JP6680660B2 - ワイヤ放電加工機 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機に関する。

従来より、放電加工の一つであるワイヤ放電加工が知られている。ワイヤ放電加工では、導電性を有するワイヤ電極と被加工物との間に放電現象を発生させることによって、被加工物に対して輪郭形状の加工を行う。
ワイヤ放電加工は、ワイヤ放電加工機によって行われる。ワイヤ放電加工機は、被加工物及びワイヤ電極を支持する機構部と、放電現象に伴って消耗するワイヤ電極を連続的に供給する構造とを備え、また、数値制御装置によってワイヤ電極と被加工物との相対位置を制御する構造を備えている。

ワイヤ電極は、円筒形状のボビンにまとまった形態で巻きつけられており、ワイヤ放電加工機が備えるワイヤ電極を連側的に供給する構造によってボビンから引き出される。また、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極を正確な位置に支持する構造であるガイドを有しており、また、数値制御装置によってワイヤ電極に対して張力を制御する機構および機能を有している。また、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極と被加工物との間に発生する放電の状態を、数値制御装置によって監視および制御する機能を有している。また、数値制御装置に任意の移動指令をすることにより、ワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極によって被加工物に対して輪郭形状を加工することが可能である（特許文献１、２、３参照）。

実開平２−１０７４２９号公報 実開平５−００９８３０号公報 実公昭５８−０５２０３５号公報

ワイヤ放電加工で発生する加工屑（以下、「スラッジ」という）、及び、放電加工の際にワイヤ電極の放電部位（放電加工部）に供給される加工液が放電加工により電気分解されて発生した気体を、放電加工部から効率よく除去することは、加工速度および加工精度の改善に効果がある旨知られている。そして、ワイヤ放電加工機にノズル形状の加工液供給構造を設け、被加工物の上面および下面から放電部位に加工液を供給することによって、放電により発生する熱の除去と、放電部位の導電度の安定化と、発生したスラッジおよび気体の除去と、を行う構成が知られている。

更に、上記特許文献１〜３に記載されているように、発生したスラッジおよび気体を、加工液供給構造の一部によって、又は、付加された吸引機構によって吸引することにより、加工速度及び加工精度の改善が試みられている。

しかし、加工液供給構造の一部を用いて吸引する方法では、放電加工中の加工液供給の効率が低下するため、加工速度及び加工精度が低下する。また、吸引機構を付加する方法では、吸引機構がワイヤ放電加工機の一部に固定される。このため、吸引機構の移動や交換が困難であるため、様々な被加工物の形状や、ワイヤ放電加工の進行に伴って変化するスラッジおよび気体の発生に対する柔軟な対応が困難である。

本発明は、加工速度及び加工精度が低下することを抑え、且つ、様々な被加工物の形状や、ワイヤ放電加工の進行に伴って変化するスラッジおよび気体の発生に対する柔軟な対応が可能なワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。

本発明に係るワイヤ放電加工機（例えば、後述のワイヤ放電加工機１）は、ワイヤ電極
（例えば、後述のワイヤ電極２１）と被加工物（例えば、後述のワークＷ）とを相対移動させて前記被加工物に放電加工を行うワイヤ放電加工機であって、多関節ロボット（例えば、後述のロボット４０）と、前記多関節ロボットの先端部（例えば、後述の手首先端部４１）に設けられ、ワイヤ放電加工によって生じた加工屑（例えば、後述のスラッジＳ）と気体（例えば、後述の気体Ｇ）とをワイヤ放電加工をしている最中に吸引する吸引機構（例えば、後述の吸引機構５０）と、を備える。

前記被加工物に対して相対移動する前記ワイヤ電極の移動に、前記多関節ロボットを同期させる同期制御手段（例えば、後述のロボットコントローラ３５）を有してもよい。

また、前記ワイヤ電極を支持する本体部（例えば、後述のコラム１５）を有し、前記多関節ロボットは、前記本体部に支持されていてもよい。

また、前記ワイヤ電極は、上ガイド部（例えば、後述の上ガイド部２３）と下ガイド部（例えば、後述の下ガイド部２５）とによって支持され、前記多関節ロボットは、前記吸引機構を前記上ガイド部に対して相対的に移動可能であってもよい。

また、前記多関節ロボットは、前記吸引機構を前記ワイヤ電極に沿って移動可能であってもよい。また、前記吸引機構は、半円環形状を有しワイヤ放電加工によって生じた加工屑と気体とを吸引する吸引部（例えば、後述の吸引部５１）を有してもよい。また、前記吸引部は、前記ワイヤ電極に関して、前記ワイヤ電極による前記被加工物の加工方向とは反対の側に配置されてもよい。

前記吸引機構は、前記多関節ロボットの先端部（例えば、後述の手首先端部４１）に配置され、前記多関節ロボットの先端部と、前記多関節ロボットの基部（例えば、後述の基部４２）とを着脱可能に連結する連結機構（例えば、後述の連結機構４５）を有してもよい。

本発明によれば、加工速度及び加工精度が低下することを抑え、且つ、様々な被加工物の形状や、ワイヤ放電加工の進行に伴って変化するスラッジおよび気体の発生に対する柔軟な対応が可能なワイヤ放電加工機を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１を示す概略正面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１の吸引部５１がワイヤ電極２１から離れた位置にある状態を示す正面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１の吸引部５１が、ワイヤ電極２１の近傍に位置している状態を示す正面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１の吸引部５１を示す概略底面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１と、基部４２とが分離された様子を示す概略図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１と、基部４２とが分離した様子を示す連結機構４５の拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１の回転係合部材４５２と、基部４２の回転係合部材４６２とが、回転させられ面で当接し合っている様子を示す連結機構４５の要部拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１と基部４２とが接続された様子を示す連結機構４５の要部拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１と基部４２とが接続された状態で、手首先端部４１の回転係合部材４５２と、基部４２の回転係合部材４６２とが、回転させられた様子を示す連結機構４５の要部拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１の回転係合部材４６２と、基部４２の回転係合部材４６２とが、回転させられた状態で手首先端部４１が基部４２から離間し始めている様子を示す連結機構４５の要部拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１のロボット４０の手首先端部４１と、基部４２とが切り離された様子を示す連結機構４５の要部拡大図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１によって、上下方向の厚さが一定のワークＷが放電加工されている様子を示す要部断面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１によって、上下方向の厚さが部分的に異なるワークＷの厚い部分が放電加工されている様子を示す要部断面図である。 本発明の第一実施形態に係るワイヤ放電加工機１によって、上下方向の厚さが部分的に異なるワークＷの薄い部分が放電加工されている様子を示す要部断面図である。 本発明の第二実施形態に係るワイヤ放電加工機１Ａを示す概略正面図である。

以下、本発明の第一実施形態について説明する。
以下の説明においては、説明の便宜上、図１における上方向を鉛直上方向と定義、その逆の方向を下方向と定義し、これらを上下方向と定義する。また、図１の紙面の裏側から表側へ向う方向を被加工物（ワークＷ）の加工方向と定義する。なお、図１及び後述する図１５においては、説明の便宜上、ロボット４０の吸引機構５０の吸引部５１の方向を、ワイヤ電極２１を軸心として９０°回転させた状態として図示しており、実際に放電加工を行なう際には、吸引部５１は、後述の図１２〜図１４に示す方向に指向させられる。

ワイヤ放電加工機１は、ワイヤ電極２１によって放電加工を行う数値制御工作機械であり、図１に示すように、機台１１と、加工槽１３と、本体部としてのコラム１５と、ワーク置き台１７と、ワイヤ電極２１と、上ガイド部２３及び下ガイド部２５と、数値制御装置３１と、サーボモータ３３と、ロボットコントローラ３５と、回収機構３７と、ロボット４０と、吸引機構５０と、を備えている。

ワイヤ電極２１は、コラム１５の上部に取り付けられワイヤ電極２１が巻かれたワイヤボビン２１１から繰り出される。ワイヤボビン２１１は、図示しない送り出し部トルクモータで、ワイヤ電極２１の繰り出し方向とは逆方向に所定のトルクが付与される。ワイヤボビン２１１から繰り出されたワイヤ電極２１は、図示しないブレーキモータにより駆動されるブレーキシュー、上ガイド部２３、下ガイド部２５、図示しない下ガイドローラ及びフィードローラを経由して、図示しないワイヤ電極回収箱に回収される。

ワイヤ電極２１は、図１に示す正面視で、加工槽１３の上部に配置されコラム１５に支持され、加工液を加工槽１３へ供給する上ガイド部２３と、加工槽１３の下部に配置されコラム１５に支持され、加工液を加工槽１３へ供給する下ガイド部２５と、によって支持されており、上ガイド部２３と下ガイド部２５との間において一直線状に張られている。この一直線状に張られたワイヤ電極２１は、ワークＷを加工する放電加工部をなしており、加工液に浸されている。ワイヤ放電加工機１のワイヤ電極２１を支持する上ガイド部２３及び下ガイド部２５の位置は、ワークＷの形状や固定方法およびワークＷに加工する形状に応じたプログラムによって、固定または可変である。

機台１１上の加工槽１３にはワークＷを載置するワーク置き台１７が設けられている。上ガイド部２３と下ガイド部２５との間の放電加工領域（放電加工部）には、放電加工の対象となる図示しない被加工物としてのワークＷが、ワーク置き台１７に載置される。ワイヤ電極２１とワーク置き台１７との相対的な位置は、数値制御装置３１およびサーボモータ３３によって制御されることにより決定される。ワイヤ電極２１に図示しない加工用電源から高周波電圧が印加されて、ワークＷに対する放電加工がなされる。

ロボット４０は、上ガイド部２３及びワイヤ電極２１に対して相対的に移動可能な多関節ロボットにより構成されている。ロボット４０の基部４２は、コラム１５の上部に固定されて支持されており、ワイヤ電極２１と一体的に、ワークＷに対して相対的に移動可能である。ロボット４０の先端部としての手首先端部４１は、吸引機構５０を備えている。従って、ロボット４０は、吸引機構５０の後述の吸引部５１を上ガイド部２３に対して相対的に移動可能であり、また、吸引機構５０の吸引部５１をワイヤ電極２１に沿って移動可能である。具体的には、ロボット４０は、吸引部５１をワイヤ電極２１に沿って上下方向に移動可能であり、また、ロボット４０は、吸引部５１を上ガイド部２３に対して、加工方向、加工方向とは逆の方向、加工方向に対して直交する方向に移動可能である。

ロボット４０は、ロボットコントローラ３５によって姿勢や動作が制御される。数値制御装置３１とロボットコントローラ３５とは、有線または無線によって接続されており、数値制御装置３１とロボットコントローラ３５とが互いに制御している対象の情報を共有することにより、数値制御装置３１は、ロボット４０の位置および姿勢（ロボット４０の手首先端部４１の吸引機構５０の吸引部５１の位置及び姿勢）を逐次認識し、ロボットコントローラ３５は、ワイヤ電極２１およびワーク置き台１７の位置を逐次認識する。そして、数値制御装置３１は、ロボット４０の吸引機構５０の吸引部５１の位置と姿勢に合わせて、ワイヤ電極２１を支持する上ガイド部２３および下ガイド部２５の位置を調整する。

ロボット４０の手首先端部４１に取り付けられた吸引機構５０とワイヤ電極２１の相対位置は、あらかじめワイヤ放電加工機１の数値制御装置３１とサーボモータ３３がワーク置き台１７を制御上の原点（機械原点）の位置に配置したときに、手動操作によってロボット４０の吸引機構５０を上ガイド部２３と下ガイド部２５の間に張架させたワイヤ電極２１の近傍に位置決め又は接触させて、数値制御装置３１またはロボットコントローラ３５に現在位置を記憶させることにより共有される。

吸引機構５０は、上ガイド部２３及び下ガイド部２５から加工槽１３に供給された加工液が放電加工により電気分解されて発生した気体Ｇ及び液体（加工液）又は粉末状の固体（スラッジＳ等）を吸引することができる複数のノズル５２を備えた吸引部５１を有している。吸引機構５０の吸引部５１は、スラッジＳおよび気体Ｇを吸引する必要がある場合にロボット４０によって上ガイド部２３近傍に位置決めされる。そして、上ガイド部２３を移動させることなく吸引機構５０に備えられた吸引ノズル５２を上ガイド部２３近傍へ位置決めさせることが可能となるように、吸引部５１は、上ガイド部２３を囲む形状、より具体的には、図４等に示すように、略半円環形状に形成されている。吸引部５１は、吸引部５１の周方向における中央の部分がロボット４０の後述する先端部４１に接続されており、放電加工の際には、吸引部５１の内周面により囲まれる空間５１１に上ガイド部２３の下端部が位置して、吸引部５１によって上ガイド部２３の下端部が取囲まれる位置関係とされ、また、吸引部５１の内周面により囲まれる空間５１１にワイヤ電極２１が位置して、吸引部５１によってワイヤ電極２１が取囲まれる位置関係とされる。

複数のノズル５２は、略半円形状の吸引部５１の下面の全面にわたって設けられており、図１に示すように、管部材５５によって回収機構３７に接続されている。回収機構３７は、吸引機構５０のノズル５２から吸引するスラッジＳおよび気体Ｇをワイヤ放電加工機１に戻す機構および機能を備えている。回収機構３７は、数値制御装置３１と有線または無線によって接続されており、管部材５５に接続された吸引機構５０が吸引するスラッジＳおよび気体Ｇを回収する圧力および流量は、数値制御装置３１によって制御される。

前述のように、ワイヤ放電加工機１のワイヤ電極２１を支持する上ガイド部２３および下ガイド部２５の位置は、ワークＷの形状や固定方法およびワークＷに加工する形状に応じたプログラムによって、固定または可変である。上ガイド部２３および下ガイド部２５の位置に応じて、ロボット４０の姿勢を変化させることにより、吸引機構５０の吸引部５１に対する上ガイド部２３および下ガイド部２５との相対位置は維持される。

ロボット４０および手首先端部４１にある吸引機構５０の位置や姿勢に関する情報は、数値制御装置３１において記憶されている。ワイヤ放電加工機１の操作者は、数値制御装置３１のディスプレイ３１１の表示により、加工される被加工部材の形状に応じたロボット４０および手首先端部４１の吸引部５１の動作及び動作軌跡を確認可能である。

ロボット４０は、多関節ロボットの手首先端部４１と、多関節ロボットの基部４２とを着脱可能に連結する連結機構４５を有している。具体的には、ロボット４０の手首先端部４１は、ロボット４０の基部４２に対して着脱可能である。手首先端部４１の基部側端部と、基部４２の先端側端部とは、それぞれ、突起４５１、４６１と、オス側のガイドとしての回転係合部材４５２、４６２と、回転係合部材４５２、４６２を挿入可能であり、且つ、回転係合部材４５２、４６２が回転可能な回転係合部材係合空間４５３２、４６３２と、突起４５１、４６１を収納可能な、メス側のガイドとしての突起収容空間４５３１、４６３１と、回転係合部材４５２、４６２を回転させる解放棒４５４、４６４と、回転係合部材４５２、４６２を初期位置へ戻す方向へ解放棒４５４、４６４を付勢する戻しバネ４５６、４６６と、を有している。

図６等に示すように、手首先端部４１の突起４５１は、基部４２の方向へ突出しており、手首先端部４１が基部４２に接続されているときには、図８に示すように、被係合部の突起収容空間４６３１に収容される。また、基部４２の突起４６１は、手首先端部４１の方向へ突出しており、手首先端部４１が基部４２に接続されているときには、図８に示すように、被係合部の突起収容空間４５３１に収容される。

手首先端部４１の回転係合部材４５２は、手首先端部４１により回転可能に支持されている。回転係合部材４５２の回転軸方向視の断面形状は、図６等に示すように半円形状であり、同方向視で回転係合部材４５２よりも僅かに半径が大きい半円形状を有する回転係合部材係合空間４５３２に収容されている。回転係合部材４５２には、解放棒４５４の一端部が接続されており、解放棒４５４は、圧縮バネにより構成される戻しバネ４５６により付勢され、これにより、図６に示すように、回転係合部材係合空間４５３２に対して略４５°程度回転した位置関係で、回転係合部材４５２は、回転係合部材係合空間４５３２に収容されている。このように収容されている回転係合部材４５２の状態が回転係合部材４５２の初期状態である。

基部４２の回転係合部材４６２は、基部４２により回転可能に支持されている。回転係合部材４６２の回転軸方向視の断面形状は、半円形状であり、同方向視で回転係合部材４６２よりも僅かに半径が大きい半円形状を有する回転係合部材係合空間４６３２に収容されている。回転係合部材４６２には、解放棒４６４が接続されており、解放棒４６４は、圧縮バネにより構成される戻しバネ４６６により付勢され、これにより、図６に示すように、回転係合部材係合空間４６３２に対して略４５°程度回転した位置関係で、回転係合部材４６２は、回転係合部材係合空間４６３２に収容されている。このように収容されている回転係合部材４６２の状態が回転係合部材４６２の初期状態である。

図９に示すように、解放棒４６４、４５４の他端部は、空圧シリンダＣｙを接続可能であり、また、ワイヤ放電加工機１の操作者が手Ｈで操作可能である。解放棒４５４、４６４の他端部が引っ張られることにより、回転係合部材４５２、４６２は、回転して回転係合部材係合空間４５３２、４６３２に一致した位置関係とされる。戻しバネ４５６、４６６による付勢力により、回転係合部材４５２、４６２は、回転して初期状態へ戻る。

以下、ロボット４０の手首先端部４１と、ロボット４０の基部４２との連結、及び切り離しの動作について説明する。
図６に示すように、ロボット４０の手首先端部４１と、ロボット４０の基部４２とが切り離され、回転係合部材４５２、４６２が初期位置にあるときに、ロボット４０の手首先端部４１と基部４２とを、互いに接近させてゆく。そして、図７に示すように、手首先端部４１の突起４５１を基部４２の突起収容空間４６３１に挿入すると共に、基部４２の突起４６１を手首先端部４１の突起収容空間４５３１に挿入する。すると、手首先端部４１の回転係合部材４５２と基部４２の回転係合部材４６２とが、互いに当接し合うことにより、それぞれ回転し、図７に示すように、回転係合部材４５２、４６２の直径をなす面同士が互いに面で当接し合う状態となる。

そして、更にロボット４０の手首先端部４１と基部４２とを、互いに接近させてゆくことにより、図８に示すように、手首先端部４１及び基部４２の回転係合部材４５２、４６２が回転して、手首先端部４１の回転係合部材４５２の一部が基部４２の回転係合部材係合空間４６３２に入ることにより係合すると共に、基部４２の回転係合部材４６２の一部が手首先端部４１の回転係合部材係合空間４５３２に入ることにより係合する。これにより、ロボット４０の手首先端部４１は、ロボット４０の基部４２に連結され固定される。

次に、図８に示すように、ロボット４０の手首先端部４１が、ロボット４０の基部４２に連結されている状態から、切り離された状態とするためには、先ず、図９に示すように、ロボット４０の基部４２の解放棒４６４の他端部に、三角形状のクランク部材Ｋを介して空圧シリンダＣｙを接続する。そして、空圧シリンダＣｙを駆動させて、ロボット４０の基部４２の解放棒４６４を引っ張ると共に、ワイヤ放電加工機１の操作者の手Ｈにより、ロボット４０の手首先端部４１の解放棒４５４を引っ張る。これにより、手首先端部４１の回転係合部材４５２の全体が手首先端部４１の回転係合部材係合空間４５３２に入っている状態となり、且つ、基部４２の回転係合部材４６２の全体が基部４２の回転係合部材係合空間４６３２に入っている状態となる。この結果、ロボット４０の手首先端部４１をロボット４０の基部４２から離すことが可能な状態となる。

次に、図１０に示すように、ロボット４０の手首先端部４１をロボット４０の基部４２から離してゆき、図１１に示すように、ロボット４０の手首先端部４１の回転係合部材４５２と、ロボット４０の基部４２の回転係合部材４６２とが当接していない状態となり、更に、基部４２の突起４６１が手首先端部４１の突起収容空間４５３１から抜かれ、また、手首先端部４１の突起４５１が基部４２の突起収容空間４６３１から抜かれた状態となる。これにより、戻しバネ４５６、４６６による付勢力により、解放棒４５４、４６４が引き戻されるとともに、回転係合部材４５２、４６２が回転して初期状態へ戻る。

次に、ワイヤ放電加工機１によるワークＷに対する放電加工について説明する。
図１２に示すように、上下方向における厚さが一定のワークＷに対して放電加工をする際には、ワイヤ電極２１に対してワークＷが図１２の左方向へ相対的に移動するように、ワーク置き台１７を移動させる。即ち、ワークＷの加工方向は、図１２における左から右へ向う方向であり、この方向へワークＷは、ワイヤ電極２１に対して相対的に加工される。

この場合には、吸引部５１は、ワイヤ電極２１に関して、ワイヤ電極２１によるワークＷの加工方向とは反対の側、即ち、図１２において、ワイヤ電極２１に関して左側に配置されており、略半円形状の吸引部５１の開口部（図４に示す吸引部５１の左側の部分）が右に向いた状態で配置されている。これにより、放電加工によって発生するスラッジＳは、上ガイド部２３及び下ガイド部２５から加工槽１３（図１参照）に供給された加工液が放電加工により電気分解されて発生した気体Ｇと共に、加工液に含まれて図１２に示すように加工方向の反対側（ワイヤ電極２１の左側）に排出されるが、このようなスラッジＳや気体Ｇを、吸引部５１のノズル５２から吸引し、回収機構３７（図１参照）へ回収する。回収機構３７においては、加工液は、濾過されて再び図示しない管部材を介して上ガイド部２３及び下ガイド部２５へ供給される。

上下方向における厚さが厚い部分と薄い部分とを有するワークＷに対して放電加工をする際には、吸引部５１は、ワイヤ電極２１に関して、ワイヤ電極２１によるワークＷの加工方向と同一の側に配置される。
即ち、図１３〜図１４においては。ワイヤ電極２１に対してワークＷが図１２に示す方向とは逆の方向へ相対的に移動するように図示しているが、吸引部５１は、ワイヤ電極２１に関して、ワイヤ電極２１によるワークＷの加工方向と同一の側、即ち、図１３において、ワイヤ電極２１に関して左側に配置されており、略半円形状の吸引部５１の開口部が右に向いた状態で配置されている。

そして、図１３に示すように、上下方向における厚さが厚い部分を加工した後に、図１４に示すように、上下方向における厚さが薄い部分を加工するときには、ロボット４０により、吸引部５１をワイヤ電極２１に沿って下方へ移動させて、ワークＷの上面の近傍の位置に配置させて、効率良くスラッジＳ及び気体Ｇを吸引部５１のノズル５２から吸引する。

以上のように、本実施形態によれば、ワイヤ電極２１と被加工物としてのワークＷとを相対移動させてワークＷに放電加工を行うワイヤ放電加工機１は、ロボット４０と、ロボット４０の手首先端部４１に設けられ、ワイヤ放電加工によって生じた加工屑（スラッジＳ）と気体Ｇとを吸引する吸引機構５０と、を備える。

これにより、ワークＷの形状やワイヤ放電加工の進行に合わせて、ロボット４０の動作によって吸引機構５０の吸引部５１の姿勢を変えることにより、ワイヤ放電加工中にワークＷから発生しワイヤ放電加工の進行に伴って変化するスラッジＳ及び気体Ｇに柔軟に対応して、スラッジＳ及び気体Ｇを効率よく吸引して、ワークＷの加工速度および加工精度の向上を図ることが可能となる。

また、スラッジＳおよび気体Ｇを、放電加工部であるワイヤ電極２１の近傍から排出する際に、従来のように、上ガイド部２３および下ガイド部２５からの加工液の圧力および流量によるのではなく、ロボット４０の吸引機構５０によりスラッジＳおよび気体Ｇを吸引して排出を行なうことが可能となる。これにより、放電加工部からのスラッジＳおよび気体Ｇの排出を促進することでワイヤ放電加工の効率を高めることが可能となり、加工速度の向上が可能となる。

また、ワイヤ放電加工機１は、ワイヤ電極２１を支持する本体部としてのコラム１５を有し、ロボット４０は、コラム１５に支持されている。これにより、コラム１５及びワイヤ電極２１とロボット４０とは一体的に、ワークＷに対して、相対的に移動するため、ロボット４０の手首先端部４１の吸引機構５０の吸引部５１を、ワイヤ電極２１に同期させる制御をロボット４０に対して行うことを不要とすることが可能となる。

また、ワイヤ電極２１は、上ガイド部２３と下ガイド部２５とによって支持され、ロボット４０は、吸引機構５０を上ガイド部２３に対して相対的に移動可能である。

従来のように、スラッジＳおよび気体Ｇを排出するための吸引機構部を、上ガイド部近傍に付加固定する構成の場合には、付加固定した吸引機構部が上ガイド部近傍にある。このため、ワークＷの位置を各種の測定器具を用いて手動または自動でワイヤ放電加工機の数値制御装置に登録する「段取り」と呼ばれる準備作業において、ワークＷに各種の測定器具を近づけるときに妨げとなるために「段取り」作業の効率が低下する。

これに対して、本実施形態では、ロボット４０の手首先端部４１に取り付けられた吸引機構５０の吸引部５１を、ロボット４０の姿勢を変化させることによって、上ガイド部２３に対して相対的に移動可能、即ち、上ガイド部２３近傍から遠ざけること等が容易なため、「段取り」作業のときに吸引機構５０を有していないワイヤ放電加工機と同様の準備作業を可能とすることができる。

また、従来のように、スラッジＳおよび気体Ｇを排出するための吸引機構部を、上ガイド部近傍に付加固定する構成の場合には、ワイヤ放電加工機の操作者がワイヤ放電加工機１にワイヤ電極２１を張架する際、及び、上ガイド部２３の保守の際に、付加固定された吸引機構部と吸引機構部に接続された管部材とが、妨げとなるおそれがある。

これに対して、本実施形態では、ロボット４０の手首先端部４１に取り付けられた吸引機構５０の吸引部５１を、ロボット４０の姿勢を変化させることによって、上ガイド部２３近傍から遠ざけることが容易なため、吸引機構部を有していないワイヤ放電加工機と同様に、ワイヤ電極２１の張架や上ガイド部２３の保守が可能となる。

また、ロボット４０は、吸引機構５０をワイヤ電極２１に沿って移動可能である。
従来のように、スラッジＳおよび気体Ｇを排出するための吸引機構部を、上ガイド部近傍に付加固定する構成の場合には、図１３、図１４に示すようにワークＷの形状が板厚方向に変化するような場合には、吸引機構部をワイヤ電極によりワークＷに対して加工している部分である放電加工部であって、板厚の薄い部分には近づけることができない。

これに対して、上記本実施形態では、ロボット４０によって吸引機構５０の吸引部５１の位置決めを行っているため、ワークＷの形状が板厚方向に変化してもロボット４０の姿勢を変化させることによって吸引機構５０の吸引部５１を放電加工部に近づけることが可能である。このため、ワイヤ放電加工中にワークＷの板厚方向の形状が変化しても、吸引機構５０の吸引部５１をワイヤ電極２１に沿って移動させることで、吸引機構５０の吸引部５１を放電加工部の近傍（ワークＷの板厚の薄い部分の近傍）に配置させ、放電加工部からのスラッジＳおよび気体Ｇの吸引が可能となる。

また、吸引機構５０は、半円環形状を有する吸引部５１であって、ワイヤ放電加工によって生じたスラッジＳと気体Ｇとを吸引する吸引部５１を有する。これにより吸引部５１を、ワイヤ電極２１を取囲む位置関係に配置させたり、ワイヤ電極２１から離れた位置に配置させたりすることが可能となる。

また、吸引部５１は、ワイヤ電極２１に関して、ワイヤ電極２１によるワークＷの加工方向とは反対の側に配置される。これにより、ワークＷの加工方向とは反対の側に多く発生する気体ＧやスラッジＳを効率よく吸引機構５０の吸引部５１で吸引することが可能となる。

また、吸引機構５０は、ロボット４０の手首先端部４１に配置され、ロボット４０の手首先端部４１と、ロボット４０の基部４２とを着脱可能に連結する連結機構４５を有する。

従来のように、スラッジＳおよび気体Ｇを排出するための吸引機構部を、上ガイド部近傍に付加固定する構成の場合には、付加固定した吸引機構部の形状の変更は極めて困難であり、ワークＷの上面が平滑でない場合には効率の良いスラッジＳおよび気体Ｇの吸引は不可能であった。

これに対して、本実施形態では、ワークＷの上面が平滑でない、あるいは上面の一部が平滑でない部分があると認識していれば、予め平滑でない形状に適合した吸引機構５０の吸引部５１を備える、ロボット４０の手首先端部４１を用意しておいて、ワークＷの上面の形状に合わせて、ロボット４０の手首先端部４１を着脱して交換することが可能である。これにより、効率の良いスラッジＳおよび気体Ｇの吸引が可能となる。

次に、本発明の第２実施形態によるワイヤ放電加工機１Ａについて図１５を参照しながら説明する。
第２施形態によるワイヤ放電加工機１Ａにおいては、ロボット４０の基部４２がコラム１５に固定されておらず、ワーク置き台１７Ａに固定されている点で、第１実施形態によるワイヤ放電加工機１とは異なる。また、これに伴い、ロボット４０に対するロボットコントローラ３５の制御が異なる。これ以外の構成については、第１実施形態によるワイヤ放電加工機１の構成と同様であるため、第１実施形態における各構成と同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。

図１５に示すように、ロボット４０の基部４２はコラム１５に固定されておらず、ワーク置き台１７Ａに固定されている。このため、ロボット４０の基部４２は、ワークＷ、及び、ワークＷを支持するワーク置き台１７Ａと一体的に、ワイヤ電極２１に対して相対的に移動する。同期制御手段としてのロボットコントローラ３５は、ロボット４０の手首先端部４１の吸引部５１を、被加工物としてのワークＷに対して相対移動するワイヤ電極２１の移動に同期させる制御を行ない、図１２〜図１４に示すようなワイヤ電極２１に対する吸引部５１の位置関係とする。

このような構成により、ロボット４０の基部４２が、ワークＷを放電加工するワイヤ電極２１の部分である放電加工部に対して一体的に移動しない場合であっても、放電加工時に、吸引機構５０の吸引部５１をワイヤ電極２１の近傍の適切な位置に配置させて、効率の良いスラッジＳや気体Ｇの吸引が可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、ワイヤ放電加工機の各部の構成は、本実施形態におけるワイヤ放電加工機１、１Ａの各部の構成に限定されない。具体的には、例えば、吸引機構の構成は、本実施形態の吸引機構５０の構成に限定されない。また、ロボット４０の基部４２が固定される部分は、コラム１５やワーク置き台１７に限定されない。また、連結機構の構成は、本実施形態における連結機構４５の構成に限定されない。また、空圧シリンダＣｙを駆動させて、ロボット４０の基部４２の解放棒４６４を引っ張ると共に、ワイヤ放電加工機１の操作者の手Ｈにより、ロボット４０の手首先端部４１の解放棒４５４を引っ張ったがこれに限定されない。例えば、ロボット４０の基部４２の解放棒４６４を操作者の手Ｈにより引っ張ってもよいし、ロボット４０の手首先端部４１の解放棒４５４を、空圧シリンダＣｙを駆動させて引っ張ってもよい。

１ ワイヤ放電加工機
１５ コラム（本体部）
２３ 上ガイド部
２５ 下ガイド部
３５ ロボットコントローラ（同期制御手段）
４０ ロボット（多関節ロボット）
４１ 手首先端部（先端部）
４２ 基部
４５ 連結機構
５０ 吸引機構
５１ 吸引部
Ｇ 気体
Ｓ スラッジ（加工屑）
Ｗ ワーク（被加工物）

Claims (7)

1. ワイヤ電極と被加工物とを相対移動させて前記被加工物に放電加工を行うワイヤ放電加工機であって、
   多関節ロボットと、
   前記多関節ロボットの先端部に設けられ、ワイヤ放電加工によって生じた加工屑と気体とをワイヤ放電加工をしている最中に吸引する吸引機構と、を備え、
   前記吸引機構は、半円環形状を有して前記加工屑と前記気体とを吸引する吸引部を有するワイヤ放電加工機。
2. 前記被加工物に対して相対移動する前記ワイヤ電極の移動に、前記多関節ロボットを同期させる同期制御手段を有する請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記ワイヤ電極を支持する本体部を有し、
   前記多関節ロボットは、前記本体部に支持されている請求項１又は請求項２に記載のワイヤ放電加工機。
4. 前記ワイヤ電極は、上ガイド部と下ガイド部とによって支持され、
   前記多関節ロボットは、前記吸引機構を前記上ガイド部に対して相対的に移動可能である請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
5. 前記多関節ロボットは、前記吸引機構を前記ワイヤ電極に沿って移動可能である請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
6. 前記吸引部は、前記ワイヤ電極に関して、前記ワイヤ電極による前記被加工物の加工方向とは反対の側に配置される請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
7. 前記吸引機構は、前記多関節ロボットの先端部に配置され、
   前記多関節ロボットの先端部と、前記多関節ロボットの基部とを着脱可能に連結する連結機構を有する請求項１記載のワイヤ放電加工機。

Images