JP2524629Y2 - ワイヤ断線検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、走行するワイヤ電極とワーク即ち工作物
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
物を放電加工するワイヤ放電加工機におけるワイヤ断線
検出装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ワイヤ放電加工機については、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しているのが現状である。ワイ
ヤ電極は、ワイヤ放電加工機本体側に固定したローラに
案内され、ワイヤガイドを有するワイヤヘッドに供給さ
れる。一方、工作物を取り付けたテーブルは、NC装置か
らの指令で工作物の加工状況に応じてＸ方向及びＹ方向
に移動し、ワイヤヘッドに供給されたワイヤ電極との間
でサーボ機能を繰り返して加工が進行する。

言い換えれば、ワイヤ電極は、ワイヤ放電加工中に相
対的に加工方向に進むだけでなく、加工屑等の状況に応
じて放電加工が不安定になると、短絡解消のため瞬時の
間、加工軌跡に沿って後退もし、次いで、再び前進して
放電加工を行う。そして、NC装置からの指令を受けて、
工作物が水平方向即ちＸ方向及びＹ方向に移動して、両
者の移動が合成されて、両者の相対的運動によって工作
物は所定の加工形状に放電加工されている。

従来、ワイヤ放電加工機において、ワイヤ電極のワイ
ヤの断線を検出するワイヤ断線検出装置としては、第４
図に示すように、接触棒21の端部に取付けたローラ22に
よってワイヤ電極１を偏倚させてテンションＴをかけ、
ワイヤ電極１にかかっているテンションＴを利用して、
リミットスイッチ23等を使用してワイヤ電極１の断線状
態を機械的に検出する方法が採用されている。

また、別のワイヤ断線検出装置は、第５図に示すよう
に、接触棒24を支点26において支持し、接触棒24の一端
をばね27によってリミットスイッチ25側へ付勢し、他端
をワイヤ電極１に接触させてワイヤ電極１にテンション
Ｔをかける。このような状態でワイヤ電極１が断線した
場合には、ばね27によって接触棒24の端部の端子28がリ
ミットスイッチ25をオンさせる。

また、特公昭62−16771号公報には、断線検出装置が
開示されている。該断線検出装置は、ワイヤ電極と被加
工物で形成された加工間隙に加工液を介在させるととも
に、被加工物を挟んでいずれか一方から給電子を介して
電源により加工電圧を前記加工間隙に印加して被加工物
を電気的に切削加工し、ワイヤ電極の切断が生じたとき
に前記電源を遮断するワイヤ放電加工装置のものであ
り、前記加工電圧のピーク値の平均値を検出する第１の
検出手段と、前記加工電圧の瞬間値を検出する第２の検
出手段と、これらの第１及び第２の検出手段の検出値を
比較し、瞬時値がピーク値の平均値よりあらかじめ定め
た一定値以上高くなったときに前記電源を遮断する信号
を出力する比較手段とを具備したものである。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のようなワイヤ電極１にかかって
いるテンションＴを利用して、リミットスイッチ23,25
等を使用してワイヤ電極１の断線状態を機械的に検出す
るワイヤ断線検出装置は、ワイヤ電極１に接触する接触
棒21,24等のセンサーをワイヤ電極１に機械的に接触さ
せて検出するため、接触棒21,24等とワイヤ電極１と摩
擦によって発生する振動が、ワイヤ電極１を通して加工
面のワイヤ電極部に振動を伝え、工作物の加工面に振動
による線跡等が発生する要因となり、工作物の加工精度
に悪影響を与えるという問題を有していた。

前掲特公昭62−16771号公報に開示された断線検出装
置については、ワイヤ断線の信号を電気的に検出するた
めに、複雑な制御回路を必要とし、問題点を有してい
る。

この考案の目的は、上記問題を解決することであり、
ワイヤ電極と工作物との間で極間電圧を印加して工作物
を放電加工する場合に、ワイヤ電極が断線しているか否
かをファイバ式光電スイッチを用いてワイヤ電極に対し
て非接触状態で簡単に確実に検出し、ワイヤ電極を通じ
て加工面に位置するワイヤ電極部位に振動を発生させる
ことなく、工作物の加工精度に悪影響を与えることな
く、超精密の放電加工を達成できるワイヤ放電加工機に
おけるワイヤ断線検出装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案は、上記目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この考案は、ワイヤ電極と工作
物との間に加工電源より極間電圧を印加して前記工作物
を放電加工するワイヤ放電加工機において、前記ワイヤ
電極のワイヤに対して非接触状態で前記ワイヤ電極が断
線か否かを検出するファイバユニットとアンプユニット
から成るファイバ式光電スイッチ、及び前記ファイバ式
光電スイッチの断線信号に応答して前記加工電源を遮断
して放電加工を停止する制御装置を具備し、前記ファイ
バ式光電スイッチの前記ファイバユニットはその取付金
具によってワイヤ放電加工機のフレーム壁面に固定さ
れ、前記ファイバユニットを固定した前記フレーム壁面
は、ワイヤ走行系のテンションローラの後流で上ワイヤ
ヘッドの上流に設けたローラとローラとの間であり且つ
前記ワイヤ電極が前記ローラ間で鉛直方向に対して斜め
方向に緊張して走行する領域であり、前記ファイバユニ
ットのファイバ先端が前記ワイヤに対向して前記ワイヤ
に非接触状態に設置されていることを特徴とするワイヤ
断線検出装置に関する。

〔作用〕

この考案によるワイヤ断線検出装置は、上記のように
構成され、次のように作用する。このワイヤ断線検出装
置は、ワイヤ走行系のテンションローラの後流で且つ上
ワイヤヘッドの上流の前記ワイヤを緊張させた領域にフ
ァイバユニットを設置してワイヤ電極となるワイヤの断
線をファイバ式光電スイッチで検出するので、鉛直方向
に対して斜め方向に緊張状態に走行しているワイヤ電極
に対して接触棒等を接触させる必要がなく検出手段のフ
ァイバユニットのファイバを非接触状態に設置したの
で、ワイヤ電極が断線か否かを確実に検出することがで
き、ワイヤ電極及び該ワイヤ電極を通じて放電加工部位
のワイヤ電極に振動を発生させることがなく、またワイ
ヤ電極の断線検出のため、ワイヤ電極に検出手段でテン
ションを余分にかける必要がなく、それによってワイヤ
電極を断線させるようなこともない。

例えば、前記検出手段の前記ファイバユニットを配置
した上ローラと下ローラとを鉛直方向に設ければ、前記
ワイヤ電極が断線しても、その鉛直上に前記ワイヤ電極
が垂下して残り、前記ファイバ式光電スイッチは前記ワ
イヤ電極が存在すると判断する可能性があるが、この考
案によるワイヤ断線検出装置は、前記ファイバユニット
をその取付金具によってワイヤ放電加工機のフレーム壁
面に固定し、そのフレーム壁面は、ワイヤ走行系のテン
ションローラの後流で上ワイヤヘッドの上流に設けたロ
ーラとローラとの間であり、前記ワイヤ電極が前記ロー
ラ間で鉛直方向に対して斜め方向に緊張して走行する領
域であるので、前記ワイヤ電極が断線した場合に、上記
のような誤った検出現象を避けることができ、前記ファ
イバユニットの前記ファイバからの投光光線から前記ワ
イヤ電極が外れ、前記ワイヤ電極の断線状態を確実に検
出することができる。

また、前記ファイバユニットのファイバ先端が前記ワ
イヤに対向して前記ワイヤに非接触状態に設置されてい
るので、前記ワイヤ電極に対向するのがファイバのみで
あり、ごみ、加工液や加工屑に影響されずに、前記ワイ
ヤ電極に振動を与えることがなく、前記ワイヤ電極の断
線を確実に検出でき、工作物に対する加工精度を向上さ
せることができる。

〔実施例〕

以下、第１図、第２図及び第３図を参照して、この考
案によるワイヤ断線検出装置の一実施例について説明す
る。第１図はこの考案によるワイヤ断線検出装置が設置
されたワイヤ放電加工機を示す正面図、第２図はこの考
案によるワイヤ断線検出装置を説明するための説明図、
及び第３図はワイヤ断線検出装置のファイバ式光電スイ
ッチとワイヤ電極との位置関係を示す説明図である。

一般的に、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極１と工作
物２との間に加工電源より極間電圧を印加して工作物２
を放電加工するものであり、第１図又は第２図に示すよ
うに、クロススライド４に対してワーク即ち工作物２が
設置され、該クロススライド４は水平方向に移動できる
ように構成されている。

第２図に示すように、工作物２を取り付けているクロ
ススライド４は、NC装置の制御装置５からの指令で工作
物２の加工状況に応じてＸ方向及びＹ方向に移動し、ワ
イヤヘッド６に供給されたワイヤ電極１との間でサーボ
モータにより駆動されるサーボ送り機構によってサーボ
移動を繰り返し進行し、両者の移動が合成された相対的
運動によって工作物２は所定の加工形状に放電加工され
ている。即ち、クロススライド４は、工作物２を固定す
るワークテーブル16、制御装置５の指令でＸ軸駆動モー
タ20によってＸ方向に移動するＸ軸スライド18、及び制
御装置５の指令でＹ軸駆動モータ19によってＹ方向に移
動するＹ軸スライド17から構成されている。

このワイヤ断線検出装置は、特に、ファイバ式光電ス
イッチ３の取付金具32を備えたファイバユニット30のフ
ァイバ33がワイヤ走行系のテンションローラ13の後流で
且つ上ワイヤヘッド６の上流のワイヤを緊張させた領域
におけるローラ９とローラ９との間でワイヤ電極１とな
るワイヤに対向して非接触状態に設置され、ファイバ式
光電スイッチ３がワイヤ電極１となるワイヤの断線を検
出する機能を果たし、ファイバ式光電スイッチ３の断線
信号を制御装置５に送り込み、該断線信号に応じて加工
電源を遮断して放電加工を停止することである。

ファイバ式光電スイッチ３は、主として、ファイバユ
ニット30及びファイバユニット30にファイバ33で連結さ
れているアンプユニット31から成り、ファイバユニット
30を取付金具32を介してビス止め等によってワイヤ放電
加工機のフレーム壁面に取り付けることができる。

ファイバ式光電スイッチ３の設置部位は、第１図に示
すように、上ワイヤヘッド６（第２図では給電子８を示
す）の上流に配置されたローラ９とローラ９との間でワ
イヤ電極１となるワイヤに撓みが発生しない部位であ
る。ファイバ式光電スイッチ３のファイバユニット30の
ファイバ33をワイヤ電極１に対向させて設置する。即
ち、ファイバユニット30を固定したフレーム壁面は、ワ
イヤ走行系のテンションローラ13の後流で上ワイヤヘッ
ド６の上流に設けたローラ９とローラ９との間であり、
ワイヤ電極１をローラ９と９との間で鉛直方向に対して
斜め方向に緊張して走行する領域であり、ファイバユニ
ット30のファイバ33先端がワイヤ電極１に対向してワイ
ヤに非接触状態に設置されている。

また、第１図に示すように、工作物２に対して上下に
ワイヤヘッド6,7が設けられ、ワイヤヘッド6,7は、給電
子８、給電子押え部材、ダイスガイド部材、加工液噴射
ノズル等から成る。

このワイヤ断線検出装置は、自動ワイヤ供給装置10に
設けて極めて好ましいものである。自動ワイヤ供給装置
10は、ワイヤ放電加工機を無人加工作動をスムースに行
うことを可能にするが、加工中のワイヤ断線を自動的に
再結線することができ、ワイヤ供給を失敗したとしても
再トライ機能を有し、繰り返し通線トライを行いワイヤ
結線を達成できるものである。

自動ワイヤ供給装置10からガイド、ローラ９等を介し
て送り込まれたワイヤ電極１は、上ワイヤヘッド６にお
ける内側筒体内に設置されたダイスガイド部材を通り、
工作物２を放電加工した後に、下ワイヤヘッド７におけ
る内側筒体内に設置されたダイスガイド部材、ローラ11
を通って巻取リール、使用済ワイヤ溜部等に排出され
る。

自動ワイヤ供給装置10にファイバ式光電スイッチ３を
組み込んだ場合に、ワイヤに接触棒等を接触させること
なく、非接触状態でワイヤの通線状態をチェックしなが
らワイヤを供給することができ、ワイヤ電極１に接触に
よる悪影響を発生させることがない。即ち、このワイヤ
断線検出装置は、ワイヤ電極１に接触するような接触棒
を設けていないので、ワイヤ電極１に摩擦等によって振
動を発生させることがなく、振動による工作物の加工面
に加工面線跡等が発生しない。

従って、高精度ワイヤ放電加工機にこのワイヤ断線検
出装置を適用した場合に、工作物の加工面を最良面あら
さ１μRmax以下にまで仕上げることができる。なお、図
中、12はソースボビン、14はフェルトブレーキ、15はテ
ンションローラを示す。

〔考案の効果〕

この考案によるワイヤ断線検出装置は、上記のように
構成され、次のような効果を有する。即ち、このワイヤ
断線検出装置は、ワイヤ電極となるワイヤの断線を、ワ
イヤ走行系のテンションローラの後流で且つ上ワイヤヘ
ッドの上流の前記ワイヤを緊張させた領域におけるロー
ラとローラとの間で前記ワイヤに対向して前記ワイヤに
非接触状態に設置されたファイバ式光電スイッチで検出
するものであり、ワイヤ電極に対して従来のような検出
手段の接触棒等を接触させる必要がなく、検出手段のフ
ァイバユニットをワイヤ電極に対して非接触状態に設置
し、しかも、ワイヤ電極は鉛直方向に対して斜めに緊張
して延びるように走行するので、ワイヤ電極が断線した
場合にはワイヤ電極がその走行路から外れて垂れ下がる
ので、ワイヤ電極の断線状態を簡単に、迅速に且つ確実
に検出することができ、ワイヤ電極及び該ワイヤ電極を
通じて放電加工部位に振動を発生させることがない。

このワイヤ断線検出装置を高精度のワイヤ放電加工機
に適用して、工作物の面粗度が１μRmax以下の高精度加
工面等の仕上げ加工領域において加工精度の効果を大幅
に向上させることができる。また、ワイヤ電極に断線検
出のために余分のテンションをかける必要もなく、ワイ
ヤ電極と検出手段との摩擦がなく、磨耗等によってワイ
ヤ電極を断線させるようなこともなく、工作物に対する
加工精度に悪影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるワイヤ断線検出装置を組み込ん
だワイヤ放電加工機を示す概略正面図、第２図はワイヤ
断線検出装置を示す説明図、第３図はワイヤ断線検出装
置のファイバ式光電スイッチとワイヤ電極との位置関係
を示す説明図、第４図は従来のワイヤ断線検出装置とワ
イヤ電極との関係の一例を示す説明図、及び第５図は従
来のワイヤ断線検出装置とワイヤ電極との関係の別の例
を示す説明図である。 １……ワイヤ電極、２……工作物、３……ファイバ式光
電スイッチ、５……制御装置、６……上ワイヤヘッド、
８……給電子、９……ローラ、13……テンションロー
ラ、30……ファイバユニット、31……アンプユニット、
32……取付金具、33……ファイバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−67480（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−13125（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−180843（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤ電極と工作物との間に加工電源より
   極間電圧を印加して前記工作物を放電加工するワイヤ放
   電加工機において、前記ワイヤ電極のワイヤに対して非
   接触状態で前記ワイヤ電極が断線か否かを検出するファ
   イバユニットとアンプユニットから成るファイバ式光電
   スイッチ、及び前記ファイバ式光電スイッチの断線信号
   に応答して前記加工電源を遮断して放電加工を停止する
   制御装置を具備し、前記ファイバ式光電スイッチの前記
   ファイバユニットはその取付金具によってワイヤ放電加
   工機のフレーム壁面に固定され、前記ファイバユニット
   を固定した前記フレーム壁面は、ワイヤ走行系のテンシ
   ョンローラの後流で上ワイヤヘッドの上流に設けたロー
   ラとローラとの間であり且つ前記ワイヤ電極が前記ロー
   ラ間で鉛直方向に対して斜め方向に緊張して走行する領
   域であり、前記ファイバユニットのファイバ先端が前記
   ワイヤに対向して前記ワイヤに非接触状態に設置されて
   いることを特徴とするワイヤ断線検出装置。