JPH04129617A - ワイヤ放電加工装置 - 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〕 本発明は、ワークとワイヤ電極とを間隙を介して対向さ
せ両者間に放電を発生させることにより当該ワークを加
工するワイヤ放電加工装置に関する。

〔従来の技術〕

ワイヤ放電加工装置は良く知られている。このようなワ
イヤ放電加工装置を図により説明する。

第２図は従来のワイヤ放電加工装置の概略構成図である
。図で、１はワーク、２はワークｌを載置するＸ−Ｙテ
ーブルである。３はワイヤリール４から送られてくるワ
イヤ電極で、所定の経路を走行移動する。５ａ、５ｂは
ワイヤ電極３に所定の張力を加えるテンションローラと
その支持ローラで、当該張力は張力調整器７によって設
定、調整される。８ａ、８ｂは走行中のワイヤ電極３を
案内支持する上下一対のダイスガイドであり、絶縁性、
耐摩耗性、耐変形性に優れた材料が用いられている。９
ａ、９ｂはワイヤ電極３に給電する給電子で、上下のダ
イスガイド８ａ、８ｂの近傍に設けられ、ホルダ１０ａ
、１０ｂによって保持されている。なお、給電子の形状
は、図示のように片面接触させる形状が最も簡単で広く
利用されているが、この他にも、例えば中空穴を通す形
状や両面接触させる形状のものがある。

６ａ、６ｂはワイヤ電極３をガイドするガイドローラで
、給電子９ａ、９ｂの表面にワイヤ電極３を押し当てる
ようにガイドする。ｌｌａ、１１ｂは加工液供給装置１
２から供給される加工液１３ａ、１３ｂをワーク１に向
けて上下から噴流させるノズルである。加工液１３ａ、
１３ｂはワイヤ電極３及びワーク１の冷却と、放電加工
によって生じる加工屑の排出を行う。さらに、加工液１
３ａ、１３ｂの一部はホルダ１０ａ、１０ｂの内部に流
入せしめられ、上下のダイスガイド３ａ、３ｂ及び給電
子９ａ、９ｂを冷却する。１４ａ、１４ｂはワイヤ電極
３を走行させるワイヤ駆動ローラとその支持ローうで、
それらはワイヤ駆動モータ１５によって駆動制御されて
いる。１６は使用済みのワイヤ電極３を収納するパケッ
トである。１７はワーク１および給電子９ａ、９ｂを介
してワイヤ電極３に給電する加工電源であり、ワーク１
とワイヤ電極３の間に繰返し放電を発生させる。

１８は加工電源１７、Ｘ−Ｙテーブル２及びワイヤ電極
３の駆動等積々の制御を行なうＮＣ装置である。

上記構成において、ワイヤリール４に巻かれているワイ
ヤ電極３は一対のダイスガイド８ａ、８ｂによって案内
支持され、所定の経路を走行移動する。ワイヤ放電加工
は、加工液１３ａ、１３ｂを上下のノズルｌｌａ、ｌｌ
ｂから噴流させながら、加工電源１７によりワイヤ電極
３とワークｌとの間に繰り返し放電を発生させて行う。

−この時のワイヤ電極３への給電は、ワイヤ電極３をダ
イスガイド８ａ、８ｂの近傍に設けられている上下の給
電子９ａ、９ｂに接触摺動させて行うようになっている
。また、上下のガイドローラ６ａ、６ｂは、走行移動す
るワイヤ電極３をガイドするとともに、これを上下の給
電子９ａ、９ｂの接触部へ押し当てる機能をも果してい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来装置において、ワイヤ電極３への給電は、走行
するワイヤ電極３と上下の給電子９ａ。

９ｂとを接触摺動させながら行われる。このため、給電
子９ａ、９ｂのワイヤ電極３と接触摺動している部分は
消耗が進行し、その消耗が増大すると、給電の性能に支
障を生じるばかりでなく、ワーク１の加工にも悪影響を
及ぼすことになる。これら給電子９ａ、９ｂ自体には耐
摩耗性に優れた材料が用いられているが、高負荷の加わ
る高速加工や長時間使用による消耗は避けられず、交換
を必要とする。

一方、ダイスガイド８ａ、８ｂは計速行中のワイヤ電極
３を案内支持しているが、その穴径はワイヤ電極３の径
よりも幾分大きく形成されている。

このため、ワイヤ電極にぶれが生じる。さらに、ワーク
ｌを放電加工する部分ではワイヤ電極３に振動が発生し
ている。このようなワイヤ電極３の振動が大きくなると
、ダイスガイド３ａ、３ｂを通過してこの振動が給電子
９ａ、９ｂまで伝播することになる。

ところで、給電子９ａ、９ｂの消耗形態をまとめると、
（１）上記摺動摩耗による消耗、（２）酸化や劣化によ
る消耗、（３）上記ワイヤ電極３との接触不良で発生す
る放電による消耗の３つに大別される。この中で（１）
と（２）は除々に消耗が進行するのに対し、（３）の放
電による消耗は短時間で進み、給電子９ａ、９ｂの寿命
を著しく低下させる。

第３図は給電子の消耗特性を示すグラフである。

図中、ａは低負荷時の摺動摩耗による消耗、ｂは高負荷
時の摺動摩耗による消耗、Ｃは放電による消耗、ｄは摺
動摩耗から放電による消耗に変化あるいは両者の混合に
よる消耗をそれぞれ示している。なお、上記（２）の腐
食や酸化及び劣化による消耗は、冷却が十分に行なわれ
ている状態では非常に少なく、上述した消耗特性に影響
を及ぼすまでに至らない。

第３図で特に問題となるのは放電による消耗である。即
ち、耐摩耗性や耐腐食性に優れた材料を給電子９ａ、９
ｂに使用しても、ワイヤ電極と接触摺動する表面で放電
が連続して発生すると、著しく消耗してしまい、短時間
で交換を必要とするばかりでなく正常な給電及び安定な
加工が行えず、放電加工品の品質にも大きな悪影響を及
ぼすこととなる。

このように、給電子の９ａ、９ｂの表面で放電が発生す
るのは、ワイヤ電極３との接触が悪化したとき、又は外
乱によってワイヤ電極３が給電子９ａ、９ｂとの接触面
から遊離したときである。

前述のように、放電加工部では、放電エネルギの大きさ
に応じてワイヤ電極３が振動しているが、その振動が大
きくなると給電子９ａ、９ｂまで伝播し易くなる。そし
て、この振動の伝播によってワイヤ電極３が給電子９ａ
、９ｂの接触面から遊離するようになる。特に、大きな
放電エネルギで高速加工を行っている場合、ワイヤ電極
３の張力が不足している場合、さらに放電及び加工状態
が不安定になっている場合に遊離が発生し易いことが判
明した。そして、給電子９ａ、９ｂの接触面からワイヤ
電極３が遊離し、又は接触が悪化すると、その部分で微
小放電が生じて給電子９ａ、９ｂが消耗し、かつ、正常
な給電及び安定な加工もできなくなる。さらに放電加工
中にワイヤ電極３が断線した時にも、給電子９ａ、９ｂ
で断線放電が生じ、消耗の増加をまねくことになる。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決し、
給電子の放電による消耗を防止して給電子の長寿命化を
達成し、かつ、放電加工の安定化を増大させることがで
きるワイヤ放電加工装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明は、ワークとの間に
放電を発生させて加工を行なうワイヤ電極と、このワイ
ヤ電極を走行させる駆動装置と、前記ワイヤ電極に接触
してこれに給電を行なう給電子と、前記ワークと前記給
電子間に接続された加工電源とを備えたワイヤ放電加工
装置において、前記ワイヤ電極と前記給電子との間の電
圧を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
た電圧に基づき異常の有無を判別して所定の信号を出力
する判別手段とを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

放電加工中、検出手段はワイヤ電極が給電子から遊離し
たときに生じる電位差を検出し、判別手段によりその電
位差の発生状況から異常の発生を判別する。そして、給
電子の接触摺動面でワイヤ電極の遊離及び放電消耗が生
じていると判別した時は、これをすみやかに回避するた
めの信号を出力する。例えば、上記電位差がある範囲内
にある場合、加工電源から給電する放電エネルギを抑制
する信号、ワイヤ電極の張力及び走行を調整する信号を
出力し、ワイヤ電極振動の発生及び給電子への振動の伝
播を抑制し、給電子の放電による消耗を防止する。さら
に、例えば上記電位差が瞬時に増大した場合、ワイヤ電
極の断線又は給電子の異常消耗が生じていると判別し、
加工電源からの給電及びワイヤ電極の走行を停止する信
号を出力し、断線放電による給電子の消耗を防止する。

〔実施例〕

以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明の実施例に係るワイヤ放電加工装置の概
略構成図である。図で、第２図に示す部分と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略する。２０はワイヤ電極
３と給電子９ａの接触状況の良否を検出する検出回路で
、ワイヤ電極３に接触させた接触子１９と上側の給電子
９ａの間に接続され両者間の電位差を検出する。なお、
ここでは前記接触子１９をガイドローラ６ａの近傍に設
けてワイヤ電極３に接触させているが、前記ガイドロー
ラ６ａに接触子１９の機能を持たせ接触子１９を省いて
もよい。２１は前記検出回路２ｏからの検出信号を判別
して加工電源１７及びＮＣ装置１８に制御信号を発信す
る判別回路である。ここでは上側の給電子９ａに着目し
ているが、さらに下側の給電子９ｂに対しても、前記検
出回路２０及び判別回路２１を設けることもできる。

次に、本実施例における検出回路２０及び判別回路２１
の動作を説明する。まず、放電加工中のワイヤ電極３が
上下の給電子９ａ、９ｂに正常に接触して摺動している
ときは、そのワイヤ電極３への給電が正常に行われ、か
つその接触部に電位差がないので、給電子９ａと接触子
１９の間に設けた検出回路２０では電位差は検出されな
い。なお、材料の電気抵抗による小さな電位差は生じる
が、その電位差を検出しないように検出回路２゜にあら
かじめ閾値を設定しておく。また、上記電位差は間欠的
に又は連続して生じる。

今、放電加工中に給電子９ａとワイヤ電極３との接触が
悪化し、又はワイヤ電極３が給電子９ａとの接触面から
遊離したときには、両者間に放電が生じ、このため、放
電加工にも支障を生じる。

そのとき給電子９ａとワイヤ電極３との接触表面で生じ
る放電は、放電加工部で生じる放電に比べて非常に微細
であるが、それによって生じた微弱な電圧を前記検出回
路２０で検出する。検出回路２０はこの検出信号を判別
回路２１に出力し、判別回路２１はこの出力信号に基づ
いて給電子９ａの接触摺動面でワイヤ電極３の遊離及び
放電消耗が生じていると判別する。判別回路２１はこの
判別結果に応じて、加工電源１７から給電する放電エネ
ルギを抑制する（例えば放電のパルス電流値を低くした
り、休止時間を長くする）制御信号を加工電源１７に出
力し、また、ワイヤ電極３の張力や走行を調整する（例
えば、ワイヤ張力や走行速度を増加する）制御信号をＮ
Ｃ装置に出力する。

このように判別回路２１からの出力信号により、放電加
工によるワイヤ電極３の振動及びその振動の伝播を減少
せしめ、給電子９ａ、９ｂへのワイヤ電極３の接触力を
増加せしめる。このため、ワイヤ電極３の接触不良及び
遊離が回避され、正常な接触状態が保持され、かつ、正
常な給電によって安定な放電加工を持続することができ
る。この結果、給電子９ａ、９ｂの放電による損傷及び
消耗を防止することができ、給電子９ａ、９ｂの寿命を
伸ばすことができる。また、安定した放電加工を行なう
ことができるので、加工品の品質の悪化を防止すること
ができる。

ところで、放電加工中に集中放電、短絡の発生及び局部
過熱などによってワイヤ電極３が断線することがある。

この断線時にワイヤ電極３が給電子９ａ、９ｂから遊離
して両者の間に断線放電が生じやすい。そして、この断
線による放電は、加工電源１７からの給電を停止するま
での間続き、その間、給電子９ａ、９ｂの表面を著しく
損傷及び消耗をさせる。このような断線放電が生じたと
きには、瞬間的に高い電圧が発生する。検出回路２０は
この急上昇した電圧をも検出して判別回路２１に出力し
、判別回路２１は出力された検出信号に基づいてワイヤ
電極３の断線を判別し、速かに加工電源１７からの給電
及びワイヤ電極３の走行を停止する信号を出力する。こ
れにより、給電子９ａ、９ｂ表面での断線放電を最小限
にすることができ、この断線放電による給電子９ａ、９
ｂの消耗を軽減することができる。

さらに、長時間にわたる放電加工による接触摩耗により
給電子の消耗が進行し、ワイヤ電極３との接触ができな
くなる場合や、各ガイドローラの押し当てが不十分又は
各ガイドローラの位置ズレなどによって給電子９ａ、９
ｂへのワイヤ電極３の接触ができなくなった場合にも、
当然、放電が生じる。この放電も、検出回路２０および
判別回路２１により捕捉され、上記と同じく加工電源１
７からの給電及びワイヤ電極３の走行の停止を行なう。

このように動作させることによって、給電子の寿命に伴
う交換や給電部でのトラブルを予知することが可能とな
る。また、放電加工品の品質の悪化を未然に防止するこ
とも可能となる。

なお、上記実施例の説明では、微小放電時、加工電源か
らの放電エネルギの抑制、ワイヤ電極の張力調整、ワイ
ヤ電極の走行速度調整を例示して説明したが、これら手
段は、同時又は個別に、あるいは適宜組合せて実施すれ
ばよいのは明らかである。

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明では、給電子とワイヤ電極との
間の放電を検出手段で検出し、判別手段で適切な処理を
行なう信号を出力するようにしたので、当該放電による
給電子の消耗が防止でき、給電子の寿命を延ばすことが
できる。又、放電加工の安定化にも寄与できるので、長
時間にわたる放電加工を行なうことができ、かつ、良質
の加工品を得ることができる。さらに、ワイヤ電極の断
線や給電子の寿命を知ることができるので、そのトラブ
ル対策が容易になる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るワイヤ放電加工装置の概
略構成図、第２図は従来のワイヤ放電加工装置の概略構
成図、第３図は給電子の消耗特性のグラフである。 １・・・・・・・・・ワーク、３・・・・・・・・・ワ
イヤ電極、６ａ６ｂ、６ｃ・・・・・・・・・ガイドロ
ーラ、８ａ、８ｂ・・・・・・・・・ダイスガイド、９
ａ、９ｂ・・・・・・・・・給電子、１１ｂ・・・・・
・・・・ノズル、 ７・・・・・・・・・加工電源、 ９・・・・・・・・・接触子、 ２０・・・・・・・・・検出回路、 ２１・・・ ・・・・・・判別回路。 代 理 人

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワークとの間に放電を発生させて加工を行なうワ
   イヤ電極と、このワイヤ電極を走行させる駆動装置と、
   前記ワイヤ電極に接触してこれに給電を行なう給電子と
   、前記ワークと前記給電子間に接続された加工電源とを
   備えたワイヤ放電加工装置において、前記ワイヤ電極と
   前記給電子との間の電圧を検出する検出手段と、この検
   出手段により検出された電圧に基づき異常の有無を判別
   して所定の信号を出力する判別手段とを設けたことを特
   徴とするワイヤ放電加工装置。
2. （２）請求項（１）において、前記判別手段は、前記検
   出手段により検出された電圧が所定範囲内であるとき、
   前記加工電源の出力、前記駆動装置によりワイヤ走行速
   度および前記ワイヤ電極の張力のうちの少なくとも１つ
   を調整する信号を出力することを特徴とするワイヤ放電
   加工装置。
3. （３）請求項（１）において、前記判別手段は、前記検
   出手段により検出された電圧が瞬時に増大したとき、前
   記加工電源の出力および前記駆動装置の駆動を停止させ
   る信号を出力することを特徴とするワイヤ放電加工装置
   。