JP6590765B2 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ電極によって被加工物を加工するワイヤ放電加工機に関する。

ワイヤ放電加工機は、上側アーム及び下側アームによって張設されたワイヤ電極を、加工槽内の液体に浸漬された被加工物に対し相対的に移動させることによって、被加工物を加工する。従来、ワイヤ放電加工機には、被加工物及び加工槽を固定してワイヤ電極を移動させるタイプ（例えば、特許文献１参照）と、ワイヤ電極を固定して被加工物及び加工槽を移動させるタイプ（例えば、特許文献２参照）があり、どちらのタイプも、加工槽に形成された貫通孔を挿通した下側アームが、被加工物を加工する際、加工槽に対し相対的に移動することとなる。
加工槽には、下側アームが挿通した加工槽の貫通孔からの液体漏れを防止するシール部材が摺動可能に取り付けられ、下側アームは、シール部材を貫通した状態で配置される。シール部材は、下側アームが加工槽に対し所定方向に移動する際、加工槽に対して摺動する。

特開２００１−２５９９３０号公報 特開２００６−３５３７０号公報

ところで、近年、加工形状の微細化、緻密化に伴って、ワイヤ放電加工機に求められる加工精度が高まっている。シール部材が加工槽に対して摺動する際に生じる摺動抵抗の大きさは変動し、この変動は加工精度に悪影響を与えることから、加工精度の向上には、加工槽に対しシール部材が摺動する構造を無くすことが有効である。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、加工槽に対しシール部材が摺動する構造を要さないワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。

前記目的に沿う本発明に係るワイヤ放電加工機は、ワイヤ支持機構で張設したワイヤ電極に対し、加工槽内の加工液に浸漬された被加工物を移動させて加工するワイヤ放電加工機において、前記加工槽の外側に設けられた固定台と、前記固定台の上側にＸ軸方向に移動可能に取り付けられたサドルと、前記固定台に対してＸ軸方向に前記サドルを移動させる第１の駆動源と、前記サドルの上側にＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動可能に取り付けられ、前記被加工物を支持するワーク支持部材と、前記ワーク支持部材を前記サドルに対してＹ軸方向に移動させる第２の駆動源とを備え、前記加工槽及び前記ワイヤ支持機構を固定した状態で、前記第１、第２の駆動源を作動させて、前記ワーク支持部材及び前記被加工物を一体的に移動させる。

本発明に係るワイヤ放電加工機において、前記固定台は、間隔を空けて平行配置され、前記サドルが移動可能に取り付けられたＸ軸方向に長いガイド部材Ａ、Ｂを有し、前記サドルは、間隔を空けて平行配置され、前記ワーク支持部材が移動可能に取り付けられたＹ軸方向に長いガイド部材Ｃ、Ｄを有し、前記第１、第２の駆動源の作動に伴い前記固定台に対して移動する部位全体の重心位置は、平面視して、前記ガイド部材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた領域内に収まるのが好ましい。

本発明に係るワイヤ放電加工機において、前記固定台は、間隔を空けて平行配置され、前記サドルが移動可能に取り付けられたガイド部材Ａ、Ｂを有し、前記固定台に対する前記サドルの位置を検出する位置検出器が、平面視して、前記加工槽と前記ガイド部材Ａ、Ｂとの間に配置されているのが好ましい。

本発明に係るワイヤ放電加工機において、前記固定台及び前記加工槽を支持するベース部材と、前記ベース部材の下側に配置され、該ワイヤ放電加工機の下方からの振動が該ベース部材に伝達されるのを抑制する防振体とを更に備えるのが好ましい。

本発明に係るワイヤ放電加工機は、加工槽及びワイヤ支持機構を固定した状態で、第１、第２の駆動源を作動させて、ワーク支持部材及び被加工物を一体的に移動させるので、加工槽に対しシール部材が摺動する構造を設けることなく、被加工物の加工が可能である。

本発明の一実施の形態に係るワイヤ放電加工機の斜視図である。 同ワイヤ放電加工機の側面図である。 同ワイヤ放電加工機の斜視図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１〜図３に示すように、本発明の一実施の形態に係るワイヤ放電加工機１０は、ワイヤ支持機構１１で張設したワイヤ電極１２に対し、加工槽１３内に配した被加工物Ｗを移動させて加工する。以下、詳細に説明する。

ワイヤ放電加工機１０は、図１〜図３に示すように、一体となって配された４つの金属製の箱状物１４、１５、１６、１７を下部に有している。Ｘ軸及びＸ軸に直交するＹ軸をそれぞれ仮想の水平軸として、箱状物１４、１５は、密接した状態でＹ軸方向に並べられている。箱状物１６、１７は、箱状物１４、１５を間に挟んでＸ軸方向に間隔を空けて配置され、共に箱状物１４、１５に密着している。

本実施の形態では、箱状物１４、１５、１６、１７によってベース部材が構成され、箱状物１４、１５、１６、１７の下側には、図２に示すように、シート状の防振体１８が配置されている。防振体１８は、防振体１８（即ち、ワイヤ放電加工機１０）の下方からの振動（外部からの振動）が箱状物１４、１５、１６、１７に伝達されるのを抑制する。なお、図１、図３では、防振体１８の記載を省略している。

箱状物１４は、図１、図２に示すように、箱状物１４に立設した複数の支柱材１９を介して下方から加工槽１３を支持している。加工槽１３は、上部が開口しており、内側に加工液（本実施の形態では水）が入れられる。
箱状物１５の上側には、図２、図３に示すように、平面視して矩形状の固定台２０が固定されている。従って、固定台２０は、加工槽１３に対し静止している。
ベース部材は、固定台２０と加工槽１３を支持している。

固定台２０の上部は、Ｙ軸方向一側（加工槽１３に近い側）及び他側（加工槽１３から遠い側）がそれぞれ上方に突出しており、Ｙ軸方向一側の上方に突出した部分にＸ軸方向に長いガイド部材２１（ガイド部材Ａ）を有し、Ｙ軸方向他側の上方に突出した部分にＸ軸方向に長いガイド部材２２（ガイド部材Ｂ）を有している。ガイド部材２１、２２は、間隔を空けて平行配置され、ガイド部材２１、２２（即ち、固定台２０の上側）には、平面視して矩形状のサドル２３がＸ軸方向に移動可能に取り付けられている。

サドル２３は、Ｙ軸方向両側が下方に突出しており、この突出した部分に形成された凹部にガイド部材２１、２２がそれぞれ嵌入して移動可能となっている。
サドル２３及び固定台２０の間には、平面視して、ガイド部材２１、２２の間に空間部があり、その空間部のＹ軸方向中央には、Ｘ軸方向に長いボール螺子２４と、ボール螺子２４に連結されたモータ（第１の駆動源の一例）２５が、固定台２０に取り付けられている。ボール螺子２４は、サドル２３に連結され、モータ２５の駆動力をＸ軸方向の直線的な力に変換してサドル２３に与え、サドル２３をガイド部材２１、２２に沿ってＸ軸方向に移動させる。

サドル２３の上部は、図１〜図３に示すように、Ｘ軸方向両側が上方に突出しており、Ｘ軸方向一側の上方に突出した部分にＹ軸方向に長いガイド部材２６（ガイド部材Ｃ）を有し、Ｘ軸方向他側の上方に突出した部分にＹ軸方向に長いガイド部材２７（ガイド部材Ｄ）を有している。ガイド部材２６、２７は、間隔を空けて平行配置され、ガイド部材２６、２７（即ち、サドル２３の上側）には、被加工物Ｗを支持するワーク支持部材２８がＹ軸方向に移動可能に取り付けられている。平面視して、ガイド部材２６はガイド部材２１、２２それぞれに部分的に重なる位置に設けられ、ガイド部材２７はガイド部材２１、２２それぞれに部分的に重なる位置に設けられている。

ワーク支持部材２８は、ガイド部材２６、２７に装着されたスライドブロック２９、スライドブロック２９に基端が連結されたアーム３０、３１、及び、アーム３０、３１の先端に固定された装着テーブル３２を備えている。
スライドブロック２９は、図２、図３に示すように、矩形状の板状物であり、Ｘ軸方向両側がそれぞれ下方に突出しており、そのＸ軸方向両側の突出部分に形成された凹部にそれぞれガイド部材２６、２７が嵌入して移動可能となっている。

スライドブロック２９及びサドル２３の間には、平面視して、ガイド部材２６、２７の間に空間部が存在し、その空間部のＸ軸方向中央には、Ｙ軸方向に長いボール螺子３４と、ボール螺子３４に連結されたモータ（第２の駆動源の一例）３５が、サドル２３に取り付けられている。ボール螺子３４は、スライドブロック２９に連結され、モータ３５の駆動力をＹ軸方向の直線的な力に変換してスライドブロック２９に与え、サドル２３に対して、ワーク支持部材２８をガイド部材２６、２７に沿ってＹ軸方向に移動させる。

アーム３０、３１は、図１、図２に示すように、Ｘ軸方向に間隔を開けて配置され、それぞれ、Ｙ軸方向に長い基側に上下方向に長い先側が連結されＬ字状に形成されている。
装着テーブル３２は、水平に配された矩形状の板状物であり、Ｘ軸方向に長く、Ｘ軸方向両側がアーム３０の先端（下端）及びアーム３１の先端（下端）にそれぞれ取り付けられている。

被加工物Ｗは、図示しない金具によって装着テーブル３２の上側に密着した状態で装着テーブル３２に固定され、モータ２５、３５の作動により、ワーク支持部材２８と共にＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する。よって、モータ３５は、ワーク支持部材２８及び被加工物Ｗをサドル２３及び固定台２０に対してＹ軸方向に移動させる駆動源であり、モータ２５はサドル２３、ワーク支持部材２８及び被加工物Ｗを固定台２０に対してＸ軸方向に移動させる駆動源である。

ワイヤ放電加工機１０は、モータ２５、３５の作動に伴い固定台２０に対して移動する部位（主としてサドル２３、ボール螺子３４、モータ３５及びワーク支持部材２８からなる部位）全体の重心位置が、平面視して、ガイド部材２１、２２、２６、２７で囲まれた領域内に収まるように（即ち、平面視して、ガイド部材２１、２２、２６、２７で囲まれた領域外に出ないように）、設計されている。そのため、ワーク支持部材２８は、Ｘ軸方向又はＹ軸方向に移動することによって水平面に対し傾くことが抑制されている。従って、ワーク支持部材２８は、被加工物Ｗをワイヤ電極１２に対し所定角度に配した状態で安定的に移動させることができ、その結果、被加工物Ｗを正確に加工することが可能である。

また、本実施の形態では、図２に示すように、固定台２０に対するサドル２３の位置を検出する位置検出器４３が設けられている。位置検出器４３は、固定台２０に取り付けられたＸ軸方向に長い棒材４４と、サドル２３に取り付けられて、棒材４４に対するＸ軸方向位置の情報を制御部に送るセンサ部４５とからなり、棒材４４及びセンサ部４５（即ち、位置検出器４３）は、平面視して、加工槽１３とガイド部材２１の間（即ち、加工槽１３とガイド部材２１、２２との間）に配置されている。

制御部は、サドル２３のＸ軸方向の実際の位置と目標位置との間の差異を、センサ部４５から送られる情報を基に検知し、モータ２５をフィードバック制御してサドル２３の位置を微調整する。位置検出器４３を、平面視して、ガイド部材２１と加工槽１３の間に配置しているのは、サドル２３及び固定台２０の被加工物Ｗに近い位置で、サドル２３の位置ずれを検出して、被加工物ＷのＸ軸方向の配置精度を高めるためである。

装着テーブル３２に固定された被加工物Ｗは、サドル２３の上端と下端の間に全体が収まる高さ位置で、サドル２３までＹ軸方向に距離を有する位置に配され、装着テーブル３２と共に加工槽１３内の加工液に浸漬される。
本実施の形態では、被加工物Ｗが正方形の板状物であるがこれに限定されない。また、装着テーブル３２には、被加工物Ｗの形状に合わせ、被加工物Ｗを安定的に固定できる形状のものが選択される。

箱状物１６、１７には、図１〜図３に示すように、門形支持体３６が載置され、門形支持体３６の上側には、モータ３７、３８及びモータ３７、３８の作動によってＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する矩形の板状部材３９が設けられている。板状部材３９のＹ軸方向一側（箱状物１４の上方側）には、上下方向に長い長尺部材４０の上側が連結されている。
長尺部材４０には、ワイヤ電極１２を支持してワイヤ電極１２に対し上向き（斜め上向きを含む）の張力を与えるヘッド４１が取り付けられている。ヘッド４１は、装着テーブル３２に固定された被加工物Ｗの上方で高さ位置が調整可能であり、被加工物Ｗの高さ方向の厚みに合わせて高さ位置が調整される。

装着テーブル３２に固定された被加工物Ｗの下方には、ワイヤ電極１２を支持してワイヤ電極１２に対し下向き（斜め下向きを含む）の張力を与えるワイヤ支持具４２が設けられている。ワイヤ支持具４２は、上下方向に長く、加工槽１３を貫通した状態で固定されており、上側（一側）及び下側（他側）がそれぞれ加工槽１３の内側及び外側に配されている。ワイヤ電極１２は、ヘッド４１及びワイヤ支持具４２によって張設され、本実施の形態では、ワイヤ支持機構１１が、主としてヘッド４１及びワイヤ支持具４２によって構成されている。

ヘッド４１のＸ軸方向位置及びＹ軸方向位置は、モータ３７、３８の作動に伴う板状部材３９及び長尺部材４０のＸ軸方向の移動及びＹ軸方向の移動によって調整可能である。本実施の形態では、ヘッド４１の高さ位置、Ｘ軸方向位置及びＹ軸方向位置は、被加工物Ｗを加工する前に調整され、ヘッド４１は、被加工物Ｗを加工している間、固定される。なお、モータ２５、３５、３７、３８は、図示しない制御部から送られる指令信号に従って作動を開始し、あるいは、停止する。

被加工物Ｗを加工する際、加工槽１３及びワイヤ支持機構１１は固定された状態であり、制御部は、指令信号の送信によってモータ２５、３５を作動させ、ワイヤ電極１２に対しワーク支持部材２８及び被加工物Ｗを一体的に移動させ、被加工物Ｗを所定の形状に加工する。
ワイヤ放電加工機１０では、ワイヤ支持具４２が加工槽１３に対して移動しないため、被加工物Ｗを加工の際、ワイヤ支持具４２と加工槽１３との間に摺動抵抗が生じず、被加工物Ｗを安定的に所定の形状に加工することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、ワーク支持部材は装着テーブルを備えなくてもよく、装着テーブルを設けない場合、被加工物を直接アームに固定することができる。また、ワーク支持部材が装着テーブルを備える場合、被加工物を装着テーブルの上側ではなく、下側に固定してもよい。そして、ワーク支持部材が具備するアームは、２本である必要はなく、１本であってもよく、Ｌ字状以外の形状のアームを採用することもできる。
また、防振体は必ずしも必要ではない。そして、ワイヤ支持具は、上下方向に長いものに限定されない。

１０：ワイヤ放電加工機、１１：ワイヤ支持機構、１２：ワイヤ電極、１３：加工槽、１４、１５、１６、１７：箱状物、１８：防振体、１９：支柱材、２０：固定台、２１、２２：ガイド部材、２３：サドル、２４：ボール螺子、２５：モータ、２６、２７：ガイド部材、２８：ワーク支持部材、２９：スライドブロック、３０、３１：アーム、３２：装着テーブル、３４：ボール螺子、３５：モータ、３６：門形支持体、３７、３８：モータ、３９：板状部材、４０：長尺部材、４１：ヘッド、４２：ワイヤ支持具、４３：位置検出器、４４：棒材、４５：センサ部、Ｗ：被加工物

Claims (4)

1. ワイヤ支持機構で張設したワイヤ電極に対し、加工槽内の加工液に浸漬された被加工物を移動させて加工するワイヤ放電加工機において、
   前記加工槽の外側に設けられた固定台と、前記固定台の上側にＸ軸方向に移動可能に取り付けられたサドルと、前記固定台に対してＸ軸方向に前記サドルを移動させる第１の駆動源と、前記サドルの上側にＸ軸方向に直交するＹ軸方向に移動可能に取り付けられ、前記被加工物を支持するワーク支持部材と、前記ワーク支持部材を前記サドルに対してＹ軸方向に移動させる第２の駆動源とを備え、前記加工槽及び前記ワイヤ支持機構を固定した状態で、前記第１、第２の駆動源を作動させて、前記ワーク支持部材及び前記被加工物を一体的に移動させることを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 請求項１記載のワイヤ放電加工機において、前記固定台は、間隔を空けて平行配置され、前記サドルが移動可能に取り付けられたＸ軸方向に長いガイド部材Ａ、Ｂを有し、前記サドルは、間隔を空けて平行配置され、前記ワーク支持部材が移動可能に取り付けられたＹ軸方向に長いガイド部材Ｃ、Ｄを有し、前記第１、第２の駆動源の作動に伴い前記固定台に対して移動する部位全体の重心位置は、平面視して、前記ガイド部材Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで囲まれた領域内に収まることを特徴とするワイヤ放電加工機。
3. 請求項１記載のワイヤ放電加工機において、前記固定台は、間隔を空けて平行配置され、前記サドルが移動可能に取り付けられたガイド部材Ａ、Ｂを有し、前記固定台に対する前記サドルの位置を検出する位置検出器が、平面視して、前記加工槽と前記ガイド部材Ａ、Ｂとの間に配置されていることを特徴とするワイヤ放電加工機。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機において、前記固定台及び前記加工槽を支持するベース部材と、前記ベース部材の下側に配置され、該ワイヤ放電加工機の下方からの振動が該ベース部材に伝達されるのを抑制する防振体とを更に備えることを特徴とするワイヤ放電加工機。

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