JPH06182625A - 放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電加工装置のワイヤ電極ガイド装置を提供
する。 【構成】 ワイヤ電極がその進行方向に関して上流側に
ある少なくとも一つのワイヤガイド、もし他に在るとす
れば、被加工物の下流側にある他のワイヤガイドを通っ
て進行するようにした放電加工装置であって、少なくと
も一つのワイヤガイドは特別に刻み目を備えたオープン
ガイドであって、ワイヤ電極を取り囲むことはなく、こ
のワイヤガイドがクローズドガイド、特にワイヤ電極を
取り囲む円環状に形成されたワイヤガイドと組み合わさ
れることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工装置に関する。
ワイヤ状の陰極（以下ワイヤ電極と称する）は、その進
行方向に関して上流側にある少なくとも一つのワイヤガ
イドと、もし在るとすれば、被加工物の下流側にある他
のワイヤガイドを通って進行する。

【０００２】

【従来の技術】多くのタイプの放電加工用装置、機械、
システムが知られている。通常、基本的な放電加工装置
は、送り装置および配線を備えたスタンド、浄化システ
ム、加工電源、数値制御装置またはコンピュータ化され
た数値制御装置からなっている。

【０００３】ワイヤ電極は、すでに開けられている孔又
は基準点からスタートして、陽極を構成している被加工
物から加工品を切りだす。

【０００４】加工に際しては、ワイヤ電極の送り速度並
びにそれにかかる張力は、指示されかつ調整される。

【０００５】前述のワイヤガイドは、ワイヤ電極を少な
くとも広範囲にわたって正確に位置決めすることを確実
にするものである。このワイヤガイドは、通常ワイヤガ
イドヘッドと呼ばれる装置内に設けられている。

【０００６】放電加工の分野では、垂直線に対してある
円錐角でカットする加工に使用できるワイヤガイドに対
して、特にその必要性が求められている。特に、静止型
のヘッドに設けられるワイヤガイドに対してその必要性
が求められる。

【０００７】０度から４５度の角度でカットする加工に
際して、明確な制限がこれまでに示されてきた。ワイヤ
ガイドヘッドが回転可能な場合には、問題は深刻なもの
とはならないが、回転可能なヘッドはより高価なものに
つく。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は改良された放電加工装置、特に円錐角カットが可
能な改良された放電加工装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、特別の
切り欠きを備えた開放型のワイヤガイド、即ちワイヤ電
極を取り囲まない少なくとも一つのワイヤガイド（以
下、オープンガイドと称す）と、これと組み合わされる
閉鎖型のワイヤガイド、特にワイヤ電極を取り囲む円環
状に形成したワイヤガイド（以下、クローズドガイドを
称す）とによって達成される。

【００１０】オープンガイドは、鋭角な円錐角加工また
は垂直加工に際してワイヤ電極を正確に位置決めする。

【００１１】より鈍角の円錐角加工の際には、閉鎖型の
ワイヤガイドが、さらに鈍角方向ににスリップしないよ
うにワイヤ電極を案内する役割を果たす。

【００１２】切り欠きを備えたオープンガイドも、円環
状のクローズドガイドも、共にそれ自身は知られている
ものである。

【００１３】しかしながら、オープンガイドをクローズ
ドガイドに組み合わせること、並びにこの組み合わせか
ら生ずる利点は未だ知られているものではない。

【００１４】被加工物の各側に一種類のワイヤガイドを
配置する代わりに、異種のワイヤガイドを適用すること
は当業者にとって、はじめは矛盾するものとして映るか
もしれない。

【００１５】しかし、この明らかな矛盾は本発明によっ
て得られる結果が認識されるや否や解消するだろう。

【００１６】なぜならば、本発明は現実に開放型並びに
閉鎖型の両ワイヤガイドの利点を活用し、それぞれの型
のワイヤガイドが単独に使用されていた時にぶつかる問
題を回避するものであるからである。

【００１７】

【作用】この事実は、以下に述べる本発明の種々の態様
から明らかとなるだろう。本発明の好ましい一実施例に
おけるクローズドガイドは円環体の形状を有している。

【００１８】円環体形状は相対的にコスト面で効果的で
あり、その対称性によってより鈍角な円錐角加工に際し
て、正確なワイヤ電極の位置が得られる。

【００１９】本発明による好ましい他の実施例では、少
なくとも二個のクローズドガイドが、被加工物の各側
で、かつオープンガイドと被加工物との間に設けられ
る。

【００２０】勿論、本発明の簡単な態様として、被加工
物の片側だけにオープンガイドとクローズドガイドを組
合せて設けることは可能である。

【００２１】更にまた、被加工物の各側に同一の組合せ
を設けることによって、本発明は最も効果的となる。

【００２２】また、オープン・クローズド両ガイドを一
つのワイヤガイドヘッドに設けてることも有効である。
しかし、かかるシステムは公知のシステムに比べて、わ
ずかに複雑、高価なものとなる。

【００２３】本発明による好ましい他の実施例は、ワイ
ヤ位置センサによって特徴づけられている。ワイヤ電極
位置センサは、例えばアジエ社によって製造されてお
り、したがって、公知である。そのようなセンサはオー
プン・クローズド両ガイドの間に設けた場合に最も効果
を発揮する。

【００２４】ワイヤ位置センサは、例えば欧州特許０３
１２０５６に述べられているように、数多くの総合的な
利点を備えているが、本発明におけるその主目的はオー
プン・クローズド両ガイド間の移行時に於けるワイヤ電
極の位置を正確に定めることにある。

【００２５】現在あるソフトウエア或いはそれを僅かに
修正したものによって、このセンサを使用することが可
能である。

【００２６】本発明による好ましい他の実施例ではワイ
ヤ電極結線装置、特にウォータジェット方式の結線装置
によって特徴づけられている。

【００２７】クローズドガイドに対してオープンガイド
の有する主な利点は、ワイヤガイドヘッド全体を変える
ことなしにどんな太さのワイヤ電極をも受け入れること
が可能である点である。

【００２８】ワイヤ電極を正確に位置決めするために
は、円環体の中心孔はワイヤ電極の太さとほぼ同じ大き
さのものでなければならない。

【００２９】したがって、オープンガイドはワイヤ電極
の自動結線を大いにやり易くする。

【００３０】そして、現代の放電加工装置は、通常装置
の上部に位置する第一のワイヤガイドヘッドから、被加
工物に開けられた開始孔を通って、最後に他方のワイヤ
ガイドヘッドに至るワイヤ電極の広範な自動結線を少な
くとも要求している。

【００３１】通常、ワイヤ電極は針の役目をする中空の
ウォータジェットによってオープンガイドを通して結線
される。このウォータジェットはリールから巻き戻され
たワイヤ電極を乗せて装置の上部から底部に至るまでそ
れを搬送する。

【００３２】しかし中心孔が小さすぎる場合、即ちワイ
ヤ電極の太さにもよるが０．０３から０．３３ｍｍ程度
の場合にはウォータジェットをクローズドガイドには使
用することができないので、他の方法に拠らなければな
らない。

【００３３】例えば、ワイヤ電極を熱して二方向に引っ
張り、上部ワイヤガイドヘッドをＺ軸方向に移動し、下
部ワイヤガイドヘッドから水をポンプで汲み込むことに
よって結線することも可能である。

【００３４】また、ある場合にはチューブを使用し、そ
の中にワイヤ電極を上から下に向かって押し込んで結線
することもある。

【００３５】本発明は、公知のウォータジェット方式の
ワイヤ結線装置を使用することができるという点でも有
用である。

【００３６】オープンガイドは鋭角な円錐角カットに際
して、ワイヤ電極を正確に位置決めするから、円環体の
中心孔はウォータジェットによるワイヤ電極結線を適用
するのに十分な広さとすることが可能である。

【００３７】オープンガイド（例えばアジエ社製）を用
いたウォータジェット方式による結線の他の利点は、適
正に設計されたワイヤガイドヘッドの他には何等の装置
をも追加する必要がないことであり、更にワイヤ電極に
関して特別な操作を施すことを要せず、また完全に信頼
できるものであることである。

【００３８】クローズドガイドの中心孔径は、少なくと
もワイヤ電極径の二倍であることが好ましい。中心孔径
がワイヤ電極径の十倍であれば理想的である。

【００３９】しかし、最も好ましいのは中心孔径が約
２．５ｍｍであること、これは最も普通に使用されてい
るワイヤ電極径０．３ｍｍのかれこれ十倍に当たる。ワ
イヤ電極はウォータジェットを使用してこうした円環体
を通して結線される。

【００４０】本発明による他の好ましい実施例、即ち２
度までの円錐角カットを施す際にはオープンガイドによ
ってワイヤ電極を案内し、鈍角な円錐角カットにはクロ
ーズドガイドによってワイヤ電極を案内するという実施
例では、オープンガイドはクローズドガイドから十分に
離れて置かれる。

【００４１】勿論、この特徴はオープンガイドの高精度
の切り欠きが、垂直カット、即ち円錐角０度のカットの
際にワイヤ電極の案内役を果たすことを意味する。

【００４２】クローズドガイドは円錐角が鈍角となった
ときに作用するから、ワイヤガイドヘッドが回転するこ
とを要しないし、このことによって製造コストが低減さ
れる。

【００４３】要するに、本発明は特に次の利点を提供す
るものである。まず第一には、太さの異なるワイヤ電極
を使用する際に、ワイヤガイド交換のために作業を中断
する必要がもはや無いということである。

【００４４】第二には、オープンガイドを用いて円錐角
カットを実施する際に、もはやワイヤガイドヘッドを傾
斜させる必要がないので、投下資本が低減されることで
あり、最後に、余分な結線工程が不必要であるから、作
業全体の信頼性がより高くなることである。

【００４５】本発明の更に好ましい特徴及び利点は以下
に述べる好ましい実施例の明細から明かとなるであろ
う。実施例は添付の図面に概略図として示されており、
図は本発明と現時点での技術水準との差異をも示すもの
である。

【００４６】

【実施例】以下に使用する用語は、いかなる点に於いて
もそれを限定すること無く、本発明の理解を容易にする
ことを目的としている。

【００４７】特に、用語「上部」、「底部」、「より狭
い」、「より広い」等は慣用的に使用されている意味で
の装置に対する方向、大きさ並びに従来の方法で載置さ
れた被加工物を指しているものとして理解願いたい。

【００４８】図１は本発明による放電加工装置のワイヤ
ガイドヘッドについて、その本質的な構成要素を示す極
めて概略的な図である。

【００４９】加工装置の基本的な要素、例えば送り装置
や配線を備えたスタンド、浄化装置、加工電源、コンピ
ュータ化された数値制御装置等はそれ自身公知であるの
で特定はしていない。

【００５０】ワイヤ電極１はそのリールから巻き戻され
て、矢印Ｚの方向に加工装置を通って、普通その上部か
ら底部に向かって送られる。電流源２は図示しない加工
電源からパルスを供給する。

【００５１】この電流源２は、破線によって示されてい
る垂直方向からワイヤ電極１を押し出すように力を加え
ている。Ｚ方向に関して、電流源２の下流側には切り欠
きを備えたワイヤガイド３が設けられている。

【００５２】破線によって示される垂直線に沿って降下
してくる張力を加えていないワイヤ電極は、可能な限り
オープンガイドの切り欠き内に入る。ここでは切り欠き
はその基部を通る断面として示されている。

【００５３】オープンガイド３の下流側には、円環体状
に形成されたクローズドガイド４が設けられる。この意
味で、クローズドガイドは、本願請求項１に記載されて
いるように、オープンガイドと「組み合わせ」られてい
ることになる。

【００５４】オープンガイド３は、破線によって代表さ
れる垂直方向に対して、例えばその特定の閾値αgrenz
が２度である場合、それよりも更に鋭角な円錐角αで円
錐カットをする際にワイヤ電極を案内する。

【００５５】この様な鋭角（例えば、線ΑおよびΒによ
り示される）に於いては、ワイヤ電極にかけられている
張力は、オープンガイドが回転式のワイヤガイドヘッド
に設けられていなくても、オープンガイドからワイヤ電
極が滑り出ることを防止する。

【００５６】他方、より鈍角な円錐角（例えば、線Ｃお
よびＤにより示される）では、クローズドガイドがワイ
ヤ電極の案内役を果たす。

【００５７】本発明がどの様な働きをするかは、図２か
ら特に明らかになるだろう。図２は被加工物の各側で、
切り欠きを備えたオープンガイド３、３’と、円環体状
のクローズドガイド４、４’とが組み合わされている状
態を示している。

【００５８】ワイヤ電極１は、鈍角の円錐角カットの際
にもクローズドガイド４、４’から滑り出ることはな
い。

【００５９】より鋭角な円錐角、より正確にはクローズ
ドガイド４、４’の上流側でワイヤ電極が接触する最も
下流側の点及び円環体の中心孔の周上の点を通る線と、
円環体の中心を通る垂線とがなす角より更に鋭角の円錐
角に於いては、オープンガイド３、３’がワイヤガイド
１の案内役を果たす。

【００６０】従って、ワイヤ電極は、非常に鋭角な円錐
角に於いてさえも、しっかりとガイド内にに保持され
る。

【００６１】図３に示すワイヤ位置センサ７によって、
更に正確を期すことができる。ワイヤ位置センサ７はオ
ープン・クローズド両ガイド間の移行時に於けるワイヤ
電極の案内を確実なものにする。

【００６２】この移行はＶ＝Ｒの時点で発生する。ここ
で、Ｖは図２に示す各々の円環体の中心線間の距離であ
り、Ｒは円環体の中心孔の半径である。

【００６３】事実、円環体間の距離は各々の円環体とオ
ープンガイド３、３’のそれぞれとの距離より短い（図
２では２ｄで、ｄは各オープン・クローズド両ガイド間
の距離）。

【００６４】Ｖ＝Ｒとなった時点で、上方のワイヤガイ
ド３、４と、下方のワイヤガイド３’、４’との間の変
位から円錐角を割り出す関数は、厳密に理論的にはワイ
ヤ電極の接触領域が点または線として扱われるかどうか
によるが、関数ａｒｃｔａｎ［（Ｈ＋２ｄ）／ｖ］から
関数ａｒｃｔａｎ（Ｈ／Ｖ）へ、及びその逆に不連続に
変換される。

【００６５】しかし現実にはワイヤ電極とワイヤガイド
間の接触が点になることはないから、実際には変換は連
続的になる。必要な場合には、接触領域をワイヤ位置セ
ンサ７によってモニタすることができる。

【００６６】ワイヤ位置センサ７はまた、カッティング
方向の変化にともなう滑りを補償することができる。セ
ンサはより鈍角な円錐角カットの際（円環体が作用して
いるとき）にも正確さを高めることができる。

【００６７】上方のワイヤガイド３、４の間にワイヤ位
置センサ７を備えたワイヤのゆがみをモニタするシステ
ムを配置することは有利である。

【００６８】前述の関数からも明らかなように、より鋭
角な円錐角カット用のオープンガイド３、３’と、鈍角
の円錐角カット用のクローズドガイド４、４’との間に
於ける移行は、本質的にはオープンガイドがクローズド
ガイドからどのくらい離れているかに依存している。

【００６９】距離ｄに対する円錐角の依存度は図２から
明らかだろう。

【００７０】ある種の平行移動によってオープンガイド
３、３’がクローズドガイド４、４’に接近すると共
に、ワイヤ電極１に張力がかかっている場合には、ワイ
ヤ電極は自動的に被加工物５を介してより急勾配に傾斜
する。

【００７１】したがって、クローズドガイド４、４’が
オープンガイド３、３’に接近すれば円錐角はより鋭角
となる。

【００７２】この状態を補償するために、コンピュータ
化された数値制御装置は本発明に従って、円錐角の演算
に距離ｄを含め、適切な補正をするように設計されてい
る。

【００７３】放電加工に於ける接触を確認するために通
常使用されているタイプの検出器を、ワイヤ電極１がク
ローズドガイド４、４’に接触しているかどうかを確認
するために用いることが望ましい。

【００７４】これによってクローズドガイド４、４’に
対するワイヤ電極１の傾斜が求められ、そしてこのガイ
ドの一定な軸位置が既知であれば、クローズドガイド
４、４’とオープンガイド３、３’の間の距離ｄはこの
傾斜から求められ、コンピュータ化された数値制御装置
へ送られ、ついで望ましい円錐角に必要な補正が制御さ
れる。

【００７５】クローズドガイド４、４’内のワイヤ電極
１の位置を補正するワイヤ位置センサ７からの結果を利
用することができ、もし必要であれば補正用のソフトウ
エアと共に、２度以上の円錐角カットがプログラムされ
たものとして常に残るようにしておくことは有利であ
る。

【００７６】クローズドガイド内のワイヤ電極の位置を
決めるために、今までは円環体の中心孔がワイヤ電極よ
りもわずかに太いことが必要であった。

【００７７】より太いか、またはより細いワイヤ電極を
使用する際には、ワイヤ電極によりピッタリ適合するワ
イヤガイドに差し替える必要があった。勿論、このこと
は自動結線を一層むずかしくしている。

【００７８】本発明は、ワイヤ電極の太さに対して、ク
ローズドガイドの中心孔を大きくすることによって、自
動結線上の問題を解決している。

【００７９】これまで、開放型のワイヤガイドの時だけ
に使われてきたものと同じウォータジェトシステムを使
用することが可能である。孔は十分に広くし、例えば直
径２．５ｍｍとして、ウォタージェットを容易に受け入
れられるようにしている。

【００８０】図３は本発明によるワイヤガイドヘッド６
を示している。この場合のヘッドは通常装置の上部にあ
るものを示している。全ての必須要素、特にオープンガ
イド３、クローズドガイド４、及びワイヤ位置センサ７
はヘッドに一体化することができる。

【００８１】公知のワイヤガイドの全ての機能は本発明
のものに於いても備えられている。ヘッドはまた、図示
しないワイヤカッタとか、ワイヤ電極の存否を検出する
図示しないセンサを収納している。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、太
さの異なるワイヤ電極を使用する際に、ワイヤガイド交
換のために作業を中断する必要がなくなる。

【００８３】また、オープンガイドを用いて円錐角カッ
トを実施する際に、ワイヤガイドヘッドを傾斜させる必
要がないので、投下資本が低減される。さらに、余分な
結線工程が不必要であるから、作業全体の信頼性がより
高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による切り欠きを備えたオープンガイド
とクローズドガイド（円環体）との組み合わせを示す概
略断面図。

【図２】本発明に従って、被加工物の各側に設けたオー
プンガイドとクローズドガイド（円環体）との組み合わ
せを示す概略断面図。

【図３】本発明による他の実施例を示す概略断面図。

【符号の説明】

１ ワイヤ電極 ２ 電流源 ３、３’オープンガイド ４、４’クローズドガイド ５ 被加工物 ６ ワイヤガイドヘッド ７ ワイヤ位置センサ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極がその進行方向に関して上流
   側にある少なくとも一つのワイヤガイド、もし他に在る
   とすれば、被加工物の下流側にある他のワイヤガイドを
   通って進行するようにした放電加工装置であって、少な
   くとも一つのワイヤガイドは特別に切り欠き備えたオー
   プンガイドであって、ワイヤ電極を取り囲むことはな
   く、このワイヤガイドがクローズドガイド、特にワイヤ
   電極を取り囲む円環状に形成されたワイヤガイドと組み
   合わされることを特徴とする放電加工装置。
2. 【請求項２】 クローズドガイドは円環体として形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の放電加工装
   置。
3. 【請求項３】 少なくとも二個のクローズドガイドが被
   加工物の各側に於いて、被加工物と開放型のワイヤガイ
   ドとの間に設けられていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の放電加工装置。
4. 【請求項４】 オープンガイド及びクローズドガイドが
   単一のワイヤガイドヘッドに収納されていることを特徴
   とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の放電加工
   装置。
5. 【請求項５】 ワイヤ位置センサを備えていることを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の放電加
   工装置。
6. 【請求項６】 ワイヤ位置センサがオープンガイドとク
   ローズドガイドとの間に設けられていることを特徴とす
   る請求項５に記載の放電加工装置。
7. 【請求項７】 ワイヤ結線装置、特にウォータジェット
   方式の結線装置によって特徴づけられている請求項１乃
   至６のいずれか一つに記載の放電加工装置。
8. 【請求項８】 クローズドガイドの中心孔径がワイヤ電
   極径の少なくとも二倍であることを特徴とする請求項１
   乃至７のいずれか一つに記載の放電加工装置。
9. 【請求項９】 クローズドガイドの中心孔径がワイヤ電
   極径の少なくとも十倍であることを特徴とする請求項８
   に記載の放電加工装置。
10. 【請求項１０】 約２度までの円錐角カットを行う際に
    は、オープンガイドをクローズドガイドから十分に離
    し、オープンガイドによってワイヤ電極を案内し、より
    鈍角な円錐角の場合にはクローズドガイドによって案内
    することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一つに
    記載の放電加工装置。
11. 【請求項１１】 特別の円錐角に対するプログラムに従
    って、オープンガイドとクローズドガイドとの距離を自
    動的に計算する制御装置、特にコンピュータ化された数
    値制御装置を特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一
    つに記載の放電加工装置。
12. 【請求項１２】 ワイヤ電極とクローズドガイドとの接
    触を検出し、好ましくは独立にクローズドガイド・オー
    プンガイド間の距離を演算し、この演算結果を制御装置
    に送るようにしたこと特徴とする請求項１１に記載の放
    電加工装置。
13. 【請求項１３】 制御装置はクローズドガイド内のワイ
    ヤ電極の位置を補正し、円錐角が２度より大きい場合に
    は、加工が常にプログラムに対応することを補償する構
    成となっていること特徴とする請求項１０乃至１２のい
    ずれか一つに記載の放電加工装置。