JPH0356853B2 - - 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におい
て、ワイヤ電極の位置制御を行なうワイヤガイド
装置に関する。

ワイヤカツト放電加工装置は、第１図に示すよ
うに、間隔を置いて配置した一対の位置決めガイ
ド５６，５６′間にワイヤ電極１を軸方向に更新
送り移動させながら前記加工電極の軸方向に対し
て略直角方向に被加工物５７を移動させ、該被加
工物５７の通常両側に、例えば前記ワイヤ電極と
同軸状に相対向して配置した一対の加工液噴射ノ
ズル（図示せず）から加工部へ加工液を噴射供給
させつつ前記ワイヤ電極１と被加工物５７との間
に間歇的な電圧パルスを印加し、発生する放電に
より加工を行なうものである。

前記位置決めガイド５６，５６′として、一般
に第２図に示すように、中央に円形のガイド穴５
６ａを設けたダイヤモンドダイス等が用いられ、
例えば直径0.2mmのワイヤ電極の場合、ガイド穴
５６ａの直径は、例えば約0.206〜0.22mmにする
というように、ワイヤ電極１とガイド穴５６ａの
ガイド面との間に約６〜20μm前後、通常６〜
12μm程度の間隙のあるダイスが用いられる。ワ
イヤ電極１は荒加工や中加工では電極表面に大き
な凹凸を生じ、ガイド穴５６ａの直径がこれより
小さいとワイヤ電極１は出口側の位置決めガイド
５６′のガイド穴５６ａに凸部で引掛かり、ワイ
ヤ電極が突然切断することがあるので、ガイド穴
５６ａの径の大きなものが用いられる。

一方、第１図に示すように、加工進行方向が矢
印５８である場合、ワイヤ電極１は矢印５９に示
すように反対方向の放電圧力を受け、極端に描く
と、ワイヤ電極１は１′に示すように湾曲し、こ
のため、第２図に示すように、ワイヤ電極１はガ
イド穴５６ａ内の進行方向と反対側のガイド面に
１″のように偏倚する。この種のワイヤカツト放
電加工装置においては、ガイド穴５６ａの中心が
加工位置座標となるように設計されているので、
ワイヤ電極が１″のように偏倚すると、少なくと
もその偏倚分だけ加工位置がずれ、加工精度が低
下することになる。従つて、仕上加工において
は、ガイド穴５６ａの径が小さい位置決めガイド
が用いられる。

このため、従来は、荒加工あるいは中加工に用
いる位置決めガイドと仕上加工に用いる位置決め
ガイドとを交換したりしていたが、この交換作業
に手間がかかる。また、この交換作業を行なわな
い場合には、仕上加工にもガイド穴５６ａの径の
大きな位置決めガイドを用いることになるため、
加工精度が低下する。

また、前記の直径0.2mmのワイヤ電極とは、ワ
イヤの最大直径部分のそれ（直径の上限）が0.2
mmであるということであつて、最小直径部分のそ
れは、例えば0.198〜0.196mm程度であるから、実
際の加工精度はワイヤ電極の直径を0.2mmと想定
した場合よりも低い可能性が高いのである。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、ワイヤ電
極のガイド穴の大きさを容易に変えることが可能
であり、もつて加工時におけるワイヤ電極の切断
が防止されると共に、仕上加工におけるワイヤ電
極の偏倚による加工精度の低下が防止され、かつ
ワイヤ電極を容易に通すことのできる構成のワイ
ヤカツト放電加工用のワイヤガイド装置を提供す
ることを目的とする。

この目的を達成するため、本発明のワイヤガイ
ド装置は、前記位置決めガイドが円形のガイド穴
を有してワイヤ電極軸心方向に組合わされる２個
以上のダイスガイドからなり、該２個以上のダイ
スガイドの少なくとも１個をワイヤ電極の移動方
向に対して略直角方向に位置が変えられる構造と
してワイヤ電極の軸心方向に見た全体的なガイド
穴の大きさが変えられるようにしたことを特徴と
する。

以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第３図は本発明を適用した位置決めガイドの回り
の構成例を示す図であり、１はワイヤ電極、２，
３は該ワイヤ電極１のガイドローラ４，５を取付
けた上アームおよび下アームであり、これらは図
示しない装置本体に取付けられる。６，７は手動
ハンドルまたはモータ８，９によつて上下位置調
節可能にアーム２，３に取付けられた支持部材、
０は通電ピンであり、これは支持部材６に取付け
られ、耐摩耗性で絶縁性の押付ピン１０′により
押圧変位したワイヤ電極１と接触することにより
ワイヤ電極に電圧を印加する上部通電装置を構成
するものである。１１は下部ガイドローラを兼用
する下部通電装置としての通電ローラであつて、
ワイヤカツト放電加工に供されたワイヤ電極１と
接触して通電するものであるため、上部の清浄ワ
イヤ電極１に対する固定通電ピン１０に対して回
転ローラとしたものであつて、接触面積を大きく
するためにピン１０に対して充分径を大きくし、
また、該通電ローラ１１に対するワイヤカツト放
電加工電源からの通電は、該通電ローラ１１また
はその回転軸に対するブラツシ通電により行なわ
れている。

１２，１３はそれぞれ前記支持部材６，７にワ
イヤ電極１軸方向と直角方向に微小位置調節可能
に、または固定して取付けられた中空円筒状のノ
ズル本体であり、これらのノズル本体１２，１３
の上下端面にはそれぞれ開口部１４，１５および
１６，１７が形成され、これらの開口部１４〜１
７はノズル本体１２，１３のほぼ中心軸線部に形
成されていて、前記ガイドローラ４および通電ロ
ーラ１１間のワイヤ電極１がほぼ鉛直、かつ直線
状で同軸状に挿通するような位置関係に配置され
ている。さらにノズル本体１２，１３の内部に
は、上下位置決めガイド１８，１９のガイドホル
ダ２０，２１が同軸状にそれぞれ固設してあり、
また上方のノズル本体１２の下端開口部１５と、
下方のノズル本体１３の上端開口部１７には、そ
れぞれノズル２２，２３が互いに対向するように
同軸状に固設されるかまたは図示のように軸方向
に移動可能に嵌設されている。

前記ガイドホルダ２０，２１はノズル本体１
２，１３内加工液が流通する孔２０ａ，２１ａを
有する中空の筒体であり、先端部には本発明によ
るダイス状位置決めガイド１８，１９が取付けら
れ、これらのガイド１８，１９によつてノズル２
２，２３間に介在させる被加工物２４の上部およ
び下部におけるワイヤ電極１の加工部２７の位置
決めを行なつている。また、この例のノズル２
２，２３は、所望の軸方向長さ内径および軸方向
径絞りを有する中空円筒状体であり、ノズル本体
１２，１３内のフランジ部２２ａ，２３ａの外径
はノズル本体１２，１３の先端部の内径とほぼ等
しく形成され、これのフランジ２２ａ，２３ａに
よつてノズル本体１２，１３からの脱落を防いで
いる。２２Ａは必要に応じて設けられる押しバネ
である。

前記ノズル本体１２，１３には、加工液の加圧
供給ホース２５，２６がそれぞれ取付けられ、こ
こから加工液がノズル本体１２，１３内に所定の
圧力および流量で供給され、内部の位置決めガイ
ド１８，１９をへ冷却し、上下のノズル２２，２
３から被加工物２４の加工部２７へそれぞれ上
方、下方から噴出すると共に、各ノズル本体１
２，１３の上端、下端の開口部１４，１６から噴
出して通電ピン１０および通電ローラ１１とワイ
ヤ電極１との間にも加工液を供給してワイヤ電極
１と通電ピン１０および通電ローラ１１を冷却す
るようになつている。３０は加工済溝、３９，４
０はそれぞれ上下のノズル２２，２３から噴出さ
れる加工液の流れを示す。

前記被加工物２４は、加工テーブル３１に固定
され、該加工テーブル３１はＸ軸モータ３２、Ｙ
軸モータ３３によつてワイヤ電極１の軸と直角な
平面上を数値制御装置による制御の下に所定の輪
郭形状等に沿つて自在に移動できるようになつて
いる。また、ワイヤ電極１は、図示しない装置本
体のカラム等に設けた貯蔵リールからブレーキロ
ーラ等を介して引き出され、ガイドローラ４部か
ら下方へ延び、下方のアーム３の通電ローラ１１
およびガイドローラ５を介して図示しない巻取り
ローラを経てカラム本体等の巻取りリールまたは
回収容器に巻取りまたは回収されるようになつて
いる。そして、被加工物２４とワイヤ電極１との
間に間歇的な電圧パルスを印加し、放電加工を行
なうものである。

しかして本実施例においては、上下の位置決め
ガイド１８，１９の両方又は少なくとも一方が、
第４図ないし第６図に下方の位置決めガイド１９
で代表して示すように、３個のダイスガイド４
１，４２，４３（なお各ダイスガイド４１，４
２，４３はそれぞれガイドホルダに保持されて装
着されているのであるが、このダイスガイドと取
付けられたダイスガイドとをそれぞれダイスガイ
ド４１，４２，４３として記載してある。）によ
り構成され、各ダイスガイド４１，４２，４３は
矩形柱状をなし、かつそれぞれ同径の円形のガイ
ド穴４１ａ，４２ａ，４３ａを有し、ガイドホル
ダ２１の本体２１ａにそれぞれ120度ずつ向きを
変え、かつ高さを変えて設けた３つのガイド溝４
４，４５，４６に沿つてそれぞれ摺動可能に挿着
され、各ダイスガイド４１，４２，４３の外周ホ
ルダの各片面はそれぞれガイド溝４４，４５，４
６の片側に納めた押しばね４７，４８，４９に押
接して一方向に押圧され、他面はノズル本体１３
に貫設したねじ筒５１，５２，５３にそれぞれ螺
合した調節ねじ６０，６１，６２の先端に当接
し、各調節ねじ６０，６１，６２を最も深く螺入
した時には各ダイスガイド４１，４２，４３のガ
イド穴４１ａ，４２ａ，４３ａが一致して、ワイ
ヤ電極１の軸心方向に見た等価のガイド穴の直径
は第６図のＲ１に示すように各ガイド穴４１ａ，
４２ａ，４３ａの直径と等しくなり、各調節ねじ
６０，６１，６２を螺入深さが浅くなる方向に回
すと、第７図に示すように、各ガイド穴４１ａ，
４２ａ，４３ａの中心A1，A2，A3はこれらのガ
イド穴４１ａ，４２ａ，４３ａにより形成される
等価のガイド穴に内接する真円７１の中心Ｏから
偏倚し、真円７１の直径Ｒ２は各ガイド穴４１
ａ，４２ａ，４３ａの直径よりも小となる。従つ
て、荒加工や中加工においては、各調節ねじ６
０，６１，６２の螺入深さを最も深くすることに
より大きな直径Ｒ１のガイド穴を形成し、仕上加
工においては螺入深さを浅くすることにより小さ
な直径Ｒ２のガイド穴を形成することができ、位
置決めガイドの交換が不要となる。なお、図中、
６３，６４，６５はノズル本体１３とガイドホル
ダ本体２１ａとの間に介装されてガイドホルダ本
体２１ａのガタつきを防止する補強部材、６６，
６７，６８はそれぞれ各調節ねじ６０，６１，６
２に固着されたストツパであり、前記等価のガイ
ド穴の最小直径（仕上加工時の直径）を設定する
ものである。

本実施例において、加工の具体例について説明
すると、第８図に示すように、厚さｔが60mmの
SKD材を、放電電流ピーク値210A、放電電流パ
ルス幅0.6μsec、加工速度210mm²／分、新しいワイ
ヤ電極が送り来る上方の位置決めガイド１８の等
価ガイド穴直径を0.206mm、下方の位置決めガイ
ド１９の等価ガイド穴直径を0.210mmとして荒加
工した後、放電電流ピーク値150A、放電電流パ
ルス幅0.3μsec、加工速度100mm²／分、上方の位置
決めガイド１８の等価ガイド穴直径を0.202mm、
下方の位置決めガイド１９の等価ガイド穴直径を
0.203mmとして仕上加工した結果、製品６９の一
例として、図示のような四角柱状をなし、上部、
中部、下部のＸ方向の寸法が、それぞれ、10.021
mm、10.021mm、10.022mmで、上部、中部、下部の
Ｙ方向の寸法が、それぞれ、10.020mm、10.020
mm、10.021mmのものが得られ、加工精度が±
1.5μm、加工面荒さが1.2μmRmaxとなり、極め
て高精度の加工が可能となつた。

上記実施例において、ダイスガイド４１，４
２，４３の３個全部が、ワイヤ電極１の移動方向
に対して略直角方向の移動ができる構成である必
要はなく、例えば中央のダイスガイド４２を固定
として、他の２個のダイスガイド４１，４３を摺
動移動が可能な構成としても足り、この場合も前
述の場合とほぼ同様に、前記等価ガイド穴を目的
に応じて変更設定することができる。

また、上記調節ねじ６０，６１，６２の先端を
ダイスガイド４１，４２，４３の外周ホルダに形
成した雌ねじに螺合する構成とし、さらにその際
押しばね４７，４８，４９を省略してもよく、さ
らに前記調節ねじ６０，６１，６２の一部または
全部を被制御モータによりスイツチ操作やプログ
ラム数値制御指令等によつて駆動調節する等、各
種の変更構成が可能である。

第９図および第１０図は本発明の他の実施例で
あり、本実施例は位置決めガイド１８を２段のダ
イスガイド１８Ａ，１８Ｂにより構成し、一方の
ダイスガイド１８Ａのガイドホルダ２０Ａとノズ
ル本体１２′は支持部材６′に固設され、他方のダ
イスガイド１８Ｂのガイドホルダ２０Ｂはガイド
ホルダ２０Ａとノズル本体１２′に対して回動調
節可能に、かつ所定の回動角度位置でピン７０に
より固定できるように取付けられ、第１０図に示
すように、ガイドホルダ２０Ｂはガイドホルダ２
０Ａに対して偏心し、かつダイスガイド１８Ｂの
ガイド穴１８ｂはガイドホルダ２０Ｂに偏心して
取付けられており、ピン７０によるある固定位置
では第１０図Ａのようにダイスガイド１８Ａのガ
イド穴１８ａとダイスガイド１８Ｂのガイド穴１
８ｂとの位置がずれ、等価的に小さなガイド穴が
形成され、ピン７０による別の固定位置では第１
０図Ｂのようにダイスガイド１８Ａのガイド穴１
８ａとダイスガイド１８Ｂのガイド穴１８ｂとが
一致して等価的に大きなガイド穴が形成されるよ
うにしたものである。なおこのように一部のダイ
スガイドのみを回動させる場合には、等価的なガ
イド穴の中心位置が異なつてくるのでNC装置で
位置制御を行なう場合に位置座標を補正するよう
にしてもよい。

第１１図は本発明の他の実施例であり、３個の
同軸状ガイドホルダ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを、
支持部材６′、ノズル本体１２′等の固定部、そし
て一部を必要に応じて相互に同軸状摺接回転自在
に保持し、そして該各ホルダの回転軸をワイヤ電
極１の軸心と一致させておき、該各ホルダ２０
Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにダイスガイド１８Ａ，１８
Ｂ，１８Ｃを、その各ガイド穴１８ａ，１８ｂ，
１８ｃの中心をそれぞれ前記第７図のごとく所定
量、ホルダの回転中心軸（ワイヤ電極１軸心）か
ら偏倚させて取付けてある。

そして各ガイドホルダ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ
にはそれぞれ一体に歯車７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ
が設けられていて、この各歯車７１Ａ，７１Ｂ，
７１Ｃと噛合するピニオン７２Ａ，７２Ｂ，７２
Ｃ、および該ピニオン７２Ａ，７２Ｂ，７２Ｃを
回転駆動する被制御モータ７３Ａ，７３Ｂ，７３
Ｃが設けられている。また、７４はガイドホルダ
２０Ａに同軸状に摺接回転自在に保持されている
ガイドホルダ２０Ｃを支持部材６′に回転自在に
固定する軸受である。

前記ダイスガイド１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃのガ
イド穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃの中心が、前述第
７図におけるガイドホルダ２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃの回転中心に対して中心A₁，A₂，A₃のごとく
各同一量偏倚で、約120度の角度分布のとき中心
がＯで直径R₂の等価のガイド穴が形成されるよ
うに構成してみると、例えば中心A₁に中心A²，
A₃をガイドホルダ２０Ｂ，２０Ｃの回動により
一致させた時、ワイヤ電極１軸心方向のガイド穴
は各ダイスガイドのそれと一致する最大ガイド穴
となるものの、その時のガイド穴の中心はA₁で
あつてＯではないから、ワイヤカツト放電加工の
場合には、輪郭軌跡等のプログラムデータに対す
る補正が必要である。

しかして、もし上記の補正を避けるには、ガイ
ドホルダ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの各回転中心
を、例えば前記第７図において、ワイヤ電極１軸
心Ｏと各ガイド穴の中心A₁，A₂，A₃とのそれぞ
れ中間の位置にあるように設定すればよい。

なお、上記実施例においては、位置決めガイド
１８，１９を２個または３個のダイスガイドによ
り構成したが、４個以上のダイスガイドによつて
構成してもよい。

以上述べたように、本発明においては、ガイド
穴の径を変えることができ、荒加工や中加工の際
には等価的なガイド穴の径を大としてワイヤ電極
の切断を防止し、仕上加工の際には等価的なガイ
ド穴の径を小としてワイヤ電極を高精度に位置決
めすることにより、極めて高精度の加工が可能と
なる。また本発明によれば、仕上加工を開始する
際や、ワイヤ電極の自動挿通結線に当り等価的な
ガイド穴の径を大としておいてワイヤ電極をガイ
ド穴に挿通することにより、ワイヤ電極の挿通が
容易となる。また、従来のように位置決めガイド
を交換する必要がないため、能率よく加工を行な
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となるワイヤカツト放電
加工装置の概略図、第２図はそのワイヤ電極の一
例図、第３図は本発明の一実施例を示すワイヤガ
イド装置回りの縦断面図、第４図は第５図の一部
拡大縦断面図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、
第６図は該実施例の各ダイスガイドのガイド穴が
一致した時の底面図、第７図は各ダイスガイドの
ガイド穴がずれた時の底面図、第８図はワイヤカ
ツトの一例を示す斜視図、第９図は本発明の他の
実施例を示す縦断面図、第１０図Ａ，Ｂはそのガ
イド穴の位置関係を示す平面図、第１１図はさら
に本発明の他の実施例を示す縦断面図である。 １…ワイヤ電極、１８，１９…位置決めガイ
ド、２４…被加工物、１８Ａ，１８Ｂ，４１〜４
３…ダイスガイド、１８ａ，１８ｂ，４１ａ〜４
３ａ…ガイド穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 間隔を置いて配置した一対の位置決めガイド
   間にワイヤ電極を軸方向に更新送り移動させなが
   ら前記ワイヤ電極の軸方向に対して略直角方向に
   被加工物を移動させ、両者が相対向する加工部へ
   加工液噴射ノズルから加工液を噴射供給させつつ
   前記ワイヤ電極と被加工物との間に間歇的な電圧
   パルスを印加し、発生する放電により加工を行な
   うワイヤカツト放電加工において、前記位置決め
   ガイドの両方または一方が円形のガイド穴を有し
   てワイヤ電極軸心方向に組合わされる２個以上の
   ダイスガイドからなり、該２個以上のダイスガイ
   ドの少なくとも１個をワイヤ電極の移動方向に対
   して略直角方向に位置が変えられる構造としてワ
   イヤ電極の軸心方向に見た全体的なガイド穴の大
   きさが変えられるようにしたことを特徴とするワ
   イヤカツト放電加工用のワイヤガイド装置。 ２ 前記ダイスガイドが３個設けられたものであ
   る特許請求の範囲第１項記載のワイヤカツト放電
   加工用のワイヤガイド装置。 ３ 前記ダイスガイドの２個がワイヤ電極の移動
   方向に対して略直角方向に位置が変えられる構成
   である特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
   に記載のワイヤカツト放電加工用のワイヤガイド
   装置。 ４ 前記ダイスガイドの３個がワイヤ電極の移動
   方向に対して略直角方向に位置が変えられる構成
   である特許請求の範囲第１項又は第２項の何れか
   に記載のワイヤカツト放電加工用のワイヤガイド
   装置。 ５ 前記ダイスガイドのワイヤ電極の移動方向に
   対する略直角方向に位置を変える構成が、前記ダ
   イスガイドのホルダをねじにより移動させる構成
   である特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、
   又は第４項の何れかに記載のワイヤカツト放電加
   工用のワイヤガイド装置。 ６ 前記ダイスガイドのワイヤ電極の移動方向に
   対する略直角方向に位置を変える構成が、前記ダ
   イスガイドの中心を回転中心から直角方向へ所定
   量偏倚させて取付けたガイドホルダの回動により
   行なわれる構成である特許請求の範囲第１項、第
   ２項、第３項、又は第４項の何れかに記載のワイ
   ヤカツト放電加工用のワイヤガイド装置。