JP3582468B2 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤ電極自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置に係り、特にワイヤ電極の自動結線の信頼性を向上させるワイヤ放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動制御装置を備えたワイヤ放電加工装置には、長時間の無人運転に備えてワイヤ電極（以下、ワイヤと称する。）の自動結線機能や自動修復結線機能を備えたものがある。
ワイヤの自動結線機能は、被加工物（以下、ワークと称する。）に対する一つの図形の加工が終了し、次の図形の加工が設定されているとき、ワイヤ放電加工装置が備えた制御装置の指令によって、結線された状態にあるワイヤを一旦切断し、ワイヤをワーク上の新たな加工開始孔位置に移動（実際はワークを移動して加工開始孔を移す）し、この加工開始孔に新たなワイヤを挿通して結線状態を構築する機能である。
また、自動修復結線機能は、一つの図形の加工中に何等かの理由でワイヤが切断（断線）した時、これを検知した制御装置の指令でワイヤの走行方向の上流側に残されたワイヤの先端部を切断して、この先端を加工中のワークの孔（または溝）に再び通して結線状態を修復する機能である。
【０００３】
上記のように、ワイヤ放電加工装置は、長時間の無人運転に備えてワイヤの自動結線機能や自動修復結線機能を備えているが、何れにしても結線の為には、切断されたあと新たに繰り出されてくるワイヤを上部ガイド，ワーク，及び下部ガイドなど、ワイヤ通過上で障害となり得る部分をスムーズに挿通させ、ワイヤ経路末端のワイヤ巻き取りローラーとピンチローラー間まで到達させる必要がある。しかし、これらワイヤ挿通経路上のクリアランスの狭い部分で摩擦負荷が大きかったり、引っ掛かりがあるとワイヤは挿通経路上の一部で挫屈したり経路からはみ出すことがあり、ワイヤの送り出しが停止、即ち結線動作が機能しないといった問題が発生する。
【０００４】
ワイヤ放電加工装置の給電体はワイヤに電力を供給するための電極であるが、加工中に安定した電力供給を維持する為に、ワイヤに給電体を押圧している必要がある。その為一般には、給電体はワイヤ経路上でワイヤにしごきを与える位置で接している。
【０００５】
この給電体によってワイヤがワイヤ経路上でしごかれている為に、上記のワイヤ挿通経路上のクリアランスの狭い部分となり、結線動作でワイヤ挿通上の大きな負荷となり、結線動作を停止に導く要因の一つとなっていた。自動結線の不調は、連続運転の停止を意味し、作業上で大きな支障となる。逆に自動結線を確実且つ迅速に行うことは、生産性を向上し資源を節約することに繋がる。
上記の給電体によるワイヤ経路上での負荷低減として、ワイヤにしごきを与えるサブダイスガイド部分を移動させる手段が特開平７−２４６４６号公報に開示されている。しかしながら、上記方法では加工中のワイヤ経路と自動結線時のワイヤ経路が異なる為、サブダイスガイド上方でのしごき部分での負荷が大きくなるといった問題点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点を解決する為に成されたもので、自動結線機能、あるいは自動修復結線機能を有するワイヤ放電加工装置の結線動作において、ワイヤ挿通上の負荷を軽減し、結線の信頼性を向上させるワイヤ自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係るワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極を自動供給するワイヤ自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記ワイヤ電極の走行経路に沿って上下に移動可能なガイドパイプと、前記ワイヤ電極に接触し電力を供給する給電体と、前記ワイヤ電極の自動供給時に、前記給電体を少なくとも前記ワイヤ電極径分退避させる退避装置を備えたワイヤ放電加工装置において、
前記退避装置は、前記ガイドパイプの下降時の推進力により前記給電体を退避させる構成としたものである。
【０００８】
第２の発明に係るワイヤ放電加工装置は、第１の発明に係る退避装置を、ワイヤ電極径により選択的に給電体を退避させる構成としたものである。
【０００９】
第３の発明に係るワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極を自動供給するワイヤ自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記ワイヤ電極の走行経路に沿って上下に移動可能なガイドパイプと、前記ワイヤ電極に接触し電力を供給する給電体と、前記ワイヤ電極の自動供給時に、前記給電体を少なくとも前記ワイヤ電極径分退避させる退避装置を備えたワイヤ放電加工装置において、
前記ガイドパイプの下降に伴う信号を前記退避装置に与えると共に、前記退避装置の退避制御を司る制御装置を備え、
前記退避装置を、ワイヤ電極径により選択的に給電体を退避させる構成としたものであることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１におけるワイヤ放電加工装置の構成について図１を用いて説明する。図１において、１はワイヤ、２は被加工物、３はワイヤ１を供給するワイヤボビン、４および５はワイヤ１の走行経路を変換するプーリ、６は張力制御装置、７は張力制御装置６が接続されたキャプスタンローラ、８および９はキャプスタンローラ７と一対であるピンチローラ、１０はプーリ５とピンチローラ８間のワイヤ経路上にあるワイヤ１のたわみを吸収するたわみ取りプーリ、２６および２７はワイヤ１を拘束するガイドダイスである。１１は上部ワイヤガイド、１２は下部ワイヤガイド、１３は被加工物２の上方から加工液を噴出する上部加工液ノズル、１４は同様に被加工物２の下方から加工液を噴出する下部加工液ノズルであり、１５は被加工物２の加工時に、下部ワイヤガイド１２を通過したワイヤ１の走行方向を変換するローラ、１６はガイドパイプ、１７はワイヤ１を挟持し、ワイヤ１を巻き上げる巻き上げローラである。なお、１００は後述する上部給電体３０に駆動信号を与え、駆動力を付与する制御装置である。
【００１１】
上記のように構成されたワイヤ放電加工装置において、ワイヤ１はワイヤボビン３から送り出され、プーリ４およびプーリ５によって方向変換され、たわみ取りローラ１０、後述する張力制御部２００、同じく後述するワイヤ自動供給装置本体３００、上部ワイヤガイド１１を通り、被加工物２との間で放電加工を行った後、下部ワイヤガイド１２、ローラ１５、ガイドパイプ１６を通り、巻き上げローラ１７によって巻き上げられ、回収箱（図示せず）に回収される。一方、加工液供給装置（図示せず）よりイオン交換水が高圧ポンプ（図示せず）により上部加工液ノズル１３および下部加工液ノズル１４に供給され、このイオン交換水は、上部および下部加工液ノズル１３，１４からワーク２の加工部に対してワイヤ１と同軸状に噴出される。
【００１２】
張力制御部２００は、張力制御装置６、ピンチローラ８、キャプスタンローラ７、ピンチローラ９から構成され、ピンチローラ８およびピンチローラ９はキャプスタンローラ７にワイヤ１が十分な摩擦力をもって接触することができるようにワイヤ１を押さえ込むローラである。なお、張力制御装置６は、ここでは例えばトルクモータを用い、加工時には、ワイヤ１の送り方向と反対方向に一定のトルクに制御されることにより、キャプスタンローラ７を介してワイヤ１を一定の張力に制御するものである。また、張力制御装置６のトルクモータにサーボモータを使用し、送り速度をタコジェネレータまたはロータリーエンコーダ等でフィードバックすることにより、自動結線時にはワイヤ１を送り出す方向あるいは巻き戻しを行う方向に一定速度になるようキャプスタンローラ７の回転を制御することができる。
【００１３】
次に、ワイヤ自動供給装置本体３００の構成について説明する。図１において、２０はワイヤ自動供給装置本体３００内のワイヤ１の挿通経路を拘束するガイドパイプ、２１はガイドパイプ２０を空気圧により上下に昇降させるリニアシリンダ、２２は上部ワイヤガイド１１からワーク２の加工開始穴、下部ワイヤガイド１２までの間のワイヤ１の挿通を拘束するための流体柱、例えば水柱を形成させるジェットノズルである。ワイヤ自動結線動作が開始されると、後述する切断通電部にあるワイヤ１の先端が、一定速度で回転制御されるキャプスタンローラ７により送り出される（図１中では右回転）。同時にガイドパイプ２０が下降して、ガイドパイプ２０の先端が上部ワイヤガイド１１の近傍に達する機構となっている。前記キャプスタンローラ７の送り出しにより、ワイヤ１の先端は、ガイドパイプ２０の中を通過し、上部ワイヤガイド１１、ジェトノズル２２を通過した後はワーク２の加工開始穴を通り、下部ワイヤガイド１２に達するまではジェットノズル２２から噴出された流体、例えば水によって拘束される。さらに、ローラ１５によってほぼ９０度に方向変換された後、回収パイプ１６内を通り、巻き上げローラ１７に達した際に自動結線が完了する。
【００１４】
ところで、ワイヤ自動供給装置には、自動結線の機能に加えて、ワイヤ断線時および加工終了時に自動的にワイヤ電極１を切断する自動切断の機能を有するのが一般的で、２３はその切断通電部、２４は切断用キャプスタンローラ、２５は切断用ピンチローラである。キャプスタンローラ７と切断用キャプスタンローラ２４および切断用ピンチローラ２５との間で張力を与えながら、切断通電部２３の一対の給電体間に電流を流すことにより、切断通電部２３の近傍でワイヤ１を溶断する。溶断後、切断通電部２３から下方に残ったワイヤ１の切りかすは、前記切断用キャプスタンローラ２４およびピンチローラ２５並びに巻き上げローラ１７により上部ワイヤガイド１１および加工部から排出される。
【００１５】
次に、この発明の実施の形態１における給電体可動機構について、図２を用いて説明する。図２において３０は上部給電体、３１は上部ガイドブロック、３２はシリンダ、３３は第１のサブガイド、３４は第２のサブガイド、３５はばねである。図中、ガイドパイプ２０は通常リニアシリンダ２１により上限に位置し、ガイドパイプ２０と上部ガイドブロック３１の間でワイヤ１を拘束していない。これは前記切断通電部との干渉を防ぐなどの為であるが、自動結線工程においては、ガイドパイプ２０はリニアシリンダ２１により下方に移動し、上部ガイドブロック３１との間でワイヤ１を拘束する。ガイドパイプ２０の下限位置は第１のサブガイド３３に押し当てられることにより決定する。第１のサブガイド３３も上部ガイドブロック３１の中で上下に移動可能で、ばね３５により通常は上部ガイドブロック３１の上限に位置する。
【００１６】
一方、放電加工を行う際には図３（１）に示すように、ワイヤ１に電力を供給する為に、上部給電体３０はシリンダ３２によりワイヤ１に押し当てられている。上部給電体３０がワイヤ１に対し一定の角度で接する為に、上部給電体３０の上下には第１のサブガイド３３と第２のサブガイド３４がそれぞれワイヤ１を拘束している。
【００１７】
次に、自動結線工程における給電体可動機構の動作について説明する。図３（２）において上部給電体３０は側方から力を受けることにより水平方向に移動可能な構造である。先ず、制御装置により上部給電体３０を上部ガイドブロック３１の内面（図３（２）では左方）に押し当てていたシリンダ３２を納める。これにより上部給電体３０は側方からの力から開放される。そしてリニアシリンダ２１を駆動し、ガイドパイプ２０を下げて第１のサブダイス３３に押し当てる。（図３（３）参照）
第１のサブダイス３３はそれまで上部ガイドブロック３１の上限に位置していたが、ガイドバイプ２０により上方から力を受けると、ばね３５は縮み上部ガイドブロック３１内に押し込められる。これに連鎖して第１のサブダイス３３の底面にある突起が上部給電体３０に衝突するが、上部給電体３０は水平方向のみに移動可能であり、第１のサブダイス３３の突起が接触する面は図の通りＲを成している為に、上部給電体３０が上方から受けた力は水平方向に変換され、シリンダ３２の方向（図３（３）では右方）へ押し戻される。（図３（４）参照）
ガイドパイプ２０がリニアシリンダ２１により下限にある限り、第１のサブガイド３３と第２のサブガイド３４との間にワイヤ挿通の障害がなく、円滑にワイヤ１が通過可能な状態となる。
【００１８】
上記の状態でワイヤ１がキャプスタンローラ７により送り出され、上部ワイヤガイド１１、被加工物２、下部ワイヤガイド１２、下部ローラ１５の順に挿通されてワイヤ回収機構１７に到達した際、今度は先ずリニアシリンダ２１を先程とは逆方向に駆動し、ガイドパイプ２０を上限に位置する。すると上方からの力が解放された第１のサブダイス３３は、ばね３５により再びこれも上限に復帰する。（図３（２）参照）
続いて一定の時間をおいてシリンダ３２を駆動して、上部給電体３０をワイヤ経路に張り出させ、放電加工可能な状態をとる。（図３（１）参照）
【００１９】
実施の形態２．
次に図１〜図３を用いて実施の形態３について説明する。図１〜図３において、上部給電体３０がワイヤ経路から退避すると、上部ガイドブロック３１の内面と上部給電体３０の間に隙間が広がるので、特に細い径のワイヤ１を使用する場合にはワイヤ１に元々存在する若干の湾曲により、自動結線工程のワイヤ送り出しの際に、ワイヤ１の先端がこの隙間に引っかかり、逆にワイヤ挿通の支障となることがある。そこで制御装置１００によりシリンダ３２を所定のワイヤ１を使用する時のみ、選択的に駆動してもよい。この場合、シリンダ３２の押圧力を開放しないようにして上部給電体３０を上部ガイドブロック３１の内面に押圧したまま自動結線を行う。リニアシリンダ２１が駆動してガイドパイプ２０が下方に移動し、第１のサブダイス３３に上方から力が加わった際、このサブダイス３３の底面にある突起は上部給電体３０に衝突するものの下限まで移動できない。これは構造上、上部給電体３０の移動可能な水平方向の力を付与するシリンダ３２の押圧力が、ガイドパイプ２０による下向きに受けた力に基づき上部給電体３０を側方へ退避させようとする第１のサブダイス３３の押圧力より大きくなるように構成されているためである。つまり制御装置により、所定のワイヤ１を使用する時のみ選択的に上部給電体３０の退避を行うことができる。
【００２０】
実施の形態３．
次に図４を用いて実施の形態３について説明する。図４において、３６は上部給電体３０に固定されたホルダー、３７はシリンダ３２のロッドの先端に固定された押え板である。放電加工を行う際には、シリンダ３２が伸びて押え板３７は上部給電体３０をワイヤ１に押圧している。一方自動結線工程では、制御装置１００の出力信号に基づいてシリンダ３２を縮め、これにより押え板３７は上部給電体３０から離間するが、押え板３７の上部はホルダー３６と連結している為に上部給電体３０共々側方（ワイヤ電極とは反対方向）へ退避する。即ち、ガイドパイプ２０の下降する推進力を利用しないで上部給電体３０を退避させる機構である。
なお、この実施の形態３においても、前記実施の形態２で説明したと同様に、制御装置により、所定のワイヤ１を使用する時のみ選択的に上部給電体３０の退避を行うことができることは言うまでもない。
【００２１】
実施の形態４．
上記各実施の態様においては、上部加工液ノズル１３から下部加工液ノズル１４に向ってワイヤ１を挿通する場合について説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、必要に応じて下部加工液ノズル１４から上部加工液ノズル１３に向ってワイヤ１を挿通する場合にも適用できることは勿論である。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明のワイヤ放電加工装置は、ワイヤ経路の直線状に張り出している給電体が、ガイドパイプの下降時の推進力により、ワイヤ経路から離れる方向へ移動し、ワイヤガイドを含むワイヤを拘束する部品全てが同一直線状に並ぶことを実現し、ワイヤ挿通負荷がを軽減でき、自動結線の信頼性を高めることが可能となる。
【００２３】
第２の発明のワイヤ放電加工装置は、前記第１の発明の効果に加え、退避装置を、ワイヤ径により選択的に給電体を退避させる構成にすることにより、自動結線工程において給電体の退避によって生じる隙間に、ワイヤの持つ湾曲等に基づきワイヤ先端が引っ掛かることを防止し、自動結線の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
第３の発明のワイヤ放電加工装置は、制御装置により、使用するワイヤに応じて給電体の退避を選択可能としたので、自動結線工程において給電体の退避によって生じる隙間に、ワイヤの持つ湾曲等に基づきワイヤ先端が引っ掛かることを防止し、自動結線の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例の要部を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例の動作を示す断面図である。
【図４】この発明の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ電極、２０ ガイドパイプ、３０ 上部給電子、３１ 上部ガイドブロック、３２ シリンダ、３３ 第１のサブダイス、３４ 第２のサブダイス。

Claims (3)

1. ワイヤ電極を自動供給するワイヤ自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記ワイヤ電極の走行経路に沿って上下に移動可能なガイドパイプと、前記ワイヤ電極に接触し電力を供給する給電体と、前記ワイヤ電極の自動供給時に、前記給電体を少なくとも前記ワイヤ電極径分退避させる退避装置を備えたワイヤ放電加工装置において、
   前記退避装置は、前記ガイドパイプの下降時の推進力により前記給電体を退避させるものであることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 退避装置は、ワイヤ電極径により選択的に給電体を退避させるものであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
3. ワイヤ電極を自動供給するワイヤ自動供給装置を備えたワイヤ放電加工装置であって、前記ワイヤ電極の走行経路に沿って上下に移動可能なガイドパイプと、前記ワイヤ電極に接触し電力を供給する給電体と、前記ワイヤ電極の自動供給時に、前記給電体を少なくとも前記ワイヤ電極径分退避させる退避装置を備えたワイヤ放電加工装置において、
   前記ガイドパイプの下降に伴う出力信号を前記退避装置に与えると共に、前記退避装置の退避制御を司る制御装置を備え、
   前記退避装置は、ワイヤ電極径により選択的に給電体を退避させるものであることを特徴とするワイヤ放電加工装置。

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