JP2599290B2 - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ワイヤ放電加工装置に係わり、特にワイヤ
放電加工装置におけるワイヤ電極の断線検出器の改良に
関するものである。

［従来の技術］ 第４図は従来のワイヤ放電加工装置の構成説明図、第
５図（Ａ），（Ｂ）は第４図における断線検出器の説明
図である。

第４図において、（１）はワイヤ電極、（２）はワイ
ヤ電極を巻いたボビン、（３）はプリ張力設定用のアク
チュエータ、（４）はブレーキプーリ、（５）はブレー
キプーリ（４）を駆動するメイン張力設定用のアクチュ
エータである。（６），（７），（８），（９）はガイ
ドプーリ、（10）は回収ローラで、（11）はピンチロー
ラ、（12）は回収ローラ（10）を駆動する速度制御用の
アクチュエータ、（13）は速度検出器である。速度検出
器（13）はアクチュエータ（12）を介して、ワイヤ電極
（１）を一定の走行速度に制御する。（14）は被加工
物、（15）は霧状に拡散された加工液、（16）は複数個
の断線検出器である。

断線検出器（16）は第５図（Ａ），（Ｂ）に示されて
いるように、機械的な接点機構を備えた複数個のリミッ
トスイッチが使用されている。（16a）はリミットスイ
ッチ（16）の本体、（16b）は本体（16a）に設けられ一
定方向のバネ圧を受ける可動のアームである。

このような構成の従来装置の動作を、次に説明する。

ボビン（２）に巻かれたワイヤ電極（１）は、ブレー
キプーリ（４）、ガイドプール（６），（７），
（８），（９）を通り、回収ローラ（10）とピンチロー
ラ（11）の間に挟み込まれて回収される。

ワイヤ電極（１）と被加工物（14）との間に放電加工
が行われるので、発生熱を除去するために加圧された加
工液（15）が供給される。同時に、ワイヤ電極（１）の
消耗を抑えるために一定速度で回収する必要があり、回
収ローラ（10）には速度制御用アクチュエータ（12）お
よび速度検出器（13）が取付けられている。

一方、加工域のワイヤ電極（１）の振れを抑えるため
に一定の張力を与える必要があり、ブレーキプーリ
（４）にはメイン張力設定用のアクチュエータ（５）が
連結されている。また、ボビン（２）から安定してワイ
ヤ電極（１）が繰り出されるように、ボビン（２）とブ
レーキプーリ（４）との間のワイヤ電極（１）にはプリ
張力を与える必要があり、ボビン（２）にプリ張力設定
用のアクチュエータ（３）が設けられている。

放電加工中には、何らかの外乱によってワイヤ電極
（１）の張力に大きな変動が生じたり、過放電によりワ
イヤ電極（１）が著しく消耗したりすると、しばしばワ
イヤ電極（１）の断線が発生する。ワイヤ電極（１）が
断線した状態で放電加工を継続すると、被加工物（14）
の加工面が荒くなる。また、プリ張力設定用のアクチュ
エータ（３）やメイン張力設定用のアクチュエータ
（５）によってワイヤ電極（１）が逆方向に巻取られる
ので、ワイヤ電極（１）の断線後は直ちにワイヤ放電加
工装置の運転を停止する必要がある。

従来、ワイヤ電極（１）の断線を検出するために、機
械的なリミットスイッチ（16）を取付けていた。リミッ
トスイッチ（16）を複数個取付けているのは、ワイヤ電
極（１）がどこで断線しても検出できるようにするため
である。複数個のリミットスイッチ（16）のうち、被加
工物（14）の近くに取付けられているリミットスイッチ
（16）は、加工中に霧状になって周囲に拡散された加工
液（15）の中で作動することになる。

このリミットスイッチ（16）は、第５図（Ａ），
（Ｂ）に示すように作動する。即ち、定常走行時にはバ
ネ圧を受けたアーム（16b）がワイヤ電極（１）に接触
していて、リミットスイッチ（16）の本体（16a）に内
蔵された電気接点がOFFの状態にある。そして、ワイヤ
電極（１）が断線するとアーム（15b）が矢印方向に回
転し、この回転に連動して内部の電気接点が接触してON
の状態に切り換えられる。切り換えられた接点信号は図
示されていない駆動回路に送られ、ワイヤ放電加工機の
運転が停止されるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のワイヤ放電加工装置は、以上のように断線検出
用のリミットスイッチ（16）のアーム（16b）が、走行
中のワイヤ電極（１）に一定の圧力で接触している。こ
のため、ワイヤ電極（１）の走行経路を横にずらして、
被加工物（14）に対する位置決め精度を低下させること
がある。また、経路を走行するワイヤ電極（１）に摩擦
を加えて、張力を変化させて加工に影響を与えることに
なる。また、リミットスイッチ（16）の電気接点に拡散
された加工液（15）が入り込んで、接点の切換えに誤動
作を起こすこともある。特に、機械的なリミットスイッ
チ（16）を利用するので、ワイヤ電極（１）の断線を検
出するまでに時間がかかるという致命的な問題点があっ
た。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、断線検出器による位置決め精度の悪化や、
周囲の環境の影響による断線検出の誤動作等がなく、し
かも断線検出時間の短い断線検出機能を持つワイヤ放電
加工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］ この発明に係るワイヤ放電加工装置は、ボビン、ブレ
ーキプーリ、回収ローラ、等のワイヤ電極の走行に関連
して回転する回転手段のいずれか２つ以上の回転速度を
検出する速度検出手段と、この速度検出手段で検出した
回転速度の差信号から断線検出信号を求める断線検出器
を有するワイヤ放電加工機を構成したものである。

［作 用］ 常時、速度検出手段によって、ボビン、ブレーキプー
リ、ガイドプーリ等のいずれか２つの回転速度が検出さ
れ、この回転速度の差信号は信号変換手段によって断線
検出信号に変換されている。ワイヤ電極が断線するとワ
イヤ電極の張力が失なわれるため、ボビン等の回転速度
は急激に変化する。そして、このワイヤ電極の断線時の
断線検出信号の変化から、ワイヤ電極の断線が検出され
たワイヤ放電加工機の運転が停止される。

［発明の実施例］ 以下、この発明の実施例を、図面にしたがって説明す
る。第１図は、本発明実施例の構成説明図である。

第１図において、（１）〜（15）は、従来装置と全く
同一の構成及び機能のものである。

（17）はブレーキプーリ（４）に取付けられた速度検
出器、（18）は断線検出回路である。断線検出回路（1
8）の入力側には、速度検出器（17）と前記速度検出器
（13）との出力端子が共に接続されている。

（18a）と（18b）は増幅器である。（VA）は一方の増
幅器（18a）から出力されブレーキプーリ（４）がワイ
ヤ電極（１）に張力を与えながら走行方向に送る速度に
対応する回転速度信号、（VB）は他方の増幅器（18b）
から出力され回収ローラ（10）がワイヤ電極（１）を走
行して回収する速度に対応する回転速度信号である。
（18c）は差動増幅器、（18d）は積分器である。また、
（18e）は発振回路、（18f）はスイッチ回路である。
（Vj）は断線検出信号で、上記積分器（18d）から出力
される。

このような構成の第１図の実施例の動作を、次に説明
する。

ブレーキプーリ（４）に取付けられた速度検出器（1
7）から出力される信号は、増幅器（18a）によってブレ
ーキプーリ（４）の半径分を補正され、ブレーキプーリ
（４）のワイヤ電極（１）を送る回転速度信号（VA）に
変換される。同様に、回収ローラ（10）に取付けられた
速度検出器（13）から出力される信号は、増幅器（18
b）によって回収ローラ（10）の半径分を補正され、回
収ローラ（10）のワイヤ電極（１）を送るための回転速
度信号（VB）に変換される。そして、これらの２つの回
転速度信号（VA）と（VB）は、差動増幅器（18c）に入
力されて、出力側に速度差信号（VB）−（VA）が得られ
る。

ワイヤ電極（１）が一定速度で走行しているときに
は、ブレーキプーリ（４）と回収ローラ（10）の送り速
度は等しいため、速度差信号（VB）−（VA）の値はゼロ
になる。

ここで、ワイヤ電極（１）が断線した場合、回収ロー
ラ（10）は速度制御用アクチュエータ（12）によって一
定速度に制御されているために、断線前と同じ速度で回
転を続ける。これに対し、ブレーキプーリ（４）はメイ
ン張力設定用のアクチュエータ（５）からブレーキ用の
力だけを受けているので、ワイヤ電極（１）が切断する
と同時に速度が急激に変化し、速度差信号（VB）−（V
A）は定常走行時に比べて著しく大きな値になる。

そして、この出力速度差信号（VB）−（VA）を積分器
（18d）に入力すれば、積分器（18d）から出力される断
線検出信号（Vj）の値は、断線後に時間の経過とともに
増大する。したがって、適当なスレシュホールドのレベ
ルを設定しておけば、断線検出信号（Vj）の変化を観測
することによってワイヤ電極（１）の断線を迅速かつ正
確に検出することができる。

ただし、現実には速度差信号（VB）−（VA）の中に
は、温度ドリフト等の低周波成分や増幅器（18a），（1
8d）の増幅ゲインの設定誤差によるDC成分が含まれてい
る。そこで、スイッチ回路（18f）を用いて適当な周期
で積分器（18d）に貯えられた電荷を放電させ、積分器
（18d）の飽和を防ぐ必要がある。発振回路（18e）は、
スイッチ回路（18f）のON（放電）,OFF（積分）の周期
と、デューティー比を与える信号を発生させるために用
いられている。断線検出時間は発振回路（18e）からの
信号の周期で決めることができるので、デューティー比
を小さくする。即ち、積分時間と放電時間の比を大きく
することで、断線時の断線検出信号（Vj）の値を大きく
でき、断線検出の信頼性を高めることができる。

第２図は実際にワイヤ電極（１）を走行させて断線し
た時の、速度差信号（VB）−（VA）の時間的な変化を示
す波形図である。ワイヤ電極（１）の設定張力が大きい
とき及び小さいとき２つの波形が示されており、速度差
信号（VB）−（VA）は設定張力が大きいときに切断した
ときの法が大きく変化することが示されている。定常走
行時における（VB）−（VA）でも、ワイヤ電極走行系の
機械的振動成分あるいは速度検出器（13），（17）の雑
音成分のために相当な大きさの信号が発生している。

第３図は、第２図の速度差信号（VB）−（VA）を積分
回路（18d）に入力し、スイッチ回路（18f）で適正なデ
ューティー比でON,OFFしたときの断線検出信号（Vj）の
波形である。設定張力が小さいために、速度差信号（V
B）−（VA）では定常走行時とあまり差がなくとも、断
線時の方が大きくなっており、本発明の効果は明らかで
ある。

なお、第１図の実施例では回収ローラ（10）の速度検
出器（13）とブレーキプーリ（４）の速度検出器（17）
とから速度差信号（VB）−（VA）を得た場合を例示して
説明したが、エンコーダのような回転角度検出器を用
い、これらをＦ−Ｖ変換して速度差信号を求めるように
しても良い。また、回収ローラ（10）は速度制御されて
いるので、この速度設定信号を用いて構成しても同等の
効果が得られることは言うまでもない。また、第２図で
示したごとく、設定張力が大きいため定常走行時と断線
時において速度差信号（VB）−（VA）に明らかな差があ
るときは、これを用いて断線検出をしてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によればワイヤ電極の走行に
関連して回転するボビンやブレーキプーリ等のいずれか
２箇所の回転速度の差信号と断線検出回路を用いてワイ
ヤ電極の断線を検出するように構成したので、信頼性が
高く、かつ断線の検出時間も短く、しかも加工精度に悪
影響を与えない断線検出器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明図、第２図と第３
図は第１図の動作説明図で、第２図は速度差信号の波形
説明図、第３図は断面検出信号の波形説明図、第４図は
従来のワイヤ放電加工装置の構成説明図、第５図
（Ａ），（Ｂ）は第４図における断線検出器の説明図で
ある。 第１図において、（１）はワイヤ電極、（４）ブレー
キプーリ、（10）は回収ローラ、（13）と（16）は速度
検出器、（18）は断面検出回路である。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】微小間隔で対向したワイヤ電極と被加工物
   との間にパルス状の放電を発生させてその放電エネルギ
   ーにより前記被加工物を切断加工するワイヤ放電加工装
   置において、 ワイヤ電極を巻き回したワイヤ電極供給用のボビン、該
   ボビンから繰り出されたワイヤ電極に所定の張力を与え
   るブレーキプーリ、ワイヤ電極を所定の速度で走行させ
   る回収ローラ、及びワイヤ電極の走行の安定化および走
   行方向の変換のためのガイドプーリのいずれか２箇所の
   回転速度を検出する速度送検出手段と、 該２箇所の回転速度を検出する速度検出手段で検出した
   回転速度の速度差信号に基づいて前記ワイヤ電極の断線
   を検出するワイヤ断線検出信号を得るワイヤ断線検出手
   段と、 を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。