JP4037490B2 - Wire cut electric discharge machine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤカット放電加工機に係り、さらに詳しくは、自動挿通中にワイヤ電極のテンションを検出し、そのテンションの増加によってワイヤ電極の自動挿通の完了を判定する構成を備えたワイヤカット放電加工機に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動挿通装置を備えた従来のワイヤカット放電加工機のワイヤ電極の走行経路に沿った構成を図6の模式図によって概説す。ワイヤ電極1がワイヤボビン10から供給され、ブレーキローラ121とこれに組となるローラ122に巻回された後、断線検出リミットスイッチ130を通過して、方向変換ローラ115を経由し、送り出しローラ141とこれに組となるピンチローラ142との間に挟持される。そして座屈検出器150を通過して、昇降する自動挿通パイプ61に通された後、被加工物Wの上下に位置する上側ガイドユニット71と下側ガイドユニット72とに張架されている。そして方向変換ローラ75と案内ブロック76によって方向変換され、ベルトあるいは、パイプであるワイヤ電極搬送手段77を通って、引き取りローラ81とその組となるピンチローラ82との間に引き取られ、回収バケット90に排出される。なお断線検出リミットスイッチ130は、ワイヤ電極1が断線したときにワイヤ電極1のテンションが喪失して弛んだことをリミットスイッチで検出する装置である。
【0003】
要部をさらに説明すると、ピンチローラ142が、エアーシリンダ等の開閉機構144によって送り出しローラ141に対して開閉し、かつこれを押圧するように構成されている。そして送り出しローラ141を駆動する送り出しモータ143が、自動挿通するときにワイヤ電極1を下流に向けて送り出し、自動挿通が失敗したときにワイヤ電極1を上流に巻き上げるように逆転する。座屈検出器150は、ワイヤ電極1の直径より充分大きい内径のリング状の電気の良導体からなり、自動挿通の際にワイヤ電極1の挿通が何らかの理由で阻害されてワイヤ電極1が撓み(座屈)を生じた場合に、ワイヤ電極1と座屈検出器150との間に適宜印加してある電圧によってワイヤ電極1と座屈検出器150とが電気的に短絡することを検出するものである。自動挿通パイプ61は、図示省略した給液手段によって液流が供給された場合に、その下端からジェット液流を下方へ噴出できるようになっている。また図示省略した昇降装置によって自動挿通パイプ61が昇降可能に構成されており、自動挿通パイプ61が下降する時に送り出しローラ141がワイヤ電極1を略同一の速度で送り出すように構成されている。また自動挿通パイプ61が上昇した位置にあるとき、ワイヤ電極1の先端を切断するカッタ67やその切断片を排除する先端処理装置68を備えている。上側ガイドユニット71や下側ガイドユニット72には、図示省略したワイヤ電極1を摺動自在にガイドするワイヤガイドが内蔵されており、特に上側ガイドユニット71のワイヤガイドは、開閉するように構成されている。
【0004】
走行するワイヤ電極1にかけられるバックテンション、テンションおよび走行速度は、次のように制御される。トルクモータであるバックテンションモータ11が、所定のトルクをワイヤボビン10に負荷することにより、バックテンションが付与される。これによって、ワイヤボビン10とブレーキローラ121との間で走行しているワイヤ電極1に弱いテンションがかけられるので、ワイヤ電極1が走行中に断線してもこの走行経路から外れたりしない。また、パウダーブレーキまたはヒステリシスブレーキであるブレーキ123が設定したブレーキ力をブレーキローラ121に付与しており、これに巻回されて走行するワイヤ電極1のテンションが制御される。さらに引き取り装置80では、スピードコントロールモータである引き取りモータ83が引き取りローラ81の回転速度を制御することによって、ワイヤ電極1の走行速度が制御される。ここでピンチローラ82は、ばねを有する押圧機構84によって引き取りモータ83に押しつけられている。
【0005】
以上の構成にての自動挿通は、放電加工を開始するときに、または放電加工中にワイヤ電極が断線したときに、ワイヤ電極1の端部を回収バッケト90まで通すために行う。先ずワイヤ電極1の先端がカッタ67によって自動挿通パイプ61の先端に略一致するように切断されてから自動挿通が開始される。そして上側ガイドユニット71のワイヤガイドを開いた状態で、自動挿通パイプ61からジェット液流を噴出しながら、自動挿通パイプ61を被加工物Wの上面まで、または下側ガイドユニット72近くまで下降させる。このときブレーキローラ121のブレーキ力を解除し、またバックテンションモータ11のバックテンションも通常は解除しておいて、送り出しローラ141とピンチローラ142とによってワイヤ電極1を強くクランプしながら、ワイヤ電極1の切断した端部を下流に送り出す。この端部の送り出し速度は、自動挿通パイプ61の下降速度と略同一の低速度である。なおブレーキローラ121のブレーキ力及びバックテンションモータ11のバックテンションを解除しておくのは、後述するように、この送り出しによってワイヤ電極1に損傷を与えるのを最小限に押さえるためである。自動挿通パイプ61が下降しきったら、これを停止して、ワイヤ電極1を同じ速度でさらに送り出す。するとワイヤ電極1の端部は、方向変換ローラ75と案内ブロック76の箇所で方向変換され、さらにワイヤ電極搬送装置77に搬送され、ついには引き取りローラ81とピンチローラ82との間に引き取られる。そして自動挿通を開始した後一定時間経過後に送り出しローラ141のピンチローラ142をアンクランプし、ブレーキローラ121のテンションを段階的に上昇して、ワイヤ電極1にかかったテンションを所望のテンションに順次上昇する。すると断線検出リミットスイッチ130の箇所でのワイヤ電極1のテンションが上昇し、断線検出リミットスイッチ130の断線信号が解除される。これを自動挿通の成功として検出していた。一方挿通が滞った不都合は、座屈検出器150によって検出していた。
【0006】
このようにして自動挿通を行っているので、次のような問題があった。送り出しローラ141とピンチローラ142とが小径に形成されており、かつピンチローラ142で強く挟んで強い送り力でワイヤ電極1を送り出している。このために、
▲1▼自動挿通完了に伴うワイヤ電極1のテンション変化や速度変化を送り出しローラ141の上流で検出するのが難しく、自動挿通の成否を一定時間経過後に送り出しローラ141のピンチローラ142を開放してから判定せざるを得なかった。そして判定のための設定時間がある程度余裕を見越した時間に設定せざるを得なかった。また判定動作において送り出しローラ141のテンションを順次上げる時間も必要であったので、自動結線作業に費やされる時間が長かった。
▲2▼送り出しローラ141とピンチローラ142とのはさみ具合によりワイヤ電極1に曲がり癖を生じることがあった。また挟持力が不十分であるとワイヤ電極1がスリップして送り出しローラやピンチローラのローラ面に摩耗を生じることもあった。
▲3▼自動挿通時のワイヤ電極1の送り出し速度を高速に送り出す場合には、座屈等を検出したときにワイヤ電極1の送り出しをできるだけ速く停止できなければならないが、ワイヤ送り出しモータ141にサーボモータ等の高応答性のモータを使用していない場合には、急停止が困難であった。また、送り出しローラ141にかかる負担を小さくするために、バックテンションモータ11をフリーにしていたから、たとえ送り出しローラ141を急停止しできたとしても、その上流でワイヤ電極1が慣性で送り出されて、該ワイヤがワイヤ走行経路から外れてばらけることがあった。
【0007】
一方、特開平2−243222号公報には、送り出しローラ(第1の送りローラ)の上流に第2送りローラとワイヤ電極のテンションを検出してこれを制御するためのテンションセンサとを備えた放電加工機が提案されている。このような放電加工機にあっては、第2送りローラによって送り出されたワイヤ電極は、ワイヤリールにかけられたバックテンションをほとんど打ち消しているので、上記の▲2▼の問題は概ね解消されている。しかしながら、上記の提案では、自動挿通にかかわる精密制御の主役は第1の送りローラとしている。また自動挿通が成功したかどうかの判定を行うことについては提案されてない。
【0008】
また、面質のよりよい仕上げが要求される加工やより細線のワイヤ電極を使用する加工に対応するために、ワイヤ電極のテンションを検出し、これをフィードバック制御して、より精密にワイヤ電極のテンションを制御するワイヤカット放電加工機の開発が重要な課題となっており、そのために多数の提案がなされている。例えば、特開昭和57−57211特開平1−199726号公報、特開平2−152726号公報、特開平2−224925号公報、特願平9−70732号公報等がある。しかしながら、自動挿通動作の挿通完了を判定することについて提案されていない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、自動挿通動作中にワイヤ電極をサーボ送り出しローラによって高速に送り出すとともに、そのテンションをテンション検出手段により検出して、このテンション値が所定の判定基準値を超えると、自動挿通が完了したと判断し、サーボ送り出しモータがワイヤ電極をテンション制御するように切り替えて、ワイヤ電極の自動挿通の完了をより速く判定して自動挿通を終了するワイヤカット放電加工機を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前述の目的は、(1)バックテンションが付与可能なワイヤボビンと、前記ワイヤボビンに貯留されたワイヤ電極をローラの周面に巻き回しつつ、前記巻き回しの入口側および出口側でピンチローラとの間で前記ワイヤ電極を押圧狭持しながら前記ワイヤボビンから下流に送り出すサーボ送り出しローラと、前記サーボ送り出しローラにより送り出されたワイヤ電極を上側ガイドユニットから下側ガイドユニットにジェット液流によって挿通する自動挿通手段と、前記自動挿通手段により上側ガイドユニットおよび下側ガイドユニットに挿通されたワイヤ電極を引き取るとともに、前記引き取ったワイヤ電極を回収バケットに排出する引き取り装置と、前記ワイヤ電極のテンションを検出するテンション検出手段と、前記テンション検出手段の下流側に設けられ、自動挿通動作中において前記ワイヤ電極の走行速度に一致して連れ回りしピンチローラとの間で前記ワイヤ電極を押圧狭持しつつ前記テンション検出手段近傍のワイヤ電極の弛みを解消する程度の補助的な送り出しをする補助送り出しローラと、自動挿通動作中に数値制御装置からの指令によってワイヤ電極の挿通状態を少なくとも前記テンション検出手段によって前記引き取り装置にワイヤ電極が引き取られた後に検出して、前記テンション検出手段によって検出したワイヤ電極のテンション値が所定の判定基準値を超えた場合に自動挿通を完了したと判定する挿通判定回路部と、自動挿通動作中に前記数値制御装置からの指令によって前記サーボ送り出しローラのモータを制御してワイヤ電極を送り出す一方、前記挿通判定回路部が挿通完了したと判断した場合に、前記サーボ送り出しローラのモータによるワイヤ電極のテンション制御に切り替える制御を行う切替回路部と、を備えたことにより、達成できる。
【0011】
また(2)、前記(1)において前記テンション検出手段が、前記サーボ送り出しローラと前記補助送り出しローラとの間に配置され、走行するワイヤ電極を押圧するガイドローラを片持ち梁の先端に備え、該ワイヤ電極のテンションによる反力によって前記片持ち梁に生ずる曲げを歪みゲージによって検出するように構成したことによっても達成できる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について以下説明する。図1は、ワイヤ電極の走行経路に沿った構成を模式的に示すもので、図6にて説明した構成と共通なものは、その説明を省略する。本発明は、ワイヤ電極1のテンションをサーボモータで制御するものであり、サーボ送り出しローラ21は、図6のブレーキローラ121と送り出しローラ141とに相当する。サーボ送り出しローラ21とこれを駆動するサーボ送り出しモータ23とテンション検出手段30とを少なくとも備えたワイヤカット放電加工機において採用されるものである。
【0018】
ワイヤボビン10から供給されたワイヤ電極1は、方向変換ローラ15a、15b、15cを経由してサーボ送り出しローラ21に巻回されている。ワイヤボビン10には、自動挿通中においてもバックテンションモータ11によってバックテンションがかけられている。それで自動挿通動作中に座屈が発生して、サーボ送り出しローラ21を急停止した場合に、ワイヤボビン10が慣性で回転してワイヤ電極1が弛み、該ワイヤがその走行経路から外れてばらけることがない。大径に形成されたサーボ送り出しローラ21がピンチローラ22aとピンチローラ22bとによって、入口側と出口側の少なくともその2箇所の位置で押圧されているので、ワイヤ電極1がサーボ送り出しローラ21に対してスリップすることなく所望のテンションであるいは速度で下流へ送り出される。サーボ送り出しローラ21は、サーボモータであるサーボ送り出しモータ23によって駆動され、後述するようにワイヤ電極1を必要に応じて所定速度で送り出したり、一定のテンションにテンション制御したり、急停止したりする。ここで注意すべきことは、後述するようなワイヤ電極1を高速で送り出して自動挿通する動作(以下高速自動挿通という。)を実行している場合に、サーボ送り出しローラ21がワイヤ電極1を所定速度で下流に送り出すだけでテンション制御をしていないので、サーボ送り出しローラ21の下流ではワイヤ電極1にテンションがかからず、自動挿通パイプ61のジェット液流による僅かな引っ張り力や補助送り出しローラ41による僅かな引っ張り力がかかるだけで、そのテンションは僅かである。
【0019】
次にワイヤ電極1は、後述するテンション検出手段30のガイドローラ31にかけられ、ここで向きを鉛直方向に変えて、補助送り出しローラ41とこれに組となるピンチローラ42との間に挟持される。上記したように高速自動挿通動作の実行中に、サーボ送り出しローラ21の下流でワイヤ電極1にテンションがほとんどかかっていない。それで補助送り出しローラ41の送り出し力は、その上流、すなわちテンション検出手段30の近傍で、ワイヤ電極1が弛まないようにする程度の補助的な小さい送り出し力であればよいから、この補助送り出しモータ43は、非常に小さい出力のACモータが採用される。また補助送り出しローラ41に対して開閉し、押圧するピンチローラ42の開閉機構44の押圧力も非常に小さいものでよいから、例えば小径のエアーシリンダによって開閉するものにする。従って補助送り出しローラ41の回転速度は、常にワイヤ電極1の走行速度に一致して連れ回りする。こうしてピンチローラ42が閉じている場合にあっても、補助送り出しローラ41を境にして上流、下流のワイヤ電極1のテンションがほとんど差がないので、高速自動挿通中に、下流でのワイヤ電極1のテンション変化を上流のテンション検出手段30で正確に検出することが可能となり、自動挿通中にワイヤテンションを常時検出することができるようになる。また補助送り出しローラ41の箇所でワイヤ電極1に曲げ癖を付ける等の不具合も皆無にすることができる。なお、補助送り出しローラ41とピンチローラ42とは、本実施例の形態に限定されず、例えば、ワイヤ電極1を僅かに隙間を持って拘束し、圧縮空気をワイヤの送り方向にスリットから噴出するリング状のガイド等であっても良い。またテンション検出手段30を別途にサーボ送り出しローラ21の下流に備えない場合には、テンション検出手段30の箇所でワイヤ電極1の走行抵抗が発生しないから、補助送り出しローラ41とピンチローラ42とを備えなくともよく、ワイヤ電極1を座屈検出器51に抵抗なくガイドできるものであればよい。
【0020】
図2に示すようにテンション検出手段30は、ガイドローラ31と、それを軸支するブロック32と、このブロック32を先端に取り付けるとともに基部で固定ベース34に固定された片持ち梁である板ばね33と、この板ばね33に張り付けられた歪みゲージ35とからなる。ガイドローラ31は、他の方向変換ローラ15と同様にワイヤ電極1を外れないように押圧するV字形の溝を備え、板ばね33に対して充分剛性のあるL字形ブロック32の一端で軸36によって回転自在に軸支される。このような構成にてガイドローラ31がワイヤ電極1を押しつけるような位置で、固定ベース34が放電加工機に取り付けられるので、テンションが板ばね33に曲げを生ずる。この曲げによる応力を、板ばね33の表裏にそれぞれ2枚ずつ張り付けられた4枚の歪みゲージ35によって検出する。なおテンション検出手段30の構成は、本実施例の形態に限定されるものではない。またワイヤ電極1のテンションをサーボ送り出しローラ21の下流に実際に配置して検出する検出手段に限らず、ワイヤ電極を送り出すサーボモータ、送り出しモータあるいは引き取りモータ等における送り出しの負荷または引き取りの負荷を、例えば電流値の変動量としてあるいはモータ軸のねじり変形量として検出し、これをテンションとして換算して検出するものであってもよい。
【0021】
次に、ワイヤ電極1は、座屈検出手段50である適宜離隔した第1の座屈検出器51と第2の座屈検出器52を通過する。これら各々は、従来例と同様な構造であるが、第1の座屈検出器51は、固定され、第2の座屈検出器52は、後述する自動挿通手段60に取り付けられて昇降する。こうすることによって上下いずれの側の座屈検出器でも座屈を検出できるから、その質量が小さい極細線であっても座屈を検出しやすくできる。なお、座屈検出手段50は本実施例に限定されず、自動挿通が失敗してワイヤ電極の走行が滞ったことを電気的接触あるいは短絡で検出するものであればよい。また、前述の負荷変動からでも検出可能である。
【0022】
自動挿通手段60は、以下のように構成される。従来と同様な自動挿通パイプ61の上部に把持装置65を備え、その直上に第2の座屈検出器52を備え、これらが昇降する昇降台62に固定されている。把持装置65は、ワイヤ電極1をクランプできればよく、例えば小型のエアシリンダ65aのロッド先端でワイヤ電極を押さえて把持する機構を採用することができる。エアシリンダ駆動でフィンガが開閉する機構でもよい。また昇降台62は、エアーシリダ63によって昇降する構成である。ここで昇降台62は、エアーシリンダ63による昇降に限定されず、モータによって昇降されるものであってもよい。この別の実施形態で後述するような自動挿通パイプ61の下降とワイヤ電極1の送り出しを一緒に行う場合、自動挿通パイプ61の下降速度がワイヤ電極1の送り出し速度に一致するように昇降モータを回転させるので、後記するようなサーボ送り出しモータ23のテンション制御が必要ない。なお自動挿通手段60として、昇降する自動挿通パイプ61を例に挙げて説明したが、上側ガイドユニット71にノズルを内蔵し、このノズルからジェット液流を噴出して自動挿通するジェットノズル方式の自動挿通手段を採用する場合にも、本発明の方法を採用することができる。パイプジェット方式とノズルジェット方式との違いによる変更部分は、本発明の設計変更事項である。
【0023】
自動挿通手段60から下流の構成は、従来例と同様であるから以下この説明を省略し、図3によって、サーボ送り出しモータ23、テンション検出手段30、座屈検出器51、52等の自動挿通に関係する制御装置のブロック構成の説明をする。通常、ワイヤ電極1の走行速度とテンションとは、加工プログラムとして数値制御装置300に入力されているので、この数値制御装置300が、引き取りモータ83によってその走行速度を制御し、サーボ送りモータ23によってそのテンションを制御する。そして、数値制御装置300がワイヤ送り出し制御部310を制御し、このワイヤ送り出し制御部310が、サーボ送り出しモータ23を制御するドライバ320を制御する。すなわちワイヤ送り出し制御部310はワイヤ電極のテンションを制御するテンション制御回路部を備えている。本発明では、これに加えて、自動挿通動作中に自動挿通の完了を判定し、完了信号を出す挿通判定回路部315と、自動挿通動作中にサーボ送り出しモータ23を速度制御をするか、テンション制御するかを切り替える切替回路部316を備えている。なお各回路部は、ソフトウエアにより演算処理されるものが好適である。
【0024】
テンション制御回路部は、数値制御装置300からのテンション設定値信号TSとテンション検出手段30により検出したテンション検出値TMとを比較演算してテンション偏差TDを出力する加算回路部312と、このテンション偏差TDを速度偏差SDに換算して出力するするテンション補償回路部313、及び、数値制御装置300からの速度設定値信号SSとテンション設定値信号TSとから基準速度指令SRを出力する基準速度設定回路部311と、基準速度指令SRを速度偏差SDと比較演算してテンション換算速度指令SCを出力する加算回路部314を備える。そしてこのテンション換算速度指令SCが切替回路316に入力される。こうしてテンションを速度指令に変換して制御している。ここで速度設定値信号SSは、ワイヤ引き取りモータ83を制御する速度指令に対応する値である。挿通判定回路部315は、高速自動挿通動作開始直後に数値制御部300から判定開始指令TBを入力されると、周期的にテンション検出値TMを読み込み、後述するフローチャートにあるように、所定の判定基準値と比較する。これが所定の判定基準値を超えた場合に自動挿通が完了したと判定し、挿通完了信号TFを出す。この完了信号TFは数値装置300にも出力されて、後記するようなその後の処理がなされる。切替回路部316は、A、B2つのラインからの入力信号のいずれかを選択して有効にするものであり、通常は、Bラインからの入力を優先してテンション制御をする。Aラインへの入力は、数値制御装置300から速度切替指令TAを受けたときに有効となり、同時に高速自動挿通動作を実行するときのワイヤ電極の送り出し速度指令値SW1やリトライ動作における正転送り出し速度指令値SW2あるいは逆転巻き上げ速度指令値SW3が入力される。そしてこの速度切替指令TAが終了するかまたは挿通完了信号TFを受けた場合に、Aラインへの入力が無効になり、速度制御が終了する。当然速度制御のとき、サーボ送り出しモータ23の速度が内蔵したレゾルバやエンコーダによってモータドライバ320にフィードバックされている。一方Bラインへの入力は、Aラインの選択がなされないときに有効となる。そして加工プログラムで入力されるテンション値や自動挿通完了後の制御の目標値として予め設定されている挿通完了テンション値等に相当するテンション換算速度指令SCが入力されると、サーボ送り出しモータ23がテンション制御される。ここで前記挿通完了テンション値は、自動挿通が完了する前のテンションより大きく、また実加工で必要とされるテンション値より小さいものである。当然最小の直径のワイヤ電極にそのテンションをかけても切れない程度の小さいテンションであるから、自動挿通完了判定後のこの段階で断線することは皆無である。
【0025】
高速自動挿通動作中にワイヤ電極1の走行が滞り、座屈検出器の近傍で撓みが発生すると、座屈検出器51、52とワイヤ電極1との間に短絡信号が発生する。これが座屈信号BSとして数値制御装置300に取り込まれ、数値制御装置300が自動挿通不良が発生したと判定し、後述するフローチャートにあるようなリトライ動作を実行させる。
【0026】
以上の構成にてワイヤ電極の自動挿通は、図4、図5で示すフローチャートのように行われるが、従来と同じものは説明を簡単にしている。先ず従来と同様に、引き取りモータ83を起動し、ジェット液流を噴出し、バックテンションモータ11によって弱いバックテンションをかけ、補助送り出しのピンチローラ42を閉じて補助送りモータ43を起動する(S1、S2)。このときワイヤ電極1の端部は未だ送り出されていない。次にワイヤ電極1を把持装置65によってクランプし(S3)、サーボ送り出しモータ23をワイヤ電極1のテンションが後述する所定の設定テンションになるように制御しながら(S4)、自動挿通パイプ61を被加工物上面まで又は、下側ガイドユニット75近くまでエアーシリンダ63によって下降させてワイヤ電極1の端部を送り出す(S5)。このとき自動挿通手段60全体の重量やエアーシリンダ63の推力がワイヤ電極1にかかり、これがテンションとしてフィードバックされてテンション制御されるので、自動挿通パイプ61の下降速度がテンション制御の結果として制御される。なおここで上記設定テンションに相当するテンション換算速度指令SCが切替回路部316のBに入力されおり、自動挿通パイプ61の下降速度が比較的低速になるように、予め上記設定テンションが小さい値に設定され、シリンダの推力がこれに合わせて調整されている。
【0027】
自動挿通パイプ61が下降し終わった後(S6)、把持装置65のクランプが解除され(S7)、次にサーボ送り出しモータ23を高速回転して、ワイヤ電極1の端部をサーボ送り出しローラ21によって高速に送り出す(S8)。このとき切替回路部316には、速度切替指令TAが入力されているとともに、Aラインに入力されている速度指令値SW1が有効となっている。このように高速自動挿通が実行されるが、開始直後から周期的に(フローチャートでは周期的なルーチンを省略した。)座屈検出器51、52が座屈を検出し(S9)、テンション検出手段30がテンションを検出している(S10)。このとき検出されるテンション値は、非常に小さいテンションである。こうして高速で送り出されたワイヤ電極1の端部は、下側ガイドユニット72のワイヤガイドに挿通され、従来と同様についには引き取り装置80に達する。
【0028】
ここで引き取りローラ81によるワイヤ電極1の引き取りの速度は、サーボ送り出しローラ21によるそれより僅かに上回るように調整されているから、自動挿通が成功するとテンションが上昇する。そしてこのテンション値が予め設定した判定基準値を超えた場合に(S10)、挿通判定回路部315が切替回路部316と数値制御装置300とに挿通完了信号TFを出すので、切替回路部316は、Bラインに入力されている挿通完了テンション値に相当するテンション換算速度指令SCを有効にして、サーボ送り出しモータ23をテンション制御に移行する(S11)。そしてピンチローラ42を開いて補助送りモータ43を停止し、自動挿通パイプ61を元の位置に復帰させ、ジェット噴流を止めて自動挿通を終了する(S12、S13)。なお予め設定してある所定時間Tを経過した後においてもテンションの上昇を検出しない場合には、サーボ送り出しローラ21等を停止して、異常として処理する(S20、S21、S22)。この時間tは、自動挿通を開始した直後から計り始めたものである。
【0029】
図5のように座屈検出器30が座屈を検出した場合は、挿通の失敗と判定する。この場合には、サーボ送り出しモータ23を停止し(S31)、補助送り出しローラ41のピンチローラ42を開くとともに補助送り出しローラ41を停止し(S32)、バックテンションモータ11のトルクを強くする。そして数値制御装置300が切替回路部316に速度切替指令TAを出力するとともに逆転巻き上げ速度指令値SW3をAラインに出力することによって、サーボ送り出しモータ23を一定速度で逆転してワイヤ電極1の端部を巻き上げる(S33)。送り出した長さのワイヤ電極1を巻き上げた後(S34)、自動挿通のリトライをする。先ず、バックテンションモータ11のトルクを弱くして元に戻すとともにサーボ送り出しモータ23を一時停止する(S35)。そして把持装置65を閉じ、ピンチローラ42を閉じるとともに補助送り出しローラ41を起動する(S36、S37)。次に数値制御装置300が切替回路部316に速度切替指令TAを出力するとともに正転送り出し速度指令値SW2をAラインに出力することによって、サーボ送り出しモータ23がワイヤ電極1の端部を一定速度で送り出す(S38)。こうしてワイヤ電極1を所定量送り出して、座屈検出器51と51との間にワイヤ電極1を弛ませ(S39)、次に把持装置65を開いて、高速に噴出するジェット液流に乗せてワイヤ電極1の端部を一気に挿通する(S40)。このリトライのための撓みは自動挿通パイプ61の直近に形成されるのでその後の一気挿通に好結果をもたらす。
【0030】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明のワイヤカット放電加工機においては、ワイヤ電極の挿通状態を検出したテンションによって監視し、該検出テンション値が所定の判定基準値を超えた場合にワイヤ電極の挿通が完了したと判定して、サーボ送り出しローラのサーボ送り出しモータをテンション制御に切り替えるから、自動挿通の完了をより速く確実に判定して自動挿通を早期に終了することができる。
【0031】
またワイヤ電極の挿通状態を座屈によって併せて監視することによって、自動挿通が失敗してワイヤ電極の進行が滞ったことを迅速に判定し、サーボ送り出しモータによってワイヤ電極の送り出しを急停止することができる。さらにこのときバックテンションをかけたままでよいからワイヤ電極がばらけることがない。
【0032】
また、大径のサーボ送り出しローラによってワイヤ電極を送り出し、小径の補助送り出しローラによって補助的な送り出しをして、テンション検出手段近傍のワイヤ電極の撓みを解消するようにしたから、該補助送り出しローラのピンチローラを開かなくても、該テンション検出手段が引き取り装置によるテンション増加を検出することができる。またいずれの送り出しローラによってもワイヤ電極が損傷することがない。
【0033】
また昇降式の自動挿通パイプを備えた自動挿通手段を有するワイヤカット放電加工機においては、自動挿通の開始直後に前記自動挿通パイプを下降するときと、下降した後とでワイヤ電極の送り出し速度を高速に切り替えることにより、自動挿通の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による自動挿通装置のワイヤ電極の走行経路に沿った概略構成図。
【図2】本発明によるテンション検出手段の構成を示す斜視図。
【図3】本発明による自動挿通に関係する制御装置のブロック構成図。
【図4】本発明による自動制御方法の制御を示すフローチャート図。
【図5】図4の一部分を示すフローチャート図。
【図6】従来の自動挿通装置のワイヤ電極の走行経路に沿った概略構成図。
【符号の説明】
1 ワイヤ電極
10 ワイヤボビン
21 サーボ送り出しローラ
23 サーボ送り出しモータ
30 テンション検出手段
31 ガイドローラ
33 板ばね
35 歪みゲージ
50 座屈検出手段
60 自動挿通手段
61 自動挿通パイプ
65 把持装置
71 上側ガイドユニット
72 下側ガイドユニット
80 引き取り装置
90 回収バケット
300 数値制御装置
315 挿通判定回路部
316 切替回路部
1[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention Wire cut electric discharge machine More specifically, the tension of the wire electrode is detected during the automatic insertion, and the completion of the automatic insertion of the wire electrode is determined by the increase in the tension. Wire-cut electrical discharge machine with configuration About.
[0002]
[Prior art]
The structure along the traveling path of the wire electrode of a conventional wire cut electric discharge machine equipped with an automatic insertion device will be outlined with reference to the schematic diagram of FIG. After the
[0003]
The main part will be further described. The
[0004]
The back tension, tension, and traveling speed applied to the traveling
[0005]
The automatic insertion with the above configuration is performed to pass the end of the
[0006]
Since automatic insertion is performed in this way, there are the following problems. The
(1) It is difficult to detect changes in the tension and speed of the
(2) The
(3) When feeding the
[0007]
On the other hand, JP-A-2-243222 discloses a discharge provided with a second feed roller and a tension sensor for detecting and controlling the tension of the wire electrode upstream of the feed roller (first feed roller). Processing machines have been proposed. In such an electric discharge machine, the wire electrode sent out by the second feed roller almost cancels the back tension applied to the wire reel, so the above problem (2) is almost solved. . However, in the above proposal, the first feeding roller is the main role of precision control related to automatic insertion. Also, there is no proposal for determining whether or not automatic insertion has succeeded.
[0008]
In addition, in order to cope with processing that requires a better surface finish or processing that uses a finer wire electrode, the tension of the wire electrode is detected, and this is feedback controlled to provide more precise wire electrode The development of a wire-cut electric discharge machine that controls tension is an important issue, and many proposals have been made for this purpose. For example, there are JP-A-57-57211, JP-A-1-199726, JP-A-2-152726, JP-A-2-224925, and Japanese Patent Application No. 9-70732. However, it has not been proposed to determine the completion of the automatic insertion operation.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and during the automatic insertion operation, the wire electrode is fed at a high speed by the servo feed roller, and the tension is detected by the tension detecting means, and the tension value is determined in a predetermined manner. When the reference value is exceeded, it is determined that automatic insertion has been completed, the servo feed motor is switched to tension control the wire electrode, the completion of automatic insertion of the wire electrode is determined faster, and automatic insertion is terminated. Wire cut electric discharge machine The purpose is to provide.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The purpose mentioned above is (1) A wire bobbin capable of applying a back tension and a wire electrode stored in the wire bobbin are wound around a peripheral surface of the roller, and the wire electrode is pressed and pinched between the pinch roller on the entrance side and the exit side of the winding. While the servo feed roller that feeds downstream from the wire bobbin, the automatic insertion means that passes the wire electrode fed by the servo delivery roller from the upper guide unit to the lower guide unit by the jet liquid flow, and the upper side by the automatic insertion means A pulling device for pulling the wire electrode inserted through the guide unit and the lower guide unit and discharging the pulled wire electrode to a recovery bucket; a tension detecting means for detecting the tension of the wire electrode; and Provided downstream, Auxiliary to such an extent that loosening of the wire electrode in the vicinity of the tension detecting means is eliminated while the wire electrode is pressed and pinched with the pinch roller in accordance with the traveling speed of the wire electrode during the dynamic insertion operation. An auxiliary delivery roller that performs smooth delivery, and a wire electrode insertion state detected by at least the tension detection means after the wire electrode has been taken up by the take-up device by an instruction from a numerical controller during automatic insertion operation, and the tension An insertion determination circuit unit for determining that automatic insertion is completed when the tension value of the wire electrode detected by the detection means exceeds a predetermined determination reference value; and the servo according to a command from the numerical controller during automatic insertion operation While controlling the motor of the feed roller to feed the wire electrode, the insertion judgment circuit section is inserted If it is determined that the completion and and a switching circuit section for performing control for switching the tension control of the wire electrode by the motor of the servo feed roller This can be achieved.
[0011]
Also (2) In the above (1), the tension detecting means is disposed between the servo feed roller and the auxiliary feed roller, and includes a guide roller for pressing the traveling wire electrode at the tip of the cantilever, The bending generated in the cantilever due to the reaction force due to the tension of the wire electrode is configured to be detected by a strain gauge. Can also be achieved.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 schematically shows a configuration along the travel route of the wire electrode, and the description of the same configuration as that described in FIG. 6 is omitted. In the present invention, the tension of the
[0018]
The
[0019]
Next, the
[0020]
As shown in FIG. 2, the
[0021]
Next, the
[0022]
The automatic insertion means 60 is configured as follows. A
[0023]
Since the configuration downstream from the automatic insertion means 60 is the same as that of the conventional example, this description will be omitted below, and automatic insertion of the
[0024]
The tension control circuit unit compares the tension set value signal TS from the
[0025]
If the
[0026]
With the above configuration, automatic insertion of the wire electrode is performed as shown in the flowcharts of FIGS. 4 and 5, but the description of the same one as the conventional one is simplified. First, as in the prior art, the take-up
[0027]
After the
[0028]
Here, the pulling speed of the
[0029]
When the buckling
[0030]
【The invention's effect】
The present invention configured as described above. Wire cut electric discharge machine In this case, the wire electrode insertion state is monitored by the detected tension, and when the detected tension value exceeds a predetermined determination reference value, it is determined that the wire electrode insertion is completed, and the servo feed motor of the servo feed roller is determined. Is switched to tension control, the completion of automatic insertion can be determined more quickly and reliably, and automatic insertion can be terminated early.
[0031]
Also, by monitoring the insertion state of the wire electrode together by buckling, it is possible to quickly determine that the automatic insertion has failed and the progress of the wire electrode has been delayed, and to stop the wire electrode delivery suddenly by the servo delivery motor. Can do. Furthermore, since the back tension may be applied at this time, the wire electrode does not come apart.
[0032]
In addition, the wire electrode is fed out by the large-diameter servo feed roller, and the auxiliary feed roller is fed out by the small-diameter auxiliary feed roller to eliminate the bending of the wire electrode in the vicinity of the tension detecting means. Even if the pinch roller is not opened, the tension detecting means can detect an increase in tension by the take-up device. Further, the wire electrode is not damaged by any of the feeding rollers.
[0033]
Further, in a wire-cut electric discharge machine having an automatic insertion means equipped with an elevating type automatic insertion pipe, the wire electrode feed speed is adjusted between when the automatic insertion pipe is lowered immediately after the start of automatic insertion and after it is lowered. By switching to high speed, the speed of automatic insertion can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram along a travel route of a wire electrode of an automatic insertion device according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of tension detecting means according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a control device related to automatic insertion according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing the control of the automatic control method according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a part of FIG. 4;
FIG. 6 is a schematic configuration diagram along a travel route of a wire electrode of a conventional automatic insertion device.
[Explanation of symbols]
1 Wire electrode
10 Wire bobbins
21 Servo feed roller
23 Servo feed motor
30 Tension detection means
31 Guide roller
33 leaf spring
35 strain gauge
50 Buckling detection means
60 Automatic insertion means
61 Automatic insertion pipe
65 Gripping device
71 Upper guide unit
72 Lower guide unit
80 Pick-up device
90 collection bucket
300 Numerical controller
315 Insertion determination circuit unit
316 switching circuit
1
Claims (2)
前記ワイヤボビンに貯留されたワイヤ電極をローラの周面に巻き回しつつ、前記巻き回しの入口側および出口側でピンチローラとの間で前記ワイヤ電極を押圧狭持しながら前記ワイヤボビンから下流に送り出すサーボ送り出しローラと、Servo that feeds the wire electrode stored downstream in the wire bobbin downstream from the wire bobbin while winding the wire electrode between the pinch roller on the inlet side and the outlet side of the winding while winding the wire electrode around the peripheral surface of the roller A feeding roller;
前記サーボ送り出しローラにより送り出されたワイヤ電極を上側ガイドユニットから下側ガイドユニットにジェット液流によって挿通する自動挿通手段と、Automatic insertion means for inserting the wire electrode delivered by the servo delivery roller from the upper guide unit to the lower guide unit by a jet liquid flow;
前記自動挿通手段により上側ガイドユニットおよび下側ガイドユニットに挿通されたワイヤ電極を引き取るとともに、前記引き取ったワイヤ電極を回収バケットに排出する引き取り装置と、A take-up device for taking out the wire electrode inserted into the upper guide unit and the lower guide unit by the automatic insertion means and discharging the taken-out wire electrode to a recovery bucket;
前記ワイヤ電極のテンションを検出するテンション検出手段と、Tension detecting means for detecting the tension of the wire electrode;
前記テンション検出手段の下流側に設けられ、自動挿通動作中において前記ワイヤ電極の走行速度に一致して連れ回りしピンチローラとの間で前記ワイヤ電極を押圧狭持しつつ前記テンション検出手段近傍のワイヤ電極の弛みを解消する程度の補助的な送り出しをする補助送り出しローラと、Provided on the downstream side of the tension detection means, and in the automatic insertion operation, the wire electrode is rotated in accordance with the traveling speed of the wire electrode and is pressed and pinched between the pinch roller and in the vicinity of the tension detection means. An auxiliary feed roller that performs an auxiliary feed to an extent that eliminates loosening of the wire electrode;
自動挿通動作中に数値制御装置からの指令によってワイヤ電極の挿通状態を少なくとも前記テンション検出手段によって前記引き取り装置にワイヤ電極が引き取られた後に検出して、前記テンション検出手段によって検出したワイヤ電極のテンション値が所定の判定基準値を超えた場合に自動挿通を完了したと判定する挿通判定回路部と、During the automatic insertion operation, the wire electrode tension detected by the tension detection means is detected by detecting the wire electrode insertion state by at least the tension detection means after the wire electrode has been taken up by the take-up device during the automatic insertion operation. An insertion determination circuit unit that determines that automatic insertion has been completed when the value exceeds a predetermined determination reference value;
自動挿通動作中に前記数値制御装置からの指令によって前記サーボ送り出しローラのモータを制御してワイヤ電極を送り出す一方、前記挿通判定回路部が挿通完了したと判断した場合に、前記サーボ送り出しローラのモータによるワイヤ電極のテンション制御に切り替える制御を行う切替回路部と、During the automatic insertion operation, the motor of the servo delivery roller is fed out by controlling the motor of the servo delivery roller according to a command from the numerical control device, and the motor of the servo delivery roller when the insertion determination circuit unit determines that the insertion is completed. A switching circuit unit for performing control to switch to tension control of the wire electrode by,
を備えたことを特徴とするワイヤカット放電加工機。A wire-cut electric discharge machine characterized by comprising:
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