JPH0679537A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤ供給ボビンのワイヤ電極の巻径を検出
し、その変化に応じてプリテンションモータの発生する
トルクを制御することにより常にワイヤ電極の張力が一
定となるようにしたワイヤ放電加工装置のワイヤ張力発
生装置において、そのワイヤ供給ボビンの巻径の検出方
法が調整などを必要とせず、安価で信頼性のあるものと
する。 【構成】 ワイヤ電極８の巻かれたワイヤ供給ボビン９
の回転数をエンコーダ等の回転検出手段２１により検出
し、ワイヤ電極走行経路内にある半径が概知な送りロー
ラ１５の回転数をエンコーダ等の回転検出手段２５によ
り検出し、それらの回転数の比と送りローラ１５の半径
によりワイヤ供給ボビン９のワイヤ電極繰り出し半径を
演算し、そのワイヤ電極繰り出し半径に応じてプリテン
ションモータ２０の発生するトルクを制御装置２６によ
り制御してワイヤ電極の張力を一定に保つ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、連続的に供給されるワ
イヤ電極と被加工物の間でパルス放電を行い同被加工物
を加工するワイヤ放電加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にワイヤ放電加工装置にはワイヤ電
極に所定の張力を与える張力発生装置が備わっている。

【０００３】図４に従来のワイヤ放電加工装置の張力発
生装置の構成を示している。

【０００４】図においてワイヤ電極５２は駆動モータ５
７により駆動力を与えられた送りローラ５６及びピンチ
ローラ５８により所定の速度でワイヤ供給ボビン５１よ
り順次繰り出され、ブレーキローラ５４及びピンチロー
ラ５５、プーリ５９、プーリ６０、方向変換プーリ６
１、そして前記送りローラ５６及びピンチローラ５８を
経て回収箱６２に回収される。

【０００５】この間において、前記ワイヤ電極５２には
前記ブレーキローラ５４に連結した図示しないパウダー
ブレーキなどにより所定のメインテンションが与えら
れ、また前記ワイヤ供給ボビン５１に連結したプリテン
ションモータ５３により前記ワイヤ電極５２の供給方向
とは逆方向に前記ワイヤ供給ボビン５１に対して一定の
トルクを与えることによりプリテンションが与えられ
る。このプリテンションは前記ワイヤ電極５２の供給開
始時、及び供給停止時等にそのワイヤ電極５２がたる
み、前記ワイヤ供給ボビン５１や前記ブレーキローラ５
４から外れないようにするためのものである。

【０００６】前記ワイヤ供給ボビン５１に巻かれた前記
ワイヤ電極５２の繰り出し半径（巻径）は連続加工にと
もない逐次減少していくが、前記プリテンションモータ
５３の発生するトルクは常に一定であるためプリテンシ
ョンは増加していく。このため加工部における前記ワイ
ヤ電極５２の張力（プリテンション＋メインテンショ
ン）が増加し加工精度が安定しなくなる。

【０００７】このような張力の変動（増加）をなくし前
記ワイヤ電極５２の張力を常に一定にするための装置と
して、特開昭６１−１２１８３１号公報には、光センサ
により前記ワイヤ供給ボビン５１に巻かれた前記ワイヤ
電極５２の巻径の減少量を前記ワイヤ供給ボビン５１と
非接触で検出し、この光センサによって検出された信号
に応じて前記プリテンションモータ５３のトルクを減少
させるようにしたワイヤ放電加工装置が開示されてい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような光センサを使用したワイヤ放電加工装置では、そ
の光センサの光軸合わせや感度調整が必要となる他、大
気中のほこりが光センサや前記ワイヤ供給ボビン５１に
巻かれた前記ワイヤ電極５２の表面に付着することによ
り検出精度が悪化したり、少なくともその光センサの検
出面は露出しているため、破損したりあるいは作業のじ
ゃまとなることもある。さらに、ワイヤ放電加工装置で
通常使用する前記ワイヤ供給ボビン５１は数種類のサイ
ズがありその巻径の差は約１００ｍｍあるためその巻径
差に対応しうる光センサは特殊なものとなってしまいコ
ストもかかるといった問題があった。

【０００９】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、その目的は調整などを不要と
し、安価で信頼性のあるワイヤ張力発生装置を備えたワ
イヤ放電加工装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のワイヤ放電加工装置は、連続的に供給される
ワイヤ電極と被加工物との間でパルス放電を行い、前記
被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、ワイ
ヤ供給ボビンよりワイヤ電極を所定の速度で引き出す一
対の送りローラと、前記ワイヤ供給ボビンに対して前記
ワイヤ電極の供給方向とは逆方向にトルクを発生し、そ
のワイヤ電極に張力を与えるプリテンションモータと、
前記ワイヤ供給ボビンの回転数を検出する第一の回転検
出手段と、前記ワイヤ供給ボビンと前記送りローラ間の
ワイヤ電極走行経路内にあるローラもしくはプーリの回
転数を検出する第二の回転検出手段と、前記第一の回転
検出手段および第二の回転検出手段より出力される回転
数の比及び前記ローラもしくはプーリの半径に基づい
て、前記ワイヤ供給ボビンのワイヤ電極繰り出し半径を
演算し、そのワイヤ電極繰り出し半径の変化に応じて前
記プリテンションモータの発生トルクを制御する制御手
段とを備えている。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明のワイヤ放電加工装
置は、ワイヤ電極の巻かれたワイヤ供給ボビンの回転数
を第一の回転検出手段により検出し、前記ワイヤ供給ボ
ビンと送りローラ間のワイヤ電極走行経路内にある半径
が概知なローラもしくはプーリの回転数を第二の回転検
出手段により検出する。そして、制御手段は、それら第
一の回転検出手段と第二の回転検出手段の回転数の比と
前記ローラもしくはプーリの半径とに基づいて、前記ワ
イヤ供給ボビンのワイヤ電極繰り出し半径を演算し、そ
のワイヤ電極繰り出し半径に応じてプリテンションモー
タの発生するトルクを制御してワイヤ電極の張力を一定
に保つ。

【００１２】

【実施例】本発明を具体化した実施例について図１乃至
図３を参照して説明する。

【００１３】図１において、ワイヤ放電加工装置におけ
る基台１上には、加工槽２が載置されており、その加工
槽２内にはその加工槽２に固定されたワークテーブル３
上に載置固定された被加工物Ｗが絶縁性の加工液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を加工液供給装置
に回収し、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。

【００１４】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。

【００１５】コラム７の上部には、ワイヤ電極８を巻回
したワイヤ供給ボビン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
が形成されている。また前記コラム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。
前記ワイヤ供給ボビン９から引き出されたワイヤ電極８
は、前記上ノズル１１から被加工物Ｗを介して前記下ノ
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、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１００〜２００ｍｍ／秒であ
る。

【００１６】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、その方向変換プーリ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側の送りローラ１５を駆
動モータ２４（図２参照）にて回転駆動し、使用済のワ
イヤ電極８を回収する回収箱１８に送る。

【００１７】図２は図１に示すワイヤ放電加工装置のワ
イヤ電極走行経路の構成図である。ワイヤ電極８が巻か
れたワイヤ供給ボビン９はプリテンションモータ２０に
より前記ワイヤ電極８の供給方向（矢印Ａ）とは逆方向
のトルクを付与される。前記プリテンションモータ２０
にはエンコーダ等の回転検出手段２１が連結されてお
り、前記ワイヤ供給ボビン９の回転数を検出する。前記
駆動モータ２４にはエンコーダ等の回転検出手段２５が
連結されており、送りローラ１５の回転数を検出する。
テンションローラ２３は図示しないパウダーブレーキな
どに連結されておりピンチローラ２２と協同してワイヤ
電極８を挟持する。

【００１８】このワイヤ電極走行経路においてワイヤ電
極８には前記ワイヤ供給ボビン９と前記テンションロー
ラ２３の間でプリテンションＴpが、また前記テンショ
ンローラ２３と前記送りローラ１５の間でメインテンシ
ョンＴmが発生し、ワイヤ電極の総張力はＴp＋Ｔmとな
る。しかしながら前記プリテンションモータ２０の発生
するトルクが一定の場合、プリテンションＴpは前記ワ
イヤ供給ボビン９のワイヤ電極繰り出し半径Ｒｂが減少
すると共に増加し、ワイヤ張力は変化する。従って安定
した加工精度を実現するためには、ワイヤ電極繰り出し
半径の変化に応じて前記プリテンションモータ２０の発
生するトルクを変える必要がある。

【００１９】ここで、前記回転検出手段２１により検出
された前記ワイヤ供給ボビン９の回転数をＮb、前記回
転検出手段２５により検出された前記送りローラ１５の
回転数をＮrとし、その送りローラ１５の半径（概知）
をＲrとすると、 Ｒb×Ｎb＝Ｒr×Ｎr ・・・（式１） が成り立つ。これよりワイヤ電極繰り出し半径Ｒbは、 Ｒb＝Ｒr×Ｎr／Ｎb ・・・（式２） により求めることができる。

【００２０】また、前記プリテンションモータ２０の発
生するトルクをｔbとするとプリテンションＴpは、 Ｔp＝ｔb／Ｒb ・・・（式３） となる。この式においてＴp＝一定となるように前記プ
リテンションモータ２０の発生するトルクｔbを制御装
置２６により演算制御してやればよい。

【００２１】図３は本実施例の制御装置を示すブロック
図である。

【００２２】ワイヤ放電加工装置の制御装置としての中
央処理装置（ＣＰＵ）３０は、ワイヤ放電加工装置全体
の制御プログラム、及び上述したワイヤ供給ボビン９の
ワイヤ電極の巻径の演算プログラムや前記プリテンショ
ンモータ２０に送る電流値の対応テーブル等を予め記憶
させた読みだし専用メモリ（ＲＯＭ）３１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（ＲＡ
Ｍ）３２と、図示しないインターフェイスとを備え、前
記ＣＰＵ３０には前記回転検出手段２１，２５がそれぞ
れ接続されているほか、ワイヤ電極の供給開始、供給停
止などのスイッチ３３が接続されている。

【００２３】このような構成のワイヤカット放電加工装
置において被加工物Ｗに対して放電加工を行う際には、
前記回転検出手段２１，２５で検出された前記ワイヤ供
給ボビン９の回転数及び前記送りローラ１５の回転数が
前記ＣＰＵ３０に取り込まれる。ＣＰＵ３０は、それら
の回転数Ｎb，Ｎrと送りローラ１５の半径Ｒbとを用い
上述した（式２）に基づいて演算を行い、前記ワイヤ供
給ボビン９に巻回されているワイヤ電極８の巻径（ワイ
ヤ電極繰り出し半径）Ｒbを求める。そして、上述した
（式３）に基づいて、プリテンションＴpが一定となる
ようにプリテンションモータ２０が発生するトルクｔb
を求め、プリテンションモータ２０がそのトルクｔbを
発生するために必要且つ適正な電流値を随時決定し、プ
リテンションモータ２０を駆動する駆動回路３４を制御
する。すると、駆動回路３４は前記適正な電流値をプリ
テンションモータ２０に供給するので、ワイヤ走行経路
におけるワイヤ電極８には常に一定のテンションが与え
られ、安定した加工精度で被加工物Ｗを加工することが
できる。

【００２４】尚、本実施例においては前記回転検出手段
２５は前記駆動モータ２４に連結され、前記送りローラ
１５の回転数を検出したが、これ以外にも半径が概知な
前記テンションローラ２３やワイヤ走行経路内のその他
のローラ、もしくはプーリの回転数を検出するように構
成されていてもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のワイヤ放電加工装置は、ワイヤ供給ボビンよりワ
イヤ電極を所定の速度で引き出す一対の送りローラと、
前記ワイヤ供給ボビンに対し前記ワイヤ電極の供給方向
とは逆方向にトルクを発生しそのワイヤ電極に張力を与
えるプリテンションモータと、前記ワイヤ供給ボビンの
回転数を検出する第一の回転検出手段と、前記ワイヤ供
給ボビンと前記送りローラ間のワイヤ電極走行経路内に
あるローラもしくはプーリの回転数を検出する第二の回
転検出手段と、前記第一の回転検出手段および第二の回
転検出手段より出力される回転数の比及び前記ローラも
しくはプーリの半径に基づいて、前記ワイヤ供給ボビン
のワイヤ電極繰り出し半径を演算し、そのワイヤ電極繰
り出し半径の変化に応じて前記プリテンションモータの
発生トルクを制御する制御手段とにより、ワイヤ電極の
張力を一定に保つようにしたので、放電加工中にワイヤ
電極の張力が変動することはなく、安定した加工精度で
被加工物の加工を行うことができる。さらに、従来のよ
うに光センサなどの障害物が作業者の作業エリアにな
く、また大気中のほこり等に影響されることもないの
で、信頼性のあるワイヤ張力発生装置を備えたワイヤ放
電加工装置を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明を具体化したワイヤ放電加工装置
の概略側面図である。

【図２】図２は本実施例のワイヤ放電加工装置における
ワイヤ電極走行経路の構成図である。

【図３】図３は本実施例のワイヤ放電加工装置の制御装
置を示すブロック図である。

【図４】図４は従来のワイヤ放電加工装置におけるワイ
ヤ電極走行経路の構成図である。

【符号の説明】

８ ワイヤ電極 ９ ワイヤ供給ボビン １５ 送りローラ ２０ プリテンションモータ ２１，２５ 回転検出手段 ２６ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に供給されるワイヤ電極と被加工
   物との間でパルス放電を行い、前記被加工物を加工する
   ワイヤ放電加工装置において、 ワイヤ供給ボビンよりワイヤ電極を所定の速度で引き出
   す一対の送りローラと、 前記ワイヤ供給ボビンに対して前記ワイヤ電極の供給方
   向とは逆方向にトルクを発生し、そのワイヤ電極に張力
   を与えるプリテンションモータと、 前記ワイヤ供給ボビンの回転数を検出する第一の回転検
   出手段と、 前記ワイヤ供給ボビンと前記送りローラ間のワイヤ電極
   走行経路内にあるローラもしくはプーリの回転数を検出
   する第二の回転検出手段と、 前記第一の回転検出手段および第二の回転検出手段より
   出力される回転数の比及び前記ローラもしくはプーリの
   半径に基づいて、前記ワイヤ供給ボビンのワイヤ電極繰
   り出し半径を演算し、そのワイヤ電極繰り出し半径の変
   化に応じて前記プリテンションモータの発生トルクを制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とするワイヤ放電
   加工装置。