JPH05200629A - ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切断装置 - Google Patents

ワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切断装置

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JPH05200629A
JPH05200629A JP4012249A JP1224992A JPH05200629A JP H05200629 A JPH05200629 A JP H05200629A JP 4012249 A JP4012249 A JP 4012249A JP 1224992 A JP1224992 A JP 1224992A JP H05200629 A JPH05200629 A JP H05200629A
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electrode
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ワイヤ電極8が不意に断線した場合、その不良
先端部分を確実に切断し、廃棄する。 【構成】被加工物Wを放電加工するワイヤ放電加工機に
おいて、加工時にワイヤ電極8に張力を付与するブレー
キ手段23と、該ブレーキ手段23と被加工物Wとの間
に位置して加工時のワイヤ電極8の送給方向と略同一方
向にワイヤ電極8を送給する送りローラ31、第1ピン
チローラ32、送出モータ34等からなるワイヤ駆動手
段33と、一方の通電子36,36に通電してワイヤ電
極8を溶断する切断手段とからなり、ブレーキ手段23
を実質上固定した状態で前記ワイヤ駆動手段33の作動
により、ワイヤ電極8に張力を付与した状態で当該ワイ
ヤ電極8を前記切断手段にて切断する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ放電加工機にお
けるワイヤ電極が断線した場合に、再度ワイヤ電極を張
架する前に適宜長さだけ切断(廃棄)するための装置に
関するものである。
【0002】
【技術的背景】ワイヤ放電加工機では、ワイヤ電極と被
加工物との間に加工用放電パルスを印加して被加工物に
複雑な断面形状の孔あけ加工をする。この場合、ワイヤ
電極を切断する必要があるのは、一つの被加工物の加工
が正常に完了した後、新しい被加工物の加工開始位置に
ワイヤ電極を再度張架するに先立ち、一旦ワイヤ電極を
強制的に切断するとき、または一つの被加工物における
複数の独立した加工軌跡により構成された形状を加工す
る場合であって、一つの加工軌跡を正常に加工完了した
後、次の加工開始位置に移動するに先立ち、ワイヤ電極
を強制的に切断するときである。
【0003】また、ワイヤ放電加工中、ワイヤ電極と被
加工物との小さい間隙のうち、限られた範囲で放電が集
中する等の異常事態により、ワイヤ電極が断線すること
がある。その場合にも、ワイヤ電極を再度張架する作業
に先立ち、当該ワイヤ電極を切断する必要がある。特に
前記の事故でワイヤ電極が断線した場合、その断線部
(ワイヤ電極の先端部)やその近傍のワイヤ電極の外周
表面は、被加工物との放電により変形していることが多
く、そのまま隙間の小さいワイヤガイドや加工開始位置
に形成された加工開始孔等に前記先端部を通過させるこ
とが困難となる等、ワイヤ電極の再装着作業が面倒にな
る。
【0004】そこで、断線時等のワイヤ電極の変形した
先端部などの不適当な部分を所定寸法だけ切断して、こ
れを廃棄し、ワイヤ電極の先端部を前記ガイド部等に通
り易いように修正して後、再度ワイヤ電極を装着するよ
うにしている。そのための切断装置は種々提案されてい
る。
【0005】
【従来の技術】この種の切断装置の先行技術として、特
開昭61−260932号公報には、放電加工時にワイ
ヤ電極の搬送方向上流側で当該ワイヤ電極にバックテン
ションを付与するためのブレーキ機構と、被加工物寄り
上方に設けた巻付け式のクランプ機構とで、ワイヤ電極
の切断作業に先立ちワイヤ電極に張力を与え、その状態
で前記クランプ機構の上方に設けた切断装置でワイヤ電
極を切断し、クランプ機構に巻き付けた不用のワイヤ電
極部分を抜き外して排出回収する構成が開示されてい
る。
【0006】この構成によれば、クランプ機構で断線さ
れたワイヤ電極の先端部側を巻付けて張力を与えながら
ワイヤ電極を切断するので、切断後のものがクランプ機
構にきつく巻きつき、その除去が困難であると共に、抜
き出し排出機構が極めて複雑であると言う問題があっ
た。この不都合を解消する技術として、特開平2−23
7724号公報には、ワイヤ電極の供給ボビン、ブレー
キ手段、及び送りローラ対からなるワイヤ電極の供給装
置の下方に、切断時のワイヤ電極に張力を付与するため
の一対のローラと、一対の通電子とから成る切断装置を
備え、その下方に位置する被加工物の上下部位に、ワイ
ヤ電極を案内するための上ガイド部と下ガイド部とを有
するように構成する一方、ワイヤ電極の断線状態を検出
する手段として、使用済のワイヤ電極の回収箱内に設け
た検出板またはその近傍のワイヤ電極に接続したリミッ
トスイッチと、被加工物の上方に位置する給電子との間
に検出回路を形成する。
【0007】そして、前記検出回路の信号により、ワイ
ヤ電極が不慮の事故で断線したことを検出すると、前記
ブレーキ手段を作動させ、その下方の一対のローラを正
回転させてワイヤ電極に張力を付与し、その状態で切断
装置を作動させてワイヤ電極を切断する。その切断装置
の作動に若干遅れて前記一対のローラを逆回転させ、該
一対のローラの上側側方に配置したワイヤ回収装置に向
かってワイヤ電極を逆送りして不用部分を回収する構成
を開示している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この構成によれば、ワ
イヤ電極が切断され瞬間に、前記切断時に張力を付与す
るように一対のローラに与えていた回転力のため、当該
一対のローラの停止、逆回転のきっかけが遅れると、挟
持されているワイヤ電極(廃棄すべき切断後のワイヤ電
極の不用部分)がローラ対から外れ落ちてしまうおそれ
がある。この状態(事故)を防止するには、前記一対の
ローラと切断手段とのを距離を大きく離すか、迅速に停
止させる必要がある。しかも、張力付与手段である一対
のローラの回転方向が回収作業時に前記張力付与時とは
逆回転させなければならず。全体として切断時の制御が
複雑になるという問題があった。
【0009】本発明は、このような問題を解決したワイ
ヤ電極の切断装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切
断装置は、ワイヤ電極と被加工物との間に、加工液を供
給すると共にパルス状の放電を繰り返し発生させること
により、被加工物を加工するものであり、加工時にワイ
ヤ電極に張力を付与する張力発生手段と、該張力発生手
段と被加工物との間に位置して加工時のワイヤ電極の送
給方向と略同一方向にワイヤ電極を送給するワイヤ駆動
手段と、該ワイヤ駆動手段と前記張力発生手段との間に
位置してワイヤ電極を切断する切断手段とからなり、張
力発生手段を実質上固定した状態で前記ワイヤ駆動手段
の作動により、張力を付与したワイヤ電極を前記切断手
段にて切断するように構成したものである。
【0011】
【実施例】次に本発明を具体化した実施例について図1
〜図6を参照して説明する。ワイヤ放電加工機における
基台1上には、加工槽2が載置されており、該加工槽2
内には、加工槽2に固定されたワークテーブル3上に載
置固定した被加工物Wが絶縁性の加工液(清水あるいは
清水と油の混合液)5に浸漬されている。その加工液5
は加工液供給装置4から供給され、加工により汚濁した
加工液5は加工液供給装置4に回収され、フイルタ等を
介して濾過したのち再度循環させて供給される。また、
基台1と加工槽2との間には、図1に示すように被加工
物WをXY平面上を移動させるXYテーブル6が配置さ
れており、図示しない駆動機構により駆動制御される。
【0012】コラム7の上部にはワイヤ電極8を巻回し
たワイヤボビン9が設けられており、そのコラム7の上
部に支持された上部アーム10には上ノズル11が形成
されれている。また、コラム7の下部に支持された下部
アーム12には下ノズル13が配置されている。ワイヤ
ボビン9から引き出されたワイヤ電極8は、上ノズル1
1から被加工物Wを介して下ノズル13に略鉛直状に張
架され、図示しない電源からワイヤ電極8と被加工物W
とにパルス電流を通電し、鉛直状にて下向きに通過する
ワイヤ電極8と被加工物Wとの微小間隙部(放電加工
部)で放電加工が行われる。なお、ワイヤ電極8は、通
常直径が0.05mm〜0.3mm 程度の細いものであり、前記
上ノズル11及び下ノズル13の両方またはいずれか一
方から加工液5を放電加工部に向かって噴出させ、放電
加工の金属くずの除去と放電加工部の冷却とを実行す
る。前記ワイヤ電極8の搬送速度(移動速度)は、放電
加工条件、被加工物Wの板厚等により種々あるが、板厚
50mm程度で100 〜300mm/秒である。
【0013】方向変換プーリ14は前記下ノズル13の
下方に配置されており、該方向変換プーリ14にて横方
向に搬送方向を変換された使用済みのワイヤ電極8を強
制的に挟持搬送するための上下一対のローラ15,16
のうち少なくとも一方のローラを収納モータ61(図3
参照)にて回転駆動し、使用済のワイヤ電極8を収納す
る収納箱18に送る。
【0014】次に、ワイヤ電極8の供給部について図2
を参照して説明する。ワイヤボビン9に回転力を与える
駆動モータ20は、放電加工時にワイヤボビン9の回転
する方向に対して逆方向の回転力を発生させ、放電加工
中のワイヤ電極8に予張力を付与し、断線時にはワイヤ
電極8を矢印B方向に巻き戻す力を与える。張力発生手
段の一例として、回転センサを備えたパウダーブレーキ
23a等からなるブレーキ手段23には、一方のプーリ
21を連動連結し、これにより制動力を与えられるプー
リ対21,22にてワイヤ電極8に張力が与えられるよ
うに構成する。
【0015】板状のフレーム24は前記プーリ対21,
22及びブレーキ手段23からなる張力発生手段と、上
ガイド62との間に配置され、該フレーム24の下端に
はワイヤガイド25を備え、移動モータ26及びねじ杆
等の作動杆27を介してフレーム24を左右移動可能に
構成する。前記フレーム24と上ガイド62との間に
は、切断された不用のワイヤ電極8を回収する回収箱2
8を、加工時にワイヤ電極8が通過する送給経路29に
隣接して配置してある。
【0016】前記フレーム24には、前記ワイヤガイド
25の上方にワイヤ電極8の存在を検出するセンサ30
を配置し、該センサ30の上方には、送りローラ31と
ピンチローラ32とからなるワイヤ駆動手段33が設け
られている。送りローラ31は図示しない無端ベルトな
どの伝動機構を介してステップモータからなる送出モー
タ34により矢印A方向に回転させられる。前記送りロ
ーラ31と対向して設けられた第1ピンチローラ32は
直動式の第1ソレノイド35にてそのコイルが励磁(O
N)されると、送りローラ31に向かって突出してワイ
ヤ電極8を挟持する。反対にコイルが非励磁(OFF)
になると、図示しないスプリングにより、第1ピンチロ
ーラ32は送りローラ31から離れるように自動復帰す
る。
【0017】切断手段37としての通電子36,36
は、直動式の第2ソレノイド40にてワイヤ電極8に押
圧可能に構成され、スイッチ39がONのとき、溶断用
電源38からの電流が一対の通電子36,36に接触す
るワイヤ電極に流れ、そのときのジュール熱で溶断する
ことで切断できる構成である。前記切断手段37の上方
のフレーム24に設けられた上部ワイヤ駆動機構41
は、ステップモータよりなる搬送モータ42により矢印
C方向に回転駆動する送りローラ43と、該送りローラ
43に押圧する第2ピンチローラ44とからなり、第2
ピンチローラ44は直動式の第3ソレノイド45にてそ
のコイルが励磁(ON)されると、送りローラ43に向
かって突出してワイヤ電極8を挟持する。反対にコイル
が非励磁(OFF)になると、図示しないスプリングに
より、第2ピンチローラ44は送りローラ43から離れ
るように自動復帰する。なお、この上部ワイヤ駆動機構
41は、ワイヤ電極の切断後再度ワイヤ電極を張架する
場合にワイヤ電極8を下方に送給するためのものであっ
て、切断作業時には非作動となる。
【0018】ワイヤ放電加工機の制御装置としての中央
処理装置(CPU)50は、図3に示すように、ワイヤ
放電加工機全体の制御プログラム及び後述するワイヤ電
極8の切断回収のための制御プログラムを予め記憶させ
た読み出し専用メモリ(ROM)51と、各種データを
一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ(RAM)
52と、図示しないインターフェイスとを備え、CPU
50には前記ワイヤ電極検出用のセンサ30が接続され
ていると共に、駆動回路(入出力ドライバー回路)53
を介して駆動モータ20、移動モータ26、ブレーキ手
段23、送出モータ34、搬送モータ42、直動式ソレ
ノイド35,40,45、及び前記切断手段37におけ
る溶断用電源38と通電子36,36との間のスイッチ
39が接続されている。
【0019】次に、このように構成されたワイヤ放電加
工機において、放電加工を正常に完了して、人為的にワ
イヤ電極8を切断する場合の制御について、図4のサブ
ルーチンフローチャートに従って説明する。正常に放電
加工を完了した場合には、ワイヤ電極8はワイヤボビン
9から一対のローラ15,16まで連続して繋がってい
る。使用者が切断開始指令を入力すると、ブレーキ手段
23を作動し(S1)、第1ソレノイド35をONして
第1ピンチローラ32を前進させると共に送出モータ3
4を駆動する(S2)。これにより、張力発生手段のプ
ーリ対21,22とワイヤ電極駆動手段の送りローラ3
1と第1ピンチローラ32との間でワイヤ電極8に張力
が付与される。この状態で次に第2ソレノイド40をO
Nして通電子36,36をワイヤ電極8に接触させ(S
3)、続いてスイッチ39をONして(S4)、通電子
36,36に溶断用電流を流す。これによりワイヤ電極
8は切断される。この状態で送りローラ31は回転して
いるので、切断後のワイヤ電極8の後端側が被加工物W
側に搬送される。
【0020】次いで、センサ30にてワイヤ電極8の端
部を検出したか否かを判別し(S5)、その判別結果が
noの場合、溶断を継続する。S5の判別結果がyes の場
合には、切断後のワイヤ電極8の後端がワイヤガイド2
5から抜け出したことになるので、スイッチ39をOF
Fし(S6)、収納モータ61を駆動させることにより
(S7)、ローラ対15,16を回転させて、被加工物
Wの側にあるワイヤ電極8が収納箱18に送られる。続
いて、第2ソレノイド40をOFFとして通電子36を
後退させる(S8)。さらに送出モータ34を停止する
と共に第1ソレノイド35をOFFにし、第1ピンチロ
ーラ32を後退する(S9)。そして、所定時間後に収
納モータ61の駆動を停止させる(S10)。これにて
人為的切断作業が終了する。なお、この作業ではフレー
ム24を移動させることはない。その後は、フローチャ
ートに示していないが、搬送モータ42を駆動し、ワイ
ヤガイド25から上ガイド62方向にワイヤ電極8の先
端を送給するという自動張架作業に入ることになる。
【0021】次に、ワイヤ電極8が不意に被加工物Wの
近傍で断線した場合にワイヤ電極8の断線の先端部分を
適宜長さだけ回収する制御について、図5及び図6に示
すフローチャートに従って説明する。図示しないスター
トボタンが操作されると初期設定(S11)に続いて放
電加工を実行する(S12)。放電加工を実行している
状態では、駆動モータ20にはワイヤ電極8に予張力を
付与するような回転力が与えられている。また、ワイヤ
電極検出用のセンサ30にてワイヤ電極8が検出されて
いるので、当該センサ30の出力信号はONである。
【0022】そして、その加工中においては常にワイヤ
電極8が被加工物Wの箇所で断線しているか否かを判別
している(S13)。即ち、前記駆動モータ20の回転
力はワイヤ電極8を巻き戻す方向(矢印B方向)の力と
して作用するので、ワイヤ電極8が断線したことは、駆
動モータ20への供給電流の減少で検出できる。尚、ブ
レーキ手段23での回転センサ(図示せず)がワイヤ電
極8を巻き戻し状態を検出することで断線状態を感知し
ても良い。これらの検出信号により切断回収作業を開始
することになる。
【0023】そして、CPU50が駆動モータ20への
供給電流が減少したことを検知し、ワイヤ電極8が断線
状態であると判断したときには(S13,yes )、ブレ
ーキ手段23の励磁をOFFにし、且つ駆動モータ20
の作動にてワイヤ電極8をD方向に巻戻す(S14)。
次いで、ワイヤ電極検出用のセンサ30の出力信号がO
FFになった否かを判別する(S15)。ワイヤ電極8
の巻き戻しが進み、ワイヤ電極8の断線の先端箇所がセ
ンサ30より上方に位置すると、センサ30の出力信号
はOFFとなる。センサ30の出力信号がOFFになれ
ば(S15,yes )、直ちに駆動モータ20の回転を停
止させる(S16)。一方、センサ30の信号がONの
ままであると、巻戻しを継続させる。
【0024】次いで、移動モータ26を正回転方向に作
動させてフレーム24を矢印E方向移動させる(S1
7)。これにより、フレーム24下端に設けたワイヤガ
イド25の下端開口が回収箱28の上方にくるように位
置変更する。この状態にフレーム24の位置を保持した
まま、第1ソレノイド35を励磁して送りローラ31と
第1ピンチローラ32とでワイヤ電極8を挟持する(S
18)。次いで、CPU50に設けられたタイマを0に
リセットし(S19)、送出モータ34を駆動して図2
の矢印A方向に正回転させると(S20)、ワイヤ電極
8の先端部(断線)が回収箱28方向に送られる。セン
サ30の箇所をワイヤ電極8の先端部が通過して下方に
行くと、出力信号がON信号に変わる。
【0025】次いで、一定時間(To)経過したか否
か、つまりタイマの値tがROM51に記憶された時間
値Toになったか否かを判別する(S21)。この一定
時間経過により前記S20でセンサ30により検出した
ワイヤ電極8の先端部(断線部)から一定寸法だけ下方
に繰り出したことになる。なお、この一定寸法は、断線
や放電加工等によりワイヤ電極8の断線部から上方のワ
イヤ電極表面が変形するなどして不良になっていると推
定できる一定範囲を越えた寸法で、通常100 〜120mm 程
度を捨て去る( 廃棄) するように、前記一定時間(T
o)をROM51に予め記憶させてある。そして、一定
時間(To)経過したと判断されると(S21,yes
)、ブレーキ手段23を励磁をONにして、ワイヤ電
極8の送給にブレーキ作用を与える(S22)。一方、
S21の判断結果がnoの場合には、一定時間経過するま
でS20の制御を継続する。このようにして、断線した
ワイヤ電極8の先端部分(不良箇所)が一定長さだけ繰
り出されると、張力発生手段のプーリ対21,22を実
質的に固定する(S22)。他方、ワイヤ駆動手段33
は前記S20で駆動しているので、前記張力発生手段と
ワイヤ駆動手段33の送りローラ31と第1ピンチロー
ラ32との間で断線したワイヤ電極8に張力が付与され
る。この状態で第2ソレノイド40をONして通電子3
6,36をワイヤ電極8に接触させ(S23)、さらに
スイッチ39をONして通電子36,36に溶断用電流
を流し、これによりワイヤ電極8を切断する(S2
4)。この状態では、フレーム24におけるワイヤガイ
ド25は回収箱28の上方に位置し、且つ送りローラ3
1は回転しているので、切断後のワイヤ電極8の不用部
分は回収箱28に自動的に搬送できる。
【0026】そして、センサ30にてワイヤ電極8の端
部を検出したか否かを判別し(S25)、その判別結果
がnoの場合、溶断を継続する。S25の判別結果がyes
の場合には、切断後のワイヤ電極8の後端がワイヤガイ
ド25から抜け出したことになるから、スイッチ39を
OFFし(S26)、第2ソレノイド40をOFFとし
て通電子36を後退させる(S27)。このとき、前記
送りローラ31は送出モータ34の作動にてA方向に回
転しているので、ワイヤ電極8が切断されると同時に、
ワイヤ電極8は自重で回収箱28に送り込まれ、切断回
収作業が完了する。
【0027】さらに、送出モータ34を停止すると共に
第1ソレノイド35をOFFにして、第1ピンチローラ
32を後退させる(S28)。これにて断線されたワイ
ヤ電極8の先端部分の切断作業が終了する。この後、移
動モータ26を逆回転させ、フレーム24を反矢印E方
向に移動させて元の位置に戻すと、ワイヤガイド25は
加工時のワイヤ電極の通過経路の位置になる。
【0028】このようにして、引張状態で溶断されたワ
イヤ電極8の切断部は先端が針状に尖った状態となるの
で、後に上下ガイド62,63や被加工物Wにおける加
工開始孔に挿通させることが容易となる。なお、前記直
動式の電磁ソレノイド35,40,45を回転式ソレノ
イドに代え、この回転式ソレノイドはコイルが励磁され
るとその回転板が一定角度回動し、枢支軸回りに回動す
るレバーを介してピンチローラがワイヤ電極8を送りロ
ーラに挟持するように回動すると、ワイヤ電極8を下方
に搬送する。反対に回転式ソレノイドのコイルの励磁が
停止されると内蔵された復帰スプリングによって回転板
が反対方向の元の位置に復帰する自己復帰機能を有する
ように構成しても良い。また、切断手段は他の形式のも
のであっても良い。
【0029】さらに、移動モータ26及び作動杆27に
代えて、適宜の揺動駆動手段にてワイヤ電極の切断回収
時に、フレーム24を略90度等鋭角的に揺動回動する
ように構成し、フレーム24下端のワイヤガイド25の
下端開口を、加工時におけるワイヤ電極の送給経路29
から大きく離れた位置の配置した回収箱28の開口部
(投入口)に向かうように構成しても良い。
【0030】
【発明の作用・効果】前述のように本発明のワイヤ電極
切断装置は、ワイヤ電極の自動張架に先立ち行われるワ
イヤ電極の切断において、ワイヤ電極に張力を付与する
ためのワイヤ駆動手段が、切断後に回収するワイヤ電極
の不用部分を回収部へ送給する作用も同時に果たすこと
ができる。また、前記切断したワイヤ電極の不用部分を
連続的に回収部に送給して完全に且つ確実に回収するこ
とが至極簡単にできる。従って、本発明では、ワイヤ電
極の切断回収部分の構造を簡素化でき、且つコンパクト
にできるから、低コストのワイヤ切断装置を提供できる
効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤ放電加工機の概略側面図である。
【図2】ワイヤ電極切断回収部の要部側面図である。
【図3】制御装置を示すブロック図である。
【図4】正常加工終了時のワイヤ電極切断作業制御のフ
ローチャートである。
【図5】断線部を切断回収する作業制御のフローチャー
トである。
【図6】図5のフローチャートの続きである。
【符号の説明】
W 被加工物 2 加工槽 4 加工液供給装置 8 ワイヤ電極 11 上ノズル 13 下ノズル 20 駆動モータ 21,22 プーリ 23 ブレーキ手段 23a パウダーブレーキ 24 フレーム 25 ワイヤガイド 26 移動モータ 27 作動杆 28 回収箱 30 センサ 31,43 送りローラ 34,42 ステップモータ 32,44 ピンチローラ 35,40,45 直動式ソレノイド 36,36 通電子 39 スイッチ 50 中央処理装置(CPU) 51 読み出し専用メモリ(ROM) 52 随時読み書き可能メモリ(RAM) 53 駆動回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤ電極と被加工物との間に、加工液
    を供給すると共にパルス状の放電を繰り返し発生させる
    ことにより、被加工物を加工するワイヤ放電加工機にお
    いて、加工時にワイヤ電極に張力を付与する張力発生手
    段と、該張力発生手段と被加工物との間に位置して加工
    時のワイヤ電極の送給方向と略同一方向にワイヤ電極を
    送給するワイヤ駆動手段と、該ワイヤ駆動手段と前記張
    力発生手段との間に位置してワイヤ電極を切断する切断
    手段とからなり、張力発生手段を実質上固定した状態で
    前記ワイヤ駆動手段の作動により、張力を付与したワイ
    ヤ電極を前記切断手段にて切断するように構成したこと
    を特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極の切
    断装置。
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