JP3518574B2 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ電極と被加
工物との間に放電を生じさせることによって被加工物を
加工するワイヤ放電加工装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】ワイヤ放電加工装置に用られるワイヤ電
極は、断面が略真円で直径０．３ｍｍ以下の金属製であ
り、電極リールに巻取られている状態から一端が送り出
されて使用される。電極リールから送り出されたワイヤ
電極には、電極ガイド間に位置する放電加工部において
電力が供給されることにより、ワイヤ電極と金属製の被
加工物との間に存する微小なギャップを介して放電が行
われる。すると、被加工物は放電のエネルギにより溶融
除去されて、所定の形状に加工される。 【０００３】この時、ワイヤ電極自身も一部が溶融して
飛散するため、その形状が変化することにより被加工物
の加工精度が低下しないように、加工中は、常に新しい
ワイヤ電極を連続的に送り出すようにしている。 【０００４】この様なワイヤ放電加工装置（以下、単に
装置と称す）の一例を図３を参照して説明する。図３
は、装置の側面を概略的に示すものであり、図３中右側
が装置の正面側である。基台１上には、取付台２が固定
されており、その取付台２の上には、金属製の被加工物
３が取付けられて固定されるようになっている。 【０００５】また、基台１上には、その基台１上の平面
内において直交するＸ軸（装置の正面における左右方
向），Ｙ軸（装置の側面における左右方向）に沿って移
動可能に構成された直線軌道案内４が設けられており、
その直線軌道案内４には、逆Ｌ字形をなすコラム５が立
設されている。このコラム５の上部において、前方へ向
けて突出するアーム部５ａの基部側の側面には、電極リ
ール６が支持されている。尚、コラム５は、例えば鋳鉄
などで構成されるものである。 【０００６】電極リール６にはワイヤ電極７が巻取られ
ており、そのワイヤ電極７は、一端が引出され、ガイド
ローラ８を介してアーム部５ａの先端側に渡されるよう
になっている。アーム部５ａの先端部には、上部電極ガ
イド９を上下（Ｚ軸方向）に移動させるアクチュエータ
である移動機構１０が設けられている。移動機構１０の
側方にはガイドローラ９ａが取付けられており、ガイド
ローラ８を介して渡されたワイヤ電極７を、略垂直に方
向を変えて下方へと渡すようになっている。 【０００７】一方、コラム５の基端部における装置正面
側には、アーム部５ａの突出方向と同一方向に延びる下
部アーム１１が取付けられており、その下部アーム１１
の先端部には、上部電極ガイド９と対向する位置に下部
電極ガイド１２が設けられている。また、下部電極ガイ
ド１２の側面には、ガイドローラ９ａに対応してガイド
ローラ１２ａが設けられている。 【０００８】そして、ガイドローラ９ａを介して下方へ
と渡されるワイヤ電極７は、上部電極ガイド９及び下部
電極ガイド１２により案内されて、ガイドローラ１２ａ
により装置の背面側（図３中左側）へと渡されるように
なっている。尚、これらのガイドローラ９ａ，１２ａな
どには、ワイヤ電極７に張力を与えるための電磁ブレー
キ機構が組込まれている。 【０００９】具体的には図示しないが、上部及び下部電
極ガイド９及び１２の内部には、ワイヤ電極７に接触し
て放電用の電力を供給するための給電端子が配置されて
いる。また、ガイドローラ９ａ及び１２ａによって張り
渡されたワイヤ電極７は、被加工物３の近傍を通るよう
になっており、この部分は、放電加工部１３を構成して
いる。 【００１０】装置の背面側、即ちコラム５の後部側に
は、ワイヤ切断装置１４が設けられている。そして、ワ
イヤ電極７は、ガイドローラ１２ａから、コラム５の基
端部及びワイヤ切断装置１４に夫々設けられたガイドロ
ーラ１５及び１６を介して、ワイヤ切断装置１４の切断
部１４ａに導入されるようになっている。また、切断部
１４ａの下部には、切断されたワイヤ電極７を回収する
回収容器１７が配置されている。 【００１１】装置の背面側には、マイクロコンピュータ
などを中心に構成される制御装置１８が筐体内に配置さ
れている。制御装置１８は、図示しない入力装置によっ
て作業者により入力される放電加工用の制御プログラム
に従って、直線軌道案内４や移動機構１０の駆動制御、
ワイヤ電極７の送り出し速度の制御、また、ワイヤ電極
７に対する加工用電力の供給制御などを行うようになっ
ている。 【００１２】以上のような構成のワイヤ放電加工装置に
よって被加工物３を放電加工する場合、制御装置１８
は、先ず、移動機構１０を駆動して、被加工物３の大き
さに合わせて上部電極ガイド９をＺ軸方向に移動させ
る。次に、電極リール６に巻取られているワイヤ電極７
を、装置の背面側に設けられている図示しない送り出し
機構によって一定速度（例えば、４０ｍｍ／秒〜３００
ｍｍ／秒程度）で連続的に送り出させると共に、上部及
び下部電極ガイド９及び１２において、ワイヤ電極７に
電力を供給する。 【００１３】そして、直線軌道案内４によりコラム５を
Ｘ，Ｙ軸方向に移動させることにより、放電加工部１３
にあるワイヤ電極７を被加工物３に接近させる。する
と、両者間に放電が生じ、被加工物３は、上述のように
放電のエネルギにより溶融除去されて、所定の形状に加
工される。 【００１４】而して、順次送り出されるワイヤ電極７
は、ワイヤ切断装置１４の切断部１４ａに導入されて、
その先端部が適当な長さで順次切断され、下方に配置さ
れた回収容器１７に回収されるようになっている。 【００１５】 【発明が解決しようとする課題】以上のワイヤ放電加工
装置では、コラム５が直線軌道案内４によって移動さ
れ、取付台２に固定された被加工物３に対して放電加工
部１３が移動することにより、放電加工が進行するよう
になっている。斯様な構成の場合、電極リール６は、通
常、コラム５上部のアーム部５ａの基部付近で支持され
ており、装置正面側からみると、放電加工部１３の後方
に位置するようになっている。 【００１６】この理由は、以下の通りである。即ち、巻
取られているワイヤ電極７が未使用の状態において電極
リール６全体の重量は５〜１０ｋｇであり、ワイヤ電極
７が放電加工の進行に伴って連続的に送り出されて行く
と上記の重量は次第に減少して、最終的には、電極リー
ル６自体の重量である数１００ｇになる。 【００１７】従って、例えば、電極リール６を装置の手
前側に配置した場合には、図４に示すように、加工開始
時には、電極リール６が重いため、コラム５が前側へ傾
き、電極リール６が下方に沈み込んだ状態にあり（二点
鎖線参照）、加工が進むと、電極リール６が軽くなるこ
とに伴い、コラム５が実線で示す状態に戻り、電極リー
ル６が上方に変位することになる。 【００１８】このため、放電加工の進行に従って、被加
工物３に対する放電加工部１３におけるワイヤ電極７の
角度も変位してしまい、加工精度が劣化するおそれがあ
る。また、放電加工中にワイヤ電極７のたるみが生じた
り、変位量が著しい場合には、ワイヤ電極７がガイドロ
ーラから外れてしまうおそれもある。このような事態の
発生を避けるために、電極リール６はアーム部５ａの基
部付近で支持されているのである。 【００１９】しかしながら、上記のように、電極リール
６が放電加工部１３の後方に位置する構成では、例え
ば、電極リール６を交換する場合には、その都度作業者
が装置の後方若しくは側方に移動する必要がある。ま
た、加工前の準備作業中や加工中において、作業者は、
装置の正面側からワイヤ電極７の残量を確認するのが困
難であり、確認するためには同様に移動しなければなら
ず、作業性が良いとは言えなかった。 【００２０】この様な不具合を解消するために、図５に
示すように、コラム５を大形化したコラム５′としてそ
の剛性が十分に確保できるようにした上で、電極リール
６を装置の正面側に配置することも考えられるが、装置
全体が大形化してしまい不経済であり、実用には問題が
ある。 【００２１】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、加工精度を劣化させたり、全体を大
形化させたりすることなく、ワイヤ電極の残量の確認や
電極リールの交換を容易に行うことができるワイヤ放電
加工装置を提供することにある。 【００２２】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のワイヤ放電加工装置は、対向する一
対の電極ガイドを支持するコラムと、前記一対の電極ガ
イド間に供給されるワイヤ電極が巻回された電極リール
と、この電極リールを先端部で支持する電極リール支持
部材とを備え、前記コラムを、基台上において少なくと
も一軸方向に移動可能に構成された直線軌道案内上に設
け、前記電極リール支持部材の基端部を前記コラムの基
部に固定すると共に、前記電極リールを、被加工物が配
置される前面側で且つ前記被加工物が配置されている部
位の真上に配置し、 前記電極リール支持部材に、前記電
極リールより後方側に送り出されるワイヤ電極を前記コ
ラムによって支持される電極ガイドに渡すためのガイド
ローラを備えたことを特徴とする。 【００２３】斯様に構成すれば、一対のワイヤ電極ガイ
ドはコラムで支持され、電極リールは、そのコラムの基
部に基端部が固定された電極リール支持部材の先端部に
よって支持されて、被加工物が配置されるワイヤ放電加
工装置の前面側に配置される。従って、作業者は、ワイ
ヤ電極の残量の確認や電極リールの交換作業などを容易
に行うことができる。 【００２４】そして、放電加工の進行に伴い、電極リー
ルに巻回されているワイヤ電極が送り出され電極リール
全体の重量が次第に軽くなって行く場合でも、その重量
の変化に伴って変位するのは、基端部がコラムの基部に
固定されている電極リール支持部材のみである。従っ
て、上記変位の影響は、コラムで支持された一対のワイ
ヤ電極ガイド間に供給されるワイヤ電極には及ぶことが
ないから、被加工物に対して行う放電加工の精度が劣化
することがない。また、電極リール支持部材の基端部は
コラムの基部に固定されるので、コラムの剛性を従来以
上に高める必要がない。 【００２５】また、コラムを直線軌道案内上に設けたこ
とで、被加工物を固定し、ワイヤ電極側を移動させて放
電加工を行うことができる。従って、放電加工時に被加
工物側が移動するものとは異なり、被加工物側を移動さ
せるためのスペースを装置の周囲に確保する必要がな
く、作業者は、装置周辺での作業をより容易に行うこと
ができる。 【００２６】また、電極リールを、被加工物が配置され
ている部位の真上に配置したので、作業者は、ワイヤ電
極の残量確認や電極リールの交換作業などを一層容易に
行うことができる。 【００２７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図１及び図２を参照して説明する。尚、図３と同一部分
には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分に
ついてのみ説明する。図１は、ワイヤ放電加工装置の左
側面図であり、図２は、同装置の正面図である。尚、図
２においては、図示の都合上、取付台２及び被加工物３
を取除いた状態を示している。 【００２８】電極リール６及びガイドローラ８は、図３
に示すコラム５の各部位から取り除かれている。さて、
電極リール支持部材２１は、図１において一部を破線で
示すように、コラム５の形状に沿った逆Ｌ字形の金属板
で構成されていると共に、その基端部が取付段部２１ａ
として形成されており、その取付段部２１ａが、コラム
５の基部５ｂの右側面においてねじ止めにより固定され
ている（図２参照）。尚、ここで基部５ｂとは、コラム
５の基端からの高さが１／２程度までの部分をいうもの
とする。 【００２９】電極リール支持部材２１は、その先端部分
に、アーム部５ａの先端部にある移動機構１０に対して
所定の間隔を有するよう９０度折り曲げられたリール取
付板２１ｂを有している。リール取付板２１ｂには、ワ
イヤ電極２２が巻取られている電極リール２３が、その
回転軸が装置正面方向を向くようにして、回転自在に取
付けられている。即ち、電極リール２３は、装置の前面
側で、且つ、被加工物３が配置されている部位の真上に
位置するように、電極リール支持部材２１によって支持
されている。 【００３０】また、リール取付板２１ｂの上部には、電
極リール２３から送り出されるワイヤ電極２２を、移動
機構１０のガイドローラ（電極ガイド）９ａに渡すため
のガイドローラ２４が設けられている。尚、上部及び下
部電極ガイド９及び１２の間でワイヤ電極２２が張り渡
されている部分は、放電加工部２５となっている。その
他の構成は、図３と同様である。 【００３１】次に、本実施例の作用について説明する。
被加工物３を放電加工する作用に関しては、基本的に
は、従来技術として示したものと同様である。即ち、制
御装置１８の制御プログラムに応じて、電極リール２３
に巻取られているワイヤ電極２２が一定速度で連続的に
送り出され、放電加工部２５においてワイヤ電極２２に
電力が供給される。そして、直線軌道案内４によりコラ
ム５がＸ，Ｙ軸方向に移動され、放電加工部２５のワイ
ヤ電極２２により、被加工物３が所定の形状に放電加工
される。 【００３２】この場合、電極リール２３は、一端（取付
段部２１ａ）がコラム５の基部５ｂにねじ止め固定され
た電極リール支持部材２１によって支持されている。一
方、放電加工部２５におけるワイヤ電極２２は、コラム
５のアーム部５ａで支持される移動機構１０の側面にあ
るガイドローラ９ａと、基端部がコラム５に取付けられ
た下部アーム１１の側面にあるガイドローラ（電極ガイ
ド）１２ａとによって支持されている。 【００３３】一般に、コラム５の基部５ｂは、コラム５
全体を支える必要から特に大きな剛性が付与されるよう
に構成されるものである。従って、放電加工が進行し
て、電極リール２３に巻取られているワイヤ電極２２が
連続的に送り出され、電極リール２３全体の重量が次第
に軽くなったとしても、図４に示したように変位するの
は、電極リール支持部材２１及び電極リール２３のみで
ある。 【００３４】これに対して、コラム５によって支持され
ている放電加工部２５のワイヤ電極２２は、被加工物３
に対する位置関係が常に一定であり、例え電極リール支
持部材２１及び電極リール２３が変位したとしても、そ
の影響は、ガイドローラ２４と９ａとの間で吸収される
ようになっている。よって、放電加工中にワイヤ電極２
２のたるみが生じたり、ガイドローラから外れてしまう
ことがない。 【００３５】以上のように本実施例によれば、電極リー
ル２３を、取付段部２１ａがコラム５の基部５ｂにねじ
止め固定された電極リール支持部材２１によって装置の
前面側で且つ被加工物３が配置されている部位の真上に
位置するように支持すると共に、放電加工部２５におけ
るワイヤ電極２２を、コラム５のアーム部５ａの先端側
に設けられたガイドローラ９ａと、一端がコラム５の基
部５ｂで支持される下部アーム１１側方にあるガイドロ
ーラ１２ａとによって支持するようにした。 【００３６】従って、作業者は、作業中などでも電極リ
ール２３におけるワイヤ電極２２の残量の確認を容易に
行うことができ、電極リール２３の交換作業も容易に行
うことができる。そして、放電加工の進行と共に、電極
リール２３全体の重量が変化した場合でも、放電加工部
２５におけるワイヤ電極２２の被加工物３に対する位置
関係を常に一定とすることができる。即ち、コラム５に
通常以上の剛性を付与して全体を大形化させることな
く、電極リール２３を装置の正面側に配置した場合であ
っても、放電加工の進行に伴って加工精度が劣化するこ
とがなく、常に高精度の放電加工を行うことが可能であ
る。 【００３７】更に、本実施例によれば、コラム５を、基
台１上においてＸ，Ｙ軸方向に移動可能な直線軌道案内
４上に設けて、被加工物３を取付台２に固定した状態
で、放電加工部２５のワイヤ電極２２側を移動させて放
電加工を行うようにした。 【００３８】従って、被加工物３側を移動させるための
スペースを装置の周囲に確保する必要がないので、作業
者は、装置周辺での作業をより容易に行うことができ
る。また、コラム５と電極リール支持部材２１とは同時
に移動するので、例えば、電極リール支持部材２１の取
付段部２１ａを基台１に固定した場合のように、放電加
工部２５のワイヤ電極２２にたるみが生じたり、ワイヤ
電極２２がガイドローラ９ａから脱落するようなことが
なく、高精度の放電加工を常に安定した状態で行うこと
ができる。 【００３９】加えて、例えば、被加工物３を取付台２に
順次自動的に供給して放電加工を行うようなシステムを
構成する場合には、常に同位置にある取付台２に対し
て、供給する被加工物３の位置合わせを容易に行うこと
ができる。 【００４０】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。電極リール支持部材は、その基端部
をコラム５の基部５ｂの右側面で固定する必要はなく、
左側面で固定しても良い。或いは、例えばリール取付板
２１ｂを、コラム５の左右両側で支持するような形状と
して、その基端部を基部５ｂの左右両側面で固定する構
成としても良い。また、電極リール支持部材は、コラム
と一体に構成しても良い。 【００４１】移動機構１０は必要に応じて設ければ良
く、上部電極ガイド９を固定して、放電加工部２５にお
けるワイヤ電極２２の長さを常に一定としても良い。直
線軌道案内は、Ｘ，Ｙ軸方向に移動可能なものに限ら
ず、少なくともどちらか一軸方向に移動可能なものであ
れば良い。電極リール支持部材２１の取付段部２１ａ
を、図１及び図２に示すようにコラム５の基部５ｂに固
定したのは一例であり、電極リール支持部材の基端部
は、コラムについて基部と称した部位の範囲であれば適
宜位置を変更して固定して良い。その場合、電極リール
支持部材の基端部が固定された部位以下について、電極
リール及び電極リール支持部材を支持し得るようコラム
に十分な剛性を付与すれば良い。 【００４２】 【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載のワイヤ放電加工装
置によれば、一対のワイヤ電極ガイドはコラムで支持さ
れ、電極リールは、そのコラムの基部に基端部が固定さ
れた電極リール支持部材の先端部によって支持されて、
被加工物が配置される前面側に配置される。従って、作
業者は、ワイヤ電極の残量の確認や電極リールの交換作
業などを容易に行うことができる。また、放電加工の進
行に伴い、電極リール全体の重量が次第に軽くなって行
く場合でも、その重量の変化に伴って変位するのは電極
リール支持部材のみであり、上記変位の影響は、コラム
で支持された一対のワイヤ電極ガイド間に供給されるワ
イヤ電極には及ぶことがなく、被加工物に対して行う放
電加工の精度が劣化することがない。この場合、コラム
の剛性を従来以上に高める必要がないので、全体を大形
化させることもない。 【００４３】また、コラムを、基台上において少なくと
も一軸方向に移動可能に構成された直線軌道案内上に設
けたので、被加工物を固定し、ワイヤ電極側を移動させ
て放電加工を行うことができ、放電加工時に被加工物側
が移動するものとは異なり、被加工物側を移動させるた
めのスペースを確保する必要がなく、作業者は、装置周
辺での作業をより容易に行うことができる。 【００４４】更に、電極リールを、被加工物が配置され
ている部位の真上に配置したので、作業者は、ワイヤ電
極の残量確認や電極リールの交換作業などを一層容易に
行うことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例を示すワイヤ放電加工装置の
側面図 【図２】ワイヤ放電加工装置の正面図 【図３】従来技術を示す図１相当図 【図４】電極リールを装置正面に配置した場合に、放電
加工の進行に伴って電極リールが上下方向に変位する状
態を説明する図 【図５】電極リールを装置正面に配置した場合に、コラ
ムの全体の剛性を高めて対応する場合を説明する図 【符号の説明】 １は基台、３は被加工物、４は直線軌道案内、５はコラ
ム、５ｂは基部、９は上部電極ガイド、９ａはガイドロ
ーラ（電極ガイド）、１２は下部電極ガイド、１２ａは
ガイドローラ（電極ガイド）、２１は電極リール支持部
材、２１ａは取付段部（基端部）、２２はワイヤ電極、
２３は電極リール、２４はガイドローラを示す。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 対向する一対の電極ガイドを支持するコ
   ラムと、 前記一対の電極ガイド間に供給されるワイヤ電極が巻回
   された電極リールと、 この電極リールを先端部で支持する電極リール支持部材
   とを備え、前記コラムは、基台上において少なくとも一軸方向に移
   動可能に構成された直線軌道案内上に設けられ、 前記電極リール支持部材の基端部を前記コラムの基部に
   固定すると共に、 前記電極リールを、被加工物が配置される前面側で且つ
   前記被加工物が配置されている部位の真上に配置し、 前記電極リール支持部材に、前記電極リールより後方側
   に送り出されるワイヤ電極を前記コラムによって支持さ
   れる電極ガイドに渡すためのガイドローラを備え たこと
   を特徴とするワイヤ放電加工装置。