JP3280065B2 - ワイヤ放電加工機のワイヤ切断制御装置 - 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
との間で放電を行なって加工するワイヤ放電加工機のワ
イヤ切断制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のワイヤ放電加工機に
おいては、多量のワイヤ電極が順次繰り出されて使用さ
れるので、加工後のワイヤ電極の回収を行うために、各
種の方法が採用されていた。

【０００３】例えば、簡易な方法として、単にワイヤ
電極の回収側の一定の場所（回収スペース）に、そのま
まワイヤ電極を流す方法がある。また、ワイヤ電極の
供給側のワイヤ供給ボビンと同等の回収ボビンを回収側
に配置し、この回収ボビンをワイヤ走行速度と同期して
回転させて、ワイヤ電極を巻き取る方法が採用されてい
る。

【０００４】更に、回転体の表面に設けた切断用刃
（回転刃）と固定刃との間に、加工後のワイヤ電極を通
し、この回転体をワイヤ走行速度と同期して回転するこ
とによって（即ち、回転刃と固定刃とによって）、ワイ
ヤ電極を短い断片に切断して回収する方法も工夫されて
いる。

【０００５】

【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、各々一長一短あり必ずしも好ましくはなかった。
例えば、前記の技術では、装置のコストを低減するこ
とが可能であるが、回収スペースが必要以上に大きくな
るという問題がある。その上、加工中はワイヤ電極に電
圧がかかっているので、回収スペースに溜ったワイヤ電
極が周囲の装置に接触すると、放電が起こって加工が不
可能になるという大きな問題が生ずる。

【０００６】また、前記の技術では、供給ボビンと同
等の回収ボビンを使用する必要があるが、長時間加工す
る場合には、供給ボビンだけでなく回収ボビンも大きな
ものが必要となるので、装置全体構成が大型化してしま
うという問題がある。その上、回収量が増加するにつれ
て、回収ボビンの慣性が大きくなるので、回収ボビン用
のモータのパワーも増加させる必要があり、そのため、
装置が大型化してコストが上昇してしまうという問題が
ある。

【０００７】更に、前記の技術では、上述した回収ス
ペースの問題や加工後のワイヤ電極の接触による放電の
問題は解決されるが、加工時の加工条件等によっては、
回転体がワイヤ走行速度と同期しているために別の問題
が生ずる。つまり、被加工体の速度が遅い場合やセカン
ドカットを行なう場合などには、通常、ワイヤ電極の消
耗を低減するためにワイヤ電極の走行速度を低下させる
が、このため回転体の回転速度も低下するので、回転刃
と固定刃の相対速度が小さくなって、ワイヤ電極がうま
く切断できないことがある。そのため、ワイヤ電極をう
まく切断できなかった場合には、前記と同様に、接触
による放電が生じて加工ができなくなることがあった。

【０００８】本発明は、前記課題を解決するためになさ
れ、ワイヤ電極の回収スペースや装置構成をコンパクト
にすることができ、しかも、ワイヤ電極の切断を好適に
行なって、ワイヤ電極の接触・放電による加工の中断を
防止できるワイヤ放電加工機のワイヤ切断制御装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明は、図１に例示する様に、ワイヤ電
極と他の電極である被加工体との間に放電を行なって該
被加工体の加工を行なうとともに、加工後の前記ワイヤ
電極の処理のために該ワイヤ電極の切断を行なうワイヤ
放電加工機のワイヤ切断制御装置において、前記加工後
のワイヤ電極を、所定の送り速度で前記処理側に送るワ
イヤ電極送り手段Ｍ１１と、該ワイヤ電極送り手段Ｍ１
１によって前記処理側に送られた前記加工後のワイヤ電
極を切断するワイヤ電極切断手段Ｍ１２と、前記ワイヤ
電極送り手段Ｍ１１による前記ワイヤ電極の送り速度
が、所定範囲内にあるか否かを判定するワイヤ電極速度
判定手段Ｍ１３と、該ワイヤ電極速度判定手段Ｍ１３に
よって、前記ワイヤ電極の送り速度が前記所定範囲にあ
ると判断された場合には、該ワイヤ電極の送り速度と同
期して、前記ワイヤ電極切断手段Ｍ１２を駆動して該ワ
イヤ電極を切断するワイヤ電極同期切断制御手段Ｍ１４
と、前記ワイヤ電極速度判定手段Ｍ１３によって、前記
ワイヤ電極の送り速度が前記所定範囲にないと判断され
た場合には、該ワイヤ電極の送り速度と非同期に、前記
ワイヤ電極切断手段Ｍ１２を駆動して該ワイヤ電極を切
断するワイヤ電極非同期切断制御手段Ｍ１５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切断制御
装置を要旨とする。

【００１０】

【作用】請求項１の発明においては、ワイヤ電極送り手
段Ｍ１１によって、加工後のワイヤ電極を所定の送り速
度で処理側に送り、ワイヤ電極速度判定手段Ｍ１３によ
って、ワイヤ電極の送り速度が所定範囲内にあるか否か
を判定する。

【００１１】ここで、このワイヤ電極の送り速度が所定
範囲にあると判断された場合には、ワイヤ電極同期切断
制御手段Ｍ１４によってワイヤ電極切断手段Ｍ１２を駆
動して、ワイヤ電極の送り速度と同期して、加工後のワ
イヤ電極を切断する。一方、ワイヤ電極速度判定手段Ｍ
１３によって、ワイヤ電極の送り速度が所定範囲にない
と判断された場合には、ワイヤ電極非同期切断制御手段
Ｍ１５によってワイヤ電極切断手段Ｍ１２を駆動して、
ワイヤ電極の送り速度と非同期に、加工後のワイヤ電極
を切断する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化したワイヤ放電加工機
のワイヤ切断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、本実施例のワイヤ放電加工機
は、加工時にはワイヤ電極１をワイヤ送り方向（矢印Ａ
方向）に送給し、一方、断線時にはワイヤ電極１をワイ
ヤ巻上げ方向（矢印Ｂ方向）に巻き上げるものである。

【００１３】そのため、本ワイヤ放電加工機には、ワイ
ヤ電極１に張力を発生させるとともにワイヤ電極１の供
給及び巻取りを行なうワイヤ供給機構２と、加工区間の
ワイヤ電極１に張力を発生させる主張力発生機構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
したワイヤ電極１の端部を検出するワイヤ端検出センサ
５と、ワイヤ電極１に接触して電力を供給する給電子６
と、加工時にワイヤ電極１を矢印Ａ方向に送るワイヤ駆
動機構７と、使用済みのワイヤ電極１を処理するワイヤ
処理機構８とが設けられている。

【００１４】次に、各機構について詳細に説明する。前
記ワイヤ供給機構２は、送り出すワイヤ電極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（矢印Ｂ方向）に付勢するバックテンシ
ョンモータ１１と、バックテンションモータ１１の回転
を停止させる電磁ブレーキ１２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。

【００１５】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。

【００１６】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は一旦停止するので、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２１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。

【００１７】ワイヤ端検出センサ５は、主張力発生機構
３と被加工体１８との間に配置されており、矢印Ｂ方向
に巻き戻されるワイヤ電極１の切断した端部がこのセン
サ５を通過した時に報知するものである。ワイヤ駆動機
構７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を駆動する送りモータ
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とから構成されている。つまり、ワイヤ電
極１は、加工時に駆動ローラ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。

【００１８】ワイヤ処理機構８は、回転刃４１が設けら
れた回転体４２と、この回転体４２を駆動する切断モー
タ４３と、回転体４２と対向して回転刃４１に近接して
設けられた固定刃４４と、使用済みのワイヤ電極１を収
納する回収バスケット４５とから構成されている。

【００１９】このワイヤ処理機構８は、図３に拡大して
示す様に、駆動ローラ３５及びピンチローラ３７とに挟
まれて矢印Ａ方向に送られるワイヤ電極１を、導通管４
７にて固定刃４の下側に導くものであり、このワイヤ電
極１を固定刃４４と回転体４２の回転に伴って矢印Ｃ方
向に回転する回転刃４１とによって挟んで押し切りする
様に構成されている。

【００２０】更に、本実施例の装置には、上述したワイ
ヤ電極１の走行等を制御するために、図４に示す様な電
子制御装置（ＥＣＵ）５０が設けられている。このＥＣ
Ｕ５０は周知のＲＡＭ５０ａ，ＲＯＭ５０ｂ，ＣＰＵ５
０ｃ，入出力ポート５０ｄ及びバスライン５０ｅ等から
なり、入出力ポート５０ｄには、図示しない駆動回路を
介して、前記バックテンションモータ１１，電磁ブレー
キ１２，テンションブレーキ１７，送りモータ３６，切
断モータ４３が接続され、更に、フォトセンサ２１，ワ
イヤ端検出センサ５等が接続されている。

【００２１】そして、本実施例のワイヤ放電加工機のワ
イヤ切断制御装置は、前記ＥＣＵ５０に制御されて、次
の様に動作する。この動作を、図５のフローチャートと
図６の同期領域及び非同期領域の関係を示すグラフに基
づいて説明する。尚、図６（Ａ）は、ワイヤ電極１の送
り指令値に対する送りモータ３６の回転速度の変化を示
し、図６（Ｂ）は、ワイヤ電極１の送り指令値に対する
切断モータ４３の回転速度の変化を示す。

【００２２】本実施例では、被加工体１８の加工時に
は、バックテンションモータ１１がオンとされて、ワイ
ヤボビン１０がワイヤ電極１の走行方向（矢印Ａ方向）
とは逆方向（矢印Ｂ方向）に付勢されるとともに、送り
モータ３６がオンされて、ワイヤ電極１は矢印Ａ方向に
送られるが、特に本実施例では、このワイヤ電極１の送
り速度に応じて、即ちワイヤ電極１の送り速度と同期或
は非同期に、回転体４２の回転速度を調節するものであ
る。

【００２３】まず、両図に示す様に、ステップ（以下ス
テップをＳと記す）１００にて、（例えばオペレータに
よって入力された又は予めＲＯＭ等に記憶された）回転
体４２の回転速度の切換タイミングを読み出して、制御
を切り替えるための切換速度ａ，ｂ（ａ＜ｂ）として設
定する処理を行なう。つまり、低速における第１切換速
度ａ（例えば駆動モータ３６が１秒間に６回転する１．
２Ｈｚ）と、高速における第２切換速度ｂ（例えば駆動
モータ３６が１秒間に１２回転する２．４Ｈｚ）を設定
する処理を行なう。

【００２４】続くＳ１１０にて、ワイヤ電極１の送り速
度（以下ワイヤ送り速度と称す）が、前記第１切換速度
ａ以下であるか否かを判定し、ここで肯定判断されると
Ｓ１２０に進み、一方否定判断されると、Ｓ１３０に進
む。つまり、このＳ１１０では、ワイヤ送り速度が、ワ
イヤ電極１を好適に切断できない様な低い速度領域であ
るか否かをを判定する。

【００２５】Ｓ１２０では、ワイヤ送り速度が低いの
で、回転体４２の回転速度をワイヤ送り速度と同期させ
ることなく、具体的には、図６（Ａ）に示す駆動モータ
３６の回転速度と回転体４２の回転速度を同期させるこ
となく、回転体４２の回転速度を図６（Ｂ）に示す第１
切換速度ａに対応する回転速度ａ’に設定して、一旦本
処理を終了する。これによって、ワイヤ送り速度が極め
て小さく設定された場合でも、回転体４２は所定の適度
な回転速度で回転するので、好適にワイヤ電極１を切断
することができる。

【００２６】一方、Ｓ１３０では、ワイヤ送り速度が、
前記第２切換速度ｂ以上であるか否かを判定し、ここで
肯定判断されるとＳ１４０に進み、一方否定判断される
と、Ｓ１５０に進む。つまり、このＳ１３０では、ワイ
ヤ送り速度が、回転刃４１及び固定刃４４を傷め易い様
な高い速度領域（高速で回転して切断する場合には刃の
寿命が低下する）であるか否かを判定する。

【００２７】Ｓ１４０では、ワイヤ送り速度が高いの
で、つまりワイヤ送り速度と同期した回転体４２の回転
速度が大きいので、回転体４２の回転速度をワイヤ送り
速度と同期させることなく、具体的には、駆動モータ３
６の回転速度と回転体４２の回転速度を同期させること
なく、図６（Ｂ）に示す様に、回転体４２の回転速度を
第２切換速度ｂに対応する回転速度ｂ’に設定して、一
旦本処理を終了する。これによって、ワイヤ送り速度が
極めて大きな場合でも、回転体４２は所定の適度な回転
速度で回転するので、好適にワイヤ電極１を切断するこ
とができ、しかも回転刃４１及び固定刃４４を傷めるこ
とがない。

【００２８】一方、Ｓ１５０では、ワイヤ送り速度が前
記第２切換速度ｂ未満であり、それほど高くないので、
回転体４２の回転速度をワイヤ送り速度に同期させて、
一旦本処理を終了する。つまり、前記Ｓ１１０及びＳ１
３０にて、ワイヤ送り速度が、第１切換速度ａと第２切
換速度ｂとの間の適度な速度であると判断されているの
で、この図６（Ｂ）に示す中間の速度範囲では、回転体
４２の回転速度をワイヤ送り速度に同期させるものであ
る。

【００２９】この様に、本実施例では、回転体４２の回
転速度を、ワイヤ送り速度に応じて変更している。具体
的には、ワイヤ送り速度が小さい場合には、回転体４２
の回転速度をワイヤ送り速度と同期させることなく所定
の第１切換速度ａに対応する回転速度ａ’に保ち、ワイ
ヤ送り速度が適度な大きさ（切換速度ａとｂの間）の場
合には、回転体４２の回転速度をワイヤ送り速度と同期
させ、更に、ワイヤ送り速度が大きい場合には、回転体
４２の回転速度をワイヤ送り速度と同期させることなく
所定の第２切換速度ｂに対応する回転速度ｂ’に保つ制
御を行なっている。

【００３０】これによって、ワイヤ送り速度が低い場合
でも、確実にワイヤ電極１を切断することができるの
で、加工後のワイヤ電極が他の部材の接触して放電する
ことがなく、加工を連続的に行うことができる。また、
ワイヤ送り速度が高すぎる場合には、回転体４２の回転
速度を落とすことによって、回転刃４１及び固定刃４４
の損傷を防止して、両刃４１，４４の寿命を伸ばすこと
ができる。

【００３１】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。例えば、前記実施例の様に同期
領域を設けることなく、ワイヤ送り速度が前記同期領域
であっても、回転体の回転速度を所定の値に設定して非
同期に制御してもよい。また、この所定の設定値は、１
つに限らず複数設定してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかな様に、請
求項１の発明によれば、ワイヤ電極の送り速度が所定範
囲にあると判断された場合には、ワイヤ電極同期切断制
御手段によってワイヤ電極の送り速度と同期して、加工
後のワイヤ電極を切断する。一方、ワイヤ電極の送り速
度が所定範囲にないと判断された場合には、ワイヤ電極
非同期切断制御手段によってワイヤ電極の送り速度と非
同期に、加工後のワイヤ電極を切断することができる。

【００３３】従って、本発明では、ワイヤ送り速度に限
定されず、好適な切断速度でワイヤ電極を確実に切断す
ることができるので、ワイヤ電極の接触・放電による加
工の中断を防止できる。また、ワイヤを切断する構成で
あるので、ワイヤ電極の回収スペースや装置構成をコン
パクトにすることができという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１ の発明を例示する概略構成図であ
る。

【図２】 実施例の装置の全体構成を示す説明図であ
る。

【図３】 ワイヤ処理機構を示す正面図である。

【図４】 実施例の電子制御装置を示すブロック図であ
る。

【図５】 実施例の制御を示すフローチャートである。

【図６】 送り速度指令値とモータの速度との関係を示
すグラフである。

【符号の説明】Ｍ１１ …ワイヤ電極送り手段Ｍ １２…ワイヤ電極切断手段Ｍ １３…ワイヤ電極速度判定手段 Ｍ１４…ワイヤ電極同期切断制御手段 Ｍ１５…ワイヤ電極非同期切断制御手段 １…ワイヤ電極 ２…ワイヤ供給機構 ３…主
張力発生機構 ７…ワイヤ駆動機構 ８…ワイヤ処理機構 １０…
ワイヤボビン ３６…駆動モータ ３５…駆動ローラ ４１…
回転刃 ４２…回転体 ４３…切断モータ ４４…
固定刃

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極と他の電極である被加工体と
   の間に放電を行なって該被加工体の加工を行なうととも
   に、加工後の前記ワイヤ電極の処理のために該ワイヤ電
   極の切断を行なうワイヤ放電加工機のワイヤ切断制御装
   置において、 前記加工後のワイヤ電極を、所定の送り速度で前記処理
   側に送るワイヤ電極送り手段と、 該ワイヤ電極送り手段によって前記処理側に送られた前
   記加工後のワイヤ電極を切断するワイヤ電極切断手段
   と、 前記ワイヤ電極送り手段による前記ワイヤ電極の送り速
   度が、所定範囲内にあるか否かを判定するワイヤ電極速
   度判定手段と、 該ワイヤ電極速度判定手段によって、前記ワイヤ電極の
   送り速度が前記所定範囲にあると判断された場合には、
   該ワイヤ電極の送り速度と同期して、前記ワイヤ電極切
   断手段を駆動して該ワイヤ電極を切断するワイヤ電極同
   期切断制御手段と、 前記ワイヤ電極速度判定手段によって、前記ワイヤ電極
   の送り速度が前記所定範囲にないと判断された場合に
   は、該ワイヤ電極の送り速度と非同期に、前記ワイヤ電
   極切断手段を駆動して該ワイヤ電極を切断するワイヤ電
   極非同期切断制御手段と、 を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ切
   断制御装置。