JPS6244318A - ワイヤ電極型放電加工装置 - 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】 本発明は、ワイヤ電極型放電加工装置、特に、被加工物
と走行するワイヤ電極とを微小間隙で対向させ、該間隙
で放電を惹起させると共に、被加工物に対してワイヤ電
極を相対的に移動せしめ、その被加工物をワイヤ電極で
糸鋸的に所定形状に切断加工するワイヤ電極型放電加工
装置に関するものである。

現在、金属等の盤状物の平面内部に複雑な形状の窓穴を
形成する場合ワイヤ電極型放電加工装置が使用され、ワ
イヤ電極による放電加工方法が実施されることがある。

従来のワイヤ電極型放電加工装置とその実施法の１例と
して、第１図から第４図に示すものがおる。

第１図に示す如く、従来のワイヤ電極型放電加工装置に
おいては、被加工物１ｏが水平面内の取付台１２に取付
けられ、走行するワイヤ電極１４が垂直面内のコラム１
６にガイドローラ、ワイヤガイド等を介して張設されて
あり、垂直に走行するワイヤ電極と被加工物の被加工個
所とを若干の間隙をもって対向させて該間隙に繰返しパ
ルス放電を惹起ぜしめ、取付台１２を送りネジ機＠１８
Ｘ、１８Ｙを介して適宜摺動することにより被加工物１
０を水平面内で移動させ、水平面内の被加工物１０内に
おいて、所望の加工形状を創出するワイヤ電極１４によ
る加工軌跡２０を得るようになっている。

しかしながら、従来の装＠およびその実施方法で次のよ
うな解決すべき課題がある。

一般に、ワイヤ電極による放電加工方法は、糸鋸的な所
謂−筆書の切断加工であって加工終了はワイヤ電極の加
工軌跡２０の終端が加工開始位置に戻った時に終了する
。

従って、被加工物１０におけるワイヤ電極１４の加工軌
跡２０の外側部分１０Ａと内側部分１０Ｂとは、豆いに
完全分離することになる。

ところで、被加工物１０にあける該外側部分１０Ａは、
第２図に示すように、ボルトナツトおよび口金等からな
る保持具２２で取付台１２に保持させることが可能であ
るが、その内側部分１０Ｂは、下部ワイヤ刀イド２４を
保持したアーム２６が取付台１２の下面において相対的
に移動するため、取付台１２に保持させることが不可能
でおる。そのため、加工がほぼ終了した時点で、外側部
分１０Ａから切離れで支持力を失った内側部分１０Ｂ（
通常、残率部分となる）は、第２図に想像線で示すよう
に、自重によりアーム２６上に落下することになる。

しかし、この内側部分１０Ｂの落下は、アーム２６に設
けられ装置にとり重要で高価な構成部品、例えば、ダイ
ヤモンドダイス等を使用した下部ワイヤガイド２４、加
工液噴出用ノズル２８、走行するワイヤ電極１４と加工
電源とを接続するための給電板３２およびガイドローラ
３４等に損傷を与える危険、並びに、落下時の衝撃によ
り上部ワイヤガイド２４′（第１図参照）に対する下部
ワイヤガイド２４の位置が変更し、加工精度に悪影響を
与える危険を招来する。

最近、ワイヤ電極型放電加工装置の完全無人自動化の目
的でワイヤ電極の自動つなぎ装置が開発されたか、例え
ば、第３図に示すように、１個の被加工物１０の平面内
において投数の独立した形状を得ようとする場合、アー
ム２６上に落下した前記内側残滓部分１０Ｂを除去しな
ければ、自動つなぎ装置を使用しても実質的に無人自動
化は実現不可能である。

ところが、通常ワイヤ電極型放電加工装置により加工す
べき形状および寸法の設定は任意、不特定であり、被加
工物について生ずる前記残滓部分の形状、寸法は広範囲
にわたり、それらを除去する条件も多枝にわたるため、
あらゆる条件下で残滓部分を自動的に除去可能ないわゆ
る加工残滓自動除去装置は、極めて複雑、高価なものに
なる。

これがワイヤ電極型放電加工装置の無人自動化を実質的
に阻害するということになっていた。

そこで、従来、ワイヤ電極による被加工物の残滓部分の
落下による危険並びにそれにより派生する諸問題に対処
するため、被加工物の残滓部分の落下を回避する次の方
法が実施されていた。

その第１の方法は第４図に示すように、ワイヤ電極の放
電加工の途中で、ワイヤ電極による加工軌跡２０の切溝
内に接着剤３６を注入し、該接着剤３６で残滓部分１０
Ｂを被加工物１０の外側部分１０Ａに接着し保持させる
方法である。なお、接着剤３６は他の殿械的結合手段に
置換される場合もある。

その第２の方法は、第５図に示すように、加工軌跡の加
工開始位置２ＯＡと加工終了部２０Ｂとの間に残滓部分
１０Ｂの重置を指示可能な程度の切代部分１０Ｃを形成
してワイＡ７電極による切削を終え、その後、被加工物
１０を取付台から取外して任意の手段で切代部分１０Ｃ
を破断じて分離するようにした方法である。

しかし、第１の方法は、加工を一時中断する接着剤注入
又は殿械的結合の作業が必要なため、完全無人自動化が
殆ど不可能になるという欠点がおり、第２の方法は切代
部分１０Ｃを破断する場合、必要な形状部分まで破断線
が喰込むことが多々あるという欠点があった。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたものであり
、その目的は、被加工物の必要部分に損傷を生ぜしめる
ことなく、完全無人自動化が促進可能で、しかも簡単な
構造、操作のワイヤ電極による放電加工装置を提供する
ことにある。

上記目的を達成するために、本発明は、水平ないしほぼ
水平に設けられた略コ字状の架台と、この架台のコ字状
両先端部に設けられた一対のワイヤガイドと、 前記ワイヤガイド間を水平又はほぼ水平に走行するワイ
Ａア電極と、 前記一対のワイヤガイド間で被加工物を垂直又はほぼ垂
直に保持する取付台と、 前記ワイヤガイドの少なくとも一方の位置を被加工物の
肉厚に対応してその肉厚方向に調整するガイド調整手段
と、 前記取付台とワイヤ電極を相対移動させ、被加工物にワ
イヤ電極による加工軌跡を形成する駆動手段と、 を有し、前記駆動手段は、加工軌跡の加工開始位置を被
加工物において加工すべき所定形状の重心位置よりも上
方に設定し、またその加工軌跡の順路を前記加工開始位
置に関する前記重心の回転モーメントの回り方向に対し
逆回り方向となるように設定することを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第６図は本発明の１実施例たるワイヤ電極型放電加工装
置を示しており、第６図において、被加工物１０は、垂
直な取付面４０Ａを有する取付台４０の側面上に保持具
（不図示）で定着されており、取付台４０は、スライダ
部４２Ａをベッド（不図示）のガイド４４に摺動自在に
嵌合保持された上下移動台４２上に立設され、この移動
台４２に螺合した垂直な送りネジ４６が駆動モータ４８
で正逆回転駆動されることにより、上下方向に適宜移動
するようになっている。

ワイヤ電極１４は、はぼ水平なコの字形状の架台５０に
適宜設備された供給リール５２、ガイドローラ５４、ワ
イヤガイド５６．５８．ガイドローラ６０および巻取リ
ール６２間に張設され、供給リール５２から繰出されて
ワイヤガイド５６゜５８間において被加工物１０を水平
に貫通し、巻取リール６２に巻取られることにより、水
平に走行するようになっている。

架台５０は、これに突設された角形スライダ５０Ａをガ
イド６４に摺動自在に嵌合保持され、このスライダ５０
Ａに螺合した水平な送りネジ６６が駆動モータ６８で正
逆回転駆動されることにより、水平面内における被加工
物１０と平行方向くＸ軸方向〉に適宜移動するようにな
っている。

なお、加工中におけるワイヤ電極１４の走行速度および
張力は架台５０内に装備された駆動装置および張力調整
骸＠（いずれも不図示）で制御されるようになってあり
、その走行位置は一対のワイヤガイド５６．５８で正確
に規正されるようになっている。また、ワイヤ電極１４
および被加工物１０には加工電源からの所定の電気エネ
ルギを供給するための給電板（不図示）がそれぞれ接続
され、両者間において繰返しパルス放電を惹起するよう
になっている。更に、ワイヤ電極１４と被加工物１０と
の加工実施部位には加工液供給装置（不図示）から加工
液が噴出供給され、加工中におけるｈロエ屑の排除と冷
却とが行われるようになっている。

一方、被加工物１０を垂直移動させる駆動モータ４８と
、架台５０をＸ軸方向に水平移動させる駆動モータ６８
とは、適当な制御装置（不図示〉により互いに連携作動
し、ワイヤ電極１４が被加工物１０において所望の加工
軌跡２０を描出すようになっている。また、ワイヤガイ
ド５８は、ワイヤ刀イド支持具５８Ａにより被加工物１
０の肉厚に対応してその位置を当該肉厚方向（Ｙ軸方向
）に調整固定できるようになっている。

次に、前記構成に係ワイヤ電極型放電加工装置の作用を
第６図および第７Ａ図、第７Ｂ図について説明する。

第７Ａ図に示した如く、被加工物１０の所定位置に必ら
かじめ穿設されたワイヤ電極挿通用たる小孔２０Ｃが上
側になるように、被加工物１０を取付台４０の取付面４
ＯＡに保持具を介して取付け、この小孔２０Ｃにワイヤ
電極１４を挿通し、ワイヤカイト５６．５８の位＠調整
等を行って放電加工の準備を終了する。

その後、電極ワイヤ１４を供給リール５２から繰出し、
巻取リール６２に巻取って水平Ｙ軸方向に走行させると
共に、被加工物１０とワイヤ電極１４とに電気エネルギ
を供給して、前記小孔２０Ｃとワイヤ電極１４との間に
形成された微小の間隙において繰り返しパルス放電を惹
起せしめる。

続いて、昇降駆動モータ４８を制御回転させて取付台４
０に定着された被加工物１ｏを漸次下降させ、第７Ａ図
に示すように、被加工物１０に対して相対的にワイヤ電
極１４を被加工物１０との前記間隙を保ちながら上昇さ
せ、被加工物１ｏに助走区間２０Ｄを放電切削していく
。

この助走区間２０Ｄが所望の加工形状における加工開始
位置２ＯＡに達した後、水平移動用の駆動モータ６８を
制御回転させて架台５０に張設されたワイヤ電極１４を
漸次水平移動させ、適宜、昇降用の駆動モータ４８を制
御回転させてワイヤ電極１４を相対的に垂直移動させる
ことにより、第７Ａ図に示すように、ワイヤ電極１４を
して放電切削を実施させて被加工物１０に所望の加工軌
跡２０を描出させ、所定幅りを有する切削溝を形成して
いく。ちなみに、所望の加工形状が被加工物１０上にお
いて複雑な形状である場合には、制御［１装置により、
昇降用および水平移動用の開駆動モータ４８．６８を連
携作動させればよい。

最後にワイヤ電極１４による被加工軌跡２０の終了部２
０Ｂを既に形成された加工開始部２ＯＡに一致させて切
込めば、所望の加工形状の放電切削加工が終了したこと
になる。

かかる放電加工切削加工の過程において、ワイヤ電極１
４による加工軌跡２０の順路は、第７Ａ図に矢印７０で
示すように、被加工物１０に形成すべき所初の加工形状
にあける重心Ｇについての回転モーメント７２の回り方
向に対し、逆回りの方向になるように設定する。

このように加工ｊｌｎ路を設定した場合、第７Ｂ図に示
すように、ワイヤ電極１４の加工終了時において、被加
工物１０の切削溝たる加工軌跡２０の内側部分１０Ｂが
外側部分１０Ａと切離れる直前には、残留部分１０Ｄの
大きざが次第に減少し、遂に、内側部分１０Ｂの重量を
支持しきれずに、重心Ｇによるモーメントに関係してワ
イヤ電極１４が現存する位置の切削溝の幅を広げる方向
に傾斜する。

このため、ワイヤ電極１４による放電切削加工は、ワイ
ヤ電極１４の欠損事故等を生ずることなく最後まで安定
して実施され、最後に、被加工物１０の内側部分１０Ｂ
は、切削溝りだけの距離落下し、そのまま取付台４０に
保持された外側部分１０Ａで支持される。

ここで、この内側部分１０Ｂの落下距離、すなわち、切
削溝の幅りはワイヤ電極１４の外径よりも通常Ｏ６１〜
０．１５ｆｆ１ｍ程度大きいが、現在一般に使用されて
いるワイヤ電極１４の外径の最大が０．２５〜０．３０
ｍｍであるから、この落下による衝撃は無視することが
できる。

従って、取付台４０、送りネジ４６．駆動モータ４８、
およびベットを経て連接した架台５０上のワイヤ電極１
４に関連する諸種の構成部品における障害は発生しない
。

また、切離れだ残滓部分としての内側部分１０Ｂは外側
部分１０Ａに支持された状態となるので、次工程の放電
加工の実施を妨害することがなく、よって、特に、除去
する必要はない。しかも、この内側部分は切離れて外側
部分内に載置した状態で支持されているためなので、極
めて容易に除去でき、従来例の如く、除去する時に必要
部分に損傷を生ずる危険は皆無でおる。

ちなみに、第８Ａ図および第８Ｂ図は、放電切削加工の
過程において、ワイヤ電極１４による加工軌跡２０の順
路が、矢印７４で示すように、重心Ｇについての回転モ
ーメント７６の回り方向に対し正回りの方向になるよう
に設定された場合にお【づる状況を示している。この場
合、加工の途中においては前記第７Ａ図の場合と同様な
状況を呈するが、第８Ｂ図に示すように、加工終了直前
においては残留部分１００が被加工物１０の内側部分１
０Ｂを支持しきれない状態になると、重心Ｇによるモー
メントに関係してワイヤ電極１４が現存する位置の切削
溝の幅を狭めるように傾斜する。

このため、ワイヤ電極１４に関する間隙が減少する等し
て放電切削加工が不安定により、ワイヤ電極の欠損事故
が生じ、内側部分１０Ｂは外側部分１０Ａと完全に分難
しきれない。

第９Ａ図および第９Ｂ図は、ワイヤ電極による加工開始
位置が加工形状の重心の位置よりも下側に設定された場
合における状況を示している。この場合、加工軌跡２０
の順路のいかんを問わず、ｈａ工終了直前においては残
留部分１０Ｄが被加工物１０の内側部分１０Ｂを支持し
きれない状態になると、内側部分１０Ｂの重量は切削溝
を狭める方向に作用するのでワイヤ電極を押しっけやこ
とになる。このため、第９Ｂ図の場合と同様に、ワイヤ
電極の放電切削加工が不安定になり、ワイヤ電極の欠損
事故が生じ、内側部分１０Ｂは外側部分’ＩＯＡと完全
に分離しきれない。

なお、前記実施例では、被加工物を垂直に設け、ワイヤ
電極を水平に走行するものとした場合について説明した
が、切離された被加工物の内側部分が外側部分に支持さ
れる傾斜内でおれば垂直および水平でおる必要はない。

また、被加工物およびワイヤ電極がそれぞれ上下および
水平移動される場合について説明したが、両者は相対的
に上下および水平移動されるように設ければよく、かつ
、その駆動手段は、前記実施例における送りネジと駆動
モータとによる構成に限らず、種々の機械的又は電気的
手段が適用できる。本発明は、この他にも種々の変形が
可能であることはいうまでもない。

以上説明する如く、本発明によれば、被加工物の内側部
分を外側部分から、ワイヤ電極の欠損事故を生ずること
なく完全に切離すまで安定な状態で放電加工することが
でき、しかも、切離された内側部分は外側部分に支持さ
れるので、次の工程の放電加工の実施を妨害することな
く、特に、除去する必要を生じない。

また、内側部分を除去する場合においても、従来例の如
く、接着剤や切残部で結合された状態にあるのではなく
、単に外側部分に載置して支持された状態にあるだけで
あるから容易迅速に除去することができ、いわゆる残滓
自動除去装置もあらゆる条件に適用可能なものが構造簡
単で安価にして得ることができよう。従って、ワイヤ電
極型放電加工装置の完全無人自動化の促進に多いに貢献
できる。

特に、ワイヤ電極つなぎ装置等を使用して１個の被加工
物から独立した複数個の加工物を断続的に放電加工して
いくような場合１個の加工が終了覆るたびごとに内側部
分を除去する必要がないので、完全無人自動化の実現化
が期待゛できる。

また、切離れだ内側部分は微小距離だけ落下して外側部
分に支持されるので、従来例の如く、アーム上に落下し
てその重要で高価な部分の破損事故やワイヤガイドの変
位による加工精度の劣悪化を招来することがなく、かつ
、落下衝撃が極めて小さく抑制されるため、他の構造部
分に支障が生ずることもない。

また、本発明によれば、ワイヤガイドの少なくとも一方
の位置を調整し、被加工物の肉厚に対応して最適なワイ
ヤガイド間距離を得ることができるため、ワイヤ電極の
振動を有効に防止し加工精度の向上を図ることが可能と
なる。

更に、本発明装置は、前記効果を有効に発揮せしめ、さ
らに、構造簡単、操作容易であり、その作業の高能率化
に寄与できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤ電極型放電加工装置の斜視図、第
２図は同じく要部の拡大断面図、第３図は１個の被加工
物から複数個の加工形状物を得る場合を示す説明図、第
４図は加工物の内側部分と外側部分との分離を防止する
方法の１例を示す説明図、第５図はその方法の他の例を
示す説明図、第６図は本発明の１実施例を示す斜視図、
第７Ａ図および第７Ｂ図は本発明放電加工技術の加工軌
跡の順路とその状況を示す各読図、第８Ａ図および第８
Ｂ図は本発明放電加工技術によらない場合の状況を示す
各説明図、第９Ａ図および第９Ｂ図は同じく他の場合の
状況を示す各説明図でおる。 各図中同一部材には同一符号を付し、１０は被加工物、
１０Ａは外側部分、ＩＯＢは内側部分、１４はワイヤ電
極、２０は加工軌跡、２ＯＡは加工開始位置、２０Ｂは
加工終了部分、４０は取付台、４８は駆動モータ、５０
は架台、６８は駆動モータ、Ｇは重心である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水平ないしほぼ水平に設けられた略コ字状の架台と、 この架台のコ字状両先端部に設けられた一対のワイヤガ
   イドと、 前記ワイヤガイド間を水平又はほぼ水平に走行するワイ
   ヤ電極と、 前記一対のワイヤガイド間で被加工物を垂直又はほぼ垂
   直に保持する取付台と、 前記ワイヤガイドの少なくとも一方の位置を被加工物の
   肉厚に対応してその肉厚方向に調整するガイド調整手段
   と、 前記取付台とワイヤ電極を相対移動させ、被加工物にワ
   イヤ電極による加工軌跡を形成する駆動手段と、 を有し、前記駆動手段は、加工軌跡の加工開始位置を被
   加工物において加工すべき所定形状の重心位置よりも上
   方に設定し、またその加工軌跡の順路を前記加工開始位
   置に関する前記重心の回転モーメントの回り方向に対し
   逆回り方向となるように設定することを特徴とするワイ
   ヤ電極型放電加工装置。