JPH0551412B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ワイヤ電極と被加工物との間の間
〓に、通電しながらその相対位置を変化させて被
加工物を所望の形状に加工を行なうワイヤ放電加
工装置に関するもので、特に、ワイヤ電極の張力
変動を抑制する機構を具備するワイヤ放電加工装
置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は、例えば、従来の従来のワイヤ電極の
張力変動を抑制する機構を具備するワイヤ放電加
工装置のワイヤ経路を示す概略図である。

図において、１０はワイヤ電極、１２はワイヤ
電極１０を巻回したワイヤボビン、１４ａ〜１４
ｄはワイヤ電極１０を案内する第１〜第４のアイ
ドラ、１８は加工間〓に消費されたワイヤ電極１
０を回収するワイヤ回収モータ、２０はワイヤ回
収モータ１８に直結されたキヤプスタンローラ、
２１はバネ、２２はバネ２１によりキヤプスタン
ローラ２０に圧接されるピンチローラ、２４はワ
イヤ電極１０にメインテンシヨンを与えるブレー
キローラ、２６はブレーキローラ２４を駆動する
ブレーキ、２７及び２７ａはワイヤ電極１０に加
工電圧を供給する第１及び第２の給電部、２８は
ワイヤ電極１０に初期張力を与える初期張力用ブ
レーキ、３０はワイヤボビンを支承する取付軸、
３２は被加工物、３４は加工電源装置、３６及び
３８はワイヤ電極１０を被加工物３２の上部及び
下部で案内する上部及び下部ワイヤガイド、４０
及び４２は加工間〓に加工液を噴出する上部及び
下部ノズルである。

なお、１００はワイヤ回収機構部であり、ワイ
ヤ回収モータ１８、キヤプスタンローラ２０、バ
ネ２１、ピンチローラ２２により構成されてお
り、ワイヤ電極１０を所望の速度で走行させるた
めのものである。

また、２００はワイヤボビン取付部であり、ワ
イヤボビン１２、初期張力用ブレーキ２８、取付
軸３０によつて構成されている。

次に、このように構成されたワイヤ電極１０の
張力変動を抑制する機構を具備するワイヤ放電加
加工装置の動作について説明する。

ワイヤ電極１０はワイヤボビン１２から巻き出
され、第１のアイドラ１４ａ→ブレーキローラ２
４→第２のアイドラ１４ｂ→第３のアイドラ１４
ｃ→第１の給電部２７→上部ワイヤガイド３６→
被加工物３２→下部ワイヤガイド３８→第２の給
電部２７ａ→第４のアイドラ１４ｄ→ワイヤ回収
機構部１００の経路で張架されている。

そして、ワイヤ回収機構部１００のワイヤ回収
モータ１８が動作することにより、キヤプスタン
ローラ２０及びピンチローラ２２が回転し、キヤ
プスタンローラ２０及びピンチローラ２２に挾持
されたワイヤ電極１０がワイヤボビン１２から連
続的に送給され、加工間〓において放電によつて
消耗したワイヤ電極１０は、図示しない回収箱に
回収される。

次に、加工電源装置３４から第１及び第２の給
電部２７，２７ａを介して加工電力がワイヤ電極
１０と被加工物３２に供給されて放電が発生する
と共に、被加工物３２に取付けた図示しないＸ−
Ｙテーブルが動作して、前記被加工物３２が所望
の形状に切断加工される。

なお、加工間〓におけるワイヤ電極１０には、
ブレーキ２４及び初期張力用ブレーキ２８の各々
で設定された値を加算した張力が作用している。

ここで、上記ワイヤボビン１２に偏荷重が存在
する場合には前記初期張力用ブレーキ２８は一定
のブレーキ力を発生しているため、前記ワイヤボ
ビン１２の回転に伴ない前記偏荷重位置が移動す
るので前記ワイヤボビン１２に角速度変化が生じ
て、それが前記ワイヤボビン１２とワイヤ回収機
構部１００に張架されたワイヤ電極１０に張力変
動として現われる。

また、前記ワイヤボビン１２に巻回されたワイ
ヤ電極１０が送給されるに従つて、前記ワイヤボ
ビン１２の巻径が減少するので、それに伴なつ
て、ワイヤ電極１０に作用する張力Ｆは、 Ｆ＝Ｔ／Ｒ 但し、 Ｔ：モータトルク Ｒ：ワイヤボビン半径 で定まるため、序々に増加する方向に変化する。
したがつて、前記ワイヤボビン１２の回転数が増
加して前記ワイヤ電極１０の張力が変化する。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来のワイヤ放電加工装置はこのように構成さ
れていたので、ワイヤ回収モータ１８が等速回転
してワイヤ電極１０を巻き取つても、ワイヤボビ
ン１２の偏荷重によつて前記ワイヤボビン１２の
角速度は前記偏荷重位置が上方から下方へ向う回
転時には大きく、逆に下方から上方に向う回転時
には小さくなる。したがつて、この角速度の変化
によりワイヤボビン１２とワイヤ回収機構部１０
０間に張架されたワイヤ電極１０には張力変動が
生ずる。この張力変動は加工間〓におけるワイヤ
電極１０の振幅の変化を発生せしめ、加工精度の
低下や縦筋の発生による加工面における面粗さ、
品質の低下等の原因となり、ワイヤ放電加工装置
の高精度化を阻害していた。

また、ワイヤ電極１０の張力変動が異常に大き
くなつた場合には、断線が発生し、その結果ワイ
ヤ放電加工装置の稼働率を低下させていた。

更に、ワイヤボビン１２に巻回されたワイヤ電
極１０の消費により巻径が減少し、それに伴なつ
てワイヤ電極１０に作用する張力も増加する方向
に変化し、加工初めと加工終りでの加工面品質が
一定しない等の問題点があつた。

そこで、この発明は上記問題点を解消すべくな
されたもので、ワイヤ電極の張力変動をなくし、
ワイヤボビンの回転数に対応した適切な張力を与
えることにより、高い加工精度と高稼働率を有す
るワイヤ放電加工装置を得ることを課題とするも
のである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ
電極を巻回してなるワイヤボビンを支承する取付
部を有する回転軸と、回転方向の結合によつて軸
方向の移動を自在とする係合部を有してなる摺動
軸と、収容体に封入した粘性流体中で前記回転軸
と前記摺動軸の端部を粘性流体によつて結合関係
を得る粘性流体結合部と、前記摺動軸の係合部で
係合し、回転方向の結合によつて軸方向に移動さ
せる制動力調整手段とを具備し、前記回転軸の回
転数を検出する回転数検出手段の出力を得て、前
記制動力調整手段の出力を調整するものである。

［作用］ 本発明においては、ワイヤ電極を巻回してなる
ワイヤボビンを支承する取付部を有する回転軸
を、粘性流体結合部を介して、回転方向の結合に
よつて軸方向の移動を自在とする係合部を有して
なる摺動軸と結合させ、前記回転軸の回転数を回
転数検出手段で検出し、その回転数検出手段の出
力を得て、収容体に封入した粘性流体中の結合関
係を可変することによつて前記制動力調整手段の
出力を調整する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例のワイヤ放電加工装
置について図を用いて説明する。

第１図はこの発明の一実施例のワイヤ放電加工
装置におけるワイヤ電極の張力変動を抑制する機
構を示す構成図、また、第２図はワイヤボビンの
偏荷重を示す説明図である。なお、図中、従来例
と同一符号及び記号は従来例の構成部分と同一ま
たは相当する構成部分を示すものであり、特に、
ここでは従来例との相違点となるワイヤボビン取
付部２００のみ説明する。

第１図において、５０はワイヤボビン１２を取
付軸３０に固定する取付ナツト、５１はワイヤボ
ビン１２を取付軸３０に固定する際の位置決めを
行うガイド部材、５２は取付軸３０のベアリン
グ、５４は取付軸３０に取付けられたガイド部材
５１に螺合され、取付軸３０をハウジング５６に
対して回転自在に支持するナツトである。また、
６０は制動材である粘性流体（例えば、シリコン
油）で、収容体６１に封入されている。６２は回
転軸、６３はベアリング、６４はベアリング６３
によつて回転自在に支持された回転軸６２を取付
軸３０に直結されるカツプリング、６６は粘性流
体６０を介して回転軸６２と対向して設けられ、
端部に雄ネジを切つた摺動軸、６８はライナベア
リング７２に保持された摺動軸６６を、内部に雌
ネジを切つたナツト７０を介して前記摺動軸６６
を回転させることなく、前記摺動軸６６の軸方向
に移動させるパルスモータ、７４及び７６は粘性
流体６０が外部に漏れるのを防止する第１及び第
２のＯリング、７８は取付軸３０の回転数を検出
する回転数検出手段である。

なお、３００は収容体６１に封入した粘性流体
６０中で回転軸６２と摺動軸６６の端部を粘性流
体６０によつて結合関係を得る粘性流体結合部を
構成する。また、４００は摺動軸６６の係合部で
係合し、回転方向の結合によつてその軸方向に移
動させ、前記粘性流体結合部３００の結合関係を
可変する制動力調整手段を構成する。

次に、このように構成された本実施例のワイヤ
電極１０の張力変動を抑制する機構を具備するワ
イヤ放電加工装置の動作について説明する。

ワイヤ電極１０がワイヤボビン１２から巻き出
され加工間〓の放電において消耗した後、図示し
ない回収箱に回収されるワイヤ送給経路、及び加
工電源装置３４から加工電圧が供給されると共に
図示しないＸ−Ｙテーブルが動作して加工が行な
われる各々の過程については第３図の従来の装置
と同様であるので説明は省略する。

さて、ワイヤ電極１０の送給時においてワイヤ
ボビン１２の重量の偏心により、ワイヤボビン１
２に瞬間的な回転速度変動が生じた場合には、制
動力調整手段４００は次に述べるように動作す
る。

即ち、第２図ａに示すように、ワイヤボビン１
２の取付穴中心が、真の中心を表わす符号Ａから
符号ｅだけずれて符号Ｂの位置に偏心しており、
ワイヤボビン１２が左回転するとすれば、ワイヤ
ボビン１２の偏荷重位置が第２図ｂに示すように
上方から下方に移動する場合には、前記ワイヤボ
ビン１２が取付けられた回転軸３０に、カツプリ
ング６４を介して取付けられた回転軸６２の角速
度が大きくなろうとするので、回転軸６２と摺動
軸６６の間〓に介在する粘性流体６０の制動係数
が増大して回転軸６２に対する制動力が大きくな
り、前記角速度を小さくするように働く。逆に、
前記偏荷重位置が第２図ｃに示すように、下方か
ら上方に移動する場合には、前記角速度が小さく
なろうとするので、前記制動係数が減少して回転
軸６２に対する制動力が小さくなり、前記角速度
を低下させないように働く。

したがつて、ワイヤボビン１２の一回転毎の前
記角速度変動は極めて低くなり、ワイヤ電極１０
の張力変動を極めて小さくすることができる。

また、加工することによつてワイヤ電極１０が
消費されて、ワイヤボビン１２の巻き径が小さく
なるにつれてワイヤボビン１２の回転数が徐々に
増加して行くと、ワイヤ電極１０の張力も変化す
る。したがつて、ワイヤボビン１２の回転数が増
加しても前記回転数に関係なく一定の張力が得ら
れるように、ワイヤボビン１２の回転速度に対応
して制動力調整手段４００の制動係数を適切な値
に変更する必要がある。このような場合には、ワ
イヤボビン１２の回転数を回転数検出手段７８に
より検出して処理した後、ワイヤボビン１２の回
転速度に対応した適切な制動係数を得るために、
前記制御手段６００からの出力によりパルスモー
タ６８を駆動して、収容体６１に封入した粘性流
体６０中で結合関係を得ている粘性流体結合部３
００における回転軸６２と摺動軸６６の間〓を変
更制御することにより、回転軸６２と摺動軸６６
の間に介在する粘性流体６０の容量を調節し、ワ
イヤ電極１０の張力が常に一定になるように制御
する。

更に、加工条件によつてワイヤ電極１０の送給
速度或いは張力を変更する場合においては、前記
制御手段６００に所望のワイヤ電極１０の送給速
度或いは張力を指令することにより、前記指令値
が前記制御手段６００で処理された後、その出力
がパルスモータ６８を駆動して、前記動作と同様
に、前記指令値に対応した任意の張力値を設定維
持する。

なお、上記実施例ではライナベアリング７２に
保持された摺動軸６６をナツト７０を介して前記
摺動軸６６を回転させることなく前記摺動軸６６
方向に移動させる手段としてパルスモータ６８を
使用するものとしたが、これを位置検出器付DC
サーボモータ、位置検出器付ACサーボモータ或
いはエアシリンダ、油圧シリンダを使用しても同
様の動作を期待できる。

また、上記実施例ではワイヤ電極１０の張力が
常に一定になるように制御する手段として、回転
軸６２と摺動軸６６の間に介在する粘性流体６０
の容量を調節して行なうものとしているが、これ
を前記粘性流体６０の温度を制御して、粘性を変
更することにより制動係数を変更しても前記張力
を常に一定にすることができる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明のワイヤ放電加工装置
によれば、収容体に封入した粘性流体中で、ワイ
ヤ電極を巻回してなるワイヤボビンを支承する取
付部を有する回転軸と、回転方向の結合によつて
軸方向の移動を自在とする係合部を有してなる摺
動軸の結合関係を得る粘性流体結合部に対して、
前記回転軸の回転数を検出する回転数検出手段の
出力を得て、制御手段で前記粘性流体結合部の結
合関係を可変するものであるから、ワイヤボビン
を支承する回転軸に対して、粘性流体の摩擦によ
つて制動力を作用させると共に、その制動力を調
節できるから、ワイヤボビンの偏荷重によるワイ
ヤ電極の張力変動及び振幅変動が抑制できるの
で、縦筋発生のない面粗さの良好な加工面が得ら
れると共に、振幅変動に起因するワイヤ電極の断
線も防止でき、高い稼働率を維持できる。更に、
制動力調整手段によつて制動力を調節できるので
ワイヤボビンの回転速度またはワイヤ電極の設定
張力に対して最適な制動力を与えることができ高
精度な加工ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のワイヤ放電加工
装置におけるワイヤ電極の張力変動を抑制する機
構を示す構成図、第２図はワイヤボビンの偏荷重
を示す説明図、第３図は従来のワイヤ電極の張力
変動を抑制する機構を具備するワイヤ放電加工装
置のワイヤ経路を示す概略図である。 図において、１０：ワイヤ電極、１２：ワイヤ
ボビン、６０：粘性流体、６１：収容体、６２：
回転軸、６６：摺動軸、７８：回転数検出手段、
３００：粘性流体結合部、４００：制動力調整手
段、６００：制動手段である。なお、図中、同一
符号及び同一記号は、同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤ電極と被加工物との間の間〓に、通電
   しながらその相対位置を変化させ、前記被加工物
   を所望の形状に加工を行なうと共に、前記加工に
   使用した前記ワイヤ電極を等速度で回収するワイ
   ヤ放電加工装置において、 上記ワイヤ電極を巻回してなるワイヤボビンを
   支承する取付部を有する回転軸と、 回転方向の結合によつて軸方向の移動を自在と
   する係合部を有してなる摺動軸と、 収容体に封入した粘性流体中で前記回転軸と前
   記摺動軸の端部を粘性流体によつて結合関係を得
   る粘性流体結合部と、 前記摺動軸の係合部で係合し、回転方向の結合
   によつて軸方向に移動させ、前記粘性流体結合部
   の結合関係を可変する制動力調整手段と、 前記回転軸の回転数を検出する回転数検出手段
   と、 前記回転数検出手段の出力を得て、前記制動力
   調整手段の出力を調整する制御手段と を具備することを特徴とするワイヤ放電加工装
   置。