(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を放電加工する領域を通過したワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラ間に挿入し挟んで排出するワイヤ回収部と、
前記一対のワイヤ回収ローラが開いたり閉じたりする移動である開閉移動を行わせる駆動部と、
ワイヤ送給ローラを前記ワイヤ電極の送り出し方向に駆動するワイヤ送給モータと、
前記ワイヤ回収部のワイヤ排出側から流体とともに前記ワイヤ電極を吸引し排出する吸引部と、
前記駆動部による前記開閉移動の制御、前記吸引部による吸引動作の制御、及び前記ワイヤ送給モータによる前記ワイヤ電極の送り出し動作の制御を行う制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記ワイヤ電極の自動結線開始時には、前記開閉移動によって前記一対のワイヤ回収ローラを開く開移動を行った後、前記ワイヤ回収部に前記ワイヤ電極の先端が到達する前から前記吸引部の吸引動作によって前記ワイヤ電極を吸引するとともに、前記ワイヤ電極の送り出しを開始するように制御を行い、
前記ワイヤ電極の先端の前記吸引部への到達時には、前記開閉移動によって前記一対のワイヤ回収ローラを閉じる閉移動を行うように制御を行う
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記ワイヤ電極の自動結線開始時には、前記開閉移動によって前記一対のワイヤ回収ローラを開く開移動を行い、前記一対のワイヤ回収ローラによって前記流体の流路を形成した後、前記ワイヤ回収部に前記ワイヤ電極の先端が到達する前から前記吸引部の吸引動作によって前記ワイヤ電極を吸引するとともに、前記ワイヤ電極の送り出しを開始するように制御を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項３】
前記吸引部は、
前記流体とともに前記ワイヤ電極を通す貫通孔を備え、
前記制御部は、
前記一対のワイヤ回収ローラの開閉移動範囲が、前記貫通孔の径よりも狭くなるように前記開閉移動の制御を行う
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項４】
被加工物を放電加工する領域を通過したワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラ間に挿入し挟んで排出するワイヤ回収部と、
前記一対のワイヤ回収ローラが開いたり閉じたりする移動である開閉移動を行わせる駆動部と、
ワイヤ送給ローラを前記ワイヤ電極の送り出し方向に駆動するワイヤ送給モータと、
前記ワイヤ回収部のワイヤ排出側から流体とともに前記ワイヤ電極を吸引し排出する吸引部と、
前記駆動部による前記開閉移動の制御、前記吸引部による吸引動作の制御、及び前記ワイヤ送給モータによる前記ワイヤ電極の送り出し動作の制御を行う制御部と、
を備え、
前記吸引部は、
前記流体とともに前記ワイヤ電極を通す貫通孔を備え、
前記制御部は、
前記ワイヤ電極の自動結線開始時には、前記開閉移動によって前記一対のワイヤ回収ローラを開く開移動を行った後、前記吸引部の吸引動作によって前記ワイヤ電極を吸引するとともに、前記ワイヤ電極の送り出しを開始するように制御を行い、
前記ワイヤ電極の先端の前記吸引部への到達時には、前記開閉移動によって前記一対のワイヤ回収ローラを閉じる閉移動を行うように制御を行い、
前記一対のワイヤ回収ローラの開閉移動範囲が、前記貫通孔の径よりも狭くなるように前記開閉移動の制御を行う
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項５】
前記ワイヤ電極の先端の位置が前記吸引部に到達しているか判断する到達判断部と、
を更に備え、
前記制御部は、前記到達判断部の判断結果に基づき、前記ワイヤ電極の先端が前記吸引部に到達していると判断した場合に、前記閉移動を行うように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項６】
前記到達判断部は、
前記ワイヤ送給ローラの直径と前記ワイヤ送給モータの回転数から前記ワイヤ電極の送り出し量を算出し、前記ワイヤ電極の先端の位置が前記吸引部に到達しているか判断する
ことを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項７】
前記吸引部のワイヤ排出側で前記ワイヤ電極の先端を検出する検出部と、
を更に備え、
前記到達判断部は、
前記検出部が前記ワイヤ電極の先端を検出した場合、前記ワイヤ電極の先端の位置が前記吸引部に到達していると判断する
ことを特徴とする請求項５に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項８】
前記一対のワイヤ回収ローラの開閉移動範囲を機械的に制限するストッパと、
を更に備え、
前記駆動部は、
エアシリンダの駆動により、前記開閉移動を行い、
前記制御部は、
前記ストッパにより前記開移動が制限されるまで前記開移動を行うように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項９】
前記一対のワイヤ回収ローラの開閉移動範囲を設定する設定部と、
を更に備え、
前記駆動部は、
サーボモータの駆動により、前記開閉移動を行い、
前記制御部は、
前記サーボモータに備えられたエンコーダの位置情報、及び前記開閉移動範囲に基づき、前記開閉移動を行うように前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項１０】
前記設定部は、
ワイヤ電極径に基づいて前記開閉移動範囲を設定することを特徴とする請求項９に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【請求項１１】
前記一対のワイヤ回収ローラの回転軸のある両側面側から前記開移動により前記一対のワイヤ回収ローラ間に生じる隙間を覆うように設置され、前記一対のワイヤ回収ローラ間を流れる前記流体の方向を制限する側面カバーと、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ電極と被加工物の間に、繰り返し放電を発生させることで被加工物の切断、又は除去を行うワイヤ放電加工装置に関するもので、特に、ワイヤ電極をワイヤ送給ローラからワイヤ回収ローラまで自動的に装填するワイヤ自動結線装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的にワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極が巻き付けられたワイヤボビンからワイヤ電極を引き出し、ワイヤ送給ローラによって送り出すワイヤ送給部と、ワイヤ電極に電気エネルギーを供給する給電子、及びワイヤ電極を保持するガイド等を含むワイヤガイド部と、被加工物を放電加工する領域を通過し使用済みのワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラ間に挟んで巻き取り、ワイヤ放電加工装置の外部へ排出するワイヤ回収部を持つ。本願では、ワイヤ送給部からワイヤ回収部まで、ワイヤ電極を送給、または案内する機能をもつ部品・装置をワイヤ自動結線装置と定義する。ワイヤ電極を新規に装填するとき、又はワイヤ電極が断線したとき、このワイヤ自動結線装置を使って、ワイヤ電極をワイヤ放電加工装置に自動的に装填する。すなわち自動結線を行う。【０００３】
ワイヤ放電加工装置には、通常直径０．０３ｍｍ〜０．３ｍｍのワイヤ電極が用いられることが多い。しかし、特に微細加工に使用される直径０．１ｍｍ未満の極細線ワイヤ電極は剛性が低くワイヤ電極に張力が掛かっていないと撓みやすい。そのため、ワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラで挟んで回収中に、ワイヤ回収部から排出されたワイヤ電極がワイヤ回収ローラに巻き付いてしまい、加工を中断せざるをえないということがあった。この問題に対して、特許文献１ではワイヤ電極の自動結線時に一対のワイヤ回収ローラ間を離間することにより、ワイヤ電極をワイヤ回収ローラ間に送り出す技術が開示され、特許文献２にはワイヤ回収部のワイヤ排出側からワイヤ電極を吸引することにより、ワイヤ電極がワイヤ回収ローラに巻きつくことを防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４７７５５号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１４／１６７７２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１においては、下ガイドローラ付近から搬送用流体をワイヤ回収部に向けて供給しワイヤ電極をワイヤ回収部へ誘導しているが、搬送用流体の供給口がワイヤ回収部から離れているため、一対のワイヤ回収ローラ間の間隙を上手く通過出来る様にワイヤ電極を誘導出来ない恐れがある。【０００６】
また、特許文献２においては、自動結線完了後のワイヤ電極回収中にワイヤ電極がワイヤ回収ローラに巻き付くことは防止できるが、自動結線する際のワイヤ電極は、ワイヤ回収部付近のパイプ内部で搬送用流体と分離され搬送用流体の誘導が無くなるので、剛性の低いワイヤ電極の場合、ワイヤ電極が本来あるべき走行経路上から逸れてしまい、ワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラで挟み込めず、自動結線が失敗してしまうという問題があり、ワイヤ電極がワイヤ回収ローラ間を経由する自動結線完了までの自動結線作業の効率化については何ら開示も示唆もない。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ電極の確実な自動結線と、加工中のワイヤ回収ローラへの巻き付き防止の両方を実現するワイヤ自動結線装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置は、被加工物を放電加工する領域を通過したワイヤ電極を一対のワイヤ回収ローラ間に挿入し挟んで排出するワイヤ回収部と、一対のワイヤ回収ローラが開いたり閉じたりする移動である開閉移動を行わせる駆動部と、ワイヤ送給ローラをワイヤ電極の送り出し方向に駆動するワイヤ送給モータと、ワイヤ回収部のワイヤ排出側から流体とともにワイヤ電極を吸引し排出する吸引部と、駆動部による開閉移動の制御、吸引部による吸引動作の制御、及びワイヤ送給モータによるワイヤ電極の送り出し動作の制御を行う制御部と、を備える。制御部は、ワイヤ電極の自動結線開始時には、開閉移動によって一対のワイヤ回収ローラを開く開移動を行った後、ワイヤ回収部にワイヤ電極の先端が到達する前から吸引部の吸引動作によってワイヤ電極を吸引するとともに、ワイヤ電極の送り出しを開始するように制御を行い、ワイヤ電極の先端の前記吸引部への到達時には、開閉移動によって一対のワイヤ回収ローラを閉じる閉移動を行うように制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明にかかるワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置は、ワイヤ電極の確実な自動結線と、加工中のワイヤ回収ローラへの巻き付き防止の両方を実現することができ、自動結線失敗時、又は加工中のワイヤ回収ローラへの巻き付き発生時に伴う段取り時間を低減し、生産性向上を実現できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置、およびワイヤ自動結線装置の構成を示す図
【図２】実施の形態１にかかるワイヤ回収部周辺を模式的に表した図
【図３】実施の形態１にかかる吸引部の外観を示す斜視図
【図４】実施の形態１にかかる吸引部を複数のパーツで構成する場合の構造を示す断面図
【図５】実施の形態１にかかる吸引部を複数のパーツで構成する場合の構造を示す斜視図
【図６】実施の形態１にかかるワイヤ自動結線装置において、ワイヤ自動結線を行う際の各部の動作を示すフローチャート
【図７】実施の形態１にかかるワイヤ回収部において、一対のワイヤ回収ローラを閉じて、ワイヤ電極を巻き取る様子を模式的に示した概略図
【図８】実施の形態１にかかるワイヤ自動結線装置が備える処理回路をプロセッサ及びメモリで構成する場合の例を示す図
【図９】実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置、およびワイヤ自動結線装置の構成を示す図
【図１０】実施の形態２にかかるワイヤ回収部周辺を模式的に表した図
【図１１】実施の形態３にかかるワイヤ放電加工装置、およびワイヤ自動結線装置の構成を示す図
【図１２】実施の形態３にかかるワイヤ回収部周辺を模式的に表した図
【図１３】実施の形態４にかかるワイヤ回収部において、一対のワイヤ回収ローラ間を流れる流体の方向を制限する側面カバーを設置した構成を示した斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態にかかるワイヤ自動結線装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤ放電加工装置の構成図である。このうち、ワイヤ自動結線装置１０００は、プーリ２ａ、２ｂと、ワイヤ送給ローラ３と、ワイヤ送給モータ４と、送給ピンチローラ５ａ、５ｂと、ワイヤガイド上部６ａ、ワイヤガイド下部６ｂと、下部ローラ７と、パイプ８と、回収ノズル９と、制御部３００と、駆動部４００と、ワイヤ回収部５００と、吸引部１００と、到達判断部６００と、ストッパ１０と、を備える。ワイヤ回収部５００は、ワイヤ回収ローラ５０１ａとワイヤ回収ローラ５０１ｂからなる一対のワイヤ回収ローラ５０１と、ワイヤ回収モータ５０２と、回収ローラハウジング５０３と、を有し、ワイヤ電極２０を一対のワイヤ回収ローラ５０１間に挿入し挟んで排出することにより回収する。駆動部は、エアシリンダ４０１と、ロッド４０３と、フック４０２と、を有し、エアシリンダ４０１が開閉方向Ａに沿って直動動作することにより一対のワイヤ回収ローラ５０１が開閉方向Ａに沿って開いたり閉じたりする移動、すなわち開閉移動を行わせる。エアシリンダ４０１は、一例であって油圧式シリンダでも良い。制御部３００は、エアシリンダ４０１に供給する空気量を調整し、駆動部４００を制御する。すなわち、制御部３００は駆動部４００による開閉移動の制御を行う。吸引部１００は、ワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から前記ワイヤ電極２０を流体によって吸引し排出するアスピレータである。到達判断部６００は、ワイヤ電極２０の先端の位置が吸引部１００に到達しているか判断する。
【００１３】
次に、加工中のワイヤ電極の送給動作について説明する。
ワイヤボビン１から引き出されたワイヤ電極２０は、プーリ２ａ、２ｂを経て、ワイヤ送給ローラ３から送り出される。制御部３００は、ワイヤ送給ローラ３をワイヤ電極２０の送り出し方向、または巻き戻し方向に駆動するワイヤ送給モータ４を制御し、ワイヤ電極２０の送り出し動作・巻き戻し動作・送り出し速度の加減速の制御を行う。すなわち、制御部３００はワイヤ送給モータ４によるワイヤ電極２０の送り出し動作・巻き戻し動作・送り出し速度の加減速の制御を行う。またワイヤ電極２０は送給ピンチローラ５ａ、５ｂによってワイヤ送給ローラ３に押し付けられている。送り出されたワイヤ電極２０はワイヤガイド上部６ａ、ワイヤガイド下部６ｂの間で被加工物２１の加工に使用された後、下部ローラ７、パイプ８、回収ノズル９を通って、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂに至る。ワイヤ回収ローラ５０１ｂはワイヤ回収モータ５０２によって駆動され、ワイヤ回収ローラ５０１ａとワイヤ回収ローラ５０１ｂ間にワイヤ電極２０を挟んで巻き取り、ワイヤ自動結線装置の外部へ排出する。
【００１４】
次に、自動結線の動作について説明する。
本実施の形態においては、ワイヤ電極２０を新規に装填するとき、またはワイヤ電極が断線したときに、ワイヤ電極２０をワイヤ送給ローラ３によって送り出し、ワイヤガイド上部６ａ、ワイヤガイド下部６ｂ、下部ローラ７、パイプ８、回収ノズル９を通り、ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間に挟み込むまでを行い、自動結線完了となる。本ワイヤ自動結線装置は、回収ノズル９を通過したワイヤ電極２０をワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間に挟み込ませる際に、回収ノズル９を通過したワイヤ電極２０をワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から吸引することによって、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に導くようにする。
【００１５】
図２は、ワイヤ自動結線装置のうち、ワイヤ回収部周辺を模式的に示した図である。吸引部１００の内部には、流体（例えば空気）とともにワイヤ電極２０を通す貫通孔１０２が空いている。また、吸引部１００には、圧縮流体（例えば空気）を取り込む圧縮流体導入口１０１ａ、１０１ｂが開けられており、制御部３００が圧縮流体を圧縮流体導入口１０１ａ、１０１ｂから送り込むと、圧縮流体の流れが周りの空気を引き込み、負圧を発生させる。この負圧によって吸引部１００の貫通孔１０２のワイヤ挿入側に吸引力を発生させる。すなわち、制御部３００は吸引部１００による吸引動作の制御を行う。吸引動作とは、ワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から流体とともにワイヤ電極２０を吸引し排出する動作である。
【００１６】
制御部３００は駆動部４００を制御することによって、ワイヤ回収ローラ５０１ａを図中の開閉方向Ａに沿って移動させて、一対のワイヤ回収ローラ５０１が接した状態から離れた状態にすることにより、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に隙間を作り出すことができる。ワイヤ電極の自動結線を行う際の各部の動作については後述にて説明する。本実施例ではワイヤ回収ローラ５０１ａを移動させてワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に隙間を作り出すようにしたが、ワイヤ回収ローラ５０１ｂを移動させてワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に隙間を作り出しても良いし、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの両方を移動させてワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に隙間を作り出しても良い。すなわち、制御部３００が駆動部４００を制御することによって、一対のワイヤ回収ローラ５０１間が開閉方向Ａに沿って開くように移動する開移動を行わせる。すなわち、開移動とは、ワイヤ回収部５００のワイヤ挿入側に適切な吸引力を発生させる隙間が生じる位置に一対のワイヤ回収ローラ５０１を移動させる動作である。また、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間に隙間がある状態から隙間がない状態にするときは、制御部３００は駆動部４００を制御することによって、一対のワイヤ回収ローラ５０１間が開閉方向Ａに沿って閉じるように移動する閉移動を行わせる。すなわち、閉移動とは、一対のワイヤ回収ローラ５０１が接する位置に移動させる動作である。
【００１７】
このように構成されたワイヤ自動結線装置において、ワイヤ電極の自動結線を行う際、制御部３００は一対のワイヤ回収ローラ５０１を開移動させてワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂの間に隙間を作り、さらに吸引部１００に圧縮流体を送り込み、吸引部１００がワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から流体を吸引することによって、ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間の隙間にも、ワイヤ回収部５００のワイヤ挿入側からワイヤ排出側に向かう流体を発生させ、ワイヤ回収部５００のワイヤ挿入側に吸引力が発生する。この吸引力によって吸引されたワイヤ電極２０が吸引部１００に到達すると、制御部３００は一対のワイヤ回収ローラ５０１が接する位置に閉移動させる。これによって、回収ノズル９を通過したワイヤ電極２０をワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から吸引することにより、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂ間の隙間の中央付近に導いた後、一対のワイヤ回収ローラ５０１が接する位置に閉移動させるようにしたので、一対のワイヤ回収ローラ５０１でワイヤ電極２０を確実に挟み込むとともに、吸引部１００がワイヤ電極２０を確実に吸引し排出することが可能となる。
【００１８】
ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間の隙間に発生した流体によってワイヤ回収部５００のワイヤ挿入側に発生する吸引力は、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂ間の隙間の大きさによって大きく変化するため、制御部３００が駆動部４００を制御し、適切な吸引力を発生させる隙間の大きさになる位置に、ワイヤ回収ローラ５０１ａを移動させる。この場合、駆動部４００の駆動により回収ローラハウジング５０３が開閉方向Ａに沿って移動することによって、回収ローラハウジング５０３に保持されているワイヤ回収ローラ５０１ａも開閉方向Ａに沿って移動する。回収ローラハウジング５０３の移動経路上にはストッパ１０が設置されており、一対のワイヤ回収ローラ５０１間が開くように移動させる開移動を行った時に、回収ローラハウジング５０３とストッパ１０が回収ローラハウジング５０３の移動経路上で干渉するので、ストッパ１０は回収ローラハウジング５０３の移動範囲を制限する。すなわち、ストッパ１０が一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲を機械的に制限する。ストッパ１０の位置を調整することによって一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲を調整することができ、一対のワイヤ回収ローラ５０１間に生じる隙間の大きさは開閉移動範囲に等しいので、一対のワイヤ回収ローラ５０１間に生じる隙間の大きさを変更できる。その結果、ワイヤ回収部５００のワイヤ挿入側に発生する吸引力を調整することができる。適切な吸引力を発生させる隙間の大きさになる位置でワイヤ回収ローラ５０１ａの開移動が止まるようにストッパ１０の位置を調整しておく。ストッパ１０の位置の調整は、全てのワイヤ電極径に適用できる最適な隙間の大きさを標準値としてストッパ１０の位置を本ワイヤ自動結線装置の出荷時に予め設定しておくが、ユーザが逐次使用するワイヤ電極径に合わせて最適なストッパ１０の位置を個別に設定してもよい。制御部３００は、ワイヤ電極２０を自動結線する際に、ストッパ１０により開移動が制限されるまで一対のワイヤ回収ローラ５０１を開移動させるように駆動部４００を制御する。尚、一対のワイヤ回収ローラ５０１間の隙間の大きさ、すなわち一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲の調整方法は、一例を示しただけで、ストッパ１０の位置調整による方法に限定されない。
【００１９】
この時、回収ノズル９側から吸引部１００側に向かう流路において、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間の隙間を吸引部１００の貫通孔１０２の径より狭くして、流体の流れを絞ることにより、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの間の隙間を通過する流体の流速を増加させて、吸引力を向上させることができる。すなわち、一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲が、貫通孔１０２の径よりも狭くなるように開閉移動の制御を行うことにより、吸引力を向上させることができる。この隙間の大きさとしてはワイヤ電極径の２倍から１０倍程度が目安であるが、使用するワイヤ電極２０だけでなく、吸引部１００に送り込む圧縮流体の圧力・流量や、ワイヤ走行経路上の構成部品（パイプ８、回収ノズル９等）の内壁の面粗さ、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの面粗さ等によっても変化するので、適用するワイヤ放電加工装置の構造によって適切な吸引力が得られるように隙間の大きさ、すなわち開閉移動範囲を調整する。
【００２０】
図３は吸引部１００の外観を示す斜視図である。吸引部１００とワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂとの隙間が大きいと吸引力が弱まってしまうため、吸引部１００のワイヤ挿入側は、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの形状に沿う曲面１０３ａ、１０３ｂを持ち、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂに干渉しない範囲で近づけて配置する。また、回収ノズル９のワイヤ排出側も同様の形状を有し、ワイヤ回収ローラとの隙間ができるだけ小さくなるように設置される。これによって、ワイヤ電極２０の自動結線を行うとき、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂ間に隙間を作り吸引部１００が流体を吸引すると、吸引部１００とワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂとの間、及び回収ノズル９とワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂとの間に、外気が流入し、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの周壁に沿って、ワイヤ電極２０がワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂから剥がされる方向に空気の流れが生ずる。このため、ワイヤ電極２０の先端がワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂに巻き付こうとしてもその空気の流れによって、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂに巻き付くことを抑制し、吸引部１００の貫通孔１０２へ導かれ吸引されることにより、ワイヤ電極２０が吸引部１００から確実に排出される。なお、上記の吸引部１００の構造や形状は一例であり、ワイヤ電極２０を流体によって吸引し排出することが可能であれば、これに限定されない。上記の吸引部１００は、図３のような一体構造の例を示したが、例えば図４、及び図５に示すような複数のパーツを組み合わせた構造でも良い。図４、及び図５に示す吸引部２００は、ワイヤ挿入側吸引部２０１とワイヤ排出側吸引部２０２に分割され、中心軸を合わせて組み立てる構造になっている。圧縮流体導入口２０３から圧縮流体が供給されると、ワイヤ挿入側吸引部２０１とワイヤ排出側吸引部２０２間の隙間を通って吸引部２００のワイヤ排出側へと圧縮流体を噴出することにより、図３のような一体構造の吸引部と同様な機能を実現することが可能である。
【００２１】
図６は、ワイヤ電極２０の自動結線を行う際の各部の動作を示したフローチャートである。加工中は、ワイヤ電極２０をワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂで挟んで回収するため、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂは閉じて接した状態であるが、ワイヤ電極２０の自動結線が始まると、ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂの間に、ワイヤ電極２０を吸引する流体の経路を確保するために、一対のワイヤ回収ローラ５０１を開移動させてワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間に隙間を作る。このため、制御部３００はエアシリンダ４０１に対し、エアシリンダ４０１を直動動作させる為の空気を供給し、ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間がワイヤ電極２０を吸引する為の適切な吸引力が得られる隙間になるように駆動部４００を制御する（ステップＳ１）。ステップＳ１でワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂ間にワイヤ電極２０を吸引する為の適切な吸引力が得られる隙間が作られると、制御部３００は吸引部１００に圧縮流体を供給し、吸引を開始する（ステップＳ２）。次に、制御部３００はワイヤ送給モータ４を制御し、ワイヤ送給ローラ３でワイヤ電極２０をワイヤ回収部５００へ向けて送り出す（ステップＳ３）。このとき、到達判断部６００がワイヤ送給ローラ３の直径とワイヤ送給モータ４の回転数からワイヤ電極２０の送り出し量を算出することによって、ワイヤ電極２０の先端位置を推定し、吸引部１００に到達しているか判断する。具体的には、到達判断部６００はワイヤ電極２０の送り出し量がワイヤ送給ローラ３から吸引部１００までの距離を超えているかどうか判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４で、ワイヤ電極２０の送り出し量がワイヤ送給ローラ３から吸引部１００までの距離を超えていない場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、到達判断部６００はワイヤ電極２０の先端が吸引部１００までまだ到達していないと判断し、ワイヤ電極２０の先端が吸引部１００に到達するまでステップＳ４を繰り返す。ステップＳ４で、ワイヤ電極２０の送り出し量がワイヤ送給ローラ３から吸引部１００までの距離を超えていた場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、到達判断部６００はワイヤ電極２０の先端が吸引部１００に到達したと判断し、その判断結果を受け取った制御部３００はワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂが閉じるように駆動部４００を制御する（ステップＳ５）。そして、制御部３００はワイヤ回収モータ５０２を制御してワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂを回転させ、その結果ワイヤ電極２０を通してワイヤ送給ローラ３に回転モーメントが加わる場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御部３００は自動結線が成功と判断し、自動結線を完了する。制御部３００がワイヤ回収モータ５０２を制御してワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂを回転させても、ワイヤ電極２０を通してワイヤ送給ローラ３に回転モーメントが加わらない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御部３００は自動結線が失敗と判断し、送り出したワイヤ電極２０を切断し破棄して（ステップＳ７）、自動結線を最初からやり直す（ステップＳ１）。
【００２２】
上述のように、ワイヤ送給ローラ３の直径とワイヤ送給モータ４の回転数からワイヤ電極２０の先端位置を推定する方式を採用した場合、ワイヤ電極２０の走行経路上にセンサ類を設置する必要が無いため、装置をシンプルな構造にでき、製造コストを抑制できるといったメリットがある。
【００２３】
図７は実施の形態１において、自動結線が完了した後、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂを閉じてワイヤ電極２０を巻き取っている状態を表した概略図である。自動結線が完了し、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂを閉じて放電加工を行う際にも、制御部３００は吸引部１００に圧縮流体を送り込むことで、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂから送り出されたワイヤ電極２０を吸引部１００が吸引し、吸引部１００のワイヤ排出側からワイヤ電極を排出するようになるので、ワイヤ電極２０がワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂへ巻き付くことを防ぐことができる。
【００２４】
つづいて、ワイヤ自動結線装置１０００のハードウェア構成について説明する。ワイヤ自動結線装置１０００において、制御部３００、および到達判断部６００は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ及びメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
【００２５】
図８は、実施の形態１にかかるワイヤ自動結線装置１０００が備える処理回路をプロセッサ及びメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ９１及びメモリ９２で構成される場合、ワイヤ自動結線装置１０００の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組合せにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９２に格納される。処理回路では、メモリ９２に記憶されたプログラムをプロセッサ９１が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、ワイヤ自動結線装置１０００の各構成要素の処理を逐次的に実行するプログラムを格納するためのメモリ９２を備える。また、これらのプログラムは、ワイヤ自動結線装置１０００の各構成要素の手順及び方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
【００２６】
ここで、プロセッサ９１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などであってもよい。また、メモリ９２には、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable  Programmable  ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically  ＥＰＲＯＭ）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、コンパクトディスク、またはＤＶＤ（Digital  Versatile  Disc）などが該当する。
【００２７】
処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはこれらを組合せたものが該当する。ワイヤ自動結線装置１０００の各構成要素の各機能を機能別に処理回路で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００２８】
なお、ワイヤ自動結線装置１０００の各構成要素の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組合せによって、上述の各機能を実現することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ワイヤ自動結線装置１０００は、自動結線を開始する際は、一対のワイヤ回収ローラ５０１間に隙間を作り、ワイヤ送給ローラ３によって送られてくるワイヤ電極２０をワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から流体とともに吸引する。ワイヤ電極２０を吸引部１００まで吸引後、一対のワイヤ回収ローラ５０１を閉じてワイヤ電極２０を挟み込み、自動結線が完了となる。また、放電加工中、一対のワイヤ回収ローラ５０１を閉じてワイヤ回収部５００にてワイヤ電極２０の回収を行っている間も、ワイヤ送給ローラ３によって送られてくるワイヤ電極２０をワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から流体とともに吸引する。これにより、自動結線時、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂへワイヤ電極２０の巻き付きを防止しながら、確実に自動結線を行うことができる。また、自動結線後の加工中も、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂへワイヤ電極２０の巻き付きを防止することができる。
【００３０】
実施の形態２．
実施の形態１では、ワイヤ送給ローラ３の直径とワイヤ送給モータ４の回転数からワイヤ電極２０の送り出し量を算出することによって、ワイヤ電極２０の先端位置を推定し、吸引部１００に到達しているか判断していたので、推定誤差があった場合は、ワイヤ電極２０の先端位置が吸引部１００に到達していないにも関わらず、一対のワイヤ回収ローラ５０１が接する位置に閉移動させてしまい自動結線が失敗する恐れがある。実施の形態２では、ワイヤ電極２０の先端位置を推定ではなく、センサによって検出し、ワイヤ電極２０が吸引部１００に到達しているか確実に判断する方法について説明する。実施の形態１と同じ部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００３１】
図９は、実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置の構成図である。このうち、ワイヤ自動結線装置１００１において、吸引部１００のワイヤ排出側には、ワイヤ電極２０の先端を検出する検出部４０である光電センサが設置されている。検出部４０は、ワイヤ電極２０の先端の位置が吸引部１００に到達しているか判断する到達判断部６０１に検出結果を出力する。
【００３２】
図１０は、実施の形態２にかかるワイヤ自動結線装置１００１のワイヤ回収部周辺を模式的に示したものである。検出部４０は、貫通孔１０２のワイヤ排出側の出口が検出部４０の検出範囲４１に含まれるように設置され、貫通孔１０２のワイヤ排出側から排出されるワイヤ電極２０の先端が検出範囲４１を通過するとワイヤ電極２０の先端を検出する。到達判断部６０１は、検出部４０がワイヤ電極２０の先端を検出した場合、ワイヤ電極２０の先端位置が吸引部１００に到達していると判断する。検出部４０がワイヤ電極２０の先端を検出しない間は、ワイヤ電極２０の先端位置が吸引部１００に到達していないと判断する。到達判断部６０１によってワイヤ電極２０の先端位置が吸引部１００に到達していると判断した場合、制御部３００は、一対のワイヤ回収ローラ５０１が接する位置に閉移動させるように駆動部４００を制御する。この後は、実施の形態１と同様の処理を実施する。実施の形態２では、検出部４０として、光電センサを利用した場合を一例として記載しているが、光電センサ以外にも接触式センサ、ビジョンセンサ等も考えられ、上述の限りではない。
【００３３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ワイヤ電極２０の先端をセンサで検出するようにしたことにより、ワイヤ電極２０が吸引部１００に到達しているか確実に判断できるようになり、自動結線の成功率を高めることができる。
【００３４】
実施の形態３．
実施の形態１では、駆動部４００にエアシリンダ４０１を使用してワイヤ回収ローラを移動させる方法について説明した。実施の形態３では、駆動部４１０にサーボモータ４１２を使用してワイヤ回収ローラを移動させる方法について説明する。実施の形態１と同じ部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００３５】
図１１は、本発明の実施形態３におけるワイヤ放電加工装置の構成図である。このうち、ワイヤ自動結線装置１００２において、一対のワイヤ回収ローラ５０１を開閉移動させる駆動部４１０と、一対のワイヤ回収ローラ５０１間の隙間の大きさ、すなわち一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲を設定する設定部７００とを備えている。設定部７００は、設定された開閉移動範囲を制御部３０１に出力する。設定部７００に開閉移動範囲の入力があった場合には、設定部７００は入力値を開閉移動範囲として設定し制御部３０１に出力する。設定部７００に開閉移動範囲の入力がない場合は、自動結線や加工を行う前にオペレータから入力されるワイヤ電極径に基づいて設定部７００が最適な開閉移動範囲を算出して算出値を開閉移動範囲として設定し制御部３０１に出力する。
【００３６】
図１２は、実施の形態３にかかるワイヤ自動結線装置１００２のワイヤ回収部周辺を模式的に示した図である。駆動部４１０は、サーボモータ４１２と、平板状の棒に歯がつけられたラック４１１ａと円形歯車のピニオン４１１ｂから構成されるラックアンドピニオン４１１と、を有する。制御部３０１は、サーボモータ４１２に備えられたエンコーダから読み取った位置情報、及び設定部７００で設定された開閉移動範囲に基づいて、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂ間の隙間の大きさが設定された開閉移動範囲と等しくなるように、サーボモータ４１２に供給する電流を調整し、フィードバック制御する。実施の形態１では、一対のワイヤ回収ローラ５０１の開閉移動範囲を機械的に制限するストッパ１０によって一対のワイヤ回収ローラ５０１間に発生させる隙間の大きさを調整していたが、実施の形態３では、設定部７００により一対のワイヤ回収ローラ５０１間に発生させる隙間の大きさを設定するので、ストッパ１０は不要になる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、サーボモータ４１２に備えられたエンコーダの位置情報、及び設定部７００で設定された開閉移動範囲に基づいて、一対のワイヤ回収ローラ５０１を開閉移動させるように駆動部４１０を制御することにより、隙間の大きさを精度よく調整することが可能となり、吸引力を精度よく調整することが可能となる。また、隙間の大きさの変更が容易になり、吸引力の調整も容易に行うことが可能となる。
【００３８】
実施の形態４．
実施の形態１では、ワイヤ回収部５００のワイヤ排出側から、ワイヤ電極２０を吸引することにより、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂへワイヤ電極２０の巻き付きを防止するようにしていた。実施の形態４では、更に吸引力を高めてワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂへワイヤ電極２０の巻き付きを防止する効果を高める方法について説明する。実施の形態１と同じ部分については説明を省略し、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００３９】
図１３は、実施の形態４にかかるワイヤ自動結線装置１００３の吸引部、及びワイヤ回収部周辺の構成例を示す斜視図である。図１０に示すように、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂの回転軸のある両側面側から、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂが開いた時に生じる隙間を覆うように側面カバー３０ａ、３０ｂを設置する。側面カバー３０ａ、３０ｂの大きさは、少なくともワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂが開いた時に生じる隙間を覆うことが出来る大きさであれば良い。このような構成によって、ワイヤ回収ローラ５０１ａ、５０１ｂ間を流れる流体の方向を制限することによって、ワイヤ回収ローラ５０１ａと５０１ｂが開いた時に生じる隙間の部分に流体が集中し、吸引力を高めることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、一対のワイヤ回収ローラ５０１の回転軸のある両側面側から一対のワイヤ回収ローラ５０１間に生じる隙間を覆うように側面カバーを設置し、一対のワイヤ回収ローラ５０１間を流れる流体の方向を制限することで、吸引力を高めることが可能となる。
【００４１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組合せることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ワイヤボビン、２ａ,２ｂ  プーリ、３  ワイヤ送給ローラ、４  ワイヤ送給モータ、５ａ,５ｂ  送給ピンチローラ、６ａ  ワイヤガイド上部、６ｂ  ワイヤガイド下部、７  下部ローラ、８  パイプ、９  回収ノズル、１０  ストッパ、１１ａ,１１ｂ  給電子、２０  ワイヤ電極、２１  被加工物、２２  被加工物取付定盤、２３  加工槽、２４  加工液、３０ａ,３０ｂ  側面カバー、４０  検出部、４１  検出部の検出範囲、９１  プロセッサ、９２  メモリ、１００,２００  吸引部、１０１ａ,１０１ｂ,２０３  圧縮流体導入口、１０２,２０４  貫通孔、１０３ａ,１０３ｂ,２０５ａ,２０５ｂ  曲面、２０１  ワイヤ挿入側吸引部、２０２  ワイヤ排出側吸引部、３００,３０１  制御部、４００、４１０  駆動部、４０１  エアシリンダ、４０２  フック、４０３  ロッド、４１１  ラックアンドピニオン、４１１ａ  ラック、４１１ｂ  ピニオン、４１２  サーボモータ、５００  ワイヤ回収部、５０１  一対のワイヤ回収ローラ、５０１ａ,５０１ｂ  ワイヤ回収ローラ、５０２  ワイヤ回収モータ、５０３  回収ローラハウジング、６００,６０１  到達判断部、７００  設定部、１０００,１００１,１００２,１００３  ワイヤ自動結線装置。
【要約】
ワイヤ放電加工装置のワイヤ自動結線装置（１０００）は、被加工物（２１）を放電加工する領域を通過したワイヤ電極（２０）を一対のワイヤ回収ローラ（５０１）間に挿入し挟んで排出するワイヤ回収部（５００）と、一対のワイヤ回収ローラ（５０１）を開閉移動させる駆動部（４００）と、ワイヤ送給ローラ（３）を駆動するワイヤ送給モータ（４）と、ワイヤ回収部（５００）のワイヤ排出側から流体とともにワイヤ電極を吸引し排出する吸引部（１００）と、自動結線開始時には、一対のワイヤ回収ローラ（５０１）を開く開移動を行った後、吸引部（１００）の吸引動作によってワイヤ電極（２０）を吸引するとともに、ワイヤ電極（２０）の送り出しを開始するように制御を行い、ワイヤ電極（２０）の先端が吸引部（１００）に到達時には、一対のワイヤ回収ローラ（５０１）を閉じる閉移動を行うように制御を行う制御部（３００）と、を備える。【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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