JP3013904B2 - ワイヤ自動結線装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ自動結線装置に
係り、特に、ワイヤの自動結線の結果を早期に確実に検
出することができるワイヤ自動結線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ほぼ垂直方向に張られたワイヤ
電極を被加工物との間に放電現象を発生させて、あたか
も糸ノコ盤のように被加工物を切断していく装置とし
て、ワイヤ放電加工機はすでに知られている。この種の
放電加工機には、加工開始時、加工中のワイヤ断線時等
において、切断されているワイヤ電極を自動的に結線す
るワイヤ自動結線装置が取り付けられている。この装置
においては、例えばワイヤ自動供給装置から下側ガイド
部に向けてワイヤを所定の時間送り込んだ後、ワイヤが
ワイヤ排出部へ到達して正常な動作が可能になったか否
かを確認するために、ワイヤ送り出し部に、ワイヤ電極
に張力が正常にかかる状態になっているか否かを検出す
るための光学式或いは機械式のワイヤ断線検出器を設
け、この検出器を用いて、ワイヤ電極に弛みがあるか否
かを検出し、弛みが発生している場合には、正常にワイ
ヤ電極が結線されていないものとして判断して、再度、
結線動作を行なうようになっている。また、他の従来装
置として、特開平２−５３５２９号公報に開示された装
置が知られており、この装置は、図２に示すごとくワイ
ヤ自動供給装置の送り出しローラａの下部に、一対の座
屈センサｂを設け、送り出されたワイヤ電極４の先端が
被加工物（図示せず）及び下側ガイドｃを正常に通過し
た場合には座屈センサｂは何も感知しないので正常に結
線されたと見做し、図３に示すごとくワイヤ電極４の先
端が被加工物や下側ガイドｃにあたってワイヤ電極４が
座屈した場合には、座屈したワイヤ電極が座屈センサｂ
に接触することになり、この結果、結線が失敗したもの
と見做して、再トライ動作が行なわれる。更に、他の従
来装置としては、特開平２−７６６２９号公報に開示さ
れているごとく、下側ガイド部にワイヤ電極の通過を検
出するためのワイヤ通過検知手段を設け、これにワイヤ
電極が接触した場合には、正常にワイヤ結線がなされた
ものと判断するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、先の従来装
置のうち、ワイヤ断線検出器を用いた装置及び特開平２
−５３５２９号公報に示す装置にあっては、ワイヤ電極
を送り出す時間が長すぎる場合には、ワイヤ結線の失敗
と判断したときには既にかなりの量のワイヤ電極を送り
出しているために、特に、ワイヤ電極として細線ワイヤ
（０．１ｍｍφ以下）を使用しているときには、この線
がからまったりしてしまい、結線の再実行が不可能にな
ってしまう場合があった。また更に、座屈センサを用い
た装置において、上述したごとき細線ワイヤを使用した
場合には、ワイヤ自体の剛性が弱いために図４に示すご
とく座屈したときには、いわゆる腰砕け状態となり、座
屈センサ４にワイヤ電極８が接触するための十分な変形
が得られないという問題があった。また、前記文献に示
す従来装置にあっては、導体よりなるワイヤ通過検出手
段が加工時にも送給されるワイヤ電極と接触しているた
めに、摩擦によりこの導体検出手段の先端に溝が形成さ
れてワイヤ電極に予期しないテンションが加わったり、
或いはこの検出手段の先端とワイヤ電極が接触して横方
向へワイヤ位置がずれたりして、加工精度に影響を与え
る場合があった。本発明は、以上のような問題点に着目
し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本
発明の目的は、自動結線の結果を早期に検出できしかも
ワイヤ検知手段のワイヤ電極による磨耗を防止できるの
みならず、接触にともなうテンション変動等もなくすこ
とができるワイヤ自動結線装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、ワイヤ電極をワイヤ供給手段により供
給しつつ被加工物を放電加工するワイヤ放電加工機に設
けたワイヤ自動結線装置において、前記ワイヤ電極を下
側ガイド部側へ送り込むためのワイヤ送り込み手段と、
前記下側ガイド部に設けられて、前記ワイヤ電極と接触
可能になされた通電体の近傍に位置され、前記ワイヤ送
り込み方向に対して自動結線時の所定のタイミングに延
出して前記自動結線時以外の時は没しているワイヤ検知
手段と、前記ワイヤ検知手段の検出結果に応じて、前記
ワイヤ送り込み手段を制御する制御手段とを備えるよう
にしたものである。

【０００５】

【作用】本発明は、上述の如く構成したので、ワイヤ自
動結線時には、ワイヤ供給手段からワイヤ電極は供給さ
れワイヤ送り込み手段はこのワイヤ電極を下側ガイド部
側へ案内しつつ送り込む。この時、下側ガイド部の近傍
に設けられたワイヤ検知手段は、ワイヤ電極の送り込み
方向すなわち鉛直方向からわずかに水平方向へずれたと
ころに位置されており、ワイヤ送り込み動作開始後、所
定時間経過したときにワイヤ検知手段を延出させてワイ
ヤ電極の在存の有無を検知し、結線成功か否か判断す
る。ここでワイヤ電極の送り込み時に、予めワイヤ検出
手段を延出させておいてもよい。また、ワイヤ電極のプ
ーリを鉛直方向に対してわずかにオフセットさせて設け
ている場合には、結線成功時にはワイヤ電極が水平方向
にオフセットし、ワイヤ検知手段に直接当接する。この
ようにして、ワイヤ結線が成功したならば、前者の場合
にはワイヤ検出手段を元の位置まで戻してワイヤ電極と
の接触を絶ち、また、後者の場合には、検知手段を水平
方向へ移動させることにより同様にワイヤ電極との接触
を絶ち、その後、放電加工に入る。

【０００６】

【実施例】以下に、本発明に係る自動結線装置の一実施
例を添付図面に基づいて詳述する。図１は、ワイヤ自動
結線装置を示す概略図、図５は本発明を適用したワイヤ
放電加工機の全体を示す概略図である。図１、図５及び
図６に示すごとく、まずワイヤ放電加工機２は、ワイヤ
電極４を送り出すワイヤ送出部６と、送りだされたワイ
ヤ電極４を被加工物８へ案内する上側ガイド部１０と、
被加工物８を通過したワイヤ電極を受ける下側ガイド部
１２と、この下側ガイド部１２を通過したワイヤ電極を
排出するワイヤ排出部１４とにより主に構成されてい
る。具体的には、上記ワイヤ送出部６は、長尺のワイヤ
電極４が巻回されてバックテンションがかけられたワイ
ヤボビン１６を有し、これより引き出されたワイヤ電極
４は円筒ローラ１８及びガイド２０を介して案内ローラ
２２に至り、この案内ローラ２２及びこれに並設された
案内プーリ２４間を８の字状に一回巻回し、更に、上記
案内プーリ２４を経たワイヤ電極４は、上記案内ローラ
２２とピンチローラ２６との間をとおり、更にフェルト
ローラ２８を経た後、案内ローラ３０を通過して鉛直方
向下方に向けられている。また、途中には、ワイヤ断線
を検出する断線検出リミット３２およびワイヤに付着す
るゴミをとるブラシ３４が設けられている。

【０００７】上記ワイヤ電極４は、上側ガイド部１０、
被加工物８及び下側ガイド部１２を順次通過してワイヤ
排出部１４へ導入されている。具体的には、このワイヤ
排出部１４は、下アーム３２に支持されたプーリ３４を
有し、このプーリ３４を経た使用済みワイヤ電極４は、
アクリルパイプ３６内を通過した後、コラム３８に設け
た吸引部４０へ導入され、水の圧力を利用してワイヤ電
極４を吸引するように構成されている。この吸引部４０
からのワイヤ電極はワイヤ送りローラ４２により送り出
され、ワイヤ排出口４４からワイヤ回収箱４６へ排出す
るように構成されている。そして、上記下側ガイド部１
２には、例えば固定型のダイス６０が設けられており、
このダイス６０内をワイヤ電極４が通過し得るように構
成されている。そして、この下方には、例えば固定式の
通電体６２が設けられており、張架されたワイヤ電極４
と接触してこれに通電し得るように構成されている。こ
のように構成されたワイヤ放電加工機にワイヤ自動結線
装置が設けられる。具体的には、図１に示すごとくこの
ワイヤ自動結線装置５０は、上記ワイヤ電極４を下側ガ
イド部１２側へ送り込むためのワイヤ送り込み手段５２
と、上記下側ガイド部１２の近傍に設けられ、前期ワイ
ヤの送り込み方向に対して出没自在に設けられたワイヤ
検知手段５４と、この検知手段５４の検出結果に応じて
ワイヤ供給手段としてのワイヤ送出部６と上記ワイヤ送
り込み手段５２とを制御する制御手段５６とにより主に
構成されている。

【０００８】上記ワイヤ送り込み手段５２は、図６に示
すごとくワイヤ電極４を挟持する送り出しローラ６４を
有しており、この下方には、内部にワイヤ電極を挿通す
るパイプ６６が設けられるとともに、このパイプ６６の
上端部には、上記パイプ６６内へワイヤ電極の挿通を助
けるために水を流通させる、例えばポリウレタンよりな
るチューブ６８が接続されている。そして、上記パイプ
６６の側部には、このパイプ６６を上下方向へスライド
移動させるための、スライドベルト７０が一対のベルト
ローラ７２、７２間に掛け渡されている。上記下側ガイ
ド部１２の近傍に設けられたワイヤ検知手段５４は、例
えば銅のごとき導電率の良好な導体よりなる検出子７４
と、この検出子７４をワイヤ電極４が位置する方向へ向
けて出没させるシリンダ７６とにより構成されている。
そして、上記検出子７４は、周囲より絶縁されると共
に、この検出子７４には、配線７８が接続されている。
この配線７８は、途中に電源８０、検出リレー８２等を
介して制御手段５６へ接続されており、上記検出子７４
と上記ワイヤ電極４とが接触したときに、上記配線７８
と上記ワイヤ電極４とにより閉ループを構成して制御手
段５６に対して検知信号を流すように構成されている。
そして、制御手段５６は、ワイヤ送出部６の例えばワイ
ヤボビン１６の駆動系へ制御信号を送出するようになさ
れており、自動結線の失敗時は送出されたワイヤ電極４
を巻き戻して再トライを行い得るように構成されてい
る。

【０００９】次に、以上のように構成された装置の動作
について説明する。まず、通常の加工時においては、ワ
イヤ排出部１４のワイヤ送りローラ４２を回転駆動する
ことにより、ワイヤ送出部６のワイヤボビン１６からワ
イヤ電極４は所定の速度、例えば１０ｃｍ／ｓｅｃの速
度で繰りだされ、テンションローラ２２により所定のテ
ンションがかけられつつ案内ローラ３０、ワイヤ送り込
み手段５２、上側ガイド部１０、被加工物８、下側ガイ
ド部１２を経た後、ワイヤ排出部１４のアクリルパイプ
３６、吸引部４０等を通過してワイヤ排出口４４からワ
イヤ排出箱４６内へ排出される。そして、ワイヤ電極４
と接触する通電体６２側から供給される電力により被加
工物８とワイヤ電極４との間に放電を生じさせ、加工を
行なう。放電加工を行なっている間は、ワイヤ検知手段
５４の検出子７４をシリンダ７６により没しておくこと
により、この検出子７４とワイヤ電極４とを離間させて
おき、検出子７４の磨耗を防止している。そして、何ら
かの原因でワイヤに断線が生じた場合には、まず、ワイ
ヤ送り込み手段５２の下部に設けたカッタ（図示せず）
によりワイヤ電極を切断し、被加工物８中の残留ワイヤ
電極を排出する。この時、ワイヤ送出部６により付与さ
れているバックテンションによりワイヤ電極４は少し戻
り、その先端がワイヤ送り込み手段５２のパイプ６６の
途中に位置するようになっている。そして、送り出しロ
ーラ６４、６４によりワイヤ電極４を挟んでワイヤ電極
を送り出し、これと同時にスライドベルト７０によりパ
イプ６６自体をワイヤの降下速度と同じ速度で下方へ移
動させる。そして、この移動を行いながらチューブ６８
よりパイプ６６内へ水を下向きに流してワイヤの送り出
しを円滑にする。そして、割ガイドよりなる上側ガイド
部１２を開いてその中に降下するパイプ６６を挿通させ
ると共に、被加工物８に当接する直前にパイプ６６の降
下を停止する。

【００１０】一方、ワイヤ電極４は、停止することなく
そのまま送り出され、被加工物８及び下側ガイド部１２
のダイス６０を通過したのち、ワイヤ排出部１４のプー
リ３４、アクリルパイプ３６を通過し、吸引管４０にて
水の吸引力を借りてワイヤ送りローラ４２へ到達する。
ここで、上記ワイヤ送り出しローラ６４、６４が駆動し
たのち、所定時間、例えば少なくともワイヤ電極４の下
端部が検出子７４が位置するところを通過するまでに要
する時間だけ経過したときに、制御手段５６はシリンダ
７６を駆動して、これをワイヤ電極の通過通路に延出さ
せる。下側ガイド部１２を通過したワイヤ電極は、ほぼ
１００％無事にワイヤ送りローラ４２に挟持されて結線
が成功することは経験的にしられているので、検出子７
４を延出させた時に、これがワイヤ電極と接触したとき
は、検出信号がワイヤ電極４、配線７８を介して制御手
段５６に流れ、これを受けた制御手段５６は結線が成功
したものとみなし、検出子７４を没してこれをワイヤ電
極４から離間させる。以後通常の放電加工に入るのであ
るが、検出子７４とワイヤ電極４が上述のごとく離間し
ているので検出子７４が磨耗することもなく、また、接
触にともなうテンションの変動も生じないので、被加工
物８を精度よく加工することができる。

【００１１】一方、検出子７４を延出したときに、ワイ
ヤ電極４と接触せずに検出信号が発生しなかった場合に
は、制御手段５６は、結線失敗とみなし、即座にワイヤ
ボビン１６等を逆回転させて、送り出されたワイヤ電極
４を巻き戻して、これが絡むことを防止する。その後、
前述したと同様な手順でもって再度、結線操作を行な
う。上記実施例においては、当初、検出子７４を没して
おいて、結線操作開始から所定時間経過したときに検出
子７４を延出させてワイヤ電極４の有無を検知するよう
にしたが、これに限定されるものでなく、例えば、結線
操作開始当初から検出子７４を延出させておき、ワイヤ
電極４の存在を検出したら、前述のごとく検出子７４を
没するようにしてもよいのは勿論である。また、上記実
施例にあっては、下側ガイド部１２は固定型ダイス６０
とし、また、ワイヤ電極４の送り方向はほぼ鉛直方向下
方に向けられている場合について説明したが、これに限
定されず、例えば、固定型ダイス６０に替えて可動型ダ
イスを用いるようにした装置にも適用できるし、また、
ワイヤ電極４の送り方向を鉛直方向下方から僅かに水平
方向へオフセットさせた装置にも適用することができ
る。また、上記実施例にあっては、ワイヤ電極４を吸引
して排出する装置について説明したが、これに限定され
ず、図７に示すようにワイヤ電極４をベルトにより排出
するように構成した他の装置例にも適用することができ
る。すなわち、下側ガイド部１００は、固定側割ガイド
１０２と可動側割ガイド１０４を有しており、コンパク
トシリンダ１０６により動くように構成されている。ま
た、通電体１０８は、上記可動側割ガイド１０４と一体
的に動くように取り付けられており、上記両ガイド１０
２、１０４を閉じた時に通電体１０８がワイヤ電極４と
接触するように構成されている。

【００１２】一方、ワイヤ排出部は、上側ベルト１１０
と下側ベルト１１２を有し、ワイヤ引き込みプーリ１１
４の右端は、ワイヤ電極４が垂下する鉛直方向に対して
寸法Ａだけオフセットされており、上記プーリ１１４に
ワイヤ電極４が引き込まれたときに、このワイヤ電極４
が検出子１２０と接触するような位置に、検出子１２０
を周囲から絶縁させて設置する。そして、この検出子１
２０は、上記通電体１０８および可動側割ガイド１０４
と一体的に動くように連結部材１２２を介して結合され
ており、上記可動側ガイド１０４が閉じられるように動
くと、上記検出子１２０はワイヤ電極４から離間するよ
うに動くように構成されている。以上のような構成によ
れば、結線操作が成功すると、ワイヤ引き込みプーリ１
１４に引き込まれたワイヤ電極４は寸法Ａだけオフセッ
トして検出子１２０と接触し、これにより制御手段５６
は結線操作の成功を認識することができる。そして、コ
ンパクトシリンダ１０６を駆動して可動側割ガイド１０
４を閉め、通電体１０８をワイヤ電極４と接触させる
と、これらと一体的に検出子１２０は、上記ワイヤ電極
４から離れるように動く。従って、放電加工中に、この
検出子１２０とワイヤ電極４とが接触することはなく、
前期実施例と同様な効果を生ずる。また、本実施例にお
いては、検出子１２０の駆動源として別途シリンダ等を
設ける必要はなく、可動側割ガイド等を動かす駆動源す
なわちコンパクトシリンダ１０６を共用することができ
る。また、図７に示す他の実施例にあっては、可動型ガ
イドを用いてこれが一体的に通電体１０８と連動する装
置例について説明したが、これに限定されず、固定型ガ
イドを用いた場合についても適用することができる。こ
の場合には、通電体１０８が検出子１２０と一体的に連
動するように構成する。

【００１３】

【発明の効果】以上要するに、本発明によれば次のよう
なすぐれた作用効果を発揮することができる。ワイヤ検
出手段を、下側ガイド部に設けてワイヤ電極と接触可能
になされた通電体の近傍に位置し、ワイヤ送り込み方向
に対して自動結線時の所定のタイミングに延出して自動
結線時以外の時は没しているようにしたので、結線を失
敗した場合にもこれをすぐに検知でき、従って、特に細
線ワイヤを使用した場合には、これが絡むことがなく、
再トライが可能なので結線率を向上させることができ
る。また、通常の放電加工時には、検出子とワイヤ電極
が接触しないので、検出子の磨耗を防止できるのみなら
ず、接触にともなうテンションの変動等をなくすことが
でき、加工精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動結線装置を示す概略図であ
る。

【図２】結線が成功したときの状態を示す図である。

【図３】結線が失敗したときの状態を示す図である。

【図４】細線を使用して結線が失敗したときの状態を示
す図でる。

【図５】ワイヤ放電加工機を示す概略図である。

【図６】ワイヤ自動結線装置のワイヤ送り込み手段を示
す概略図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す図である。

【符号の説明】

２ ワイヤ放電加工機 ４ ワイヤ電極 ６ ワイヤ送出部（ワイヤ供給手段） ８ 被加工物 １０ 上側ガイド部 １２ 下側ガイド部 １４ ワイヤ排出部 ５０ ワイヤ自動結線装置 ５２ ワイヤ送り込手段 ５４ ワイヤ検出手段 ５６ 制御手段 ６２ 通電体 ７４ 検出子 ７６ シリンダ

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 7/02 - 7/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極をワイヤ供給手段により供給
   しつつ被加工物を放電加工するワイヤ放電加工機に設け
   たワイヤ自動結線装置において、前記ワイヤ電極を下側
   ガイド部側へ送り込むためのワイヤ送り込み手段と、前
   記下側ガイド部に設けられて、前記ワイヤ電極と接触可
   能になされた通電体の近傍に位置され、前記ワイヤ送り
   込み方向に対して自動結線時の所定のタイミングに延出
   して前記自動結線時以外の時は没しているワイヤ検知手
   段と、前記ワイヤ検知手段の検出結果に応じて、前記ワ
   イヤ送り込み手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とするワイヤ自動結線装置。