JP2006136986A - ワイヤ放電加工機及びその自動結線方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 細いワイヤ電極であっても、ワイヤ電極が断線することなく確実に自動結線を行えるワイヤ放電加工機及びその自動結線方法を提供する。
【解決手段】 ワイヤ電極を自動結線する装置を有したワイヤ放電加工機において、繰り出しローラ９にエンコーダ１３を取付けて繰り出しローラ９の回転速度を検出できるようにする。弾性部材３７とシリンダ３９、ピストン４１装置を設けて、押圧ローラ３５を巻上げローラ３１に押圧、離隔するようにする。そして、巻上げローラ３１と押圧ローラ３５の間の隙間にワイヤ電極１が通過してから、押圧ローラ３５を巻上げローラ３１に押圧してワイヤ電極１を挟持してワイヤ電極を巻上げる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワイヤ電極を自動結線する装置を有するワイヤ放電加工機及びその自動結線方法に関する。本題においては、ワイヤ電極を新規に装填するとき、又はワイヤ電極が断線したときに、ワイヤ電極を機械に自動的に装填することを自動結線という。

ワイヤ電極を自動結線する装置を有したワイヤ放電加工機は、本願出願人の出願に係わる特許文献１に開示されている。特許文献１の図１を参照すると、ワイヤ電極リール１４から繰り出されたワイヤ電極１０は、ワイヤ電極送りローラ３０によって所定の速度で繰り出されている。そして、ワイヤ電極１０は、圧力流体によってワイヤ電極案内装置１２及びワイヤ電極方向転換器８２を通過して、ワイヤ電極誘導管１１０に導かれ、ワイヤ電極巻上げ装置７０に到達する。ワイヤ電極巻上げ装置７０は、ワイヤ電極１０を挟持し、ワイヤ電極１０に所定の張力を与えながらワイヤ電極１０を巻上げるものである。ワイヤ放電加工機で使用されるワイヤ電極の太さは、一般的には直径０.１ｍｍないし０．３ｍｍ位のものが使用されている。近年、微細加工を行うために、更に細いワイヤ電極が使用されるようになり、例えば直径０．０３ｍｍないし０．１ｍｍ位のものも使用されるようになった。

特公昭６２−１９３４３号公報

前述の特許文献１に記載されたワイヤ放電加工機の自動結線装置は、送り出されたワイヤ電極の挟持を確実にするために、ワイヤ電極送りローラ３０の回転速度よりも、ワイヤ電極巻上げローラ７６の回転速度を速くしている。ワイヤ電極巻上げローラ７６の回転速度を速くしないとワイヤ電極１０の食付きが悪いからである。そのため、ワイヤ電極巻上げローラ７６と押圧ローラ７２がワイヤ電極１０を挟持した瞬間に、ワイヤ電極１０に過度の張力が発生する。前述の細いワイヤ電極を使用している場合、その瞬間的な過度の張力のためにワイヤ電極１０が断線するという問題点があった。
本発明は、この問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、細いワイヤ電極であっても、ワイヤ電極が断線することなく確実に自動結線を行えるワイヤ放電加工機及びその自動結線方法を提供することである。

前述の目的を達成するために、本発明によれば、ワイヤ電極を自動結線する装置を有し、ワイヤ電極とワークとの間に放電加工電圧を印加すると共に、ワイヤ電極とワークに相対送りを与えて加工間隙を制御し、ワークに所望の輪郭加工を行うワイヤ放電加工機において、繰り出しモータによって駆動され、ワイヤ電極を送り出す繰り出しローラと、前記繰り出しローラに取付けられ、繰り出しローラの回転を検知する回転検知手段と、巻上げモータによって駆動され、ワイヤ電極を押圧ローラと協働して挟持して巻上げる巻上げローラと、前記押圧ローラを前記巻上げローラに対して押圧、離隔して、ワイヤ電極を挟持、解放する押圧ローラ開閉手段と、を具備し、巻上げローラでワイヤ電極を巻上げ、繰り出しローラの回転が検知されたら自動結線完了の確認を行うワイヤ放電加工機が提供される。
このように、自動結線の際に、巻上げローラと押圧ローラとの間に隙間を設けてワイヤ電極を誘導して、ワイヤ電極が巻上げローラの位置を通過してから押圧ローラを巻上げローラに押圧するようにしたので、ワイヤ電極が確実に挟持される。そして、ワイヤ電極に過度の張力が発生しないように巻上げローラの回転速度を遅く設定したので、細いワイヤ電極の自動結線においても、ワイヤ電極が断線することがない。

また、前記押圧ローラ開閉手段は、弾性部材の弾性力によって押圧ローラを巻上げローラに押圧し、シリンダ・ピストン装置や圧電素子やモータなどのアクチェータによって押圧ローラを巻上げローラから離隔するようにしたワイヤ放電加工機が提供される。
このように、弾性部材の弾性力を調節することによって押圧ローラの押圧力を調節可能にして、アクチェータによって巻上げローラと押圧ローラとを離隔するようにしたので、装置が簡単で、しかも細いワイヤ電極でも確実に挟持し、巻上げることができる。

更に、前述の目的を達成するために、ワイヤ電極を自動結線する装置を有し、ワイヤ電極とワークとの間に放電加工電圧を印加すると共に、ワイヤ電極とワークに相対送りを与えて加工間隙を制御し、ワークに所望の輪郭加工を行うワイヤ放電加工機の自動結線方法であって、（ａ）巻上げローラから押圧ローラを離隔した後、繰り出しローラを回転させてワイヤ電極を送り出す工程、（ｂ）ワイヤ電極の先端部が巻上げローラの位置を越えたと判断した後、繰り出しローラの回転を止める工程、（ｃ）巻上げローラが押圧ローラと協働してワイヤ電極を挟持して、ワイヤ電極を巻上げる工程、（ｄ）巻上げローラがワイヤ電極を巻上げたとき、繰り出しローラが回転したことを検知して自動結線完了とする工程、を含むワイヤ放電加工機の自動結線方法が提供される。
このように、ワイヤ電極が巻上げローラと押圧ローラの隙間を通過した後、巻上げローラがワイヤ電極を挟持してワイヤ電極を巻上げ、繰り出しローラが回転したことをもって自動結線完了とした。そのため、巻上げローラの回転が遅くてもワイヤ電極を確実に挟持し、ワイヤ電極に過度の張力を与えないので、細いワイヤ電極でも断線することなく確実に自動結線が行える。

本発明によれば、巻上げローラと押圧ローラとの間に隙間を設けて、ワイヤ電極の先端部を通過させてからワイヤ電極を挟持し、巻上げローラをゆっくり回すことによりワイヤ電極に過度の張力を与えることなく自動結線を行うようにしたので、細いワイヤ電極であってもワイヤ電極を確実に挟持し、ワイヤ電極が断線することがない。また、弾性部材によって押圧力を調節可能にして、アクチェータによって押圧ローラを離隔させるようにしたので、装置が簡単で、しかも、細いワイヤ電極でも確実に自動結線が行える。更に、巻上げローラと押圧ローラの間にワイヤ電極を通してからワイヤ電極を挟持し、ワイヤ電極をゆっくり巻上げ、繰り出しローラの回転を検知して自動結線完了と判断する自動結線の方法であるから、細いワイヤ電極であってもワイヤ電極が断線することなく自動結線が確実に行える。

以下、本発明によるワイヤ放電加工機及びその自動結線方法の好ましい実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明のワイヤ放電加工機の構成を示す機構図である。図２は、本発明の自動結線方法の動作を示すフロー図である。図１において、ワイヤ放電加工機は、ＮＣ制御されてＸＹ方向に移動するワークテーブル（図示せず）上に取付けられたワークＷと、ワイヤ電極走行経路を走行するワイヤ電極１との間に放電を行わせ、ワークＷに輪郭加工を行う機械である。ワイヤ電極１は、ワイヤ電極ボビン３に巻付けられており、バックテンションモータ５により緩まないようにして引き出されている。ワイヤ電極１は、上ガイドローラ７を経て、繰り出しローラ９と押圧ローラ１１とに挟まれて、繰り出しローラ９の回転により送り出される。押圧ローラ１１は、ワイヤ電極１がすべらないように押圧部材（図示せず）により繰り出しローラ９に押圧されている。繰り出しローラ９には回転検知手段が取付けられ、その回転検知手段として回転速度を検出するエンコーダ１３が取付けられている。繰り出しローラ９に繰り出しモータ１５が取付けられ、繰り出しモータ１５は、ワイヤ電極１の送り出し速度及びワイヤ電極に与える張力を調節している。

繰り出しローラ９で送り出されたワイヤ電極１は、上ヘッド１７に設けられた上ワイヤガイド１９により案内されている。上ヘッド１７には、ワイヤ電極１の自動結線時にワイヤ電極１に送りを与えるための流体の供給口２１が設けられ、矢印Ａから高圧流体が供給され、繰り出しローラ９で送り出されたワイヤ電極をワークＷのスタートホールに誘導する。ワイヤ電極１は、ワークＷを通過し、下ヘッド２３に設けられた下ワイヤガイド２５で案内されている。下ヘッド２３を通過したワイヤ電極１は、下ガイドローラ２７に案内されて、流体の供給口２９から矢印Ｂで供給された高圧流体によって、巻上げローラ３１に向けて横方向に誘導される。

ワイヤ電極１の巻上げは、巻上げローラ３１と押圧ローラ３５とでワイヤ電極１を挟持して、巻上げローラ３１に取付けられた巻上げモータ３３の駆動によってワイヤ電極１を巻上げる。押圧ローラ３５は、弾性部材３７の弾性力によって巻上げローラ３１に押圧されている。そして、押圧ローラ３５は、アクチェータによって弾性部材３７の押圧力に抗して巻上げローラ３１から所定量、すなわち、図示の３５ａの位置に離隔される。そのアクチェータは、シリンダ３９、ピストン４１装置で構成され、図示せず流体圧供給源からの高圧流体によって作動する。押圧ローラ３５はピストン４１に取付けられたブラケット４３に回転自在に取付けられている。巻上げローラ３１で巻上げられたワイヤ電極１は、図示せず回収ボックスに回収される。
本実施の形態では、押圧ローラ３５を巻上げローラ３１に押圧する手段として弾性部材３７を設け、また、押圧ローラ３５を巻上げローラ３１から離隔させる手段としてシリンダ３９、ピストン４１による圧力応動装置を設けた。しかし、公知のラック・ピニオン又はカムをモータで駆動する機構や圧電素子などの別のアクチェータを用いて、押圧ローラ３５に所定の押圧力を発生させ、また、押圧ローラ３５を巻上げローラ３１から離隔させるようにしてもよい。

次に、本発明のワイヤ放電加工機の自動結線方法を図２を参照して説明する。図２において、自動結線開始指令があると、ステップＳ１で、アクチェータによって巻上げローラ３１から押圧ローラ３５を離隔する。ステップＳ２で、繰り出しモータ１５を起動し、繰り出しローラ９を回転させてワイヤ電極１を送り出す。ステップ３で、ワイヤ電極１の繰り出し量Ｆをエンコーダ１３で検知する。繰り出し量Ｆ＝πＤＮは、繰り出しローラ９の直径Ｄとその回転数Ｎで計算される。ステップＳ４で、繰り出し量Ｆがワイヤ電極の先端部が巻上げローラの位置を越えるために必要な走行距離Ｌを越えたかを監視し、越えたらステップＳ５で繰り出しモータ１５を停止させる。ステップＳ６で、アクチェータを開放して弾性部材３７の弾性力で押圧ローラ３５を巻上げローラ３１に押圧しワイヤ電極を挟持する。ステップＳ７で、巻上げモータ３３を起動してワイヤ電極１を巻上げる。ステップＳ８で、エンコーダ１３で繰り出しローラ９が回転したかを検知して、繰り出しローラ９がワイヤ電極１に引張られて回転すれば自動結線が完了したと判断する。自動結線の完了が確認されたら、繰り出しモータ１５が起動され、その繰り出しモータ１５は公知のバックテンション機能を有しており、繰り出しローラ９を所定の回転速度で回転させると共に、ワイヤ電極１に所定の張力を与えながらワイヤ電極１を送り出す。ワイヤ電極１を巻上げても繰り出しローラ９が回転しなければ自動結線が失敗であり、自動結線動作をやり直す。

本発明のワイヤ放電加工機の構成を示す機構図である。 本発明の自動結線方法の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１ ワイヤ電極
９ 繰り出しローラ
１３ エンコーダ
１５ 繰り出しモータ
３１ 巻上げローラ
３３ 巻上げモータ
３５ 押圧ローラ
３７ 弾性部材
３９ シリンダ
４１ ピストン

Claims (3)

1. ワイヤ電極を自動結線する装置を有し、ワイヤ電極とワークとの間に放電加工電圧を印加すると共に、ワイヤ電極とワークに相対送りを与えて加工間隙を制御し、ワークに所望の輪郭加工を行うワイヤ放電加工機において、
   繰り出しモータによって駆動され、ワイヤ電極を送り出す繰り出しローラと、
   前記繰り出しローラに取付けられ、繰り出しローラの回転を検知する回転検知手段と、
   巻上げモータによって駆動され、ワイヤ電極を押圧ローラと協働して挟持して巻上げる巻上げローラと、
   前記押圧ローラを前記巻上げローラに対して押圧、離隔して、ワイヤ電極を挟持、解放する押圧ローラ開閉手段と、
   を具備し、巻上げローラでワイヤ電極を巻上げ、繰り出しローラの回転が検知されたら自動結線完了とすることを特徴としたワイヤ放電加工機。
2. 前記押圧ローラ開閉手段は、弾性部材の弾性力によって押圧ローラを巻上げローラに押圧し、シリンダ・ピストン装置や圧電素子やモータなどのアクチェータによって押圧ローラを巻上げローラから離隔するようにした請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. ワイヤ電極を自動結線する装置を有し、ワイヤ電極とワークとの間に放電加工電圧を印加すると共に、ワイヤ電極とワークに相対送りを与えて加工間隙を制御し、ワークに所望の輪郭加工を行うワイヤ放電加工機の自動結線方法であって、次の各工程を含むもの。
   （ａ）巻上げローラから押圧ローラを離隔した後、繰り出しローラを回転させてワイヤ電極を送り出す工程
   （ｂ）ワイヤ電極の先端部が巻上げローラの位置を越えたと判断した後、繰り出しローラの回転を止める工程
   （ｃ）巻上げローラが押圧ローラと協働してワイヤ電極を挟持して、ワイヤ電極を巻上げる工程
   （ｄ）巻上げローラがワイヤ電極を巻上げたとき、繰り出しローラが回転したことを検知して自動結線完了とする工程

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