JP2016028839A - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アニールによって真直性を得ようとするときに、ワイヤ電極の線径と材質で真直性を得る結果にばらつきがある。
【解決手段】制御装置１０は、電流供給装置５から所定のアニール電流を供給しているアニール期間中の設定張力値を８０ｇ以下で可能な限り小さくしてワイヤ電極ＷＥにテンションを付与するようにテンション装置１０を制御する。特に、制御装置１０は、アニール電流の供給を停止した後の所定期間中、ワイヤ電極ＷＥを加熱していない状態で空気中に晒すように自動結線装置１の動作を一時停止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。特に、ワイヤ電極に真直性を与えるアニール装置を有する自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。

数値制御ワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極を予め被加工物に穿設されている下穴あるいは加工によって被加工物に形成された加工溝に自動的に挿通させて一対のワイヤガイド間に張架させるための自動結線装置を備えている。

例えば、特許文献１または特許文献２に開示されているように、ワイヤ電極をジェットで拘束して下穴の入口まで案内する場合、細径のワイヤ電極をより下穴に通しやすくするために、予め所定のテンションで張架されているワイヤ電極を焼き鈍すことによって巻き癖を除いてワイヤ電極に真直性を与える自動結線装置が知られている。

焼鈍しによってワイヤ電極に真直性を与える機能を有する自動結線装置では、ワイヤ電極を加熱している間にワイヤ電極が断線しないように、加工時に付与するテンションの張力値よりも小さい張力値のテンションを付与した状態でワイヤ電極を焼き鈍すために適切な電流値のアニール電流を供給してワイヤ電極を加熱する。本発明では、アニール電流の設定電流値とテンションの設定張力値を含んでアニール条件という。

ワイヤ電極に所定のアニール電流を供給した直後は、ワイヤ電極の温度が急激に上昇する。その後は、ワイヤ電極の温度と周囲の温度との間の温度差によってある一定の温度範囲で安定する。その結果、ワイヤ電極にアニール電流を供給してから所定時間後にワイヤ電極が焼き鈍される。

このとき、アニール電流を供給した直後にワイヤ電極に付与されているテンションが小さ過ぎると、急激な温度の上昇によって膨張するワイヤ電極の伸び率に対して相対的にテンションが小さくなるので、瞬間的にワイヤ電極が弛んでしまって十分な真直性を得ることができない。そこで、ワイヤ電極が断線しない範囲でテンションが小さくなり過ぎないように、設定張力値が数百ｇ程度のテンションを付与した状態で焼き鈍すようにされている。

例えば、特許文献３は、焼鈍しの開始直後からある所定期間中に所定のアニール電流よりも十分に小さい電流を供給することによってアニール期間初期において急激な温度の上昇を抑えるようにして、ワイヤ電極の伸びを抑えるようにする自動結線装置を開示している。特許文献３の発明によると、ワイヤ電極を断線しないようにしながら、ワイヤ電極を真直ぐな状態で焼き鈍すことができる。

特開昭５６−１５２５３４号公報 特開２００６−１１０６５４号公報 国際公開２０１２−１０８２５０号公報

近年、線径が１．０ｍｍφ以下の比較的細径の黄銅のワイヤ電極を用いる加工が増加している。ワイヤ電極の巻き癖を取るための焼鈍しでは、線径が小さいワイヤ電極ほど真直性を得ることができるアニール条件が厳密である。特に、０．１５ｍｍφ以下の極細のワイヤ電極の場合は、現在の自動結線装置では、安定して真直性を得ることが困難である。

そのため、ガイドパイプによってワイヤ電極の先端を下穴の入口まで案内しない限り、依然として線径が比較的小さいワイヤ電極の自動結線の成功率を高くすることができない。その結果、自動結線が失敗した後で人手に頼らざるを得ないことも多く、加工効率を向上させることが難しい。

また、ワイヤ電極の線径と材質に対応するアニール電流の設定電流値の選定が難しい。しかも、同じ線径で同じ材質のワイヤ電極であっても、避けることができない品質のばらつきによって、適するアニール条件が異なる場合もある。そのため、ワイヤ電極を交換するたびに、ワイヤ電極の下穴への挿通試験を実施する必要があり、しばしばアニール条件を変更して設定し直すことが要求される。

本発明は、上記課題に鑑みて、比較的線径が小さいワイヤ電極に対してより安定して真直性を得ることができる改良された自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置を提供することを主たる目的とする。特に、ワイヤ電極の線径や材質に関わらずに、安定して真直性を得ることができる自動結線装置を備え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。本発明によって得ることができるいくつかの有利な点については、本発明の実施の形態の説明において、より具体的に示される。

本発明のワイヤカット放電加工装置は、上記課題を解決するために、ワイヤ電極（ＷＥ）に所定のテンションを付与するテンション装置（１０）と、ワイヤ電極（ＷＥ）に所定の電流を供給する電流供給装置（５）と、を有し、ワイヤ電極（ＷＥ）を自動的に一対のワイヤガイド（４Ｕ，４Ｌ）間に張架する自動結線装置（１）を備えたワイヤカット放電加工装置において、電流供給装置（５）から所定のアニール電流を供給している所定期間中に設定張力値を８０ｇ以下で可能な限り小さくしてワイヤ電極（ＷＥ）にテンションを付与するようにテンション装置（１０）を制御する制御装置（８）を含んでなるようにされている。

望ましくは、上記ワイヤカット放電加工装置は、所定のアニール電流の供給を停止すると同時に所定期間中にワイヤ電極（ＷＥ）を加熱していない状態で空気中に晒して徐々に冷却するように自動結線装置（１）を制御する制御装置（８）を含んでなるようにされる。

また、上記ワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極（ＷＥ）に設定張力値が８０ｇ以下で可能な限り小さいテンションを印加してから所定期間経過後に所定のアニール電流を供給するように電流供給装置（５）を制御する制御装置（８）を含んでなるようにされる。

また、上記ワイヤカット放電加工装置は、所定のアニール電流の供給を停止すると同時に設定張力値が０にならない範囲で設定張力値を１０ｇ以上小さくし所定期間経過後に元の設定張力値に戻すようにワイヤ電極（ＷＥ）にテンションを付与するようにテンション装置（１０）を制御する制御装置（８）を含んでなるようにされる。

括弧内に示される図面に対応する符号は、説明の便宜上付されたものであって、本発明を図面に示される実施の形態と同一のワイヤカット放電加工装置に限定することを意図するものではない。

本発明のワイヤカット放電加工装置は、設定張力値が８０ｇ以下の可能な限り小さいテンションを安定して付与した状態で加熱するので、ワイヤ電極が焼き鈍されて再結晶化するときに、結晶構造に悪影響を及ぼさないと推定される。そのため、ワイヤ電極の線径と品質のばらつきに関係なく、より安定して真直性を得ることができる。

その結果、自動結線の成功率をより高くすることができ、加工効率を向上させることができる。特に、一定のアニール電流を供給することで安定して真直性を得ることができ、アニール条件の再設定を含む難しい段取り作業が操作者に要求されず、操作者の負担が軽減される。また、アニール電流を制御操作するための制御手段とアニール電流を精確に検出する電流検出器が要求されない。

本発明のワイヤカット放電加工装置の概容を示す模式図である。 自動結線装置を示す正面図である。 本発明の自動結線装置の動作を示すフローチャートである。 本発明における自動結線装置のアニール電流とテンションの変化を示すタイミングチャートである。

図１には、本発明のワイヤカット放電加工装置の適切な実施の形態が示されている。図１は、ワイヤ電極の規定の走行径路がわかるように、ワイヤカット放電加工装置を模式的に示している。そのため、図１において、自動結線装置とワイヤ供給機構、およびワイヤガイド機構は、本機正面から見た状態で示されていて、ワイヤ回収機構は、本機側面から見た状態で示されている。以下に、図１と図２を用いて実施の形態のワイヤカット放電加工装置の構成を説明する。

ワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰとの間に所定の加工間隙が形成されるようにワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰが対向配置される。ワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰは、図示しない移動装置によって水平面上の任意の方向に相対移動する。ワイヤ電極ＷＥを被加工物ＷＰに対して傾斜させる、いわゆるテーパ装置は、図示省略されている。

ワイヤカット放電加工装置は、自動結線装置１と、ワイヤ供給機構２と、ワイヤ回収機構３と、ワイヤガイド機構４と、電流供給装置５と、圧縮空気供給装置６と、加工液供給装置７と、制御装置８とを含んで成る。ワイヤ電極ＷＥは、被加工物ＷＰを挟んで設けられる一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌとの間に規定の走行径路に沿って所定のテンションが付与された状態で張架される。

自動結線装置１は、ワイヤ電極ＷＥの先端を下穴に挿通して自動的に一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌ間に張架する手段である。自動結線装置１は、図２に詳しく示されるように、少なくとも、ガイドパイプ１１と、ワイヤ振動装置１２と、アニール電極１３と、中間給電電極１４と、給電電極駆動装置１５とを有する。

ガイドパイプ１１は、ワイヤ電極ＷＥの規定の走行径路に沿って水平面に対して略垂直に設けられる。ガイドパイプ１１は、ワイヤ電極ＷＥが規定の走行径路から逸脱しないように、ワイヤ電極ＷＥを自動結線装置１の上位から上側ワイヤガイド４Ｕまで案内する手段である。ガイドパイプ１１は、昇降装置によって上下方向に往復移動する。ガイドパイプ１１は、ワイヤ電極ＷＥを焼き鈍すときと切断するときは、上限位置に移動する。ガイドパイプ１１は、ワイヤ電極ＷＥの先端を下穴に挿通するときは、下限位置である上側ワイヤガイド４Ｕの入口まで移動する。

ワイヤ振動装置１２は、ガイドパイプ１１の入口の直上に設けられる。ワイヤ振動装置１２は、ワイヤ電極ＷＥに微小な上下方向の振動を与える手段である。ワイヤ振動装置１２は、図示しない電磁弁を切り換えることによって圧縮空気供給装置６から送られてくる所定の圧力の圧縮空気を一対の導入口１２Ａ，１２Ｂから交互に入力して、圧縮空気の圧力を規定の走行径路に沿って直接または間接的にワイヤ電極ＷＥに加える。その結果、ワイヤ電極ＷＥが微小に上下動してワイヤ電極ＷＥを下穴に通しやすくすることができる。

上側給電電極１３Ｕと下側給電電極１３Ｌとで一対のアニール電極１３を構成する。上側給電電極１３Ｕと下側給電電極１３Ｌとの一方が電流供給装置５の直流電源の正極に接続され、他方が負極に接続される。中間給電電極１４は、上記直流電源の下側給電電極１３Ｌが接続される極とは反対の極に接続され、下側給電電極１３Ｌとの間でワイヤ電極ＷＥに溶断電流を供給して、ワイヤ電極ＷＥを意図的に切断する。

給電電極駆動装置１５は、上側駆動装置１５Ｕと下側駆動装置１５Ｌとで構成される。上側駆動装置１５Ｕは、一対の回転体から成る上側給電電極１３Ｕを開閉する電磁アクチュエータを有する。電磁アクチュエータは、電気が供給されている間に上側給電電極１３Ｕをワイヤ電極ＷＥに付勢する。下側給電装置１５Ｌは、エアシリンダまたは電動シリンダを有する。エアシリンダまたは電動シリンダは、スライダを水平方向に移動させてスライダに固定されている下側給電電極１３Ｌと中間給電電極１４をワイヤ電極ＷＥに付勢する。

ワイヤ供給機構２は、加工に供されていない新しいワイヤ電極ＷＥを規定の走行径路に沿って加工間隙に連続的に供給する手段である。ワイヤ供給機構２は、テンション装置１０を含む。ワイヤ供給機構２は、主に、リール２１と、ブレーキ装置２２と、サーボプーリ２３と、送出モータ１０Ｂによって自転する送出ローラ１０Ａとを有する。また、ワイヤ供給機構２には、リミットスイッチのような断線検出器２４と歪ゲージのような張力検出器１０Ｃが設けられている。

リール２１と、サーボプーリ２３と、送出ローラ１０Ａとを含むワイヤ供給機構２の各回転体は、走行するワイヤ電極ＷＥを規定の走行径路に沿って案内するガイドである。以下の説明では、各回転体がワイヤ電極ＷＥを送り出すときに回転する方向を正転方向とし、正転方向とは反対の方向を逆転方向とする。

リール２１には、ワイヤ電極ＷＥを貯蔵するワイヤボビン２５が回転可能に取り付けられる。ワイヤ電極ＷＥは、ワイヤボビン２５に貯蔵されるため、ワイヤ電極ＷＥには、巻き癖が付いている。ブレーキ装置２２は、リール２１の逆転方向に所要のトルクを加えてワイヤ電極ＷＥにバックテンションを付与する。ブレーキ装置２２は、リール２１に装填されているワイヤボビン２５の空転を阻止して、ワイヤ供給機構２におけるワイヤ電極ＷＥの弛みを防止する。

ブレーキ装置２２は、具体的に、例えばヒステリシスモータのようなブレーキモータ、もしくは電磁クラッチのような電磁ブレーキである。ブレーキ装置２２がブレーキモータである場合は、送出モータ１０Ｂと同期して動作させることができる。ブレーキ装置２２が電磁ブレーキである場合は、電磁クラッチの摩擦力によってブレーキ力を得る構成上、送出モータ１０Ｂとは別に独立して制御される。ただし、電磁ブレーキは、制御装置８によって電磁ブレーキを作動させるタイミングとブレーキ力を制御することができるので、自動結線装置１の各装置の動作タイミングに合わせて動作させることが可能である。

サーボプーリ２３は、リール２１と送出ローラ１０Ａとの間に設けられる。サーボプーリ２３は、自重によってリール２１と送出ローラ１０Ａとの間のワイヤ電極ＷＥに対して下向きに一定の荷重を加える。サーボプーリ２３は、上下に自由に移動できるように設けられている。そのため、サーボプーリ２３は、テンションの微小な変動に合わせて上下に移動する。その結果、サーボプーリ２３は、ワイヤボビン２５から繰り出されるワイヤ電極ＷＥに発生する微小な振動を吸収してテンションを安定させる。

テンション装置１０は、ワイヤ電極ＷＥに所定のテンションを付与する手段である。テンション装置１０は、ワイヤ供給機構２に含まれている。テンション装置１０は、主に、送出ローラ１０Ａと、送出モータ１０Ｂと、張力検出器１０Ｃと、ピンチローラ１０Ｄと、モータ制御装置１０Ｅとで構成されている。

送出ローラ１０Ａは、送出モータ１０Ｂによって自転する。送出ローラ１０Ａは、ピンチローラ１０Ｄがワイヤ電極を送出ローラ１０Ａの外周面に押し付けることによってワイヤ電極ＷＥを移動させる駆動力を得る。送出ローラ１０Ａは、ピンチローラ１０Ｄを含む複数のローラによってワイヤ電極ＷＥを弛ませないようにして、ワイヤ電極ＷＥを断線させることなく円滑に走行させる。

送出モータ１０Ｂは、サーボモータである。送出モータ１０Ｂは、制御装置８の指令信号に従ってモータ制御装置１０Ｅを通して制御される。送出モータ１０Ｂは、モータ制御装置１０Ｅによって張力検出器１０Ｃの検出信号に基づいてサーボ動作する。そのため、設定張力値が小さいときでもワイヤ電極ＷＥのテンションが安定し、ワイヤ電極ＷＥが弛んだり、断線したりするおそれがより小さい。制御装置８は、ワイヤ回収機構３の巻取装置３０におけるトルクに合わせて送出モータ１０Ｂを制御することができる。

送出ローラ１０Ａは、ワイヤ電極ＷＥが一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌとの間に張架されているときは、送出ローラ１０Ａと巻取装置３０の巻取ローラ３０Ａとの間の回転速度差によって、ワイヤ電極ＷＥを実質的に停止させた状態で、またはワイヤ電極ＷＥを所定の走行速度で加工間隙に連続して送り出しながらワイヤ電極ＷＥに所定のテンションを付与する。

送出ローラ１０Ａは、ワイヤ電極ＷＥを結線するときは、送出モータ１０Ｂによって正転方向に定速回転し、ワイヤ電極ＷＥの先端を下穴に挿通し通過させてワイヤ回収機構３に捕捉させる。また、送出ローラ１０Ａは、自動結線のリトライを行なうときは、送出モータ１０Ｂによって逆転方向に定速回転し、ワイヤ電極ＷＥを所定位置まで巻き上げる。

ワイヤ回収機構３は、加工に供されて消耗したワイヤ電極ＷＥを規定の走行径路に沿って加工間隙から回収する手段である。ワイヤ回収機構３は、巻取装置３０と、方向転換プーリ３１と、搬送パイプ３２と、アスピレータ３３と、バケット３４と、ワイヤ裁断機３５とを有する。巻取装置３０は、主に、巻取ローラ３０Ａと、巻取モータ３０Ｂと、ピンチローラ３０Ｃとで構成される。巻取ローラ３０Ａは、巻取装置３０の駆動ローラを形成し、ピンチローラ３０Ｂは、巻取装置３０の従動ローラを形成する。

下穴を抜けて下側ワイヤガイド４Ｌに通されたワイヤ電極ＷＥは、方向転換プーリ３１によって進行方向を水平方向に変えられて搬送パイプ３２に挿入される。搬送パイプ３２の中のワイヤ電極ＷＥは、アスピレータ３３によって吸引され推進力を得る。

搬送パイプ３２を抜け出たワイヤ電極ＷＥは、巻取装置３０の巻取ローラ３０Ａとピンチローラ３０Ｃとの間に捕捉されて挟持される。巻取ローラ３０Ａは、定速回転モータである巻取モータ３０Ｂに追って正転方向に所定の回転速度で回転し、使用済のワイヤ電極ＷＥを所定の走行速度で走行させながらバケット３４の直上まで引き込む。実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、バケット３４の上に引き込まれたワイヤ電極ＷＥをワイヤ裁断機３５で細断してバケット３４に収容するようにされている。

ワイヤガイド機構４は、被加工物ＷＰを挟んで設けられる上下一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌで成る。上側ワイヤガイド４Ｕと下側ワイヤガイド４Ｌは、上下ガイド組体４０Ａ，４０Ｂの中にそれぞれ組み込まれている。一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌは、ワイヤ電極ＷＥを規定の走行径路上に位置決めするとともに、走行するワイヤ電極ＷＥを案内する。一対のワイヤガイド４Ｕ，４Ｌは、共にダイス形状を有する“ダイスガイド”であって、各ワイヤガイド４Ｕ，４Ｌとワイヤ電極ＷＥとの間に数μｍのクリアランスがあるので、自動結線時にワイヤ電極ＷＥの先端をワイヤガイド４Ｕ，４Ｌの中に通すことができる。

上下ガイド組体４０Ａ，４０Ｂには、電流供給装置５からワイヤ電極ＷＥに加工電流を供給するための上側通電体５Ｕと下側通電体５Ｌがそれぞれ収容されている。また、上下ガイド組体４０Ａ，４０Ｂには、加工液供給装置７から供給されている所定の圧力の加工液噴流を加工間隙に噴射供給するための上下ノズル８Ｕ，８Ｌがそれぞれ組み込まれている。

電流供給装置５は、少なくとも、直流電源と、スイッチング回路と、リレースイッチを備えている。実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、電流供給装置５は、加工間隙に加工電流を供給する加工電源回路を含んでいる。したがって、電流供給装置５は、放電加工に必要な電圧パルスを加工間隙に印加して加工電流を供給する手段であるとともに、自動結線時にワイヤ電極ＷＥに所定のアニール電流と所定の溶断電流を供給する手段である。

電流供給装置５の直流電源の正極が上下ガイド組体４０Ａ，４０Ｂにそれぞれ収容されている上側通電体５Ｕと下側通電体５Ｌに接続され、負極が被加工物ＷＰに接続されている。加工中、電流供給装置５は、上下各通電体５Ｕ，５Ｌと被加工物ＷＰとを通して加工間隙に繰返し電圧パルスを印加して加工間隙に間欠的に所定の加工電流を供給する。

実施の形態の電流供給装置５では、直流電源の正極が自動結線装置１の上側給電電極１３Ｕと中間給電電極１４とにそれぞれ図示しないリレースイッチを介在させて接続され、負極が下側給電電極１３Ｌにリレースイッチを介在させて接続されている。電極供給装置５は、自動結線時に、一対のアニール電極１３を導通してワイヤ電極ＷＥに所定のアニール電流を供給する。また、電流供給装置５は、ワイヤ電極ＷＥを意図的に切断するときに、下側給電電極１３Ｌと中間給電電極１４を導通してワイヤ電極ＷＥに所定の溶断電流を供給する。

圧縮空気供給装置６は、自動結線装置１のワイヤ振動装置１２の作動用の圧縮空気を供給する手段である。圧縮空気供給装置６は、図示しないエアコンプレッサのような圧縮空気供給源と、複数の電磁弁と、レギュレータとを含んでいる。圧縮空気供給装置６は、圧縮空気供給源の高圧の圧縮空気をレギュレータで所定の圧力に調整し、電磁弁を定期的に切り換えることによってワイヤ振動装置１２の一対の導入口１２Ａ，１２Ｂに交互に所定の圧力の圧縮空気を供給する。

圧縮空気供給装置６は、自動結線装置１のワイヤ振動装置１２の作動用の圧縮空気を供給する手段である。圧縮空気供給装置６は、図示しないエアコンプレッサのような圧縮空気供給源と、複数の電磁弁と、レギュレータとを含んでいる。圧縮空気供給装置６は、圧縮空気供給源の高圧の圧縮空気をレギュレータで所定の圧力に調整し、電磁弁を定期的に切り換えることによってワイヤ振動装置１２の一対の導入口１２Ａ，１２Ｂの交互に所定の圧縮空気を供給する。

加工液供給装置７は、加工間隙に所定の圧力の加工液噴流を供給する手段である。加工液供給装置７は、図示しない噴流ポンプによって加工液を貯留するサービスタンクから清浄な加工液を上下ガイド組体４０Ａ，４０Ｂにそれぞれ設けられている上下加工液噴流ノズル７Ｕ，７Ｌに供給する。各加工液噴流ノズル７Ｕ，７Ｌから所定の圧力の加工液噴流がワイヤ電極ＷＥの規定の走行径路の軸線方向に対して同軸に加工間隙に向けて噴射される。

制御装置８は、ワイヤカット放電加工装置の動作を制御する手段である。以下、制御装置８の制御動作のうち、本発明に直接関係する制御に限定して説明する。実施の形態のワイヤカット放電加工装置において、制御装置８は、自動結線装置１の動作を制御する手段である。特に、制御装置８は、電流供給装置５とテンション装置１０を制御する。

制御装置８は、電流供給装置５から所定のアニール電流を供給している所定期間中に設定張力値を８０ｇ以下で可能な限り小さくしてワイヤ電極ＷＥにテンションを付与するテンション装置１０を制御する。特に、制御装置８は、所定のアニール電流の供給を停止すると同時に所定期間中にワイヤ電極ＷＥを加熱していない状態で空気中に晒して徐々に冷却するように自動結線装置１を制御する。

実施の形態のワイヤカット放電加工装置の制御装置８は、ワイヤ電極ＷＥに十分に小さい上記設定張力値のテンションを印加してから所定期間経過後に所定のアニール電流を供給するように電流供給装置５を制御している。また、制御装置８は、所定のアニール電流を停止すると同時に上記設定張力値が０ｇにならない範囲で上記設定張力値を１０ｇ以上小さくして所定期間経過後に元の設定張力値に戻すように、ワイヤ電極ＷＥにテンションを付与するようにテンション装置１０を制御している。

図３に、図１および図２に示される制御装置と自動結線装置の適する動作の例が示されている。また、図４に、ワイヤ電極を焼き鈍して切断するまでのアニール電流とテンションの変化の例が示されている。以下に、図１と図２を適宜引用しながら、図３と図４を用いて実施の形態の制御装置と、電流供給装置、およびテンション装置を含む自動結線装置の動作を説明する。

図４に示されるように、以下、ワイヤ電極を焼き鈍してから意図的に切断するまでの期間を、準備期間、アニール期間、徐冷期間、切断期間の各期間に区分して説明する。準備期間は、制御装置８が設定張力値の指令信号を出力してから所定のアニール電流を供給するまでの期間をいう。アニール期間は、アニール電流を供給している期間をいう。徐冷期間は、アニール電流の供給を停止してからワイヤ電極ＷＥの切断時における強いテンションを付与しても真直性に影響が出ない温度まで冷却しワイヤ電極ＷＥの切断時の所要のテンションを印加するまでの期間をいう。

ワイヤ電極ＷＥを焼き鈍すときは、制御装置８は、予め電流供給装置５のリレースイッチを切り換えて、上側給電電極１３Ｕと下側給電電極１３Ｌを電流供給装置５の直流電源に電気的に接続させておく。また、制御装置８は、給電電極駆動装置１５を作動して、各給電電極１３Ｕ，１３Ｌ，１４をワイヤ電極ＷＥに付勢する（Ｓ１）。

次に、制御装置８は、テンション装置１０を制御してワイヤ電極ＷＥの走行を停止した状態で張力値が８０ｇ以下で可能な限り小さいテンションをワイヤ電極ＷＥに印加する（Ｓ２）。

具体的には、巻取装置３０の巻取ローラ３０Ａとピンチローラ３０Ｃとでワイヤ電極ＷＥを挟持しワイヤ電極ＷＥの走行を実質的に停止させて保持するためのトルクを発生させている状態で巻取モータ３０Ｂの回転を停止させる。同時に、送出ローラ１０Ａとピンチローラ１０Ｄとでワイヤ電極ＷＥを保持し、送出モータ１０Ｂを駆動して８０ｇ以下の所定の張力値になるまで低速でワイヤ電極ＷＥを僅かに巻き上げてからワイヤ電極ＷＥの走行を実質的に停止させて保持するためのトルクを発生させている状態で送出モータ１０Ｂを停止する。

ワイヤ電極ＷＥの走行を停止した状態で保持する巻取装置３０に代えて、自動結線装置１の下側給電電極１３の下方の規定の走行径路上に把持装置を設けることができる。把持装置によってワイヤ電極ＷＥを保持する場合は、把持装置と送出ローラ１０Ａとの間でテンションが付与される。

アニール期間中の設定張力値が大きいほどアニール期間初期におけるワイヤ電極の弛みを小さく抑えることができるが、一方でワイヤ電極ＷＥがより大きな外力を受けることによって再結晶時に結晶構造に悪影響を与えているものと推定され、真直性を得る結果のばらつきが大きくなる傾向がある。そのため、設定張力値が小さければ小さいほど安定して真直性を得ることができる。実用上の観点から、ワイヤ電極ＷＥの線径と材質に関わらず、設定張力値が８０ｇを超えると安定して真直性を得ることができるなくなる。したがって、設定張力値は、８０ｇ以下で可能な限り小さくされることが望ましい。

ところで、アニール期間中に付与する設定張力値が８０ｇ以下のテンションは、従前の比較的低い数百ｇ程度のテンションに比べても極端に小さいことがわかる。そのため、図４に示されるように、所定の設定張力値のテンションに安定するまでに相応の時間を要する。このとき、所定の設定張力値に切り換えてから直ぐに所定のアニール電流を供給すると、断続的にテンションが実質的に０の状態でワイヤ電極ＷＥを焼き鈍してしまう可能性がある。

実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、制御装置８は、所定の張力値の指令を出力してからテンションが安定するまでの予め定められている準備期間中に、自動結線装置１の動作を停止して待機させる（Ｓ３）。なお、実施の形態のワイヤカット放電加工装置においては、テンションが安定したかどうかを張力検出器１０Ｃの検出信号を利用して判断することが可能である。

制御装置８は、テンションが安定した所定の準備期間経過後に電流供給装置５のスイッチング回路を操作して、所定のアニール期間中、上側給電電極１３Ｕと下側給電電極１３Ｌとの一対のアニール電極１３を導通してワイヤ電極ＷＥに所定のアニール電流を供給する（Ｓ４）。アニール期間中に供給される所定のアニール電流の電流値は、ワイヤ電極ＷＥの線径と材質に対応してアニール条件として予め設定されているが、アニール期間中に設定電流値を操作する必要はない。

所定のアニール期間経過後、制御装置８は、所定のアニール電流の供給を停止してワイヤ電極ＷＥが空気中に晒されて放熱し徐々に冷却されるように、設定張力値が８０ｇ以下の極小さいテンションを印加したままの状態で自動結線装置１の動作を停止して待機させる（Ｓ５）。

ワイヤ電極ＷＥの温度が十分に低下して焼鈍しが完了しワイヤ電極ＷＥが再結晶化するまでの間に大きいテンションが印加されると、結晶構造が悪化して真直性が失われると推定される。そこで、実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、ワイヤ電極ＷＥが再結晶化するまでの必要十分な所定の徐冷期間中、アニール期間中の小さいテンションを印加した状態で自動結線装置１の動作を停止するようにしている。

徐冷期間は、自動結線時間を短縮するためには可能な限り短くされるべきであるが、具体的に、ワイヤ電極ＷＥの真直性を得るために必要な徐冷期間は、数十ミリ秒から数秒であるので、自動結線に要する時間が極端に長くなることはない。徐冷期間中にワイヤ電極ＷＥが張架されている方向にゆっくりと縮小して真直になるので、ワイヤ電極ＷＥの結晶構造の悪化が抑えられ、ワイヤ電極ＷＥの線径と材質の影響を殆ど受けずに、ワイヤ電極ＷＥは、真直性を保持したまま焼き鈍されて巻き癖が確実に取り除かれる。

実施の形態のワイヤカット放電加工装置における制御装置８は、アニール期間経過後、所定期間中、アニール電流の供給を停止すると同時にテンションの設定張力値を０ｇにならない範囲で１０ｇ以上小さくなるようにテンション装置１０を制御する（Ｓ６）。ワイヤ電極ＷＥが縮小する速度が低下した所定期間経過後に元の設定張力値に戻す。

アニール期間経過直後の所定期間中は、ワイヤ電極ＷＥがやや速めに縮小していくので、ワイヤ電極ＷＥに実際に印加されるテンションが一時的に許容し得ない程度に設定張力値よりも大きくなる可能性がある。実施の形態のワイヤカット放電加工装置は、安全のために、アニール期間経過後、ワイヤ電極ＷＥの縮小する速度が低下して縮小が収まるまでの暫らくの間、設定張力値をより小さくするので、アニール期間終了直後に実際にワイヤ電極ＷＥにかかるテンションを実質的に元の設定張力値と略同じにしておくことができる。そのため、焼鈍しによって得た真直性を失うおそれがなく、一層安定して真直性を得ることができる。

所定の徐冷期間経過後、制御装置８は、すでに真直性を得ているワイヤ電極ＷＥの切断に適するテンションをワイヤ電極ＷＥに印加するようにテンション装置１０を制御する（Ｓ７）。切断に適するテンションは、ワイヤ電極の線径と材質に応じて数百ｇないし千数百ｇである。

ワイヤ電極ＷＥの切断に適する所定張力値のテンションを印加した後、電流供給装置５の電気的な接続を切り換えて、上側給電電極１３Ｕを直流電源から切り離し、下側給電電極１３Ｌと中間給電電極１４をそれぞれ直流電源の負極と正極に接続する。そして、所定の溶断電流を供給してワイヤ電極ＷＥを部分的に溶かして溶かした箇所で切断する（Ｓ８）。

ワイヤ電極ＷＥは、焼き鈍された後で比較的強いテンションが付与されて線径が僅かに小さくなっている。ワイヤ電極ＷＥは、線径が小さくされている下側給電電極１３Ｌと中間給電電極との間で溶かして切断させるので、ワイヤ電極ＷＥが大きく弾むことがなく、真直性を保持したまま規定の走行径路上に位置する。また、切断された後のワイヤ電極ＷＥの先端は、真直性を保持したまま細く丸くなっている。

制御装置８は、ワイヤ電極ＷＥが切断された切断期間後に、ガイドパイプ１１を上側ワイヤガイド４Ｕの入口まで下降させる。同時に、送出モータ１０Ｂを駆動して送出ローラ１０Ａを正転方向に回転させ、ガイドパイプ１１の下降に合わせてガイドパイプ１１内にあるワイヤ電極ＷＥを送り出すようにテンション装置１０を制御する（Ｓ９）。なお、制御装置８は、巻取装置３０を作動してワイヤ電極ＷＥが切断された後にワイヤ回収機構３に残されているワイヤ電極ＷＥを予め排出しておく。

送り出されたワイヤ電極ＷＥは、ガイドパイプ１１に案内されて上側ワイヤガイド４Ｕを通過する。上側ワイヤガイド４Ｕを通過したワイヤ電極ＷＥが被加工物ＷＰに穿設されている下穴に引っ掛かったときは、図示しない座屈センサがワイヤ電極ＷＥの座屈を検出する（Ｓ１０）。

ワイヤ電極ＷＥの座屈が検出されたときは、制御装置８は、テンション装置１０を制御して送出ローラ１０Ａを逆転方向に回転させて、ワイヤ電極ＷＥを一旦所定量巻き上げる。そして、ワイヤ振動装置１２を作動させてワイヤ電極ＷＥを微小に上下動させ、ワイヤ電極ＷＥの先端を下穴に導入する（Ｓ１１）。なお、図示されていないが、ワイヤ電極ＷＥを微小に上下動させても下穴への挿通を失敗する場合には、一旦ワイヤ電極ＷＥの先端を切断して取り除き、再度始めから自動結線を行なうリトライ動作を行なうようにすることができる。

下穴を通過したワイヤ電極ＷＥは、被加工物ＷＰに穿設されている下穴と下側ワイヤガイド４Ｌを順番に通過して搬送パイプ３２に捕捉される。制御装置８は、アスピレータを作動して搬送パイプ３２の中のワイヤ電極ＷＥを吸引させる。搬送パイプ３２から引き出されたワイヤ電極ＷＥは、巻取装置３０の巻取ローラ３１とピンチローラ３０Ｃに挟持されて結線が完了する。

本発明は、具体的に示された実施の形態のワイヤカット放電加工装置に限定されない。すでにいくつかの例が示されているが、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で変形が可能である。

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、ワイヤカット放電加工における自動結線の成功率を向上させる。特に、線径が小さいワイヤカット放電加工に有益である。本発明は、ワイヤカット放電加工装置の自動結線における操作を簡単にして作業効率を向上させ、放電加工の発展に寄与する。

１ 自動結線装置
２ ワイヤ供給機構
３ ワイヤ回収機構
４ ワイヤガイド機構
４Ｕ 上側ワイヤガイド
４Ｌ 下側ワイヤガイド
５ 電流供給装置
６ 圧縮空気供給装置
７ 加工液供給装置
８ 制御装置
１０ テンション装置
１０Ａ 送出ローラ
１０Ｂ 送出モータ
１０Ｃ 張力検出器
１０Ｄ ピンチローラ
１１ ガイドパイプ
１２ ワイヤ振動装置
１３ アニール電極
１３Ｕ 上側給電電極
１３Ｌ 下側給電電極
１４ 中間給電電極
１５ 電極駆動装置
１５Ｕ 上側電極駆動装置
１５Ｌ 下側電極駆動装置
３０ 巻取装置
３０Ａ 巻取ローラ
３０Ｂ 巻取モータ
３０Ｃ ピンチローラ

本発明のワイヤカット放電加工装置は、上記課題を解決するために、ワイヤ電極（ＷＥ）に所定のテンションを付与するテンション装置（１０）と、ワイヤ電極（ＷＥ）に所定の電流を供給する電流供給装置（５）と、を有し、ワイヤ電極（ＷＥ）を自動的に一対のワイヤガイド（４Ｕ，４Ｌ）間に張架する自動結線装置（１）を備えたワイヤカット放電加工装置において、電流供給装置（５）から所定のアニール電流を供給している所定期間中に設定張力値を８０ｇ以下で可能な限り小さくしてワイヤ電極（ＷＥ）にテンションを付与するようにテンション装置（１０）を制御する制御装置（８）を含み、制御装置（８）は、所定のアニール電流の供給を停止すると同時に設定張力値が０にならない範囲で設定張力値を１０ｇ以上小さくし所定期間経過後に元の設定張力値に戻すようにワイヤ電極（ＷＥ）にテンションを付与するようにテンション装置（１０）を制御する。

本発明のワイヤカット放電加工装置は、設定張力値が８０ｇ以下の可能な限り小さいテンションを安定して付与した状態で加熱し、所定のアニール電流の供給を停止すると同時に設定張力値が０にならない範囲で設定張力値を１０ｇ以上小さくし所定期間経過後に元の設定張力値に戻すようにワイヤ電極（ＷＥ）にテンションを付与するので、ワイヤ電極が焼き鈍されて再結晶化するときに、結晶構造に悪影響を及ぼさないと推定される。そのため、ワイヤ電極の線径と品質のばらつきに関係なく、より安定して真直性を得ることができる。

搬送パイプ３２を抜け出たワイヤ電極ＷＥは、巻取装置３０の巻取ローラ３０Ａとピンチローラ３０Ｃとの間に捕捉されて挟持される。巻取ローラ３０Ａは、定速回転モータである巻取モータ３０Ｂによって正転方向に所定の回転速度で回転し、使用済のワイヤ電極ＷＥを所定の走行速度で走行させながらバケット３４の直上まで引き込む。実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、バケット３４の上に引き込まれたワイヤ電極ＷＥをワイヤ裁断機３５で細断してバケット３４に収容するようにされている。

実施の形態の電流供給装置５では、直流電源の正極が自動結線装置１の上側給電電極１３Ｕと中間給電電極１４とにそれぞれ図示しないリレースイッチを介在させて接続され、負極が下側給電電極１３Ｌにリレースイッチを介在させて接続されている。電流供給装置５は、自動結線時に、一対のアニール電極１３を導通してワイヤ電極ＷＥに所定のアニール電流を供給する。また、電流供給装置５は、ワイヤ電極ＷＥを意図的に切断するときに、下側給電電極１３Ｌと中間給電電極１４を導通してワイヤ電極ＷＥに所定の溶断電流を供給する。

Claims (4)

1. ワイヤ電極に所定のテンションを付与するテンション装置と、ワイヤ電極に所定の電流を供給する電流供給装置と、を有し、ワイヤ電極を自動的に一対のワイヤガイド間に張架する自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置において、前記電流供給装置から所定のアニール電流を供給している所定期間中に設定張力値を８０ｇ以下で可能な限り小さくしてワイヤ電極にテンションを付与するように前記テンション装置を制御する制御装置を含んでなるワイヤカット放電加工装置。
2. 前記所定のアニール電流の供給を停止すると同時に所定期間中にワイヤ電極を加熱していない状態で空気中に晒して徐々に冷却するように前記自動結線装置を制御する制御装置を含んでなる請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置。
3. ワイヤ電極に前記設定張力値が８０ｇ以下で可能な限り小さいテンションを印加してから所定期間経過後に前記所定のアニール電流を供給するように前記電流供給装置を制御する制御装置を含んでなる請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置。
4. 前記所定のアニール電流の供給を停止すると同時に前記設定張力値が０にならない範囲で前記設定張力値を１０ｇ以上小さくし所定期間経過後に元の前記設定張力値に戻すようにワイヤ電極にテンションを付与するように前記テンション装置を制御する制御装置を含んでなる請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置。

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