JPH05337744A

JPH05337744A - ワイヤ放電加工装置

Info

Publication number: JPH05337744A
Application number: JP16666692A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Sawada; 潔沢田; Koji Yamaguchi; 浩次山口
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1992-06-03
Filing date: 1992-06-03
Publication date: 1993-12-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ワイヤの消耗をワイヤの円筒表面の全域に均
一に分散させ、また、放電加工個所における加工屑の排
出を迅速に行わせて、ワイヤの不均一な消耗および集中
放電、異常放電を防止できるワイヤ放電加工装置の提
供。【構成】ワイヤ放電加工装置１において、ワイヤ４１
を軸線方向へ送る機構に加え、ワイヤを軸線回りに自転
させる機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワイヤ放電加工装置
のワイヤ送り機構に関する。

【０００２】

【従来技術】ワイヤ放電加工装置では、一方の電極とし
てのワイヤと他方の電極としての被加工物間に放電を持
続しながらワイヤをその軸方向に走行させ、かつ、ワイ
ヤと被加工物を相対的に移動させて必要な切断加工を行
う。この場合、放電現象によってワイヤも消耗する。

【０００３】一般に放電加工では、電極の消耗が問題と
なるが、特にワイヤ放電加工では、ワイヤの加工進行方
向（ワイヤの走行方向に対し、直交する方向）側の表面
の消耗が激しく、ついで、その側面が消耗し、ワイヤの
背面側は消耗しない。つまり、ワイヤはその円周方向に
関して従来、均一には消耗していない。また、放電個所
の電極間で発生する加工屑は上下方向（ワイヤの軸方
向）から供給される加工液の噴流によって排除される構
造となっているが、上下方向が主体でワイヤの円周方向
への積極的な排除は行われておらず、加工屑の排除に滞
りが見られる。

【０００４】このようにして不均一に消耗した電極によ
る放電は、消耗した電極表面の放電痕転写による面精度
の低下、ワイヤ径の不均一な減少による形状精度の低下
を招き、また、ワイヤ切断（断線）の原因となる。さら
に、加工屑は、前記のような単純な加工液の供給方向に
加え、ワイヤの消耗によって荒れた凹凸表面への嵌まり
込みや移動抵抗と相俟って放電ギャップからスムーズに
排除されにくく、集中放電の原因となる。集中放電が生
じると、被加工物における切断加工面の面精度が低下す
るばかりでなく、大きな放電痕を残して製品を欠陥品に
してしまう。そして、現在の放電加工装置では、断線や
集中放電が検出されると、放電加工が自動停止されるシ
ステムとなっているので、実質的に長時間の連続稼働が
出来なくなってしまい、自動加工効率が低下してしまう
ことがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ワイヤの
消耗をワイヤの円筒表面の全域に均一に分散させること
ができると共に、放電加工個所における加工屑の排出が
迅速に行われる放電加工装置の提供を課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】ワイヤ放電加工装置にお
いて、ワイヤを軸線方向へ送る機構に加え、ワイヤを軸
線回りに自転させる機構を設ける。

【０００７】

【作用】ワイヤの自転は、ワイヤを回転する円筒表面を
持つ電極として機能させる。ワイヤの自転は、放電加工
個所において、ワイヤに付着して滞る加工屑を速やかに
解消する。

【０００８】

【実施例】図３において、ワイヤ放電加工装置１は制御
部２と機械部３および図示していない加工液調整装置な
どの付属装置とで構成される。制御部２は、従来のワイ
ヤ放電加工装置におけるものと同じであり、機械シーケ
ンス制御機能、加工プログラムの処理・実行機能、必要
な各種データの入力・記憶機能を備える。機械部３は、
ベース４上にコラム５が垂直に立設され、このコラム５
の上部に上部アーム６が、また、下部に下部アーム７が
同じ方向に向け水平に突出して構成されている。ベース
４はｘ−ｙテーブル（図に見えていない）を備え、これ
に被加工物置台８が設けられている。被加工物置台８の
コラム５側の壁は門形に構成され前記の下部アーム７が
貫通し、かつ、相対的に左右（ｘ方向）へ移動できるよ
うにされている。これらの構成は、従来のワイヤ放電加
工装置における構造と格別に異なる所はない。

【０００９】上部アーム６の先端部には上ワイヤガイド
装置９が、また、下部アーム７の先端部には下ワイヤガ
イド装置１０が、これらの軸線をＺ方向に一致させて取
付けられている。上ワイヤガイド装置９（図１）は、ワ
イヤ供給リール１１、回転筒１２、摺動筒１３および上
ノズル１４を備える。ワイヤ供給リール１１は回転筒１
２の上端にステー１５を介して回転可能に軸支されてさ
れており、その回転軸１６にはブレーキ側サーボモータ
Ｍ1 が取付けられている。回転筒１２は、長手方向の中
央部に従動プーリー１７が固定されており、また、筒の
内面には雌側スプライン１８が軸線方向に刻設されてい
る。回転筒１２は、上部アーム６の先端部にその軸線を
垂直にしてベアリング１９を介して回転可能に装着され
ている。ベアリングはスラスト、ラジアルの両方が用い
られる。

【００１０】摺動筒１３は、外面にボール転動用の溝が
形成されてボールねじに構成され、上端部に前記の雌側
スプライン１８に噛み合う雄側スプライン２０が形成さ
れている。摺動筒１３は回転筒１２の内部にスプライン
嵌合で上下に摺動可能に嵌挿されると共に、回転筒１２
の下端にベアリング２１で回転自在に取付けたボールナ
ット２２に螺合されることにより、回転筒１２に取付け
られる。ボールナット２２は回転筒１２に取付けられた
Ｚ軸サーボモータＭ2 によりギア２３を介して駆動回転
される。摺動筒１３の下端には上ノズル１４が固定され
ている。

【００１１】上ノズル１４は、従来と同様の構造であ
り、給電ローラ２４とピンチローラ２５およびダイスガ
イド２６を備え、また、この部分に加工液供給用のチュ
ーブ（図示していない）等が接続される。

【００１２】下ワイヤガイド装置１０は、ワイヤ巻き取
りリール２７、回転筒２８および下ノズル２９を備え
る。ワイヤ巻き取りリール２７は回転筒２８の下端にス
テー３０を介して回転可能に軸支されており、その回転
軸３１に巻き取り側サーボモータＭ3 の出力軸が連結さ
れている。回転筒３１はその長手方向の中央部に従動プ
ーリ３２を備え、また、下アーム７の先端部にその軸線
を垂直にしてベアリング３３を介し、回動可能に装着さ
れている。下ノズル２９は、給電ローラ等を備えない
が、前記の上ノズル１４とほぼ同様の構造である。

【００１３】コラム５の位置には、連結軸３４が垂直に
軸支され、コラム５の上部に配置された可変速モータＭ
4 によって駆動されるようになっている。連結軸３４に
は、上部と下部に駆動プーリ３５，３６が固定され、上
部の駆動プーリ３５と上ワイヤガイド装置９における従
動プーリ１７が、また、下部の駆動プーリ３６と下ワイ
ヤガイド装置１０における従動プーリ３２が、それぞれ
タイミングベルト３８，３９で連動連結されている。

【００１４】なお、前記のモータＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 およ
びＭ4 は制御部２の制御下にあり、また、出力は減速機
を介することがある。図１において符号４０は被加工
物、符号４１はワイヤを示している。

【００１５】ワイヤ４１は、ワイヤ供給リール１１から
引き出されて上ワイヤガイド装置９の摺動筒１３の内部
を貫通し、上ノズル１４の給電ローラ２４とピンチロー
ラ２５の間およびダイスガイド２６を貫通して、被加工
物４０の位置に達し、さらに、下ワイヤガイド装置１０
の回転筒２８を貫通してワイヤ巻き取りリール２７に巻
き取られるよう、掛け回される（結線される）。そし
て、被加工物置台８に被加工物４０が正しく設置される
とワイヤ放電加工装置１が稼働される。

【００１６】すると、制御部２に格納された機械シーケ
ンスプログラム、加工プログラムおよび入力されたデー
タにしたがって、ワイヤ４１に対しｘ−ｙ平面上の加工
物４０の加工開始位置が定められ、さらに、Ｚ軸サーボ
モータＭ2 が駆動されてボールナット２２が回転され、
これにより摺動筒１３が下方に延びだし、上ノズル１４
が被加工物４０の上面に近接した加工位置とされる。つ
いで、上ノズル１４および下ノズル２９から加工液が供
給されてワイヤ４１と被加工物４０の間で放電加工が開
始される。上下のノズル１４，２９から吐出される加工
液の方向は従来と同様に上下方向である。

【００１７】ワイヤ４１は下ワイヤガイド装置１０にお
ける巻き取り側サーボモータＭ3 によってワイヤ供給リ
ール１１から引き出され、前記の結線されたワイヤ経路
に沿って設定された速度で走行される。このとき、ブレ
ーキ側サーボモータＭ1 は、ワイヤ４１が引き出される
ことによってワイヤ供給リール１１が回動される方向と
逆の方向にこのリール１１を回動するトルクで駆動さ
れ、走行中のワイヤ４１に必要な張力が付与される。

【００１８】すなわち、巻き取り側サーボモータＭ3 は
設定されたワイヤ走行速度となるように速度制御され、
ブレーキ側サーボモータＭ1 はワイヤ張力が設定された
値となるように、ワイヤ４１を巻き戻す方向でトルク制
御される。したがって、ワイヤ供給リール１１はブレー
キ側サーボモータＭ1 で駆動されながら、その駆動によ
る回転方向とは逆の方向に、巻取側サーボモータＭ3 に
引きずられて回転する。

【００１９】そして、この間、上ワイヤガイド装置９の
回転筒１２と下ワイヤガイド装置１０の回転筒２８は従
動プーリ１７，３２、タイミングベルト３８，３９、駆
動プーリ３５，３６および連結軸３４を介して低速（例
えば６０ｒｐｍ）で回転される。この回転は上下の回転
筒１２，２８で同期しており、また、回転筒１２に取付
けられたワイヤ供給リール１１やＺ軸サーボモータＭ2
、および回転筒２８に取付けられたワイヤ巻き取りリ
ール２７も同じ方向に回転するので、被加工物４０と放
電加工位置にあるワイヤ４１も捩じれることなく自転す
る。

【００２０】放電加工個所では、ワイヤ４１と被加工物
４０との間で放電がパルス状に連続して行われ、切断加
工が行われる。加工の進行に連れてワイヤ４１は被加工
物４０に対しｘ−ｙ平面で相対的に進行される。放電加
工中、ワイヤ４１は被加工物４０に対し、前記のように
自転しながら上方から下方へ走行するので、ワイヤ４１
は長さ方向と円筒周面の全域にわたって被加工物４０と
対向することになり、また、パルス状の放電電圧は常
時、印加されるから、結局、ワイヤ４１側の放電による
消耗は、ワイヤ４１の全周面に分散され、不均一な消耗
は生じない。

【００２１】また、放電によって発生した加工屑は、ワ
イヤ４１と被加工物４０間の放電ギャップに流れこむ加
工液によって浮遊され、ワイヤ４１が上方から下方へ移
動する運動も加わって、放電個所から速やかに除去され
る。また、ワイヤ４１は自転するので、円筒周面に接触
している加工液がつられて回転流となり加工屑をワイヤ
４１の側方および背面側にも排出する。

【００２２】この結果、前記の放電ギャップは、常時、
設定した値の寸法に維持され、また、このギャップにお
ける加工液の比抵抗も当初設定した値に維持され、正常
な放電が持続される。なお、可変速モータＭ4 によるワ
イヤ４１の自転速度は主としてワイヤ走行速度に関連し
て調整されるが、ワイヤ径、ワイヤ材質、加工屑の発生
量などに応じて適宜な値が選択される。

【００２３】図２は、第２の実施例を示し、ワイヤ４１
はワイヤ送り出しバケット４２から引き出され、ガイド
ローラ４３〜４５、上ワイヤガイド装置９、被加工物４
０をへて下ワイヤガイド装置１０に至り、さらに、ガイ
ドローラ４６〜４８をへてワイヤ受けバケット４９に収
納される。

【００２４】ワイヤ送り出しバケット４２は、ワイヤ放
電加工装置１のベース４に軸支された垂直軸５０を備
え、これに嵌挿された回転自在なボビン５１にワイヤ４
１が巻き取られている。垂直軸５０は、ギア５２，５３
を介してサーボモータＭ5 で駆動される。なお、第１の
ガイドローラ４３は制動力を調整可能なブレーキローラ
を兼ねて垂直軸５０に軸支されており、これと共に回転
する。ワイヤ受けバケット４９は、前記のベース４に軸
支された垂直な回転胴５４を備え、その頂部に最終屈曲
部のガイドローラ４８が取付けられている。ワイヤ受け
入れバケット４９は駆動プーリ５５、タイミングベルト
５６および一体に固定された従動プーリ５７を介してサ
ーボモータＭ5 により駆動される。他のガイドローラ４
４〜４７や上下のワイヤガイド装置９，１０は定位置に
配置され、全体が回転することはない。

【００２５】前記のようにしてワイヤ放電加工装置１が
稼働されると、サーボモータＭ5 が駆動されワイヤ送り
出しバケット４２とワイヤ受け入れバケット４９がワイ
ヤ４１の自転に関して同じ方向に、かつ、同期して回転
される。これによりワイヤ４１は自転する。一方、ワイ
ヤ受け入れバケット４９の回転によって回転胴５４の表
面に順次ワイヤ４１が巻き取られることで、ワイヤ４１
はワイヤ送り出しバケット４２から引き出される。その
際、第１ガイドローラ４３のブレーキ作用によりワイヤ
４１に必要な張力が付与される。

【００２６】この実施例においても放電加工位置でワイ
ヤ４１は自転するから、前記した第１実施例の場合と同
様に、ワイヤ４１に不均一な消耗は生ぜず、また、放電
ギャップにおける加工液の回転流によって加工屑の排出
はスムーズである。以上は実施例であり、本願発明は図
示された具体的な構成に限定されない。例えば、第１実
施例において、ワイヤ供給リール１１を駆動するブレー
キサーボモータＭ1 は電磁パウダーブレーキ等の制動力
を制御・調整できる制動装置であっても良い。

【００２７】

【発明の効果】加工精度に関して、ワイヤ電極の不均一
消耗による形状精度、面精度の劣化を防止できる。ワイ
ヤ電極の不均一消耗によるワイヤ断線が防止される。こ
の結果、断線による放電加工の停止がなくなり、ワイヤ
放電加工装置の自動加工効率が向上する。また、ワイヤ
走行速度を低くすることができ、ワイヤの使用量を低減
できる。加工屑を速やかに排除することができるので、
加工屑を原因とする集中放電、異常放電による、ワイヤ
側および被加工物側の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】機構的に示した正面図（第１実施例）。

【図２】機構的に示した正面図（第２実施例）。

【図３】全体の斜視図。

【符号の説明】

１ワイヤ放電加工装置９上ワイヤ
ガイド装置１０下ワイヤガイド装置１１ワイヤ
供給リール１２回転筒１３摺動筒２７ワイヤ巻き取りリール４０被加工
物４１ワイヤＭ1 ブレー
キ側サーボモータＭ2 Ｚ軸サーボモータＭ3 巻き取
り側サーボモータＭ4 可変速モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の電極としてのワイヤと他方の電極
としての被加工物間の放電現象によって被加工物を切断
加工する装置であって、ワイヤを軸線方向へ送る機構に
加え、ワイヤを軸線回りに自転させる機構を備えたこと
を特徴とするワイヤ放電加工装置。