JP2009184071A - Wire electric discharge processing device and wire breakage detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はワイヤ放電加工装置およびワイヤ断線検出方法に関し、特に、ワイヤ状の工具電極と被加工物との間に放電を発生させることにより、被加工物の一部を除去しながら被加工物を加工するワイヤ放電加工装置およびワイヤ断線検出方法に関するものである。 The present invention relates to a wire electric discharge machining apparatus and a wire breakage detection method, and in particular, by generating an electric discharge between a wire-shaped tool electrode and a workpiece, the workpiece is removed while removing a part of the workpiece. The present invention relates to a wire electric discharge machining apparatus and a wire breakage detection method.
ワイヤ放電加工装置により、柱状の部材等の被加工物から薄板をスライス加工する場合、1本の電極ワイヤを複数のガイドローラー間に巻回させて多数の切断ワイヤ部分を形成し、それぞれの切断ワイヤ部分に個別に給電し、各切断ワイヤ部分と被加工物の加工面との間のギャップ長、すなわち、放電ギャップ長を所定の値に保持することにより、各切断ワイヤ部分と被加工物の加工面との間に同時に放電を生ぜしめて、被加工物に対する上記スライス加工の生産性を向上させる試みが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 When slicing a thin plate from a workpiece such as a columnar member with a wire electrical discharge machining device, a single electrode wire is wound between a plurality of guide rollers to form a large number of cutting wire portions, each of which is cut By individually supplying power to the wire portions and maintaining the gap length between each cutting wire portion and the work surface of the workpiece, that is, the discharge gap length, at a predetermined value, There has been proposed an attempt to improve the productivity of the above-described slicing process on a workpiece by simultaneously generating electric discharge between the processed surface and the processed surface (for example, see Patent Document 1).
また、上述のようなワイヤ放電加工装置における電極ワイヤの断線検出については、加工電源の電圧を分圧して給電子間の電圧変動を検出する方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。当該方法では、電極ワイヤが断線すると給電子間の電圧が著しく高くなることを利用して、当該電圧が基準値以上になったときに、電極ワイヤが断線状態にあると検知して、加工電源を遮断する信号を出力する。 As for the detection of the disconnection of the electrode wire in the wire electric discharge machining apparatus as described above, a method is known in which the voltage of the machining power supply is divided to detect the voltage fluctuation between the supply electrons (for example, see Patent Document 2). . In this method, by utilizing the fact that the voltage between the feeders is remarkably increased when the electrode wire is disconnected, it is detected that the electrode wire is in a disconnected state when the voltage exceeds a reference value, and the processing power supply A signal that shuts off is output.
前述の特許文献1に記載の従来のワイヤ放電加工装置にあっては、すべての切断ワイヤ部分は元々1本の電極ワイヤからなるものであるから、加工中に電極ワイヤが断線すると、その断線した電極ワイヤが対向していた部分では以後の加工ができなくなり生産性を低下させるという問題点があった。さらに、電極ワイヤが断線したことを即座に検出しないと、電極ワイヤの断線した部分を起点として、電極ワイヤがガイドローラーからほぐれ、周囲のガイドローラーと電極ワイヤとの間に絡まってしまう可能性がある。その状態となると、以後の加工継続が不可能なのはもちろんのこと、絡まった電極ワイヤを取り除いて、再加工を始めるまでの復旧作業に手間取るという問題点があった。 In the conventional wire electric discharge machining apparatus described in the above-mentioned Patent Document 1, since all the cutting wire portions are originally composed of one electrode wire, if the electrode wire is broken during machining, the wire breaks. There is a problem in that the portion where the electrode wires face each other cannot be processed thereafter and the productivity is lowered. Furthermore, if it is not immediately detected that the electrode wire is disconnected, the electrode wire may be loosened from the guide roller starting from the disconnected portion of the electrode wire, and may be entangled between the surrounding guide roller and the electrode wire. is there. In this state, there is a problem that it is not possible to continue processing thereafter, and that it takes time to perform recovery work until the tangled electrode wire is removed and reworking is started.
また、電極ワイヤの断線検出については、特許文献2の方法により検出を行う場合、特許文献2に記載のように、給電子が2個の場合には良好に検出を行うことができるが、特許文献1に記載のようなワイヤが複数本張られたワイヤ放電加工装置の場合には、同時に各給電子間の電圧変動を検出することができず、切り換えて、順に検出していくしかないので、ワイヤ断線検出を効率よく安定させて行うことができないという問題点があった。また、特許文献2の検出方法において、各給電子間の電圧の変動を検出するためには、各給電子間に対して比較増幅器を2個ずつ設ける必要があり、回路が複雑になってしまうという問題点があった。
As for the detection of the disconnection of the electrode wire, when the detection is performed by the method of
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、電極ワイヤの断線を迅速に検出して、その検出信号によりワイヤ放電加工装置を即座に停止させることが可能なワイヤ放電加工装置およびワイヤ断線検出方法を得ることを目的としている。 The present invention has been made to solve such a problem, and is capable of quickly detecting a disconnection of an electrode wire and immediately stopping the wire electrical discharge machining apparatus by the detection signal. And it aims at obtaining the wire breakage detection method.
この発明は、被加工物との間で放電を発生する電極ワイヤと、前記電極ワイヤと前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、前記電極ワイヤの両端に断線検知用の電圧を印加する断線検知用電源と、前記断線検知用電源による前記印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段と、前記断線検知用電源により前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出手段とを備え、前記断線検知用電源制御手段は、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置である。 The present invention includes an electrode wire that generates an electric discharge between a workpiece, a machining power source that applies a pulsed machining voltage between the electrode wire and the workpiece, and the electrode wire A disconnection detection power source for applying a disconnection detection voltage to both ends, a disconnection detection power source control means for controlling the timing of the application by the disconnection detection power source, and the disconnection detection voltage by the disconnection detection power source. A disconnection detecting means for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on the conduction state of the electrode wire when applied, and the disconnection detection power control means is pulsated by the processing power supply. The wire electric discharge machining apparatus is characterized in that the timing is controlled so that the disconnection detection voltage is applied only during a period in which no voltage is applied.
この発明は、被加工物との間で放電を発生する電極ワイヤと、前記電極ワイヤと前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、前記電極ワイヤの両端に断線検知用の電圧を印加する断線検知用電源と、前記断線検知用電源による前記印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段と、前記断線検知用電源により前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出手段とを備え、前記断線検知用電源制御手段は、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置であるので、電極ワイヤの断線を迅速に検出することができ、断線を検出した場合には、その検出信号によりワイヤ放電加工装置を即座に停止させることが可能である。 The present invention includes an electrode wire that generates an electric discharge between a workpiece, a machining power source that applies a pulsed machining voltage between the electrode wire and the workpiece, and the electrode wire A disconnection detection power source for applying a disconnection detection voltage to both ends, a disconnection detection power source control means for controlling the timing of the application by the disconnection detection power source, and the disconnection detection voltage by the disconnection detection power source. A disconnection detecting means for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on the conduction state of the electrode wire when applied, and the disconnection detection power control means is pulsated by the processing power supply. Since the wire electric discharge machining apparatus controls the timing so as to apply the disconnection detection voltage only during a period in which no voltage is applied, the electrode wire Can be quickly detected disconnection, when detecting a disconnection, it is possible to stop immediately the wire electric discharge machining apparatus by the detection signal.
実施の形態1.
以下に、本発明の実施の形態の構成および動作について説明する。
図1は、本発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置を示した斜視図である。本実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置においては、ワイヤボビン1から繰り出された一本の電極ワイヤ2が、順次、複数のガイドローラー3a〜3f間を、複数回、互いに微小な間隔を隔てて巻回されて、複数のワイヤ走行系が形成されている。この電極ワイヤ2が巻回されて形成されたワイヤ走行系間の間隔が被加工物8の加工幅に対応する。すなわち、各ワイヤ走行系に対して所定間隔だけ離間させて被加工物を対向させて配置した状態で、各ワイヤ走行系と被加工物8との間に電圧を印加しながら、被加工物8を各ワイヤ走行系に対して切断送りすることにより、被加工物8を各ワイヤ走行系で放電切断する。これにより、柱状の被加工物8が薄板にスライス加工される。なお、図1の例では、1本の電極ワイヤ2を複数のガイドローラーに巻き回した例について示しているが、この場合に限らず、1本の電極ワイヤ2を折り返すことにより複数のワイヤ走行系が形成されるのであれば、その具体的な構成については特に限定しないものとする。
Embodiment 1 FIG.
The configuration and operation of the embodiment of the present invention will be described below.
FIG. 1 is a perspective view showing a wire electric discharge machining apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the wire electrical discharge machining apparatus according to the first embodiment, one
本実施の形態1においては、複数のガイドローラー3a〜3fは、互いに軸線方向に平行に離間して配置されている。最も高い位置にガイドローラー3aと3bとが設けられ、ガイドローラー3bの下方の最も低い位置にガイドローラー3cが設けられ、ガイドローラー3aの下方には、ガイドローラー3cと並んで、ガイドローラー3dが設けられている。また、ガイドローラー3dの斜め上方で、かつ、ガイドローラー3aと3dとの高さ方向の間の位置に、ガイドローラー3eが設けられ、ガイドローラー3eの隣には、ガイドローラー3f,3gが順にワイヤボビン1の設置方向に向けて順に並んで配置されている。
In the first embodiment, the plurality of
このとき、電極ワイヤ2は、ガイドローラー3a〜3gに巻回しする毎に後述する高周波絶縁器4(図2参照)を通過する。高周波絶縁器4は、どの位置に設置してもよいが、望ましくは、ガイドローラー3gとワイヤボビン1との間辺りに設置して、電極ワイヤ2がガイドローラー3a〜3fに順次1回ずつ巻き回されるたびに、電極ワイヤ2のガイドローラー3gと3a間部分を高周波絶縁器4に1回通過させて、各切断ワイヤ部2a間の絶縁を行うようにする。
At this time, the
電極ワイヤ2は所定回数の巻回し後に、ワイヤ排出ローラー5より排出される。電極ワイヤ2は、ガイドローラー3aと3bとの間の部分が、被加工物8を加工するための切断ワイヤ部分2aとなっており、図1に示すように、当該切断ワイヤ部分2aに対して微小間隔を隔てて被加工物8を対向させて配置し、放電加工処理を行う。また、電極ワイヤ2のガイドローラー3bと3bcとの間の部分が、放電加工を行うための電圧(加工用電圧)が供給される給電ワイヤ部分2bとなっている。電極ワイヤ2の給電ワイヤ部分2bには、加工電源6から、給電子7を介して、放電加工を行うための電圧(加工用電圧)が給電され、被加工物8との間に電圧が印加される。加工電源6は互いに独立に電圧を印加できる複数のユニット61からなり、給電子7もそれぞれが互いに絶縁された複数の給電子ユニット71から構成されていて、各切断ワイヤ部分2aに独立して電圧を印加できる構成となっている。また、加工電源6は、高周波絶縁器4により各切断ワイヤ部分2a相互間で十分絶縁可能なほど高い周波数、例えば10kHz以上、のパルス電圧を印加する。
The
なお、当然ながら、各々の切断ワイヤ部分2aには、加工電源6から高周波電圧を印加する必要があるから、給電子7は、高周波絶縁器4と各切断ワイヤ部分2aとの間に設置される。さらに、また当然ながら、電圧印加極性は従来のワイヤ放電加工と同様に、必要に応じて適宜反転可能となっている。被加工物8は、図示しない位置制御装置により、ガイドローラー3a〜3g間に巻回された電極ワイヤ2と微小間隙を隔てるように位置が制御されているので、適正な放電ギャップ長が維持されている。なお、加工液は図示していないが、通常のワイヤ放電加工と同様に、吹きかけもしくは浸漬により被加工物8と電極ワイヤ2との間に供給されている。
Of course, since it is necessary to apply a high-frequency voltage from the
また、本実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置においては、給電子9が、電極ワイヤ2において、ワイヤボビン1から繰り出され、ガイドローラー3aに巻回される手前の部分の一箇所(すなわち、電極ワイヤ2の始端側の一箇所)に対して給電を可能とするように設置されている。さらに、給電子10が、電極ワイヤ2において、複数のガイドローラー3a〜3gを経て、ワイヤ排出ローラー5により排出される部分の一箇所(すなわち、電極ワイヤ2の終端側の一箇所)に給電を可能とするように設置されている。また、断線検知用電圧を給電するための断線検知用電源11が給電子9,10に接続され、さらに、断線検知用電源11には断線検知用電源制御装置12が接続されている。なお、これらはワイヤ断線検出手段を構成する。断線検知用の電圧の値は、当然のことながら、加工電源6によって給電される加工用の電圧の値よりも低い値に設定されている。具体的には、図3のパルス波形において、ハイレベルのときの電圧の値が加工用の電圧の値であり、ローレベルのときの電圧の値が断線検知用の電圧の値である。上述した構成において、断線検知用電源11により断線検知用電圧を印加している状態において、電極ワイヤ2に流れる微小電流を電流センサ(図示省略)などでモニタしておき、微小電流が検知されている間は、電極ワイヤ2は断線していないと判定する。一方、微小電流が検知されなくなった時点で、電極ワイヤ2に断線が発生したと判定する。なお、断線検知用電源制御装置12はワイヤ放電加工装置の制御装置(図示していない)に接続される。このように、断線検知用の電圧を印加したときの電極ワイヤ2の導通状態に基づいて、電極ワイヤ2の断線の発生の有無を検知する。
Further, in the wire electric discharge machining apparatus according to the first embodiment, the
図2に、高周波絶縁器4の構成を示す。高周波絶縁器4は、互いに所定間隔隔てて、空気(あるいは、非磁性材料)を介在させて、並列に設けられた、複数の高周波絶縁部41から構成されている。各高周波絶縁部41は、リング形状をした軟鉄やフェライト等の高透磁率の磁性体からなるコア41aと、そのコア41aの支柱41cに対して回転自在に設けられ、電極ワイヤ2の走行に伴って回転するように設けられたホイール41bとから構成されている。図2中の矢印は、電極ワイヤ2の走行方向と、それに伴うホイール41bの回転方向をそれぞれ示している。当該構成において、ガイドローラー3gと3aとの間の電極ワイヤ2が、図2に示すように、ホイール41bに複数回巻回されて、コイル21を構成する。このホイール41bを用いることで、電極ワイヤ2の走行が円滑になり、高周波絶縁器4内での電極ワイヤ2の断線が防止される。高周波絶縁器4は、以上説明したような簡単な構成で、各切断ワイヤ部2a間の高周波的な絶縁が可能となる。但し、高周波絶縁器4は、図2の構成に限定されるものではなく、各切断ワイヤ部2a間の絶縁が可能なものであれば、いずれの構成のものを用いてもよい。また、高周波絶縁器4は、必ずしも設ける必要もなく、設けなくてもよいものとする。
FIG. 2 shows the configuration of the high-
次に、本発明の実施の形態1に係るワイヤ放電加工装置における電極ワイヤの断線検知動作について説明する。図3は、ガイドローラー3a〜3gに互いに微小な間隔を隔てて巻回される複数本の電極ワイヤ2の任意の一本に対して、加工電源6と断線検知用電源11とにより加工中に印加される電圧波形の一例である。加工電源6は、予め設定された所定時間だけ電圧を印加し、その電圧印加が終了すると、次の電圧印加を開始するまでの休止時間を挿入する。この休止時間は任意に設定可能で、加工状況に応じて数μsec〜数百msecの範囲で調整される。このようにして、加工電源6により電圧が間欠的あるいは周期的に印加される。一方、断線検知用電源11は、加工電源6が休止時間を挿入中に、加工電源6によって印加される加工用の電圧よりも低い値の一定電圧を断線検知用電圧として印加し、電極ワイヤ2に微小電流を通電させる。複数本の電極ワイヤ2には、それぞれ給電子7と加工電源6とによりパルス電圧が印加されるが、各電極ワイヤ2への電圧印加と休止時間挿入のタイミングはすべての電極ワイヤ2で同じである。したがって、すべての電極ワイヤ2が休止時間にある場合に、加工電源6とは別に設けられた断線検知用電源11により電圧を印加するように制御すれば、加工中の加工電源6による加工用電圧に、断線検知用電源11による断線検出用電圧が重畳されることを防ぐことができる。また、断線検知用電圧は高すぎると放電するおそれがあるため、加工への影響がないように、たとえば、数V〜20V程度に設定し、数mA〜数百mA程度の電流が電極ワイヤ2に流れるようにすればよい。このとき、電極ワイヤ2に流れる微小電流を電流センサなどでモニタしておき、周期的に微小電流が検知されている間は、電極ワイヤ2は断線していないことがわかる。また、電極ワイヤ2に断線を生じた場合、これまで休止時間と同周期で検出されていた微小電流が検出されなくなるので、それにより、断線を即座に検出することができる。
Next, the disconnection detection operation of the electrode wire in the wire electric discharge machining apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described. FIG. 3 shows that any one of a plurality of
このような構成によれば、休止時間挿入の周波数の速さで、非常に高速に電極ワイヤ2の断線状態を検出することができる。電極ワイヤ2の断線が検出されると、その時点で、ワイヤ放電加工装置の制御装置に、加工電源6とガイドローラー3a〜3gなどの駆動系を停止させるための指令信号を断線検知用電源制御装置12から送ることにより、ワイヤ放電加工装置を即座に停止させることができる。このように、電極ワイヤ2の断線を検知した後、即座に、ワイヤ放電加工装置を停止することができるので、断線した電極ワイヤ2がガイドローラー3a〜3gからはずれて周囲に絡まる状況を最小限に抑えることができる。なお、本実施の形態1においては、断線検知用電源制御手段12は、断線検知用電源11による印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段を構成するとともに、電流センサとともに、断線検知用電源11により断線検知用の電圧を印加したときの電極ワイヤ2の導通状態に基づいて、電極ワイヤ2の断線の有無を検知する断線検出手段とを構成している。また、その場合に限らず、ワイヤ放電加工装置の制御装置と電流センサとにより断線検出手段を構成するようにしてもよい。
According to such a configuration, the disconnection state of the
以上のように、本実施の形態1の構成によれば、1本の電極ワイヤ2を複数のガイドローラー3a〜3g間に巻回させて、複数の切断ワイヤ部分2aを形成し、それぞれの切断ワイヤ部分2aに個別に給電する加工電源6と給電子7とを備え、さらに、加工電源6と給電子7とは別に、ガイドローラー3a〜3gにおける電極ワイヤ2の巻始め部分と巻終わり部分に給電子9,10をそれぞれ設置し、その給電子9,10に、断線検知用電圧を給電するようにした。これにより、電極ワイヤ2の断線を迅速に検出することができ、電極ワイヤ2の断線を検知した後、即座に、ワイヤ放電加工装置を停止することができるので、断線した電極ワイヤ2がガイドローラー3a〜3gからはずれて、周辺のガイドローラーに巻き込まれたり、あるいは、周辺の電極ワイヤ2等に絡まったりする状況を最小限に抑えることができ、復旧作業の効率向上を図ることができる。また、このとき、加工電源6が印加されるタイミングと同じにならないように、加工用電圧の休止時間に合わせて断線検知用電源11の印加電圧のタイミングを調整することで、加工用電圧に断線検知用電圧が重畳されることを防止でき、放電や加工への影響等が発生しないようにすることができ、安定した断線検出を行うことが可能である。
As described above, according to the configuration of the first embodiment, one
実施の形態2.
上述の実施の形態1においては、ワイヤボビン1から繰り出され、ガイドローラー3a〜3gに巻回される手前の電極ワイヤ2の部分に給電子9を設け、かつ、複数のガイドローラー3a〜3gを経て、ワイヤ排出ローラー5により排出される電極ワイヤ2の部分に給電子10を設けて、それらの給電子9,10を介して電極ワイヤ2の両端に給電を行うことで、電極ワイヤ2の断線を検知する方式について説明した。すなわち、この実施の形態1による方式は、1本の電極ワイヤ2が複数のガイドローラー3a〜3g間に巻回させて形成される複数の切断ワイヤ部分2aのどこかで断線が発生したことを検知する方式であり、電極ワイヤ2が断線すれば直ちにワイヤ放電加工装置を停止することにより、電極ワイヤ2のほぐれによる被害の拡大を最小限に防止できるという効果がある。本実施の形態2においては、単に電極ワイヤ2の断線を検知するだけでなく、さらに、どの電極ワイヤ2が断線しているかを検知して、断線した電極ワイヤ2を復旧する場合の作業効率をより向上させるための実施の形態について説明する。
In the above-described first embodiment, the
図4は、本発明の実施の形態2に係るワイヤ放電加工装置を示す斜視図である。図4に示すように、基本的な構成は、図1に示した実施の形態1と同じである。従って、以下の説明においては、図1の実施の形態1と異なる構成について主に説明し、同一の構成については、ここでは説明を省略する。
FIG. 4 is a perspective view showing a wire electric discharge machining apparatus according to
図4に示すように、本実施の形態2においては、断線検知用電源11の陽極側を、電極ワイヤ2において、ワイヤボビン1から繰り出され、ガイドローラー3a〜3gに巻回される手前の部分(始端側)の一箇所に、給電子9を介して接続する。また、断線検知用電源11の陰極側を、電極ワイヤ2において、複数のガイドローラー3a〜3g間に巻回させて形成される複数のワイヤ走行系のそれぞれの一箇所に給電子13を介して接続する。給電子13は、電極ワイヤ2の切断ワイヤ部分2a(および給電ワイヤ部分2b)の個数と同数だけ設けられている。図4の例では、各給電子13は、給電子7とガイドローラー3cとの間の位置に配置されているが、これに限定されるものではない。なお、このとき、断線検知用電源11の陽極側を、電極ワイヤ2において、複数のガイドローラー3a〜3gを経て、ワイヤ排出ローラー5より排出される部分(終端側)の一箇所に接続するようにしてもよい。
As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the anode side of the disconnection
断線検知用電源11の陰極側とその陰極側に接続される電極ワイヤ2の各ワイヤ走行系との間には、たとえば、FET(Field Effect Transistor:電界効果トランジスタ)などによる断線検知用スイッチ14(以下、単に、スイッチ14とする。)が備えられる。スイッチ14は、電極ワイヤ2のワイヤ走行系の個数(すなわち、切断ワイヤ部分2aおよび給電ワイヤ部分2bの個数)と同数だけ設けられている。図4の例では、複数のスイッチ14は互いに並列に接続されており、それらの複数のスイッチ14の結線部分に断線検知用電源11の陰極側が直列に接続されている。また、各スイッチ14と各給電子13とは1対1に直列に接続されている。各スイッチ14には断線検知用電源制御装置12から制御信号が入力され、それによって各スイッチ14の開閉動作が行われる。当該構成において、あるスイッチ14の一つを閉じて形成される回路に対して断線検知用電源11による電圧を印加して、導通が検出されれば、そこまでの電極ワイヤ2では断線が無いことを意味する。次に、直前まで閉じていたスイッチ14を開き、そのスイッチ14のすぐ隣のスイッチ14を閉じて断線検知用電源11による電圧を印加して導通を調べる。導通が検出されれば、そこまでの電極ワイヤ2では断線が無いことを意味する。もし、導通が検出されない場合には、直前に導通を調べた電極ワイヤ2との差分により、いま導通を調べた電極ワイヤ2において断線が生じた可能性が高いと判断でき、断線した電極ワイヤ2の断線箇所を特定することができる。
Between the cathode side of the disconnection
本実施の形態2に係るワイヤ放電加工装置のスイッチ14を上述のようにFETで構成すれば、電気信号によるスイッチ開閉制御が可能であり、そのスイッチ開閉動作は非常に高速である。また、ソフトウエア等による自動制御が可能であるため、人手を介さずに、順次、スイッチの開閉動作を行うことができる。このようにすることにより、スイッチ開閉動作を電極ワイヤ一本ずつに対して順次行うことで、各電極ワイヤ2の導通を調べる。任意の電極ワイヤ2の導通を調べるとともに、その直前のワイヤの導通調査結果との差分により、複数の電極ワイヤ2それぞれに対する断線検出が可能となり、断線が生じた電極ワイヤ2を容易にかつ精度良く特定でき、復旧作業の効率向上を図ることができる。
If the
以上のように、本実施の形態2によれば、上述の実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、さらに、断線検知用電源11の一端を、複数のガイドローラー3a〜3g間に巻回させて形成される複数の電極ワイヤ2のそれぞれに、スイッチ14を介して接続し、スイッチ14の開閉動作により、各電極ワイヤ2の断線の有無を確認するようにしたので、断線が生じた電極ワイヤ2を容易にかつ精度良く特定でき、復旧作業の効率向上を図ることができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be obtained, and one end of the disconnection
なお、上述の説明においては、断線検知用電源11の陰極側を電極ワイヤ2のワイヤ走行系の一箇所に接続し、陽極側を電極ワイヤ2の始端側または終端側の一箇所に接続する例について説明したが、その場合に限らず、陰極側と陽極側とは逆にしてもよい。
In the above description, the cathode side of the disconnection
実施の形態3.
図5は、本発明の実施の形態3に係るワイヤ放電加工装置を示す斜視図である。本実施の形態3の構成は、基本的に図1に示した実施の形態1と同じであり、図1の実施の形態1とは、断線検出に関する部分のみが異なるため、本実施の形態においては、断線検出に関する部分について説明し、他の構成については説明を省略する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a wire electric discharge machining apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The configuration of the third embodiment is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1 and differs from the first embodiment of FIG. 1 only in the part relating to disconnection detection. Will describe the portion related to disconnection detection, and the description of the other components will be omitted.
本実施の形態3においても、上述の実施の形態1および2と同様に、ワイヤボビン1から繰り出された電極ワイヤ2が、複数のガイドローラー3a〜3g間を複数回、互いに微小な間隔を隔てて巻回されて複数のワイヤ走行系が形成され、最終的に電極ワイヤ2は所定回数の巻回し後に、ワイヤ排出ローラー5より排出される。このとき、本実施の形態3においては、ワイヤ押さえ板15が、たとえば、ガイドローラー3bおよび3c間に設けられている。ワイヤ押さえ板15は、電極ワイヤ2の各ワイヤ走行系がそのワイヤ押さえ板15の片側の面(以下、ワイヤ押さえ面とする。)に押し付けられるように設置される。このワイヤ押さえ板15には、ワイヤ押さえ面とは反対側の面(以下、AEセンサ設置面とする。)にAE(アコースティック エミッション)センサ16が取り付けられている。AEセンサ16はアンプ17に接続され、アンプ17はA/D変換器18に接続され、A/D変換器18はワイヤ放電加工装置の制御装置(図示せず)に接続されている。
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments described above, the
次に、実施の形態3の動作について説明する。ワイヤ押さえ板15は、微小な間隔を隔てて並走する複数の電極ワイヤ2すべてがワイヤ押さえ板15のワイヤ押さえ面に接触するように設置されているので、電極ワイヤ2の断線によって発生する超音波を含む弾性波(AE)がこのワイヤ押さえ板15に伝播する。この弾性波をワイヤ押さえ面の反対側のAEセンサ設置面に取り付けられたAEセンサ16によって検出しAE信号として出力する。AEセンサ16によって得られたAE信号はアンプ17にて増幅され、A/D変換器18によってA/D変換された後、ワイヤ放電加工装置の制御装置(図示せず)に入力される。本実施の形態3においては、AEセンサ16(あるいは、AEセンサ16、アンプ17、および、A/D変換器18)が、ワイヤ押さえ板15に伝播されてくる弾性波(AE)を検出して検出信号としてAE信号を出力する弾性波検出手段を構成している。ワイヤ放電加工装置の制御装置が、弾性波検出手段から出力されるAE信号が所定の基準値を超えたときに、電極ワイヤ2に断線が発生したとして検知する断線検出手段を構成している。
Next, the operation of the third embodiment will be described. Since the
図6は、上述のようにして得られるワイヤ断線時のAE信号の例である。AE信号のレベルが、予め設定されている所定のワイヤ断線判別基準値を超えると、A/D変換器18により、たとえば、図6のように、ワイヤ断線時のAE信号に対してはハイレベルとするデジタル信号に変換されて、ワイヤ放電加工装置の制御装置に入力される。制御装置がそのデジタル信号のハイレベルを検知すると、制御装置は、ワイヤ放電加工装置を停止させるための制御信号を直ちに出力して、停止させるので、ワイヤ断線に伴う被害を最小限に抑えることができる。
FIG. 6 is an example of the AE signal at the time of wire breakage obtained as described above. When the level of the AE signal exceeds a predetermined wire breakage discrimination reference value set in advance, the A /
なお、ワイヤ押さえ板15に設置されるAEセンサ16は1個でもワイヤ断線を検出することが可能であるが、複数個のAEセンサを取り付けることでワイヤ断線の検出感度をさらに向上させることができる。図7に、ワイヤ押さえ板15のワイヤ押さえ面とは反対側のAEセンサ設置面に複数のAEセンサ26を直線状に設置した本発明のワイヤ放電加工装置の構成を示す。各AEセンサ26にはそれぞれアンプ27が接続され、それらのアンプ27にはA/D変換器28が接続され、それらのA/D変換器28はワイヤ放電加工装置の制御装置(図示せず)に接続される。
Note that even one
次に、図7の構成において、ワイヤ断線が発生した場合の動作について説明する。複数設置されているAEセンサ26の各出力信号は、図6に示したAEセンサ16の出力信号と基本的に同じである。但し、複数設置されているAEセンサ26のうち、断線した電極ワイヤ2にもっとも近い位置に設置されているAEセンサ26がもっとも大きな出力値を示す。したがって、AEセンサ26が1個の場合では、そのAEセンサ26が断線した電極ワイヤ2から遠い場合には、断線検出信号の出力は小さくなる。しかし、AEセンサ26が複数設置していることで、前述のように断線した電極ワイヤ26とAEセンサ26との位置関係に起因して電極ワイヤ2の断線の検出信号の出力値が著しく小さくなることはなく、ワイヤ断線検出を安定して行うことができる。
Next, the operation when a wire breakage occurs in the configuration of FIG. 7 will be described. Each output signal of the plurality of
以上のように、本実施の形態3によれば、側面のうちの1つを電極ワイヤ2に接触させてワイヤ押さえ板15を設けて、当該側面とは反対側の側面に、AEセンサ16または26を設けて、電極ワイヤ26の断線により発生するAE信号を即座に検出し、ワイヤ放電加工装置を迅速に停止させるようにしたので、電極ワイヤ2が切断したまま気づかずに装置を作動させることを防止でき、電極ワイヤ2がガイドローラー3a〜3gからはずれ、周囲に絡まる状況を最小限に抑えることができ、復旧作業の効率向上を図ることができる。
As described above, according to the third embodiment, one of the side surfaces is brought into contact with the
なお、上記の実施の形態1〜3においては、複数のガイドローラーに電極ワイヤ2を巻回して、互いに離間して設けられた複数のワイヤ走行系を有するワイヤ放電加工装置を例に挙げて説明したが、その場合に限らず、被加工物との間で放電を発生させる1以上の電極ワイヤを備えたワイヤ放電加工装置であれば、巻き回していないタイプのものでもよく、また、その他のいずれのものにも、本発明の実施の形態1〜3に記載の発明を適用することができることは言うまでない。
In the first to third embodiments described above, a wire electric discharge machining apparatus having a plurality of wire traveling systems that are provided apart from each other by winding the
1 ワイヤボビン、2 電極ワイヤ、2a 切断ワイヤ部分、2b 給電ワイヤ部分、3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g ガイドローラー、4 高周波絶縁器、5 ワイヤ排出ローラー、6 加工電源、7 給電子、8 被加工物、9,10 給電子、11 断線検知用電源、12 断線検知用電源制御装置、14 断線検知用スイッチ、15 ワイヤ押さえ板、16,26 AEセンサ、17,27 アンプ、18,28 A/D変換器、21 コイル、41 高周波絶縁部、41a コア、41b ホイール、41c 支柱、61 加工電源ユニット、71 給電子ユニット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wire bobbin, 2 Electrode wire, 2a Cutting wire part, 2b Feeding wire part, 3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g Guide roller, 4 High frequency insulator, 5 Wire discharge roller, 6 Processing power supply, 7 Electric supply , 8 Workpiece, 9, 10 Power supply, 11 Disconnection detection power supply, 12 Disconnection detection power supply control device, 14 Disconnection detection switch, 15 Wire holding plate, 16, 26 AE sensor, 17, 27 Amplifier, 18, 28 A / D converter, 21 coil, 41 high frequency insulation part, 41a core, 41b wheel, 41c strut, 61 processing power supply unit, 71 power supply unit.
Claims (7)
前記電極ワイヤと前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、
前記電極ワイヤの両端に断線検知用の電圧を印加する断線検知用電源と、
前記断線検知用電源による前記印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段と、
前記断線検知用電源により前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出手段と
を備え、
前記断線検知用電源制御手段は、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 An electrode wire that generates an electrical discharge between the workpiece and
A machining power source for applying a pulsed machining voltage between the electrode wire and the workpiece;
A disconnection detection power source for applying a disconnection detection voltage to both ends of the electrode wire;
A disconnection detection power control means for controlling the timing of the application by the disconnection detection power;
A disconnection detecting means for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on a conduction state of the electrode wire when the voltage for disconnection detection is applied by the power source for disconnection detection;
The disconnection detection power source control means controls the timing so that the disconnection detection voltage is applied only during a period in which the pulsed processing voltage is not applied by the processing power source. A wire electric discharge machining apparatus.
各前記ワイヤ走行系に対向させて被加工物を配置した状態で、前記ワイヤ走行系と前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、
前記1本の電極ワイヤの始端側の一箇所と終端側の一箇所との間に断線検知用の電圧を印加する断線検知用電源と、
前記断線検知用電源による前記印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段と、
前記断線検知用電源により前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出手段と
を備え、
前記断線検知用電源制御手段は、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A plurality of wire travel systems formed by folding back one electrode wire and provided in parallel and spaced apart from each other;
A machining power source for applying a pulsed machining voltage between the wire running system and the workpiece in a state where the workpiece is disposed facing each of the wire running systems,
A disconnection detection power source for applying a disconnection detection voltage between one start side and one end side of the one electrode wire;
A disconnection detection power control means for controlling the timing of the application by the disconnection detection power;
A disconnection detecting means for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on a conduction state of the electrode wire when the voltage for disconnection detection is applied by the power source for disconnection detection;
The disconnection detection power source control means controls the timing so that the disconnection detection voltage is applied only during a period in which the pulsed processing voltage is not applied by the processing power source. A wire electric discharge machining apparatus.
各前記ワイヤ走行系に対向させて被加工物を配置した状態で、前記ワイヤ走行系と前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、
各前記ワイヤ走行系の一箇所と、前記電極ワイヤの始端側の一箇所または終端側の一箇所との間に、断線検知用の電圧を印加する断線検知用電源と、
前記断線検知用電源による前記印加のタイミングを制御する断線検知用電源制御手段と、
前記断線検知用電源により前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出手段と
を備え、
前記断線検知用電源は、各前記ワイヤ走行系に対してそれぞれスイッチを介して接続されており、前記スイッチの開閉動作により、前記断線検出用の電圧の印加を各前記ワイヤ走行系に対して順次行い、
前記断線検知用電源制御手段は、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記断線検知用電源の印加の前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A plurality of wire travel systems formed by folding back one electrode wire and provided in parallel and spaced apart from each other;
A machining power source for applying a pulsed machining voltage between the wire running system and the workpiece in a state where the workpiece is disposed facing each of the wire running systems,
A disconnection detection power source that applies a voltage for disconnection detection between one place of each of the wire travel systems and one place on the start end side or one end side of the electrode wire;
A disconnection detection power control means for controlling the timing of the application by the disconnection detection power;
A disconnection detecting means for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on a conduction state of the electrode wire when the voltage for disconnection detection is applied by the power source for disconnection detection;
The disconnection detection power supply is connected to each wire travel system via a switch, and the disconnection detection voltage is sequentially applied to each wire travel system by opening and closing the switch. Done
The disconnection detection power source control means applies the disconnection detection power source so as to apply the disconnection detection voltage only during a period in which the pulsed processing voltage is not applied by the processing power source. The wire electric discharge machining apparatus is characterized in that the timing is controlled.
各前記ワイヤ走行系に対向させて被加工物を配置した状態で、前記ワイヤ走行系と前記被加工物との間にパルス状の加工用の電圧を印加する加工用電源と、
各前記ワイヤ走行系の一箇所に片側の面を接触させて設けられたワイヤ押さえ板と、
前記ワイヤ押さえ板の前記片側の面に対する反対側の面に設けられ、前記ワイヤ押さえ板に伝播されてくる弾性波を検出して検出信号を出力する弾性波検出手段と、
前記弾性波検出手段から出力される検出信号が所定の基準値を超えたときに、前記電極ワイヤに断線が発生したとして検知する断線検出手段と
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A plurality of wire travel systems formed by folding back one electrode wire and provided in parallel and spaced apart from each other;
A machining power source for applying a pulsed machining voltage between the wire running system and the workpiece in a state where the workpiece is disposed facing each of the wire running systems,
A wire pressing plate provided by bringing one surface into contact with one place of each of the wire traveling systems;
An elastic wave detecting means provided on a surface opposite to the one surface of the wire pressing plate, detecting an elastic wave propagating to the wire pressing plate and outputting a detection signal;
A wire electric discharge machining apparatus, comprising: a disconnection detection unit configured to detect that a disconnection has occurred in the electrode wire when a detection signal output from the elastic wave detection unit exceeds a predetermined reference value.
断線検知用の電圧の印加のタイミングを制御するタイミング制御ステップと、
前記タイミング制御ステップの前記制御に基づくタイミングにおいて、前記1本の電極ワイヤの始端側の一箇所と終端側の一箇所との間に断線検知用の電圧を印加する断線検知用電圧印加ステップと、
前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出ステップと
を備え、
前記タイミング制御ステップは、前記加工用電源によってパルス状の前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ断線検出方法。 The wire travel in a state where a plurality of wire travel systems formed by folding one electrode wire apart from each other and arranged in parallel, and a work piece disposed facing each of the wire travel systems A wire breakage detection method in a wire electric discharge machining apparatus comprising a machining power source for applying a pulsed machining voltage between a system and the workpiece,
A timing control step for controlling the timing of applying a voltage for detecting disconnection;
In a timing based on the control of the timing control step, a disconnection detection voltage application step of applying a disconnection detection voltage between one place on the start end side and one place on the end side of the one electrode wire,
A disconnection detecting step for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on the conduction state of the electrode wire when the voltage for detecting disconnection is applied, and
In the timing control step, the timing is controlled so that the disconnection detection voltage is applied only during a period in which the pulsed machining voltage is not applied by the machining power source. Wire break detection method.
断線検知用の電圧の印加のタイミングを制御するタイミング制御ステップと、
前記タイミング制御ステップの前記制御に基づくタイミングにおいて、各前記ワイヤ走行系の一箇所と、前記電極ワイヤの始端側の一箇所または終端側の一箇所との間に、断線検知用の電圧を印加する断線検知用電圧印加ステップと、
前記断線検知用の電圧を印加したときの前記電極ワイヤの導通状態に基づいて、前記電極ワイヤの断線の有無を検知する断線検出ステップと
を備え、
前記断線検知用電圧印加ステップは、各前記ワイヤ走行系に対して設けられたスイッチを介して前記断線検知用の電圧の印加を行うものであって、前記スイッチの開閉動作により、前記断線検出用の電圧の印加を各前記ワイヤ走行系に対して順次行い、
前記タイミング制御ステップは、前記加工用の電圧が印加されていない期間のみに、前記断線検知用の電圧を印加するように、前記タイミングの制御を行うことを特徴とするワイヤ断線検出方法。 The wire travel in a state where a plurality of wire travel systems formed by folding one electrode wire apart from each other and arranged in parallel, and a work piece disposed facing each of the wire travel systems A wire breakage detection method in a wire electric discharge machining apparatus comprising a machining power source for applying a pulsed machining voltage between a system and the workpiece,
A timing control step for controlling the timing of applying a voltage for detecting disconnection;
At a timing based on the control in the timing control step, a disconnection detection voltage is applied between one place of each wire traveling system and one place on the starting end side or one end side of the electrode wire. Voltage application step for disconnection detection;
A disconnection detecting step for detecting the presence or absence of disconnection of the electrode wire based on the conduction state of the electrode wire when the voltage for detecting disconnection is applied, and
The disconnection detection voltage applying step applies the disconnection detection voltage via a switch provided for each wire traveling system, and the disconnection detection voltage is detected by opening and closing the switch. Is sequentially applied to each of the wire travel systems,
The wire break detection method, wherein the timing control step performs the timing control so that the break detection voltage is applied only during a period in which the machining voltage is not applied.
各前記ワイヤ走行系の一箇所に片側の面を接触させてワイヤ押さえ板を設ける押さえ板設置ステップと、
前記ワイヤ押さえ板の前記片側の面に対する反対側の面に、前記ワイヤ押さえ板に伝播されてくる弾性波をセンサにより検出して検出信号を出力する弾性波検出ステップと、
前記弾性波検出ステップによって得られる検出信号が所定の基準値を超えたときに、前記電極ワイヤに断線が発生したとして検知する断線検出ステップと
を備えたことを特徴とするワイヤ断線検出方法。 The wire travel in a state where a plurality of wire travel systems formed by folding one electrode wire apart from each other and arranged in parallel, and a work piece disposed facing each of the wire travel systems A wire breakage detection method in a wire electric discharge machining apparatus comprising a machining power source for applying a pulsed machining voltage between a system and the workpiece,
A pressing plate installation step for providing a wire pressing plate by bringing one surface into contact with one place of each of the wire traveling systems,
Elastic wave detection step of detecting an elastic wave propagating to the wire pressing plate on a surface opposite to the one side surface of the wire pressing plate by a sensor and outputting a detection signal;
A wire breakage detection method comprising: a breakage detection step of detecting that a breakage has occurred in the electrode wire when a detection signal obtained by the elastic wave detection step exceeds a predetermined reference value.
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