JPH01183323A

JPH01183323A - ワイヤカット放電加工機

Info

Publication number: JPH01183323A
Application number: JP376088A
Authority: JP
Inventors: Haruki Obara; 小原　治樹
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-07-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は加工液を供給しながら一方の電極側としたワ
イヤで他方の電極側としたワークを切断するワイヤカッ
ト放電加工機に関する。

従来技術ワイヤカット放電加工機では、加工中にワイヤとワーク
が短絡したり溶着するのを防止するためと加工で生じた
金属粉を除去するために、ワークを挟んだ上下のノズル
から水などの加工液が供給されている。

噴出された加工液はパンに集められた後、スラッジを除
去するフィルタを経由しながら、循環して使用されるの
であるが、パンに落下するまでにテーブルやワーク支持
部など、パンの上方に位置してワークを固定している機
構部、あるいは先端に下ノズルを支持したアームなどに
ふりかかり、これらの外表面の温度を室温と異なったも
のとしてしまう。

一方、ＮＣｌ１ＩＩＩＩＩによる放電加工機では加工開
始前にワーク支持部に固定したワークの端縁やイニシャ
ルホールの位置を基準に切断図形を設定するのが普通で
、しかも、最小設定単位は０．００１ｍｍ１加工寸法精
度０．００５ｍｍ以内のレベルである。そして、一般の
鋼の膨脹係数は１０×１０’／’Ｃ１１８−８ステンレ
スで１６Ｘ１０−６／℃であるから、１℃の温度増加に
よりｍ当たり一般の鋼でｏ、ｏｉｍｍ、ステンレスで０
．０１５ｍｍのび、前記の機構部やアームにおける温度
変化は加工寸法精度に重大な影響を与える。さらに、実
際には熱分布の偏在（熱勾配の存在）による曲り変形が
重なって機構上で加工精度と対比して大きな熱変形を生
じる。

そのため高精度加工専用機では室温、加工液温度の管理
を厳しく行っているが、加工領域における発熱などで加
工液と室温すなわち機構部あるいはアームの温度との間
に僅かながら温度差が存在し、加工液がかかる機構部や
アームには熱勾配による変形が生じている。

このような変形の防止には、機構部やアームをＮｉ系合
金の低膨脹率材料で構成することも一方法であるが高価
であり、加工液がかかる部分をカバーで覆うことは形状
や凹凸が複雑で困難である。

さらに、前記機構部やアームの内部あるいは表面に一定
温度の液体や気体を流して外部からの熱の影響を小さく
することも考えられるが実施は困難で、効果もそれ程期
待できない。

発明が解決しようとする課題この発明は、加工液がふりかかる部分の熱変形を簡便で
安価な手段により防止したワイヤカット放電加工機の提
供を課題とする。

課題を解決するための手段ワイヤカット放電加工機において加工液がかかる部分と
なる、少なくともテーブル、ワーク支持部、該支持部の
支持梁及び先端に下ノズルを取りつけているアームを含
めた機構部の外面を断熱性被膜で被覆する。

作　　用断熱性被膜は熱伝導率が低いことから、前記のアームを
含めた機構部の外表面における温度変化を小さくし、機
構部を構成する部分の加工液がふりかかる側から反対側
への熱勾配を微小にする。

実施例ワイヤカット放電加工機１は、第１図に概略で示すよう
にベース２の片側から立ち上げたコラム３、該コラム３
の中間から水平に突出したアーム４、前記のベース２上
に載置されたＸ軸及びＹ軸のサドルからなるサドル機構
５、サドル機構５にＩＱされて一体に移動するパン６、
及びこのパン６上のワークを固定するための１１部７を
備える。

コラム３は上方水平部の先端にＺ軸駆動部８が設けられ
、その下端部に加工液を噴出する上ノズル９を備えてお
り、アーム４の先端にはり−ク１０を挟んで下ノズル１
１が配置されている。

ワークを固定するための機構ａｌ１７はステンレス製の
テーブル１２と該テーブル１２のＸ軸方向の辺及びＹ軸
方向の辺から一体に立ち上げたワーク支持梁１３とその
上部に形成されたワーク支持部１４とから構成されてい
る。。

なお、第１図において符号１５はＹ軸駆動モーター（Ｘ
輪モーターは見えていない）、符号１６は加工液が周辺
にはねかかるのを防止する液はね防止カバーである。

また、一方の電極となるワイヤ１７はワイヤ供給リール
１８から、ブレーキローラなどの張力制御装置１１９、
上ガイドロー５２０、上ノズル９、ワーク１０、下ノズ
ル１１、下ガイドローラ２１及びフィードローラなどの
ワイヤ供給装置１２２を経てワイヤ回収箱２３に収容さ
れるようになっている。

そして、前記のパン６上に配置されたワークを固定する
ための機構部７の少なくともテーブル１２、ワーク支持
部１４、該支持部の支持梁１３とアーム４の外表面は、
図において毛羽室てで示しているように、すべて断熱性
の被膜２４で覆っている。この被１１！２４はエポキシ
系樹脂に中空の微小なガラス球を多聞に混入したものを
均一に塗布して形成したものである。

なお、断熱性被膜の形成は前記構成の塗料に限らず、他
のいわゆる断熱塗料の塗布あるいは吹きつけなどでも可
能であり、さらに、断熱フィルムを貼着したり、被覆後
に熱収縮させるなどの手段でも形成することができる。

放電加工が開始されると上下のノズル９．１１から加工
液がワーク１０に向けて供給され、また、ワイヤ１７が
一定の速度で送られると共にＮＧ制ｒＩ／Ｊ部などから
の指令に基づきサドル機４１Ｉ５が駆動されてワーク１
０に所定の図形が加工される。

加工液はり−ク１０を固定している機構部７にふりかか
り、その断熱性被膜２４の表面を流れ下だってパン６に
至り、さらに前記のようにフィルタを経由して循環され
る。

この場合に、断熱性被１１！２４が微小な中空のガラス
球をエポキシ樹脂などで結合しである構造とすると、ガ
ラスの熱伝導率が１．７Ｘ１０−３ｃａ１／αＳ’Ｃ１
空気の熱伝導率が５．７Ｘ１０−５ｃａｌ／ｃａｓ’ｃ
程度であるから、この断熱性被膜２４の熱伝導率Ｇ；ｔ
　１０−’ｃ　ａ　ｌ　／ｃｍｓ　’Ｃノオーダーにあ
ると考えられる。しかし、鋼の熱伝導率は０．１１６ｃ
ａ　ｌ／ａｓ’ｃであるから、前記断熱性被１！２４の
熱伝導率は鋼の１／１０００程度である。

これは、この断熱性被膜２４のｉｍｍ厚は熱伝導に関し
鋼１０００ｍｍ厚に相当し、１０ｍｍ厚の鋼にこの断熱
性被膜１ｍｍ厚を形成すれば、熱伝導は１／１００にな
って、加工液の温度が室温に比べて１０℃高くなったと
しても鋼の表面では０．１℃高い加工液がかかった状態
と同じである。

すなわち、第２図（イ）のように鋼２５の外表面に、微
小ガラス球２６を含む断熱性被１１２４を形成した場合
（約１ｍｍ厚）、その内部に至る熱勾配は同図（０）の
ように室温をｔとして、当初、細線ａのように断熱性被
１１１２４の表面だけがｔ＋１０℃となるが、時間の経
過と共に細線すのように次第に内部の温度が上昇してい
き、はぼ太１１ｃ線の傾斜が示す熱勾配を維持して熱の
移動分布が安定するのである。破線ｄは同じ条件で鋼２
５に断熱性被膜がない場合に安定する熱勾配を表す。

以上のように、断熱性被膜２４を形成しである、ワーク
を固定するための機構部７における鋼の表面温度は、室
温と異なる温度の加工液がふりかかつてもほとんど変化
せず、したがって、この部分で熱変形が生じることはな
い。

第３図は室温が一定の条件下で、室温より２℃高い温度
の加工液を用いてワイヤカット放電加工機を作動し、ノ
ズル９．１１に対するワーク１０の水平変位の実際の様
子を時間を横軸として表したもので、実線は断熱性被膜
を施さない場合、破線はワークを固定するための機構部
７に断熱性被１！２４　（約１ｍｍ厚）を形成した場合
である。図より明らかなように、加工液がかかると断熱
性被膜のない場合は最高０．０３０ｍｍ程度の変位が生
じているが、断熱性被膜２４を形成したものではわずか
に、０．００３ｍｍ程度で、約１／１０の変位しか生じ
ておらず、また、加工液の供給停止で元位置に復帰する
時間も短い。

なお、ワイヤカット放電加工機においてはワイヤ１７と
ワーク１０間に放電電圧を印加するために、ワーク支持
部１４の少なくとも一部分を金属体で構成し電極電源と
導通させる必要がある。このために前記の実施例におい
て、ワーク支持部１４は第４図（イ）のように上面を分
割した金属板２７とし、これを同図（ロ）のようにそれ
ぞれセラミックなどの断熱板２８を介してボルト２９で
２−り支持梁１３の上部に固定している。金属板２７を
分割しであるのは、この金属板自体の変形を避けるため
である。また同様に、アーム４先端も接地の必要から金
属体３０とし第５図のようにセラミックなどの断熱板３
１を介してボルト３２でアーム４の先端部に固定されて
いる。前記のボルト２９及びこのボルト３２．３２は断
面をできるだけ小さくし、取り付は部材の断面において
中間の位Ｎ（第４図、口）とか、あるいは断面に関して
対照な位置に２本というように熱的に対照な位置に配置
すると、ボルトから伝わる熱の影響を極力小さくするこ
とができる。

本発明は、内部に発熱体がなく外部からの注液による熱
変形の影響を考慮する必要がある工作機械一般に適用で
きるものである。

発明の効果ワークを固定するための機構部及びアームに熱による変
形がほとんど生じないので、ワイヤカット放電加工の寸
法精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は正面図、第２図（イ）は被膜の拡大図、同図（
ロ）は熱勾配を示す図、第３図はノズルとワーク間の変
位量を示す図、第４図（イ）はワーク支持部の斜視図、
〈口）は同図（イ）のＩ−Ｉにおける断面図、第５図は
一部を断面としたアームの正面図である。１・・・ワイヤカット放電加工機、２・・・ベース、３
・・・コラム、４・・・アーム、５・・・サドル機構、
６・・・パン、７・・・ワークを固定するための機構部
、８・・・２軸駆動部、９・・・上ノズル、１０・・・
ワーク、１１・・・下ノズル、１２・・・テーブル、１
３・・・ワーク支持梁、１４・・・ワーク支持部、１５
・・・Ｙ軸上−ター、１６−・・液はね防止カバー、１
７・・・ワイヤ、１８・・・ワイヤ供給リール、１９・
・・張力１１ｊｌｌｌ装置、２０・・・上ガイドローラ
、２１・・・下ガイドローラ、２２・・・ワイヤ供給装
置、２３・・・ワイヤ回収箱、２４・・・断熱性被膜、
２５・・・鋼、２６・・・微小ガラス球、２７・・・分
割した金属板、２８．３１・・・断熱板、２９．３２・
・・ボルト、３０・・・金属体。特許出願人　　ファナック株式会社第　２　Ω（イ）　　　　　　　（０）フロ第　３　図第４０　（イ）　　　　　（Ｏ）蔦　５　図

Claims

【特許請求の範囲】

少なくともテーブル、ワーク支持部、該支持部の支持梁
及び先端に下ノズルを取りつけたアームを含む機構部の
外面を断熱被膜で被覆したことを特徴としたワイヤカッ
ト放電加工機。