CN1689743A - 电火花线切割机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电火花线切割机，具备：按金属丝供给绕线筒、制动滚轮、金属丝导向器、金属丝卷取装置的顺序进行走丝的走丝系统；在该走丝系统中，在金属丝供给绕线筒和制动滚轮之间降低金属丝的张力的变动的装置。通过在金属丝供给绕线筒和制动滚轮之间设置金属丝张力变动降低装置，有效地抑制由制动滚轮在金属丝供给一侧产生的金属丝的张力变动。

Description

电火花线切割机
技术领域
本发明涉及一种电火花线切割机，特别涉及降低金属丝电极的振动的构成。
背景技术
就电火花线切割机而言，如果金属丝张力变动，金属丝振动的话，加工精度就会降低，加工物的面精度或直线度就会降低。以往，为了控制这种金属丝的振动，要调整电流或电压等的加工条件或设定加工速度，或给与金属丝张力。作为公知的给与金属丝张力方法是通过对走丝系统的滚轮施加摩擦，使滚轮难以转动，来制动滚轮，给与金属丝张力。
在通过对金属丝给与张力来降低金属丝的振动时，由于转动速度变动、或给与滚轮的摩擦力变动，会有金属丝张力波动的问题。为了控制该金属丝张力的变动，在走丝系统上设置张力检测器，来控制金属丝输送速度，该办法已为公知。可是，如使用这种张力检测器，电火花加工机价格就会变得高，另外，还会有由于伴随反馈控制，而不能俊敏地反应金属丝张力的变动的问题。
另外，已经公知的电火花线切割机(参照特开平06-079536号公报)是：在制动滚轮和金属丝导向器之间设置吸收金属丝和加工物之间发生的电火花带来的机械性振动中的金属丝走行方向的金属丝振动的吸收机构。
图7是用于说明具备吸收上述金属丝振动的吸收机构的电火花线切割机的概略的图。该电火花线切割机具有按照金属丝供给绕线筒11、制动滚轮12、定滑轮13、上金属丝导向器14、下金属丝导向器15、卷取滚轮16、以及卷曲绕线筒17的顺序进行金属丝的供给和卷取的走丝系统。而且，在定滑轮13和上金属丝导向器14之间设有振动吸收机构100，通过该振动吸收机构100吸收上金属丝导向器14和下金属丝导向器15之间的电火花带来的振动。
另外，上述专利文献上公开的振动吸收机构100是由：平行地立设并能轴向变位的一对杆；吸收这些杆的机械性振动的一对吸振柱；被轴架在这些杆和杆之间的支撑轴；被支撑在该支撑轴上的动滑轮所组成。金属丝挂在该动滑轮上并被引导。
图7的电火花线切割机除了上述的走丝系统以外，还具备：在金属丝10和加工物30之间施加电压的电压施加部21、在正交2轴(X轴及Y轴)的方向移动加工物30的桌面22、控制部23、以及加工液供给部24等。
图7表示的现有电火花线切割机的走丝系统的振动吸收机构100如图8A所示，设于制动滚轮12和上金属丝导向器14之间，吸收上金属丝导向器14和下金属丝导向器15之间发生的电火花带来的振动。为此有不能充分降低其他原因造成的金属丝张力的变动的问题。
对此，本发明申请的发明者发现：比制动滚轮12更靠金属丝的供给一侧(上游一侧)发生的振动比从上金属丝导向器14和下金属丝导向器15之间发生的电火花带来的振动，更成为金属丝导向器之间的金属丝的张力变动的大的起因。
在比制动滚轮12更靠金属丝供给一侧，如图8B所示，会由于金属丝供给绕线筒11的转动速度变动或制动滚轮12的摩擦变动等，使金属丝的张力发生变动。因为金属丝10是连续的，在比该制动滚轮12更靠金属丝的供给一侧发生的金属丝的张力变动会通过制动滚轮12对上金属丝导向器14和下金属丝导向器15之间的金属丝部分产生影响。
于是，本申请的发明者发现：在比该制动滚轮12更靠金属丝的供给一侧发生的金属丝的张力变动不能由设于制动滚轮12与上金属丝导向器14之间的振动吸收机构100充分地吸收，从而不能充分降低金属丝张力的变动。
在该振动吸收机构100中，由同方向上弹性地施加作用力的弹簧部吸收架设了金属丝的动滑轮的金属丝的走行方向的变动。因此，金属丝张力的变动抑制效果因变动量而变化，因此，有不能得到良好的张力变动抑制的直线性的问题。另外，由于能够抑制的变动幅度受弹簧部的变动量限制，所以有不能抑制大的金属丝的张力变动的问题。
而且，由于张力变动的抑制特性仅依赖于弹簧部的弹性特性，所以，针对不同的金属丝的张力变动幅度有调节张力变动的抑制特性比较困难的问题。
发明内容
于是，本发明的目的在于提供一种有效地抑制制动滚轮在金属丝的供给一侧发生的金属丝的张力变动，并使金属丝的张力变动的直线性变得良好，且能够对应大的张力变动幅度的装置，进一步，还在于能够调节张力变动的抑制特性。
本发明的电火花线切割机具备：按金属丝供给绕线筒、制动滚轮、金属丝导向器、金属丝卷取装置的顺序进行走丝的走丝系统；在该走丝系统中，在金属丝供给绕线筒和制动滚轮之间降低金属丝的张力的变动的装置(金属丝张力变动降低装置)。通过在金属丝供给绕线筒和制动滚轮之间设置金属丝张力变动降低装置，有效地抑制制动滚轮在金属丝供给一侧发生的金属丝的张力变动。
金属丝张力变动降低装置具备：与金属丝接触的滚轮；轴支撑滚轮的轴；以及对轴施加作用力而付与金属丝张力的弹性体。由弹性体施加作用力的轴介由滚轮付与金属丝张力。
轴是被在电火花线切割机主体一侧设置的径向轴承可转动地轴支撑着。轴通过径向轴承相对于电火花线切割机主体能够转动。而且，由于轴被弹性体施加作用力，所以当金属丝的张力上发生变动时，轴转动且使滚轮追随金属丝的变动并总是与金属丝接触，对金属丝总是付与张力。
由于滚轮通过轴支撑的轴而转动，所以轴变位的轨迹成为弧状。由此，金属丝上被付与的张力根据伴随着金属丝的张力变动的弯曲或松弛而直线性良好地变化。
在这里，通过将弹性体作用于轴的作用点设在从滚轮仅离开规定的距离的位置，能够使滚轮付与金属丝的张力增大或减少的变动幅度变大。
另外，将弹性体的一端及另一端安装在轴及电火花加工机上，并且能够变更在至少任意一侧的安装位置。另外，将弹性体作为弹簧部件，在轴及/或电火花线切割机主体一侧设置多个安装位置，将弹簧部件的一端选择地安装在轴及/或电火花线切割机的多个安装位置的任意一个上。
通过变更弹性体作用于轴的作用点，能够调整付与金属丝的张力的大小。
如上所述，由于在金属丝张力的变动的抑制上，付与的张力的直线性良好，且能够调整付与的张力的大小，所以金属丝导向器间的金属丝的张力能够保持一定，并且能够提高加工物的面精度和直线度。
另外，也可以在弹性体上追附加减振器，由此能够提高振动抑制的特性。
本发明的金属丝的张力变动降低装置能够低廉地构成，而且由于物理地直接反应金属丝张力的变动，所以能够出色地应答。
另外，本发明的金属丝张力变动降低装置的设置位置是在制动滚轮和金属丝供给绕线筒之间，所以能够避开现有那样接近金属丝导向器的位置来设置，从而设置及维修都容易。
根据具有以上构成的本发明，能够有效地抑制由制动滚轮在金属丝的供给一侧产生的金属丝的张力变动。另外，能够使金属丝的张力变动的直线性变得良好，并能够对应大的张力变动幅度。另外，还能够调整付与的张力的大小，能够调整张力变动的抑制特性。
附图说明
从参照附图的以下的实施例的说明可以明确本发明的上述及其它的目的及特征。
图1是用以说明本发明的电火花线切割机的走丝系统的图。
图2是表示本发明的电火花线切割机的概略构成。
图3是图2的电火花线切割机具有的金属丝张力变动降低装置的概略构成图。
图4是表示构成图3的金属丝张力变动降低装置的滚轮及轴等要素的图。
图5A及图5B是用于说明通过本发明的金属丝张力变动降低装置使张力保持一定的动作图。
图6A及图6B是用于说明弹簧部件在电火花线切割机一侧安装位置能够选择的图。
图7是用于说明具备振动吸收机构的电火花线切割机的公知例的概略图。
图8A及图8B是在图7的电火花线切割机上使用的振动吸收机构的功能的图。
具体实施方式
图1是用以说明本发明的电火花线切割机的概略构成的图。电火花线切割机1与上述图8所示的现有技术同样，具备按照金属丝供给绕线筒11、制动滚轮12、上金属丝导向器14、下金属丝导向器15、卷取滚轮16、以及卷取绕线筒17的顺序进行金属丝的供给和卷取的走丝系统，在该走丝系统中，在金属丝供给绕线筒11和制动滚轮12之间设置降低金属丝的张力的变动的装置(金属丝张力变动降低装置)2，通过该金属丝张力变动降低装置2控制由制动滚轮12在金属丝供给一侧产生的金属丝的张力变动。
在图1上，在比制动滚轮12更靠金属丝供给一侧，如果由于金属丝供给绕线筒11的转动速度变动或制动滚轮12的摩擦变动等，金属丝的张力发生变动的话，本发明的金属丝张力变动降低装置2就会吸收该金属丝的张力变动，金属丝张力调整为一定。由此，即便金属丝供给绕线筒11的转动速度变动，或制动滚轮12的摩擦变动，比制动滚轮12更靠金属丝的供给一侧的金属丝张力变动，该金属丝张力的变动也会由金属丝张力变动降低装置2抑制，所以不会发生金属丝张力变动超越制动滚轮12而对上金属丝导向器14、下金属丝导向器15之间的金属丝部分产生影响的情况。
图2是表示本发明的电火花线切割机的概略构成。图2表示的电火花线切割机除了金属丝张力变动降低装置2以外，能够做成与上述图7所表示的现有的电火花线切割机的构成大致同样。
在图2表示的电火花线切割机中，走丝系统是按照金属丝供给绕线筒11、制动滚轮12、定滑轮13、上金属丝导向器14、下金属丝导向器15、卷取滚轮16、以及卷取绕线筒17的顺序进行金属丝的供给和卷取的，在金属丝供给绕线筒11和制动滚轮12之间设有金属丝张力变动降低装置2，通过该金属丝张力变动降低装置2吸收金属丝供给绕线筒11的转动速度变动或制动滚轮12的摩擦变动等的在比制动滚轮12更靠金属丝供给一侧产生的金属丝的张力变动。
另外，在图1及图2的例子中，通过卷取滚轮12的金属丝被卷取在卷取绕线筒17上，但也可以将使用完的金属丝不卷取在绕线筒17上，而是将用卷取滚轮12卷取的使用完的金属丝回收到回收盒(无图示)中。
另外，该电火花线切割机1除了上述的走丝系统以外，还具备：在金属丝10和加工物30之间施加电压的电压施加部21；使加工物30在正交2轴(X轴及Y轴)的方向上移动的桌面22和控制部23；以及加工液供给部24等。
下面，用图3～图6说明金属丝张力变动降低装置的概略构成以及动作例。
金属丝张力变动降低装置2如图3所示设于金属丝供给绕线筒11和制动滚轮12之间，对属丝10付与张力。该金属丝张力变动降低装置2如图4所示，具备：与金属丝10接触的滚轮3；轴支撑该滚轮3的轴4；以及给轴4施加作用力并在金属丝10上付与张力的弹簧部件5。滚轮3被轴支撑在轴4的一端，一面与金属丝10接触一面转动，对金属丝10沿一个方向施加作用力。
轴4的另一端通过轴承6可转动地安装在电火花线切割机一侧。轴承6安装在电火花线切割机一侧的哪个部分可以是任意的。
对金属丝付与张力能够如下进行：介由弹簧部件5使安装了滚轮3的轴4转动，由此使滚轮3接触金属丝10并向一个方向按压。该弹簧部件5的一端安装在轴4上，另一端安装在电火花线切割机一侧。与上述的轴4的轴承6同样，将弹簧部件5的另一端安装在电火花线切割机一侧的哪个部分可以是任意的。就弹簧部件5而言，滚轮3与金属丝10接触，在按压金属丝的方向转动轴4。
图5A及图5B是用于说明通过本发明的金属丝张力变动降低装置2使张力保持一定的动作的图。在这里，将金属丝10的张力是A的状态作为稳定状态，用金属丝张力变动降低装置2进行调整，使得在金属丝上总是施加张力A。
图5A表示以金属丝10的张力A和张力A的合力B与施加的作用力C平衡的稳定状态。在该状态下，由于金属丝供给绕线筒的速度变动或制动滚轮的摩擦变动，金属丝的张力沿增加方向变动。图中的箭头D表示金属丝的张力的增加。该增加了的张力的合力用图中的箭头E表示。
金属丝张力变动降低装置2在消除该增加的合力部分(箭头E)的方向付与力F。由于金属丝10的张力变动，金属丝张力变动降低装置的滚轮3的位置变位，因该变位弹簧部件5伸展，由此产生的作用力的增加部分就是该力F。
由金属丝张力变动降低装置2付与的力F对于金属丝10付与与上述的张力增加D相反的方向的张力G。张力G使张力增加D降低，回到最初的张力A。
另外，图5B是表示以金属丝10的张力A和张力A的合力B与作用力C平衡的稳定状态。在该状态下，由于金属丝供给绕线筒的速度变动或制动滚轮的摩擦变动，金属丝10的张力沿减少的方向变动。图中的箭头H表示金属丝10的张力减少。该减少了的张力H和张力H的合力用图中的箭头I表示。
金属丝张力变动降低装置2沿消除该减少合力部分(箭头I)的方向付与力J。由于金属丝10的张力变动，金属丝张力变动降低装置2的滚轮3的位置变位，因该变位弹簧部件5缩回，由此产生的作用力的减少部分就是该力J。
由金属丝张力变动降低装置2付与的力J对于金属丝10付与与上述的张力减少H相反方向的张力K。张力K使张力减少H增加，回到最初的张力A。
金属丝张力变动降低装置2能够调整付与金属丝的张力。张力调整能够通过调整为弹性体的弹簧部件5的安装位置来进行，在将弹簧部件的各端部分别安装在轴及电火花线切割机主体一侧上，能够通过可变更在至少任意一侧的安装位置来进行。
图6A及图6B是用于说明弹簧部件的安装位置的图，弹簧部件向电火花线切割机主体一侧的安装位置能够变更。即：在电火花线切割机主体一侧，设有多个安装弹簧部件5的一端的安装位置7a～7d。
如图6a及图6b所示，弹簧部件5的一端被安装在轴4一侧，另一端安装在设于电火花线切割机主体一侧的多个安装位置7a～7d的任意一个上。即：弹簧部件向电火花线切割机主体一侧的安装位置能够变更。通过选择这些多个安装位置7a～7d的任意一个，能够调整弹簧部件5的伸展长度。通过调整该弹簧部件5的伸展长度，能够改变将轴4拉到金属丝一侧的力的大小，从而能够调整滚轮3付与金属丝10的张力。
图6A是表示选择了安装位置7b的场合，图6B是表示选择了安装位置7d的场合。在图6A的安装位置7b上，滚轮3能够对于金属丝10付与小的张力，在图6B的安装位置7d上，滚轮3能够对于金属丝10付与大的张力。
另外，在图6A及图6B上，表示了可变更在电火花线切割机主体一侧的安装位置的例，但通过做成在轴的位置可变更，也能够调整从滚轮对金属丝付与的张力。这时，通过变更弹簧部件作用于轴的作用点，滚轮付与金属丝的张力发生变化。

Claims (5)

1.一种电火花线切割机，其特征在于，具备：
按金属丝供给绕线筒、制动滚轮、金属丝导向器和金属丝卷取装置的顺序进行走丝的走丝系统；以及
上述走丝系统中，在上述金属丝供给绕线筒和上述制动滚轮之间降低金属丝的张力的变动的装置。
2.根据权利要求1所述的电火花线切割机，其特征在于，
上述降低金属丝张力的变动的装置具备：与金属丝接触的滚轮；轴支撑该滚轮的轴；以及对该轴施加作用力而将张力施加在金属丝上的弹性体，
由弹性体施加了作用力的轴介由滚轮将张力施加在金属丝上。
3.根据权利要求2所述的电火花线切割机，其特征在于，上述轴具备可转动地轴支撑的径向轴承。
4.根据权利要求2所述的电火花线切割机，其特征在于，上述弹性体的各端部分别安装在上述轴及电火花线切割机主体一侧，并能够变更在至少任意一侧的安装位置。
5.根据权利要求2所述的电火花线切割机，其特征在于，
上述弹性体是弹簧部件；
上述轴及/或电火花线切割机主体一侧具备多个安装位置；
将上述弹簧部件的各端部选择地安装在轴及/或电火花线切割机的多个安装位置的任意一个位置上。
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