JPH0240456B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤカツト放電加工装置のワイヤ電
極供給装置において、複数個のワイヤ電極を自動
的に供給し、高精度加工を効率的に行うことがで
きる様構成されたワイヤカツト放電加工装置のワ
イヤ電極供給装置に関する。

従来より、ワイヤカツト放電加工装置において
は通常0.05〜0.3mmφのワイヤ電極を用いて被加
工物との相対する微少間隙に水等の加工液を媒体
として加工用電源により電圧を印加して放電を生
じさせる。また被加工物とワイヤ電極との相対的
な送りはＸ−Ｙクロステーブルによつて行われる
もので、上記の送り制御は各々のＸ、Ｙテーブル
についているモータの制御装置を用いて制御され
一般金型の抜き等に用いられる。

一般にワイヤカツト放電加工後の加工溝巾は第
１図に示す様に、ワイヤ電極３８ａの径Ｄと加工
された溝の測面とワイヤ外側面との間に生ずる間
隙（以下加工間隙と記す）ｄとの和Ｄ＋2dとな
る。従つて被加工物１０のコーナ部では第１図の
様に半径Ｄ／２＋ｄの円弧となり、コーナー部の
精度を上げるためにはワイヤ電極径を小さくして
加工する必要があることは周知である。

またワイヤカツト放電加工の加工速度はワイヤ
電極３８ａの径に依存している。すなわちワイヤ
電極３８ａの径が大きければワイヤ電極３８ａと
被加工物１０との間に与える放電エネルギーは大
きくでき加工速度は速くなり、逆に径が小さけれ
ば放電エネルギーは小さなものしか与えられず加
工速度は遅くなることも周知である。

そのため従来、コーナー精度の良い加工をする
ために、一旦径の太いワイヤ電極３８ａを用いて
加工した後、径の細いワイヤ電極３８ｂに変更
し、ワイヤオフセツト量を変更して再度加工する
方法が用いられている。しかしながら加工を中断
し、径の異つたワイヤ電極を再供給するために
は、一旦太いワイヤ電極３８ａを切断排除した
後、被加工物１０の上部、下部に配置されたワイ
ヤ電極ガイドもワイヤ電極径に合つたものに変更
する必要があるが、下部ワイヤ電極ガイドは被加
工物１０の下方となり交換も非常に困難であり、
また、交換ができた場合でも、ワイヤ電極ガイド
の位置ズレが発生し、再びワイヤ電極と被加工物
１０との位置決めを行う必要もあつた。さらにこ
れらの作業はすべて人の手で行わなくてはなら
ず、そのためにワイヤカツト放電加工装置の全自
動化ができず、その加工効率を著しく低下させる
要因となつていた。

また前記の方法を用いず、コーナー精度の良い
加工を無人で行うために、最初から細いワイヤ電
極３８ｂを使用して行う方法もあるが、加工時間
が長くなりやはりその加工効率を著しく低下させ
る要因となつていた。

本発明は上記の問題点を解決するため、複数個
のワイヤ電極を自動供給し高精度加工を効率的に
行うワイヤカツト放電加工装置のワイヤ電極供給
装置を提供することを目的とするものである。以
下本発明の一実施例について図を用いて詳述す
る。

第３図は本発明に係るワイヤ電極供給装置の概
略図である。説明をわかりやすくするため２組の
ワイヤ電極ガイドを具備した場合について述べ
る。

本装置は第１のワイヤ電極供給装置と第２のワ
イヤ電極供給装置とから構成されており、それぞ
れワイヤ電極３８を摺動自在に支持する電極ガイ
ドを先端内部に具備したパイプガイド３６と、被
加工物１０を介在させて上記パイプガイド３６と
対向させた位置にワイヤ電極３８を摺動自在に支
持する電極ガイド７２と、パイプガイド３６を被
加工物１０中を貫通させるようにして移動させる
移動機構１７と、パイプガイド３６を所定位置に
固定するクランプ機構４２と、パイプガイド３６
と一体となつて移動し、パイプガイド３６内にワ
イヤ電極３８を供給すると共にワイヤ電極断線時
にワイヤ電極３８がパイプガイド３６内から抜け
出ないように制止することができる逆転防止機構
を備えた一対のローラー機構２２と、ワイヤ電極
３８を所定位置で切断し、ワイヤ電極３８の切断
残部を排除する切断機構５０と、被加工物１０中
を貫通させるようにして供給したワイヤ電極３８
の先端部を巻き取ると共に、断線したワイヤ電極
３８の残部を巻き取り排除する巻取り機構７４
と、ワイヤ電極３８のたるみを防止し、常に一定
の張力を与えるためのテンシヨン機構８０とから
構成され、距離Ｌだけ離れた位置に両パイプガイ
ド３６が平行になる様配置されている。

第４図は前記第１のワイヤ電極ガイドを含む第
１のワイヤ電極供給装置の部分詳細図であり、１
０は被加工物で、水平面内で移動自在なＸ−Ｙク
ロステーブル（図示せず）上に載置されている。

１２は被加工物１０の表面に予め穿設されてい
る切断加工開始孔である。１４はワイヤ電極供給
装置を支持しているガイドで、ワイヤカツト放電
加工装置の本体（図示せず）にＺ軸方向すなわち
垂直方向に固着されている。１６は移動機構１７
の一部を構成するスライダーで、上記ガイド１４
に沿つて上下に自在に摺動できるように設けられ
ている。スライダー１６には駆動ネジ１８が螺挿
され、また駆動ネジ１８の上端部は、ガイド１４
上部に固着された駆動モータ２０に連結され、駆
動ネジ１８および駆動モータ２０によりスライダ
ー１６がガイド１４に沿つて自動的に摺動する。
スライダー１６上にはローラー機構２２が設けら
れている。ローラー機構２２は一対のワイヤ電極
送給プーリー２４およびクランププーリー２６か
らなり、ワイヤ電極送給プーリー２４の回転軸
は、スライダー１６に固着されたワイヤ電極送給
モータ２８に連結され、また、ワイヤ電極送給プ
ーリー２４には逆転防止機構２９が付設されてい
る。更にクランププーリー２６は、ピン３０を介
してスライダー１６に回動自在に固設されたリン
ク３２先端部に回転自在に軸承され、リンク３２
後端はコイルバネ３４を介しスライダーに結合さ
れており、上記コイルバネ３４の弾発力によりリ
ンク３２先端のクランププーリー２６はワイヤ電
極送給プーリー２４の周縁部に常に圧接されてい
る。３６はワイヤ電極３８をその内部に挿通し支
持することができるパイプガイドで、その上端部
が取付具４０を介して移動機構１７を構成するス
ライダー１６に固着されている。パイプガイド３
６の下端部内にはワイヤ電極３８を摺動自在に支
持する電極ガイド（図示せず）が嵌着されてい
る。ガイド１４下端部には、パイプガイド３６を
所定位置に支持固定することができるクランプ機
構４２が設けられている。クランプ機構４２は、
ガイド１４下部に固設したＶ溝が刻切されたクラ
ンプ板４４１およびガイド１４に固設したソレノ
イド４６に連結されたクランプ板４４２とから成
り、ソレノイド４６を作動させると一方のクラン
プ板４４２が他方のクランプ板４４１から離れて
クランプ状態が解放され、またソレノイド４６を
復帰させるとソレノイド４６とクランプ板４４２
との間に挾持されたコイルスプリング４８の弾発
力により一方のクランプ板４４２が他方のクラン
プ板４４１に接近してクランプ状態を保持する。
５０はワイヤ３８を所定位置で切断し、ワイヤ電
極３８の切断残部を排除する切断機構であり、５
２はその本体のアームで、アーム５２は、ガイド
１４側壁面に固設された駆動モータ５４によつて
水平面内で回動できるように駆動モータ５４の回
転軸に固着されている。アーム５２内側にはアー
ム５２に沿つて摺動自在なロツド５６が設けら
れ、同じくアーム５２に固設されたソレノイド５
８およびピン６０を介して回動自在に固設された
リンク６２によりソレノイド５８を作動させると
リンク６２を介してロツド５６がアーム５２の先
端方向へと移動する。またロツド５６後端部とア
ーム５２側壁面との間にはコイルスプリング６４
が張設され、ソレノイド５８を開放するとコイル
スプリング６４の復元力によりロツド５６がアー
ム５２後方へと摺動復帰する。ロツド５６先端面
には刃物６６およびクランプピン６８が固設さ
れ、ロツド５６をアーム５２先端方向に移動させ
てロツド５６先端面とアーム５２内側壁面との間
に挿通したワイヤ電極３８を、クランプピン６８
で固定すると共に、刃物６６で切断できる。なお
クランプピン６８とロツド５６先端面との間には
コイルスプリング７０が挾持され、クランプピン
６８に所定の弾発力を与えている。７２は被加工
物１０を介在させて上述パイプガイド３６中の電
極ガイドと対向させた位置に設けられた電極ガイ
ドで、その内部にワイヤ電極３８を摺動自在に挿
通し、ワイヤ電極３８を定位置に支持する。電極
ガイド７２の下方には、被加工物１０を貫通させ
るようにして供給したワイヤ電極３８の先端部を
巻き取ると共に、断線したワイヤ電極３８の残部
をも巻き取り被加工物１０中より排除する巻取り
機構７４が設けられている。巻取り機構は一対の
ローラー７６１および７６２からなり、一対のロ
ーラー７６１および７６２は互いにその周縁部を
圧接させるようにして設けられていると共に、一
方のローラー７６２の回転軸は巻取りモータ７８
に連結されている。またガイド１４上方には、ワ
イヤ電極３８のたるみを防止し、常に一定の張力
をワイヤ電極３８に与えるためのテンシヨン機構
８０が設けられている。テンシヨン機構８０はワ
イヤ電極３８を巻き付けたボビン８２と、ワイヤ
電極３８の送給方向と逆方向に回転するトルクモ
ータ８４とからなり、トルクモータ８４によりボ
ビン８２に常にワイヤ電極３８の送給方向に対し
て一定の反発力を与えている。

第５図は上述のワイヤ電極供給装置を用いてワ
イヤ電極を被加工物中を貫通させるようにして供
給する場合の拡大断面図であり、第４図と同一部
材には同一符号を付して説明を省略する。９０は
パイプガイド３６内先端部に嵌着された電極ガイ
ドで、ダイヤモンドで成形されたダイス状ガイド
９２が焼結金属体９４を介してパイプガイド３６
中に嵌着された構造となつている。また、同じく
被加工物１０下方にある電極ガイド７２も、ダイ
ヤモンド製のダイス状ガイド９６が焼結金属体９
８に固定支持された構造を成している。

第２のワイヤ電極供給装置も同一の構成であり
ここでは説明を省略する。

以上のような構成により、第１のワイヤ電極
（例えばワイヤ径の太いワイヤ電極）にて加工す
る場合について説明する。まず被加工物１０表面
上の加工開始孔１２と同軸上に第１のパイプガイ
ド３６ａを被加工物１０に対して相対的に移動さ
せ、ソレノイド４６を作動させてクランプ機構４
２を開放してパイプガイド３６を解放状態にし、
駆動モータ２０を作動させてスライダー１６をガ
イド１４上方に移動させてパイプガイド３６をガ
イド１４最上部まで移動させた後、スライダー１
６のローラー機構２２を作動させてワイヤ電極３
８の先端がパイプガイド３８下端部から適当量延
出するまでワイヤ電極３８をパイプガイド３６中
に送給する。次に、切断機構５０の駆動モータ５
４を作動させてアーム５２をワイヤ電極３８方向
に180°回転させた後、ソレノイド５８を作動させ
てロツド５６先端の刃物６６にてワイヤ電極３８
をパイプガイド３６下端部より所定量（実施例に
おいては３〜10mmとした）の長さを残して切断
し、切断残部のワイヤ電極３８をロツド５６先端
のクランプピン６８によりクランプしたままの状
態で駆動モータ５４を作動させて再びアーム５２
を元の位置まで戻した後、クランプピン６８のク
ランプ状態を開放してワイヤ電極３８の残部を排
除する。次にガイド１４上部の駆動モータ２０を
作動させてスライダー１６をガイド１４に沿つて
降下し、スライダー１６に固設したパイプガイド
３６を被加工物１０の切断加工開始孔１２ａを貫
通させて被加工物１０下方の電極ガイド７２の手
前まで降下させる。以上のような動作を行つた後
の状態は第５図に示されている。この様な状態と
した後、スライダー１６上のローラー機構２２を
動作させて再びワイヤ電極３８をパイプガイド３
６内に送給し、電極ガイド９２および７２内を貫
通させてワイヤ電極３８の先端部を巻取り機構７
４により巻取らせるようにする。次に、ローラー
機構２２の作動を停止し、巻取り機構７４をも停
止すると共に、駆動モーター２０を動作させてス
ライダー１６をガイド１４に沿つて上昇させ、パ
イプガイド３６を被加工物１０中より抜き取る。
しかる後、ソレノイド４６を復帰させてパイプガ
イド３６の下端部をガイド１４下部のクランプ機
構４２によりガイド１４に固定する。この様にし
て第１のワイヤ電極供給装置により被加工物１０
中の切断加工開始孔１２に第１のワイヤ電極３８
ａを被加工物１０中を貫通させるようにして自動
供給することができ、被加工物に対するワイヤ電
極の相対的送りをCNC制御装置（図示せず）に
より制御すれば、第１のワイヤ電極による加工が
進行される。

次に第２のワイヤ電極（例えば径の細いワイヤ
電極）に変更し、加工する場合について説明す
る。第１のワイヤ電極による加工が第２図に示す
加工形状のＺ点まで進行した時点で加工を一旦中
断させる。これは被加工物の切落ちを防止し、第
２のワイヤ電極による加工を容易に行うためであ
る。

加工中断後、切断加工中回転していた被加工物
１０下方の巻取りモータ７８を停止し、ワイヤ電
極３８の移動を止める。次にクランプ機構４２の
ソレノイド４６を動作させてクランプ状態を開放
し、パイプガイド３６をガイド１４上部の駆動モ
ータ２０を作動させてガイド１４最上部へと上昇
する。その後、切断機構５０のアーム５２をワイ
ヤ電極３８方向へと回転させ、ソレノイド５２を
動作させて刃物６６にてワイヤ電極３８を切断す
るとともに、巻取りモータ７８を回転させて巻取
り機構７４にてワイヤ電極３８の切断残部を被加
工物１０中より排除する。そして再び上記切断機
構５０をワイヤ電極３８から離すように元の位置
へと回転させて戻し、第３図に破線にて示すよう
に被加工物１０の加工開始孔１２と第２のパイプ
ガイド３６ｂとが同軸上に来るように被加工物１
０を移動させる。この時被加工物１０の移動は一
旦第１のパイプガイド３６ａと加工開始孔１２と
が同軸上に来るようにした後、固有値であるパイ
プガイド間の距離Ｌだけさらに移動すればよい。
第２のパイプガイド３６ｂと加工開始孔１２とを
同軸上に位置させた後、既述の切断加工開始孔１
２にワイヤ電極３８ａを供給すると同様の手段に
より、第２のワイヤ電極供給装置を動作させて第
２のワイヤ電極３８ｂを被加工物１０中を貫通さ
せるようにして自動供給し、第２のワイヤ電極３
８ｂによりワイヤオフセツト量を変えて再度加工
を行う。なお、ガイド１４上方のテンシヨン機構
８０のトルクモータ８４はワイヤ電極３８の送給
方向と逆方向のトルクをボビン８２に常に与えて
ワイヤ電極３８送給方向に対して一定の張力をワ
イヤ電極３８に与える働きをしており、ワイヤ電
極３８をローラー機構２２でクランプした状態で
パイプガイド３６をガイド１４上部に上昇させる
際に、ボビン８２とローラー機構２２との間でワ
イヤ電極３８がたるまないように防止している。

以上のように、本発明実施例によれば高精度加
工を効率的に行うため、異つたワイヤ径のワイヤ
電極を自動供給する、複数組のワイヤ電極ガイド
を備えたことを要旨とするもので、加工途中で人
手を介することなくワイヤ電極の径を変えること
が可能となる。すなわち、初めに第１のワイヤ電
極（例えばワイヤ径の太いワイヤ電極）にて高速
で加工した後、自動的に第２のワイヤ電極（例え
ばワイヤ径の細いワイヤ電極）に変え、ワイヤオ
フセツト量を変更し、再加工することにより高精
度加工が無人で短時間で可能となる。

なお、本実施例では２組のワイヤ電極ガイドを
具備した場合ついて述べたが、３組以上のワイヤ
電極ガイドを備えることにより、加工目的にあつ
たワイヤ電極径を自由に選択することも可能とな
る。

また、実施例では切断機構、クランプ機構、巻
き取り機構等もそれぞれ２組ずつ備えた場合につ
いて述べたが、これらの機構は共用化し１組とす
ることも可能である。

さらに、前記第２のワイヤ電極で加工する場合
は、ワイヤ電極と被加工物との間に加えることの
できる放電エネルギーは前記第１のワイヤ電極の
場合よりも小さくなり、結果として加工後の面粗
度は細かくなる効果もある。

以上この発明装置によれば、ワイヤ電極自動供
給装置を備えたワイヤカツト放電加工装置におい
て、異つたワイヤ径のワイヤ電極を自動供給する
複数組のワイヤ電極ガイド機構を備えると共に、
上記異つたワイヤ径のワイヤ電極相互間により生
ずるワイヤ径の補正を行なう被加工物位置制御手
段を備えたので、加工途中で人手を介することな
くワイヤ電極の径を変えることが可能となり、高
精度加工を効率的に行なうことができる利点を有
し、その上でワイヤカツト放電加工装置の全自動
化が計られ、かつ加工効率が極めて向上し、その
実施効果は非常に大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤ電極径と加工溝巾との関係を示
す説明図、第２図は被加工物の加工形状例を示す
説明図、第３図は本発明装置の概略図、第４図は
本発明装置の部分詳細図、第５図はワイヤ電極を
被加工物中を貫通させるようにして供給する場合
のワイヤ電極供給装置の一部拡大断面図である。 図中、１０は被加工物、３８ａ，３８ｂはワイ
ヤ電極、７２ａ，７２ｂ，９２はワイヤ電極ガイ
ド、３６ａ，３６ｂはパイプガイド、１７ａ，１
７ｂは移動機構、４２ａ，４２ｂはクランプ機
構、２２ａ，２２ｂは逆転防止機構、７４ａ，７
４ｂは巻き取り機構、８０ａ，８０ｂはテンシヨ
ン機構、５０ａ，５０ｂは切断機構である。なお
図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被加工物に対し、ワイヤ電極を微少間隙を介
   して対向させ、被加工物とワイヤ電極との間にパ
   ルス性の放電を発生させて放電エネルギーにより
   被加工物を切断加工するワイヤカツト放電加工装
   置のワイヤ電極供給装置において、上記ワイヤ電
   極を摺動自在に支持する電極ガイドを先端内部に
   具備すると共に、異つたワイヤ径のワイヤ電極を
   ガイドできる複数個のワイヤガイドと、上記ワイ
   ヤガイドの夫々に設けられ、上記ワイヤ電極へ給
   電する給電手段と、上記ワイヤガイドの夫々の先
   端部に上記被加工物の所望位置を対向させると共
   に、上記異つたワイヤ径のワイヤ電極相互間によ
   り生ずるワイヤ径の補正を行なう被加工物位置制
   御手段を備えたことを特徴とするワイヤカツト放
   電加工装置のワイヤ電極供給装置。