JP3047536B2 - ワイヤ放電加工機のワイヤ位置決め制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ電極と被加工体
との間で、パルス放電を繰り返して加工するワイヤ放電
加工機のワイヤ位置決め制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ワイヤ放電加工機は、上下の
アームに設けられたガイドにワイヤ電極を張架するとと
もに、他方の電極となる被加工体をワイヤ電極に対向し
て配置し、両電極間のパルス放電によって加工を行って
いる。

【０００３】ところが、この種のワイヤ放電加工機で
は、加工中にしばしばワイヤ電極が断線することがある
ので、断線したワイヤ電極の再張架を自動的に行う機構
が備えられている。このワイヤ電極の再張架を自動的に
行うためには、断線したワイヤ電極の位置決めが必要で
あるので、従来より各種のワイヤ位置決め制御装置が提
案されている。

【０００４】例えば、図６に示す様に、ワークＰ１より
ワイヤ電極Ｐ２の供給側（上流側）に、ワイヤ補助送り
装置Ｐ３を配置し、このワイヤ補助送り装置Ｐ３を用い
てワイヤ電極Ｐ２の位置決めを行なう装置が提案されて
いる（特公昭６０−５２８９３号公報参照）。このワイ
ヤ補助送り装置Ｐ３は、ワイヤ電極Ｐ２の把持又は開放
を行なうとともに、ワイヤ電極Ｐ２を加工時のワイヤ走
行方向（矢印Ｃ方向）とは逆方向（矢印Ｄ方向）に送る
ローラＰ４を備えている。

【０００５】そして、まず、ワークＰ１より下流側に配
置された断線センサＰ５によってワイヤ電極Ｐ２の断線
を検出した場合には、ワイヤ補助送り装置Ｐ３のローラ
Ｐ４にてワイヤ電極Ｐ２を挟んで、モータＰ６に駆動さ
れてワイヤ走行方向とは逆方向にワイヤ電極Ｐ２を送
り、その後ワイヤ端検出センサＰ７によって断線したワ
イヤ電極Ｐ２の端部を検出すると、ワイヤ電極Ｐ２の逆
方向への送りを停止することによってワイヤ端の位置決
めを行なうものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した技
術では、装置の部品の慣性２次モーメントによって、正
確にワイヤ端の位置決めができなかった。つまり、従来
のワイヤ位置決め装置では、断線を検出した場合には、
加工時のワイヤ電極Ｐ２の走行方向とは逆方向にワイヤ
電極Ｐ２を巻き上げ、ワイヤ端検出センサＰ７でワイヤ
端を検出すると、巻き上げ用のモータＰ６の駆動を停止
して位置決めを行なうものであるので、単にモータＰ６
の駆動を停止するだけでは、モータロータや各種のロー
ラ等の慣性モーメントにより、ワイヤ端検出センサＰ７
がワイヤ端を検出してもなお、ワイヤ電極Ｐ２は慣性で
送給されてしまう。その結果、ワイヤ電極Ｐ２は所定の
停止位置より行き過ぎてしまうので、正確なワイヤ電極
Ｐ２の位置決めは困難であった。

【０００７】この慣性による問題を回避するために、ワ
イヤ電極Ｐ２の巻き上げ速度を低下させることも考えら
れるが、この場合には、巻き上げに多くの時間がかかる
ので、迅速な位置決めができないという別な問題が生じ
てしまう。本発明は、上記課題を解決するためになさ
れ、ワイヤ電極の巻き上げ速度を高くしても、ワイヤ電
極の正確な位置決めが可能なワイヤ放電加工機のワイヤ
位置決め制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図１に例示する様に、ワイヤ電極と他方
の電極である被加工体との間に、加工液を供給するとと
もにパルス放電を行なって、前記被加工体を加工するワ
イヤ放電加工機のワイヤ位置決め制御装置において、前
記ワイヤ電極の断線を検出するワイヤ断線検出手段Ｍ１
と、該ワイヤ断線検出手段Ｍ１によって前記ワイヤ電極
の断線を検出した場合には、加工時の送出方向とは逆方
向にワイヤ電極を巻き上げるワイヤ巻上制御手段Ｍ２
と、該ワイヤ巻上制御手段Ｍ２によって前記ワイヤ電極
が巻き上げられた場合に、ワイヤ電極の断線した端部を
検出する第１端部検出手段Ｍ３と、該第１端部検出手段
Ｍ３によって前記ワイヤ電極の端部を検出した場合に
は、ワイヤ電極を前記巻き上げ時より低速で前記送出方
向に送り出すワイヤ送出制御手段Ｍ４と、該ワイヤ送出
制御手段Ｍ４によって前記ワイヤ電極が送り出された場
合に、ワイヤ電極の断線した端部を検出する第２端部検
出手段Ｍ５と、該第２端部検出手段Ｍ５によって前記ワ
イヤ電極の端部を検出した場合には、ワイヤ電極の送り
出しを停止して位置決めするワイヤ位置決め制御手段Ｍ
６と、を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機のワ
イヤ位置決め制御装置を要旨とする。

【０００９】

【作用】本発明においては、ワイヤ電極と他方の電極で
ある被加工体との間に、加工液を供給するとともにパル
ス放電を行なって、被加工体を加工する。そして、ワイ
ヤ断線検出手段Ｍ１によってワイヤ電極の断線を検出し
た場合には、ワイヤ巻上制御手段Ｍ２によって加工時の
送出方向とは逆方向にワイヤ電極を巻き上げ、ここで、
第１端部検出手段Ｍ３によってワイヤ電極の断線した端
部を検出した場合には、ワイヤ送出制御手段Ｍ４によっ
てワイヤ電極を巻き上げ時より低速で送出方向に送り出
す。次いで、第２端部検出手段Ｍ５によってワイヤ電極
の断線した端部を検出した場合には、ワイヤ位置決め制
御手段Ｍ６によって、ワイヤ電極の送り出しを停止して
位置決めを行なう。

【００１０】つまり、本発明では、断線を検出すると、
まずワイヤ電極を高速で巻き戻し、所定位置まで巻き戻
したら、低速で送り出し方向に送って位置決めするもの
である。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化したワイヤ放電加工機
のワイヤ位置決め制御装置の実施例を、図面に基づいて
説明する。図２に示す様に、本実施例の装置は、加工時
にはワイヤ送り方向（矢印Ａ方向）にワイヤ電極１を送
給するものであり、ワイヤボビン１０とブレーキローラ
１６との間のワイヤ電極１に付与する張力を発生する予
張力発生機構２と、ブレーキローラ１６と駆動ローラ３
５との間のワイヤ電極１に付与する張力を発生する主張
力発生機構３と、ワイヤ電極１の断線を検出する断線検
出機構４と、断線時にワイヤ電極１をワイヤ巻き上げ方
向（矢印Ｂ方向）及びワイヤ送り方向に送るワイヤ送給
機構５と、使用済みのワイヤ電極１を収容するワイヤ回
収機構６と、から構成されている。

【００１２】次に、各機構について詳細に説明する。前
記予張力発生機構２は、ワイヤ電極１が巻き付けられた
ワイヤボビン１０と、ワイヤボビン１０をワイヤ巻き上
げ方向に付勢するバックテンションモータ１１とから構
成されており、ワイヤボビン１０と前記主張力発生機構
３との間に張架されたワイヤ電極１がたるまない様に、
バックテンションモータ１１によってワイヤ巻き上げ方
向にトルクがかけられている。そして、加工時には、ワ
イヤ電極１はワイヤボビン１０から順次主張力発生機構
３側に引き出される。

【００１３】主張力発生機構３は、ピンチローラ１５，
ブレーキローラ１６及びテンションブレーキ１７からな
り、テンションブレーキ１７が発生する摩擦トルクを、
ワイヤ電極１を挟むブレーキローラ１６及びピンチロー
ラ１５によって、張力に変換している。つまり、磁性パ
ウダの励磁によって摩擦トルクを発生するテンションブ
レーキ１７によって、被加工体１８に沿って張架された
ワイヤ電極１に主張力が付与されている。

【００１４】断線検出機構４は、主張力発生機構３のテ
ンションブレーキ１７と同軸に取り付けられており、多
数のスリットが形成されたインターラプタ２０と、イン
ターラプタ２０に近接して取り付けられたフォトセンサ
２１とから構成されている。つまり、ワイヤ電極１が例
えばＰ位置で断線した場合には、テンションブレーキ１
７が停止するので、このテンションブレーキ１７の回転
と同期したインターラプタ２０の停止をフォトセンサ２
１で検出することによって、ワイヤ電極１の断線を検出
するものである。

【００１５】ワイヤ送給機構５は、ワイヤ電極１の両側
に配置されたワイヤ送給ローラ２５及びピンチローラ２
６と、ワイヤ送給ローラ２５を駆動するワイヤ送給モー
タ２７とから構成されており、ピンチローラ２６はシリ
ンダ２８に接続されて、図の左右方向に移動可能とされ
ている。前記ピンチローラ２６は、通常の加工時には、
シリンダ２８によって引き込まれて、ワイヤ送給ローラ
２５との間を開けるようにされており、断線が検出され
た場合には、ワイヤ送給ローラ２５との間を閉ざしてワ
イヤ電極１を挟み、ワイヤ送給モータ２７に駆動された
ワイヤ供給ローラ２５と共に機能して、ワイヤ電極１を
矢印Ａ方向或は矢印Ｂ方向に送る。

【００１６】尚、前記ワイヤ送給機構５に近接した被加
工体１８側には、ワイヤ端検出センサ３０が配置されて
いる。このワイヤ端検出センサ３０は、ワイヤ電極１の
切断した端部がこのセンサ３０を通過した時に報知する
ものである。また、前記ワイヤ回収機構６は、ワイヤ電
極１を矢印Ａ方向に走行させる駆動ローラ３５と、この
駆動ローラ３５を駆動するサーボモータ３６と、駆動ロ
ーラ３５とともワイヤ電極１を挟むピンチローラ３７
と、使用済みのワイヤ電極１を収納する回収バスケット
３８とから構成されている。つまり、ワイヤ電極１は、
駆動ローラ３５によって巻き取られることによって、前
記ワイヤボビン１０から引き出されて、矢印Ａ方向に走
行する。

【００１７】更に、本実施例には、上述したワイヤ電極
１の走行等を制御するために、図３に示す様な電子制御
装置（ＥＣＵ）４０が設けられている。このＥＣＵ４０
は周知のＲＡＭ４０ａ，ＲＯＭ４０ｂ，ＣＰＵ４０ｃ，
入出力ポート４０ｄ及びバスライン４０ｅ等からなり、
入出力ポート４０ｄには、前記バックテンションモータ
１１，テンションブレーキ１７，ワイヤ送給モータ２
７，シリンダ２８，サーボモータ３６に加え、フォトセ
ンサ２１，ワイヤ端検出センサ３０等が接続されてい
る。

【００１８】そして、本実施例のワイヤ放電加工機のワ
イヤ位置決め制御装置は、前記ＥＣＵ４０に制御され
て、次の様に動作する。この動作を、図４のフローチャ
ート及び図５のタイミングチャートに基づいて説明す
る。まず、バックテンションモータ１１及びテンション
ブレーキ１７がオンされ、サーボモータ３６により所定
の張力が付与されてワイヤ電極１が矢印Ａ方向に送給さ
れることによって、被加工体１８が加工されている状態
で、Ｓ（以下Ｓと記す）１１０にて、断線検出機構４の
フォトセンサ２１からの出力に基づいて、ワイヤ電極１
が断線したか否かを判定する。ここで、ワイヤ電極１の
断線が検出された場合には、Ｓ１２０に進む。

【００１９】Ｓ１２０では、テンションブレーキ１７の
励磁状態を、大きな設定値Ｈから小さな設定値Ｌに変更
する。つまり、テンションブレーキ１７の摩擦力を低下
させて、ワイヤ電極１がスムーズに移動できる様に設定
する。続くＳ１３０では、シリンダ２８を駆動してピン
チローラ２６を閉じ、ピンチローラ２６とワイヤ送給ロ
ーラ２５との間にワイヤ電極１を挟む制御を行なう。

【００２０】続くＳ１４０では、ワイヤ送給モータ２７
を駆動して、大きな回転数Ｎ₁でワイヤ送給ローラ２５
を回転させて、ワイヤ電極１を矢印Ｂ方向に高速（例え
ば１００〜２００ｍ／ｓ）で巻き戻す。Ｓ１５０では、
ワイヤ端検出センサ３０の出力に基づいて、巻き戻され
るワイヤ電極１の端部が検出されたか否かを判定する。
ここで、ワイヤ端が検出された場合にはＳ１６０に進
み、一方、ワイヤ端が検出されない場合にはＳ１４０に
戻る。

【００２１】Ｓ１６０では、ワイヤ端の検出に応じて、
ワイヤ送給モータ２７の駆動を停止して、ワイヤ電極１
の巻き戻しを停止する。この時、ワイヤ電極１は、各種
のローラ等の慣性モーメントによって（例えば図５に示
す様なワイヤ送給モータ２７の動作のタイムラグτによ
って）、所定の停止位置より巻き戻し側に大きくオーバ
ーランしている。

【００２２】続くＳ１７０では、ワイヤ送給モータ２７
をＳ１４０における回転より小さな回転数Ｎ₂で逆回転
させて、ワイヤ電極１を矢印Ａ方向に低速（例えば５０
ｍ／ｓ）で走行させる。Ｓ１８０では、再度ワイヤ端検
出センサ３０の出力に基づいて、低速で送られるワイヤ
電極１の端部が検出されたか否かを判定する。ここで、
ワイヤ端が検出された場合にはＳ１９０に進み、一方、
ワイヤ端が検出されない場合にはＳ１７０に戻る。

【００２３】Ｓ１９０では、ワイヤ端の検出に応じて、
ワイヤ送給モータ２７の駆動を停止し、ワイヤ電極１の
矢印Ａ方向への送給を停止して、一旦本処理を終了す
る。この時、ワイヤ電極１は低速で送られているので、
所定の停止位置に正確に停止する。

【００２４】この様に、本実施例では、ワイヤ電極１の
断線を検出した場合には、まず、ワイヤ電極１を矢印Ｂ
方向に高速で巻き戻し、その後ワイヤ端を検出すると矢
印Ａ方向に低速で送り出し、更に再度ワイヤ端を検出す
るとワイヤ電極１の送給を停止する制御を行っている。

【００２５】従って、断線時には、迅速にワイヤ電極１
を巻き戻すことができ、しかも正確な位置決めができる
という特長がある。つまりワイヤ端の迅速で正確な位置
決めができる。尚、本発明は、上記実施例に何等限定さ
れず、本発明の要旨の範囲内において各種の態様で実施
できることは勿論である。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかな様に、本
発明によれば、ワイヤ断線検出手段によってワイヤ電極
の断線を検出した場合には、ワイヤ巻上制御手段によっ
てワイヤ電極を巻き上げ、第１端部検出手段によってワ
イヤ端を検出した場合には、ワイヤ送出制御手段によっ
てワイヤ電極を低速で送り出す。そして、第２端部検出
手段によってワイヤ端を検出した場合には、ワイヤ位置
決め制御手段によって、ワイヤ電極の送り出しを停止し
て位置決めを行なう。

【００２７】つまり、本発明では、断線を検出すると、
まずワイヤ電極を高速で巻き戻し、次いで所定位置まで
巻き戻したら、低速で送り出し方向に送って位置決めす
るので、迅速かつ正確にワイヤ電極の位置決めを行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を例示する概略構成図である。

【図２】 本実施例の装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【図３】 本実施例の電子制御装置を示すブロック図で
ある。

【図４】 本実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図５】 本実施例の制御のタイミングを示すタイミン
グチャートである。

【図６】 従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１…ワイヤ電極 ２…予張力発生機構 ３…主張力発生機構 ４…断線検出機構 ５…ワイヤ送給機構 ６…ワイヤ回収機構 ２１…フォトセンサ ３０…ワイヤ端検出センサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極と他方の電極である被加工体
   との間に、加工液を供給するとともにパルス放電を行な
   って、前記被加工体を加工するワイヤ放電加工機のワイ
   ヤ位置決め制御装置において、 前記ワイヤ電極の断線を検出するワイヤ断線検出手段
   と、 該ワイヤ断線検出手段によって前記ワイヤ電極の断線を
   検出した場合には、加工時の送出方向とは逆方向にワイ
   ヤ電極を巻き上げるワイヤ巻上制御手段と、 該ワイヤ巻上制御手段によって前記ワイヤ電極が巻き上
   げられた場合に、ワイヤ電極の断線した端部を検出する
   第１端部検出手段と、 該第１端部検出手段によって前記ワイヤ電極の端部を検
   出した場合には、ワイヤ電極を前記巻き上げ時より低速
   で前記送出方向に送り出すワイヤ送出制御手段と、 該ワイヤ送出制御手段によって前記ワイヤ電極が送り出
   された場合に、ワイヤ電極の断線した端部を検出する第
   ２端部検出手段と、 該第２端部検出手段によって前記ワイヤ電極の端部を検
   出した場合には、ワイヤ電極の送り出しを停止して位置
   決めするワイヤ位置決め制御手段と、 を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ位
   置決め制御装置。