JPS5848292B2 - ワイヤ−デンキヨクオシヨウスルデンキカコウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はワイヤー電極を所定の張力で巻き取り移動させ
ながら、これと被加工物間に通電して加工する装置の改
良に関する。

電極ワイヤーは通常線径が０．０５〜０．３朋φ程度の
細線を用い、これを撓み、横振れ等が生じないよう７０
０〜８００ｇ程度の張力をかけて一方から他方の巻き取
り移動させ、これに被加工体を対向させた間隙に水、油
等の加工液を供給するとともに通電して加工し、電極も
しくは被加工体に加工の進行に応じてワイヤーの移動方
向に対してほゾ直角平面の２次元加工送りを与えて加工
することにより諸種な形状の切断，抜き取等の加工をす
る。

このワイヤー電極加工によればワイヤー１本で諸種の形
状加工が容易にできる効果があるが、前記のようにワイ
ヤー電極には極く細線が使用ざれ、これに相当の張力が
かけられるからワイヤーが切れ易い欠点がある。

しかも無負荷時に比較して加工中は通電によるジュール
熱、放電等で加熱されたり局部的圧力が作用したりして
抗張力が低下するから更に糸刃れが生じ易い。

本発明はこのワイヤーの糸切れを防止するために提案さ
れたものである。

即ちワイヤーに所定の張力を作用すると張力に応じた伸
びを伴なうが、この伸びを検出し信号として張力制御を
行なうものである。

以下図面の一実椎例により本発明を説明すると、第１図
において、１はワイヤー電極でリール２から送り出され
途中複数のガイドローラ４を経て巻き取りリール３に巻
き取られる。

５はワイヤー１を巻き取り移動方向に駆動する駆動ロー
ラ、６がピンチローラ、７がその駆動モータ、８はワイ
ヤー電極１の送り出しリール２側に設けたブレーキロー
ラ、例えばマグネットブレーキが用いられ、９がビンチ
ローラ，１０がブレーキ励磁用コイル、１１は被加工体
で、ＮＣ信号、倣信号等によりＸ，Ｙの２次元の加工送
りの与えられるテーブル１２に固定して取付られ、ワイ
ヤー電極１と対向する加工間隙に端子Ｂに接続される加
工用電源から通電される。

１４は駆動ローラ５の回転をパルス信号に変換検出する
エンコーダ、１５はブレーキローラ８の回転をパルス信
号変換するエンコーダ、１６及ひ１７はエンコーダの出
力をデジタル検出するシュミット、１８はアツプダウン
カウンタで、シュミット１６からの信号によりアップカ
ウントし、他のシュミット１７からの信号でダウンカウ
ントする。

１９は発振器で、一定周波のクロックパルスをゲ゛一ト
回路２０を通してパルスモータ７を駆動制御する。

２１は加工間隙の状態を、例えば間隙の平均電圧で検出
判別する判別装置で、この判別出力と前記カウンタ１８
の出力のアンドゲート２２出力でゲート回路２０のオン
・オフ制御を行って駆動モータ７の制御を行なう。

２３はノットゲートである〇 第２図はブレーキローラ８の具体的構造を示すもので、
ブレーキローラ軸に直結する円板２４にマグネット２５
を対向せしめ、このマグネットコイル１０を一定励磁す
ることにより円板に誘起する渦電流で電磁力を作用して
ブレーキ作動を行なわせしめる。

加工は移動するワイヤー電極１に加工テーブル１２に取
付けた被加工体１１を対向した間隙に端子１３より加工
パルスを通電して放電または電解作用により加工するが
このときテーブル１２のＸ，Ｙ軸送りモータに加工送り
信号を加えて制御することにより目的とする形状加工を
行なう。

加工中ワイヤー電極１はリール２より送られ、他のりー
ル３に巻き取り移動し、駆動ローラ５の巻き取り力とブ
レーキローラ８のブレーキ作用によって所定の張力を与
え、この状態で被加工体１１の対向部分を通過すること
によりワイヤーの撓み、横振れ振動を防止して精密加工
を行なうようにする。

このワイヤー張力はモータ７による駆動ローラ５の回転
数制御とブレーキローラ８の制動力制御によって任意に
調整され、励磁コイル１０によるブレーキカを強くして
も、また発振器１９の周波数を上げてモータ７によるロ
ーラ５の回転数を増大しても張力は高められる。

また反対に励磁コイル１０の励磁を弱み、発振器１９の
発振周波数を下げてローラ５回転速度を低下させれば張
力は弱まり、この制御を一定にすれば張力一定に保持す
ることができる。

ワイヤー電極１には通常０．０５〜０．３朋φ程度の線
径のＣｕ，Ｗ，Ｃｏ，Ｍｎ等のワイヤーを用いるが、例
えば０，２朋φＣｕワイヤーを用いると、１．２ｍの長
さに対して７００ｇの張力を作用すると約２．４ｍｍの
伸びが生ずる。

このワイヤーの伸びは張力を増大すれば比例的に増大し
、ついには切断するに至るが、これはまた電流が通電さ
れない無負荷中と通電したときでは相違し、通電々流に
よっても比例増大する。

第３図は前記０．２ｍｍφのＣｕワイヤーを用いて１０
７ｎｍ厚さの８５５Ｃ材を加工したとき、始めに張力７
５０ｇを加えて長さ１ｍにつき３．５間の伸びを示し、
電流変化に対してもこの伸びが一定になるよう張力制御
をしたときの実験グラフである。

即ちこれは伸ひが一定になる値の張力がかかるよう制御
し、通電が行なわれないときは抗張力が約３ ３ ｋ！
９７ｍｌｔあったものが、平均加工電流３Ａで約２０ｋ
ｇ／ｍｒｌｔ迄低下してしまうことがわかり、抗張力が
１５〜１６ｋｇ／一程度になったとき切断されてしまう
ことがわかる。

したがって張力を一定に保って加工するとき、ワイヤー
の伸びによって、この伸びを検出信号として張力制御を
することがワイヤーの切断を防止するために必要である
。

張力を一定に維持したとき駆動ローラ５の回転数とブレ
ーキローラ８の回転数の差はワイヤーの伸ひに相当する
わけで、エンコーダ１４の検出信号をシュミット１６を
通してカウンタ１８に加え、またエンコーダ１５の信号
をシュミット１７を通してカウンタ１８に加え、アップ
ダウンカウントすることにより伸びに比例したカウンタ
出力を生ずる。

カウンタ１８はカウント数が低い間は出力は”０″で、
これが途中ノット２３反転して信号１１″をアンドゲー
ム２２に加え、ゲート２０をオンしているから発振器１
９のクロツクパルスがモータ７に７７ｌ］わって一定速
度で回転駆動しているから、一定ブレーキ８との間に一
定張力を与えているが、カウンタ１８はカウント数がプ
リセット値までカウンタアップすると信号６１″を出力
するようにプリセットしてあり、したがってワイヤーの
伸びが一定値を越えるとカウンタ１８から信号″′１”
が出力し、これがノット２３で反転してアンドゲート２
２に信号″Ｏ”が加わり、アンド出力″０′′となって
ゲ゛ート２０がオフし駆動モータ７を停止させる。

この瞬間的モータ７の停止により張力が低下すれば伸び
も減少し、カウンタ１８出力はｎ Ｏ ｎになりアンド
ゲート２２に信号Ｎ Ｉ １１を加えるからゲート２０
はオンして再びモータ７駆動が開始する。

そこでカウンター８のプリセット値をワイヤー電極１の
材質、線径、ガイド間隙等の各種条件に応じて伸び量が
切断する手前のある予裕をもった値に設定することによ
り、その設定値を越えると瞬間的に張力を低減制御する
からワイヤーの切れを防止して安定加工を続けることが
できる。

即ち例えば、０．２ｍｗφＣｕワイヤーで、移動速度１
２ｍｌｍｍ，張力７００ｇ、１パルス３００μｓのモー
タ制御の場合、約０． ７ ８ ＠ｓｅ■応速で張力制
御ができ、またエンコーダによる伸ひの検出精度は約±
０．０５ｍｍの精度で検出でき、伸ひが１ 設定値を越えたとき張力を１に弱めるよう制御したとき
ワイヤーの切断は完全に防止できた。

一般に３〜５ ｍｓｅ（ｌ下の応答速度をもたせること
によりワイヤー切断は防止できる。

なお加工中、張力は被加工物の厚さ，通電により約６６
５ｇ〜７１６ｇの間を変化するが、この断続的変動に対
しては制御せず、連続したワイヤの伸びがあったときを
判別して制御することにより安定加工ができる。

そしてまた第３図実施例のようにワイヤーの伸びが一定
でも加工電流により抗張力が低下するから電流がある一
定値以上に増大したときはワイヤーの伸びになって現わ
れる前に迅速な張力制御が必要であるが、これは判別装
置２１で検出される。

即ち判別装置２１は間隙電圧を判別し何らかの原因で電
流が異常に増大するとき間隙電圧は低下するから、これ
を判別検出する。

通常正常加工中は出力信号”１″としてアンドゲート２
２に加えているが、前記異常状態を判別すると信号ＩＩ
０ １１を出力するからアンドゲ゛一ト２２出力は゛
Ｏ″になり、直ちにゲート２０をオフして駆動モータ７
を停止せしめる。

このようにしてワイヤーの伸ひと加工間隙の状態（電流
，電圧等の変化）を検出判別しながら加工をし、両信号
のアンド結合により異常が設定値を越えたとき、張力制
御を行なうことによってワイヤーの切れを完全に防止し
て加工できる。

勿論ワイヤー電極の伸びをアナログ検出し、これを信号
として張力をアナログ的に制御することもでき、また間
隙状態をアナログ検出して張力のアナログ制御を行なう
こともできる。

第４図において、２６は加工電流をアナログ検出する装
置で、この検出信号電圧を規準値２７と比較した差電圧
によって張力制御の駆動モータ（ＤＣモータ）２８をア
ナログ制御する。

勿論張力制御にはワイヤー電極の送り出し側ブレーキを
制御してもよいわけである。

なお、以上の実施例は張力変更制御装置、ワイヤー伸び
検出装置、間隙加工状態の検出判別装置等一例について
説明したが、通常利用する他の装置が利用できることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実捲例構成図、第２図はその一部の
詳細図、第３図は本発明を説明するための一実験例特性
図、第４図は本発明の他の実施例の一部構成図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動するワイヤー電極が被加工体に徴小間隙で対向
   した間隙に通電して加工するものにおいて、前記ワイヤ
   ー電極の張力を制御する張力制御装置と、ワイヤー電極
   の伸びを検出する装置を設け、該検出装置による信号に
   より前記ワイヤー電極の伸びが一定値以下になるように
   前記張力制御装置を制御するようにしたことを特徴とす
   るワイヤー電極を使用する電気加工装置。 ２ 移動するワイヤー電極が被加工体に微小間隙で対向
   した間隙に通電して加工するものにおいて、前記ワイヤ
   ー電極の張力を制御する装置と、ワイヤー電極の伸びを
   検出する装置及び加工間隙の電圧、電流、またはインピ
   ーダンスを信号としてワイヤー電極の通電状態を検出す
   る装置を設け、該両検出装置による信号により前記ワイ
   ヤー電極の伸びが一定値以下になるように前記張力制御
   装置を制御するようにしたことを特徴とするワイヤー電
   極を使用する電気７Ｊ［ｌ工装置。