JP4508699B2 - ワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置に関し、特にワークに形成したワイヤ電極挿通孔に確実にワイヤ電極を挿通できるようにしたワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置に関する。

ワイヤ放電加工機は、ワークとワイヤ電極とを微小間隙を介して対向させ、両者間に加工電圧を印加することにより、該微小間隙に放電を発生させ、その放電エネルギによってワークを加工する。前記放電現象によってワイヤ電極もまた消耗するが、ワイヤ電極を加工中常に線材方向へ送ることによって、ワイヤ電極の断線を防止するようになっている。然しながら、ワイヤ電極の断線を完全に防止することは不可能であり、断線に際してはワイヤ電極の再装填が必要となる。

ワイヤ電極装填装置には様々なタイプの従来技術があり、例えば特許文献１にはワイヤ電極の移動経路であるワイヤ電極走路沿いにワークの上流位置に配置された流体ジェット送り手段と、該流体ジェット送り手段の更に上流側に配置されたワイヤ電極引き戻し手段とを具備したワイヤ電極装填装置が開示されている。

また、特許文献２には、ワイヤ電極走路沿いに上下移動可能に上ダイスの上流側に配置されたワイヤ送りパイプを具備したワイヤ電極装填装置が開示されている。
特開昭６２−１６２４２５号公報 特開平７−２４６４６号公報

特許文献１の発明では、上ワイヤガイドの上流側から流体ジェット送り手段によりワイヤ電極を駆動しているために、ワークまでの距離が長くなり、ジェット吐出部でのわずかな位置ずれがワーク上面で拡大され、細いワイヤ電極挿通孔からずれる場合あるという問題がある。

一方、特許文献２の発明では、ワイヤ送りパイプによって確実にワイヤ電極を上ダイスに挿通可能であるが、一般的なパイプ構造なので、パイプ内でのワイヤの屈曲を防止するため、パイプ管路を狭める必要がある。その結果、パイプ内を通過する搬送用の流体が減衰され、ワイヤを搬送する力が低下する。従って、パイプは備えない方が好ましい。

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、ワイヤ電極の自動装填を確実に行うことのできるワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置を提供することを目的としている。

本発明によれば、ワイヤ放電加工機のワイヤ電極をワークのワイヤ電極挿通孔に自動的に挿通させるワイヤ電極装填装置において、ワイヤ電極供給リールからワークを通過して巻取ローラへ向かうワイヤ電極の移動経路であるワイヤ電極走路を規定する複数のローラと、前記ワイヤ電極走路に沿って前記ワークの上流側に配設され、前記ワイヤ電極に加工電圧を印加するための給電子、前記ワイヤ電極を前記給電子へ向けて押圧するためのＶガイド、および前記ワイヤ電極を前記ワークへ向けて案内するための上ダイスとを含む上ヘッドと、前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上流側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記上ダイスへ向けて駆動する第１の流体ジェット送り手段と、前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上ダイスの下側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記ワークのワイヤ電極挿通孔へ向けて駆動する第２の流体ジェット送り手段とを具備し、前記第１の流体ジェット送り手段は、ホロージェットノズルにより中空状のジェットを噴出し、前記第２の流体ジェット送り手段は、ソリッドジェットノズルにより中実状のジェットを噴出するワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置が提供される。

本発明によれば、高圧のジェットによりワイヤ電極を上ダイスへ確実に挿通しながら、ワイヤ電極を細いジェットによりワークの電極挿通孔へ案内可能となり、従って、自動装填に際して、ワークに形成した電極挿通孔が小さくとも確実にワイヤ電極を挿通可能となる。

上記ワイヤ電極装填装置において、前記給電子およびＶガイドは、前記ワイヤ電極走路に対して離反、接近可能に構成されていることが好ましい。本発明によれば、給電子およびＶガイドが、ワイヤ電極走路に対して離反、接近可能に構成されているので、高圧ジェットによりワイヤ電極を上ダイスへ向けて駆動することによって、該上ダイスからワイヤ電極をワークに形成したワイヤ電極挿通孔へ挿通可能となる。

更に、本発明によれば、ワイヤ放電加工機のワイヤ電極をワークのワイヤ電極挿通孔に自動的に挿通させるワイヤ電極装填装置において、ワイヤ電極供給リールからワークを通過して巻取ローラへ向かうワイヤ電極の移動経路であるワイヤ電極走路を規定する複数のローラと、前記ワイヤ電極走路に沿って前記ワークの上流側に配設され、前記ワイヤ電極に加工電圧を印加するための給電子、前記ワイヤ電極を前記給電子へ向けて押圧するためのＶガイド、および前記ワイヤ電極を前記ワークへ向けて案内するための上ダイスとを含む上ヘッドと、前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上流側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とする第１の流体ジェット送り手段と、前記ワイヤ電極走路に沿って前記第１の流体ジェット送り手段の上流側に配設され、前記第１の流体ジェット送り手段の上流側において前記ワイヤ電極に弛みが生じたときに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極走路に沿って引き上げるワイヤ電極引き戻し手段と、前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上ダイスの下側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記ワーク電極挿通孔へ向けて駆動する第２の流体ジェット送り手段とを具備し、前記第１の流体ジェット送り手段は、ホロージェットノズルにより中空状のジェットを噴出し、前記第２の流体ジェット送り手段は、ソリッドジェットノズルにより中実状のジェットを噴出するワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置が提供される。

第１の流体ジェット送り手段によりワイヤ電極を確実に上ダイスに挿通でき、上ダイスを通過したワイヤ電極を更に、ワークの直上に位置する第２の流体ジェット送り手段により送るようにしたので、ワークのワイヤ電極挿通孔にワイヤ電極を確実に挿通でき、以てワイヤ電極の自動装填を確実に行うことができる。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１を参照すると、ワイヤ電極１１は、駆動モータ（図示せず）によって回転駆動されるワイヤ電極供給リール（図示せず）から繰り出され、複数の遊動ローラ１３、１５によって規定されるワイヤ電極走路に沿ってワークＷへ向けて給送される。ワイヤ電極走路上には、ワイヤ電極引き戻し手段と、ワイヤ電極１１の弛みを検知する光センサ２１が配設されている。ワイヤ電極引き戻し手段はエアシリンダ１７と、該エアシリンダ１７のピストン棒１７ａの先端にワイヤ電極１１に係合可能に設けられたローラ１９とを具備している。

ワイヤ電極走路沿いに光センサ２１の下流には、第１の流体送り手段としてのホロージェットノズル２３が配設されている。ホロージェットノズル２３は、図２に示すように、ワークＷへ向けてワイヤ電極１１を案内するガイド部材２５と、電極ガイド部材２５を包囲するハウジング２７とを具備している。ガイド部材２５は、後端の開口部から導入されたワイヤ電極１１を挿通させる中空部２５ａと、先端に形成された案内オリフィス２５ｂとを有している。ハウジング２７は、ガイド部材２５との間に流路を形成する中空部２７ａと、前記流路に流体、好ましくは水を供給するための入口ポート２７ｂと、入口ポート２７ｂから前記流路内へ供給された流体を噴出するノズル孔２７ｃとを具備している。ガイド部材２５は、その案内オリフィス２５ｂを形成する先端部分が、ノズル孔２７ｃから下流側に突出しており、これにより、ノズル孔２７ｃから噴出されるジェットは、案内オリフィス２５ｂからのワイヤ電極１１を包囲する中空状のジェットとなる。

ワイヤ電極走路沿いにホロージェットノズル２３の下流には、給電子２７、ワイヤ電極１１を給電子２７に押圧するためのＶガイド２９、ワイヤ電極１１をワークＷのワイヤ電極挿通孔に向けて案内するための上ダイス３１、およびソリッドジェットノズル３５を含む上ヘッド３３が配設されている。本実施形態では、給電子２７およびＶガイド２９は、上ヘッド３３の静止部分に固定されている。なお、ワイヤ電極走路沿いにホロージェットノズル２３と上ヘッド３３との間に、ワイヤ電極１１を切断するためのカッター２５が適宜配設されている。

上ヘッド３３のワークＷの直近上流側には、第２の流体送り手段としてのソリッドジェットノズル３５が配設されている。ソリッドジェットノズル３５は、図３に示すように、上ダイス３１を形成するガイド部材３７と、ガイド部材３７を包囲するハウジング３９を具備している。ガイド部材３７は、ワイヤ電極１１を挿通させる中空部３７ａ、および中空部３７ａからワークＷへ向けてワイヤ電極１１を案内する上ダイス３１のオリフィス３１ａを形成する。ハウジング３９は、ガイド部材３７との間に流路を形成する中空部３９ａを有しており、入口ポート３９ｂから前記流路内へ供給された流体、好ましくは水を先端のノズル孔３９ｃから中実のジェットにして噴出する。

ワイヤ電極走路沿いにワークＷの下流には、下ガイド（図示せず）を含む下ヘッド４１が配設されている。本実施形態では、下ガイドは割ガイドとなっており、ワイヤ電極１１の装填時には、ワイヤ電極走路外（図１において左右方向）へ移動可能となっている。

以下、本実施形態の作用を説明する。
(1)前記ワイヤ電極供給リール上のワイヤ電極を全て消費してワイヤ電極１１を交換する場合、(2)加工プログラムに従い放電加工開始点の変更が生じた場合、(3)ワイヤ電極１１が放電加工中に断線した場合に、ワイヤ電極１１の自動装填が必要になる。

(1)ワイヤ電極１１の交換の場合、先ず、前記ワイヤ電極を消費尽くした旧ワイヤ電極供給リールが新ワイヤ電極供給リールに交換され、前記駆動モータによって前記ワイヤ電極供給リールを回転することにより、新ワイヤ電極供給リールからワイヤ電極１１が該ワイヤ電極供給リールから繰り出される。この間、放電加工機のＸ、Ｙ送り装置（図示せず）により、ワークＷのワイヤ電極挿通孔がワイヤ電極走路上に配置されるように、ワークＷの位置決めがなされる。前記新ワイヤ電極供給リールから繰り出されたワイヤ電極１１は、複数の遊動ローラ１３、１５の間を巡って前記ワイヤ電極走路に沿ってホロージェットノズル２３へ向けて給送される。ホロージェットノズル２３へ到達したワイヤ電極１１の先端は、中空部２５ａを通過して案内オリフィス２５ｂから送り出される。

ノズル孔２７ｃから中空状のジェットを噴出することにより、案内オリフィス２５ｂから送り出されたワイヤ電極１１は、ワイヤ電極走路に沿って下流方向へ上ヘッド３３へ向けて前記ジェットにより牽引される。ホロージェットノズル２３では、案内オリフィス２５ｂがノズル孔２７ｃよりも突出しているので、ノズル孔２７ｃから噴出される流体が案内オリフィス２５ｂから中空部２５ａ内に流入することがない。従って、ホロージェットノズル２３によれば、ノズル孔２７ｃから噴出させる流体の流量を非常に高くすることが可能であり、中空状のジェットにより包囲した状態で非常に強い力でワイヤ電極１１を下流方向に駆動または押し込み可能である。

更に、本実施形態によれば、以下に説明するように、上ダイス３１を割ダイスとしなくとも、ジェットの高い圧力によりワイヤ電極１１を上ダイス３１のオリフィス３１ａを通過させることが可能である。すなわち、ワイヤ電極１１の先端が上ダイス３１の内周面に引っ掛かりオリフィス３１ａを通過できない場合には、図１（ａ）に示すように、ワイヤ電極１１に弛みが生じて、ワイヤ電極１１はそのワイヤ電極走路から外れて光センサ２１が照射する光線を横切らなくなる。こうしてワイヤ電極１１の弛みは光センサ２１により検知され、前記ワイヤ電極引き戻し手段が作動する。

前記ワイヤ電極引き戻し手段が作動すると、先ず、エアシリンダ１７のピストン棒１７ａが伸長して、その先端に設けられたローラ１９によりワイヤ電極１１を引き上げる。ワイヤ電極１１はホロージェットノズル２３からの高圧ジェットにより下流側に駆動されているので、ローラ１９により引き上げられると、ワイヤ電極１１には張力が発生しワイヤ電極走路上に復帰する。ワイヤ電極１１がワイヤ電極走路上に復帰すると、光センサ２１がこれを検知し、エアシリンダ１７のピストン棒１７ａが急速に後退する。これにより、ホロージェットノズル２３からのジェットにより駆動されているワイヤ電極１１は、高速で上ダイス３１のオリフィス３１ａへ向けて衝突する。これを繰り返すことにより、ワイヤ電極１１の先端の形状を矯正して上ダイス３１のオリフィス３１ａを通過させることが可能となる。

(2)放電加工開始点の変更の場合、先ず、カッター２５によりワイヤ電極１１が切断される。ワイヤ電極１１においてカッター２５による切断位置から下流側の部分は、下ヘッド４１の下流側に配設されている巻取ローラ（図示せず）により巻き取られる。この間、放電加工機のＸ、Ｙ送り装置（図示せず）により、ワークＷのワイヤ電極挿通孔の位置決めがなされる。ワイヤ電極挿通孔の位置決めが完了すると、ワイヤ電極１１においてカッター２５による切断位置の上流側の部分は、ホロージェットノズル２３により駆動されて上ダイス３１へ向けて給送される。上ダイス３１へ給送されたワイヤ電極１１は、ワイヤ電極１１の交換の場合と同様に、上ダイス３１のオリフィス３１ａに挿通される。

(3)ワイヤ電極１１の断線の場合は、カッター２５によるワイヤ電極１１の切断工程が行われない点を除いて概ね放電加工開始点の変更の場合と同様のプロセスによりワイヤ電極１１が上ダイス３１に挿通される。但し、ワイヤ電極１１が断線した場合には、ワイヤ電極１１において断線位置から上流側の部分の先端が、カッター２５に切断された場合とは異なりバリを生じていることがある。本実施形態では、こうした場合であっても、ホロージェットノズル２３から噴出されるジェットの流速を非常に高めることでワイヤ電極１１の先端の形状を矯正可能であり、従って、ワイヤ電極１１は非常に強い力で前記ジェットにより駆動されるために、上ダイス３１の細いオリフィス３１ａ内にワイヤ電極１１を挿通可能となっている。特に、前記ワイヤ電極引き戻し手段によるワイヤ電極１１の引き上げと、同ワイヤ電極１１の解放プロセスを繰り返すことにより、断線したワイヤ電極１１の先端は上ダイス３１の内周面に繰り返し衝撃的に当接して、次第に先端のバリが除去され、上ダイス３１のオリフィス３１ａに挿通可能な形状となる。

このように、上ダイス３１のオリフィス３１ａに挿通されたワイヤ電極１１は、次いで、第２の流体送り手段としてのソリッドジェットノズル３５により、ワークＷのワイヤ電極挿通孔に案内、挿通される。ソリッドジェットノズル３５は、上ダイス３１のオリフィス３１ａ内に流体が流入するためにジェットの流量を高くすることができないが、ホロージェットノズル２３と比較して非常に細いジェットを形成可能である。従って、本実施形態によれば、高圧の中空状のジェットによりワイヤ電極１１を上ダイス３１のオリフィス３１ａへ確実に挿通しながら、ワイヤ電極１１を非常に細い中実状のジェットによりワークＷの電極挿通孔へ案内できるので、ワークＷの電極挿通孔を小さくすることが可能となる。

本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、種々の変更と修正が可能であることは当業者の当然とするところである。
例えば、図１の実施形態では、給電子２７およびＶガイド２９は、上ヘッド３３の静止部に固定されていたが、本発明はこれに限定されず、図４に示すように、ワイヤ電極の自動装填に際してワイヤ電極走路から離反するように移動可能としてもよい。すなわち図４を参照すると、給電子１２７およびＶガイド１２９は、自動装填に際して上ヘッド１３３内において或いは上ヘッド１３３と共にワイヤ電極走路外へ移動し、自動装填が完了した後にワイヤ電極１１に係合する位置に復帰可能となっている。なお、図４において図１と同様の構成要素には同じ参照符号が付されている。

更に、図４の実施形態では、上ダイス３１とワークＷとの間には、第２の流体送り手段としてのソリッドジェットノズル３５が配設されているが、本発明はこれに限定されず、給電子１２７およびＶガイド１２９がワイヤ電極走路から離反可能となっている場合には、図５に示すように、ソリッドジェットノズル３５を備えなくともよい。なお、図５において図１と同様の構成要素には同じ参照符号が付されている。

更に、図５の実施形態では、上ダイス３１は固定式のダイスであり割ダイスとはなっていないが、本発明はこれに限定されず、図６に示すように割ダイスとしてもよい。すなわち、図６を参照すると、上ダイス１３１は、自動装填に際して上ヘッド２３３内において或いは上ヘッド２３３と共にワイヤ電極走路外へ移動し、自動装填が完了した後にワイヤ電極１１を案内する位置に復帰可能となっている。なお、図６において図１と同様の構成要素には同じ参照符号が付されている。

本明細書の全ての実施形態において、中空状のジェットを吐出するホロージェットノズル２３に代えて、高圧の中実のジェットを吐出するノズルを用いても同様の作用、効果がある。

本発明の第１の実施形態によるワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置の概略図であり、（ａ）は自動装填時の状態を示す図であり、（ｂ）は自動装填完了後の状態を示す図である。 ホロージェットノズルの略示断面図である。 ソリッドジェットノズルの略示断面図である。 本発明の第２の実施形態によるワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置の概略図であり、（ａ）は自動装填時の状態を示す図であり、（ｂ）は自動装填完了後の状態を示す図である。 本発明の第３の実施形態によるワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置の概略図であり、（ａ）は自動装填時の状態を示す図であり、（ｂ）は自動装填完了後の状態を示す図である。 本発明の第４の実施形態によるワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置の概略図であり、（ａ）は自動装填時の状態を示す図であり、（ｂ）は自動装填完了後の状態を示す図である。

符号の説明

１１ ワイヤ電極
１７ エアシリンダ
２１ 光センサ
２３ ホロージェットノズル
２７ 給電子
２９ Ｖガイド
３１ 上ダイス
３３ 上ヘッド
３５ ソリッドジェットノズル
４１ 下ヘッド
Ｗ ワーク

Claims (3)

1. ワイヤ放電加工機のワイヤ電極をワークのワイヤ電極挿通孔に自動的に挿通させるワイヤ電極装填装置において、
   ワイヤ電極供給リールからワークを通過して巻取ローラへ向かうワイヤ電極の移動経路であるワイヤ電極走路を規定する複数のローラと、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記ワークの上流側に配設され、前記ワイヤ電極に加工電圧を印加するための給電子、前記ワイヤ電極を前記給電子へ向けて押圧するためのＶガイド、および前記ワイヤ電極を前記ワークへ向けて案内するための上ダイスとを含む上ヘッドと、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上流側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記上ダイスへ向けて駆動する第１の流体ジェット送り手段と、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上ダイスの下側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記ワークのワイヤ電極挿通孔へ向けて駆動する第２の流体ジェット送り手段と、
   を具備し、前記第１の流体ジェット送り手段は、ホロージェットノズルにより中空状のジェットを噴出し、前記第２の流体ジェット送り手段は、ソリッドジェットノズルにより中実状のジェットを噴出することを特徴としたワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置。
2. 前記給電子およびＶガイドは、前記ワイヤ電極走路に対して離反、接近可能に構成されている請求項１に記載のワイヤ電極装填装置。
3. ワイヤ放電加工機のワイヤ電極をワークのワイヤ電極挿通孔に自動的に挿通させるワイヤ電極装填装置において、
   ワイヤ電極供給リールからワークを通過して巻取ローラへ向かうワイヤ電極の移動経路であるワイヤ電極走路を規定する複数のローラと、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記ワークの上流側に配設され、前記ワイヤ電極に加工電圧を印加するための給電子、前記ワイヤ電極を前記給電子へ向けて押圧するためのＶガイド、および前記ワイヤ電極を前記ワークへ向けて案内するための上ダイスとを含む上ヘッドと、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上流側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記上ダイスへ向けて駆動する第１の流体ジェット送り手段と、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記第１の流体ジェット送り手段の上流側に配設され、前記第１の流体ジェット送り手段の上流側において前記ワイヤ電極に弛みが生じたときに前記ワイヤ電極を前記ワイヤ電極走路に沿って引き上げるワイヤ電極引き戻し手段と、
   前記ワイヤ電極走路に沿って前記上ヘッドの上ダイスの下側に配設され、前記ワイヤ電極を中心とするジェットを形成し、該ジェットにより前記ワイヤ電極を前記ワークのワイヤ電極挿通孔へ向けて駆動する第２の流体ジェット送り手段と、
   を具備し、前記第１の流体ジェット送り手段は、ホロージェットノズルにより中空状のジェットを噴出し、前記第２の流体ジェット送り手段は、ソリッドジェットノズルにより中実状のジェットを噴出することを特徴としたワイヤ放電加工機のワイヤ電極装填装置。

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