WO1994029059A1

WO1994029059A1 - Dispositif d'usinage par etincelage

Info

Publication number: WO1994029059A1
Application number: PCT/JP1994/000979
Authority: WO
Inventors: Ichiro Fujita
Original assignee: Sodick Co., Ltd.
Priority date: 1993-06-16
Filing date: 1994-06-16
Publication date: 1994-12-22
Also published as: EP0657243B1; DE69404614D1; SG43976A1; CN1110870A; HK1000545A1; JPH071251A; CN1070752C; EP0657243A4; US5605638A; EP0657243A1; DE69404614T2; JP2966240B2

Description

明細書

放電加工装置技術分野

本発明は、放電加工装置に関し、更に詳細に述べると、粉末を混入させた誘導性液と、粉末を混入していない誘導性液を、加工液として使用する、放電加工装置に関する。

背景技術

一般に、放電加工装置は、形彫り放電加工装置とワイヤカツト放電加工装置という 2つのタイプに分けられる。形彫放電加工装置においては、 3次元形状の工具電極を使用し、その電極と被加工物との間隙に、例えば、灯油や、高分子化合物を含む水溶液のような誘導性液を、加工液として介在させ、その間隙に電圧を印加することにより放電を発生させて、被加工物を加工する < —方、ワイヤカット放電加工装置においては、工具電極として、 0 . 0 2 から 0 . 0 3 m mの径を有し、ブラスやタングステンのような材質から作られたワイヤを使用している。放電加工時には、そのワイヤを被加工物に対向させるとともに、一対のワイヤガイド間を走行させて、被加工物を加工している。その走行ワイヤと被加工物との間に介在する、誘導性液として、一般に、脱イオンされた水や、灯油をベースとした液が使用されている。

仕上げ加工において、被加工物の面粗さを良好にし、加工の安定性を高めるために、例えば、多結晶シリコンの微粉末を混入させた誘導性液を使用することが知られている。英国特許 8 2 8， 3 3 6号、米国特許 4 , 3 9 2 , 0 4 2号、 4 , 9 5 2 , 7 6 8号は、このような液の使用を開示している。この液をワイヤカット放電加工装置において使用すると、例えば、ワイヤの撖送径路に設けられている、ローラ内の軸受のように、ワークタンク内に設けられている回動部に粉末が侵入し、ワイヤの搬送に影 Sを与え、その結果、望ましくない影響を加工に及ぼすかもしれない。さらに、ワイヤを案内する可動のワイヤガイドゃ、ワイヤに給電する可動の給電子を含むガイドアセンプリ内に粉末が侵入すると、ワイヤガイドゃ給電子の摺動が阻害されるかもしれない。また、加工終了時に、ワイヤ搬送機構やガイドアセンブリ内に残留した粉末を取り除くことは，手間を要する。

本発明の目的は、ワークタンク内の所要の部材に、粉末を含む液が付着しない放電加工装置を提供することである。

本発明の別の目的は、加工終了後に、ワークタンク内に残留した粉末を取り除く作業を軽減する放電加工装置を提供することである。

本発明によるその他の目的、有利な点、及び新規な特徴は、以下に続く説明の中で部分的に述べられており、下記説明を考察すれば、当業者にとってそれらは部分的に明らかになり、あるいは、当業者は、発明の実施によってそれらを学ぶこともできるであろう。本発明による目的及び有利な点は、特許請求の範囲中に詳細に述べられた手段及び構成によって実現及び達成される。

発明の開示

上記の目的を解決するため、本発明による放電加工装置は、ワークタンク内に配置された、工具電極を使用し、放電によって、被加工物を加工する放電加工装置において、ワイヤ電極を案内するワイヤガイドゃ給電子のような摺動部を収容するハウジングを設け、粉末を含む加工液を、ワイヤ電極と被加工物との間に形成される加工間隙に供給しつつ、粉末を含まない液をそのハウジング内に導入する、液供給装置を備えた。

また、好ましくは、放電加工装置は、ワイヤ搬送経路に沿って配置された可動部材を収容するカバー部材を含み、液供給装置は、粉末を含む液を用いた放電加工プロセス中に、粉末を含まない液を、そのカバー部材に導入する, 図面の簡単な説明

F I G . 1は、本発明の放電加工装置の一実施例をイラストした概略図である。 F IG. 2は、 F I G. 1に示す上側ガイドアセンブリの一実施例を示す断面図である。

F IG. 3は、上側ガイドアセンブリの他の実施例を示す断面図である。 F IG. 4は、ワイヤ引き取り装置をイラストした概略図である。

F IG. 5は、 F IG. 4に示すワイヤ引き取り装置を C一 C線で切断した断面図である。

F IG. 6は、ワイヤ引き取り装置の他の実施例を示す断面図である。 F IG. 7は、ワイヤ引き取り装置のさらに他の実施例を示す断面図である。

発明を実施するための最良の形態

F IG. 1は、ワイヤカット放電加工装置の一実施例を示している。その装置では、ワイヤ電極 1力図示しないワイヤ供給装置から継続的に送り出され、後述される一対のワイヤガイドにより、ワイヤ 1と、ワークタンク 5 内に配置された被加工物 2との間に形成される加工間隙へ案内される。イラストされた実施例においては、一対のワイヤガイドは、それぞれ、被加工物 2の上下に配置され、ガイドアセンブリ 3及び 4に含まれる。放電加工時には、図示しないパワーサプライ装置から、電圧パルスを、間欠的に加工間隙に供給して、放電を発生させて被加工物 2を加工する。

イラストされた実施例においては、油をべ一スとし、粉末を含んでいない誘導性液 7と、油をベースとし、粉末を混入した誘導性液 8を、選択的に加ェ間隙に供給する、誘導性液供給装置 6が設けられている。誘導性液供給装置 6は、粉末を混入していない液 7を貯留するタンク 20、ワークタンク 5 から排出された、使用済の液 7を貯留するタンク 30、及び、粉末を混入した液 8を貯留するタンク 40を含んでいる。好ましくは、誘導性液 7は、荒加工において使用され、誘導性液 8は、仕上げ加工時に使用される。

F IG. 1を参照して、誘導性液 7の供給経路を説明する。加工準備時に. ポンプ 21を作動させることにより、タンク 20中の誘導性液 7は、ソレノィドバルブ 2 2及び 2 3を介して、導入口 5 Aからワークタンク 5へ供給され、ワークタンク 5を、誘導性液 7で満たす。加工プロセス中は、ポンプ 2 1を作動させることにより、タンク 2 0中の液 7は、ソレノイドバルブ 2 2 及び 2 4を介して、ガイドアセンブリ 3及び 4それぞれのノズル部から加工間隙に噴出される。ワイヤカツト放電加工装置には、好ましくは、加工開始時やワイヤの断線時に、ワイヤ 1を自動的に被加工物 2中の加工間隙に揷通し、一対のワイヤガイド間に張架する、自動ワイヤ揷通装置が設けられる。例えば、日本特許公開公報 6 2 - 1 3 0 1 2 9号は、昇降可能なパイプ内にワイヤを導入し、そのパイプ中へ液を加圧して送り込むことにより、ジエツ卜流の作用により、ワイヤを加工間隙及び下側ワイヤガイドへ揷通する、自動ワイヤ挿通装置を開示している。本実施例では、ポンプ 2 1を作動させることにより、タンク 2 0中の液 7は、ソレノイドバルブ 2 2及び 2 7を介して、自動ワイヤ揷通装置へ供給され、必要なジェット流を提供する。ワークタンク 5には、オーバフロー液を排出するために、オーバフロー口 5 Bが設けられ、ワークタンク 5の液面を所定の高さに維持する。排出されたオーバフロー液は、ゾレノイドバルブ 2 9を介してタンク 3 0へ送られる。加工が終了すると、ワークタンク 5中の誘導性液 7は、ソレノイドバルブ 2 8及び 2 9を介して、タンク 3 0へ送られる。ポンプ 3 1を作動させることにより、タンク 3 0中の液 7は、放電加工中に生じたチップを取り除くためのフィルタ 3 2を介して、タンク 2 0へ戻される。

次に、誘導性液 8の供給経路について説明する。加工準備時に、ポンプ 3 3を作動させることにより、タンク 4 0中の誘導性液 8は、ソレノイドバルブ 3 4及び 2 3を介して、導入口 5 Aからワークタンク 5へ供給され、ヮークタンク 5を、誘導性液 8で満たす。加工プロセス中は、バルブ 2 5を閉じてボンプ 3 3を作動させることにより、タンク 3 0中の液 8は、ソレノイドバルブ 3 4及び 2 4を介して、ガイドアセンブリ 3及び 4それぞれのノズル部から加工間隙に噴出される。 - δ - さらに、ガイドアセンブリ内の、例えば、ワイヤガイドや給電子のような可動部材を収容している部分に、粉末が侵入しないように、その部分へ粉末を含まない液が供給される。粉末の侵入を防止するために、誘導性液 7が使用されてもよい。好ましくは、誘導性液 8を濾過して粉末を取り除いた液が使用される。イラストされた実施例においては、液 8中の粉末を取り除くための逆洗フィルタ 3 7が設けられる。バルブ 2 5を閉じて、ポンプ 3 5を作動させることにより、液 8は、ソレノィドバルブ 3 6、逆洗フィルタ 3 7、及び、ソレノイドバルブ 3 8及び 3 9を介して、ガイドアセンブリ 3及び 4 へ供給される。加えて、ワイヤ搬送経路に設けられている、ローラ内の軸受のような、ワークタンク内に設けられている回動部に粉末が侵入しないように、液 8は、ソレノイドバルブ 3 6、逆洗フィルタ 3 7、及び、ソレノイドバルブ 3 8及び 4 1を介して、ワイヤ搬送経路に供給される。また、ワイヤ自動揷通時には、ポンプ 3 5を作動させることにより、液 8を、ソレノイドバルブ 3 6、逆洗フィル夕 3 7、及び、ソレノィドバルブ 3 8及び 2 7を介して、自動ワイヤ揷通装置へ供給することが好ましい。オーバフロー液は、オーバフロー口 5 Βから、ソレノィドバルブ 4 2を介してタンク 4 0へ送られる。加工が終了すると、ワークタンク 5中の誘導性液 8は、ソレノイドバルブ 2 8及び 4 2を介して、タンク 4 0へ戻される。

誘導性液 8は、仕上げ加工時のみに使用されているので、放電加工により生成されるチップは比較的小量である。そのチップを除去するために、タンク 4 0内に、遠心分離型濾過装置やマグネットフィルタのような、濾過装置を設けてもよい。加えて、誘導性液 8中の粉末の港度を制御するために、港度検出器を含む、港度制御装置を設けてもよい。また、粉末の沈澱を防止する撹袢機を設けてもよい。

加工プロセスが終了した後、液 8力ワークタンク 5の底やガイドアセンブリ 3及び 4に残留し、あるいは、被加工物 2を支持するワークスタンドや冶具に付着する。これら粉末は、液体の蒸発後はワークタンク 5内の部材に強固に付着し、その除去が困難となる。このワークタンク 5内の清掃時には、ポンプ 3 5を作動させることにより、液 8を、ソレノィドバルブ 3 6、逆洗フィルタ 3 7、ゾレノイドバルブ 4 3及び 2 3、及び、導入口 5 Aを介して、ワークタンク 5内へ導入して、粉末を含む残留液を洗い流すことが好ましい < さらに、必要な時は、液 8を、ソレノイドバルブ 3 6、逆洗フィルタ 3 7、及び、ソレノイドバルブ 3 8及び 3 9を介して、ガイドアセンブリ 3及び 4 それぞれのノズル部に供給し、ノズル部に残留した粉末を除去するようにしてもよい。清掃時に使用された液 8は、ワークタンク 5から排出され、ソレノィドバルブ 2 8及び 4 2を介して、タンク 4 0へ戻される。

逆洗フィルタ 3 7により捕捉された粉末をタンク 4 0に戻すために、バルブ 3 6、 3 8及び 4 3を閉じて、所定時間だけ、ポンプ 3 5を作動させることにより、タンク 4 0中の液 8を、ソレノィドバルブ 4 4、逆洗フィルタ 3 7、及びゾレノィドバルブ 4 5を介して循環させ、逆洗フィルタ 3 7に捕捉された粉末を回収する。

上述したように、本実施例においては、液 7ではなく、液 8を逆洗フィルタを介してワークタンク 5へ送ることによって、可動部及び摺動部への粉末の侵入を防止し、あるいは、液 8を使用した加工の後にワークタンク 5内に残留した粉末を除去している。したがって、逆洗フィルタ 3 7に捕捉されていた粉末を回収した後は、タンク 4 0中の粉末の浪度は一定値に維持され、容易に、粉末の港度管理を行うことができる。また、タンク 4 0から送られた液 8、及びワークタンク 5内に残留した粉末は、つねに、タンク 4 0へ戻されるので、貴重な粉末を損失することがない。

なお、本実施例のワイヤカツト放電加工装置には、 F I G . 1に示された、ソレノィドバルブ及びポンプを制御するために、制御ュニット 9が設けられている。この制御ュニッ卜 9は、例えば、加工機本体の動作状態を示す信号 Sに応答し、ソレノィドバルブやポンプの作動シーケンスをマイクロコンビユータを用いて決定し、制御信号 C S出力する。あるいは、制御ュニッ卜 9 は、オペレータが手動で入力した指令や、プログラムから読み出される指令を読み込んで、制御信号 C Sを出力するようにしてもよい。

F I G . 2を参照して、 F I G . 1に示された上側ガイドアセンブリ 3を説明する。上側ガイドアセンブリ 3は、ノズルハウジング 5 6を含む。そのノズルハウジング 5 6は、チャンバ 5 7を形成するとともに、被加工物 2に対向するノズル 7 0を含んでいる。また、ノズルハウジング 5 6には、ワイャ 1を挿通するために孔 5 9が形成されている。その孔 5 9は、自動ワイヤ揷通時に、図示しないパイプを通過させることのできる径を有している。加ェプロセス中は、誘導性液が、供給口 9 0からチャンバ 5 7へ導入され、ノズル 7 0から加工間隙へ向けて噴出される。

ガイドアセンブリ 3は、さらに、ノズルハウジングの上に設けられた、ガィドハウジング 5 4を含む。そのガイドハウジング 5 4は、チャンバ 5 5を形成する。そのチャンバ 5 5中には、パワーサプライから適当なフィーダ線を介してワイヤ 1へ電流を供給する、給電子 6 0が収容されている。その給電子 6 0は、ワイヤ 1に押接できるよう、またワイヤ 1から離隔できるよう、ァクチユエータ 6 5によって移動可能な可動部材 6 4に取り付けられている < さらに、チャンバ 5 5中には、給電子 6 0に関して、上側に配置されたワイャガイド 5 1、及び、下側に配置されたワイヤガイド 5 2及び 5 3が収容され、それらワイヤガイドには、それぞれ、 V形状の溝が形成されている。上側ワイヤガイド 5 1は、ワイヤ 1に接触できるよう、またワイヤ 1から離隔できるよう、ァクチユエ一タ 5 8によって移動可能な可動部材 6 3に取り付けられている。下側ワイヤガイド 5 2及び 5 3は、それぞれ、可動部材 6 3 及び 6 4に取り付けられている。加工プロセス中には、ァクチユエ一夕 5 8 及び 6 5によって、ガイド 5 2及び 5 3は当接し、ワイヤ 1の径よりわずかに大きい径を有し、孔 5 9と連通する、案内孔を形成する。その案内孔が、被加工物 2に相対的なワイヤ 1の位置を定める。ワイヤの自動揷通時には、ァクチユエ一タ 5 8及び 6 5によって、給電子 6 0、及びガイド 5 1 、 5 2 - 8 及び 5 3は、ワイヤ 1から離隔する。

ガイドハウジング 5 4に取り付けられたダイスガイド 6 9から、そして、孔 5 9から、粉末を含む液がチャンバ 5 5へ侵入しないよう、粉末を含まない液が、供給口 8 0から導入される。このことが、可動部材 6 3及び 6 4の円滑な移動、及びガイド 5 2及び 5 3の当接によるワイヤ 1の正確な位置決めを確保する。また、ワイヤガイドの V形状の溝のような狭隘部に、粉末を含む液が残留しないので、加工後の清掃が不要となる。なお、供給口 8 0から導入される液の圧力は、好ましくは、供給口 9 0から導入される液の圧力と同じ力、、あるいは、わずかに大きくなるよう制御される。

F I G . 3を参照して、上側ガイドアセンブリの他の実施例を説明する。上側ガイドアセンブリ 3 Aは、ノズルハウジング 6 1を含む。そのノズルハウジング 6 1は、チャンバ 6 2を形成するとともに、被加工物 2に対向するノズル 7 0を含んでいる。加工プロセス中は、誘導性液が、供給口 9 0からチャンバ 6 2へ導入され、ノズル 7 0から加工間隙へ向けて噴出される。ガイドアセンブリ 3 Aは、さらに、ノズルハウジング 6 1の内側に設けられた、ガイドハウジング 6 6を含む。そのガイドハウジング 6 6は、チャンバ 6 7を形成するとともに、可動部材 7 1を収容する。その可動部材 7 1は、ァクチユエータ 7 2によって、走行するワイヤ 1の軸線に垂直な方向に移動可能である。その可動部材 7 1には、ワイヤ 1を揷通するための孔 7 3が形成されている。平板状の給電子 6 0力ワイヤ 1に押接できるよう、またヮィャ 1から離隔できるよう、止めねじ 7 4によって、その可動部材 7 1に取り付けられている。その給電子 6 0は、止めねじ 7 4をゆるめれば、ワイヤ 1との接触位置をかえるために、走行するワイヤ 1の軸線に垂直で、かつ、可動部材 7 1の移動方向に垂直な方向に摺動可能である。

さらに、ガイドハウジング 6 6には、ノズル 7 0に近接し、被加工物 2に相対的なワイヤ 1の位置を定める、ワイヤガイド 5 0が形成されている。そのワイヤガイド 5 0から、そして、ガイドハウジング 6 6に取り付けられたダイスガイド 6 9から、粉末を含む液がチャンバ 6 7へ侵入しないよう、粉末を含まない液が、供給口 8 0から導入される。このことが、可動部材 7 1 の円滑な移動、及び給電子 6 0の円滑な摺動を確保する。また、ワイヤガイド 5 0のような狭隘部に、粉末を含む液が残留しないので、加工後の清掃が不要となる。上述したように、供給口 8 0から導入される液の圧力は、好ましくは、供袷口 9 0から導入される液の圧力と同じか、あるいは、わずかに大きくなるよう制御される。

本発明は、ワークタンクに配置され、使用済みワイヤを所定の排出部へ搬送する、ワイヤ引き取り機構に、可動部材を使用する場合にも適用できる。

F I G . 4及び 5を参照して、下側アーム 1 2 0に支持された、下側ガイドアセンブリ 4から送り出された使用済みのワイヤ 1を、所定の排出部へ搬送する、ワイヤ引き取り装置 1 0 0を説明する。

ワイヤ引き取り装置 1 0 0は、ワイヤを搬送するベルト 1 0 1及び 1 0 2 と、それらベルトを走行させる、複数のローラ 1 0 3を含む。その複数の口ーラ 1 0 3は、下側ガイドアセンブリ 4を支持する、アーム 1 2 0に取り付けられている。さらに、それらベルト及び複数のローラ 1 0 3を囲むケース部材 1 1 6力ボルト 1 1 3及び 1 1 4によって、アーム 1 2 0に固着されている。

F I G . 5中に最もよく示されているように、ローラ 1 0 3は、ローラ軸 1 1 5、内輪 1 0 4、外輪 1 0 5を含んでいる。ローラ軸 1 0 5は、ボル卜 1 1 1によって、アーム 1 2 0に固定されている。内輪 1 0 4は、キー 1 2 3を介してローラ軸 1 1 5の外側に設けられている。外輪 1 0 5は、複数の転動体を介して、内輪 1 0 4の外側に設けられている。

さらに、カバー 1 2 2力ボルト 1 1 0によって、ローラ軸 1 1 5に取り付けられるとともに、ボルト 1 1 2によって、ケース部材 1 1 6に取り付けられる。そのカバー 1 2 2には、供給口 1 1 9が設けられている。上述したように、タンク 4 0から、ソレノィドバルブ 3 6、逆洗フィルタ 3 7、ソレノィドバルブ 3 8及び 4 1を介して供給された液は、その供給口 1 1 9から、ケース部材とカバー 1 2 2によって形成された空間 1 2 4へ流入される。空間 1 2 4へ流入した液は、カバ一 1 1 6に形成された流出口 1 2 1及び案内孔 1 1 7から極微量流出し、粉末を含む液が空間 1 2 4へ侵入しない程度となるよう調整される。したがって、特に、ローラに使用される転動体に、粉末が付着することがない。

F I G . 6は、ワイヤ引き取り装置のもう 1つの実施例を示す断面図である。 F I G . 5中の部材と同一の部材は、同一の符号が付され、その説明を省略する。

イラストされた実施例において、キー 1 2 3を介して外輪 1 0 5の外側に設けられたプーリ 1 1 8が設けられている。そのプーリ 1 1 8は、ワイヤ 1 を案内する V形状の溝を有している。複数のローラ 1 0 3を覆う、カバー部材 1 2 5は、アーム 1 2 0に取り付けられるとともに、下側ガイドアセンブリ 4に取り付けられる。バルブ 4 1を介して供給される液は、アーム 1 2 0 内部の適当な供給管を通って、供袷口 1 1 9を介して、そのカバー部材 1 2 5によって形成される空間 1 2 4に導入される。

F I G . 7 :ま、ワイヤ引き取り装置のさらに他の実施例を示す断面図である。

ィラス卜された実施例において、カバー部材 1 2 6は、アーム 1 2 0に取り付けられ、ローラ 1 0 3を個別に覆う。

本発明は、開示されたフォームにそつくり同じものに限定されることを目的としたものではなく、上述の説明に照らして、多くの改良及びバリエーションが可能であることは明らかである。発明の本質とその実用的な応用を説明する目的で、上記実施例が選ばれた。発明のの範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。

Claims

請求の範囲

1、工具電極を使用し、その工具電極と被加工物との間に形成され、誘導性液で満たされた、加工間隙に電圧を印加し、放電によって、被加工物を加工する放電加工装置において、

粉末状の物質を添加した第 1の液を貯留する、貯留漕と；

前記第 1の液の付着から保護されるべき部材を覆う、カバー手段と；前記第 1の液を、前記加工間隙に供給しつつ、前記粉末状の物質を含まない第 2の液を、前記カバー部材内に導入し、そのことにより、前記部材は前記第 1の液の付着から保護する、液供給装置；

を含んで成る放電加工装置。

2、請求項 1において、前記工具電極は走行ワイヤを含む放電加工装置。

3、請求項 2において、前記カバー手段は、前記走行ワイヤ電極に加工電流を送る給電子、及び、前記被加工物に相対的な前記走行ワイヤの位置を定めるワイヤガイドを収容するハウジングを含む、放電加工装置。

4、請求項 2において、前記カバー手段は、前記走行ワイヤの搬送経路に沿つて設けられた可動部材を覆うカバー部材を含む、放電加工装置。