JP2019104071A - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤ電極の振動方向の制御が可能なワイヤ放電加工機を得る。【解決手段】第１，第２位置決めダイスの間に張られたワイヤ電極が被加工物をワイヤ放電加工するワイヤ放電加工機において、ワイヤ供給部と第１位置決めダイスとの間でワイヤ電極を通過させる第１ガイドダイスを有して、第１位置決めダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向と、第１ガイドダイスと第１位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向とが異なるように第１ガイドダイスを動かす第１ガイドダイス駆動装置、および第２位置決めダイスとワイヤ電極回収部との間でワイヤ電極を通過させる第２ガイドダイスを有して、第１位置決めダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向と、第２ガイドダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向とが異なるように第２ガイドダイスを動かす第２ガイドダイス駆動装置の少なくとも一方を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤ電極が被加工物をワイヤ放電加工するワイヤ放電加工機に関するものである。

ワイヤ放電加工の初期段階では荒加工が行われる。荒加工は、１回の加工で可能な限り多くの削り代を切削して大まかな形状を割り出す加工である。荒加工時のワイヤ電極には０．３５ｍｍから０．１０ｍｍの直径のものが用いられる。放電加工の最終段階では仕上げ加工が行われる。仕上げ加工は、荒加工に比べて被加工物の加工量は少ないが、荒加工後の加工面における余剰部分を切削して面精度を高めることができる。仕上げ加工時のワイヤ電極には、荒加工に用いたワイヤ電極の直径よりも細い０．０３ｍｍから０．０１ｍｍの直径の極細線ワイヤ電極が用いられる。

ワイヤ放電加工機においては、ワイヤ電極を搬送状態にすると、ワイヤ搬送速度の変動、張力の変動、ワイヤ電極の素材変形、ワイヤ電極とダイスの穴との摺動摩擦の変化などの外乱が作用して被加工物との間に極間を形成するワイヤ電極に振動が発生する。ワイヤ電極に振動が発生すると、ワイヤ放電加工の加工面にワイヤ電極の搬送方向に沿って筋が視認されることがある。筋は加工面の凹凸または面粗さ不良につながるため、仕上げ加工で除去する必要がある。また、研磨仕上げなど放電加工後に別工程を追加し最終仕上げを実施すると、加工品を別の加工機に移動させ基準出しの調整時間が必要となるなど、製品が完成するまでの作業工程が増加して加工時間が長くなるという問題があった。

そのため、ワイヤ放電加工の加工面に筋が発生しにくくするために、ワイヤ電極の張力制御により張力変動を抑制する方法、逆にワイヤ電極に張力変動または加工経路変動を重畳する方法などが試みられているが、十分な効果が得られていない。例えば、特許文献１には、荒加工における真直精度を向上させるために、ワイヤ電極あるいは加工物を加工進行方向に対して揺動進行させながら加工することが記載されている。

特開２００９−２３３８４２号公報

しかしながら、上記した従来の技術においては、極間を構成しているワイヤ電極の振動の方向を制御することはできないため、筋の発生を抑制する方法としては限界があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ電極の振動方向の制御が可能なワイヤ放電加工機を得ることを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ワイヤ供給部から供給されるワイヤ電極を通過させる第１位置決めダイスと、第１位置決めダイスを通過後のワイヤ電極を通過させてワイヤ電極回収部に送る第２位置決めダイスと、の間に張られたワイヤ電極が被加工物をワイヤ放電加工するワイヤ放電加工機である。そして、本発明は、ワイヤ供給部と第１位置決めダイスとの間でワイヤ電極を通過させる第１ガイドダイスを有して、第１位置決めダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向と、第１ガイドダイスと第１位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向とが異なるように第１ガイドダイスを動かすことが可能な第１ガイドダイス駆動装置、および第２位置決めダイスとワイヤ電極回収部との間でワイヤ電極を通過させる第２ガイドダイスを有して、第１位置決めダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向と、第２ガイドダイスと第２位置決めダイスとに張られたワイヤ電極の軸方向とが異なるように第２ガイドダイスを動かすことが可能な第２ガイドダイス駆動装置の少なくとも一方を備えることを特徴とする。

本発明によれば、ワイヤ電極の振動方向の制御が可能なワイヤ放電加工機を実現できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機のワイヤ電極搬送系の構成図 実施の形態にかかるワイヤ電極搬送系の上部ワイヤ電極ガイド部の断面図 実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置の拡大断面図 実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置の構成を分解して示した斜視図 実施の形態にかかるワイヤ電極搬送系の下部ワイヤ電極ガイド部の断面図 実施の形態にかかる下部ガイドダイス駆動装置の拡大断面図 実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置および下部ガイドダイス駆動装置により極間振動を制御する動作を説明する模式図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機により平面経路を加工する様子を説明した模式図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機により曲面経路を加工する様子を説明した模式図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によりコーナーを加工する様子を説明した模式図 実施の形態にかかるワイヤ放電加工機の制御部をコンピュータシステムで実現する場合のハードウェア構成を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機のワイヤ電極搬送系１０１の構成図である。図１には、右手系のＸＹＺ座標系が設定されており、ワイヤ放電加工機の上下方向がＺ軸方向であり、紙面垂直方向がＸ軸方向であり、Ｚ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向がＹ軸方向である。以下では、紙面に向かうＸ軸方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の逆方向を−Ｘ方向、紙面内で左に向かうＹ軸方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の逆方向を−Ｙ方向、紙面内で上に向かうＺ軸方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の逆方向を−Ｚ方向と称する。また、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を含んだＺ軸方向に垂直な面内の二次元方向をＸＹ方向と称する。

ワイヤ電極搬送系１０１は、ワイヤ放電加工機のワイヤ電極１の搬送にかかる構成要素からなる。図１のワイヤ電極搬送系１０１は、ワイヤ電極１を供給するワイヤ電極供給部２０１と、上部ワイヤ電極ガイド部２０２と、ワイヤ電極自動結線装置２０３と、下部ワイヤ電極ガイド部２０４と、ワイヤ電極送り部２０５とワイヤ電極１を回収するワイヤ電極回収部２０６と、を備える。

上部ワイヤ電極ガイド部２０２は第１ガイドダイス駆動装置である上部ガイドダイス駆動装置４００を備え、下部ワイヤ電極ガイド部２０４は第２ガイドダイス駆動装置である下部ガイドダイス駆動装置５００を備える。上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の構造の詳細は後述する。ワイヤ電極搬送系１０１を備えるワイヤ放電加工機は、制御部１５０を備えており、制御部１５０は、加工指令プログラムに基づいてワイヤ電極搬送系１０１を制御する。具体的には、ワイヤ電極供給部２０１、上部ワイヤ電極ガイド部２０２、ワイヤ電極自動結線装置２０３、下部ワイヤ電極ガイド部２０４、ワイヤ電極送り部２０５およびワイヤ電極回収部２０６を制御する。

ワイヤ電極供給部２０１は、ワイヤ電極１を巻き付けて保持するためのワイヤ電極ボビン１１と、ワイヤ電極１の送り方向を転換するための複数のプーリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅと、ワイヤ電極１を送り出すための送りローラ２１と、ワイヤ電極１を送りローラ２１に巻き付けるための複数の送りピンチローラ２２ａ，２２ｂと、を備える。

上部ワイヤ電極ガイド部２０２は、ワイヤ電極１に接触してワイヤ電極１に電流を供給する上部給電子４２と、上部給電子４２の上側および下側にそれぞれ配置されてワイヤ電極１を上部給電子４２に接触するように通過させてガイドする一対の上部ガイドダイス４４ａ，４４ｂと、上部ガイドダイス４４ａ，４４ｂの下側に配置されて放電加工中に被加工物５１へ加工液を吹きかける上部加工液ノズル４６と、上部加工液ノズル４６の噴出口に配置されてワイヤ電極１を通過させて放電加工中のワイヤ電極１を位置決めする上部位置決めダイス４３と、上部ガイドブロック４１と、を備える。上部ガイドブロック４１は、上部給電子４２、上部ガイドダイス４４ａ、上部加工液ノズル４６および上部位置決めダイス４３を保持する。そして、第１ガイドダイスである上部ガイドダイス４４ｂは、上部ガイドダイス駆動装置４００の可動部に固定されている。

ワイヤ電極自動結線装置２０３は、送りローラ２１と上部ワイヤ電極ガイド部２０２との間に配置され、ワイヤ電極１を上部ワイヤ電極ガイド部２０２へと案内する図示していない案内パイプを備える。

下部ワイヤ電極ガイド部２０４は、上部ワイヤ電極ガイド部２０２の下方に配置されて放電加工中に被加工物５１へ加工液を吹きかける下部加工液ノズル６５と、下部加工液ノズル６５内に配置されてワイヤ電極１を通過させて放電加工中のワイヤ電極１を位置決めする下部位置決めダイス６３と、下部位置決めダイス６３の下方に配置されてワイヤ電極１に接触してワイヤ電極１に電流を供給する下部給電子６２と、下部給電子６２の上側および下側にそれぞれに配置されてワイヤ電極１を下部給電子６２に接触するように通過させてガイドする一対の下部ガイドダイス６４ａ，６４ｂと、下部ガイドブロック６７と、を備える。下部ガイドブロック６７は、下部加工液ノズル６５、下部位置決めダイス６３、下部給電子６２および下部ガイドダイス６４ｂを保持する。そして、第２ガイドダイスである下部ガイドダイス６４ａは、下部ガイドダイス駆動装置５００の可動部に固定されている。

ワイヤ電極送り部２０５は、ワイヤ電極１の送り方向を転換する下部ローラ７２と、ワイヤ電極１を下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ｂへ送るための負圧を発生させると共に加工液を噴出するアスピレータ７３と、ワイヤ電極１をワイヤ電極回収部２０６へ案内する下部案内パイプ７４と、下部ローラブロック７１と、を備える。下部ローラブロック７１は、下部ローラ７２、アスピレータ７３および下部案内パイプ７４を保持する。

ワイヤ電極回収部２０６は、ワイヤ電極１を回収するワイヤ電極回収ローラ８１ａ，８１ｂと、液体から分離されたワイヤ電極１を回収するための回収パイプエンド８２と、を備える。

以下、図１を用いてワイヤ電極搬送系１０１の動作を説明する。ワイヤ電極ボビン１１に予めセットされたワイヤ電極１は、プーリ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅを経て送りローラ２１に架けられる。そして、送りローラ２１とワイヤ電極１の間にすべりが発生しないように送りピンチローラ２２ａ，２２ｂによってワイヤ電極１が加圧され、ワイヤ電極自動結線装置２０３へ送り出される。

さらに、上部ワイヤ電極ガイド部２０２に送り出されたワイヤ電極１は、上部ガイドダイス４４ａ、上部給電子４２、上部ガイドダイス４４ｂ、上部位置決めダイス４３の順に搬送される。このときワイヤ電極１の両端には一定の張力が加えられる。これによりワイヤ電極１は上部ガイドダイス４４ａ、上部給電子４２、上部ガイドダイス４４ｂ、上部位置決めダイス４３に押しつけられた状態で搬送される。

上部位置決めダイス４３を通過したワイヤ電極１は、被加工物５１に形成された図示されていない加工穴を通過し、さらに下部ワイヤ電極ガイド部２０４の下部位置決めダイス６３を通過する。その後、ワイヤ電極１は、下部ガイドダイス６４ａ、下部給電子６２および下部ガイドダイス６４ｂを通過し、下部ローラ７２により搬送方向が９０度変更された後、下部案内パイプ７４を通過して、ワイヤ電極回収部２０６に至る。

第１位置決めダイスである上部位置決めダイス４３と第２位置決めダイスである下部位置決めダイス６３との間において、張力のかかった状態で架け渡されたワイヤ電極１が被加工物５１との間で放電を起こすことにより、被加工物５１の表面が放電破壊される。ワイヤ電極１の両端に張力が加わると、ダイヤモンドダイスなどで構成される上部位置決めダイス４３および下部位置決めダイス６３とワイヤ電極１の接触部に与圧が作用するため、ワイヤ電極１の走行中も常に上部位置決めダイス４３および下部位置決めダイス６３とワイヤ電極１との接触状態を保つことができる。これにより、ワイヤ電極１の走行中にあっても、被加工物５１と対向して被加工物５１との間に極間を形成するワイヤ電極１の位置制御に必要な安定した支点が常に得られることになる。上記放電と同時に、上部ワイヤ電極ガイド部２０２および下部ワイヤ電極ガイド部２０４、または被加工物５１が、加工指令プログラムにプログラムされた加工経路に沿ってＸＹ方向に制御部１５０によって移動制御される。これにより被加工物５１のワイヤ放電加工が行われる。

放電加工を経たワイヤ電極１は、ワイヤ電極回収部２０６に到達し、ワイヤ電極回収ローラ８１ａ，８１ｂによって、すべりが発生しないように加圧されて排出される。

送りローラ２１およびワイヤ電極回収ローラ８１ｂの各々には駆動用モータ３１，３２が設けられていて、制御部１５０は、ワイヤ電極１の搬送速度および張力を加工に応じた一定条件を保つように駆動用モータ３１，３２を制御している。

また、ワイヤ電極ボビン１１をセットする軸には駆動用モータ３３が設けられていて、制御部１５０は、ワイヤ電極１に撓みが生じないように、ワイヤ電極１の搬送条件に応じた負荷を生じさせる制御を駆動用モータ３３に対して行う。

図２は、実施の形態にかかるワイヤ電極搬送系１０１の上部ワイヤ電極ガイド部２０２の断面図である。図２は、図１に示す上部ワイヤ電極ガイド部２０２をＸ軸方向に観た断面図である。

図２では、上部ワイヤ電極ガイド部２０２の内部に搬送されるワイヤ電極１と共に、ワイヤ電極１の搬送経路に従って、上部給電子４２の前に位置する上部ガイドダイス４４ａおよびそのガイド穴４４ａ１と、上部給電子４２と、上部給電子４２の後に位置する上部ガイドダイス４４ｂおよびそのガイド穴４４ｂ１と、上部ガイドダイス４４ｂの駆動装置である上部ガイドダイス駆動装置４００と、上部位置決めダイス４３およびその位置決め穴４３ａと、上部加工液ノズル４６と、が上部ガイドブロック４１に取り付けられた状態で示されている。

上述したように、上部ガイドダイス４４ｂは、上部ガイドダイス駆動装置４００の可動部に設けられており、上部給電子４２と上部位置決めダイス４３との間のワイヤ電極１の搬送経路の途中に配置されている。

ワイヤ電極１の両端に張力を加えることで、ワイヤ電極１は上部ワイヤ電極ガイド部２０２の内部の搬送経路のガイド穴４４ａ１，４４ｂ１と、上部給電子４２の側外面と、位置決め穴４３ａと、に押しつけられ、ワイヤ電極１の搬送中も摺動状態を保つ。

上部ガイドダイス４４ａはワイヤ電極１の直径よりも大きいガイド穴４４ａ１を有するダイスであり、上部ガイドダイス４４ｂはワイヤ電極１の直径よりも大きいガイド穴４４ｂ１を有するダイスである。ガイド穴４４ａ１，４４ｂ１の大きさとしては、２００μｍから８００μｍを例示することができる。

上部位置決めダイス４３は、ワイヤ電極１の外径に対し摺動に必要な最小限のクリアランスを確保した位置決め穴４３ａを有するダイスである。位置決め穴４３ａにおけるワイヤ電極１に対する隙間、即ちクリアランスの大きさとしては、３μｍから１０μｍを例示することができる。

上部給電子４２は、ワイヤ電極１に接触しつつ極間電圧を加える電極であり、ワイヤ電極１は上部給電子４２の表面を摺動する。

図２に示す上部ワイヤ電極ガイド部２０２の各構成要素においてワイヤ電極１が押し付けられる方向は以下の通りである。
（１）上部ガイドダイス４４ａでは、ガイド穴４４ａ１の内面においてワイヤ電極１は＋Ｙ方向に押し付けられる。
（２）上部給電子４２では、上部給電子４２の摺動面においてワイヤ電極１は−Ｙ方向に押し付けられる。
（３）上部ガイドダイス４４ｂでは、ガイド穴４４ｂ１の内面においてワイヤ電極１は＋Ｙ方向に押し付けられる。
（４）上部位置決めダイス４３では、位置決め穴４３ａの内面においてワイヤ電極１は−Ｙ方向に押し付けられる。

次に、上部ガイドダイス駆動装置４００の構成を詳細に説明する。図３は、実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置４００の拡大断面図である。図３は、図２の断面図における上部ガイドダイス駆動装置４００を拡大した詳細図である。

上部ガイドダイス駆動装置４００は、ベース４０２とキャップ４０１とによる密閉された空間のなかに、上部ガイドダイス４４ｂおよびマグネット４２１を搭載するガイドダイス可動部４２０と、ガイドダイス可動部４２０をＸＹ方向の二次元方向に弾性支持するサスペンション部４４０と、電磁コイル４１１を搭載した電磁コイル基板部４１０と、電磁コイル４３１を搭載した電磁コイル基板部４３０と、加工液シールド４５０，４６０と、を備える。

図４は、実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置４００の構成を分解して示した斜視図である。

ガイドダイス可動部４２０は、図４では隠れている上部ガイドダイス４４ｂを中心とした円盤状の構造部４２５と、上部ガイドダイス４４ｂのガイド穴４４ｂ１のＺ軸方向の入口側および出口側に、ワイヤ電極１の図３に示される円錐状の案内構造部４７０を有する。

さらに、上部ガイドダイス４４ｂを中心に、ガイドダイス可動部４２０の円盤状の構造部４２５の外縁に沿って、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して線対称な位置にサスペンション部４４０が配置されている。

サスペンション部４４０の一端はガイドダイス可動部４２０に固定され、他端はベース４０２に固定される。

図３に示されるように、サスペンション部４４０は、金属製のスプリング４４２およびシリコン製のダンパー４４１を備える。

図３および図４に示されるように、電磁コイル基板部４１０には、巻き線の中心軸がＺ軸方向と平行となるようにフラットな電磁コイル４１１が設けられ、さらに電磁コイル基板部４１０はキャップ４０１に固定されている。電磁コイル４１１は、ガイドダイス可動部４２０に設けたマグネット４２１と対向する位置に固定されている。

図３および図４に示されるように、電磁コイル基板部４３０には、巻き線の中心軸がＺ軸方向と平行となるようにフラットな電磁コイル４３１が設けられ、さらに電磁コイル基板部４３０はベース４０２に固定されている。電磁コイル４３１は、ガイドダイス可動部４２０に設けたマグネット４２１と対向する位置に固定されている。

ガイドダイス可動部４２０は、上記のように配置されたサスペンション部４４０によってＸ軸方向およびＹ軸方向に対称な特性で弾性支持されているので、Ｚ軸方向の位置を変えることなくＸＹ方向の二次元方向に線形的なばね特性およびダンピング特性を得ることができる。これにより、ガイドダイス可動部４２０の中心に設けられた上部ガイドダイス４４ｂを安定した状態で弾性支持することができる。

ガイドダイス可動部４２０に設けられたマグネット４２１は、円盤状の構造部４２５の上面においてＸ軸方向およびＹ軸方向にマグネット４２１の表面のＮ極とＳ極とが並ぶように配置され、同時に円盤状の構造部４２５の上面の反対側の裏面においてもＸ軸方向およびＹ軸方向にマグネット４２１の表面のＮ極とＳ極とが並ぶように配置されている。

図３および図４に示されるように、マグネット４２１を−Ｚ方向に観る位置に電磁コイル４１１は配置され、マグネット４２１を＋Ｚ方向に観る位置に電磁コイル４３１は配置される。これにより、電磁コイル基板部４１０および電磁コイル基板部４３０は、Ｚ軸方向の両側からガイドダイス可動部４２０を挟む位置に配置される。

マグネット４２１とＺ軸方向の上下で互いに対向する電磁コイル４１１，４３１に電流を印加し、各電磁コイル４１１，４３１の磁束方向を同時に逆の方向に発生させる。各電磁コイル４１１，４３１の磁束と、電磁コイル４１１，４３１のそれぞれと対向するマグネット４２１の表面磁束とで生じる電磁力の作用により、ガイドダイス可動部４２０をＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動する。

ガイドダイス可動部４２０は、サスペンション部４４０によってＸＹ方向に線形弾性を有するように支持されているので、電磁コイル４１１，４３１への印加電流を制御することによって、駆動力、駆動方向および駆動周波数を制御することができる。

また、キャップ４０１とガイドダイス可動部４２０との間には加工液シールド４５０が設けられ、ベース４０２とガイドダイス可動部４２０との間には加工液シールド４６０が設けられている。加工液シールド４５０，４６０は、ワイヤ電極１が通過する空間を外部から隔絶し、内蔵された電磁コイル基板部４１０，４３０に加工液を侵入させない構造になっている。すなわち、加工液シールド４５０，４６０は、キャップ４０１およびベース４０２とガイドダイス可動部４２０との間から加工液とともに加工粉が侵入することを防いでおり、これにより上部ガイドダイス駆動装置４００の内部に加工粉が蓄積してガイドダイス可動部４２０の動作に不具合が発生することを防止する。

なお、上部ワイヤ電極ガイド部２０２のワイヤ電極１が通過する空間は、空気および加工液を流すことができ、上部ガイドダイス４４ａ，４４ｂとワイヤ電極１との摺動部に蓄積する摩耗粉、加工粉、付着物を空気流、加工液流を利用して除去することができる。

図５は、実施の形態にかかるワイヤ電極搬送系１０１の下部ワイヤ電極ガイド部２０４の断面図である。図５は、図１に示す下部ワイヤ電極ガイド部２０４をＸ軸方向に観た断面図である。

図５では、下部ワイヤ電極ガイド部２０４の内部に搬送されるワイヤ電極１と共に、ワイヤ電極１の搬送経路に従って、下部加工液ノズル６５と、下部位置決めダイス６３およびその位置決め穴６３ａと、下部給電子６２の前に位置する下部ガイドダイス６４ａおよびそのガイド穴６４ａ１と、下部給電子６２と、下部給電子６２の後に位置する下部ガイドダイス６４ｂおよびそのガイド穴６４ｂ１と、が下部ガイドブロック６７に取り付けられた状態で示されている。

さらに、図５では、下部ワイヤ電極ガイド部２０４が、下部ローラブロック７１および下部ローラ７２を備えたワイヤ電極送り部２０５に取り付けられた状態で示されている。

上述したように、下部ガイドダイス６４ａは、下部ガイドダイス駆動装置５００の可動部に設けられており、下部位置決めダイス６３と下部給電子６２との間のワイヤ電極１の搬送経路の途中に配置されている。

ワイヤ電極１の両端に張力を加えることで、ワイヤ電極１は下部ワイヤ電極ガイド部２０４の内部の搬送経路のガイド穴６４ａ１，６４ｂ１と、下部給電子６２の側外面と、位置決め穴６３ａと、に押し付けられ、ワイヤ電極１の搬送中も摺動状態を保つ。

下部位置決めダイス６３は、ワイヤ電極１の外径に対し摺動に必要な最小限のクリアランスを確保した位置決め穴６３ａを有するダイスである。位置決め穴６３ａにおけるワイヤ電極１に対するクリアランスの大きさとしては、３μｍから１０μｍを例示することができる。

下部ガイドダイス６４ａはワイヤ電極１の直径よりも大きいガイド穴６４ａ１を有するダイスであり、下部ガイドダイス６４ｂは、ワイヤ電極１の直径よりも大きいガイド穴６４ｂ１を有するダイスである。ガイド穴６４ａ１，６４ｂ１の大きさとしては、２００μｍから８００μｍを例示することができる。

下部給電子６２は、ワイヤ電極１に接触しつつ極間電圧を加える電極であり、ワイヤ電極１は下部給電子６２の表面を摺動する。

図５に示す下部ワイヤ電極ガイド部２０４の各構成要素においてワイヤ電極１が押し付けられる方向は以下の通りである。
（１）下部ガイドダイス６４ａでは、ガイド穴６４ａ１の内面においてワイヤ電極１は＋Ｙ方向に押し付けられる。
（２）下部給電子６２では、下部給電子６２の摺動面においてワイヤ電極１は−Ｙ方向に押し付けられる。
（３）下部ガイドダイス６４ｂでは、ガイド穴６４ｂ１の内面においてワイヤ電極１は＋Ｙ方向に押し付けられる。
（４）下部位置決めダイス６３では、位置決め穴６３ａの内面においてワイヤ電極１は−Ｙ方向に押し付けられる。

次に、下部ガイドダイス駆動装置５００の構成を詳細に説明する。図６は、実施の形態にかかる下部ガイドダイス駆動装置５００の拡大断面図である。図６は、図５の断面図における下部ガイドダイス駆動装置５００を拡大した詳細図である。

下部ガイドダイス駆動装置５００は、ベース５０２とキャップ５０１とによる密閉された空間のなかに、下部ガイドダイス６４ａおよびマグネット５２１を搭載するガイドダイス可動部５２０と、ガイドダイス可動部５２０をＸＹ方向の二次元方向に弾性支持するサスペンション部５４０と、電磁コイル５１１を搭載した電磁コイル基板部５１０と、電磁コイル５３１を搭載した電磁コイル基板部５３０と、加工液シールド５５０，５６０と、を備える。

下部ガイドダイス駆動装置５００には、上部ガイドダイス駆動装置４００の各構成要素と同じ各構成要素をＺ軸方向に上下逆さに設けたものを使用する。したがって、下部ガイドダイス駆動装置５００は、図４に示した上部ガイドダイス駆動装置４００の分解斜視図を上下逆さにした同じものを下部ワイヤ電極ガイド部２０４に内蔵した構成になる。

したがって、下部ガイドダイス６４ａを中心に、ガイドダイス可動部５２０の円盤状の構造部の外縁に沿って、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して線対称な位置にサスペンション部５４０が配置されている。

サスペンション部５４０の一端はガイドダイス可動部５２０に固定され、他端はベース５０２に固定される。

サスペンション部５４０は、金属製のスプリング５４２およびシリコン製のダンパー５４１を備える。

電磁コイル基板部５１０には、巻き線の中心軸がＺ軸方向と平行となるようにフラットな電磁コイル５１１が設けられ、さらに電磁コイル基板部５１０はキャップ５０１に固定されている。電磁コイル５１１は、ガイドダイス可動部５２０に設けたマグネット５２１と対向する位置に固定されている。

電磁コイル基板部５３０には、巻き線の中心軸がＺ軸方向と平行になるようにフラットな電磁コイル５３１が設けられ、さらに電磁コイル基板部５３０はベース５０２に固定されている。電磁コイル５３１は、ガイドダイス可動部５２０に設けたマグネット５２１と対向する位置に固定されている。

ガイドダイス可動部５２０に設けられたマグネット５２１は、ガイドダイス可動部５２０の円盤状の構造部の一方の面において、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマグネット５２１の表面のＮ極とＳ極とが並ぶように配置され、同時にガイドダイス可動部５２０の円盤状の構造部の他方の面においても、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマグネット５２１の表面のＮ極とＳ極とが並ぶように配置されている。

マグネット５２１を＋Ｚ方向に観る位置に電磁コイル５１１は配置され、マグネット５２１を−Ｚ方向に観る位置に電磁コイル５３１は配置される。これにより、電磁コイル基板部５１０および電磁コイル基板部５３０は、Ｚ軸方向の両側からガイドダイス可動部５２０を挟む位置に配置される。

マグネット５２１とＺ軸方向の上下で互いに対向する電磁コイル５１１，５３１に電流を印加し、各電磁コイル５１１，５３１の磁束方向を同時に逆の方向に発生させる。各電磁コイル５１１，５３１の磁束と、電磁コイル５１１，５３１のそれぞれと対向するマグネット５２１の表面磁束とで生じる電磁力の作用で、ガイドダイス可動部５２０をＸ軸方向またはＹ軸方向に駆動する。

ガイドダイス可動部５２０は、サスペンション部５４０によってＸＹ方向に線形弾性を有するように支持されているので、電磁コイル５１１，５３１への印加電流を制御することによって、駆動力、駆動方向および駆動周波数を制御することができる。

また、キャップ５０１とガイドダイス可動部５２０との間には加工液シールド５５０が設けられ、ベース５０２とガイドダイス可動部５２０との間には加工液シールド５６０が設けられている。加工液シールド５５０，５６０は、ワイヤ電極１が通過する空間を外部から隔絶し、内蔵された電磁コイル基板部５１０，５３０に加工液を侵入させない構造になっている。すなわち、加工液シールド５５０，５６０は、キャップ５０１およびベース５０２とガイドダイス可動部５２０との間から加工液とともに加工粉が侵入することを防いでおり、これにより下部ガイドダイス駆動装置５００の内部に加工粉が蓄積してガイドダイス可動部５２０の動作に不具合が発生することを防止する。

なお、下部ワイヤ電極ガイド部２０４のワイヤ電極１が通過する空間は、空気および加工液を流すことができ、下部ガイドダイス６４ａ，６４ｂとワイヤ電極１との摺動部に蓄積する摩耗粉、加工粉、付着物を空気流、加工液流を利用して除去することができる。

図７は、実施の形態にかかる上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００により極間振動を制御する動作を説明する模式図である。上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００も制御部１５０によって加工指令プログラムに基づいて制御される。

図７は、搬送中のワイヤ電極１が、上部ガイドダイス４４ｂ、上部位置決めダイス４３、下部位置決めダイス６３および下部ガイドダイス６４ａを−Ｚ方向に速度Ｖで通過する状態を示している。上部位置決めダイス４３と、下部位置決めダイス６３との間に張られたワイヤ電極１が被加工物５１をワイヤ放電加工する。

上部ガイドダイス駆動装置４００において、上部ガイドダイス４４ｂはサスペンション部４４０により支持される。そして、図７において、電磁コイル基板部４１０，４３０の電磁力が制御されることにより変位するガイドダイス可動部４２０に搭載された上部ガイドダイス４４ｂの変位をＸ１およびＹ１で示す。

下部ガイドダイス駆動装置５００において、下部ガイドダイス６４ａはサスペンション部５４０により支持される。そして、図７において、電磁コイル基板部５１０，５３０の電磁力が制御されることにより変位するガイドダイス可動部５２０に搭載された下部ガイドダイス６４ａの変位をＸ２およびＹ２で示す。

ワイヤ電極１の両端に張力Ｔを加えることで、ワイヤ電極１は、上部ガイドダイス４４ｂのガイド穴４４ｂ１、上部位置決めダイス４３の位置決め穴４３ａ、下部位置決めダイス６３の位置決め穴６３ａおよび下部ガイドダイス６４のガイド穴６４ａ１に押しつけられ、ワイヤ電極１の搬送中も摺動状態が保たれる。

ワイヤ電極搬送系１０１を備えるワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極１の両端に張力Ｔが加えられた状態で搬送が停止されたとき、上部位置決めダイス４３と下部位置決めダイス６３との間において被加工物５１と極間を形成するワイヤ電極１の位置も停止している。

サスペンション部４４０，５４０は、ワイヤ電極１に加わる張力Ｔの分力に相当する押しつけ力に対して高いばね剛性を有するため、この分力によるサスペンション部４４０，５４０の変位はほぼ０である。

上部ワイヤ電極ガイド部２０２においてワイヤ電極１とダイスの穴との摺動状態を保つため、上部ガイドダイス４４ｂから上部位置決めダイス４３に至るワイヤ電極１の入口角度が、Ｚ軸方向に対して角度θ１を有するようにワイヤ電極１の搬送経路が設けられ、張力Ｔを加えたときの押付分力が常に作用するようにする。入口角度θ１は、上部位置決めダイス４３と下部位置決めダイス６３とに張られたワイヤ電極１の軸方向と、上部ガイドダイス４４ｂと上部位置決めダイス４３とに張られたワイヤ電極１の軸方向とがなす角度である。ここで、ワイヤ電極１の軸方向とは、ワイヤ電極１の中心軸の延伸方向のことである。

構造的には、ＸＹ方向において、ワイヤ電極１と上部位置決めダイス４３の位置決め穴４３ａとが接触する位置と、ワイヤ電極１と上部ガイドダイス４４ｂのガイド穴４４ｂ１とが接触する位置とが、Ｙ軸方向に離れるように配置されることにより入口角度θ１が０以外の値になる。したがって、制御部１５０からの指令に従って、上部ガイドダイス駆動装置４００が上部ガイドダイス４４ｂを上部位置決めダイス４３に対してＹ軸方向に変位させることにより、入口角度θ１を０以外の値となるように制御することができる。

下部ワイヤ電極ガイド部２０４においても上部ワイヤ電極ガイド部２０２と同様で、下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａに至るワイヤ電極１の出口角度が、Ｚ軸方向に対し角度θ２を有するようにワイヤ電極１の搬送経路が設けられ、張力Ｔを加えたときの押付分力が常に作用するようにする。出口角度θ２は、上部位置決めダイス４３と下部位置決めダイス６３とに張られたワイヤ電極１の軸方向と、下部ガイドダイス６４ａと下部位置決めダイス６３とに張られたワイヤ電極１の軸方向とがなす角度である。

構造的には、ＸＹ方向において、ワイヤ電極１と下部位置決めダイス６３の位置決め穴６３ａとが接触する位置と、ワイヤ電極１と下部ガイドダイス６４ａのガイド穴６４ａ１とが接触する位置とが、Ｙ軸方向に離れるように配置されることにより出口角度θ２が０以外の値になる。したがって、制御部１５０からの指令に従って、下部ガイドダイス駆動装置５００が下部ガイドダイス６４ａを下部位置決めダイス６３に対してＹ軸方向に変位させることにより、出口角度θ２を０以外の値となるように制御することができる。

このように、上部位置決めダイス４３およびワイヤ電極１の接触点と、下部位置決めダイス６３およびワイヤ電極１の接触点とを結んだＺ軸方向に対してワイヤ電極１が角度をもって架けられると、被加工物５１と極間を形成するワイヤ電極１のＺ軸に垂直な方向の位置にはオフセット距離δが発生する。すなわち、材料工学によれば、上部位置決めダイス４３とワイヤ電極１との接触点の位置からの鉛直真下または下部位置決めダイス６３とワイヤ電極１との接触点の位置からの鉛直真上を基準に、入口角度θまたは出口角度θに比例するオフセット距離δが発生することが分かっている。

具体的には、オフセット距離δと入口角度θまたは出口角度θとの間に下記の関係式が成り立つ。

δ＝０．５・θ・√（Ｅ・Ｉ／Ｔ）

ここで、Ｔは張力、Ｅはワイヤ電極１を構成するワイヤ材料の縦弾性係数、Ｉはワイヤ電極１の断面二次モーメントである。なお、入口角度θまたは出口角度θは、位置決めダイスとガイドダイスとの間のＺ軸方向の距離ｚおよびＹ軸方向の距離ｙから以下のように求まる。

θ＝arctan（ｙ／ｚ）

通常の加工条件の場合、ガイドダイスの可動量０．１ｍｍに対し、極間を形成しているワイヤ電極１に約０．５μｍのオフセット距離δを発生させることができる。実施の形態にかかるワイヤ放電加工機においては、上記のようにして求めたオフセット距離δが、通常１μｍから２μｍの範囲となるようにして、ワイヤ放電加工を実施する。

なお、上記では、Ｚ軸方向と垂直な方向に位置決めダイスからガイドダイスを変位させる方向をＹ軸方向と仮定して説明しているが、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機においては、Ｚ軸方向と垂直な二次元方向であれば、Ｙ軸方向に限定されず制御した方向に変位させることができる。また、オフセット距離δが発生する方向は、ＸＹ方向の二次元方向において、位置決めダイスからガイドダイスを変位させた方向とは逆の方向になる。したがって、上記の例では、Ｙ軸方向において位置決めダイスからガイドダイスを変位させた方向とは逆の方向にオフセット距離δが発生する。

そして、以上のようにオフセット距離δが発生すると、オフセット距離δが発生した方向およびその反対方向にワイヤ電極１の振動方向が制限される。ここで、振動方向が制限されるとは、オフセット距離δが発生した方向およびその反対方向の振動に比べて、オフセット距離δが発生した方向およびその反対方向とは異なる方向の振動が抑圧されて大幅に減衰させられることをいう。この作用を利用して、実施の形態の上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００では、上部ガイドダイス４４ｂおよび下部ガイドダイス６４ａをＸＹ方向の二次元方向に駆動制御することで、被加工物５１との間に極間を形成しているワイヤ電極１の振動方向を制御することができる。

図４に示したように、上部ガイドダイス駆動装置４００において、ガイドダイス可動部４２０は、ＸＹ方向自在に可動するサスペンション部４４０に支持され、かつＸＹ方向に独立して制御できる電磁力駆動部を内蔵している。したがって、上部位置決めダイス４３から上部ガイドダイス４４ｂを変位させる方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向に限らず、ＸＹ方向の面内に含まれる目標の方向に制御することができる。そして、下部ガイドダイス駆動装置５００においても、上部ガイドダイス駆動装置４００の各構成要素と同じ各構成要素が上下方向を逆に使用しているので、同様に、下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａを変位させる方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向に限らず、ＸＹ方向の面内に含まれる目標の方向に制御することができる。

ここで、ＸＹ方向内において、上部位置決めダイス４３から上部ガイドダイス４４ｂを変位させる方向と下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａを変位させる方向を同じ方向にしておけば、当該同じ方向と反対方向に上記したオフセットが発生し、オフセットが発生した方向およびその反対方向にワイヤ電極１の振動方向が制限されることになる。この原理を利用して、上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００を制御部１５０が制御することにより、搬送状態で極間を形成しているワイヤ電極１を、ＸＹ方向の目標の方向に振動させることができる。なお、物理的には、ＸＹ方向内において、上部位置決めダイス４３から上部ガイドダイス４４ｂを変位させる方向と下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａを変位させる方向とを同一方向にしないで反対方向にしたとしてもワイヤ電極１の振動を制限することが可能である。すなわち、ワイヤ電極１の振動は、上部位置決めダイス４３から上部ガイドダイス４４ｂを変位させる方向および下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａを変位させる方向に制限される。

なお、上記説明では、上部ガイドダイス４４ｂおよび下部ガイドダイス６４ａをＸＹ方向の二次元方向に駆動制御することで、二次元方向の一つの方向にオフセット距離δを発生させることにより、被加工物５１との間に極間を形成しているワイヤ電極１の振動方向を制御すると説明した。しかし、二次元方向に位置を動かすガイドダイスは上部ガイドダイス４４ｂまたは下部ガイドダイス６４ａのいずれか一方であってもかまわない。上部位置決めダイス４３および下部位置決めダイス６３の間に張られたワイヤ電極１の軸方向となっているＺ軸方向に対してワイヤ電極１の軸方向を変えるために動かすガイドダイスが上部ガイドダイス４４ｂまたは下部ガイドダイス６４ａのいずれか一方であっても極間を形成しているワイヤ電極１にオフセット距離δは発生する。したがって、極間を形成しているワイヤ電極１の振動方向を制御することができる。

以上のように、二次元方向に位置を動かすガイドダイスは上部ガイドダイス４４ｂまたは下部ガイドダイス６４ａのいずれか一方であってもかまわないので、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機には上部ガイドダイス駆動装置４００または下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方のガイドダイス駆動装置が設けられていればよい。

以上説明したように、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によれば、位置決めダイスに対して相対的に可動させることができるガイドダイスに架けたワイヤ電極１の軸方向の角度を制御することで、極間を形成しているワイヤ電極１に対して張力制御ではできなかった振動方向の制御が可能となる。これにより、振動方向以外の振動成分を抑制してワイヤ電極１の振動方向を一方向に集中させて偏振動させることができるので、新しい加工方法が可能になる。

放電加工では、電気的な短絡を回避するために、ワイヤ電極と被加工物との間隔に一定の距離をもたせて使用する。従来のワイヤ放電加工機においては、極間を形成するワイヤ電極はＺ軸方向への搬送状態においてＸＹ方向の全方向にランダムに振動が発生するためランダム振動分の幅を上記間隔に加えて使用する。しかし、ワイヤ電極と被加工物との距離を大きくとると加工に必要な電圧が高くなる。高電圧による放電加工面は面粗度が荒れやすくなるという問題があった。

これに対して、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によれば、ワイヤ電極１の振動方向を一方向に制限することができるので、ワイヤ電極１の振動方向と垂直な方向を放電加工に使用することが可能となる。これにより、ランダム振動分の幅を考慮する必要がないので従来のワイヤ放電加工機よりワイヤ電極１と被加工物５１との距離を近づけることができ、加工電圧を下げることができる。したがって、低電圧の放電加工が可能になり、面粗度が小さい加工面が得やすくなる。

さらに、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機のように、極間を形成するワイヤ電極１の振動方向を一方向に集中させて、振動方向と垂直な方向を放電加工に使用することで、被加工物５１とワイヤ電極１との放電範囲の幅が振動方向に沿って広くなる。

すなわち、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機では、加工面と平行な方向に振動方向を向けて加工することにより、加工経路に沿って従来のワイヤ放電加工機より広い加工範囲で連続加工することができ、加工経路方向に凹凸変動が少ない滑らかな加工面が得やすくなる。さらに、振動方向と直交する方向の振動成分が抑制される効果も相まって、加工面の筋の発生を抑制することができる。

図８は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機により平面経路を加工する様子を説明した模式図である。図８は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機による六面体５１ａの加工を想定した模式図である。

被加工物から六面体５１ａを切り出すため、図８のように六面体５１ａの各加工面に沿った加工方向にワイヤ電極１を移動させる。加工方向は、加工指令プログラムにより指令される加工の進行方向である。このとき極間を形成するワイヤ電極１の振動方向１０１１〜１０１４が六面体５１ａの各加工面と平行になるように制御して加工を行う。

図８のように加工方向に従って途中で加工面の方向が変化する場合も、ワイヤ電極１の振動の方向が加工面と平行な振動方向１０１１、振動方向１０１２、振動方向１０１３、振動方向１０１４と切り替わるように、上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方を制御部１５０が制御して加工を継続する。

極間を形成するワイヤ電極１の振動方向１０１１〜１０１４を加工面と平行に制御しながら連続して放電加工を継続するために、制御部１５０は、加工指令プログラムとは別に加工制御プログラムを備える。加工制御プログラムは、加工指令プログラムと連携して極間を形成するワイヤ電極１の振動方向を決定して制御部１５０から上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００に指令を出させるためのプログラムである。すなわち、加工制御プログラムは、加工指令プログラムが指令する加工方向と平行なワイヤ電極１の振動方向を実現するために上部ガイドダイス駆動装置４００が上部位置決めダイス４３から上部ガイドダイス４４ｂをＸＹ方向内に変位させる方向を示す指令と、上記加工方向と平行なワイヤ電極１の振動方向を実現するために下部ガイドダイス駆動装置５００が下部位置決めダイス６３から下部ガイドダイス６４ａをＸＹ方向内に変位させる方向の指令と、を制御部１５０に出力させるプログラムである。制御部１５０は、加工指令プログラムに指令された上記加工方向に沿った加工面とワイヤ電極１の振動方向が平行となるように振動方向を決定して、上記加工制御プログラムを用いて上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方に上記指令を出力する。

制御部１５０が実行する上記制御の結果、加工指令プログラムが指令する加工方向に平行な各加工面と、ワイヤ電極１の振動方向１０１１〜１０１４のそれぞれが平行になるように、上部ガイドダイス４４ｂの変位方向および下部ガイドダイス６４ａの変位方向の少なくとも一方が上記加工方向と平行になるように制御される。すなわち、上部位置決めダイス４３と下部位置決めダイス６３とに張られたワイヤ電極１の軸方向に垂直なＸＹ方向内における、上部ガイドダイス４４ｂの変位方向および下部ガイドダイス６４ａの変位方向の少なくとも一方が上記加工方向と平行になるように制御される。

図９は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機により曲面経路を加工する様子を説明した模式図である。図９は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機による円柱５１ｂの加工を想定した模式図である。

被加工物から曲面形状を有する円柱５１ｂを切り出すため、図９のように円柱５１ｂの曲面に沿った加工方向にワイヤ電極１を移動させる。このとき極間を形成するワイヤ電極１の振動方向１０２１〜１０２３が円柱５１ｂの曲面の接線方向と平行になるように制御して加工を行う。

図９のように加工方向が示す加工経路に従って刻々と加工曲面の接線方向が変化する場合も、ワイヤ電極１の振動の方向が加工曲面の接線方向と平行な振動方向１０２１、・・・振動方向１０２２、・・・振動方向１０２３と切り替わるように、上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方を制御部１５０が制御して加工を継続する。

図８の場合と同じく、極間を形成するワイヤ電極１の振動方向１０２１〜１０２３を加工曲面の接線方向と平行に制御しながら連続して放電加工を継続するために、制御部１５０は、加工指令プログラムに指令された上記加工方向に沿った加工曲面の接線方向とワイヤ電極１の振動方向が平行となるように振動方向を決定する。そして、制御部１５０は、上記加工制御プログラムを用いて上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方に上記指令を出力する。

制御部１５０が実行する上記制御の結果、加工指令プログラムが指令する加工方向に平行な加工曲面の各接線方向と、ワイヤ電極１の振動方向１０２１〜１０２３のそれぞれが平行になるように、上部ガイドダイス４４ｂの変位方向および下部ガイドダイス６４ａの変位方向の少なくとも一方が上記加工方向と平行になるように制御される。

図１０は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によりコーナーを加工する様子を説明した模式図である。図１０は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によって、微小半径でコーナー加工する必要がある開口部である穴６１０を有した加工物５１ｃの穴加工を想定した模式図である。

加工指令プログラムが穴加工を指令する場合も、図１０に示すように穴６１０の内面において加工指令プログラムにより指令された加工方向にワイヤ電極１を移動させる。このとき極間を形成するワイヤ電極１の振動方向１０３１〜１０３４が加工方向と平行になるように制御して加工を行う。

図１０のように加工方向に従って途中で加工面の方向が変化する場合も、ワイヤ電極１の振動の方向が加工面と平行な振動方向１０３１、振動方向１０３２、振動方向１０３３、振動方向１０３４と切り替わるように、上部ガイドダイス駆動装置４００および下部ガイドダイス駆動装置５００の少なくとも一方を制御部１５０が制御して加工を継続する。

最初に、加工指令プログラムが指令する加工方向と平行な振動方向１０３１にワイヤ電極１が振動しつつ加工が実行されてコーナー６１１に到達する。コーナー６１１において、ワイヤ電極１の振動方向は振動方向１０３２に切り替わって、その後、加工指令プログラムが指令する次の加工方向と平行な振動方向１０３２にワイヤ電極１が振動しつつ加工が実行される。以後、コーナー６１２，６１３毎に振動方向を切り替え、加工方向に沿ってワイヤ電極１を移動させる。

すなわち、図１０においても、加工指令プログラムが指令する加工方向に平行な各加工面と、ワイヤ電極１の振動方向１０３１〜１０３４のそれぞれが平行になるように、上部ガイドダイス４４ｂの変位方向および下部ガイドダイス６４ａの変位方向の少なくとも一方が上記加工方向と平行になるように上記加工制御プログラムを用いて制御部１５０が制御する。すなわち、コーナー６１１の加工前と加工後とで、制御部１５０は、上部ガイドダイス４４ｂの変位方向および下部ガイドダイス６４ａの変位方向の少なくとも一方を切り替えるように制御する。コーナー６１２，６１３においても同様である。このようにして、穴６１０の内側のコーナー６１１〜６１３を加工する場合も、コーナー６１１〜６１３それぞれの前後でワイヤ電極１の振動方向を切り換えることができるので、穴６１０の内側の加工面においても加工による筋の発生を抑制することができる。また、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によれば、ワイヤ電極１の振動方向を一方向に制限できるので、ワイヤ電極１と被加工物との距離を近づけることができる。したがって、コーナー６１１〜６１３のコーナーアールを小さく加工することができる。すなわち、微小半径でのコーナー加工を高い精度で実現することが可能になる。

なお、ワイヤ放電加工機に小型の光センサーを設け、ガイドダイス可動部の変位を検出して、駆動信号にフィードバックすることによりワイヤ電極１の振動量の制御も可能となる。具体的には、光センサーの光源が出射する光に対する反射率が異なる高反射率面および低反射率面の二面を有する変位検出用の反射シートを、ガイドダイス可動部上の二箇所に設ける。一つ目の反射シートを高反射率面と低反射率面とがＸ軸方向に並ぶように一箇所に設け、二つ目の反射シートを高反射率面と低反射率面とがＹ軸方向に並ぶように別の箇所に設ける。さらに上記の反射シートに対向する位置に光センサーをそれぞれ設ける。光センサーは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）の光源と光検知部とを有し、光源から出射された後に反射シートで反射された光を光検知部で受光して反射光量を検出する機能を有する。このような構成により、ガイドダイス可動部の変位量を反射光量の増減に基づいて検出することができる。検出されたＸ軸方向およびＹ軸方向の変位量に基づいて、ガイドダイス駆動用の電磁コイルへの印加電流の電流量を制御部１５０が制御することにより、ガイドダイス可動部の振動量を制御することができる。その結果、ワイヤ電極１の振動量の制御が可能となる。

図１１は、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機の制御部１５０をコンピュータシステムで実現する場合のハードウェア構成を示す図である。ワイヤ放電加工機の制御部１５０の機能をコンピュータシステムで実現する場合、制御部１５０の機能は、図１１に示すようにＣＰＵ（Central Processing Unit）７０１、メモリ７０２、記憶装置７０３、表示装置７０４および入力装置７０５により実現される。

制御部１５０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせは、プログラムとして記述されて記憶装置７０３に格納される。ＣＰＵ７０１は、記憶装置７０３に記憶された上記プログラムをメモリ７０２に読み出して実行することにより、制御部１５０の機能を実現する。すなわち、制御部１５０は、制御部１５０の機能がコンピュータにより実行されるときに、制御部１５０の機能を実施するステップが結果的に実行されることになる上記プログラムを格納するための記憶装置７０３を備える。また、上記プログラムは、制御部１５０の機能が実現するワイヤ放電加工の方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。したがって、上記プログラムの具体例は上述した加工指令プログラムおよび加工制御プログラムである。入力装置７０５の具体例は、キーボード、マウス、タッチパネルなどである。表示装置７０４の具体例は、モニタ、ディスプレイなどである。メモリ７０２の具体例は、ＲＡＭ（Random Access Memory）といった揮発性の記憶領域が該当する。記憶装置７０３の具体例は、不揮発性の半導体メモリ、磁気ディスクが該当する。

このように、実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によれば、加工指令プログラムと連携してワイヤ電極１の振動方向を制御することが可能となるので、加工面とワイヤ電極１との距離を安定に保ち、ワイヤ電極１と被加工物との短絡を防いで、ワイヤ電極１の振動による加工凹凸の発生を抑制する。さらに、加工面との距離を縮小することが可能になり低電圧加工による低粗度加工が容易になる。また加工面に沿って振動方向を保持するため放電範囲も加工面に沿って広くすることになり加工筋の発生を抑制することができる。

実施の形態にかかるワイヤ放電加工機によれば、上記したように加工精度の向上が図れるので、仕上げ加工のために被加工物を他の加工機に移動させて、再度基準出しの調整を行うなどの作業が不要となる。すなわち、高精度加工における自動連続加工を可能にするという効果を奏する。したがって、荒加工から仕上げ加工までを一台のワイヤ放電加工機を用いて連続運転して実施することが可能になる。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ワイヤ電極、１１ ワイヤ電極ボビン、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ プーリ、２１ 送りローラ、２２ａ，２２ｂ 送りピンチローラ、３１，３２，３３ 駆動用モータ、４１ 上部ガイドブロック、４２ 上部給電子、４３ 上部位置決めダイス、４３ａ，６３ａ 位置決め穴、４４ａ，４４ｂ 上部ガイドダイス、４４ａ１，４４ｂ１，６４ａ１，６４ｂ１ ガイド穴、４６ 上部加工液ノズル、５１ 被加工物、５１ａ 六面体、５１ｂ 円柱、５１ｃ 加工物、６２ 下部給電子、６３ 下部位置決めダイス、６４ａ，６４ｂ 下部ガイドダイス、６５ 下部加工液ノズル、６７ 下部ガイドブロック、７１ 下部ローラブロック、７２ 下部ローラ、７３ アスピレータ、７４ 下部案内パイプ、８１ａ，８１ｂ ワイヤ電極回収ローラ、８２ 回収パイプエンド、１０１ ワイヤ電極搬送系、１５０ 制御部、２０１ ワイヤ電極供給部、２０２ 上部ワイヤ電極ガイド部、２０３ ワイヤ電極自動結線装置、２０４ 下部ワイヤ電極ガイド部、２０５ ワイヤ電極送り部、２０６ ワイヤ電極回収部、４００ 上部ガイドダイス駆動装置、４０１，５０１ キャップ、４０２，５０２ ベース、４１０，４３０，５１０，５３０ 電磁コイル基板部、４１１，４３１，５１１，５３１ 電磁コイル、４２０，５２０ ガイドダイス可動部、４２１，５２１ マグネット、４２５ 円盤状の構造部、４４０，５４０ サスペンション部、４４１，５４１ ダンパー、４４２，５４２ スプリング、４５０，４６０，５５０，５６０ 加工液シールド、４７０ 案内構造部、５００ 下部ガイドダイス駆動装置、６１０ 穴、６１１〜６１３ コーナー、７０１ ＣＰＵ、７０２ メモリ、７０３ 記憶装置、７０４ 表示装置、７０５ 入力装置、１０１１〜１０１４，１０２１〜１０２３，１０３１〜１０３４ 振動方向。

Claims (4)

1. ワイヤ供給部から供給されるワイヤ電極を通過させる第１位置決めダイスと、前記第１位置決めダイスを通過後の前記ワイヤ電極を通過させてワイヤ電極回収部に送る第２位置決めダイスと、の間に張られた前記ワイヤ電極が被加工物をワイヤ放電加工するワイヤ放電加工機において、
   前記ワイヤ供給部と前記第１位置決めダイスとの間で前記ワイヤ電極を通過させる第１ガイドダイスを有して、前記第１位置決めダイスと前記第２位置決めダイスとに張られた前記ワイヤ電極の軸方向と、前記第１ガイドダイスと前記第１位置決めダイスとに張られた前記ワイヤ電極の軸方向とが異なるように前記第１ガイドダイスを動かすことが可能な第１ガイドダイス駆動装置、および
   前記第２位置決めダイスと前記ワイヤ電極回収部との間で前記ワイヤ電極を通過させる第２ガイドダイスを有して、前記第１位置決めダイスと前記第２位置決めダイスとに張られた前記ワイヤ電極の軸方向と、前記第２ガイドダイスと前記第２位置決めダイスとに張られた前記ワイヤ電極の軸方向とが異なるように前記第２ガイドダイスを動かすことが可能な第２ガイドダイス駆動装置、
   の少なくとも一方を備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 加工指令プログラムに基づいて、前記第１ガイドダイスを変位させるように前記第１ガイドダイス駆動装置を制御する指令、および前記加工指令プログラムに基づいて、前記第２ガイドダイスを変位させるように前記第２ガイドダイス駆動装置を制御する指令の少なくとも一方を出力する制御部を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記制御部は、前記加工指令プログラムが指令する加工方向に、前記第１ガイドダイスの変位方向および前記第２ガイドダイスの変位方向の少なくとも一方が平行となるように制御する
   ことを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工機。
4. 前記制御部は、前記加工指令プログラムがコーナーの穴加工を指令する場合には、前記コーナーの加工前と加工後とで、前記第１ガイドダイスの変位方向および前記第２ガイドダイスの変位方向の少なくとも一方を切り換える
   ことを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工機。