JP2922272B2 - ワイヤカット放電加工機の自動結線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、ワイヤカット放電加工機の自動結線装置
（以下、必要に応じAWT−Automatic Wire Threading−
装置と略記する。）に係り、特に放電加工作業開始時又
は断線後の作業再開時にガイドパイプを用いて加工開始
孔（initial hole）にワイヤを挿通するタイプのものに
おいて、曲りや癖等のワイヤ先端の状態や、ワイヤがパ
イプ上端に当接することにより座屈等が発生したとして
も、ワイヤを開始孔に確実にセットすることのできるAW
T装置に関する。

（従来の技術） 近年、ワイヤカット放電加工作業の迅速化及び無人化
を図るためAWT装置が広く利用されるようになってきて
いる。このAWT装置については、特許庁の藤本信男氏に
より雑誌『応用機械工学』の1986年７月号のPP186−189
に『特許ハイライト−放電加工機のワイヤ自動供給』と
題して詳細な考察が為されている。この記事において
は、この明細書に記載された技術が、ガイドパイプによ
るワイヤの挿入を実現する技術（以下、パイプガイド方
式とする）として紹介されており、例えば特開昭55−16
4438号（特公昭62−11970号）が例示されている。この
パイプガイド方式のAWT装置の他の先行例としては、特
開昭56−89436号（特公昭63−31333号）及び特開平２−
160422号等がある。

第12図は，従来のワイヤカット放電加工機の一例を示
す斜視図であり、ワイヤを本機に結線している状態を示
している。同図において、AWT装置１は、ワイヤ２を被
加工物３（以下、ワークとする）方向に供給するための
１対のローラ4a及び4bと上部案内コマ4cよりなるワイヤ
送り機構４と、ワイヤ２をその中に挿通させてワーク３
の開始孔3aに案内するガイドパイプ５と、このパイプ５
の上端が固定されてパイプ５を昇降させる昇降機構６
と、昇降機構６を上下に駆動するための駆動機構７と、
必要に応じてワイヤ２の切断を行う切断機構８と、ワイ
ヤ案内及び給電機構９とより概略構成されている。この
案内・給電機構９の内部には、ワイヤ２を案内するワイ
ヤガイドと、放電加工時には電極としてのワイヤ２に放
電パルス電流を供給する給電コマと（共に図示されず）
が設けられている。

昇降機構６は、送り機構４と切断機構８との間に固定
された固定レール6aと、この固定レール6aの案内溝に案
内部が係合して溝方向に往復動する可動部材6bとより構
成されている。

駆動機構７としては種々のものが考えられるが、ここ
ではベルト及びプーリが用いられている。即ち、その両
端が可動部材6bの上端及び下端にそれぞれ固定された動
力伝達用のベルト7aと、このベルト7aを夫々案内する上
プーリ7b及び下プーリ7cと、可動部材6bを固定レール7a
の溝に沿わせてなるべくぶれることの無いように滑動さ
せるために固定レールの上下端に回転自在に固定された
上下の案内ロール7d及び7eとより構成されている。

また、案内・給電機構９はコマ状の給電体と、ワイヤ
２を案内するワイヤガイドとが内部に収容され下端部が
加工液噴射ノズルとなった本体9aと、この本体9aを固定
するための支持枠9bとにより構成されている。

上記構成を有する従来のAWT装置１は、ワイヤ２の開
始又は切断先端を上部案内コマ4cの案内孔に挿通した
後、図示されないモータを回転駆動させて送りローラ4a
及び4bを送り方向に回転させてワーク３方向に供給す
る。このとき、昇降機構６は可動部材6bが最上部に位置
するように上昇させられている。送りローラ4a及び4bが
回転したワイヤ２の先端がワーク３側に送られれきたと
きに、この可動部材6bの上端よりその上端が多少突出し
ているパイプ５の上端が、ワイヤ２の先端を捕捉してパ
イプ５内にワイヤ２が挿通される。

その後、ワイヤ２はローラ4a及び4bの回転に伴いパイ
プ５の下端開口部より突出するまで送り込まれる。これ
と同時に昇降機構６は駆動機構７の駆動に基づいて下降
し始めることにより、パイプ５は切断機構８の案内孔か
ら案内・給電機構９の案内孔を介してワーク３の開始孔
3a内に挿通され、ワーク３の下側に設けられた図示され
ない引出し用の下部ローラの間に挾まれるようにして引
き出される。

その後、ワイヤ供給方向変更用の図示されないプーリ
を介してやはり図示されない巻取リールによりワイヤ２
の先端が巻き取られた後、駆動機構７により昇降機構６
が再度上昇させられてパイプ５の下端が図示のように切
断機構８の案内孔よりも上方まで引上げられたところで
停止し、ワイヤ２の張設が完了する。その後、案内・給
電機構９の図示されない給電コマを介して放電パルス電
流が供給されると共にワーク３が図示されないXYテーブ
ルによりプログラムされた加工形状に沿って移動させら
れることにより、ワイヤカット放電加工が行われる。

（発明が解決しようとする課題） 上記構成により上述のように動作する従来のワイヤカ
ット放電加工機におけるAWT装置は、以下のような問題
点を有していた。

まず、ワイヤ送り機構４の１対のローラ4a及び4bのワ
イヤの出側である下端と、昇降機構６を最上部位置まで
動作させたときのパイプ５の上端との間は最小とした場
合でも、パイプ５の下降に伴って第12図に符号Ｄで示す
間隙ができてしまうことになる。この間隙Ｄだけ送り機
構４とガイドパイプ５とが離れていることにより、加工
の開始前及び断線後の加工再開前にワイヤ２の先端をパ
イプ５内に挿通する際に、ワイヤ先端が曲っていたりす
ると、先端がパイプ５の上端から逸れてしまい、確実に
ワイヤをセットできないという問題があった。

また、間隙Ｄが存在することにより、ワイヤ２をロー
ラ4a及び4bにより送り込み、ガイドパイプを通過させた
後さらに上下のワイヤガイドを通して巻取ローラにワイ
ヤの先端が到達するまで送り込む際に、ワイヤ２の先端
が供給方向から横に逸れてしまい、第12図に示すような
座屈Ｂが発生してしまうという問題もあった。

さらに、上記従来のガイドパイプ５が、昇降機構４に
より最下限まで下降すると、前記間隙Ｄは更に大きくな
ってしまい、このためワイヤ２がこの大きくなった間隙
Ｄで座屈を起こし、結線率を低下させてしまうという問
題もあった。

この発明は、上記問題を解決するためになされたもの
であり、ガイドパイプの昇降に伴って変化する送りロー
ラの出側とガイドパイプの挿入口との間に形成される間
隙において送り機構からワーク方向に供給されるワイヤ
が座屈したり、この間隙においてワイヤ先端がパイプの
挿入側開口部から逸れたりするのを防止できるワイヤカ
ット放電加工機の自動結線装置を提供することを目的と
している。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的と達成するための本発明に係るワイヤカット
放電加工機の自動結線装置は、ワイヤ電極を加工開始孔
に送り出すワイヤ送り機構と、該ワイヤ送り機構の出口
側に設けられてワイヤ電極の先端を加工開始孔に案内す
るパイプからなる昇降自在な第１のワイヤ案内部材と、
該第１のワイヤ案内部材の昇降に伴って変化すると共に
前記ワイヤ送り機構から前記第１のワイヤ案内部材まで
の間に相当する間隙を囲むように前記間隙に設けられた
第２のワイヤ案内部材と、を備えることを特徴とする。

また、前記第２のワイヤ案内部材は、前記ワイヤ送り
機構により供給される前記ワイヤの先端が前記第１のワ
イヤ案内部材の挿入口より逸れたり、前記ワイヤが前記
ワイヤ送り機構の出口と前記第１のワイヤ案内部材の挿
入口との間で供給中に座屈したりするのを防止するため
に、偏心した中空部と回転機構よりなる偏心回転体によ
り構成された座屈防止機構であっても良い。

さらに、前記第２のワイヤ案内部材は、前記座屈防止
機構と第１のワイヤ案内部材との間に設けられ、前記第
１のワイヤ案内部材の上昇に伴って前記ワイヤ挿入口内
に挿入可能な径を有するガイドパイプをさらに備えてい
ても良い。

（作用） この発明は以上のように構成したので、放電加工開始
前に供給リールから送り機構により供給されるワイヤの
先端を、ワイヤ送り供給機構とガイドパイプとの間隙が
ガイドパイプの昇降に伴って変化したとしても、ガイド
パイプのワイヤ挿入口に挿通させる際に、ワイヤ先端の
曲りや癖があることによりワイヤが正規の供給軌跡から
ある程度外れている場合でも、上記第２のワイヤ案内部
材としての座屈防止機構が設けられているために、供給
されて来るワイヤの先端を確実に捕らえて、ガイドパイ
プ内に案内することになる。この状況においては、座屈
防止機構は第２のワイヤ案内部材として機能しているこ
とになる。

また、一旦ワイヤがガイドパイプ内に挿入された後
は、ワイヤ供給速度，ワイヤとパイプ内壁との摩擦応
力，下側ワイヤガイドのガイド孔の中心とワイヤの軸心
との僅かなずれ等の条件により送り機構出側とガイドパ
イプ挿入口との間でワイヤが座屈を起こし易くなるが、
この発明によれば上記第２のワイヤ案内部材が設けられ
ているので、ワイヤの供給途中における種々の条件の変
化により弛みが発生しても、第２のワイヤ案内部材によ
りワイヤは確実にガイドパイプ方向に案内され、ワイヤ
の座屈，引っ掛かり及び切断等が防止されることにな
る。

（実施例） 以下、添加図面に基づいてこの発明に係るワイヤカッ
ト放電加工機の自動結線装置の幾つかの好適な実施例を
詳細に説明する。

第１図ないし第５図は、この発明の第１実施例による
自動結線（AWT）装置を示している。

第１図及び第２図において、第12図と同一符号で示し
た構成要素は、従来のAWT装置の構成要素と同一の又は
これに相当するものを示しており、重複説明を省略す
る。第１実施例によるAWT装置10は、ワイヤ送り機構４
とパイプ昇降機構６の可動部材6bとの間の間隙Ｄに固定
された第２のワイヤ案内部材としての座屈防止機構11を
有している。

この第２のワイヤ案内部材としての座屈防止機構11の
構成は、第１図，第３図及び第４図に示されている。即
ち、防止機構11は、箱状のケーシング12と、このケーシ
ング12内にワイヤの正規の通過軌跡を回転中心軸として
回転自在に支承されると共に前記軌跡より偏心して穿設
された偏心孔13aを有する偏心回転体13と、この回転体1
3を回転自在に支承するベアリング14と、回転体13を回
転させるためのプーリ15及び16と、プーリ15及び16間に
張設されたベルト17と、その回転軸18aにプーリ16が取
付けられる回転体13の回転駆動用モータ18とより構成さ
れている。前記ベアリング14は、前記ケーシング12の内
壁に固定されるアウターレース14aと、前記回転体13の
外周に固定されたインナーレース14bと、両レース14a及
び14b間に転動自在に複数個設けられた転動球14cとより
構成されている。また、プーリ15は、偏心回転体13の下
端に固定されている。

上記構成を有する第２のワイヤ案内部材としての座屈
防止機構11は、モータ18の回転駆動により、その出力軸
18aに固定されたプーリ16が回転し、ベルト17を介して
その回転出力がプーリ15に伝達される。プーリ15の回転
により偏心回転体13が回転してワイヤ２をガイドパイプ
５まで案内する。この案内動作を第４図により説明する
と、偏心孔13aは回転により如何なる位置にあるときで
もガイドパイプ５の径の延長を充分含むように偏心回転
体13に穿設されており、また回転により例えば第３図に
示されるワイヤ先端2aのように曲りがある場合でも、偏
心孔13aがこの先端2aを何れかの位置で捕らえることが
できる。このため、ワイヤ２はガイドパイプ５の挿入口
5aに確実に挿入されることになる。

また、ワイヤ２がガイドパイプ５内に送られて巻取ロ
ーラ（図示されず）にワイヤ２の先端2aが到達するまで
の間に、何らかの理由でワイヤが接触抵抗を受けて座屈
又は撓みを生じた場合に、偏心孔13aの内壁により撓み
部分が正規の通過軌跡である偏心回転体の中心方向に押
されるため、ワイヤ２はこの接触部分から離れるように
通過位置を修正するように移動し、ワイヤ２は確実にガ
イドパイプ５内に送り込まれる。

なお、第１図に示される間隙Ｄがケーシング12の高さ
よりも広い場合には、第４図に示すように、パイプ挿入
口5aの上昇の際の停止位置を決めると共に漏斗状の案内
部19aを有する固定ガイド部材19を設けるようにしても
よい。

また、上記第１実施例においては第２のワイヤ案内部
材としての座屈防止機構を偏心回転体により構成するも
のとして説明したが、この発明はこれに限定されず、第
６図ないし第８図に示す第２ないし第４実施例のような
構成を有する座屈防止機構20,30及び40により構成する
ようにしてもよい。

第６図に示される第２実施例における第２のワイヤ案
内部材としての座屈防止機構20は、送り機構４の出側に
なるべく近い位置にその上端が位置するように固定され
た円筒体21と、上端が円筒体21の内側端面21aに固定さ
れ、下端が昇降機構６の可動部材6bの上面に形成された
皿穴6cに固定されたバネ22とにより構成されている。上
記端面21aの中心には、透過孔21bが穿設されている。

このような構成において、送り機構４によりワイヤ２
が供給されてくると、ワイヤ先端2aは透過孔21bを介し
て円筒体21及びバネ22の内側に案内される。その後、皿
穴6cよりガイドパイプ５内に導かれる。なお、この皿穴
6cは、最外周側にバネ受け部分を残して漏斗状にガイド
パイプ５の上端に連通させてもよい。

この第２実施例における第２のワイヤ案内部材として
の座屈防止装置によれば、昇降機構６の可動部材6bがパ
イプ５をワークの開始孔に挿入するために最下降した
際、バネ22が最も伸びきった状態となり、バネの径が最
も細くなるため、ワイヤをワークにセットするときのワ
イヤの座屈をより確実に防止できるというこの実施例に
特有の効果を奏する。

次に、第７図に基づいてこの発明の第３実施例による
AWT装置における第２のワイヤ案内部材としての座屈防
止機構を説明する。

第３実施例における第２のワイヤ案内部材としての座
屈防止機構30は、軸方向に伸縮自在のベローズ管31とこ
のベローズ管31の上端部31aを放電加工機の本体側に固
定するための固定部材32とより構成されている。ベロー
ズ管31の下端部31bは第２実施例と同一構成の皿穴6cが
形成された可動部材6bに固定されている。この実施例に
おける皿穴6cの構成についても、第２実施例と同様に漏
斗状ないしはテーパ状の内周面を有するように構成して
もよい。

さらに、第８図に示される第４実施例における第２の
ワイヤ案内部材としての座屈防止機構40は、上部側が小
径で下部側に大径となった入れこ管（telescopic tub
e）41と、この入れこ管41の上端部41aを加工機本体側に
固定するための固定部材42と、より構成されている。入
れこ管41の下端部41bは第２ないし第３実施例と同様の
構成を有する昇降機構６の可動部材6bの皿穴6cに固定さ
れている。

上記構成により、昇降機構６の可動部材6bが往復運動
するのに伴い、入れこ管41が伸縮して図示されない送り
機構の出側と可動部材6bとの間の間隙のワイヤ電極を囲
んでいるので、この間隙からワイヤ２の先端2aが飛び出
したり、この間隙でワイヤ２が座屈したりするのを防止
できる。

上述した第１ないし第４実施例によるAWT装置におい
ては、何れも座屈防止機構として特別な構成のものを適
用したが、この発明は上記構成に限定されず、より簡単
な機構により構成してもよい。

第９図にはこの発明による自動結線装置の第５実施例
が示されている。第５実施例における第２のワイヤ案内
部材としての座屈防止機構50は、第９図に示されるよう
に、小径でかつ固定の座屈防止パイプ51と、このパイプ
51を固定するための固定部材52とより構成されており、
また、この実施例においては、ガイドパイプ５も昇降機
構６の可動部材6bが最上部位置にあるときに座屈防止パ
イプ51とリンクする部分までは、パイプ51を収容できる
ようにワイヤ挿入口5aから大径部55となっている。この
大径部55は段部56を介してワーク側に小径となる小径部
57に連なっている。

なお、上記第２ないし第５実施例は第２のワイヤ案内
部材として何れも単一構成の座屈防止機構20,30,40及び
50を適用するものとして説明したが、この発明はこれに
も限定されず、幾つかの種類の座屈防止機構を組合わせ
て適用するようにしてもよい。

例えば、第10図及び第11図に示される第６実施例に係
る第２のワイヤ案内部材は、第１実施例の座屈防止機構
11と第５実施例の座屈防止機構50とを組合わせたもので
ある。

第10図及び第11図において、第１図，第３図及び第９
図と同一符号を付された部分は、第１及び第５実施例の
相当する構成要素を示している。なお、符号61はワーク
３の上部に位置する上部ワイヤ案内部材であり、ワーク
３の下側にはワイヤガイド62を備えた下部ワイヤ案内部
材63が設けられている。

この第６実施例の動作を説明すると、第10図に示す最
上部位置までガイドパイプ５が上昇している状態でワイ
ヤ２の先端2aが偏心回転体13の回転とその下側に固定さ
れた座屈防止パイプ50とによりガイドパイプ５へと案内
され、その後可動部材6bの下降に伴って、第11図に示さ
れるように、ワーク３に穿設された加工開始孔3a内にワ
イヤ２の先端2aが挿入される。その後、先端2aは下部ワ
イヤ案内部材63のワイヤガイド62のテーパ孔内を挿通さ
せられて、図示されないプーリを介して図示されない巻
取リールに巻き取られる。ワイヤ２が加工開始孔3a内に
セットされると、昇降機構６の可動部材6bが再び上昇さ
せられて、ガイドパイプ５の大径部55と固定の座屈防止
パイプ50とが再度リンクし、ガイドパイプ５の下部側の
小径部57は開始孔3aより引き抜かれる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、この発明に係るワイヤカ
ット放電加工機の自動結線装置によれば、ワイヤ送り機
構、昇降自在な第１のワイヤ案内部材、ワイヤ送り機構
から第１のワイヤ案内部材までの間に相当する間隙であ
って第１のワイヤ案内部材の昇降に伴って変化する間隙
を囲むようにこの間隙に設けられた第２のワイヤ案内部
材を備えるので、ワイヤ送り機構の出側と往復動パイプ
の受入れ端との間に形成される間隙におけるワイヤの座
屈を防止することができ、放電加工時に電極となるワイ
ヤを被加工物の作業開始孔に確実にセットすることが可
能となる。

また、加工開始前又はワイヤ切断によるワイヤの本機
への装着時にも、座屈防止機構が設けられているので、
上記間隙におけるワイヤ先端のパイプ挿入口からの逸れ
を防止することができる。

さらに、ワイヤを被加工物の開始孔に装着するために
ガイドパイプが最下限の位置まで移動して送り機構の下
側とパイプの挿入口との間隙が大きくなった場合であっ
ても、両者の間に座屈防止機構が設けられているので、
ワイヤの座屈の発生を極力防止することができ、AWT装
置における結線率を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例によるワイヤカット放電
加工機の自動結線装置の概略を示す斜視図、第２図は同
じく正面図、第３図は第２実施例による自動結線装置の
偏心回転体を示す一部切断斜視図、第４図は同じく第１
実施例による自動結線装置の全体を示す概略断面図、第
５図は同じく偏心回転体の断面平面図、第６図はこの発
明の第２実施例による自動結線装置の第２のワイヤ案内
部材としての座屈防止機構を示す一部切断斜視図、第７
図はこの発明の第３実施例による自動結線装置の第２の
ワイヤ案内部材としての座屈防止機構を示す概略斜視
図、第８図はこの発明の第４実施例による自動結線装置
の第２のワイヤ案内部材としての座屈防止機構の概略を
示す斜視図、第９図はこの発明の第５実施例による自動
結線装置の第２のワイヤ案内部材としての座屈防止機構
を示す斜視図、第10図及び第11図はこの発明の第６実施
例による自動結線装置の第２のワイヤ案内部材としての
座屈防止機構を示す概略断面図、第12図は従来のワイヤ
カット放電加工機の自動結線装置の概略を示す斜視図で
ある。 ２……ワイヤ、2a……ワイヤ先端、３……被加工物（ワ
ーク）、3a……加工開始孔、４……ワイヤ送り機構、５
……ガイドパイプ、5a……ワイヤ挿入口、5b……パイプ
先端、６……昇降機構、6b……可動部材、11……座屈防
止機構、13……偏心回転体、20,30,40,50……座屈防止
機構、22……バネ（伸縮部材）、31……ベローズ管（伸
縮部材）、41……入れこ管（伸縮部材）、50……座屈防
止機構、51……座屈防止パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B23H 7/10 B65H 57/12 B65H 51/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤ電極を加工開始孔に送り出すワイヤ
   送り機構と、該ワイヤ送り機構の出口側に設けられてワ
   イヤ電極の先端を加工開始孔に案内するパイプからなる
   昇降自在な第１のワイヤ案内部材と、該第１のワイヤ案
   内部材の昇降に伴って変化すると共に前記ワイヤ送り機
   構から前記第１のワイヤ案内部材までの間に相当する間
   隙を囲むように前記間隙に設けられた第２のワイヤ案内
   部材と、を備えることを特徴とするワイヤカット放電加
   工機の自動結線装置。
2. 【請求項２】前記第２のワイヤ案内部材は、前記ワイヤ
   送り機構により供給される前記ワイヤの先端が前記第１
   のワイヤ案内部材の挿入口より逸れたり、前記ワイヤが
   前記ワイヤ送り機構の出口と前記第１のワイヤ案内部材
   の挿入口との間で供給中に座屈したりするのを防止する
   ために、偏心した中空部と回転機構よりなる偏心回転体
   により構成された座屈防止機構であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載のワイヤカット放電加工機
   の自動結線装置。
3. 【請求項３】前記第２のワイヤ案内部材は、前記座屈防
   止機構と前記第１のワイヤ案内部材との間に設けられ、
   前記第１のワイヤ案内部材の上昇に伴って前記ワイヤ挿
   入口内に挿入可能な径を有するガイドパイプをさらに備
   えることを特徴とする請求項２に記載のワイヤカット放
   電加工機の自動結線装置。