JP5575034B2 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤ放電加工機に関し、特に噴流の噴出方向を所要に設定して通電体におけるワイヤ電極の断線を防止するワイヤ放電加工機に関する。
加工電極とワークとの間に形成される極間に放電を発生させて行う放電加工を、板状等のワークに対するワイヤ電極による糸鋸状の切断加工に適用したワイヤ放電加工は広く知られ普及してきており、このワイヤ放電加工では、極間においてワイヤ電極の断線事故を生じさせることがある。そこで、従来においては、特許文献1または特許文献2に示すように、ワイヤ電極のテンションを適切に設定する等、極間におけるワイヤ電極の断線を防止する各種の技術が採用されている。
特開2003−266247号公報 特開平10−309631号公報
ところで、ワイヤ電極の断線は、上述した極間のみならず、走行するワイヤ電極に給電する通電体においても生じることがある。
すなわち、例えば図11に示すように、従来のワイヤガイドアッセンブリ250において、ワイヤ電極Eの確実な給電を確保すべく、ワイヤ電極Eに対する押圧力を大きくして通電体オフセットXを大きく設定することとすると、通電体282の消耗量が多くなり加工中にワイヤ電極Eの走行位置がずれて加工精度が低下することがある。
このため、例えば図12に示すように、このような加工精度の低下を防止すべく、ワイヤ電極Eがワイヤ通路281の略中心を通るように、通電体282の押圧力を小さくして通電体オフセットXを小さく設定するとともに、通電体282の上方に備えられるガイド体262を所要に傾斜させてワイヤ電極Eを通電体282側にずらして通電体282に押し付けるように接触させることがあるが、かかる場合には、加工精度の低下が防止される一方、ワイヤ電極Eが極間で断線したときに、ときとして、ワイヤ電極Eと通電体282との間で放電が発生してしまい通電体282でも断線するいわゆる二重断線を生じることがあり、通電体282と極間との間に残存する断線したワイヤ電極Eを、人手を介して取り除く等、断線後の結線復帰動作の妨げとなっていた。
近年はワイヤ放電加工機においてワイヤ電極の自動結線を行う自動結線装置を採用することが多くなっており、断線したワイヤ電極を一々取り除いていたのでは、折角自動結線装置を採用しても所期の作業効率の向上が達成されず大きな問題として指摘されていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、通電体におけるワイヤ電極の断線を防止することができるワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、ワイヤ放電加工機に係る請求項1の発明は、走行するワイヤ電極が貫通するワイヤ通路と、前記ワイヤ電極と接触して給電する通電体と、前記ワイヤ通路の一部を含みつつ前記ワイヤ電極が極間に供給されるようにガイドするワイヤガイドと、を備えるワイヤガイドアッセンブリを有するワイヤ放電加工機であって、所要の噴出口を介して前記ワイヤ通路と連通し該ワイヤ通路に噴流を供給する供給路を備え、前記通電体と前記ワイヤ電極との接触位置における前記通電体表面の法線方向と直交する線分であって前記ワイヤ通路の中心を通る線分を境界線として該境界線から前記通電体が備えられる側を通電体側とし、前記噴出口を、該噴出口の中心が前記通電体側に含まれるように設けることにより、前記通電体側から前記ワイヤ電極に向けて設け、
前記供給路は、前記噴流の供給源に接続され前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体と反対側に備えられる第1の供給路を有するとともに、前記噴出口を終端に設け、該噴出口を介して前記第1の供給路と前記ワイヤ通路とを連通させ、前記噴流の供給流路を、前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体の反対側から前記通電体側に回り込むように転換させる第2の供給路を有することを特徴とする。
本発明によれば、所要の噴出口を介して前記ワイヤ通路と連通し該ワイヤ通路に噴流を供給する供給路と、を備え、前記通電体と前記ワイヤ電極との接触位置における前記通電体表面の法線方向と直交する線分であって前記ワイヤ通路の中心を通る線分を境界線として該境界線から前記通電体が備えられる側を通電体側とし、前記噴出口を、前記通電体側から前記ワイヤ電極に向けて設けることとしたので、噴出口からの噴流によりワイヤ電極を通電体から離間する方向に押圧することができる。これにより、極間においてワイヤ電極が断線したときには、噴流の作用によりワイヤ電極を通電体から即時にかつ容易に離間させることができ、通電体とワイヤ電極間における放電の発生を抑制して通電体における更なる断線を防止することができる。
また、前記噴出口を、該噴出口の中心が前記通電体側に含まれるように設けることにより、前記通電体側から前記走行するワイヤ電極に向けて設けることとしたので、噴出口からの噴流によりワイヤ電極を通電体から離間する方向に確実に押圧することができる。
更に、前記供給路は、前記噴流の供給源に接続され前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体と反対側に備えられる第1の供給路を有するとともに、前記噴出口を終端に設け、該噴出口を介して前記第1の供給路と前記ワイヤ通路とを連通させ、前記噴流の供給流路を、前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体の反対側から前記通電体側に回り込むように転換させる第2の供給路を有することとしたので、噴流がワイヤ通路を挟んで通電体と反対側から供給される場合にあっても、噴出口からの噴流を確実に通電体側からワイヤ電極に向けて噴出させることができる。
前記第2の供給路は、前記ワイヤ通路の周囲を一定の間隔を置いて環状に取り囲むように前記噴流の流路を形成するとともに、前記一定の間隔を形成し前記流路と前記ワイヤ通路の周囲とを一部を除いて隔絶する隔絶壁を設け、該隔絶壁の除かれた一部を前記噴出口とし(請求項)、更に前記隔絶壁を略C字状に形成し、該隔絶壁の開口端部を前記噴出口とすることができる(請求項)。
なお、前記ワイヤ通路とともに前記通電体を備える通電体ブロックと、前記通電体ブロック内に備えられるワイヤ通路と連続するワイヤ通路を備え前記ワイヤ電極を所要に導くワイヤ挿入ブロックと、を備え、前記第2の供給路は、前記ワイヤ通路の周囲と一定の間隔を置いて環状に取り囲むように前記通電体ブロックの端面に凹状に形成された前記噴流の流路と、前記一定の間隔を形成し前記凹状の流路と前記ワイヤ通路の周囲との間を一部を除いて隔絶する凸状に形成された隔絶壁と、を設けることとすることができる(請求項)。
本発明によれば、通電体におけるワイヤ電極の断線を防止することができる。
本発明の実施形態に係るワイヤ放電加工機の全体構成の概略を示す正面図である。 ワイヤ放電加工機におけるワイヤガイドアッセンブリの構成を示す側面図である。 ワイヤガイドアッセンブリにおける供給路の構成を示す側面図である。 供給路の構成を示す平面図である。 供給路における隔絶壁の構成を示す平面図である。 供給路における加工液噴流の噴出口の配置を説明するための第1の平面図である。 噴出口の配置を説明するための第2の平面図である。 噴出口の配置を説明するための第3の平面図である。 噴出口からの加工液噴流によるワイヤ電極の離間効果を説明するための第1の側面図である。 噴出口からの加工液噴流によるワイヤ電極の離間効果を説明するための第2の側面図である。 従来のワイヤガイドアッセンブリの構成を示す第1の側面図である。 従来のワイヤガイドアッセンブリの構成を示す第2の側面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の実施形態を示すワイヤ放電加工機の全体構成の概要を示す正面図である。図1を参照してワイヤ放電加工機の概要を説明すると、ワイヤ放電加工機1は、ワークWを挟んで上側に備えられる上ワイヤガイドアッセンブリ50と下側に備えられる下ワイヤガイドアッセンブリ100を有しており、これらワイヤガイドアッセンブリ50,100にはそれぞれ上ワイヤガイド72、下ワイヤガイド172が備えられている。すなわち、ワイヤ放電加工機1は、これらワイヤガイド72,172より、上方から下方に走行するワイヤ電極Eが極間に供給されるようにガイドしながらワイヤ電極Eに所要に給電して極間に放電を発生させワークWの放電加工を行う構成となっている。
このワイヤ放電加工機1は、ワイヤ電極Eを極間に供給する供給機構2と、ワイヤ電極Eを上下ワイヤガイド72,172間に自動的に張架する自動結線装置3と、放電加工に供されたワイヤ電極Eを巻取ローラまで搬送してバケットに回収する回収機構4を有する。供給機構2の送出ローラ21は、加工中、ワイヤ電極Eを極間に送り出す。また、送出ローラ21は、自動結線時に意図的に切断しあるいは意図せず断線したワイヤ電極Eの巻上げと送出しを行なう。回収機構4の巻取ローラ41は、放電加工に供された使用済のワイヤ電極Eを巻き取る。送出ローラ21と巻取ローラ41は、放電加工中、協働してワイヤ電極Eに所定のテンションを付与する。
自動結線装置3は、供給機構2と上ガイドアッセンブリ50との間に備えられ、主に、ワイヤ電極Eを案内するガイドパイプ31を含む案内ユニット32と、ガイドパイプ31に加工液噴流を導入する加工液供給ユニット33と、自動結線のときにワイヤ電極Eをクランプするローラユニット34と、自動結線のときにワイヤ電極Eの先端を整える先端処理ユニット35とで構成される。ローラユニット34のローラは、ワイヤ電極Eの僅かな巻上げや送りを行なうことができ、あるいはワイヤ電極Eをガイドパイプ31に導く作用を有する。先端処理ユニット35は、ワイヤ電極Eの先端部位を切断する切断装置36と、切断装置36で切断されて生じるワイヤ電極Eの切断片をクランプして搬送する把持装置37と、把持装置37で搬送されるワイヤ電極Eの切断片を収容する収容箱38とを含む。
ここで、上ガイドアッセンブリ50の詳細構造は以下のように説明される。なお、下ガイドアッセンブリ100は、ワークWを介して上ガイドアッセンブリ50の構成と略対称な構成であり、以下においては下ガイドアッセンブリ100の構成説明は省略するものとする。
すなわち、図2に示すように、上ガイドアッセンブリ50は、ワイヤ挿入ブロック60、ガイドユニット70、および通電体ブロック80を備えている。
ワイヤ挿入ブロック60は、通電体ブロック80の上方に配置され、ワイヤ電極Eが貫通し断面が円形のワイヤ通路61と、走行するワイヤ電極Eを所要にガイドするガイド体62と、を備えてワイヤ電極Eを通電体ブロック80に供給する。
ガイドユニット70は、通電体ブロック80の下方に配置され、ワイヤ電極Eが貫通し断面が円形のワイヤ通路71と、上述した上ワイヤガイド(ダイスガイド)72と、放電加工中に極間に加工液噴流を供給する加工用ノズル73と、自動結線時にワイヤ電極Eを案内するための加工液噴流を供給する結線用ノズル74と、を備えており、放電加工中および結線時に加工液噴流を供給しつつワイヤ電極Eを極間へとガイドする。なお、上ワイヤガイド72は、ワイヤ通路71を挟んだ両側を一体に形成されている。また、加工液噴流は、ジェット供給源5により、加工用ノズル73、結線用ノズル74、および上述した自動結線装置3の加工液供給ユニット33に供給される。
通電体ブロック80は、ワイヤ挿入ブロック60とガイドユニット70との間に配置される。通電体ブロック80は、ワイヤ電極Eが貫通し断面が円形のワイヤ通路81と、走行するワイヤ電極Eと所定の接触位置で接触する通電体82と、を備えており、通電体82により放電加工中にワイヤ電極Eの給電を行う。通電体82とワイヤ電極Eとの接触位置においては、ワイヤ電極Eはワイヤ通路81の略中心を走行しており、ワイヤ通路81は、ワイヤ挿入ブロック60のワイヤ通路61およびガイドユニット70のワイヤ通路71のいずれとも連通するように形成されている。
なお、ワイヤ挿入ブロック60のガイド体62は可動可能に構成され所要に傾斜して備えられており、ワイヤ挿入ブロック60から排出されるワイヤ電極Eの中心は、通電体ブロック80におけるワイヤ通路81の入口において、つまり通電体82との接触前において、ワイヤ通路81の中心軸に対し通電体82側に若干ずれている。これによりワイヤ電極Eを通電体82に押し付けて通電体82とワイヤ電極Eとの安定した接触状態を保持することができる。
この通電体ブロック80は、図3および図4に示すように、加工液噴流をワイヤ通路81に供給する供給路90を更に有している。この供給路90は第1の供給路91および第2の供給路92からなり、本発明のワイヤ放電加工機1は供給路90を介して、加工液噴流を、通電体82側からワイヤ電極Eに向けて噴出させることにより、ワイヤ電極Eが通電体82から離間する方向に押圧されるように噴出させる加工液噴流の供給方法を採用している。
第1の供給路91は、ワイヤ通路81を挟んで通電体82と反対側に設けられ、供給母管91aと枝管91bからなる。供給母管91aは始端をジェット供給源5に接続されるとともに、終端がワイヤ通路81の近傍位置に達するように形成される。枝管91bは供給母管91aの終端付近から枝分かれして上方に立ち上がり通電体82の上方位置つまり通電体ブロック80の上端面80aまで達するように形成されている。
第2の供給路92は、通電体82の上方位置にかつ環状に形成されており、始端側が第1の供給路91の枝管91bと連通するとともに、終端側に噴出口93を有しており、噴出口93とワイヤ通路81とが通電体82側で連通する構成となっている。
つまり、第2の供給路92は、噴出口93を介して第1の供給路91とワイヤ通路81とを連通させ、加工液噴流の供給流路を、ワイヤ通路81を挟んで通電体82の反対側から通電体82側に回り込むように転換させている。
この第2の供給路92は、更に加工液噴流の流路94と隔絶壁95からなる。すなわち、流路94は、通電体ブロック80の上端面において、ワイヤ通路81の周囲と一定の間隔を置いて取り囲むように環状にかつ凹状に形成されている。隔絶壁95は、ワイヤ通路81の周囲と流路94との間の一定の間隔をなし該ワイヤ通路81の周囲と流路94との間を、一部を除いて隔絶するように環状にかつ凸状に形成されており、該隔絶壁95の除かれた一部を第2の供給路92の噴出口93としている。
すなわち、隔絶壁95は、略C字状に形成されており、内径Jは通電体ブロック80のワイヤ通路81の上端開口と同一径に設定されている。そして、隔絶壁95は、図5に示すように、開口端部が噴出口93として設定されており、この開口端部の両側端面95a,95bは、噴出口93の中心93aと環状の隔絶壁95の中心95cとを結ぶ方向Aと平行となるように形成されている。つまり、噴出口93から噴出する加工液噴流は隔絶壁95の両側端面95a,95bに導かれるようにワイヤ通路81に供給され、その噴出方向は噴出口93の中心93aと環状の隔絶壁95の中心95aとを結ぶ方向Aに設定される(以下、噴出方向をAとする)。なお、隔絶壁95はその中心95aをワイヤ通路81の中心Dと一致するように形成されている。
ここで、隔絶壁95は、図6および図7に示すように、噴出口93が通電体82側からワイヤ電極E側に向くように備えられる。すなわち、本発明において、通電体82側とは、通電体82とワイヤ電極Eとの接触位置Bにおける通電体表面82aの法線方向Cと水平方向において直交する線分であってワイヤ通路81の中心Dを通る線分を境界線Fとして、該境界線Fから通電体82が備えられる側と定義され、隔絶壁95は、噴出口93の中心93aが通電体82側に含まれるように備えられる。
より詳しくは、隔絶壁95は、噴出口93を、通電体82側において、噴出口93の中心93aと、ワイヤ通路81の中心Dに一致する隔絶壁95の中心95aと、の間を通る加工液噴流の噴出方向Aと、接触位置Bにおける通電体表面82aの法線方向Cと、のなす角度が鋭角となるように(図6)、より好ましくは、噴出方向Aが法線方向Cに沿って設定されるように、更に好ましくは、噴出方向Aと法線方向Cとが一致するように設けられる(図7)。なお、図8に示すように、隔絶壁95は、噴出口93を、該噴出口93の開口寸法Hと同一の幅寸法をもって該噴出口93から加工液噴流の噴出方向Aに沿って水平方向に延びる帯状の領域I内にワイヤ電極Eの中心を含むように備えられる。
これにより、仮に第2の供給路92に隔絶壁95を備えず、単に流路94のみとして流路94とワイヤ通路81とを連通した状態としたならば、図9に示すように、第1の供給路91によって、ワイヤ通路81を介して通電体82の反対側から供給される加工液噴流は殆ど流路が転換されず、ワイヤ電極Eは加工液噴流により通電体82側に押圧されることとなるが、図10に示すように、隔絶壁95を備えることにより、加工液噴流の流路が、ワイヤ通路81を介して通電体82の反対側から通電体82側に転換され、噴出口93から噴出する加工液噴流によりワイヤ電極Eは通電体82から離間する方向に押圧される。なお、噴出口93から噴出する加工液噴流の液圧は、ワイヤ放電加工中はワイヤ電極Eと通電体82との接触状態が維持されるように、ワイヤ電極Eが極間において断線したときはワイヤ電極Eと通電体82との接触状態が解除されるように設定される。
以上説明したように本発明によれば、通電体82を備える通電体ブロック80において、噴出口93を介してワイヤ通路81と連通し加工液噴流をワイヤ通路81に供給する供給路90を備え、加工液噴流を、通電体82側からワイヤ電極Eに向けて噴出させる加工液噴流の供給方法を採用することとしたので、より詳しくは、噴出口93を、通電体82側から走行するワイヤ電極Eに向けて設ける構成を採用することとしたので、噴出口93からの加工液噴流によりワイヤ電極Eを通電体82から離間する方向に押圧することができる。これにより、極間においてワイヤ電極Eが断線したときには、加工液噴流の作用によりワイヤ電極Eを通電体82から即時にかつ容易に離間させることができ、通電体82とワイヤ電極Eとの間における放電の発生を抑制して通電体82における断線を防止することができる。
また、供給路90は、ジェット供給源5に接続されワイヤ通路81を挟んで通電体82と反対側に備えられる第1の供給路91を有するとともに、噴出口93を終端に設け、該噴出口93を介して第1の供給路91とワイヤ通路81とを連通させ、加工液噴流の供給流路を、ワイヤ通路81を挟んで通電体82の反対側から通電体82側に回り込むように転換させる第2の供給路92を有することとしたので、加工液噴流がワイヤ通路81を挟んで通電体82と反対側から供給される場合にあっても、噴出口93からの噴流を確実に通電体82側からワイヤ電極Eに向けて噴出させることができる。
なお、上述の如く、本発明においては、ワイヤ挿入ブロック60のガイド体62を所要に傾斜させつつワイヤ電極Eを通電体ブロック80に供給し、ワイヤ電極Eに対する通電体82の押圧力を高めることとしている。つまり、本発明においては、極間においてワイヤ電極Eが断線したときには通電体82において一層断線し易い状況となっており、加工液噴流によりワイヤ電極Eを通電体82から離間する方向に押圧する技術的効果は極めて大きい。
本発明は、ワイヤ放電加工機に利用できる。具体的には通電体におけるワイヤ電極の断線を防止する場合に役立つ。
A:噴出方向
B:接触位置
C:法線方向
D:中心
E:ワイヤ電極
F:境界線
H:開口寸法
I:領域
J:内径
W:ワーク
X:通電体オフセット
1:ワイヤ放電加工機
2:供給機構
3:自動結線装置
4:回収機構
5:ジェット供給源
21:送出ローラ
31:ガイドパイプ
32:案内ユニット
33:加工液供給ユニット
34:ローラユニット
35:先端処理ユニット
36:切断装置
37:把持装置
38:収容箱
41:巻取ローラ
50:上ワイヤガイドアッセンブリ
60:ワイヤ挿入ブロック
60a:下端面
61:ワイヤ通路
62:ガイド体
70:ガイドユニット
71:ワイヤ通路
72:上ワイヤガイド
73:加工液ノズル
74:結線用ノズル
80:通電体ブロック
80a:上端面
81:ワイヤ通路
82:通電体
82a:表面
90:供給路
91:第1の供給路
91a:供給母管
91b:枝管
92:第2の供給路
93:噴出口
93a:中心
94:流路
95:隔絶壁
95a,95b:側端面
95c:中心
100:下ワイヤガイドアッセンブリ
172:下ワイヤガイド
250:ワイヤガイドアッセンブリ
262:ガイド体
281:ワイヤ通路
282:通電体

Claims (4)

  1. 走行するワイヤ電極が貫通するワイヤ通路と、前記ワイヤ電極と接触して給電する通電体と、前記ワイヤ通路の一部を含みつつ前記ワイヤ電極が極間に供給されるようにガイドするワイヤガイドと、を備えるワイヤガイドアッセンブリを有するワイヤ放電加工機であって、
    所要の噴出口を介して前記ワイヤ通路と連通し該ワイヤ通路に噴流を供給する供給路を備え、
    前記通電体と前記ワイヤ電極との接触位置における前記通電体表面の法線方向と直交する線分であって前記ワイヤ通路の中心を通る線分を境界線として該境界線から前記通電体が備えられる側を通電体側とし、前記噴出口を、該噴出口の中心が前記通電体側に含まれるように設けることにより、前記通電体側から前記ワイヤ電極に向けて設け、
    前記供給路は、前記噴流の供給源に接続され前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体と反対側に備えられる第1の供給路を有するとともに、前記噴出口を終端に設け、該噴出口を介して前記第1の供給路と前記ワイヤ通路とを連通させ、前記噴流の供給流路を、前記ワイヤ通路を挟んで前記通電体の反対側から前記通電体側に回り込むように転換させる第2の供給路を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。
  2. 前記第2の供給路は、前記ワイヤ通路の周囲を一定の間隔を置いて環状に取り囲むように前記噴流の流路を形成するとともに、前記一定の間隔を形成し前記流路と前記ワイヤ通路の周囲とを一部を除いて隔絶する隔絶壁を設け、該隔絶壁の除かれた一部を前記噴出口とすることを特徴とする請求項に記載のワイヤ放電加工機。
  3. 前記隔絶壁を略C字状に形成し、該隔絶壁の開口端部を前記噴出口とすることを特徴とする請求項に記載のワイヤ放電加工機。
  4. 前記ワイヤ通路とともに前記通電体を備える通電体ブロックと、前記通電体ブロック内に備えられるワイヤ通路と連続するワイヤ通路を備え前記ワイヤ電極を所要に導くワイヤ挿入ブロックと、を備え、
    前記第2の供給路は、前記ワイヤ通路の周囲と一定の間隔を置いて環状に取り囲むように前記通電体ブロックの端面に凹状に形成された前記噴流の流路と、前記一定の間隔を形成し前記凹状の流路と前記ワイヤ通路の周囲との間を一部を除いて隔絶する凸状に形成された隔絶壁と、を設けることを特徴とする請求項に記載のワイヤ放電加工機。
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