WO1989007031A1 - Device for controlling wire tension and detecting breakage of wire - Google Patents

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Haruki Obara
Syunzo Izumiya
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Fanuc Ltd
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    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
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    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/08—Wire electrodes
    • B23H7/10—Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode
    • B23H7/104—Wire tension control

Definitions

  • the present invention relates to a wire tension control and a disconnection detection device for a wire cut electric discharge machine.
  • a braking force is applied to a running wire electrode (hereinafter, referred to as a wire) by applying a brake to the wire to apply tension to the wire, and this braking force is controlled by an oven loop.
  • the disconnection is detected by detecting the wire breakage at the time of disconnection using a limit switch arranged opposite to the wire.
  • the braking force is controlled in an even loop, so that the wire tension control may not be accurately performed.
  • the wire tension control system and the disconnection detection system are independent of each other. The cost is high.
  • An object of the present invention is to provide a wire tension control and disconnection detection device for a wire cut electric discharge machine which can accurately perform wire tension control and disconnection detection and is low cost.
  • a wire cut electric discharge machine having a guide roller for guiding a wire and a brake device S for applying a braking force to the wire to generate wire tension.
  • Wire tension control used for ⁇ A control and disconnection detection device is provided.
  • the device g includes a lever rotatably supporting and swingably supporting the guide roller, and a tension for outputting a signal applied to the lever via the guide roller and representing a load corresponding to the jerk tension.
  • brake control means for controlling a braking force in accordance with a deviation between the value of the output signal of the tension detection means and a set value of the wire tension, and detection of disconnection based on the output signal of the tension detection means Disconnection detecting means for performing the disconnection.
  • the feedback control and the disconnection detection of the wire tension are performed based on the output signal of the tension detecting means representing the wire tension, so that the wire tension control and the disconnection detection can be accurately performed.
  • the control and detection sensors can be configured with a common sensor, and thus the cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a wire-cut electric discharge machine equipped with a wire tension control and disconnection detecting device according to an embodiment of the present invention.
  • a wire cut electric discharge machine 1 drives a wire 1 sent out from a wire supply bobbin 3 by a wire conveying means (not shown) to drive a pinch roller 4, a brush roller 5, a guide roller 8, Run along guide 10, machining groove formed in work 2, lower guide 11 and guide roller 12, and move between wire 1 and work 2.
  • Electric discharge machining is performed by applying a machining voltage to generate a discharge between the two.
  • Reference numeral 6 denotes an electromagnetic brake device g, which is provided so as to brake the brake roller 5 and apply a braking force to the wire 1 to generate wire tension.
  • Reference numeral 17 denotes a pressing plate for preventing the guide 1 from deviating from the guide roller 8 at the time of disconnection, for example.
  • the electric discharge machine has a wire tension control and disconnection detection device, and the device has a cantilever 7.
  • One end of the lever 7 is swingably supported by a shaft 7a, and the other end rotatably supports a guide roller 8.
  • the cantilever 7 is supported at its intermediate portion by a pressure detector 9a of a load cell 9 as a tension detector.
  • the output terminal of the load cell 9 is connected to one input terminal of a differential amplifier 13 serving as a brake control means in cooperation with the transistor 15, and the other input terminal of the amplifier 13 is connected to a filter tension.
  • the reference voltage V ⁇ 1 corresponding to the set value is applied.
  • the output terminal of the amplifier 13 is connected to the base of the transistor 15, the collector of which is connected to the electromagnetic coil (not shown) of the brake device 6, and the emitter of which is grounded. Have been.
  • the output terminal of the load cell 9 is connected to the other input terminal of the differential amplifier 14 in which the reference voltage VL 1 is applied to one input terminal together with the disconnection detecting means in cooperation with the comparator 16.
  • the output terminal of amplifier 14 is connected to one input terminal for disconnection determination. It is connected to the other input terminal of comparator 16 to which voltage VL2 is applied.
  • the gain of the amplifier 13 is set to a large value, and the gain of the amplifier 14 is set to a small value.
  • the output terminal of the comparator 16 is connected to a numerical controller (not shown) for controlling various operations of the electric discharge machine and transmitting the above-mentioned reference voltages VL1, VL2.
  • the operator operates the keyboard of the numerical controller to input a set value of the wire tension, and then starts the electric discharge machine.
  • the electric discharge machine performs conventionally known wire lines as necessary.
  • Amplifier 13 is connected to the output voltage of load cell 9 and the setting wire.
  • An output voltage corresponding to the deviation from the reference voltage VL 1 corresponding to the tension is applied to the base of the transistor 15.
  • a current corresponding to the above-described deviation flows through the electromagnetic coil of the brake device 6, and the braking force of the brake roller 5 is variably controlled. That is, when the wire tension is smaller than the set value, the output voltage of the load cell 9 is small, and therefore, the output voltage of the amplifier 13, the current flowing through the brake device 6 and the brake port roller 5. And the wire tension increases.
  • elements 9, 13, 6, and 5 operate in the opposite way to the case where the wire tension is small, and the wire tension decreases. In this way, feedback tension is controlled to the set value.
  • the output voltage of the load cell 9 decreases, and the deviation between the load cell output voltage and the reference voltage VL 1 increases.
  • the output voltage of the amplifier 14 exceeds the reference voltage VL2
  • the H-level output signal indicating the disconnection state is transmitted from the comparator 16 to the numerical control concealment.
  • the differential amplifier 14 for inputting the reference voltage VL1 corresponding to the set value of the wire tension and the output voltage of the load cell 9 is used, but instead, the load cell output is simply An amplifier for amplification may be used, and the output of this amplifier may be applied to the comparator 16.
  • the forcech lever 7 is supported by the load cell 9, but a panel may be used for supporting the lever.
  • the wire tension control and the disconnection detection / concealment of the present invention can be installed in a tie-type electric discharge machine which sends out a wire tension application start command by operating a dedicated switch. In this type of electric discharge machine, when no wire tension is generated, a disconnection detection signal is sent from the comparator 16 even though the wire is not disconnected. It is necessary to provide a circuit

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Description

明 細 害
ワイヤ張力制御および断線検出装匿
技 術 分 野
本発明は、 ワイヤカッ ト放電加工機のワイヤ張力制御 および断線検出裝蚩に関する。
背 景 技 術
従来のワイヤカッ ト放電加工機においては、 走行する ワイヤ電極 （以下、 ワイヤと云う） にブレ ーキ装匿によ り制動力を加えて該ワイヤに張力を付与し、 この制動力 をオーブンループ制御してワイヤ張力を所定値に制御す ると共に、 ワイヤに対向して配ざれた リ ミ ッ ト スィ ッチ を用いて断線時のワイヤの棱みを検出して断線検出を行 つている。
上述の構成の放電加工機によれば、 制動力の制御をォ ーブンループで行うのでワイヤ張力制御が正確に行えな いことがあ り、 また、 ワイヤ張力制御系と断線検出系と を互いに別個独立に樣成しているので、 コス ト 高になる。
発 明 の 閲 示
本発明の目的は、 ワイヤ張力制御および断線検出を正 確に行えかつ低コス ト の、 ワイヤカッ ト放電加工機のヮ ィャ張力制御および断線検出装置を提供することにある。 上述の目的を達成するため、 本発明によれば、 ワイヤ をガイ ドするためのガイ ドローラとワイヤに制動力を加 えてワ イヤ張力を発生させるためのブレーキ装 Sとを有 するワイヤカツ ト 放電加工檨に用いられる ワイヤ張力制 御および断線検出装置が提供される。 この装 gは、 ガイ ドローラを回転自在に支持しかつ揺動自在に支持された レバーと、 ガイ ドローラを介してレバーに加わりかつヮ ィャ張力に対応する負荷を表す信号を出力するための張 力検出手段と、 該張力検出手段の出力信号の値とワイヤ 張力の設定値との偏差に応じて制動力を制御するための ブレーキ制御手段と、 張力検出手段の出力信号に基づい て断線を検出するための断線検出手段とを備える。
上述のように、 本発明によれば、 ワイヤ張力を表す張 力検出手段の出力信号に基づいてワイヤ張力のフィード バック制御および断線検出を行うようにしたので、 ワイ ャ張力制御および断線検出を正確に行えると共に、 これ ら制御および検出用のセンサを共通のセンサで構成でき、 従って、 低コス ト化が図れる。
図面の簡単な説明
図は、 本発明の一実拖例によるワイヤ張力制御および 断線検出装置を装備したワイヤカツ ト放電加工機の要部 を示す概輅図である。
発明を実拖するための最良の形態
添付図面において、 ワイヤカッ ト放電加工檨は、 ワイ ャ供辁ボビン 3から送り出されるワイヤ 1 をワイヤ搬送 手段 （図示省略） によ り駆動してピンチローラ 4 , ブレ 一キローラ 5 . ガイ ドローラ 8， 上ガイ ド 1 0， ワーク 2に形成した加工溝， 下ガイ ド 1 1 およびガイ ドローラ 1 2に沿って走行させ、 また、 ワイヤ 1 とワーク 2間に 加工電圧を印加して両者間に放電を発生させて放電加工 を行うようになっている。 符号 6は電磁ブレーキ装 gを 示し、 該装蚩はプレーキローラ 5を制動してワイヤ 1 に 制動力を加えてワイヤ張力を発生させるように設けられ ている。 また、 符号 1 7は、 たとえば断線時におけるヮ ィャ 1 のガイ ドローラ 8からの逸脱を防止するための押 え板を示す。
さらに、 放電加工機はワイヤ張力制御および断線検出 装蚩を有し、 該装匿はカンチレバー 7を備えている。 該 レバー 7の一端は軸 7 aにより揺動自在に支持され、 他 端はガイ ドローラ 8を回転自在に支持している。 また、 カンチレバー 7はその中間部において張力検出手段とし てのロー ドセル 9の圧力検出部 9 aによ り支持されてい る。 ロー ドセル 9の出力端子は、 ト ランジスタ 1 5と協 働してブレーキ制御手段を成す差動増幅器 1 3の一入力 端子に接続され、 該増幅器 1 3の他方の入力端子にはヮ ィャ張力の設定値に対応する基準電圧 V丄 1 が印加ざれ ている。 そして、 増幅器 1 3の出力端子は ト ランジスタ 1 5のベースに接続され、 該ト ランジスタ 1 5はコレク 夕がブレーキ装蚩 6の電磁コイル （図示省略） に接続さ れ、 ェミ ッタが接地されている。 また、 ロー ドセル 9の 出力端子は、 コンパレータ 1 6と協働して断線検出手段 を成すと共に一入力端子に基準電圧 V L 1 が印加される 差動増幅器 1 4の他方の入力端子に接続されている。 増 幅器 1 4の出力端子は、 一入力端子に断線判別用の基準 電圧 V L 2が印加されるコンパレータ 1 6の他方の入力 端子に接続されている。 なお、 増幅器 1 3のゲインは大 きい値に、 増幅器 1 4のゲインは小さい値にそれぞれ設 定されている。 そして、 コンパレータ 1 6の出力端子は、 放電加工機の各種動作を制御すると共に上述の基準電圧 V L 1 , V L 2を送出するための数値制御装置 （図示省 略） に接続されている。
以下、 上述の構成の放電加工機の作動を説明する。
先ず、 オペレータは、 数値制御装置のキーボー ドを操 作してワイヤ張力の設定値を入力した後、 放電加工機を 稼働させる。 稼働開始時、 放電加工機は必要に応じて従 来公知のヮィャ锆線を行う。
ワイヤ 1が図示のワイャ搬送経路に沿って走行すると、 ワイヤ張力に起因して、 カンチレバー 7を軸 7 aを中心 に図中反時計方向に回転させる作用力がガイ ドローラ 8 を介してレバー 7に加わる。 この結果、 ロー ドセル 9の 圧力検出部 9 aにはレバー 7を介してワイヤ張力に対応 する負荷が加わり、 当該負荷に対応する電圧の電気出力 信号がロー ドセル 9から作動増幅器 1 3， 1 4の各々の 一入力端子に送出される。 なお、 ロー ドセル 9にはカン チレバー 7およびガイ ドロ一ラ 8の重量が加わるので、 この重量分に応じてロー ドセル 9のキャリブレーション を予め行い、 あるいは、 基準電圧 V L 1 を当該重量分だ けオフセッ トさせる等して当該重量分を補正してある。 増幅器 1 3は、 ロー ドセル 9の出力電圧と設定ワイヤ 張力に対応する基準電圧 V L 1 との偏差に応じた出力電 圧を ト ランジスタ 1 5のベースに加える。 この結果、 ブ レーキ装置 6の電磁コイルに上記偏差に応じた電流が流 れてブレーキローラ 5の制動力が可変制御される。 すな わち、 ワイヤ張力が設定値よりも小さいとき、 ロー ドセ ル 9の出力電圧は小さく、 従って、 差勅増幅器 1 3の出 力電圧， プレーキ裝置 6に流れる電流およびブレーキ口 ーラ 5の制動力がそれぞれ増大してワイヤ張力が増大す る。 一方、 ワイヤ張力が設定値よ りも大きいときは、 要 素 9， 1 3， 6および 5がワイヤ張力が小さい場合とは 反対に作動してワイヤ張力が減少する。 このように、 ヮ ィャ張力が設定値にフィ 一ドバック制御される。
非断線時、 上述のワイヤ張力制御が実行ざれており、 この結果、 断線検出手段の差動増幅器 1 4の両入力端子 にそれぞれ印加ざれるロー ドセル出力電圧と基準電圧 V L 1 との偏差は小さく、 当該偏差に対応する増幅器 1 4 の出力電圧は断線判別用の基準電圧 V L 2よ りも小さい。 従って、 コンパ レータ 1 6の出力信号は非断線状態を表 す L レベルになる。
—方、 ワイヤ 1 が断線してワイヤ張力が消滅すると、 ロー ドセル 9の出力電圧が小さくなり、 ロー ドセル出力 電圧と基準電圧 V L 1 との偏差が増大する。 この結果、 増幅器 1 4の出力電圧が基準電圧 V L 2を上回り、 コン パレータ 1 6から断線状態を表す Hレベルの出力信号が 数値制御装匿に送出される。 本発明は上記実施例に限定されず、 種々の変形が可能 である。 例えば、 上記実施例ではワイヤ張力の設定値に 対応する基準電圧 V L 1 とロー ドセル 9の出力電圧とを 入力する差動増幅器 1 4を用いたが、 これに代えて、 単 にロー ドセル出力を増幅する増幅器を用い、 この増幅器 の出力をコンパレータ 1 6に印加するようにしても良い。 また、 上記実施例では力ンチレバー 7をロー ドセル 9で 支持したが、 該レバーの支持のためにパネを併せて用い ても良い。 さらに、 本発明のワイヤ張力制御および断線 検出装匿は、 ワイヤ張力付与開始指令を専用のスィッチ を操作することにより送出するタイブの放電加工機に搭 载可能である。 この種の放電加工機では、 ワイヤ張力が 発生していない場合、 ワイヤが断線していないにもかか わらずコンパレータ 1 6から断線検出信号が送出される ので、 この信号を無効とす ための回路を設ける必要が あ 'る

Claims

請 求 の 範 囲
. ワイヤをガイ ドするためのガイ ドローラとワイヤに 制勅力を加えてワイヤ張力を発生させるためのブレー キ装 gとを有するワイヤカツ ト ¾電加工機に用いられ るものであって、 前記ガイ ドローラを回転自在に支持 しかつ揺動自在に支持されたレバーと、 前記ガイ ド口 ーラを介して前記レバーに加わりかつワイヤ張力に対 応する負荷を表す信号を出力するための張力検出手段 と、 該張力検出手段の出力信号の値とワイヤ張力の設 定値との偏差に応じて前記制動力を制御するためのブ レーキ制御手段と、 前記張力検出手段の出力信号に基 づいて断線を検出するための断線検出手段とを備える ワイヤ張力制御および断線検出装置。
. 前記張力検出手段はロー ドセルを備え、 該ロー ドセ ルによ り前記レバ-を支持した請求の範囲第 1項記载 のワイヤ張力制御および断線検出装置。
. 前記ブレーキ制御手段は、 前記張力検出手段の出力 信号とワイヤ張力の設定値を表す信号とを入力して両 該信号の偏差に対応する出力信号を発生させるための 差動増幅器を含む請求の範囲第 1項記載のワイヤ張力 制御および断線検出装匿。
. 前記ブレーキ装置は電磁ブレーキ装匿とブレーキ口 一ラとを含み、 前記ブレーキ制御手段は、 前記差動増 幅器の前記出力信号に応じて前記電磁プレーキ裝匮の 駆動電流を調節すろためのト ランジスタを含む請求の 範囲第 3項記載のワイヤ張力制御および断線検出装置。 前記断線検出手段は、 前記張力検出手段の前記出力 信号を入力する増幅器と、 該増幅器の出力信号と断線 判別用の基準信号とを比較するためのコンパレータと を含む請求の範囲第 1項記載のワイヤ張力制御および 断線検出装 g。
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