JP2519902B2 - ワイヤカツト放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤ電極の振動を防止する装置を備えた
ワイヤカット放電加工装置に関する。

〔従来技術〕

ワイヤカット放電加工装置のガイド機構は加工精度維
持に対して極めて重要である。

従来、ワイヤ電極の張力制御系統及び放電加工等によ
って発生するワイヤ電極の振動や撓みを減衰し防止する
ためにガイドのガイド面に走行するワイヤ電極を所定の
押圧力で押し当てるパッドを設けた装置が提案されてい
る。このパッドは、その押圧力を強くし過ぎるとワイヤ
電極の円滑な走行を阻害し、弱くし過ぎると十分に振動
を防止できないばかりかガイドの位置決め精度を得るこ
とができなくなるので、最適な押圧力になるように設定
されなければならない。

ところで、ワイヤ電極は、加工の目的に応じて多種の
材質及び線径のものが使用される。例えば、その材質と
して、銅線、黄銅線、タングステン線、モリブデン線、
あるいはその他被覆線がある。また、その線径は、0.03
〜0.5mmφ程度のものが用いられる。このようなワイヤ
電極条件が変わる毎に、あるいはそれに伴ってガイドが
交換され、あるいはパッド自体が交換される毎に、ワイ
ヤ電極に加えるべき張力も走行速度も変更される。そし
て、ワイヤ電極の張力や走行速度が相違すれば、パッド
とワイヤ電極との摩擦力も相違するので、ワイヤ電極条
件や加工条件の変更にともなって張力の設定を変更した
場合は、そのままではパッドの最適な押圧力が得られな
くなる。したがって、パッドが最適な押圧力でガイド面
にワイヤ電極を押し当てるようにパッドを設定するが、
所定の張力は、ブレーキ装置と引取装置とで生じる張力
とパッドがワイヤ電極を押し当てるときに発生する張力
との和であるから、所定の張力も変わってしまう。

そこで、従来では、ワイヤ電極条件や加工条件が変更
されたときに、パッドを最適な押圧力になるように摩擦
力を目安としてスプリング圧力をネジ調整して設定する
とともに、そのときの張力をテンションゲージで計測
し、その計測された値からブレーキ装置と引取装置で生
じる張力を求めてブレーキ装置を調整することにより、
所定の張力となるようにしていた。

〔解決するべき課題〕

上述の通り、従来のテンションゲージで張力を測定す
る場合は、実加工時と同様の速度でワイヤ電極を走行さ
せ、かつワイヤ電極をガイドに掛渡した状態で測定する
わけにはいかないから、パッドの押圧力とそのときの張
力の関係を正確に検知することが難しい。また、仮に実
加工時と同様の状態で張力が検出できたとしても、最適
な押圧力でパッドがワイヤ電極を押し当てるように、ス
プリング圧力をネジ調整して設定することは、手間がか
かる作業であり、また難しい作業であった。さらに、放
電加工の途中でワイヤ電極や加工条件が変更されたりす
るケースで、パッドを最適な押圧力に設定し直す必要が
あるため、作業の能率が悪い。

本発明は、パッドによりワイヤ電極の振動を防止する
装置において、所定のワイヤ電極の張力と走行速度を維
持した状態で、最適な押圧力でパッドを設定することが
容易に行える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。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のワイヤカット放電加工装置は、上記目的を達
成するために、リールから供給するワイヤ電極をブレー
キ装置と引取装置によりガイド間に所定の張力と速度を
もって走行移動させ、前記ガイド間のワイヤ電極に被加
工体を対向した間隙にパルス放電を繰返して加工すると
ともに、前記ガイドのガイド面に前記ワイヤ電極を所定
の押圧力で押し当てて前記ワイヤ電極の振動を防止する
パッドを設けたワイヤカット放電加工装置において、前
記パッドの押圧力を変更制御するパッド制御装置と、前
記パッドの押圧力に対するワイヤ電極の張力を検出する
検出装置と、前記検出張力信号と前記ガイド間のワイヤ
電極に付与すべき所定の張力信号との入力に応じ、前記
パッド制御装置とブレーキ装置にそれぞれ制御信号を出
力する演算処理制御装置を設けたものである。

〔作用〕

パッドを所定の押圧力にしたときの張力が検出装置で
検出される。この検出された張力と所定のパッドの押圧
力からパッドの押圧力と張力との関係が検出されて記憶
装置に記憶される。プリセットされた所定の張力信号に
より決定する最適なパッドの押圧力により、その押圧力
に対応する張力信号が記憶装置より抽出される。パッド
を制御して最適な押圧力になるようにパッドが設定され
るとともに、プリセットされた張力信号からパッドの最
適な押圧力に対応する張力信号を減算した張力になるよ
うにブレーキ装置と引取装置が駆動され、ワイヤ電極に
は所定の張力が付与される。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例を説明するためのワイヤカ
ット放電加工装置の全体構成図である。１はワイヤ電極
で、線径0.03〜0.5mmφ程度の銅線、黄銅線、タングス
テン、その他の被覆線が用いられる。２は、ワイヤ電極
１を巻回して貯蔵してある供給リール、３は、巻取リー
ルである。ワイヤ電極１は、リール２から供給され、上
下のガイド4,4間を所定の張力と速度をもって走行移動
する。

５はブレーキ装置、６は引取装置である。７は、ガイ
ド4,4間のワイヤ電極１に対向して加工される被加工体
で、NC制御により、電極１に対してX,Y軸方向の相対加
工形状送りが与えられる。そして、水等の加工液を供給
するとともに、図示しないパルス電源によりパルス放電
を繰返して被加工体７を加工する。

９は固定ローラ8,8間に設けたダンサローラであり、
固定ローラ8,8間のワイヤ電極１をＶ字状に引張る。10
は差動トランス、11はその可動鉄心で、一方がダンサロ
ーラ９に連結し、他方がスプリング12に連結して、スプ
リング12によりバランスするように設けられている。13
は、スプリング12の一端を引掛けてスプリング12を作用
させる引掛装置である。

14は、入力される差動トランス10からの信号を増幅し
てA/D変換し、そのときのワイヤ電極１の張力を示す張
力信号を出力する検出回路である。15は、その張力信号
を入力し、パッドの所定の押圧力とそのときの張力との
関係を論理演算するとともに、その演算結果を出力する
演算処理制御装置であり、CPUあるいはCNCが用いられ
る。16は、出力される演算結果を表示するディスプレ
ー、17は、演算結果を記憶するROMあるいはRAMといった
メモリである。20は、パッドの押圧力を指令する指令信
号をマニュアルもしくはNCテープ等により演算処理制御
装置15に出力する指令装置、21は、使用するワイヤ電極
１の材質、線径、加工条件等に応じた最適とするワイヤ
電極の張力信号を入力して記憶させておくプリセット装
置である。

第２図は、上ガイド４の内部構造を示す図である。

41は、ワイヤ電極１を案内するＶ溝を形成した位置出
しガイドであり、42は、そのＶ溝を有するガイド面に対
向し、加圧されてワイヤ電極を押し当てて接触し、ワイ
ヤ電極の振動を防止するパッドである。

第３図は、このガイド部分のＡ−Ａ′面を示す断面図
である。

パッド42は、ガイド壁に移動自在に嵌合され、加圧て
こ43によりボール47を介して押圧力が加えられる。45
は、加圧てこ43に連結する接片44を吸引加工する磁気鉄
心、46はその励磁コイルであり、この励磁コイル46を制
御することによりパッド42の押圧力の制御を行う。

48は、ワイヤ電極１をガイド壁で同軸に囲んで形成し
た加工液噴流ノズルで、供給口49から供給される加工液
をワイヤ電極１に沿って噴射する。

22は、ワイヤ電極１に加工電流を通電する通電駒であ
る。19は、励磁コイル46の励磁電流を可変制御できる制
御電源である。18は、パッド42の押圧力を変更するよう
に指令する指令信号に対応する演算処理制御装置15から
の制御信号Ｃに応じてデジタルまたはアナログ的に制御
電源19を変更制御し、制御電源19の出力を調整させるド
ライバである。

ワイヤ電極１を供給するリール２には、ワイヤ電極１
が暴走しないようにトルクモータやスプリングによるブ
レーキが加えられており、また、巻取リール３には、ワ
イヤ電極１の走行速度にしたがって、使用済みのワイヤ
電極１を巻き取る駆動機構を備えている。そして加工に
際して、ブレーキ装置５と引取装置６との作用によりワ
イヤ電極１を所定の張力と速度をもって走行移動させ
る。このとき、その張力及び速度は、使用するワイヤ電
極１の材質、線径及び加工条件に応じて、その最適な値
を設定するために、ブレーキ装置５のブレーキの強さ又
は引取装置６の駆動速度を、マニュアルで、あるいは図
示しないNC装置からの指令によって設定する。なお、ワ
イヤ電極１の張力は、上述したように、ワイヤ電極条件
や加工条件の変更、ガイドやパッドの交換に応じて、一
般に50〜2000g程度の範囲で調整され、また、走行移動
速度は0.5〜15m/min程度の範囲で設定される。

パッド42でワイヤ電極１の振動を防止する場合には、
ブレーキ装置５と引取装置６との間で発生される張力に
パッドの押し当てたときに発生する張力との和が実際の
張力となる。そのため、加工に際しては、パッド42を最
適な押圧力に設定し、その後、ブレーキ装置５と引取装
置６との間で発生させる張力を制御する必要がある。こ
のとき、ガイド41のガイド面に走行移動するワイヤ電極
１を押し当てるパッド42の押圧力の調整は、パッド42が
所定の押圧力でワイヤ電極１を押し当てているときに検
出される張力信号によって行われる。

まず、ブレーキ装置５を解除してフリー状態にすると
ともに、引取装置６に制御信号B1を入力し引取装置６を
駆動して、ワイヤ電極１を所定の速度で走行移動させて
おく。そこで、引取装置６側に設けた固定ローラ8,8間
の点線の位置にあるダンサローラ９を、スプリング12を
作用させて下方に引張り、ワイヤ電極１をＶ字状に変位
させる。このとき、差動トランス10の可動鉄心11は、ワ
イヤ電極１の張力とスプリング12とによってバランス
し、所定のバランス位置に保持される。

次に、パッドの押圧力を変更制御するように指令する
指令信号をマニュアルもしくはNC制御により指令装置20
から演算処理制御装置15に出力すると、それに応じて演
算処理制御装置15から制御信号Ｃがドライバ18に出力さ
れて、励磁コイル46の励磁電流を増大するように制御電
源19の出力が増大される。したがって、パッド42のワイ
ヤ電極を押し当てる押圧力が増大し、ワイヤ電極１の張
力も次第に増大する。そして、ダンサローラ９が、スプ
リング12に抗して上昇し、鉄心11も上昇変化するから、
差動トランス10の出力が比例して変化する。

この出力は、検出回路14で増幅されA/D変換されて、
張力信号として演算処理制御装置15に入力される。演算
処理制御装置15には、指令装置20からパッド42の押圧力
を指令する指令信号が入力されており、この指令信号と
張力信号との関係を論理演算して、その演算結果をディ
スプレー16に表示し、また、メモリ17に記憶させる。

なお、ディスプレー16に、パッド42の押圧力とその押
圧力に対する張力との関係が表示されるので、作業者
は、表示を見ながら最適とする所定の張力のところでパ
ッド42の指令信号の出力を止めるようにし、パッド42を
最適な押圧力に設定し、そのときの張力が検出されるよ
うにすることができる。

以上のように、所定の張力における最適なパッド42の
押圧力が設定されたら、引掛装置13を外してダンサロー
ラ９を点線の位置まで戻す。そして、ブレーキ装置５
に、所定の張力からパッドの張力を減算した張力を発生
するように制御信号Ａがブレーキ装置５に入力され、ブ
レーキ装置５を作動させる。

すなわち、使用するワイヤ電極１の材質、線径、加工
条件等に最適とする所定の張力信号をプリセット装置21
に予め入力し記憶させておき、演算処理制御装置15は、
その所定の張力信号で決まるパッド42の最適な押圧力に
対応する張力になるようにパッド42を制御するととも
に、パッド42を最適な押圧力に設定したときの張力信号
との関係で、ワイヤ電極１への付与張力が所定の張力に
なるように、ブレーキ装置５の制御信号Ａを演算出力す
ることで、パッド42を最適な押圧力に設定できるように
するものである。

そして、引取装置６を制御信号Ｂに基づき駆動制御し
て、ワイヤ電極１を固定ローラ8,8間を点線の位置に戻
すとともに、所定の張力と速度をもって走行移動させ、
ノズル48から加工液を供給するとともに、通電駒22から
ワイヤ電極１の被加工体７間にパルス通電して、放電加
工を始める。

加工中、ワイヤ電極１は、パッド42により最適な押圧
力でガイド41のガイド面に押し付けられて、ワイヤ電極
１は、正確な案内位置に制御されるとともに、振動がパ
ッド42により吸収され減衰されて、安定したワイヤカッ
ト放電加工を行うことができる。

また、最適なパッドの押圧力を検出し、その最適な押
圧力にパッドを設定するとき、ワイヤ電極の材質や線径
等のワイヤ電極条件や、加工パルス、加工液、板厚等の
加工条件を変更したりする場合、その都度最適なパッド
の押圧力を検出しなくても、前もってこれらの諸条件に
おける所定の張力や走行速度に対応する最適なパッドの
押圧力を検出してメモリに記憶させておき、加工作業時
や加工中にこれら諸条件を切り換えたときに、その条件
に対応する最適なパッドの押圧力を呼び出して、最適な
押圧力にパッドを設定するように構成させることができ
る。このようにすることにより、加工時にワイヤ電極条
件や加工条件が変わる毎に、そのときの所定の張力に対
応する最適なパッドの押圧力を検出する必要がなく、パ
ッドをその最適な押圧力で設定できるので、より能率の
良いワイヤカット放電加工を行うことができる。

なお、パッドの押圧力を制御する装置は、実施例で開
示した制御電源と励磁コイルによるものだけでなく、本
発明の思想を逸脱しない範囲で、例えば空気圧や液圧、
磁歪などを利用した種々の装置が利用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明のワイヤカット放電加工装置に
よれば、ガイドのガイド面にワイヤ電極を所定の押圧力
で押し当ててワイヤ電極の振動を防止するパッドの最適
な押圧力に対する張力を検出してブレーキ力を制御する
とともに、パッドを最適な押圧力に設定でき、ワイヤ電
極条件や加工条件の変更にかかわらず、ワイヤ電極の振
動が防止されるとともに、ワイヤ電極の走行移動が円滑
に行われる。そして、検出装置により、パッドの押圧力
とそれに対応する張力を検出するとともにプリセットさ
れた張力からパッドの最適な押圧力に対する張力を検出
でき、次いで、パッド制御装置によりパッドを最適な押
圧力に設定するとともにそのときの張力からブレーキ装
置を制御して所定の張力を得るように構成したので、容
易にパッドを最適な押圧力に設定でき、かつ所定の張力
及び速度が得られるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は実施
例の上ガイドの内部構造図、第３図は第２図におけるＡ
−Ａ′切断面図である。 １……ワイヤ電極 ２……供給リール 4,4……上下ガイド ５……ブレーキ装置 ６……引取装置 ７……被加工体 8,8……固定ローラ ９……ダンサローラ 10……差動トランス 11……可動鉄心 12……スプリング 14……検出装置 15……演算処理制御装置 16……ディスプレー 17……メモリ 18……ドライバ 19……制御電源 20……指令装置 21……プリセット装置 41……ガイド 42……パッド 43……加圧てこ 44……接片 45……鉄心 46……励磁コイル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リールから供給するワイヤ電極をブレーキ
   装置と引取装置によりガイド間に所定の張力と速度をも
   って走行移動させ、前記ガイド間のワイヤ電極に被加工
   体を対向した間隙にパルス放電を繰返して加工するとと
   もに、前記ガイドのガイド面に前記ワイヤ電極を所定の
   押圧力で押し当てて前記ワイヤ電極の振動を防止するパ
   ッドを設けたワイヤカット放電加工装置において、前記
   パッドの押圧力を変更制御するパッド制御装置と、前記
   パッドの押圧力に対するワイヤ電極の張力を検出する検
   出装置と、前記検出張力信号と前記ガイド間のワイヤ電
   極に付与すべき所定の張力信号との入力に応じ、前記パ
   ッド制御装置とブレーキ装置にそれぞれ制御信号を出力
   する演算処理制御装置を設けたことを特徴とするワイヤ
   カット放電加工装置。