JP2017035744A - 自動結線時にワイヤ電極のたわみを検出するワイヤ放電加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】自動結線時において無駄なリトライ動作を省略することが可能なワイヤ放電加工機を提供すること。【解決手段】本発明のワイヤ自動結線時に送り出したワイヤ電極のたわみを検出するワイヤ電極たわみ検出手段を有するワイヤ放電加工機は、ワイヤ電極たわみ検出手段によってワイヤ電極のたわみが検出された後、ワイヤ電極を送り出すワイヤ送り出し手段と、ワイヤ電極のたわみが検出されてからの時間を計時する計時手段と、該計時手段により計時した時間が所定の時間を経過した後、ワイヤ電極たわみ検出手段によるワイヤ電極のたわみが検出されているかどうかを判定する判定手段と、該判定手段により、ワイヤ電極のたわみが検出されている場合、ワイヤ電極を巻き戻す自動結線のリトライ動作を実行し、ワイヤ電極のたわみが検出されなかった場合、ワイヤ電極の送り出しを継続する手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤ放電加工機に関し、特に自動結線時にワイヤ電極のたわみを検出する機能を備えたワイヤ放電加工機に関する。

ワイヤ放電加工において、自動結線中に送り出したワイヤ電極の先端がつかえるなどの結線障害が発生することがある。このような場合、送り出したワイヤ電極を巻き戻して結線障害を除いてから、再度ワイヤを送り出すリトライ動作を行うのが一般的である。

ワイヤ放電加工機の自動結線に関する従来技術として、特許文献１には、ワイヤ電極の先端がつかえたまま、ローラでワイヤ電極が送られることによって生じるたわみを検出することで結線障害を検出する従来技術が開示されている。この従来技術では、ワイヤ経路に臨むように検出電極を配置し、ワイヤ電極が検出電極に接触した場合に、検出信号を出力し、ワイヤ電極のたわみを判断している。ワイヤ電極のたわみが判断された場合、リトライ動作が行われる。

一方、特許文献２に開示される自動結線に関する従来技術では、ワイヤ電極の先端が被加工物を通過する長さまで送り出してから、ワイヤ電極のたわみの有無を判定している。また、ワイヤ電極のたわみが検出されても、軸をあらかじめ決められた経路で移動させることでワイヤ電極のたわみが解消されたならば、リトライ動作は行わずに結線動作を続けるという処理を行っている。このような工夫により、必要のないリトライ動作を減らし、結線にかける時間を短縮している。

特許第３２３５９１５号公報 特許第３７２５２２０号公報

しかしながら、特許文献１に開示される技術では、ワイヤ電極の先端がつかえてたわんだとしても、ワイヤ電極自身の振動や変形などにより、つかえが取れてたわみが解消し、正常な結線を続けられる状態になることがある。このような場合であっても、先述した例ではワイヤ電極のたわみを検出しているので、リトライ動作が行われてしまう。必要のないリトライ動作を行うことで時間がかかるばかりか、再度ワイヤ電極の先端がつかえてしまう可能性もある。

また、特許文献２に開示される技術では、ワイヤ電極の先端が被加工物を通過する長さまで送り出されるまでは、ワイヤ電極のたわみは検出されない。よって、自動結線の初期段階で結線障害が発生した場合、ワイヤ電極のたわみが検出されるまでに送り出されるワイヤ電極の長さが長く、ワイヤ電極が絡まるなどの、軸を移動させる程度では解消できないほどの重篤な結線障害につながる恐れがある。特に、板厚の厚い被加工物を用いる場合は、影響が大きく出てしまう。

そこで本発明の目的は、自動結線時において無駄なリトライ動作を省略することが可能なワイヤ放電加工機を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、ワイヤ自動結線時に送り出したワイヤ電極のたわみを検出するワイヤ電極たわみ検出手段を有するワイヤ放電加工機において、前記ワイヤ電極たわみ検出手段によってワイヤ電極のたわみが検出された後、前記ワイヤ電極を送り出すワイヤ送り出し手段と、前記ワイヤ電極のたわみが検出されてからの時間を計時する計時手段と、該計時手段により計時した時間があらかじめ設定された所定時間を経過した後、前記ワイヤ電極たわみ検出手段によるワイヤ電極のたわみが検出されているかどうかを判定する判定手段と、該判定手段により、前記ワイヤ電極のたわみが検出されている場合、前記ワイヤ電極を巻き戻す自動結線のリトライ動作を実行し、前記ワイヤ電極のたわみが検出されなかった場合、前記ワイヤ電極の送り出しを継続する手段と、を有することを特徴とするワイヤ放電加工機である。

本願の請求項２に係る発明は、前記計時手段により計時する所定時間内に、前記ワイヤ電極たわみ検出手段によってワイヤ電極のたわみが検出されているかどうかを繰り返し判定し、前記ワイヤ電極のたわみが検出されない場合、前記計時手段による計時を終了し、前記所定時間の間すべての判定において、前記ワイヤ電極のたわみが検出された場合、前記所定時間経過後にリトライを実行する、ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機である。

本願の請求項３に係る発明は、前記ワイヤ電極の径または材質毎に前記所定の時間を設定する、ことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機である。

本発明により、ワイヤ電極のたわみが一度検出されても、一定時間が経つ前にたわみが解消された場合はリトライ動作を行わないため、結線時間の短縮を図れる。また、ワイヤ電極を送り出した長さによらずたわみの検出を行うので、自動結線の初期段階で結線障害が発生したとしても、重篤な結線障害につながる前にリトライ動作を行うことができる。

本発明の実施形態におけるワイヤ放電加工機の要部構成図である。 本発明の実施形態における自動結線制御処理のフローチャートである。 本発明の実施形態における自動結線制御処理の変形例フローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明のワイヤ放電加工機では、ワイヤ電極の自動結線を行う際にワイヤ電極のたわみが検出された場合であってもすぐにはリトライ動作を行わず、一定時間経った後にもう一度ワイヤ電極のたわみの有無を判定し、ワイヤ電極のたわみが再度検出された場合にリトライ動作を行って、ワイヤ電極のたわみが再度検出されない場合はリトライ動作を行わずに通常の結線動作に戻る。このようにすることで、ワイヤ電極の先端がつかえてたわんだ場合などにおいて、ワイヤ電極自身の振動や変形などによりつかえが取れてたわみが自然と解消し、正常な結線を続けられる状態になった場合にはリトライ動作を行わなくなるため、結線時間の短縮が期待される。

図１は、本発明の一実施形態におけるワイヤ放電加工機１の要部構成図であり、ワイヤ電極２の走行経路を中心に示したものである。
本実施形態のワイヤ放電加工機１において、ワイヤ電極２は、ワイヤボビン４から取り出され、ガイドローラ１３を介して、ワイヤの走行を駆動する送りローラ５に通され、該送りローラ５とピンチローラ６で挟持され、自動結線装置８を介して、上ワイヤガイド９を通り、被加工物であるワーク３を通り（初めて放電加工を開始するときはワーク３に加工されている加工開始穴を通る）、下ワイヤガイド１０、ガイドローラ１３、ガイド管１４を通り、２つの巻取りローラ１１ａ、１１ｂで挟持されて、廃ワイヤ回収箱１２に回収されるよう、走行経路に沿って配設されて結線される。

ワイヤ電極２をワーク３側に供給する送りローラ５は、第１のモータであるモータ１５で駆動され、巻取りローラ１１ａ、１１ｂは、ワイヤ電極２をワークから取り出す第２のモータであるモータ１６で駆動される。ワイヤ電極２がワーク３に対して放電加工を行う領域におけるワイヤ電極２のたわみを検出するワイヤたわみ検出電極１７が、送りローラ５と巻取りローラ１１ａ、１１ｂ間に配置されている。ワイヤたわみ検出電極１７にはワイヤたわみ検出用の電圧が供給されている。図１の例では、自動結線装置８とワーク３との間にワイヤたわみ検出電極１７が配置されており、ワイヤボビン４を交換するときや加工中にワイヤ電極２が断線したときには、自動結線装置８を用いて結線する。

自動結線は、制御装置２０の制御の下で実行される。制御装置２０は、図示しない電圧検出器や張力検出器などから検出される検出値に基づいてワイヤ電極２の断線を検出すると、自動結線制御手段２１による自動結線処理が開始される。自動結線処理において自動結線制御手段２１はモータ１５を制御するモータ制御装置３０および自動結線装置８に対して自動結線に係る指令を出力する。モータ制御装置３０は自動結線に係る指令を受けるとモータ１５を制御して送りローラ５を駆動してワイヤ電極２を送り出す。また、自動結線装置８は自動結線に係る指令を受けると送り出されてワイヤ電極２を用いた自動結線を行う。

ここで、自動結線装置８による自動結線が無事完了し、図示しない電圧検出器や張力検出器などから検出される検出値に基づいてワイヤ電極２の結線が検出されると、自動結線制御手段２１は自動結線処理を完了する。
一方で、自動結線処理中にワイヤ電極２にたわみが発生し、ワイヤ電極２がワイヤたわみ検出電極１７に触れると、ワイヤたわみ検出用の電圧によりワイヤたわみ検出電極１７を介してワイヤ電極２に電流が流れ、ワイヤたわみ電極１７の電圧が変化する。ワイヤたわみ判断装置４０は、ワイヤたわみ検出電極１７の電流または電圧の変化を監視しており、該電流または電圧の変化に基づいてワイヤたわみ検出電極１７にワイヤ電極２が接触したこと、即ちワイヤ電極２にたわみが発生したことを判断し、該判断結果を制御装置２０に対して信号を出力する。

自動結線制御手段２１は、ワイヤたわみ判断装置４０からワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号を受けると、ただちにリトライ動作を行うことなく制御装置２０に内蔵されるＲＴＣ等を用いて時間を計時する計時手段２２に対してワイヤ電極２のたわみが検出されてからの時間を計時するように指令すると共にモータ制御装置３０を制御してワイヤ送り出しを継続する。そして、自動結線制御手段２１は、制御装置２０の図示しないメモリ等にあらかじめ設定された所定時間が経過した後にワイヤたわみ判断装置４０から出力されるワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号を再度参照し、ワイヤ電極２のたわみが解消している場合にはそのまま自動結線処理を継続し、ワイヤ電極２のたわみが解消している場合には自動結線のリトライ動作を行う。

図２は、本実施形態の制御装置２０上で実行される自動結線制御処理のフローチャートである。
●［ステップＳＡ０１］自動結線処理が開始されると、自動結線制御手段２１はモータ制御装置３０に対して自動結線に係る指令（ワイヤ送り出し指令）を出力し、ワイヤ電極２の送り出し制御を行う。
●［ステップＳＡ０２］自動結線制御手段２１は、ワイヤたわみ判断装置４０からワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力されたか判定する。ワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力された場合には計時手段２２に対して時間を計時するように指令した上でステップＳＡ０３へ進み、出力されていない場合にはステップＳＡ０７へ進む。

●［ステップＳＡ０３］自動結線制御手段２１は、モータ制御装置３０に対して自動結線に係る指令（ワイヤ送り出し指令）を出力し、ワイヤ電極２の送り出し制御を継続する。
●［ステップＳＡ０４］自動結線制御手段２１は、ワイヤ電極２のたわみが検出されてから、あらかじめ設定された所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合にはステップＳＡ０５へ進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳＡ０３へ戻る。
●［ステップＳＡ０５］自動結線制御手段２１は、ワイヤたわみ判断装置４０からワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力されたか判定する。ワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力された場合にはステップＳＡ０６へ進み、出力されていない場合にはステップＳＡ０７へ進む。

●［ステップＳＡ０６］自動結線制御手段２１は、自動結線のリトライ動作を行う。
●［ステップＳＡ０７］自動結線制御手段２１は、自動結線が正常終了したか否かを判定する。正常終了した場合には本処理を終了し、終了していない場合にはステップＳＡ０１へ戻る。

このように、本実施形態のワイヤ放電加工機１は、ワイヤ電極２のたわみが一度検出されても、一定時間が経つ前にたわみが解消された場合はリトライ動作を行わないため、結線時間の短縮を図れる。また、特許文献２とは異なりワイヤ電極２を送り出した長さによらずたわみの検出を行うので、自動結線の初期段階で結線障害が発生したとしても、重篤な結線障害につながる前にリトライ動作を行うことができる。

図３は、本実施形態の制御装置２０上で実行される自動結線制御処理の変形例を示すフローチャートである。
●［ステップＳＢ０１］自動結線処理が開始されると、自動結線制御手段２１はモータ制御装置３０に対して自動結線に係る指令（ワイヤ送り出し指令）を出力し、ワイヤ電極２の送り出し制御を行う。
●［ステップＳＢ０２］自動結線制御手段２１は、ワイヤたわみ判断装置４０からワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力されたか判定する。ワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力された場合には計時手段２２に対して時間を計時するように指令した上でステップＳＢ０３へ進み、出力されていない場合にはステップＳＢ０７へ進む。

●［ステップＳＢ０３］自動結線制御手段２１は、モータ制御装置３０に対して自動結線に係る指令（ワイヤ送り出し指令）を出力し、ワイヤ電極２の送り出し制御を継続する。
●［ステップＳＢ０４］自動結線制御手段２１は、ワイヤたわみ判断装置４０からワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力されたか判定する。ワイヤ電極２のたわみ発生を示す信号が出力された場合にはステップＳＢ０５へ進み、出力されていない場合にはステップＳＢ０７へ進む。
●［ステップＳＢ０５］自動結線制御手段２１は、ワイヤ電極２のたわみが検出されてから、あらかじめ設定された所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間が経過した場合にはステップＳＢ０６へ進み、所定時間が経過していない場合にはステップＳＢ０３へ戻る。

●［ステップＳＢ０６］自動結線制御手段２１は、自動結線のリトライ動作を行う。
●［ステップＳＢ０７］自動結線制御手段２１は、自動結線が正常終了したか否かを判定する。正常終了した場合には本処理を終了し、終了していない場合にはステップＳＢ０１へ戻る。

このように、リトライ動作を行うか否かを判断するフェーズとして、一度ワイヤ電極２のたわみを検出した後も、引き続きワイヤ電極２のたわみの有無を判定し、一定時間継続してたわみが検出され続けた場合にリトライ動作を行い、一定時間経つ前にワイヤ電極２のたわみが解消した場合は、その段階で通常の結線動作に戻るようにすることで、さらなる時間の短縮が図れる。

なお、ワイヤ電極２の直径や材質により剛性が異なることを考慮して、上記したワイヤ電極２のたわみの検出後に再度検出判定を行うまでのあらかじめ設定された所定時間を適宜変更することが可能である。例えば、ワイヤの剛性が低い場合、ワイヤ電極２がたわんでからもワイヤ電極２が送り出されることにより、ワイヤに癖がついてしまい結線しにくくなる可能性があるため、この時間を短く設定するとよい。この時、ワイヤ電極２の直径や材質などの仕様毎にたわみの再検出までの所定時間を設定したテーブル等を記憶しておき、ワイヤ放電加工機１に取付けられたワイヤ電極２の仕様に基づいて自動的に所定時間を変更するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１ ワイヤ放電加工機
２ ワイヤ電極
３ ワーク
４ ワイヤボビン
５ ローラ
６ ピンチローラ
８ 自動結線装置
９ 上ワイヤガイド
１０ 下ワイヤガイド
１１ａ ローラ
１１ｂ ローラ
１２ 廃ワイヤ回収箱
１３ ガイドローラ
１４ ガイド管
１５，１６ モータ
１７ 検出電極
２０ 制御装置
２１ 自動結線制御手段
２２ 計時手段
３０ モータ制御装置
４０ 判断装置

Claims (3)

1. ワイヤ自動結線時に送り出したワイヤ電極のたわみを検出するワイヤ電極たわみ検出手段を有するワイヤ放電加工機において、
   前記ワイヤ電極たわみ検出手段によってワイヤ電極のたわみが検出された後、前記ワイヤ電極を送り出すワイヤ送り出し手段と、
   前記ワイヤ電極のたわみが検出されてからの時間を計時する計時手段と、
   該計時手段により計時した時間があらかじめ設定された所定時間を経過した後、前記ワイヤ電極たわみ検出手段によるワイヤ電極のたわみが検出されているかどうかを判定する判定手段と、
   該判定手段により、前記ワイヤ電極のたわみが検出されている場合、前記ワイヤ電極を巻き戻す自動結線のリトライ動作を実行し、前記ワイヤ電極のたわみが検出されなかった場合、前記ワイヤ電極の送り出しを継続する手段と、
   を有することを特徴とするワイヤ放電加工機。
2. 前記計時手段により計時する所定時間内に、前記ワイヤ電極たわみ検出手段によってワイヤ電極のたわみが検出されているかどうかを繰り返し判定し、
   前記ワイヤ電極のたわみが検出されない場合、前記計時手段による計時を終了し、
   前記所定時間の間すべての判定において、前記ワイヤ電極のたわみが検出された場合、前記所定時間経過後にリトライを実行する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工機。
3. 前記ワイヤ電極の径または材質毎に前記所定の時間を設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤ放電加工機。

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