JPH0375289B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤカツト放電加工装置における
ワイヤ電極（以下、ワイヤと称する。）自動供給
方法において、ワイヤ自動供給中にトラブルから
くる供給の失敗を検出して、再度ワイヤ自動供給
をやり直し、成功に結びつける方法に関するもの
である。

まず、第１図に基づき従来のワイヤ自動供給装
置についてその構成を説明する。

図において１はワイヤ供給リールで、トルクモ
ータ（図示せず）に連結されていて、ワイヤ電極
２がたるまない程度のブレーキ力を得るために逆
転トルクがかかるようになつている。３はブレー
キローラで、電磁ブレーキ（図示せず）と連結さ
れている。４は押えローラで、バネ力により、ブ
レーキローラ３に押し付けられている。上記ワイ
ヤ電極２は、これらブレーキローラ３と押えロー
ラ４の間にはさまれていて、すべることなく一定
の張力がかけられる。５は方向変換ローラ、６は
位置決め用ダイスであり、内径は、ワイヤ電極２
の直径よりやや大きめになつている。７はワイヤ
送り用ピンチローラ、８はワイヤ送り用押えロー
ラである。上記ローラ７はワイヤ自動供給中の
み、昇降板９に取り付けられたピンチローラ用モ
ータ１０によつて回転させられる。又、ローラ８
はバネ力により上記ローラ７に押し付けられてお
り、ワイヤ自動供給中は、ワイヤ電極２はローラ
７，８の間にはさまれ、すべることなく図中下方
に送給されるようになつている。位置決め用ダイ
ス６により、ワイヤ電極２はローラ７，８の間か
ら外れることはない。

昇降板９の昇降は、昇降用モータ１１とカツプ
リング１２により結合した、ボールネジ１３の回
転により行なわれる。上記昇降板９の図において
裏側には、ボールネジ１３の回転を上下の直線運
動に変換するためのボールナツトが取り付けられ
ている。このボールネジ１３は昇降ガイド１４に
取り付けられたモーター取付部１５で一端を支持
され、他端は軸受１６で支持されていて、両端支
持方式になつている。なお、上記昇降板９は昇降
ガイド１４により昇降が支持されているので正確
な上下直線運動ができる。

また、昇降板９には、パイプガイド１７がガイ
ド固定板１８を介して固定されている。このパイ
プガイド１７は昇降板９の昇降に伴つて昇降する
ので、ぶれを防止するために軸受１９により支持
されている。さらにパイプガイド１７の先端には
ワイヤ電極２を支持するためのダイスガイド２０
が取り付けられている。なお、軸受１６，１９、
昇降ガイド１４は固定板２１に取り付けられてい
る。

次に２２は切断用モーター、２３はアーム回転
用モーターであり、両者共、箱２４に固定されて
いる。２５はワイヤ切断部、２６は切断アーム、
２７はワイヤ切断後のワイヤ切屑を捨てるための
受皿である。そして上記切断装置２４及び受皿２
７は、固定板２１に取り付けられている。なお、
切断装置２４及びワイヤ切断部２５についての詳
細は後述することにする。

パイプガイド１７は、加工中、基準Ｖ溝板２８
に対して押し付け板２９により押し付けられ固定
されている。この基準Ｖ溝板２８は上記パイプガ
イド１７がはまるようにＶ溝面で受けていて位置
が決まるようになつている。なお基準Ｖ溝板２８
は、常時、箱３０に固定されており、箱３０は固
定板２１に取り付けられている。又、箱３０に
は、加工液３１を噴流し加工部３２へ供給するた
めのノズル３３が取り付けられている。

また、パイプガイド１７には、図のように３ケ
所の切欠きがあり、加工中、この切欠部に給電ピ
ン３４，３５があり、ワイヤ電極２と３点接触し
ていて、ここから電力を供給する。給電ピン３４
は移動板３６に固定されており、パイプガイド１
７が昇降する場合は、図中右へ移動して接触しな
いようにする。同様に、給電ピン３５は移動板３
７に固定されており、押し付け板２９と共に図中
左へ移動するようになつている。３８は被加工
物、３９はテーブルである。

次に、４０は下部のダイスガイド、４１は下部
の給電ダイスである。両者共、箱４２に固定され
ると共に、下部アーム４３に取り付けられてい
る。箱４２には、加工液３１を噴流し加工部３２
へ供給するためのノズル７８が取り付けられてお
り、またワイヤ電極２を案内するための案内ノズ
ル４４が取り付けられている。

上記案内ノズル４４を通つたワイヤ電極２は、
ベルトローラー４５，４６に張られた下部ベルト
４７と下部ローラー４８との間にはさまれて進行
し、ラツパ管４９へと導かれる。その後、ワイヤ
電極２は、回収パイプ５０を通り抜け、回収ロー
ラー５１，５２に張られた回収ベルト５３と回収
ローラー５４との間にはさまれて進行し、回収箱
５５へと導かれ、図のようにワイヤ電極２は円を
描いて捨てられる。なお、ワイヤ電極２の送り速
度は、回収ローラー５４の図において裏に取り付
けられた減速ギヤー付モーターの回転により可変
であり、さらに回収ローラー５４と下部ローラー
４８は裏側でベルト伝達になつている。しかも、
上記両者のローラー４８，５４は、同一の直径な
ので、同期回転している。そこで、ワイヤ電極２
は、下部ローラー４８部による摩擦力と回収ロー
ラー５４部によるそれにより、すべることなく引
張られて、回収箱５５へと回収される。

次にワイヤ電極２を切断する装置２２，２３，
２４，２５，２６の構成を第２図を用いて説明す
ることにする。

５６は、ワイヤ電極２を切断するためのカツタ
ーであり、ネジ５７により、移動棒５８に固定さ
れている。移動棒５８の先端には、ワイヤ電極２
を切断する際に動かぬように支持する支持棒５９
が固定されており、接触部にはゴム６０が接着さ
れていて、すべりを防止している。また、６１は
切断受板で、ネジ６２により、切断アーム２６に
固定されている。上記切断受板６１には、ゴム６
４が接着されていて、すべりを防止している。ワ
イヤ電極２を切断するときは、切断受板６１とカ
ツター５６との間で、移動棒５８が図中左方向へ
移動することにより、切断され、同時にゴム６０
及び６４の間で支持される。移動棒５８の図中右
端にはネジが切られていて、圧縮バネ６５を入れ
込んだ後、止めナツト６６がネジ込まれ固定され
ている。移動棒５８の左右移動は、偏心カム６７
の半回転動作により行なわれる。図は、偏心カム
６７が最右端にある場合で、移動棒５８も圧縮バ
ネ６５の復元力により右端にある。逆に、ワイヤ
電極を切断するときは、偏心カム６７が半回転し
て最左端の位置となるので、移動棒５８及び止め
ナツト６６は左端に位置して、カツター５６と切
断受板６１との間で切断される。

次に切断アーム２６の回転を説明する。

箱２４に取り付けられたアーム回転用モーター
２３が回転すると、その軸に取り付けてある歯車
６９により歯車７０が回転する。歯車７０は、ア
ーム回転棒７１に固定されていて、さらに切断ア
ーム２６が連結されている。アーム回転棒７１は
軸受７２，７３によつて支持されている。しかる
に、アーム回転用モーター２３がほぼ半回転する
ことにより、切断アーム２６は、図中180°反対側
へ回転して止まる。図の位置と180°反対側の位置
はリミツトスイツチ等で検出することにより、決
められるようになつている。

次に、偏心カム６７の回転を説明する。

アーム回転棒７１の中心側には、図中断面部分
でもわかるように偏心カム回転棒７４が挿入され
ており、回転自在となつている。偏心カム回転棒
７４の下端に偏心カム６７が固定されており、軸
受７５によりなめらかに回転できる。また上端に
は、カツプリング７６を介して切断用モーター２
２と連結されている。そこで、切断アーム２６を
180°反対側に位置させるためにアーム回転用モー
ター２３が回転するとき、同時に切断用モーター
２２も起動をかけて180°回転させる。これにより
図中、偏心カム６７と止めナツト６６との関係は
変わらないので、ワイヤ電極２はカツター５６と
切断受板６１の間に位置するわけである。その
後、切断用モーター２２のみをさらに180°回転さ
せることにより、移動棒５８が切断受板６１の方
向に移動して、前述したようにワイヤ電極２を切
断することができる。その後は、アーム回転用モ
ータ２３を逆に180°回転するとき、同時に切断用
モーター２２も起動することにより、図の位置に
戻り、移動棒５８は最左端の位置にある。そして
切断用モーター２３を逆に180°回転することによ
り、図の状態に戻すことができるわけである。

次に第３図においてワイヤ電極２を切断する動
作について説明する。

まず第３図ａは、ワイヤ電極２が被加工物３８
の加工開始穴７７に通つている状態を初期設定
し、切断動作に入る場合である。すなわち、第１
図が初期設定した状態である。まず、パイプガイ
ド１７が図中矢印方向に上昇するために給電ピン
３４，３５が取り付けられている移動板３６，３
７及び移動板３７が取り付けられている押し付け
板２９が図中矢印方向へ移動する。

なお、パイプガイド１７は、ある決められた位
置まで上昇し停止する。

このとき、第１図で述べたように、ワイヤ送り
用ピンチローラ７及びワイヤ送り用押えローラ８
はパイプガイド１７と一体で上昇し停止すると共
に、図の矢印の如くから回りをするようになつて
いる。

基準Ｖ溝板２８は、常に固定されていて、パイ
プガイド１７が昇降する場合は、こすつていくわ
けである。なおノズル３３は常に固定である。ダ
イスガイド２０は、パイプガイド１７が上昇する
とき、ワイヤ電極２をこすつていく程度のクリア
ランスを有している。ａ図のダイスガイド２０の
下端位置を切断位置と呼ぶことにする。

次に第３図ｂでは、切断位置にまで、切断アー
ム２６を180°回転して持つてきた状態を示してい
る。これにより、切断部２５にワイヤ電極２が位
置決めされたことになる。切断用モーター２２ア
ーム回転用モーター２３の動作は、第２図で述べ
た通りである。ワイヤ送り用ピンチローラ７及び
ワイヤ送り用押えローラ８はこのとき停止してい
る。しかもピンチローラ７には、第３図ａの矢印
方向と反対方向には回転しないようにワンウエイ
クラツチ（図示せず）が取り付けられている。

次に第３図ｃでは、ワイヤ電極２を実際に切断
した後の状態を示している。すなわち、第２図で
述べたように切断後、切断アーム２６は逆に180°
回転して元に戻つている。そして切断後のワイヤ
電極２の下方の部分は第２図で述べたように切断
用モーター２２がさらに180°回転したことを検出
して、第１図の回収ローラ５４が回転を始めるの
で、回収箱５５へと回収される。

次に第３図ｄは、ワイヤ電極２を実際に切断完
了した状態を示している。すなわち第３図ｃの状
態完了後は、第３図ｄの状態になるまでパイプガ
イド１７が下降する。この状態は、第３図ａの初
期状態で移動板３６，３７が移動したままの状態
であり、これで、パイプガイド１７の位置は第１
図と同じ位置である。このときのダイスガイド２
０の下端を定位置と呼ぶことにする。

なお、パイプガイド１７の下降中は、ワイヤ電
極２は、ワイヤ送り用ピンチローラ７とワイヤ送
り用押えローラ８との間ではさまれているので、
しかもピンチローラ７にはワンウエイクラツチが
取り付けられていて、逆転しないのでダイスガイ
ド２０の先端から抜けて上方に出てしまうことは
ない。第３図ｄの状態を以つて切断完了とする
なお第３図ａ〜ｄの切断動作中は、第１図のブレ
ーキローラ３に連結された電磁ブレーキのブレー
キ力は極端に弱められている。

次に第４図において、ワイヤ電極２を加工開始
穴及び下部ダイスガイドへと通す挿入動作につい
て説明する。

ここでは、ワイヤ電極を加工開始穴次に下部ダ
イスガイドへと通し、第１図の回収箱５５へと送
るまでをワイヤ電極２の挿入動作と呼ぶことにす
る。まず、第４図ａの状態が、ワイヤ挿入動作の
初期状態である。これは、第３図の切断動作の最
終状態と同じ状態である。すなわち、上部ダイス
ガイド２０及び加工開始穴７７及び下部ダイスガ
イド４０は鉛直方向に整列した状態にあるわけで
ある。

次に、第４図ｂで示されるように、パイプガイ
ド１７を下降させて、これを加工開始穴７７へ通
し、上部ダイスガイド２０と下部ダイスガイド４
０を対向させるわけである。この状態での上部ダ
イスガイド２０の下端を下限と呼ぶことにする。
この位置はリミツトスイツチ等で検出されてい
る。

次に第４図ｃで示されるように、ワイヤ送り用
ピンチローラ７とワイヤ送り用押えローラ８との
回転力により、両者にはさまれたワイヤ電極２は
進行を始める。第４図ｃは下部ダイスガイド４０
をワイヤ電極２が通過した状態を示している。

その後は、第１図で見られるようにワイヤ電極
２は、給電ダイス４１、案内ノズル４４を通り抜
けて、下部ベルト４７まで導かれる。なお、下部
ローラー４８及び回収ローラー５４は、第４図に
おいてピンチローラー７、押えローラ８が回転す
ると同時に回転を始める。上記下部ローラー４８
及び回収ローラー５４はベルト伝達により同期が
とられている。したがつて、ワイヤ電極２が下部
ベルト４７、下部ローラー４８の入口まで進行し
てくると両者の間に引き込まれて導びかれ、第１
図のように回収箱５５へと回収される。ここで給
電ダイス４１と回収箱５５との間で接触感知を行
なうことにより、ワイヤ電極２が回収箱５５にま
で導びかれたかどうかが判るわけである。このよ
うに接触感知された後は第４図ｄで示されるよう
にパイプガイド１７は定位置まで上昇して止ま
り、さらに移動板３６，３７及び押し付け板２９
が図中矢印方向に移動してパイプガイド１７を固
定すると共に給電ピン３４，３５によりワイヤ電
極２へ給電可能な状態となる。これで加工開始が
可能になると同時に第４図ｄの状態が挿入動作の
完了である。なお、第３図の切断動作中と同様に
第４図の挿入動作中は第１図のブレーキローラ３
に連結された電磁ブレーキのブレーキ力は極端に
弱められている。

以上、従来のワイヤ自動供給方法とは、加工開
始穴が変わるたびに切断動作をした後、挿入動作
をして加工の出来る状態に自動的に持つていく方
法である。

次に、この従来のワイヤ自動供給方法における
挿入動作中の欠点について説明することにする。

まず、挿入動作中とは第４図のａからｄまでの
ことを言う。挿入動作中のトラブルしては多種多
様にあるが、第５図、第６図により、挿入動作継
続不可能になるトラブルについて説明することに
する。第５図ａ，ｂのように、被加工物３８下面
と下部ノズル７８上端面との距離が大きい場合を
考えてみる。また同図は第４図ｃの状態の場合に
相当していて、パイプガイド１７が加工開始穴７
７に入つており、下限の位置にある。下部ダイス
ガイド４０は断面で示しており、中心部はダイヤ
モンド・サフアイア等の宝石類のダイス７９が埋
め込まれている。

第５図ａの場合は、ワイヤ電極２が、ダイス７
９に挿入されずに、下部ダイスガイド４０と下部
ノズル７８との隙間に入つていつてしまつた場合
を示している。これは、ワイヤ電極２の初期状態
として内部歪によるくせとか、カールによるため
である。これに対して第５図ｂの場合はさらにく
せ、カールが大きい場合で、下部ノズル７８の外
側に出てしまつている。両者共、ワイヤ電極２が
ダイス７９を通過していないので、当然のことな
がらワイヤ電極２の挿入は失敗となり、その後の
放電加工も出来ないので続行不可能となつてしま
う。

次に第６図のように、第５図の欠点である被加
工物３８の下面と下部ノズル７０上端面との距離
が大きいことを解消している場合を考えてみる。
他の状況設定は第５図と同様である。

この第６図ａの場合は、ワイヤ電極２がダイス
７９を通過して成功した場合である。やはり第５
図よりは、第６図の方が下方ダイスガイド４０の
位置にワイヤ電極２は導かれやすいと言える。

しかし、第６図ｂのようにワイヤ電極２の曲が
りが、下部ダイスガイド４０の導入テーパ部に対
してほぼ直角に入つた場合、ワイヤ電極２はひつ
かかりを生じ、それ以上進行が出来なくなる。ま
たさらに第６図ｃのように放電加工によつて生じ
た加工チツプが長時間により、下部ダイスガイド
４０の導入テーパ部に推積してしまうことがあ
る。これは、常時、加工液に浸された状態でな
く、間をおいて乾燥状態が繰り返されるので固く
不規則に付着物８０となるわけである。この場合
は第６図ｂに比べて、もつと多くの機会において
ひつかかりの状態が生じ、やはり第６図ｂと同様
にワイヤ電極２が進行を妨げられる。このように
第６図ｂ，ｃの場合は、ワイヤ電極２の進行が妨
げられるだけでなく、より強い力で矢印方向に進
行させようとすると大きな曲がり、もしくは折れ
等を生じてしまい第５図と同様、ワイヤ電極２の
挿入の失敗となり継続不可能になつてしまう。

そこで本発明は、以上の欠点を鑑みて、失敗を
検出して再度挿入動作をやり直させて、最終的に
成功させてワイヤ電極挿入動作成功の確率を大幅
に向上しようとするものである。

まず、挿入動作中の失敗を分類して、その各々
の失敗を検出する原理について述べることにす
る。失敗の種類を以下に示すように２通りとし
て、とらえてみる。

(1) ワイヤ電極の進行が妨げられた場合 主に第６図のような場合が挙げられるが、い
わゆるワイヤ電極の進行能力に対して高負荷が
生じた場合と言えるので、別に第６図に限るも
のでなくとも、進行が妨げられるものは全て含
んでいる。

(2) ワイヤ挿入動作が完了しない場合 主に第５図のように、前記(1)と違つてワイヤ
電極の進行は妨げられてはいないが、挿入経路
以外にワイヤ電極が進行してしまう場合があ
る。

まず、上記失敗のうち(1)について、その場合の
検出原理について述べることにする。

第７図ａは第４図ｃの状態に相当している。す
なわち、ワイヤ送り用ピンチローラ７が駆動さ
れ、かつワイヤ電極２がワイヤ送り用押えローラ
８にはさまれて図中矢印方向に進行しているわけ
である。ワイヤ電極２はダイス８１と微少なクリ
アランスを持つており、すべつていくわけであ
る。またワイヤ送り用押えローラ８は固定板８２
に対してバネ８３の力によりワイヤ電極２をワイ
ヤ送り用ピンチローラ７に押し付けている。ここ
でワイヤ電極２を進行させる力は以下のようにな
つている。図よりバネ８３力による垂直抗力Ｎ、
ローラー７，８とワイヤ電極２との間の摩擦係数
をμとすると、ローラー７，８がワイヤ電極２を
進行させようとする摩擦力はμNとなる。またロ
ーラー７，８の上側にあるワイヤ電極２には、
T_pなる引張力が働いている。ただし、T_pは第１
図における供給リール１に働くブレーキ力及びブ
レーキローラ３にかかつているブレーキ力による
ものであるが、挿入動作中は、T_pを少なくする
ためにブレーキローラ３のブレーキ力は最低に弱
められている。したがつてワイヤ電極２を進行さ
せる力は図よりμN−T_pとなる。当然のことなが
ら、μN＞T_pであることは言うまでもない。

次に第７図ｂはワイヤ電極２の進行経路中に障
害物８４がある場合を示している。ただし実際
は、第６図で言つている高負荷を指しているが話
を簡単にするためには、第７図以降では障害物と
して扱うことにする。

第７図ｂは、ワイヤ電極２が障害物８４により
進行を妨害されたので、パイプガイド１７の内部
で曲げ力を受けて変形している状態である。その
ため、曲げ剛性に逆つた弾性変形なので、図のＦ
で示されるように変形を元に戻す方向の反力が働
くことになる。そのためワイヤ送り用ピンチロー
ラー７は矢印方向に回転自在なワンウエイクラツ
チのため回転を続けるが、ワイヤ電極２との間に
すべりを生じてしまい、ワイヤ送り用押えローラ
８は回転を停止してしまう。

すなわち、Ｆ＋T_p＝μNの状態になつているわ
けである。

もう少し詳細に説明すると第７図ｃで示される
ように、パイプガイドの内壁８５とワイヤ電極２
の摩擦係数をμ₁、内壁８５に押し付ける垂直抗力
をｎとすると、ワイヤ電極２をパイプガイド内
（図中Ｌで示される範囲）に入れようとする力μN
−T_pによつて、ワイヤ電極２は変形を受け図の
ように多点で内壁８５に接触し、各々、μ_1oとい
う摩擦力を発生する。これらにより、ワイヤ電極
２は内壁８５内部であたかもバネのような働きを
発生するわけで、そのバネ力は多点で接触が進む
につれて、ワイヤ電極２の短い部分での変形に進
行していくため、その曲げ変形の反力の合成力Ｆ
は増大していくわけである。その最終形態が第７
図ｂであり、Ｆ＝μN−T_pである。すなわち、こ
の第７図ｂの状態において、ワイヤ電極２の進行
が完全に停止するわけである。

そこで、本発明者は、第７図を確認する意味で
実際に実験を行なつた。種々の実験を行なつた結
果、ワイヤ電極２は完全に停止する場合もある
が、進行の断続が発生することが判つた。

このことを第８図を用いて説明することにす
る。

第８図ａはワイヤ電極２がまだ障害物８４に達
していない場合である。また８６はワイヤ電極２
の先端位置、８７はダイス部の位置である。この
場合でも、ダイス部をワイヤ電極２が通過する際
の摩擦力f_pが生じているわけである。すなわち
μN−T_p＞F_pの状態であり、矢印８８の方向へワ
イヤ電極２は引き込まれている。

次に第８図ｂは、ワイヤ電極２が障害物８４に
接触した場合で、f_pはf₁（＞f_p）に増大する。しか
し、μN−T_p＞f₁のため、依然として矢印８８は
同方向である。

次にｃ，ｄは、パイプガイド内壁８５内で、ワ
イヤ電極２の曲げ変形が増加している状態であ
り、反力f₂，f₃と増加しているが、まだ、μN−
T_p＞f₂，f₃なので、矢印８８の方向は変わらな
い。

次に第８図ｅまでワイヤ電極２の曲げが進行し
てくると、反力がf₄に増加してμN−T_p＝f₄とな
つて、第７図ｂと同じになり、ワイヤ電極２の進
行が停止してしまう。そして理想的には、ワイヤ
送り用ピンチローラ７はワイヤ電極２面をすべり
ながら回転しているわけである。しかし、実際に
は、ピンチローラ７に取り付けられたワンウエイ
クラツチ及び駆動伝達ギヤのガタ及びピンチロー
ラの同心度の変化及びピンチローラ７の外周の面
性状の変化等により、ピンチローラ７の逆転及び
μNの変化によりｆで示されるように、反力f₄に
よつて逆転されてf₄−△ｆとなるまで戻してしま
う。

すなわちｆでは矢印８８の方向が変わり、ワイ
ヤ電極２が戻つてしまう。ただし、反力降下分の
△ｆは、μNの減少分に相当すると考えて良い。

次に再び第８図ｇのように矢印８８の方向が変
わり、ワイヤ電極２が送り込まれる。そして第８
図ｅ→第８図ｆ→第８図ｇのサイクルを繰り返し
て、ワイヤ電極２は断続（逆戻りを含む）運動を
すると共に、ワイヤ送り用押えローラ８は回転の
間欠運動を行なう。

いわゆる第８図ｅ，ｆ，ｇにおいてＬなる範囲
に送り込まれるワイヤ電極２の長さにより、その
ために生じる反力f₄の変化（△ｆ）を伴うバネ振
動が起きるわけである。この運動は、図中L₁の
範囲のワイヤが座屈しない限り続くわけである。

またこのとき、第１図に示す方向変換プーリー
５が同様に停止するか、間欠運動（回転）をする
ので、これを以つて検出することにより、ワイヤ
電極２の進行が妨害されたか、高負荷があつたか
を判断することができる。この種の検出をワイヤ
電極進行の際の高負荷の検出と名付けることにす
る。

次に前述した失敗の２について、その検出原理
を述べることにする。

第９図は、上部ダイスガイド２０と下部ダイス
ガイド４０とがワイヤ挿入動作中で最も離れた位
置にある場合である。この場合は、パイプガイド
１７と被加工物３８とで接触感知を行ない（ダイ
スガイド２０を通して導通している）、ワイヤ電
極２の進行を始めた場合である。被加工物３８の
板厚は最大のH_naxとしてある。さらに図中Ｌの
長さは、機械特有のものであり、一義的に定める
ことができる。

まず、ワイヤ電極２の実線で示されたものは挿
入が成功した場合であり、上部ダイスガイド２０
より送給されたワイヤ電極２は、加工開始穴７７
を通り、ノズル７８、下部ダイスガイド４０，給
電ダイス４１、案内ノズル４４と順に通り、ベル
トローラー４５及び下部ベルト４７と下部ローラ
ー４８との間に送り込まれ、その後は、下部ロー
ラー４８により引張られていく。これが、正規の
ワイヤ挿入経路であり、これに要した時間及び距
離は、ほぼ一義的に決められる。破線で示される
ワイヤ電極２は挿入の失敗例であり、挿入経路か
ら外れてしまつている。そこで本発明者は第１図
のワイヤ送り用ピンチローラ７によつてワイヤ電
極が進行する速度と下部ローラ４８によつてワイ
ヤ電極が引張られて進行する速度が違うことか
ら、失敗の検出方法を見出したのである。すなわ
ち、下部ローラー４８による進行速度は、放電加
工中の速度と同じく、ワイヤ送り用ピンチローラ
７によるものはダイスガイド４０のように小さい
クリアランスを通過する関係を遅くしてある。

次に、第１０図を用いて検出原理を説明する。
ａ，ｂの縦軸はワイヤ電極２の進行速度Ｖであ
り、V₂が下部ローラ４８によるもので、V₁がワ
イヤ送り用ピンチローラ７によるものである。ま
た横軸は、Ｓが第９図のダイスガイド２０からワ
イヤ挿入経路に沿つた長さ、Ｔがワイヤ送り用ピ
ンチローラ７によりワイヤ電極２が進行し初めて
からの経過時間である。

まずａはＶとＳのグラフで、８９が挿入成功の
場合、９０が挿入失敗である。

このグラフから判るように、挿入経路上で
H_nax＋Ｌの距離進行後、成功の場合はV₁からV₂
へ速度が上昇し、失敗の場合は、V₁のままであ
る。Ｌの位置でV₁からV₂へ即、速度が上昇しな
いのは、下部ベルトへの引き込み時間によるずれ
のためである。

次に第１０図ｂのグラフから判るように、第１
０図ａのV₁からV₂へ速度が上昇する時間T_Lは一
義的に決まる。そこでワイヤ送り用ピンチローラ
７によりワイヤ電極２が進行し初めてから最大で
もT_L経過後、進行速度がV₁からV₂へ上昇してい
ないときは、ワイヤ挿入経路から外れたと判断し
て失敗として扱うことができる。

このように、ワイヤ電極２が進行し初めてから
定時間後の進行速度の変化を検出することによ
り、失敗を検出することができる。この種の検出
をワイヤ挿入経路からワイヤ電極２が外れた検出
と名付けることにする。

次に実際に失敗を検出する回路の実施例を述べ
ることにする。まず、ワイヤ電極２進行の際の高
負荷の検出回路について説明する。

まず、第８図で説明したように、ワイヤ電極２
の進行の断続運動を検出するために、第１図の方
向変換プーリー５の回転の間欠運動に置き換えて
行なう。第１１図はそのための検出装置である。
第１１図ａにおいて、方向変換プーリー５には、
エンコーダ９１が取り付けられている。ワイヤ電
極２が進行の断続運動をすると、方向変換プーリ
ー５の回転間欠運動となる。また、第１１図ｂは
エンコーダ９１の使用方法を説明している。P5
（＋5V）外部電源をダイオード側とトランジスタ
側とで共用している。Ｒは抵抗でダイオードへ流
れる電流を制限している。出力側Ａ、Ｂ端子が検
出回路に結線されている。

次に第１２図を用いて、検出回路を説明するこ
とにする。なお、Ａ、Ｂ入力端子は第１１図と対
応していて、Ｂ側はダイオード側である。

この第１２図において、エンコーダの出力は０
〜5Vの範囲の交流であるので、まずコンデンサ
C₁、抵抗R₁により直流分をカツトして交流分だ
けにしている。次にOPアンプ９２によりR3／R2
倍の増幅を行なう。その後、ダイオードD₁，D₂
により０〜5Vの範囲でクランプする。インバー
ターを通つた後のＷ２の波形はＷ１の交流を波形
整形した０〜5Vの範囲のパルスに変換されるわ
けである。９３は高負荷検出用ワンシヨツトであ
り、出力パルスはT_c1なる幅である。リレーコイ
ルL₁は高負荷検出用で、D3は保護用のダイオー
ドである。また、９４は後述する挿入経路外への
失敗検出用のワンシヨツトで、出力パルスはT_c2
なる幅である。

リレーコイルL₂は挿入経路外の検出用で、D4
は保護用のダイオードである。

第１２図のＷ１，Ｗ２，Ｗ３の波形を用いて、
第１３図に模式的なタイミングチヤートを示し、
高負荷検出方法を説明することにする。

第１３図ａのＷ１がエンコーダの出力波形であ
る。これはワイヤ送り用ピンチローラによる方向
変換ローラの回転であり、ワイヤ挿入時の場合で
ある。このときＷ２の波形は周期T_iの方形波パル
スである。そしてＷ３の波形はＷ２のパルスの立
上りでワンシヨツトパルスを発生させているの
で、T_i＜T_c1であることにより、ワイヤ挿入中は
常に5Vのハイレベルとなつている。

よつて、第１２図のリレーコイルL₁はONの状
態になつていることが判る。そしてこの状態が高
負荷が発生していない状態である。

次に、第８図のｅ，ｆ，ｇの状況下では、第１
３図ｂのＷ２の波形となる。すなわち、正常なパ
ルス幅で周期T₁とパルス幅が短かく休止の長い
周期T₂のものとが繰り返しでてくる。これは、
エンコーダが逆転してもパルスを出力するため
に、第８図ｆのようにバネ力でワイヤ電極２が戻
される場合は、逆回転力が瞬時に働き、第１３図
ｂのT₁での休止が短かく、T₂のパルスも短かく
なる。それに対して、第８図ｇの場合は、ワイヤ
送り用ピンチローラの回転が正転起動がかかると
きなので最大の立上り時間がかかるために、第１
３図ｂのT₂のように休止が長くなつてしまうわ
けである。実際に検出回路をシンクロスコープ等
で観測したときにもｂのＷ２相当の波形を確認で
きた。

その結果、Ｗ３の波形にはT_f1なる幅の零レベ
ルが発生することになる。このとき第１２図のリ
レーコイルL₁は、OFFの状態になる。このよう
に、方向変換プーリーの回転間欠運動が起きたこ
とをリレーコイルL₁のONからOFFに状態変化す
ることで検出することができる。

次に、挿入経路外の失敗検出回路及びタイミン
グチヤートについて説明することにする。

検出回路については、第１２図と同様である。

第１４図は、ワイヤ挿入時のタイミングチヤー
トであり、第１４図ａのＷ１に見られるT_sの区
間は、第１３図ａの状態と同じであり、ワイヤ送
り用ピンチローラ７の回転によるものである。そ
の後の周波数の高い部分は、第９図で下部ベルト
４７に引き込まれてワイヤ電極２の進行速度が増
大した状態を示している。

したがつて、第１４図ｂに見られるように、
T_sの区間は周期T_iであり、その後は周期T_nに変
化している。このときＷ４の波形は、ワンシヨツ
トの幅がT_c2（T_i＞T_c2＞T_n）であるから、T_sの区
間はパルス幅がT_c2であり、その後はハイレベル
になつている。そこでT_sは挿入が成功した時の
時間に相当しているので、例えばT_s＜T_Dなる時
間T_D後にＷ４の状態は常にハイレベルとなる。
すなわち、第１２図のリレーコイルL₂はワイヤ
送り用ピンチローラー７が回転を開始してから
T_D後は常にONの状態になるわけである。

次にワイヤ挿入経路外にワイヤ電極２が進行し
た場合は、第１４図ｂで示されるようにＷ２の波
形は周期T_iのパルスが続き、Ｗ４の波形はパルス
幅T_c2で連続する。そこでT_D（T_D＞T_s）後、Ｗ４
の波形を見ることにより、T_f2なる休止が存在す
ることになる。

このとき第１２図リレーコイルL₂はOFFの状
態になる。このようにワイヤ電極２の挿入中にワ
イヤ電極２が挿入経路より外れた場合、T_D後の
リレーコイルL₂のONからOFFもしくはOFFの状
態を判別することにより、検出することができ
る。

次に、上記のリレーコイルL₁，L₂の状態から
失敗検出信号を作りだすリレーシーケンス回路を
第１５図を用いて説明する。

タイマーリレーRT₁，RT₂、リレーf₁，f₂のコ
イルはP24（＋24V）で動作する。＃Ｍ２０は計算
機等及び手動で指令されるワイヤ挿入指令のリレ
ーであり、＃WFはワイヤ送り用ピンチローラー
の回転中ONになるリレーである。

まず、高負荷の失敗の場合、ワイヤ挿入開始に
より、リレー＃WFがONになり、タイマーRT₁
がセツトされる。リレー＃RT₁は2sec後にONに
なる。リレー＃１RAのバツク接点は正常時開放
で失敗時に閉じて短絡となるので、失敗検出リレ
ー＃f₁がONになつて保持される。リレー＃RT₁
はワイヤ電極２の進行の立上り時に、誤検出しな
いための検出禁止の機能を持つている。

次に挿入経路外の失敗の場合は、ワイヤ挿入開
始から、タイマーRT₂がセツトされる。リレー
＃RT₂はTD後にONになる。リレー＃２RAは変
負荷の失敗と同様、失敗時に短絡となるので、失
敗検出リレー＃f₂がONになつて、保持される。

したがつて、両者どちらの失敗に対しても、リ
レー＃f₁もしくは＃f₂がONとなる。そこでP5（＋
5V）に対してリレー＃f₁，＃f₂を並列に入れると
Ｆ出力は、どちらの失敗に対してもハイレベルへ
と変化する。このＦ信号を計算機等に運送してや
ればよい。

次にＦ信号を計算機を用いて処理する場合、ど
のような処理方法をとるかを第１６図のフローチ
ヤートを用いて説明する。

まずフロースタートにより、挿入指令をだして
挿入動作を行なわせる。そこで失敗を検出（Ｆ信
号がハイレベル）しない限り、挿入完了となる。
もし失敗を検出した場合は、その回数がＮ回に達
しているかを判断する。Ｎ回に達している場合
は、機械装置の異常ということで機能を停止させ
る。Ｎ回に達していない場合は、切断指令を出し
て、切断動作を行なわせる。ここで言う切断、挿
入とは、第３図、第４図の一連の動作を意味して
いる。即ち、切断動作では失敗までに要したワイ
ヤ電極２は、第３図の切断装置により切断され、
ワイヤ電極の切断された部分（ワイヤ電極の切断
部）が排除され、その後挿入は新品のワイヤ電極
２、即ち上述のワイヤ電極の切断部が排除された
ワイヤ電極で行う。

切断完了後は、再度挿入指令をだし挿入動作を
と言つたサイクルを繰り返す。このように、第１
６図のフローは挿入が成功するまで、すなわち失
敗がｎ回に達するまでは繰り返される。

ここで失敗の回数をカウントしている理由につ
いて述べておく。

ワイヤ電極２の挿入時における失敗する確率を
ｘとすると、続けてＮ回失敗する確率は、x^Nと
なる。よつて、ワイヤ挿入がｍ回目で成功する確
率Ｐは、以下のようになる。

Ｐ（ｍ）＝１−x^m （例） () ｘ＝50％の場合 ｍ＝５回 Ｐ(5)＝97％ ｍ＝７回 Ｐ(7)＝99％ () ｘ＝30％の場合 ｍ＝３回 Ｐ(3)＝97％ ｍ＝４回 Ｐ(4)＝99％ 上記の例でも判るように１回の挿入成功率が50
％（ｘ＝50％）の場合でも、７回失敗を検出して
再び挿入をやり直すことにより成功率が99％まで
上がる。また１回の成功率が70％（ｘ＝30％）の
場合、４回挿入し直すことにより99％に上がる。
このように１回で挿入成功する確率が悪くても数
回挿入を繰り返すことにより成功率が上がるわけ
である。すなわち挿入の信頼度が大幅に向上した
と言える。

以上要するに、本発明はワイヤ挿入中の失敗を
検出することにより、再度挿入をやり直すことに
よつて、成功に導くものであり、高信頼度のワイ
ヤ自動供給方法を提供するものである。

また本発明によれば、新品のワイヤ電極で再挿
入するから成功率が極めて高いという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のワイヤ自動供給装置の構成
図、第２図は従来の切断装置の構成図、第３図は
従来の切断動作を示す図、第４図はワイヤ挿入動
作を示す図、第５図、第６図は従来の欠点を示す
図、第７図〜第１０図はその欠点の理由及び波及
効果を説明する図、第１１図、第１２図は本発明
を実施するための検出手段及び回路の実施例図、
第１３図、第１４図は検出回路のタイミングチヤ
ート及び検出原理を示す図、第１５図は挿入失敗
信号を作るリレーシーケンス図、第１６図は本発
明を計算機により実施するためのフローチヤート
を示す図である。 図中、２はワイヤ電極、５は方向変換プーリ
ー、９１はエンコーダー、９２はOPアンプ、９
３，９４はワンシヨツトである。なお、図中同一
符号は同一部分を示している。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤカツト放電加工に用いるワイヤ電極を
   次の工程順序で自動供給するワイヤカツト放電加
   工におけるワイヤ電極自動供給方法。 (a) ワイヤ電極を、ワイヤ電極供給部から被加工
   物の加工開始穴へと通す第１の工程。 (b) 上記第１の工程後に、上記ワイヤ電極をワイ
   ヤ電極回収部に向けて供給する第２の工程。 (c) 上記第２の工程中において、上記ワイヤ電極
   が所定時間経過後に上記ワイヤ電極回収部と係
   合しないことを検出するか、上記ワイヤ電極が
   推進中に負荷により進行できないことを検出す
   る第３の工程。 (d) 上記第３の工程における検出信号に基づきワ
   イヤ電極の切断装置を作動させ、ワイヤ電極供
   給部から上記検出に至るまでに供給されたワイ
   ヤ電極を上記切断装置により切断し、ワイヤ電
   極の切断部を排除する第４の工程。 (e) 上記第４の工程後に、上記ワイヤ電極の切断
   部が排除された上記ワイヤ電極を上記ワイヤ電
   極回収部に向けて再度供給する第５の工程。