JPH02116421A - ワイヤ放電加工装置 - 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］ 本発明は、ワイヤ放電加工装置に係わり、特にワイヤ放
電加工装置におけるワイヤ電極の断線検出器の改良に関
するものである。

［従来の技術］ 第５図は従来のワイヤ放電加工装置の構成説明図、第６
図（Ａ）　、　（Ｂ）は第５図における断線検出器の説
明図である。

第５図において、（１）はワイヤ電極、（２）はワイヤ
電極を巻いたボビン、（３）はプリ張力設定用のアクチ
ュエータ、（４）はブレーキプーリ、（５）はブレーキ
プーリ（４）を駆動するメイン張力設定用のアクチュエ
ータである。（６）　、　（７）、　（８）　、　（９
）はガイドプーリ、（１０）は回収ローラで、（１１）
はピンチローラ、（１２）は回収ローラ（１０）を駆動
する速度制御用のアクチュエータ、（１３）は速度検出
器である。速度検出器（１３）はアクチュエータ（１２
）を介して、ワイヤ電極（１）を一定の走行速度に制御
する。

（１０は被加工物、（Ｉ５）は霧状に拡散された加工液
、（ｌＢ）は複数個の断線検出器である。

断線検出器（１６）は第６図（Ａ）　、　（Ｂ）に示さ
れているように、機械的な接点機構を備えた複数個のリ
ミットスイッチが使用されている。（Ｌｅａ）はリミッ
トスイッチ（１Ｂ）の本体、（１８ｂ）は本体（１６ａ
）に設けられ一定方向のバネ圧を受ける可動のアームで
ある。

このような構成の従来装置の動作を、次に説明する。

ボビン（２）に巻かれたワイヤ電極（１）は、ブレーキ
プーリ（４）、ガイドプーリ（Ｂ）　、　（７）　、　
（８）　、　（９）を通り、回収ローラ（１０）とピン
チローラ（１１）の間に挟み込まれて回収される。

ワイヤ電極（１）と被加工物（■４）との間に放電加工
か行われるので、発生熱を除去するために加圧された加
工液（１５）が供給される。同時に、ワイヤ電極（１）
の消耗を抑えるために一定速度で回収する必要があり、
回収ローラ（１０）には速度制御用アクチュエータ（■
２）および速度検出器（Ｉ３）が取付けられている。

一方、加工域のワイヤ電極（１）の振れを抑えるために
一定の張力を与える必要があり、ブレーキプーリ（４）
にはメイン張力設定用のアクチュエータ（５）が連結さ
れている。また、ボビン（２）から安定してワイヤ電極
（１）が繰り出されるように、ボビン（２）とブレーキ
プーリ（４）との間のワイヤ電極（１）にはプリ張力を
与える必要があり、ボビン（２）にプリ張力設定用アク
チュエータ（３）が設けられている。

放電加工中には、何らかの外乱によってワイヤ電極（１
）の張力に大きな変動が生じたり、過放電によりワイヤ
電極（１）が著しく消耗したりすると、しばしばワイヤ
電極（１）の断線が発生する。ワイヤ電極（１）が断線
した状態で放電加工を継続すると、被加工物（１４）の
加工面が荒くなる。また、プリ張力設定用のアクチュエ
ータ（３）やメイン張力設定用のアクチュエータ（５）
によってワイヤ電極（１）が逆方向に巻取られるので、
ワイヤ電極（１）の断線後は直ちにワイヤ放電加工装置
の運転を停止する必要がある。

従来、ワイヤ電極（１）の断線を検出するために、機械
的なリミットスイッチ（１６）を取付けていた。

リミットスイッチ（１６）を複数個取付けているのは、
ワイヤ電極（１）がどこで断線しても検出できるように
するためである。複数個のリミットスイッチ（１６）の
うち、被加工物（１４）の近（に取付けられているリミ
ットスイッチ（１Ｂ）は、加工中に霧状になって周囲に
拡散された加工液（１５）の中で作動することになる。

このリミットスイッチ（１６）は、第６図（Ａ）　、　
（Ｂ）に示すように作動する。即ち、定常走行時にはバ
ネ圧を受けたアーム（１８ｂ）がワイヤ電極（１）に接
触していて、リミットスイッチ（１６）の本体（ｌｅａ
）に内蔵された電気接点がＯＦＦの状態にある。そして
、ワイヤ電極（１）が断線するとアーム（１５ｂ）が矢
印方向に回転し、この回転に連動して内部の電気接点が
接触してＯＮの状態に切り換えられる。切り換えられた
接点信号は図示されていない駆動回路に送られ、ワイヤ
放電加工機の運転が停止されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のワイヤ放電加工装置は、以上のように断線検出用
のリミットスイッチ（１６）のアーム（１６ｂ）が、走
行中のワイヤ電極（１）に一定の圧力で接触している。

このため、ワイヤ電極（１）の走行経路を横にずらして
、被加工物（１４）に対する位置決め精度を低下させる
ことがある。また、経路を走行するワイヤ電極（１）に
摩擦を加えて、張力を変化させて加工に影響を与えるこ
とになる。また、リミットスイッチ（１６）の電気接点
に拡散された加工液（１５）が入り込んで、接点の切換
えに誤動作を起こすこともある。特に、機械的なリミッ
トスイッチ（１６）を利用するので、ワイヤ電極（１）
の断線を検出するまでに時間がかるという致命的な問題
点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、断線検出器による位置決め精度の悪化や、周
囲の環境の影響による断線検出の誤動作等がなく、しか
も断線検出時間の短い断線検出機能を持つワイヤ放電加
工装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るワイヤ放電加工装置は、ボビン、ブレー
キプーリ、回収ローラ、等のワイヤ電極の走行に関連し
て回転する回転手段のいずれか１つ以上の回転速度を検
出する速度検出手段と、この速度検出手段で検出した回
転速度信号から断線検出信号を求める断線検出器を有す
るワイヤ放電加工機を構成したものである。

［作　用］ 常時、速度検出手段によって、ボビン、ブレーキプーリ
、ガイドプーリ等の回転速度が検出され、この回転速度
信号は信号変換手段によって断線検出信号に変換されて
いる。ワイヤ電極が断線するとワイヤ電極の張力が失わ
れるため、ボビン等の回転速度は急激に変化する。そし
て、このワイヤ電極の断線時の断線検出信号の変化から
、ワイヤ電極の断線が検出されてワイヤ放電加工機の運
転が停止される。

［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を、図面にしたがって説明する
。第１図は、本発明実施例の構成説明図である。

第１図において、（１）〜（１Ｂ）は、従来装置と全く
同一の構成及び機能のものである。

（１７）はブレーキプーリ（４）に取付けられた速度検
出器、（１８）は断線検出回路である。断線検出回路（
１８）の入力側には、速度検出器（１７）と前記速度検
出器（１３）との出力端子が共に接続されている。

（１８ａ）と（１８ｂ）は増幅器である。（ＶＡ）は一
方の増幅器（１８ａ）から出力されブレーキプーリ（４
）がワイヤ電極（１）に張力を与えながら走行方向に送
る速度に対応する回転速度信号、（ＶＢ）は他方の増幅
器（ｉｓｂ）から出力され回収ローラ（１０）がワイヤ
電極（１）を走行して回収する速度に対応する回転速度
信号である。（１８ｃ）は差動増幅器、（１８ｄ）は積
分器である。また、（１８ｅ）は発振回路、（１８ｆ’
）はスイッチ回路である。（Ｖｊ）は断線検出信号で、
上記積分器（１８ｄ）から出力される。

このような構成の第１図の実施例の動作を、次に説明す
る。

ブレーキプーリ（４）に取付けられた速度検出器（１７
）から出力される信号は、増幅器（１８ａ）によってブ
レーキプーリ（４）の半径分を補正され、ブレーキプー
リ（４）のワイヤ電極（１）を送る回転速度信号（ＶＡ
）に変換される。同様に、回収ローラ（１０）に取付け
られた速度検出器（１３）から出力される・信号は、増
幅器（１８ｂ）によって回収ローラ（１０）の半径分を
補正され、回収ローラ（１０）のワイヤ電極（１）を送
るための回転速度信号（ＶＢ）に変換される。

そして、これらの２つの回転速度信号（ＶＡ）と（ＶＢ
）は、差動増幅器（１８ｃ）に入力されて、出力側に速
度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）が得られる。

ワイヤ電極（１）が一定速度で走行しているときには、
ブレーキプーリ（４）と回収ローラ（１０）の送り速度
は等しいため、速度差信号（ＶＢ）−（ＶＡ）の値はゼ
ロになる。

ここで、ワイヤ電極（１）が断線した場合、回収ローラ
（１０）は速度制御用アクチュエータ（１２）によって
一定速度に制御されているために、断線前と同じ速度で
回転を続ける。これに対し、ブレーキプーリ（４）はメ
イン張力設定用のアクチュエータ（５）からブレーキ用
の力だけを受けているので、ワイヤ電極（１）が切断す
ると同時に速度が急激に変化し、速度差信号（ＶＢ）−
（ＶＡ）は定常走行時に比べて著しく大きな値になる。

そして、この出力速度差信号（ＶＢ）−（ＶＡ）を積分
器（１８ｄ）に入力すれば、積分器（１８ｄ）から出力
される断線検出信号（ｖｊ）の値は、断線後に時間の経
過とともに増大する。したがって、適当なスレシュホー
ルドのレベルを設定しておけば、断線検出信号（Ｖｊ）
の変化を観測することによってワイヤ電極（１）の断線
を迅速かつ正確に検出することができる。

ただし、現実には速度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）の中
には、温度ドリフト等の低周波成分や増幅器（１８ａ）
。

（１８ｄ）の増幅ゲインの設定誤差によるＤＣ成分が含
まれている。そこで、スイッチ回路（１８ｆ）を用いて
適当な周期で積分器（１８ｄ）に貯えられた電荷を放電
させ、積分器（１８ｄ）の飽和を防ぐ必要がある。発振
回路（１８ｅ）は、スイッチ回路（１８ｒ）のＯＮ（放
電）　、　ＯＦＦ　　（積分）の周期と、デューテイー
比を与える信号を発生させるために用いられている。断
線検出時間は発振回路（１８ｅ）からの信号の周期で決
めることができるので、デユーティ−比を小さくする。

即ち、積分時間と放電時間の比を大きくすることで、断
線時の断線検出信号（Ｖｊ）の値を大きくでき、断線検
出の信頼性を高めることができる。

第２図は実際にワイヤ電極（１）を走行させて断線した
時の、速度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）の時間的な変化
を示す波形図である。ワイヤ電極（１）の設定張力が大
きいとき及び小さいときの２つの波形が示されており、
速度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）は設定張力が大きいと
きに切断したときの方が大きく変化することが示されて
いる。定常走行時における（ＶＢ）　−（ＶＡ）でも、
ワイヤ電極走行系の機械的振動成分あるいは速度検出器
（１３）、（１７）の雑音成分のために相当な大きさの
信号が発生している。

第３図は、第２図の速度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）を
積分回路（Ｌ８ｄ）に入力し、スイッチ回路（１８ｆ）
で適正なデユーティ−比でＯＮ、ＯＰＦしたときの断線
検出信号（Ｖｊ）の波形である。設定張力が小さいため
に、速度差信号（ＶＢ）−（ＶＡ）では定常走行時とあ
まり差がなくとも、断線時の方が大きく、なっており、
本発明の効果は明らかである。

第４図は、本発明の第２の実施例による断線検出回路を
示すブロック図である。この実施例では、速度検出器（
１７）の検出信号のＤＣ成分を／％イバスフィルタ（１
８ｇ）によってカットしてから、第１の実施例と同様に
、その出力された速度信号（Ｖｃ）をスイッチ回路（１
８ｅ）と発振回路（１８１’）を設けた積分器（１８ｄ
）に入力して断線検出信号（Ｖｊ）を得るように構成さ
れている。このとき、ノ１イバスフィルタ（１８ｇ）の
カットオフ周波数を発振回路（１８ｅ）の周波数よりも
著しく小さい値に選べば、速度信号（Ｖｃ）を積分器（
１８ｄ）で積分することにより、断線時の断線検出信号
（Ｖｊ）に大きな値を得ることができ、ワイヤ電極（１
）の断線を確実に検出することができる。

なお、第１図の実施例では回収ローラ（ｌＯ）の速度検
出器（１３）とブレーキプーリ（４）の速度検出器（１
７）とから速度差信号（ＶＢ）−（ＶＡ）を得た場合を
例示して説明したが、エンコーダのような回転角度検出
器を用い、これらをＦ−Ｖ変換して速度差信号を求める
ようにしても良い。また、回収ローラ（１０）は速度制
御されているので、この速度設定信号を用いて構成して
も同等の効果が得られることは言うまでもない。また、
第２図で示したごとく、設定張力が大きいために定常走
行時と断線時において速度差信号（ＶＢ）　−（ＶＡ）
に明らかな差があるときは、これを用いて断線検出をし
てもよい。

更に、第２の実施例においても、第１の実施例と同様に
設定張力の大きい場合は、回転速度信号（ＶＣ）でワイ
ヤ電極（１）の断線が検出できることは言うまでもない
。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によればワイヤ電極の走行に関
連して回転するボビンやブレーキプーリ等のいずれか１
箇所以上の回転速度信号と断線検出回路を用いてワイヤ
電極の断線を検出するように構成したので、信頼性が高
く、かつ断線の検出時間も短く、しかも加工精度に悪影
響を与えない断線検出器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図と第３
図は第１図の動作説明図で、第２図は速度差信号の波形
説明図、第３図は断線検出信号の波形説明図、第４図は
本発明の他の実施例のブロック図、第５図は従来のワイ
ヤ放電加工装置の構成説明図、第６図（Ａ）　、　（Ｉ
３）は第５図における断線検出器の説明図である。 第１図において、（１）はワイヤ電極、（４）ブレーキ
プーリ、（１０）は回収ローラ、（１３）と（１６）は
速度検出器、（１８）は断線検出回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 微少間隔で対向したワイヤ電極と被加工物との間にパル
   ス状の放電を発生させてその放電エネルギーにより前記
   被加工物を切断加工するワイヤ放電加工装置において、 ワイヤ電極を巻き回したワイヤ電極供給用のボビン、該
   ボビンから繰り出されたワイヤ電極に所定の張力を与え
   るブレーキプーリ、ワイヤ電極を所要の速度で走行させ
   る回収ローラ、及びワイヤ電極の走行の安定化および走
   行方向の変換のためのガイドプーリのいずれか１箇所以
   上の回転速度を検出する速度検出手段と、該速度検出手
   段で検出した回転速度信号に基づいてワイヤ断線検出信
   号を得る断線検出手段を備えたことを特徴とするワイヤ
   放電加工装置。