JPH04226839A - ワイヤカット放電加工装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はワイヤカット放電加工装
置に係り、特に、加工電源から発生する電力の被加工物
への供給に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１３は従来のワイヤカット放電加工装
置の要部構成図である。１はワイヤ電極、２はワイヤ電
極１を送り出す供給ボビン、３は電磁ブレーキ３ａに連
結されかつワイヤ電極１に所定の張力を与えるブレーキ
ローラ、４ａ，４ｂ，４ｃはそれぞれワイヤ電極１の走
行方向を変更させるアイドラである。

【０００３】５は上部通電子、６は下部通電子で、それ
ぞれ上部加工液噴出ノズル７と下部加工液噴出ノズル８
の内部に配置されている。９は加工液１０を供給するた
めのポンプ、１１はワイヤ電極１と被加工物１２との間
に放電を起こすための加工電源としてのパルス電源ユニ
ット、１３はワイヤ送りローラである。なお、ワイヤ電
極１は上部通電子５と下部通電子６によって支持され、
被加工物１２に対して所定の方向に位置している。

【０００４】次にこの動作を説明する。ワイヤ電極１に
加工液１０を噴出しつつワイヤ電極１と被加工物１２間
にパルス電圧を加えると、ワイヤ電極１と被加工物１２
が対向した微小間隙では、加工液１０の気化爆発に伴う
放電時の熱エネルギーによって、被加工物１２が溶融飛
散される。また、対向する微小間隙を一定に保ち、放電
を継続的に行うためのワイヤ電極１と被加工物１２との
相対移動は、通常、Ｘ−Ｙクロステーブル（図示せず）
をＮＣ制御する方法により行われている。このようにし
て放電を繰り返し、Ｘ−Ｙクロステーブルを制御するこ
とにより加工溝が連続的に形成され、被加工物１２が任
意の形状に加工される。

【０００５】ところで、従来は、加工位置によって放電
電流が変化するという不具合を解決するため、図１４に
示すような磁石を利用した簡単に着脱できる治具５０を
使用して、パルス電源ユニット１１からの電力を供給す
るためのパワーケーブル５１を被加工物１２に接続した
り、ワイヤ電極の周りに通電子取付体を設け、この取付
体に弾性体を介して通電子を取付け、加工時に常に被加
工物に弾圧接触して給電が行われるようにしたり、被加
工物と微小間隙を有して対向する電極板を設け、この間
隙に加工液を侵入させてコンデンサを構成して給電を補
強していた。

【０００６】一方、図１５は図１３の要部詳細図である
。パルス電源ユニット１１は電源本体１７、同軸コード
１４、及び端子台１８を備えてなる。１５は同軸ケーブ
ル、１６ａ，１６ｂは極間配線コードである。同軸コー
ド１４と同軸ケーブル１５は端子台１８で接続され、同
軸ケーブル１５と上部通電端子５ａは極間配線コード１
６ａで接続されている。また、極間配線コード１６ｂは
同軸ケーブル１５先端のＪ点から複数本に分岐して、Ｘ
−Ｙテーブル１９上の定盤２０に接続されている。そし
て、下部通電端子６ａにも同軸ケーブルが複数本接続さ
れている（この接続状態は図示せず）。

【０００７】図１６は、図１５の電源本体１７から加工
先端までの等価回路を示したものである。２０は定電圧
発生器、２１はコンデンサ、２２はスイッチング素子を
示し、Ｌ、Ｒは同軸コード１４、同軸ケーブル１５、及
び極間配線コード１６によって生じるそれぞれインダク
タンス、抵抗である。また、２５は加工先端を示す。

【０００８】ここで、ワイヤカット放電加工装置に用い
る極間配線コード１６ａ，１６ｂを見ると、同軸ケーブ
ル１５のワイヤ電極１側の上部通電端子５ａに接続され
たコード１６ａと、定盤２０側に接続されたコード１６
ｂには、互いに値が同じで逆向きの電流（矢印Ｉ）が流
れているが、相互の距離が離れており、その電流によっ
て発生する磁界を相互に打ち消しがたく、ひいてはイン
ダクタンスが小さくならず、長さも長くなって抵抗が大
きくり、図１６のインダクタンスＬ，抵抗Ｒを大きくす
るように作用していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成のワ
イヤカット放電加工装置では、加工位置の変化に伴う放
電電流の変化を抑制するために、複数の電力供給ケーブ
ルを被加工物の複数箇所に接続しなければならず、また
、通電取付体等を設けることはワイヤカット放電加工装
置の構成を複雑にする。さらに、インダクタンスや抵抗
の増大により被加工物への給電が充分でない場合には、
加工速度や面粗度等の点に悪影響を及ぼしていた。

【００１０】本発明は、これらの課題を解決するために
成されたもので、加工位置によって放電電流が変化する
のを簡単な装置で効果的に抑制し、また加工電源から効
率よく放電電流を受け得るワイヤカット放電加工装置を
得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、ワイヤ電
極と被加工物の対向する微小間隙に加工液を供給しなが
ら加工電源からパルス電圧を印加し、ＮＣ制御によって
上記ワイヤ電極と被加工物の位置関係を制御しながら放
電加工を行うワイヤカット放電加工装置において、上記
被加工物の側部全周囲を高導電性材料からなる締め付け
具で囲い、上記加工電源から発生する電力をパワーケー
ブルを介して該締め付け具の一箇所に直接供給したもの
である。

【００１２】第２の発明は、ワイヤ電極と被加工物の対
向する微小間隙に加工液を供給しながら加工電源からパ
ルス電圧を印加し、ＮＣ制御によって上記ワイヤ電極と
被加工物の位置関係を制御しながら放電加工を行うワイ
ヤカット放電加工装置において、上記加工電源から上記
被加工物側への電力供給路の一部に、長さが加工位置に
応じて自在に変化する伸縮導電体を用いたものである。

【００１３】第３の発明は、相対移動する複数の導電体
の導電体相互間を通電ブラシを介し電気的に接続して、
第２の発明の伸縮導電体を構成したものである。

【０００１４】第４の発明は、弾性導電体を巻き戻し自
在に導電性ケース内に巻き込み、この導電性ケースの弾
性導電体引出口近傍で、上記弾性導電体と導電性ケース
とを通電ブラシを介し電気的に接続して、第２の発明の
伸縮導電体を構成したものである。

【００１５】

【作用】第１の発明においては、被加工物の側部全周囲
を高導電性材料の締め付け具で締め付けているので、加
工電源からの電力供給用ケーブルを、この締め付け具の
一箇所に接続するだけで、加工位置による放電電流の変
化が効果的に抑制される。

【００１６】第２〜第４の発明においては、伸縮導電体
が加工位置に追従して変化し、加工電源から被加工物側
への通電距離を最短にして、放電回路系のインダクタン
ス及び抵抗を小さくする。

【００１７】

【実施例】図１は、第１の発明の一実施例に係るワイヤ
カット放電加工装置の放電回路を示す説明図である。図
１３と同一符号は同一又は相当部分を示す。５２は被加
工物１２の側部全周囲を囲む高導電性材料からなる締め
付け具であり、パルス電源ユニット１１から発生する電
力を、パワーケーブル５１を介して締め付け具５２の一
箇所へ接続している。なお、複数本のパワーケーブル５
１を用いて電力を供給する場合も、締め付け具５２への
接続箇所は一箇所でよい。

【００１８】上記の構成によるワイヤカット放電加工装
置では、被加工物１２の側部全周囲が同電位となるため
、パワーケーブル５１を締め付け具５２の一箇所で接続
すれば、加工位置が変化しても放電電流が変化するのを
効果的に抑制できる。

【００１９】図２、図３は第２の発明の一実施例に係る
それぞれ正面要部構成図、平面要部構成図、図４、図５
は、図２、図３の位置から一定距離加工が進行した状態
のそれぞれ正面要部構成図、平面要部構成図である。

【００２０】１５ａ、１５ｂは一端がパルス電源ユニッ
トに接続された同軸ケーブルで、上部の同軸ケーブル１
５ａはその先端において、一方の極が上部給電端子５ａ
を経由しワイヤ電極１に通じている。もう一方の極はＪ
点から伸縮導電体２４ａ、固定具２５を経由して被加工
物１２に通じている。又、下部の同軸ケーブル１５ｂも
下部アーム２６の中を通り、下部給電端子６ａを経由し
てワイヤ電極１に通ずる極と、Ｊ点より下部アーム２６
の外側に設けられた伸縮導電体２４ｂを通じ、加工槽２
３の側面に取付けられた導電性バー２７と摺動しつつ給
電するブラシ２８を通り、加工槽２３自体から定盤２０
を経由して被加工物１２に通じる極とがある。

【００２１】加工はワイヤ電極１が固定位置にある状態
で、Ｘ−Ｙテーブル１９が矢印Ｘ、Ｙの方向に自在に移
動して進行する。まず、図２、図３の位置（Ｘ１　，Ｙ
１　）にて加工が開始され、加工が進行して図４、図５
の（Ｘ２　，Ｙ２　）まで加工構２９を形成しつつ到達
したとする。この時（Ｘ１　，Ｙ１　）地点では各々の
伸縮導電体２４ａ、２４ｂはＬ１　、Ｌ２　の長さであ
り、（Ｘ２　，Ｙ２　）地点ではＬ１　′、Ｌ２　′の
長さに変化する。これらの伸縮導電体２４ａ、２４ｂは
、被加工物１２の加工の位置に対応して、その長さを自
在に変化するように構成されている。

【００２２】この加工位置の変化に伴い、上部の同軸ケ
ーブル１５ａのＪ点から被加工物１２に至る導通径路の
長さは、Ｘ方向で（Ｘ２　−Ｘ１　）つまり図中のＬｘ
、Ｙ方向で（Ｙ２　−Ｙ１　）それぞれ伸び、下部の同
軸ケーブル１５ｂのＪ点から被加工物１２に至る導通径
路の長さは、Ｙ軸方向については導電性バー２７とブラ
シ２８により摺動しつつ給電されているので変化はなく
、Ｘ軸方向だけ（Ｘ２　−Ｘ１　）つまりＬｘ　縮む。 そして、上部の導通径路と下部の導通径路の変化長Ｌｘ
は概略相殺されるので、放電回路全体の導通径路の変化
分は小さくなる。従って、インダクタンスＬや抵抗Ｒを
小さくできる。

【００２３】次に、上記実施例で使用した伸縮導電体を
他の方法で構成した例を図６〜図１２に示す。各図にお
いて同一符号は同一又は相当部分を示す。まず図６にお
いて、３０は導電率の大きい銅または銅系合金で作った
導電性ケースである。３１は導電性ケース３０内に緩く
嵌め込まれた導電可動バーで、導電性ケース３０と同様
の材料からなる。３２は導電性ケース３０の出口近くに
設けられた通電ブラシ、３３は可撓性のよい接続シャン
トで、導電性ケース３０と通電ブラシ３２を接続する。 ３４は通電ブラシ３２を導電可動バー３１に押し当てる
ための押バネである。

【００２４】導電性ケース３０の一端の端子３５を固定
端とし、導電可動バー３１の一端に端子３６を設け、導
電可動バー３１を矢印のＮ方向にスライドさせると、導
電ケース３０と導電可動バー３１から成る導電体は、接
続シヤント３３及び通電ブラシ３２を介して電気的に導
通しつつ伸縮自在となる。なお、図７は図６の側面断面
図である。

【００２５】図８は図６の構成を２連結した例である。 ３０ａは導電性ケース、３２ａは通電ブラシ、３３ａは
接続シャント、３４ａは押バネである。長い導電体が必
要なときに有効で、さらに複数連結することもできる。

【００２６】図９は手板どうしの導電体の例で、図１０
はその側面断面図である。導電性ケース３０はＵ字型の
溝をもち、この溝に緩く嵌め込まれた導電可動バー３１
は長孔３７を有している。導電性ケース３０と導電可動
バー３１は通電ブラシ３２を間にはさんでスプリングワ
ッシャー３８、ボルト３９で締付けられている。

【００２７】これによれば図６と同様、導電可動バー３
１は長孔３７の長さ分自由にスライドでき、導通した状
態で伸縮が可能となる。

【００２８】図１１は通電ブラシの位置が固定された場
合の例で、同軸ケーブル１５ｂ側の下部伸縮導電体に応
用した例である。導電性バー２７、通電ブラシ２８、及
び導電可動バー３１は加工槽２３に連動して一体に矢印
Ｎ方向にスライドする。同軸ケーブル１５ｂのＪ点は直
接通電ブラシ３２に接続され、通電ブラシ３２は押しバ
ネ３４で導電可動バー３１に押しつけられて導通してい
る。つまり、通電ブラシ３２がＪ点で固定され、Ｊ点と
導電性バー２７の間の距離は任意に変わるので、実質的
には図６，図８，図９の例と同様の効果を奏する。

【００２９】図１２は弾性力を利用した例で、導電性ケ
ース４０に、平板状又は線状又はより線状の弾性導電体
４１をら旋状に巻き込み、導電性ケース４０の一端には
固定端としての端子３５を、弾性導電体４１の先端には
端子３６を設ける。さらに、導電性ケース４０の出口付
近に通電ブラシ３２を設け、押バネ３４で弾性導電体４
１に押しつける。通電ブラシ３２は接続シャント３３で
導電性ケース４１とつながっている。弾性導電体４１に
は巻き戻し力があり、導電性ケース４０の出口から引出
して離すと又もとに巻取られるように構成される。つま
り導電性ケース４０の端子３５と弾性導電体４１の端子
３６の間は長さが変化しても導通は保たれて、一つの伸
縮導電体を構成している。

【００３０】尚、以上説明してきた通電路を構成する、
導電性ケース３０、導電可動バー３１、接続シャント、
導電性ケース４０、弾性導電体４１等の材料は銅また銅
合金で構成する。

【００３１】このような伸縮導電体を、従来の極間配線
コードに変えて使用することにより、同軸ケーブルのＪ
点から被加工物１２までの導通経路を短かくできるので
、図１５に示されている抵抗Ｒや、インダクタンスＬも
小さくなる。また、図１５の回路図において定電圧発生
器２０の電圧をＥ、スイッチング素子２２のＯＮタイム
をｔとすると、放電電流Ｉは下記のようになる。

【００３２】

【数１】Ｉ∞（Ｅ／Ｒ）｛１−ｅｘｐ　（−Ｒｔ／Ｌ）
｝

【００３２】従って、抵抗Ｒが一定ならばインダクタ
ンスＬを小さくするほどＩは大きくなる。つまり部分的
にでもインダクタンスを下げて、放電回路全体のインダ
クタンスＬを小さくすることは放電電流ピーク値を大き
くし、より大きなエネルギーを極間に与えたことになっ
て、加工スピードを速め、また面粗度のよい加工ができ
ることになる。

【００３３】なお上記実施例では、被加工物側に伸縮導
電体を使用したが、ワイヤ電極が被加工物に対して移動
する場合には、ワイヤ電極側への給電に伸縮導電体を利
用すれば同様の効果を奏する。また、上記実施例ではワ
イヤカット放電加工装置について説明したが、形彫放電
加工装置に応用しても、同様の効果を発揮できる。

【００３４】

【発明の効果】第１の発明によれば、パワーケーブルが
接続された締め付け具を一回装着するだけで、加工位置
による放電電流の変化が抑制できるとともに、被加工物
の側部全周囲を高導電性材料で囲んだので、従来より効
果的に変化を抑制できるワイヤカット放電加工装置を得
ることができる。また、複数本のパワーケーブルを同一
箇所に接続できるため、加工中にこれらのケーブルがワ
イヤカット放電加工装置の一部に接触又は摺動して、絶
縁被覆が破壊するのを容易に回避することもできる。

【００３５】第２〜第４の発明によれば従来の極間配線
コードを伸縮導電体としたので、極間の配線の長さが実
質的に短かくなり、その結果インダクタンスと抵抗が小
さくなり、加工位置にかかわらず、放電電流を一定に効
率よく供給できる。特にワイヤカット放電加工において
は、従来の配線コードを使った場合に比して、加工スピ
ードが速くなり、かつ面粗度のよい加工をすることがで
きる。また、電圧を上げてパルスエネルギーを供給する
必要がないから価格の安い電源回路を使うこともできる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の一実施例の放電回路の説明図であ
る。

【図２】第２の発明の一実施例の正面要部構成図である
。

【図３】第２の発明の一実施例の平面要部構成図である
。

【図４】第２の発明の一実施例の正面要部構成図である
。

【図５】第２の発明の一実施例の平面要部構成図である
。

【図６】伸縮導電体の一例を示す正面図である。

【図７】図６の側面断面図である。

【図８】伸縮導電体の一例の正面図である。

【図９】伸縮導電体の一例の正面図である。

【図１０】図９の側面断面図である。

【図１１】伸縮導電体の一例の正面図である。

【図１２】伸縮導電体の一例の正面図である。

【図１３】従来のワイヤカット放電加工装置の要部構成
図である。

【図１４】従来の放電回路の説明図である。

【図１５】図１３の要部詳細図である。

【図１６】図１５の等価回路図である。

【符号の説明】

１　　ワイヤ電極 １１　　パルス電源ユニット １２　　被加工物 １５ａ、１５ｂ　　同軸ケーブル ２４ａ、２４ｂ　　伸縮導電体 ２７　　導電性バー ２８　　通電ブラシ ３０、３０ａ　　導電性ケース ３１　　導電可動バー ３２、３２ａ　　通電ブラシ ３３、３３ａ　　接続シャント ４０　　導電性ケース ４１　　弾性導電体 ５１　　パワーケーブル ５２　　締め付け具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ワイヤ電極と被加工物の対向する微小
   間隙に加工液を供給しながら加工電源からパルス電圧を
   印加し、ＮＣ制御によって上記ワイヤ電極と被加工物の
   位置関係を制御しながら放電加工を行うワイヤカット放
   電加工装置において、上記被加工物の側部全周囲を高導
   電性材料からなる締め付け具で囲い、上記加工電源から
   発生する電力をパワーケーブルを介して該締め付け具の
   一箇所に直接供給したことを特徴とするワイヤカット放
   電加工装置。
2. 【請求項２】　　ワイヤ電極と被加工物の対向する微小
   間隙に加工液を供給しながら加工電源からパルス電圧を
   印加し、ＮＣ制御によって上記ワイヤ電極と被加工物の
   位置関係を制御しながら放電加工を行うワイヤカット放
   電加工装置において、上記加工電源から上記被加工物側
   への電力供給路の一部に、長さが加工位置に応じて自在
   に変化する伸縮導電体を用いたことを特徴とするワイヤ
   カット放電加工装置。
3. 【請求項３】　　相対移動する複数の導電体の導電体相
   互間を通電ブラシを介し電気的に接続して、上記伸縮導
   電体を構成したことを特徴とする請求項２記載のワイヤ
   カット放電加工装置。
4. 【請求項４】　　弾性導電体を巻き戻し自在に導電性ケ
   ース内に巻き込み、この導電性ケースの弾性導電体引出
   口近傍で、上記弾性導電体と導電性ケースを通電ブラシ
   を介し電気的に接続して、上記伸縮導電体を構成したこ
   とを特徴とする請求項２記載のワイヤカット放電加工装
   置。