JPS6067030A - ワイヤカツト放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明にワイヤカット放電加工装置に関する。

本発明は特に平行に設置した電線に電流を流した際に夫
々の電線ヲ流れる電流の方向によって平行な電線が互い
に反発したり、吸引したりする。いわゆるフレミング法
則を利用して、被〃ロエ体に供給した励磁電流とワイヤ
電極と被加工体とに流れる力ｎ工のための放電電流とに
よジ生ずる電磁力が、互いに吸引し合うようにしてワイ
ヤ電極に核力ロエ体に接近する力を与えることによって
、放電加工の際に被加工体から離れる方向に撓むワイヤ
電極の撓みを折消して真直にさせることにより、加工精
度を向上させることを目的としたものでおる。

ワイヤ電極を使用したワイヤカット放電加工装置では、
通常ワイヤ′電極を一方の貯蔵リールから引き出し、一
対の位置決めガイド金有する加工部を経て他方のリール
に所定の張力を付与できるように引張！ｌｌながら巻＠
取り、この一対の位置決めガイド間に於てワイヤ電極の
軸心方間に更新移動するワイヤ電極の軸心に対してほぼ
直角方向から被加工体全対向させて放電加工間隙全形成
させ、この間隙に水、油等の加工液を供給するとともに
ｒＮＦ歇的な電圧パルスを繰り返し供給して放′１↓Ｌ
　パルス全発生させ、この放電を繰り返すことによＶ被
加工体全加工するが、このときワイヤ電極もしくは被加
工体に前記直角方向の平面上において相対的に所定輪郭
形状等の加工送り葡与えることによって諸種の形状の切
断、抜き取り〃１１工ができるものである。

しかしながらこのワイヤカット放′成刀１ノエでは〃１
ノ］二中、放電時に生ずる放電圧力によってワイヤ電極
はたわみを生じ、いわゆる弓なりに電イ返が曲って加工
が進行するようになる。　特に加工の送り方向が変わる
部分の前後に於て、この弓なりの’ｔＪＬ極曲りによっ
て直接加ニオ青度が級化することＶＣｈる。

い１一対の位置決めガイドの距離、いわゆるワイヤ電極
のスパン’ｊｉ＝１０ｃｒｎとして該スパンの中央部に
放電圧力２Ｏｆ　がガロわるとしてワイヤ電イ８００　
Ｈの張力金加えて放電加工をしｆｃ場合にはその中央部
に於てワイヤ電極の軸心はそのあるべき位置から約０．
６２ｍｍも撓むようになジ、刀目工精度上悪い結果を示
すことになる。

この角部の加工精度が低下する欠点を除き、前記目的を
達成する本発明全例示した図にもとづいて説明する。

本発明金偏えたワイヤカット放電加工装置の実施例の概
略を第１図で示すと、ベット１に設けたコシム２から上
アーム５とアーム４とが側方のテーブル側へ出ている。

　この上アーム５の先端部雫 には上下移動することができるヘッド５會支持し△ ていてこのヘッド５の下部にはガイドホルダ６を図示し
ていない数値制御装置で水平面上を互いに直角なＸＹ方
回に＃動することができるように支持している。　ワイ
ヤ電極７の貯蔵ドラム８に巻回せるワイヤ電極７を数多
くのカイトローラ９゜１０を介在し、又ワイヤ電極送り
駆動に対してはブレーキ制御を与えてワイヤ電極７に所
定の張力を付与するピンチローラ１１　とブレーキロー
ラ１２に挾まれた部分と、該部分音へてカロエ部位置決
め用の一方の鉛源やダイス型等の位置決めガイド１５を
へて被加工体１４と対向せしめられる。　この被加工体
１４はテーブル１５ＶＣＩ！Ｉ足した台１６にクランプ
プレート１７により固定されている。

そしてこのテーブル１５はベット１に支持されていて、
図示していない数値制御装置によって水平面を互いに直
角なＸ、Ｙ方向に移動するようになっている。

ワイヤ電極７と被加工体１４間に後述するパルス電源２
９よりの刀ロエ電圧が印刀ｌ込れ、刀１１工′ｒｊ、１
Ｂの噴射のもとで刀ロエが行われる、　被加工体１４と
の間で放電加工作用に供さＩ）−ｆｃ、ワイヤ電極７ｔ
ユ他方の鉛源やダイス型等の位置決めカイト１９ど複数
のガイドローラ２０．２１とカイトローラ２０と２１　
との間に設けたワイヤ電極７の更新駆動用ピンチローラ
２２とキャプスタン２６に挾まれた部分をへて巻き取り
ドラム２４によジ回収されるのである。

しかしてワイヤ電極７は例えば約００５〜０．５　ｍｍ
φ程度の細線で、タングステノ：モリブデン、またはそ
れらの合金等の細線も使用されることがあるものの通常
は銅又は黄銅等の銅系合金線が慣用されており、また上
記タングステン線が使用される場合には約０．０５　ｍ
ｒｎφ前後のより細い細線である。

ワイヤ電極７による放！加工部を位置決めする位置決め
ガイド１５．１９間に於てワイヤ電極７は約数に／前後
又はそれ以下の張力の付与を必要とする。　該ワイヤ電
極７全通しての通電により抜刀ｌ工体１４との間で高周
波（数１０ＫＨｚ前後又はそれ以上の〕の間歇放電に曝
されているため、従来通常形のワイヤカット放電加工の
際にもワイヤ電極７は被加工体１４０部分の加工溝内に
於て、カロ工の進行方向と反対方向に、通常は加工溝の
後方方向に弧状に彎曲した状態で加工が進行しているも
のである。　この彎曲を少くするためにはワイヤ電極へ
の付与張力全増大すればよいのであるが、細いワイヤ電
極に強い張力を刃口えると切断してしまう。

即ち、ワイヤ電極７の切断防止のためＫは付与張力に限
界があり、またワイヤ電極７には付与張力又は力に応す
る伸びもあるところから、上記の如くワイヤ電極７が被
加工体１４０部分又はその加工溝内に於て成る程度弧状
になることは避けられないものであり、前記位置決めガ
イド１３．１９間の距離の増大に応じ弧状の曲率半径が
大きくなって、加工部の位置は位置決めガイド間の位置
からよジ大きく変位することになる。

第２図は本発明の実施例の要部を拡大したところの図で
あって、位置決めガイド１５．１９ｆ固着したケース５
０は図示していないが、上下方向と紙面に対して直角な
方向に夫々微細に移動して、ワイヤ電極７の位置を調整
することができる榴造になっていて、そのケース５０は
ボルト等でガイドホルダ６及び下アーム４に数句けられ
ている。

このケース５０に加工液１８を注入するキャップ３１を
着脱自在に取付け、その端部はケース５゜とともに、ノ
ズル５２を形成している。

このケース５０に必要に応じて絶縁材で作った支持部材
５３全固定し、同じく絶縁材で作った支持板３４全ネジ
等で支持部材５５に固定する。

この絶縁材等で作った支持部材５３と支持板３４との間
で、導電性の材料で作った歯車３５を回転自在に支持す
るようにしである。　この歯車５５に接点５６を取り付
けた板ばね５６Ａ　ｉねじ５７で数句け、接点３６の先
端部は被加工体１４０表裏面に弾力的に接するようｉＣ
なっている。　この接点３６を保持する板はね３６Ａ　
ｆ取付けた歯車５５は絶縁材等で作った歯車５８とがみ
合い、歯車５Ｂはガイドホルダ６及び下アーム４とに夫
々Ｉｉ！ｉ′Ｊ定したサーボモータ５９の軸に固定され
ている。

ガイドホルダ６及び下アーム４に取付けたブラケット４
２１７）フラシュ挿入孔４５には、プラシュ４４をスプ
リング４５０弾力に抗して挿入してろ夕、そのブランユ
４４の後端部に２つのナツト４６を互いに締め合って固
定する。　そしてプラシュ４４の先端部はスプリング４
Ｓの弾力で回動する歯車５５に常時当接するようになっ
ている。

第３図に示したように、被加工体１４の加工面又は加工
間隙面の断面輪郭線１４Ｂ　は、加工送りの向きに図示
の如く円弧凸状等となる傾向にある。

これはワイヤ電極７がパルス放電による圧力に加えてさ
らに流通介在する加工液の作用により加工間隙に発生す
る圧力に押されて彎曲した状態で更新送りされるからで
ある。

尚第３図で１４Ａ　は被加工体１４をワイヤ電極７で加
工し終った部分を示すもので一加工送り方向に対応する
抜刀ロエ体１４の加工溝の一方の切断面である。　１８
Ａ、１８Ｂ　は加工液１８がその噴出ノズル３２の開口
からワイヤ電！７Ｋ（−って同の影響を受けて、加工海
内で指向する噴流を示している。

一方、第４図ａのように２つの導線Ｊ、　、　Ｊ□を平
行に適宜の間隔に設け、いずれも上の＋側から下の一側
に向けて、つｔ′ジ同方向に’Ｅ流を流すと一第４図す
のように右ねじの法則により母方線模様が形成され、２
つの導Ｈ’＋　１　’２０間に引き合う電磁力Ｆが発生
し、従って導線ｆ、　、　ｆ２に拘束張力等が付与され
ていないと両者が互に接近するようになることは周知で
ある。

このような点全考慮して不発ＢＡに種々試作や実験を重
ねた結果、加工のための放電により被加工体１４とワイ
ヤ電極７に流れる放電加工電流に関連させて被加工体１
４に励磁電流を流し、前記放電加工電流と励磁電流とに
よってワイヤ電極７と被加工体１４との間に加工送り進
行方向の電磁吸引力を生ずるよってして第５図のような
ワイヤ電極７の加工済の加工溝後方側への撓み全矯正し
てガイド１５及び１９間の加工部のワイヤ電極７を真直
にしようとするものである。

尚、通電ピン２５．２６へは、切換スイッチ２７をの両
側のいずれか一方、又は両方から同時［電圧パルスを印
加するパルス源２９の負極と接続し、被加工体１４ｔご
；−１止極全接続することにょ９、被　１加工体１４と
ワイヤ電極７との間に放電を行わせるものでらる。　放
電接触場所或は放電点は一箇所に固定されずシこツイヤ
電極７の軸方向及びワイヤ電極７０周りの特に加工の進
行方向前方の約１２０度前後の成る角度の範囲内に於て
、経時的にランダムは移り変わりつつ発生するもので、
その際ワイヤ電４ｉ７の両通電ピン又はローラ２５．２
６をへる電流の流れ方は独々変化するもので、かがる点
を考慮し、スイッチ２７により、接点６６゜３６間に於
ける被加工体１４表裏方向の通電励磁電流の向き全、放
電発生点の、勉に被）Ａｊ工体板〃方同の位置等により
切換えるもので、カｌ工用のパルス電源の出力電圧パル
スと同期して高速で切換え全行なうように構成すること
ができる。

このように本発明では、被カＵ］一体１４１ｃ一対の接
点５６全介して直流電源４０より加工電流とは別の励磁
電流をワイヤ電極７に流れる力ｎ工のための放電電流と
平行に流すものであジ、又接点５６をへて被加工体１４
に加わる電圧極性をスイッチ４１で随時交互等に切換え
ることにより、被加工体１４中を流れる励磁電流により
ワイヤ電極７ＶＣ作用する電磁力の、ワイヤ電極７軸方
向又は被加工体１４板厚方向に於ける偏りをなくすよう
にしこの励磁電流は特に被加工体１４の一部、即ち加工
の進行方向の前方直前の部分に於てワイヤ電極７の軸と
平行に集中的に流すことによジ、ワイヤ電極７に流れる
放電電流との間に相引き合う力を生じ合せ、ワイヤ電極
７を加工の進行方向の前方に引張ってその撓みを小さく
することができる。

このように、ワイヤ電極７を貯蔵ドラム８より巻取ドラ
ム２４に向って走行せしめ、被加工体１４との間に微小
間隙を保たせておき、電圧パルスをパルス電源２９より
スイッチを介して通電ピン２５．２６のいずれか一方又
は両方に印加すると共に被加工体１４に両側から弾力的
に接する一対の接点７Ｉ６は５図示していない数値制御
装置によって制御回動するサーボモータ３９により、歯
車５８゜５５に介して回動され、被加工体１４と接する
位置が被加工体１４の予定されている加工線」ニ、即ち
加工の進行方向の前方直前の部分、又は所定角度内の前
記部分の近傍部分にあるように制御される。　そしてこ
の導電性の材料で作られた一対の歯車５５ＶＣは直流電
源４ｏの′電圧がスイッチ４１を介してその正負の極性
が互いに切換えられながら印加され、この印加された電
圧は歯車５５に取付けた接点３６を介して被〃■工体１
４に加えられ前記部分に於てワイヤ電極７と平行な励磁
電流が流れることになる。　そして、被加工体１４のｊ
ツ［望の位置に直流電源４０　、）：り励磁電流を集中
的に流すことにより、この被加工体１４中を流れる励磁
電流と、放電により被加工体１４よジ間隙金へてワイヤ
を極７に流れるパルス放１↓ｉ電流との間に第４図で説
明したような電磁力を生じきせることができ、との′￥
ｔＩ侭力は互いに引き合うもので、しかも抜刀ｎ正体１
４はワイヤ電極７に比して質量が大きく、しかも台１６
に固足しであるので、結局ワイヤ電極７が被加工体１４
の加工溝中に於て〃口工の進行方向に引きよせられるこ
とになり、前述の撓み全打消して真直に矯正することと
なる。

即ち、加工の進行方向に引で上せられれば、当該部分の
加工間隙が狭ば筐つ１加工が行なわれるからワイヤ電極
７に弓状の撓みが生ずる要因及び程度と、前記の電磁力
による矯正作用の程度とがほぼ平衡させることに、ｒ、
ジ目的を達することができる。

加工用パルス電源２９の一方の端子の負極は被加工体１
４０両側の通電ビン又はローラ２５，２６を介してワイ
ヤ電極７へ接続されているのが普通であって一図示実施
例の場合切換スイッチ２７金介して何れか一方の通電ビ
ン又にローラ２５又ハ２６に切換え接続されるように構
成されているのは、例えは励磁用直流電源４０が切換ス
イッチ４１全介することなく、接点５６．５６に接続き
れていて抜刀ｎ正体１４に常に上面から下面に向う励磁
電流が流れていたとした場合、加工間隙に放電点よりも
ワイヤ電極ン軸方向下方のワイヤ電極部分が前述の如く
電磁吸引力が発生作用するのに対し、前記放電点よジも
上方のワイヤ電極部分に対しては電母反発力が発生作用
している可能性があり、そしてこの状態はスイッチ２７
によって通電ビン又はローラ２５又は２６に切換えられ
るかスイッチ４１によって励磁電流の向きが被加工体１
４の下面から上面への向きへ切換えらｔＬｉ　（／ｌ限
り一定であって、前記放電点の位置がワイヤ１！極軸方
向。

即ち被加工体板厚方向に移動するに止するがらで切換ス
イッチ４１によってｔｉｒ足の周期１例えは約２ＫＨｚ
で励磁電流の同きが切換えられるものであれば、通電ビ
ン又はローラ２５及び２６間の切換えは必ずしも必要で
なく被加工体１４０両側からワイヤ電極７に通電する構
成であって良いが、よりランダムな吸引１反発の状態と
してワイヤ電極７の平均的な直線性をより確実に得るよ
うにするには、スイッチ２７とスイッチ４１　とによ＃
）、種々な異なる状態の切換え状態全ランダムに切換え
進行させるように構成しておくことが好筐しい。

上記の場合、図示実施例に於ては切換スイッチ２７及び
４１が機械的スイッチの如く示されているが前述の如く
数ＫＨｚ　またはそれ以上の高速で切換えたい場合には
、例えばトランジスタ等の電子スイッチ素子を用いる必
要があジ、またかかる高速の場合は勿論のこと秒オーダ
又はミリ秒オーダの低速で切換える場合の何れにしろそ
の切換えは、〃１１工月４パルス電漁２９からの供給電
圧パルスの休止時間又は休止期間中に同期させて行なう
ことが望ましく、電源２９は例えば、特公昭４４−１３
．１９６号公報記載の如き、加工用の高周波の電圧パル
ス列が比較的低周波で断続する頬のものが好１しく、捷
た励磁電源４０は直流ではなく、刀ロエ用パルス電源２
９の電圧パルスとほぼ同期するパルス電源どして、励磁
電流の損失？少なくすることが該電流による被加工体１
４の加熱を少なくすることができ、さらに電源４０が正
負等極性の異なるパルス電流全供給する電源であれば、
出力部の切換スイッチ４１を省略することができる。　
捷た励磁電流を抜刀ｎ正体１４に供給する一対の接点３
６．５６の位置は数値制御〃ロエ指令等によってモータ
ろ９が制御され、加工の進行万同前のほぼ直前の部分の
位置にあるように制御する場合につき、説明を加わえた
が、加工間隙は加工の進行方向に約１８０　度以内の範
囲で、王たる領域は５例えば７０度〜１２０　度の範囲
にわたって広がっているものであるから接点５乙の位置
も前述の角度範囲の領域を、例えば両端側では中火（加
工の進行方向直前の部分）領域よりも早い速度で動くよ
うに速度を制御した状態で、例えば数Ｈ２前後又はそれ
以下の周波数の往復移動金さゼつつ加工を行うようにす
る等の制御も有効である。

実験によれば、被加工体１４の厚でか’００１１１ｍの
もの全加工するに際して、ワイヤ電極７に平均加工電流
２２アンペア全流したときに、ワイヤ電極７０細心方向
と直角の方向に約１６ｐ　程度の圧力が発生し、それに
よって被ヵＵ工体１４の略中央部分におけるワイヤ電極
７の撓み量は０．２ｍｍとなった。

これに対して、被加工体１４に接点５６ｆｆ、介して平
均電流２０アンペアを、前記加工電流と同位相て流しな
がら１２０ｒｎｍ２／ｍｉ　ｎの加工速度で加工したと
きのワイヤ電極７の撓み量は、わずか００５ｍｍ程度と
なｐ、その撓み量全減少することができた。　しかも被
加工体１４にワイヤ電極７の捺みた減少させるための電
流を流すので、それによってワイヤ電極７が発熱するこ
とも無く、長時間にわた９、ワイヤを極７の撓みを修正
してワイヤカット放ＩＩ加工を続けることができた効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の概略構成図、第２図は本
発明の要部の拡大図、第５図、第４図ａ。 ｂは説明のための部分図である。 ７はワイヤ電極、１４は被加工体、１８は加工液。 ２５．２６は通電ビン、２７はスイッチ、２９はパルス
電源、３６は接点、４０　は直流電源、４１はスイッチ
、４４はプラシュ。 代理人　堀　江　秀　已゛′：１ 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　所定の間隔をおいて配置した一対の位置決めガ
   イド間にワイヤ電極をワイヤ電極の軸心方向に更新送り
   をして移動せしめつつ、前記ワイヤ電極の軸心方向と直
   角の方向から被加工体を微小間隙を介して相対向せしめ
   、該間隙に被加工体の一方又は両側に設けた加工液噴射
   ノズルから加工液全ワイヤ電極にそって前記間隙に噴射
   供給せしめつつ被加工体とワイヤ電極に電圧パルスを与
   え前記ワイヤ電極と被加工体との間に前記直角方向の平
   面上における相対的加工送り’（ｆ−与えるワイヤカッ
   ト放電加工機に於て、加工のための放電によりワイヤ′
   電極に流れる電流に関連して被加工体とワイヤ電極との
   間に互いに電磁吸引力を生ずるような加工電流とは別の
   励磁電流を被加工体に流す手段を設けたこと全特徴とす
   るワイヤカット放電加工装置。 （２ン　被加工体とワイヤ電極との間に互いｖｃ′ｆＨ
   ，磁鉄引力を生ずるような励磁電流を被加工体に流す手
   段が直流又はパルス電源と極性９Ｊ俟スイツチと全含む
   回路を接点を介して被加工体に回路接続するものである
   こと全特徴とする特許請求の範囲２８１項記載のワイヤ
   カット放電加工装置。 （３）　ワイヤ電極に電圧パルスを与えるのが加工電源
   用導電端子である通電ビンを〃ロエ間隙に対し両側に設
   け１両方又はいずれか−万の通電ビンＶこ電圧パルスを
   印刀口する通電切換え葡行うようにしたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のワイヤカット放電力■工
   装置。 （４）　加工電流とは別の励磁電流を被〃１１工体の板
   厚方向に流す手段が、被加工体の両側に設けられる一対
   通電接点でろって加工の進行方向の前方はぼｌｈ前の位
   置に接触通電する前記接点の制御回動保持手段を有する
   こと全特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤカ
   ット放電〃■工装置。