(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソースボビンからガイドローラ，ブレーキプーリ及びテンションローラから成るワイヤ電極供給系を通じて送り出されるワイヤ電極によって，ヘッドに設けられた上ワイヤヘッドと前記上ワイヤヘッドに対向してコラムに設けられた下ワイヤヘッドとの間に設置される工作物をワイヤ放電加工するため，前記ワイヤ電極を前記工作物に形成されたスタートホール又は加工スリットに挿通し，前記ワイヤ電極と前記工作物との間に極間電圧を印加することによって発生する放電エネルギーによって前記工作物をワイヤ放電加工することから成るワイヤ放電加工方法において，
前記加工スリットにワイヤ放電加工時に発生する加工屑が堆積して前記ワイヤ電極と前記工作物との間の短絡状態の発生時に，前記ワイヤ電極の振動と前記加工スリットに沿っての後退によって前記加工スリットから前記加工屑を排除するにあたって，コントローラは，ワイヤ放電加工時に，前記テンションローラによる前記ワイヤ電極の振動によって発生するワイヤ電極断線信号やワイヤ電極無し信号のワイヤ電極送り制御上の異常信号を無視する制御を行って，前記ワイヤ電極と前記工作物との間に短絡状態が発生したことに応答して，前記ワイヤ電極を前記加工スリットに沿って後退させつつ，前記ワイヤ電極供給系の前記テンションローラを駆動する電磁ブレーキへの電流の増減によって，前記ワイヤ電極に与える張力を周期的に増減して前記ワイヤ電極に振動を与えて前記短絡状態を回避する制御を行なうことを特徴とするワイヤ放電加工時の短絡回避方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，ワイヤ電極と工作物との間に発生する短絡状態を回避させるためワイヤ電極に振動を与えるワイヤ放電加工時の短絡回避方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来，ワイヤ放電加工機は，図１，図２及び図３に示すように，ワイヤ電極１と工作物２との間に放電現象を発生させて，超硬合金や焼入鋼等の工作物２を切り抜き加工する工作機械であり，ベース２８に配設されたワークテーブル２９には加工槽２６が配設されている。加工槽２６内には，下アーム３１に取り付けられた下ワイヤヘッド６と，ワークテーブル２９にクランプ等で取り付けられた工作物２とが設置される。また，Ｚ軸駆動装置，Ｕ−Ｖ軸駆動装置等が設けられたヘッド７に取り付けられた上アーム３３には，下ワイヤヘッド６に対向した上ワイヤヘッド５が設けられている。放電加工を開始する際には，工作物２に穿孔したスタートホール３又は加工スリット４にワイヤ電極１を予め挿通する。常に供給され続けるワイヤ電極１と工作物２との間に極間電圧を印加して放電させると，工作物２は，放電エネルギーによって所定の加工形状に放電加工される。工作物２のワイヤ放電加工は，ＮＣ装置の電源装置３０に設けられたコントローラによって制御されており，工作物２には，ＮＣ装置のコントローラにプログラミングされた形状に従って連続した加工スリット４が形成される。
【０００３】
また，ワイヤ放電加工機では，ワイヤ電極自動供給装置が開発され，作業者が工作物の脱着さえ行えば，ワイヤ電極の挿通から加工完了までの作業は，コントローラにプログラミングされたとおりの工程で供給が可能になるように自動化されている。工作物２の加工が終了して別の工作物２の加工に移る場合，及び放電加工中にワイヤ電極１が断線した場合には，ワイヤ電極１の先端部を切断して除去し，新しく形成された先端部を工作物２のスタートホール３又は加工スリット４に挿通することにより，ワイヤ電極１がセットされる。放電加工作業の自動化の一環として，ワイヤ電極１の送出しからワイヤ電極１の切断，加工スリット４への再挿通までのワイヤ電極１の装着作業が自動化されている。
【０００４】
特に，図３には，アニールされて真っ直ぐに伸長させたワイヤ電極１は，水流の助け或いは水流を用いずに，工作物２に予め形成されたスタートホール３又は加工スリット４に通す自動ワイヤ供給装置が示されている。自動ワイヤ供給装置は，図２及び図３に示すように，ソースボビンシャフト２５に取り付けられたソースボビン１１から繰り出されるワイヤ電極１を加工スリット４又はスタートホール３へ供給するため，各種の方向変換のためのガイドローラ１２，ブレーキプーリ１３，テンションローラ１０，方向転換のためのガイドローラ１５，巻取りローラ２２等から成るワイヤ電極供給系９を有している。
【０００５】
また，ワイヤ電極供給系９には，ブレーキプーリ１３の上流側にはフェルトパッド１６が配置され，ブレーキプーリ１３に対してフェルトブレーキ１７とプーリ開閉レバー１８が設けられている。更に，ブレーキプーリ１３の下流側には，ワイヤ電極１が巻き付けられるテンションローラ１０が配設されている。テンションローラ１０は，例えば，電磁ブレーキで駆動され，電磁ブレーキへの電流制御によってテンションローラ１０の回転速度が制御され，ワイヤ電極１の張力が調整されるように構成されている。また，ワイヤ電極供給系９には，テンションローラ１０の下流側には，ワイヤ電極１が供給状態又は断線状態のいずれかの状態を検出するための断線検出センサ１４が設けられている。
【０００６】
ソースボビン１１からワイヤ電極供給系９を通じて繰り出されたワイヤ電極１は，アニールローラ１９とコモンローラ２０とに挿通され，アニールローラ１９とコモンローラ２０との間でワイヤ電極１に通電してワイヤ電極１をアニールしワイヤ電極１の癖をとって真っ直ぐにする。真っ直ぐに垂下したワイヤ電極１は，先端部の変形部分がカッタを用いて切断され，廃ワイヤクランプを作動して廃ワイヤホッパ２４へ廃棄する。先端が真っ直ぐになったワイヤ電極１は，コモンローラ２０から給電子等を通過してヘッド７に取り付けられた上ワイヤヘッド５に送り込まれ，次いで，加工槽２６内に配設された工作物２に形成されたスタートホール３又は加工スリット４に挿通され，コラム８に取り付けられた加工槽２６内に配設された下ワイヤヘッド６からワイヤ誘導部２１，使用済みのワイヤ電極１を排出する排出ローラ，排出パイプ等を通って巻取りローラ２２によって引き出され，排ワイヤガイド２３から排ワイヤホッパ２７へ排出される。
【０００７】
ワイヤ電極１は，上ワイヤヘッド５と下ワイヤヘッド６とによって案内されることにより，ワイヤ電極１は，両ヘッド間において，横振れが規制されつつ，工作物２に対して正確に走行する。下ワイヤヘッド６は，加工槽２６の上方から垂下するようにヘッド７に取り付けられた下アーム３１の先端部に支持されており，内部に方向転換ローラ等を備えている。下ワイヤヘッド６の後流には，ガイドパイプ３２を通してワイヤ電極１を引き出してワイヤ電極１を緊張状態にする一対の引出しローラ即ち巻取りローラ２２等の引出し装置が加工槽２６の外部に取り付けられている。アニール処理が施されて真っ直ぐに伸長されたワイヤ電極１は，その先端部から工作物２のスタートホール３又は加工スリット４に挿入される。なお，この種の自動ワイヤ供給装置としては，例えば，特開平２−１４５２１５号公報に記載されたものがある。
【０００８】
工作物２は，相対向する上ワイヤヘッド５と下ワイヤヘッド６との間に設置された状態で，適当なクランプ手段又は支持手段によって加工槽２６に固定されている。工作物２に対する放電加工は，加工槽２６に満たされた加工液に浸された状態で行われるか，又は加工液を放電加工部位に水流として供給することによって気中放電が発生するのが防止されている。加工槽２６は，例えば，Ｘ軸テーブルとＹ軸テーブルとから構成されているクロススライドによって，Ｘ軸−Ｙ軸で定められる平面内において工作物２の加工形状に対応して駆動される。Ｙ軸テーブルはベッドベース上においてＹ軸サーボモータによってＹ軸方向に駆動され，加工槽を取り付けたＸ軸テーブルはＹ軸テーブル上でＸ軸サーボモータによってＸ軸方向に駆動される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，ワイヤ放電加工機では，ワイヤ放電加工時にワイヤ電極と工作物との間が短絡した時に，ワイヤ電極の張力を短い周期で増減したり，ワイヤ電極を直接叩く機構等を用いてワイヤ電極に振動を発生させ，加工スリットに堆積した加工屑を排除し，工作物とワイヤ電極との極間の短絡状態を解消しているのが現状である。しかしながら，上記のような極間の短絡状態の解消方法では，短絡した地点での回避処理であるために，工作物が厚い部材である場合には，加工スリットの形状がワイヤ電極の進行方向に弓形に曲がる現象があり，その場合には，ワイヤ電極を振動させても加工屑の排除には必ずしも有効ではないことが分かった。また，ワイヤ電極が通常使用されているφ０．２よりも細かい径，例えば，φ０．１程度或いはそれ以下の太さのワイヤ電極を用いる場合には，加工スリットの幅は小さくなり，加工スリットに加工屑が堆積し，極間に短絡状態を発生させる。従って，加工スリットが小さい幅であっても，直ちに加工スリットの加工屑を排除し，正常な放電が行なわれるようにする必要がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は，上記の課題を解決することであり，工作物とワイヤ電極との極間に加工屑等が堆積して発生する短絡状態を直ちに解消し，極間を正常な状態に復帰させ，放電加工を迅速に再開して加工効率を向上させるワイヤ放電加工時の短絡回避方法を提供することである。
【００１１】
この発明は，ソースボビンからガイドローラ，ブレーキプーリ及びテンションローラから成るワイヤ電極供給系を通じて送り出されるワイヤ電極によって，ヘッドに設けられた上ワイヤヘッドと前記上ワイヤヘッドに対向してコラムに設けられた下ワイヤヘッドとの間に設置される工作物をワイヤ放電加工するため，前記ワイヤ電極を前記工作物に形成されたスタートホール又は加工スリットに挿通し，前記ワイヤ電極と前記工作物との間に極間電圧を印加することによって発生する放電エネルギーによって前記工作物をワイヤ放電加工することから成るワイヤ放電加工方法において，
前記加工スリットにワイヤ放電加工時に発生する加工屑が堆積して前記ワイヤ電極と前記工作物との間の短絡状態の発生時に，前記ワイヤ電極の振動と前記加工スリットに沿っての後退によって前記加工スリットから前記加工屑を排除するにあたって，コントローラは，ワイヤ放電加工時に，前記テンションローラによる前記ワイヤ電極の振動によって発生するワイヤ電極断線信号やワイヤ電極無し信号のワイヤ電極送り制御上の異常信号を無視する制御を行って，前記ワイヤ電極と前記工作物との間に短絡状態が発生したことに応答して，前記ワイヤ電極を前記加工スリットに沿って後退させつつ，前記ワイヤ電極供給系の前記テンションローラを駆動する電磁ブレーキへの電流の増減によって，前記ワイヤ電極に与える張力を周期的に増減して前記ワイヤ電極に振動を与えて前記短絡状態を回避する制御を行なうことを特徴とするワイヤ放電加工時の短絡回避方法に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，図面を参照して，この発明によるワイヤ放電加工時の短絡回避方法の一実施例を説明する。このワイヤ放電加工時の短絡回避方法は，例えば，図１，図２及び図３に示すワイヤ放電加工機に適用できるものである。
【００１３】
図示のワイヤ放電加工機は，加工機本体を構成するヘッド７には，上ワイヤヘッド５，加工槽２６内へ垂下する下アーム３１を介して上ワイヤヘッド５に対向して配置された下ワイヤヘッド６が取り付けられている。上ワイヤヘッド５は，ヘッド７から垂下状態に保持されてヘッド７に対して昇降可能に取り付けられている。また，上ワイヤヘッド５には，中心を上下方向に貫通するワイヤ電極１を挿通する挿通孔が形成されており，先端部にはダイスガイドが取り付けられている。ダイスガイドの先端部にはワイヤ電極１を案内するワイヤガイドが設けられている。ワイヤガイドの先端開口部は，従来のものと同様，テーパ状に形成されていても，或いはストレートに形成されていてもよい。また，工作物２には，ワイヤ電極１が挿通されるべき，スタートホール３又は加工経路である加工スリット４が形成されている。また，ワイヤ電極１の先端の挿通は，ヘッドノズルと工作物２との間には，可能な限り，接近して位置させた状態で行われる。
【００１４】
特に，このワイヤ放電加工時の短絡回避方法は，上記のワイヤ放電加工機において，次の処理工程に特徴を有する。このワイヤ放電加工時の短絡回避方法を達成できるワイヤ放電加工方法では，ワイヤ電極１は，ソースボビン１１からガイドローラ１２，ブレーキプーリ１３及びテンションローラ１０から成るワイヤ電極供給系９を通じて送り出される。次いで，ワイヤ電極１は，ヘッド７に設けられた上ワイヤヘッド５と，上ワイヤヘッド５に対向してコラム８に設けられた下ワイヤヘッド６との間に設置される工作物２をワイヤ放電加工するために自動供給される。まず，工作物２は，ワイヤ電極１を工作物２に形成されたスタートホール３又は加工スリット４に挿通し，ワイヤ電極１と工作物２との間に極間電圧を印加することによって発生する放電エネルギーによってワイヤ放電加工されるものである。
【００１５】
このワイヤ放電加工時の短絡回避方法は，特に，ＮＣ電源装置３０に設けられたコントローラがワイヤ放電加工時にワイヤ電極１と工作物２との間に短絡状態が発生したことに応答して，ワイヤ電極１を加工スリット４に沿って後退させつつワイヤ電極１に振動を与えて短絡状態を回避する制御を行なうことに特徴とする。コントローラは，ワイヤ電極供給系９のテンションローラ１０によってワイヤ電極１に与える張力を周期的に増減して変更し，ワイヤ電極１の振動を発生させる制御をするものである。
【００１６】
このワイヤ放電加工時の短絡回避方法では，テンションローラ１０によってワイヤ電極１に与える張力を周期的に増減する変更は，テンションローラ１０を駆動する電磁ブレーキ等の駆動装置への電流の増減によって達成される。また，ワイヤ電極１と工作物２との間の短絡状態は，加工スリット４にワイヤ放電加工時に発生する加工屑が堆積することによって発生し，加工屑はワイヤ電極１の振動と加工スリット４に沿ってワイヤ電極１が後退することによって加工スリット４から排除されるものである。
【００１７】
コントローラは，テンションローラ１０によるワイヤ電極１の振動によって発生するワイヤ電極断線信号やワイヤ電極無し信号等のワイヤ電極送り制御上の異常信号を無視する制御を行なうように設定されている。従って，加工屑を加工スリット４から排除する工程では，ワイヤ電極断線検出器即ちワイヤ電極断線センサ１４からワイヤ電極１の断線信号がコントローラに入力されても，ワイヤ電極断線センサ１４からの信号でワイヤ電極１の挿通処理には移行しない。即ち，ワイヤ放電加工機を駆動開始した当初，又は工作物２のワイヤ放電加工中にワイヤ電極１が切断した場合には，ワイヤ電極１の端部を図示しない切断機構によって切断することで，ワイヤ電極１に新しい先端部を形成する。ワイヤ電極１の新しい先端部を持つワイヤ電極１を上方から送りローラで上ワイヤヘッド５に送り込むという処理は行なわない。
【００１８】
【発明の効果】
このワイヤ放電加工時の短絡回避方法は，上記のように，ワイヤ電極を加工スリットに沿って後退させつつワイヤ電極に振動を与えて短絡状態を回避する制御を行なうので，ワイヤ電極を加工スリットに沿って後退させる制御だけで加工スリットから加工屑を排除するよりも格段に高い確率で短絡状態を回避することができ，加工効率を向上させることができる。しかも，ワイヤ電極に振動を与えるのは，テンションローラへの電流の供給を制御するだけで，ワイヤ電極の張力を変更でき，きわめて容易に振動させることができる。また，コントローラは，テンションローラによるワイヤ電極の振動によって発生するワイヤ電極断線信号やワイヤ電極無し信号等のワイヤ電極送り制御上の異常信号を無視する制御を行なうので，短絡状態の排除を確実に直ちに達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明によるワイヤ放電加工時の短絡回避方法を達成できるワイヤ放電加工機を示す斜視図である。
【図２】  図１に示すワイヤ放電加工機の正面図である。
【図３】  図２のワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極供給系を示す拡大正面図である。
【符号の説明】
１    ワイヤ電極
２    工作物
３    スタートホール
４    加工スリット
５    上ワイヤヘッド
６    下ワイヤヘッド
７    ヘッド
８    コラム
９    ワイヤ電極供給系
１０  テンションローラ
１１  ソースボビン
１２，１５  ガイドローラ
１３  ブレーキプーリ
１４  断線検出センサ
１６  フェルトパッド
１７  フェルトブレーキ
１８  プーリ開閉レバー
１９  アニールローラ
２０  コモンローラ
２１  ワイヤ誘導部
２２  巻取りローラ
２３  排ワイヤガイド
２４  廃ワイヤホッパ
２５  ソースボビンシャフト
２６  加工槽
２７  排ワイヤホッパ
２８  ベース
２９  ワークテーブル
３０  ＮＣ電源装置
３１  下アーム
３２  ガイドパイプ
３３  上アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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