JPH1177435A

JPH1177435A - 放電加工装置

Info

Publication number: JPH1177435A
Application number: JP26103697A
Authority: JP
Inventors: Motoyoshi Gaya; 基嘉峨家
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 1999-03-23

Abstract

(57)【要約】【課題】加工槽に加工液を貯留して被加工物を浸漬し
て加工するときに、加工液の液面のレベルを加工ヘッド
に追従させるだけでなく、必要により所要のタイミング
で任意の位置に設定し、変更し、調整できるようにする
こと。【解決手段】加工槽１は、固定加工槽１Ａと昇降加工
槽１Ｂを有する。液面調整装置は、３つの槽壁１Ｄが一
体的に組み立てられた昇降加工槽１Ｂにより構成され
る。駆動装置は、機体左右に設けられた昇降装置７、７
により構成され、昇降加工槽１Ｂを垂直方向に移動させ
る。制御装置１００は、エンコーダ９１等の位置検出装
置で検出される昇降加工槽１Ｂの現在位置を認識する。
制御装置１００は、設定装置１０４で設定された任意の
高さに昇降加工槽１Ｂを位置させるべく、昇降装置７、
７を駆動制御する。液面検出装置１０７は、フロートス
イッチＳＥＮＳの信号に応じて液面信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工槽に放電加工
液を貯留して被加工物を浸漬できる放電加工装置に関
し、その加工液の液面のレベルを任意の高さに設定で
き、自動的に変更ないし調整することができる放電加工
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テーブル上に設置された定盤やワークス
タンドを介して取り付けられた被加工物を取り囲むよう
に設けられた槽壁と底面とで構成される加工槽に放電加
工液を貯留して放電加工を行なうようにした形態の放電
加工装置が知られている。この形態の放電加工装置の中
には、加工槽の槽壁が被加工物の取付け及び取外しに代
表される槽壁の周辺における作業の邪魔にならないよう
に、あるいはその以外の種々の利点のために、少なくと
も１つの槽壁を垂直方向に移動できるようにした放電加
工装置がある。

【０００３】加工槽に放電加工液を貯留して放電加工を
行なう場合には、貯留した加工液の液面のレベルが所定
の位置に設定される必要がある。このことは、加工ヘッ
ドの周辺に設けられた本来加工液に浸漬されるべきでな
い部材の腐食や汚損を防止する上で、あるいは油系放電
加工液を使用した場合の火災発生を防止する上で重要で
ある。

【０００４】貯留する加工液の液面の望ましいレベル
は、被加工物の板厚や加工ヘッド周辺の部材の取付状況
など、その時の加工の形態により異なるので、加工する
以前に所要のレベルに液面が位置するように加工液を供
給する必要がある。そのため、加工槽に供給される余分
な加工液が加工槽に設けられた堰板を越えてドレインに
溢出されるように構成し、その堰板の位置を所定の位置
に配置することにより液面のレベルを設定するようにし
ている。

【０００５】加工が徐々に加工深さ方向に進行するよう
な加工では、基本的には液面のレベルも徐々に下げるよ
うに調整すればよい。例えば、加工ヘッドや堰板に設け
られたフロートスイッチなどの液面検出器の検出値に応
じて堰板や加工槽壁を連動させ昇降するように、もしく
はバルブやポンプを連動させ調節するように構成され
る。このような形態の装置は、特公昭６１−５３１８０
号公報、特開昭５９−１５２０２７号公報、特開昭５９
−１９２４２７号公報、特開昭５９−２０５２２２号公
報、特開昭６３−１３４１２６号公報等に開示されてい
る。

【０００６】ところで、その加工の形態によっては、垂
直方向に移動する加工ヘッドの位置が上下に大きく変動
することがしばしば生じるので、加工中に加工の進行に
合わせて液面のレベルが上下に調整される必要がある。
そのためには、上述したような装置の例では十分ではな
く、加工ヘッドの位置に対して液面のレベルが追従され
なければならない。特開昭５８−９４９３５号公報、実
開昭４−５００１８号公報、特開昭６１−２７４８２２
号公報、特開平４−３００１２３号公報、特開平２−２
６４２１８号公報、特開平９−１７４３４０号公報等
に、それを可能にする装置が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような技術に
より、液面のレベルを加工ヘッドの位置に対応させて調
整することが可能になったが、未だいくつかの点で改良
が望まれている。特に、必要なタイミングで、液面のレ
ベルを任意の高さに設定でき、それを変更し、調整でき
れば、放電加工における作業時間が短縮され、その作業
性と作業能率が向上するであろう。例えば、ワイヤ電極
の自動結線を行なうときのように、加工を一時中断する
とともに加工液を排出して作業を行なわなければならな
い場合、自動的に任意の最適なレベルまで加工液を排出
できるとしたら、作業者の負担は軽減され、かつ作業時
間は短縮される。

【０００８】本発明は、加工槽に貯留される加工液の液
面のレベルを加工ヘッドの位置に合わせて変位させるこ
とができる放電加工装置の改良を目的とする。具体的に
は、加工液の液面のレベルを所要の作業状態に応じて任
意に設定可能かつ自動的に変更ないし調整可能な放電加
工装置を提供することを目的とする。その他のいくつか
の本発明により得られる利点は、以下の説明に詳細に記
載される。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した点に鑑みて、本
発明は、加工液を貯留し被加工物（ＷＰ）が配置される
加工槽と、加工液の液面のレベルを調整する液面調整装
置と、その液面調整装置を駆動する駆動装置と、加工液
の液面を検出する少なくとも１つの検出器（ＳＥＮＳ）
と、液面調整装置に対する所望の位置を設定する設定装
置（１０４）と、液面調整装置の現在位置を検出する位
置検出装置と、設定された所望の位置と検出される現在
位置とに基づいて液面調整装置が所望の位置に位置する
ように駆動装置を制御する制御装置（１００）とを含ん
で成る放電加工装置を提供する。

【００１０】好ましくは、垂直方向に移動することがで
きる加工槽（１）の槽壁（１Ｄ）と、槽壁（１Ｄ）を垂
直方向に移動させる昇降装置（７）と、槽壁（１Ｄ）に
対する所望の位置を設定する設定装置（１０４）と、槽
壁（１Ｄ）の現在位置を検出する位置検出装置と、槽壁
（１Ｄ）の現在位置を検出する位置検出装置と、設定さ
れた所望の位置と現在位置とに基づいて槽壁（１Ｄ）が
所望の位置に位置するように昇降装置（７）を制御する
制御装置（１００）とを設ける。より好ましくは、加工
槽（１）から溢出される加工液を回収する補助槽（３）
と、その補助槽（３）と溢出される加工液を機外へ排出
する排液口（５）とを連通し垂直方向に伸縮自在な連通
部材（４）とを設ける。

【００１１】

【作用】設定装置により堰板または加工槽の少なくとも
１枚の槽壁の位置とその位置に位置決めされるをタイミ
ングを任意に設定できる。加工槽内の加工液は、この槽
壁または堰板をオーバフローするので、加工液の液面の
レベルは、この槽壁または堰板を超えない。そして、こ
の堰板または槽壁は、位置検出装置により位置が検出さ
れ、制御装置により駆動制御される。したがって、加工
液の液面のレベルは、所望の高さに設定され、維持さ
れ、変更され、かつ調整される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施の形態の全体
の概略構成が図１、図２、及び図３に示されている。こ
れらの図に示される放電加工装置はワイヤカット放電加
工装置であって、水平方向にワイヤ電極と被加工物とを
相対移動させるＸＹ軸移動装置、ワイヤ電極を傾斜させ
るためにＵＶ軸方向にワイヤ電極と被加工物とを相対移
動させるテーパ加工装置、加工液を加工槽に供給する加
工液供給装置は図中において省略されている。

【００１３】加工槽１は、ベッド２の前部上面に固定さ
れた固定加工槽１Ａと、固定加工槽１Ａの上側に垂直方
向に移動可能に設けられた昇降加工槽１Ｂと、固定加工
槽１Ａに取り付けられ加工槽１の背面側に配置された背
面側槽壁１Ｃと、図示しない底板で成る。液面調整装置
は、その垂直方向の移動により実質的に加工液の液面の
レベルを所定の高さに調整して維持する昇降加工槽１Ｂ
により構成されている。この昇降加工槽１Ｂは３枚の板
状の槽壁１Ｄが一体的に組み立てられて構成され、その
少なくとも１つの槽壁に補助槽３が設けられている。そ
して、その槽壁板の補助槽３との間には切欠が設けら
れ、加工槽１の加工液は、この切欠から補助槽３に溢出
する。

【００１４】補助槽３の底部には開口が設けられ、その
開口は伸縮自在な連通部材４の上面開口と連結されてい
て、加工槽１から溢出した加工液は、連通部材４から排
液口５へと導かれる。固定加工槽１Ａと昇降加工槽１Ｂ
との間隙はシールされていて、加工槽１に貯留される加
工液が漏洩するのを防止している。それでも若干漏洩す
る加工液をワイヤカット放電加工機の機体が設置されて
いる床面へ流下させないために、受液槽６が固定加工槽
１Ａをカバーするように設けられている。なお、受液槽
６の底板は固定加工槽１Ａの底面を含んでいて、換言す
れば加工槽１の底板を兼用している。

【００１５】昇降加工槽１Ｂは、加工槽１の左右側槽壁
面に各々設けられた２つの昇降装置７により所定のスト
ローク内を加工ヘッド８の移動軸（Ｚ軸）と平行な軸線
（以下Ｐ軸と言う）に沿って垂直方向に移動することが
できる。したがって、この実施の形態では、液面調整装
置である昇降加工槽１Ｂを駆動する昇降装置７が液面調
整装置の駆動装置を構成している。

【００１６】昇降装置７の駆動プーリ７Ａを駆動するサ
ーボモータ９は、図１では便宜上機体の外側に描かれて
いるが、この実施の形態における実用上の設計では、図
３に示されるように、ベッド１の空間内に設置される。
このサーボモータ９は、同径のギヤまたはベルト車でシ
ャフト１３Ａに接続される。シャフト１３Ａは、間にユ
ニバーサルジョイント１４挟んで同様のシャフト１３Ｂ
と連結され、シャフト１３Ａとシャフト１３Ｂのそれぞ
れの一端に２つの昇降装置７の各プーリ７Ａが連結され
る。したがって、サーボモータ９の駆動により２つのプ
ーリ７Ａが同時に回転する。

【００１７】機体の上下方向に、ワイヤ電極ＷＥを案内
する一対のワイヤガイドが設けられる。上側ワイヤガイ
ドは、上部アームを含む加工ヘッド８に設けられた上側
ガイド組体１０内に収納されている。上側ガイド組体１
０には、ワイヤ電極ＷＥに給電する図示しない通電体も
収納され、また、ワイヤ電極ＷＥが張架された方向に同
軸に加工液噴流を噴射するノズルが設けられている。下
側ワイヤガイドは、下部アーム１１の先端部に取り付け
られた下側ガイド組体１２に収納されている。下側ガイ
ド組体１２には、上側ガイド組体１０と同様に、通電体
とノズルを含んでいる。

【００１８】被加工物ＷＰは、図３に示されるように、
ワークテーブル１５に取り付けられた治具板１６上に設
置される。なお、ワイヤ電極ＷＥを被加工物ＷＰに対し
て相対移動させる各軸の移動装置は、図１及び図２に描
写された破断されているベッド２の加工槽背面側に搭載
されている。これらの図示しない各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、
Ｕ、Ｖ）の移動装置は、制御装置１００により駆動制御
される。

【００１９】制御装置１００は、少なくとも、演算装置
１０１と、記憶装置１０２と、駆動パルス発生装置１０
３を有する主制御部を具備している。設定装置１０４
は、放電加工装置を制御するのに必要なＮＣデータを含
む種々のデータを主制御部に与える装置である。この設
定装置１０４は、スイッチなどを操作することにより必
要なデータを入力できる装置と外部から必要なデータを
読み込んで入力できる装置とを含んでいる。演算装置１
０１は、この設定装置１０４から得られるデータを一旦
記憶装置１０２に記憶させる。また、演算装置１０１
は、この記憶されたデータと予め既に設定されているい
くつかのデータを利用して所定の演算を行なって、放電
加工装置を制御するための指令信号を出力する。

【００２０】演算装置１０１は、既に設定されているＮ
Ｃプログラムを解読する。そのＮＣプログラム中に含ま
れるワイヤ電極ＷＥと被加工物ＷＰとの相対移動と液面
制御装置である昇降加工槽１Ｂの移動に関係する命令
（コード）について言えば、演算装置１０１で演算され
た移動指令信号が駆動パルス発生装置１０３に出力さ
れ、ここでモータ制御パルスに変換されて、各軸（Ｘ、
Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ）のモータドライバ１０５群及びＰ軸の
モータドライバ１０６に分配出力される。

【００２１】モータドライバ１０６は、駆動パルス発生
装置１０３から出力されるパルス信号に基づいて、昇降
装置７を駆動するサーボモータ９を回転させる所定の電
流をサーボモータ９に出力する。また、モータドライバ
１０６では、エンコーダ９１からのフィードバック信号
が得られると回転速度や位置が補正される。

【００２２】液面調整装置を任意の位置に移動制御する
ためには、制御装置１００がＰ軸の現在位置を認識して
いなければならいので、位置検出装置を設けている。具
体的には、演算装置１０１が図示しないリミット検出器
で検出されるストロークリミットまで液面調整装置を移
動させて、そのとき記憶装置１０２の所定領域に設けら
れた位置の記憶をリセットして機械原点としてセットす
る。そして、この領域を利用して、演算装置１０１から
出力される移動指令信号を機械原点を基準にして加減算
することにより現在位置を記憶させ、常に現在位置を認
識できるように構成されている。機械原点を一度設定し
た後は、記憶が失われたり事故により位置関係が変動し
ない限り、再設定する必要がない。サーボモータに設け
られたエンコーダ９１や図示しない移動装置のスライダ
に併設されたリニアスケールを位置検出装置とする場合
は、これらのフィードバック信号を直接入力する。

【００２３】制御装置１００には、加工槽１内の加工液
に浮上するフロートの移動により電気的にオンオフする
構成のフロートスイッチＳＥＮＳのオン信号に基づいて
液面を検出する液面検出装置１０７と、図示しない加工
液供給装置のポンプや制御バルブに制御信号を出力する
加工液制御部１０８が収納されている。なお、制御装置
１００には、放電加工用の電源回路装置や表示装置など
の必要な装置も含まれているが、ここではその詳細な説
明は省略されている。

【００２４】図４には、加工槽１の固定加工槽１Ａの拡
大された一部分とその周辺の部材の構成がより詳細に示
されている。なお、図４に示される固定加工槽１Ａは、
その正面と左側面であり、その右側は切断して図示を省
略している。

【００２５】固定加工槽１Ａの外壁面には昇降加工槽１
Ｂとの間隙から加工液が漏洩することを防止するために
シール１７がその長手方向に取り付けられている。同様
に、後部槽壁１Ｃが一体的に設けられた固定加工槽１Ａ
の後部の外壁面には、垂直方向にシール１８が設けれて
いる。そして、シール１８よりもさらに機体の後部側の
外壁面には、台座１９を介して昇降装置７のベース７Ｂ
が取り付けられている。また、それとほぼ対称に、図示
されていない右側面についてもシール１７と昇降装置７
が設けられている。

【００２６】固定加工槽１Ａの下側に排液口５を備えた
受液槽６が取り付けられており、固定加工槽１Ａと昇降
加工槽１Ｂとの間隙から漏洩したり事故により昇降加工
槽１Ｂから溢出したりする加工液を回収して、排液管２
０から排出する。受液槽６の左側面側部分には、上部が
開放された排液連絡部材２１が受液槽６の壁面を貫通し
て排液口５に連通するように設置されている。また、固
定加工槽１Ａに溜まった加工液は、図示しないドレイン
バルブを解放することにより、ドレインパイプ２２を通
って排出できる。

【００２７】排液連絡部材２１の上部には連通部材４が
配置され、排液連絡部材２１の開放口に連通部材４の接
合板４Ａがボルトにより締付固定される。連通部材４の
本体４Ｂはベローズで構成され、昇降加工槽１Ｂの上下
の移動に対して伸縮するようになっている。この本体４
Ｂは、耐水布状材やゴム材のように柔軟性もしくは可撓
性を有する材質の部材であれば、形状として断面円形の
ホース状のような形状であってもよいが、可能な限り昇
降加工槽１Ｂの移動を妨げないように、また、加工槽１
全体あるいは昇降加工槽１Ｂ内に貯留された加工液を全
て排出するときでも、比較的短時間にかつスムーズに排
液が行われるように設計されるべきである。さらに、連
通部材４の本体４Ｂの上端部に接合板４Ｃが取り付けら
れて、この接合板４Ｃが補助槽３の底部の開口にボルト
により締付固定される。

【００２８】図５には、加工槽１の昇降加工槽１Ｂの拡
大された一部分と昇降装置７、及びその周辺の部材の構
成がより詳細に示されている。なお、図５に示される昇
降加工槽１Ｂは、その正面と左側面であり、その右側は
切断されて省略されているとともに、図４に示された固
定加工槽１Ａと対応するように描かれている。

【００２９】昇降加工槽１Ｂの左側面に隣接して補助槽
３が設けられている。昇降加工槽１Ｂの補助槽３が設け
られた槽壁には、加工液がオーバフローする切欠とし
て、その槽壁を貫通する貫通孔３Ａが穿設されている。
この貫通孔３Ａの直下には、図示しないフロートスイッ
チが取り付けられている。また、開口３Ｂが設けられた
補助槽３の底部には、図４に示された連通部材４の接合
板４Ｃが締付固定され、その底部の開口３Ｂと連通部材
４の上部開口とが接続している。このとき、昇降加工槽
１Ｂの槽壁の内側は、シール１７とシール１８を挟んで
固定加工槽１Ａと後部槽壁１Ｃとの外壁面に摺接してい
る。

【００３０】昇降装置７は、具体的には、駆動プーリ７
Ａと、ベース７Ｂと、従動プーリ７Ｃと、タイミングベ
ルト７Ｄと、ガイドレール７Ｅと、移動ガイド体７Ｆ
と、ベルトガイドブロック７Ｇと、ガイドブロック取付
体７Ｈとを含んで成る。

【００３１】駆動プーリ７Ａは、サーボモータ９により
回動し、直接的にはタイミングベルト７Ｄを駆動させ、
間接的にはそのタイミングベルト７Ｄを介して後述する
接合部材２３で連結されている昇降加工槽１Ｂを駆動す
る。駆動プーリ７Ａは、台座１９を介して固定加工槽１
Ａと後部槽壁１Ｃに堅牢に固定されたベース７Ｂの下端
側取付孔にその軸部を挿通して回転可能に取り付けられ
る。そして、回転軸が平行に設けられたサーボモータ９
にギアもしくはベルトを介して連結される。この実施の
形態では、図３に示されるように、サーボモータ９を駆
動プーリの回転軸に直結させず、駆動プーリ７Ａと同軸
にシャフト１３を取り付け、このシャフト１３を介して
反対の側面に設けられた別の昇降装置７の駆動プーリ７
Ａも同時に回転させる構成を採用している。このとき、
サーボモータ９は、固定加工槽１Ａを搭載しているベッ
ド２の中空内部に固定されている。

【００３２】従動プーリ７Ｃは、駆動プーリ７Ａと垂直
方向にほぼ同一軸線上に位置するように、ベース７Ｂの
上端側に穿設された取付孔にその軸部を挿通して回転可
能に取り付けられる。そして、駆動プーリ７Ａと従動プ
ーリ７Ｃ間に、ほぼ緊張するように無端のタイミングベ
ルト７Ｄが張架される。

【００３３】図５の左円内には、タイミングベルト７Ｄ
の固定部分の部品の組立状態が示されている。タイミン
グベルト７Ｄの少なくとも内側は、駆動プーリ７Ａと従
動プーリ７Ｃの歯とぴったり噛み合うように連続する歯
が形成されている。一方、ベルトガイドブロック７Ｇに
は、このタイミングベルト７Ｄの連続する歯に噛み合う
連続歯が形成されたベルト保持部材７ＧＡが強固に固定
されている。そして、タイミングベルト７Ｄの連続する
歯とベルト保持部材７ＧＡの連続歯とを噛み合わせた状
態で、ブロック取付体７Ｈとの間にタイミングベルト７
Ｄを挟み込んでブロック取付体７Ｈに押さえつけるよう
にしてブロック取付体７Ｈにベルトガイドブロック７Ｇ
が取り付けられる。このブロック取付体７Ｇは、昇降加
工槽１Ｂと昇降装置７とを連結する接合部材２３に固定
される。

【００３４】ガイドレール７Ｅは、ベース７Ｂの凹部に
垂直方向に敷設され、そのガイドレール７Ｅ上に摺動可
能に移動ガイド体７Ｆが設けられる。移動ガイド体７Ｆ
は、接合部材２３に固定されているので、昇降加工槽１
Ｂと連結される。したがって、移動ガイド体７Ｆと接合
部材２３とでスライダが構成され、移動ガイド体７Ｆが
ガイドレール７Ｅに沿って摺動すると、昇降加工槽１Ｂ
が上下に移動する。

【００３５】図５の右上円内には、昇降装置７と昇降加
工槽１Ｂとを連結する接合部材２３の組立状態が示され
ている。昇降加工槽１Ｂに強固に固定された第１ブラケ
ット２３Ａに嵌まるように、その取付孔とそれに合致す
る第２ブラケット２３Ｂの取付孔にボルトを挿嵌して、
第２ブラケット２３Ｂを締付固着する。第２ブラケット
２３Ｂの別の取付孔は、移動ガイド体７Ｆの取付孔と一
致するように製作されており、これらの取付孔にもボル
トを挿嵌して、第２ブラケット２３Ｂと移動ガイド体７
Ｆが締付固着される。さらに、第２ブラケット２３Ｂの
外側面上にブロック取付体７Ｈを固定する枠材２３Ｃが
取り付けられている。

【００３６】以上に説明されたこの実施の形態の構成に
よれば、いくつかの利点が得られる。例えば、３つの槽
壁１Ｄが一体的に組み立てられた昇降加工槽１Ｂが昇降
することで加工槽の周辺における作業の作業性が向上し
ている。そして、昇降加工槽１Ｂが液面調整装置を構成
するので、別に加工液の液面のレベルを調整する装置が
不要である。加えて、連通部材４は、補助槽３の容量に
合わせて設けられ、昇降加工槽１Ｂの移動方向に伸縮自
在であるから、昇降加工槽１Ｂの移動が妨げられない。

【００３７】また、サーボモータ９の回転による駆動力
は駆動プーリ７Ａを介してタイミングベルト７Ｄにより
接合部材２３に円滑かつ確実に伝達し、接合部材２３を
強固に固定した昇降加工槽１Ｂが移動するようにされて
いる。そして、この接合部材２３と連結される移動ガイ
ド体７Ｆがレールガイド７Ｅ上を摺動走行する構成であ
る。このため、昇降加工槽１Ｂの移動はスムーズで、そ
の位置決め精度もよい。さらに、昇降装置７が加工槽１
の左右両側面に対に設けられ、昇降加工槽１Ｂが移動す
る際に、昇降加工槽１Ｂが傾いて移動ガイド体７Ｆがガ
イドレール７Ｅを齧ったりすることがなく、昇降加工槽
１Ｂはよりスムーズに移動している。

【００３８】図６には、液面検出器の周辺の具体的構成
が示されている。この実施の態様では、フロートスイッ
チＳＥＮＳを加工槽１の外側に設けている。図６に点線
で示されるように、加工槽１の内側に液面検出器を設け
ることも可能であるが、フロートスイッチの場合は、液
面の波高の影響を受けやすいので、好ましくは外側に設
ける。

【００３９】液面検出器は、ここでは、放電加工装置に
おいて最も一般的であるフロートスイッチを採用してい
るが、検出の精度を深く考慮して液面検出器を選択する
のには及ばない。もちろん、機械的な検出か光学的な検
出に関わりなく、精度のよい検出器が選択されるのはよ
いことではある。しかしながら、この種の検出器は、加
工屑などの不純物を含んでいる加工液に浸される可能性
が高いので、むしろ耐久性を基準にして検出器が選択さ
れる方が好ましい。

【００４０】補助槽３の内部に、加工槽１からオーバフ
ローした加工液を一旦溜めてから補助槽３へ導入する液
溜３Ｃが設けられている。液溜３Ｃの大きさはオーバフ
ローした加工液が若干溜まる程度で、その取り付けられ
る位置は貫通孔３Ａとほぼ同じ高さである。液溜３Ｃの
底部には小径の透孔３Ｄが適当数穿設され、そこから液
ための加工液ＷＤを滴下させる（実際には水滴ではなく
水流である）。この透孔３Ｄの大きさと数は、単位時間
中に送液される加工液の量より流下する加工液ＷＤの量
が少ないように設計される。このため、加工液の波高の
変動のような加工槽１に貯留された加工液の状態に関わ
りなく、液面のレベルＬＷを検知することができる。な
お、図６で明らかな通り、貫通孔３Ａが固定加工槽１Ａ
に設けられているシール１８を超えるところまで昇降加
工槽１Ｂが下降することは許されない。

【００４１】したがって、昇降加工槽１Ｂが下降する
と、貫通孔３Ａから加工液がオーバフローし、このオー
バフローした加工液は、一旦液溜３Ｃに流入してから補
助槽３に流入するとともに、いくらかの加工液ＷＤが透
孔３Ｄを通って補助槽３に流下する。そして、補助槽３
の加工液は、底部開口３Ｂから連通部材４を通って加工
槽１の外へ排出される。一方、昇降加工槽１Ｂが上昇す
ると、その上昇の速度に対して供給される加工液の送液
量が少ないと液溜３Ｃの加工液は透孔から抜けるので、
フロートスイッチＳＥＮＳはオフする。加工液の送液量
が多いと、昇降加工槽１Ｂが下降しているときと同じよ
うに、貫通孔３Ａから加工液がオーバフローするので、
フロートスイッチＳＥＮＳはオンしている。

【００４２】図７には、これまで説明した実施の形態の
装置における加工液の液面のレベルの設定、変更、及び
調整に関する制御装置の動作の一例が示されている。こ
れらの図に示された動作は、制御装置１００が行なう多
数の動作の中から抽出されたものであって、ここに含ま
れない別の動作と同時にあるいは交互に、さらには組み
合わされて実行されることがある。また、これらの図に
適宜制御装置以外の装置の動作を含めて説明する。な
お、必要に応じて説明に用いられる装置や部材の符号
は、図１ないし図６における符号が参照される。

【００４３】まず、被加工物ＷＰを加工槽１のワークテ
ーブル１５上に治具板１６等により固定して設置する
（Ｓ１）。次に、Ｚ軸とＰ軸の仮の原点の設定を行なう
（Ｓ２）。このとき、この例では、Ｚ軸は上側ワイヤガ
イド位置を基準とし、Ｐ軸は昇降加工槽の貫通孔３Ａの
オーバフロー位置を基準としている。仮の原点は、通常
機械原点でよい。

【００４４】続いて、制御装置１００を動作させる上で
必要なモードを設定する（Ｓ３）。これらの設定データ
は、設定装置１０４から作業者により入力される。作業
者に入力されなければ決定できないデータ以外で作業者
の入力がない場合は、初期条件として与えられている情
報が設定値とされる。これらの内容に関する詳細な説明
は省略するが、後述する説明で設定値が必要であるもの
についても、このとき設定される。例えば、ワイヤ電極
の断線後の自動結線と復帰などの一時停止の際の回避処
理モードの選択と数値などがある。

【００４５】ワイヤ電極と被加工物との相対的な位置出
しと垂直出しが行われる。そして、各軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ、
Ｕ、Ｖ、Ｐ）のＮＣプログラムの座標系と座標原点の設
定を行なう（これらのＮＣコードの説明は省略する）。
このとき、昇降加工槽は、被加工物に対して相対位置を
直接は検出できない（光学センサを設置していれば別で
ある）ので、Ｚ軸との相対位置関係が予め設定されてい
て、Ｚ軸の原点が設定されたときに自動的に設定される
（Ｓ４）。この相対位置関係は、上側ガイド組体１０に
収納された通電体が加工液に浸される程度に加工液の液
面があることが好ましいとされ、これを初期設定値とす
る。Ｐ軸の座標原点が設定されたら、昇降加工槽を座標
原点に上昇させる。

【００４６】これらの準備作業を終えたら、ＮＣプログ
ラムによる運転を開始する（Ｓ５）。演算装置１０１
は、設定装置１０４で設定されて記憶装置１０３に記憶
されているＮＣプログラムを順次解読する。そして、演
算装置は、順次解読されたＮＣコードの指令に従って、
各種の制御装置へ指令信号を出力する。ＮＣプログラム
の実行は、その解読と並行して行われていて、以下の工
程の実行中も、Ｎプログラムの解読は行われている。

【００４７】放電加工の開始前にＰ軸の移動指令に関す
るＮＣコード「Ｇ００Ｐ…」（位置決め）がプログラ
ムされていることがある（Ｓ６）。この場合は、その移
動指令に従ってサーボモータ９を駆動し、昇降加工槽１
Ｂを移動させる（Ｓ７）。放電加工の開始以前にＰ軸の
移動指令に関するＮＣコードがプログラムされている例
としては、上述した加工ヘッドに対する加工液の液面の
相対位置関係の初期設定を変更するケースがある。例え
ば、「Ｇ００Ｐ１０；」（アブソリュート、＋を下方
向とする）とプログラムされていれば、Ｚ軸を移動させ
ずにＰ軸だけを１０ｍｍ下降させることで、加工ヘッド
に対する加工液の液面の位置を１０ｍｍ下げることがで
きる。

【００４８】次いで加工槽に加工液を供給する（Ｓ
８）。ＮＣプログラムによる運転では、加工液を供給す
るＮＣコード「Ｔ８４」（ポンプオン）に従って、加工
槽１に加工液を供給する。なお、加工液を供給するＮＣ
コードがプログラムされていなくても、モードが設定さ
れていれば（被加工物を浸漬して加工するモード）、Ｎ
Ｃプログラムによる運転を開始したときに自動的に供給
される。このとき、加工液の供給をＮＣプログラムによ
らないときは、処理を一時停止させるＮＣコード「Ｍ０
０」をプログラムしておき、ＮＣプログラムによる制御
を一時中断して加工液を供給する操作を行なう。加工液
の供給に際しては、図示しない加工液供給装置のポンプ
もしくは制御バルブを制御することにより、供給される
単位時間当たりの加工液の量が切換可能であったとする
ならば、作業時間の短縮のために、このときに供給され
る量は多く設定されるべきであり、ここではそれを「急
送」と呼ぶことにする。

【００４９】フロートスイッチＳＥＮＳが加工液により
オンして液面検出装置１０７から検出信号（以下、液面
信号と言う）が出力されると（Ｓ９）、加工液の急送を
停止する（Ｓ１０）。液面検出器により加工液の送給を
自動的に停止させることは、この種の加工液の供給にお
いて考えられる無駄やＰ軸の設定ミスを含む不測の事故
に対して有益である。

【００５０】ここで、「昇降加工槽の上昇」（Ｓ４）及
び「加工液の急送」（Ｓ１０）の工程は、図７に示され
る順序通りである必要はない。つまり、これらの工程
は、同時に並行して行なえる。固定加工槽１Ａと昇降加
工槽１Ｂを備えている構成の特徴として、固定加工槽に
加工液が供給されている間に昇降加工槽を上昇させるこ
とができるから、昇降加工槽を所定の原点まで上昇させ
ながら加工液を供給させることが可能である。もっと
も、供給され続けている加工液の液面の上昇の速度に対
する昇降加工槽の上昇の速度を速くするように設計さ
れ、かつ設定されていれば、加工液の液面が原点に到達
する前に、昇降加工槽は原点まで到達する。したがっ
て、加工液を加工槽に充填する作業の時間は相当短縮さ
れ、かつ安全である。ただし、この場合には、例えばＰ
軸の原点設定や位置決めを加工液の供給と同時に行なう
ようにＮＣプログラムを作成するか、あるいは設定装置
１０４の機能として予めこの種のモードを選択的に設定
できるようにしておく必要はある。

【００５１】加工前の準備作業が完了すると、ＮＣプロ
グラムの加工を指令するＮＣコード（例えば、「Ｇ０
１」）にしたがって放電加工が開始される（Ｓ１１）。
その後は、ＮＣプログラムにプログラムされた命令にし
たがって、ワイヤ電極と被加工物とを相対移動させなが
ら被加工物を所望の形状に放電加工する。このとき、Ｎ
Ｃコード「Ｔ８７」（加工液噴流の供給）がプログラム
されていなくても、通常上側ガイド組体１０と下側ガイ
ド組体１２とからワイヤ電極の張架方向と同軸方向に加
工部に向けて加工液噴流を供給する。仮に放電加工自体
にとって加工液の噴流を供給する必要がない場合でも、
貯留された加工液は、蒸発や漏洩により徐々に減少する
ので、加工液が所定量供給され続けることが好ましい。

【００５２】加工中は、順次ＮＣプログラムを解読しな
がらＮＣコードの指令を実行しているが、この間、加工
液の液面が所要のレベルに維持されているかどうかを定
期的に監視している。この監視は、単位時間毎、例えば
１０秒毎に液面検出装置１０７からの信号を得ることで
達成される。そして、もしもフロートスイッチがオンし
ていなかったときは、一旦加工を休止して警報とその対
処方法を表示する（Ｓ１２）。この異常が機械や部品の
故障が原因でない場合は、加工液が供給されフロートス
イッチがオンの状態にされれば回復される。

【００５３】放電加工中の予定されないときに放電加工
が中断されることがある（Ｓ１３）。予定されない中断
としては、例えばワイヤ電極が断線するときがある。こ
のとき、ワイヤ電極の断線のようなしばしば生じるケー
スは、放電加工の中断の原因として全く予測できないも
のでないため、自動的に復帰できるように放電加工の中
断を回避する動作を設定しておくことができる。設定値
によるモードの選択でもサブプログラムを作成しても可
能である。ここでは、予めステップＳ３で放電加工の中
断を復旧する動作としていくつか予測されるものについ
て予め設定しておく。このように、「復旧モード」が設
定されている場合は、所定の復旧作業を実施する（Ｓ１
４）。復旧モードの代表的な一連の動作は、昇降加工槽
を一旦下降させて必要な復旧作業が行なえるようにし
（Ｓ１５）、所定の復旧作業が終了後は（Ｓ１６）、昇
降加工槽を元の位置に戻すことである（Ｓ１７）。その
後は、自動的にＮＣプログラムによる運転が再開される
（Ｓ１８）。

【００５４】例えば、ワイヤ電極の断線のケースでは、
まず、被加工物の板厚などを考慮して設定装置１０４か
ら予め入力されている機械原点を基準にした任意の設定
位置まで、昇降加工槽を自動的に下降させるとともに加
工液を排出する（ワイヤ電極は、加工液により浸漬され
ている場合、スタート孔に挿通できないことがある）。
次いで、上下のワイヤガイドの相対位置がスタート孔に
移動されてワイヤ電極を自動的が結線された後、ワイヤ
電極を断線した位置まで復帰させる。そして、昇降加工
槽を元の位置まで上昇させるとともに加工液を急送し
て、ワイヤ電極が断線する以前の状態に戻す。このよう
になされるので、復旧する時間が短縮される。

【００５５】放電加工中、予定されないときに放電加工
が中断されたときに、その原因が全く予測されないケー
スの場合は（Ｓ１４）、作業者により復旧作業が操作さ
れなければならない（Ｓ１９）。この原因が復旧操作に
より排除されれば、一時中断状態を解除して、放電加工
を再開する。

【００５６】ところで、加工中、Ｚ軸の相対移動指令の
ＮＣコードがプログラムされていたときは（Ｓ２０）、
プログラムされた順序に従い、そのＮＣコードの指令に
従って加工ヘッド、すなわち上側ガイド組体を移動させ
る。このケースは、例えば被加工物の板厚が加工の途中
で変わるような加工の形態で生じる。けだし、加工液噴
流ノズルを含む上側ガイド組体を被加工物の表面に密着
するようにして放電加工を行なう加工方法があるからで
ある。このような場合は、Ｚ軸の相対移動指令のＮＣコ
ードに続いて、たとえＰ軸の相対移動を指令するＮＣコ
ードがプログラムされていなくても、昇降加工槽を上側
ワイヤガイドに追従させて同時に移動させる（Ｓ２
１）。ここでは、この工程の一連の動作を「追従制御」
と呼ぶことにする。

【００５７】追従制御を行なう理由は、第一に、先に加
工ヘッドと昇降加工槽の好ましい相対位置関係を設定し
た後は、通常のワイヤカット放電加工において、途中で
この相対位置関係を解消しなければならない形態の加工
が殆どないからである。また、第二に、加工ヘッドが下
降する方向にＺ軸を移動制御する場合には、加工ヘッド
が加工液中に没することを回避するために、必ず昇降加
工槽も下降させておかなければならないからである。そ
して、第三に、仮に昇降加工槽だけを下降するようにし
たいケースがあっても、このＺ軸に対するＮＣコードの
次にＰ軸の移動に関するＮＣコードをプログラムしてお
けば、可能であるからである。

【００５８】追従制御の工程の詳細な定義の説明は省略
するが、基本的には加工ヘッドの移動方向に関わらず、
適時液面検出装置の液面信号を検出しながら加工ヘッド
を移動させる。そして、液面が検出されて加工ヘッドが
加工液中に没しそうになったら、液面信号がオフするま
では、加工ヘッドと昇降加工槽の移動を停止させるよう
にする。なお、加工ヘッドを下降させる場合には、加工
液の供給は一時停止され、加工ヘッドを上昇させる場合
には、加工液の供給は急送に切り換えられて供給される
方が適切である。

【００５９】放電加工が継続されていて（Ｓ１３）、か
つＺ軸の相対移動指令がない間に（Ｓ２０）、Ｐ軸の相
対移動指令のＮＣコードがプログラムされていたときは
（Ｓ２２）、放電加工を一時中断させてから昇降加工槽
を移動させる（Ｓ２３）。ただし、昇降加工槽だけを上
昇させる場合は、加工ヘッドが加工液中に没して、特に
相対移動機構などが加工液に浸漬される恐れがある。し
たがって、加工ヘッドの移動を伴わない昇降加工槽の上
昇については、これを行なえないようにしておくか、予
め所定のリミットを設定しておいて、そのリミットを越
えない範囲でだけ移動できるようにしておくことが望ま
しい。一般には、図７に示すように、もっぱら、放電加
工中に昇降加工槽を下降させるときに、Ｐ軸の移動指令
のＮＣコードをプログラムしておくのが普通である。

【００６０】昇降加工槽が移動されたら、予定していた
作業を行なう（Ｓ２４）。例えば、繰り返しの放電加工
で、いつも同じような場所で望ましくない加工結果を得
ているとき、予め所定の加工位置で停止させて昇降加工
槽を任意の位置に下降させるようにしておけば、作業者
はその加工位置での加工の状況が確認できる。ここでの
動作は、言わば作業者の自由な思想に基づくものであ
る。しかしながら、放電加工の途中で昇降加工槽だけが
任意の位置に自動的に移動されれば、作業しやすくな
り、また不必要に加工液が排出されることがないので、
時間を含めて無駄が少ない。

【００６１】作業を終えたら、昇降加工槽を元の位置に
復帰させて（Ｓ２５）から、ＮＣプログラムによる運転
を再スタートさせる（Ｓ２６）。なお、昇降加工槽の下
降前と下降後の位置は記憶装置に必ず記憶されていて、
また位置検出装置により常時現在位置が検出されている
から、昇降加工槽の上昇をスタートさせさえすれば、作
業者が特に位置決め作業をする必要がない。

【００６２】これら上述した各動作の一サイクルが実行
された後、放電加工が終了していない場合、または放電
加工が一時停止されていた場合は（Ｓ２７）、放電加工
が継続され、もしくは放電加工が再開される（Ｓ２
８）。

【００６３】放電加工が終了した後、ＮＣプログラムに
よる運転を終了させる前に、昇降加工槽を開放する位置
に自動的に下降するようにすることができる（Ｓ２
９）。これは、ステップ３におけるモード設定の際に任
意の位置が入力されていても、Ｐ軸の移動指令のＮＣコ
ードにより任意の位置に移動するようにプログラムして
おいても、何れの場合であっても可能である。

【００６４】図８には、別の実施の実施の形態の要部が
示されいる。概説すれば、この実施の形態は、加工液の
液面のレベルの設定と調整は、サーボモータを有し加工
ヘッドとは独立して駆動制御可能な堰板を具備したもの
であって、前面の加工槽壁が垂直方向に閉鎖ないし開放
し得る構成となっている。なお、同一もしくは作用的に
類似の部材については、できる限り同一の符号を付して
説明を省略してある。

【００６５】加工槽１は、ベッド上に設置された固定加
工槽１Ａと、前面の垂直方向に移動可能な前面槽壁１Ｄ
と、それ以外の槽壁を一体的に固定とした固定槽壁１Ｅ
で成る。固定加工槽１Ａの前面外壁にはシール部材１７
が設けられ、かつ前面槽壁１Ｄの両端に一致する箇所に
も垂直方向に図示しないシールが設けられていて、固定
加工槽１Ａと前面槽壁１Ｄとの間から加工液が漏出する
のを防止する。このこのとき、補助槽３は移動しないの
で、補助槽３から排液口５へとオーバフローされた加工
液を導く連通部材４１は、必ずしも伸縮するように形成
される必要はない。

【００６６】前面槽壁１Ｄを移動させる昇降装置７は、
図５に示された装置とほぼ同じ構成であって、ベース７
Ｂに回転可能に取り付けられた駆動プーリ７Ａと従動プ
ーリとの間にタイミングベルト７Ｄが張架されている。
前面槽壁１Ｅとタイミングベルト７Ｄは接合部材を含む
スライダ７Ｊで連結されていて、サーボモータ９２の回
転により駆動プーリ７Ａが駆動して、槽壁ガイド２４に
沿って前面槽壁１Ｄを昇降させる。

【００６７】液面検出装置は堰板２５、ナット２６、及
び堰板ガイド２７とで構成されている。また、その液面
検出装置を移動させる駆動装置は、サーボモータ９３と
ボールネジ２８で構成されている。堰板２５は、固定槽
壁１Ｅに形成された切欠部１ＥＡを覆うように設けら
れ、取付板２９に設置されたサーボモータ９３により回
転するボールネジ２８を受けて、堰板２５に取り付けら
れ固定されているナット２５の移動で堰板ガイド２７に
沿って昇降する。堰板２５の加工槽１側の面には、フロ
ートスイッチＳＥＮＳが設けられていて、加工槽１に貯
留された加工液の液面が検出できる。

【００６８】液面のレベルは、図示しない制御装置によ
り堰板２を移動することで任意の高さに調整できる。Ｚ
軸の移動指令もしくはＰ軸の移動指令に従って、図示し
ない制御装置から出力される指令信号により、図示しな
いＺ軸のサーボモータもしくはＰ軸のサーボモータ９３
を駆動する。Ｚ軸の移動指令により加工ヘッドを昇降さ
せるときは、Ｐ軸の移動指令がなくても堰板２５を加工
ヘッドの移動に追従させて移動するなど、各軸の駆動制
御の方式は、基本的に図７と同様である。このとき、前
面槽壁１Ｄにもフロートスイッチを取付けるとともに、
前面槽壁１Ｅを例えば「Ｐ軸」としてＮＣ制御を行なえ
るようにすることもできる。

【００６９】本発明の実施の形態は、以上に説明した通
りであるが、この説明に使用されている装置や部材の名
称によりそれらの装置や部材が限定されるものではな
く、実質的に同じ作用を行なうものを含むことは言うま
でもない。また、上述した制御装置１００とそれに伴う
装置の動作は、これに限らず、本質的に本発明の目的が
達成されればよい。

【００７０】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、加工液の
液面のレベルを正に必要に応じて任意の位置に設定し、
かつ自動的に調整ないしは変更し得るので、放電加工の
作業性がより向上するとともに、作業時間が短縮でき作
業能率が向上する顕著な効果を奏する。このとき、必要
なとき以外は、昇降加工槽を加工ヘッドと同時に移動す
ることができ、また定期的に液面を監視しているので、
加工ヘッドの加工液中に没することが回避されるべき周
辺装置が、加工液に浸ることが回避され得るので安全で
ある

【００７１】加えて、好ましくは、液面検出装置を加工
槽の槽壁により構成し、加工槽の槽壁を必要に応じて任
意の位置に設定し、かつ自動的に調整ないしは変更でき
るようにした場合には、同時に自動的に槽壁を閉鎖ない
しは開放させることができるので、作業性が向上し、ま
た無駄を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の全体構成の概容を示す斜
視図である。

【図２】本発明の実施の形態の加工槽を示す側面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の加工槽を示す平面図であ
る。

【図４】本発明の実施の形態の固定加工槽の要部を示す
斜視図である。

【図５】本発明の実施の形態の昇降加工槽の要部を示す
斜視図である。

【図６】本発明の実施の形態の加工槽及び補助槽を示す
断面図である。

【図７】本発明の実施の形態の制御装置の動作を示すフ
ローチャートである。

【図８】本発明の別の実施の形態の要部を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１、加工槽１Ａ、固定加工槽１Ｂ、昇降加工槽１Ｄ、槽壁２、ベッド３、補助槽４、連通部材５、排液口６、受液槽７、昇降装置７Ａ、駆動プーリ７Ｃ、従動プーリ７Ｄ、タイミングベルト７Ｅ、ガイドレール７Ｆ、移動ガイド体８、加工ヘッド９、９２、９３、サーボモータ９１、エンコーダ１０、上側ガイド組体１２、下側ガイド組体２１、排液連絡部材２２、接合部材２５、堰板１００、制御装置１０７、液面検出装置 1

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加工液を貯留し被加工物が配置される加
工槽と、前記加工液の液面のレベルを調整する液面調整
装置と、該液面調整装置を駆動する駆動装置と、前記加
工液の液面を検出する少なくとも１つの検出器と、前記
液面調整装置に対する所望の位置を設定する設定装置
と、前記液面調整装置の現在位置を検出する位置検出装
置と、前記設定された所望の位置と前記現在位置とに基
づいて前記液面調整装置が前記所望の位置に位置するよ
うに前記駆動装置を制御する制御装置とを含んで成る放
電加工装置。
【請求項２】垂直方向に移動することができる前記加
工槽の槽壁と、該槽壁を垂直方向に移動させる昇降装置
と、前記槽壁に対する所望の位置を設定する設定装置
と、前記槽壁の現在位置を検出する位置検出装置と、前
記槽壁の現在位置を検出する位置検出装置と、前記設定
された所望の位置と前記現在位置とに基づいて前記槽壁
が前記所望の位置に位置するように前記昇降装置を制御
する制御装置とを含んで成る請求項１に記載の放電加工
装置。
【請求項３】前記加工槽から溢出される加工液を回収
する補助槽と該補助槽と前記加工液を機外へ排出する排
液口とを連通し垂直方向に伸縮自在な連通部材とを設け
た請求項１に記載の放電加工装置。