(57)【要約】【課題】ジェットを供給しないでワイヤ電極を微小に上下動させてワイヤ電極を挿通する。【解決手段】自動結線装置１は、送出ローラ１０と下穴４との間に上下動装置３０を有する。上下動装置３０は、第２の圧縮空気供給路３４から上方向に圧縮空気を供給して第２のワイヤガイド３２を押し上げる。第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２を保持した状態で浮上してワイヤ電極２を所定距離上方向に移動させる。また、上下動装置３０は、第１の圧縮空気供給路３３から下方向に圧縮空気を供給してワイヤ電極２を下方向に移動させる。圧縮空気供給装置３５は、第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に交互に圧縮空気を供給してワイヤ電極２を微小に上下動させる。【選択図】図１
2012200795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ電極を被加工物に形成された下穴または加工溝に自動的に挿通する自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置において、前記下穴または前記加工溝よりも上方に設けられ前記ワイヤ電極を送り出す送出ローラと、前記送出ローラと前記下穴または前記加工溝との間に設けられ前記ワイヤ電極を送り出す正規の通過軌跡に沿って下方向と上方向とに所定の圧力の圧縮空気を供給し上方向の前記圧縮空気によってワイヤガイドを前記ワイヤ電極を保持した状態で押し上げるとともに下方向の前記圧縮空気によって前記ワイヤ電極を下方向に推進して前記ワイヤ電極を微小に上下動させる上下動装置と、を有する自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置。
【請求項２】
前記上下動装置が、前記送出ローラと前記下穴または前記加工溝との間に設けられ前記圧縮空気が実質的に流通しない大きさのガイドクリアランスを有する第１のワイヤガイドと、前記送出ローラと前記第１のワイヤガイドとの間に設けられ前記圧縮空気が実質的に流通しない大きさのガイドクリアランスを有し上方向の前記圧縮空気によってワイヤ電極を保持した状態で押し上げられる第２のワイヤガイドと、前記第１のワイヤガイドの下側で前記正規の通過軌跡に沿って下方向の前記圧縮空気を供給する第１の圧縮空気供給路と、前記第１のワイヤガイドと前記第２のワイヤガイドとの間で前記正規の通過軌跡に沿って上方向の前記圧縮空気を供給する第２の圧縮空気供給路と、前記第１の圧縮空気供給路と前記第２の圧縮空気供給路に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、を含んでなる請求項１に記載のワイヤカット放電加工装置。
【請求項３】
前記圧縮空気供給装置が前記第１の圧縮空気供給路と前記第２の圧縮空気供給路に交互に前記圧縮空気を供給することを特徴とする請求項２に記載のワイヤカット放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤカット放電加工においてワイヤ電極を自動結線するときにワイヤ電極を被加工物に形成された下穴や加工溝に自動的に挿通する自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、数値制御ワイヤカット放電加工装置は、自動的にワイヤ電極を予め被加工物に穿設されている下穴あるいは加工によって被加工物に形成された加工溝に挿通することができる自動結線装置を備えている。多くの自動結線装置には、ワイヤ電極を下穴または加工溝に真直に送り込むためにワイヤ電極を案内するガイドパイプが設けられている。
【０００３】
精密加工では、ワイヤ電極の直径とワイヤ電極を挿通する下穴の直径あるいは加工溝の溝幅との大きさの差（以下、クリアランスという）が僅かであることがある。そのため、ワイヤ電極をクリアランスが小さい下穴や加工溝に送り込むときに、ワイヤ電極の先端が下穴や加工溝の入口に挿入されなかったり、下穴や加工溝の途中で引っ掛かってワイヤ電極が座屈することがある。以下、ワイヤ電極を被加工物に貫通させて結線するところを加工溝を含めて下穴と総称する。
【０００４】
ワイヤ電極を下穴に挿通することができなかったとき、失敗を検出してからワイヤ電極の送出しを停止するまでの間に時間差があるので、ワイヤ電極は、ワイヤ電極がワイヤ電極を送り出す正規の通過軌跡（以下、単に送行経路という）に拘束されていない場所で送行経路から飛び出して弛んだ状態となる。そこで、送出ローラによってワイヤ電極の弛みが除かれるまでワイヤ電極を一旦巻き上げて真直にし直してからワイヤ電極を再度送り出して下穴に挿通するようにされる。このような動作は、自動結線に要する時間を余分に長くしている。また、何度も繰り返してワイヤ電極の挿通に失敗するおそれがある。
【０００５】
ワイヤ電極の挿通の失敗を繰り返すことを避けるために、ワイヤ電極の弛みを取り除く座屈防止機構を設けてワイヤ電極の送行経路に位置するように強制的に修正する方法が知られている（特許文献１参照）。また、圧縮空気でワイヤ電極に横方向に所定の振動幅の微振動を与えてワイヤ電極を下穴に導く方法が考えられている（特許文献２参照）。また、自動的に下穴を探索してワイヤ電極の先端を下穴の入口に位置させる方法が知られている（特許文献３参照）。
【０００６】
特許文献１ないし特許文献３に開示される方法によってワイヤ電極を送り出す位置と下穴の位置がある程度ずれていてもワイヤ電極の先端を下穴の入口に導くことができる。しかしながら、ワイヤ電極の先端が拘束されておらず、ワイヤ電極を送り出す勢いが小さいので、挿通に成功する確率が高くなるものの依然として繰返しワイヤ電極の挿通に失敗する可能性がある。とりわけ、ワイヤ電極が下穴の途中で引っ掛かってしまった場合は、ワイヤ電極の引っ掛かりを取り除くことができないので、ワイヤ電極を一旦巻き上げる必要がある。
【０００７】
そこで、ワイヤ電極に微小な上下動を与える上下動手段を設けて、ワイヤ電極の引っ掛かりを取り除く方法が発明された（特許文献４参照）。特許文献４の発明によると、ワイヤ電極が下穴の途中で引っ掛かっていてもワイヤ電極を完全に巻き戻すことなく、ワイヤ電極をより容易に確実に下穴に通すことができる。その結果、自動結線に要する時間を短縮することができる。また、より簡単な構成と動作で繰返しワイヤ電極の挿通に失敗する可能性を著しく小さくすることができる。
【０００８】
特許文献４の発明は、人が細い線の先を真直ぐに伸ばしてつまんでちょんちょんと動かしながら小さな孔に通す作業と同じような原理に基づく技術思想を有しており、ワイヤ電極の引っ掛かりを取り除いてワイヤ電極を通す効果が高い。特に、加工部位の近くでワイヤ電極を位置決めするための上側ワイヤガイドを含む上側ガイドアッセンブリを下穴の開口に近接させることができない場合でも、ワイヤ電極を高い確率で下穴に通すことができることが判明している。特許文献４は、ワイヤ電極を上下動させる方法を実現するための上下動手段を具体的に開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平４−１１１７１７号公報
【特許文献２】特開２００５−１０５４号公報
【特許文献３】特開平１−１３５４２３号公報
【特許文献４】特開２００６−２３１４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献４の発明は、直径０．１ｍｍよりも小さな極細線と称される黄銅のワイヤ電極をクリアランスの小さい下穴に確実に挿通できるようにするために高圧の放電加工液で形成されるジェットを供給している。したがって、直径が比較的大きいワイヤ電極、あるいはクリアランスが大きい下穴にワイヤ電極を挿通する場合では、ジェットでワイヤ電極を拘束しなくてもワイヤ電極を微小に上下動させてワイヤ電極を下穴に容易に挿通できる可能性が高い。
【００１１】
ジェットを供給しないことによって、いくつかの利益を得ることが期待できる。具体的に、例えば、ジェットが被加工物の上面に衝突することによる液の飛散がないので、機械の周囲を汚染する心配がなく、作業性を向上させることができる。また、例えば、ジェットを供給する工程がないので、自動結線における一連の動作をより簡素にすることができる。
【００１２】
しかしながら、ジェットでワイヤ電極を拘束することなく、ワイヤ電極を微小に上下動させることによってワイヤ電極を下穴に確実に通すためには、一層厳密にワイヤ電極の直進性を維持することが要求される。また、比較的短い時間にワイヤ電極を微小に上下動させるときの移動距離をより長くすることが要求される。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みて、ワイヤ電極を微小に上下動させてワイヤ電極の引っ掛かりを取り除き、確実にワイヤ電極を挿通させる自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置において、ジェットを供給することなく、ワイヤ電極の引っ掛かりを取り除いてワイヤ電極を下穴に挿通することができる改良された自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置を提供することを目的とする。本発明のより具体的な利点は、発明の実施の形態を説明するときに、詳しく説明される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のワイヤカット放電加工装置は、上記課題を解決するために、ワイヤ電極（２）を被加工物（３）に形成された下穴または加工溝（４）に自動的に挿通する自動結線装置（１）を備えたワイヤカット放電加工装置において、下穴または加工溝（４）よりも上方に設けられワイヤ電極（２）を送り出す送出ローラ（１０）と、送出ローラ（１０）と下穴または加工溝（４）との間に設けられワイヤ電極（２）を送り出す正規の通過軌跡に沿って下方向と上方向とに所定の圧力の圧縮空気を供給し上方向の圧縮空気によってワイヤガイドをワイヤ電極（２）を保持した状態で押し上げるとともに下方向の圧縮空気によってワイヤ電極（２）を下方向に推進してワイヤ電極（２）を微小に上下動させる上下動装置（３０）と、を有する自動結線装置（１）を備えるようにする。
【００１５】
上記ワイヤカット放電加工装置の自動結線装置の上下動装置（３０）は、具体的に、送出ローラ（１０）と下穴または加工溝（４）との間に設けられ圧縮空気が実質的に流通しない大きさのガイドクリアランスを有する第１のワイヤガイド（３１）と、送出ローラ（１０）と第１のワイヤガイド（３１）との間に設けられ圧縮空気が実質的に流通しない大きさのガイドクリアランスを有し上方向の圧縮空気によってワイヤ電極（２）を保持した状態で押し上げられる第２のワイヤガイド（３２）と、第１のワイヤガイド（３１）の下側で正規の通過軌跡に沿って下方向の圧縮空気を供給する第１の圧縮空気供給路（３３）と、第１のワイヤガイド（３１）と第２のワイヤガイド（３２）との間で正規の通過軌跡に沿って上方向の圧縮空気を供給する第２の圧縮空気供給路（３４）と、第１の圧縮空気供給路（３３）と第２の圧縮空気供給路（３４）に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置（３５）と、を含んでなる。
【００１６】
上記ワイヤカット放電加工装置の自動結線装置の上下動装置（３０）は、特に、圧縮空気供給装置３５が第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に交互に圧縮空気を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のワイヤカット放電加工装置は、本質的にワイヤ電極を圧縮空気によって上下方向に移動させるので、ワイヤ電極を実質的に機械的に拘束しない。そのため、ワイヤ電極の直進性が一層厳密に維持される。また、ワイヤ電極を微小に上下動させる時間と移動距離（振動幅）に機械的な制約がない。そのため、比較的短時間にワイヤ電極を上下方向にそれぞれ十分に長い距離移動させることができる。そして、圧縮空気による強い下降気流でワイヤ電極を勢いよく送り出すことができる。
【００１８】
したがって、本発明のワイヤカット放電加工装置によると、座屈して弛んだワイヤ電極をジェットの推進力と拘束力がなくてもワイヤ電極を微小に上下動させてワイヤ電極の引っ掛かりを取り除いてワイヤ電極を下穴に確実に通すことができる。その結果、自動結線における動作をより簡潔にすることができ、作業効率が向上し、自動結線に要する総合的な時間が短縮される。また、自動結線における作業性が向上する。
【００１９】
とりわけ、本発明のワイヤカット放電加工装置は、上方向の圧縮空気でワイヤガイドをワイヤ電極を保持した状態で押し上げるので、圧縮空気で十分に引き上げることが容易ではない比較的直径の大きいワイヤ電極をより望ましい十分な距離上方向に移動させることができる。あるいは、圧縮空気の圧力と速度を必要以上に高くすることなく直径の大きいワイヤ電極を上方向に移動させることができる。その結果、作業性と安全性が一層向上する。
【００２０】
また、圧縮空気で浮上するワイヤガイドによってワイヤ電極を上方向に移動させるので、ワイヤ電極の上方向の移動距離がワイヤガイドが押し上げられる距離に依存するため、所要の移動距離を得るためにワイヤ電極の材質と直径に合わせて圧縮空気の圧力または速度を調整する必要がない。その結果、作業性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の自動結線装置を備えたワイヤカット放電加工装置の全体構成の概容を示す模式図である。
【図２】本発明のワイヤカット放電加工装置における自動結線装置の上下動装置の第１の実施の形態の主要部位を示す側面の断面図である。
【図３】本発明のワイヤカット放電加工装置における自動結線装置の動作を示す模式図である。
【図４】本発明のワイヤカット放電加工装置における自動結線装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施の形態における上下動装置の主要部位を示す側面の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に、本発明のワイヤカット放電加工装置が示される。自動結線装置１は、ワイヤ電極２を被加工物３に形成された下穴（加工溝）４に自動的に挿通する。自動結線装置１は、ワイヤ電極２を送り出す送出ローラ１０と、ワイヤ電極２を案内するガイドパイプ２０と、圧縮空気によってワイヤ電極２の送行経路（正規の通過軌跡）に沿って下方向と上方向とにワイヤ電極２を微小に上下動させる上下動装置３０と、を有する。
【００２３】
本発明でいうワイヤ電極２の微小な上下動は、数百ミリ秒〜数秒間の短時間にワイヤ電極２が送り出される送行経路に沿って上方向と下方向に交互に繰り返して上下各方向に数ｍｍ〜二十数ｍｍ移動することをいう。したがって、ワイヤ電極２の動きは、上下方向の振動というよりも、むしろあたかも人がワイヤ電極２をつまんで被加工物３に形成されている下穴４を突くようにして挿通させる動作に似ている。
【００２４】
自動結線装置１は、ワイヤ電極２の荒れた先端を切断して廃棄する先端処理装置４０を有する。先端処理装置４０は、ワイヤ電極２を切断する切断装置４１と、切断装置４１によって切断され不要になったワイヤ電極２の切断片を回収する廃棄ボックス４２と、ワイヤ電極２の切断片を把持して廃棄ボックス４２まで搬送するクランプ４３と、を含む。また、自動結線装置１は、ワイヤ電極２の先端を検出する先端検出器５０と、ワイヤ電極２の弛みを検出する座屈検出器６０と、を備えている。
【００２５】
供給機構５は、加工に供されていない新しいワイヤ電極２を加工部位に連続して供給する。供給機構５は、ワイヤボビン５１が装着されワイヤ電極２にバックテンションを与えるブレーキモータを有するリール５２と、テンションの変動を防止するサーボプーリ５３と、ワイヤ電極にテンションを与えるテンション機構を兼用する送出ローラ１０と、ワイヤ電極２の断線を検出するリミットスイッチのような断線検出器５４と、ワイヤ電極２のテンションを検出する歪ゲージのような張力検出器５５と、を含む。
【００２６】
排出機構６は、加工に供されて消耗した使用済のワイヤ電極２を加工部位から回収する。排出機構６は、被加工物３に垂直に張架されるワイヤ電極２の送行経路に対してオフセットを与えるとともに、送り出されるワイヤ電極２の進行方向を転換するアイドリングローラ６１と、ワイヤ電極２を流体で搬送する搬送装置６２と、ワイヤ電極２を巻き取る巻取ローラ６３と、使用済のワイヤ電極２を回収するバケット６４と、を含む。
【００２７】
被加工物３の上下にガイドアッセンブリ７とガイドアッセンブリ８が設けられる。被加工物３の上側に設けられるガイドアッセンブリ７は、上ワイヤガイド７１と、上通電体７２と、加工液噴流ノズル７３と、図示しない結線用ノズルとがハウジングに一体的に組み込まれて収容されたユニットである。また、被加工物３の下側のガイドアッセンブリ８には、図示しない下ワイヤガイドと下通電体と加工液噴流ノズルが組み込まれている。上ワイヤガイド７１と上記下ワイヤガイドは、被加工物３に可能な限り近い位置でワイヤ電極２を位置決めして案内する。
【００２８】
自動結線装置１は、ガイドアッセンブリ７に収容されている結線用ノズルに高圧の放電加工液をジェットとして供給することができるジェット供給装置７０を備えている。したがって、実施の形態の自動結線装置１では、例えば、０．０５ｍｍ〜０．０８ｍｍの黄銅のワイヤ電極２をクリアランスの小さい下穴４に挿通するときのように、ワイヤ電極２を微小に上下動させるかどうかに関わらず、必要に応じて選択的に結線用ノズルにジェットを供給して、上ワイヤガイド７１から下穴４までのワイヤ電極２をジェットで拘束しながらワイヤ電極２を挿通させることが可能である。
【００２９】
送出ローラ１０は、下穴４よりも上方に設けられる。送出ローラ１０は、一般に上ワイヤガイド７１とガイドパイプ２０の上方に設けられる。送出ローラ１０は、サーボモータ１１によって正逆回転する駆動ローラ１２と駆動ローラ１２に従動しワイヤ電極２を押さえるピンチローラ１３とでなる。
【００３０】
送出ローラ１０は、ワイヤ電極２を巻き上げるときは、逆転してワイヤ電極２の先端が先端検出器６０に検出されるまで回転する。送出ローラ１０は、ワイヤ電極２を送り出すときは、正転してゆっくりとワイヤ電極２を送り出す。また、送出ローラ１０は、ワイヤ電極２を走行させるときは、張力検出器５５の信号を受けながら所要の速度で正転し、巻取ローラ６３と協働してワイヤ電極２に所定のテンションを付与する。
【００３１】
ガイドパイプ２０は、送出ローラ１０と上ワイヤガイド７１との間に設けられる。ガイドパイプ２０は、アクチュエータで作動する昇降装置２１によって昇降する。ガイドパイプ２０は、自動結線を行なわないときは、上限リミットまで上昇して停止している。ワイヤ電極２を下穴４に挿通するときは、ガイドパイプ２０は、ワイヤ電極２を送り出すのに合わせて少なくとも上ワイヤガイド７１の直上まで下降してワイヤ電極２を上ワイヤガイド７１まで案内する。
【００３２】
図１に示される上下動装置３０は、送出ローラ１０と下穴４との間に設けられる。上下動装置３０は、ワイヤ電極２を送り出す送行経路に沿って下方向と上方向とに所定の圧力の圧縮空気する。上下動装置３０は、上方向の圧縮空気によってワイヤガイドをワイヤ電極２を保持した状態で上方向に移動させるとともに下方向の圧縮空気によってワイヤ電極２を下方向に移動させてワイヤ電極２を微小に上下動させる。
【００３３】
上下動装置３０は、圧縮空気を間欠的にワイヤ電極２の送行経路に沿って上方向に供給する。上下動装置３０は、ワイヤ電極２に微小な上下動を与えずに自動結線を行なうときでも、自動結線時にガイドパイプ２０に圧縮空気を供給して下向きの強い下降気流を発生させてワイヤ電極２の真直な送出しを助けることができる。
【００３４】
図１に示される実施の形態における上下動装置３０では、ワイヤ電極２を微小に上下動させる動作をより円滑に行なわせるために、ワイヤ電極２の送行経路に沿ってワイヤ電極２を送り出す下方向とワイヤ電極２を送り出す方向と反対の上方向とに交互に切り換えて所定の圧力の圧縮空気を供給する。その結果、短時間にワイヤ電極２を僅かに引き上げる動作とワイヤ電極２を僅かに送り出す動作を繰返し行なうことができる。
【００３５】
図２に、本発明の第１の実施の形態のワイヤカット放電加工装置における自動結線装置１の上下動装置３０の本体３０Ａが詳しく示される。単に圧縮空気をワイヤ電極２に向けて噴出するだけでは、ワイヤ電極２は横方向に振動するが、ワイヤ電極２を短時間に小刻みに上下方向に往復するように動かすことができない。そこで、実施の形態の上下動装置３０は、図２に示される構造によって空気の力でワイヤ電極２を数百ミリ秒〜数秒間に上下方向にそれぞれ数ｍｍ〜二十数ｍｍ移動できるようにして、人が細線をつまんで細線の先を穴に突いて穴に通すような動作を実現する。
【００３６】
上下動装置３０は、具体的に、送出ローラ１０と下穴４との間に設けられる第１のワイヤガイド３１と、送出ローラ１０と第１のワイヤガイド３１との間に設けられる第２のワイヤガイド３２と、第１のワイヤガイド３１の下側で下向きの圧縮空気を供給する第１の圧縮空気供給路３３と、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２との間に形成される密閉空間３０Ｂに圧縮空気を供給する第２の圧縮空気供給路３４と、第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置３５と、を含んでなる。
【００３７】
第１のワイヤガイド３１は、詳しくは、送出ローラ１０とガイドパイプ２０との間に設けられる。第２のワイヤガイド３２は、第１のワイヤガイド３１の直上に設けられる。第１の圧縮空気供給路３３は、第１のワイヤガイド３１とパイプガイド２０の上側との間に設けられる。また、第２の圧縮空気供給路３４は、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２との間に設けられる。
【００３８】
第１のワイヤガイド３１は、ダイス形状のワイヤガイドである。第１のワイヤガイド３１は、案内孔とワイヤ電極２との間に所定の間隙を有する。以下、案内孔とワイヤ電極２との間隙をガイドクリアランスという。第１のワイヤガイド３１は、実質的に流通しないガイドクリアランスを有する。実用的な第１のワイヤガイド３１のガイドクリアランスは、３μｍ〜２０μｍの大きさである。
【００３９】
本発明でいう圧縮空気が実質的に流通しないということは、第２のワイヤガイド３２との協同作用で圧縮空気がワイヤ電極２を送行経路に沿って上下に微小に動かす作用を生じさせる範囲でワイヤ電極２を案内孔に通した状態で案内孔を圧縮空気が通過しないという意味である。したがって、ワイヤ電極２と第１のワイヤガイド３１との間が完全に気密であることを意味するものではない。第１のワイヤガイド３１が僅かなガイドクリアランスを有するので、第１のワイヤガイド３１は、ワイヤ電極２が送行経路に沿って円滑に走行して送り出されることを阻害しない。
【００４０】
第２のワイヤガイド３２は、ダイス形状のワイヤガイドである。第２のワイヤガイド３２は、第１のワイヤガイドとおおよそ同じ大きさの実質的に圧縮空気が流通しないガイドクリアランスを有する。第２のワイヤガイド３２は、キャップ３６の漏斗形状のチャンバの中にキャップ３６のハウジングに対して自由な状態で収容される。キャップ３６は、本体３０Ａの上側に固定され、本体３０Ａの貫通孔の上側を覆う部材をいう。第２のワイヤガイド３２は、図２に示されるように、通常時には自重によってチャンバの底に位置する。
【００４１】
第２のワイヤガイド３２とチャンバの内面との間に隙間があるため、第２のワイヤガイド３２が上向きの圧縮空気で押し上げられて浮上するときに僅かに傾く。第２のワイヤガイド３２は僅かなクリアランスを有するので、第２のワイヤガイド３２が傾くと、案内孔の内面とワイヤ電極２とが接触して案内孔とワイヤ電極２との間に摩擦力が発生する。
【００４２】
そのため、第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２を保持した状態でキャップ３６のチャンバの上側に衝突するまで上方向に移動する。その結果、第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２が上方向に真直ぐに所定距離移動することを助ける。
【００４３】
したがって、極端に高圧または高速の圧縮空気を供給することなく圧縮空気だけで押し上げることが難しい直径０．２ｍｍ以上の比較的太いワイヤ電極２を期待される十分な距離だけ容易に上方向に真直ぐに移動させることができる。また、第２のワイヤガイド３２は、チャンバの高さで決まる距離だけ上方向に移動するので、ワイヤ電極２の移動距離に合わせて圧縮空気の圧力を調整する必要がない。
【００４４】
第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２は、共に上下動装置３０の本体３０Ａに交換可能に装着される。したがって、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２の直径に合わせて交換することができる。そのため、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２を交換するだけで、直径０．０８ｍｍ以下の極細線から０．２ｍｍ以上の太線まで通常のワイヤカット放電加工で使用されるワイヤ電極２をキャップ３６のチャンバで規定される距離移動させることができる。
【００４５】
第１の圧縮空気供給路３３は、ワイヤ電極２の送行経路に沿って下向きに所定の圧力の圧縮空気を供給する。第１の圧縮空気供給経路３３は、第１のワイヤガイド３１とガイドパイプ２０との間の円管形状の通路３７で形成される密閉空間３０Ｂに開口して密閉空間３０Ｂに圧縮空気を供給する。したがって、密閉空間３０Ｂにおける密閉の意味は、第１のワイヤガイド３１のガイドクリアランスとパイプガイド２０の管内以外に開放されていないということである。
【００４６】
第１のワイヤガイド３１は、圧縮空気を実質的に流通しないガイドクリアランスを有するので、第１の圧縮空気供給経路３３から供給される圧縮空気は密閉空間３０Ｂにおいてワイヤ電極２の送行経路に沿って下方向に向かう。その結果、強い下降気流が発生して、ワイヤ電極２は下向きの力を受けて送行経路に沿って下降気流の力に相応する移動距離だけ下方向に移動する。
【００４７】
第２の圧縮空気供給路３４は、ワイヤ電極２の送行経路に沿って上向きに所定の圧力の圧縮空気を供給する。第２の圧縮空気供給路３４は、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２との間に設けられるチャンバピース３８で形成される密閉空間３０Ｃに圧縮空気を供給する。したがって、密閉空間３０Ｃにおける密閉の意味は、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２のガイドクリアランス以外に開放されていないということである。チャンバピース３８は、圧縮空気の力のバランスを保持するために密閉空間３０Ｃに複数箇所で第２の圧縮空気供給路３４に連通する開口を有する。
【００４８】
第１のワイヤガイド３１が圧縮空気を実質的に流通しないので、密閉空間３０Ｃに供給された圧縮空気は上向きに噴出する。その結果、強い上昇気流が発生して、キャップ３６の底に自由な状態で配置されている第２のワイヤガイド３２を押し上げて浮上させる。第２のワイヤガイド３２は、若干傾いて案内孔とワイヤ電極２との間の摩擦力でワイヤ電極２を保持した状態でチャンバの上に衝突するまで上方向に移動する。
【００４９】
図１に示される圧縮空気供給装置３５は、数百ミリ秒〜数秒の短時間に第２の圧縮空気供給路３４に所定の圧力の圧縮空気を間欠的に供給する。上方向に移動している状態の第２のワイヤガイド３２をキャップ３６のチャンバの底の元の位置に戻すためと、ワイヤ電極２を下方向に送り出すときの推進力を得るために、圧縮空気供給装置３５は、第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に所定の時間間隔で交互に圧縮空気を供給する。
【００５０】
圧縮空気供給装置３５は、具体的には例えば、エアコンプレッサと、エアレギュレータと、高速で動作する二方向電磁弁と、エアレギュレータと二方向電磁弁との間に設けられる流量調整弁と、設定装置と、を含んでなる。エアレギュレータは、圧縮空気を所定の圧力に保持する。二方向電磁弁は、所定の繰返し時間間隔で第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４との接続を切り換える。流量調整弁は、圧縮空気の供給を制御する。設定装置は、エアレギュレータの圧縮空気の圧力と、二方向電磁弁の切換時間と、流量調整弁の開度を設定する。
【００５１】
圧縮空気供給装置３５は、自動結線装置１の全ての動作を制御する図示しないシーケンサのような制御装置で制御される。圧縮空気供給装置３５の設定装置を制御装置に含んで設けることができる。制御装置は、座屈検出器６０の信号に応答して上下動装置３０を作動させる。ただし、圧縮空気供給装置３５が座屈検出器６０に応動する動作だけを要求されるときは、制御装置を必要としない。
【００５２】
図３に、本発明の自動結線装置１の動作の一例が具体的に示される。図３に示される自動結線のプロセスは、いくつかある自動結線のプロセスのうち、ワイヤ電極２の不慮の断線の後にワイヤ電極２を下穴４に挿通し直して巻取ローラ６３まで結線するケースである。また、図４は、一連の自動結線装置の動作のうち、上下動装置３０に係るプロセスを示す。
【００５３】
ワイヤ電極２が不意に断線したときは、ワイヤ電極２の先端が荒れている。そこで、送出ローラ１０を逆転させて先端検出器５０がワイヤ電極２の先端を検出するまでワイヤ電極２を巻き上げる。そして、カッタのような切断装置４１でワイヤ電極２を切断し、切断されて不要になったワイヤ電極２の切断片をクランプ装置４３で把持しながら廃棄ボックス４２まで搬送して廃棄する。好ましくは、ワイヤ電極２を図示しないアニール装置で焼き鈍したりすることによって真直ぐにしておく。
【００５４】
図３（Ａ）に示されるように、被加工物３に対して垂直に張架された軸線方向のワイヤ電極２の送行経路（供給経路）と下穴４の位置を一致させて、送出ローラ１０によってワイヤ電極を送り出す。図３（Ｂ）に示されるように、ワイヤ電極２が送行経路の途中で座屈して座屈検出器６０がワイヤ電極２の弛みを検出したときは、直ちに送出ローラ１０を停止する。そのため、ワイヤ電極２は、送出ローラ１０とガイドパイプ２０との間で若干弛んでいる。
【００５５】
ワイヤ電極２が座屈したときは、上下動装置３０を作動してワイヤ電極２を上下動させる動作を行なう。実施の形態の自動結線装置１では、ワイヤ電極２を上下動させる回数を計数する（Ｓ１）。図３（Ｃ）に示されるように、上下動装置３０を作動させて、圧縮空気供給装置３５が第２の圧縮空気供給路３４から所定の圧力の圧縮空気を第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２との間の密閉空間３０Ｃに送る（Ｓ２）。
【００５６】
その結果、図３（Ｄ）に示されるように、第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２を摩擦力で保持したまま上方向に押し上げられて浮上し、ワイヤ電極２は送行経路に沿って上方向に引き上げられる。そのため、ワイヤ電極２の先端が引っ掛かったところから離されて、ワイヤ電極２の引っ掛かりが取り除かれる。
【００５７】
圧縮空気供給装置３５は、予め設定されている所定時間後に第２の圧縮空気供給路３４からの圧縮空気の供給を停止する（Ｓ３）。同時に、圧縮空気供給装置３５は、第１の圧縮空気供給路３３から所定の圧力の圧縮空気を第１のワイヤガイド３１とパイプガイド２０との間の密閉空間３０Ｂに送る（Ｓ４）。そして、予め設定されている所定時間後に第１の圧縮空気供給路３３からの圧縮空気の供給を停止する（Ｓ５）。
【００５８】
その結果、図３（Ｅ）に示されるように、ワイヤ電極２は、圧縮空気による強い下降気流の力によって供給経路に沿って下方向に弛みが真直ぐに戻るように動かされる。このとき、キャップ３６のチャンバの上側にある第２のワイヤガイド３２は、ワイヤ電極２によって下方向に引っ張られると同時にチャンバに発生する圧縮空気による負圧と自重による自由落下とによってチャンバの底の元の位置に戻る。
【００５９】
ワイヤ電極２を微小距離上方向に移動させたことによってワイヤ電極２の引っ掛かりが取り除かれた場合は、ワイヤ電極２が弛んでいた長さだけ下穴４の中を下向きの圧縮空気の力を受けて勢いよく突き進んでいく。したがって、座屈検出器６０がワイヤ電極２の座屈を検出しないときは（Ｓ６）、送出ローラ１０を駆動してワイヤ電極２を送り出す（Ｓ７）。
【００６０】
図３（Ｆ）に示されるように、障害が取り除かれたワイヤ電極２を送出ローラ１０によって送り出すことによってワイヤ電極２が下穴４を完全に通り抜ける。座屈検出器６０が所定時間座屈を検出する信号を発しない限り、送出ローラ１０を正転させ続けてワイヤ電極２を搬送装置６２まで送る。搬送装置６２がワイヤ電極２を巻取ローラ６３まで送り出して自動結線が完了する。
【００６１】
一方、ワイヤ電極２の引っ掛かりが解消されずにワイヤ電極２の座屈が検出されている間は（Ｓ６）、予め設定されている回数だけ再び第２の圧縮空気供給路から所定の圧力の圧縮空気を供給してワイヤ電極２の上下動を繰り返す（Ｓ８）。なお、実施の形態の上下動装置３０では、設計上、下穴４が予期せずに傾斜していてワイヤ電極２が通過できないような想定外の事情がある場合に備えて、予め設定されている回数繰り返してワイヤ電極２を微小に上下動させても座屈が解消されないときに警告停止を行なうようにしている。
【００６２】
例えば、第１の圧縮空気供給路３１と第２の圧縮空気供給路３２とから２秒間に０．4秒程度の時間間隔で交互に圧縮空気を送ることによって、図３（Ｄ）と図３（Ｅ）のワイヤ電極２を上方向と下方向に数ｍｍ〜二十数ｍｍずつ微小に上下に往復するように移動させる。そのため、ワイヤ電極２を完全に巻き上げることなく、短時間にワイヤ電極２の引っ掛かりが確実に解消され、ワイヤ電極２が下穴４を真直ぐに通る。
【００６３】
なお、一度障害が取り除かれて送り出されるワイヤ電極２がさらにその先で再び引っ掛かった場合でも、座屈検出器６０が検出信号を出力する限り、ワイヤ電極２には繰返し微小な上下動が与えられ続けるから、再び障害が取り除かれる。
【００６４】
基本的に図３（Ｄ）と図３（Ｅ）に示される動作を数秒〜数十秒程度の短時間繰り返すだけであるから、座屈するたびにワイヤ電極２を巻き上げる必要がなく、簡単な動作によってワイヤ電極２を確実に下穴４と下ワイヤガイドに挿通させることができる。また、ワイヤ電極２を圧縮空気で微小に上下動させる上下動装置３０によってワイヤ電極を完全に巻き戻すことなくワイヤ電極２を下穴４に挿通させることができるので、構成が簡単である利点がある。
【００６５】
そして、上下動装置３０は、基本的に圧縮空気によってワイヤ電極に微小な上下動を与えるので、実質的にワイヤ電極２を直接機械的に拘束しない。とりわけ、新規な実施の形態のワイヤカット放電加工装置は、圧縮空気で浮上する第２のワイヤガイド３２によってワイヤ電極２を引き上げるので、太いワイヤ電極を要求される数ｍｍ〜二十数ｍｍの長い距離上方向に移動させることができる。また、下向きの圧縮空気による強い下降気流でワイヤ電極２が下方向に推進されるので、ワイヤ電極２をより勢いよく送り出すことができる。
【００６６】
図５に、本発明の第２の実施の形態のワイヤカット放電加工装置における自動結線装置１の上下動装置３０の本体３０Ａが詳しく示される。図１および図２に示される上下動装置と本質的に同じ作用を有する装置と部品は、同じ符号が付されて説明される。図５に示される上下動装置を備えたワイヤカット放電加工装置の全体構成は、図１に示されるワイヤカット放電加工装置と基本的に同じであり、詳細な説明は省略される。
【００６７】
第２の実施の形態における上下動装置３０は、主に第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２が同一の形状である点とガイドパイプ２０が本体３０Ａの中で支持されている点で第１の実施の形態と異なる。
【００６８】
第１の圧縮空気供給経路３３は、ガイドパイプ２０を支持するパイプホルダ３９に形成されている密閉空間３０Ｂに開口する。パイプホルダ３９は、本体３０Ａの中に嵌入されて固定される。第１のワイヤガイド３１は、圧縮空気が実質的に流通しない大きさのガイドクリアランスを有しているので、第１の圧縮空気供給経路３３から供給される圧縮空気は、密閉空間３０Ｂからガイドパイプ２０に供給される。
【００６９】
ガイドパイプ２０に供給される圧縮空気は、下向きの強い下降気流を発生させてワイヤ電極２を送行経路に沿って下方向に送り出す。また、ガイドパイプ２０の中の圧縮空気は、ワイヤ電極２を推進して直進性を与える。そのため、ワイヤ電極２は、ガイドパイプ２０の内面に引っ掛かることなく真直性が保持されたまま下穴４に送り出される。
【００７０】
第２の圧縮空気供給経路３４から供給される圧縮空気は、実質的に第１のワイヤガイド３１によって塞がれている密閉空間３０Ｃに供給される。密閉空間３０Ｃは上側が開放されているので、密閉空間３０Ｃに強い上昇気流が発生する。チャンバが漏斗形状であるため、圧縮空気が第２のワイヤガイド３２を押し上げると同時に第２のワイヤガイド３２の周囲から圧縮空気が上向きに噴出する。そのため、第２のワイヤガイド３２は僅かに傾きながら浮上して、案内孔における摩擦力でワイヤ電極２を保持してワイヤ電極２を上方向に移動させる。
【００７１】
上方向に移動した第２のワイヤガイド３２は、キャップ３６のチャンバの上側に衝突して引っ掛かって止まる。第２のワイヤガイド３２は、第２の圧縮空気供給経路３４からの圧縮空気の供給が停止されたとき、チャンバの底に自由落下しようとする。
【００７２】
第１の圧縮空気供給経路３３から圧縮空気が供給されると、密閉空間３０Ｂに強い下降気流が発生してワイヤ電極２が下方向に推進される。そのため、案内孔における摩擦力でワイヤ電極２を保持している第２のワイヤガイド３２は、下方向に移動するワイヤ電極２に引っ張られて下方向に移動し、チャンバの底に衝突して止まる。このとき、下方向の圧縮空気によってチャンバに発生する負圧は、第２のワイヤガイド３２の下方向の移動を補ってワイヤ電極２の下方向の移動を円滑にする。
【００７３】
以上のとおり、圧縮空気供給装置３５が第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に交互に所定の圧力の圧縮空気を供給することで、ワイヤ電極２は、チャンバの高さで規定される第２のワイヤガイド３２の移動距離と同じ距離だけ上方向に引き上げられ、弛んでいる長さだけ下方向に飛ばされることを繰り返すように微小に上下動する。
【００７４】
第２の実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、第１の実施の形態のワイヤカット放電加工装置と作用効果が本質的に同じである。第２の実施の形態のワイヤカット放電加工装置では、上下動装置３０の本体３０Ａが比較的コンパクトである利点がある。また、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２が同一のワイヤガイドである点で有利である。
【００７５】
以上に説明される実施の形態の自動結線装置１の上下動装置３０は、すでに、複数の実施の形態が示されているとおり、本発明の技術思想を逸脱せずに本発明の効果を得る範囲で実施の形態と同一の構成である必要がない。本発明のワイヤカット放電加工装置は、基本的に、圧縮空気をワイヤ電極の送行経路に沿って上方向と下方向とに繰返し供給し、上昇気流の力によってワイヤ電極を保持させたままワイヤガイドを押し上げて浮上させ、下降気流の力によってワイヤ電極を下方向に移動させて、ワイヤ電極を微小に上下動できる上下動装置を含んでなる自動結線装置を備える。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明のワイヤカット放電加工装置は、工具をワイヤ電極として導電性の被加工物を放電によって切断する放電加工に利用できる。本発明のワイヤカット放電加工装置は、ワイヤ電極を下穴や加工溝に確実に効率よく挿通させることができる自動結線装置を備える。その結果、加工効率と作業効率に優れ、精密金型や精密部品の生産性の向上に貢献する。
【符号の説明】
【００７７】
１  自動結線装置
２  ワイヤ電極
３  被加工物
４  下穴
５  供給機構
６  排出機構
７，８  ガイドアッセンブリ
１０  送出ローラ
２０  ガイドパイプ
３０  上下動装置
３０Ａ  上下動装置本体
３１  第１のワイヤガイド
３２  第２のワイヤガイド
３３  第１の圧縮空気供給路
３４  第２の圧縮空気供給路
３５  圧縮空気供給装置
３６  キャップ
３７  通路
３８  チャンバピース
３９  パイプホルダ
４０  先端処理装置
５０  先端検出器
６０  座屈検出器
【図１】
2012200795.tif 000003
【図２】
2012200795.tif 000004
【図３】
2012200795.tif 000005
【図４】
2012200795.tif 000006
【図５】
2012200795.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月28日(2012.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
ワイヤ電極を下穴に挿通することができなかったとき、失敗を検出してからワイヤ電極の送出しを停止するまでの間に時間差があるので、ワイヤ電極はワイヤ電極を送り出す正規の通過軌跡（以下、単に送行経路という）に拘束されていない場所で送行経路から飛び出して弛んだ状態となる。そこで、送出ローラによってワイヤ電極の弛みが除かれるまでワイヤ電極を一旦巻き上げて真直にし直してからワイヤ電極を再度送り出して下穴に挿通するようにされる。このような動作は、自動結線に要する時間を余分に長くしている。また、何度も繰り返してワイヤ電極の挿通に失敗するおそれがある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
図１に示される上下動装置３０は、送出ローラ１０と下穴４との間に設けられる。上下動装置３０は、ワイヤ電極２を送り出す送行経路に沿って下方向と上方向とに所定の圧力の圧縮空気を供給する。上下動装置３０は、上方向の圧縮空気によってワイヤガイドをワイヤ電極２を保持した状態で上方向に移動させるとともに下方向の圧縮空気によってワイヤ電極２を下方向に移動させてワイヤ電極２を微小に上下動させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
上下動装置３０は、具体的に、送出ローラ１０と下穴４との間に設けられる第１のワイヤガイド３１と、送出ローラ１０と第１のワイヤガイド３１との間に設けられる第２のワイヤガイド３２と、第１のワイヤガイド３１の下側で下向きの圧縮空気を供給する第１の圧縮空気供給路３３と、第１のワイヤガイド３１と第２のワイヤガイド３２との間に形成される密閉空間３０Ｃに圧縮空気を供給する第２の圧縮空気供給路３４と、第１の圧縮空気供給路３３と第２の圧縮空気供給路３４に圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置３５と、を含んでなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
第２のワイヤガイド３２とチャンバの内面との間に隙間があるため、第２のワイヤガイド３２が上向きの圧縮空気で押し上げられて浮上するときに僅かに傾く。第２のワイヤガイド３２は僅かなガイドクリアランスを有するので、第２のワイヤガイド３２が傾くと、案内孔の内面とワイヤ電極２とが接触して案内孔とワイヤ電極２との間に摩擦力が発生する。