JPH0673775B2 - ワイヤ放電加工装置のワイヤ電極供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ワイヤ放電加工装置のワイヤ電極供給装置
の改善に関するものである。

〔従来の技術〕 ワイヤ放電加工装置は、被加工物に対しワイヤ電極を微
少間隙を介して対向させ、被加工物と連続的に自動供給
されるワイヤ電極との間にパルス性の放電を繰り返し発
生させ、この時の放電エネルギーにより被加工物を切断
加工するものである。第３図は例えば特開昭60−80528
号公報に示された従来のワイヤ放電加工装置におけるワ
イヤ電極の自動供給機構を示す構成図であり、図におい
て、（10）は被加工物で、水平面内で移動自在なXYクロ
ステーブル（図示せず）上に載置されている。（12a）
および（12b）は被加工物（10）の表面に予め穿設され
ている切断加工開始孔である。（14）はワイヤ電極供給
装置を支持しているガイドで、ワイヤカット放電加工装
置の本体（図示せず）にＺ軸方向、すなわち垂直方向に
移動可能な軸に固着されている。（16）は移動機構（1
7）の一部を構成するスライダーで、上記ガイド（14）
に沿って上下に自在に摺動できるように設けられてい
る。スライダー（16）には駆動ネジ（18）が螺挿され、
また駆動ネジ（18）の上端部は、ガイド（14）上部に固
着された駆動モーター（20）に連結され、駆動ネジ（1
8）および駆動モーター（20）によりスライダー（16）
がガイド（14）に沿って自動的に摺動する。スライダー
（16）上にはローラー機構（22）が設けられている。ロ
ーラー機構（22）は一対のワイヤ電極送給プーリー（2
4）およびクランププーリー（26）から成り、ワイヤ送
給プーリー（24）の回転軸は、スライダー（16）に固着
されたワイヤ電極送給モーター（28）に連結され、ま
た、ワイヤ電極送給プーリー（24）には逆転防止機構
（29）が付設されている。更にクランププーリー（26）
は、ピン（30）を介してスライダー（16）に回動自在に
固設されたリンク（32）先端部に回転自在軸承され、リ
ンク（32）後端はコイルバネ（34）を介しスライダー
（16）に結合されており、上記コイルバネ（34）の弾発
力により、リンク（32）先端のクランププーリー（26）
はワイヤ電極送給プーリー（24）の周縁部に常に圧接さ
れている。（36）はワイヤ電極（38）をその内部に挿通
し、支持することができるパイプガイド（例えば外径２
〜3mmのパイプ）で、その上端部が取付具（40）を介し
て移動機構（17）を構成するスライダー（16）に固着さ
れている。パイプガイド（36）の下端部内にはワイヤ電
極（38）を摺動自在に支持する電源ガイドが嵌着されて
いる。また、パイプガイド（36）と被加工物（10）の間
には所定の電圧（90）が印加されていて、パイプガイド
（36）と被加工物（10）が接触した場合、検出器（91）
より信号が出力され、この信号により駆動モーター（2
0）が停止すると共に、ワイヤ電極送給モーター（28）
が駆動し、ワイヤ電極（38）がパイプガイド（36）より
くり出される。ガイド（14）下端部には、パイプガイド
（36）を所定位置に支持固定することができるクランプ
機構（42）が設けられている。クランプ機構（42）は、
ガイド（42）下部に固設したＶ溝が刻切されたクランプ
板（44a），およびガイド（14）に固設されたソレノイ
ド（46）に連結されたクランプ板（44b）とから成り、
ソレノイド（46）を作動させると一方のクランプ板（44
b）が他方のクランプ板（44a）から離れてクランプ状態
が解放され、またソレノイド（46）を復帰させるとソレ
ノイド（46）とクランプ板（44b）との間に挾持された
コイルスプリング（48）の弾発力により一方のクランプ
板（44b）が他方のクランプ板（44a）に接近してクラン
プ状態を保持する。

（50）はワイヤ電極（38）を所定位置で切断し、ワイヤ
電極（38）の切断残部を排除する切断機構であり、（5
2）はその本体のアームで、アーム（52）は、ガイド（1
4）側壁面に固設された駆動モーター（54）によって、
水平面内で回動できるように駆動モーター（54）の回転
軸に固着されている。アーム（52）内側には、アーム
（52）に沿って摺動自在なロッド（56）が設けられ、同
じくアーム（52）に固設されたソレノイド（58）および
ピン（60）を介して回動自在に固設されたリンク（62）
によりソレノイド（58）を作動させると、リンク（62）
を介してロッド（56）がアーム（52）の先端方向へと移
動する。また、ロッド（56）後端部とアーム（52）側壁
面との間にはコイルスプリング（64）が張設され、ソレ
ノイド（58）を開放するとコイルスプリング（64）の復
元力によりロッド（56）がアーム（52）後方へと摺動復
帰する。ロッド（56）先端面には刃物（66）およびクラ
ンプピン（68）が固設され、ロッド（56）をアーム（5
2）先端方向に移動させて、ロッド（56）先端面とアー
ム（52）内側壁面との間に挿通したワイヤ電極（38）
を、クランプピン（68）で固定すると共に、刃物（66）
で切断できる。なお、クランプピン（68）とロッド（5
6）先端面との間にはコイルスプリング（70）が挾持さ
れ、クランプピン（68）に所定の弾発力を与えている。
（72）は被加工物（10）を介在させて上述パイプガイド
（36）中の電極ガイドと対向させた位置に設けられた下
部電極ガイドで、その内部にワイヤ電極（38）を摺動自
在に挿通し、ワイヤ電極（38）を定位置に支持する。下
部電極ガイド（74）の下方には、被加工物（10）を貫通
させるようにして供給したワイヤ電極（38）の先端部を
巻き取ると共に、断線したワイヤ電極（38）の残部をも
巻き取り被加工物（10）中より排除する巻取り機構（7
4）が設けられている。この巻き取り機構（74）の入口
と下部電極ガイド（72）との間にはワイヤ電極（38）に
給電するための給電子（100）が設けられ被加工物（1
0）と給電子（100）は加工電源（101）に接続されてい
る。巻取り機構（74）の一部は３個のローラー（76
a），（76b）および（76c）から成り、（76a）および
（76c）間にはベルト（76d）が取りつけられ、ベルト
（76d）を介して３個のローラーは互いにその周縁部を
圧接させるようにして設けられていると共に、一方のロ
ーラー（76d）の回転軸は巻取りモーター（78）にロー
ラー（79a），（79b）およびベルト（79c）を介して結
合され、かつ別の巻き取りローラー（79d）と連結さ
れ、（79d）にはローラー（79e）が圧接されるように設
けられ、各々の巻取部間に案内パイプ（79f）が設けら
れている。また、ローラー（79e）とパイプガイド（3
6）上のワイヤ電極（38）との間に電圧（93）が印加さ
れ、導通すれば検出器（92）から信号が出力される。ま
たガイド（14）上方には、ワイヤ電極（38）のたるみを
防止し、常に加工に必要な所定の張力をワイヤ電極（3
8）に与えるためのテンション機構（80）が設けられて
いる。テンション機構（80）はワイヤ電極（38）を巻き
付けたボビン（82）と、ワイヤ電極（38）がボビンより
はずれないようワイヤ電極（38）の送給方向と逆方向に
回転するトルクモーター（84）とから成り、トルクモー
ター（84）によりボビン（82）に常にワイヤ電極（38）
の送給方向に対して一定の反発力を与えている。

第４図は上述のワイヤ電極供給装置を用いてワイヤ電極
をパイプガイドと共に、被加工物中を貫通させるように
して供給する場合の拡大断面図であり、第５図はパイプ
ガイドが被加工物に接触してワイヤ電極を供給する場合
の拡大断面図である。第３図と同一部材には同一符号を
付して説明を省略する。（94）はパイプガイド（36）内
先端部に嵌着された電極ガイドで、ダイヤモンドで成形
されたダイス状ガイド（95）焼結金属体（96）を介して
パイプガイド（36）中に嵌着された構造となっている。
また、同じく被加工物（10）下方にある下部電極ガイド
（72）も、ダイヤモンド製のダイス状ガイド（97）が焼
結金属体（98）に固定支持され、ダイス状ガイド（97）
にいたるテーパー状のワイヤ導入部（99）の入口は、パ
イプガイド（36）の外径より大きな径にされた構造を成
している。また、下部電極ガイド（72）中心と巻き取り
機構の入口、即ちローラー（76b）とベルト（76d）の接
合面はほぼ同軸上に位置し、給電子（100）の内面でワ
イヤ電極（38）に接する面（100a）は前記軸芯よりずれ
るよう（例えば0.5〜3mm程度）固定し、且つ下部電極ガ
イド（72）の出口の径より大きい径のテーパー状導入部
（100b）を有する構造を成している。

以上のような構成により、被加工物（10）表面上の切断
加工開始孔（12a）および（12b）にワイヤ電極（38）を
自動供給しようとする場合には、切断加工開始孔の一
つ、例えば（12a）と同軸上にパイプガイド（36）を被
加工物（10）に対して相対的に移動させ、ソレノイド
（46）を作動させてクランプ機構（42）を開放してパイ
プガイド（36）を解放状態にし、駆動モーター（20）を
作動させてスライダー（16）をガイド（14）上方に移動
させてパイプガイド（36）をガイド最上部まで移動させ
た後、スライダー（16）のローラー機構（22）を作動さ
せてワイヤ電極（38）の先端がパイプガイド（36）下端
部から適当量延出するまでワイヤ電極（38）をパイプガ
イド（36）中に送給する。次に、切断機構（50）の駆動
モーター（54）を作動させてアーム（52）をワイヤ電極
（38）方向に180゜回転させた後、ソレノイド（58）を
作動させてロッド（56）先端の刃物（66）にてワイヤ電
極（38）をパイプガイド（36）下端部より所定量（例え
ば３〜10mm程度）の長さを残して切断し、切断残部のワ
イヤ電極（38）をロッド（56）先端のクランプピン（6
8）によりクランプしたままの状態で、駆動モーター（5
4）を作動させて再びアーム（52）を元の位置まで戻し
た後、クランプピン（68）のクランプ状態を開放してワ
イヤ電極（38）の残部を排除する。次に、ガイド（14）
上部の駆動モーター（20）を作動させて、スライダー
（16）をガイド（14）に沿って降下し、スライダー（1
6）に固設したパイプガイド（36）を被加工物（10）の
切断加工開始孔（12a）がパイプガイド（36）の外径よ
り大きい場合は、貫通させて被加工物（10）下方の電極
ガイド（72）の手前まで降下させる。また切断加工開始
孔（12a）がパイプガイド（36）の外径より小さい場合
は被加工物（10）に接触し、検出器（91）が動作するま
で降下させる。以上のような動作を行なった後の状態
は、第４図および第５図に示されている。この様な状態
とした後、スライダー（16）上のローラー機構（22）を
動作させて再びワイヤ電極（38）をパイプガイド（36）
内に送給し、電極ガイド（92）および下部電極ガイド
（72）内を貫通し、給電子（100）のテーパ状導入部（1
00b）に案内されつつワイヤ電極（38）の先端部は巻取
り機構（74）に至り、この巻取り機構（74）により巻取
られる。ワイヤ電極（38）がローラー（79d），（79e）
に到達した時、検出器（92）が動作し、ローラー機構
（22）の作動を停止し、巻取り機構（74）をも停止する
と共に、駆動モーター（20）を動作させてスライダー
（16）をガイド（14）に沿って上昇させ、パイプガイド
（36）を被加工物（10）中を貫通している場合は抜き取
り、被加工物（10）に接触している場合は接触が解除さ
れる。

しかる後、所定位置でソレノイド（46）を復帰させて、
パイプガイド（36）の下端部をガイド（14）下部のクラ
ンプ機構（42）によりガイド（14）に固定する。この様
にして、被加工物（10）中の切断加工開始孔（12a）に
ワイヤ電極（38）を被加工物（10）を貫通させるように
して、自動供給することでワイヤ電極（38）に確実に給
電できる状態が可能となる。

次に、放電切断加工中に異常事態が発生してワイヤ電極
が断線した場合に、ワイヤ電極を再度自動供給する場合
について説明する。ワイヤ電極（38）が断線すると、ス
ライダー（16）上のローラー機構（22）は逆転防止機構
（29）を備えているためガイド（14）上方のテンション
機構（80）によりワイヤ電極（38）がパイプガイド（3
6）中より抜け出ず、ローラー機構（22）によりクラン
プされたままの状態を保持する。それ故、ワイヤ電極
（38）はボビン（82）からパイプガイド（36）間は停止
状態となり、回転検出器（86）の回転が停止し、ワイヤ
電極（38）が加工中に断線したことを判定する。この
時、ガイド（14）下端部のクランプ機構（42）を開放し
てパイプガイド（36）を開放状態とし、駆動モーター
（20）を回転させてパイプガイド（36）をガイド（14）
最上部まで上昇すると共に、断線したワイヤ電極（38）
の残部を巻取り機構（74）を作動させて、被加工物（1
0）中より巻取り排除する。次に、被加工物（10）に対
してパイプガイド（36）を相対的に移動させて、被加工
物（10）の切断加工開始孔（12a）と同軸上に来るよう
にし、以後前述した切断加工開始孔（12a）にワイヤ電
極（38）を供給する方法に従ってワイヤ電極供給装置を
動作させて、ワイヤ電極（38）を被加工物（10）中を貫
通させるようにして自動供給する。その後、ワイヤ電極
（38）が断線した位置まで被加工物（10）に対してワイ
ヤ電極（39）を既切断加工工程に倣って放電させずに移
動し、断線個所まで達した後、再び放電切断加工を開始
する。なお、被加工物（10）に対するワイヤ電極（38）
の上記相対移動は、全てワイヤカット放電加工装置に設
けたCNC装置（図示せず）を用いて自動的に行われてい
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のワイヤ電極供給装置は以上
のように構成されているので、給電子（100）を経由し
て送給されたワイヤ電極（38）を巻き取る際、巻取り機
構（74）を構成するローラー（76b）とベルト（76d）の
間に隙間が形成されていると、ワイヤ電極（38）が巻き
取れないという問題点があった。これは、ローラ（76
b）取付位置の不良、ベルト（76d）の伸びやたわみ又は
加工スラッジのかみ込み等、更には構造の複雑さに起因
するものである。したがって、これらの要因を解決する
ためには、巻取り機構（74）の調整・保守を常に行うこ
とが必要で、この場合、装置の無人化が不可能となる。
また、例えば直径が0.1mm以下の細いワイヤ電極（38）
の場合には、電極自身の剛性が小さいため、ローラ（76
b）やその他の部分にからみついたり、案内パイプ（79
f）内で座屈してしまうなどの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、簡単な構造で、かつ、細線のワイヤ電極でも
確実に送給することが可能なワイヤ放電加工装置のワイ
ヤ電極供給装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るワイヤ放電加工装置のワイヤ電極供給装
置は、被加工物を貫通して送給されるワイヤ電極を支持
する下部ワイヤガイド部の下方に位置し、下部ワイヤガ
イド部を通じて供給されるワイヤ電極を流体の供給によ
り吸引するアスピレータと、このアスピレータの下方に
位置し、吸引されたワイヤ電極と供給された流体を方向
変換する方向変換手段と、方向変換されたワイヤ電極と
流体を、ワイヤ電極を巻き取り回収する機構に導く案内
パイプとを備えたものである。

〔作用〕

この発明においては、ワイヤ電極送り機構により、流体
を供給することで負圧を発生させ、被加工物を貫通して
送給されたワイヤ電極を吸引して流体と同時に方向転換
するとともに、案内パイプにより方向転換されたワイヤ
電極と流体をワイヤ電極の巻取り機構に搬送して回収す
る。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はワイヤ電極供給装置のワイヤ電極巻き取り部を示す
構成図であり、図示されていない他の部分は第３図に示
す従来装置と同一構成のため説明を省略する。第１図に
おいて、（110）は給電子（100）を経由して送給された
ワイヤ電極（38）の先端部を吸引するアスピレータ、
（111）はワイヤ電極（38）の吸引・搬送源となる圧縮
空気、（111a）は圧縮空気（111）の供給口、（111b）
は圧縮空気（111）の排出口、（112）は供給された圧縮
空気（111）とワイヤ電極（38）の方向を変えるＶ溝を
有したローラ、（113）は上記により密閉構成されたワ
イヤ電極送り機構であり、その詳細を第２図に示す。な
お、（114）はワイヤ電極送り機構（113）の排出口（11
1b）に固着され、圧縮空気（111）およびワイヤ電極（3
8）を巻取り機構（74）に導く案内パイプである。

次に動作について説明するか、ワイヤ電極（38）を被加
工物（10）の加工開始孔（12a）に挿入して給電子（10
0）まで送給する過程は、従来装置の動作と全く同じで
あるので説明は省略する。先ず、送給されたワイヤ電極
（38）の先端部が給電子（100）から出た時点で、ワイ
ヤ電極送り機構（113）の供給口（111a）から、図示し
ない手段によって圧縮空気（111）を供給する。する
と、第２図に示すＡ部が負圧となるため、アスピレータ
（110）の入口近くまで送られたワイヤ電極（38）が吸
引される。このとき、ワイヤ電極（38）の送給は続いて
いるので、ワイヤ電極（38）はＶ溝ローラ（112）によ
って方向を変えられ、やがて排出口（111b）へ搬送され
ると同時に、供給された圧縮空気（111）もＶ溝ローラ
（112）で方向を変えられ排出口へ向う。このまま、ワ
イヤ電極（38）の送給動作と圧縮空気（111）の供給を
続けることで、ワイヤ電極（38）は圧縮空気（111）の
粘性や圧力による搬送力で、案内パイプ（114）を経
て、巻取り機構（74）を構成するローラ（79d），（79
e）部へ搬送される。そして、ワイヤ電極（38）がロー
ラ（79d），（79e）に到達した時、検出器（92）が動作
し、ワイヤ電極（38）の送り出しと圧縮空気（111）の
供給が停止する。以後は従来と同様の動作にて、被加工
物（10）中の切断加工開始孔（12a）にワイヤ電極（3
8）が貫通された状態で自動供給され、加工開始の状態
が保持されることになる。なお、放電切断加工中に異常
事態が発生してワイヤ電極（38）が断線した場合に、ワ
イヤ電極（38）を再度自動供給する場合の動作について
も、従来と全く同様にして行われる。ところで、この発
明によるＶ溝ローラ（112）は、圧縮空気（111）やワイ
ヤ電極（38）の方向を変換するものであって、ローラ
（112）回転によってワイヤ電極（38）を送り出すもの
ではないので、自身の出力で回転する必要はないが、圧
縮空気（111）の粘性により回転することもある。以上
のようにこの発明においては、ワイヤ電極（38）の線径
が小さく、剛性がないもの程小さな力で吸引，搬送がな
され、しかも、案内パイプ（114）内壁には流体（圧縮
空気）による膜が形成されるためワイヤ電極（38）の座
屈も発生することがない。したがって、小径のワイヤ電
極（38）の場合でも確実な自動供給が可能になるのであ
る。更に、圧縮空気（111）が案内パイプ（114）からロ
ーラ（79d），（79e）に勢いよく吹き付けられることに
よって、加工スラッジ又は汚れが洗浄されるので保守等
の面でも有利である。なお、上記実施例ではワイヤ電極
（38）の吸引源として、圧縮空気（111）を用いるもの
としたが、例えば加工液である水又は他の流体を用いて
もよく上記実施例と同様の効果を奏する。また、上記実
施例ではワイヤ電極の自動供給装置について述べたが、
給電子（100）まで手動でワイヤ電極（38）を通し、そ
の後この発明による装置を用いて供給すれば、自動供給
装置を持たない、いわゆる半自動又は手動のワイヤ放電
加工装置にも適用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、送給されたワイヤ電極
を、被加工物を貫通して送給されるワイヤ電極を支持す
る下部ワイヤガイド部の下方に位置し、下部ワイヤガイ
ド部を通じて供給されるワイヤ電極を流体の供給により
吸引するアスピレータと、このアスピレータの下方に位
置し、吸引されたワイヤ電極と供給された流体を方向変
換する方向変換手段と、方向変換されたワイヤ電極と流
体を、ワイヤ電極を巻き取り回収する機構に導く案内パ
イプとを備えた構成としたので、簡単な構造で、しかも
細線のワイヤ電極の供給動作が安定、かつ確実に行なう
ことができるワイヤ放電加工装置のワイヤ電極供給装置
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるワイヤ放電加工装置
のワイヤ電極供給装置を示す部分構成図、第２図はこの
発明による装置の要部拡大図、第３図は従来装置の構成
図、第４図および第５図は従来装置の要部拡大図であ
る。 図において、（10）は被加工物、（38）はワイヤ電極、
（110）はアスピレータ、（111）は圧縮空気、（112）
はＶ溝ローラ、（113）はワイヤ電極送り機構、（114）
は案内パイプである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

フロントページの続き (72)発明者 鈴木 俊雄 愛知県名古屋市東区矢田南５丁目１番14号 三菱電機株式会社名古屋製作所内 (56)参考文献 特公 昭62−19343（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭58−33056（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被加工物を貫通して送給されるワイヤ電極
   を支持する下部ワイヤガイド部の下方に位置し、下部ワ
   イヤガイド部を通じて供給されるワイヤ電極を流体の供
   給により吸引するアスピレータと、このアスピレータの
   下方に位置し、吸引されたワイヤ電極と供給された流体
   を方向変換する方向変換手段と、方向変換されたワイヤ
   電極と流体を、ワイヤ電極を巻き取り回収する機構に導
   く案内パイプとを備えたワイヤ放電加工装置のワイヤ電
   極供給装置。