JP2006110654A

JP2006110654A - 自動結線装置

Info

Publication number: JP2006110654A
Application number: JP2004298882A
Authority: JP
Inventors: Masashi Sakaguchi; 昌志坂口
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-27
Also published as: WO2006041213A1; US20080142487A1; CN100482393C; CN1905979A

Abstract

【課題】ガイドパイプに冷却流体を供給してワイヤ電極を冷却しながら加熱電流を供給してアニールしつつ特定の位置で溶断できる自動結線装置の場合、パイプガイドの下端に複数の精密な部材が要求され複雑な構成になる。
【解決手段】ガイドパイプ２４の出口側先端の下側に所定の間隙６０を隔てて保温ユニット２８を設ける。保温ユニット２８は、加熱されたワイヤ電極２を部分的に囲繞して保温する保温部５０を有するブロック材である。流体供給装置２６によってガイドパイプ２４の入口側から加熱されたワイヤ電極２の温度上昇を抑えるための流体を供給しながら、一対の通電電極２０、２２を閉じてワイヤ電極２に加熱電流を供給しテンション機構７で弱い張力を付与してアニールする。そして、テンションを強めるとともに溶断電流を供給して保温ユニット２８でワイヤ電極２を溶断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤ電極を上下一対のワイヤガイド間に自動的に張架するワイヤカット放電加工装置の自動結線装置に関する。特に、一対の通電電極からワイヤ電極に加熱電流を供給して、ワイヤ電極をアニールしながら溶断する構成の自動結線装置に関する。

一般に、ワイヤカット放電加工は、被加工物を挟んで上側ワイヤガイドと下側ワイヤガイドとの一対のワイヤガイド間にワイヤ電極を張架して、糸鋸のように被加工物を放電によって切断加工するように構成されている。そのため、加工する前には、ワイヤ電極をワイヤガイド間に張架する必要がある。例えば、金型のダイを加工する場合は、ワイヤ電極を予め不要部分（中子）にあけられている加工開始孔および上側ワイヤガイドと下側ワイヤガイドのそれぞれのガイド穴に挿通する。また、加工中にワイヤ電極が不慮の断線をした場合は、ワイヤ電極を再度張架する必要がある。

多くのワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極を上下一対のワイヤガイド間に自動的に張架する自動結線装置を具備している。自動結線の成功率は加工効率に直接影響するから、１００％近い成功率が望まれている。近年は、直径が０．３ｍｍ以下のワイヤ電極が使用される加工がほとんどであり、φ０．１ｍｍ以下のワイヤ電極も使用されている。このようなワイヤ電極を直径１ｍｍ足らずの加工開始孔や場合によっては幅が数百μｍ程度の加工溝に挿通することが要求される。高精度のワイヤカット放電加工装置は、高い位置決め精度でワイヤ電極の走行を案内するために、ワイヤガイドにダイス形状のいわゆるダイスガイドが多用されており、ダイスガイドは、ワイヤ電極とのクリアランスが小さいもので３μｍ〜５μｍ、大きいものでもせいぜい２０μｍである。ダイスガイドを使用している場合は、このような小さなガイド穴にワイヤ電極を挿通することも要求される。

ワイヤ電極は非常に細いため、材質にもよるが、剛性がなく曲がりやすい。その上、結線しようとするワイヤ電極は、曲がり癖がついていることが多い。特に、予想外の断線が発生したときのワイヤ電極の先端は、破断したときの力によって荒れている。このようなことから、被加工物の板厚が厚くワイヤガイドとのクリアランスが小さい加工溝や一対のダイスガイドにワイヤ電極を失敗なく挿通することが難しくなってきている。そこで、精密なワイヤカット放電加工装置の自動結線装置は、ワイヤ電極をアニールして真直性を与え、荒れている先端を切断して除去してワイヤ電極の先端を整える、いわゆる先端処理が自動的に行なわれるようにされている。

ワイヤ電極を引き延ばしながら溶断してワイヤ電極の先端を先細にする基本的な技術思想は、特許文献１に開示されている。具体的には、ワイヤ電極が破断しない張力を付与した状態で一対の通電電極からアニール電流を供給してアニールし、ワイヤ電極に真直性を与えるとともに僅かに細く引き延ばして線径を小さくしておいてから、溶断電流を供給する通電電極を接触させてワイヤ電極を切断して自然冷却させる。ワイヤ電極を細く真直にするとともにその先端をバリのない丸みを帯びた先細の形状にするので、ワイヤ電極をクリアランスの小さい加工開始孔、加工溝、あるいはダイスガイドのガイド穴に挿通しやすくし、自動結線における成功率を向上させる。

特許文献２に開示される考案は、特許文献１に開示される自動結線装置を改良したものである。具体的には、一対の通電電極から加熱電流をワイヤ電極に供給するとともに張力を印加して、アニールしながら溶断する。特許文献２の自動結線装置は、一対の通電電極でアニールと溶断を同時に行えるようにすることから、特許文献１に開示される自動結線装置の構成に比べて、自動結線に要する時間をより短くすることができ、また、自動結線動作のシーケンスと自動結線装置の構成が簡素化される利点がある。

特許文献２に開示されるような構成の自動結線装置は、一対の通電電極間のどこでワイヤ電極が切断されるか不定であるという不利な点がある。ワイヤ電極の切断位置が不定であると、挿通されるワイヤ電極の先端の高さ位置にばらつきが生じる。したがって、できる限り特定の位置でワイヤ電極が切断されるようにするためには、アニールする距離を短くしなければならない。一方、自動結線を確実に失敗させないようにするためには、少なくとも一対のワイヤガイド間の距離に相当する長さのワイヤ電極部分に真直性を付与する必要があり、アニールする距離が短いと、要求される長さのワイヤ電極部分に真直性を与えることができなくなる。その結果、自動結線における成功率を低下させるおそれがある。

特許文献１の自動結線装置のように、ワイヤ電極のアニールと切断を別々に行なうタイプの自動結線装置として、例えば、特許文献３、特許文献４、あるいは特許文献５に開示される装置がある。特許文献２の自動結線装置のように、ワイヤ電極のアニールと切断を同時に行なうタイプの自動結線装置として、例えば、特許文献６や特許文献７に開示される装置がある。このように、これまで数多くの自動結線装置の発明考案がなされているが、基本的に、特許文献１または特許文献２の何れかの技術思想の流れを汲んでいるように見受けられる。

アニールしたワイヤ電極を切断する方法は、カッタでワイヤ電極を剪断したり、強い張力を印加してワイヤ電極を破断させる方法のようなメカニカルな方式、ワイヤ電極を加熱電流で溶断する方式、あるいは火炎で溶断する方式などが知られている。最近のワイヤカット放電加工では、より微細かつ精密な加工が増加してワイヤ電極が極細化するとともに、ワイヤ電極と挿通する穴との間のクリアランスがより小さくなる傾向にあるため、ワイヤ電極の先端を先細のバリがない滑らかな形状にすることができる、ワイヤ電極を加熱電流で溶断する方式が採用される傾向にある。

このように、特定の位置で溶断することを望むならばアニールしたワイヤ電極を溶断用の通電電極によって特定の位置で溶断する方式が有利であるが、通電電極が接触した部位で局部的な熱による曲がりが出たり、傷が付いたりすることが多く、設計がかなり難しい。アニールしながらそのまま溶断する方式は、自動結線に要する時間が短い点で有利であるとともに、通電電極を接触させないので、切断された部位で曲がりが生じることもないが、溶断する位置が不定である問題がある。しかしながら、それぞれ不利な点があるものの、ワイヤ電極をアニールして溶断する方法は、自動結線における成功率の向上に最も有力な方法になってきている。

自動結線のプロセスやシーケンスが簡素化されることは、加工効率の向上に直結する。例えば、多数個取り加工においては、自動結線の回数は、切断除去する中子の数以上になるわけであるから、自動結線のプロセスに要する時間が僅か数秒でも短くなると、総合的な加工時間は大幅に短縮されるのである。無論、自動結線に要する時間をどれだけ短縮しようとも、自動結線が繰返し失敗すると自動運転が停止されてしまうから、自動結線の失敗は、加工効率の問題以上に総合的な生産効率に対する損失を招くので、自動結線の成功率は、ほとんど１００％に維持されるようにしなければならない。

自動結線に要する時間をより短くする上では、特許文献１の自動結線装置の構成よりも、自動結線のプロセスが簡素化されている特許文献２の自動結線装置の構成が有利である。特許文献６の発明は、ガイドパイプ内に冷却水を供給して一対の通電電極間のワイヤ電極を溶断しない温度にしておき、ガイドパイプ出口側先端に隔壁と加熱部を設けて、加熱部のワイヤ電極部分だけ溶融温度に達するように構成させている。そのため、特許文献２における切断部分が不定であるという不利な点が解消され、自動結線の高い成功率を維持しながらにして自動結線に要する時間の短縮を達成している。

特公昭６１−２６４５５号公報（第２頁−第４頁）実公平１−３５７８５号公報（第１頁−第３頁）特公昭６２−４５２３号公報（第２頁−第４頁）特許第２６８６７９６号公報（第３頁−第４頁）特許第２７１５０２７号公報（第３頁−第４頁）特許第３３７１０１４号公報（第３頁−第４頁）特許第２５１８０４０号公報（第３頁−第４頁）

ワイヤ電極のアニールと溶断を同時に行なうタイプの自動結線装置の構成は、別々に行なうタイプの自動結線装置の構成に比べて簡素化されるが、特定箇所でワイヤ電極を切断することを可能にする構成とした場合は、特定箇所でワイヤ電極を切断する特別の手段を設ける必要があるから、かえって構成が複雑になる。例えば、ガイドパイプ出口側先端に隔壁と加熱部を設けた自動結線装置の場合は、ガイドパイプ廻りの各部品は精密で優れた耐久性が要求されるものであり、特に、加熱部がガイドパイプに取り付けられ冷却部と加熱部とが接触している構成になるため、隔壁、ノズル、加熱部などを有する精密な構成の複数の部材を設けざるを得ない。

そして、ガイドパイプが特殊な構成になるため、ノズルから噴出する加工液でワイヤ電極を拘束して加工開始孔や加工溝に導くいわゆる水柱方式（ジェット式）の自動結線装置の場合には採用することができるが、ガイドパイプとガイドパイプ内の流体でワイヤ電極を拘束しながら導くいわゆるパイプジェット式の自動結線装置では、先端に隔壁や加熱部が設けられているガイドパイプが上側ガイドアッセンブリを通過できないので、採用することができない。また、ジェット式の自動結線装置に適用する場合であっても、ガイドパイプの出口側の先端部分の構造を大幅に変更することが要求される。

本発明は、上記課題に鑑みて、張力を付与した状態で一対の通電電極からワイヤ電極に加熱電流を供給しワイヤ電極をアニールしつつ溶断する構成の改良されたワイヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。

本発明のワイヤカット放電加工装置の自動結線装置は、上側ワイヤガイド３の上側に設けられ張力が付与されたワイヤ電極２に加熱電流を供給する一対の通電電極２０、２２と、一対の通電電極２０、２２間に設けられワイヤ電極２を案内するガイドパイプ２４と、ガイドパイプ２４の入口側に設けられガイドパイプ２４に加熱されたワイヤ電極２の温度上昇を抑えるための流体を供給する流体供給装置２６と、を備えた自動結線装置１において、一対の通電電極２０、２２間におけるガイドパイプ２４の出口側に所定の間隙６０を隔てて設けられ加熱されたワイヤ電極２を部分的に保温する保温部５０を有する保温ユニット２８を設けてなる。

好ましくは、上記流体は気体であり、具体的には、加圧された空気とする。上記流体が気体であるときは、ガイドパイプ２４の出口側から噴出する気体の流れを遮断する気体をガイドパイプ２４の出口側から噴出する気体が噴出される方向に対して直角の方向から供給する遮断気体供給装置３４を設ける。また、所定の間隙６０に設けられワイヤ電極２を通過させる孔またはスリット８０を有しガイドパイプ２４の出口側から噴出する流体が可能な限り保温部５０に到達しないように遮蔽する遮蔽板を設ける。なお、上記符号は、説明の便宜上付されたものであり、発明の構成部材を具体的に示される実施の形態の構成部材と同一の構成部材に限定するものではない。

本発明の自動結線装置は、一対の通電電極でワイヤ電極をアニールして溶断する構成であるから、ワイヤ電極を切断するための切断手段を別に設ける必要がなく、全体の構成が比較的簡単である。また、アニールしながら溶断するのでプロセスが簡素化され、自動結線に要する時間が比較的短い。また、張力を付与した状態でアニールするから、ワイヤ電極は細く真直にされ、ワイヤ電極に対するクリアランスが小さい加工開始孔、加工溝、あるいはダイスガイドにより確実に挿入される。しかも、溶断によってワイヤ電極を切断するので、ワイヤ電極の先端が先細でバリや尖りがほとんどない状態にされ、挿通の途中でワイヤ電極が引っ掛かりにくい。その結果、加工効率が低下することがなく、また、生産効率が向上する効果を奏する。

そして、パイプガイドに供給される冷却流体によって一対の通電電極間のアニールされる区間のほとんどが温度上昇を抑えられる一方で、保温ユニットによってワイヤ電極の所定の長さ部位だけ加熱されるので、ワイヤ電極が常に保温部で切断される。したがって、ワイヤ電極は、特定の位置で切断され、ばらつきが発生せず、かつワイヤ電極を必要十分な長さアニールすることができるので、自動結線における失敗の確率を極めて低くすることができる。保温ユニットがガイドパイプの出口から所定の間隙隔てた位置に設けられるので、保温部は、ガイドパイプに供給される冷却流体の影響を受けにくい。したがって、ガイドパイプの出口側先端部位に精密かつ特別な手段が要求されず簡単な構成にすることができ、しかも簡単な構成の保温ユニットを設けるだけであるから、自動結線装置の結線方式に関わりなく適用できる。

図１は、本発明の自動結線装置が設けられたワイヤカット放電加工装置の全体の概略構成を示す。図２は、自動結線装置の詳細を示す。また、図３および図４は、自動結線装置の保温ユニットの構成の一例を示す。図に示される自動結線装置は、部分的に断面で示されている。自動結線装置１は、ワイヤ電極２を送り出す供給装置とワイヤ電極２を回収する回収装置との間に設けられる。

図１に示されるように、上側ワイヤガイド３は、上側ガイドアッセンブリ４に収納される。下側ガイドアッセンブリ５には、上側ワイヤガイド３と対になる図示しない下側ワイヤガイドが収納されている。ワイヤガイドは、３μｍ〜２０μｍの僅かなクリアランスを有するダイスガイドである。自動結線装置１は、被加工物６を挟んで上側ワイヤガイド２と下側ワイヤガイドとの間にワイヤ電極を自動的に張架する。自動結線装置１は、上側ガイドアッセンブリ４と下側ガイドアッセンブリ５との間に張架されるワイヤ電極２に所定の張力を付与するテンション機構７と上側ガイドアッセンブリ４（上側ワイヤガイド３）との間に設けられる。

供給装置は、ボビン８が装着されたリールと、テンション機構７と、ボビン８とテンション機構７との間に設けられ張力の変動を吸収するサーボプーリを含む張力変動防止機構９を有する。ボビン８から繰り出されるワイヤ電極２は、サーボプーリからテンション機構７を経て自動結線装置１に達する。

回収装置は、図示しない下アームの内部に設けられるワイヤ搬送装置１０と使用済のワイヤ電極２を巻き取る巻取装置１１とを含む。自動結線装置１から送り出されるワイヤ電極２は、上側ワイヤガイド３を通って被加工物６を貫通し、下側ワイヤガイドを通過する。下側ワイヤガイドを通過したワイヤ電極２は、方向転換プーリ１２で方向転換され、ワイヤ搬送装置１０で搬送されて巻取装置１１の巻取ローラ１３で巻き取られる。巻取ローラ１３で巻き取られたワイヤ電極２は、細断装置１４で細かい切断片に分断されてバケット１５に回収される。

通電体１６は、ワイヤ電極２に加工のための電流を供給するものである。通電体１６は、図示しない加工電源装置の直流電源と加工間隙との間の距離を最短にすることによってよりよい加工性能を得るために、可能な限り加工間隙に近い位置にあるように、上側ガイドアッセンブリ４の中に収納されている。また、下側ガイドアッセンブリ５の中に、通電体１６と同様に図示しない通電体が可能な限り加工間隙に近い位置にあるように収納されている。

リールには、トルク制御可能なサーボモータまたは電磁ブレーキでなるブレーキ１７が接続され、テンション機構７とボビン８との間のワイヤ電極２にバックテンションを付与し、ボビン８の空転を防止している。また、テンション機構７のテンションローラと巻取装置１１の巻取ローラ１３には、それぞれトルク制御可能なサーボモータ１８が設けられて、ワイヤ電極２を供給装置から回収装置に走行させながら、または走行を停止させた状態でワイヤ電極の張力を所定値に維持されるように印加している。加工中の張力は、ワイヤ電極２の線径と材質に応じて６００ｋｇ〜２２００ｋｇの範囲で設定される。なお、断線検出器１９は、ワイヤ電極の不慮の断線を検出するリミットスイッチである。

自動結線装置１は、図１および図２に示されるように、一対の通電電極２０、２２と、一対の通電電極間２０、２２に設けられるガイドパイプ２４と、ガイドパイプ２４の入口側に設けられる冷却流体供給装置２６と、一対の通電電極２０、２２間におけるガイドパイプ２４の出口側に所定の間隙を隔てて設けられる保温ユニット２８と、保温ユニット２８の下側に設けられるクランプユニット３０と、クランプユニット３０の側方に設けられ切断されたワイヤ電極２の切断片を回収する回収ボックス３２を含んでなる。

ワイヤ電極２を送り出すときに、ガイドパイプ２４の中に加工液が供給され、ガイドパイプ２４は、ワイヤ電極２を少なくとも上側ガイドアッセンブリ４の入口まで案内する。また、ワイヤ電極２をアニールして溶断するときは、ガイドパイプ２４の中に冷却流体供給装置２６からワイヤ電極２の温度上昇を抑えるための流体（冷却流体）が供給される。冷却流体は、例えば、ワイヤ電極を溶断する加熱温度よりも低い温度の気体である。実施の形態は、加圧された空気である。圧縮空気は、図２に示される矢印の方向に供給され、ガイドパイプ２４内のワイヤ電極２を冷却して温度上昇を抑え、図３に示されるガイドパイプ２４の出口側先端から放出される。

冷却流体が加工液のような液体である場合は、液体が保温ユニット２８の保温部５０にかかって保温効果を失わせるため、液体である場合には、保温ユニット２８に液体がかからない構成にすることが要求される。冷却流体が比重の大きいガスである場合は、保温部５０に直接触れやすく、液体と同じように、保温部５０にガスが当たらないような手段を設ける。冷却効果としては、液体やガスが有効であるが、特定箇所でワイヤ電極を溶断するという目的から考えると、パイプガイド２４内のワイヤ電極２の温度の上昇を抑制すればよいので、冷却流体としては常温の空気で十分であり、むしろ望ましい。実施の形態では、常温または室温と同じ温度で０．５ＭＰａの圧縮空気を供給する。

保温ユニット２８は、図３に示されるように、加熱されたワイヤ電極２を貫通させて囲繞し、ワイヤ電極２の貫通された部分のみを部分的に保温する保温部５０を有するブロック材である。保温ユニット２８は、ガイドパイプ２４の下端出口側から下側に所定の間隙６０を隔てた位置に設けられているので、ガイドパイプ２４に供給される空気が保温ユニット２８の保温部５０に当たらず、保温部５０が直接冷却されるおそれがない。そのため、ガイドパイプ２４の出口側先端部位に、加熱手段や隔壁のような精密な特別の手段を設ける必要がない。また、保温ユニット２８は、ワイヤ電極２の短い部位を囲繞して加熱温度を維持する保温部を有するだけの極めて簡単な構成にすることができる。

冷却流体が気体である場合は、図１に示される遮断気体供給装置３４を設けることができる。遮断気体供給装置３４は、図３に示されるように、ガイドパイプ２４の下端出口側と保温ユニット２８との所定の間隙６０に、気体（冷却気体）が噴出される方向、言い換えれば、ワイヤ電極２が張架される方向に対して直角の方向から加圧された気体を供給する。加圧された気体は、冷却流体である上記冷却気体と同じ温度と圧力の気体であり、実施の形態では圧縮空気である。圧縮空気は、保温ユニット２８に穿設される斜向したノズル７０から所定の間隙６０に向かって噴射される。噴射された空気は、ガイドパイプ２４の出口側から噴出する圧縮空気を吹き飛ばして保温部５０に到達しないように遮断する。その結果、より確実に特定箇所でワイヤ電極２を溶断することができる。

図２、図３および図４に示されるように、ガイドパイプ２４の下端と保温ユニット２８との所定の間隙６０に、ガイドパイプ２４の出口側から噴出する冷却流体が可能な限り保温部５０に到達しないように遮蔽する遮蔽板３６が設けられる。遮蔽板３６は、ワイヤ電極２の通過を検出する通過センサ３８に取り付けられている。図４に示されるように、遮蔽板３６は、ワイヤ電極を通過させる孔またはスリット８０を有し、保温ユニット２８の上面を覆う。したがって、遮蔽板３６は、ワイヤ電極２を通過させるが、ガイドパイプ２４から噴出する冷却流体が保温ユニット２８にかかることを阻止する。遮蔽板３６を備える場合は、保温ユニット２８の保温部５０に冷却流体が侵入することが防止されるので、より確実に特定箇所でワイヤ電極２を溶断することができる。

図１および図２に示されるように、モータ４０が接続される通電電極２０は、対向配置されたピンチローラ４２との間でワイヤ電極２を挟み込んで、ワイヤ電極２を送り出したり巻き上げたりする正逆転ローラを兼用する。ピンチローラ４２は、レバー４４を作動させて通電電極２０に接触され、ワイヤ電極２を挟み込む。通電電極２２には、ピンチローラ４６が対向配置され、ワイヤ電極２を捕捉する。一対の通電電極２０、２２は、通電電源４８に接続され、ワイヤ電極２に加熱電流を供給する。このとき、ワイヤ電極２に、ワイヤ電極２を破断させない程度の加工中の張力よりも弱い張力が付与されている。加熱電流と張力は、ワイヤ電極の線径や材質に合わせて設定される。通電電源４８から供給される加熱電流は、通電電源４８の抵抗値を変えることによって変更することができる。また、一対の通電電極２０、２２の間の張力は、サーボモータ１８のトルクを変えることによって変更することができる。

図１ないし図３に示されるクランプユニット３０は、溶断され不要になったワイヤ電極２の切断片を把持して側方にスライドし、回収ボックス３２まで搬送する。回収ボックス３２は、クランプユニット３０に把持され搬送されるワイヤ電極２の切断片を回収する。

図５は、図３と異なる構成の保温ユニットと遮断気体供給装置のノズルを備えた自動結線装置の実施の形態を示す。図５は、図３に示される部材と同一の作用を有する部材を図３と同一の符号を用いて示す。遮断気体供給装置３４は、図５に示されるように、ガイドパイプ２４の出口側と保温ユニット２８との間の所定の間隙６０に、冷却気体が噴出される方向に対して直角の方向から加圧された気体を供給する。加圧された気体は圧縮空気であり、噴射された空気は、ガイドパイプ２４の出口側から噴出する圧縮空気を吹き飛ばして保温部５０に到達しないように遮断する。その結果、より確実に特定箇所でワイヤ電極２を溶断することができる。

図５に示される構成は、遮蔽板３６を設けるときに、より高い効果を発揮する。具体的には、遮断気体供給装置３４から供給される圧縮空気を噴射するノズル７０の噴射口が遮蔽板３６の直上でガイドパイプ２４の出口側先端の直近に横向きに設けられている。図５に矢印で示されるように、遮断気体供給装置３４から供給される０．５ＭＰａの圧縮空気は、ノズル７０から遮蔽板３６の上面に沿ってガイドパイプ２４の出口側先端から噴出される冷却流体、つまり室温または常温の０．５ＭＰａに加圧された空気の流れに対して真横から噴射され、直交する方向に流れ出る。その結果、遮蔽板３６の下側に空気の流れを作らず、保温ユニット２８の保温部５０がガイドパイプ２４から噴出される空気とその空気の流れを変向する空気の影響を全く受けることがないので、より確実にワイヤ電極２を特定箇所で溶断することができる。

ガイドパイプ２４の出口側先端と保温ユニット２８との間の所定の間隙６０は、冷却流体が保温ユニット２８に接触する当たり具合で決められる。言い換えれば、ワイヤ電極２が確実に保温部５０で溶断されるかどうかで決めることができる。図５に示される構成は、遮蔽板３６と遮断気体供給装置３４を設けるとともに、ノズル７０をガイドパイプ２４と遮蔽板３６との間に真横に向くように配置した構成であるので、所定の間隔６０は比較的狭くされ、具体的には、１１．５ｍｍとした。

このとき、ガイドパイプ２４の出口側と遮蔽板３６の上面との間を、８ｍｍとし、保温部５０の貫通孔の長さを２５．５ｍｍ、孔径をφ３．５ｍｍとしている。また、保温ユニット２８の下側と通電電極２２との間を１７ｍｍとした。上記具体例は、アニールおよび溶断を繰り返し行なって失敗がないことを検証したものであり、発明の実施を容易にするために示すものである。したがって、重要なことは、保温部５０で確実にワイヤ電極２が切断されるように所定の間隙６０および保温部５０の貫通孔の長さと孔径を決めることである。特に、ガイドパイプ２４からの冷却流体が保温ユニット２８の保温部５０に直接当たって保温部５０の保温効果を失わせないように所定の間隙６０を設計するとよい。

以上に説明される具体的な構成部材は、本発明の技術思想に反しない範囲で変形したり置き換えたりすることができる。例えば、通電電極２０は、正逆転ローラである必要はなく、ワイヤ電極２を送り出して弛みを取るだけのローラとし、あるいはワイヤ電極２を挟み込んでスライドするようなクランプ手段に置き換えることができる。また、本発明の特徴的な作用効果と直接関係のない構成部材は、実施の形態と同じであることは要求されない。例えば、ワイヤ電極２の切断片を回収する装置は、切断片をクランプして搬送する方式に限らず、切断片を吸引する方式や切断片を巻き取る方式であってよい。

次に、本発明の自動結線装置の動作を説明する。自動結線が必要になる状況は、大きく２つに分けられる。張架されているワイヤ電極を切断して新たに加工開始孔に挿通する場合とワイヤ電極が不慮の断線をした場合である。以下は、ワイヤ電極が断線した場合を例に説明する。

ワイヤ電極２が断線したことを断線検出器１９が検出すると、巻取装置１１が直ちに停止してワイヤ電極２の走行を停止する。このとき、ワイヤ電極２の断線端は、加工部位の近傍にある。したがって、巻取ローラ１３によって回収装置側に残されている使用済のワイヤ電極２を巻き取って回収バケット１５に廃棄する。次に、供給装置側に残されている未使用のワイヤ電極２をテンション機構７のテンションローラによってその先端（断線端）を通過センサ３８まで巻き上げる。そして、ガイドパイプ２４を保温ユニット２８に下降させるとともに、テンションローラによってワイヤ電極２を保温部５０に送り出す。

次に、一対の通電電極２０、２２間のワイヤ電極２を通電電極２２とピンチローラ４６とで保持して、テンション機構７のテンションローラによってワイヤ電極２が破断しない加工中より弱い張力がワイヤ電極２に印加される。そして、一対の通電電極２０、２２とピンチローラ４２、４６とでワイヤ電極２を保持した状態で通電電源４８から一対の通電電極２０、２２に加熱電流を供給する。したがって、ワイヤ電極２が引き延ばされて真直性が与えられるとともにワイヤ電極径が細くされる。そのため、クリアランスの小さい孔や溝に挿通しやすくなる。

所定時間後に、冷却流体供給装置２６から室温程度の空気をガイドパイプ２４と直上の挿入ブロックに供給し、遮断気体供給手段３４から遮断空気を供給して、通電電極２０、２２間のアニール区間のワイヤ電極２を冷却する。同時に、通電電源４８からの電流を強めるとともにワイヤ電極の張力を強くする。したがって、一対の通電電極２０、２２間におけるガイドパイプ２４内のワイヤ電極２は冷却されているが、保温ユニットの保温部５０の中にある短い溶断区間は冷却されずに先に溶断温度に到達するので、溶断電流が供給されている通電電極２０、２２間のワイヤ電極２は、必ず保温部５０で切断される。

保温ユニット２８とパイプガイド２４との間に所定の間隙６０が設けられているため、ワイヤ電極２を加熱するための手段が不要であり、保温ユニット２８を簡単な構成にすることができる。また、保温部５０で必ず切断されるため、溶断のための通電電極を不要にする。そして、既存の自動結線装置に大幅な変更をすることなく、保温ユニット２８を設けるだけで、ワイヤ電極を特定の切断位置で確実に溶断することができる。上記動作によって、ワイヤ電極２のアニール区間の直径は細く真直になっており、かつ切断されたワイヤ電極２の先端は先細でバリのない丸みを帯びた形状をしている。その結果、挿通時に先端がクリアランスの小さい孔や溝に引っ掛かりにくく、自動結線の失敗の確率は小さい。

切断されたワイヤ電極２の切断片は、クランプユニット３０のクランパに保持されていて、側方にある回収ボックス３２に廃棄される。その後、テンション機構７のテンションローラを正転させてワイヤ電極２を加工部位に送り出す。ワイヤ電極２は、加工開始孔または加工溝に挿通され下側ワイヤガイドを通過して搬送装置１０で巻取装置１１まで搬送され、巻取ローラ１３に捕捉され、自動結線が完了する。

張架されているワイヤ電極を切断して新たに加工開始孔に挿通する場合は、既にワイヤ電極が張架されているので、張架されているワイヤ電極をアニールして溶断してから、溶断した後に回収装置側に残存するワイヤ電極を廃棄して、供給装置側のワイヤ電極を送り出す。同じように、張架されているワイヤ電極を切断して新たに加工開始孔に挿通する場合は、既にワイヤ電極が張架されているので、張架されているワイヤ電極をアニールして溶断してから、溶断した後に排出装置側に残存するワイヤ電極を廃棄して、供給装置側のワイヤ電極を送り出す。このときのワイヤ電極２のアニール区間の直径は細くなっており、かつ切断されたワイヤ電極２の先端は、先細でバリのない丸みを帯びた形状をしている。その結果、挿通時に先端がクリアランスの小さい孔や溝に引っ掛かりにくく、自動結線の失敗の確率は小さい。

ワイヤ電極の張力と加熱電流は、通電電源４８やテンション機構７をコントロールする図示しない制御装置を通して設定される。同一のワイヤ電極であっても、例えば、最大に加工することができる被加工物の板厚などの機械の仕様によって異なる。アニールするときのワイヤ電極の張力は、溶断するときのワイヤ電極の張力に比べて同じかそれよりも弱くされる。例えば、ワイヤ電極がφ０．２ｍｍの黄銅線のときで、アニールのときのテンションは７００ｇ〜８００ｇ、溶断のときのテンションは９００ｇ〜１０００ｇである。また、アニールするときの加熱電流は、ワイヤ電極を切断するときの溶断電流よりも小さくされる。例えば、上記黄銅線のときで、加熱電流は４．０Ａ〜４．８Ａ、溶断電流は５．３Ａ〜６．７Ａである。

また、アニール時の待機時間（所定時間）は０．８秒〜２秒としているが、この時間はワイヤ電極２を真直にするのに十分な時間を見込んでおり、それ以下の時間では真直性を得ることができるかどうかについて定かではなく、さらにアニール区間のワイヤ電極の径を完全に一様に細くするためにはより長い時間が必要であることがわかっているが、最終的には、自動結線にかかるトータルの時間と結線の成功率とを考慮して決めるべきものである。

本発明は、ワイヤカット放電加工装置に適用される。本発明は、細く剛性のないワイヤ電極をクリアランスの小さい加工開始孔、加工溝、ダイスガイドへの挿通を簡単な構成かつ短時間で行なうことができ、自動結線装置における自動結線の成功率を向上させ、ワイヤカット放電加工装置の加工効率と生産性の向上に貢献する。

本発明の自動結線装置を備えたワイヤ放電加工装置の全体の概略の構成を示す平面図である。本発明の自動結線装置の好ましい実施の形態を示す断面図である。図２に示される自動結線装置の保温ユニット周辺を示す断面図である。図２に示される自動結線装置の遮蔽板を示す斜視図である。別の自動結線装置の保温ユニット周辺を示す断面図である。

符号の説明

１自動結線装置
２ワイヤ電極
３上側ワイヤガイド（ダイスガイド）
４上側ガイドアッセンブリ
５下側ガイドアッセンブリ
６被加工物
７テンション機構
２０通電電極（正逆転ローラ）
２２通電電極
２４ガイドパイプ
２６冷却流体供給装置
２８保温ユニット
３４遮断気体供給装置
４０モータ
４８通電電源
５０保温部
６０所定の間隙

Claims

上側ワイヤガイドの上側に設けられ張力が付与されたワイヤ電極に加熱電流を供給する一対の通電電極と、前記一対の通電電極間に設けられ前記ワイヤ電極を案内するガイドパイプと、前記ガイドパイプの入口側に設けられ前記ガイドパイプに加熱されたワイヤ電極の温度上昇を抑えるための流体を供給する流体供給装置と、を備えた自動結線装置において、前記一対の通電電極間における前記ガイドパイプの出口側に所定の間隙を隔てて設けられ前記加熱されたワイヤ電極を部分的に保温する保温部を有する保温ユニットを設けてなる自動結線装置。
前記流体は気体であることを特徴とする請求項１に記載の自動結線装置。
前記ガイドパイプの出口側から噴出する前記気体の流れを遮断する気体を前記ガイドパイプの出口側から噴出する前記気体が噴出される方向に対して直角の方向から供給する遮断気体供給装置を有する請求項２に記載の自動結線装置。
前記所定の間隙に設けられ前記ワイヤ電極を通過させる孔またはスリットを有し前記ガイドパイプの出口側から噴出する前記流体が可能な限り前記保温部に到達しないように遮蔽する遮蔽板を有する請求項１に記載の自動結線装置。