JP2019141975A

JP2019141975A - ワイヤ放電加工装置

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Publication number: JP2019141975A
Application number: JP2018029865A
Authority: JP
Inventors: 昌志坂口; Masashi Sakaguchi
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2019-08-29
Anticipated expiration: 2038-02-22
Also published as: US10987746B2; CN110181131A; JP6391865B1; US20190255638A1; CN110181131B

Abstract

【課題】比較的簡単な構成で、中子の落下による下側ガイドユニットの損傷を防止しつつ、中子を安定して持ち上げることができるとともに、切り抜き中および切り抜き後に所望の噴流圧を付与することができるワイヤ放電加工装置を提供すること。【解決手段】ワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極を位置決め案内するワイヤガイドとワイヤ電極に同軸に噴流を供給する噴流ノズルとを含んでなる上側および下側ワイヤガイドユニットと、上下方向に貫く貫通孔を有し、上面から被加工物の下面までの距離が等しい複数の突起部が形成された中子保持パッドと、を備え、中子保持パッドは、噴流ノズルが貫通孔内に配置されるようにして中子の下面を保持可能に被加工物の下面に可能な限り近接するように下側ワイヤガイドユニットに配置され、切り抜き中および切り抜き後に噴射される加工液は、貫通孔と接続された複数の突起部の間隙から放出される。【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤ放電加工によって被加工物から中子を切り抜くワイヤ放電加工装置に関する。

従来、ワイヤ放電加工によって被加工物から中子を切り抜く際、或いは、切り抜き後に中子に対して所望の噴流圧を付与する装置として、特許文献１に記載のワイヤ放電加工装置がある。このワイヤ放電加工装置では、中子を切り抜く際、下部ワイヤガイド部に設けられたノズル口から所望の圧力を有する噴流を噴射し、ワイヤ放電加工中に被加工物と中子との間の加工間隙に発生する加工屑を除去している。また、中子の切り抜き後、被加工物から切り抜かれた中子に対して噴流を噴射し、その噴流圧によって中子を押し上げて被加工物から分離させている。

実開昭５８−２７０２２号公報

しかしながら、特許文献１に記載のワイヤ放電加工装置では、切り抜き後に被加工物から中子が分離して落下し、その直下に配置される下側ガイドユニットが損傷してしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、比較的簡単な構成で、中子の落下にともなう下側ガイドユニットの損傷を防止しつつ、切り抜き中および切り抜き後に所望の噴流圧を付与することができるワイヤ放電加工装置を提供することを主たる目的とする。

第１の発明のワイヤ放電加工装置は、ワイヤ放電加工を用いて被加工物から切り抜かれた中子を噴流の噴流圧によって押し上げて前記被加工物から分離させるワイヤ放電加工装置であって、前記被加工物を挟んで上下にそれぞれ設けられワイヤ電極を位置決め案内するワイヤガイドと前記ワイヤ電極に同軸に加工液の噴流を供給する噴流ノズルとを含んでなる上側ワイヤガイドユニットおよび下側ワイヤガイドユニットと、上下方向に貫く貫通孔を有し、上面から前記被加工物の下面までの距離が等しい複数の突起部が形成された中子保持パッドと、を備え、前記中子保持パッドは、前記噴流ノズルが前記貫通孔内に配置されるようにして前記被加工物から切り抜かれる前記中子の下面を保持可能に前記被加工物の下面に可能な限り近接するように前記下側ワイヤガイドユニットに配置され、切り抜き中および切り抜き後に噴射される加工液は、前記貫通孔と接続された前記複数の突起部の間隙から放出されることを特徴とするものである。

本発明では、上下方向に貫く貫通孔を有し、上面から被加工物の下面までの距離が等しい複数の突起部が形成された中子保持パッドは、噴流ノズルが貫通孔内に配置されるように下側ワイヤガイドユニットに設置され、被加工物から切り抜かれる中子の下面を保持可能に被加工物の下面に可能な限り近接して配置されている。従って、切り抜き後の中子を中子保持パッドによって保持することができる。これにより、簡易な構成の中子保持パッドを用いて、中子の落下による下側ガイドユニットの損傷を防止することができる。

また、切り抜き中および切り抜き後に噴射される加工液は、貫通孔と接続された複数の突起部の間隙から放出される。これにより、故障しやすい駆動装置を加工液中に設置する必要がないため、貫通孔の上側が被加工物および中子によって閉じられた空間内において噴流圧力が必要以上に大きくなることを比較的簡単な構成で防止し、適切な値に調節することができる。従って、中子の切り抜き中、被加工物と中子との間の加工間隙に所望の圧力を有する噴流を送ることができるため、噴流圧が高すぎることによるワイヤ電極の振動や噴流圧が低すぎることによって加工屑が捌けないといった問題の発生を防止し、中子の切り抜きを高い精度で行うことができる。さらに、中子の切り抜き後、中子に対して所望の噴流圧を付与することができるため、被加工物から中子を押し出して分離させることができる。

第２の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１の発明において、前記中子の切り抜き中および切り抜き後、前記中子の重心の直下には、前記中子保持パッドの上面が配置されていることを特徴とするものである。

本発明では、中子の切り抜き中および切り抜き後、中子の重心の直下には、中子保持パッドの上面が配置されている。これにより、切り抜き後、中子保持パッドによって中子を確実に保持し、落下を防止することができる。さらに、切り抜き中から切り抜き後に至るまで、水平面である中子保持パッドの上面で中子を保持することができるため、中子の傾きを防止することができる。これにより、中子が被加工物の内壁に引っ掛かることを防止し、切り抜き後に被加工物から中子を円滑に分離させることができる。

第３の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１または２の発明において、前記中子の切り抜き後、前記下側ワイヤガイドユニット部は、前記噴流ノズルから前記中子の重心に向けて加工液を噴射し、前記中子を前記被加工物から押し出して分離させることを特徴とするものである。

本発明では、中子の切り抜き後、下側ワイヤガイドユニット部は、噴流ノズルから中子の重心に向けて加工液を噴射し、中子を被加工物から押し出して分離させる。これにより、噴流圧の偏りに伴う傾きの発生を防止することができる。

第４の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１〜３の何れかの発明において、前記中子保持パッドの上面は、前記噴流ノズルの上端の高さよりも高い位置に配置されていることを特徴とするものである。

本発明では、中子保持パッドの上面は、噴流ノズルの上端の高さよりも高い位置に配置されている。従って、中子保持パッドによって中子を確実に保持することができる。これにより、切り抜き中に噴流ノズルと被加工物および中子との接触を防止し、噴流ノズルの損傷を防止することができる。また、切り抜き後の中子の落下による噴流ノズルの損傷を防止することができる。

第５の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１〜４の何れかの発明において、前記複数の突起部は、吸引ノズルからなり、前記中子の切り落とし時、前記複数の突起部は、前記中子の下面を吸引し、前記中子保持パッドと前記中子とを固定することを特徴とするものである。

本発明では、複数の突起部は、吸引ノズルからなり、中子の切り落とし時、複数の突起部は、中子の下面を吸引し、中子保持パッドと中子とを固定する。これにより、中子と中子保持パッドとの相対位置のずれを防止することができる。従って、中子の下面を保持するのみと比較して、中子の下面をより確実に水平に保つことができる。これにより、中子を被加工物から切り落とす際に生じる中子の傾きを確実に防止することができる。

第６の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第５の発明において、前記中子保持パットは、前記下側ワイヤガイドユニット部に対して水平方向に相対移動可能なスライド機構を有していることを特徴とするものである。

本発明では、中子保持パットは、下側ワイヤガイドユニット部に対して水平方向に相対移動可能なスライド機構を有している。従って、中子の切り落とし時、吸引ノズルによって中子を吸引し、中子と被加工物との相対位置を強固に固定しつつ、ワイヤ電極が挿通された上側ワイヤガイドユニット部および下側ワイヤガイドユニット部に対して中子保持パッドおよび被加工物を水平方向に移動させることができる。これにより、被加工物に対して中子が水平方向に移動することによってワイヤ電極が加工間隙に挟まり、ワイヤ電極が進まなくなる、或いは、ワイヤ電極が断線するといった問題の発生を防止し、ワイヤ電極を進めて中子の切り落としを行うことができる。

第７の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第５または６の発明において、前記上側ワイヤガイドユニットに設置される前記中子保持パッドをさらに備え、前記中子の切り落とし時、前記上側ワイヤガイドユニット設置された前記中子保持パッドに設けられた前記複数の突起部は、前記中子の上面を吸引して前記中子保持パッドと前記中子とを固定することを特徴とするものである。

本発明では、上側ワイヤガイドユニットに設置される中子保持パッドをさらに備え、中子の切り落とし時、上側ワイヤガイドユニット設置された中子保持パッドに設けられた複数の突起部は、中子の上面を吸引して中子保持パッドと中子とを固定する。従って、上下に配置された中子保持パッドによって中子を上下から挟んで固定することができるため、中子と中子保持パッドとの間の相対位置のずれをより確実に防止することができる。これにより、中子を下面側のみで固定する場合と比較して、中子を被加工物から切り落とす際に生じる中子の傾きをより確実に防止することができる。

本発明によれば、比較的簡単な構成で、中子の落下による下側ガイドユニットの損傷を防止しつつ、中子を安定して持ち上げることができるとともに、切り抜き中および切り抜き後に所望の噴流圧を付与することができる。

実施形態に係るワイヤ放電加工装置の概略図である。中子保持パッドが設置された下側ワイヤガイドユニットの斜視図である。中子保持パッドが設置された下側ワイヤガイドユニットの上面図である。中子の切り抜きおよび被加工物から中子を分離させて回収するまでの動作を示す図である。被加工物から中子を分離させる際の中子保持パッドが設置された下側ワイヤガイドユニットの断面図である。中子保持パッドの変形例が設置された下側ワイヤガイドユニットの断面図である。

図１は、本発明のワイヤ放電加工装置の全体の概容を示す。図１は、ワイヤ電極の走行径路全体を一面で示すために、ワイヤ電極の供給側を機械本機の正面から見た状態で示し、ワイヤ電極の回収側を機械本機の左側面から見た状態で示している。また、図１において、複数の構成部材を判りやすくするために、複数の構成部材の相対的なサイズと位置関係が実物と異なっていることに注意を要する。

まず、図１に示される実施の形態のワイヤ放電加工装置の全体の構成について説明する。実施の形態のワイヤ放電加工装置は、少なくとも、走行装置１と、自動結線装置２と、ワイヤガイドユニット３と、図示しない制御装置、電源装置、および相対移動装置とを有する。走行装置１と、自動結線装置２と、ワイヤガイドユニット３と、相対移動装置が設けられている部位を機械本機という。

走行装置１は、未使用のワイヤ電極ＷＥを供給して、加工に供された使用済のワイヤ電極ＷＥを回収する手段である。走行装置１は、供給装置１１と、張力装置１２と、搬送装置１３と、回収装置１４とを含んでなる。

自動結線装置２は、ワイヤ電極ＷＥを自動で張架する手段である。実施の形態のワイヤ放電加工装置の自動結線装置２は、送出ローラ２Ａと、ガイドパイプ２Ｂと、カッタ２Ｃとを含んでなる。送出ローラ２Ａは、送出モータ２Ｍによって回転してワイヤ電極ＷＥを送り出す手段である。ガイドパイプ２Ｂは、ワイヤ電極ＷＥの先端を上側ワイヤガイドユニット３Ａまで案内する手段である。ガイドパイプ２Ｂは、ガイドパイプ保持箱２Ｂ１に内包されている。ガイドパイプ保持箱２Ｂ１の側壁には、被加工物ＷＰから切り抜かれた中子ＷＰ１を回収するための中子回収部２０が設置されている。カッタ２Ｃは、ワイヤ電極ＷＥを切断する手段である。カッタ２Ｃは、ワイヤ電極ＷＥを溶断する加熱ローラのような他のワイヤ電極ＷＥを切断する手段に置き換えることができる。

ワイヤガイドユニット３は、上側ワイヤガイドユニット３Ａと、下側ワイヤガイドユニット３Ｂとでなる。上側ワイヤガイドユニット３Ａは、ワイヤ電極ＷＥを位置決めして案内するワイヤガイド３Ａ１（ガイド本体）と、ワイヤ電極ＷＥに給電する通電体３Ａ２と、被加工物ＷＰと被加工物ＷＰから切り抜かれた中子ＷＰ１との間の加工間隙１ＧＰに対してワイヤ電極ＷＥに同軸に下方向に向けて加工液の噴流を供給する噴流ノズル３Ａ３とを一体化してなるアセンブリである。下側ワイヤガイドユニット３Ｂは、ワイヤ電極ＷＥを位置決めして案内するワイヤガイド３Ｂ１（ガイド本体）と、被加工物と被加工物から切り抜かれた中子との間の加工間隙ＧＰに対してワイヤ電極ＷＥに同軸に上方向に向けて加工液の噴流を供給する噴流ノズル３Ｂ２とを一体化してなるアセンブリである。下側ワイヤガイドユニット３Ｂには、噴流ノズル３Ｂ２の周囲を取り囲むように、後述する中子保持パッド１０が設置される。

図示省略されている制御装置は、ワイヤ放電加工装置の動作を制御する手段である。制御装置と、走行装置１、自動結線装置２、加工電源装置、または相対移動装置との間は、それぞれ１以上の信号線で接続されていて、予め決められているシーケンス動作を実行させる。制御装置は、ＮＣプログラムに従って走行装置１と、自動結線装置２と、加工電源装置と、相対移動装置とに特定の動作を実行させて、ワイヤ放電加工装置の全体の動作を任意に制御して所望の加工を実施する数値制御装置を含む。

加工電源装置は、加工間隙ＧＰに所望の波形とピーク電流値を有する放電電流パルスを連続して供給する手段である。相対移動装置は、ワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰとを水平２軸方向に相対移動させる手段である。相対移動装置は、ワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰに対して傾斜させるテーパ装置を含む。

排出装置４は、加工に供されて消耗した使用済のワイヤ電極ＷＥを加工部位から回収する手段である。排出装置４は、被加工物ＷＰから垂直に張架されるワイヤ電極ＷＥの送行経路に対してオフセットを与えるとともに送り出されるワイヤ電極ＷＥの進行方向を転換するアイドリングローラ４Ａと、ワイヤ電極ＷＥを流体で搬送する搬送装置４Ｂと、ワイヤ電極ＷＥを巻き取る巻取ローラ４Ｃと、使用済のワイヤ電極ＷＥを回収するバケット４Ｄとを含む。

次に、走行装置１について、より具体的に説明する。走行装置１の供給装置１１は、ワイヤ電極ＷＥを加工間隙ＧＰに供給する手段である。供給装置１１は、リール１１Ａと、ワイヤボビン１１Ｂと、サーボプーリ１１Ｆと、ブレーキ１１Ｍとを含む。ただし、ワイヤボビン１１Ｂは、所定長のワイヤ電極ＷＥを軸心に巻き回して貯留している交換可能な消耗品である。ワイヤボビン１１Ｂは、リール１１Ａに装填されて回転する。

リール１１Ａは、張力装置１２がワイヤボビン１１Ｂからワイヤ電極ＷＥを連続的に引き出す速度に合わせて回転する。ブレーキ１１Ｍは、例えば、トルクモータまたはパウダクラッチである。ブレーキ１１Ｍは、リール１１Ａの回転軸に直結して設けられ、リール１１Ａの回転方向に対して反対方向にリール１１Ａが回転可能な範囲で負荷をかけることによってワイヤボビン１１Ｂの空転を阻止する。サーボプーリ１１Ｆは、自重によってワイヤ電極ＷＥの張力の変動に合わせて上下に移動して、ワイヤボビン１１Ｂから供給される走行するワイヤ電極ＷＥの振動を吸収する。

張力装置１２は、ワイヤ電極ＷＥをワイヤボビン１１から繰り出して順次加工間隙ＧＰに送り出す手段である。また、張力装置１２は、回転装置１４との間で加工間隙ＧＰに供給されるワイヤ電極ＷＥに所定の張力を付与する手段である。張力装置１２は、駆動ローラ１２Ａと、従動ローラ１２Ｂと、ピンチローラ１２Ｃと、サーボモータ１２Ｍとを含む。歪ゲージ１２Ｔは、張力検出器である。リミットスイッチ１２Ｌは、断線検出器である。

駆動ローラ１２Ａは、ワイヤ電極ＷＥをワイヤボビン１１Ｂから引き出して加工間隙ＧＰに送り出す送出ローラと、ワイヤ電極ＷＥに所定の張力を付与するテンションローラとを兼用する。ワイヤ電極ＷＥは、従動ローラ１２Ｂとピンチローラ１２Ｃとによって駆動ローラ１２Ａの外周を遠回りするように巻き回される。駆動ローラ１２Ａは、サーボモータ１２Ｍによって回転する。制御装置は、歪ゲージ１２Ｔによって検出される張力に基づいてサーボモータ１２Ｍの回転速度を制御して、張力を一定に維持する。

ここで、本実施の形態では、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設置された中子保持パッド１０によって、中子ＷＰ１を保持可能な状態で加工を行う。以下、中子保持パッド１０の構成について、図２，図３を参照しつつ詳細に説明する。

図２に示すように、中子保持パッド１０は、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設置された際、中心部に噴流ノズル３Ｂ２が配置される貫通孔１０Ａが設けられ、略円柱型形状を有している。中子保持パッド１０は、例えば、樹脂材料からなる。中子保持パッド１０の上側部分全域には、複数の突起部１０Ｂが形成されている。複数の突起部１０Ｂは、それぞれ上下方向に延びる四角柱型形状を有し、所定間隔を空けて格子状に配置されている。従って、図３に示すように、上下方向から見て、複数の突起部１０Ｂの間隙１０Ｂ１は、網の目状に形成されている。複数の突起部１０Ｂの高さは、例えば、３〜５ｍｍである。複数の突起部１０Ｂは、その上面から被加工物ＷＰの下面までの距離が等しい。すなわち、中子保持パッド１０の上面は、水平面に対して平行に形成されている。複数の突起部１０Ｂの上面は、噴流ノズル３Ｂ２の上端よりも高い位置に配置されている。これにより、噴流ノズル３Ｂ２の上方には、中子保持パッド１０の内壁によって取り囲まれた噴流供給空間Ｓが形成される。また、中子ＭＰ１の切り抜き加工中から切り抜き後に被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させて回収するまで、中子ＭＰ１の重心の直下には、中子保持パッド１０の上面が配置されている。言い換えれば、中子保持パッド１０の上面は、中子ＭＰ１の切り抜き加工中に中子保持パッド１０と中子ＷＰ１との相対位置がどのように変化しても、その直上に中子ＭＰ１の重心を配置可能な程度の面積を有している。これにより、中子保持パッド１０によって中子ＭＰ１を常に保持することができるため、中子ＭＰ１の傾きおよび落下を防止することができる。

次に、中子ＭＰ１の切り抜きおよび被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させて回収するまでの図２および図３に示される実施形態のワイヤ放電加工装置の動作について、図４，図５を参照しつつ詳細に説明する。

まず、切り抜きを行う中子ＷＰ１の重心位置に切り抜き開始位置を設定し、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを切り抜き開始位置に対応する位置に移動させる。なお、切り抜き開始位置では、中子ＷＰ１の重心位置の直下に下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２と貫通孔１０Ａの中心Ｃが配置される。また、中子保持パッド１０は、その上面が被加工物ＷＰの下面に可能な限り近接した状態で配置される。より具体的には、中子保持パッド１０の上面と被加工物ＷＰの下面との間の距離は、例えば、１０〜１００μｍである。

次に、図４（ａ）に示すように、被加工物ＷＰを水平方向に移動させることにより、中子ＷＰ１の切り抜き加工を行う。切り抜き加工時、加工中に発生する加工屑を除去するために、上側ワイヤガイドユニット３Ａの噴流ノズル３Ａ３および下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２から被加工物ＷＰの上下面に圧力の等しい噴流を噴射し続ける。このとき、下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２から被加工物ＷＰに噴射された噴流は、中子保持パッド１０の複数の突起部１０Ａの間隙１０Ｂ１を介して噴流供給空間Ｓから放出される。これにより、加工液中に故障しやすい駆動装置がない比較的簡単な構成で上側が被加工物ＷＰおよび中子ＷＰ１によって閉じられた噴流供給空間Ｓにおいて圧力が必要以上に大きくなることを防止し、噴流圧を適切な値に調節することができる。これにより、切り抜き加工中、被加工物ＷＰと中子ＷＰ１との間の加工間隙ＧＰに所望の圧力を有する噴流を送ることができるため、噴流圧が高すぎることによるワイヤ電極ＷＥの振動や噴流圧が低すぎることによって加工屑が捌けないといった問題の発生を防止し、中子ＷＰ１の切り抜きを高い精度で行うことができる。

なお、切り抜き加工中は、被加工物ＷＰと中子ＷＰ１とが接続されているため、通常は中子ＷＰ１の傾きは生じない。しかしながら、例えば、中子ＷＰ１の質量が大きい場合、その重さに接続部が耐えきれず、加工中であってもわずかな傾きが生じてしまう場合がある。

本実施の形態では、中子保持パッド１０の上面と被加工物ＷＰとの下面とが可能な限り近接して配置されている。従って、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１を保持することができるため、上述した場合に生じるわずかな傾きの発生を防止し、加工精度の低下を防止することができる。また、接続部の負担が大きく傾きが生じやすい切り抜き完了間際や切り抜き完了直後も同様に、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１を保持することができるため、傾きの発生を防止することができる。

また、複数の突起部１０Ａの上面が噴流ノズル３Ｂ２の上端よりも高い位置に配置されているため、切り抜き中に噴流ノズル３Ｂ２と被加工物ＷＰおよび中子ＷＰ１との接触を防止し、噴流ノズル３Ｂ２の損傷を防止することができる。また、切り抜き後の中子ＷＰ１の落下による噴流ノズル３Ｂ２の損傷を防止することができる

中子ＷＰ１の切り抜き終了後、図４（ｂ）に示すように、ワイヤ電極ＷＥを切断する。そして、引き続き上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設けられた噴流ノズル３Ａ３，３Ｂ２から中子ＷＰ１の上下面に圧力の等しい噴流を噴射しつつ、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを切り抜き開始位置に対応する位置に移動させる。このように、圧力の等しい噴流を上下方向から挟み込むように噴射して中子ＷＰ１のバランスを保持することにより、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂの移動中に生じる中子ＷＰ１の傾きを防止することができる。さらに、中子保持パッド１０の無数の突起部１０Ａの間隙１０Ｂ１から全体に均等に噴流が逃れるときに中子保持パット１０の上面と中子ＷＰ１の下面との間に加工液の薄い液膜ができるので、中子保持パッド１０を保護することができる。これにより、中子ＷＰ１との接触による中子保持パッド１０の損傷を防止することができる。また、後述する被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させる際の中子ＷＰ１の引っ掛かりを防止することができる。

切り抜き開始位置に上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを移動させた後、図４（ｃ）に示すように、上下噴流を停止させ、上側ワイヤガイドユニット３Ａを退避位置に移動させる。そして、中子ＷＰ１を捕捉可能な位置まで中子回収部２０の中子回収アーム２０Ａを降下させる。なお、退避位置とは、上下方向から見て、上側ワイヤガイドユニット３Ａ部が中子ＷＰより外側に配置される位置である。

図４（ｄ）、図５に示すように、下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２から中子ＷＰ１の重心位置に向けて噴流を再噴射し、噴流圧によって中子ＷＰ１を押し上げる。このように、切り抜いた中子ＷＰ１の下面を中子保持パッド１０の上面で保持して水平を保った状態から中子ＷＰの重心位置に噴流を噴射することにより、下方向からのみの噴流であってもバランスを崩すことなく中子ＷＰを円滑に押し上げることができる。その後、所定高さまで押し上げられた中子ＷＰ１は、中子回収アーム２０Ａによって捕捉されて回収される。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態や実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

本実施の形態では、切り抜きを行う中子ＷＰ１の重心位置に切り抜き開始位置を設定すると記載したが、加工開始位置は、任意の場所であっても構わない。この場合、被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させる際に、中子ＷＰ１の重心位置に向けて噴流を噴射可能なように、下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２の中心Ｃを中子ＷＰ１の重心位置の直下に配置する。

また、上下方向から見て、複数の突起部１０Ｂは、それぞれ上下方向に延びる四角柱型形状を有し、所定間隔を空けて格子状に配置されていると記載したが、噴流が外側に向けて均一に放出されるように、上下方向から見て、中子保持パッド１０の略中心Ｃに設けられる貫通孔１０Ａ廻りに各突起部１０Ｂと突起部１０Ｂ間の間隔１０Ｂ１が全体にわたって均等に分散配置されていれば、複数の突起部１０Ｂは、如何なる形状および配置であっても構わない。

また、図６に示すように、複数の突起部１０Ａを吸引ノズルとすることができる。吸引ノズルは、例えば、各突起部１０Ａの内部に吸引孔１０Ｃを形成し、当該吸引孔１０Ｃと図示しない吸引装置とを接続することによって構成される。これにより、矢印で示す方向に吸引することにより、中子ＷＰ１と中子保持パッド１０とを固定できるため、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１の下面を保持するのみと比較して、中子ＷＰ１の下面をより確実に水平に保つことができる。従って、中子ＷＰ１を被加工物ＷＰから切り落とす際に生じる中子ＷＰの傾きをより確実に防止することができる。

また、複数の突起部１０Ａを吸引ノズルとすることに加えて、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとの間に簡易なスライド機構を設けても構わない。スライド機構は、例えば、図６に示すように、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとを接続する一対のバネ部材１０Ｄによって構成される。一対のバネ部材１０Ｄは、中子保持パッド１０および下側ワイヤガイドユニット３Ｂにそれぞれ設けられた溝部に伸縮可能に嵌め込まれて固定されている。一対のバネ部材１０Ｄは、貫通孔１０Ａの中心Ｃと２つのバネ部１０Ｄ材とを結ぶ一軸方向に伸縮可能に配置されている。これにより、中子保持パッド１０は、一対のバネ部材１０Ｄを結ぶ直線方向において、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに対して水平方向に相対移動可能となる。従って、切り抜き加工の終盤に被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を切り落とす際、吸引ノズルによって中子ＷＰ１を吸引し、中子ＷＰ１と被加工物ＷＰとの相対位置を強固に固定しつつ、ワイヤ電極ＷＥが挿通された上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂ対して中子保持パッド１０および被加工物ＷＰを水平方向に独立して移動させることができる。これにより、中子ＷＰ１のみが水平方向に移動することによってワイヤ電極ＷＥが加工間隙ＧＰに挟まり、ワイヤ電極ＷＥが進まなくなる、或いは、ワイヤ電極ＷＥが断線するといった問題の発生を防止することができる。なお、一対のバネ部材１０Ｄは、複数設けられていても構わない。

また、一つの中子ＷＰ１の切り抜きを行う場合について記載したが、一つの被加工物に対して多数の中子の切り抜きを行う多数個取り加工において適用しても構わない。

１走行装置
２自動結線装置
３ワイヤガイドユニット
３Ａ上側ワイヤガイドユニット
３Ａ３噴流ノズル
３Ｂ下側ワイヤガイドユニット
３Ｂ２噴流ノズル
４排出装置
１０中子保持パッド
１０Ａ突起部
１１供給装置
１２送出装置
２０中子回収装置
Ｓ噴流供給空間
ＷＥワイヤ電極
ＷＰ被加工物
ＷＰ１中子

図２に示すように、中子保持パッド１０は、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設置された際、中心部に噴流ノズル３Ｂ２が配置される貫通孔１０Ａが設けられ、略円柱型形状を有している。中子保持パッド１０は、例えば、樹脂材料からなる。中子保持パッド１０の上側部分全域には、複数の突起部１０Ｂが形成されている。複数の突起部１０Ｂは、それぞれ上下方向に延びる四角柱型形状を有し、所定間隔を空けて格子状に配置されている。従って、図３に示すように、上下方向から見て、複数の突起部１０Ｂの間隙１０Ｂ１は、網の目状に形成されている。複数の突起部１０Ｂの高さは、例えば、３〜５ｍｍである。複数の突起部１０Ｂは、その上面から被加工物ＷＰの下面までの距離が等しい。すなわち、中子保持パッド１０の上面は、水平面に対して平行に形成されている。複数の突起部１０Ｂの上面は、噴流ノズル３Ｂ２の上端よりも高い位置に配置されている。これにより、噴流ノズル３Ｂ２の上方には、中子保持パッド１０の内壁によって取り囲まれた噴流供給空間Ｓが形成される。また、中子ＷＰ１の切り抜き加工中から切り抜き後に被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させて回収するまで、中子ＷＰ１の重心の直下には、中子保持パッド１０の上面が配置されている。言い換えれば、中子保持パッド１０の上面は、中子ＷＰ１の切り抜き加工中に中子保持パッド１０と中子ＷＰ１との相対位置がどのように変化しても、その直上に中子ＷＰ１の重心を配置可能な程度の面積を有している。これにより、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１を常に保持することができるため、中子ＷＰ１の傾きおよび落下を防止することができる。

次に、中子ＷＰ１の切り抜きおよび被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させて回収するまでの図２および図３に示される実施形態のワイヤ放電加工装置の動作について、図４，図５を参照しつつ詳細に説明する。

次に、図４（ａ）に示すように、被加工物ＷＰを水平方向に移動させることにより、中子ＷＰ１の切り抜き加工を行う。切り抜き加工時、加工中に発生する加工屑を除去するために、上側ワイヤガイドユニット３Ａの噴流ノズル３Ａ３および下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２から被加工物ＷＰの上下面に圧力の等しい噴流を噴射し続ける。このとき、下側ワイヤガイドユニット３Ｂの噴流ノズル３Ｂ２から被加工物ＷＰに噴射された噴流は、中子保持パッド１０の複数の突起部１０Ｂの間隙１０Ｂ１を介して噴流供給空間Ｓから放出される。これにより、加工液中に故障しやすい駆動装置がない比較的簡単な構成で上側が被加工物ＷＰおよび中子ＷＰ１によって閉じられた噴流供給空間Ｓにおいて圧力が必要以上に大きくなることを防止し、噴流圧を適切な値に調節することができる。これにより、切り抜き加工中、被加工物ＷＰと中子ＷＰ１との間の加工間隙ＧＰに所望の圧力を有する噴流を送ることができるため、噴流圧が高すぎることによるワイヤ電極ＷＥの振動や噴流圧が低すぎることによって加工屑が捌けないといった問題の発生を防止し、中子ＷＰ１の切り抜きを高い精度で行うことができる。

また、複数の突起部１０Ｂの上面が噴流ノズル３Ｂ２の上端よりも高い位置に配置されているため、切り抜き中に噴流ノズル３Ｂ２と被加工物ＷＰおよび中子ＷＰ１との接触を防止し、噴流ノズル３Ｂ２の損傷を防止することができる。また、切り抜き後の中子ＷＰ１の落下による噴流ノズル３Ｂ２の損傷を防止することができる

中子ＷＰ１の切り抜き終了後、図４（ｂ）に示すように、ワイヤ電極ＷＥを切断する。そして、引き続き上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設けられた噴流ノズル３Ａ３，３Ｂ２から中子ＷＰ１の上下面に圧力の等しい噴流を噴射しつつ、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを切り抜き開始位置に対応する位置に移動させる。このように、圧力の等しい噴流を上下方向から挟み込むように噴射して中子ＷＰ１のバランスを保持することにより、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂの移動中に生じる中子ＷＰ１の傾きを防止することができる。さらに、中子保持パッド１０の無数の突起部１０Ｂの間隙１０Ｂ１から全体に均等に噴流が逃れるときに中子保持パット１０の上面と中子ＷＰ１の下面との間に加工液の薄い液膜ができるので、中子保持パッド１０を保護することができる。これにより、中子ＷＰ１との接触による中子保持パッド１０の損傷を防止することができる。また、後述する被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させる際の中子ＷＰ１の引っ掛かりを防止することができる。

また、図６に示すように、複数の突起部１０Ｂを吸引ノズルとすることができる。吸引ノズルは、例えば、各突起部１０Ｂの内部に吸引孔１０Ｃを形成し、当該吸引孔１０Ｃと図示しない吸引装置とを接続することによって構成される。これにより、矢印で示す方向に吸引することにより、中子ＷＰ１と中子保持パッド１０とを固定できるため、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１の下面を保持するのみと比較して、中子ＷＰ１の下面をより確実に水平に保つことができる。従って、中子ＷＰ１を被加工物ＷＰから切り落とす際に生じる中子ＷＰの傾きをより確実に防止することができる。

また、複数の突起部１０Ｂを吸引ノズルとすることに加えて、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとの間に簡易なスライド機構を設けても構わない。スライド機構は、例えば、図６に示すように、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとを接続する一対のバネ部材１０Ｄによって構成される。一対のバネ部材１０Ｄは、中子保持パッド１０および下側ワイヤガイドユニット３Ｂにそれぞれ設けられた溝部に伸縮可能に嵌め込まれて固定されている。一対のバネ部材１０Ｄは、貫通孔１０Ａの中心Ｃと２つのバネ部１０Ｄ材とを結ぶ一軸方向に伸縮可能に配置されている。これにより、中子保持パッド１０は、一対のバネ部材１０Ｄを結ぶ直線方向において、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに対して水平方向に相対移動可能となる。従って、切り抜き加工の終盤に被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を切り落とす際、吸引ノズルによって中子ＷＰ１を吸引し、中子ＷＰ１と被加工物ＷＰとの相対位置を強固に固定しつつ、ワイヤ電極ＷＥが挿通された上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂ対して中子保持パッド１０および被加工物ＷＰを水平方向に独立して移動させることができる。これにより、中子ＷＰ１のみが水平方向に移動することによってワイヤ電極ＷＥが加工間隙ＧＰに挟まり、ワイヤ電極ＷＥが進まなくなる、或いは、ワイヤ電極ＷＥが断線するといった問題の発生を防止することができる。なお、一対のバネ部材１０Ｄは、複数設けられていても構わない。

１走行装置
２自動結線装置
３ワイヤガイドユニット
３Ａ上側ワイヤガイドユニット
３Ａ３噴流ノズル
３Ｂ下側ワイヤガイドユニット
３Ｂ２噴流ノズル
４排出装置
１０中子保持パッド
１０Ｂ突起部
１１供給装置
１２送出装置
２０中子回収装置
Ｓ噴流供給空間
ＷＥワイヤ電極
ＷＰ被加工物
ＷＰ１中子

第３の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１または２の発明において、前記中子の切り抜き後、前記下側ワイヤガイドユニットは、前記噴流ノズルから前記中子の重心に向けて加工液を噴射し、前記中子を前記被加工物から押し出して分離させることを特徴とするものである。

本発明では、中子の切り抜き後、下側ワイヤガイドユニットは、噴流ノズルから中子の重心に向けて加工液を噴射し、中子を被加工物から押し出して分離させる。これにより、噴流圧の偏りに伴う傾きの発生を防止することができる。

第６の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第５の発明において、前記中子保持パッドは、前記下側ワイヤガイドユニットに対して水平方向に相対移動可能なスライド機構を有していることを特徴とするものである。

本発明では、中子保持パッドは、下側ワイヤガイドユニットに対して水平方向に相対移動可能なスライド機構を有している。従って、中子の切り落とし時、吸引ノズルによって中子を吸引し、中子と被加工物との相対位置を強固に固定しつつ、ワイヤ電極が挿通された上側ワイヤガイドユニットおよび下側ワイヤガイドユニットに対して中子保持パッドおよび被加工物を水平方向に移動させることができる。これにより、被加工物に対して中子が水平方向に移動することによってワイヤ電極が加工間隙に挟まり、ワイヤ電極が進まなくなる、或いは、ワイヤ電極が断線するといった問題の発生を防止し、ワイヤ電極を進めて中子の切り落としを行うことができる。

第７の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第５または６の発明において、前記上側ワイヤガイドユニットに設置される前記中子保持パッドをさらに備え、前記中子の切り落とし時、前記上側ワイヤガイドユニットに設置された前記中子保持パッドに設けられた前記複数の突起部は、前記中子の上面を吸引して前記中子保持パッドと前記中子とを固定することを特徴とするものである。

本発明では、上側ワイヤガイドユニットに設置される中子保持パッドをさらに備え、中子の切り落とし時、上側ワイヤガイドユニットに設置された中子保持パッドに設けられた複数の突起部は、中子の上面を吸引して中子保持パッドと中子とを固定する。従って、上下に配置された中子保持パッドによって中子を上下から挟んで固定することができるため、中子と中子保持パッドとの間の相対位置のずれをより確実に防止することができる。これにより、中子を下面側のみで固定する場合と比較して、中子を被加工物から切り落とす際に生じる中子の傾きをより確実に防止することができる。

ワイヤガイドユニット３は、上側ワイヤガイドユニット３Ａと、下側ワイヤガイドユニット３Ｂとでなる。上側ワイヤガイドユニット３Ａは、ワイヤ電極ＷＥを位置決めして案内するワイヤガイド３Ａ１（ガイド本体）と、ワイヤ電極ＷＥに給電する通電体３Ａ２と、被加工物ＷＰと被加工物ＷＰから切り抜かれた中子ＷＰ１との間の加工間隙ＧＰに対してワイヤ電極ＷＥに同軸に下方向に向けて加工液の噴流を供給する噴流ノズル３Ａ３とを一体化してなるアセンブリである。下側ワイヤガイドユニット３Ｂは、ワイヤ電極ＷＥを位置決めして案内するワイヤガイド３Ｂ１（ガイド本体）と、被加工物と被加工物から切り抜かれた中子との間の加工間隙ＧＰに対してワイヤ電極ＷＥに同軸に上方向に向けて加工液の噴流を供給する噴流ノズル３Ｂ２とを一体化してなるアセンブリである。下側ワイヤガイドユニット３Ｂには、噴流ノズル３Ｂ２の周囲を取り囲むように、後述する中子保持パッド１０が設置される。

中子ＷＰ１の切り抜き終了後、図４（ｂ）に示すように、ワイヤ電極ＷＥを切断する。そして、引き続き上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂに設けられた噴流ノズル３Ａ３，３Ｂ２から中子ＷＰ１の上下面に圧力の等しい噴流を噴射しつつ、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを切り抜き開始位置に対応する位置に移動させる。このように、圧力の等しい噴流を上下方向から挟み込むように噴射して中子ＷＰ１のバランスを保持することにより、上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂの移動中に生じる中子ＷＰ１の傾きを防止することができる。さらに、中子保持パッド１０の無数の突起部１０Ｂの間隙１０Ｂ１から全体に均等に噴流が逃れるときに中子保持パッド１０の上面と中子ＷＰ１の下面との間に加工液の薄い液膜ができるので、中子保持パッド１０を保護することができる。これにより、中子ＷＰ１との接触による中子保持パッド１０の損傷を防止することができる。また、後述する被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を分離させる際の中子ＷＰ１の引っ掛かりを防止することができる。

切り抜き開始位置に上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂを移動させた後、図４（ｃ）に示すように、上下噴流を停止させ、上側ワイヤガイドユニット３Ａを退避位置に移動させる。そして、中子ＷＰ１を捕捉可能な位置まで中子回収部２０の中子回収アーム２０Ａを降下させる。なお、退避位置とは、上下方向から見て、上側ワイヤガイドユニット３Ａが中子ＷＰ１より外側に配置される位置である。

また、図６に示すように、複数の突起部１０Ｂを吸引ノズルとすることができる。吸引ノズルは、例えば、各突起部１０Ｂの内部に吸引孔１０Ｃを形成し、当該吸引孔１０Ｃと図示しない吸引装置とを接続することによって構成される。これにより、矢印で示す方向に吸引することにより、中子ＷＰ１と中子保持パッド１０とを固定できるため、中子保持パッド１０によって中子ＷＰ１の下面を保持するのみと比較して、中子ＷＰ１の下面をより確実に水平に保つことができる。従って、中子ＷＰ１を被加工物ＷＰから切り落とす際に生じる中子ＷＰ１の傾きをより確実に防止することができる。

また、複数の突起部１０Ｂを吸引ノズルとすることに加えて、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとの間に簡易なスライド機構を設けても構わない。スライド機構は、例えば、図６に示すように、中子保持パッド１０と下側ワイヤガイドユニット３Ｂとを接続する一対のバネ部材１０Ｄによって構成される。一対のバネ部材１０Ｄは、中子保持パッド１０および下側ワイヤガイドユニット３Ｂにそれぞれ設けられた溝部に伸縮可能に嵌め込まれて固定されている。一対のバネ部材１０Ｄは、貫通孔１０Ａの中心Ｃと２つのバネ部材１０Ｄとを結ぶ一軸方向に伸縮可能に配置されている。これにより、中子保持パッド１０は、一対のバネ部材１０Ｄを結ぶ直線方向において、下側ワイヤガイドユニット３Ｂに対して水平方向に相対移動可能となる。従って、切り抜き加工の終盤に被加工物ＷＰから中子ＷＰ１を切り落とす際、吸引ノズルによって中子ＷＰ１を吸引し、中子ＷＰ１と被加工物ＷＰとの相対位置を強固に固定しつつ、ワイヤ電極ＷＥが挿通された上側ワイヤガイドユニット３Ａおよび下側ワイヤガイドユニット３Ｂに対して中子保持パッド１０および被加工物ＷＰを水平方向に独立して移動させることができる。これにより、中子ＷＰ１のみが水平方向に移動することによってワイヤ電極ＷＥが加工間隙ＧＰに挟まり、ワイヤ電極ＷＥが進まなくなる、或いは、ワイヤ電極ＷＥが断線するといった問題の発生を防止することができる。なお、一対のバネ部材１０Ｄは、複数設けられていても構わない。

１走行装置
２自動結線装置
３ワイヤガイドユニット
３Ａ上側ワイヤガイドユニット
３Ａ３噴流ノズル
３Ｂ下側ワイヤガイドユニット
３Ｂ２噴流ノズル
４排出装置
１０中子保持パッド
１０Ｂ突起部
１１供給装置
１２張力装置
２０中子回収部
Ｓ噴流供給空間
ＷＥワイヤ電極
ＷＰ被加工物
ＷＰ１中子

Claims

ワイヤ放電加工を用いて被加工物から切り抜かれた中子を噴流の噴流圧によって押し上げて前記被加工物から分離させるワイヤ放電加工装置であって、
前記被加工物を挟んで上下にそれぞれ設けられワイヤ電極を位置決め案内するワイヤガイドと前記ワイヤ電極に同軸に加工液の噴流を供給する噴流ノズルとを含んでなる上側ワイヤガイドユニットおよび下側ワイヤガイドユニットと、
上下方向に貫く貫通孔を有し、上面から前記被加工物の下面までの距離が等しい複数の突起部が形成された中子保持パッドと、
を備え、
前記中子保持パッドは、前記噴流ノズルが前記貫通孔内に配置されるようにして前記被加工物から切り抜かれる前記中子の下面を保持可能に前記被加工物の下面に可能な限り近接するように前記下側ワイヤガイドユニットに配置され、
切り抜き中および切り抜き後に噴射される加工液は、前記貫通孔と接続された前記複数の突起部の間隙から放出されることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
前記中子の切り抜き中および切り抜き後、前記中子の重心の直下には、前記中子保持パッドの上面が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
前記中子の切り抜き後、前記下側ワイヤガイドユニット部は、前記噴流ノズルから前記中子の重心に向けて加工液を噴射し、前記中子を前記被加工物から押し出して分離させることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工装置。
前記中子保持パッドの上面は、前記噴流ノズルの上端の高さよりも高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のワイヤ放電加工装置。
前記複数の突起部は、吸引ノズルからなり、
前記中子の切り抜き完了間際の切り落とし時、前記複数の突起部は、前記中子の下面を吸引し、前記中子保持パッドと前記中子とを固定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のワイヤ放電加工装置。
前記中子保持パットは、前記下側ワイヤガイドユニット部に対して水平方向に相対移動可能なスライド機構を有していることを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置。
前記上側ワイヤガイドユニットに設置される前記中子保持パッドをさらに備え、
前記中子の切り落とし時、前記上側ワイヤガイドユニット設置された前記中子保持パッドに設けられた前記複数の突起部は、前記中子の上面を吸引して前記中子保持パッドと前記中子とを固定することを特徴とする請求項５または６に記載のワイヤ放電加工装置。