(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤ放電加工により被加工物から切り抜いた切り抜き材を磁気吸引力により吸着して取り出すワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置において、
前記切り抜き材の吸着面にＮ極又はＳ極を接触させて吸着する磁気吸着手段と、
少なくとも１個の補助電磁石と、
前記磁気吸着手段と前記被加工物との相対位置決め及び前記磁気吸着手段により吸着した前記切り抜き材の取り出しを行う駆動手段と、
前記補助電磁石の前記磁気吸着手段に対する相対位置を可変とする直線駆動手段と、
前記切り抜き材の前記磁気吸着手段による吸着時に前記補助電磁石を前記切り抜き材の近傍に配置し、前記磁気吸着手段の磁束の方向と前記補助電磁石の磁束の方向とを合わせて前記磁気吸着手段と前記切り抜き材との間の磁束が増加するように前記補助電磁石を励磁する第１の制御と、前記切り抜き材の前記被加工物からの取り出しの所定の中間状態から取り出し完了までの間に前記補助電磁石を前記被加工物近傍に配置し、前記磁気吸着手段及び前記切り抜き材周りの磁束の方向と前記補助電磁石の磁束の方向とを逆にして前記切り抜き材と前記被加工物との間の磁束が減少するように前記補助電磁石を励磁する第２の制御を行う制御手段とを備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置。
【請求項２】
前記磁気吸着手段が電磁石又は永久磁石であることを特徴とする請求項１記載のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ワイヤ放電加工により被加工物から切り抜いた切り抜き材を磁気吸引力により吸着して取り出す、ワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤ放電加工機により加工する被加工物の材質は合金工具鋼又は超硬合金等であり、そのほとんどが磁性体の素材であるため、切り抜き材の取り出しは磁石の磁気吸引力による吸着を利用して行われるのが通常である。
【０００３】
図４は、従来のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置における切り抜き材を吸着する電磁石まわりの構成図であり、図において、１は磁石ホルダ、２は磁石ホルダ１に保持された磁気吸着手段である電磁石、３は被加工物母材、４はワイヤ放電加工により被加工物母材３から切り抜かれ電磁石２により吸着された切り抜き材である。磁石ホルダ１は、図示しないエアシリンダ及びサーボモータ等のアクチュエータ、ボールねじ及びスプライン軸等の伝達機構並びに直線案内等により構成された駆動手段により駆動され、電磁石２と被加工物母材３との相対位置決め及び電磁石２により吸着した切り抜き材４の取り出しが可能な構成となっている。
【０００４】
次に動作について説明する。前記駆動手段により磁石ホルダ１に保持された電磁石２と被加工物母材３との相対位置決めを行った後、電磁石２を直流電流で励磁し、被加工物母材３からワイヤ放電加工により切り抜かれた切り抜き材４の上面に接触させて切り抜き材４を吸着する。次に前記駆動手段により切り抜き材４を被加工物母材３から取り出した後、図示しない切り抜き材ストッカの上部まで搬送する。この状態において、電磁石２の励磁電流をオフとして、切り抜き材ストッカ内に切り抜き材を落下させる。
【０００５】
このような従来のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置として、特開昭６３−１８５５３１号公報には、複数個の電磁石を全面に固定し、通電する範囲を制御することにより、切り抜き材の形状に合わせた電磁吸引力を得るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置が開示されている。
【０００６】
また、特開平４−１２９６１５号公報には、ノズルに電磁石を組み込んだ構成のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の磁気吸着手段は、電磁石若しくは永久磁石又は電磁石及び永久磁石の組み合わせにより構成されている。
【０００８】
図５は、切り抜き材４を吸着する磁気吸着手段として用いられる電磁石及び永久磁石の構成例を示す説明図であり、２ａ及び２ｂは電磁石、４は切り抜き材、４ａは切り抜き材４の吸着面、５ａ及び５ｂは永久磁石、６は鉄心、７はコイル、８はヨークである。
【０００９】
図５の（ａ）又は（ｂ）は吸着面４ａにＮ極とＳ極の両極を接触させて吸着する磁気吸着手段の構成を示している。Ｎ極とＳ極との間隔を狭くすると、Ｎ極及びＳ極の自由磁極から磁力線が放出され磁気エネルギの損失を伴い、切り抜き材４内部を通る磁束が減少して磁気吸引力が低下するため、Ｎ極とＳ極との間隔を狭くすることはできない。従って、このような構成の磁気吸着手段は吸着面４ａの面積が小さい場合には適していない。
【００１０】
図５の（ｃ）又は（ｄ）は吸着面４ａにＮ極又はＳ極を接触させて吸着する磁気吸着手段の構成を示している。このような構成の磁気吸着手段は吸着面４ａの面積が小さい場合にも適している。例えば、吸着面４ａの面積が２０ｍｍ2程度の場合でも吸着可能である。
【００１１】
図６は、被加工物母材３から切り抜き材４を取り出す過程を示す説明図であり、図５の（ｃ）又は（ｄ）のようにＮ極又はＳ極を接触させて吸着する構成の磁気吸着手段である電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂを用いた場合を示している。また、Ｇは磁力線の方向を模式的に示したものである。
【００１２】
切り抜き材４は磁性体であるため、図６のように電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂのＮ極により吸着された状態において、切り抜き材４は一次磁石となり、磁力線の方向はＧのようになる。従って、切り抜き材４と被加工物母材３との間に磁気吸引力が発生する。
【００１３】
このような構成の従来のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置では、切り抜き材４と被加工物母材３との間の磁気吸引力と切り抜き材４の自重が加算され、その力が電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂと切り抜き材４との間の磁気吸引力より大きくなると、切り抜き材４は電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂから離脱し、切り抜き材４の取り出しに失敗することになる。また、特に被加工物の厚さが厚く切り抜き材の重量が重い場合等では、図６のように切り抜き材４を被加工物母材３から取り出す過程において、切り抜き材４と被加工物母材３との間隙（図中Ａ）が全周で均一にはならないため、切り抜き材４と被加工物母材３との間の磁気吸引力により切り抜き材４にモーメント（例えば、図中のＸ軸まわりのモーメント）が発生し、このモーメントが増大して切り抜き材４が落下する等、切り抜き材４の取り出しの信頼性が低下するという問題点があった。
【００１４】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、切り抜き材の吸着面積が小さい場合にも適用できると共に切り抜き材取り出しの高信頼化を図ることができるワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置は、ワイヤ放電加工により被加工物から切り抜いた切り抜き材を磁気吸引力により吸着して取り出すワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置において、前記切り抜き材の吸着面にＮ極又はＳ極を接触させて吸着する磁気吸着手段と、少なくとも１個の補助電磁石と、前記磁気吸着手段と前記被加工物との相対位置決め及び前記磁気吸着手段により吸着した前記切り抜き材の取り出しを行う駆動手段と、前記補助電磁石の前記磁気吸着手段に対する相対位置を可変とする直線駆動手段と、前記切り抜き材の前記磁気吸着手段による吸着時に前記補助電磁石を前記切り抜き材の近傍に配置し、前記磁気吸着手段の磁束の方向と前記補助電磁石の磁束の方向とを合わせて前記磁気吸着手段と前記切り抜き材との間の磁束が増加するように前記補助電磁石を励磁する第１の制御と、前記切り抜き材の前記被加工物からの取り出しの所定の中間状態から取り出し完了までの間に前記補助電磁石を前記被加工物近傍に配置し、前記磁気吸着手段及び前記切り抜き材周りの磁束の方向と前記補助電磁石の磁束の方向とを逆にして前記切り抜き材と前記被加工物との間の磁束が減少するように前記補助電磁石を励磁する第２の制御を行う制御手段とを備えたものである。
【００１６】
また、この発明に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置は、前記磁気吸着手段が電磁石又は永久磁石であるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の構成図であり、図において、１は磁石ホルダ、３は被加工物母材、４はワイヤ放電加工により被加工物母材３から切り抜かれた切り抜き材、４ａは切り抜き材４の吸着面、９は補助電磁石、９ａはコイル、９ｂはヨーク、１０は図示しないワイヤ電極をガイドする下部ノズルである。また、２ｂ及び５ｂは従来技術の図５の（ｃ）及び（ｄ）と同様であり、即ち、２ｂはＮ極又はＳ極を接触させて吸着する構成の磁気吸着手段として用いられる電磁石、５ｂはＮ極又はＳ極を接触させて吸着する構成の磁気吸着手段として用いられる永久磁石である。図１の構成では、磁気吸着手段として電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂを用いている。
【００１８】
磁石ホルダ１は、図示しないエアシリンダ及びサーボモータ等のアクチュエータ、ボールねじ及びスプライン軸等の伝達機構並びに直線案内等により構成された駆動手段により駆動され、磁気吸着手段である電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂと被加工物母材３との相対位置決め及び吸着した切り抜き材４の取り出しが可能な構成となっている。
【００１９】
補助電磁石９は、図１の（ａ）のように切り抜き材４の吸着時においては電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂの周囲を覆うように吸着面４ａの近傍に配置され、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出し途中から図１の（ｂ）のような取り出し完了時点までにおいては切り抜き材４の周囲を覆うように被加工物母材３の近傍に配置される。
【００２０】
このように補助電磁石９と磁気吸着手段である電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂとの相対位置を切り抜き材４の取り出し方向（図中Ｂ方向）に可変とできるように、補助電磁石９は例えば図示しないエアシリンダ及び直線案内、又はボールねじ、サーボモータ及び直線案内により構成される直線駆動手段により磁気吸着手段である電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂに対して駆動される。
【００２１】
また、前記駆動手段及び直線駆動手段の駆動制御並びに電磁石２ｂ及び補助電磁石９の励磁等所定の制御は図示しない制御手段により行われる。
【００２２】
次に動作について説明する。図２は、この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の動作説明図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。図２において、Ａは切り抜き材４と被加工物母材３との間隙、Ｇ１は電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂによる磁力線、Ｇ２は切り抜き材４吸着時における補助電磁石９による磁力線、Ｇ３は電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂ及び切り抜き材４周りの磁力線、Ｇ４は切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出し完了間際における補助電磁石９による磁力線を示しており、磁力線の方向は模式的に示している。
【００２３】
図２の（ａ）は、被加工物母材３から切り抜き材４を取り出すために電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂにより切り抜き材４を吸着する直前の状態を示している。電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂと補助電磁石９を切り抜き材４の近傍に配置し、かつ、電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂによる磁束の方向（磁力線Ｇ１）と補助電磁石９による磁束の方向（磁力線Ｇ２）とを合わせるように（磁束が増加するように）電磁石を励磁する。このようにすることにより、切り抜き材４に作用する磁気吸引力が電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂのみの場合の例えば数倍程度に増加し、図２の（ａ）に示すように下部ノズル１０の上に切り抜き材４が落ちている場合においても、より確実に切り抜き材４の磁気吸引力による吸着を行うことができる。
【００２４】
図２の（ｂ）は、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出し完了間際の状態を示している。前記直線駆動手段により、補助電磁石９と磁石ホルダ１及び電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂとの相対位置を変化させることができるため、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出しの所定の中間状態から取り出し完了までの間、補助電磁石９を被加工物母材３近傍に配置している。切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出しの所定の中間状態から取り出し完了までにおいて、電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂ及び切り抜き材４周りの磁束の方向（磁力線Ｇ３）と補助電磁石９による磁束の方向（磁力線Ｇ４）とを逆にするように（磁束が減少するように）、補助電磁石９を励磁する。このようにすることにより、切り抜き材４と切り抜き材４と被加工物母材３との間隙（図２の（ｂ）中のＡ）に働く磁気吸引力を抑制することができる。従って、発明が解決しようとする課題の図６で説明したような切り抜き材４の落下に結びつくモーメントを低減することができる。また、切り抜き材４と被加工物母材３との間隙に働く磁気吸引力が抑制されるため、この磁気吸引力に切り抜き材４の自重を加算しても、電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂと切り抜き材４との間に働く磁気吸引力より大きくなることはない。従って、切り抜き材４を被加工物母材３から確実に取り出すことができる。
【００２５】
前記のように電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂ及び切り抜き材４周りの磁束の方向（磁力線Ｇ３）と補助電磁石９による磁束の方向（磁力線Ｇ４）とを逆にするように補助電磁石９の励磁を開始する、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出しの所定の中間状態位置については、被加工物母材３の板厚、ワイヤ電極の直径及び加工形状等により最適な位置が異なるため、切り抜き材４を取り出す実験により予め求めておくことができる。あるいは、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出し完了前の所定位置（例えば被加工物母材３の板厚の１／５乃至１／１０程度）を前記所定の中間状態位置としてもよい。このように、切り抜き材４が被加工物母材３から抜き出る前から、電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂ及び切り抜き材４周りの磁束の方向（磁力線Ｇ３）と補助電磁石９による磁束の方向（磁力線Ｇ４）とを逆にするように補助電磁石９の励磁を行うことにより、切り抜き材取り出しの高信頼化を図ることができる。
【００２６】
このようにして被加工物母材３から確実に取り出された切り抜き材４は、前記駆動手段により例えば図示しない切り抜き材ストッカの上部まで搬送される。この状態において、磁気吸着手段として電磁石２ｂを用いる場合は、電磁石２ｂの励磁電流をオフにして切り抜き材ストッカ内に切り抜き材４を落下させる。また、磁気吸着手段として永久磁石５ｂを用いる場合は、前記直線駆動手段により補助電磁石９を永久磁石５ｂ近傍に移動させ、永久磁石５ｂの磁束の方向と逆の方向の磁束を発生させるように補助電磁石９の励磁することにより、切り抜き材４に作用する磁気吸引力を切り抜き材４の自重以下とし、切り抜き材ストッカ内に切り抜き材４を落下させる。この場合において、永久磁石５ｂが減磁しないように前記制御手段によって補助電磁石９に流す電流の方向、時間及び最大値を制御する。
【００２７】
以上のように、切り抜き材４に作用する磁気吸引力を吸着時に大きくし、切り抜き材４の端部が被加工物母材３から抜け出る時には切り抜き材４と被加工物母材３との間に働く磁気吸引力を小さくしたので、切り抜き材４の吸着不能又は取り出し途中での切り抜き材４の落下を無くすことができる。従って、被加工物母材３からの切り抜き材４の取り出しの高信頼化を図ることができる。例えば、切り抜き材４の吸着面４ａの面積が２０ｍｍ2程度と小さく、切り抜き材４の長さ（被加工物母材３の厚さ）が５０ｍｍ程度と長い場合でも、切り抜き材４の被加工物母材３からの取り出しを確実に行うことができる。
【００２８】
以上において、磁気吸着手段として永久磁石５ｂを用いた場合には、停電時における切り抜き材４の落下を防止することができるという効果もある。
【００２９】
また、以上においては、磁気吸着手段として電磁石２ｂ又は永久磁石５ｂを用いる場合について説明したが、磁化された電磁軟鉄等の電磁石以外の一次磁石を磁気吸着手段として用いてもよい。
【００３０】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の構成図であり、実施の形態１の図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。図３において、１１は第２の補助電磁石、１１ａはコイル、１１ｂはヨークであり、磁気吸着手段としては永久磁石５ｂを用いている。
【００３１】
補助電磁石９の動作は、実施の形態１の図２と同様である。第２の補助電磁石１１は、図３の（ａ）のような切り抜き材４の吸着時においては永久磁石５ｂ及び補助電磁石９の近傍に配置され、永久磁石５ｂによる磁束の方向及び補助電磁石９による磁束の方向に加えてさらに磁束が増加するように励磁される。このようにすることにより、切り抜き材４に作用する磁気吸引力がさらに増加し、切り抜き材４の重量がより重い場合等においても、より確実に切り抜き材４の吸着を行うことができるため、切り抜き材４取り出しの信頼性がさらに向上する。
【００３２】
また、このように第２の補助電磁石１１を用いる場合には、図３の（ａ）及び（ｂ）のように第２の補助電磁石１１と永久磁石５ｂとの相対位置を固定として、例えば、切り抜き材４を取り出し後、切り抜き材ストッカ上部へ搬送し、永久磁石５ｂの磁束の方向と逆の方向の磁束を発生させるように第２の補助電磁石１１を励磁することにより切り抜き材４を切り抜き材ストッカ内への落下させることができる。
【００３３】
また、第２の補助電磁石１１と永久磁石５ｂとの相対位置を可変として補助電磁石９と同様に移動可能としてもよい。
【００３４】
以上においては、補助電磁石として、補助電磁石９及び第２の補助電磁石１１の２個を用いる場合について説明したが、補助電磁石の数は２個に限定されるものではなく、３個以上の補助電磁石を用いてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
この発明に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置は、以上説明したように構成されているので、切り抜き材の吸着面積が小さい場合又は切り抜き材の重量が重い場合等にも適用できると共に切り抜き材取り出しの高信頼化を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態１に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の動作説明図である。
【図３】  この発明の実施の形態２に係るワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置の構成図である。
【図４】  従来のワイヤ放電加工機の切り抜き材取り出し装置における切り抜き材を吸着する電磁石まわりの構成図である。
【図５】  磁気吸着手段として用いられる電磁石及び永久磁石の構成例を示す説明図である。
【図６】  切り抜き材を被加工物母材から取り出す過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１  磁石ホルダ、２ｂ  電磁石、３  被加工物母材、４  切り抜き材、４ａ  吸着面、５ｂ  永久磁石、９  補助電磁石、９ａ  コイル、９ｂ  ヨーク、１０下部ノズル、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４  磁力線。
【図１】
0004126861.tif 000002
【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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