JPWO2014068680A1

JPWO2014068680A1 - ワイヤ放電加工装置

Info

Publication number: JPWO2014068680A1
Application number: JP2013514472A
Authority: JP
Inventors: 大友　陽一; 陽一大友; 秀明喜夛; 尚志柿花
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2032-10-30
Also published as: US9421627B2; CN104023890B; CN104023890A; JP5323285B1; DE112012007087T5; WO2014068680A1; US20150129558A1; DE112012007087B4

Abstract

蛇腹の破損を防止するために、本発明のワイヤ放電加工装置では、内側領域が空けられ、且つワーク（Ｗ１）の一部を外側領域で支持し、且つワイヤ（３）が内側領域内を移動する定盤（１１）と、側面を貫通し、且つ下部アーム（４）の一部を包囲する蛇腹（２）と、を備え、蛇腹（２）の加工槽（１０）側の端部である第１の端部は、ワイヤ（３）が何れの位置でワーク（Ｗ１）を加工する場合であっても蛇腹（２）が内側領域の下側に進入してこないよう下部アーム（４）に取り付けられている構成とした。

Description

本発明は、加工液中で走行するワイヤとワークとの間に発生させた放電によってワークを加工するワイヤ放電加工装置に関する。

ワイヤ放電加工装置では、下部アームと上部アームとによってワイヤを支持している。そして、蛇腹で包囲された下部アームが加工槽に挿入された状態で、下部アームおよび上部アームが移動させられる。これにより、ワイヤが加工液中を移動し、ワークへの加工が行なわれる。

このようなワイヤ放電加工装置では、下部アームが加工槽に挿入されている箇所から加工液が漏れ出さないよう、蛇腹の一端が、加工槽外のシール板（遮蔽板）に固定されていた。また、シール板の近傍から漏れ出た加工液は、回収桶によって回収されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１３０５９７号公報

しかしながら、上記従来の技術では、加工槽内において、ワークを支える定盤の下から蛇腹が露出していたので、ユーザの操作ミスなどによってワークが定盤から落下した場合、ワークによって蛇腹を破損させてしまう場合があるという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蛇腹の破損を防止したワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、下部アームと上部アームとの間で支持されたワイヤを用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、内側領域が空けられ、且つ前記被加工物の一部を外側領域で支持することによって前記被加工物を載置し、且つ前記ワイヤが前記内側領域内を移動する定盤と、加工液が溜められる筐体を有し、且つ前記筐体内に前記定盤が配置されるとともに前記被加工物の加工位置を前記加工液で満たし、且つ前記下部アームが前記筐体の側面を貫通し、且つ前記下部アームおよび前記上部アームと前記筐体との間の水平方向の相対位置が移動させられることによって前記ワイヤと前記被加工物との間の水平方向の相対位置が移動させられる加工槽と、前記側面を貫通し、且つ前記下部アームの一部を包囲する蛇腹と、を備え、前記蛇腹の加工槽側の端部である第１の端部は、前記ワイヤが何れの位置で前記被加工物を加工する場合であっても前記蛇腹が前記内側領域の下側に進入してこないよう前記下部アームに取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、蛇腹の破損を防止することが可能になるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。図２−１は、長穴の構成を説明するための図である。図２−２は、シール板の構成を説明するための図である。図３は、蛇腹の移動位置と定盤内側領域との関係を説明するための図である。図４は、ワークの落下位置と蛇腹の位置との関係を説明するための図である。図５は、フランジの構成例を示す図である。図６は、蛇腹とフランジの接続部分の構成を説明するための図である。図７は、飛散防止部材を有した下部アームの構成を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態
図１は、本発明の実施の形態に係るワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。ワイヤ放電加工装置１は、下部アームと上部アームとの間で支持されたワイヤと、ワークと、の間に発生させた放電によってワークを加工する装置である。ワイヤ放電加工装置１は、支持台３０を有しており、支持台３０上に、加工槽１０とコラム２０とを備えている。

コラム２０の下部側には、水平方向に延びる下部アーム４が設けられ、コラム２０の上部側には、水平方向に延びる上部アーム５が設けられている。下部アーム４および上部アーム５は、互いに軸方向が平行になるよう配置されている。

また、下部アーム４の先端部（コラム２０とは反対側）には、下部ガイド２４が設けられ、上部アーム５の先端部（コラム２０とは反対側）には、上部ガイド２５が設けられている。そして、鉛直方向に延びるワイヤ（ワイヤ電極）３が、下部アーム４と上部アーム５との間で、下部ガイド２４と上部ガイド２５とによって保持される。

加工槽１０内には、定盤支持部１２と定盤１１とが配置されている。定盤支持部１２は、加工槽１０の底面側から鉛直方向に延設されており、その先端部（上部）に定盤１１が配置されている。

定盤１１は、被加工物としてのワークＷ１を載置するための台である。定盤１１は、内側領域が空けられ、且つワークＷ１の一部を外側領域で支持することによってワークＷ１を載置し、且つワイヤ３が内側領域内を移動するよう形成されている。

定盤１１は、例えば、平板状の環状部材などを用いて形成されている。定盤１１の枠で囲まれた内側領域（環状部材の内側）が、ワークＷ１を加工可能な領域（以下、定盤内側領域という）であり、ワイヤ３は、定盤内側領域の中で移動する。ワークＷ１を加工する際には、加工したい部分が定盤内側領域内に配置されるよう、ワークＷ１を定盤１１上に載置しておく。

加工槽１０内には、定盤１１に載置されたワークＷ１が加工液１３で満たされるよう、加工液１３が溜められる。例えば、加工槽１０の中には、ワイヤ３のうち少なくともワークＷ１を加工する部分、ワークＷ１、定盤支持部１２、定盤１１、下部アーム４、下部ガイド２４が、加工液１３中に漬かるよう加工液１３が溜められる。

加工槽１０の側面には、下部アーム４を挿入するための貫通穴（後述する長穴２７）が設けられている。下部アーム４は、コラム２０から延設されて加工槽１０に設けられた長穴２７を貫通し、加工槽１０内に挿入されている。

加工槽１０では、下部アーム４および上部アーム５と、加工槽１０と、の間の水平方向の相対位置が移動させられることによってワイヤ３とワークＷ１との間の水平方向の相対位置が移動させられる。

下部アーム４のうち、加工槽１０内に挿入される部分の一部と、加工槽１０内に挿入されていない部分の一部と、が蛇腹２によって包囲されている。加工槽１０に設けられた長穴２７の近傍には、加工槽１０の側面よりも外部側（コラム２０側）に、シール板２２およびパッキン２６が設けられており、パッキン２６を介してシール板２２と加工槽１０の側面とが気密に接続されている。

また、加工槽１０の外側（シール板２２のコラム２０側）には、蛇腹２が縮んだ際に蛇腹２を格納可能なフランジ（収納部）２１が設けられている。フランジ２１は、シール板２２に対して着脱可能かつ気密に取り付けられている。

フランジ２１は、例えば筒状部材を用いて形成されている。フランジ２１は、下部アーム４の軸方向に垂直な方向に延設されて下部アーム４の軸方向に飛散する加工液１３を遮蔽する遮蔽板（筒状部材の底面）（第１の遮蔽部）を有している。蛇腹２のうちコラム２０側の端部は、遮蔽板に取り付けられている。

蛇腹２は、一方の端部（第１の端部）が下部アーム４のうち加工槽１０内に挿入されている部分に取り付けられて固定され、他方の端部（第２の端部）がフランジ２１内に取り付けられて固定されている。この構成により、下部アーム４の一部を包囲した蛇腹２は、コラム２０から加工槽１０側に向かって、フランジ２１、シール板２２、長穴２７（加工槽の側面）の順番で、これらを貫通している。

ワイヤ３によってワークＷ１を加工する際には、コラム２０が加工槽１０に対して水平方向（Ｘ方向およびＹ方向）に相対移動する。これにより、ワイヤ３が加工槽１０に対してＸ方向およびＹ方向に相対移動する。ワークＷ１を加工する際には、コラム２０が支持台３０上を移動してもよいし、加工槽１０が支持台３０上を移動してもよい。

コラム２０が加工槽１０に近付くと（図１では、ワイヤ３が定盤内側領域の右側に移動した場合）、蛇腹２は加工槽１０側に伸びる。本実施の形態の蛇腹２は、定盤内側領域内の何れの位置にワイヤ３が移動した場合であっても、蛇腹２が定盤内側領域の下方に進入してこないよう、蛇腹２の端部が下部アーム４に固定されている。換言すると、定盤１１を上側（Ｚ軸方向）から見た場合に、定盤内側領域内に蛇腹２が進入してこないよう、蛇腹２の端部が下部アーム４に固定されている。このように、コラム２０が加工槽１０に最も近付いた場合であっても、蛇腹２が定盤１１の下側までしか伸びてこないよう、蛇腹２の端部が下部アーム４に固定されている。

コラム２０が加工槽１０から遠ざかると（図１では、ワイヤ３が定盤内側領域の左側に移動した場合）、蛇腹２はコラム２０側に縮むとともに蛇腹２の左側部分がフランジ２１内に収納される。

また、ワイヤ放電加工装置１では、シール板２２およびフランジ２１の下側に、回収桶（樋）２３が配置されている。シール板２２の近傍からは、加工液１３が漏れ出す場合がある。漏れ出した加工液１３は、回収桶２３に流れ込み、回収桶２３で回収される。回収桶２３で回収された加工液１３は、加工液タンク（図示せず）に戻される。

このように、本実施の形態のワイヤ放電加工装置１は、下部アーム４を蛇腹２に取付ける面（位置）を下部アーム４の奥側（下部アーム４の根元側）にずらすことにより、定盤１１の下から蛇腹２を露出させないよう構成されている。

つぎに、シール板２２およびフランジ２１の構成について説明する。図２−１は、長穴の構成を説明するための図であり、図２−２は、シール板の構成を説明するための図である。なお、図２−１では、フランジ２１、蛇腹２、パッキン２６などの図示を省略している。

長穴２７からの加工液１３の漏れを防ぐシール板２２には、下部アーム４がＹ方向（下部アーム４の軸方向）に移動可能なよう穴２８が設けられている。また、加工槽１０の側面には、下部アーム４がＸ方向およびＹ方向に移動可能なよう長穴２７が設けられている。

下部アーム４は、穴２８および長穴２７を貫通することにより、一部が加工槽１０内に入り、残りの一部が加工槽１０外に出ている。シール板２２は、長穴２７のうち穴２８以外の位置を塞ぎつつ加工槽１０の側面と平行な面内で移動可能なよう、加工槽１０の側面に取り付けられている。

コラム２０がＹ軸方向に移動するのに伴い、下部アーム４が加工槽１０の中を移動するので、蛇腹２が伸縮する。これにより、加工液１３が加工槽１０から漏れずにシールされる。

また、ワイヤ放電加工装置１には、フランジ２１が設けてあるので、蛇腹２の位置をコラム２０側に寄せることができる。これにより、下部アーム４がＹ軸方向にフルストローク移動しても蛇腹２が定盤１１の下から露出しないように蛇腹２を配置することが可能になる。

ここで、蛇腹２の移動位置と定盤内側領域との関係について説明する。図３は、蛇腹の移動位置と定盤内側領域との関係を説明するための図である。図３では、定盤１１の上面図を示している。ワークＷ１を加工する際には、下部アーム４が定盤内側領域内を移動する。そして、ワイヤ３が定盤内側領域内を移動してワークＷ１を加工する。

本実施の形態では、蛇腹２が最も伸びた状態（シール板２２から最も遠い加工位置を加工する場合）であっても、蛇腹２が定盤内側領域内に入ってこないよう、蛇腹２の端部が下部アーム４に接合されている。換言すると、本実施の形態の蛇腹２は、ワイヤ３が何れの位置でワークＷ１を加工する場合であっても蛇腹２が定盤内側領域の下側に進入してこないよう下部アーム４に取り付けられている。

具体的には、蛇腹２の加工槽１０側の端部は、下部アーム４の加工槽１０側の端部から所定の距離だけ離れた位置で下部アーム４に固定される。ここでの所定の距離は、例えば、ワイヤ３から蛇腹２までのＹ方向の距離が、定盤内側領域のＹ方向の距離よりも長くなる距離である。これにより、ワークＷ１の落下に起因する蛇腹２の破損を防止できる。

従来は、蛇腹がシール板に固定されていたので、蛇腹がスラッジによる磨耗等で破損すると、加工液が蛇腹の周囲に飛散する場合があった。このような場合には、加工液の回収領域以外（床またはベッド鋳物構造体など）に加工液が直接触れてしまうなどの問題があった。一方、本実施の形態では、蛇腹２の破損を防止できるので、加工液１３の飛び散りなどを防止することが可能となる。

図４は、ワークの落下位置と蛇腹の位置との関係を説明するための図である。仮に、ユーザの処理ミスによってワークＷ１が下部アーム４上に落下しても、蛇腹２は、定盤内側領域内まで伸びていないので、ワークＷ１が蛇腹２上に落下することはない。これにより、蛇腹２の破損を防止した、信頼性の高い下部アーム蛇腹構造および加工槽シール構造を実現できる。

従来は、下部アームを取り外さなければ、蛇腹を取り外せない構造であった。このため、破損などによって蛇腹の交換が必要になった場合、下部アームをコラムから一旦取り外す必要があり、蛇腹の交換処理が大掛かりであった。

本実施の形態では、蛇腹２が加工槽１０内に設けてあるので、経年劣化などによって蛇腹２を交換する場合、下部ガイド２４およびフランジ２１を取り外せば、加工槽１０内から蛇腹２を容易に取り外すことができる。

蛇腹２を交換する際には、以下の（Ａ１）〜（Ａ４）の処理によって下部アーム４から古い蛇腹２を取り外した後、以下の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の処理によって下部アーム４に新しい蛇腹２を取り付ける。

下部アーム４から蛇腹２を取り外す処理は、例えば以下の（Ａ１）〜（Ａ４）の処理手順によって行われる。
（Ａ１）下部ガイド２４を下部アーム４から取り外す。
（Ａ２）フランジ２１をシール板２２から取り外し、蛇腹２の付け根が見えるようにする。
（Ａ３）フランジ２１から蛇腹２を取り外す。
（Ａ４）加工槽１０側から蛇腹２を引き抜くことにより、下部アーム４から蛇腹２を取り外す。

また、下部アーム４に蛇腹２を取り付ける処理は、例えば以下の（Ｂ１）〜（Ｂ４）の処理手順によって行われる。
（Ｂ１）加工槽１０側から蛇腹２を下部アーム４の周囲に差し込む。
（Ｂ２）下部ガイド２４を下部アーム４に取り付ける。
（Ｂ３）フランジ２１に蛇腹２を取り付ける。
（Ｂ４）シール板２２にフランジ２１を取り付ける。

このように、本実施の形態では、蛇腹２はフランジ２１に固定されているので、シール板２２から蛇腹２を取り外す作業が容易になる。また、蛇腹２をフランジ２１に固定すればよいので、蛇腹２の取り付け作業が容易になる。したがって、蛇腹２の交換処理が容易になる。

つぎに、フランジ２１の構成例について説明する。図５は、フランジの構成例を示す図である。フランジ２１は、有底筒状の筐体である側壁部２１Ａを有している。また、フランジ２１は、その底面部に、側壁部２１Ａに垂直な方向に配置された遮蔽部（第１の遮蔽部）５１を有している。また、フランジ２１には、遮蔽部５１に下部アーム４を貫通させる穴２８が設けられている。下部アーム４が、側壁部２１Ａに包囲され且つ穴２８を貫通するよう、蛇腹２がフランジ２１に装着される。これにより、仮に蛇腹２が劣化して破損した場合であっても、以下のような構成により、加工液１３の飛散を防止することが可能となる。

つぎに、蛇腹２とフランジ２１の接続部分の構成について説明する。図６は、蛇腹２とフランジ２１の接続部分の構成を説明するための図である。下部アーム４には、下部アーム４を包囲するよう蛇腹２が取り付けられる。このとき、蛇腹２は、ホースバインドで蛇腹２の外周を締め付けることにより、下部アーム４に取り付けられる。

また、蛇腹２の先端部（フランジ２１側）には、取付部６３が設けられており、取付部６３がパッキン６２を介して遮蔽部５１に取り付けられる。また、シール板２２は、パッキン６１を介して、フランジ２１の側壁部２１Ａに取り付けられる。取付部６３とパッキン６２と側壁部２１Ａとは、例えば、ねじ等を用いて接続される。また、シール板２２とパッキン６１とフランジ２１とは、例えば、ねじ等を用いて接続される。

なお、所望の長さに蛇腹２を伸縮可能な場合は、フランジ２１を設けなくてもよい。例えば、下部アーム４のストロークが小さい場合または蛇腹２の素材が薄い場合は、フランジ２１を設けなくてもよい。

また、加工液１３の飛散を防止する飛散防止部材（第２の遮蔽部）を下部アーム４に配置しておいてもよい。図７は、飛散防止部材を有した下部アームの構成を示す図である。飛散防止部材は、下部アーム４の加工槽１０とは反対側の端部とフランジ２１との間に配置される。飛散防止部材は、下部アーム４の軸方向に垂直な方向に延設されて下部アーム４の軸方向に飛散する加工液１３を遮蔽する。本実施の形態では、飛散防止部材が飛散防止部材４１，４２である場合について説明する。

飛散防止部材４１は、下部アーム４に取り付けられた、例えば環状の部材である。飛散防止部材４１は、例えば板状の部材を用いて形成されており、飛散防止部材４１の環内を下部アーム４が貫通するよう下部アーム４に取り付けられている。なお、飛散防止部材４１は、下部アーム４と一体に形成しておいてもよいし、下部アーム４とは別に形成しておき、下部アーム４に着脱可能な構成としてもよい。

仮に蛇腹２が破損した場合、蛇腹２と下部アーム４との間に加工液１３が進入してくる。飛散防止部材４１を配置しておくことにより、仮に蛇腹２が劣化して破損した場合であっても、下部アーム４またはフランジ２１内から飛散してくる加工液１３を飛散防止部材４１で止めることが可能となる。なお、飛散防止部材４１は、蛇腹２が最大に縮んだ場合であっても、フランジ２１に接触しない位置に配置しておく。

また、下部アーム４とは、別構成の飛散防止部材４２をワイヤ放電加工装置１に配置しておいてもよい。飛散防止部材４２は、例えば、下部アーム４とは別の部材に取り付けられており、下部アーム４が貫通している。換言すると、飛散防止部材４２は、下部アーム４が貫通する穴を具備した環状の部材（例えば板状部材）である。飛散防止部材４２は、飛散防止部材４２の環内を下部アーム４が移動可能なよう下部アーム４の外周部近傍に取り付けられている。飛散防止部材４２は、下部アーム４の移動とは関係なく位置を固定しておく。

飛散防止部材４２を配置しておくことにより、フランジ２１内から飛散してくる加工液１３を飛散防止部材４２で止めることが可能となる。なお、飛散防止部材４２は、蛇腹２が最大に縮んだ場合であっても、フランジ２１に接触しない位置に配置しておく。また、ワイヤ放電加工装置１に、飛散防止部材４１，４２の両方を配置する場合には、蛇腹２が最大に縮んだ場合であっても、飛散防止部材４１が、フランジ２１および飛散防止部材４２に接触しない位置に飛散防止部材４１，４２を配置しておく。回収桶２３は、飛散防止部材４１，４２およびシール板２２の近傍から流れ落ちる加工液１３を回収できる位置に配置しておく。

このように実施の形態によれば、蛇腹２が定盤内側領域に進入してこないよう、蛇腹２の一方の端部が下部アーム４に取り付けられているので、蛇腹２の破損を防止することが可能になる。

また、蛇腹２の他方の端部がフランジ２１に取り付けられているので、蛇腹２をフランジ２１に格納することが可能となり、その結果、蛇腹２の伸縮領域を大きくすることが可能となる。したがって、蛇腹２の一方の端部を下部アーム４に取り付けた状態で蛇腹２の破損を防止しつつ、蛇腹２を所望の位置に伸縮させることが可能となる。

また、フランジ２１に遮蔽部５１を設けているので、蛇腹２から加工液１３が飛散することを防止できる。また、飛散防止部材４１，４２が配置されているので、加工液１３が飛散することを防止できる。

以上のように、本発明に係るワイヤ放電加工装置１は、加工液中で走行するワイヤとワークとの間に発生させた放電によるワークの加工に適している。

１ワイヤ放電加工装置、２蛇腹、３ワイヤ、４下部アーム、５上部アーム、１０加工槽、１１定盤、１３加工液、２０コラム、２１フランジ、２２シール板、２３回収桶、４１，４２飛散防止部材、５１遮蔽部、Ｗ１ワーク。

Claims

下部アームと上部アームとの間で支持されたワイヤを用いて被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において、
内側領域が空けられ、且つ前記被加工物の一部を外側領域で支持することによって前記被加工物を載置し、且つ前記ワイヤが前記内側領域内を移動する定盤と、
加工液が溜められる筐体を有し、且つ前記筐体内に前記定盤が配置されるとともに前記被加工物の加工位置を前記加工液で満たし、且つ前記下部アームが前記筐体の側面を貫通し、且つ前記下部アームおよび前記上部アームと前記筐体との間の水平方向の相対位置が移動させられることによって前記ワイヤと前記被加工物との間の水平方向の相対位置が移動させられる加工槽と、
前記側面を貫通し、且つ前記下部アームの一部を包囲する蛇腹と、
を備え、
前記蛇腹の加工槽側の端部である第１の端部は、前記ワイヤが何れの位置で前記被加工物を加工する場合であっても前記蛇腹が前記内側領域の下側に進入してこないよう前記下部アームに取り付けられていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
前記加工槽の外側に取り付けられるとともに、前記蛇腹が縮んだ際に前記蛇腹を収納する収納部をさらに備え、
前記収納部には、前記蛇腹の加工槽とは反対側の端部である第２の端部が取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
前記収納部は、前記下部アームの軸方向に垂直な方向に延設されて前記下部アームの軸方向に飛散する加工液を遮蔽する第１の遮蔽部を有し、
前記第２の端部は、前記第１の遮蔽部に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工装置。
前記下部アームの加工槽とは反対側の端部と前記収納部との間に配置されるとともに、前記下部アームの軸方向に垂直な方向に延設されて前記下部アームの軸方向に飛散する加工液を遮蔽する第２の遮蔽部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
前記第２の遮蔽部は、前記下部アームに取り付けられた環状部材であることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。
前記第２の遮蔽部は、前記下部アームとは別の部材に取り付けられており、前記下部アームが貫通していることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。