JPH02100827A - 細穴に対する自動ワイヤ結線方法とその装置 - Google Patents

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、ワイヤ放電加工機の自動ワイヤ結線をワー
クにおける細大の加工開始穴に対し行う方法に関する。

従来技術 ワイヤ放電加工機には自動ワイヤ自動結線ユニットを備
えるものがある。

このユニットは、ワークにおける一加工径路の加工が完
了して加工物が抜は落ちる前にその径路の加工を中断し
てワイヤを切断・除去し、次の加工径路の開始穴にワイ
ヤを帳架してその径路の加工を開始するための機能（Ａ
ＷＦ）と、加工中に断線が発生した場合に、その地点で
ワイヤをワーりから除去し、その加工径路の開始穴でワ
イヤを再帳架した後、既加工径路に沿って断線点まで戻
って加工を再開する機能（ＡＷＲ）を備えるが、いずれ
の場合も、概略、まず、ワイヤを切断して下流側を除去
した後、通常の作動部品である上ノズルに結線ノズルを
装着して上ガイドからワイヤを繰りだし、結線ノズルか
らの水柱（ウォータージェット）に乗せてワイヤをワー
クの加工開始穴に貫通させ、下ガイドに到達させる方法
が採用されている。

この場合に、ワイヤが貫通する各部の穴の径はそれぞれ
上ノズル・・・φ５．５程度、結線ノズル・・・φ１，
５程度、ワークにおける加工開始穴・・・φ２以上、下
ガイドのノズルの入口・・・φ４．５程度が標準とされ
、また、結線ノズルとワーク間の間隙は１１〜１２ｍｍ
程度を標準としている。

しかし、最近は加工精度の向上と共に、集積回路のリー
ドフレーム製作時のように、ワークにおける加工開始穴
をφ２以下φ０．５程度の細穴とした場合がある。この
ような細穴の加工開始穴に対し従来と同様な方法で自動
ワイヤ結線を行おうとしたと、特に加工開始穴をφ１．
５以下となる時に、前記標準の結線ノズル（標準結線ノ
ズル）の水柱の方が加工開始穴の径より大ぎくなり、水
柱に案内されるとはいえ、その径の範囲で変位できるワ
イヤは、先端がワークの上面に衝突するなどして非常に
通り難くなり、実際上、自動ワイヤ結線作動は不可能で
ある。

また、単純に結線ノズルの穴径をワークの加：［開始穴
の径に合わせて小さくしたちの（細穴用結線ノズル）を
使用すると、例えば、細穴用結線ノズルの穴径をφ０．
３としたとぎに、ワイヤ回りの加工液流通路は、φ０．
２のワイヤを使用しても極めて狭いものとなって、加工
液の流通に関する配管抵抗は、同じワイヤで標準結線ノ
ズル（穴径φ１．５）である時の約４３倍にもなるよう
に、加工液圧が急増するので、これに対応し細穴用結線
ノズルと上ノズルとの接合構造をより精密に、かつ、頑
丈なものに構成したり、また、高い圧を発生するポンプ
を必要としたのでコスト的に不利なものとなる。

さらに、このように構成した自動ワイヤ結線ユニットは
、標準の場合の汎用性に欠け、結局、結線ノズルの穴径
を単に小さくするだけでは、小さな加工開始穴＜用穴）
に対する実際に有効な、自動ワイヤ結線の手段とならな
い。

発明が解決しようとした課題 ワイヤ放電加工機において、加工液圧の増大に伴う不利
な面が無く、かつ、結線が確実に行える細穴に対する自
動ワイヤ結線方法の提供を課題とした。

課題を解決するための手段 ワイヤ放電加工機において、結線ノズルの穴径をワーク
における加工開始穴の穴径より小さな細穴用穴径に変更
する。

該ノズルとワークとの間隙を標準間隙よりさらにワーク
に近接させる。

ワークにおける加工開始穴自体をワイヤのガイドとした
。

自動ワイヤ結線作動時、加工液の供給を遮断する。

作　　用 結線ノズルの穴径を細穴用穴径に変更する手段は、ワー
クの加工開始穴に対する結線ノズル側の穴径を相対的に
小さくする。

細穴に変更した結線ノズルとワークとの間隙を標準間隙
よりさらにワークに近接させるとの手段は、ワイヤの曲
り癖による悪影響を軽減し、ワークにおける加工開始穴
自体をワイヤのガイドとしたことを可能とした。

ワークにおける加工開始穴自体をワイヤのガイドとした
手段は加工液供給の遮断を可能とした。

実施例 第２．３図は本発明を実施するワイヤ放電加工機の上ガ
イド１、下ガイド２の部分を示し、符号３はワークであ
る。この第１の実施例において、結線ノズルの穴径をワ
ークにおける加工開始穴の穴径より小さな細穴用穴径に
変更する手段は結線ノズルの交換によるものである。

なＪ３、このワイヤ放電加工機は自動結線機能を備える
とともに、ＮＣｔＩＩＩＩＩＩによるものであるが、こ
の機械自体の構成は良く知られているので、本発明を説
明する上で必要な個所に付いて説明し、他は省略する。

上ガイド１は電動のＺ軸４に取イ」けられて当該加工機
が備えるＮＧ制御装置によりミクロン単位での上下移動
および位置決めが可能である。７軸４には上ガイド１付
近にＵｖ軸ユニット５（」−ガイド１を水平面の直交す
る両方向に移動する）と自動結線ユニット６が装着され
ている。

上ガイド１は内部に自動ワイヤ結線時に作動するホール
ドローラ７を備え、その下部に第１図に示すように、ボ
ルダ−８が装着され、これに加工時用の上ノズル９がそ
の上部をハメアイで嵌合し、取付けられている。そして
、ホルダー８部分の内部にはダイスガイド１０がホルダ
ー８、上ノズル９と同軸に嵌込まれて装着されている。

自動結線コニット６は、第４図に示すように一端をロッ
ド１１に取付けられて上下移動および水平回動可能に取
付けられたスイングアーム１２を備える。スイングアー
ム１２はロッド取イζ」け側に対する他端部にカッタ１
３と結線ノズル１４を備え、結線ノズル１４はスイング
アーム１２側の分割体ａとスイングアーム１２を貫通し
たピストン１５側の分割休すの二つ割りとされ、それぞ
れにネジ１６で着脱自在に取付けられている。なお、ピ
ストン１５はエア圧により軸方向に進退移動し、前記の
分割体すを分割体ａに押し当てて１個の結線ノズル１４
を形成する。カッタはスイングアーム１２に億えた他の
ピストンにより駆動される。

結線ノズル１４は中央に、ワイヤ１７が貞通し、加工液
が流通する穴１８とその回りに上ノズル９の穴１９回り
に形成した環状部２０（第１図）にハメアイで嵌合する
ザグリ部２１を有している。

下ガイド２は下コラム２２の先端に取イ］けられ、下ノ
ズル２３を有している。また、内部に三点支持ガイド２
４が、上ノズル９内部のダイスガイド１０と同軸に装着
されている（第５図）。

符号２５はワイヤ搬送ベルトで自動結線時のみ作動され
て上下のベルトでワイヤを挟持し搬送する。

以上の機構において、今、−加工径路の加工が完了し、
Ｎ　ＣＩｌｌ　ｔＩｌ装置から自動結線指令が出ると、
加工液の供給、フィードローラの回転を停止するなど加
工作動を停止した後、自動ワイヤ結線の作動を、概略、
次のステップ（Ｓ）で行なう。

（１〕まず、ワーク３における加工開始穴が標準（φ２
．０以上）とされている場合、 上ガイド１がワーク加工位置から電動Ｚ軸４により上が
し、ホールドローラ７が閉じてワイヤ１７（φ０．２）
を拘束する。

スイングアーム１２が下降して旋回し、カッタ１３が上
ノズル９（穴径φ５６５）の下へ移動して、ワイヤ１７
を切断する。

スイングアーム１２の回転が戻り、切断した下流側のワ
イヤを搬送ベルト２５、フィードローラで回収する。Ｘ
、Ｙテーブルが駆動され、ワーク３の次回加工開始穴（
φ２．０）が上下ガイド１，２を結ぶ軸線（ｑ）の位置
に移動する。

スイングアーム１２が旋回し、結線ノズル１４（穴径φ
１，５）が加工時用の上ノズル９の下へ移動する。つい
で、結線ノズルの分割体ａ。

ｂが閉じて上野し、上面のザグリ部２１を上ノズル９下
面の環状部２０に嵌合し、密着さける。

なお、前記の分割体ａ、ｂが閉じると同時に下ガイド２
の三点支持ガイド２４（上端の穴径φ４．５）が開状態
とされる。そして、Ｚ軸４が下降し、結線ノズル１４と
ワーク３の間隙を標準間隙（１１〜１３ｍｍ）とした。

上ノズル９から加工液が供給され、ホールドローラ７が
回転されてワイヤ１７を下ガイド２に向は送り出す。ワ
イヤ１７は結線ノズル１４からの加工液の水柱（φ１．
５）に案内され、ワーク３の加工開始穴を通過し、下ガ
イド２に達し、さらに、開状態の三点支持ガイド２４を
通過して搬送ベルト２５に挟持され、放電加工機が備え
たピングローラに達する。この時、下ノズル２３からの
加工液供給は阻止されている。

加工液の供給とホールドローラ７の駆動が停止され、Ｚ
　＠４が上昇しくホールドローラ７はワイＡ？送出し方
向にのみ駆動ギアが係合するワンウェイクラッチＭ４造
を備えている）、ついで、スイングアーム２が下降して
上ノズル９から結線ノズル１４が分離される。

結線ノズル１４が開かれ、さらに、スイングアーム１２
の回転が戻された後、上昇する。同時に、三点支持ガイ
ド２４が閉じて、ホールドローラ７が開かれる。

上ガイド１が下降されて加工位置となり、結線が完了す
る。

〔２〕ワーク３における加工開始穴が細孔（φ０．５）
である場合（同じ機構で、同じワイヤ１７を使用する）
、 まず、スイングアーム１２における結線ノズル１４を、
ネジ１６を操作して細穴（穴径φ０．３）のものに交換
すると共に、Ｚ軸４の上下移動シーケンスにおいて、前
記ステップ４にお（プる標準間隙１１〜１３ｍｍを細穴
用結線ノズル１４−に対応さゼた０、１〜０．２ｍｍに
設定しなおす。なお、この細穴用結線ノズル１４−は穴
径が小さい以外は標準のものと同じ構成である。

ついで、前記した標準の場合と同様のステップで自動ワ
イヤ結線が行なわれるが、次の点が異なる。

Ｓ−４において、 Ｚ軸４が下降し、細穴用結線ノズル１４′とワーク３の
間隙は標準間隙よりざらにワーク３に近接した０、１〜
０．２ｍｍ程度となる。

Ｓ−５において、 ホールドロー５７を回転してワイヤ１７を下ガイド２に
向けて送り出す時、加工液の供給を遮断する。しかし、
細穴用結線ノズル１４′とワーク３の間隙が小さいので
、ワイヤ１７の先端は、ワイヤ１７の曲り癖を勘案して
もその影響によるブレが無視できる程度であるから、細
穴（穴径φ２．０〜０．５）の加工開始穴へスムーズに
進入し、さらに、この加工開始穴自体をガイドとして下
ガイド２に達する。このとき、ワーク３の下面と下ガイ
ド２の間には６ｍｍ程度の距離があり、ワーク３下面の
細穴から出たワイヤ１７の先端が曲り癖のためにブレる
ことがあるが、通常の曲りｌ！！（直径８００ｍｍの円
弧程度）では、影響を受けない。

例えば、第６図に示すように、前記の状況において、ワ
ーク３の厚さも含めた細穴用結線ノズル１４′から下ガ
イド２までの距離を６Ｑｍｍ、三点支持ガイド２４の穴
径をφ４．５とし、さらにワーク３が無い時に結線ノズ
ル１４′から繰りだされたワイヤ先端が三点支持ガイド
２４の上端における開口縁に到達しているとしたと、す
なわち、ワイヤ径路に何等のガイドがない状態において
、ワイヤ先端が三点支持ガイド２４の穴に進入できる限
界位冒を想定した場合に、三点支持ガイド２４から６ｍ
ｍ上方の位置（ｐ）　（ワーク３の下面位＠）における
ワイヤ１７は上下ガイド１．２を結ぶ軸線（Ｑ）から約
１．８ｍｍのブレを生じている。

したがって、今、細穴用結線ノズル１４−と三点支持ガ
イド２４間にワーク３が配置されていると、その加工開
始穴の穴径がここで設定している最高のφ２．０であっ
たとしても、ワイヤ１７のブレは加工開始穴の縁により
軸線（ｑ）から１、Ｑｍｍに抑えられ、ワイヤ７の先端
は確実に三点支持ガイド２４に進入する。

結局、ワイヤ１７はワーク３の加工開始穴をガイドとし
たので、自動ワイヤ結線時に加工液の供給は必要がない
。

以上のように、このワイヤ放電加工機の自動結線ユニッ
ト６は、ワーク３における加工開始穴が細穴の場合、結
線ノズルの標準穴径を加工開始穴の穴径より小さい細穴
用穴径に変更し、かつ、ワーク３に近接させることによ
って、加工開始穴内体をワイヤのガイドとして利用し、
その際に加工液を遮断するという、本発明の細穴に対す
る自動結線方法を実施している。

第７図は第２の実施例を示し、結線ノズルの穴径をワー
クにおける加工開始穴の穴径より小さな細穴用穴径に変
更する手段として、標準の穴径（φ１．５）をもつ結線
ノズル１４の下面にサブノズル２６を装着するものであ
る。

サブノズル２６はフランジ状の嵌合部２７の中央部下面
に突部２８を為し、■合部外周の中央に嵌合部の上面に
軸線が垂直で、前記突部２８を貫通する穴２９を有する
。穴２つの穴径は下端開口部においてφ０．３で上端開
口部ではφ０．３からφ１．５へとテーパーに形成され
ている。

結線ノズル１４は、この実施例において、サブノズル２
６をハメアイで装着するために、下面にザグリ面３０を
供えている。このザグリ面３０は結線ノズル１４上面の
前記したザグリ面２１と同軸である。したがって、サブ
ノズル２６を結線ノズル１４に装着すると、結線ガイド
１４が上ノズル９に嵌合された時、穴３０の軸線は上部
のダイスガイド１０．上ノズル９および結線ガイド１４
の共通軸線（（１）に一致する。

これにより、結線ノズル１４の標準穴径は細穴用穴径に
変更される。

そして、自動ワイヤ結線作動のステップは前記第１の実
施例における〔２〕の場合と同じである。

ただし、標準間隙をサブノズル２６を装着したものに対
応した０、１〜０．２ｍｍに変更するとぎは、これをサ
ブノズル２６の突部先端とワーク上面の間隙とした必要
がある。

このようにリブノズル２６により結線ノズル１４の標準
穴径を変更する手段によれば、変更のための操作が簡単
であると共に、標準の結線ノズル１４とスイングアーム
２あるいは上ノズル９との関係に変動が生じないから、
結線ノズル１４を交換する手段による場合に比べて、各
部品間の密着や傾斜など微細で手間の掛かる位置調整を
軽減できるなどの利点がある。

効　　果 自動ワイヤ結線作動時、結線ノズルの穴径がワークの加
工開始穴より小さいので、上ガイドから下ガイドに至る
ワイヤの貫通が、加工開始穴が細穴であるにかかわらず
、スムーズである。

細穴に対する自動ワイヤ結線時に加工液の供給を必要と
しないので、加工液の供給圧は標準の場合に対応するも
ので良く、また、上ノズルと結線ノズルの嵌合構造を高
価な高圧仕様のものとした必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は断面にて示す正面図、第２図は一部を破断して
示す正面図、第３図は一部を破断して示す正面図、第４
図は要部の斜視図、第５図は要部の平面図、第６図は寸
法関係を概略で示す正面図、第７図は断面にて示す正面
である。 １・・・上ガイド、２・・・下ガイド、３・・・ワーク
、４・・・Ｚ軸、６・・・自動結線ユニット、７・・・
ホールドローラ、９・・・上ノズル、１２・・・スイン
グアーム、１４・・・結線ノズル、１６・・・ネジ、１
７・・・ワイヤ、２３・・・下ノズル、２４・・・三点
支持ガイド、２５・・・ワイヤ搬送ベルト、２６・・・
サブノズル。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ放電加工機において、上ガイドから繰りだ
   すワイヤ先端を結線ノズルを用いてワークの加工開始穴
   に貫通させ、下ガイドに到達させる方法であって、結線
   ノズルの標準穴径をワークにおける加工開始穴の穴径よ
   り小さな細穴用穴径に変更し、該ノズルとワーク間隙を
   標準間隙よりさらにワークに近接させ、かつ、ワークに
   おける加工開始穴自体をガイドとし、加工液の供給を遮
   断して、ワイヤ先端を下ガイドに到達させることを特徴
   とした細穴に対する自動ワイヤ結線方法。
2. （２）標準穴径をワークにおける加工開始穴の穴径より
   小さな細穴用穴径に変更する手段が結線ノズルの交換に
   よることを特徴とした請求項１に記載の細穴に対する自
   動ワイヤ結線方法。
3. （３）標準穴径をワークにおける加工開始穴の穴径より
   小さな細穴用穴径に変更する手段が、結線ノズルの下面
   に細穴用穴径のサブノズルを装着するものであることを
   特徴とした請求項１に記載の細穴に対する自動ワイヤ結
   線方法。