(57)【要約】【課題】ワイヤ放電加工機の加工液噴出装置において、本加工を開始する前に加工時の電流を演算して、加工用電源電圧を補正して加工を行うことのできるワイヤ放電加工機を提供する。【解決手段】ワイヤ放電加工機の加工液噴出装置において、加工液噴出部と、該加工液噴出部に近づくにつれて径が小さくなるように構成された保持部と、前記加工液噴出部と前記保持部との接続部に設けられ、前記加工液噴出部と前記保持部との相対角度を変更することが可能な角度変更部材とを設ける。これにより、加工液噴出部と保持部との相対角度を変更することが可能とある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上ワイヤガイド及び下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤ電極と、テーブルに載置されたワークとを相対移動させることによってワークを加工するワイヤ放電加工機の加工液噴出装置であって、
加工液噴出部と、
該加工液噴出部に近づくにつれて径が小さくなるように構成された保持部と、
前記加工液噴出部と前記保持部との接続部に設けられ、前記加工液噴出部と前記保持部との相対角度を変更することが可能な角度変更部材と、
により構成されることを特徴とするワイヤ放電加工機の加工液噴出装置。
【請求項２】
前記角度変更部材は、形状が伸縮可能な伸縮可能部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置。
【請求項３】
前記角度変更部材は、球体部と、該球体部を保持する球面軸受部材とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置。
【請求項４】
前記加工液噴出部が伸縮自在に長さを変更可能である
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ放電加工機の加工液噴出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工機では、ワイヤ電極と被加工物との極間に電圧を印加して放電を起こすと同時に、ワイヤ電極と被加工物の相対位置を変化させ、被加工物を所望の形状に加工する。また、加工の際には、ノズルからの加工液を放電箇所に吐出している。
放電箇所に吐出される加工液は、加工液タンクとの間に形成される加工液循環経路によって循環される。そして、加工液循環経路において、加工液のクリーニングや冷却が行われる。
【０００３】
ワイヤ放電加工機における加工速度は、他の工作機械と比較すると遅くなることが一般的である。このワイヤ放電加工機における加工速度を速くするための手法の一つとして、上下のノズルをできるだけワークに近づけて、加工液を放電箇所である加工溝に供給する方法がある。このようにすることによって、加工液が十分に加工溝に供給されるため、加工中に生じるスラッジ（加工屑）の除去を効果的に行うことができ、ワイヤ電極を十分に冷却することができる。また、加工中におけるワイヤの断線も防止することができる。
【０００４】
このように、ワイヤ放電加工機のノズルをワークに近づけることは有効ではあるが、ワークの形状や大きさ、ワークを機械のテーブルに固定するクランプ冶具の形状や大きさなどの要因により、必ずしも上下のノズルとワークとの間の隙間を最適な間隔とできない場合もある。
【０００５】
例えば、図４（ａ）に示されている従来のノズル形状を用いる場合において、場所に応じて厚みが異なるワークを加工する場合は、図５（ａ）に示されているように、厚みが厚い箇所から離れた箇所においては、上ノズルをワークの近傍まで近づけて、ノズルとワークとの間の隙間を最適な間隔とすることができる。しかし、その状態のまま上下ノズル又はワークの少なくともいずれか一方を左右方向に移動させ、厚みが厚い箇所に近づくと、図５（ｂ）に示されているように、ノズルの支持部がワークに衝突してしまい、厚みの厚い箇所の近傍における加工に支障が生じることがある。これを避けるためには、図５（ｃ）のように、厚みの厚い箇所において、上ノズルの位置を上方向に移動して高い位置とすればよいが、この場合には、ノズルとワークとの間の隙間が大きく開いてしまうこととなる。
【０００６】
そして、ノズルとワークとの間の隙間が最適な間隔とならない場合には、上下のノズルとワークとの間に隙間が生じてしまい、ノズルとワークとの間の隙間が最適な状態とされている場合と比較して加工速度が遅くなってしまう。
【０００７】
そのため、加工中のワークと上下ノズルとの間の隙間を最適化するために、以下の特許文献に開示されているように、加工液の噴出口部を長くした形状のノズルや（図４（ｂ）参照）、加工する板厚が途中で変化してもワークとノズルとの間の距離を最適にするために、加工液の噴出口を蛇腹式にしたもの（図４（ｃ）参照）などが提案されている。
【０００８】
特許文献１には、ワイヤ放電加工装置において、被加工物に対向する面が、被加工物の凹凸状面と同一形状の凹凸形状面を有し、ワイヤガイドに対向する面が平坦面に形成されるガイドブロックを用意し、互いの凹凸形状を密着させる技術、及び、ワイヤガイドの先端部に加工液を吐出させる伸縮自在なノズルを取り付ける技術が開示されている。
また、特許文献２には、ノズルの先端形状を通常のものよりも長くすることによって、ノズルが被加工物の段差部分に干渉しないようにした技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３２８９３７号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１１８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示されている技術では、伸縮自在のノズルを使用することにより、ワークの厚みの変化のある段差形状やスロープ形状の加工においても、ワークとノズルとの隙間を保つことができ、加工液圧力を調節することができる。また、加工液を吸引する手段によって、加工中に発生するスラッジを効率よく排出することができる。
【００１１】
しかしながら、ワイヤ放電加工においては、上下のノズルが鉛直方向を維持したまま加工を行うばかりではなく、ワイヤ電極を傾斜させて加工を行うテーパ加工もある。特許文献１に開示された技術は、ノズルがＺ軸方向の一方向のみに伸縮するため、例えばワイヤ電極をＺ軸に対して傾けて行う加工においては、ワイヤ電極がノズルに接触して、精度よく加工を行うことができないおそれがある。
【００１２】
特許文献２に開示されている技術は、ノズルの先端形状を通常のものよりも長くすることにより、被加工物の段差部分に干渉しないような構造を実現している。図６は、特許文献２に開示されている技術を示した図であり、図５（ｃ）の場合と比較して、加工範囲を確保しつつ、ワークにノズルを近づけて加工することができる。また、図７のように冶具２０を使用する場合や、図８のように薄いワークを重ねてボルト３０で止める場合においても、冶具２０やボルト３０に干渉することなく、ワークにノズルを近づけて加工することができる。
【００１３】
しかしながら、特許文献２に開示された技術においても、ワイヤ電極を傾斜させて加工するテーパ加工などの加工方法においては、ワイヤとノズルが干渉してしまうおそれがあった。
【００１４】
そこで本発明は、冶具やワークへノズルが干渉、衝突するおそれを軽減し、加工可能な範囲を広げることができ、さらに、冶具やワークの形状や大小にかかわらず、加工速度を低下することなく加工を行うためのことが可能なワイヤ放電加工機の加工液噴出装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本願の請求項１に係る発明では、上ワイヤガイド及び下ワイヤガイドの間に張架されたワイヤ電極と、テーブルに載置されたワークとを相対移動させることによってワークを加工するワイヤ放電加工機の加工液噴出装置であって、加工液噴出部と、該加工液噴出部に近づくにつれて径が小さくなるように構成された保持部と、前記加工液噴出部と前記保持部との接続部に設けられ、前記加工液噴出部と前記保持部との相対角度を変更することが可能な角度変更部材と、により構成されることを特徴とするワイヤ放電加工機の加工液噴出装置が提供される。
【００１６】
請求項１に係る発明では、角度変更部材によって、加工液噴出部と保持部との相対角度を変更することが可能であるため、ノズル先端部が傾斜しない場合と比較して、ワイヤ放電加工中の放電領域へ加工液を十分な量供給することができ、スラッジの除去を効果的に行うことができ、加工速度を速めることが可能となる。
【００１７】
本願の請求項２に係る発明では、前記角度変更部材は、形状が伸縮可能な伸縮可能部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置が提供される。
本願の請求項３に係る発明では、前記角度変更部材は、球体部と、該球体部を保持する球面軸受部材とにより構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置が提供される。
本願の請求項４に係る発明では、前記加工液噴出部が伸縮自在に長さを変更可能であることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、冶具やワークへノズルが干渉、衝突するおそれを軽減し、加工可能な範囲を広げることができ、さらに、冶具やワークの形状や大小にかかわらず、加工速度を低下することなく加工を行うためのことが可能なワイヤ放電加工機の加工液噴出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるノズルの形状を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるワイヤ放電加工機の加工液噴出装置を用いたワークの加工の状態を示した図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるノズルの形状を示した図である。
【図４】従来技術におけるノズルの形状を示した図である。
【図５】従来技術のノズルを用いたワークの加工の状態を示した図である。
【図６】従来技術のノズルを用いたワークの加工の状態を示した図である。
【図７】従来技術のノズルを用いたワークの加工の状態を示した図である。
【図８】従来技術のノズルを用いたワークの加工の状態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１は、本実施形態におけるノズルの形状を示した図であり、図１（ａ）は全体図、図１（ｂ）はジャバラ付近の拡大図である。図中、１０はノズルであり、ノズル１０を構成する部材として、１４ａは上保持部、１４ｂは下保持部、１６ａは上加工液噴出部、１６ｂは下加工液噴出部である。各保持部１４はそれぞれ円錐形状に形成されており、各加工液噴出部１６は円筒形状に形成されている。また、材質としては、各保持部１４及び各加工液噴出部１６はいずれもセラミックや樹脂で形成されているが、金属で形成するようにすることもできる。
【００２１】
また、１２ａ、１２ｂは、それぞれ保持部１４と加工液噴出部１６とを連結するゴム製のジャバラである。また、上保持部１４ａ及び下保持部１４ｂの内部には、ワイヤを正しい方向に張架するための図示しないワイヤガイドが設けられており、上保持部１４ａと下保持部１４ｂとの間には、上加工液噴出部１６ａ及び下加工液噴出部１６ｂの内部を経由して図示しないワイヤが張架されている。図示されていないが、図１（ｂ）において、加工液噴出部１６の下端部はジャバラ１２の上端から少し入り込むように形成されており、保持部１４の上端部はジャバラ１２の下端から少し入り込むように形成され、加工液噴出部１６と保持部１４とは、ジャバラ１２を介して接続されており、加工液噴出部１６と保持部１４とは直接接触しない構成とされている。
【００２２】
このように、先端を長くした加工液噴出部１６の根本部分にジャバラ１２を設けることで、ワイヤの傾斜角度に応じて加工液噴出部１６の傾斜角度を変更することが可能となり、ワイヤがＵ軸方向、Ｖ軸方向のいずれの方向に傾斜しても、ワイヤの傾斜角と同方向に加工液噴出部１６を傾斜させることが可能となる。
【００２３】
図２は、本実施形態のワイヤ放電加工機の加工液噴出装置を用いたワークの加工の状態を示した図である。上保持部１４ａと下保持部１４ｂとの相対位置を変更することによって、テーパ加工を行うことができる。また、テーパ加工を行う際の図示しないワイヤの傾斜によって、上加工液噴出部１６ａ及び下加工液噴出部１６ｂが傾斜する。その際に、保持部１４と加工液噴出部１６との間に設けられているジャバラ１２によって、保持部１４と加工液噴出部１６との間の相対角度を変更することが可能である。
【００２４】
本実施形態においては、保持部１４に先端を長くした加工液噴出部１６を備え、保持部１４と加工液噴出部１６との間にジャバラ１２を設けるようにしたことによって、図２に示されているように、ワーク端部の段差部分や、冶具２０付近においても、冶具２０やワークに干渉することがなく、ワークと加工液噴出部１６とを近づけて加工を行うことが可能となる。
【００２５】
（第２の実施形態）
図３は、本実施形態における加工液噴出部の形状を示した図である。角度変更部材として、第１の実施形態におけるジャバラ１２に代えて、加工液噴出部１６の端部に金属製の球体部１８を設け、保持部１４の端部には軸受け部１９を設けて、球体部１８を軸受け部１９にはめ込むようにした点が、第１の実施形態と異なっている。本実施形態における球体部１８と軸受け部１９は、いずれも金属で形成されている。
【００２６】
本実施形態においては、球体部１８と軸受け部１９とから構成される球面軸受け構造により、第１の実施形態のジャバラ１２による構造と比較して、より滑らかに加工液噴出部１６のＵ軸方向、Ｖ軸方向への傾斜移動を行うことが可能となる。
【００２７】
なお、第１の実施形態におけるジャバラ１２の構造と、第２の実施形態における球体部１８と軸受け部１９とからなる球面軸受け構造の両者をともに採用することも可能である。
また、加工液噴出部１６に、長さを変更するための伸縮機構を備えるようにすることも可能である。このような構成とすれば、保持部１４を上下に移動させることなく、加工液噴出部１６の先端部の上下位置を変更することが可能となるため、加工液噴出部１６とワークとの間の間隔の設定を、より高速に行うことが可能となる。
【００２８】
なお、加工液噴出部１６の傾斜角度を検出する手段として、加工液噴出部１６の根元部に回転角度センサ等を設けるようにすることもできる。本発明の実施形態においては、上下の保持部１４の相対位置のずれによる、ワイヤの位置の違いにより、加工液噴出部１６が引っ張られて加工液噴出部１６の角度が変更されているため、加工液噴出部１６の正確な角度を把握することが困難であるところ、回転角度センサによって、加工液噴出部１６の正確な角度を把握することが可能となる。
また、実施形態においては、保持部１４として円錐形状のもの、加工液噴出部１６として円筒形状のものを用いて説明したが、これらの形状に限定されるものではなく、角錐形状、角筒形状など、その他の形状のものも用いることが可能である。
【００２９】
本発明の実施形態においては、本発明の実施形態においては、上下の保持部１４の相対位置のずれによる、ワイヤの位置の違いにより、加工液噴出部１６が引っ張られて加工液噴出部１６の角度を変更するようにしているが、加工液噴出部１６にサーボモータ等の駆動手段を設け、能動的に加工液噴出部１６の位置や傾斜角度を変更するように構成することもできる。このような構成とすれば、ワイヤによって加工液噴出部１６の角度を変更することに比較して、より精度高く加工液噴出部１６の位置や傾斜角度を変更することが可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  ノズル
１２  ジャバラ
１４  保持部
１６  加工液噴出部
１８  球体部
１９  軸受け部
２０  冶具
３０  ボルト
【図４】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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