JP5755381B1 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

ワイヤ放電加工機１００は、被加工物３に対して上方から下方に向けて送られて放電加工を行うワイヤ電極１と、被加工物３の下方でワイヤ電極１の進行方向を変換させる方向変換部８と、進行方向が変換されたワイヤ電極１を回収する回収ローラ１３と、方向変換部８と回収ローラ１３との間に設けられ、内部にワイヤ電極１を挿通させる伸縮可能な搬送パイプ１０と、方向変換部８側から回収ローラ１３側に向けて搬送パイプ１０内に加工液１８が流れるように、搬送パイプ１０内に加工液１８を供給する供給部１６と、搬送パイプ１０に供給される加工液１８の供給量に関する情報を検出する供給量情報検出部２６と、供給量情報検出部２６からの情報に基づいて供給部１６からの搬送パイプ１０への加工液の供給能力を制御する制御部２５と、を備える。

Description

本発明は、ワイヤ回収装置を備えたワイヤ放電加工機に関する。

ワイヤ放電加工機は、上部ワイヤガイドと下部ワイヤガイドによって位置決めされたワイヤ電極で、被加工物を任意の形状に加工する。一般に、ワイヤ放電加工機は、放電加工を行うワイヤ電極を、被加工物の加工開始孔に貫通させ、ワイヤ電極を回収する回収ローラへ自動的に結線させるワイヤ自動結線装置を備える。そして、ワイヤ電極を回収しながら、ワイヤ電極と被加工物との間にパルス電圧を印加することによって、被加工物とワイヤ電極とを相対的に移動させることで放電加工が行われる。

ワイヤ放電加工機が備えるワイヤ自動結線装置として、回収ローラに向けて延びるパイプ内にワイヤ電極を挿通させ、回収ローラに向けてパイプ内に加工液を流すことで、ワイヤ電極を回収ローラまで搬送する構成が、例えば特許文献１に開示されている。

国際公開第９９／０３２２５２号

特許文献１に開示されたワイヤ自動結線装置では、ワイヤ電極の移動に伴ってパイプの長さが変動する。パイプの長さが変動することで、加工液の流路の圧力損失が変動する。そのため、一定の供給能力で加工液をパイプ内に供給した場合には、パイプの長さが変動することによって加工液の流量の過不足が生じやすくなるという問題がある。例えば、加工液の流量が多すぎる場合には、回収ローラに加工液が付着し、ワイヤ電極が絡まりやすくなる。また、加工液の流量が少なすぎる場合には、ワイヤ電極の搬送力が弱まり、ワイヤ電極が回収ローラまで到達せずに結線できなくなるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ電極を搬送するパイプの長さが変動しても、安定してワイヤ電極を結線することのできるワイヤ放電加工機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被加工物に対して上方から下方に向けて送られて放電加工を行うワイヤ電極と、被加工物の下方でワイヤ電極の進行方向を変換させる方向変換部と、進行方向が変換されたワイヤ電極を回収する回収ローラと、方向変換部と回収ローラとの間に設けられ、内部にワイヤ電極を挿通させる伸縮可能な搬送パイプと、方向変換部側から回収ローラ側に向けて搬送パイプ内に加工液が流れるように、搬送パイプ内に加工液を供給する供給部と、搬送パイプに供給される加工液の供給量に関する情報を検出する供給量情報検出部と、供給量情報検出部からの情報に基づいて供給部からの搬送パイプへの加工液の供給能力を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかるワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極を搬送するパイプの長さが変動しても、安定してワイヤ電極を結線することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機の概略構成を示す図である。 図２は、インナーパイプがアウターパイプに差し込まれた状態の一例を示す図である。 図３は、図２に示す状態よりもインナーパイプがアウターパイプに深く差し込まれた状態を示す図である。 図４は、供給量情報検出部として流量計を設けた例を、変形例１として示す図である。 図５は、供給量情報検出部として圧力計を設けた例を、変形例２として示す図である。 図６は、供給部として複数の供給ポンプを備える例を、変形例３として示す図である。 図７は、加工液の供給能力を制御するために電磁弁を設けた例を、変形例４として示す図である。 図８は、加工液の供給能力を制御するために電磁弁を設けた例を、変形例５として示す図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工機の概略構成を示す図である。ワイヤ放電加工機１００は、被加工物３に形成された加工開始孔４に貫通させたワイヤ電極１によって被加工物３を加工する。ワイヤ電極１は、被加工物３の上方に設けられる上部ワイヤガイド２と、被加工物３の下方に設けられる下部ワイヤガイド７とによって位置決めされる。上部ワイヤガイド２と下部ワイヤガイド７の周囲には、被加工物３を設置する取付定盤５や加工液を溜める加工槽６が設けられる。

ワイヤ電極１は、上部ワイヤガイド２と下部ワイヤガイド７とによって位置決めされながら、上方から下方に向けて進行する。ワイヤ電極１は、下部ワイヤガイド７よりも下方に設けられた下部ローラ（方向変換部）８によって水平方向に進行方向が変換される。水平方向に進行したワイヤ電極１は、回収ローラ１３に巻き込まれて、ワイヤ電極回収箱１４内に回収される。

下部ローラ８と回収ローラ１３との間には、水平方向に延びる搬送パイプ１０が設けられる。搬送パイプ１０の内部には、ワイヤ電極１が挿通される。搬送パイプ１０は、インナーパイプ１０ａとアウターパイプ１０ｂを有する。インナーパイプ１０ａの外径は、アウターパイプ１０ｂの内径よりも小さい。インナーパイプ１０ａは、アウターパイプ１０ｂの内側に差し込まれる。インナーパイプ１０ａの差込量を変化させることで、搬送パイプ１０の全体の長さを伸縮させることができる。

搬送パイプ１０の内部には、下部ローラ８側から回収ローラ１３側に向けて加工液１８が流される。そのため、搬送パイプ１０の内部に加工液１８を流入させるための加工液供給口９と、搬送パイプ１０の内部から加工液１８を流出させるための排出口１２が設けられる。

搬送パイプ１０内に流される加工液１８は、タンク１７に溜められた加工液１８から供給される。排出口１２から排出された加工液１８は、とい１５を介してタンク１７に戻される。ワイヤ放電加工機１００は、搬送パイプ１０内に加工液１８を供給するための供給ポンプ（供給部）１６を備える。供給ポンプ１６は、吐出量（出力）を変更可能とされる。供給ポンプ１６の一次側はタンク１７に接続されている。供給ポンプ１６の二次側には、供給ポンプ１６と加工液供給口９との間を接続する接続配管１１が設けられる。

次に、被加工物３を所望の形状に加工するために、上部ワイヤガイド２および下部ワイヤガイド７を矢印Ｙで示す方向（搬送パイプ１０の延びる方向）に移動させる駆動機構について説明する。駆動機構は、スライダ１９、サドル２０、駆動装置２２を有する。

スライダ１９は、下部アーム２１を介して下部ワイヤガイド７と連結される。駆動装置２２は、スライダ１９を矢印Ｙで示す方向に移動させる。スライダ１９の矢印Ｙに示す方向への移動に伴って、下部アーム２１、下部ワイヤガイド７、上部ワイヤガイド２およびインナーパイプ１０ａが一体に移動する。駆動装置２２は、クランプ２３ａ，２３ｂを介してサドル２０に固定される。サドル２０には、取付金具２４によってアウターパイプ１０ｂが固定されている。駆動機構には、スライダ１９の位置を検出するリニアスケール２６が、加工液１８の供給量に関する情報（供給量情報）を検出する供給量情報検出部として設けられている。

上述した駆動機構によれば、駆動装置２２によってスライダ１９が移動されることで、上部ワイヤガイド２および下部ワイヤガイド７、すなわちワイヤ電極１が移動されて、被加工物３が加工される。また、スライダ１９の移動に伴って、インナーパイプ１０ａも移動する。

図２は、インナーパイプ１０ａがアウターパイプ１０ｂに差し込まれた状態の一例を示す図である。図３は、図２に示す状態よりもインナーパイプ１０ａがアウターパイプ１０ｂに深く差し込まれた状態を示す図である。インナーパイプ１０ａの移動によって、アウターパイプ１０ｂへの差込量が変化し、搬送パイプ１０全体の長さが変化する。具体的には、図２に示す例よりも、図３に示す例のほうが、インナーパイプ１０ａの差込量が大きくなり、搬送パイプ１０の全体の長さが短くなっている。

次に、駆動機構等の制御を行う制御装置２５について説明する。制御装置２５は、入力部２８、演算部２９、出力部３０、記憶部３１を有する。入力部２８には、リニアスケール２６からの位置情報が入力される。演算部２９は、記憶部３１に記憶された情報および入力部２８に入力された位置情報に基づいて、供給ポンプ１６の吐出量（出力）を算出する。出力部３０は、演算部２９で算出された吐出量で供給ポンプ１６を駆動させるべく、制御情報を出力する。また、制御装置２５は、記憶部３１に記憶された加工プログラムに基づいて、駆動装置２２を制御してワイヤ電極１を移動させる。

次に、ワイヤ放電加工機１００におけるワイヤ電極１の結線動作について説明する。ワイヤ電極１は、上部ワイヤガイド２を通過し、被加工物３の加工開始孔４を貫通し、下部ワイヤガイド７を通過する。ワイヤ電極１は、下部ワイヤガイド７の下方で、下部ローラ８によって進行方向が垂直方向から水平方向に変換され、搬送パイプ１０内に挿通される。

搬送パイプ１０内には、下部ローラ８側から回収ローラ１３側に向けて加工液１８が流されることで、搬送パイプ１０内に挿通されたワイヤ電極１が回収ローラ１３まで搬送される。ワイヤ電極１は、回収ローラ１３に巻き取られて、ワイヤ電極回収箱１４に集められる。

ここで、搬送パイプ１０内でワイヤ電極１を搬送するためには、搬送パイプ１０内に十分な量の加工液１８を流す必要がある。例えば、加工液１８の流量が多すぎる場合には、排出口１２で排出し切れずに回収ローラ１３に付着し、ワイヤ電極１が回収ローラ１３に絡まりやすくなる。また、加工液１８の流量が少なすぎる場合には、ワイヤ電極１の搬送力が弱まり、ワイヤ電極１が回収ローラ１３まで到達せずに結線できなくなるおそれがある。

図２，３で示したように、搬送パイプ１０の長さが変動することで、その内部を流体が通過するための圧力損失も変動する。そこで、本実施の形態にかかるワイヤ放電加工機１００では、搬送パイプ１０の長さに応じて供給ポンプ１６の加工液１８の吐出量（出力）を変化させる。

制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内を流れる加工液１８が適した流量となるための、搬送パイプ１０の長さと供給ポンプ１６の出力との関係式が格納されている。演算部２９は、入力部２８から入力された搬送パイプ１０の長さ情報と、記憶部３１に格納された関係式とから、ワイヤ電極１の搬送に適した流量とするための供給ポンプ１６の出力を算出する。算出された出力情報は、出力部３０から供給ポンプ１６に向けて出力される。なお、駆動装置２２がボールねじの場合には、ボールねじを駆動するモータのエンコーダから長さ情報を取得することができる。

図３で示した例よりも、図２で示した例のほうが、搬送パイプ１０の長さが長いので、圧力損失が大きくなる。そのため、図３で示した例よりも、図２で示した例のほうが、供給ポンプ１６の吐出量（出力）が大きくされる。すなわち、本実施の形態では、搬送パイプ１０の長さが長いほど、供給ポンプ１６の出力を大きくすることで、搬送パイプ１０への加工液１８の供給能力を大きくしている。

図４は、供給量情報検出部として流量計３２を設けた例を、変形例１として示す図である。変形例１では、供給量情報検出部として、リニアスケール２６（図１を参照）に代えて流量計３２を設けている。流量計３２は、搬送パイプ１０の内部を流れる加工液１８の流量を測定する。流量計３２は、測定した流量情報を、制御装置２５の入力部２８に向けて出力する。

制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内においてワイヤ電極１を搬送するのに適した加工液１８の流量情報と、流量計３２から与えられた流量情報との差分から、供給ポンプ１６の出力の変化量を計算する関係式が格納されている。演算部２９は、記憶部３１に格納された計算式に基づいて、流量計３２から与えられる流量情報が、ワイヤ電極１の搬送に適した流量に近づくように、供給ポンプ１６の出力の変化量を算出する。算出された変化量情報が、出力部３０から供給ポンプ１６に向けて出力される。このように、搬送パイプ１０内を流れる加工液１８の流量が、予め定められた流量となるように加工液１８の供給能力が制御される。

図５は、供給量情報検出部として圧力計３３を設けた例を、変形例２として示す図である。変形例２では、供給量情報検出部として、リニアスケール２６（図１を参照）に代えて圧力計３３を設けている。圧力計３３は、搬送パイプ１０の内部を流れる加工液１８の圧力を測定する。圧力計３３は、測定した圧力情報を、制御装置２５の入力部２８に向けて出力する。

制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内においてワイヤ電極１を搬送するのに適した流量で加工液１８を流した場合の圧力情報が格納されている。また、記憶部３１には、圧力計３３から与えられた圧力情報と、ワイヤ電極１の搬送に適した圧力情報との差分から、供給ポンプ１６の出力の変化量を計算する関係式が格納されている。演算部２９は、記憶部３１に格納された計算式に基づいて、圧力計３３から与えられる圧力情報が、ワイヤ電極１の搬送に適した圧力に近づくように、供給ポンプ１６の出力の変化量を算出する。算出された変化量情報が、出力部３０から供給ポンプ１６に向けて出力される。このように、搬送パイプ１０内を流れる加工液１８の圧力が、予め定められた圧力となるように加工液１８の供給能力が制御される。

図６は、供給部として複数の供給ポンプ１６ａ〜１６ｃを備える例を、変形例３として示す図である。変形例３では、ワイヤ放電加工機１００が、搬送パイプ１０内に加工液１８を供給する供給部として、複数の供給ポンプ１６ａ〜１６ｃを備えている。複数の供給ポンプ１６ａ〜１６ｃは、並列に接続されている。なお、並列させる供給ポンプの数は３つに限られず、任意の数とすることができる。

制御装置２５は、供給ポンプ１６ａ〜１６ｃのうち、駆動させる供給ポンプの数を変化させることで、搬送パイプ１０への加工液１８の供給能力を制御する。制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内においてワイヤ電極１を搬送するのに適した流量で加工液１８を供給するための供給ポンプ１６ａ〜１６ｃの出力と供給量情報との関係式が格納されている。演算部２９は、記憶部３１に格納された関係式から、ワイヤ電極１の搬送に適した流量とするために駆動すべき供給ポンプ１６ａ〜１６ｃの数を算出する。算出された数の供給ポンプ１６ａ〜１６ｃを駆動すべく、出力部３０は供給ポンプ１６に指令を出力する。

図７は、加工液１８の供給能力を制御するために電磁弁３４を設けた例を、変形例４として示す図である。変形例４では、供給ポンプ１６と加工液供給口９とを接続する接続配管１１から分岐配管１１ａが分岐されている。分岐配管１１ａの途中には、電磁弁３４が設けられている。分岐配管１１ａは、電磁弁３４よりも下流側で、再度、接続配管１１に接続される。

制御装置２５は、電磁弁３４の開度を変化させることで、供給ポンプ１６から加工液供給口９に至るまでの配管による圧力損失を変動させて、搬送パイプ１０への加工液１８の供給能力を制御する。

制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内においてワイヤ電極１を搬送するのに適した流量で加工液１８を供給するための電磁弁３４の開度と供給量情報との関係式が格納されている。演算部２９は、記憶部３１に格納された関係式から、ワイヤ電極１の搬送に適した流量とするための電磁弁３４の開度を算出する。算出された開度とすべく、出力部３０は電磁弁３４に指令を出力する。

図８は、加工液１８の供給能力を制御するために電磁弁３５を設けた例を、変形例５として示す図である。変形例５では、供給ポンプ１６と加工液供給口９とを接続する接続配管１１から分岐配管１１ｂが分岐されている。分岐配管１１ｂの途中には、電磁弁３５が設けられている。分岐配管１１ｂは、電磁弁３５よりも下流側が、タンク１７に向けて開放されている。

制御装置２５は、電磁弁３５の開度を変化させることで、接続配管１１を流れる加工液１８の一部をタンク１７に戻すことで、搬送パイプ１０への加工液１８の供給能力を制御する。

制御装置２５の記憶部３１には、搬送パイプ１０内においてワイヤ電極１を搬送するのに適した流量で加工液１８を供給するための電磁弁３５の開度と供給量情報との関係式が格納されている。演算部２９は、記憶部３１に格納された関係式から、ワイヤ電極１の搬送に適した流量とするための電磁弁３５の開度を算出する。算出された開度とすべく、出力部３０は電磁弁３５に指令を出力する。

以上説明したように構成されたワイヤ放電加工機によれば、リニアスケール２６等から得られる供給量情報に基づいて、供給ポンプ１６からの加工液１８の供給能力が制御されるので、搬送パイプ１０の長さが変化しても、適切な流量で搬送パイプ１０に加工液１８を流すことができる。これにより、搬送パイプ１０の長さの変化に関わらず、安定してワイヤ電極１を結線することができる。

なお、本実施の形態で例示した様々な構成を組み合わせて用いてもよい。例えば、供給量情報を得るために設ける供給量情報検出部として例示した、リニアスケール２６や流量計３２を組み合わせて用いてもよい。また、供給ポンプ１６からの加工液１８の供給能力を変化させるために例示した、供給ポンプを複数設ける構成や、電磁弁３４，３５を設ける構成を組み合わせてもよい。搬送パイプ１０の長さに基づく制御と、実際の流量に基づく制御とを組み合わせてもよい。

以上のように、本発明にかかるワイヤ放電加工機は、パイプ内に加工液を流してワイヤ電極を結線するワイヤ放電加工機に有用である。

１ ワイヤ電極、２ 上部ワイヤガイド、３ 被加工物、４ 加工開始孔、５ 取付定盤、６ 加工槽、７ 下部ワイヤガイド、８ 下部ローラ（方向変換部）、９ 加工液供給口、１０ 搬送パイプ、１０ａ インナーパイプ、１０ｂ アウターパイプ、１１ 接続配管、１１ａ 分岐配管、１１ｂ 分岐配管、１２ 排出口、１３ 回収ローラ、１４ ワイヤ電極回収箱、１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 供給ポンプ（供給部）、１７ タンク、１８ 加工液、１９ スライダ、２０ サドル、２１ 下部アーム、２２ 駆動装置、２３ａ，２３ｂ クランプ、２４ 取付金具、２５ 制御装置、２６ リニアスケール（供給量情報検出部）、２８ 入力部、２９ 演算部、３０ 出力部、３１ 記憶部、３２ 流量計（供給量情報検出部）、３３ 圧力計（供給量情報検出部）、３４，３５ 電磁弁、１００ ワイヤ放電加工機。

Claims (9)

1. 被加工物に対して上方から下方に向けて送られて放電加工を行うワイヤ電極と、
   前記被加工物の下方で前記ワイヤ電極の進行方向を変換させる方向変換部と、
   進行方向が変換された前記ワイヤ電極を回収する回収ローラと、
   前記方向変換部と前記回収ローラとの間に設けられ、内部に前記ワイヤ電極を挿通させる伸縮可能な搬送パイプと、
   前記方向変換部側から前記回収ローラ側に向けて前記搬送パイプ内に加工液が流れるように、前記搬送パイプ内に加工液を供給する供給部と、
   前記搬送パイプに供給される加工液の供給量に関する情報を検出する供給量情報検出部と、
   前記供給量情報検出部からの情報に基づいて前記供給部からの前記搬送パイプへの加工液の供給能力を制御する制御部と、を備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 前記供給量情報検出部が検出する情報が、前記搬送パイプの長さ情報であり、
   前記制御部は、前記搬送パイプの長さが長いほど前記供給能力を大きくすることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記供給量情報検出部が検出する情報が、前記搬送パイプ内を流れる加工液の流量情報であり、
   前記制御部は、前記搬送パイプ内を流れる加工液の流量が予め定められた流量となるように前記供給能力を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
4. 前記供給量情報検出部が検出する情報が、前記搬送パイプ内の圧力情報であり、
   前記制御部は、前記搬送パイプ内の圧力が予め定められた圧力となるように前記供給能力を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
5. 前記制御部は、前記供給部の出力を変化させて前記供給能力を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
6. 複数の前記供給部が備えられ、
   前記制御部は、駆動する前記供給部の数を変化させて前記供給能力を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
7. 前記供給部と前記搬送パイプとを接続させる接続配管と、
   前記接続配管から分岐された分岐配管と、
   前記分岐配管の途中に設けられた電磁弁と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記電磁弁の開度を変化させて前記供給能力を制御することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工機。
8. 前記分岐配管は、前記電磁弁よりも下流側で再度前記接続配管に接続されることを特徴とする請求項７に記載のワイヤ放電加工機。
9. 前記分岐配管の下流側の末端が開放されていることを特徴とする請求項７に記載のワイヤ放電加工機。

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