JPH0655356A - 静止加工片を電蝕によって切断する切断機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放出された熱を消散させ、熱平衡を実現させ
ることによって装置全体を通じて均一な温度分布を容易
に達成させることによって温度変化を振幅を減少させる
ことにある。 【構成】 加工片を締め付けるシステムがワークテーブ
ルとワークタンクを介在させずに、フレームスタンドに
直接固定した柱に取付けられ、フレームスタンドが床と
締め付けシステムで区画されるスペースへの自由なアク
セスを可能にするように配置された垂直素子から作ら
れ、液体密封性のチャンバが機械フレームの回りに配置
され、汚物溜めとして知られるタンクを備え、タンクは
使用済誘電性機械加工液体を収集するために使用され、
使用済ワイヤはフレームスタンドの基部の前記素子の間
又はその回りでこのチャンバの床上に置かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ電極放電加工の
定温動作噴霧又は浸漬操作に関するものであり、誘電液
体をんにこの加工ヘッドから加工領域に噴射し、タンク
に収集し、再び加工ヘッドに循環させるワイヤ切断放電
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤ電極を使用する電気侵食（電蝕）
によって切断する既知の装置は、加工すべきワークピー
スを固定する加工テーブル並びにクランプ装置を有し、
全体を誘電液体を収集する作業タンク内に浸漬させるの
が一般的である。ワイヤ電極は、加工すべきワークピー
スの両側に配置した２個の加工ヘッド間にワイヤ電極を
移動させ、加工領域即ち、ワークピースに切り込む溝孔
に通過させる。２個の電極間の相対移動により計画した
軌跡に従ってワークピースに前進させ、プリセット角度
だけ垂線に対して傾斜させる。各加工ヘッドは、ワイヤ
案内を有し、ワイヤとワークピースとの間に加工液体を
噴射し、これらワイヤ及びワークピースを冷却し、また
廃棄物を洗浄する。この相対移動は、ワークピース又は
ヘッドのいずれかを移動することによって行い、ワイヤ
の傾斜はヘッド相互を相対的にシフトすることによって
行う。一般的に、これら運動は、加工領域の両側の２個
の水平面内で２個のクロススライド装置によって行う。
これらクロススライド装置並びに加工トラフ、加工ヘッ
ドを担持するアーム、ワイヤ供給及び除去装置をフレー
ムに取り付ける。作業テーブルはこのフレーム又は一方
のクロススライド装置に直接固着することができ、この
一方のクロススライド装置はこのフレームの底部又はベ
ースに休止させ、加工トラフの底部として作用させる。
ＥＤＭ装置には、誘電液体供給及び循環回路を設け、１
個又はそれ以上の電気キャビネットには、電気パルス発
生器及び数値制御ユニット並びに使用したワイヤのコレ
クタを収納し、コレクタは、加工領域からの出口におい
てワイヤをこのコレクタに引き出すための装置又は受け
容器に接続する。更に、はね飛び防止スクリーン又は製
造業者に応じた種々の保護装置を上方アームに固着する
のが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】断続放電を使用する電
蝕加工は多量の熱を発生する。更に、このタイプの加工
は比較的長い時間行う。このため、温度変動がＥＤＭ加
工に大きな影響与え、熱変形が加工精度及び再現性に影
響する。これら変形は幾つかの装置によっても発生し
（例えば、ポンプ、加工ヘッド及び／又は加工すべきワ
ークピースを制御軌跡に沿ってクロス方向に移動させる
クロス運動作動モータ、パルス発生器、数値制御ユニッ
ト等）、また外気温度の変化によっても生ずる。

【０００４】熱変形が少ないセラミックのような材料を
使用したり、誘電液体加工浴の温度を調整したりするこ
とによっては、この問題を解決することはできなかっ
た。加工すべきワークピース及びクランプ装置の熱変形
は、特に精密さに欠如し、制御軌跡に沿って加工ヘッド
を移動させる各クロス運動装置の各々及び装置フレーム
の取付部に対して異なる熱変形を生ずる結果を招くこと
が知られている。

【０００５】従って、本発明の第１の目的は、発生する
熱を放熱し、まか熱平衡を達成することによって装置全
体に均一な温度分布にすることを容易にする温度変動を
少なくすることにある。

【０００６】更に、本発明の目的は、 - コンパクトかつ経済的であり、 - オペレータにとって完全に安全であり、また - オペレータにとって快適な作業環境にすることができ
る装置を得るにある。

【０００７】装置の種々の素子の周りに外気を自由に循
環させる構体は既知であり（例えば、米国特許第3,469,
058 号に記載されている）、この構体は発生する熱を放
熱しやすくする。若干の製造業者は、フレーム内部又は
ヘッドを担持するアームに冷たい空気を通気させる技術
う提案している（米国特許第4,698,477 号又は特願昭63
-35367号参照）。

【０００８】使用するエネルギがそれほど大きくないと
きの浸漬加工においては、誘電液体の温度を制御するこ
とによってこの欠点を軽減することができる。しかし、
噴射ＥＤＭ加工の場合、作業トラフにおける液体レベル
は比較的低く、電極間に噴射した液体のみをこのトラフ
が受け入れる。浸漬ＥＤＭの場合、或る製造業者は、作
業トラフに満たした加工液体ないに電極支持体を担持す
るコラムを浸漬することを提案している（フランス国特
許第1,326,482 号参照）。しかし、誘電液体を完全に冷
却するのは困難である。更に、安全上の理由から上述の
解決法を、加工液体がオイルのような絶縁液体ではなく
水であるワイヤＥＤＭ加工に適用するのは困難である。

【０００９】本発明は、発生した熱を放熱し、熱均衡を
生ずることができるワイヤ電極切断装置を得ることを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明ワイヤ切断放電装置は、２つの機械ヘッドに
よって案内されるワイヤ電極を備え、前記ヘッドから誘
電性液体が機械加工領域に噴射され、更にフレームを備
え、前記フレーム上に横スライドシステムが据え付けら
れ、各アームはワイヤと加工片間の相対的運動とワイヤ
の傾斜を制御するように各々が機械加工ヘッドの１つを
終端とする２つのアームを作動させ、更に、機械加工ヘ
ッドに誘電性液体を供給するため及び前記液体を前記ヘ
ッドに再循環させるための手段を備え、更に、数値制御
ユニットと電気パルス発生器を含む１つ以上の電気キャ
ビネットを備えて成る静止加工片を電蝕によって切断す
る切断機械において、加工片を締め付けるシステムがワ
ークテーブルとワークタンクを介在させずに、フレーム
スタンドに直接固定した柱に取付けられ、フレームスタ
ンドが床と締め付けシステムで区画されるスペースへの
自由なアクセスを可能にするように配置された垂直素子
から作られ、液体密封性のチャンバが機械フレームの回
りに配置され、汚物溜めとして知られるタンクを備え、
前記タンクは使用済誘電性機械加工液体を収集するため
に使用され、使用済ワイヤはフレームスタンドの基部の
前記素子の間又はその回りでこのチャンバの床上に置か
れることを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によれば、加工領域に配置した作業トラ
フ内には加工液体を収集せず、フレームベースの底部に
配置したリザーバ内に収集する。チャンバは、加工領域
を外部温度変動の影響から遠去けることができ、内部空
気により必要とされる温度平衡状態、自動温度調整環境
にすることができる。更に、噴射加工に固有のはね飛び
に対して優れた保護を行い、作業トラフ及び作業テーブ
ルを排除することができ、従って、ベースを開放し、加
工すべきワークピース及びクランプ装置をこのベースの
上方に配置することができ、チァンバからの空気はでき
れば自動温度制御して加工すべきワークピース及びクラ
ンプ装置、加工ヘッドを有するアーム及び加工領域の近
傍のフレーム部分また「汚れた」タンクに自由にアクセ
スできるよう配置した垂直素子により構成したベースの
周りに自由に循環させることができる。このようにし
て、これら装置において発生する熱を放熱することがで
きる。更に、加工領域に冷たい空気を吹き付けることに
より空気「浴」におけるこれらの部分を冷却することが
できる。更に、この空気循環を可能にし、温度平衡状態
の創出を促進することができる空気対流装置を設けるこ
ともできる。チァンバないの外気を適当に制御すること
により、ワークピースと２個の加工ヘッドとの間の温度
変動による相対位置変化を排除することができる。更
に、このように制御した空気量は、加工領域の周りにス
クリーンを形成し、電気キャビネットにより発生する熱
による影響を受けなくなる。

【００１２】更に、オペレータは、下方の加工ヘッドか
らの出口においてベースへのワイヤの行く先（小さい部
分に切り込む場合の落ち込み先）を見つけることができ
る。使用したワイヤは、ベースの底部に溜まった「汚れ
た」噴射液体に集積する。加工領域の出口でワイヤをカ
ットしない場合、使用したワイヤの長さは液体に接触し
て冷却し、この冷却は加工領域を通過する部分に伝達さ
れ、ワイヤの破断の危険性を減少する。噴射加工におい
て、チァンバははね飛びを良好に防止するため、噴射液
体の噴射圧力を相当増大させることができ、従って、噴
射量を増大させ、電極及び加工ヘッドの冷却を促進し、
装置から発生する熱を制限することができる。

【００１３】「チァンバ」により装置のフレームより高
く隆起する高い壁の組立体がフロアとして作用するアン
ダーフレームを包囲し、「屋根」によってカバーされて
もされなくてもよく、自動温度張設するよう又はこのチ
ァンバを空調するよう計画するときは、この屋根が必要
になる。ファラデーケージをなすチァンバの場合、適当
な金属グリルを中実屋根の代わり代替又は付加すること
がてきる。

【００１４】このチァンバには摺動フロントドアを設
け、液体シール手段を設けるとよい。他方の側方開口
は、サイドウェイを摺動又は昇降することができるパネ
ルにより保護することができ、又は屋根に開口を設けて
上方からワークピースを装填することができるようにす
る。

【００１５】加工領域から単独の組立体をもちあげるこ
とができる壁を設けることができる。これら壁は着脱自
在ではあるが、チァンバフロアとともにシール組立体を
形成し、浸漬加工を可能にする。側方開口を設け、長い
ワークピースを加工領域まで導入して所定長さに切断す
ることもできる。この壁は誘電回路のすべての周りに又
は一部の周りにに延在させることがき、パルス発生器及
び数値制御装置を含む電気キャビネットを設け又は電気
キャビネットにリンクさせることもできる。数値制御装
置を担持する電気キャビネットの正面にチァンバのフロ
ントドアと同じ側にスクリーンを配置すると好適であ
る。オペレータの快適性を向上するため、このスクリー
ンは僅かな角度を付けて配置し、又はモニタし易いよう
に回動自在にすることができる。

【００１６】内部の空気を制御する既知のすべての手段
例えば、空調手段、通気手段、温度調整手段、煙、臭
気、ミストを吸収する手段、冷たい空気を吹き付ける手
段又は空気対流手段を設けることができる。

【００１７】更に、熱的又は音響的絶縁パネル、照明手
段を設けることもでき、アンダーフレームには防振装置
を設けることができ、ドア又は開口パネルには霧滴付着
防止窓を設ける。

【００１８】本発明による好適な実施例にては、「汚れ
た」液体リザーバは、ベース並びに誘電液体供給回路の
素子が起立するタンクとすることができる。リザーバは
側壁、後壁、チァンバドアを有する前壁並びに加工空間
を電気キャビネットから分離する内部隔壁により包囲す
る。

【００１９】既知の装置は、「汚れた」液体を吸引し、
やはり既知のタイプの濾過装置に通過させてきれいな液
体のためのリザーバに送り込む。他の適当な手段により
きれいな液体の温度及び圧力を調整し、加工ヘッドに送
る。

【００２０】このタンクは、パルス発生器及び数値制御
ユニットを有する電気的キャビネットを含めた他のすべ
ての装置構成部材とともに、同一のシャーシ又は「パレ
ット」に設置することができる。装置の種々の構成部材
は製造中に組立体時に一体化することができ、このこと
は装置の設置に極めて好都合である。更に、動作コスト
が低減する。即ち、設置面積が同様の既知の装置よりも
極めて少ないためである。

【００２１】他の特に有利な実施例においては、隔壁に
より加工領域を、加工ヘッドを駆動する機械的装置から
隔絶する。特に加工ヘッドに終端するアームのみが通過
する隔壁を設けるとよい。この隔壁はチァンバ壁に連結
し、互いに隔絶した３個のボックスを画定することがで
き、電気キャビネットを有する部分には適当な空調及び
通気手段を設け、機械的装置により加工ヘッド及びでき
れば加工すべきワークピースを移動させるいわゆる「ク
リーン」部分は、加工領域に存在するミストから保護
し、また温度は所定状態に調整する。このエンクロージ
ャ内に過加圧状態を創出する手段を設け、噴射液体によ
り生ずるミストが侵入しないようにするとよい。パルス
発生器は、「クリーンルーム」例えば、クロス運動装置
を分離するクロスビーム内に設置するとよい。この場
合、このパルス発生器は加工領域に極めて近接させるこ
とができ、このことは、電極に接続するケーブルを短く
する点で極めて有利である。更に、加工領域に「汚い」
空間を設け、また装置の中空ベースに「汚い」液体及び
できれば使用したワイヤを設けることができる。

【００２２】ひとつの実施例として、クロススライド装
置を、ドイツ国特許第3841314 号に記載のように、単独
の水平クロスビームの上方及び下方に設け、このクロス
ビームをスタンドの２個の肩部に休止させる。しかし、
本発明は、この特別な実施例に限定するものではない。
他の種々の変更例としては、固定の加工室の有無に係わ
らず、フレームにガントリタイプ又はいわゆる「Ｃ」構
造を適用することができる。

【００２３】クロス摺動装置は、長寿命で高い精度の運
動を行うことができる既知の任意の設計のものを使用す
ることができ、例えば、ニードルゲージを装備した予張
力Ｗガイドウェイのようなニードルタイプ、機械的、液
圧的又は空気的ドライブ、摺動レール及びサドル摺動キ
ャリッジ、必要に応じて調整できるキャリヤ及びトラッ
クを有するタイプとすることができる。このようの装備
には、すべての軸に衝突防止装置を装着し、例えば数10
キログラムよりも大きい異常な力を検出するようにす
る。各キャリッジ又はサドル摺動キャリッジの実際の位
置は、サドル摺動キャリッジの移動させる各ボルトの端
部に配置した角度エンコーダにらり決定することができ
る。しかし、ワークピースをスライスする経路を精密に
決定することができる精密デジタル（オプティカル）リ
ニアガイドによってワークピースに直接レベル合わせす
ると好適である。更に、この位置補正のための、例えば
座標x1,y1,x2, 及びy2 の位置をレーザで精密に測定す
ることによるソフトウェアを装置の自動補正のためのカ
スタマイズしたソフトウェアプログラムとともに使用す
る。

【００２４】使用したワイヤ電極を断片にカットした
り、クリンプしたり、カールしたりすくための実際的に
広く使用されている装置を下方アーム又は加工ヘッドに
固定することができる。

【００２５】本発明による構体は、温度的安定性に関す
る利点のほかの利点として以下のようなものがある。即
ち、 - はね飛びに対する良好な保護を行うことができる、 - オペレータにとって完全に安全である、 - 構造簡単であり、ユーザーにとって快適である。 更に、「汚い」液体のリザーバは使用した電極の受け容
器としても使用できるため、このワイヤ受け容器並びに
既知の装置では設けている使用済のワイヤを装置の後部
に移送するためのベルト又は圧縮流体装置は不要にな
る。従って、装置の構造を一層簡単かつコンパクトにす
ることができる（従って、より一層経済的になる）。作
業テーブル及び加工トラフをなくすことができ、またこ
のトラフを空にするためのソフトウェア及び補助的なは
ね飛び防止手段を設ける必要がなくなる。

【００２６】加工すべきワークピースに固定したり、取
り外したりするための加工領域へのアクセスは容易かつ
迅速になる。即ち、空にしたり、後退させたりするトラ
フや、制御しなければならないドアがないためである。
チァンバは、近接する装置から発生する流動又は衝撃を
停止することによって装置の安全性を高め、また所定の
外部応力に対する遮蔽物をもなす。更に、未熟な作業員
でも清掃が容易になる。即ち、取り外すべきはね飛び防
止装置がないためである。

【００２７】次に、図面につき本発明の好適な実施例を
詳細に説明するが、以下の説明は、単なる例示に過ぎ
ず、請求の範囲において種々の変更を加えることができ
ること勿論である。

【００２８】

【実施例】スタンドはレノキャスト（Rhenocast ）
（Ｒ）（商標名）から作る。これは変化しない材料であ
る。変化せず、錆びず、熱と電気絶縁性をもち、最も適
する。ベースは使用済誘電性流体と接触させられ、充電
された電極ワイヤと接触させられる。ワイヤは下部機械
加工ヘッド１８から出る。その密度は匹敵し得る熱膨張
率で鋼の三分の一にすぎず、１２μｍ／度／ｍｎであ
る。このベースは鋳鉄、真鍮化鋼、液圧コンクリート、
セラミック等からなる。

【００２９】肩４、５の凹所１０、１１は移動ボルトを
収容し、サドルスライドキャリジ７を作動させる。キャ
リジは機械加工ヘッド１８と共に軸ｘ１に沿って下部ア
ーム９を移動させる。アーム９は軸Ｙ１に沿ってそれを
動かすために、第２摺動ラム１４（図１に示さず）を延
長させる。２つの他の摺動ラムは摺動クランク７、１４
と対称的にクロスバー６上に取付けられ、軸Ｘ２、Ｙ２
に沿って機械加工ヘッド１９を支持するアームを動か
す。案内レールの上でこれら４つのラムが移動するが、
プレストレスの二重Ｖ形をなし、ニードル軸受ハウジン
グをもつ。

【００３０】サドルスライドキャリジ１５は上部アーム
によって延長され、垂直部分１６を支持する。前記部分
は既知の装置２０を含む。図１にはカバーのみを示す。
前者は上部機械加工ヘッド１９を作動させ、軸Ｚに沿っ
て配置したラックに沿って摺動する。垂直部分は種々の
ワイヤ- 電極供給機構（プレート６０）を支持する。

【００３１】クロスビーム６とキャリジ７、８、１４、
１５は鋳鉄から作る。それらは半田付け鋼、鋳鉄、セラ
ミック等の他の既知の材料で作ることができる。２つの
グラナイト（granite)柱１７、２１は６個の素子３４の
助けによって、側面３の上面に固定され、それらは肩
４、５の下にある。それらはレールを取付けられ、既知
型式の締め付けシステム部材を支持するのに適する。こ
こでは溝付レール３５、３６が示される。透明な、可動
の保護壁４９が横で領域５０を閉鎖する。前記領域は桶
４５の底と機械加工ヘッド１８間に設定される。そこに
使用済ワイヤが積み上げられる。

【００３２】スプレイ液体はタンク４５に流入する。機
械ベースとフィルタ４４のバッテリの如き誘電性液体の
供給と再循環に必要な部品はこのタンク４５内に置かれ
る。これとパルス発生器と数値制御ユニットを含む電気
キャビネット４６は共通のパレット４７に固定される。
タンク４５はチャンバの側壁６１と後壁によって囲まれ
る。内部壁６２は機械加工スペースを電気キャビネット
４６と摺動ドア６３から分離する。これらはすべて屋根
６５によって囲まれる。前記屋根はキャビネット４６を
覆う。ヘッドを横切って、後者を摺動させる案内６４が
このタンク４５の縁に固定される。

【００３３】機械加工ヘッド１８、１９は加工片に関し
て各々他に対して独立して、どの位置にも適用する。40
0 mmの高さの加工片においてはワイヤを30°以上に傾斜
させることができる。下部機械加工ヘッドの横移動はベ
ースの側面１、３の内面によってのみ制限される。上部
機械加工ヘッド１９のそれはクロスビームの長さによっ
てのみ制限される。Ｙ１とＹ２に沿う機械加工ヘッド１
ａと１９の移動はそれらの厚さによってのみ制限され
る。上部ヘッド１９についてのそれはサドルスライドキ
ャリジ１６のそれによって制限される。２つの横方向の
移動システム７、８と１４、１５は極めて剛性であり、
精密な再現性のある切断を可能ならしめる。

【００３４】この例では、２つの横移動システム７、
８、１４、１５は同じである。ＸとＹに沿うそれらの移
動は400 mmと250 mmである。400 mmまでの高さ、長さ85
0 mm、500 mmの幅及び500 Kg以上の重量をもつ加工片を
機械加工することが可能である。

【００３５】この機械は実際に極めてコンパクトである
（3m2)。それは1.8 m ×1.6 m の床面積を覆うことがで
き、2.23 m 高さである。最後に、60mmの長さをもつ加
工片は直径が0.3 mmの積層ワイヤによって250 mm2/mm
の速度で機械加工することができる。

【００３６】図２は図１の機械の背面図であり、チャン
バの壁は、電気キャビネット４６の外側面を延長させる
ことを除いて、誘電性機械加工液体の供給及び再循環回
路素子の配置を示すために除外されている。この回路は
２つの溜部と、タンク４５をもち、タンクはスプレイ液
体を収集することによって汚れた液体のための溜部とし
て働く。前記液体は機械加工領域と、８個のバッテリに
よって囲まれた清浄な液体のための溜部５５から流出す
る。ポンプ４８は汚れた液体をパイプ（図示せず）内に
吸引し、フィルタ４４のバッテリを通して清浄な液体用
の溜部５５に送る。

【００３７】パイプ７０によって、ポンプ４９は清浄液
体を機械加工ヘッドへ再循環させる。補助ポンプ５８は
低圧射出のために、吸引のために、自動的ワイヤ通しの
ため、接点の湿潤化のため使用される。

【００３８】実際のスプレイ圧力と弁５９とソレノイド
弁６５の情報を供給して、この圧力を所望に応じて制御
しかつ変化させるために、圧力センサー（図示せず）を
備える。

【００３９】本発明は好適実施例につき説明したが、本
発明は上述した処に限定されることなく，本発明の範囲
内で種々の変更を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の機械主フレームの側面の１つと正面部
分の概略図である。

【図２】図１に示した機械の側面の１つと後部を示す図
である。

【符号の説明】

４、５ 肩 ７、８、１４、１５ キャリジ １０、１１ 凹所 １８ 機械加工ヘッド ３５、３６ レール ４４ フィルタ ４５ タンク ４８ ポンプ ５９ 弁 ６５ ソレノイド弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの機械ヘッドによって案内されるワ
   イヤ電極を備え、前記ヘッドから誘電性液体が機械加工
   領域に噴射され、更にフレームを備え、前記フレーム上
   に横スライドシステムが据え付けられ、各アームはワイ
   ヤと加工片間の相対的運動とワイヤの傾斜を制御するよ
   うに各々が機械加工ヘッドの１つを終端とする２つのア
   ームを作動させ、更に、機械加工ヘッドに誘電性液体を
   供給するため及び前記液体を前記ヘッドに再循環させる
   ための手段を備え、更に、数値制御ユニットと電気パル
   ス発生器を含む１つ以上の電気キャビネットを備えて成
   る静止加工片を電蝕によって切断する切断機械におい
   て、加工片を締め付けるシステムがワークテーブルとワ
   ークタンクを介在させずに、フレームスタンドに直接固
   定した柱に取付けられ、フレームスタンドが床と締め付
   けシステムで区画されるスペースへの自由なアクセスを
   可能にするように配置された垂直素子から作られ、液体
   密封性のチャンバが機械フレームの回りに配置され、汚
   物溜めとして知られるタンクを備え、前記タンクは使用
   済誘電性機械加工液体を収集するために使用され、使用
   済ワイヤはフレームスタンドの基部の前記素子の間又は
   その回りでこのチャンバの床上に置かれることを特徴と
   する切断機械。
2. 【請求項２】 機械加工ヘッドを終端とされるアームの
   通過を許すようにかつ横スライドシステムと前記システ
   ムを作動させる機械的装置を含むチャンバ部分から機械
   加工領域を絶縁させるように配置された壁を含むことを
   特徴とする請求項１に記載の機械。