JPH0478411B2 - - 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係り、
特にその加工電極の位置制御に関する。

ワイヤカツト放電加工装置は、第１図に示すよ
うに、間隔を置いて配置した一対の位置決めガイ
ド５６，５６間にワイヤ電極またはテープ電極で
なる加工電極１を軸方向に更新送り移動させなが
ら前記加工電極の軸方向に対して直角方向に被加
工物５７を移動させ、該被加工物５７の通常両側
に例えば前記加工電極と同軸状に相対向して配置
した一対の加工液噴射ノズル（図示せず）から加
工部へ加工液を噴射供給させつつ前記加工電極１
と被加工物５７との間に間歇的な電圧パルスを印
加し、発生する放電により加工を行なうものであ
る。

加工電極としてワイヤ電極を用いる場合には、
前記位置決めガイド５６として、一般に第２図に
示すように、中央に円形のガイド穴５６ａを設け
たダイヤモンドダイス等が用いられ、例えば直径
0.2mmのワイヤ電極の場合、ガイド穴５６ａの直
径例えば0.206〜0.22mmにするというように、ワ
イヤ電極１とガイド穴５６ａのガイド面との間に
約６〜20μｍ前後、通常６〜12μｍ程度の間隙の
あるダイスが用いられる。ガイド穴５６ａの直径
がこれより小さいとワイヤ電極１は通しにくくな
り、かつ放電痕の広がりや溶融ビードの突出によ
つて穴から出られず、ワイヤ電極が突然切断する
ことがある。

従つて、前記間隙を設けることは必要なことで
あるが、第１図に示すように、加工進行方向が矢
印５８である場合、ワイヤ電極１は矢印５９に示
すように反対方向の放電圧力を受け、極端に描く
と、ワイヤ電極１は１′に示すように湾曲し、こ
のため、第２図に示すように、ワイヤ電極１はガ
イド穴５６ａ内の進行方向と反対側のガイド面に
１″のように偏倚する。この種のワイヤカツト放
電加工装置においては、ガイド穴５６ａの中心が
加工位置座標となるように設計されているので、
ワイヤ電極が１″のように偏倚すると、少なくと
もその偏倚分だけ加工位置がずれ、加工精度が低
下することになる。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、加工電極
の偏倚による加工精度の低下を防止しうる構成の
ワイヤカツト放電加工装置を提供することを目的
とする。

この目的を達成するため本発明のワイヤカツト
放電加工装置は、前記ダイスガイドからなる位置
決めガイドのガイド穴の周囲に周方向に等角度間
隔に位置すると共に夫々が前記直角方向から加工
電極の側面と相対向するように設けられた前記加
工電極の位置検出用の複数個の検出電極と該各検
出電極と前記ワイヤ電極間に電流を流すよう接続
された電圧源と、該各検出電極と前記加工電極と
の間の電圧又は電流を検出し、該検出電圧又は電
流から前記検出電極と前記各検出電極と前記各検
出電極と前記加工電極間の距離を求めて両者間の
相対位置を算出する演算手段と、該加工電極と各
検出電極間の距離が前記ガイド穴内の定まつた位
置となるよう該加工電極と被加工物との相対位置
を制御する手段とを備えたことを特徴とする。

以下本発明の一実施例を図面により説明する。
第３図は本発明を適用する位置決めガイドの回り
の構成例を示す図であり、１はワイヤ電極、２，
３は該ワイヤ電極１のガイドローラ４，５を取付
けた上アームおよび下アームであり、これらは図
示しない装置本体に取付けられる。６，７は手動
ハンドルまたはモータ８，９によつて上下位置調
節可能にアーム２，３に取付けられた支持部材、
１０は通電ピンであり、これは支持部材６に取付
けられ、耐摩耗性で絶縁性の押付ピン１０′によ
り押圧変位したワイヤ電極１と接触することによ
りワイヤ電極に電圧を印加する上部通電装置を構
成するものである。１１は下部ガイドローラを兼
用する下部通電装置としての通電ローラであつ
て、ワイヤカツト放電加工に供されたワイヤ電極
１と接触して通電するものであるため、上部の清
浄ワイヤ電極１に対する固定通電ピン１０に対し
て回転ローラとしたものであつて、接触面積を大
きくするためにピン１０に対して充分径を大きく
し、また、該通電ローラ１１に対するワイヤカツ
ト放電加工電源からの通電は、該通電ローラ１１
またはその回転軸に対するブラツシ通電により行
なわれている。

１２，１３はそれぞれ前記支持部材６，７に微
小位置調節可能に、または固定して取付けられた
中空円筒状のノズル本体であり、これらのノズル
本体１２，１３の上下端面にはそれぞれ開口部１
４，１５および１６，１７が形成され、これらの
開口部１４〜１７はノズル本体１２，１３のほぼ
中心軸線部に形成されていて、前記ガイドローラ
４，１１間のワイヤ電極１がほぼ鉛直、かつ直線
状で同軸状に挿通するような位置関係に配置され
ている。さらにノズル本体１２，１３の内部に
は、上下位置決めガイド１８，１９のガイドホル
ダ２０，２１が同軸状にそれぞれ固設してあり、
また上方のノズル本体１２の下端開口部１５と、
下方のノズル本体１３の上端開口部１７には、そ
れぞれノズル２２，２３が互いに対向するように
同軸状に固設されるかまたは図示のように軸方向
に移動可能に嵌設されている。

前記ガイドホルダ２０，２１はノズル本体１
２，１３内加工液が流通する孔２０ａ，２１ａを
有する中空の筒体であり、先端部には第２図に示
したようなダイス状位置決めガイド１８，１９が
取付けられ、これらのガイド１８，１９によつて
ノズル２２，２３間に介在させる被加工物２４の
上部および下部におけるワイヤ電極１の加工部２
７の位置決めを行なつている。また、この例のノ
ズル２２，２３は、所望の軸方向長さ内径および
軸方向径絞りを有する中空円筒状体であり、ノズ
ル本体１２，１３内のフランジ部２２ａ，２３ａ
の外径はノズル本体１２，１３の先端部の内径と
ほぼ等しく形成され、これのフランジ２２ａ，２
３ａによつてノズル本体１２，１３からの脱落を
防いでいる。２２Ａは必要に応じて設けられる押
しバネである。

前記ノズル本体１２，１３には、加工液の加圧
供給ホース２５，２６がそれぞれ取付けられ、こ
こから加工液がノズル本体１２，１３内に所定の
圧力および流量で供給され、内部の位置決めガイ
ド１８，１９を冷却し、上下のノズル２２，２３
から被加工物２４の加工部２７へそれぞれ上方、
下方から噴出すると共に、各ノズル本体１２，１
３の上端、下端の開口部１４，１６から噴出して
通電ピン１０および通電ローラ１１とワイヤ電極
１との間にも加工液を供給してワイヤ電極１と通
電ピン１０および通電ローラ１１を冷却するよう
になつている。３０は加工済溝、３９，４０はそ
れぞれ上下のノズル２２，２３から噴出される加
工液の流れを示す。

前記被加工物２４は、加工テーブル３１に固定
され、該加工テーブル３１はＸ軸モータ３２、Ｙ
軸モータ３３によつてワイヤ電極１の軸と直角な
平面上を数値制御装置による制御の下に所定の輪
郭形状等に沿つて自在に移動できるようになつて
いる。また、ワイヤ電極１は、図示しない装置本
体のカラム等に設けた貯蔵リールからブレーキロ
ーラ等を介して引き出され、ガイドローラ４部か
ら下方へ延び、下方のアーム３のガイドローラ１
１，５を介して図示しない巻取りローラを経てカ
ラム本体等の巻取りリールまたは回収容器に巻取
りまたは回収されるようになつている。そして、
被加工物２４とワイヤ電極１との間に間歇的な電
圧パルスを印加し、放電加工を行なうものであ
る。

しかして本実施例においては、第４図および第
５図に示すように、上方の位置決めガイド１８の
近傍に、複数個（本実施例では４個）の加工電極
の位置検出用の電極（検出電極）４１〜４４を周
方向に等角度間隔に、例えば図示のようにガイド
ホルダ２０に設けた螺子穴４５に一部を捩じ込む
ことにより配設する。本実施例においては、検出
電極４１と４３を結ぶ線がＸ方向となり、検出電
極４２と４４を結ぶ線がＹ方向となるように配設
している。各検出電極４１〜４４と位置決めガイ
ド１８のガイド面１８ａとの間の水平方向の距離
ａは全て等しく、かつワイヤ電極１の直径に比べ
て微小である。

これらの検出電極４１〜４４は、例えば先端部
または先端面を除いて側部が絶縁被覆処理した耐
蝕（耐陽極溶解）性電極であつて、ワイヤ電極１
と各検出電極４１〜４４との間の、場合によつて
は接触短絡することもある距離を、通常加工液の
抵抗値（電導度）を電圧、電流等で測定してワイ
ヤ電極１の位置を検出するために設けられたもの
であり、各検出電極４１〜４４はそれぞれ抵抗値
測定回路４５〜４８の一端に接続し、各検出電極
４１〜４４とワイヤ電極１間に電流を流す電圧源
を通電ピン１０に電気的に接続される導線４９を
介して各抵抗値測定回路４５〜４８の他端に接続
し、抵抗値測定回路４５と４７の出力（即ちＸ軸
方向に対向する検出電極４１，４３とワイヤ電極
１との間の距離に基づく加工液の抵抗値、または
電圧、電流値等）を比較回路４９に入力し、その
偏差がゼロないしはゼロに近い値となるように、
Ｘ軸駆動制御装置５１により前記加工テーブル３
１のＸ軸方向の位置制御用Ｘ軸モータ３２を補正
または修正のために駆動制御する。同様に、抵抗
値測定回路４６と４８の出力（即ちＹ軸方向に対
向する検出電極４２，４４とワイヤ電極１との間
の距離に基づく加工液の抵抗値、または電圧、電
流値等）を比較回路５０に入力し、その偏差がゼ
ロないしはゼロに近い値となるように、Ｙ軸駆動
制御装置５２により前記加工テーブル３１のＹ軸
方向の位置制御用Ｙ軸モータ３３を補正または修
正のために駆動制御する。このようなモータ３
２，３３の駆動制御を行うことは、放電圧力を考
慮すると、ワイヤ電極１を加工進行方向の反対方
向に引くことに相当し、第１図の１′に示したよ
うなワイヤ電極１の湾曲を防止し、可及的に直線
状にして加工することになる上、ワイヤ電極１が
常に位置決めガイド１８のガイド穴の中心等の所
望の位置を通ることになるので、高精度の加工が
行なえることになる。上記の場合、比較回路４
９，５０の出力を各軸駆動制御装置５１，５２に
出力してモータ３２，３３を直接に補正または修
正駆動するのではなく、図示しない数値制御装置
から各軸駆動制御装置５１，５２に出力される加
工輪郭制御トレースの出力信号を数値制御装置に
おいて補正または修正するように構成してもよ
い。

なお、検出電極の取付け構造としては種々に選
択でき、取付け箇所もガイドホルダ２０ではなく
位置決めガイド１８そのものであつてもよい。第
６図は位置決めガイド１８のガイド穴の周辺に
Pt，TiC，TiN等の導電性で耐蝕性の検出電極５
３をイオンプレーテイングや蒸着によつて固着し
た本発明の他の実施例であり、このような構造と
することにより、検出電極５３の位置を正確にす
ることができる。また、検出電極の数は３個以上
であれば良いが、その数が多いほど検出精度が向
上する。また、検出電極は、実施例のように被加
工物２４の片側の位置決めガイド１８のみに設け
るのではなく、両側の位置決めガイド１８，１９
に設けて両方の検出電極によつて求められるワイ
ヤ電極１の位置決めガイド内の位置座標の平均値
等で位置制御を行なうようにしてもよい。また、
ワイヤ電極１と被加工物２４との相対的な位置の
制御は、実施例のように被加工物２４の位置のみ
を制御するのではなく、ワイヤ電極１そのものの
位置制御を行なつても良く、また、一軸（例えば
Ｘ軸）方向には被加工物２４の位置制御を行な
い、他軸（Ｙ軸）方向にはワイヤ電極１の位置制
御を行なうようにしてもよい。また、本発明にお
いてワイヤ電極１の位置決めガイドのガイド穴内
の目標位置は、必ずしも中心である必要はなく、
中心でない場合には座標値の補正を行ないながら
位置制御を行なうことになる。さらに本発明は、
加工電極がテープ状の電極である場合にも適用で
きる。

本発明の実験例によれば、板厚６mmのS55C材
より、歯数１２、歯先円径1.2mmの歯車を、径
0.05mmφのタングステンワイヤ電極を用いて切出
し加工を行なつた時のコーナ部（歯元の面部分）
の寸法精度を測定したところ、従来の精密型加工
機によるものは平均寸法精度±3μｍのとき最大
誤差±5μｍのばらつきがあつたが、本発明によ
れば、平均寸法精度±2μｍで最大誤差約±3μｍ
とすることができた。

以上述べたように、本発明においては、加工電
極の位置が位置決めガイドのガイド穴内の定まつ
た位置となるように該加工電極と被加工物との相
対位置を制御するようにしたので、加工電極の湾
曲を防止し、可及的に直線状にして加工すること
になる上、加工電極が常に位置決めガイドのガイ
ド穴中の一定位置を通ることになるので、得に変
曲点が多い場合に高精度の加工が行なえることに
なる。また本発明によれば、位置決めガイドのガ
イド穴の径を大にしても高精度の加工が行なえる
ため、ガイド穴を大とすることができ、これによ
つて加工電極のガイド穴への挿通を容易化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対象となるワイヤカツト放電
加工装置の概略図、第２図はそのワイヤ電極の一
例図、第３図は本発明を適用したワイヤカツト放
電加工装置の一例を示す縦断面図、第４図は本発
明の一実施例を示す位置決めガイド回りの縦断面
図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は本
発明の他の実施例を示す第４図相当図である。 １…ワイヤ電極、１８，１９…位置決めガイ
ド、２４…被加工物、３１…加工テーブル、３２
…Ｘ軸モータ、３３…Ｙ軸モータ、４１〜４４，
５３…検出電極、４５〜４８…抵抗値測定回路、
４９，５０…比較回路、５１…Ｘ軸駆動制御装
置、５２…Ｙ軸駆動制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 間隔を置いて配置した一対の位置決めガイド
   間にワイヤ電極又はテープ電極でなる加工電極を
   軸方向に更新送り移動させながら前記加工電極の
   軸方向に対して直角方向に相対的に被加工物を移
   動させ、両者が相対向する加工部へ加工液を介在
   させた状態で前記加工電極と被加工物との間に間
   歇的な電圧パルスを印加し、発生する放電により
   加工を行なうワイヤカツト放電加工装置に於て、
   前記位置決めガイドがダイスガイドからなり、該
   ガイドのガイド穴の周囲に周方向に等角度間隔に
   位置すると共に、夫々が前記直角方向から加工電
   極の側面と相対向するように設けられた前記加工
   電極の位置検出用の複数個の検出電極と、該各検
   出電極と前記ワイヤ電極間に電流を流すよう接続
   された電圧源と、該各検出電極と前記加工電極と
   の間の電圧又は電流を検出し、該検出電圧又は電
   流から前記各検出電極と前記加工電極間の距離を
   求めて両者間の相対位置を算出する演算手段と、
   該加工電極と各検出電極間の距離が前記ガイド穴
   内の定まつた位置となるように該加工電極と被加
   工物との相対位置を制御する手段とを備えたこと
   を特徴とするワイヤカツト放電加工装置。