JP3079734B2 - ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工機にお
けるワイヤ電極の切断部を検出して、再度ワイヤ電極を
張架する前に一定長さだけ除去（廃棄）するための装置
に関するものである。

【０００２】

【技術的背景】ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極
は、通常直径が0.05ｍｍ〜0.3mm 程度の細いものであ
る。このワイヤ電極と被加工物との間に加工用放電パル
スを印加して被加工物に複雑な断面形状の孔あけ加工を
する場合、一つの被加工物の加工が完了した後、次の被
加工物を加工する前に、一旦ワイヤ電極を強制的に切断
し、再度張架する作業が必要となる。

【０００３】また、ワイヤ放電加工中、ワイヤ電極と被
加工物との小さい間隙のうち、限られた範囲で放電が集
中する等の異常事態により、ワイヤ電極が断線すること
がある。その場合にも、ワイヤ電極を再度張架する作業
が必要となる。特に前記の事故でワイヤ電極が断線した
場合、その断線部（ワイヤ電極の先端部）やその近傍の
ワイヤ電極の外周表面は、被加工物との放電により変形
していることが多く、そのまま隙間の小さいワイヤガイ
ドや加工開始位置に形成した加工開始孔等に前記先端部
を通過させることが困難となる等、ワイヤ電極の再装着
作業が面倒になる。

【０００４】そこで、断線時等のワイヤ電極の変形した
先端部などの不適当な部分を所定寸法だけ切断して、こ
れを廃棄し、ワイヤ電極の先端部を前記ガイド部等に通
り易いように修正して後、再度ワイヤ電極を装着するよ
うにしている。そのための切断装置は種々提案されてい
る。

【０００５】

【従来の技術】この種の切断装置の先行技術として、特
開平２−２３７７２４号公報には、ワイヤ電極の供給ボ
ビン、ブレーキ手段、及び送りローラ対からなるワイヤ
電極の供給装置の下方に、切断時のワイヤ電極に張力を
付与するための一対のローラと、一対の通電子とから成
る切断装置を備え、その下方に位置する被加工物の上下
部位に、ワイヤ電極を案内するための上ガイド部と下ガ
イド部とを有するように構成する一方、ワイヤ電極の断
線状態を検出する手段として、使用済のワイヤ電極の回
収箱内に設けた検出板またはその近傍のワイヤ電極に接
続したリミットスイッチと、被加工物の上方に位置する
給電子との間に検出回路を形成する構成が開示されてい
る。

【０００６】そして、前記検出回路の信号により、ワイ
ヤ電極が不慮の事故で断線したことを検出すると、前記
ブレーキ手段を作動させ、その下方の一対のローラを正
回転させてワイヤ電極に張力を付与し、その状態で切断
装置を作動させてワイヤ電極を切断する。その切断装置
の作動に若干遅れて前記一対のローラを逆回転させ、該
一対のローラの上側側方に配置したワイヤ回収装置に向
かってワイヤ電極を逆送りして不用部分を回収する。こ
のときの回収作業完了を検出すべく、上ガイド部の上方
で一対のローラの下方位置に、ワイヤ電極の回収作業完
了を検出するためのセンサを配置したものが開示されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、ワイヤ電極が断線したとき、被加工物との集中放
電等により使用不能となるワイヤ電極の先端部分は被加
工物の板厚内に位置する極限られた長さだけである。前
記先行技術においては、前記センサでは切断後の不用部
分のワイヤ電極の回収作業の完了は検出できるけれど
も、不良事故で断線した箇所、換言すれば、切断廃棄す
るに際しての廃棄すべきワイヤ電極の長さを判定するた
めの基準位置であるワイヤ電極の先端部を検出できない
ので、先行技術では、切断除去（廃棄）するワイヤ電極
の長さは、切断装置より下方から被加工物中の断線部ま
でと規定している。従って、回収装置が張力発生手段と
しての一対のローラと切断装置の間に回収装置を配置す
る等、切断部と切断装置との間隔が長くなってしまうと
きは、それに応じて回収廃棄するワイヤ電極の長さが長
くなり、本来正常なワイヤ部分を長く廃棄するので無駄
が多いという欠点があった。

【０００８】本発明は、このような問題を解決したワイ
ヤ電極の切断装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切
断装置は、ワイヤ電極供給装置と被加工物との間に、一
つの検出器と切断手段とを設け、該一つの検出器の検出
信号により、ワイヤ電極の断線時に当該ワイヤ電極供給
側の先端部の位置を検出する一方、その先端部から供給
側に一定長さのワイヤ電極を切断したときの切断回収完
了を検出できるように制御する制御手段を設けたもので
ある。

【００１０】

【実施例】次に本発明を具体化した実施例について図１
〜図６を参照して説明する。ワイヤ放電加工機における
基台１上には、加工槽２が載置されており、該加工槽２
内には加工槽２に固定されたワークテーブル３上に載置
固定された被加工物Ｗが絶縁性の加工液（清水あるいは
清水と油の混合液）５に浸漬されている。その加工液５
は加工液供給装置４から供給され、加工により汚濁した
加工液５を加工液供給装置に回収され、フイルタ等を介
して濾過したのち再度循環させて供給される。また、基
台１と加工槽２との間には、図１に示すように被加工物
ＷをＸＹ平面上を移動させるＸＹテーブル６が配置され
ており、図示しない駆動機構により駆動制御される。

【００１１】コラム７の上部には、ワイヤ電極８を巻回
したワイヤボビン９が設けられており、そのコラム７の
上部に支持された上部アーム１０には上ノズル１１が形
成されている。またコラム７の下部に支持された下部ア
ーム１２には下ノズル１３が配置されている。ワイヤボ
ビン９から引き出されたワイヤ電極８は、上ノズル１１
から被加工物Ｗを介して下ノズル１３に略鉛直状に張架
され、図示しない電源からワイヤ電極８と被加工物Ｗと
にパルス電流を通電し、鉛直状にて下向きに通過するワ
イヤ電極８と被加工物Ｗとの微小間隙部（放電加工部）
で放電加工が行われる。なお、前記上ノズル１１及び下
ノズル１３の両方またはいずれか一方から加工液５を放
電加工部に向かって噴出させ、放電加工の金属くずの除
去と放電加工部の冷却とを実行する。前記ワイヤ電極８
の搬送速度（移動速度）は、放電加工条件、被加工物Ｗ
の板厚等により種々あるが、板厚50mm程度で100 〜300m
m/秒である。

【００１２】方向変換プーリ１４は前記下ノズル１３の
下方に配置されており、該方向変換プーリ１４にて横方
向に搬送方向を変換された使用済みのワイヤ電極８を強
制的に挟持搬送するための上下一対のローラ１５，１６
のうち少なくとも一方のローラを収納モータ１７（図２
参照）にて回転駆動し、使用済のワイヤ電極８を収納す
る収納箱１８に送る。

【００１３】次に、ワイヤ電極８の供給部について、図
２及び図３を参照して説明する。ワイヤボビン９に回転
力を与える駆動モータ２０は、放電加工時にワイヤボビ
ン９の回転する方向に対して逆方向の回転力を発生さ
せ、放電加工中のワイヤ電極８に予張力を付与し、断線
時にはワイヤ電極８を巻き戻す力を与える。回転センサ
２２を備えたパウダーブレーキ２３に連結されて制動力
を与えられるプーリ２１にてワイヤ電極８に張力が与え
られる。

【００１４】方向変換台２５は、図３に示すように、フ
レーム２４に枢軸２６を介して上端部を揺動回動可能に
支持される。ワイヤガイド２７は前記枢軸２６より上方
のフレーム２４に設けられ、送りローラ２８は前記ワイ
ヤガイド２７の下方位置のフレーム２４に設けられてい
る。該送りローラ２８は図示しない無端ベルトなどの伝
動機構を介してステップモータよりなる搬送モータ２９
により回転させられる。

【００１５】第１ピンチローラ３０は前記送りローラ２
８と対向して設けられ、第１ピンチローラ３０は枢支軸
３２回りに回動するレバー３３を介して回転式の第１ソ
レノイド３１における回転板に連結してあり、前記第１
ソレノイド３１はコイルが励磁されるとその回転板が一
定角度回動し、枢支軸３２回りに回動するレバー３３を
介して第１ピンチローラ３０にてワイヤ電極８を送りロ
ーラ２８に挟持すると、ワイヤ電極８を下方に搬送す
る。回転式の第１ソレノイド３１のコイルの励磁が停止
されると、内蔵された復帰スプリングによって回転板が
反対方向の元の位置に復帰する自己復帰機能を有する。
前記方向変換台２５には前記枢軸２６の近傍位置にワイ
ヤガイド３４を有する。

【００１６】前記方向変換台２５に設けられる切断手段
３５は、回転支軸３６に設けたホルダ３９の取付く一対
の通電子３７，３８と、ホルダ３９を前記回転支軸３６
回りに回動させる回転式の第２ソレノイド４０とからな
り、回転式の第２ソレノイド４０を励磁して一対の通電
子３７，３８がワイヤ電極８に接触した状態で図示しな
い電源からの通電にて通電子３７，３８間のワイヤ電極
８が溶断される。なお、この回転式の第２ソレノイド４
０も前記回転式の第１ソレノイド３１と同様に自己復帰
機能を備えている。

【００１７】ワイヤ電極検出用のセンサ４１は前記切断
手段３５の下方位置の方向変換台２５に設けられ、ワイ
ヤガイド４２，４３は前記センサ４１の上下に設ける。
そして、後述のようにワイヤ電極８が事故で断線した場
合等においても、この一対のワイヤガイド４２，４３中
にワイヤ電極８が位置することにより、ワイヤ電極８が
センサ４１の検出可能範囲から外れないように保持する
ためのものである。

【００１８】送りローラ４４は前記ワイヤガイド４３の
下方のフレーム２４に設けられ、該送りローラ４４と対
向して設けた第２ピンチローラ４５は、送りローラ４４
は図示しない無端ベルトなどの伝動機構を介してステッ
プモータよりなる送出モータ４６により回転させられ
る。第２ピンチローラ４５は枢支軸４７回りに回動する
レバー４８を介して前述と同様の自己復帰機能を備えた
回転式の第３ソレノイド４９における回転板に連結して
あり、この回転式の第３ソレノイド４９はコイルが励磁
されるとその回転板が一定角度回動し、枢支軸４７回り
に回動するレバー４８を介して第２ピンチローラ４５が
ワイヤ電極８を送りローラ４４に挟持するように回動す
ると、ワイヤ電極８を下方に搬送する。これらの構成の
送り機構は、ワイヤ電極８の切断時のみ作動するもので
あり、放電加工時には非作動である。

【００１９】さらに、ワイヤガイド５０をフレーム２４
の下端部に設けている。回転式の第４ソレノイド５１は
方向変換台２５を前記枢軸２６回りに左右に揺動回動駆
動するためのもので、揺動レバー５２を介して方向変換
台２５に連結してある。この回転式の第４ソレノイド５
１のコイルを励磁すると、その回転板が一定角度回動
し、揺動レバー５２を引張る。これにより、方向変換台
２５下端のワイヤガイド５０の下端開口がワイヤ電極の
回収箱５３の上端方向に臨むように方向変換台２５が回
動する（図４参照）。

【００２０】反対に回転式の第４ソレノイド５１のコイ
ルの励磁が停止されると、内蔵された復帰スプリングに
よって回転板が反対方向の元の位置に復帰する自己復帰
機能を有する。これにより、前記ワイヤガイド５０の下
端開口が前記回収箱５３に隣接して配置された筒状のガ
イド体５４の上端開口部に臨むように、方向変換台２５
の位置が復帰する（図３参照）。このガイド体５４の下
端は加工時の上ガイド６２方向にワイヤ電極８を案内す
るためのものである。

【００２１】ワイヤ放電加工機の制御装置としての中央
処理装置（ＣＰＵ）５５は、図５に示すように、ワイヤ
放電加工機全体の制御プログラム及び後述するワイヤ電
極８の切断回収のための制御プログラムを予め記憶させ
た読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５６と、各種データを
一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）
５７と、図示しないインターフェイスとを備え、ＣＰＵ
５５に前記切断手段３５における溶断用電源と通電子３
７，３８との間のスイッチ５８、前記ワイヤ電極検出用
のセンサ４１及び回転センサ２２を接続すると共に、駆
動回路（入出力ドライバー回路）５９を介して収納モー
タ１７、駆動モータ２０、パウダーブレーキ２３、搬送
モータ２９、送出モータ４６、回転式ソレノイド３１，
４０，４９、５１が接続されている。

【００２２】次に、このように構成されたワイヤ放電加
工機において、ワイヤ電極８が不意に断線した場合のセ
ンサ４１の作用と不用のワイヤ電極８の部分を所定長さ
だけ回収する制御について、図６及び図７に示すフロー
チャートに従って説明する。図示しないスタートボタン
が操作されると、初期設定（Ｓ１）に続き、放電加工を
実行する（Ｓ２）。この状態では、駆動モータ２０には
ワイヤ電極８に予張力を付与するような回転力が与えら
れている。また、ワイヤ電極検出用のセンサ４１にてワ
イヤ電極８が検出されているので、当該センサ４１の出
力信号はＯＮである。このとき、その加工中においては
常にワイヤ電極８が被加工物Ｗの箇所で断線しているか
否かを判断している（Ｓ３）。

【００２３】そして、ワイヤ電極８が断線すると、プー
リ２１の回転が停止し、それを回転センサ２２で検出す
る（Ｓ３，yes ）。この場合、断線したワイヤ電極８は
フリーな状態になるため、前記駆動モータ２０の前記回
転力がワイヤ電極８を巻き戻す方向（矢印Ａ方向）の力
として作用するので、ワイヤ電極８は矢印Ａ方向に巻戻
される（Ｓ４）。続いて、ワイヤ電極検出用のセンサ４
１がＯＦＦになった否かが判別される（Ｓ５）。ワイヤ
電極８の巻き戻しが進み、ワイヤ電極８の断線の先端箇
所がセンサ４１より上方に位置すると、センサ４１の出
力信号はＯＦＦとなる。センサ４１の出力信号がＯＦＦ
になれば（Ｓ５，yes ）、直ちに駆動モータ２０の回転
を停止させ（Ｓ６）、次いで回転式の第４ソレノイド５
１を励磁（ＯＮ）すると（Ｓ７）、方向変換台２５は枢
軸２６回りに回動し、当該方向変換台２５における下端
のワイヤガイド５０の下端開口が回収箱５３の上方にく
るように位置変更する（図４参照）。

【００２４】この状態に方向変換台２５の位置を保持し
たまま、回転式の第１ソレノイド３１を励磁して送りロ
ーラ２８と第１ピンチローラ３０とでワイヤ電極８を挟
持し、次いで搬送モータ２９を駆動して（図４の矢印Ｂ
方向に）正回転させると（Ｓ８）、ワイヤ電極８の先端
部（断線）が回収箱５３方向に送られる。続いて、ＣＰ
Ｕ５５に設けられたタイマを０にリセットする（Ｓ
９）。センサ４１の箇所をワイヤ電極８の先端部が通過
して下方に行くと、センサ４１の出力信号がＯＮ信号に
変わる。

【００２５】次いで、一定時間（Ｔｏ）経過したか否
か、つまりタイマの値ｔがＲＯＭ５６に記憶された時間
値Ｔｏになったか否かを判別する（Ｓ１０）。この一定
時間経過により前記Ｓ５でセンサ４１により検出したワ
イヤ電極８の先端部（断線部）から一定寸法だけ下方に
繰り出したことになる。なお、この一定寸法は、断線や
放電加工等によりワイヤ電極８の断線部から上方のワイ
ヤ電極表面が変形するなどして不良になっていると推定
できる一定範囲を越えた寸法で、実施例の場合、100 〜
120 mm程度を捨て去る( 廃棄) するように、前記一定時
間（Ｔｏ）をＲＯＭ５６に予め記憶させてある。

【００２６】そして、一定時間（Ｔｏ）経過したと判断
されると（Ｓ１０，yes ）、回転式の第１ソレノイド３
１をＯＦＦにすると共に搬送モータ２９を停止する（Ｓ
１１）。次、回転式の第２、第３ソレノイド４０，４９
をＯＮにすると共に送出モータ４６を駆動し、送りロー
ラ４４を矢印Ｃ方向に回転させ（Ｓ１２）、且つ切断手
段における電源のスイッチ５８をＯＮにして通電子３
７，３８に電流を通電させる（Ｓ１３）。

【００２７】これにより、上位置における停止状態の送
りローラ２８、第１ピンチローラ３０と、下位置の矢印
Ｃ方向に回転している送りローラ４４と第２ピンチロー
ラ４５とで挟持され、且つ張力を付与されたワイヤ電極
８は通電子３７，３８箇所で溶断される。このとき、引
張状態で溶断されたワイヤ電極８の切断部は先端が針状
に尖った状態となるので、後に上下ガイド６２，６３や
被加工物Ｗにおける加工開始孔に挿通させることが容易
となる。

【００２８】そして、前記送りローラ４４は送出モータ
４６の作動にてＣ方向に回転しているので、ワイヤ電極
８が切断されると同時に切断されたワイヤ電極８は自重
で回収箱５３に送り込まれる。このようにして切断回収
作業が完了すると、前記センサ４１の箇所でワイヤ電極
８を検出しないので、センサ４１からの出力信号はＯＦ
Ｆ信号となり、Ｓ１４におけるセンサ４１の出力信号が
ＯＦＦか否かの判別結果はyes となる。続いて、スイッ
チ５８をＯＦＦにして、通電子３７，３８への電流を切
る（Ｓ１５）。次いで、第２，第３ソレノイド４０，４
９をＯＦＦにすると共に送出モータ４６を停止させるこ
とにより（Ｓ１６）、ワイヤガイド５０の上方の通路を
開放し、さらに回転式の第４ソレノイド５１をＯＦＦさ
せて方向変換台２５を元の位置に戻す（Ｓ１７）。これ
により、ワイヤガイド５０の下端開口が元の筒状のガイ
ド体５４上端に臨むことになる。

【００２９】このようにしてワイヤ電極８が不意に断線
した場合に、そのワイヤ電極供給側の断線部分を一定長
さだけ切断して廃棄回収する制御を、一つのセンサ４１
とその制御手段（ＣＰＵ５５等）により簡単に実行する
ことができるのである。従って、ワイヤ放電加工機にお
いて、ワイヤ電極が不意に断線した場合にも、その断線
事故による不良部分だけをを確実に廃棄できて、次のワ
イヤ電極８を再度張架することを確実に実行できると言
う効果を奏するのである。

【００３０】なお、回転式ソレノイド３１，４０，４９
を直動式の電磁ソレノイドに代えても良いことは言うま
でもなく、また、切断手段は他の形式のものであっても
良い。

【００３１】

【発明の作用・効果】前述のように本発明は、ワイヤ放
電加工機におけるワイヤ電極供給装置と被加工物との間
に、一つの検出器と切断手段とを設け、該一つの検出器
の検出信号により、ワイヤ電極の断線時に当該ワイヤ電
極供給側の先端部の位置を検出する一方、その先端部か
ら供給側に一定長さのワイヤ電極を切断したときの切断
回収完了を検出できるように制御する制御手段を設けた
ものであるから、ワイヤ電極の断線事故による不良部分
だけをを確実に廃棄できて、本来正常なワイヤ部分を長
く廃棄することが無くなるので、無駄が無くなると言う
効果を奏する。また、一つの検出器で、ワイヤ電極の断
線の先端部と、ワイヤ電極の切断、廃棄回収作業とを検
出できるのでワイヤ放電加工機のコストを低減できると
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤ放電加工機の概略側面図である。

【図２】ワイヤ電極切断回収部の側断面図である。

【図３】放電加工時のワイヤ電極切断回収部の側断面図
である。

【図４】回転台の位置を変更させた状態の説明図であ
る。

【図５】制御装置を示すブロック図である。

【図６】制御のフローチャートである。

【図７】制御のフローチャートの続きである。

【符号の説明】

Ｗ 被加工物 ３ ワークテーブル ４ 加工液供給装置 ８ ワイヤ電極 ９ ワイヤボビン １７ 収納モータ ２０ 駆動モータ ２１ プーリ ２２ 回転センサ ２３ パウダーブレーキ ２４ フレーム ２５ 方向変換台 ２６ 枢軸 ２７，３４，４２，４３ ワイヤガイド ２８，４４ 送りローラ ２９ 搬送モータ ３０，４５ ピンチローラ ３１，４０，４９，５１ 回転式ソレノイド ３６ 回転支軸 ３７，３８ 通電子 ４１ センサ ４６ 送出モータ ５０ ワイヤガイド ５２ 揺動レバー ５３ 回収箱 ５４ ガイド体 ５５ 中央処理装置（ＣＰＵ） ５６ 読み出し専用メモリ（ＲＯＭ） ５７ 随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ） ５８ スイッチ ５９ 駆動回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極供給装置と被加工物との間
   に、一つの検出器と切断手段とを設け、該一つの検出器
   の検出信号により、ワイヤ電極の断線時に当該ワイヤ電
   極供給側の先端部の位置を検出する一方、その先端部か
   ら供給側に一定長さのワイヤ電極を切断したときの切断
   回収完了を検出できるように制御する制御手段を設けた
   こと特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の
   切断装置。