JPH0425094B2 - - 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におけるワイ
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ワイヤガイド
５６，５６間に、ワイヤ電極１を軸方向に更新送
り移動させつつワイヤ電極１の軸方向に対して直
角の方向から被加工物５７を微小間隙を介して相
対的に加工送りし、被加工物５７の両側にワイヤ
電極１と同軸状に相対向して配置した一対の加工
液の噴射ノズル（図示せず）から加工液を噴射供
給せしめつつワイヤ電極１と被加工物５７間に間
歇的な電圧パルスを印加し、これにより発生する
放電により加工を行うものである。このようなワ
イヤカツト放電加工装置において、ワイヤガイド
５６としては、複数の交叉ピンによりなるピンガ
イド等もあるが、従来より第２図のように、ワイ
ヤガイド部材５１にＶ形ガイド溝５１ａを設けて
該溝５１ａにワイヤ電極１を入れ、押しばね５３
により可動ガイド部材５４を介して該ワイヤ電極
１をＶ形ガイド溝５１ａに押し当てつつガイドす
るものと、第３図に示すように、円形のガイド穴
５５ａを設けたダイスガイド５５を有するワイヤ
ガイドとが普通に用いられている。

第２図のようなＶ形ガイド溝５１ａを有するも
のは、ワイヤガイド部材５１としてWC部材、サ
フアイア部材、ダイヤモンド部材、TiN等の硬
質材のコーテイングした部材等が提案されている
が、ワイヤ電極１の走行による摩耗、または電触
により、あるいはワイヤ電極の毛状ばり等の付着
によつて精度が低下するという欠点がある。一
方、前記ガイド穴５５ａを有するものは、通常ダ
イヤモンドダイスが慣用され、一般に例えば直径
0.20mmのワイヤ電極１の場合、ガイド穴５５ａの
直径は例えば0.21〜0.22mmとするというように、
ワイヤ電極１とガイド穴５５ａのガイド面との間
に約10〜20μm前後の間隙が設けられる。ガイド
穴５５ａの直径がこれより小さいとワイヤ電極１
は通しにくくなり、かつ放電痕の広がりや溶融ビ
ードの突出によつて穴から出られず、ワイヤ電極
１が突然切断することがある。従つて、前記間隙
を設けることは必要なことであるが、穴の内面の
ワイヤ電極１との接触面に突出した部分や凹んだ
部分があつたりすると、加工進行方向の変更によ
つてワイヤ電極をガイドする位置が変わり、この
ことが加工精度を低下させる原因となつている。

そこで、このような問題点を解決するために、
第４図乃至第７図に示すようなガイド装置が考え
られる。

第４図乃至第７図はダイス状ガイドを回動制御
するようにしたガイド装置の説明図であり、第４
図において、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カラ
ム等の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、１
０は該支持部材６に取付けられて耐摩性で通常は
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１に電
圧を印加する上部通電装置としての通電ピン、１
１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
に対して充分径が大きく、また通電ローラ１１に
対するワイヤカツト放電加工電源からの通電は、
ローラ１１又は該ローラ１１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
それぞれ支持部材６，７に微小位置調整可能に、
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、上方のノズル本体１２の上下端面に
は開口部１４，１５が形成され、下方の開口部１
５には、必要に応じてスプリング２２Ａを介設し
て上ノズル２２がワイヤ電極１軸方向の上下動可
能にかつフランジ２２ａにより脱落不能に装着さ
れている。該上ノズル２２はノズル本体１２に固
定して取付けられるか、一体に形成されることも
ある。また、該ノズル本体１２の内部にはワイヤ
電極１のダイス状上位置決めガイド１８を下端に
有し、かつ加工液通過孔２０ａを有する中空筒状
のガイドホルダ２０が取付けられており、さら
に、該ノズル本体１２内に所定の加圧された加工
液を導入する加圧供給ホース２５がノズル本体１
２に接続して設けてある。

一方、下方のノズル本体１３の上下端にも開口
部１３Ａ，１６が設けられ、上部にはフランジ２
３ａを有する下ノズル２３が上ノズル２２と対向
するように開口部１３Ａに上下動自在に嵌合さ
れ、かつ必要に応じて設けられるスプリング１７
により下方に付勢されて取付けられ、内部にはワ
イヤ電極１のダイス状下位置決めガイド１９を上
端に有しかつ加工液通過孔２１ａを有するガイド
ホルダ２１が配設され、さらに該ノズル本体１３
内に所定の加圧された、後述するように上ノズル
本体１２よりも高圧力の加工液を導入する加圧供
給ホース２６がノズル本体１３に接続して設けて
ある。

上ノズル２２と下ノズル２３との間に介在させ
る被加工物２４は、加工テーブル３１に固定さ
れ、加工テーブル３１はモータ３２，３３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
在に制御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
繰り出され、上方のアーム２のガイドローラ４を
介して下方へ延び、下方のアーム３のガイドロー
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、ノ
ズル２２，２３から加工液を加工部２７に噴出さ
せつゝ被加工物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うものであ
る。

しかして、位置決めガイド１８，１９を保持す
る各ガイドホルダ２０，２１はノズル本体１２，
１３内に支持アーム２８，２９によりノズル本体
１２，１３と同心状に取付けられた支持リング３
４，３５によつて中間部が回動自在に支持され、
位置決めガイド１８，１９とそれぞれ反対側の部
分はそれぞれ開口部１４，１６に回動自在に嵌合
されることにより取付けられており、これらのガ
イドホルダ２０，２１がノズル本体１２，１３か
ら出た部分は支持リング３６，３７により支持さ
れると共に、歯車３８，３９が固定され、ノズル
本体１２，１３に取付けられたモータ４０，４１
の出力軸ピニオン４２，４３とこれらの歯車３
８，３９が噛合されており、モータ４０，４１を
作動させることによつてガイドホルダ２０，２１
を回動させることができる。

第５図および第６図はガイドホルダ２０の先端
の位置決めガイド１８の取付位置を説明する図で
あり、ガイドホルダ２０の中心すなわち回動中心
４４に対し、位置決めガイド１８の中心４５を偏
心させ、中心４５から回動中心４４に引いた直線
の延長線と位置決めガイド１８の内周面との交点
をＣとして回動中心４４と点Ｃとの距離が使用ワ
イヤ電極の半径と等しくなるように、即ち、Ｃ点
で位置決めガイド１８と接するワイヤ電極１の中
心がガイドホルダ２０の回動中心４４と一致する
ように位置決めガイド１８が配設されており、第
６図に示すように、偏心量ａはガイド穴１８ａの
半径とワイヤ電極１の半径の差であり、この偏心
量ａは位置決めガイド１８のガイド穴１８ａとワ
イヤ電極１との間のギヤツプｂの1/2となる。

モータ４０，４１の回転制御装置については図
示していないが、これは被加工物２４の加工点座
標について、今回と次回の加工点の座標から２点
間のＸ軸あるいはＹ軸に対する傾斜角度を使用
CNCやコンピユータ制御の数値制御装置等によ
つて容易に求めることができ、その傾斜角に応じ
て後述のようにモータ４０，４１の回転制御をな
すものである。

また、かゝるモータ４０，４１の回転制御につ
いては、例えば特開昭51−127359号公報には、加
工送りの各軸分配パルスから上記傾斜角度を検知
判別することが記載されている如く、目的に応じ
て各種の合目的制御が可能なものである。

なお、前記加圧供給ホース２５，２６からノズ
ル本体１２，１３内に導入される加工液は、内を
通るワイヤ電極１を冷却すると共に、ガイドホル
ダ２０，２１の各開口部２０ｂ，２１ｂより通電
ピン１０、及び通電ローラ１１へ流出してこれら
を冷却し、かつガイド１８，１９を冷却する役目
も果たす。

また、通電ローラ１１に対する冷却は、ノズル
２２，２３から加工部２７に噴射した加工液の流
下によりほゞ充分に行なわれる場合には、ガイド
ホルダ２１の下端開口部２１ｂは、ワイヤ電極１
を丁度挿通する程度の充分小さなものとするか、
或いはさらにシールしたり、加工液通過孔２１ａ
を穿孔しないようにすることもある。即ち後述す
るように図示実施例の構成のような場合、下部ノ
ズル２３、即ち下部ノズル本体１３側の加工液の
供給圧力等が上部のそれよりも高く設定され、か
つその圧力等を保つ必要があることからも開口部
２１ｂは充分小さく又はシールされたりするので
ある。

この構成において、放電加工を行う場合はノズ
ル２２，２３を被加工物２４の上下面に当接させ
るか、あるいは第４図に示すように微小間隔Ｇを
保ちながら加工を行うが、この際、放電加工部２
７において、ワイヤ電極１は放電圧力により、矢
印４６に示すように加工進行方向と反対向きの力
を受ける。そこで、ワイヤ電極１と接するガイド
穴１８ａの内周面の一点Ｃが常に加工進行方向の
後面側となるように、即ち、第７図に示すよう
に、加工進行方向が４７から４７′に変化しても、
Ｃ点が常に加工進行方向の後面側に位置するよう
に、モータ４０を駆動制御してガイドホルダ２０
を回動させる。下ノズル本体１３内のガイドホル
ダ２１についても同様な回動制御がなされる。

このようにガイドホルダ２０，２１を回動可能
とし、ワイヤ電極１が放電圧力により位置決めガ
イド１８，１９のガイド穴１８ａ，１９ａの同一
点と接するようにすることにより、加工精度の向
上が達成できる。すなわち、放電加工の際に加工
進行方向の変更に拘らずワイヤ電極がガイド穴の
同一点に接すれば、ガイド穴内面に凹凸が存在し
たとしても、ワイヤ電極が接する点の位置が異な
ることにより生じるワイヤ電極の位置のずれを無
くすることができる。また、ワイヤ電極１がガイ
ド穴１８ａの点ｃに接する時にワイヤ電極１がガ
イドホルダ２０の軸心に位置するようにすること
により、ワイヤ電極１の位置はガイドホルダ２
０，２１の回動にも拘らず変化せず、ガイドホル
ダ２０回動に伴なつて加工座標の補正を行う必要
はないという利点がある。

しかし、このようにダイス状ガイドを回動制御
するものでは、加工進行方向に対する直角方向
（横方向）の案内が不確実且つ不安定で、ワイヤ
電極が横振れを起こして加工精度を悪化させるこ
とになる。

そこで、本発明は、ダイス状ガイドを回動制御
する第４図乃至第７図に示したようなガイド装置
を更に改良して、ワイヤ電極に横振れを生じさせ
ることなく確実に安定した状態でワイヤ電極を案
内し得るようにすることを目的として発明された
ものであり、第５図及第６図に示すようなガイド
ホルダを同軸状に二個組合わせて、ガイドホルダ
の回動軸の方向から見て二個のダイス状ガイドに
より略長円形のガイド穴を形成させ、この略長円
形のガイド穴の長径方向が加工進行方向と一致す
るように各ガイドホルダを回動制御するようにし
たものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第８図は、本発明のガイド装置を上側の位置決
めガイドに適用した実施例装置の断面図であり、
第９図Ａ，Ｂは、該実施例装置の動作状態の説明
図であり、第４図乃至第６図と同一符号は同一構
成部材を示す。

２０Ａは第１のガイドホルダ、２０Ｂは第２の
ガイドホルダであつて、両ガイドホルダ２０Ａ，
２０Ｂは共通の軸を中心として夫々別個に回動可
能にノイズ本体１２′及びその支持部材６′に支承
されている。第１のガイドホルダ２０Ａには第１
のダイス状ガイド１８Ａが、又第２のガイドホル
ダ２０Ｂには第２のダイス状ガイド１８Ｂが、
夫々固定保持されており、各ダイス状ガイド１８
Ａ及び１８Ｂは、ガイドホルダ２０Ａ及び２０Ｂ
の回動軸に対してガイド穴の半径と使用するワイ
ヤ電極の半径との差だけ夫々偏心して配設されて
いる。又、各ダイス状ガイド１８Ａ及び１８Ｂ
は、例えば数mm前後の比較的小さい間隔を置いて
配置されている。支持部材６′には各ガイドホル
ダ２０Ａ，２０Ｂを回動させるモータ６０，６１
が取付けられ、その出力軸に取付けたピニオン６
２，６３がガイドホルダ２０Ａ，２０Ｂに設けた
歯車６４，６５に夫々噛合しており、図示しない
制御装置により、第１及第２のガイドホルダ２０
Ａ，２０Ｂの回動軸の方向から見て第１及第２の
ダイス状ガイド１８Ａ，１８Ｂによつて略長円形
のガイド穴が形成され、この略長円形のガイド穴
の長径方向が加工進行方向と一致するように各モ
ータ６０，６１が制御される。即ち、第９図Ａ，
Ｂに示すように、二個のガイド穴１８a′及び１８
ｂにより略長円形のガイド穴を形成させ、このガ
イド穴の長径方向が常に加工進行方向と一致する
ように、各モータ６０，６１を駆動して第１及び
第２のガイドホルダ２０Ａ，２０Ｂを回動制御す
る。

そして、第４図乃至第７図に示したガイド装置
では、ワイヤ電極が加工進行方向の後面側の一点
で位置決めされていたのに対し、本発明のガイド
装置では、ワイヤ電極は二個のガイド穴に挟持さ
れて、加工進行方向の後面側左右二点で位置決め
されることになるため、横振れが防止される。し
かも、ガイド穴のワイヤ電極との接触点が常に一
定の点Ｃであることは第４図乃至第７図のガイド
装置と同様であるから、ガイド穴内周面の形状誤
差（凹凸）による位置決め位置のバラツキがな
く、高精度の位置決めを行なうことができる。

二個のガイド穴１８a′及１８ｂによつて形成さ
れる略長円形のガイド穴のガイド穴は長径方向を
対象軸として左右対象形であることが好ましいか
ら、各ガイド穴１８a′１８ｂの径は通常同一であ
る。

ガイド穴のワイヤ電極との接触点Ｃの前記長径
方向（加工進行方向）に対する角度θは、90°以
下で適宜設定することができ、第９図の実施例で
は、θ＝60°である。

又、６８はワイヤ電極１を各ダイス状ガイド１
８Ａ，１８Ｂに自動的に又は手動により挿通させ
るときは、その挿通を容易にするようにワイヤ電
極１を案内するワイヤ電極挿入用具であり、ワイ
ヤ電極を挿通する際は、各ガイド穴１８a′，１８
ｂの夫々の定点ＣのＸ−Ｙ座標を一致させて二個
のガイド穴１８a′及び１８ｂを重ねて円形の穴を
形成した状態でワイヤ電極の挿通を行なう。この
ようにすることにより、各ガイド穴１８a′及び１
８ｂはワイヤ電極の径よりも充分に大きいから、
第２図に示すＶ形ガイド溝からなるガイドよりも
容易にワイヤ電極を挿通することができる。

なお、以上の説明はノズルおよび位置決めガイ
ドが被加工物の上下に配設される例について述べ
たが、被加工物を挾んで左右にこれらが配設され
る場合にも本発明を適用することが可能であり、
また、本発明は被加工物のいずれか一方、特に加
工作用に供されたワイヤ電極の位置決めをする位
置決めガイド側のみ、第４図に於ける下側位置決
めガイド１９に適用するようにしてもよい。さら
に、本発明を適用するノズルは、放電加工部へ供
給する加工液の噴流の倒れを防ぐ噴流を発生させ
るサブノズルを有するものや、ワイヤ電極の軸線
方向に対向する２つのノズルのうち、低圧側加工
液を噴出するノズルに高圧側ノズルからの噴流が
なるべく放電加工部へ流れるように整流するパツ
ド等を設けたものであつても良く、又、本発明の
ガイド装置は、必ずしも加工液噴射ノズル内に設
けられるものではなく、加工部のワイヤ電極と同
軸状ではない加工液噴射ノズルをガイド装置とは
別個に使用するようにしても良い。

以上述べたように、本発明によれば、ワイヤ電
極は二個のガイド穴に挟持されて加工進行方向の
後面側左右二点で位置決めされることになるため
横振れが、防止され、又、二個のガイド穴は加工
進行方向が変化しても常に一定の点Ｃでワイヤ電
極と接触することになりガイド穴内周面の形状誤
差（凹凸）による位置決め位置のバラツキがない
ため、ワイヤ電極を確実に安定した状態で精度良
く案内することができ、高精度加工が可能とな
る。又ワイヤ電極の挿通時には、二個のガイド穴
を重ねて大きな挿通孔を形成することができるた
め、ワイヤ電極の自動あるいは手動による位置決
めガイドへの挿通を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はワイヤガイドの作用説明図、第２図お
よび第３図は従来のワイヤガイドを示す平面図、
第４図はダイス状ガイドを回動制御するようにし
たガイド装置の構成図、第５図は第４図の要部拡
大断面図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７
図は該ガイド装置の作用説明図、第８図は本発明
のガイド装置を上側の位置決めガイドに適用した
実施例装置の断面図、第９図Ａ，Ｂは該実施例装
置の動作状態の説明図である。 １……ワイヤ電極、１２，１２′，１３……ノ
ズル本体、１８，１８Ａ，１８Ｂ，１９……ダイ
ス状ガイド、１８ａ，１８a′，１８ｂ……ガイド
穴、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２１……ガイドホル
ダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間隔を置いて配置される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つ
   つ、前記一対の位置決めガイド間のワイヤ電極に
   被加工体を微少間隔を介して対向させ、該間隔に
   加工液を供給すると共にワイヤ電極と被加工体間
   に電圧パルスを印加して間歇的な放電を発生させ
   ながら、前記一対の位置決めガイド間のワイヤ電
   極と被加工体間に該ワイヤ電極の軸方向と略直交
   する方向の相対的な加工送りを与えて所望輪郭形
   状の切断加工を行なうワイヤカツト放電加工に於
   いて、前記相対的な加工送り方向の平面に直交す
   る軸を中心として回動可能に支承される第１のガ
   イドホルダと、第１のガイドホルダに固定保持さ
   れるダイス状ガイドであつて第１のガイドホルダ
   の回動軸に対して該ガイド穴の半径と使用するワ
   イヤ電極の半径との差だけ偏心して配設される第
   １のダイス状ガイドと、第１のガイドホルダの回
   動軸を中心として回動可能に支承される第２のガ
   イドホルダと、第２のガイドホルダに固定保持さ
   れるダイス状ガイドであつて第２のガイドホルダ
   の回動軸に対して該ガイド穴の半径と使用するワ
   イヤ電極の半径との差だけ偏心して配設される第
   ２のダイス状ガイドと、第１のガイドホルダを回
   動させる第１の駆動装置と、第２のガイドホルダ
   を回動させる第２の駆動装置と、第１及第２のガ
   イドホルダの回動軸の方向から見て第１及第２の
   ダイス状ガイドによつて略長円形のガイド穴を形
   成させ、該略長円形のガイド穴の長径方向が加工
   進行方向と一致するように第１及第２の駆動装置
   を制御する制御装置とからなり、前記一対の位置
   決めガイドの少なくとも一方として配置されるこ
   とを特徴とするワイヤカツト放電加工に於けるワ
   イヤ電極ガイド装置。