JPH0349828A - ワイヤ放電加工方法及びその装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明はワイヤ放電加工方法並びにその加工方法を実施
するための装置に関するものであり、特に部品加工を主
たる目的とするワイヤ放電加工方法と、その加工方法を
実施するためのワーク浸漬型のワイヤ放電加工機に係わ
るものである。

［従来の技術］ 従来のワイヤ放電加工方法並びにワイヤ放電加工機は、
縦方向すなわち略垂直方向に走行するワイヤ電極を使用
するものがほとんどであった。中には、ワイヤ電極を水
平に走行させるものが提案されてはいるが、ワーク浸漬
型の加工には不適のものであった。すなわち、ワイヤ放
電加工においては、ワークを加工液に浸漬したままで加
工を行うことが有利であることは広く知られている。と
ころが、このようなワーク浸漬型のワイヤ放電加工機は
、単に材料の切断加工だけでなく、金型や機械部品等の
二次元、三次元形状の加工においてもきわめて有利であ
るにもかかわらず、このような二次元、三次元形状の加
工のためのワーク浸漬型ワイヤ放電加工機としては、ワ
イヤ電極が縦方向に走行する方式のものしか知られてい
ない。

このような方式の従来装置では、第５図に例示するよう
にワイヤ電極５を加工部へ送るワイヤ電極供給アーム４
、又は加工部からワイヤ電極５を回収するワイヤ電極回
収アーム６のいずれか一方を、ワーク１０の側方より下
側に向かって迂回させなければならず、ワイヤ電極の走
行距離が長くなり、加工ヘッドの大きさをいたずらに大
とし、ワークの大きさに比して大なる装置を必要として
いた。またワーク１０を収容し加工液９を満たす加工槽
１の容積に比し、加工範囲が小さく、加工可能なワーク
の大きさに較べ、加工槽１の容積や機械の床面積が大と
なる欠点があった。また、与えられたワーク１０から外
形輪郭線が閉曲線をなす部品完成品を切り出す場合、ま
たは、そのワー、り１０に前記と同様の形状の窓孔を穿
つ場合、従来のワイヤ電極が縦方向に走行するワイヤ放
電加工機では、加工終了の直前直後に、水平におかれた
ワークから切り出される部品完成品が自重によって大き
く傾き、ワイヤ電極付近の放電間隙が急激に変化し、異
常放電の原因となり、はなはだしい時はワイヤ電極を断
線させたり、最終製品に所謂“へそ”ができたりする。

これを防止するために、磁石やクリップを利用して部品
完成品や窓孔から切り抜かれるスクラップを保持しなけ
ればならなかった。このことは金型の加工のように単品
生産のときには、大きな困難とはいえないが、一つの材
料から多数の小さな部品完成品を切り出す場合や、多数
の窓孔を穿つ場合には、加工の自動化や無人化のために
大きな障害となり、他の加工法に較べて幾多の利点を有
するワイヤ放電加工が、未だ部品加工に多用されない原
因となっていた。

また、このようなワイヤ電極が縦方向に走行する形式の
放電加工機では、第６図に示されるようにワイヤ電極５
の加工部で生じた細かい加工屑２１が重力や加工液の噴
流、あるいはワイヤ電極の走行等によって、下側のアー
ム６のノズル部やワイヤ電極のガイド部に堆積され、こ
れらの目詰まりの原因となる。更に、上方アームのワイ
ヤ電極ガイド部４の更に上方に設けられている電流供給
電極は常に空気中にあるために、これを冷却するために
は、特別の冷却手段を設けなければならなかった。

また、これまでに提案されているワイヤ電極水平走行型
の放電加工機による加工方法においては、特開昭５６−
１２６５２６号公報に示されているように、加工開始点
を加工すべき所定形状の重心位置の上方に任意に設定し
、その加工開始位置からの加工軌跡の順路を、その加工
開始点位置に関する重心位置の回転モーメントの回り方
向に対して逆回り方向になるように設定するものが提案
されている。

しかしながら、−個のワークから多数の部品を切り取る
際に、各部品毎に加工開始点をその部品の上方に任意に
設定した後に、その加工開始点に関して重心位置の回転
モーメントの回り方向を判定し、加工軌跡の回り方向を
それと逆になるように設定することはきわめて繁雑で、
加工開始前の準備作業に多くの時間と人手とを要し、自
動化、無人化の障害となるものと考えられる。

また、このようなワイヤ電極水平走行型の放電加工機と
して提案されているものは、水平ないしほぼ水平に設け
られた略コ字状の架台と、この架台のコ字状両先端部に
設けられた一対のワイヤガイドとを備え、このワイヤガ
イドによって、ワイヤ電極を水平に案内するようにされ
ている。

ところが、このような装置でワークを加工液の中に浸漬
して加工を行おうとすればワイヤ電極と共に架台の全体
を加工液中に沈めねばならず、実際上は、このような装
置で浸漬加工を行うことは不可能なものであった。

［発明が解決しようとする問題点コ 本発明は従来技術における上記の問題点を全て解決し、
部品加工にとって好適なワイヤ放電加工方法を提案する
とともに、幾多の利点を有する浸漬型のワイヤ放電加工
を小物部品の量産にまで適用することができる新規なワ
イヤ放電加工機を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段及び作用］上記の目的を
達成するため、本発明の方法は、ほぼ垂直に支持された
板状ワークから、外形輪郭線が閉曲線をなす部品完成品
を切り抜くか、そのワークに前記と同様の形状の窓孔を
穿つ際、前記閉曲線の形状データを使用して、その閉曲
線で囲まれた部分の重心位置を演算する第一のステップ
と、前記重心位置を通る垂直線と前記閉曲線の上方部分
との交点の位置を求める第二のステップと、前記板状ワ
ークの面に対してほぼ直交するようにほぼ水平線上を走
行するワイヤ電極を使用し、前記ワークとワイヤ電極と
を前記ワイヤ電極にほぼ直交する面内で相対的に移動さ
せることによって、前記交点から前記閉曲線の任意の一
方向に向かってワイヤ放電加工を開始する第三のステッ
プと、前記閉曲線をたどるワイヤ放電加工を前記交点で
終了させる第四のステップとからなることを特徴とする
ワイヤ放電加工方法であり、本発明にかかわるワイヤ放
電加工機としては、槽内にワークを取付けることができ
、その取付けられたワークの周囲に加工液を満たすため
の加工槽と、その加工槽の上方に設けられた加工ヘッド
と、その加工ヘッドより前記加工槽内に向かって垂下す
る互いに間隔をおかれた一対のアームと、前記加工ヘッ
ドに設けられた少なくともワイヤ電極供給部とワイヤ電
極回収部とを含むワイヤ電極走行機構と、前記一対のア
ームの一方の下端部から他方の下端部に向けて水平もし
くは水平線とわずかの角度をもって前記ワイヤ電極走行
機構によって走行するように装置されたワイヤ電極と、
そのワイヤ電極と前記ワークとの間に放電電流を供給す
るための放電電源部と、前記加工槽と加工ヘッドとを相
対的に駆動し、前記ワイヤ電極と前記ワークとが、ワイ
ヤ電極と直交もしくは直交に近い所定の角度をもって交
差する平面内での相対運動を行うようにするための駆動
手段とを備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機を提
供するものである。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を示す図面について説明する。

本発明の方法は第７図に示す工程に従うものであり、ほ
ぼ垂直に支持された板状ワークから、外形輪郭線が閉曲
線をなす部品完成品を切り抜く際もしくはそのワークに
前記と同様の形状の窓孔を穿つ際、まず、前記閉曲線の
形状データを使用して、その閉曲線で囲まれた部分の重
心位置を演算する第一のステップと、前記重心位置を通
る垂直線と前記閉曲線の上方部分との交点の位置を求め
る第二のステップと、前記板状ワークの面に対してほぼ
直交するようにほぼ水平線上を走行するワイヤ電極を使
用し、前記ワークとワイヤ電極とを相対的に移動させる
ことによって、前記交点から前記閉曲線の一方向に向か
ってワイヤ放電加工を開始する第三のステップと、前記
閉曲線をたどるワイヤ放電加工を前記交点で終了させる
第四のステップとからなっている。

本方法を実施する放電加工機の実施例の構成は第１図に
示された通りであり、底部にワーク置台１５が設けられ
、内部に加工液９を満たすことのできる加工槽１と、そ
の加工槽１の外部近傍に立設された固定コラム２に上下
方向すなわちＹ方向に移動可能に横長形状のニー３が設
けられている。

そのニー３には、そのニー３の横方向すなわちＸ方向に
移動可能に加工ヘッド８が取付けられている。その加工
ヘッド８には前記加工槽１内に向かって垂下する一対の
アーム４．６が相対向して設けられ、それらの下端部は
ともに加工液９中に位置するようにされている。それら
のアーム４．６は、その各下端部においてワイヤ電極５
を案内するためのものであって、一方のアーム４はワイ
ヤ電極５を加工部へ供給するためのワイヤ電極供給アー
ムであり、他方のアーム６は加工を終わったワイヤ電極
５を回収するためのワイヤ電極回収アームである。加工
ヘッド８には、前記一対のアーム４．６の加工ヘッド８
への取付は部付近にワイヤ電極５の供給リール７ａやワ
イヤ電極５を回収するための図示しない回収装置を有す
るワイヤ走行機構７が設けられている。ワイヤ電極５は
加工部では第１図に示されるように前後方向に走行する
。加工槽１の底部に設けられたワーク置台１５には第２
図に例示されるような外形が閉曲線をなす部品完成品１
１を切り抜き加工するための材料である板状のワーク１
０がＸ−Ｙ平面と平行に取付けられている。

上記の構成の本実施例のワイヤ放電加工機により、第２
図に示されるような外形が閉曲線をなす部品完成品１１
を板状ワーク１０から切り抜く作業を行う場合には、部
品完成品１１の外形輪郭線に囲まれた部分の重心１２を
あらかじめ入力された形状データに基づいて演算し、そ
の重心１２の直上にスタート穴１３を設け、そこから垂
直下方に向かって加工をスタートさせ、前記重心１２の
直上に加工終了点１４が来るように加工を行うか、スタ
ート穴がすでに明けられている場合には、そのスタート
穴が重心１２の直上に来るようにワーク１０をＸ−Ｙ平
面内で回転させてから加工を開始する。そのようにする
ことによって、加工終了時に加工を終えた部品完成品１
１は自身の重力により、垂直下方に落下し、ワイヤ電極
付近の放電間隙を急変させることが無い。従って、従来
のように加工を終えようとする寸前に部品完成品が傾き
、ワイヤ電極付近の放電間隙が急変することにより生じ
る種々の障害を未然に防止することができ、またこのよ
うな障害の発生を防止するために部品完成品１１を加工
の途中において磁石やクリップを用いてワーク１０に保
持させる作業を必要としない。このために−個のワーク
から多数の部品完成品を切り抜く作業も容易に自動化す
ることができる。また、この方法によれば、準備作業も
きわめて簡単である。すなわち本発明における加工開始
点は加工すべき形状の重心を通る垂線とその重心より上
方でその形状の輪郭線と交点とするところから、輪郭線
が決定されれば自動的に定まるもので、この決定のため
にはなんらの準備作業をも必要としない。従って多数の
部品加工を連続的に行うための準備作業としては各部品
で決定された各加工開始点をどのような経路で結ぶかを
決定するだけで良い。

また、第３図に示されるようにワイヤ電極供給アーム４
及びワイヤ電極回収アーム６は、ワーク１０の側面と平
行なＸ−Ｙ平面上を移動するものであるため、ワーク１
０は加工槽１の前記Ｘ−Ｙ平面による断面とほぼ同等の
面積のものまで加工可能となり、加工ヘッドの両アーム
４．６の運動はワーク１０によっては全く制限を受けず
、両アームの可動範囲２０を前記断面いっばいまで大き
くすることができる。

更に、第４図に示したようにワイヤ電極５はワイヤ電極
供給アーム４のノズルとワイヤ電極供給アーム６のノズ
ルとの間にほぼ水平方向に走行するものであるため、多
数枚のワーク１０の加工によって生じた加工屑２１は重
力により前記ノズルの一方に集まることが無く、加工液
によってワーク１０の側面側に運ばれるや否や下方に落
下し両アームのワイヤガイドやノズル付近に堆積し各種
障害の原因となることが少ない。また、この第４図から
も明らかなように前記両アーム４．６の下端部は加工液
９の水面よりも十分に深く浸漬されているので、加工液
によって常に冷却され、従来のワイヤ放電加工機のよう
に空気中にさらされた一方のアームに設けられた電極を
冷却するための手段は不要である。

［発明の効果］ 本発明のワイヤ電極放電加工方法は、以上に説明したよ
うに、従来主として金型加工に使用されていたワイヤ放
電加工を部品加工の分野にも広く使用できるようにした
もので、加工終了時のトラブルを解消し、それによって
加工中の監視を要することなく連続して多数個の部品生
産に適用可能としたものであり、本発明のワイヤ放電加
工機は、その構成によって上述の種々の効果をもたらす
ことができる他に、加工槽１の上方の加工ヘッド８にワ
イヤ電極走行機構７が設けられているのでワイヤ電極５
の走行距離を従来よりも著しく短縮でき、そのことによ
って、装置全体の大きさを従来よりも著しく小型とする
ことができ、低床な装置を提供することができる。

また、本発明は加工ヘッド８と加工槽１との相対運動の
ために、それらのどちらを駆動しても、所定の加工を行
うことができるが、前記の実施例のように加工ヘッド８
を駆動することは、その被駆動部分の重量がワークの種
類によって変化することがない比較的に軽量なものとす
ることができ、そのことによって、先に述べた小型、省
スペースの作業性の良好なワイヤ放電加工機を提供する
ことができるだけでなく、低い駆動力、高い剛性、高い
運動精度の低価格のワイヤ放電加工機を提供することが
でき、幾多の利点を有するワイヤ放電加工技術の適用分
野を、従来の金型加工の分野から部品加工の分野にまで
著しく拡大することができ、その効果は計り知れないも
のがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のワイヤ放電加工機を示す斜
視図、第２図は本実施例による加工の一例を示す説明図
、第３図は本発明による一対のアームの下端部の可動範
囲を示す一部断面正面図、第４図は本実施例における加
工屑の生成を示すワーク加工部分の断面図、第５図は従
来のワイヤ放電加工機におけるアーム先端の可動範囲を
示す一部断面側面図、第６図は従来のワイヤ放電加工機
における加工屑の移動を示すワーク加工部分の断面図で
あり、第７図は本発明の方法を示す工程図である。 図中、１は加工槽、２は固定コラム、３はニー４はワイ
ヤ電極供給アーム、５はワイヤ電極、６はワイヤ電極回
収アーム、８は加工ヘッド、９は加工液である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ほぼ垂直に支持された板状ワークから、外形輪郭線
   が閉曲線をなす部品完成品を切り抜くか、そのワークに
   同様の形状の窓孔を穿つ際、 前記閉曲線の形状データを使用して、その閉曲線で囲ま
   れた部分の重心位置を演算する第一のステップと、 前記重心位置を通る垂直線と前記閉曲線の上方部分との
   交点の位置を求める第二のステップと、前記板状ワーク
   の面に対してほぼ直交するようにほぼ水平線上を走行す
   るワイヤ電極を使用し、前記ワークとワイヤ電極とを前
   記ワイヤ電極にほぼ直交する面内で相対的に移動させる
   ことによって、前記交点から前記閉曲線の一方向に向か
   ってワイヤ放電加工を開始する第三のステップと、前記
   閉曲線をたどるワイヤ放電加工を前記交点で終了させる
   第四のステップとからなることを特徴とするワイヤ放電
   加工方法。 ２、槽内にワークを取付けることができ、その取付けら
   れたワークの周囲に加工液を満たすための加工槽と、 その加工槽の上方に設けられた加工ヘッドと、その加工
   ヘッドより前記加工槽内に向かって垂下する互いに間隔
   をおかれた一対のアームと、前記加工ヘッドに設けられ
   た少なくともワイヤ電極供給部とワイヤ電極回収部とを
   含むワイヤ電極走行機構と、 前記一対のアームの一方の下端部から他方の下端部に向
   けて水平もしくは水平線とわずかの角度をもって前記ワ
   イヤ電極走行機構によって走行するように装置されたワ
   イヤ電極と、 そのワイヤ電極と前記ワークとの間に放電電流を供給す
   るための放電電源部と、 前記加工槽と加工ヘッドとを相対的に駆動し、前記ワイ
   ヤ電極と前記ワークとが、ワイヤ電極と直交もしくは直
   交に近い所定の角度をもって交差する平面内での相対運
   動を行うようにするための駆動手段とを備えたことを特
   徴とするワイヤ放電加工装置。