KR20240066097A - 와이어 방전 가공 장치 - Google Patents

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KR20240066097A
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츠요시 타케다
히로키 사토
츠바사 쿠라가야
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가부시키가이샤 소딕
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Abstract

[과제] 와이어 방전 가공 장치에서 반송 장치를 개량하여 가공조에서의 실링 장치를 없애는 것.
[해결 수단] 방향 전환 풀리(10)와 권취 장치(13A) 사이에 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 따라 마련되어 와이어 전극(WE)을 안내하는 가이드 파이프(14A)는, 대전 방지성을 가진다. 가이드 파이프(14A) 내에 기액 혼합 유체가 공급된다. 흡인 노즐(14N)은, 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T) 사이를 통과하여 가이드 파이프(14A)의 출구측에 직접 또는 간접적으로 접속한다. 흡인 노즐(14N)은, 흡인 장치(14B)에 의해 가이드 파이프(14A) 내의 기액 혼합 유체와 와이어 전극(WE)의 선단을 흡인하여 와이어 전극(WE)을 포착한다. 포착된 와이어 전극(WE)은, 권취 장치(13A)에 권취된다.

Description

와이어 방전 가공 장치{WIRE ELECTRIC DISCHARGE MACHINING APPARATUS}
본 발명은, 자동 결선(結線)시에 와이어 전극을 권취 장치까지 송출하는 와이어 전극의 반송 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 가이드 파이프를 포함하여 이루어진 유체 이송 방식의 반송 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 와이어 방전 가공 장치는, 와이어 보빈에 권회(卷回)된 와이어 전극을 풀어내어, 상측 와이어 가이드와 하측 와이어 가이드를 통과시켜 1쌍의 권취(卷取) 롤러로 이루어진 권취 장치에 권취되도록 구성되어 있다. 대부분의 와이어 방전 가공 장치는, 와이어 전극을 상하의 와이어 가이드 사이에 자동으로 당겨서 거는 자동 결선 장치를 구비하고 있다. 자동 결선 장치는, 와이어 전극을 송출 롤러에 의해 상측 와이어 가이드를 향해 송출하고, 상하의 와이어 가이드에 순차적으로 삽입통과시키고, 하측 아암을 따라 마련되어 있는 와이어 전극의 반송 장치에 의해 가공조의 외측까지 유도하여 와이어 전극의 선단을 권취 장치에 포착시킨다.
와이어 전극의 반송 장치에서, 와이어 전극을 권취 장치까지 이동시키는 방법으로서, 벨트 컨베이어에 의해 와이어 전극을 이동시키는 방법과, 유체에 의해 와이어 전극을 이동시키는 방법이 알려져 있다. 이하, 설명의 편의상, 벨트 컨베이어에 의해 와이어 전극을 이동시키는 방법을 벨트 이송 방식이라고 하고, 유체에 의해 와이어 전극을 이동시키는 방법을 유체 이송 방식이라고 한다.
특허 문헌 1은, 전형적인 벨트 이송 방식의 반송 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치를 개시하고 있다. 벨트 이송 방식의 반송 장치는, 1쌍의 무단 벨트가 와이어 전극을 끼워넣어 마찰로 와이어 전극에 힘을 전달하여 이동시키는 구성이므로, 직경이 0.2mm 이상의 비교적 큰 와이어 전극의 반송에 유리하다. 그러나 유체 이송 방식에 비하면 전체 사이즈가 크다. 또, 직경이 비교적 작은 와이어 전극을 송출할 때에는, 와이어 전극에 부여되는 부하가 상대적으로 커져, 와이어 전극의 단선, 엉킴, 탈선이 발생하기 쉽다.
특허 문헌 2 및 특허 문헌 3은, 유체 이송 방식의 반송 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치를 대표적으로 개시하고 있다. 일반적으로, 유체 이송 방식의 반송 장치는, 가이드 파이프 안을 고압 유체로 채우고, 흡인기(aspirator)에 의해 유체를 와이어 전극과 함께 흡인하여 와이어 전극을 송출하도록 되어 있다. 따라서, 고강성이며 변형되기 쉬운 직경이 지나치게 큰 와이어 전극의 경우, 가이드 파이프 안에 와이어 전극의 선단이 걸려 좌굴(座屈)되기 쉽다. 또, 직경이 지나치게 작은 와이어 전극의 경우에는, 가이드 파이프의 내면에 와이어 전극이 달라붙어 이동할 수 없게 될 우려가 있어, 그다지 적합하지 않다.
특허 문헌 4는, 가이드 파이프를 구비하지 않은 유체 이송 방식의 반송 장치를 마련한 와이어 방전 가공 장치를 개시하고 있다. 특허 문헌 4에 개시되어 있는 와이어 방전 가공 장치의 반송 장치는, 유체의 구속력만으로 와이어 전극을 단번에 이동시킬 수 있기 때문에, 와이어 전극의 선단을 권취 장치에 포착시킬 때까지의 반송 시간을 보다 짧게 할 수 있다. 단, 피가공물을 가공액에 침지하는 다이싱킹 방식으로 가공을 할 경우에는, 유체의 구속력만으로 이동시키는 와이어 전극의 이동 경로를 확보하기 위한 커버를 마련할 필요가 있다.
[특허 문헌 1] 일본공개특허 평1-114924호 공보 [특허 문헌 2] 일본공개특허 평1-135426호 공보 [특허 문헌 3] 일본공개특허 평5-92322호 공보 [특허 문헌 4] 일본특허 제6605564호 공보
일반적인 와이어 방전 가공 장치에서는, 하측 와이어 가이드를 수용한 하측 와이어 가이드 유닛을 지지하는 하측 아암이 가공조 벽을 관통하도록 설치되어 있다. 따라서, 적어도 피가공물을 가공액에 침지하는 다이싱킹 방식으로 가공을 하는 경우에는, 하측 아암과 가공조 벽 사이에 가공조 내의 가공액의 누출을 방지하는 실링 장치가 요구된다. 실링 장치는, 실링 저항에 의해 가공의 부작용을 일으킨다는 문제를 가지고 있다. 또, 실링 장치의 실링 구조체는 가공조 주위의 구성을 복잡하게 한다.
반송 장치의 벨트 컨베이어 또는 가이드 파이프는, 하측 아암을 따라 하측 아암의 외측에 마련되거나, 혹은 하측 아암의 중공 내에 마련되어 있다. 실링 구조체를 제거하기 위해 가공조 벽을 넘도록 하측 아암의 형태를 바꾸면, 와이어 전극의 이동 경로가 아래에서 위로 향하는, 이른바 올라가는 형상이 된다. 따라서, 와이어 전극의 이동 경로의 변경에 맞추어 벨트 컨베이어 또는 가이드 파이프의 배치를 바꿀 필요가 있거나, 혹은 외형을 바꿀 필요가 있다.
따라서, 가공조와 하측 아암이 상대 이동 가능한 상태에서 하측 아암이 가공조 벽을 넘도록 형상을 바꾸어 하측 아암을 설치하려고 하는 경우, 벨트 이송 방식의 반송 장치에서는, 와이어 전극의 이동 경로가 거의 수평인 구성에 비해 와이어 전극의 이동 방향을 방향 전환시키는 각도가 커지기 때문에, 와이어 전극이 보다 쉽게 단선된다. 유체 이송 방식의 반송 장치에서는, 중력에 의해 내려가는 경향이 있는 와이어 전극을 상향 이동 경로를 따라 끌어올리게 되므로, 보다 쉽게 좌굴된다.
본 발명은, 상기 과제를 감안하여, 가이드 파이프를 구비한 유체 이송 방식의 반송 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치에서, 하측 아암 및 가이드 파이프가 가공조 벽을 관통하지 않는 구조의 와이어 방전 가공 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다. 본 발명의 와이어 방전 가공 장치에 의해 얻을 수 있는 몇가지 이점은, 구체적인 실시 형태의 설명에서 그때마다 상세히 개시된다.
본 개시의 와이어 방전 가공 장치는, 상기 과제를 해결하기 위해, 하측 와이어 가이드 유닛을 가공조 안에 위치하도록 지지하는 하측 아암과, 상기 하측 와이어 가이드 유닛의 하측에 위치하도록 상기 하측 아암에 마련되는 적어도 1개의 방향 전환 풀리와, 상기 가공조의 외측에 위치하도록 마련된 1쌍의 롤러로 이루어진 권취 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치에 있어서, 반송 장치로서, 상기 적어도 1개의 방향 전환 풀리와 상기 권취 장치와의 사이에 와이어 전극의 이동 경로를 따라 마련되고, 내부에 상기 와이어 전극 및, 기체와 가공액이 혼합된 기액(氣液) 혼합 유체를 통과시키는 제1 연통로를 구비한 대전(帶電) 방지성을 가지는 가이드 파이프와, 상기 권취 장치의 상기 와이어 전극의 이송 방향 하류측에 마련되고, 내부에 상기 와이어 전극 및 상기 기액 혼합 유체를 통과시키는 제2 연통로 및 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 제1 배출로를 구비한 흡인 노즐과, 상기 제1 배출로에 접속되어 상기 제1 배출로로부터 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 흡인 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
특히, 본 개시의 와이어 방전 가공 장치는, 상기 반송 장치가 상기 기액 혼합 유체로부터 기포를 소멸시키는 기포 소멸 장치를 포함하여 이루어지도록 한다.
또 본 개시의 반송 장치는, 제1 배출 장치로서 상기 흡인 노즐을 포함하는 것이며, 또한 상기 가이드 파이프의 상기 와이어 전극의 출구에 접속된 제2 배출 장치를 구비하고, 상기 제2 배출 장치는, 내부에 상기 와이어 전극 및 상기 기액 혼합 유체를 통과시키는 제3 연통로와, 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 제2 배출로를 가지며, 상기 제2 배출로는 상기 흡인 장치에 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 반송 장치와 제어 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치는, 상기 반송 장치가 상기 흡인 노즐에 접속된 제1 실린더 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 제1 실린더 장치를 구동하여 상기 흡인 노즐의 흡인구를, 초기 위치인 상기 권취 장치의 상기 와이어 전극의 이송 방향 하류측으로부터, 상기 1쌍의 롤러 사이를 통과시켜 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구에 접속하는 위치까지 왕복 이동시키는 것을 특징으로 한다.
또 본 개시의 반송 장치와 제어 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치는, 상기 반송 장치가 상기 가이드 파이프의 상기 와이어 전극의 이송 방향 상류측에 마련되고, 기체를 상기 와이어 방전 가공 장치에 도입하는 기액 혼합구(混合口)를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 흡인 장치를 구동하여 상기 기액 혼합구로부터 유입된 기체를 상기 가공액과 혼합하여 기액 혼합 유체를 생성하고, 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 입구로부터 상기 제1 연통로 및 상기 제2 연통로를 통과하여 상기 기액 혼합 유체와 함께 이송되는 상기 와이어 전극의 선단을 흡인하여, 상기 제1 배출로로부터 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 것임을 특징으로 한다.
또한 본 개시의 반송 장치와 제어 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치는, 상기 1쌍의 롤러가 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구에 상기 와이어 전극의 이동 경로를 중심으로 하여 마련되고, 상기 1쌍의 롤러에 접속된 제2 실린더 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 제2 실린더 장치를 구동하여 상기 1쌍의 롤러를 상기 와이어 전극의 이동 경로를 중심으로 서로 개폐시켜, 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구로부터 배출된 상기 와이어 전극을 끼워넣는 것을 특징으로 한다.
그리고 본 개시의 반송 장치와 제어 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치는, 상기 제어 장치가 상기 와이어 전극의 직경치에 기초하여 상기 제1 배출 장치와 상기 흡인 장치의 접속과, 상기 제2 배출 장치와 상기 흡인 장치의 접속을 절환하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 대전 방지성을 가지며 내면이 원활한 가이드 파이프 내에서 와이어 전극을 가공액과 공기를 혼합한 기액 혼합 유체에 실어 송출할 수 있기 때문에, 선경이 0.2mm 이하인 가는 와이어 전극, 특히 0.1mm 이하인 극세 와이어 전극이 가이드 파이프를 통과하여 권취 롤러에 포착될 때까지의 동안에 가이드 파이프의 내면에 달라붙거나, 혹은 와이어 전극의 선단이 걸려 이동할 수 없게 될 우려가 줄어든다.
따라서, 자동 결선시에, 반송 장치에서 와이어 전극의 이동 경로가 아래에서 위로 향하는, 이른바 올라가는 방향이라 해도, 권취 장치가 와이어 전극을 보다 확실하게 포착하여 권취할 수 있도록 와이어 전극을 이동시킬 수 있다. 그 결과, 반송 장치의 가이드 파이프를, 가공조 벽을 관통시키지 않고 넘도록 설치할 수 있어 가공조 벽에 마련되어 있는 실링 장치를 없앨 수 있다.
[도 1] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 전체 구성을 모식적으로 도시한 도면이다.
[도 2] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 반송 장치를 모식적으로 도시한 도면이다.
[도 3] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 반송 장치에 마련되는 흡인 장치 및 기포 소멸 장치의 회로 구성을 도시한 도면이다.
[도 4a] 및 [도 4b] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 권취 장치와 반송 장치의 동작을 도시한 도면이다.
[도 5a]~[도 5d] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 권취 장치와 반송 장치의 동작을 도시한 도면이다.
[도 6] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 기액 혼합구의 그 외의 예이다.
[도 7] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 블럭도이다.
[도 8] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 제1 배출 장치의 구조를 도시한 모식도이다.
[도 9] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 제2 배출 장치의 구조를 도시한 모식도이다.
[도 10] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 블로어의 구조를 도시한 모식도이다.
[도 11] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 권취 장치의 구조를 도시한 모식도이다.
[도 12] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 반송 장치의 그 외의 예이다.
[도 13] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 제1 배출 장치의 그 외의 예이다.
[도 14] 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 권취 장치의 구조를 도시한 모식도 이다.
도 1은, 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 전체 개요를 도시하고, 도 7은 와이어 방전 가공 장치의 블럭도를 도시한다. 도 1은, 와이어 전극의 주행 경로(이동 경로) 전체를 1면에 도시하기 위해, 와이어 전극의 공급측을 기계 본체의 정면에서 본 상태에서 도시하고, 와이어 전극의 회수측을 기계 본체의 좌측면에서 본 상태로 도시하고 있다. 도 1은, 모식도로서, 도 1에서 복수의 구성 부재의 상대적인 사이즈와 위치 관계가 실물에 대해 정확하게는 도시되어 있지 않다. 도 1은, 오일계 방전 가공액에 의해 피가공물을 침지하여 가공하는 다이싱킹 방식의 와이어 방전 가공 장치를 도시하고 있다.
편의상, 와이어 전극의 이송 방향(301)(도 1에 화살표로 도시됨)에 대해 와이어 전극이 진입하는 측(상류측)을 단순히 "상류측"이라고 기재하고, 와이어 전극이 배출되는 측(하류측)을 단순히 "하류측"이라고 기재한다.
우선, 도 1에 도시한 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치의 전체 구성에 대해 설명하기로 한다. 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치는, 적어도, 주행 장치(1)와, 자동 결선 장치(2)와, 와이어 가이드 유닛(3)과, 제어 장치(91)와, 전원 장치(92)와, 상대 이동 장치(93)를 가진다. 주행 장치(1)와, 자동 결선 장치(2)와, 와이어 가이드 유닛(3)과, 상대 이동 장치(93)가 마련되어 있는 부위를 기계 본체라고 한다.
주행 장치(1)는, 가공에 미사용된 와이어 전극(WE)을 와이어 전극(WE)과 피가공물(WP) 사이에 형성되는 가공 간극(GP)에 공급하여, 가공에 제공된 사용 완료된 와이어 전극(WE)을 회수하는 장치이다. 주행 장치(1)는, 공급 장치(11)와, 장력 장치(12)와, 회수 장치(13)와, 반송 장치(14)를 포함하여 이루어진다. 공급 장치(11)로부터 장력 장치(12)와 자동 결선 장치(2)를 경유하여 상측 와이어 가이드 유닛(3A)까지를 포함하여 와이어 전극(WE)의 공급측(1A)으로 하고, 하측 와이어 가이드 유닛(3B)로부터 반송 장치(14)를 경유하여 회수 장치(13)까지를 포함하여 와이어 전극(WE)의 회수측(1B)으로 한다.
자동 결선 장치(2)는, 와이어 전극(WE)을 자동으로 당겨서 거는 장치이다. 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치의 자동 결선 장치(2)는, 송출 롤러(2A)와, 가이드 파이프(2B)와, 커터(2C)를 포함하여 이루어진다. 송출 롤러(2A)는, 송출 모터(2M)에 의해 회전하여 와이어 전극(WE)을 송출하는 부재이다. 가이드 파이프(2B)는, 와이어 전극(WE)의 선단을 상측 와이어 가이드 유닛(3A)까지 안내하는 부재이다. 커터(2C)는, 와이어 전극(WE)을 절단하는 부재이다. 예를 들면, 커터(2C)를 열에 의해 와이어 전극을 용단(溶斷)하는 가열 롤러와 같은 다른 와이어 전극(WE)을 절단하는 부재로 치환할 수 있다.
와이어 가이드 유닛(3)은, 상측 와이어 가이드 유닛(3A)와 하측 와이어 가이드 유닛(3B)으로 이루어진다. 상하 와이어 가이드 유닛(3A, 3B)은, 각각 가이드 본체에 상당하는 와이어 전극(WE)을 위치 결정하여 안내하는 와이어 가이드와, 와이어 전극(WE)으로 급전하는 통전체와, 가공 간극(GP)에 가공액 분류(噴流)를 공급하는 가공액 분류 노즐을 일체화하여 이루어진 어셈블리이다.
제어 장치(91)는, 와이어 방전 가공 장치의 동작을 제어하는 장치이다. 제어 장치(91)와, 주행 장치(1), 자동 결선 장치(2), 전원 장치(92) 및 상대 이동 장치(93)의 사이는, 각각 1 이상의 신호선으로 접속되어 있어, 미리 결정되어 있는 시퀀스 동작을 실행시킨다. 또, 제어 장치(91)는 기포 소멸 장치(8)를 제어한다. 제어 장치(91)는, NC프로그램에 따라 각 장치의 특정 동작을 실행시킴과 아울러, 와이어 방전 가공 장치의 전체 동작을 임의로 제어하여 원하는 가공을 실시하는 수치 제어 장치를 포함한다.
전원 장치(92)는, 가공 간극(GP)에 원하는 파형과 피크 전류치를 가지는 방전 전류 펄스를 연속적으로 공급하는 장치이다. 상대 이동 장치(93)는, 와이어 전극(WE)과 피가공물(WP)을 수평 2축 방향으로 상대 이동시키는 장치이다. 상대 이동 장치(93)는, 와이어 전극(WE)을 피가공물(WP)에 대해 경사시키는 테이퍼 장치를 포함한다.
가공조(4)는, 피가공물(WP)을 수용하는 부재이다. 또, 가공조(4)는, 가공액을 수용하는 부재이다. 피가공물(WP)을 공기중에 노출시킨 상태에서 가공 간극(GP)에 가공액 분류를 분사 공급하는 플러싱 방식으로 가공을 행할 때에는, 가공조 벽이 가공액의 비산을 방지하여 가공조(4)가 스플래쉬 가드로서 기능한다. 피가공물(WP)을 가공액에 침지하는 다이싱킹 방식으로 가공을 행할 때에는, 가공조 벽이 가공액의 누출을 방지하여 가공조(4)가 문자 그대로 탱크로서 기능한다.
하측 아암(5)은, 선단 부위에서 하측 와이어 가이드 유닛(3B)을 지지하는 부재이다. 하측 아암(5)은, 칼럼(6)의 상위에 설치된, 가공조(4)의 외측에 있는 미도시된 기계 구조물에 매달리도록 장착되어 고정된다. 하측 아암(5)의 선단은, 가공조(4) 내에 설치되는 피가공물(WP)의 하측에 위치하도록 배치된다. 하측 아암(5)은, 가공조(4)에 대해 상대 이동할 수 있도록 마련된다. 따라서, 실시 형태에서의 와이어 방전 가공 장치에서는, 하측 아암(5)이 가공조(4)의 배면측의 가공조 벽을 관통하지 않는 구조이므로, 하측 아암(5)과 가공조(4) 사이에서 가공액의 누출을 막는 실링 장치가 불필요하다.
방향 전환 풀리(10)는, 하측 와이어 가이드 유닛(3B)의 직하에 위치하도록, 하측 아암(5)의 선단에 고정되어 마련되는 가이드 블록(20)에 회전 가능하게 장착된다. 방향 전환 풀리(10)는, 피가공물(WP)의 설치면에 대해 수직 방향으로 주행하는 와이어 전극(WE)의 진행 방향을 가공조(4)의 외측에 있는 권취 장치(13A)의 방향으로 변향한다. 와이어 전극(WE)의 이동 경로에 맞추어 방향 전환 풀리(10)를 복수 마련할 수 있다.
다음으로, 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치에서의 주행 장치(1)에 대해, 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 주행 장치(1)의 공급 장치(11)는, 와이어 전극(WE)을 가공 간극(GP)에 공급하는 장치이다. 공급 장치(11)는, 릴(11A)과, 와이어 보빈(11B)과, 서보 풀리(11F)와, 서보 모터(11M)를 포함한다. 단, 와이어 보빈(11B)은, 소정 길이의 와이어 전극(WE)을 축심에 권회하여 저류(貯留)하고 있는 교환 가능한 소모품이다. 와이어 보빈(11B)은, 릴(11A)에 장전되어 회전한다.
릴(11A)은, 서보 모터(11M)에 의해 장력 장치(12)가 와이어 보빈(11B)로부터 와이어 전극(WE)을 연속적으로 인출하는 속도에 맞추어 회전한다. 서보 모터(11M)를, 예를 들면, 토크 모터 또는 파우더 클러치로 이루어진 브레이크로 치환할 수 있다. 서보 풀리(11F)는, 상하로 이동한다. 서보 모터(11M)를 서보 풀리(11F)의 상하 방향의 위치에 맞추어 제어함으로써 와이어 보빈(11B)의 회전을 변화시켜, 와이어 전극(WE)을 보다 원활하게 송출하도록 되어 있다.
장력 장치(12)는, 와이어 전극(WE)을 와이어 보빈(11)으로부터 풀어내어 순차적으로 가공 간극(GP)으로 송출하는 장치이다. 또 장력 장치(12)는, 회수 장치(13)와의 사이에 가공 간극(GP)에 공급되는 와이어 전극(WE)에 소정의 장력을 부여하는 장치이다. 장력 장치(12)는, 구동 롤러(12A)와, 종동 롤러(12B)와, 핀치 롤러(12C)와, 서보 모터(12M)를 포함한다. 변형 게이지(12T)는 장력 검출기이다. 리미트 스위치(12L)는 단선 검출기이다. 장력 검출기에 의해 장력과 동시에 단선을 검출할 수 있도록 하는 장치 구성인 경우에는, 리미트 스위치(12L)를 마련할 필요가 없다.
구동 롤러(12A)는, 와이어 전극(WE)을 와이어 보빈(11B)으로부터 인출하여 가공 간극(GP)으로 송출하는 송출 롤러와, 와이어 전극(WE)에 소정의 장력을 부여하는 텐션 롤러를 겸용한다. 와이어 전극(WE)은, 종동 롤러(12B)와 핀치 롤러(12C)에 의해 구동 롤러(12A)의 외주를 멀리 돌아서 권회된다. 구동 롤러(12A)는, 서보 모터(12M)에 의해 회전한다. 제어 장치(91)는, 변형 게이지(12T)에 의해 검출되는 장력에 기초하여 서보 모터(12M)의 회전 속도를 제어하여 장력을 일정하게 유지한다.
회수 장치(13)는, 사용 완료된 와이어 전극(WE)을 회수하는 장치이다. 또, 회수 장치(13)는, 와이어 전극(WE)을 정속으로 주행시키는 장치이다. 회수 장치(13)는, 사용 완료된 와이어 전극(WE)을 액체와 분리시켜 회수할 수 있다. 회수 장치(13)는, 권취 장치(13A)와 버킷(13B)을 포함하여 이루어진다.
회수 장치(13)의 권취 장치(13A)는, 권취 모터(13M)에 의해 자전하는 구동 롤러(13D)와, 구동 롤러(13D)와 접촉하여 구동 롤러(13D)를 따라 회전하는 종동 롤러(13T)로 이루어지는 1쌍의 롤러와, 1쌍의 롤러(13D, 13T)를 개폐하는 제2 실린더 장치(13E)를 포함한다. 권취 장치(13A)는, 1쌍의 롤러(13D, 13T) 사이에 와이어 전극(WE)을 끼워넣어 와이어 전극(WE)을 일정한 주행 속도로 주행시킨다. 1쌍의 롤러(13D, 13T)는, 그 배면에서 도 11에 도시한 바와 같이 각각 제2 실린더 장치(13E)에 접속되고, 제2 실린더 장치(13E)를 구동하여 서로 접근 및 이격되는 방향으로 이동함으로써 개폐 가능하도록 되어 있다. 1쌍의 롤러(13D, 13T)가 개방될 때, 와이어 전극(WE)을 구속으로부터 해방함과 동시에 실질적으로 와이어 전극(WE)의 주행 경로(이동 경로)로부터 장해를 제거할 수 있다.
권취 장치(13A)는 가공조(4)의 외측에 위치하도록 마련되고, 또 제2 배출 장치(14C)의 상류측에서 제4 연통로(14P)의 와이어 전극(WE)의 출구 부근에 접속 부재(13F)를 개재하여 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 중심으로 1쌍의 롤러(13D, 13T)가 마련되어 있다.
도 14에 도시한 바와 같이, 1쌍의 롤러(13D, 13T)는, 각각 접속 부재(13F)에 장착되며, 접속 부재(13F)를 개재하여 와이어 방전 가공 장치에 장착되어 있다. 또한, 롤러들(13D, 13T)은 접속 부재(13F)에 장착된 링크 기구(13G)로 접속되어 있다.
제2 실린더 장치(13E)는, 구체적으로는 전동(電動) 실린더, 에어 실린더 또는 유압 실린더이다. 제2 실린더 장치(13E)가 전동 실린더인 경우, 모터와 볼 나사와, 볼 나사에 맞물린 너트와, 너트에 고정된 로드와, 그들을 수납하는 프레임을 구비한다. 모터를 구동하여 볼 나사를 회전시킴으로써 너트 및 로드가 프레임 내를 왕복 이동한다. 또한, 제2 실린더 장치(13E)가 유압 실린더인 경우, 프레임과, 프레임 내에 마련된 피스톤과, 피스톤에 고정된 로드와, 압축 유체를 프레임 내에 공급하는 유압 펌프를 포함한다. 유압 펌프로부터 압축 유체를 프레임 내로 공급함으로써 피스톤 및 로드가 실린더 내를 왕복 운동한다.
로드의 선단에 롤러(13D)의 접속 부재(13F)가 장착되며, 프레임의 단부에 롤러(13T)의 접속 부재(13F)가 장착되어 있다. 로드가 프레임 내를 전진하면 접속 부재(13F)가 이동하여, 롤러들(13D, 13T)이 이격된다. 한편, 로드가 프레임 내를 후퇴하면 접속 부재(13F)가 이동하여, 롤러들(13D, 13T)이 밀착된다.
구동 롤러(13D)를 회전시키는 권취 모터(13M)는, 장력 장치(12)의 서보 모터(12M)의 회전 속도보다 빠른 소정의 회전 속도를 유지한다. 장력 장치(12)의 구동 롤러(12A)와 권취 장치(13A) 사이에 속도차가 발생함으로써, 와이어 전극(WE)이 미리 정해져 있는 주행 속도로 주행하면서, 와이어 전극(WE)에 구동 롤러(12A)와 권취 장치(13A) 간의 속도차에 대응하는 크기의 장력이 부여된다.
회수 장치(13)의 버킷(13B)은, 와이어 전극(WE)을 회수하는 회수 박스이다. 버킷(13B)에는, 예를 들면, 금속망과 같은 물빼기판(13C)이 마련되어 있고, 흡인 노즐(14N)의 선단이나 제3 연통로의 와이어 전극(WE)의 출구로부터, 와이어 전극(WE)에 부착되어 배출되는 가공액을 와이어 전극(WE)으로부터 분리하여 회수할 수 있다. 와이어 전극(WE)을 가늘게 절단하여 회수하도록 하고자 할 때에는, 물빼기(13C)을 촘촘한 눈의 필터로 바꿔 장착할 수 있다.
버킷(13B)은, 후술하는 흡인 노즐(14N)의 하방에 위치하도록 설치되어 있다. 그것은, 특히 0.1mm 이하의 극세 와이어 전극(WE)의 결선 작업에서, 결선 동작 후에 소량의 가공액이 흡인 노즐(14N)의 선단에서부터 늘어지는 경우가 있는데, 그 가공액을 회수하기 위함이다.
도 2는, 본 발명의 와이어 방전 가공 장치의 반송 장치의 유력한 실시 형태를 도시한다. 도 2는, 도 1과 마찬가지로 모식도로서, 복수의 구성 부재의 상대적인 사이즈와 위치 관계가 실물에 비해 정확하지는 않다. 또, 도 3은, 반송 장치에서의 기액 혼합 유체의 공급과 배출을 행하는 회로를 간략화하여 모식적으로 도시한다. 이하, 도 1 내지 도 3을 이용하여 반송 장치의 구체적인 구성을 설명하기로 한다. 도 3에 있어서, 본 발명과 직접 관계가 없는 부재에 대해서는 도시 및 설명을 생략한다.
반송 장치(14)는, 방향 전환 풀리(10)에 의해 위쪽으로 변향된 사용 완료된 와이어 전극(WE)을 가공조(4)의 외측에 도출하는 장치이다. 반송 장치(14)는, 가이드 파이프(14A)와, 제1 배출 장치(14B)와, 제2 배출 장치(14C)와, 블로어(14F)와, 도 3에 도시한 기포 소멸 장치(8)와, 흡인 장치(14E)를 포함하여 이루어진다.
실시 형태의 와이어 방전 가공 장치에서의 반송 장치(14)의 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)는, 구체적으로는, 각각 가공액 저류조(7)의 근처에 마련된 흡인 장치(14E)에 접속된다. 흡인 장치(14E)에 가공액을 공급함으로써 음압을 발생시키고, 제1 배출 장치(14B) 내지는 제2 배출 장치(14C)를 개재하여 기포를 포함한 가공액을 흡인하여 청액조(淸液槽)(7B)에 배출한다.
도 8은, 제1 배출 장치(14B)의 구조를 도시한 모식도이다. 도 8은, 편의상, 흡인 노즐(14N)과 연결 부재(14M)의 구조를 알 수 있도록 내부 구조가 점선으로 도시되어 있다.
제1 배출 장치(14B)는, 연결 부재(14M)와, 흡인 노즐(14N)과, 제1 실린더 장치(14S)와, 아암(14L)을 포함하고 있다. 제1 배출 장치(14B)는, 기액 혼합 유체와 함께 와이어 전극(WE)을 권취 장치(13A)에 포착시키고, 도 1에 도시한 바와 같이, 와이어 전극(WE)을 권취 장치(13A)의 후방으로 안내한다.
흡인 노즐(14N)은, 통 형상의 부재로서, 내부에 와이어 전극(WE) 및 기액 혼합 유체를 삽입통과시키기 위한 관통된 직선형의 제2 연통로(14J)를 구비한다. 흡인 노즐(14N)의 와이어 전극(WE)의 출구측에는, 연결 부재(14M)가 접속되어 있다.
연결 부재(14M)는, 내부에 와이어 전극(WE) 및 기액 혼합 유체를 통과시키는 직선형의 제4 연통로(14P)와, 기액 혼합 유체를 통과시키는 제1 배출로(14K)를 구비한다. 제2 연통로(14J)의 하류측과 제4 연통로(14P)의 상류측은 접속되어 있다. 또 제1 배출로(14K)는 일단이 제4 연통로(14P)와 접속되고, 타단이 흡인 장치(14E)에 접속되어 있다.
흡인 노즐(14N)의 흡인구(14W)는, 권취 장치(13A)의 와이어 전극(WE)의 출구측에 마련된다. 흡인 노즐(14N)은, 흡인구(14W)가 와이어 전극(WE)의 이동 경로상에 있도록 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)와 동축상에 마련된다.
연결 부재(14M)의 제1 배출로(14K)의 반대측에 아암(14L)의 일단이 접속되어 있다. 아암(14L)의 타단은 제1 실린더 장치(14S), 예를 들면 제1 실린더 장치(14S)의 로드에 고정되어 있다. 제1 실린더 장치(14S)의 작용에 의해 아암(14L), 연결 부재(14M), 흡인 노즐(14N)가 일체적으로 왕복 이동한다.
흡인 노즐(14N)은, 와이어 전극(WE)의 배출에 방해가 되지 않는 위치로서, 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)와 동축상에 있는 초기 위치로부터, 흡인 노즐(14N)의 흡인구(14W)가 제2 배출 장치(14C)의 제3 연통로(14G)의 출구에 접근 혹은 접촉하는 위치인 전진 한계의 위치까지 직선적으로 왕복 이동한다.
아암(14L)은, 제1 실린더 장치(14S)와 연결 부재(14M) 및 흡인 노즐(14N)을 접속하기 위한 부재로서, 예를 들면 L자 형상을 하고 있다.
흡인 노즐(14N)은, 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 따라 전진 이동하고, 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T)가 개방 상태에 있을 때, 1쌍의 롤러(13D, 13T) 사이를 통과하여 제2 배출 장치(14C)의 제3 연통로(14G)의 출구에 접속한다. 그 후, 기액 혼합 유체와 기액 혼합 유체와 함께 이송되는 와이어 전극(WE)의 선단을 흡인하여 와이어 전극(WE)의 선단을 포착한다. 이 때, 흡인 노즐(14N)이 와이어 전극(WE)과 기액 혼합 유체의 흡인 동작을 정지하고, 흡인 노즐(14N)이 원래의 위치로 후퇴함과 아울러, 권취 장치(13A)가 와이어 전극(WE)을 끼워넣는다. 그리고, 제1 배출 장치(14B)가 원래의 위치까지 후퇴했을 때에 자동 결선이 완료된다. 흡인 장치(14E)에 의해 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치에 의해 흡인된 기액 혼합 유체는 기포 소멸 장치(8)에 배출된다.
제1 실린더 장치(14S)는, 구체적으로는 전동 실린더, 에어 실린더 또는 유압 실린더이다. 제1 실린더 장치(14S)가 전동 실린더인 경우, 모터와 볼 나사와, 볼 나사에 맞물린 너트와, 너트에 고정된 로드와, 그들을 수납하는 프레임을 구비한다. 모터를 구동하여 볼 나사를 회전시킴으로써 너트 및 로드가 프레임 내를 왕복 이동한다. 또한, 제1 실린더 장치(14S)가 유압 실린더인 경우, 실린더 튜브와, 실린더 튜브 내에 마련된 피스톤과, 피스톤에 고정된 로드와, 압축 유체를 실린더 튜브 내로 공급하는 유압 펌프를 포함한다. 유압 펌프로부터 압축 유체를 실린더 튜브 내로 공급함으로써 피스톤 및 로드가 실린더 내를 왕복운동한다.
도 9은, 제2 배출 장치(14C)의 구조를 도시한 모식도이다. 도 9는, 편의상, 제2 배출 장치(14C) 및 가이드 파이프(14A)의 구조를 알 수 있도록 내부 구조가 점선으로 도시되어 있다.
제2 배출 장치(14C)는, 흡인 장치(14E)를 가이드 파이프(14A)에 연결하기 위한 부재로서, 내부에 와이어 전극(WE) 및 기액 혼합 유체를 통과시키는 직선형의 제3 연통로(14G)와, 기액 혼합 유체를 통과시키는 제2 배출로(14H)를 구비한다. 제2 배출로(14H)는 일단이 제3 연통로(14G)와 접속되고, 타단이 흡인 장치(14E)에 접속되어 있다.
제2 배출 장치(14C)의 와이어 전극(WE)의 입구측에는 가이드 파이프(14A)의 하류측 일단이 접속되어 있다. 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)와 제2 배출 장치(14C)의 제3 연통로(14G)는 접속되어 있으며, 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)와 제2 배출 장치(14C)의 제3 연통로(14G)는, 동축상에 마련되어 직선형으로 연통되어 있다.
또 제2 배출 장치(14C)의 상류측에는, 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 중심으로 1쌍의 롤러(13D, 13T)가 마련되어 있다.
제2 배출 장치(14B)는, 제3 연통로(14G)의 와이어 전극(WE)의 출구로부터 와이어 전극(WE)의 선단을 배출하고, 와이어 전극(WE)을 권취 장치(13A)에 포착시키고, 도 1에 도시한 바와 같이, 와이어 전극(WE)을 권취 장치(13A)의 후방으로 안내한다.
제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)는 선택적으로 작동한다. 제1 배출 장치(14B)는, 비교적 직경이 작은 와이어 전극(WE)일 때에 동작한다. 이 때, 제2 배출 장치(14C)는 사용하지 않는다. 제2 배출 장치(14C)는, 비교적 직경이 큰 와이어 전극(WE)일 때에 사용한다. 이 때, 제1 배출 장치(14B)는 동작하지 않는다. 제어 장치(91)는, 제1 배출로(14K)와 흡인 장치(14E)의 사이에 접속된 제어 밸브(V1)와, 제2 배출로(14H)와 흡인 장치(14E)의 사이에 마련된 제어 밸브(V2)를 절환하여, 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)를 절환한다.
가이드 파이프(14A)는, 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 따라 방향 전환 풀리(10)와 권취 장치(13A) 사이에 마련되고, 와이어 방전 가공 장치를 설치한 경우의 수평 방향을 기준으로 하여 경사져 있다. 구체적으로는, 가이드 파이프(14A)의 경사 각도는, 와이어 방전 가공 장치의 수평 방향을 기준으로 한 경우, 예를 들면 13도이다.
가이드 파이프(14A)는, 방향 전환 풀리(10)와 권취 장치(13A) 사이에서 와이어 전극(WE)의 이동을 안내하는 긴 통 형상의 부재로서, 내부에 와이어 전극(WE)을 삽입통과시키기 위한 제1 연통로(14R)를 가진다. 가이드 파이프(14A)는, 대전 방지성을 가지며, 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)를 구성하는 내면의 표면은 가능한 한 원활하게 되어 있다.
와이어 전극(WE)을 아래에서 위를 향해 보낼 때, 와이어 전극(WE)이 수평으로 이동할 때와 비교하여 와이어 전극을 끌어올리기에 충분한 힘이 필요하다. 원래, 와이어 전극(WE)과 가이드 파이프(14A)의 내면이 접촉하여 마찰이 생기면, 정전기가 발생하고, 특히, 와이어 전극(WE)이 0.1mm 이하인 극세 와이어 전극일 때에는, 대전된 정전기력에 의해 와이어 전극(WE)이 가이드 파이프(14A)의 내면에 달라붙기 쉽도록 되어 있다.
본 발명의 와이어 방전 가공 장치는, 반송 장치(14)의 가이드 파이프(14A)가 대전 방지성을 가지고 있기 때문에, 정전기력에 의해 와이어 전극(WE)이 가이드 파이프(14A)의 내면에 달라붙는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 가이드 파이프(14A)의 내면이 원활하기 때문에, 와이어 전극(WE)과 가이드 파이프(14A) 간의 마찰이 작고, 또 와이어 전극(WE)이 가이드 파이프(14A)의 내면에 잘 걸리지 않는다.
가이드 파이프(14A)는, 대전 방지성을 장기간 유지하기 위해, 전기 절연도가 높은 소재에 도전성의 대전 방지 재료를 포함하여 이루어진 것이 바람직하다. 전기 절연성 재료라면, 정전기를 접지에 의해 제거하기 어렵다. 또, 대전 방지 재료를 표면에 도포한 가이드 파이프(14A)를 사용할 수 있지만, 비교적 단기간에 필요 충분한 대전 방지성을 상실할 우려가 있다. 또, 가이드 파이프(14A)는, 내면이 원활하여 내마모성이 있는 재질의 것이 바람직하다. 예를 들면, 대전 방지성이 있고 내면이 원활하여 내마모성이 있는 재료로서 도전성 멀라이트 세라믹이 유효하다.
흡인 장치(14E)는, 기액 혼합 유체를 흡인하는 장치로서, 구체적으로는 이젝터, 흡인기 또는 진공 발생기를 이용할 수 있다.
도 10은, 블로어(14F)의 구조를 도시한 모식도이다. 도 10은, 편의상, 블로어(14F)의 구조를 알 수 있도록 내부 구조가 점선으로 도시되어 있다.
블로어(14F)는, 공기의 힘에 의해 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T)의 사이를 통과하는 극세 와이어 전극(WE)이 롤러의 표면에 달라붙지 않도록 하기 위해, 와이어 전극(WE)와 롤러의 표면 사이에 공기의 층을 만드는 부재이다.
또 블로어(14F)는, 내부에 관통공(14Q)을 가지는 통 형상의 부재로서, 중심축이 와이어 전극(WE)의 이동 경로와 동축상에 마련된다.
제1 배출 장치(14B)를 사용하여 결선 작업을 행하는 경우에는, 흡인 노즐(14N)이 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 따라 이동하고, 블로어(14F)의 관통공(14Q)에 삽입통과된다.
제1 배출로(14K) 및 제2 배출로(14H)로부터 배출되는 기액 혼합 유체는, 흡인 장치(14E)를 개재하여 기포 소멸 장치(8)에 도입된다. 실시 형태의 기포 소멸 장치(8)는, 예를 들면, 사이클론식 기포 소멸 장치이다. 기포 소멸 장치(8)는, 용기 내에서 기액 혼합 유체를 고속으로 와류가 생기도록 도입하고, 용기의 상면측으로부터 공기를 도출하여, 용기의 바닥쪽에서부터 비중이 큰 가공액을 도출한다. 가공액은, 가공액 저류조(7)의 청액조(7B)로 되돌려진다. 기액 혼합 유체로부터 기포를 소멸시킴으로써, 기포를 포함한 가공액에 의한 장해를 방지할 수 있다. 예를 들면, 캘리브레이션을 방지하여 안전하게 가공액을 재이용할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 와이어 방전 가공 장치의 본체에서의 가공액의 공급과 회수를 행하는 가공액 저류조(7)는, 적어도 오액조(7A)와 청액조(7B)를 가진다. 가공액 저류조(7)는, 오액조(7A)에 회수되는 더러워진 가공액을 정화하여 청액조(7B)에 저류해 둘 수 있다. 정화된 가공액은, 가공에 제공됨과 아울러 새로운 기액 혼합 유체를 생성하는 경우에 사용된다.
가공액 저류조(7)에서, 오액조(7A)의 가공액은, 펌프(P1)에 의해 필터(FT)를 개재하여 청액조(7B)로 보내진다. 청액조(7B)로부터 펌프(P2)에 의해 하측 와이어 가이드 유닛(3B) 내의 가공액 유입구(3D)에 송액되는 가공액 중, 하방향으로 분출되는 가공액이 방향 전환 풀리(10)를 거쳐 가이드 파이프(14A)의 상류측 일단에 접속하는 기액 혼합구(14V)에 도달한다. 기액 혼합구(14V)로부터는 흡인 장치(14E)의 작용에 의해 공기류가 유입된다. 또, 방향 전환 풀리(10)의 위쪽으로부터 튜브를 통과하여 공기가 기액 혼합구(14V)에 도달한다. 흡인 장치(14E)에 의해 흡인되는 가공액에 의해 음압이 발생하여 가공액에 공기가 혼입되고, 기액 혼합 유체가 제1 연통로(14R)의 와이어 전극(WE)의 입구로부터 유입된다.
원래, 액체에 비해 기체가 와이어 전극(WE)을 이동시키는 힘이 작다. 한편, 액류에 실어 와이어 전극(WE)을 이동시키는 경우에는, 표면장력에 의해 와이어 전극(WE)이 원활한 가이드 파이프(14A)의 내면에 달라붙기 쉽다. 본 발명에서는, 특히 와이어 전극(WE)이 극세선일 때에는, 액체에 비해 기액 혼합 유체가 반송 능력이 더욱 높다는 것을 알아 내었다. 또, 와이어 전극(WE)이 극세선일 때, 기액 혼합 유체에 의하면, 와이어 전극(WE)이 가이드 파이프(14A)의 내면에 잘 달라붙지 않아 직진성이 부여된다.
기액 혼합 유체는, 가능한 한 가공액에 공기가 기포가 되어 균등하게 혼합되어 있는 상태가 와이어 전극(WE)을 보다 잘 이동시킬 수 있을 것 같지만, 예를 들면, 가공액과 공기가 분리되어 2층으로 되어 있는 상태라 해도, 와이어 전극(WE)을 보다 잘 이동시킬 수 있다는 점에서, 여전히 효과가 유지되고 있다.
(제1 배출 장치를 사용한 자동 결선 방법)
다음으로, 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치의 자동 결선시의 동작에 대해, 도 1 내지 도 5d를 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다. 도 4a 내지 도 5d는, 도 2에 도시한 반송 장치로부터 권취 장치에서의 와이어 전극을 권취하여 회수하는 부위를 발췌하여 도시한다. 도 1 내지 도 5d에 도시한 각 구성요소에 붙은 부호가 동일할 때에는, 동일한 구성요소를 나타낸다.
자동 결선을 개시하기 직전, 와이어 전극(WE)의 선단은, 적어도 도 1에 도시한 자동 결선 장치(2)의 송출 롤러(2A)보다 가공 간극(GP)측에 위치하고 있다. 제어 장치(91)는, 도 4a에 도시한 바와 같이 닫혀져 서로 접촉되어 있는 상태에 있는 회수 장치(13)의 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(14D, 14T)를, 제2 실린더 장치(13E)를 구동함으로써 도 5a에 도시한 바와 같이 개방한다.
다음으로, 제어 장치(91)는, 도 4b에 도시한 바와 같이 반송 장치(14)의 제1 실린더 장치(14S)를 구동하여 제1 배출 장치(14B)의 흡인 노즐(14N)을 전진시킨다. 여기서 전진이란, 와이어 전극(WE)의 이송 방향(301)에 대해 반대 방향으로 이동하는 것을 가리킨다.
흡인 노즐(14N)은, 블로어(14F)의 관통공(14Q) 안을 통과한다. 또한 흡인 노즐(14N)이 1쌍의 롤러(14D, 14T)의 사이를 통과하여, 흡인 노즐(14N)의 흡인구(14W)가 제2 배출 장치(14C)의 제3 연통로(14G)의 출구에 접근 또는 출구에 접촉한 위치까지 전진했을 때에 흡인 노즐(N)의 이동이 정지된다.
제어 장치(91)는, 자동 결선의 개시에 따라, 자동 결선 장치(2)의 가이드 파이프(2B)를 소정의 높이 위치에 배치한 상태에서 가이드 파이프(2B) 안에 압축 공기를 공급해 둔다.
또 제어 장치(91)는, 흡인 장치(14E)를 작동시켜 가공액을 가공액 유입구(3D)로부터 유입시키고, 또 공기를 기액 혼합구(14V)로부터 유입시켜 가공액에 공기를 혼입시킴으로써 기액 혼합 유체를 생성한다. 기액 혼합 유체는, 제1 연통로(14R), 제3 연통로(14G), 제2 연통로(14J), 제4 연통로(14P)를 순서대로 흐른다.
또한 기액 혼합 유체는, 제1 배출로(14K)로부터 흡인 장치(14E)를 개재하여 기포 소멸 장치(8)에 유입된다. 기포 소멸 장치(8)는 유입된 기액 혼합 유체로부터 기포를 소멸시켜 가공액을 가공액 저류조(7)의 청액조(7B)에 배출한다.
자동 결선의 개시에 따라, 제어 장치(91)는, 자동 결선 장치(2)의 송출 롤러(2A)를 송출 방향으로 소정의 회전 속도로 회전시킨다. 제어 장치(91)는, 와이어 전극(WE)의 이동에 맞추어 가이드 파이프(2B)를 하강시킨다. 가이드 파이프(2B) 안은, 압축 공기의 흐름이 발생해 있기 때문에, 선단이 아래를 향한 와이어 전극(WE)은, 가이드 파이프(2B)의 내벽에 걸리지 않고 가이드 파이프(2B)에 안내되면서, 상측 와이어 가이드 유닛(3A)에 도달한다.
와이어 전극(WE)의 선단이 하측 와이어 가이드 유닛(3B)에 도달하여 하측 와이어 가이드를 통과한 와이어 전극(WE)은, 가이드 블록(20)에 형성되어 있는 주행 경로를 일탈하지 않고, 방향 전환 풀리(10)와 가이드 블록(20) 사이에 형성되어 있는 홈 형상의 이동 경로에 도달한다.
와이어 전극(WE)의 선단이 기액 혼합구(14V)에 도달하면, 와이어 전극(WE)은, 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R) 안에서 기액 혼합 유체를 타고 아래에서 위를 향해 빨아올려진다. 와이어 전극(WE)은, 도 5b에 도시한 바와 같이 기액 혼합 유체의 흐름을 타고 도중에 좌굴되지 않고 단번에 제1 연통로(14R), 제3 연통로(14G)를 통과하여 제2 연통로(14J)까지 도달한다.
제어 장치(91)는, 와이어 전극(WE)이 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T)의 사이를 통과한 것을 미도시된 센서가 검출했을 때, 도 5c에 도시한 바와 같이 반송 장치(14)의 제1 실린더 장치(14S)를 구동하여, 제1 배출 장치(14B)와 일체로 흡인 노즐(14N)을 후퇴시킨다. 여기서, 후퇴란, 와이어 전극(WE)의 이송 방향(301)으로 이동하는 것을 가리킨다.
제어 장치(91)는, 흡인 노즐(14N)이 1쌍의 롤러(13D, 13T)의 사이를 통과하여 초기 위치까지 후퇴했을 때에 흡인 노즐(N)의 이동을 정지한다.
다음으로, 제어 장치(91)는, 도 5d에 도시한 바와 같이, 제2 실린더 장치(13E)를 구동하여 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T)를 닫아 와이어 전극(WE)을 1쌍의 롤러(13D, 13T)에 끼워 지지시킨다.
자동 결선이 완료되면, 제어 장치(91)는, 자동 결선 장치(2)를 초기 위치로 되돌려 가공을 재개시킨다. 자동 결선 완료시에, 제어 장치(91)는, 제1 배출 장치(14B)와, 기포 소멸 장치(8)와, 반송 장치(14)의 동작을 정지시킨다.
(제1 배출 장치와 제2 배출 장치를 겸용한 자동 결선 방법)
다음으로, 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치의 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)를 이용한 자동 결선시의 동작에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
제어 장치(91)는, 표시 입력 장치(94)에서 조작자에 의해 입력된 와이어 전극(WE)의 정보 혹은 와이어 방전 가공 장치가 자동적으로 판별한 와이어 전극(WE)의 정보로부터 와이어 전극(WE)의 직경치를 취득한다. 제어 장치(91)는, 취득된 와이어 전극(WE)의 직경치가 기준치 이상인 경우에는, 제2 배출 장치(14C)를 사용한다고 판단하고, 와이어 전극의 직경치가 기준치 미만인 경우에는, 제1 배출 장치(14B)를 사용한다고 판단하여, 제1 배출로(14K)와 흡인 장치(14E)의 사이에 접속된 제어 밸브(V1)와, 제2 배출로(14H)와 흡인 장치(14E)의 사이에 마련된 제어 밸브(V2)를 절환하여 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)를 절환한다.
제1 배출 장치(14B)를 사용하는 경우, 제어 장치(91)는 제1 배출로(14K)와 흡인 장치(14E)의 사이에 접속된 제어 밸브(V1)를 열고, 제2 배출로(14H)와 흡인 장치(14E)의 사이에 마련된 제어 밸브(V2)를 닫는다.
그 후의 제1 배출 장치(14B)를 사용하는 경우의 자동 결선 방법은, (제1 배출 장치를 사용한 자동 결선 방법)에 기재된 대로이므로 기재를 생략한다.
또 와이어 전극(WE)의 선단이 하측 와이어 가이드 유닛(3B)에 도달할 때까지의 동작도 마찬가지로, (제1 배출 장치를 사용한 자동 결선 방법)에 기재된 대로이므로 기재를 생략한다.
제2 배출 장치(14C)를 사용하는 경우, 제어 장치(91)는 제1 배출로(14K)와 흡인 장치(14E)의 사이에 접속된 제어 밸브(V1)를 닫고, 제2 배출로(14H)와 흡인 장치(14E)의 사이에 마련된 제어 밸브(V2)를 연다.
또 제어 장치(91)은, 도 4a에 도시한 바와 같이 제2 실린더(13E)를 구동하여, 권취 장치(13A)의 1쌍의 롤러(13D, 13T)를 닫아서 서로 접촉되어 있는 상태를 유지한다. 제1 배출 장치(14B)는 초기 위치에 정지되어 있다.
제어 장치(91)는, 반송 장치(14)의 흡인 장치(14E)를 작동시켜 가공액을 가공액 유입구(3D)로부터 유입시키고, 또 공기를 기액 혼합구(14V)로부터 유입시켜 가공액에 공기를 혼입시킴으로써 기액 혼합 유체를 생성한다. 기액 혼합 유체는, 제1 연통로(14R), 제3 연통로(14G)를 순서대로 흐른다.
또한 기액 혼합 유체는, 제2 배출로(14H)로부터 흡인 장치(14E)를 개재하여 기포 소멸 장치(8)에 유입된다. 기포 소멸 장치(8)는 유입된 기액 혼합 유체로부터 기포를 소멸시켜 가공액을 가공액 저류조(7)의 청액조(7B)에 배출한다.
와이어 전극(WE)의 선단이 기액 혼합구(14V)에 도달하면, 와이어 전극(WE)은, 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R) 안에서 기액 혼합 유체를 타고 아래에서 위를 향해 빨아올려진다. 와이어 전극(WE)은, 도 5d에 도시한 바와 같이 기액 혼합 유체의 흐름을 타고 도중에 좌굴되지 않고 단번에 제1 연통로(14R), 제3 연통로(14G)를 통과하고, 그대로 와이어 전극(WE)의 선단은 와이어 전극(WE)의 강성에 의해 닫은 채로 1쌍의 롤러(13D, 13T)의 사이를 지나 결선 동작이 이루어진다.
자동 결선이 완료되면, 제어 장치(91)는, 자동 결선 장치(2)를 초기 위치로 되돌려 가공을 재개시킨다. 자동 결선 완료시에, 제어 장치(91)는, 기포 소멸 장치(8)와, 반송 장치(14)의 동작을 정지시킨다.
(기타 예)
실시예에서는, 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C)가 마련된 장치 구성으로 기재되어 있었으나, 직경이 비교적 작은 와이어 전극만을 사용하는 경우에는, 제2 배출 장치(14C)는 마련되지 않아도 된다.
제2 배출 장치(14C)가 존재하지 않는 경우, 도 12에 도시한 바와 같이 1쌍의 롤러(13D, 13T)는 가공조(4)의 외측에 위치하도록 마련되고, 또 제1 연통로(14R)의 와이어 전극(WE)의 출구 부근에 접속 부재(13F)를 개재하여 와이어 전극(WE)의 이동 경로를 중심으로 1쌍의 롤러(13D, 13T)가 마련된다.
또한 제1 배출 장치(14B)의 흡인 노즐(14N)의 전진 한도는 가이드 파이프(14A)의 제1 연통로(14R)의 출구에 접근한 위치이거나 또는 접촉한 위치가 되어, 초기 위치로부터 제1 연통로(14R)의 와이어 전극(WE)의 출구에 접속하는 위치까지 흡인 노즐(14N)의 흡인구(14W)를 왕복 이동시킨다.
또 실시예에서는, 비교적 직경이 작은 와이어 전극(WE)을 사용하는 경우에는, 제1 배출 장치(14B)만을 사용하고, 제2 배출 장치(14C)를 사용하지 않는 예가 기재되어 있었으나, 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C) 모두 사용하는 것도 가능하다.
그 경우에는, 제어 장치(91)는, 제1 배출 장치(14B)의 제1 배출로(14K)와 흡인 장치(14E)의 사이에 접속된 제어 밸브(V1)와, 제2 배출 장치(14C)의 제2 배출로(14H)와 흡인 장치(14E)의 사이에 마련된 제어 밸브(V2) 모두를 개방하여 제1 배출 장치(14B)와 제2 배출 장치(14C) 모두를 사용한다.
또한 (제1 배출 장치와 제2 배출 장치를 겸용한 자동 결선 방법)에서는, 제어 장치(91)가 와이어 전극(WE)의 직경치에 의해 제1 배출 장치(14B)를 사용할지 제2 배출 장치(14C)를 사용할지를 판단하였으나, 표시 입력 장치(94) 등에 의해 조작자가 수동으로 제1 배출 장치(14B)를 사용할지 제2 배출 장치(14C)를 사용할지 선택해도 된다.
그리고, 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 기액 혼합구(14V)는 가이드 파이프(14A)의 상류측 일단에 마련되어 있었으나, 도 6에 도시한 바와 같이 기액 혼합구(14V)가 가이드 블록(20), 구체적으로는 가이드 블록(20)의 주행 경로(20A)와 연통하는 위치에 마련되어 있어도 된다.
그러면 가이드 블록(20)의 주행 경로(20A)에 적절히 공기가 유입된다.
또한 실시예에서는, 제1 배출 장치(14B)가 흡인 노즐(14N)와 연결 부재(14M)를 구비하였으나, 도 13과 같이 흡인 노즐(14N)과 연결 부재(14M)가 일체 성형되어 있어도 되고, 그 경우, 흡인 노즐(14N)에 제1 배출로(14K)가 마련된다.
본 발명은, 이상에서 설명되는 실시 형태의 와이어 방전 가공 장치의 구성과 동일할 필요는 없고, 이미 몇개의 예가 나타나 있으나, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위에서, 변형하거나 부재를 치환하거나 다른 발명과 조합할 수 있다.
본 발명은, 방전 가공의 기술 분야에 적용할 수 있다. 본 발명은, 와이어 방전 가공 장치에서 하측 아암 및 반송 장치에서의 가이드 파이프를 가공조 벽에 대해 관통시키지 않고 설치할 수 있도록 한다. 본 발명은, 가공조 벽에서 실링 장치를 제거하는 것을 가능하게 하여 방전 가공의 발전에 기여한다.
1 주행 장치
2 자동 결선 장치
2A 송출 롤러
2B 가이드 파이프
3 와이어 가이드 유닛
3A 상측 와이어 가이드 유닛
3B 하측 와이어 가이드 유닛
4 가공조
5 하측 아암
6 칼럼
7 가공액 저류조
8 기포 소멸 장치
10 방향 전환 풀리
11 공급 장치
11B 와이어 보빈
12 장력 장치
12A 구동 롤러
12M 서보 모터
13 회수 장치
13A 권취 장치
13B 버킷
13C 물빼기판
13D 구동 롤러
13M 권취 모터
13T 종동 롤러
14 반송 장치
14A 가이드 파이프
14B 제1 배출 장치
14C 제2 배출 장치
14F 블로어
14V 기액 혼합구
20 가이드 블록
WE 와이어 전극
WP 피가공물

Claims (10)

  1. 하측 와이어 가이드 유닛을 가공조 안에 위치하도록 지지하는 하측 아암과, 상기 하측 와이어 가이드 유닛의 하측에 위치하도록 상기 하측 아암에 마련되는 적어도 1개의 방향 전환 풀리와, 상기 가공조의 외측에 위치하도록 마련된 1쌍의 롤러로 이루어진 권취 장치를 구비한 와이어 방전 가공 장치에 있어서,
    반송 장치로서,
    상기 적어도 1개의 방향 전환 풀리와 상기 권취 장치와의 사이에 와이어 전극의 이동 경로를 따라 마련되고, 내부에 상기 와이어 전극 및, 기체와 가공액이 혼합된 기액 혼합 유체를 통과시키는 제1 연통로를 구비한 대전(帶電) 방지성을 가지는 가이드 파이프와,
    상기 권취 장치의 상기 와이어 전극의 이송 방향 하류측에 마련되고, 내부에 상기 와이어 전극 및 상기 기액 혼합 유체를 통과시키는 제2 연통로 및 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 제1 배출로를 구비한 흡인 노즐과,
    상기 제1 배출로에 접속되어 상기 제1 배출로로부터 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 흡인 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 반송 장치가 상기 기액 혼합 유체로부터 기포를 소멸시키는 기포 소멸 장치를 포함하여 이루어지는 와이어 방전 가공 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    반송 장치는, 제1 배출 장치로서 상기 흡인 노즐을 포함하는 것이며, 또한 상기 가이드 파이프의 상기 와이어 전극의 출구에 접속된 제2 배출 장치를 구비하고,
    상기 제2 배출 장치는, 내부에 상기 와이어 전극 및 상기 기액 혼합 유체를 통과시키는 제3 연통로와, 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 제2 배출로를 가지며, 상기 제2 배출로는 상기 흡인 장치에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 가이드 파이프의 재질은 도전성 멀라이트 세라믹인, 와이어 방전 가공 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡인 장치는 이젝터 혹은 흡인기(aspirator)인, 와이어 방전 가공 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어 방전 가공 장치는 제어 장치를 구비하고,
    상기 반송 장치는,
    상기 흡인 노즐에 접속된 제1 실린더 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 실린더 장치를 구동하여 상기 흡인 노즐의 흡인구를, 초기 위치인 상기 권취 장치의 상기 와이어 전극의 이송 방향 하류측으로부터, 상기 1쌍의 롤러 사이를 통과시켜 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구에 접속하는 위치까지 왕복 이동시키는 것을 특징으로 하는 와이어 방전 가공 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어 방전 가공 장치는 제어 장치를 구비하고,
    상기 반송 장치는,
    상기 가이드 파이프의 상기 와이어 전극의 이송 방향 상류측에 마련되고, 기체를 상기 와이어 방전 가공 장치에 도입하는 기액 혼합구를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 흡인 장치를 구동하여 상기 기액 혼합구로부터 유입된 기체를 상기 가공액과 혼합하여 기액 혼합 유체를 생성하고, 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 입구로부터 상기 제1 연통로 및 상기 제2 연통로를 통과하여 상기 기액 혼합 유체와 함께 이송되는 상기 와이어 전극의 선단을 흡인하여, 상기 제1 배출로로부터 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 것인, 와이어 방전 가공 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어 방전 가공 장치는 제어 장치를 구비하고,
    상기 1쌍의 롤러는 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구에 상기 와이어 전극의 이동 경로를 중심으로 하여 마련되고,
    상기 1쌍의 롤러에 접속된 제2 실린더 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제2 실린더 장치를 구동하여 상기 1쌍의 롤러를 상기 와이어 전극의 이동 경로를 중심으로 서로 개폐시켜, 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구로부터 배출된 상기 와이어 전극을 끼워넣는, 와이어 방전 가공 장치.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 와이어 방전 가공 장치는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 와이어 전극의 직경치에 기초하여 상기 제1 배출 장치와 상기 흡인 장치의 접속과, 상기 제2 배출 장치와 상기 흡인 장치의 접속을 절환하는 와이어 방전 가공 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 와이어 방전 가공 장치는 제어 장치를 구비하고,
    상기 반송 장치는,
    상기 흡인 노즐에 접속된 제1 실린더 장치와,
    상기 가이드 파이프의 상기 와이어 전극의 이송 방향 상류측에 마련되고, 기체를 상기 와이어 방전 가공 장치에 도입하는 기액 혼합구를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 제1 실린더 장치를 구동하여 상기 흡인 노즐의 흡인구를, 초기 위치인 상기 권취 장치의 상기 와이어 전극의 이송 방향 하류측으로부터, 상기 1쌍의 롤러 사이를 통과시켜 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 출구에 접속하는 위치까지 왕복 이동시키고,
    상기 제어 장치는, 상기 흡인 장치를 구동하여 상기 기액 혼합구로부터 유입된 기체를 상기 가공액과 혼합하여 기액 혼합 유체를 생성하고, 상기 제1 연통로의 상기 와이어 전극의 입구로부터 상기 제1 연통로 및 상기 제2 연통로를 통과하여 상기 기액 혼합 유체와 함께 이송되는 상기 와이어 전극의 선단을 흡인하여, 상기 제1 배출로로부터 상기 기액 혼합 유체를 배출하는 것인, 와이어 방전 가공 장치.
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