JP2004345045A - ワイヤ放電加工機及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】チューブ形状の被加工物の外周に、高精度でヘリカル溝加工を施すことが可能な、小型のワイヤ放電加工機、及びその制御方法を提供すること。
【解決手段】従来のワイヤ放電加工機に、チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部6と、チューブの中心軸に対する回転速度制御部7と、回転するチューブへのワイヤによる切り込み量を調整する、ワイヤ位置制御部8と、チューブの中心軸とワイヤ走行方向がなす角度を調整する、ワイヤ角度制御部9とチューブ角度制御部10を付加する。ワイヤ位置制御部8と、二つの角度制御部を連動させて運転を制御することで、加工精度の高いヘルカル溝が得られる。
【選択図】 図1
【解決手段】従来のワイヤ放電加工機に、チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部6と、チューブの中心軸に対する回転速度制御部7と、回転するチューブへのワイヤによる切り込み量を調整する、ワイヤ位置制御部8と、チューブの中心軸とワイヤ走行方向がなす角度を調整する、ワイヤ角度制御部9とチューブ角度制御部10を付加する。ワイヤ位置制御部8と、二つの角度制御部を連動させて運転を制御することで、加工精度の高いヘルカル溝が得られる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工機及びその制御方法に関し、特に医療用の内視鏡やカテーテルに用いられるガイドチューブとしての金属製のチューブ外周に、ヘリカル状の溝加工を施す、ヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機、及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、血管などの生体管路内の狭窄部位を拡張したり、体内の特定部位に薬液を注入したりするために、カテーテルと称される医療器具が用いられている。カテーテル自体には高分子材料などが用いられているために、体内に挿入する際に、金属、特に形状記憶合金または超弾性合金からなるガイドチューブが用いられる。
【0003】
また、医療における診断法の一つとして、内視鏡診断がある。これには種々の器具が用いられているが、その一つに、先端部にレンズと光源を取り付けた光ファイバーを光線の線路として用いる方法があり、細い光ファイバーを束ねて用いることで、線路に可撓性を付与できるので、使用可能な部位の範囲が広く、この場合もガイドチューブが用いられる。
【0004】
一般に、チューブ状の材料は、外周にヘリカル溝を施したり、コルゲート形状としたりすることで、可撓性もしくは剛性を調整することができる。ガイドチューブの場合においても、外周に設けられたヘリカル溝のピッチや深さなどを調整することで、可撓性もしくは剛性を調整することが行われている。
【0005】
そして、チューブ状の材料の外周にヘリカル溝を設ける加工方法の一つとして、ワイヤ放電加工がある。図4は、従来使用されているワイヤ放電加工機のモデル図である。図4に示したように、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ1を走行させながら、ワイヤ1と被加工物41の間に印加された電圧による放電を利用して、被加工物41を切断する加工機であり、ワイヤ1の供給回収機構部3a、3b、ワイヤへ付与する張力を調節する張力制御部4、放電電源部5と、被加工物41のX−Y軸位置制御テーブル42、ワイヤ1のU−V軸制御装置43から構成される。
【0006】
また、特に図示しないが、実際の放電加工は、加工液の中で行われるので、被加工物41を加工液に浸漬するための槽、加工液を貯蔵するタンク、加工液を供給するポンプも重要な構成要素である。また、ワイヤ放電加工では、ワイヤ1の走行位置を固定して、被加工物41をX−Y軸位置制御テーブル42を用いて移動し、所要の形状に切断するが、切断面に傾斜を付与したい場合は、X軸及びY軸の両方に対して垂直なZ軸と、ワイヤのなす角度を調整する必要があり、その場合は、U−V軸制御装置43を用いる。
【0007】
なお、42aはX−Y軸位置制御テーブル42の、X軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ、42bはY軸方向の位置を制御するためのアクチュエータである。また、43aはU−V軸制御装置43の、U軸、つまりX軸に平行な方向におけるワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ、43bはV軸、つまりY軸に平行な方向におけるワイヤ位置を制御するためのアクチュエータである。
【0008】
そして、チューブ状もしくは棒状の被加工物の外周に、ヘリカル溝加工を施す場合には、被加工物を固定して、長さ方向の一軸送り速度制御部と、被加工物の中心軸を中心とした回転速度を調整する回転速度制御部を、前記X−Y軸位置制御テーブル上に取り付けるのが一般的である。
【0009】
しかし、従来のワイヤ放電加工機のX−Y軸位置制御テーブル上に、さらに長さ方向の一軸送り速度制御部や回転速度制御部を設置すると、設備が大型で機構が複雑になるという問題点がある。また、被加工物、つまりチューブの一軸送り速度制御部や回転速度制御部を設置する際の位置精度は、チューブの溝加工精度に影響を与え、溝加工精度を低下させる要因になり得るという問題がある。
【0010】
本発明に関係する先行技術として、特許文献1がある。この特許文献1には、ワイヤ放電加工機においてパイプ材を複雑な形状にカットする場合に、一本のパイプを連続的に加工し、複数の加工品を得るための作業が効率的に行えるパイプ押さえ治具の記載があるが、パイプは固定式でヘリカル溝加工に使用することは不可能である。
【0011】
また、チューブの溝加工には、炭酸ガスレーザー加工機を使用することも可能であるが、炭酸ガスレーザー加工機は装置が大掛かりになり、加工コスト増加に繋がり、工業的に安価に実施する必要があるチューブの溝加工には適さない。
【0012】
【特許文献1】
実開平7−17427号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、前述の問題点を解決し、小型で、高精度のヘリカル溝加工が可能であるワイヤ放電加工機、及びその制御方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のワイヤ放電加工機における、被加工物の位置制御装置、ワイヤの走行位置の制御装置、及びそれらの制御方法を検討した結果なされたものである。
【0015】
即ち、本発明によれば、液体中で、軸を中心として回転する金属製のチューブの外周近傍に、前記ワイヤを走行させた状態で、前記ワイヤと前記チューブの間に印加された電圧による放電を利用して、前記チューブ外周にヘリカル状の溝加工を施すワイヤ放電加工機において、前記ワイヤの供給回収機構部と、前記ワイヤの張力制御部と、放電電源部と、前記チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部と、前記チューブの軸を中心とする回転速度を調整する回転速度制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離を調整するワイヤ位置制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する角度制御部を有することを特徴とする、ワイヤ放電加工機が得られる。
【0016】
また、本発明によれば、前記ワイヤ位置制御部が、前記ワイヤをガイドする少なくとも2個のプーリーと、該プーリーを、前記チューブの中心軸と垂直な方向に、一軸位置制御するアクチュエータを有することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機が得られる。
【0017】
また、本発明によれば、前記角度制御部が、前記ワイヤをガイドする前記プーリーを支持するヘッド部を回動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する機構を有することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機が得られる。
【0018】
また、本発明によれば、前記ワイヤ位置制御部が、前記角度制御部に連動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で増加するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が増加して、前記チューブ外周に形成する溝深さを減少し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で減少するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が減少して、前記チューブ外周に形成する溝深さを増加することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機の制御方法が得られる。
【0019】
本発明のワイヤ放電加工機は、前記のような構成を有し、前記のような制御方法で加工条件を制御できるので、チューブ外周にヘリカル溝を設ける際の、溝深さやピッチの制御を高精度で容易に行える。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0021】
図1は、本発明によるワイヤ放電加工機の構成の一例を示す図である。この例は、ワイヤ1を走行させながら、ワイヤ1とチューブ2との間の放電を利用して、チューブ2に溝加工を施すワイヤ放電加工機であり、ワイヤの供給回収機構部3a、3bと、ワイヤへの張力制御部4と、放電電源部5と、チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部6と、チューブの軸を中心とする回転速度を調整する回転制御部7と、回転するチューブへのワイヤによる溝の切り込み量を調整するための、ワイヤ位置制御部8と、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を調整するための、ワイヤ角度制御部9、及びチューブ角度制御部10から構成されている。
【0022】
また、図2は、ワイヤ位置制御部8のモデル図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は平面図である。このワイヤ位置制御部8は、ワイヤ1をガイドする2個のプーリー21a、21bと、このプーリー21a、21bを支持するヘッド部22と、このヘッド部22を、チューブ2の中心軸と垂直な方向に一軸位置制御するアクチュエータ23から構成され、アクチュエータ23によりプーリー21a、21bを支持するヘッド部22の位置を調整することで、即ち、矢印24に示したヘッド部22の移動方向における位置を調整することで、チューブへの溝切り込み量を制御できる。
【0023】
また、図3は、チューブ2の中心軸とワイヤ走行方向がなす角度を調整するための、ワイヤ角度制御部9のモデル図であり、図3(a)は側面図、図3(b)は平面図である。走行するワイヤ1をガイドするプーリー21a、21bを支持するヘッド部22の片端の位置を、アクチュエータ31で調整することで、ヘッド部22は、32で示したヘッド部22の回動方向に回動し、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度を制御することができる。なお、33は、アクチュエータ31の作動方向を示す矢印である
【0024】
さらに、ここに示したワイヤ放電加工機においては、前記ワイヤ位置制御部8と、前記ワイヤ角度制御部9を連動して運転することにより、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度が大きくなると、チューブ2へのワイヤ1による、溝の切り込み量を小さくし、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度が小さくなると、チューブ2へのワイヤ1による、溝の切り込み量を大きくするように制御することが可能であり、チューブ2の外周に形成するヘリカルの溝の幅を一定に制御することができる。
【0025】
チューブ外周に形成するヘルカル溝の幅を一定にすることにより、チューブの剛性は、溝ピッチで制御できるようになり、溝ピッチを小さくすると、チューブの剛性は小さく、溝ピッチを大きくすると、チューブの剛性は大きくなり、その結果、医療用内視鏡やカテーテルのガイドチューブに要求されるチューブの剛性もしくは可撓性の調整が可能となる。
【0026】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を挙げて、本発明について、さらに詳しく説明する。
【0027】
(実施例1)
押出し成形により作製された、Ni−Ti形状記憶合金製の、外径が2.5mm、内径が2.3mm、長さが60cmのチューブに、図1に示したヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機を用いて、溝加工を行った。使用したワイヤは黄銅製で、外径が0.2mmであり、ワイヤの走行速度は6m/分とし、放電電源部は直流90ボルトのコンデンサチャージアップ方式で、放電回数は約5000回/秒とした。
【0028】
チューブ先端からの長さ5cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は10cm/時間、チューブの中心軸に対する回転速度は50回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.25mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を80°とした。
【0029】
また、チューブの残り40cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は20cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は50回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.15mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を65°とした。
【0030】
その結果、約2.5時間の加工時間で、溝幅が0.3mmとほぼ一定で、チューブ先端部5cmでは溝ピッチが2mm、残りの40cmでは溝ピッチが4mmのヘリカル溝を有するチューブが得られた。
【0031】
(実施例2)
押出し成形して作製された、Ni−Ti形状記憶合金製の、外径が1.1mm、内径が0.9mm、長さが60cmのチューブに、図1のヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機を用いて、溝加工を行った。使用したワイヤは黄銅製で太さ0.2mm、ワイヤの走行速度は6m/分とし、放電電源部は直流90ボルトのコンデンサチャージアップ方式で放電回数は約6000回/秒であった。
【0032】
チューブ先端の長さ4cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は10cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は40回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝の切り込み量を0.25mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を80°とした。
【0033】
またチューブの残り40cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は15cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は40回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.15mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を70°とした。
【0034】
その結果、約3.1時間の加工時間で、溝幅が0.25mmとほぼ一定で、チューブ先端部4cmでは溝ピッチが2.5mm、残りの41cmでは溝ピッチが3.8mmのヘリカル溝を有するチューブが得られた。
【0035】
以上の実施例に詳細に説明したように、本発明によるワイヤ放電加工機及びその制御方法によれば、設備が大掛かりになることなく、Ni−Ti形状記憶合金製の外径が2.5mmや、外径が1.1mmのチューブに、溝幅が0.3mmや0.2mmと一定の、高精度なヘリカル溝加工が可能となる。
【0036】
また、特に実施例を具体的に示さないが、本発明のワイヤ放電加工機を用いれば、ヘリカル溝に限らず、たとえば、チューブ状の被加工物に、ヘリカル形状のスリットを形成する加工も容易である。さらに、棒状の被加工物の外周に、実施例に挙げたものと同様の、溝加工を施すことができることは勿論である。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、チューブ状の被加工物の外周に、ヘリカル溝加工を高精度で施すことが可能な、小型のワイヤ放電加工機、及びその制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるワイヤ放電加工機の構成の一例を示す図。
【図2】ワイヤ位置制御部のモデル図。図2(a)は正面図。図2(b)は平面図。
【図3】ワイヤ角度制御部のモデル図。図3(a)は側面図、図3(b)は平面図。
【図4】従来のワイヤ放電加工機のモデル図。
【符号の説明】
1 ワイヤ
2 チューブ
3a,3b ワイヤの供給回収機構部
4 ワイヤ張力制御部
5 放電電源部
6 チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部
7 チューブの中心軸に対する回転速度制御部
8 ワイヤ位置制御部
9 ワイヤ角度制御部
10 チューブ角度制御部
21a,21b プーリー
22 ヘッド部
23 ヘッド部をチューブの中心軸と垂直な方向に一軸位置制御するアクチュエータ
24 ヘッド部の移動方向
31 アクチュエータ
32 ヘッド部の回動方向
33 アクチュエータの作動方向
41 被加工物
42 X−Y軸位置制御テーブル
42a X軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ
42b Y軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ
43 U−V軸制御装置
43a U軸のワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ
43b V軸のワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ放電加工機及びその制御方法に関し、特に医療用の内視鏡やカテーテルに用いられるガイドチューブとしての金属製のチューブ外周に、ヘリカル状の溝加工を施す、ヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機、及びその制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、血管などの生体管路内の狭窄部位を拡張したり、体内の特定部位に薬液を注入したりするために、カテーテルと称される医療器具が用いられている。カテーテル自体には高分子材料などが用いられているために、体内に挿入する際に、金属、特に形状記憶合金または超弾性合金からなるガイドチューブが用いられる。
【0003】
また、医療における診断法の一つとして、内視鏡診断がある。これには種々の器具が用いられているが、その一つに、先端部にレンズと光源を取り付けた光ファイバーを光線の線路として用いる方法があり、細い光ファイバーを束ねて用いることで、線路に可撓性を付与できるので、使用可能な部位の範囲が広く、この場合もガイドチューブが用いられる。
【0004】
一般に、チューブ状の材料は、外周にヘリカル溝を施したり、コルゲート形状としたりすることで、可撓性もしくは剛性を調整することができる。ガイドチューブの場合においても、外周に設けられたヘリカル溝のピッチや深さなどを調整することで、可撓性もしくは剛性を調整することが行われている。
【0005】
そして、チューブ状の材料の外周にヘリカル溝を設ける加工方法の一つとして、ワイヤ放電加工がある。図4は、従来使用されているワイヤ放電加工機のモデル図である。図4に示したように、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ1を走行させながら、ワイヤ1と被加工物41の間に印加された電圧による放電を利用して、被加工物41を切断する加工機であり、ワイヤ1の供給回収機構部3a、3b、ワイヤへ付与する張力を調節する張力制御部4、放電電源部5と、被加工物41のX−Y軸位置制御テーブル42、ワイヤ1のU−V軸制御装置43から構成される。
【0006】
また、特に図示しないが、実際の放電加工は、加工液の中で行われるので、被加工物41を加工液に浸漬するための槽、加工液を貯蔵するタンク、加工液を供給するポンプも重要な構成要素である。また、ワイヤ放電加工では、ワイヤ1の走行位置を固定して、被加工物41をX−Y軸位置制御テーブル42を用いて移動し、所要の形状に切断するが、切断面に傾斜を付与したい場合は、X軸及びY軸の両方に対して垂直なZ軸と、ワイヤのなす角度を調整する必要があり、その場合は、U−V軸制御装置43を用いる。
【0007】
なお、42aはX−Y軸位置制御テーブル42の、X軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ、42bはY軸方向の位置を制御するためのアクチュエータである。また、43aはU−V軸制御装置43の、U軸、つまりX軸に平行な方向におけるワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ、43bはV軸、つまりY軸に平行な方向におけるワイヤ位置を制御するためのアクチュエータである。
【0008】
そして、チューブ状もしくは棒状の被加工物の外周に、ヘリカル溝加工を施す場合には、被加工物を固定して、長さ方向の一軸送り速度制御部と、被加工物の中心軸を中心とした回転速度を調整する回転速度制御部を、前記X−Y軸位置制御テーブル上に取り付けるのが一般的である。
【0009】
しかし、従来のワイヤ放電加工機のX−Y軸位置制御テーブル上に、さらに長さ方向の一軸送り速度制御部や回転速度制御部を設置すると、設備が大型で機構が複雑になるという問題点がある。また、被加工物、つまりチューブの一軸送り速度制御部や回転速度制御部を設置する際の位置精度は、チューブの溝加工精度に影響を与え、溝加工精度を低下させる要因になり得るという問題がある。
【0010】
本発明に関係する先行技術として、特許文献1がある。この特許文献1には、ワイヤ放電加工機においてパイプ材を複雑な形状にカットする場合に、一本のパイプを連続的に加工し、複数の加工品を得るための作業が効率的に行えるパイプ押さえ治具の記載があるが、パイプは固定式でヘリカル溝加工に使用することは不可能である。
【0011】
また、チューブの溝加工には、炭酸ガスレーザー加工機を使用することも可能であるが、炭酸ガスレーザー加工機は装置が大掛かりになり、加工コスト増加に繋がり、工業的に安価に実施する必要があるチューブの溝加工には適さない。
【0012】
【特許文献1】
実開平7−17427号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、前述の問題点を解決し、小型で、高精度のヘリカル溝加工が可能であるワイヤ放電加工機、及びその制御方法を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のワイヤ放電加工機における、被加工物の位置制御装置、ワイヤの走行位置の制御装置、及びそれらの制御方法を検討した結果なされたものである。
【0015】
即ち、本発明によれば、液体中で、軸を中心として回転する金属製のチューブの外周近傍に、前記ワイヤを走行させた状態で、前記ワイヤと前記チューブの間に印加された電圧による放電を利用して、前記チューブ外周にヘリカル状の溝加工を施すワイヤ放電加工機において、前記ワイヤの供給回収機構部と、前記ワイヤの張力制御部と、放電電源部と、前記チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部と、前記チューブの軸を中心とする回転速度を調整する回転速度制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離を調整するワイヤ位置制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する角度制御部を有することを特徴とする、ワイヤ放電加工機が得られる。
【0016】
また、本発明によれば、前記ワイヤ位置制御部が、前記ワイヤをガイドする少なくとも2個のプーリーと、該プーリーを、前記チューブの中心軸と垂直な方向に、一軸位置制御するアクチュエータを有することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機が得られる。
【0017】
また、本発明によれば、前記角度制御部が、前記ワイヤをガイドする前記プーリーを支持するヘッド部を回動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する機構を有することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機が得られる。
【0018】
また、本発明によれば、前記ワイヤ位置制御部が、前記角度制御部に連動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で増加するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が増加して、前記チューブ外周に形成する溝深さを減少し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で減少するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が減少して、前記チューブ外周に形成する溝深さを増加することを特徴とする、前記のワイヤ放電加工機の制御方法が得られる。
【0019】
本発明のワイヤ放電加工機は、前記のような構成を有し、前記のような制御方法で加工条件を制御できるので、チューブ外周にヘリカル溝を設ける際の、溝深さやピッチの制御を高精度で容易に行える。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【0021】
図1は、本発明によるワイヤ放電加工機の構成の一例を示す図である。この例は、ワイヤ1を走行させながら、ワイヤ1とチューブ2との間の放電を利用して、チューブ2に溝加工を施すワイヤ放電加工機であり、ワイヤの供給回収機構部3a、3bと、ワイヤへの張力制御部4と、放電電源部5と、チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部6と、チューブの軸を中心とする回転速度を調整する回転制御部7と、回転するチューブへのワイヤによる溝の切り込み量を調整するための、ワイヤ位置制御部8と、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を調整するための、ワイヤ角度制御部9、及びチューブ角度制御部10から構成されている。
【0022】
また、図2は、ワイヤ位置制御部8のモデル図であり、図2(a)は正面図、図2(b)は平面図である。このワイヤ位置制御部8は、ワイヤ1をガイドする2個のプーリー21a、21bと、このプーリー21a、21bを支持するヘッド部22と、このヘッド部22を、チューブ2の中心軸と垂直な方向に一軸位置制御するアクチュエータ23から構成され、アクチュエータ23によりプーリー21a、21bを支持するヘッド部22の位置を調整することで、即ち、矢印24に示したヘッド部22の移動方向における位置を調整することで、チューブへの溝切り込み量を制御できる。
【0023】
また、図3は、チューブ2の中心軸とワイヤ走行方向がなす角度を調整するための、ワイヤ角度制御部9のモデル図であり、図3(a)は側面図、図3(b)は平面図である。走行するワイヤ1をガイドするプーリー21a、21bを支持するヘッド部22の片端の位置を、アクチュエータ31で調整することで、ヘッド部22は、32で示したヘッド部22の回動方向に回動し、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度を制御することができる。なお、33は、アクチュエータ31の作動方向を示す矢印である
【0024】
さらに、ここに示したワイヤ放電加工機においては、前記ワイヤ位置制御部8と、前記ワイヤ角度制御部9を連動して運転することにより、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度が大きくなると、チューブ2へのワイヤ1による、溝の切り込み量を小さくし、チューブ2の中心軸とワイヤ1の走行方向がなす角度が小さくなると、チューブ2へのワイヤ1による、溝の切り込み量を大きくするように制御することが可能であり、チューブ2の外周に形成するヘリカルの溝の幅を一定に制御することができる。
【0025】
チューブ外周に形成するヘルカル溝の幅を一定にすることにより、チューブの剛性は、溝ピッチで制御できるようになり、溝ピッチを小さくすると、チューブの剛性は小さく、溝ピッチを大きくすると、チューブの剛性は大きくなり、その結果、医療用内視鏡やカテーテルのガイドチューブに要求されるチューブの剛性もしくは可撓性の調整が可能となる。
【0026】
【実施例】
以下に、具体的な実施例を挙げて、本発明について、さらに詳しく説明する。
【0027】
(実施例1)
押出し成形により作製された、Ni−Ti形状記憶合金製の、外径が2.5mm、内径が2.3mm、長さが60cmのチューブに、図1に示したヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機を用いて、溝加工を行った。使用したワイヤは黄銅製で、外径が0.2mmであり、ワイヤの走行速度は6m/分とし、放電電源部は直流90ボルトのコンデンサチャージアップ方式で、放電回数は約5000回/秒とした。
【0028】
チューブ先端からの長さ5cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は10cm/時間、チューブの中心軸に対する回転速度は50回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.25mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を80°とした。
【0029】
また、チューブの残り40cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は20cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は50回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.15mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を65°とした。
【0030】
その結果、約2.5時間の加工時間で、溝幅が0.3mmとほぼ一定で、チューブ先端部5cmでは溝ピッチが2mm、残りの40cmでは溝ピッチが4mmのヘリカル溝を有するチューブが得られた。
【0031】
(実施例2)
押出し成形して作製された、Ni−Ti形状記憶合金製の、外径が1.1mm、内径が0.9mm、長さが60cmのチューブに、図1のヘリカル溝加工用ワイヤ放電加工機を用いて、溝加工を行った。使用したワイヤは黄銅製で太さ0.2mm、ワイヤの走行速度は6m/分とし、放電電源部は直流90ボルトのコンデンサチャージアップ方式で放電回数は約6000回/秒であった。
【0032】
チューブ先端の長さ4cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は10cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は40回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝の切り込み量を0.25mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を80°とした。
【0033】
またチューブの残り40cmまでは、チューブの長さ方向の一軸送り速度は15cm/時間、チューブの中心軸を中心とした回転速度は40回転/時間、回転するチューブへのワイヤによる溝切り込み量を0.15mm、チューブの中心軸とワイヤの走行方向がなす角度を70°とした。
【0034】
その結果、約3.1時間の加工時間で、溝幅が0.25mmとほぼ一定で、チューブ先端部4cmでは溝ピッチが2.5mm、残りの41cmでは溝ピッチが3.8mmのヘリカル溝を有するチューブが得られた。
【0035】
以上の実施例に詳細に説明したように、本発明によるワイヤ放電加工機及びその制御方法によれば、設備が大掛かりになることなく、Ni−Ti形状記憶合金製の外径が2.5mmや、外径が1.1mmのチューブに、溝幅が0.3mmや0.2mmと一定の、高精度なヘリカル溝加工が可能となる。
【0036】
また、特に実施例を具体的に示さないが、本発明のワイヤ放電加工機を用いれば、ヘリカル溝に限らず、たとえば、チューブ状の被加工物に、ヘリカル形状のスリットを形成する加工も容易である。さらに、棒状の被加工物の外周に、実施例に挙げたものと同様の、溝加工を施すことができることは勿論である。
【0037】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、チューブ状の被加工物の外周に、ヘリカル溝加工を高精度で施すことが可能な、小型のワイヤ放電加工機、及びその制御方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるワイヤ放電加工機の構成の一例を示す図。
【図2】ワイヤ位置制御部のモデル図。図2(a)は正面図。図2(b)は平面図。
【図3】ワイヤ角度制御部のモデル図。図3(a)は側面図、図3(b)は平面図。
【図4】従来のワイヤ放電加工機のモデル図。
【符号の説明】
1 ワイヤ
2 チューブ
3a,3b ワイヤの供給回収機構部
4 ワイヤ張力制御部
5 放電電源部
6 チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部
7 チューブの中心軸に対する回転速度制御部
8 ワイヤ位置制御部
9 ワイヤ角度制御部
10 チューブ角度制御部
21a,21b プーリー
22 ヘッド部
23 ヘッド部をチューブの中心軸と垂直な方向に一軸位置制御するアクチュエータ
24 ヘッド部の移動方向
31 アクチュエータ
32 ヘッド部の回動方向
33 アクチュエータの作動方向
41 被加工物
42 X−Y軸位置制御テーブル
42a X軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ
42b Y軸方向の位置を制御するためのアクチュエータ
43 U−V軸制御装置
43a U軸のワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ
43b V軸のワイヤ位置を制御するためのアクチュエータ
Claims (4)
- 液体中で、軸を中心として回転する金属製のチューブの外周近傍に、ワイヤを走行させた状態で、前記ワイヤと前記チューブの間に印加された電圧による放電を利用して、前記チューブ外周にヘリカル状の溝加工を施すワイヤ放電加工機において、前記ワイヤの供給回収機構部と、前記ワイヤの張力制御部と、放電電源部と、前記チューブの長さ方向の一軸送り速度制御部と、前記チューブの軸を中心とする回転速度を調整する回転速度制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離を調整するワイヤ位置制御部と、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する角度制御部を有することを特徴とする、ワイヤ放電加工機。
- 前記ワイヤ位置制御部は、前記ワイヤをガイドする少なくとも2個のプーリーと、該プーリーを、前記チューブの中心軸と垂直な方向に、一軸位置制御するアクチュエータを有することを特徴とする、請求項1に記載のワイヤ放電加工機。
- 前記角度制御部は、前記ワイヤをガイドする前記プーリーを支持するヘッド部を回動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度を調整する機構を有することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のワイヤ放電加工機。
- 前記ワイヤ位置制御部は、前記角度制御部に連動し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で増加するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が増加して、前記チューブ外周に形成する溝深さを減少し、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの走行方向がなす角度が、鋭角の範囲内で減少するに伴い、前記チューブの中心軸と前記ワイヤの距離が減少して、前記チューブ外周に形成する溝深さを増加することを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のワイヤ放電加工機の制御方法。
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JP2003145987A JP2004345045A (ja) | 2003-05-23 | 2003-05-23 | ワイヤ放電加工機及びその制御方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010000557A (ja) * | 2008-06-19 | 2010-01-07 | Kurimoto Ltd | 噛合型スクリュの製造方法 |
CN103157858A (zh) * | 2011-12-09 | 2013-06-19 | 发那科株式会社 | 具备旋转轴的电火花线切割机 |
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-
2003
- 2003-05-23 JP JP2003145987A patent/JP2004345045A/ja active Pending
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