JPH10315053A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイヤ電極に対する電圧印加を適正なものとし
て異常放電を防止し、加工精度および加工効率の向上を
図れるワイヤ放電加工装置を提供する。 【解決手段】一対のワイヤガイド３，３間にワイヤ電極
Ｗを所定の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ
電極を被加工物Ａに対向し、これらワイヤ電極と被加工
物間に電圧を印加して放電させ、被加工物を溶融加工す
るワイヤ放電加工装置において、上記ワイヤガイドは、
ワイヤ電極に電流を供給する給電板６と、この給電板を
ワイヤ電極に対して押し付けるとともに、この押し付け
圧力を調整する押し付け治具７と、この押し付け治具に
よる押し付け圧力を測定する測定具８とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤ放電加工装
置に係り、特に、ワイヤガイドに備えられる給電部のワ
イヤ電極に対する押し付け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤ放電加工装置は、離間対向して配
置される複数のワイヤガイドにワイヤを挿通させ、かつ
ワイヤには所定の張力を与える。ワイヤと被加工物とを
比抵抗の高い純水で満たされた加工槽に浸漬し、あるい
は比抵抗の高い純水をワイヤガイドから吐出すること
で、ワイヤと被加工物間に存在する狭いギャップを純水
で満たす。

【０００３】図１２に示すように、ここではワイヤガイ
ドａとは別個に備えられる複数の給電部ｂ，ｃが所定圧
ＦをもってワイヤＷに接触しており、これら給電部ｂ，
ｃを介して電圧が印加される。

【０００４】すなわち、ワイヤＷはワイヤ電極となし、
ここから図示しない被加工物に対して放電する。放電現
象によって電子が被加工物の絶縁破壊を生じて溶融せし
め、この溶融物を排斥することによって切断加工が行わ
れる。

【０００５】上記給電部ｂ，ｃは、硬質金属材であり、
普通、超硬合金材からなる。その形態は、平板状、ブロ
ック状、円盤状あるいは球体状があるが、構成が簡素な
ところから平板状が多用される。

【０００６】上記ワイヤ電極Ｗに対して給電部ｂ，ｃを
接触させるには、ワイヤ電極Ｗの走行軌道上に重なるよ
うに給電部ｂ，ｃを配置するか、あるいはワイヤ電極Ｗ
が装填されてから給電部ｂ，ｃをワイヤ電極Ｗの走行軌
道上に自動的にシフトさせている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の構成で
は、給電部ｂ，ｃのワイヤ電極Ｗに対する押し付け圧力
を把握し、かつ制御を行うことはできなかった。すなわ
ち、給電部ｂ，ｃをワイヤ電極Ｗの走行軌道上に押し付
ける場合は、押し付け圧力がワイヤ電極Ｗの張力やワイ
ヤ径によって変化してしまい、さらにワイヤ電極との摩
擦により給電部ｂ，ｃが摩耗し、ワイヤ電極と給電部と
が離れることがあり押し付け圧力が不適切となり易い。

【０００８】給電部ｂ，ｃのワイヤ電極Ｗに対する押し
付け圧力が不足すると、接触抵抗が上昇して給電効率が
低下し、かつ給電部の接触バランスがくずれて、各給電
部で電位差が生じる。

【０００９】電位の低い給電部では、異常放電が発生し
て給電部ｂ自体が加工されてしまい、ついには破壊の恐
れがある。その一方で、被加工物への投入電流が減少し
て、加工速度が大幅に低下する。

【００１０】押し付け圧力が過多となると、ワイヤ電極
Ｗと給電部ｂ，ｃとの摩擦が大きくなって給電部の摩耗
が早くなり、早期に押し付け圧力が減少してしまう。押
し付け圧力の減少は、上記のように大幅な加工速度低下
を起こす。

【００１１】また、ワイヤ電極Ｗに対して給電部ｂ，ｃ
はそれぞれ片側から押し付ける構造となっているが、こ
の押し付け圧力が不適切であると、給電部ｂ，ｃとの摩
擦でワイヤ電極Ｗにびびりや縦振動が発生し、拘束され
ていない方向にワイヤ電極が暴れ易い。

【００１２】このとき、瞬間的に異常放電が発生して給
電部ｂ，ｃが加工されてしまい、かつ被加工物への投入
電流が減少したり、給電部が破壊されて電源からの電流
供給量が減り、加工速度が大幅に低下する。

【００１３】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その目的とするところは、ワイヤ電極に対
する電圧印加を適正なものとして異常放電を防止し、加
工精度および加工効率の向上を図れるワイヤ放電加工装
置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
本発明のワイヤ放電加工装置は、請求項１として、複数
のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定の張力を与えて走
行駆動するとともに、ワイヤ電極を被加工物に対向し、
これらワイヤ電極と被加工物間に電圧を印加して放電さ
せ、被加工物を溶融加工するワイヤ放電加工装置におい
て、上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する
給電部と、この給電部をワイヤ電極に対して押し付ける
押し付け手段と、この押し付け手段の押し付け圧力を調
整する手段と、上記押し付け手段による押し付け圧力を
測定する手段とを具備したことを特徴とする。

【００１５】請求項２として、ワイヤ放電加工装置にお
いて、ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給
電部と、この給電部をワイヤ電極に対して押し付けると
ともに、この押し付け圧力を調整する手段と、この押し
付け手段による押し付け圧力を測定する手段と、上記給
電部と押し付け手段との間に介在され、ワイヤ放電加工
中におけるワイヤ電極の振動を減衰させる減衰手段とを
具備したことを特徴とする。

【００１６】請求項３として、ワイヤ放電加工装置にお
いて、上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給す
る給電部と、この給電部をワイヤ電極に対して押し付け
るとともに、この押し付け圧力を調整する手段と、この
押し付け手段による押し付け圧力を測定する手段と、上
記押し付け手段と反対側からワイヤ電極を押し付けて挟
み込むとともに、この押し付け圧力を調整する支持手段
とを具備したことを特徴とする。

【００１７】請求項４として、ワイヤ放電加工装置にお
いて、上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給す
る給電部と、この給電部をワイヤ電極に対して押し付け
るとともに、この押し付け圧力を調整する手段と、これ
らワイヤガイドの給電部相互の抵抗値を検出する手段
と、この検出手段による検知信号を受け、上記ワイヤ電
極に対する給電部の位置をずらす手段とを具備したこと
を特徴とする。

【００１８】請求項５として、ワイヤ放電加工装置にお
いて、上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給す
る給電板と、この給電板をワイヤ電極に対して押し付け
るとともに、この押し付け圧力を調整する押し付け治具
と、この押し付け治具による押し付け圧力を測定する測
定具と、この測定具の検知信号を受け、あらかじめ記憶
された標準の押し付け圧力と比較し、上記押し付け治具
の押し付け圧力を制御する制御部とを具備したことを特
徴とする。

【００１９】このような課題を解決する手段を備えるこ
とにより、ワイヤ電極に対する電圧印加を適正なものと
して異常放電を防止し、加工精度および加工効率が向上
することとなる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図面を参照して説明する。図１に、ワイヤ放電加工装置
を構成する加工槽を示す。この加工槽１内には、純水２
が貯溜されているとともに、ワイヤＷが張設された一対
のワイヤガイド３，３と、その支持装置（図示しない）
および被加工物Ａと、その支持装置（図示しない）が配
置されている。

【００２１】上記加工槽１の外部には、いずれも図示し
ないが、上記ワイヤＷを巻装した状態で枢支されるワイ
ヤボビンが配置される。そして、このワイヤホビンから
ワイヤを繰り出すとともに、走行させ、かつ弛みなどを
防止する走行系が設けられている。

【００２２】上記加工槽１内の純水２中に浸漬されるガ
イドプーリ４ａ，４ｂは、上記走行系の一部を構成す
る。これらガイドプーリ４ａ，４ｂは、ワイヤＷを垂直
方向にかつ所定の張力をもってガイドする。また、加工
槽１外部には走行系の端末部が設けられていて、使用さ
れたワイヤＷを巻き取るようになっている。

【００２３】上記ワイヤガイド３は、図２および図３に
示すように構成される。すなわち、ワイヤガイド本体３
ａは、その先端部に吐出ノズル５が設けられていて、ワ
イヤＷが挿通されるとともに加工液を吐出するようにな
っている。

【００２４】さらに、ワイヤガイド本体３ａ内には、ワ
イヤＷに押し付けられ、かつ電流を供給する給電部６が
設けられる。ここでは給電部として平板状に形成される
ところから、以後、給電板と呼ぶ。

【００２５】上下部ワイヤガイド３，３間のワイヤＷ
は、それぞれのワイヤガイド本体３ａ内で給電板６を介
して、および直接的に電流が供給され、したがって垂直
方向に向けられたワイヤ電極Ｗとして形成されることと
なる。

【００２６】上記給電板６のワイヤＷに対する押し付け
圧力を付勢する手段として、電動モ−タや油圧シリンダ
などで、自動的に給電板６の押し付け圧力を調整する押
し付け治具７が設けられる。

【００２７】そして、この押し付け治具７とワイヤ電極
Ｗとの間には、歪みゲージ式圧力センサ等からなり、押
し付け圧力を測定する手段である測定具８が介在され
る。各ワイヤガイド３内の給電板６は、表示部９を備え
た制御部１０に電気的に接続されていて、電流供給の制
御がなされる。上記測定具８は、ここで測定した押し付
け圧力値を検知信号として制御部１０へ送るようになっ
ている。

【００２８】上記制御部１０では、測定具８から送られ
た圧力値と、あらかじめ記憶された最適の押し付け圧力
値とを比較して、押し付け圧力を制御する信号を上記押
し付け治具７へフィードバックするようになっている。

【００２９】しかして、通常、ワイヤ電極Ｗと加工電源
の陰極が電気的に接続される一方、被加工物Ａには加工
電源の陽極が電気的に接続されており、それぞれ所定の
電圧が印加される。すると、ワイヤ電極Ｗから被加工物
Ａに対する放電がなされ、放電現象による電子が被加工
物Ａに対して絶縁破壊を生じ、その部分が溶融して切断
される。

【００３０】同時に、ワイヤ電極Ｗは三次元的に移動処
理される。すなわち、ワイヤ電極Ｗは被加工物Ａを所望
の形状に加工できる。ワイヤＷはワイヤ走行路に沿って
所定の速度で繰り出され、放電によって生じる電極摩耗
が補正される。

【００３１】それぞれ給電板６を備えた上下部ワイヤガ
イド３，３と、これらワイヤガイド相互間に掛け渡され
るワイヤ電極Ｗ部位および被加工物Ａとも加工液中に浸
漬されるところから、これら全ては、常時、加工液によ
って冷却される。

【００３２】したがって、たとえ大電流を投入しても、
ワイヤ電極Ｗおよび給電板６に抵抗発熱が生じることが
なく、断線の恐れがない。このような大電流の投入は、
高効率で迅速な加工に繋がり、作業性の大幅向上を図れ
る。

【００３３】ワイヤ放電加工の開始前に、あるいは加工
終了後に、測定具８で給電板６のワイヤ電極Ｗに対する
押し付け圧力を測定する。この測定値は検出信号に換え
られて電源ラインを介して制御部１０へ送られ、ここで
電気的に読み取られ表示部９に表示される。

【００３４】測定値検出信号は制御部１０において、あ
らかじめ記憶された標準の押し付け圧力の値と比較され
る。その演算結果は制御部１０から再び押し付け治具７
にフィードバックされ、正常な押し付け圧力に調整され
る。

【００３５】上記給電部については、図４に示すよう
に、横長形状の給電板６Ａに対して左右一対の押し付け
治具７，７と、この給電板６Ａとそれぞれの押し付け治
具との間に測定具８，８を介在させてもよい。ここでは
図示しないワイヤガイドとその走行系などは全て先に説
明したものと同一である。

【００３６】ワイヤ電極Ｗは給電板６Ａの真ん中位置に
押し付けられ、給電板６Ａを横長形状にして受ける圧力
を分散させる。そして、２組の測定具８，８を用いるこ
とにより、より高精度に押し付け圧力の測定がなされ
る。

【００３７】図５に示すように、給電板６と、押し付け
圧力を測定する測定具８との間に平衡板１１と、弾性体
である一対のばね１２，１２を介在させてもよい。な
お、測定具８には給電板６をワイヤ電極Ｗに対して押し
付ける押し付け治具７が設けられることは、ここでも変
わらない。

【００３８】この場合、加工中に押し付け治具７は、測
定具８と平衡板１１およびばね１２を介して給電板６に
ワイヤ電極Ｗに対する押し付け圧力を付勢する。加工に
ともないワイヤ電極Ｗと給電板６との間で生じるびびり
や縦振動を、一対のばね１２，１２による減衰効果によ
って削減でき、ワイヤＷの摩耗防止を図れる。

【００３９】上記測定具８は、加工停止中に押し付け治
具７の押し付け圧力を測定する。ここでは図示しない上
記制御部にあらかじめ記憶される標準の押し付け圧力は
平衡板１１と一対のばね１２，１２を給電板６との間に
介在した値に設定することで少しの支障もない。

【００４０】図６に示すように、給電板６と、押し付け
圧力を測定する測定具８との間に平衡板１３と、弾性体
であるゴム材１４を介在させてもよい。この弾性ゴム材
１４は、ばね定数などの減衰係数を考慮して選択する。

【００４１】また、上記測定具８には給電板６をワイヤ
電極Ｗに対して押し付ける押し付け治具７が設けられる
ことは同一であり、したがって上記ゴム材１４を介在さ
せたことにより、図５のものと同一の作用効果を奏す
る。

【００４２】図７および図８に示すように、ワイヤ電極
Ｗの一側部に給電板６と、押し付け治具７および測定具
８が配置されることは変わりがない。ここではワイヤ電
極Ｗの他側部に、ワイヤ支持板１５と、このワイヤ支持
板１５に対して押し付け圧力を調整する押し付け治具１
６が配置される。

【００４３】このように給電板６とワイヤ支持板１５と
で、ワイヤ電極Ｗを両側から押え込むことで、ワイヤ放
電加工中における上記ワイヤ電極Ｗのあばれやびびりを
確実に規制できる。

【００４４】図９に示すように、ワイヤガイド本体３ａ
内にワイヤ電極Ｗを挿通させ、かつ給電板６を押し付け
るとともに、この押し付け手段としての押し付け治具７
および押し付け圧力を測定する測定具８を備えることは
基本的に同一である。

【００４５】ここでは、ワイヤガイド３とワイヤ走行系
を構成するガイドプーリ４ａとの間に、押し付け用プー
リ１７が介在される。この押し付け用プーリ１７は、一
端部を回動支点１８にしたアーム１９の他端部に設けら
れる。

【００４６】ワイヤ放電加工中は、押し付け用プーリ１
７をワイヤＷに接触させ、これを上記給電板６方向に押
し付ける。したがって、これら押し付け用プーリ１７と
給電板６の押し付け圧力によって加工中のワイヤＷの縦
振動を規制して、給電板６での異常放電を防止できる。

【００４７】図１０（Ａ）に示すように、上下部給電板
６０Ａ，６０Ｂに、ワイヤ電極Ｗとは直交する方向に給
電板を移動付勢する手段である駆動機構２０Ａ，２０Ｂ
を備える。

【００４８】また、ここでは図示しないが、給電板６０
Ａ，６０Ｂは上記押し付け治具７によってワイヤ電極Ｗ
側に押し付けられ、かつこの押し付け具７の押し付け圧
力を測定する測定具８が備えられることは変わりがな
い。

【００４９】そして、図１１に示すように、各給電板６
０Ａ，６０Ｂとワイヤ電極Ｗに直列にスイッチ２１ａ，
２１ｂ，２１ｃを設けるとともに、これらスイッチと上
記被加工物Ａとを抵抗値測定具２２とを接続して、各給
電板６０Ａ，６０Ｂの抵抗値を電気的に検出する回路を
構成する。

【００５０】同図（Ａ）のようにスイッチ２１ａ，２１
ｂ，２１ｃを切り換えることにより、たとえば下部側の
給電板６０Ｂの抵抗値を検出する。同図（Ｂ）のように
スイッチ２１ａ，２１ｂ，２１ｃを切り換えることによ
り、逆に、上部側の給電板６０Ａの抵抗値を検出する。

【００５１】図１０（Ｂ）のフローチャートに示すよう
に、ステップＳ₁ でワイヤＷを走行してワイヤ放電加工
をなす。ステップＳ₂ では、先に説明した検出回路を操
作して、上部給電板６０Ａと下部給電板６０Ｂの抵抗値
を検出する。

【００５２】つぎにステップＳ₃ で測定した各給電板６
０Ａ，６０Ｂの抵抗値を比較し、各抵抗値に差異がある
場合（Ｎｏ）は、ステップＳ₄ において制御部１０は押
し付け治具７に対する押し付け圧力を除去するよう指示
信号を送る。

【００５３】ステップＳ₅ で駆動機構２０Ａ，２０Ｂを
作動させ、ワイヤ電極Ｗに対する給電板６０Ａ，６０Ｂ
の位置を移動する。この移動量は、上下部給電板６０
Ａ，６０Ｂの抵抗値の差異量に比例する。

【００５４】すなわち、各給電板６０Ａ，６０Ｂのワイ
ヤ電極Ｗに対する接触状態が電気的に大きく異なる場合
や、各給電板６０Ａ，６０Ｂの押え力を自動的に調整
し、かつ再度抵抗値を測定しても事態が改善しない場合
は、給電板６０Ａ，６０Ｂが摩耗したと判断して、ワイ
ヤ電極Ｗに対する給電板の接触位置を変更する。

【００５５】また、ステップＳ₃ において上下部給電板
６０Ａ，６０Ｂの抵抗値が近似していると判断（Ｙｅ
ｓ）した場合は、ステップＳ₆ に移ってワイヤ放電加工
が再び開始される。

【００５６】

【発明の効果】以上説明した本発明のワイヤ放電加工装
置によれば、給電板とワイヤが適正に接触できるように
なり、従来のような給電板の消耗を削減し、かつ給電板
からの供給電流の減少による加工速度の低下、異常放電
を確実に防止して、加工精度の高い、しかも効率的な加
工が可能となるなどの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す、ワイヤ放電加工
装置を構成する加工槽を模式的に表す図。

【図２】同実施の形態の、ワイヤガイドと、その制御構
成を示す図。

【図３】同実施の形態の、ワイヤガイド主要部の斜視
図。

【図４】他の実施の形態の、ワイヤガイド主要部の斜視
図。

【図５】さらに異なる他の実施の形態の、ワイヤガイド
主要部の斜視図。

【図６】さらに異なる他の実施の形態の、ワイヤガイド
主要部の斜視図。

【図７】さらに異なる他の実施の形態の、ワイヤガイド
の概略の縦断面図。

【図８】さらに異なる他の実施の形態の、ワイヤガイド
主要部の斜視図。

【図９】さらに異なる他の実施の形態の、ワイヤガイド
とその周辺部の構成図。

【図１０】（Ａ）は、さらに異なる他の実施の形態の、
ワイヤガイド主要部の斜視図。（Ｂ）は、給電板の位置
を調整するフローチャート図。

【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、同実施の形態の電気
回路図。

【図１２】従来のワイヤ放電加工装置の一部斜視図。

【符号の説明】

３…ワイヤガイド、 Ｗ…ワイヤ電極、 ６…給電板， ７…押し付け治具， ８…測定具、 １０…制御部。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定
   の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ電極を被
   加工物に対向し、これらワイヤ電極と被加工物間に電圧
   を印加して放電させ、被加工物を溶融加工するワイヤ放
   電加工装置において、 上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給電
   部と、 この給電部をワイヤ電極に対して押し付ける手段と、 この押し付け手段による押し付け圧力を調整する手段
   と、 上記押し付け手段による押し付け圧力を測定する手段
   と、を具備したことを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 【請求項２】複数のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定
   の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ電極を被
   加工物に対向し、これらワイヤ電極と被加工物間に電圧
   を印加して放電させ、被加工物を溶融加工するワイヤ放
   電加工装置において、 上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給電
   部と、 この給電部をワイヤ電極に対して押し付けるとともに、
   この押し付け圧力を調整する手段と、 この押し付け手段による押し付け圧力を測定する手段
   と、 上記給電部と押し付け手段との間に介在され、ワイヤ放
   電加工中におけるワイヤ電極の振動を減衰させる減衰手
   段と、を具備したことを特徴とするワイヤ放電加工装
   置。
3. 【請求項３】複数のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定
   の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ電極を被
   加工物に対向し、これらワイヤ電極と被加工物間に電圧
   を印加して放電させ、被加工物を溶融加工するワイヤ放
   電加工装置において、 上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給電
   部と、 この給電部をワイヤ電極に対して押し付けるとともに、
   この押し付け圧力を調整する手段と、 この押し付け手段による押し付け圧力を測定する手段
   と、 上記押し付け手段と反対側からワイヤ電極を押し付けて
   挟み込むとともに、この押し付け圧力を調整する支持手
   段と、を具備したことを特徴とするワイヤ放電加工装
   置。
4. 【請求項４】複数のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定
   の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ電極を被
   加工物に対向し、これらワイヤ電極と被加工物間に電圧
   を印加して放電させ、被加工物を溶融加工するワイヤ放
   電加工装置において、 上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給電
   部と、 この給電部をワイヤ電極に対して押し付けるとともに、
   この押し付け圧力を調整する手段と、 これらワイヤガイドの給電部相互の抵抗値を検出する手
   段と、 この検出手段による検知信号を受け、上記ワイヤ電極に
   対する給電部の位置をずらす手段と、を具備したことを
   特徴とするワイヤ放電加工装置。
5. 【請求項５】複数のワイヤガイド間にワイヤ電極を所定
   の張力を与えて走行駆動するとともに、ワイヤ電極を被
   加工物に対向し、これらワイヤ電極と被加工物間に電圧
   を印加して放電させ、被加工物を溶融加工するワイヤ放
   電加工装置において、 上記ワイヤガイドは、ワイヤ電極に電流を供給する給電
   板と、 この給電板をワイヤ電極に対して押し付けるとともに、
   この押し付け圧力を調整する押し付け治具と、 この押し付け治具による押し付け圧力を測定する測定具
   と、 この測定具の検知信号を受け、あらかじめ記憶された標
   準の押し付け圧力と比較し、上記押し付け治具の押し付
   け圧力を制御する制御部と、を具備したことを特徴とす
   るワイヤ放電加工装置。