JPS61142021A - ワイヤカツト放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤカット放電加工装置に関し、特に加工部
分にワイヤ電極を往復させて加工を行なうよう構成した
新規なワイヤカット放電加工装置に関する。

〔従来の技術〕

放電加工装置は、被加工体に対して機械力を直接的に作
用させて加工を行なう通常の機械加工と異なり、被加工
体と電極を僅かな間隙を保って対向させ、当該間隙に加
工液を介在せしめつ一両者間に電圧パルスを印加し、そ
の際に生じる放電侵蝕現象を利用して加工を行なう非接
触加工である。

従って、被加工体が導電性の材料であれば、その硬度等
に関係なく、如何なる複雑、微細な形状をも加工するこ
とができ、また被加工体及び電極に加わる力が機械加工
に比べて著しく小さいので、薄い板や管、細い線の加工
も容易に行なうことができる。

特に、ワイヤ電極を用いて、放電加工により被加工体を
切断または切抜き孔明は加工するワイヤカット放電加工
装置は、型彫り形式の放電加工装置に比べると特定形状
の電極が不要であり、また加工液として脱イオン水を用
いるため、発火の危険性がなく、更にまた、ＮＣ装置の
発達に伴い被加工体とワイヤ電極間の任意の加工送りを
長時間無人で行ない得るため、製作費の原価低減、製作
期間の短縮等を図ることができ、抜型や押出型など貫通
タイプのダイの加工等を目的として今日広く利用されて
いる。

而して、従来公知のワイヤカット放電加工装置に於ては
、ワイヤ電極供給ドラムから引き出された１本のワイヤ
電極を、各種ガイドローラ等を経て加工部分に導き出し
、当該加工部分に於いては被加工体と所定の加工間隙を
保った状態で一対の電極位置決め用のダイス等の案内（
通常は、加工部分へ向けてカラムから伸長した一対のア
ームの先端部内にそれぞれ取り付けられてむ′る。）間
に所定の張力で直線状に張架せしめ、加工部分を通過し
た使用後の電極は電極回収ドラムに巻き取ったり、回収
箱に廃棄するようにしていた。そのため、被加工体と対
向せしめられる加工部分に於いては、単に１本のワイヤ
電極が直線状に張架された状態でゆっくりと走行せしめ
られるようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の如く、従来公知のワイヤカット放電加工装箔に於
ては、加二「部分には１本のワイヤ電極しか存在せず、
この１本のワイヤ電極で加工が行なわれるようになって
いるため、加工効率が必ずしも充分でなく、また、放電
圧力によってワイヤ電極が加工進行方向と反対側へ弓状
に撓むため加工輪郭形状の角部や小半径円弧部分等で加
工精度が低下するという問題点があった。更にまた、加
工開始時には、ワイヤ電極を各種ガイドローラ間に引き
廻したり、電極位置決めダイスに挿通したりしたりする
必要があるが、この作業は加工中ワイ　。

中電極が切断した場合や、連続して複数の部品の切抜き
加工を行なうような場合等にはその都度やり直す必要が
あり、大変面倒であった。

更にまた、ワイヤ電極が１本であると、ワイヤ電極と被
加工体間に形成される加工間隙内に加工液を充分に供給
できず、このため加工精度が低下したり、充分な冷却効
果が得られず大電流によって効率の良い加工を行なうこ
とができないという問題があった。また、加工部分を通
過中のワイヤ電極は放電により次第にその外周面が損耗
して鋸歯状となり、そのため被加工体が厚手のものであ
　　　　゛る場合には良好な仕上げ加工を行なうのが困
升であるという問題もあった。

本発明は、これら多くの問題点を解決するためなされた
ものであり、その目的とするところは、加工効率及び精
度が向上し、ワイヤ電極の引廻し作業も自動的に目一つ
容易に行ない得、更には良好な仕上げ而も得られる新規
なワイヤカット放電加工装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

」二記の目的を達成するため、本発明に係るワイヤカソ
ト放電加工装置は、ワイヤ電極の供給及び回収装置を具
備する第１のアーム又は加工ヘッドと、上記第１のアー
ム又は加工ヘッドから供給されたワイヤ電極を折り返し
上記第１のアーム又は加工ヘッドに設けた回収装置に送
り返す電極返送装置を具備する第２のアーム又は加工ヘ
ッドと、ワイヤ電極を上記第１のアーム又は加工ヘッド
から上記第２のアーム又は加工ヘッドの上記電極返送装
置まで引き伸ばして懸け渡す電極返送装置と、被加工体
を保持する装置と、上記被加工体と上記第１及び第２の
アーム又は加工ヘッドの間を往復するワイヤ電極とを互
いに接近対向させる加工送り装置と、上記被加工体とワ
イヤ電極の間に放電用電圧パルスを印加する電源装置並
びに給電機構と、上記被加工体とワイヤ電極が接近対向
せしめられて形成される加工間隙に加工液を供給する装
置とによって構成される。

〔作　用〕

上記の如き構成であると、上記第１のアーム又は加工ヘ
ッドから専き出されたワイヤ電極は、被加工体と対向せ
しめられる加工部分を通過した後、上記第２のアーム又
は加工ヘッドに設けた電極返送装置へ懸け渡され、ここ
で折り返されて再び加工位置を通過した後、上記第１の
アーム又は加工ヘッドへ送り返されるものであるから、
加工部分では往復２本のワイヤ電極が並行して走行せし
められることになる。然るときは、加工液は２本のワイ
ヤ電極と被加工体との間に形成される比較的広い加工間
隙を流れるので加工液の流通が良好となって加工効率が
向上すると共に、２本のワイヤ電極を充分近接又し才接
触させて走行させるようにすれば、ワイヤ電極の全体的
な強度が増大して放電圧力による電極の撓みも解消され
高精度の加工が可能となる。更にまた、上記の如く折り
返した２本のワイヤ電極のうち、第２のアーム又は加工
ヘッドから第１のアーム又は加工ヘッドへ復帰しつ＼あ
る表面の傷んだワイヤ電極で最初の荒加工を行ない、第
１のアーノ・又は加工ヘッドから第２のアーム又は加工
ヘッドへ向かう新規なワイヤ電極で仕上げ加工を行なう
ようにすれば、良好な仕上げ面が得られる。また、加工
開始時等にワイヤ電極を引き廻す場合にも、上記第１の
アーム又は加工ヘッド内で既に電極供給装置から回収装
置まで接続されているワイヤ電極の中間部分を」二記電
極搬送装置で把持して第２のアーム又は加工ヘッドの電
極返送装置に引っ掛けるだけで加工部分への電極の張架
作業が完了するものであるから、その作業は自動的に珪
つ容易に行なわれ得るものである。

〔実　施　例〕

以下、図面に示した実施例を参照しつ＼本発明の構成を
具体的に説明する。

第１図乃至第３図は本発明に係るワイヤカット放電加二
［装置の一実施例に於てワイヤ電極の張設過程を段階的
に示す説明図、第４図乃至第６図はワイヤ電極を第１の
アーム又は加工ヘッドに設けた電極１Ｍ送装置により第
２のアーム又は加工ヘッドに設けた電極返送装置へ引き
渡す過程を段階的に示す一実施例の説明図、第７図及び
第８図は本発明ワイヤカット放電加工装置によるそれぞ
れ異なった加工状況を示す説明図である。

而して、第１図乃至第３図中、１０１はカラム、１０２
は上記カラム１０１に対して図中上下方向へ移動可能に
目、つ加工位置へ向けて伸長するよう設けられた第１の
アーム又は加工ヘッド、１０３は上記カラム１０１に対
して図中上下方向へ移動可能に且つ加工位置へ向けて伸
長するよう設けられた第２のアーム又は加工ヘッド、１
０４はワイヤ電極、１０５はワイヤ電極供給ドラム、１
０６乃至１１２はワイヤ電極供給のためのガイドローラ
、１１３はガイドローラ１１１に対して接離可能に設け
られたブレーキローラ、１１４ば電極折返しローラ、１
１５及び１１６は通電ローラ、１１７及び１１８は電極
位置決め用のダイスや母型等の案内、１１９は上記電極
折返しローラ１１４を第２のアーム側で保持してワイヤ
電極１０４をＵターンさせて第１のアーム１０２側へ送
り返す電極返送装置、１２０及び１２１は押えローラ、
１２２はキャプスタン、１２３はキャプスタン１２２に
対して接離可能に設けられたピンチローラ、１２４乃至
１２６はワイヤ電極回収のためのガイドローラ、１２７
は電極巻取りトラム、１２８は入れ子状に伸縮可能な電
極搬送装置、１２９は分割型の加二「液噴出ノズル、１
３０は加工タンク、１３１ば加工タンク内に設けられた
載物台、１３２はＸ軸方向移動テーブル１３３及びＹ軸
方向移動テーブル１３４並びにそれらの駆動モータ１３
５及び１３６等から成るクロススライドテーブル、１３
７はベッド、１３８は載物台１３１」二にクランプ等で
固定された被加工体、１３９は通電ローラ１１５を介し
てワイヤ電極１０４と被加工体１３８間に放電加工用の
電圧パルスを印加する電源装置である。

而して、第１図は、加工開始前に於けるワイヤ電極１０
４の張設状態を示しており、このとき、ワイヤ電極供給
トラム１０５から引き出されたワイヤ電極１０４は、ワ
イヤ電極供給のためのガイドローラ１０６乃至１１１を
経て、これから直接キャプスタン１２２及びピンチロー
ラ１２３へ導かれ、次いで電極回収のためのガイドロー
ラ１２４乃至１２６を経て電極巻取りドラム１２７に回
収されるよう接続されている。

このとき、ガイドローラ１０７．１０９並びにブレーキ
ローラ１１３はいずれもそれぞれに対応するガイドロー
ラ１０５．１０８．１１１から離れており、押えローラ
１２１もガイドローラ１１２から離れ、通電ローラ１１
５と１１６も互いに離れ、押えローラ１２０も第３図に
示すような加工中に於ける位置よりも図中右側へ変位し
た状態にある。また、電極位置決め用の案内１１７及び
１１８として、例えば特願昭５８−１９４９５２号、同
５Ｂ　−２１０３７４号等に記載の接離や回動による開
閉型のダイスや棋聖等の案内１１７及び１１８は、開離
操作又は図中左側へ退避せしめられ、分割型加工液噴出
ノズル１２９も開いた状態にある。

更にまた、加工中は電極返送装置１１９側に移動して保
持される折返しローラ１１４も、第１図に示す状態に於
てば電極搬送波Ｗ１２８の先端に取り付けられた状態に
ある。

而して、加工を開始するに当たっては、油圧或いはモー
タ等を力源として伸縮する入れ予成の電極搬送波ｆｆ１
２８を、第２図に示す如く徐々に伸長させる。然るとき
は、ガイドローラ１１１とキャプスタン１２１の間に張
設されているワイヤ電極１０４は、電極搬送装置１２８
の先端に取り付けられている電極折返しローラに電ｗ８
１１４に引っ掛けられて図中下方へ引き伸ばされる。そ
の際、ガイドローラ１０７，１０９並びにブレーキロー
ラ１１３等はそれらに対応するガイドローラ１０５，１
０８．１１１から離れているため、ワイヤ電極１０４は
電極搬送装置１２８の伸長に伴って供給ドラム１０５か
ら自由に引き出される。折返しローラ１１４の外周には
、ワイヤ電極が脱落しないようにこれを保持し且つガイ
ドするための溝が形成されている。

而して、電極搬送装置１２８が伸長してその先端が第２
のアーム又は加工ヘッド１０３内に設けた電極返送装ｆ
ｆ１１９に達すると、折返しローラ１１４は電極搬送装
置の先端から離脱し、返送装置１１９によって捕捉され
る。その間の様子を、第４図乃至第６図の実施例を参照
しつ一説明する。

これらの図には、電極返送装Ｎ１１９の構成の一実施例
と電極搬送装置１２８の先端部分の構成の一実施例が示
されており、図中、１２８ａは入れ予成電極搬送装Ｗ１
２８の最先端ロンド、１２８ｂは上記ロンドの先端に取
り付けられた電磁石ホルダ、１２８Ｃは電磁石の鉄芯、
１２８ｄはコイル、１２Ｆｌｅ、１２８ｅ　　（図では
その一方のみを描いである。°）はその一端が上記鉄芯
１２８ｃの磁極に固着されると共に他端には電極折返し
ローラ１１４の軸１１４ａを吸着するための凹部１２Ｆ
Ｉａ’が形成されたローラ吸着子であり、また、電極返
送装置１１９中、１１９ａはケーシング、１１９ｂは」
二記ケーシングに対して回動自在に軸支された枠体、１
１９ｃは上記枠体の回動輪に上記枠体と共に伺転するよ
う固着された歯車、１１９ｄは中間歯車、１１９ｅはモ
ータ１１９ｆの回転軸に固着されると共に上記中間歯車
１１９ｄに噛み合わせられたウオームギア、１１９ｇは
電磁石、１１９ｈ、１１９ｈ　　（図ではその一方のみ
を描いである。）はその一端が上記電磁石１１９ｇの磁
極に固着されると共に他端には電極折返しローラ１１４
の軸１１４ａを吸着するための凹部１１９ｈ’が形成さ
れたローラ吸着板、１１９１はケーシング１１９ａ内面
側壁に取り付けられた電磁石、１１９３Ｌま枠体１１９
ｂが閉じられたとき電磁石１１９１に吸着されて枠体が
開くのを防止する鉄材である。

而して、第４図に示す如く、ワイヤ電極１０４を巻き掛
けた折返しローラ１１４が、電極搬送装置１２８の先端
に設けた電磁石形式の吸着子１２８ｅ、　１２８ｅに吸
着された状態で電極返送装置１１９に接近して来る過程
では、折返しローラ１１４の進行を阻害しないよう電極
返送装置１１９の枠体１１９ｂは上に持ち上げて開いた
状態にしてお（。電極搬送装置１２８が更に伸長して、
第５図に示す如く折返しローラ１１４の軸１１４ａが電
極返送装置１１９のローラ吸着板１１９ｈの先端の凹部
１１９ｈ’に受容されると、電極搬送装置に取り付けら
れている電磁石のコイル１２８ｄへの通電を断ち、代わ
りに電極返送装置１１９側の電磁石１１９ｇに通電を行
なって、折返しローラ１１４の軸１１４ａを電磁石１１
９ｇのローラ吸着板１１９ｈ、１１９ｈに吸着させる。

従って、この時点で電極搬送装置１２Ｂを収縮させると
、折返しローラ１１４は搬送装ｆｉ！１２８のローラ吸
着子１２８ｅ　、　１２８ｅから離脱し、電極返送装置
１１９側のローラ吸着板１１９ｈに吸着された状態で残
される。次いで、モータ１１９ｆを作動させて第６図に
示す如く枠体１１９ｂを閉じ、電磁石１１９１に通電を
行なって枠体に設けた鉄材１１９ｊをこれに吸着させる
。然るときは、ワイヤ電極１０４に張力が加えられても
、枠体１１９ｂは閉じられた状態を維持し、これによっ
て折返しローラ１１４は電極返送装置１１９側に保持さ
れる。

以上の如くして、折返しローラ１１４が第２のアーム又
は加工ヘッド１０３に設けた電極返送装Ｗ１１９の側へ
移動、保持せしめられると、ワイヤ電極１０４は第１の
アーム又は加工ヘッド１０２と第２のアーム又は加工ヘ
ッド１０３との間を往復する状態でＵ字状に張設せしめ
られる状態となる。

然る後、第３図に示す如く、入れ予成の電極１ｕｌｌ送
装置１２Ｂを完全に縮退せしめ、次いで押えローラ１２
０及び１２１を図中左方向へ移動させて第１及び第２の
アーム又は加工ヘッド間で往復張架されているワイヤ電
極を互いに接近、接触させると共に、ガイドローラ１０
７．１０９並びにブレーキローラ１１３をそれぞれガイ
ドローラ１０５．１０８．１１１に当接せしめ、通電ロ
ーラ１１６も左側へ移動させてもう極位置決めダイス１
１７及び１１８を図中右方向へ変位せしめてワイヤ電極
を一定位置に保持せしめ、キャプスタン１２２を回転さ
せることによりワイヤ電極をゆっくりと走行せしめる。

次いで、分割型加工液噴出ノズル１２９を閉じて加工液
の供給を開始し、電源装Ｗ！１３９を作動させてワイヤ
電極１０４と被加工体１３８間に電圧パルスを印加すれ
ば加工可能な状態となるので、クロススライドテーブル
１３２のモータ１３５及び１３６を図では省略した数値
制御装置の指令に基づき駆動してワイヤ電極１０４と被
加工体１３８間に所定の間隙を保ちつ一加工送りを行な
えば、被加工体に対して所望の形状の放電加工が遂行さ
れるものである。

而して、以上の如きワイヤ電極張設のための一連の作業
に於て、ガイドローラ１０７．１０９やブレーキローラ
１１３の動き、押えローラ１２０，１２１や通電ローラ
１１６の動き、電極位置決め案内１１７．１１８の動き
やその開閉作動、分割型加工液噴出ノズル１２９の開閉
動作、電極搬送装置１２８や電極返送装置１１９の作動
等々は、上記数値制御装置に組み込まれたプログラムに
従って所定の順序で遂行されるよう制御されるものであ
る。

なお、上記の説明では、加工開始前に於けるワイヤ電極
１０４は、第１図に示す如く、電極供給ドラム１０５か
らガイドローラ１０６乃至１１】を経て、これから直ち
にキャプスタン１２１、ガイドローラ１２４乃至１２６
を経由して電極巻取りドラム１２７へ回収されるよう張
設されていることを想定したが、もし加工の途中でワイ
ヤ電極が加工部分近くに於て切断されたような場合には
、ガイドローラ１１１及びブレーキローラ１１３よりも
下流側に残されている当該切断されたワイヤ電極の一端
を適宜の電極捕捉機構で保持してキャプスタン１２１と
ピンチローラ１２３との間に導くようにすれば、ワイヤ
電極は再び第１図に示されたように張設されるものであ
るから、以下前記と同様の手順により電極搬送装置１２
８等を作動させて、ワイヤ電極を第１のアームと第２の
アームとの間に往復張架せしめることができる。

而して、第１及び第２のアーム又は加工ヘッド間を往復
する形で張架せしめられたワイヤ電極１０４による加工
の状態を、第７図により説明すれば、同図には、第１の
アーム又は加工ヘッドから第２のアーム又は加工ヘッド
へ向けて走行せしめられるワイヤ電極１０４ａ　（往き
側電極）と、第２のアーム又は加工ヘッドで折り返され
て第１のアーム又は加工ヘッドへ復帰するワイヤ電極１
０４ｂ　（戻り側電極）とが互いに充分近接乃至は接触
せしめられた状態で被加工体１３８に対する加工を行な
っている状態が示されている。この場合の加工送りは、
第２のアーム又は加工ヘッドから第１のアーム又は加工
ヘッドへ復帰するワイヤ電極１０４ｂが加工進行方向に
於て前側になるようにして加工を行なう。

然るときは、ワイヤ電極１０４ａと１０４ｂと被加工体
１３８との間に比較的広い加工間隙１４０．１４０が形
成されるため、加工液はこの間隙部分を円滑に流通し、
そのため冷却効果が増進されワイヤ電極に大電流を通じ
つ＼効率良く加工を行ない得る。更にまた、ワイヤ電極
は加工部分を２回通過せしめられることによりその表面
が粗れてくることになるが、上記の如く第２のアーム又
は加工ヘッドから第１のアーム又は加工ヘッドへ復帰す
るワイヤ電極１０４ｂを加工進行方向に於て前側になる
ようにして加工を行なうようにすれば、表面の粗れたワ
イヤ電極１０４ｂにより最初の荒加工が行なわれ、次い
で表面の粗れていないワイヤ電極１０４ａによって仕上
げ加工が行なわれるので、仕上げ状態の良好な加工が効
率良く行なわれる。

更にまた、例えば第８図に示す如く、往復するワイヤ電
極１０４ａ及び１０４ｂの配置を加工進行方向に対して
略直角となるようにして加工を行なえば、加工進行方向
前方に比較的広い加工間隙１４１が形成されるので、こ
の場合も冷却効果が増大し、大電流によって効率の良い
加工を行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、加工液は２本のワイヤ電極と被加工体との間に形成
される比較的広い加工間隙を流れるため加工液の流通が
良好となって冷却効果が増進され加工効率が向−１ニす
ると共に、２本のワイヤ電極を充分近接乃至は接触させ
て走行させるようにすれば、全体的なワイヤ電極の強度
が増大して放電圧力による電極の撓みも解消され高精度
の加工が可能となる。また、往復２本のワイヤ電極の配
置を加工進行方向に対して適切に設定することにより荒
加工と仕上げ加工が同時に効率良く行なわれる。更にま
た、加工開始時やワイヤ電極切断時等にワイヤ電極を引
き廻す場合にも、上記第１のアーム又は加工ヘッド内で
既に電極供給装置から回収装置まで接続されているワイ
ヤ電極の中間部分を上記電極搬送装置で把持して第２の
アームの電極返送装置に引っ掛けるだけで加工部分への
電極の張架作業が完了するものであるから、その作業は
自動的に目、つ容易に行なわれ得るものである。

なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるもので
はない。即ち例えば、電極搬送装ｆｔ！Ｚ］２８は必ず
しも入れ千秋の伸縮形式のものでなくとも良く、中に１
本のロッドを昇降させるようなものでも良い。加工液噴
出ノズル１２９も、第１のアーム又は加工ヘッドのみで
なく第２のアーム又は加工ヘッドにも取り付けるように
することが推奨される。電極返送装置１１９についても
、ワイヤ電極１０４を第２のアーム又は加工ヘッド側で
折り返して第１のアーム又は加工ヘッド側へ返送できる
ような構成のものであれば、その形態は任意のもので良
い。例えば電極折返しローラ１１４を電＄ｉＡｉヌ送装
置１１９に始終固定された状態のものとし、電極Ｉ駁送
装置１２８の最先端ロッド１２８ａに引掛けたワイヤ電
極、又は前記ロッド１２８ａを細長いパイプとして該パ
イプ内外に折返し送行させるワイヤ電極を、前記固定の
折返しローラ１１４に引掛けるような構成とすることが
でき、又案内１１７．１１８は近接開閉等する開閉型の
棋聖やダイス状ガイドであっても良い。更にまた、上記
実施例に於ては、使用済みのワイヤ電極を電極巻取りド
ラム１２７に回収するようにしたが、回収箱にｒｆｆ、
接廃棄するようにしても良い。従って、本発明は上記の
説明から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施例
を旬摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係るワイヤカット放電加工
装置の一実施例に於てワイヤ電極の張設過程を段階的に
示す説明図、第４図乃至第６図はワイヤ電極を第１のア
ーム又は加工ヘッドに設けた電極搬送装置により第２の
アーム又は加工ヘッドに設けた電極返送装置へ引き渡す
過程を段階的に示す一実施例の説明図、第７図及び第８
図は本発明ワイヤカット放電加工装置によるそれぞれ異
なった加工状況を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワイヤ電極の供給及び回収装置を具備する第１のアーム
   又は加工ヘッドと、上記第１のアーム又は加工ヘッドか
   ら供給されたワイヤ電極を折り返し上記第１のアーム又
   は加工ヘッドに設けた回収装置に送り返す電極返送装置
   を具備する第２のアーム又は加工ヘッドと、ワイヤ電極
   を上記第１のアーム又は加工ヘッドから上記第２のアー
   ム又は加工ヘッドの上記電極返送装置まで引き伸ばして
   懸け渡す電極搬送装置と、被加工体を保持する装置と、
   上記被加工体と上記第１及び第２のアーム又は加工ヘッ
   ドの間を往復するワイヤ電極とを互いに接近対向させる
   加工送り装置と、上記被加工体とワイヤ電極の間に放電
   加工用電圧パルスを印加する電源装置並びに給電機構と
   、上記被加工体とワイヤ電極が接近対向せしめられて形
   成される加工間隙に加工液を供給する装置とを備えたこ
   とを特徴とするワイヤカット放電加工装置。