JPS6154530B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤカツト放電加工機に関し、特に
被加工物とワイヤ電極とが微小間隙を介して対向
する放電加工部の上、下に設けられる上ヘツドと
下ヘツドとからなりワイヤ電極を縦方向に案内す
るワイヤ電極案内装置の改良に関する。

一般にワイヤカツト放電加工機は被加工物とワ
イヤ電極とを微小間隙を介して対向させ、これら
両者に通電して上記微小間隙に放電させるととも
に被加工物とワイヤ電極とを相対的に移動させて
被加工物を放電のエネルギーによつて加工するも
のである。ワイヤ電極はその収納リールから被加
工物と対向する放電加工部を通過してワイヤ電極
巻上げローラに向け常時送られ、放電時の電極消
耗による断線事故の発生を予防する処置が採られ
ている。また従来よりワイヤカツト放電加工機に
おいては、放電加工部の上・下にワイヤ電極案内
装置を設け、この案内装置によつてワイヤ電極を
縦方向に案内し、常に被加工物とワイヤ電極との
間の微小間隙を介した対向配置を一定の状態に維
持することにより放電加工精度を保つ構成が採ら
れている。そしてこのワイヤ電極案内装置は同時
にワイヤ電極に対する冷却水の供給や放電加工部
に対する加工液の供給の手段をも有し放電加工を
安定化している。然しながら放電加工部において
放電エネルギーの変動やワイヤ電極の線材の不均
一性などのため断線事故の発生を完全に回避する
ことは困難である。このために断線事故の発生時
に一時的にワイヤ電極案内装置のワイヤ電極通路
を拡張してワイヤ電極新線の自動装填を行い得る
ようにする構造としてワイヤ電極案内装置の一部
を往復可動構造にしたものが既に従来から必須の
構造として提供されている。しかし、この従来の
ワイヤ電極案内装置では冷却水や加工液が上述の
往復可動構造部に多量に付着するままの構造であ
るために結果的に長時間のうちに錆の発生を回避
することができず、これを敢えてステンレス材料
の利用によつて錆防止を図ればコスト高を招く不
具合があつた。

依つて本発明の目的は上述のような不具合を排
したワイヤ電極案内装置を提供することにあり、
特に往復可動構造部にベローズ機構を設けて動作
要素を密封空間内に内蔵し、水漏れ防止を図ると
共に該往復可動構造部のアクチユエータをも形成
するようにしたワイヤカツト放電加工機のワイヤ
電極案内装置を提供するものである。

本発明に依れば、被加工物とワイヤ電極とを微
小間隙を介して対向させ、これら両者に通電して
上記微小間隙に放電させるとともに被加工物とワ
イヤ電極とを相対的に移動させて被加工物を加工
するワイヤカツト放電加工機における前記被加工
物とワイヤ電極との対向部の上・下に設けられた
上ヘツドと下ヘツドを有しワイヤ電極の縦方向送
りを案内するワイヤ電極案内装置であつて、前記
上・下の各ヘツドは、ベースと、前記ベースに設
けられワイヤ電極に通電する給電子と、前記ベー
スに設けられＶ溝にワイヤ電極を押し付けること
によりワイヤ電極の横方向の位置を規制するＶ溝
付ワイヤガイドと、前記給電子と前記Ｖ溝付ワイ
ヤガイドとの間に位置し横方向に移動可能に設け
られワイヤ電極を前記給電子と前記Ｖ溝付ワイヤ
ガイドに押し付けるＶ溝付ワイヤ電極押えと、前
記ベースに設けられ放電加工部に加工液を供給す
る固定加工液ノズル台とこれに横方向から移動可
能に設けられた可動分割ノズル部とで形成された
加工液ノズルと、前記ベースの突起部を案内とし
て前記Ｖ溝付ワイヤ電極押えおよび前記加工液ノ
ズルの可動分割ノズル部を横方向に往復移動可能
に形成した往復移動機構と、前記往復移動機構の
案内部を外気と遮断して一端を前記ベースに他端
を前記往復移動機構の可動部に固定した弾性円管
と、該弾性円管の内室に圧力空気を供給排除する
圧力空気供給手段とを備えたワイヤカツト放電加
工機のワイヤ電極案内装置が提供される。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づき
詳細に説明する。第１図は本発明によるワイヤ電
極案内装置を備えたワイヤカツト放電加工機の要
部構成を示す機構図であり、同図において、被加
工物Ｗと微小間隙Ｇを介して対向するワイヤ電極
１０はワイヤ電極リール１４から繰出され、以下
に記載する諸要素を通過し、特に被加工物Ｗと対
向する放電加工部の上・下では上ヘツド１２ａ、
下ヘツド１２ａからなる本発明のワイヤ電極案内
装置１２を経てからワイヤ電極巻上げローラ６０
の巻上げ作用でワイヤ電極巻取部（図示なし）へ
到るワイヤ電極送給経路を通過する。上述のワイ
ヤ電極経路に就いて更に詳述すると、ワイヤ電極
リール１４はワイヤ電極繰出モータ１６によつて
駆動されることによりワイヤ電極１０の新線を繰
出し、このワイヤ電極新線１０は押えローラ１８
とワイヤ電極送給モータ２０で駆動されるワイヤ
電極送給ローラ２２とによつて更に送給作用を受
ける。ワイヤ電極１０は次いで支点６４に一端が
枢着された腕６６の他端に枢着されているダンシ
ングローラ２４を通過して放電加工部の上方域に
設けられているガイドローラ２６に到る。そして
この間にダンシングローラ２４の揺動作用によつ
て張力を付与され、適正な緊張状態を保有するこ
とになる。ガイドローラ２６を経たワイヤ電極１
０は案内ガイドローラ２８とワイヤ電極送りロー
ラ３０を通過する。このワイヤ電極送りローラ３
０は駆動モータ３２によつて駆動され、ワイヤ電
極１０の縦送りを行うが、この駆動モータ３２自
体が常時は非作動で、後述の如くワイヤ電極１０
の断線が放電加工部で発生したときにのみ作動し
てワイヤ電極１０を後述のノズル３４側に送入す
る。前記ワイヤ電極繰出モータ１６および駆動モ
ータ３２は、それぞれトルクモータで、ワイヤ電
極に適正な張力を与えている。駆動モータ３２は
ワイヤ電極送給モータ２０に比べて低いトルクの
モータである。それらのモータは、適宜制御装置
によつて駆動停止の制御が行われる。ノズル３４
は圧力水流入口３４ａと圧力水噴出口３４ｂとを
有して断線発生時に作動せしめられ、圧力水の噴
出エネルギーによつてワイヤ電極新線を放電加工
部側へ送入するために設けられている。このノズ
ル３４の下方にはクランプ装置３６が設けられて
おり、ワイヤ電極１０は通常はこのクランプ装置
３６の逆転防止機構付ローラ３８とクランプロー
ラ４０との間でクランプされることによつて上方
への逆進が防止されている。クランプ装置３６は
上述の如き２つのローラ３８，４０と共に該クラ
ンプローラ４０を一端に有した腕４８とガイドロ
ーラ５２を一端に有した腕５０とからなる２又リ
ンクを支点４４に枢着して具備し、腕４８と適宜
固定部との間に張設されたばね４２によつてクラ
ンプローラ４０は逆転防止機構付ローラ３８に押
圧されている。なお、このクランプローラ４０は
シリンダ装置５４によつて腕５０を支点４４の周
りに図示の反時計回り方向に旋回させれば、ばね
４２のばね力に抗して逆転防止機構付ローラ３８
から開離し、このときガイドローラ５２もワイヤ
電極１０の通路からはずれる構成になつている。
すなわち、クランプ装置３６は通常の放電加工時
にはワイヤ電極１０をクランプ保持する作用を行
うが、放電加工部で断線が発生した場合にクラン
プ装置３６はクランプを解除して上方からのワイ
ヤ電極新線の送入を行い得るようにするのであ
る。クランプ装置３６を通過した後、ワイヤ電極
１０は前述した上ヘツド１２ａ、下ヘツド１２ｂ
とからなるワイヤ電極案内装置１２の案内によつ
て被加工物Ｗと一定の微小間隙Ｇを介して対向通
過せしめられ、更に押圧ローラ５８と巻上げモー
タ６２の駆動で回転するワイヤ電極巻上げローラ
６０との間を通過することにより巻上げ作用を受
けるのである。一方、放電加工部において、ワイ
ヤ電極１０の断線が発生すると、ワイヤ電極巻上
げローラ６０の巻上げ力が上ヘツド１２ａから上
方領域のワイヤ電極１０には及ばなくなり、クラ
ンプ装置３６でクランプ保持されたワイヤ電極１
０には進み送りが生じなくなる。然るにワイヤ電
極リール１４から繰出されるワイヤ電極１０の送
給は引き続き継持するためにワイヤ電極送給ロー
ラ２２とガイドローラ２６との間で余剰が生じ、
このためにダンシングローラ２４は通常の放電加
工時の限界を越えて第１図に二点鎖線で示した下
降位置まで下降し、リミツトスイツチ６８からな
る断線検知手段を作動させる。従つて、このリミ
ツトスイツチ６８の断線検知信号に従つて別に設
けた制御装置（図示なし）から指令信号を発して
ワイヤ電極繰出モータ１６やワイヤ電極送給モー
タ２０を停止させ、かつまた放電加工部における
被加工物Ｗの送りを停止し、放電用の通電を停止
させることができるのである。この制御装置は更
に指令信号を発して断線修復を遂行すべく、ワイ
ヤ電極送りモータ３０の駆動モータ３２を駆動し
てノズル３４に向けてワイヤ電極新線を送入し、
またノズル３４の圧力水流入口３４ａに圧力水を
流入させて圧力水噴出口３４ｂからこの送入され
たワイヤ電極新線を案内送給する圧力水を噴出さ
せ、更にクランプ装置３６のクランプをシリンダ
装置５４の作動で解除し、放電加工部側へワイヤ
電極１０を送入するのである。従つてこの際には
上ヘツド１２ａ、下ヘツド１２ｂからなるワイヤ
電極案内装置１２にもワイヤ電極通路が大きく形
成され、ワイヤ電極新線が放電加工部を通過して
ワイヤ電極巻上げローラ６０に掴まれるまで案内
送給されるのである。そしてこのワイヤ電極新線
がローラ６０で掴持されることにより断線修復は
終了し、該ワイヤ電極巻上げローラ６０の巻上げ
に従つてワイヤ電極１０の新線の送給が再開され
る。このときワイヤ電極巻上げローラ６０の回転
速度がワイヤ電極送給ローラ２２の回転速度より
大きく設定してあるので、ワイヤ電極１０が引張
られて、ダンシングローラ２４の領域に生じてい
た余剰も解消し、ダンシングローラ２４が上方へ
変位するに従つてリミツトスイツチ６８は再び非
作動に復帰する。このときにワイヤ電極送りロー
ラ３０、ノズル３４、シリンダ装置５４のワイヤ
電極の断線修復用の各要素の作動が停止されて放
電加工作用の再開準備がなされるのである。また
このときに本発明によるワイヤ電極案内装置１２
の案内作用も再開されるが、以下、このワイヤ電
極案内装置１２の構成、作用を説明する。なお、
上ヘツド１２ａと下ヘツド１２ｂとは被加工物Ｗ
を間にしてほぼ対称位置に対称の構造を有して同
一作用をするので以下においては上ヘツド１２ａ
について代表的に説明する。さて、第２図は上ヘ
ツド１２ａのワイヤ電極案内時における構成を示
す要部を破断した正面図、第３図は第２図の−
線による矢視側面図、第４図は第２図の−
線に沿う断面図、第５図は第３図の−線に沿
う矢視裏面図である。

これらの第２図から第５図における特に第２図
において、上ヘツド１２ａのベース７０には縦方
向に前進送給されるワイヤ電極１０に放電発生用
の通電を行う給電子７２、Ｖ溝付ワイヤガイド７
４および固定加工液ノズル台７６が固定配置され
ている。給電子７２はその給電面７２ａにおいて
ワイヤ電極１０に接し、通電を行い、この給電面
７２ａと対向する位置には冷却水ノズル７８が固
定配置され、この冷却水ノズル７８から噴出する
冷却水によつてワイヤ電極１０は冷却作用を受け
る。Ｖ溝付ワイヤガイド７４と給電子７２との間
にはＶ溝８０を有したＶ溝付ワイヤ電極押え８２
が設けられ、またＶ溝付ワイヤガイド７４と対向
してワイヤガイド当板８４が、更に固定加工液ノ
ズル台７６を対向して可動分割ノズル８６がそれ
ぞれ設けられている。そしてこられのＶ溝付ワイ
ヤ電極押え８２、ワイヤガイド当板８４および可
動分割ノズル８６はともに一つのプレート部材８
８にボルト８９で取付けられ一体となつて後述の
アクチユエータの作動によつてワイヤ電極１０に
横方向から接近する方向とその反対の方向に往復
移動し得るように構成されている。この場合にＶ
溝付ワイヤ電極押え８２はそのＶ溝８０によつて
放電加工時にワイヤ電極１０をベース７０側に押
してワイヤ電極１０を給電子７２の給電面７２ａ
に確実に接触せしめ、確実な通電を行うようにし
ているとともにワイヤ電極１０をＶ溝付ワイヤガ
イド７４のＶ溝に押し付けて、ワイヤ電極１０の
横方向の位置を一定位置にとどめるように規制し
ている。実施例ではワイヤガイド当板８４はＶ溝
付ワイヤガイド７４のワイヤ電極通路部のカバー
の役目をしているが、これは本発明の必須の要素
ではない。次に可動分割ノズル８６は固定加工液
ノズル台７６に当接した際に両者によつて加工液
ノズル９０を形成し、ベース７０および固定加工
液ノズル台７６に形成した加工液通路９２を通し
て外部から供給される加工液をこの加工液ノズル
９０からワイヤ電極１０に沿つて放電加工部に噴
出するものである。なお、加工液ノズル９０の上
方にはワイヤ電極１０が挿通する小孔９４が形成
されているが、可動分割ノズル８６が固定加工液
ノズル台７６から開離動作したときにはこの小孔
９４の部分でも開離されてワイヤ電極通路が拡大
する。ここで第３図を参照すると、プレート部材
８８の形状、配置および冷却水ノズル７８の冷却
水流入口７８ａが示されている。なお、第２図に
おける給電子７２、Ｖ溝付ワイヤガイド７４およ
び固定加工液ノズル台７６をベース７０に固定す
る固定手段としては一般的な取付ねじによればよ
い。さて、次に上述したＶ溝付ワイヤ電極押え８
２、ワイヤガイド当板８４および可動分割ノズル
８６を横方向にそれぞれ第２図の位置から開離さ
せ、またその開離位置からそれぞれ第２図に示す
接近位置まで当接動作させるアクチユエータに就
いて第２図、第３図と共に第４図と第５図を参照
して説明する。

上ヘツド１２ａのベース７０にはベローズ取付
台９６と、中空筒体形状のベアリングケース９８
が一体形成部材としてねじ９９によつて固着され
ており、後者のベアリングケース９８の内面には
軸方向の前後端にそれぞれ複数の収納筒穴１００
中にリニアボールベアリング１０２が収納されて
直線運動用の軸受部を形成し、この軸受部によつ
て内部にガイド軸１０４を円滑摺動可能に支承し
ている。従つて、ベース７０に一体的に取付けた
ベローズ取付台９６に一体的に設けたベアリング
ケース９８はベース７０の突起部を形成し、ガイ
ド軸１０４の往復移動の案内となつており、ガイ
ド軸１０４、ベアリングケース９８およびリニア
ボールベアリング１０２で往復移動機構を形成し
ている。ガイド軸１０４はその外方端にベローズ
取付板１０６を有し、この取付板１０６の外方面
に既述のプレート部材８８がねじ１０７によつて
固定されている。また上述したベローズ取付台９
６とガイド軸１０４のベローズ取付板１０６との
間にはベアリングケース９８を囲繞するようにベ
ローズ１０８が取付けられている。この場合にベ
ローズ１０８の両端はそれぞれベローズ取付台９
６の取付面とベローズ取付板１０６の取付面とに
例えばろう付け等の密封固定方法によつて固着さ
れており、この結果としてベアリングケース９８
の内方のリニアボールベアリング１０２とガイド
軸１０４との摺動係合部は完全に外部から遮断さ
れ、従つて冷却水や加工液が飛散したときにもこ
の摺動係合部が水に漏れる危惧を完全に解消して
いるのである。また、このベローズ１０８とベア
リングケース９８の外周との間に形成される密封
室１１０内にはベローズ取付台９６の周面に開口
させた圧力空気流入通路１１２を介して圧力空気
が送給、排出可能に形成されている。そしてこの
密封室１１０内に圧力空気を送入すると、ベロー
ズ１０８が軸方向に伸張され、故にベローズ取付
板１０６及びこれと一体のガイド軸１０４は外方
に向けて摺動するのである。このガイド軸１０４
の摺動に伴い、ベローズ取付板１０６に固定され
たプレート部材８８も移動せしめられ、このプレ
ート部材８８の移動により前述のＶ溝付ワイヤ電
極押え８２、ワイヤガイド当板８４および可動分
割ノズル８６は開離動作するのである。一方、第
５図の明示の如く、ベローズ１０８の外周には二
つのスプリング１１４，１１４がベローズ取付台
９６とベローズ取付板１０６との間に張設されて
おり、こ二つのスプリング１１４，１１４は常に
ベローズ１０８を収縮させるばね力を発揮してい
る。このためにベローズ１０８内の密封室１１０
への圧力空気送入が停止すると、このスプリング
１１４，１１４のばね力によつてベローズ１０８
は収縮し、このとき密封室１１０内に残留した圧
力空気は圧力空気通路１１２を介して外部に排出
される。こうしてベローズ１０８が収縮動作する
と、ガイド軸１０４とベローズ取付板１０６とは
プレート部材８８を伴つて再び内方に摺動するの
で上述したＶ溝付ワイヤ電極押え８２、ワイヤガ
イド当板８４および可動分割ノズル８６はそれぞ
れ開離位置からワイヤ電極１０を押圧する位置又
はＶ溝付ワイヤガイド７４および固定加工液ノズ
ル台７６に当接する位置へ復帰動作するのであ
る。なお、この際にベース７０に取付けた調節可
能なストツパねじ１１６によつてガイド軸１０４
の内方の摺動動作量は規制され、また第１図に１
１８，１１８で示したプレート部材８８に対設の
ストツパによつてガイド軸１０４の外方の摺動動
作量も規制される。特にストツパねじ１１６を調
節することにより、ワイヤガイド当板８４とＶ溝
付ワイヤガイド７４との当接および固定加工液ノ
ズル台７６と可動分割ノズル８６との当接を適正
に調整することができるのである。実施例では前
記ベローズ１０８を使用しているがその代用とし
て前記ガイド軸１０４の軸受部を外気と遮断し得
る弾性変形する円筒部材を使用することも可能で
ある。

上述のように本発明によるワイヤ電極案内装置
１２は放電加工中にはワイヤ電極１０を被加工物
Ｗと正確に微小間隙Ｇを介して一定位置で対向し
ながら縦送りが成されるように案内し、しかもワ
イヤ電極１０の断線が発生し、ワイヤ電極新線を
送つて自動装填を行う断線修復時にはワイヤ電極
通路を拡大するようにＶ溝付ワイヤ電極押え８
２、ワイヤガイド当板８４および可動分割ノズル
８６等を開離動作させることが可能である。更に
ベローズ１０８を用いて開離及び復帰動作のアク
チユエータの摺動軸受部を完全に外気と遮断して
いるので冷却水や加工液が前記摺動軸受部に流入
することがなくなつた。故に完全防錆を図ること
ができるのである。しかもベローズ１０８自体は
その伸縮軸線方向には弾性力が大きく、フレキシ
ブルであるにもかかわらずねじれ方向には剛性が
高いので、このベローズ１０８に結合したガイド
軸１０４ベローズ取付板１０６、プレート部材８
８等にもねじれが生ずることはなく、故に動作の
安定性を高めるという効果が得られるのである。
なお、ベローズ１０８の密封室１１０への圧力空
気の送入、排出は前述したワイヤ電極１０の断線
発生が検知されたとき及びワイヤ電極新線の自動
装填が完了したときに制御装置の指令信号に応じ
て圧力空気の送入、排出路の制御弁を周知の圧力
流体制御法を利用して制御するものである。上述
の説明では上ヘツド１２ａの構造に基づきワイヤ
電極案内装置１２の構成、作用を説明したが、既
述の如く、下ヘツド１２ｂも上ヘツド１２ａと対
称の構造を有し、両者が同期的に作動することに
より本発明によるワイヤ電極案内装置１２の特徴
とする構成をなし、かつ作用を行つて本発明目的
を達成しているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワイヤ電極案内装置を具
備したワイヤカツト放電加工機の要部配置、構成
を示す機構図、第２図は本発明によるワイヤ電極
案内装置における上ヘツドの構成を示す要部を破
断した正面図、第３図は第２図の−線い沿う
矢視側面図、第４図は第２図の−線に沿う断
面図、第５図は第３図の−線に沿う矢視裏面
図。 １０……ワイヤ電極、１２……ワイヤ電極案内
装置、１２ａ，１２ｂ……上・下ヘツド、１４…
…ワイヤ電極リール、２２……ワイヤ電極送給ロ
ーラ、２４……ダンシングローラ、２６……ガイ
ドローラ、３６……クランプ装置、６０……ワイ
ヤ電極巻上げローラ、７０……ベース、７２……
給電子、７４……Ｖ溝付ワイヤガイド、７６……
固定加工液ノズル台、７８……冷却水ノズル、８
２……Ｖ溝付ワイヤ電極押え、８４……ワイヤガ
イド当板、８６……可動分割ノズル、８８……プ
レート部材、９０……加工液ノズル、９６……ベ
ローズ取付台、９８……ベアリングケース、１０
２……リニアボールベアリング、１０４……ガイ
ド軸、１０６……ベローズ取付板、１０８……ベ
ローズ、１１４……スプリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物とワイヤ電極とを微小間隙を介して
   対向させ、これら両者に通電して上記微小間隙に
   放電させるとともに被加工物とワイヤ電極とを相
   対的に移動させて被加工物を加工するワイヤカツ
   ト放電加工機における前記被加工物とワイヤ電極
   との対向部の上、下に設けられた上ヘツドと下ヘ
   ツドを有しワイヤ電極の縦方向送りを案内するワ
   イヤ電極案内装置であつて、前記上、下の各ヘツ
   ドは、ベースと、前記ベースに設けられワイヤ電
   極に通電する給電子と、前記ベースに設けられＶ
   溝にワイヤ電極を押し付けることによりワイヤ電
   極の横方向の位置を規制するＶ溝付ワイヤガイド
   と、前記給電子と前記Ｖ溝付ワイヤガイドとの間
   に位置し横方向に移動可能に設けられワイヤ電極
   を前記給電子と前記Ｖ溝付ワイヤガイドに押し付
   けるＶ溝付ワイヤ電極押えと、前記ベースに設け
   られ放電加工部に加工液を供給する固定加工液ノ
   ズル台とこれに横方向から移動可能に設けられた
   可動分割ノズル部とで形成された加工液ノズル
   と、前記ベースの突起部を案内として前記Ｖ溝付
   ワイヤ電極押えおよび前記加工液ノズルの可動分
   割ノズル部を横方向に往復移動可能に形成した往
   復移動機構と、前記往復移動機構の案内部を外気
   と遮断して一端を前記ベースに他端を前記往復移
   動機構の可動部に固定した弾性円管と、該弾性円
   管の内室に圧力空気を供給排除する圧力空気供給
   手段とを備えたことを特徴とするワイヤカツト放
   電加工機のワイヤ電極案内装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のワイヤカツト放
   電加工機のワイヤ電極案内装置において、前記往
   復移動機構は、前記Ｖ溝付ワイヤ電極押えおよび
   前記加工液ノズルの可動分割ノズル部を一端に設
   けたガイド軸と、該ガイド軸を横方向に往復移動
   可能に支持するリニア軸受部と、前記ガイド軸を
   一方の位置に寄せるように作用するばね装置とか
   らなるワイヤカツト放電加工機のワイヤ電極案内
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のワイヤカツト放
   電加工機のワイヤ電極案内装置において、前記弾
   性円管がベローズで形成されているワイヤカツト
   放電加工機のワイヤ電極案内装置。