对图1中所示的实施方式的线放电加工装置的整体的构成进行说明。实施方式的线放电加工装置至少具有：行走装置1、自动接线装置2、线引导件单元3(wire guideunit)、未图示的控制装置、电源装置、以及相对移动装置。将设置有行走装置1、自动接线装置2、线引导件单元3及相对移动装置的部位称为所述机械主机。

行走装置1将加工中未使用的线电极WE，供给至形成在线电极WE与被加工物WP之间的加工间隙GP中，并收集供于加工的使用完的线电极WE。行走装置1包含：供给装置11、张力装置12、搬送装置13、及收集装置14(collecting device)而成。将包括从供给装置11经由张力装置12与自动接线装置2至上侧线引导件单元3A为止设为线电极WE的供给侧1A，将包括从下侧线引导件单元3B经由搬送装置13至收集装置14为止设为线电极WE的收集侧1B。

自动接线装置2自动地架设线电极WE。实施方式的线放电加工装置的自动接线装置2包含：送出辊2A、导管2B、及切割器2C而成。送出辊2A通过送出马达2M而旋转，并送出线电极WE。导管2B将线电极WE的前端(tip)引导至上侧线引导件单元3A为止。切割器2C将线电极WE切断。例如，可将切割器2C替换成：如将线电极熔化的加热辊那样的其他切断线电极WE的部件。

线引导件单元3包含：上侧线引导件单元3A与下侧线引导件单元3B。上侧线引导件单元3A是包含：对线电极WE进行定位并引导的线引导件本体30A、对线电极WE进行供电的通电体30B、及朝所述加工间隙GP中供给加工液喷流的加工液喷流喷嘴30C作为一体的组件。下侧线引导件单元3B也同样是包含未图示的线引导件本体、通电体、及加工液喷流喷嘴作为一体的组件。

省略图示的控制装置，控制线放电加工装置的动作。控制装置与行走装置1、自动接线装置2、加工电源装置、或相对移动装置之间，分别通过一个以上的信号线来连接，并使这些装置执行事先决定的顺序动作。控制装置包含数值控制装置(numerical controldevice)，所述数值控制装置使行走装置1、自动接线装置2、加工电源装置、及相对移动装置按照数控程序(numerical control program，NC program)来执行特定的动作，并可选择地(optionally)控制线放电加工装置的整体的动作，来实施所期望的加工。

加工电源装置朝加工间隙GP中连续地供给具有所期望的波形与峰值电流值的放电电流脉冲。相对移动装置使线电极WE与被加工物WP在水平双轴方向上相对移动。相对移动装置包含：相对于线电极WE与被加工物WP倾斜的锥形装置。

加工槽4收容被加工物WP及加工液。当通过以使被加工物WP暴露在空气中的状态，朝加工间隙GP中喷射供给加工液喷流的“喷洒方式”来进行加工时，槽壁防止加工液的飞散。当通过使被加工物WP浸渍在加工液中的“浸渍方式”来进行加工时，槽壁防止加工液的漏出。

下臂5支撑下侧线引导件单元3B。将线电极WE的行走路径的上游侧的下臂5的一端设定为前端，将线电极WE的行走路径的下游侧的下臂5的另一端设定为后端。在实施方式的线放电加工装置中，下臂5设置成在机体主机的前面侧倾斜、并越过加工槽4的槽壁，以致于可将下臂5的前端配置在加工槽4中。下臂5可贯穿加工槽4的槽壁而水平地设置。但是，使下臂5越过槽壁而倾斜地设置，就无需在加工槽4的槽壁与下臂5之间设置密封件的观点而言，是有利的。

下臂5的后端在加工槽4的外侧固定在机械构造物上。具体而言，在实施方式的线放电加工装置中，下臂5与收集装置14的安装有卷取辊14A的收集单元(collecting unit)一同固定在柱体6上。下臂5的前端以位于加工槽4的内侧的方式设置。下臂5在前端支撑下侧线引导件单元3B及方向转换滑轮10。

方向转换滑轮10可旋转地安装在导块20中的下侧线引导件单元3B的正下方，所述导块20固定在下臂5的前端来设置。方向转换滑轮10将在相对于被加工物WP的设置面垂直的方向上行走的线电极WE的前进方向，变向成卷取辊14A的方向。

继而，对实施方式的行走装置1进行更具体的说明。行走装置1的供给装置11将线电极WE供给至加工间隙GP中。供给装置11包含：卷轴11A、卷线筒11B、伺服滑轮11F、及制动器11M(brake)。卷线筒11B是将规定长度的线电极WE卷绕在轴心上来储存的可更换的消耗品。卷线筒11B装填在卷轴11A上来进行旋转。

卷轴11A对照张力装置12从卷线筒11B中连续地抽出线电极WE的速度进行旋转。制动器11M例如为力矩马达或粉末离合器(powder clutch)。制动器11M与卷轴11A的旋转轴直接连结来设置，在卷轴11A可旋转的范围内，相对于卷轴11A的旋转方向朝相反方向施加负荷，由此阻止卷线筒11B的空转。伺服滑轮11F通过自重，对照线电极WE的张力的变动而上下地移动，并吸收从卷线筒11B供给的行走的线电极WE的振动。

张力装置12从卷线筒11B中抽出线电极WE并依次送出至加工间隙GP中。另外，张力装置12对在与收集装置14之间被供给至加工间隙GP中的线电极WE赋予规定的张力。张力装置12包含：驱动辊12A、从动辊12B、夹送辊12C、及伺服马达12M。应变仪12T(strain gauge)为张力检测器。限位开关12L(limit switch)为断线检测器。

驱动辊12A兼作从卷线筒11B中抽出线电极WE并送出至加工间隙GP中的送出辊、及对线电极WE赋予规定的张力的张力辊。线电极WE以通过从动辊12B与夹送辊12C而在驱动辊12A的外周绕道的方式卷绕。驱动辊12A通过伺服马达12M来进行旋转。控制装置根据由应变仪12T所检测的张力来控制伺服马达12M的旋转速度，而将张力维持成固定。

搬送装置13将通过方向转换滑轮10而变向成卷取辊14A的方向的使用完的线电极WE，导出至加工槽4的外侧。搬送装置13包含：高压喷流产生装置13A、及吸引装置13B。高压喷流产生装置13A在下臂5的前端侧设置在方向转换滑轮10与卷取辊14A之间。吸引装置13B设置在卷取辊14A的送出侧(exit side)。在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间的线电极WE的行走路径上，即搬送路径上，不存在成为在空中飞行的线电极WE的障碍的物体。

高压喷流产生装置13A越过卷取辊14A而朝吸引装置13B的方向喷出供给高压喷流。高压喷流的液体的种类基本上未限定，也可以是水。为了不会因高压喷流与加工液进行混合而对加工直接造成影响，高压喷流的液体理想的是用于加工的加工液。由高压喷流所产生的液柱JA，在高压喷流产生装置13A的开口与吸引装置13B之间，犹如架桥那样连接。

高压喷流产生装置13A在与吸引装置13B之间连接有高压喷流的液柱JA的状态下，一面仅通过高压喷流的束缚力来引导线电极WE，一面使线电极WE乘着高压喷流朝卷取辊14A的方向飞奔。吸引装置13B吸引并捕捉通过高压喷流所送来的线电极WE的前端。

在本实施方式中，高压喷流产生装置13A具体为喷射嘴。高压喷流产生装置13A可以是以下的其他部件：可在将线电极WE束缚在液柱JA中的状态下喷出供给高压喷流，且可与所述喷射嘴进行替换。另外，在本实施方式中，吸引装置13B具体为吸引器。吸引装置13B可以是以下的其他部件：可从前方同时吸引高压喷流的液体与线电极WE并朝后方吐出，且可与所述吸引器进行替换。再者，当吸引装置13B为吸引器时，从吸引器的侧面的供给口供给规定压力的液体，由此产生用以吸引线电极WE的吸引力。优选的是，被供给至吸引器中的液体为加工液。

实施方式的线放电加工装置，在下侧线引导件单元3B与方向转换滑轮10之间，具备高压喷流产生装置13C。尤其，在图1中所示的线放电加工装置中，高压喷流产生装置13C将穿过下侧线引导件单元3B的线电极WE引导至方向转换滑轮10与导块20之间的槽形状的路径上，帮助线电极WE从方向转换滑轮10朝高压喷流产生装置13A的方向前进。在本实施方式中，高压喷流产生装置13C具体为喷射嘴。高压喷流产生装置13C可以是以下的其他部件：可通过高压喷流而将线电极WE引导至方向转换滑轮10与导块20之间的槽形状的路径上，且可与所述喷射嘴进行替换。

收集装置14收集使用完的线电极WE。另外，收集装置14使线电极WE以恒定速度行走。收集装置14可将使用完的线电极WE与高压喷流的液体分离来收集。收集装置14包含：所述卷取辊14A、卷取马达14M、及桶14R(bucket)而成。

卷取辊14A包含：通过卷取马达14M而自转的驱动辊14A1、及通过此驱动辊14A1而旋转的从动辊14A2的这一对辊。卷取辊14A将线电极WE夹入一对辊间，并使线电极WE以固定的行走速度行走。卷取辊14A的一对辊可朝相互分离的方向移动，可对线电极WE解除束缚，并且打开线电极WE的行走路径。

使驱动辊14A1旋转的卷取马达14M，维持比张力装置12的伺服马达12M的旋转速度快的规定的旋转速度。通过在张力装置12的驱动辊12A与卷取辊14A之间产生速度差，一面使线电极WE以事先决定的行走速度行走，一面对线电极WE赋予对应于驱动辊12A与卷取辊14A的速度差的大小的张力。

收集装置14的桶14R是收集线电极WE的收集箱(collecting box)。在桶14R中，例如设置有如金属丝网那样的控水板14C，因此，可使与线电极WE一同从吸引装置13B中排出的高压喷流的液体从线电极WE中分离来收集。当线电极WE在收集之前被细小地切断时，可将控水板14C更换成细孔的过滤器。

继而，一面适宜引用图1，一面使用图2对实施方式的线放电加工装置的自动接线时的动作进行具体说明。图2表示图1中所示的线放电加工装置的搬送装置13。图2的右手的方向是机械主机的前面侧。图1表示线电极WE刚进行接线后的状态。图2表示在形成在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间的由高压喷流所产生的液柱JA中，线电极WE朝吸引装置13B飞奔的途中的状态。

在即将开始自动接线前，线电极WE的前端位于至少比图1中所示的自动接线装置2的送出辊2A更靠近加工间隙GP侧。另外，收集装置14的卷取辊14A的一对辊打开，处于在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间的线电极WE的行走路径中无障碍的状态。

在导管2B配置在规定的高度位置上的状态下，控制装置朝自动接线装置2的导管2B中供给高压水流，直到自动接线开始为止，并且使搬送装置13的高压喷流产生装置13A、吸引装置13B、及高压喷流产生装置13C工作。若高压喷流产生装置13A与吸引装置13B工作，则从高压喷流产生装置13A朝吸引装置13B喷出的高压喷流被吸引装置13B吸引，在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间如架桥那样形成液柱JA。

伴随自动接线的开始，控制装置使自动接线装置2的送出辊2A以规定的旋转速度旋转。若线电极WE的前端已插入至导管2B中，则控制装置使导管2B以与线电极WE的移动速度相同的速度下降。由于导管2B中充满高压水流，因此，前端向下的线电极WE不会卡在导管2B的内壁上，一面被导管2B引导，一面到达上侧线引导件单元3A上。

控制装置从上侧线引导件单元3A供给加工液喷流，并在上侧线引导件单元3A及下侧线引导件单元3B间，形成由加工液喷流所产生的液柱JB。通过送出辊2A而朝下方移动的线电极WE的前端，一面被液柱JB束缚一面到达下侧线引导件单元3B上。

穿过下侧线引导件单元3B的线电极WE，不脱离通过从高压喷流产生装置13C中喷出供给的高压喷流而形成在导块20中的行走路径，并到达形成在方向转换滑轮10与导块20之间的槽形状的行走路径上。作为空转辊(idling roller)的方向转换滑轮10与高压喷流产生装置13C的高压喷流协动，来将线电极WE引导至高压喷流产生装置13A为止。

若线电极WE的前端到达高压喷流产生装置13A上，则控制装置提高送出马达2M的旋转速度，来使送出辊2A高速旋转。线电极WE乘着通过高压喷流产生装置13A而形成在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间的高压喷流的液柱JA，一口气到达吸引装置13B上。捕捉到线电极WE的前端的吸引装置13B，直接吸引线电极WE并朝桶14R的方向送出。

当通过未图示的传感器而检测到线电极WE的前端到达桶14R为止时，控制装置使高压喷流产生装置13A与高压喷流产生装置13C停止，并且将已打开的卷取辊14A的一对辊闭合来夹持线电极WE。再者，接线完成后，使高压喷流产生装置13A停止，但关于吸引装置13B，可以使其停止，或当线电极WE的直径小时，也可以仍然使其运转。

实施方式的线放电加工装置在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间的至少加工槽4中设置有盖子7，所述盖子7以不使从高压喷流产生装置13A中喷出供给的高压喷流及通过此高压喷流来输送的线电极WE与储存在加工槽4中的加工液接触的方式，进行密闭并覆盖。在图2中所示的实施方式的线放电加工装置中，盖子7的一端以阻止加工液的侵入的方式密接并固定在导块20上，另一端固定在加工槽4的外侧的柱体6(如图1所示)的壁面上。或者，盖子7例如可固定在下臂5的侧面上。

即便在高压喷流产生装置13A与吸引装置13B之间线电极WE的行走路径处于加工液中，盖子7也可以使线电极WE乘着高压喷流一口气飞奔来进行接线。根据具备盖子7的实施方式的线放电加工装置，每当进行自动接线时，无需从加工槽4中排出加工液，因此，可缩短自动接线的作业步骤整体所需的时间。

即便在不将被加工物WP浸渍在加工液中来进行加工的情况下，为了防止高压喷流的飞散，也可以设置盖子7。此时，在盖子7的外侧无加工液，因此，无需将盖子7密闭来变成液密。

本发明无需与以上所说明的实施方式的线放电加工装置的构成相同，虽然已公开了几个例子，但可在不脱离本发明所附的权利要求的范围内进行变形、或替换构件、或与其他发明进行组合。

Claims (7)

1.一种线放电加工装置，其特征在于，包括：

加工槽，收容被加工物；

下侧线引导件单元，引导线电极；

下臂，以前端位于所述加工槽的内侧的方式设置，并在所述前端支撑所述下侧线引导件单元；

方向转换滑轮，设置在所述下侧线引导件单元的正下方；

卷取辊，设置在所述加工槽的外侧；以及

搬送装置，将所述线电极送出至所述卷取辊为止；

其中，所述搬送装置包括：

高压喷流产生装置，在所述下臂的前端侧设置在所述方向转换滑轮与所述卷取辊之间，朝所述卷取辊的方向喷出高压喷流，一面仅通过所述高压喷流的束缚力来引导所述线电极，一面使所述线电极乘着所述高压喷流朝所述卷取辊的方向飞奔来输送；以及

吸引装置，设置在所述卷取辊的出口侧，吸引并捕捉通过所述高压喷流来输送的所述线电极的前端。

2.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，所述高压喷流产生装置为喷射嘴。

3.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，所述吸引装置为吸引器。

4.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，所述下臂固定在机械构造物上。

5.根据权利要求4所述的线放电加工装置，其特征在于，所述下臂的后端固定在柱体上。

6.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，所述下臂越过所述加工槽的槽壁而倾斜地配置。

7.根据权利要求1所述的线放电加工装置，其特征在于，还包括：

盖子，

在所述高压喷流产生装置与所述吸引装置之间的至少所述加工槽中，所述盖子覆盖所述高压喷流及通过所述高压喷流来输送的所述线电极。