(57)【要約】【課題】加工に要する時間が短縮されたワイヤ放電加工機を実現する。【解決手段】ワイヤ放電加工機１は、ワーク１００が搭載されるワーク台２と、ワーク台２に搭載されたワーク１００を貫通する２本以上のワイヤ電極３と、を有し、２本以上のワイヤ電極３には、ワーク１００に対して互いに独立して移動可能な第１ワイヤ電極３ａおよび第２ワイヤ電極３ｂが含まれる。第１ワイヤ電極３ａは、ワーク１００上に設定された仮想の第１領域内において前後左右に移動可能であり、第２ワイヤ電極３ｂは、ワーク１００上に設定された第１領域とは重複しない仮想の第２領域内において前後左右に移動可能である。【選択図】図２
2020142315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極とワークとの間に生じる放電によって前記ワークを加工するワイヤ放電加工機であって、
前記ワークが搭載されるワーク台と、
前記ワーク台に搭載された前記ワークを貫通する２本以上の前記ワイヤ電極と、を有し、
前記２本以上のワイヤ電極には、前記ワークに対して互いに独立して移動可能な第１ワイヤ電極および第２ワイヤ電極が含まれ、
前記第１ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の第１領域内において前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能であり、
前記第２ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の領域であって前記第１領域とは重複しない第２領域内において、前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である、
ワイヤ放電加工機。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤ放電加工機において、
前記２本以上のワイヤ電極には、前記第１ワイヤ電極および前記第２ワイヤ電極とは独立して前記ワークに対して移動可能な第３ワイヤ電極がさらに含まれ、
前記第３ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の領域であって前記第１領域および前記第２領域とは重複しない第３領域内において、前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である、
ワイヤ放電加工機。
【請求項３】
請求項１に記載のワイヤ放電加工機において、
前記２本以上のワイヤ電極には、前記第１ワイヤ電極および前記第２ワイヤ電極とは独立して前記ワークに対して移動可能な第３ワイヤ電極がさらに含まれ、
前記第３ワイヤ電極は、前記第１領域内または前記第２領域内において前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である、
ワイヤ放電加工機。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機において、
前記２本以上のワイヤ電極は、前記ワークに対して互いに異なる速度で移動可能である、
ワイヤ放電加工機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機において、
前記２本以上のワイヤ電極は、前記ワークを前記貫通方向に通過しながら前記ワークに対して移動可能であり、
それぞれの前記ワイヤ電極が前記ワークを通過する速度を個別に変更可能である、
ワイヤ放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極とワークとの間で生じる放電によってワークを加工する放電加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電極としてのワイヤと加工対象物であるワークとの間に放電を生じさせることによってワークを切断したり、切削したり、研削したりする放電加工機が知られている。かかる放電加工機は、一般に「ワイヤ放電加工機」と呼ばれている。また、ワイヤ放電加工機に用いられる電極（ワイヤ）は、一般に「ワイヤ電極」と呼ばれており、その直径は０．０２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。
【０００３】
従来のワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極と、ワークが搭載されるワーク台と、を備えている。ワイヤ放電加工機を用いたワークの加工（切断）は、例えば次のようにして行われる。まず、ワークに当該ワークを貫通するスタート穴を形成し、形成されたスタート穴にワイヤ電極を挿通する。その後、ワイヤ電極に電圧を印加しつつ、ワーク台を前後左右に移動させる。つまり、ワイヤ電極の位置を固定した状態でワークを移動させる。この結果、ワイヤ電極がワークに対して相対的に移動し、ワイヤ電極の移動経路に沿ってワークが切断（溶断）される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−１０６７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤ放電加工機は、ワークを高精度で加工することができる一方、加工に要する時間が長い。例えば、ワークを複雑な形状に切断する場合には、ワイヤ電極の移動経路が複雑な目的形状の外形線と一致するようにワーク台（ワーク）を移動させなくてはならず、加工に長時間を要する。特に、ワイヤ放電加工機が備えるワイヤ電極が１本のみの場合には、その１本のワイヤ電極が目的形状の外形線を端から端までなぞるようにワーク台（ワーク）を移動させなくてはならず、加工に長時間を要する。
【０００６】
本発明の目的は、加工に要する時間が短縮されたワイヤ放電加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極とワークとの間に生じる放電によって前記ワークを加工する。本発明のワイヤ放電加工機は、前記ワークが搭載されるワーク台と、前記ワーク台に搭載された前記ワークを貫通する２本以上の前記ワイヤ電極と、を有し、前記２本以上のワイヤ電極には、前記ワークに対して互いに独立して移動可能な第１ワイヤ電極および第２ワイヤ電極が含まれる。前記第１ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の第１領域内において前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である。また、前記第２ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の領域であって前記第１領域とは重複しない第２領域内において、前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である。
【０００８】
本発明の一態様では、前記２本以上のワイヤ電極には、前記第１ワイヤ電極および前記第２ワイヤ電極とは独立して前記ワークに対して移動可能な第３ワイヤ電極がさらに含まれる。前記第３ワイヤ電極は、前記ワーク上に設定された仮想の領域であって前記第１領域および前記第２領域とは重複しない第３領域内において、前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である。
【０００９】
本発明の他の一態様では、前記２本以上のワイヤ電極には、前記第１ワイヤ電極および前記第２ワイヤ電極とは独立して前記ワークに対して移動可能な第３ワイヤ電極がさらに含まれる。前記第３ワイヤ電極は、前記第１領域内または前記第２領域内において前記ワークに対する貫通方向と交差する２以上の方向に移動可能である。
【００１０】
本発明の他の一態様では、前記２本以上のワイヤ電極は、前記ワークに対して互いに異なる速度で移動可能である。
【００１１】
本発明の他の一態様では、前記２本以上のワイヤ電極は、前記ワークを前記貫通方向に通過しながら前記ワークに対して移動可能であり、それぞれの前記ワイヤ電極が前記ワークを通過する速度を個別に変更可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加工に要する時間が短縮されたワイヤ放電加工機が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用されたワイヤ放電加工機の構成を示す概略図である。
【図２】本発明が適用されたワイヤ放電加工機の構成を示す他の概略図である。
【図３】本発明が適用されたワイヤ放電加工機の構成を示すブロック図である。
【図４】ワーク上に設定される仮想領域の一例を示す説明図である。
【図５】本発明が適用されたワイヤ放電加工機が有するワイヤ電極の移動経路の一例を示す説明図である。
【図６】本発明が適用されたワイヤ放電加工機が有するワイヤ電極の移動経路の他の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明が適用されたワイヤ放電加工機の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。図１，図２に示されるように、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、ワーク１００が搭載されるワーク台２と、ワーク台２に搭載されたワーク１００を貫通する２本以上のワイヤ電極３と、ワーク台２および当該ワーク台２に搭載されたワーク１００を収容する加工槽４と、を有する。
【００１５】
具体的には、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１には、それぞれがワイヤ電極３を備える複数のワイヤユニットが設けられている。より具体的には、ワイヤ放電加工機１には、第１ワイヤ電極３ａを備える第１ワイヤユニット１１と、第２ワイヤ電極３ｂを備える第２ワイヤユニット１２と、第３ワイヤ電極３ｃを備える第３ワイヤユニット１３と、が設けられている。つまり、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、３本のワイヤ電極３を有している。本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、３本のワイヤ電極３の全部または一部とワーク１００との間に生じる放電によってワーク１００を加工する。尚、それぞれのワイヤ電極３は、黄銅製（真鍮製）であり、その直径は０．０２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度である。また、以下の説明では、第１ワイヤユニット１１，第２ワイヤユニット１２および第３ワイヤユニット１３を特に区別しない場合には、これらを「ワイヤユニット１０」と総称する。
【００１６】
図１，図２に示されている各ワイヤユニット１０は、同一または実質的に同一の構成を有する。具体的には、各ワイヤユニット１０は、ワイヤ電極３が巻き付けられたボビン５と、ボビン５から繰り出されるワイヤ電極３を所定方向に案内する複数個のプーリ６と、ワーク１００を挟んで対向する一対のガイドダイス７ａ，７ｂと、ワイヤ電極３を挟持する一対のローラ８ａ，８ｂと、を少なくとも含んでいる。各ワイヤユニット１０におけるワイヤ電極３は、ローラ８ａ，８ｂの回転に伴ってボビン５から繰り出され、複数個のプーリ６によって所定方向に導かれる。各ワイヤユニット１０における複数個のプーリ６は、ワイヤ電極３を所定方向に案内すると同時に、ワイヤ電極３に適度なテンションを与える。
【００１７】
図１，図２に示されるように、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３は、ワーク１００に予め形成された貫通孔（スタート穴１０１）に挿通され、ワーク１００をその厚み方向に貫通する。より詳細には、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３は、プーリ６によって案内され、ガイドダイス７ａ，ワーク１００（スタート穴１０１）およびガイドダイス７ｂをこの順で貫通する。尚、図２では、ガイドダイス７ａ，７ｂの図示が省略されている。
【００１８】
以下の説明では、図１，図２に示されているワーク１００の厚み方向を「上下方向」または「Ｚ軸方向」と定義する。つまり、ワイヤ電極３は、ワーク１００を上下方向（Ｚ軸方向）に貫通する。言い換えれば、ワイヤ電極３のワーク１００に対する貫通方向は上下方向（Ｚ軸方向）である。また、以下の説明では、上下方向（Ｚ軸方向）と直交する２方向のうち、ワーク１００の短辺と平行な方向を「前後方向」または「Ｘ軸方向」と定義し、ワーク１００の長辺と平行な方向を「左右方向」または「Ｙ軸方向」と定義する。
【００１９】
本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、図３に示される制御部２０および駆動部２１をさらに備えている。図３に示される駆動部２１は、駆動源（例えばモータ）や動力伝達機構などから構成されており、図１などに示されている各ワイヤユニット１０をワーク１００に対して個別に移動させることができる。また、図３に示される制御部２０は、プログラムに基づいて駆動部２１を制御し、図１などに示されている各ワイヤユニット１０を上下方向（Ｚ軸方向）と交差する２以上の方向に移動させる。具体的には、制御部２０は、各ワイヤユニット１０を少なくとも前後方向（Ｘ軸方向）および左右方向（Ｙ軸方向）に移動させる。駆動部２１が制御部２０の制御に従って各ワイヤユニット１０をワーク１００に対して個別に移動させると、それぞれのワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３がワーク１００に対して移動し、ワーク１００が加工される。つまり、ワーク１００が所定の形状に切断されたり、切削されたり、研削されたりする。
【００２０】
このように、図１，図２に示されているワイヤ放電加工機１は、ワーク１００に対して互いに独立して移動可能な３本のワイヤ電極３を有しており、それら３本のワイヤ電極３を個別に移動させてワーク１００を加工する。つまり、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、加工対象物であるワーク１００ではなく、ワイヤ電極３を移動させる。さらに、本実施形態に係るワイヤ放電加工機１は、ワーク１００に対して移動可能なワイヤ電極３を２本以上備えており、それら２本以上のワイヤ電極３をワーク１００に対して互いに独立して移動させてワーク１００を加工する。以下、ワーク１００を切断する場合を例にとって、ワイヤ放電加工機１の動作についてより具体的に説明する。
【００２１】
図１，図２に示されているワイヤ放電加工機１を用いてワーク１００を加工する際には、当該ワーク１００上に、互いに重複しない２以上の仮想の領域を設定する。また、それぞれの領域に少なくとも１つのスタート穴１０１を形成する。その上で、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３を所定領域内のスタート穴１０１に挿通させる。
【００２２】
例えば、図４に示されるように、ワーク１００上に仮想の第１領域，第２領域および第３領域を設定する。言い換えれば、ワーク１００を２以上の領域に区分する。また、第１領域に第１スタート穴１０１ａを形成し、第２領域に第２スタート穴１０１ｂを形成し、第３領域に第３スタート穴１０１ｃを形成する。以下の説明では、第１領域を「Ａ領域」、第２領域を「Ｂ領域」、第３領域を「Ｃ領域」と呼ぶ。
【００２３】
次いで、第１ワイヤユニット１１（図２）が備える第１ワイヤ電極３ａをＡ領域に形成されている第１スタート穴１０１ａに挿通させる。同様に、第２ワイヤユニット１２（図２）が備える第２ワイヤ電極３ｂをＢ領域に形成されている第２スタート穴１０１ｂに挿通させ、第３ワイヤユニット１３（図２）が備える第３ワイヤ電極３ｃをＣ領域に形成されている第３スタート穴１０１ｃに挿通させる。
【００２４】
以上によって、図１，図２に示されるワイヤ放電加工機１を用いてワーク１００を加工（切断）する準備が整う。尚、図４では省略されているが、ワーク１００はワーク台２（図１）に搭載され、ワーク台２と共に加工槽４（図１）に収容される。また、加工槽４には加工液（導電率が調整された液体）が入れられる。つまり、ワーク１００は加工液に浸漬された状態で加工される。
【００２５】
次いで、図３に示される制御部２０から駆動部２１に指令が出力される。指令が入力された駆動部２１は、その指令に従って第１ワイヤユニット１１，第２ワイヤユニット１２および第３ワイヤユニット１３の全部または一部を前後方向（Ｘ軸方向）や左右方向（Ｙ軸方向）に、指定された速度で指定された距離だけ移動させる。このとき、少なくとも移動されるワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３には電圧が印加される。また、少なくとも移動されるワイヤユニット１０が備えるローラ８ａ，８ｂ（図１）は回転駆動される。この結果、第１ワイヤ電極３ａ，第２ワイヤ電極３ｂおよび第３ワイヤ電極３ｃの全部または一部がワーク１００に対して互いに独立して移動し、ワーク１００が切断される。
【００２６】
ここで、図３に示される制御部２０は、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３が１つの領域内においてのみ移動するように、駆動部２１を制御する。つまり、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３は、隣接する領域間の境界を越えて他の領域に進入することはない。具体的には、図４に示される第１ワイヤ電極３ａは、Ａ領域内において前後左右に移動する一方、Ａ領域とＢ領域との境界を越えてＢ領域に進入することはない。同様に、図４に示される第２ワイヤ電極３ｂは、Ｂ領域内において前後左右に移動する一方、Ａ領域やＣ領域に進入することはない。また、図４に示される第３ワイヤ電極３ｃは、Ｃ領域内において前後左右に移動する一方、Ｂ領域に進入することはない。したがって、ワイヤ電極３同士が干渉することはない。
【００２７】
上記のように、図１，図２に示される３本のワイヤ電極３は、図３に示される制御部２０による制御の下、ワーク１００に対して互いに独立して移動する。図５に、ワイヤ電極３の移動経路の具体例の１つを示す。もっとも、ワイヤ電極３の移動経路の理解を容易にすべく、図５ではワイヤユニット１０やワイヤ電極３の図示は省略する。
【００２８】
図５に示される例では、Ａ領域内の第１スタート穴１０１ａに挿通された第１ワイヤ電極３ａ、Ｂ領域内の第２スタート穴１０１ｂに挿通された第２ワイヤ電極３ｂおよびＣ領域内の第３スタート穴１０１ｃに挿通された第３ワイヤ電極３ｃが、各領域に破線で示されている矩形の経路を辿るように、各ワイヤユニット１０が駆動される。具体的には、第１ワイヤ電極３ａ，第２ワイヤ電極３ｂおよび第３ワイヤ電極３ｃが、各領域に示されている矢印の方向に（１），（２），（３），（４）の順で移動するように、各ワイヤユニット１０が駆動される。この結果、第１ワイヤ電極３ａは、第１スタート穴１０１ａから左方向に移動した後に後方に向かって移動し、次いで右方向に移動し、最後に前方に向かって移動する。一方、第２ワイヤ電極３ｂ，第３ワイヤ電極３ｃは、第２スタート穴１０１ｂ，第３スタート穴１０１ｃから右方向に移動した後に後方に向かって移動し、次いで左方向に移動し、最後に前方に向かって移動する。要するに、第１ワイヤ電極３ａは破線で示されている経路を反時計回りに辿り、第２ワイヤ電極３ｂおよび第３ワイヤ電極３ｃは、破線で示されている経路を時計回りに辿る。もっとも、それぞれのワイヤユニット１０の駆動は同期されている。つまり、第１ワイヤ電極３ａ，第２ワイヤ電極３ｂおよび第３ワイヤ電極３ｃは、同じ速度で同時に移動する。
【００２９】
第１ワイヤ電極３ａ，第２ワイヤ電極３ｂおよび第３ワイヤ電極３ｃを上記のように移動させることによって、ワーク１００に３つの矩形の開口部を同時に形成することができる。或いは、ワーク１００から３つの矩形の部材を同時に切り出すことができる。
【００３０】
図６に、ワイヤ電極３の移動経路の具体例の他の１つを示す。ワイヤ電極３の移動経路の理解を容易にすべく、図６においてもワイヤユニット１０やワイヤ電極３の図示は省略する。
【００３１】
図６に示されている例では、第１スタート穴１０１ａに挿通された第１ワイヤ電極３ａが、Ａ領域に破線で示されている経路を（１），（２），（３）の順で辿るように、第１ワイヤユニット１１が駆動される。また、第２スタート穴１０１ｂに挿通された第２ワイヤ電極３ｂが、Ｂ領域に破線で示されている経路を（１），（２），（３）の順で辿るように、第２ワイヤユニット１２が駆動される。また、第３スタート穴１０１ｃに挿通された第３ワイヤ電極３ｃが、Ｃ領域に破線で示されている経路を（１），（２），（３），（４），（５）の順で辿るように、第３ワイヤユニット１３が駆動される。その後、第２ワイヤ電極３ｂが第４スタート穴１０１ｄに挿通し直される。次いで、第２ワイヤ電極３ｂが第４スタート穴１０１ｄから右方向に延びる経路を辿るように、第２ワイヤユニット１２が駆動される。つまり、第２ワイヤ電極３ｂは、最終的に、Ｂ領域に破線で示されている経路を（１），（２），（３），（４）の順で辿る。
【００３２】
以上によって、各領域に破線で示されている経路が全て繋がり、ワーク１００に破線で示されている形状の開口部が形成される。或いは、ワーク１００から破線で示される形状の部材が切り出される。
【００３３】
このように、互いに独立して移動可能な２本以上のワイヤ電極３を有する本実施形態のワイヤ放電加工機１によれば、ワーク１００の複数の領域に対して同時に加工を施すことができるので、ワーク１００全体の加工に要する時間が短縮される。
【００３４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、複数本のワイヤ電極を互いに干渉しないように制御する場合であれば、ワーク上に設定される同一の仮想領域内において互いに独立して移動する２本以上のワイヤ電極を設けることもできる。例えば、図４に示されている第３ワイヤ電極３ｃを同図に示されているＡ領域またはＢ領域に配置し、当該領域内において前後左右に移動させることもできる。第３ワイヤ電極３ｃがＡ領域内またはＢ領域内において移動する場合であっても、当該第３ワイヤ電極３ｃは、第１ワイヤ電極３ａや第２ワイヤ電極３ｂとは独立して移動する。また、Ａ領域またはＢ領域に配置した第３ワイヤ電極３ｃは他の領域に進入しない。
【００３５】
２本以上のワイヤ電極のワークに対する移動速度やワークに対する通過速度は、互いに同じ速度であってもよく、異なる速度であってもよい。例えば、図１などに示されている各ワイヤユニット１０の移動速度を個別に変更可能としてもよい。また、図１などに示される各ワイヤユニット１０が備えるローラ８ａ，８ｂの回転速度を個別に変更可能としてもよい。この場合、各ワイヤユニット１０が備えるローラ８ａ，８ｂの回転速度を変更することにより、各ワイヤユニット１０が備えるワイヤ電極３の線速（ワイヤ電極３がワーク１００を貫通方向に通過する速度）を変更することができる。さらに、ワイヤ電極の材料は黄銅（真鍮）でなくともよく、全てのワイヤ電極の材料が同一である必要もない。２本以上のワイヤ電極のワークに対する移動速度や通過速度を個別に調節することや、一部のワイヤ電極の材料を異ならせることなどは、ワークの厚みや硬さなどが部分的に異なる場合などに特に有効である。
【００３６】
それぞれのワイヤ電極の移動経路は直線状の経路に限定されない。つまり、２本以上のワイヤ電極の全部または一部を曲線に沿って移動させてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１    ワイヤ放電加工機
２    ワーク台
３    ワイヤ電極
３ａ    第１ワイヤ電極
３ｂ    第２ワイヤ電極
３ｃ    第３ワイヤ電極
４    加工槽
５    ボビン
６    プーリ
７ａ，７ｂ    ガイドダイス
８ａ，８ｂ    ローラ
１０    ワイヤユニット
１１    第１ワイヤユニット
１２    第２ワイヤユニット
１３    第３ワイヤユニット
２０    制御部
２１    駆動部
１００    ワーク
１０１    スタート穴
１０１ａ    第１スタート穴
１０１ｂ    第２スタート穴
１０１ｃ    第３スタート穴
１０１ｄ    第４スタート穴
【図１】
2020142315.tif 000003
【図２】
2020142315.tif 000004
【図３】
2020142315.tif 000005
【図４】
2020142315.tif 000006
【図５】
2020142315.tif 000007
【図６】
2020142315.tif 000008