JPS63260723A - ワイヤ電極の自動結線装置及び方法 - 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、ワイヤ放電加工において、ワイヤ電極を被加
工物の透孔に挿通し且つ加工開始可能な状態に張設する
ことを自動的に行う、ワイヤ電極の自動結線装置及び方
法に関するものである。

【従来の技術】

ワイヤ放電加工を行うに当たっては、先ず、被加工物に
開けられた透孔であるスタート穴（加工のスタート地点
に開けられた穴）にワイヤ電極を挿通し、被加工物の上
下に位置する上部ヘッドと下部へラドとの間にワイヤ電
極を張設することが必要である。この作業は、加工の開
始時はもとより、加工途中でワイヤ電極が断線したりし
た場合にも行わなければならない、断線時の場合はスタ
ート穴にではなく、加工によって形成されたふ孔に挿通
して張設することとなる。これを人手で行ったのでは大
変面倒であるので、機械に自動的に結線させることが考
えられている。 従来の自動結線の技術としては、ジェット噴流を利用す
るものがあった。これは、上部ヘッドに高圧水を供給し
ジェット噴流として噴出させ、このジェット噴流にワイ
ヤ電極を導かせるものである。ワイヤ電極はジェット噴
流と共に被加工物のスタート穴を通過し、下部ヘッドに
挿入され、そこで挟持されて結線が完了する。

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
前記した従来の技術には、ワイヤ電極の下部ヘッドへの
挿入がスムースに行えない場合があるという問題点があ
った。 その理由は、下部ヘッドの部分の内、ワイヤ電極が挿入
される部分付近の壁等にジェット噴流の一部が激突し、
飛散する点にある。ワイヤ電極の先端は飛散する水に方
向を乱され、下部ヘッドの挿入口にスムースに入ってく
れない場合がある。 そこで、もっと確実にスムースに結線が行える自動結線
装置および方法の出現が望まれていた。 本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので
ある。

【問題点を解決するための手段】

前記問題点を解決するため、本発明では、被加工物の透
孔に挿通し易い材料、形状のパイロット部材を用意して
最初にこれを挿通し、その後このパイロット部材にワイ
ヤ電極を接続してパイロット部材を引っ張り、最終的に
ワイヤ電極の前記透孔への挿通を実現するという考え方
に立って、自動結線の装置及び方法を次のようなものと
した。 即ち、被加工物の一方の側に位置する第１のワイヤ電極
保持装置から送り出したワイヤ電極を、被加工物の透孔
に挿通した後、被加工物の他方の側に位置する第２のワ
イヤ電極保持装置に保持させることを自動的に行うワイ
ヤ電極の自動結線装置において、剛性ある材料の真っ直
ぐな形状のパイロット部材を複数本格納し１本づつ送り
出す手段と、送り出されたパイロット部材を保持し前記
透孔が該パイロット部材の直下に位置せしめられた時該
パイロット部材を前記透孔に挿通するパイロット部材保
持挿通手段と、前記透孔に挿通されたパイロット部材と
前記第１のワイヤ電極保持装置に保持されたワイヤ電極
とを接続する手段を具えるものとした。 また、その方法を、前記第１のワイヤ電極保持装置およ
び第２のワイヤ電極保持装置とは別途に設けられたパイ
ロット部材保持挿通手段によって保持されたパイロット
部材の直下に前記透孔を位置せしめる工程と、該パイロ
ット部材を前記透孔に挿通する工程と、前記透孔に挿通
されたパイロット部材を前記第２のワイヤ電極保持装置
に保持させる工程と、前記透孔に挿通されたパイロット
部材を前記第１のワイヤ電極保持装置に保持されている
ワイヤ電極に接続する工程と、該接続の後パイロット部
材とワイヤ電極とを第２のワイヤ電極保持装置側に引っ
張り第２のワイヤ電極保持装置にもワイヤ電極を保持さ
せる工程とを有するものとした。

【作　　用】

パイロット部材は、被加工物の透孔への挿通が容易であ
り、これをパイロットとしてワイヤ電極を導けば、ワイ
ヤ電極の前記透孔への挿通を簡単且つ確実に実現するこ
とが出来る。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 第１図は、本発明の実施例にかかわるワイヤ電極の自動
結線装置の概要説明図である。第１図において、１はワ
イヤ電極、２はガイドローラ、３は支柱、４はアーム、
５はテーパ加工機構、６は支持体、７はパイロット部材
押し出し部、８はアクチュエータ、９はパイロット部材
・カセ・ノド部、９−１はガイド壁、９−２は絶縁部、
９−３は検出電極、９−４は押圧バネ、１０はパイロッ
ト部材、１０−１はパイロット部材先端部、１１，１２
はパイロット部材有無検出信号線、１３は上部ローラ、
１４は掻出用上部ローラ、１５は上部ヘッド、１６はワ
イヤ・ガイド、１７は送りローラ、１８はパイロット部
材・ヘッド、１８−１はパイロット部材・ガイド、１９
は被加工物、１９−１はスタート穴、２０は下部ヘッド
、２１はワイヤ・ガイド、２２は検出用下部ローラ、２
３は下部ローラ、２４はワイヤ電極結線完了検出部、２
５はパイロット部材挿通完了検出部、４３は切断・接続
装置である。 第１のワイヤ電極保持装置は、主として上部ヘッド１５
．上部ローラ１３によって構成され、第２のワイヤ電極
保持装置は、主として下部ヘッド２０、下部ローラ２３
によって構成される。 ワイヤ電極１はガイドローラ２．上部ローラ１３を経て
、上部ヘッド１５に導かれる。なお、第１図では、ワイ
ヤ電極ｌを途中から太く描いである。パイロット部材・
カセット部９には、多数のパイロット部材１０が格納さ
れ、押圧バネ９−４によってガイド壁９−１に向かって
押圧されている。パイロット部材１０は、剛性がある材
料で真っ直ぐな形状であれば良い。例えば、ピアノ捺が
考えられるが、金属に限られるわけではない。また、断
面積は、透孔への挿通を容易にするため、ワイヤ電極１
のそれと同等かまたは小さいことが望ましい。自動結線
時には、アクチュエータ８によってパイロット部材押し
出し部７が下方に移動させられ、ガイド壁９−１に接し
ているパイロット部材１０を一本だけ押し出すようにな
って、いる。 パイロット部材・ガイド１８−１は、パイロット部材・
カセット部９より押し出され、送りローラ１７によって
送られて来たパイロット部材１０をガイドする。上部ヘ
ッド１５やパイロット部材・ヘッド１８は、それぞれ個
別に移動することが出来るようになっている。上部ヘッ
ド１５．パイロット部材・ヘッド１８及びパイロット部
材・カセット部９等は、支持体６を経てテーパ加工機構
５に取り付けられている。絶縁部９−２で隔てられたガ
イド壁９−１と検出電極９−３からの信号をパイロット
部材有無検出信号線１１．１２より取り出し、パイロッ
ト部材１０が無くなったかどうかを検知する。パイロッ
ト部材挿通完了検出部２・５は、パイロット部材・ガイ
ド１８−１と検出用下部ローラ２２とからの信号によっ
て、パイロット部材１０の挿通が完了したことを検出す
る。パイロット部材１０が金属の場合は、通電によって
検出できるが非金属の場合は、光信号等を用いて検出す
ることができる。ワイヤ電極結線完了検出部２４は、検
出用上部ローラ１４と検出用下部ローラ２２とからの信
号によって、ワイヤ電極１が上部ヘッド１５と下部ヘッ
ド２０との間に張設されたことを検出する。切断・接Ｖ
ｔ装置４３は、１つの形状の加工を終えた後、ワイヤ電
極ｌを切断したり、或いは、透孔に挿通したパイロット
部材１０にワイヤ電極１を接続したりするのに用いる。 第２図は、本発明で使用する切断・接続装置の一例を示
す図である。第２図において、２７は基体、２８はサー
ボ・モータ、２９はベルト、３０はプーリ、３１は上下
動ネジ軸、３２は爪クランプ用モータ、３３は爪閉じ用
駆動体、３４は爪開き用バネ、３５．３６はリード線、
３７ないし４０は爪、４１はヒンジ軸である。 爪３７ないし４０には、絶縁部（３７−１，３８−１，
３９−１，４Ｏ−１）によって絶縁された電極部（３７
−２，３８−２，３９−２，４０〜２）が、互いに対向
するように設けられている。 各電極部には、相対する位置に■溝のような把持溝（例
えば３７−３．３８−３）が設けられ、これにワイヤ電
極１及びパイロット部材１０を挟んで把持する。リード
線３５．３６は、把持したワイヤ電極１及びパイロン１
一部材１０にｉＩＮ電するためのものである。上下動ネ
ジ軸３１はサーボ・モーフ２８によって駆動され、上側
の爪３７．３８と下側の爪３９．４０との間隔を大にし
たり小にしたりする。爪３８はヒンジ軸４１を中心にし
て回動し、爪３７との間隔を閉じたり開いたりするが、
その回動力は爪閉じ用駆動体３３と爪開き用バネ３４に
よって与えられる。爪閉じ用駆動体３３の前進、後退は
爪クランプ用モータ３２によって制御される。爪閉じ用
駆動体３３が手前に前進して来ると爪３７と３８の先端
は閉じ、爪閉じ用駆動体３３が後退して爪開き用バネ３
４が縮むと爪３７と３８の先端は開く。爪３９と４０も
同様にして開閉される。 第３図に、ワイヤ電極の切断の様子を示す。ワイヤ電極
ｌを爪３７等で把持し、リード線３５゜３６を介して通
電すると、ワイヤ電掘１は発熱する。爪により把持され
ている部分は、爪を伝って放熱・冷却されるので、集中
的に発熱するのは、中間部４４である。充分熱せられた
ところで、上下動ネジ軸３１を駆動して上下の爪の間隔
を大にする（例えば、下側の爪を下方に移動させて）。 すると、上下の爪の間にあるワイヤ電極１には上下方向
に張力が働き、熱せられて柔らかくなっている中間部４
４のところで切断される。なお、切断により、通電して
いた電流がゼロになるので、このことにより切断が完了
したことを検知することが出来る。別途、検知用の電流
を流していても良い。 第４図に、ワイヤ電極１とパイロット部材１０との接続
の様子を示す。ワイヤ電極１は、第３図のようにして切
断したもので、その先端は不規則な形状となっている。 被加工物１９のスタート穴１９−１に挿通した後のパイ
ロット部材１０を下側の爪で把持し、上下動ネジ軸３１
を駆動することにより上昇させその上端をワイヤ電極ｌ
の下端に当接させる。この状態でリード線３５．３６を
介して通電すると、当接部分は抵抗が大であるので、こ
こでよく発熱し、ついには溶着する。 第１５図に、切断・接続装置４３の電源回路の例を示す
。これは、ワイヤ電極１とパイロット部材１０の接続部
（第１３図の溶着部２６に相当）を、出来るだけ小さく
するよう特別に考慮した電源回路である。接続部が大き
ければ、透孔を通過させるのに支障を来すからである。 第１５図において、第２図と同じ符号で指示されるもの
は、第２図と同じものである。４４は第１のスイッチ、
４５は変圧器、４６は交流電源（例えば商用周波数の交
流電源）、４７は第２のスイッチ、４８はりアクドル、
４９はキャパシター、５０は抵抗、５１は整流回路、５
２は第３のスイッチ、５３は検出部である。なお、上側
の爪の電極部３７−２゜３８−２によって把持されるの
は、常にワイヤ電極１であるが、下側の爪の電極部３９
−２．４０＝２によって把持されるのは、切断時はワイ
ヤ電極１であり、接続時はパイロット部材１０である。 ワイヤ電極１を切断する際には、第１のスイッチ４４を
閉じる。交流電源４６より変圧器４５を経て電流（例え
ば２〜８Ａ）を流してワイヤ電極１を加熱する。前述の
ように、爪で上下に引っ張りワイヤ電極１を切断する。 切断されたかどうかの確認は、検出部５３で行う。第３
のスイッチ５２をオンしておけば、ワイヤ電極ｌが切断
された時、検出部５３への導通がストップされるから１
、　このことによって切断を確認することが出来る。 一方、ワイヤ電極１とパイロット部材１ｏを接続する際
には、第１のスイッチ４４はオンせず、第２のスイッチ
４７をオンする。整流回路５１によって整流された電圧
が、抵抗５ｏを経てリアクトル４８とキャパシター４９
からなる共振回路に印加される。突き合わせ溶接などを
行う時、周波数が低いと接続点を中心として広い範囲に
わたって発熱し、どうしても接続部が大きくなってしま
う。逆に、周波数が大であると、接続点を中心として狭
い範囲で発熱するから、接続部は小さくなる。そこで、
第１５図では、共振回路によって周波数を大にして印加
するようにした。接続が完了したかどうかの確認も、検
出部５３によって行う。 第３のスイッチ５２をオンしておくと、接続が完了した
時検出部５３に通電されるから、このことによって接続
を６’ｌＬＷすることが出来る。 なお、切断・接続装置４３は上記のようなものに限られ
るわけではなく、種々のものが適用可能である。例えば
、ワイヤ電極１とパイロット部材１０との接続にしても
、パイロット部材１０の上端に予め接合剤を付着してお
いて、この接合剤を介してワイヤ電極１と接続するよう
にしても良い。 次に、以上のような構成の自動結線装置を用いて行う自
動結線方法を説明する。自動結線は、次のような工程を
経て行われる。 ■　工程１・・・第５図 加工穴１９−２の加工が終了した段階。自動結線開始前
の段階である。この後、ワイヤ電極１を、次の加工部分
のスタート地点にあるスタート穴１９−１に押通して結
線する。 ■　工程２・・・第６図 切断・接続装置４３を接近させ爪３７等でワイヤ電極１
を把持する。その際、上部ヘッド１５と被加工物１９と
の間隔が狭（で、切断・接続装置４３が接近させれない
のであれば、上部ヘッド１５を上昇させて間隔を広くし
てから、接近させる。 ワイヤ電極１を把持して、第３図で説明したように、通
電して切断する。電圧計４２を図の如く上下の爪間に接
続し、切断完了時に電圧が大となることを利用して、切
断の完了を検知することが出来る。 切断部分よりワイヤ送り方向（つまり下部ローラ２３の
方向）にあるワイヤ電極１は、下部ローラ２３で下方に
送って廃棄する。切断・接続装置４３を、元の位置へ復
帰させる。 ■　工程３・・・第７図 テーパ加工機構５のＵ軸ないしはＹ軸を移動し、パイロ
ット部材・ヘッド１８の中心軸を、下部ヘッド２０の中
心軸に合わせる。そして、パイロット部材・ヘッド１８
を、被加工物１９の表面近くまで下降させる。 ■　工程４・・・第８図 被加工物１９を載せているＸＹテーブルのＸ軸ないしは
Ｙ軸を移動し、次に加工する部分のスタート穴１９−１
を、パイロット部材・ヘッド１８の中心軸（これは■の
工程で下部ヘッド２０の中心軸に一致させである）に一
致させる。 ■　工程４・・・第９図 送りローラ１７を回転させ、パイロット部材１０を送り
出す。パイロット部材１０は剛性を持ち真っ直ぐである
から、スタート穴１９−１にスムースに挿入される。下
部ローラ２３も回転させ、スタート穴１９−１から出て
来たパイロット部材１０を引き込む。 ■　工程５・・・第１０図 パイロット部材１０の上端が、パイロット部材・ヘッド
１８を離れ被加工物１９の上面付近の位置になったとこ
ろで、下部ローラ２３の引き込みを停止する。 ■　工程６・・・第１１図 テーバ加工機構５のＵ軸ないしはＹ軸を移動することに
よって、上部ヘッド１５の中心軸と下部ヘッド２０の中
心軸とを一致させる。 ■　工程７・・・第１２図 下部ローラ２３を逆転させ、パイロット部材１０の上端
が上部ヘッド１５より露出しているワイヤ電極ｌの先端
に接する位置まで、パイロット部材１０を上昇させる。 切断・接続装置４３を接近させ、上側の爪でワイヤ電極
１を把持し、下側の爪でパイロット部材１０を把持する
。なお、上部ヘッド１５と被加工物１９表面との間隔は
、■の工程で切断・接続装置４３がワイヤ電極ｌに接近
し得る大きさになっている。上下の爪間に電圧を印加し
、第４図で説明したようにしてワイヤ電極１とパイロッ
ト部材１０を接続する。 接続が確実に行われたかどうかの確認は、ワイヤ電極結
線完了検出部２４によって行う。爪を開放して、検出用
上部ローラ１４−ワイヤ４極１−パイロット部材１〇−
検出用下部ローラ２２の経路に電圧を印加してみて、電
流が流れれば接続が完了しているし、流れなければ完了
していない。 また、検出用上部ローラ１４と検出用下部ローラ２２間
の電圧降下の大きさによって、接続の程度を知ることも
出来る。 なお、接続は、予めパイロット部材１０の上端に接合剤
としてパイロット部材１０の材料とは異なる材料（例え
ば、異種金属、セラミックス、プラスチック）を付着さ
せておき、これを溶融させて接続することによ、て行っ
てもよい。 ■　工程８・・・第１３図 第１３図において、２６は溶着部である。切断・接続装
置４３を後退させた後、上下のローラを回転させて、パ
イロット部材１０が接続されたワイヤ電極１を下方に送
る。 ［相］　工程９・・・第１４図 上部へノド１５を所定の位置まで下降させる。 以上で加工準備が完了する。 なお、上側では、パイロット部材・ヘッド１８は、ワイ
ヤ電極１を送り出ず上部ヘッド１５側に配置されている
場合を示したが、下部ヘッド２０側に配置することも可
能である。そのように配置した時は、透孔に挿通したパ
イロット部材１０を下部へノド２０に渡してパイロット
部材・ヘッド１８は退避し、その後、パイロット部材１
０が上昇されてワイヤ電極１と接続されることになる。

【発明の効果】

以上述べた如く、本発明によれば、被加工物の透孔に挿
通し易い材料、形状のパイロット部材を用意して最初に
これを挿通し、その後このパイロット部材にワイヤ電極
を接続してパイロット部材を引っ張り、最終的にワイヤ
電極を前記透孔に挿通して結線するので、ワイヤ電極の
自動結線を簡単且つ確実に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかかわるワイヤ電極の自
動結線装置の概要説明図 第２図・・・本発明で使用□する切断・接続装置の一例
を示す図 第３図・・・ワイヤ電極の切断の様子を示す図第４図・
・・ワイヤ電極とパイロット部材との接続の様子を示す
図 第５回ないし第１４図・・・自動結線の工程を示す国策
１５図・・・切断・接続装置の電源回路の側口において
、１はワイヤ電極、２はガイドローラ、３は支柱、４は
アーム、５はテーパ加工機構、６は支持体、７はパイロ
ット部材押し出し部、８はアクチュエータ、９はパイロ
ット部材・カセット部、１０はパイロット部材、１１．
１２はパイロット部材有無検出信号線、１３は上部ロー
ラ、１４は検出用上゛部ローラ、１５は上部ヘッド、１
６はワイヤ・ガイド、１７は送りローラ、１８はパイロ
ット部材・ヘッド、１９は被加工物、２０は下部ヘッド
、２１はワイヤ・ガイド、２２は検出用下部ローラ、２
３は下部ローラ、２４はワイヤ電極結線完了検出部、２
５はパイロット部材挿通完了検出部、２６は溶着部、２
７は基体、２８はサーボ・モータ、２９はベルト、３０
はプーリ、３１は上下動ネジ軸、３２は爪クランプ用モ
ータ、３３は爪閉じ用駆動体、３４は爪開き用バネ、３
５．３６はリード線、３７ないし４０は爪、４１はヒン
ジ軸、４２は電圧計、４３は切断・接続装置、４４は第
１のスイッチ、４５は変圧器、４６は交流電源、４７は
第２のスイッチ、４８はりアクドル、４９はキャパシタ
ー、５０は抵抗、５１は整流回路、５２は第３のスイッ
チ、５３は検出部である。 特許出願人　　株式会社　放電精密加工研究所代理人弁
理士　森　１）　寛（外３名）′ＰＪｌ　　国 お２回 充３ｍ　　　　　　　葛４図 ｖｓｎｂ ２３−■■　　　　　　２３−Ｃ■ 爾　７ｍ　　　　　　　　第８（２） 第９ｍ　　　　　　　　　半１０ｍ ′Ｆ５１１図　　　　　　　　　￥５１２ｍＴ５　１３
　ＩＩＩ　　　　　　　　　　爾１４　ＩＩＩ第　１５
　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被加工物の一方の側に位置する第１のワイヤ電極
   保持装置から送り出したワイヤ電極を、被加工物の透孔
   に挿通した後、被加工物の他方の側に位置する第２のワ
   イヤ電極保持装置に保持させることを自動的に行うワイ
   ヤ電極の自動結線装置において、剛性ある材料の真っ直
   ぐな形状のパイロット部材を複数本格納し１本づつ送り
   出す手段と、送り出されたパイロット部材を保持し前記
   透孔が該パイロット部材の直下に位置せしめられた時該
   パイロット部材を前記透孔に挿通するパイロット部材保
   持挿通手段と、前記透孔に挿通されたパイロット部材と
   前記第１のワイヤ電極保持装置に保持されたワイヤ電極
   とを接続する手段を具えることを特徴とするワイヤ電極
   の自動結線装置。
2. （２）被加工物の一方の側に位置する第１のワイヤ電極
   保持装置から送り出したワイヤ電極を、被加工物の透孔
   に挿通した後、被加工物の他方の側に位置する第２のワ
   イヤ電極保持装置に保持させることを自動的に行うワイ
   ヤ電極の自動結線方法において、前記第１のワイヤ電極
   保持装置および第２のワイヤ電極保持装置とは別途に設
   けられたパイロット部材保持挿通手段によって保持され
   たパイロット部材の直下に前記透孔を位置せしめる工程
   と、該パイロット部材を前記透孔に挿通する工程と、前
   記透孔に挿通されたパイロット部材を前記第２のワイヤ
   電極保持装置に保持させる工程と、前記透孔に挿通され
   たパイロット部材を前記第一のワイヤ電極保持装置に保
   持されているワイヤ電極に接続する工程と、該接続の後
   パイロット部材とワイヤ電極とを第２のワイヤ電極保持
   装置側に引っ張り第２のワイヤ電極保持装置にもワイヤ
   電極を保持させる工程とを有することを特徴とするワイ
   ヤ電極の自動結線方法。