JP4266992B2 - ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤガイドアッセンブリをアームから取り外すことなく割ガイドとダイスガイドとを簡単に交換し異なる自動結線の方式を採用することができる構成のワイヤカット放電加工装置に関する。

ワイヤ電極が走行する通路が設けられ、その通路に沿ってワイヤカット放電加工に不可欠な通電体とワイヤガイドと加工用の同軸噴流ノズルとを一体的に組み込んだワイヤガイドアッセンブリの構造が知られている。ガイドアッセンブリは、ヘッドやコラムに固定される上下アームの先端部位にそれぞれ取り付けられる。ワイヤ電極が走行する方向と同軸の方向に加工間隙に加工液噴流を供給する同軸噴流ノズルの開口が被加工物の表面直近に位置するように配置される場合、開口から高圧の加工液噴流が噴射されるので、ガイドアッセンブリは、強い反力を受ける。したがって、ガイドアッセンブリは、アームに強固に取付固定される。

上下一対のワイヤガイドにワイヤ電極を通してワイヤ電極を張架する自動結線装置は、加工液のようなジェットをワイヤ電極を送り出す方向に対して同軸に供給しジェットでワイヤ電極を拘束しながら推進することによってワイヤ電極を一方のワイヤガイドから他方のワイヤガイドまで案内する。特に、一方のワイヤガイドの出口から他方のワイヤガイドまでをジェットのみで案内する方式をジェット方式という（特許文献１参照）。また、加工開始孔の入口もしくは他方のワイヤガイドまでをガイドパイプとガイドパイプの中に供給されるジェットとによって案内する方式をパイプジェット方式という（特許文献２参照）。

被加工物を挟んで設けられワイヤ電極を位置決め案内する一対のワイヤガイドのタイプとして、ダイスガイド（丸ダイスガイド）と割ガイド（割ダイスガイド）がある。ダイスガイドは、比較的大きな角度のテーパ加工、いわゆる大テーパ加工に有利である。しかしながら、ガイドパイプを通過させるためにダイスガイドの通し孔を大きくすると、クリアランスが大きくなり、要求を満足する位置決め精度が得られないので、ダイスガイドをパイプジェット方式の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に用いることができない。割ガイドは、基本的に硬質の材料で製作される２つの案内部材で構成される。２つの案内部材が接合したときに、２つの案内部材の接合部位にダイス状の通し孔が形成される。そのため、必要に応じて通し孔を開くことができるので、ガイドパイプを移動させる通路を形成することができる（特許文献３参照）。

ワイヤ電極を案内する方式が異なる２つのタイプの自動結線装置を１つの機械に搭載することは現実的ではない。２つのタイプの自動結線装置をそっくり交換するように構成した場合は、機械が大型化するとともにコストが大幅に高くなるので採算が合わない。実際にこのようなモデルのワイヤカット放電加工装置が販売されている例は見受けられない。

消耗品であるワイヤガイドは交換可能に設けられているので、ワイヤガイドだけを交換することが考えられる（特許文献４参照）。しかしながら、ガイドホルダに嵌め込まれるダイスガイドとスライドさせて開閉させることができる割ガイドとは、ワイヤガイドと同軸噴流ノズル廻りを中心に基本的な構造が大きく異なっているので、そのまま同じ規格で交換できるようにすることは困難である。
特許第３４０６６４７号公報 特公平７−２９２４６号公報 特開平１１−２６２８２０号公報 特開平３−１２１７２３号公報

このように、ガイドアッセンブリをアームの先端部位から取り外すことなく割ガイドからダイスガイドに現場で簡単に交換することが望まれている。そして、ジェット方式とパイプジェット方式の自動結線方法を加工の目的に対応して比較的簡単に使い分けることができるならば、１台のワイヤカット放電加工装置で加工できる幅が大きく広がる。しかしながら、上述したように、ジェット方式とパイプジェット方式を容易に選択して使用することができる実用的な手段が考えられていないのが現状である。

本発明は、上記課題に鑑みて、より容易にかつ簡単な構成でジェット方式とパイプジェット方式の自動結線方法を行えるワイヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。

本発明のワイヤカット放電加工装置は、ハウジング１０に収納された通電体３をワイヤ電極が張架される方向に対して直交する方向に移動させてワイヤ電極を自動結線するワイヤカット放電加工装置において、割ガイド４Ａを使用するときは通電体３の下側に割ガイド４Ａを装着し通電体３と共に移動するピン３２によって割ガイド４Ａを開き割ガイド４Ａを越えてガイドパイプ６を下降させてワイヤ電極を案内し、ダイスガイド４Ｂを使用するときはダイスガイド４Ｂを保持しピン３２の移動を許容するアダプタ４４を割ガイド４Ａの位置に装着するとともに、加工液導入口４６Ａを有し自動結線用のジェットの供給路４６Ｂをするジャケット４６とジャケット４６の内側に設けられる自動結線用のジェットを噴射するジェットノズル４５とを装着しダイスガイド４Ｂの手前までガイドパイプ６を下降させて自動結線用のジェットでワイヤ電極を案内してワイヤ電極を結線するように構成する。なお、上記符号は、本発明を図面に示された具体的な構成に限定するものではない。

本発明は、割ガイドを開閉する機構を有するガイドアッセンブリの本体に、割ガイドを使用するときは通電体の下側に割ガイドを装着し、ダイスガイドを使用するときは割ガイドを移動させるピンの移動を許容するアダプタを割ガイドの位置に装着するとともに、加工液導入口を有し自動結線用のジェットの供給路を形成しハウジングに着脱自在に取り付けられるジャケットと、ジャケットの内側に設けられる自動結線用のジェットを噴射するジェットノズルと、を装着するので、ガイドアッセンブリの本体の構造を変えることなく、大がかりな装置や作業が要求されず、より簡単な構成で、現場で作業者が容易にかつ正確に割ガイドからダイスガイドに交換して自動結線の方式をパイプジェット方式からジェット方式にすることができる。そして、１台のワイヤカット放電加工装置で加工できる幅を大きく広げる効果を奏する。

図１は、本発明のワイヤカット放電加工装置のワイヤガイドアッセンブリの好適な実施の形態の構成であり、ダイスガイドを取り付けたときの状態を示す。図２は、図１とは別な方向の断面の一部分を示す。図３は、本体に取り付けられるダイスガイド廻りの部品の概容を示す。図４は、図１のワイヤガイドアッセンブリに割ガイドを取り付けたときの状態を示す。以下、上下一対のワイヤガイドアッセンブリのうち上側ワイヤガイドアッセンブリを具体例として説明する。なお、ワイヤカット放電加工装置の全体の構成は、従来から知られた技術が参照される。

図１および図４に示されるように、ワイヤガイドアッセンブリ１（上側）は、図示しないワイヤ電極が通過する通路２が設けられ通路２に沿って通電体３とワイヤガイド４と同軸噴流ノズル５とが組み込まれる。ガイドアッセンブリ１の本体ハウジング１０と、ワイヤ挿入ブロック２０と、通電体ブロック３０と、は取り付けられるワイヤガイド４が割りガイド４Ａであってもダイスガイド４Ｂであっても共通の構成を有する。ハウジング１０は、上アームに強固に取り付けられる。

ワイヤ挿入ブロック２０は、ガイドアッセンブリ１のハウジング１０の上側に一体的に固定される。ワイヤ挿入ブロック２０は、すり鉢状の開口２１とワイヤ電極を通路２に導く挿入ガイド２２を有する。挿入ガイド２２の最小の内径は、ワイヤ電極を案内するガイドパイプ６の外径よりも大きく形成されている。ガイドパイプ６は、ワイヤ電極が張架される方向に移動可能に、より具体的には、上下方向に昇降可能に設けられている。したがって、ワイヤ挿入ブロック２０の開口２１と挿入ガイド２２は、ワイヤ電極とガイドパイプ６をガイドアッセンブリ１の中に導入する。

通電体ブロック３０は、ワイヤ挿入ブロック２０の下側に位置するハウジング１０内に設けられ、ワイヤ電極に給電する通電体３をワイヤ電極が張架される方向に対して直交する方向に移動可能に備える。通電体３は、保持部材３１によって保持され、ハウジング１０に収納される。ハウジング１０の下面の穴には、ピン３２が貫通しその先端部位が下側に突出している。ピン３２は、通電体ブロック３０に固定される。ピン３２は、通電体３と共に移動する。通電体ブロック３０に設けられる通路２は、ワイヤ電極が通過するとともにワイヤ電極を案内するガイドパイプ６が通過することができる大きさに形成されている。

ハウジング１０には、エアシリンダでなるアクチュエータ７が一体的に取り付けられる。アクチュエータ７は、通電体３を取付保持している通電体ブロック３０に連結されている。アクチュエータ７によって通電体ブロック３０をスライドさせる。通電体ブロック３０がスライドすることによって保持部材３１に保持される通電体３が通路２を通って鉛直方向に張架されるワイヤ電極に対して前進後退する。通電体３は、側面に貫通する貫通孔から取り出して交換することができる。通電体ブロック３０がスライドすると通電体３が移動するとともに一体的に設けられているピン３２が移動する。

図４は、ガイドアッセンブリ１に割ガイド４Ａを取り付けたときを示す。割ガイド４Ａは２つのガイド片４２Ａ，４２Ｂでなる。割ガイド４Ａを使用するときは、２つのガイド片でなる割ガイド４Ａを通電体３の下側の本体ハウジング１０の下側に突出した部位１１に収納し、円板状のガイド押さえ４１によってハウジング１０の下面でスライド可能に支持させる。その外側に加工用の同軸噴流ノズル５の開口５１を備えるノズルキャップ５２をねじで取り付ける。

割ガイド４Ａの一方のガイド片４２Ａには、ハウジング１０の下側から突出している通電体ブロック３０に設けられているピン３２の先端部位が挿入する穴が設けられている。通電体ブロック３０が移動し通電体３がスライドするときにガイド片４２Ａの穴に挿嵌されたピン３２が移動してガイド片４２Ａが通電体３の往復移動に合わせて通電体３と共に往復移動する。その結果、割ガイド４Ａは開閉する。

割ガイド４Ａを使用するときは、パイプジェット方式で自動結線する。パイプジェット方式で結線するときは、通電体３の下側に割ガイド４Ａを装着し通電体３と共に移動するピン３２によって割ガイド４Ａを開く。そして、パイプガイド６内にジェットを供給するとともに割ガイド４Ａを越えてガイドパイプ６を少なくとも被加工物表面の加工開始孔の入口まで下降させてワイヤ電極を案内する。加工開始孔がガイドパイプ６の外径よりも大きいときや上下ワイヤガイド間に被加工物がないときは図示しない下側ガイドアッセンブリの下側ワイヤガイドの手前までガイドパイプ６を下降させてワイヤ電極を案内する。

このように、通電体の移動に合わせてガイド片を移動させて通し孔を開くことができるので、ガイドパイプを移動させる通路を形成することができる。座グリや治具により同軸噴流ノズルの開口を被加工物の表面に密着させることができず、いわゆる浮き状態で自動結線を行なわなければならないようなケースや加工開始孔の直径とワイヤ電極の直径との差があまりないようなケースでは、ガイドパイプを被加工物の表面まで下降させることができる割ガイドを取り付けてパイプジェット方式の自動結線を行なうとよい。

図１ないし図３に示されるように、ダイスガイド４Ｂは、ガイド部位４３を一体で保持する。ダイスガイド４Ｂを使用するときは、ダイスガイド４Ｂを嵌め込んで保持するアダプタ４４、自動結線用のジェットノズル４５、本体ハウジング１０に着脱自在に設けられるジャケット４６、ジャケット４６に取り付けられ開口５１を有するノズルベース５３を含む加工用の同軸噴流ノズル５とを、本体を上アームに固定したままの状態で組み付ける。なお、適宜設けられるＯリングのようなシール材は図示省略するとともに説明を省略する。

ガイド部位４３を含むダイスガイド４Ｂは、アダプタ４４に保持される。アダプタ４４は、ピン３２の移動を許容し本体ハウジング１０の割ガイド４Ａの位置に収まる外形を有する。そして、割ガイド４Ａと置き換わるアダプタ４４は、本体ハウジング１０の割ガイド４Ａがあった位置に収納され固定される。

アダプタ４４は、割ガイド４Ａに置き換わって通電体３の下側の本体ハウジング１０の下側に突出した部位１１に収納される。アダプタ４４には、本体ハウジング１０から突き出たピン３２を挿入し通電体３の移動にともなって移動するピン３２が往復移動できる長穴４４Ａのような空間が設けられる。したがって、アダプタ４４に保持されるダイスガイド４Ｂが開閉できなくても、ピン３２は往復移動し通電体３が移動することができる。

そのため、割ガイド４Ａからダイスガイド４Ｂに交換したときは、アダプタ４４が割ガイド４Ａの位置に収められると同時にピン３２の移動が妨げられず通電体３の移動を可能にするので、割ガイド４Ａを装着したときとダイスガイド４Ｂを装着したときで、本体の構造を共通とすることができる。

自動結線用のジェットノズル４５は、自動結線用のジェットを噴射する。ジェットノズル４５は、ガイド部位４３が固定されたダイスガイド４Ｂを覆うようにアダプタ４４の下側に設けられる。また、自動結線用のジェットノズル４５は、ジャケット４６の内側に装着される。

ジャケット４６は、ハウジング１０に着脱自在に設けられる。ジャケット４６は、加工液導入口４６Ａを有し自動結線用のジェットの供給路４６Ｂを形成する。このとき、図２に示されるように、加工用のジェットの供給路４６Ｃが同時に形成されている。アダプタ４４の下面には空間４４Ｂを形成する座グリ穴が複数設けられている。アダプタ４４に設けられた複数の空間４４Ｂで形成される流路は、ジェットの供給路４６Ｂと自動結線用のジェットノズル４５の内部４５Ａとを連通する。

したがって、加工を行なうときは加工用のジェットの供給路４６Ｃを通して同軸噴流ノズル５に加工液噴流を供給する。自動結線を行なうときは、自動結線用のジェットは、自動結線用のジェットの供給路４６Ｂからアダプタ４４の下面に設けられた空間４４Ｂで形成される流路を通ってジェットノズル４５の内部４５Ａに供給され、ジェットノズル４５から噴射される。このように、本体に着脱可能なジャケット４６から自動結線用のジェットを供給するように構成することで、ジェット方式とパイプジェット方式とで本体を共通の構造としかつ交換される部品の構成をより簡単にする。

割ガイド４Ａからダイスガイド４Ｂに交換するとき、ノズル開口５１を有するノズルキャップ５２とガイド押さえ４１とを取り外して、割ガイド４Ａをダイスガイド４Ｂを保持するアダプタ４４に付け替える。そして、ジェットノズル４５とジャケット４６とノズル開口５１を有するノズルベース５３とを取り付ける。その結果、本体が上アームに固定されている状態で割ガイド４Ａをダイスガイド４Ｂに交換しパイプジェット方式からジェット方式に自動結線の方式を変更することができる。

図１に示されるように、自動結線を行なうときに、ワイヤ電極を案内するガイドパイプ６がダイスガイド４Ｂを通過することができない。したがって、自動結線時は、ガイドパイプ６を可能な限りダイスガイド４Ｂの手前までその先端が位置するように下降させる。このとき、ワイヤ電極がガイドパイプ６内で座屈しないようにガイドパイプ６内にジェットを供給する。

ジャケット４６には加工液を導入する図示しないフレキシブルホースが接続されていて、ジャケット４６は、加工液導入口４６Ａから加工液を導入する。加工液は、ジェットの供給路４６Ｂからアダプタ４４の下面に設けられた空間４４Ｂを通ってジェットノズル４５の内部４５Ａに供給される。そして、ジェットノズル４５から自動結線用のジェットを噴射させ、ダイスガイド４Ｂから送り出されるワイヤ電極をジェットによって拘束しつつ案内する。

実施の形態のガイドアッセンブリ１は、通電体ブロック３０が通電体３をワイヤ電極が張架される方向に対して直交する方向に移動可能であり、通電体ブロック３０に設けられた通路２がガイドパイプ６の外径より大きくされているので、通電体３を後退させることによって、ダイスガイド４Ｂの直近までワイヤ電極をガイドパイプ６によって案内することができる。アダプタ４４は、割ガイド４Ａを装着時に使用するピン３２の移動を許容する長穴４４Ａを有しているので、通電体３が往復移動することができる。そして、ダイスガイド４Ｂを出たワイヤ電極は、自動結線用のジェットによって拘束されながら同軸噴流ノズル５のノズル開口５１から加工開始孔ないしは下側のワイヤガイドに向かって送り出される。そのため、実施の形態のガイドアッセンブリ１は、ダイスガイド４Ｂを装備しているときの自動結線の成功の確率がより高い利点がある。

図５は、自動結線装置の一例を示す。図５に示される自動結線装置８は、送りローラ８１と、切断用ローラ８２、ジェット供給口８３、クランパ８４、回収箱８５を含んでなる。不要なワイヤ電極は、切断用ローラ８２との間に電流を供給することによって切断されクランパ８４に把持されて回収箱８５に廃棄される。切断装置は、カッタのような切断手段に置き換えることができる。

ガイドパイプ６は、割ガイド４Ａが装着されているときは、割ガイド４Ａを越えて少なくとも被加工物の表面まで下降する。ガイドパイプ６内には、ジェット供給口８３からジェットが供給される。ワイヤ電極は、ガイドパイプ６とガイドパイプ６から噴出するジェットに案内されて下側ワイヤガイドに挿通される。そして、図示しない巻取りローラに巻き取られて結線が完了する。

また、ガイドパイプ６は、ダイスガイド４Ｂが装着されているときはダイスガイド４Ｂの手前まで下降する。ガイドパイプ６内には、ジェット供給口８３からジェットが供給される。案内されたワイヤ電極は、図示しない下側ワイヤガイドに挿通される。そして、巻取りローラに巻き取られて結線が完了する。

本発明は、ワイヤカット放電加工に利用することができる。本発明は、現場で簡単に割ガイドとダイスガイドとを交換することができ、１台のワイヤカット放電加工装置で異なる案内方式の自動結線方法を実施できるようにする。そして、ワイヤカット放電加工装置の利便性を広げ、金型や精密部品の製造技術の発展に貢献する。

本発明のダイスガイドを取り付けたときのワイヤガイドアッセンブリの断面図である。 本発明のダイスガイドを取り付けたときのワイヤガイドアッセンブリを図１とは別の方向から見た断面図である。 本発明のワイヤガイドアッセンブリのダイスガイドの取付けの概容を示す斜視図である。 本発明の割ガイドを取り付けたときのワイヤガイドアッセンブリの断面図である。 自動結線装置の一例を示す正面図である。

符号の説明

１ ワイヤガイドアッセンブリ
２ 通路
３ 通電体
４ ワイヤガイド
４Ａ 割ガイド（割ダイスガイド）
４Ｂ ダイスガイド（丸ダイスガイド）
５ 同軸噴流ノズル
６ ガイドパイプ
７ アクチュエータ
１０ ハウジング
２０ ワイヤ挿入ブロック
３０ 通電体ブロック
４１ ガイド押さえ
４２Ａ ガイド片
４３ ガイド部位
４４ アダプタ
４４Ａ 長穴
４５ 自動結線用ジェットノズル
４６ ジャケット
４６Ａ 加工液導入口
４６Ｂ 自動結線用のジェットの供給路
４６Ｃ 加工用の加工液噴流の供給路
５１ ノズル開口
５２ ノズルキャップ
５３ ノズルベース

Claims (1)

1. ハウジングに収納された通電体をワイヤ電極が張架される方向に対して直交する方向に移動させてワイヤ電極を自動結線するワイヤカット放電加工装置において、割ガイドを使用するときは前記通電体の下側に前記割ガイドを装着し前記通電体と共に移動するピンによって前記割ガイドを開き前記割ガイドを越えてガイドパイプを下降させてワイヤ電極を案内し、ダイスガイドを使用するときは前記ダイスガイドを保持し前記ピンの移動を許容するアダプタを前記割ガイドの位置に装着するとともに、加工液導入口を有し自動結線用のジェットの供給路を形成するジャケットと前記ジャケットの内側に設けられる前記自動結線用のジェットを噴射するジェットノズルとを装着し前記ダイスガイドの手前までガイドパイプを下降させて前記自動結線用のジェットでワイヤ電極を案内してワイヤ電極を結線することを特徴とするワイヤカット放電加工装置。

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