JP2504638Y2 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、ワイヤ電極にテンションを掛けた状態で
走行させ、工作物とワイヤ電極との間で放電を発生させ
て放電エネルギーによって工作物を加工するワイヤ放電
加工機に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ワイヤ放電加工機について、ワイヤ電極が垂
直方向、言い換えれば、上下方向に走行している部分を
使用して工作物を加工するのが現状である。

ワイヤ電極は、ワイヤ放電加工機本体側に固定されて
いるローラに案内されてワイヤガイドを有するワイヤヘ
ッドに供給されている。一方、工作物を取り付けている
ワークテーブルは、NC装置からの指令で工作物の加工状
況に従ってＸ方向及びＹ方向に移動し、両者の移動が合
成されて、ワイヤヘッドに供給されたワイヤ電極との間
で加工が進行し、ワイヤ電極は加工中にサーボ移動を繰
り返し、両者の相対的運動によって工作物が所定の加工
形状に放電加工されている。

ところで、従来のワイヤ放電加工機は、工作物を切り
落としてできる中子を工作物から取り出す中子取出手段
を備えておらず、中子取出しができないため、ワイヤ放
電による輪郭加工完了によって中子が落下し、加工液の
噴出する上下ノズル間等に挟まり、加工続行が不可能に
なることがある。従って、１個の工作物に対して多数個
所の加工を行う場合に、輪郭を全部加工せず、加工部位
を一部分残しておき、中子が工作物から分離して落下し
ないようにしておき、工作物の複数個所を次々に加工
し、加工完了後に、手作業で工作物より中子を分離させ
て除去させているのが現状である。

〔考案が解決しようとする課題〕

一般に、ワイヤ放電加工機における加工液供給装置
は、ワイヤ電極及び工作物の放電加工部位に対して上下
のノズルから加工液を噴出し、該加工液を工作物の放電
加工部位及びワイヤ電極に対して均等にかけ、それによ
って気中放電等を起してワイヤ電極のワイヤが断線する
のを防止している。

しかしながら、従来のワイヤ放電加工機は、ワイヤ放
電加工によって工作物から切り取った中子を取り外すた
めの中子取出手段を備えていないものであり、上記のよ
うに、工作物に対して加工部位を一部だけワイヤ放電加
工を行わずに残し、加工個所を次々に加工した後に、手
作業で加工物より中子を分離させて除去しなければなら
ず、この分離除去にかなりの時間がかかるものである。

また、ワイヤ自動結線装置等を有したワイヤ放電加工
機で自動運転を行う場合にも、工作物から中子を取外す
作業があり、無人化でワイヤ放電加工を連続して行うこ
とができないという問題があり、そこで、如何にしてワ
イヤ放電加工機での加工を無人化するかの課題があっ
た。

この考案の目的は、上記の課題を解決することであ
り、工作物を加工する場合に、加工によって生じる中子
の排除を加工液の強力な噴流を利用して円滑に、直ちに
且つ確実に達成し、特に、１個の工作物に対して多数個
所のワイヤ放電加工を自動的に次々に連続して行うこと
を可能にし、また、一個所の形状を数度加工する場合、
例えば、セカンドカットやプレス型に切刃になる部分の
テーパ加工数のストレート加工を自動化することができ
るワイヤ放電加工機を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、上記の目的を達成するため、次のように
構成されている。即ち、この考案は、ワイヤ自動結線装
置を有するワイヤ放電加工機において、工作物に対して
加工液を噴射させる上下ノズルを備えた上下ワイヤヘッ
ドへ通じる各加工液通路、前記各加工液通路の同時開放
又は前記下ワイヤヘッドへの前記加工液通路の開放に切
り換えられる加工液供給切換手段、前記工作物から放電
加工で分離される中子の全周囲を囲んで前記工作物の下
面に密着して前記工作物と前記下ノズルとの間の隙間を
密封する前記下ノズルに設けたシール部材、及び前記工
作物から切り離された前記中子を把持して除去する中子
取出手段を具備し、前記工作物の加工時には前記加工液
供給切換手段を前記各加工液通路の同時開放側に切り換
えて前記各加工液通路を通じて前記上下ノズルから前記
工作物に対して加工液を噴射し、前記中子の排出時には
前記シール部材を前記中子の全周囲を囲むように前記工
作物の下面に密着させると共に、前記加工液供給切換手
段を前記下ワイヤヘッドへの前記加工液通路のみの開放
側に切り換えて前記下ノズルからの噴流を前記中子に直
接噴射させて前記中子を浮上させ、浮上した前記中子を
前記中子取出手段で排出することを特徴とするワイヤ放
電加工機に関する。

また、前記加工液供給切換手段は前記両加工液通路に
加工液を供給する側又は前記下ワイヤヘッドへ通じる前
記加工液通路のみに加工液を供給する側に切り換えられ
る切換弁から成る。

更に、前記中子取出手段は加工液の噴流によって前記
加工物の上面より上方に浮上した前記中子を把持できる
マニプレータである。

〔作用〕

この考案によるワイヤ放電加工機は、上記のように構
成され、次のように作用する。即ち、このワイヤ放電加
工機は、加工液供給切換手段が上下ノズルから工作物に
対して加工液を噴射させるため各ワイヤヘッドへ通じる
両加工液通路を開放して加工液を供給するか又は前記上
ワイヤヘッドへ通じる前記加工液通路を遮断して前記下
ワイヤヘッドへ通じる前記加工液通路を開放して加工液
を供給するように切り換えることができ、しかもシール
部材によって前記工作物から放電加工で分離される中子
の全周囲を囲んで前記工作物の下面に密着して前記工作
物と前記下ノズルとの間の隙間を密封するので、加工液
は前記中子に加工軌跡からほとんど漏洩することがな
く、加工液の液圧は中子を上昇させるのに十分な圧力と
なって前記中子を上昇させることができ、上昇した前記
中子を中子取出手段によって除去することができる。そ
れ故に、工作物に対して複数個のワイヤ放電加工を行う
場合にも、前記工作物から一つの中子を切り離し、該中
子を前記中子取出手段によって排出し、次いで前記工作
物に対して別の個所のワイヤ放電加工を同様の工程によ
って次々に連続して行うことができ、ワイヤ放電加工を
自動化することができる。

また、前記加工液供給切換手段は両加工液通路に加工
液を供給する側又は前記下ワイヤヘッドへ通じる前記加
工液通路のみに加工液を供給する側に切り換えられる切
換弁から構成したので、前記切換弁の切り換えのみの簡
単な操作工程で確実に且つ迅速に制御することができ
る。

特に、前記中子取出手段は、前記下ノズルに取り付け
たシール部材によって前記工作物と前記下ノズルとの間
の隙間が閉鎖されて加工液が密封されているので、前記
下ノズルからの加工液の噴流を強力にでき、該強力な噴
流によって前記中子が前記工作物の上面より上方に確実
に且つ迅速に浮上でき、浮上した前記中子を把持できる
マニプレータによって前記工作物から切り離された前記
中子を確実に且つ迅速に排除することができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この考案によるワイヤ放電加
工機の実施例を詳述する。第１図はこの考案によるワイ
ヤ放電加工の一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の
要部を示す断面図、第３図は第２図のワイヤガイド部材
を示す上面図、第４図は第２図の中子取出し状態の作動
状態を示す断面図、及び第５図は第１図のワイヤ放電加
工框の加工液供給回路図である。

第１図において、この考案によるワイヤ放電加工機の
要部が符号10によって全体的に示されている。このワイ
ヤ放電加工機10において、ワークテーブル１上に工作物
２が適宜なクランプ手段３で固定状態に設置される。ワ
ークテーブル１は、加工液供給装置を構成する加工液槽
６内に配置され、加工液槽６内にはワークテーブル１に
隣接して工作物２の切り離した排材である中子14を収容
する中子収納容器７が配置されている。

自動ワイヤ供給装置を構成するＺ軸となるヘッド４に
は、マニプレータを構成するロボットアーム支持台５が
取り付けられている。ロボットアーム支持台５には、ロ
ボットアーム８が上下方向に移動可能に取り付けられて
いる。ロボットアーム８の先端には、爪支持部材39が旋
回可能に取り付けられ、また、爪支持部材39には、一対
の爪部９が工作物２から切り離した中子14を把持できる
ように開閉可能に取り付けられている。

このワイヤ放電加工機10には、ヘッド４に対してワイ
ヤ自動結線装置11及びテーパカットユニット13が取り付
けられ、更に上ワイヤヘッド12及び下ワイヤヘッド15
（第２図参照）が取り付けられている。

このワイヤ放電加工機10では、ワークテーブル１に対
して工作物２が設置され、一般に、ワークテーブル１は
水平方向即ちＸ方向とＹ方向に移動できるように構成さ
れている。即ち、工作物２を取り付けているワークテー
ブル１は、NG装置（図示省略）からの指令で工作物２の
加工状況に従ってＸ方向及びＹ方向に移動し、上ワイヤ
ヘッド12に供給されたワイヤ電極25（第２図参照）との
間で加工が進行するように構成されている。

更に、このワイヤ放電加工機10において、工作物２に
対して上ワイヤヘッド12及び下ワイヤヘッド15、並びに
これらのワイヤヘッド12,15に取り付けた加工液噴射ノ
ズルである上ノズル19及び下ノズル20から成る。更に、
下ワイヤヘッド15のみについて説明すると、下ワイヤヘ
ッド15には、給電子16、給電子押え部材17、ワイヤガイ
ド部材18及び加工液通路38（第５図参照）の一部を構成
する加工液供給パイプ22が組み込まれている。

ワイヤガイド部材18には、第３図に示すように、複数
個の加工液通孔24及び中心部にワイヤ電極25が走行する
ワイヤ電極通孔25が形成されている。なお、第２図で
は、上ワイヤヘッド12に加工液通路37（第５図参照）の
一部を構成する加工液供給パイプ21が組み込まれた点の
みが示されているが、上記の点は上ワイヤヘッド12につ
いても下ワイヤヘッド15と同様に構成されているもので
ある。

更に、下ノズル20については、下ワイヤヘッド15に組
み込んだワイヤガイド部材18を覆うように取り付けら
れ、しかも工作物２との間に加工液に対して密封状態を
形成するために、シール部材23が取り付けられている。

従って、下ノズル20から噴射される加工液は、工作物
２と下ノズル20との間の隙間から漏れることなく、工作
物２に対して強力に噴射され、工作物２から切り離され
た中子14に対して強力な噴射圧を与えて中子14を浮上さ
せることができる。

この場合に、下ノズル20の形状は、工作物２の中子14
を切り落とした際に中子14が傾かないように、下ノズル
20の工作物２との接触面35をフラットに大きく形成す
る。接触面35の大きさで取出し可能な中子14の最大サイ
ズが決定される。上ノズル19の工作物２との接触面36も
フラットに形成し、できるだけ大きく形成することが好
ましい。

このワイヤ放電加工機10は、以上のように構成されて
おり、次のように作動する。工作物２に対してワイヤ電
極25を走行させるように、ワイヤ自動結線装置を用いて
ワイヤ電極25を工作物２のスタートホールに通して設定
する。ワイヤ放電加工に先立って、第５図に示すよう
に、加工液供給切換手段である切換弁30を、両加工液通
路である各加工液供給パイプ21,22に加工液をそれぞれ
供給する側Ａに切り換える。

給油ポンプ31を作動し、加工液を加工液供給タンク29
から加工液通路37,38に設けた逆止弁32及び噴流調整弁2
6を通じて上ワイヤヘッド12に供給すると共に、加工液
供給タンク29から加工液供給パイプ22に設けた逆止弁33
及び噴流調整弁27を通じて下ワイヤヘッド15に供給し、
工作物２及びワイヤ電極25に対して加工液を上ノズル19
及び下ノズル20から噴出させる。

この状態で、ワイヤ電極25を走行させると共に、NC装
置からの指令によって、ワークテーブル１がサーボ機能
によってワイヤ電極25に対して相対的運動即ちＸ方向及
びＹ方向の移動をするように作動する。それによって、
ワイヤ電極25が工作物２を所定の形状に放電加工するこ
とができる。

工作物２に対して所定の形状に加工して工作物２から
中子14を切り離す。この場合に、中子14を工作物２から
切り落とすが、中子14は下ノズル20と上ノズル19との間
に挟まれているため、落下することはない。

次に、工作物２に対応する所定の一個所のワイヤ放電
加工が完了した後、給油ポンプ31の作動を停止し、ワイ
ヤ自動結線装置によってワイヤ電極25を切断する。NC装
置によって中子14の形状確認を行い、中子14の重心位置
に下ノズル20の中心部即ちワイヤ電極25の走行部分が第
４図に示す位置になるように、下ノズル20を移動させる
と共に、工作物２の上面と上ノズル19との間に、マニプ
レータの爪部９が入る間隔になるまで、上ノズル19を上
昇させる。

次いで、切換弁30を、下ワイヤヘッド15に通じる加工
液通路38である加工液供給パイプ22のみに加工液を供給
する側Ｂ（第５図参照）に切り換える。切換弁30の切り
換えた状態で、給油ポンプ31を作動すると、加工液は下
ノズル20からのみ噴出され、しかも、加工液の噴射力を
強くして噴出させる。

加工液の強力な噴射力及び加工液圧力によって、中子
14は工作物２から上方向へ上ノズル19に当接するまで押
上られる。中子14がこの状態になった時、ロボットアー
ム８を下降させ、一対の爪部９が工作物２の上面よりわ
ずかに上方に位置するようにロボットアーム８を停止さ
せる。

ロボットアーム８を工作物２と上ノズル19との間に振
り込み、言い換えれば、爪支持部材39を旋回して爪部９
で中子14を把持するように爪部９を工作物２と上ノズル
19との間に挿入する。爪部９を互いに近づくように移動
させて中子14を把持する。給油ポンプ31を停止し、下ノ
ズル20からの加工液の噴出を停止する。Ｚ軸即ちヘッド
４を上昇させ、上ノズル19、ロボットアーム８を上昇さ
せる。更に、爪支持部材39を旋回して中子14を把持した
爪部９を振り出し、把持された中子14の下方にワークテ
ーブル１に隣接して配置した中子収納容器７が位置する
ように、ワークテーブル１を移動させる。

次いで、爪部９を互いに離れる方向に開放し、中子14
を中子収納容器７に落とし、ロボットアーム８をヘッド
４の所定の位置に移動させ次の中子取出工程まで待機さ
せる。工作物２に対して引き続き次のワイヤ放電加工を
行うため、ワイヤ自動結線装置によってワイヤ電極25を
工作物２に形成したスタートホールに通してワイヤ電極
25を設定すると共に、切換弁30を切り換え、切換弁30を
両加工液通路37,38である加工液供給パイプ21,22に加工
液を供給する側Ａに切り換える。給油ポンプ31を作動し
てワイヤ放電加工を上記と同様に行う。上記の作動工程
を繰り返して、工作物の一箇所或いは複数箇所のワイヤ
放電加工部位を加工する。

この考案によるワイヤ放電加工機は、上記のように構
成されているので、工作物に対してたとえ複数個の加工
部分があったとしても、ワイヤ放電加工を自動的に連続
して行うことができるようになる。

以上、この考案によるワイヤ放電加工機の実施例につ
いて詳述したけれども、この考案は、上記の詳細な構造
に限定されるものでないことは勿論である。例えば、加
工液の噴流回路として、下ノズル20にのみ供給する場合
の回路として、加工液通路38中に逆止弁34及び噴流調整
弁28を別途設けた回路に構成したが、特別に逆止弁34及
び噴流調整弁28を設けることなく、加工液通路38中に設
けた逆止弁33及び噴流調整弁27を使用するような切換弁
の構造に構成してもよいことは勿論である。

例えば、両加工液通路37,38の一部である加工液供給
パイプ21,22に加工液を供給する側Ａの切換弁の内部構
造を、各加工液供給パイプ21,22にそれぞれ通じる２つ
の内部通路を持つように構成し、給油ポンプ31からの通
路を２つの通路に構成して各通路を切換弁の各内部通路
にそれぞれ接続するように構成する。

また、下ノズル20に通じる加工液通路22のみに加工液
を供給する側Ｂの切換弁の内部構造を、給油ポンプ31か
らの通路を２つの通路に構成して各通路を切換弁の２つ
の内部通路に接続し、該両内部通路を切換弁内で１つの
通路に接続して該通路を逆止弁33及び噴流調整弁27を設
けた加工液通路38に接続し、加工液供給パイプ22に連通
するように構成することもできる。

また、マニプレータとしても、上記実施例に限定され
るものではない。更に、上記実施例では、作動工程を説
明したが、必ずしも上記と同様な作動工程で行う必要は
ないことも勿論である。

〔考案の効果〕

この考案によるワイヤ放電加工機は、上記のように構
成されており、次のような効果を有する。即ち、このワ
イヤ放電加工機は、加工液供給切換手段が上下ノズルか
ら工作物に対して加工液を噴射させるため上下ワイヤヘ
ッドへ通じる両加工液通路を開放して加工液を工作物及
びワイヤ電極に対して供給するか、又は前記上ワイヤヘ
ッドへの前記加工液通路を遮断し且つ前記下ワイヤヘッ
ドへの前記加工液通路を開放して加工液を送るように切
り換えることができ、前記中子取出手段によって前記工
作物の加工で切り落とされる中子を除去することができ
る。

それ故に、前記工作物に対して複数個所のワイヤ放電
加工を行う場合にも、前記工作物から一つの中子を切り
離し、該中子を前記中子取出手段によって排出し、次い
で前記工作物に対して別の個所のワイヤ放電加工を同様
の工程によって次々に連続して行うことができ、ワイヤ
放電加工を自動化することができる。

しかも、このワイヤ放電加工機では、従来のように、
工作物から中子を完全に切り離すことなく残して、手作
業で中子を工作物から取り除いていた場合に生じていた
突起部が発生することがなく、ワイヤ放電加工によって
完全に切り離すことができるので、加工面に突起部等は
生じることがなく、精度上極めて良好な加工面を得るこ
とができる。

また、前記加工液供給切換手段は前記両加工液通路に
加工液を供給する側又は前記下ワイヤヘッドの加工液通
路のみに加工液を供給する側に切り換えられる切換弁か
ら構成したので、前記切換弁を単に切り換えるだけで作
動形態を変更することができ、操作工程を確実に且つ迅
速に制御することができる。

更に、前記中子取出手段は加工液の強力な噴流によっ
て前記工作物の面より上方に浮上した前記中子を把握で
きるマニプレータで構成したので、前記工作物から切り
離された前記中子を確実に且つ迅速に排除することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるワイヤ放電加工の一実施例を示
す斜視図、第２図は第１図の要部を示す断面図、第３図
は第２図のワイヤガイド部材を示す上面図、第４図は第
２図の中子取出しの作動状態を示す断面図、及び第５図
は第１図のワイヤ放電加工機の加工液供給回路図であ
る。 ２……工作物、10……ワイヤ放電加工機、11……ワイヤ
自動結線装置、12……上ワイヤヘッド、14……中子、15
……下ワイヤヘッド、19……上ノズル、20……下ノズ
ル、23……シール部材、30……切換弁、37,38……加工
液通路。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤ自動結線装置を有するワイヤ放電加
   工機において、工作物に対して加工液を噴射させる上下
   ノズルを備えた上下ワイヤヘッドへ通じる各加工液通
   路、前記各加工液通路の同時開放又は前記下ワイヤヘッ
   ドへの前記加工液通路の開放に切り換えられる加工液供
   給切換手段、前記工作物から放電加工で分離される中子
   の全周囲を囲んで前記工作物の下面に密着して前記工作
   物と前記下ノズルとの間の隙間を密封する前記下ノズル
   に設けたシール部材、及び前記工作物から切り離された
   前記中子を把持して除去する中子取出手段を具備し、前
   記工作物の加工時には前記加工液供給切換手段を前記各
   加工液通路の同時開放側に切り換えて前記各加工液通路
   を通じて前記上下ノズルから前記工作物に対して加工液
   を噴射し、前記中子の排出時には前記シール部材を前記
   中子の全周囲を囲むように前記工作物の下面に密着させ
   ると共に、前記加工液供給切換手段を前記下ワイヤヘッ
   ドへの前記加工液通路のみの開放側に切り換えて前記下
   ノズルからの噴流を前記中子に直接噴射させて前記中子
   を浮上させ、浮上した前記中子を前記中子取出手段で排
   出することを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 【請求項２】前記加工液供給切換手段は前記両加工液通
   路に加工液を供給する側又は前記下ワイヤヘッドへ通じ
   る前記加工液通路のみに加工液を供給する側に切り換え
   られる切換弁から成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. 【請求項３】前記中子取出手段は加工液の噴流によって
   前記工作物の上面より上方に浮上した前記中子を把持で
   きるマニプレータであ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。