JP4132609B2

JP4132609B2 - 微細加工用ワイヤ電極案内装置

Info

Publication number: JP4132609B2
Application number: JP2000252074A
Authority: JP
Inventors: 和男正田; 宣洋中島; 眞一村山
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002059316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ電極を用いて放電によって微細加工のための工具電極を成形する放電加工と、その成形された工具電極を用いて被加工物に微小な穴を形成する放電加工とを並行して実施できる微細加工用ワイヤ電極案内装置および微細加工用放電加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微細電極成形方法あるいはワイヤ放電研削加工方法（ＥＷＤＧ）と称される、ワイヤ電極を用いて放電によって柱状の材料の幅や径を小さく減じることにより微小な穴加工のための工具電極を成形し製作するタイプの放電加工装置が知られている。この種の放電加工装置に関しては、例えば、特開平２−１９０２２０号公報、特開昭６４−７８７２７号公報、あるいは特開平４−１４１３２３号公報に開示された装置が参照される。
【０００３】
この放電加工装置は、例えば工具電極の形状が円柱である場合、直径０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの極めて細い工具電極を成形することができるようになっている。そして、この微細な工具電極を形彫放電加工装置や細穴放電加工装置に装着し、この工具電極を用いて被加工物に微小な穴を放電加工するようにされている。
【０００４】
このような極めて細く比較的長尺の工具電極で微小な穴を放電加工する場合、この微小な穴を放電加工する時間よりも、むしろ工具電極の成形に要する時間を相当必要としている。また、その加工の特性上、放電に伴う工具電極の消耗が激しいために、たくさんの本数の工具電極を頻繁に交換しながら放電加工する必要がある。
【０００５】
そこで、この種の放電加工の能率を向上するため、微細加工のための工具電極の成形加工の荒加工と仕上げ加工およびその工具電極を使用した微小な穴加工を同時に行ない得る装置の研究がされている（許東亞、増沢隆久両氏の「電気加工技術」Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．７７第１６９回電気加工研究会第１頁〜第６頁「大量微細穴放電加工装置の開発」が参照される）。この放電加工装置は、工具電極の成形と穴加工とを並行して実施することができるから、微小な穴を放電加工する全体の作業時間が短縮され、また工具電極の消耗を余り考慮することなく微小な穴を連続的に放電加工できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この種の微細加工用放電加工装置の作業性をより向上させるために、そのワイヤ電極を案内する装置は、いくつかの改良するべき余地がある。例えば、放電のエネルギによって振動しやすい極めて細い工具電極の振動を抑制すること、ワイヤガイド体の正確な位置決めが要求されずに所望の工具電極のサイズと放電エネルギに適合する加工間隙を設定すること、あるいはワイヤ電極を張架する作業をより簡単にすることが望まれる。
【０００７】
また、この種の微細加工用放電加工装置に限らず、従前から“マルチ電源”としてよく知られている複数の直流電源を具備し、それらの電源から供給される加工電流を複数の加工間隙に供給して同時に放電加工をさせる加工電流の供給システムは、電気的に、使用上の制限が大きく、効率も必ずしもよくないので、一般に広く採用される程度に実用化されることが難しいという課題が残されている。
【０００８】
特に、この種の電源回路を微細な工具電極を成形するときに利用する場合は、成形される工具電極が微小であるがゆえにそれほど大きな加工電流を供給することはできないから、並行して行なわれる穴加工を高速で実施するのに適する大きな加工電流を供給することを避けざるを得ない。
【０００９】
本発明は、このような放電加工装置を改良し、比較的簡単な構成で作業性に優れる微細加工用ワイヤ電極案内装置を提供することを目的とする。本発明は、効率よく微細な工具電極を成形し製作するとともにその工具電極の成形加工と並行してその工具電極を用いて微小な穴を放電加工することができる微細加工用放電加工装置に利用できる。本発明によって達成されるより具体的な利点については、本発明の実施の形態を説明する際に合わせて述べられる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の微細加工用ワイヤ電極案内装置は、上述した目的を達成するために、ワイヤ電極ＥＷを水平面の方向に案内しかつ工具電極ＥＬとワイヤ電極ＥＷとの第１の加工間隙Ｇ１をもって工具電極ＥＬの一側面を通過する往路Ｗ_Ｇと第１の加工間隙Ｇ１をもって工具電極ＥＷの前記一側面とほぼ反対の側面を通過する復路Ｗ_Ｒとを形成させ工具電極ＥＬから往路Ｗ _Ｇと復路Ｗ _Ｒに沿って水平１軸Ｘ軸方向に離れて往路Ｗ _Ｇと復路Ｗ _Ｒとの第１の間隔Ｐ _Ｎを規定するように配置されワイヤ電極ＥＷを互いに対向する案内面に接触させて位置決めする１対のガイド４１Ａ，４１Ｂと１対のガイド４１Ａ，４１Ｂから工具電極ＥＬを挟んで水平１軸Ｘ軸方向に離れて第１の間隔Ｐ _Ｎよりも狭い往路Ｗ _Ｇと復路Ｗ _Ｒとの第２の間隔Ｐ _Ｍを規定するように配置されワイヤ電極ＥＷを互いに対向する案内面に接触させて位置決めする１対のガイド４１Ｃ，４１Ｄとの２組の１対のガイドでなり往路Ｗ_Ｇのワイヤ電極と復路Ｗ_Ｒのワイヤ電極との間の距離が徐々に変化して末広がり状になるようにワイヤ電極を張架する位置決めガイド４１が設けられる。
【００１１】
好ましくは、本発明の微細加工用ワイヤ電極案内装置は、前記２組の１対のガイドで規定された往路Ｗ_Ｇのワイヤ電極ＥＷと復路Ｗ_Ｒのワイヤ電極ＥＷとの間の距離よりも大きい径を有し往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒとを形成するようにワイヤ電極ＥＷが走行する方向を反転させる折返しプーリ４４を含んでなる。また、好ましくは、ワイヤボビン５１，５２と第１の間隔Ｐ _Ｎを規定する１対のガイド４１Ａ，４１Ｂとの間、および折返しプーリ４４と第２の間隔Ｐ _Ｍを規定する１対のガイド４１Ｃ，４１Ｄとの間に張架された往路Ｗ _Ｇのワイヤ電極ＥＷと復路Ｗ _Ｒのワイヤ電極ＥＷを往路Ｗ_Ｇのワイヤ電極ＥＷと復路Ｗ_Ｒのワイヤ電極ＥＷとの間の距離をそれぞれ狭める方向に押し出して接触する複数の通電ローラ４３を含んでなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の放電加工装置の好ましい実施の形態の全体の構成が図１に示されている。また、図１に示される構成の主要部材が図２に示されている。この実施の形態において、Ｘ軸およびＹ軸は、図２中の矢印で示されているように、それぞれ水平面上の互いに直交する軸線である。Ｘ軸とＹ軸に対してそれぞれ平行な補助軸線は、説明の便宜上、Ｘ_Ｕ軸とＹ_Ｖ軸と称する。また、Ｚ軸は水平面に対して垂直な加工穴の深さ方向の軸線であり、Ｚ軸の軸線を中心に回転する回転軸はＲ軸と称する。
【００１５】
図１に示される微細加工用放電加工装置は、一般的に用いられている形彫放電加工装置１の本機にワイヤ電極案内装置４が取り付けられている。この形彫放電加工装置１は、Ｚ軸方向に往復移動する加工ヘッド１１と、ベッド２上に設けられ、Ｘ軸方向に往復移動する移動コラム１２と、移動コラム１２上に設けられ、Ｙ軸方向に往復移動するラム１３との各移動装置を備えている。各移動装置を移動させるモータとそれらのモータの駆動を制御する制御装置は省略されている。ベッド２の移動コラム１２の手前側にテーブル１４が固定され、そのテーブル１４には４つの槽壁を有する加工槽３が設置されている。
【００１６】
被加工物ＷＰがＸ軸とＹ軸にそれぞれ平行な互いに直交する２つの軸の方向に移動できるように、被加工物ＷＰは、補助軸Ｘ_ＵとＹ_Ｖの方向に往復移動できる移動装置を備えたステージ１５の上に設置される。工具電極ＥＬを成形する放電加工を行なわないときは、ステージ１５は形彫放電加工装置１から取り外され、被加工物ＷＰはテーブル１４の定盤上に設置される。被加工物ＷＰは、図１に示されるように、ワイヤ電極案内装置４よりも下側の加工槽３の中に設置される。
【００１７】
微細加工専用の順送り装置１７は、汎用の形彫放電加工装置１の加工ヘッド１１に取り付けられ、加工ヘッド１１とともにＺ軸方向に往復移動できる。工具電極ＥＬが消耗するのに従って工具電極ＥＬを順次送り出すための機構は、コレットチャックによる掴み換え機構や送り出しローラによる送り出し機構など従来公知の方法が採用される。さらに、工具電極ＥＬを高速回転させるスピンドル１８が設けられている。
【００１８】
ワイヤ電極案内装置は、形彫放電加工装置１の加工槽３の中に配置され、例えば、被加工物ＷＰの移動を阻害しない４本の取付支柱１６でテーブル１４に取り付けられる。また、必要のないときは、４本の支柱１６も取り外される。
【００１９】
上述したように、図１に示される実施の形態は、ワイヤ電極案内装置がアタッチメントとして形彫放電加工装置に着脱自在であるから、既に設置されている汎用の形彫放電加工装置を用いて微細な工具電極の成形加工とその工具電極による微小な穴の放電加工が並行して実施できる利点がある。
【００２０】
図２に、ワイヤ電極案内装置４およびワイヤ電極供給装置５の構成が示されている。ワイヤ電極案内装置４は、複数のプーリからなる位置決めガイド４１、位置決めガイド４１が配置されるガイドボード４２、ワイヤ電極ＥＷに給電する通電ローラ４３、位置決めガイド４１からの走行するワイヤ電極ＥＷを再び位置決めガイド４１の方向へ導く折返しプーリ４４、供給されもしくは回収されるワイヤ電極ＥＷを水平面の方向に導く方向転換プーリ４５とを備えている。
【００２１】
ワイヤ電極供給装置５は、ワイヤ供給ボビン５１、ワイヤ回収ボビン５２、ガイドブロック５３とを含んでなる。ワイヤ供給ボビン５１とワイヤ回収ボビン５２は、それぞれ加工槽３に固定される取付板５４に設けられたリールに装着され、それぞれサーボモータ５５，５６で回転する。２つのモータ５５と５６は、同期して回転するように制御され、ワイヤ電極ＥＷの所定の張力を維持する。
【００２２】
位置決めガイド４１は、ワイヤ電極ＥＷを挟んでワイヤ電極と接触する案内面が互いに対向するように設けられる１対のプーリ４１Ａ，４１Ｂと、プーリ４１Ａ，４１Ｂと同様に案内面が互いに対向するように、プーリ４１Ａ，４１Ｂに対してワイヤ電極ＥＷが走行する方向である水平面方向に工具電極ＥＬを挟んで折返しプーリ４４側に設けられる他の１対のプーリ４１Ｃ，４１Ｄとの２組の１対のガイドからなる。
【００２３】
位置決めガイド４１は、工具電極ＥＬの側面とその工具電極ＥＬの成形に工具として使用されるワイヤ電極ＥＷとの間に形成される所定の第１の加工間隙を維持するように、走行するワイヤ電極ＥＷをその案内面に部分的に接触させて案内し、かつ所要の位置に位置決めする。位置決めガイド４１の各ガイドは、実施の形態のプーリのように必ずしも回転する必要はなく、実用上は、軸が固定された円柱状のガイドであっても構わない。
【００２４】
ワイヤ電極ＥＷをセッティングするときは、最初に、ワイヤボビン５１に巻き回されている新しいワイヤ電極ＥＷの先端を引き出し、ガイドブロック５３に通す。次いで、通電ローラ４３に接触させつつプーリ４１Ａと４１Ｃに沿って引き回し、折返しプーリ４４にかける。そして、折返しプーリ４４にかけられたワイヤ電極ＥＷの先端を通電ローラ４３に接触させつつプーリ４１Ｄと４１Ｂを通過させてガイドブロック５３から導き出し、ワイヤボビン５２にそのワイヤ電極ＥＷの先端を巻き取らせる。
【００２５】
このとき、複数の通電ローラ４３は、当初から固定しておかずに、ワイヤ電極ＥＷに所定の張力を付与した後に往路のワイヤ電極Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒのワイヤ電極ＥＷとの間の距離を狭める方向に押し出して接触させその張力で張架されたワイヤ電極ＥＷを押し付けるように取り付けられてもよい。
【００２６】
このように構成されたこの実施の形態のワイヤ電極案内装置４は、図２に示されるように、位置決めガイドと折返しプーリのみによって走行するワイヤ電極の往路と復路が規定されるので、ワイヤ電極を複雑に巻き回す作業がなく、ワイヤセッティングの作業が能率的である。そして、ワイヤ電極を通電ローラに押し付けられるように接触させるだけなので、ワイヤ電極ＥＷを張架することが容易であるのにも関わらず、通電不良の虞れがない。しかも、ワイヤ電極の往路と復路で加工間隙を形成するので、微細電極が円柱状の形状に限定されない。
【００２７】
図３に、実施の形態のワイヤ電極案内装置４のワイヤリングの状態が示されている。図３に示されるように、位置決めガイド４１は、ワイヤ電極ＥＷの往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒとの間隔を規定するように配置された１対のプーリ４１Ａ，４１Ｂとその間隔よりも狭い間隔で上記往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒの間隔を規定するように配置された１対のプーリ４１Ｃ，４１Ｄの２組の１対のガイドからなる。その結果、ワイヤ電極ＥＷは、その走行経路上の往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒとの間の距離が工具電極ＥＬを挟んで水平面方向の位置で異なり、折返しプーリ４４方向にその距離が徐々に変化して狭くなるように位置決めされる。
【００２８】
位置決めガイド４１は、ワイヤ電極ＥＷと工具電極ＥＬとの第１の加工間隙を維持しながら、工具電極ＥＬを挟みこむようにしてワイヤ電極ＥＷを位置決めし、直径が０．１ｍｍ以下という極めて細い工具電極ＥＬが放電エネルギによって損傷したり、あるいは曲がって成形されたりすることを可能な限り防止している。
【００２９】
折返しプーリ４４は、位置決めガイド４１のプーリ４１Ｃと４１Ｄとで形成される往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒ上のワイヤ電極ＥＷ間の距離Ｐ_Ｍよりも十分大きな直径を有する樹脂製の円板であり、その外周にワイヤ電極ＥＷが案内される溝が形成されている。このように構成された折返しプーリ４４は、ワイヤ電極ＥＷの走行経路の方向を１８０度反転させると同時に、図３に示されているように、ワイヤ電極ＥＷを位置決めガイド４１に対して外側に引っ張るように案内する機能を有する。このため、ワイヤ電極ＥＷは、位置決めガイド４１から脱線しないで案内され、プーリ４１Ｃと４１Ｄに沿って円滑に走行する。
【００３０】
４つの通電ローラ４３は、ワイヤ電極ＥＷをガイドブロック５３と位置決めガイド４１との間、および折返しプーリ４４と位置決めガイド４１との間の４箇所で、折返しプーリ４４とガイドブロック５３の作用によってテンションＴＮで広がろうとするワイヤ電極ＥＷをその往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒとの距離を狭める方向に押すような位置関係で取り付けられる。好ましくは、図２に示されるように、通電ローラ４３は、それぞれワイヤ電極ＥＷに向かって８〜１０度程度下向きに傾けられた状態で固定される。この構成は、上側にずれやすいワイヤ電極ＷＥを下側にも押さえるようにするので、ワイヤ電極ＥＷがより確実に案内される。
【００３１】
このように通電ローラ４３が設けられることによって、ワイヤ電極ＥＷのセッティングおよび通電部材の設置が容易でありながら、通電部材が確実にワイヤ電極ＥＷに接触して給電し、かつワイヤ電極ＥＷの走行を確実に案内する。通電ローラ４３は、往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒのそれぞれのワイヤ電極にそれぞれ第１の加工間隙のより近傍で給電するように配置されることが望ましい。通電ローラ４３は、位置決めガイド４１と同様に、磨耗による寿命の点を除けば回転しない通電体であってよい。
【００３２】
図４に、本発明のワイヤ電極案内装置の好ましい実施の形態が示されている。ガイドボード４２には、位置決めガイド４１の取付部ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤと工具電極をＥＬを通過させるための中央孔ＨＬが形成されている。４つの取付部ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤは、連続する多数のねじ穴でなる位置決め穴、あり溝、または長孔である。ガイドボード４２に配置される４つのプーリ４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄのそれぞれは、取付部ＦＡ，ＦＢ，ＦＣ，ＦＤに沿って、それぞれワイヤ電極ＥＷの走行する方向にほぼ直角の方向に動かして、各プーリの回転軸心に位置するねじを締め付けることで固定することができる。例えば、プーリ４１Ｄは、最大で図４に一点鎖線で示される位置までガイドボード４２の外側に向かって配置することができる。
【００３３】
したがって、ワイヤ電極案内装置４は、折返しプーリ４４側に位置するプーリ４１Ｃの外周縁とプーリ４１Ｄの外周縁との間の距離Ｐ_Ｍよりもワイヤ電極ＥＷが供給される側に位置するプーリ４１Ａの外周縁とプーリ４１Ｂの外周縁との間の距離Ｐ_Ｎを僅かに大きくして、ワイヤ電極ＥＷの往路Ｗ_Ｇと復路Ｗ_Ｒの離間距離がガイドブロック５３の方向に位置するのにしたがって徐々に長くなる末広がり状になるようにワイヤ電極ＥＷを張架することができる。
【００３４】
このようにワイヤ電極ＥＷが末広がり状に張架されているときは、円柱状の工具電極ＥＬを、ガイドボード４２の中央に穿設された中央孔ＨＬに沿ってＸ軸方向に移動させて工具電極ＥＬを位置決めすることで、工具電極ＥＬの成形したい所望のサイズに適合する位置関係で工具電極ＥＬとワイヤ電極ＥＷとが配置される。この作業は数値制御装置を利用して、あるいは電気的な接触検出による位置決め装置を利用して実施できるから、成形される工具電極ＥＬが円柱である場合は、位置決めガイドの精密な調整が不要であり、工具電極とワイヤ電極ＥＬとで形成される所望の第１の加工間隙が極めて容易にかつ正確に設定できる。
【００３５】
図５は、工具電極の成形のための放電加工と、成形された工具電極で被加工物を穴加工するための放電加工を並行して実施できる電源装置の具体例である。この電源装置は、工具電極の成形のための第１の電源回路１０と、成形された工具電極で被加工物に穴加工をするための第２の電源回路２０と、第１の電源回路１０および第２の電源回路２０から供給される加工電流パルスを制御する加工制御装置４０と、加工間隙の状態を検出する検出装置３０と、第１のスイッチＲＳ１と第２のスイッチＲＳ２の開閉を制御するリレー回路５０と、加工間隙を制御するサーボ制御回路６０とを含んで構成される。
【００３６】
第１の電源回路１０は、放電エネルギで工具電極ＥＬが損傷することがない成形加工に十分な比較的低い電流値の加工電流を供給し得るとともに、回路のインダクタンス値を可能な限り小さくした回路である。電源回路１０における第１の直流電源ＤＳ１は、電源回路１０の一方の端子が４つの通電ローラ４３の全てに接続され、他方の端子がロータリ通電体６に接続される。
【００３７】
電源回路１０は、正極が工具電極ＥＬに接続され、負極がワイヤ電極ＥＷに接続される第１の直流電源ＤＳ１と、直流電源ＤＳ１および第１の加工間隙Ｇ１に並列に接続される第１の充放電コンデンサＣ１と、直流電源ＤＳ１に直列または充放電コンデンサＣ１に直列に接続される少なくとも１つの第１のスイッチング素子ＳＷ１と、スイッチング素子ＳＷ１と直列に接続される第１の電流制限抵抗Ｒ１と、直流電源ＤＳ１と加工間隙Ｇ１との間に設けられたスイッチＲＳ１とを含んでなる。
【００３８】
第２の電源回路２０は、基本的には、被加工物を高速に穴加工するために電源回路１０よりも大きな電流値の加工電流を被加工物ＷＰと工具電極ＥＬで形成される第２の加工間隙Ｇ２に供給する能力を有する。電源回路２０は、正極が被加工物ＷＰに接続され、負極が工具電極ＥＬに接続される第２の直流電源ＤＳ２と、直流電源ＤＳ２および第２の加工間隙Ｇ２に並列に接続される第２の充放電コンデンサＣ２と、直流電源ＤＳ２に直列または充放電コンデンサＣ２に直列に接続される少なくとも１つの第２のスイッチング素子ＳＷ２と、スイッチング素子ＳＷ２と直列に接続される可変の第２の電流制限抵抗Ｒ２と、直流電源ＤＳ２と加工間隙Ｇ２との間に直列に接続されるインダクタンス素子Ｌと、直流電源ＤＳ２と加工間隙Ｇ２との間に設けられたスイッチＲＳ２とを含んでなる。
【００３９】
検出装置３０は、電源回路１０に設けられた検出回路ＳＮ１で加工間隙Ｇ１の電圧または電流を検出して工具電極ＥＬの成形の加工の進展の状態を検出するとともに、電源回路２０に設けられた検出回路ＳＮ２で加工間隙Ｇ２の電圧または電流を検出して被加工物ＷＰに形成される穴の加工の進展の状態を検出する。加工の進展の状態が良好であるか不良であるかは、例えば、加工電圧から加工電圧パルスの発生頻度、単位時間の平均加工電流値、加工電流パルスの波形などを測定することで検出する。これらの検出信号は、加工制御装置４０へ出力される。
【００４０】
同時に、検出装置３０は、加工間隙Ｇ１と加工間隙Ｇ２のそれぞれの電圧をサーボ制御装置６０へ出力する。サーボ制御装置６０は、この検出された間隙の電圧に応動して加工ヘッド１１を動作させ、Ｚ軸方向の送り、すなわち加工深さ方向の送りを調整する。
【００４１】
また、検出装置３０は、工具電極ＥＬと被加工物ＷＰとの間に設けられる検出電源装置３１を含んでいる。検出電源装置３１は、検出のための電圧を加工間隙Ｇ２に印加し、工具電極ＥＬの先端が放電加工ができる程度まで被加工物ＷＰに近接したときに発生する小さな放電を検出する。この小さな放電が検出されると、検出装置３０は、工具電極ＥＬの先端が被加工物ＷＰに達したことを意味する検出信号を加工制御装置４０に出力する。検出電源装置３１は、検出電源装置３１によって工具電極ＥＬの先端と被加工物ＷＰとの間に放電が発生するときに、加工間隙Ｇ２に放電加工に殆ど影響を及ぼさない小さい値の電流が流れるように設計される。
【００４２】
加工制御装置４０は、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２のオンオフを制御することにより、加工間隙Ｇ１と加工間隙Ｇ２に供給される加工電流のパルスのオン時間とオフ時間を制御する。加工制御装置４０は、検出装置３０で検出される加工間隙Ｇ１の成形の加工の進展の状態と加工間隙Ｇ２における被加工物ＷＰに形成される穴の加工の進展の状態とのそれぞれに基づいて、加工間隙Ｇ１または加工間隙Ｇ２に供給される加工電流を調整することが必要な場合は、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２のそれぞれのオンオフのタイミングを変更する。
【００４３】
リレー回路５０は、検出電源装置３１からの検出信号に従う検出装置３０からの信号に応答して出力される加工制御装置４０からの切換信号に基づいてスイッチＲＳ１とスイッチＲＳ２を開閉する。この種の放電加工の初期において、工具電極ＥＬを成形する加工のみが実施されているときは、スイッチＲＳ１が閉成され、スイッチＲＳ２が開放されている。
【００４４】
検出電源装置３１を含む検出装置３０が、工具電極ＥＬの先端が被加工物ＷＰに到達したことを検出したときは、加工制御装置４０の切換信号に応答してスイッチＲＳ２が閉成される。このとき電源回路１０および電源回路２０から供給される加工電流は、微細な工具電極ＥＬを損傷しない程度の電流値である。そして、このとき、工具電極ＥＬの成形加工と被加工物ＷＰへの穴加工が同時に実施される。
【００４５】
検出装置３０が、工具電極ＥＬの成形加工が、同時に放電加工している穴加工に合わせて順調に進んでいる状態を検出したときは、加工制御装置４０からリレー回路５０に切換信号が出力されてスイッチＲＳ１が開放されるとともに、電流制限抵抗Ｒ２の抵抗値を小さく変更して電源回路２０からの加工電流を少し大きくする。このときは、被加工物ＷＰへの穴加工のみが実施される。
【００４６】
検出装置３０が工具電極ＥＬの成形加工が不足していることを検出したときは、加工制御装置４０からリレー回路５０に切換信号が出力されてスイッチＲＳ１が閉成されるとともに、電流制限抵抗Ｒ２の抵抗値を大きく変更して、電源回路２０から供給される加工電流の電流値を電源回路１０から出力される電流値と同じ値にする。
【００４７】
この回路の作動状態を加工状態に置き換えると次の通りである。まず、最初にある程度の長さの工具電極を成形して穴加工が可能になった時点で工具電極の成形と穴加工を同時に行なう。工具電極の成形が進んだときには、穴加工のみを行ない、工具電極ＥＬの成形加工が不足しているときには、再び工具電極の成形と穴加工を同時に行なう。
【００４８】
このように、本発明の微細加工用ワイヤ電極案内装置を利用する具体例の微細加工用放電加工装置によれば、工具電極の成形加工の状態に応じて工具電極の成形加工と被加工物への穴加工とを並行して実施できるようにしたので、必要最小限度の工具電極の成形加工で、工具電極の成形加工と被加工物への穴加工を常に同時に完了するような状態で放電加工する。したがって、無駄を少なくし、より加工効率を上げることができる。
【００４９】
図６に、工具電極の成形のための放電加工と、成形された工具電極で被加工物を穴加工するための放電加工を並行して実施できる電源装置の別の具体例が示されている。図５と同じ符号が付された部材は、基本的に同じ構成であり、詳細な説明は省略される。
【００５０】
この電源装置は、工具電極ＥＬの成形のための第１の電源回路１０と、工具電極ＥＬを成形しかつ成形された工具電極ＥＬで被加工物ＷＰに穴加工をするための第２の電源回路７０と、第１の電源回路１０および第２の電源回路７０からの加工電流パルスを制御する加工制御装置８０と、加工間隙の状態を検出する検出装置３０と、第１のスイッチＲＳ３と第２のスイッチＲＳ４の開閉を制御するリレー回路５０と、加工間隙を制御するサーボ制御回路６０とを含んで構成される。
【００５１】
第２の電源回路７０は、基本的に、工具電極ＥＬを成形するのに適する電流値の加工電流を供給する。電源回路７０の直流電源ＤＳ２は、正極が被加工物ＷＰに取り付けられる通電子に接続され、負極が通電ローラ４３に接続される。直流電源ＤＳ２の電源電圧は、加工間隙Ｇ１と加工間隙Ｇ２に印加され、工具電極ＥＬを成形加工すると同時に被加工物ＷＰを穴加工する。
【００５２】
加工制御装置８０は、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２のオンオフを制御する。加工制御装置４０は、検出装置３０で検出される加工間隙Ｇ１の成形の加工の進展の状態と加工間隙Ｇ２における被加工物ＷＰに形成される穴の加工の進展の状態とのそれぞれに基づいて、加工間隙Ｇ１または加工間隙Ｇ２に供給される加工電流値を制御することが必要な場合は、スイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２のそれぞれのオンオフのタイミングを変更する。
【００５３】
スイッチＲＳ３は、工具電極ＥＬの先端が被加工物ＷＰに到達していない間は閉成され、電源回路１０から加工間隙Ｇ１に工具電極ＥＬの成形加工に適する加工電流が供給される。検出電源装置３１を通して検出装置３０から工具電極ＥＬの先端が被加工物ＷＰを加工することが可能な位置まで到達したことを検出したとき、加工制御装置８０はリレー回路５０に切換信号を出力する。このとき、スイッチＲＳ３は開放されて、電源回路１０は完全に切離される。同時に、スイッチＲＳ４が閉成され電源回路２０から加工間隙Ｇ１と加工間隙Ｇ２とに加工電流が供給される。
【００５４】
この本発明の微細加工用ワイヤ電極案内装置を利用する別の具体例の微細加工用放電加工装置によれば、電源回路１０が加工間隙Ｇ１から切り離されることによって、電源回路１０の影響を受けずに、電源回路７０で工具電極ＥＬの成形加工と被加工物ＷＰの穴加工とが同時に実施される。そして、必要最小限度の工具電極の成形加工で、工具電極の成形加工と被加工物への穴加工を常に同時に完了するような状態で放電加工する。したがって、無駄を少なくし、より加工効率を上げることができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上に説明されたように、本発明の請求項１ないし請求項３に記載された微細加工用放電加工装置は、比較的簡単な構成で第１の加工間隙が設定でき、作業性に優れる。その結果、効率よく、微細な工具電極を成形する放電加工とその工具電極によって被加工物に微小な穴を形成する放電加工を並行して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤ電極案内装置を利用する微細加工用放電加工装置の全体の構成を示す正面図である。
【図２】図１に示される微細加工用放電加工装置の主要部材を示す斜視図である。
【図３】図２に示されるワイヤ電極案内装置を示す平面図である。
【図４】本発明のワイヤ電極案内装置の細部の構成を示す平面図である。
【図５】図１に示される本発明のワイヤ電極案内装置を利用する微細加工用放電加工装置に採用され得る電源回路の具体例を示す回路図である。
【図６】図１に示される本発明のワイヤ電極案内装置を利用する微細加工用放電加工装置に採用され得る別の具体例を示す回路図である。
【符号の説明】
１，放電加工装置
１１，加工ヘッド
１５，ステージ
１７，順送り装置
１８，スピンドル
４，ワイヤ電極案内装置
４１，位置決めガイド
４２，ガイドボード
４３，通電ローラ
４４，折返しプーリ

Claims

ワイヤ電極を水平面の方向に案内しかつ工具電極と前記ワイヤ電極との間に形成される加工間隙をもって前記工具電極の一側面を通過する往路と前記加工間隙をもって前記工具電極の前記一側面とほぼ反対の側面を通過する復路とを形成させ前記工具電極から前記往路と前記復路に沿って水平１軸方向に離れて前記往路と前記復路との第１の間隔を規定するように配置され前記ワイヤ電極を互いに対向する案内面に接触させて位置決めする１対のガイドと前記１対のガイドから前記工具電極を挟んで前記水平１軸方向に離れて前記第１の間隔よりも狭い前記往路と前記復路との第２の間隔を規定するように配置され前記ワイヤ電極を互いに対向する案内面に接触させて位置決めする１対のガイドとの２組の１対のガイドでなり前記往路のワイヤ電極と前記復路のワイヤ電極との間の距離が徐々に変化して末広がり状になるようにワイヤ電極を張架する位置決めガイドを含んでなる微細加工用ワイヤ電極案内装置。
前記２組の１対のガイドで規定された前記往路のワイヤ電極と前記復路のワイヤ電極との間の距離よりも大きい径を有し前記往路と前記復路とを形成するように前記ワイヤ電極が走行する方向を反転させる折返しプーリを、含んでなる請求項１に記載の微細加工用ワイヤ電極案内装置。
ワイヤボビンと前記第１の間隔を規定する１対のガイドとの間、および前記折返しプーリと前記第２の間隔を規定する１対のガイドとの間に張架された前記往路のワイヤ電極と前記復路のワイヤ電極を前記往路のワイヤ電極と前記復路のワイヤ電極との間の距離を狭める方向にそれぞれ押し出して接触する複数の通電体を含んでなる請求項２に記載の微細加工用ワイヤ電極案内装置。