JP3368584B2

JP3368584B2 - ワイヤ放電加工装置

Info

Publication number: JP3368584B2
Application number: JP50962999A
Authority: JP
Inventors: 浩太郎渡辺; 俊夫毛呂
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2003-01-20
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: US6333480B1; WO1999000212A1; DE19782278B4; DE19782278T1

Description

【発明の詳細な説明】ワイヤ放電加工装置技術分野この発明は、ワイヤ電極により被加工物を加工するワ
イヤ放電加工装置に関するものである。

背景技術図９は、例えば特開平4304927号公報等に記載された
効能の従来のワイヤ放電加工装置の基本構造を示すもの
である。

同図において、２は被加工物が固定及び加工される固
定テーブル、３は上部載置物を図中のＸ方向に移動させ
るＸ軸ガイド機構、４は上部載置物を図中のＹ方向に移
動させるＹ軸ガイド機構、５は加工を行うための電極と
なるワイヤ電極、６は先端に上部ワイヤガイド（図示せ
ず。）が設けられたワイヤ自動供給装置（以下、AF装置
と記す。）、７は角度を持った加工も可能とするテーパ
・カット装置（以下、T/C装置と記す。）、８は図中Ｚ
方向にAF装置６等を移動させるＺ軸ベース、以上６−８
をまとめて上部支持体、９はＺ軸ベース８を支持するコ
ラム、10はガイド機構を固定するサドル、11は全ての構
造物を支持する土台となる機械ベース、12は先端に設け
られた下部ワイヤガイド（図示せず。）を介し被加工物
の加工を終了したワイヤ電極５を回収する下部アーム、
13は加工液をためてその内部で加工を行う加工槽、14は
後述する下部支持体である。

図10及び図11は、図９に示す従来のワイヤ放電加工装
置のコラム９の取付け部分を詳細に示したものである。

同図において、4aはＹ軸ガイド機構４のガイドレー
ル、4bはガイドレール4aに案内されるＹ軸ガイド機構４
のＹ軸ガイド、14は下部アーム12を固定する下部支持
体、15はコラム９と下部支持体14とを固定するボルトで
あり、図11から明らかなように、Ｙ軸ガイド機構４のＹ
軸ガイド4bは、直接、コラム９の下部に設けられてい
る。

しかし、このように構成された従来のワイヤ放電加工
装置では、図10及び図11に示すように、コラム９と下部
支持体14の取付部分を示すＹ方向の移動を案内するＹ軸
ガイド機構４のＹ軸ガイド4bがコラム９に直接取付けら
れ、被加工物に加工を施すワイヤ電極５を支持する下部
支持体14とは別の構造体に取付けられていたため、組立
作業の際に下部支持体14および下部アーム12と、Ｙ軸機
構４の取付面との直角度を示すのが非常に困難であると
いう問題があった。

また、従来のワイヤ放電加工装置では、図10及び図11
に示すような形でコラム９と下部支持体14とを分割構造
にしていたため、下部支持体14を支える構造物が無く、
組立て過程として、まず下部支持体14をボルト15にてコ
ラム９に固定し、その後下部アーム12やＹ軸ガイド4bを
取付けなければならないので、下部支．持体14単独で組
立作業を行なうことができず、組立て作業性及び作業効
率が悪かった。一方、逆にコラム９から下部支持体14ま
でが一体構造である場合は、構造部材が大きくなり過ぎ
て、機械加工を行うことが困難になるという問題があっ
た。

そこで、本発明は、このような問題を解決するために
なされたもので、組立作業の際に下部支持体および下部
アームと、Ｙ軸機構の取付面との直角度を容易に出すこ
とができると共に、作業効率の良いワイヤ放電加工装置
を提供することを目的とする。

発明の開示上記目的を達成するため、本発明では、ワイヤ電極に
より加工されるワークが載置されるテーブルと、前記ワ
イヤ電極の上部をガイドする上部ワイヤガイドを支持す
る上部支持体と、前記ワイヤ電極の下部をガイドする下
部ワイヤガイドが先端に設けられた下部アームと、前記
下部アームが基部の下面中央から突出した中央突出部に
固定されるとともに、前記基部と前記中央突出部の一体
的構造物からなる下部支持体と、前記上部支持体を連結
すると共に前記下部支持体を固定するコラムと、ガイド
レールおよびそのガイドレールに案内されるガイドを有
し、前記下部支持体および前記コラムを一体に水平方向
に移動させる水平方向ガイド機構とを有するワイヤ放電
加工装置であって、前記水平方向ガイド機構のガイドレ
ールもしくはガイドが前記下部支持体に固定され、前記
水平方向移動機構がＸ軸方向の移動を案内するＸ軸移動
機構とＹ軸方向の移動を案内するＹ軸移動機構とからな
り、前記Ｘ軸ガイド機構と前記Ｙ軸ガイド機構との間
に、前記固定テーブルと前記下部支持体の中央突出部と
を配置しているものである。

また、次の発明では、さらに、前記下部アームと前記
下部支持体とを分離取付け可能としたものである。

また、次の発明では、さらに、前記水平方向移動機構
がＸ軸方向の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の
移動を案内するＹ軸移動機構とからなり、前記上部支持
体、前記コラム、前記下部支持体、前記下部アームおよ
び前記ワイヤ電極により構成される閉ループ内に、前記
Ｘ軸ガイド機構もしくはＹ軸ガイド機構のいずれか一方
が配置されているものである。

また、次の発明では、さらに、前記水平方向移動機構
がＸ軸方向の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の
移動を案内するＹ軸移動機構とからなり、前記Ｘ軸ガイ
ド機構と前記Ｙ軸ガイド機構との間に、前記固定テーブ
ルと前記下部支持体とを配置したものである。

また、次の発明では、さらに、前記水平方向移動機構
がＸ軸方向の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の
移動を案内するＹ軸移動機構とからなり、前記Ｘ軸ガイ
ド機構と前記Ｙ軸ガイド機構とのいずれか一方が前記固
定テーブルの下に位置し、他方が前記コラムの下部に位
置するものである。

図面の簡単な説明第１図は、本発明のワイヤ放電加工装置の実施の形態
１の構造を示す構成図である。

図２図は、本発明のワイヤ放電加工装置の下部支持体
14とコラム９と下部アーム12との関係を示す構成図であ
る。

図３図は、本発明のワイヤ放電加工装置のサドル10の
構造を示す構成図である。

図４図は、本発明のワイヤ放電加工装置の下部支持体
14とサドル10とを取付けた状態を示す構成図である。

図５図は、本発明のワイヤ放電加工装置のコラム９と
下部支持体14の取付部分の側面図である。

図６図は、本発明のワイヤ放電加工装置のコラム９と
下部支持体14の取付部分の正面図である。

図７図は、本発明の実施の形態１におけるX,Y軸ガイ
ド機構3,4と固定テーブル２との関係を示す説明図であ
る。

図８図は、本発明のワイヤ放電加工装置の実施の形態
２の構造を示す構成図である。

図９図は、従来のワイヤ放電加工装置の基本構造を示
す構成図である。

図10図は、従来のワイヤ放電加工装置のコラム９と下
部支持体14の取付部分の側面図である。

図11図は、本発明のワイヤ放電加工装置のコラム９と
下部支持体14の取付部分の正面図である。

発明を実施するための最良の形態（１）実施の形態1. 以下、本発明に係るワイヤ放電加工装置の実施の形態
１を図面を参照して説明する。

第１図に、本発明のワイヤ放電加工装置の実施の形態
１の基本構造を示す。

図において、２は被加工物が固定及び加工される固定
テーブル、３は上部載置物を図中のＸ方向に移動させる
Ｘ軸ガイド機構、４は上部載置物を図中のＹ方向に移動
させる後述するＹ軸ガイド4aおよびＹ軸ガイドレール4b
を有するＹ軸ガイド機構、５は加工を行うための電極と
なるワイヤ電極、６は先端に上部ワイヤガイド（図示せ
ず。）が設けられたワイヤ自動供給装置（以下、AF装置
と記す。）、７は角度を持った加工も可能とするテーパ
・カット装置（以下、T/C装置と記す。）、８は図中Ｚ
方向にAF装置６等をを移動させるＺ軸ベース、以上６−
８をまとめて上部支持体、９はＺ軸ベース８を支持する
コラム、10はＸ軸およびＹ軸ガイド機構3,4を固定する
サドル、11は全ての構造物を支持する土台となる機械ベ
ース、12は先端に設けられた下部ワイヤガイド（図示せ
ず。）を介し被加工物の加工を終了したワイヤ電極５が
回収する下部アーム、13は加工液をためてその内部で加
工を行う加工槽、24は次の第２図で詳細に説明するコラ
ム９を載置するための下部支持体であり、Ｙ軸ガイド機
構４によりＹ軸方向へ移動可能に設けられたものであ
る。尚、図中、１はワイヤ電極５や、下部アーム12、下
部支持体24、コラム９、Ｚ軸ベース８、T/C装置６によ
り形成された閉じた回路であるいわゆる剛性連結ループ
である。

ここで、この実施の形態１のワイヤ放電加工装置の組
立順序を説明すると、まず、機械ベース11上の図上左側
に、Ｘ軸ガイド機構３、サドル10、Ｙ軸ガイド機構４を
下から順に配置していく。なお、Ｘ軸ガイド機構３とＹ
軸ガイド機構４の順番は逆でも良い。

次に、そのサドル10の上部に、Ｙ軸ガイドレール4b上
を案内されるＹ軸ガイド4aと下部アーム12とが直接固定
された下部支持体24を設け、その下部支持体24上に下部
支持体24とは分割構造となっているコラム９を、後述の
図４−図６に示すように下部アーム12とサドル10が干渉
しないように組み上げる。

一方、機械ベース11上のＸ軸機構３の載置されていな
い図上右側の箇所には、まず、固定テーブル２が配置固
定された加工層13を配置する。この時、固定テーブル２
及び下部アーム12の垂直高さは、Ｘ軸ガイド機構３とＹ
軸ガイド機構４の中間に位置するように配置する。

第２図に、本発明のワイヤ放電加工装置の下部支持体
24等の構造を示す。

図に示すように、下部支持体24は、コラム９の断面形
状と同一な断面形状を有する基部24aと、下部アーム12
を支持するため基部24a下面中央から突出している中央
突出部24bとの一体的構造物で構成されており、下部支
持体24の基部24a上にはコラム９がボルト15（第５図、
第６図に示す。）により固定されている一方、下部支持
体24の中央突出部24aには下部アーム12が固定されてい
る。また、下部支持体24の基部24a下面側には、Ｙ軸ガ
イド機構４のＹ軸ガイドレール4aに案内されるＹ軸ガイ
ド4bが設けられている。

第３図に、本発明のワイヤ放電加工装置のサドル10の
構造を示す。

図に示すように、このサドル10の上面には、下部支持
体24の中央突出部24bがＹ軸方向に自在に移動するため
の開口部10aが設けられる一方、サドル10の前面には、
下部支持体24の中央突出部24bに設けられた下部アーム1
2がワイヤ電極５下部側に突出するための開口部10bが設
けられている。

第４図に、本発明のワイヤ放電加工装置の下部支持体
24をサドル10に取り付けた状態を示す。

図に示すように、サドル10上面の開口部10aに下部支
持体24の中央突出部24bがＹ軸方向に自在に移動可能に
挿入され、サドル10前面の開口部10bからワイヤ電極５
下部側に下部アーム12が突出している。

第５図および第６図に、それぞれ、コラム９と下部支
持体24との接続方法を、下部支持体24をサドル10に取り
付けた状態で側面または正面から示す。

図に示すように、コラム９と下部支持体24とは、コラ
ム９下面と下部支持体24の基部24a上面とが複数本（こ
の図では、例えば４本。）のボルト15により接続されて
いる。

ここで、これら部材の組立てる際には、下部支持体24
はコラム９の断面形状と同一な断面形状を有する基部24
aと中央突出部24bとの一体構造で構成されているので、
その基部24aが下部支持体24全体を支える構造物とな
る。

このため、例えば下部支持体24をその基部24a上面を
組立て盤上（図示せず。）においたり、基部24aを固定
等してその下部支持体24にＹ軸ガイド機構４のＹ軸ガイ
ド4aと、下部アーム12とを取付けた後、その下部支持体
24上面にＺ軸ベース８等を支持するコラム９を載せ、そ
の下部支持体24とコラム９とをボルト15により連結する
ようにする。

従って、この実施の形態１によれば、コラム９の断面
形状と同一な断面形状を有する基部24aが下部支持体24
を支える構造物となるので、下部支持体24単独でＹ軸ガ
イド4aや下部アーム12の取付け等の組立作業を行なうこ
とができることになり、コラム９および下部支持体24が
寸法的に小さくなって扱い易くなり、NC等による加工が
容易になると共に、コラム９と下部支持体24とが一体で
構成されていた場合には組立て手順の決まっていたもの
が、分離取付可能な構造により各々別のラインで同時進
行による分業が可能となり、組立て作業性及び作業効率
を向上させることができ、作業性の向上により製造コス
トを低減することができる。

また、下部アーム12と下部支持体24とも分離取付け構
造としたため、下部支持体24がさらに寸法的に小さくな
って扱い易くなり、NC等による加工が容易になると共
に、コラムと下部支持体とが一体で構成されていた場合
には組立て手順の決まっていたものが、各々別のライン
で同時進行による分業が可能となり、作業性の向上によ
り製造コストを低減することができる。

また、従来の構成では、第10図および第11図に示すよ
うに、Ｙ軸ガイド4aはコラム９に、下部アーム12は下部
支持体24というようにＹ軸ガイド4aと下部アーム12とそ
れぞれ別々の部材に固定され、その後コラム９と下部支
持体24とをボルトにより接続していたため、移動方向と
水平に固定されていなければならないＹ軸ガイド4aおよ
び下部アーム12の真直精度出しがコラム９と下部支持体
24との組立時にも要求されていたが、この実施の形態１
では、下部支持体24にＹ軸ガイド4aおよび下部アーム12
の両方が直接固定されるため、コラム９と下部支持体24
とのボルト15による接続時にはＹ軸ガイド4aおよび下部
アーム12の真直精度出しを行なう必要がなくなり、Ｙ軸
ガイド4aと下部アーム12の真直精度出しが容易になる。

また、Ｘ軸ガイド機構３とＹ軸ガイド機構４との間
に、固定テーブル２と下部支持体24とが配置されたた
め、Ｘ軸ガイド機構３及びＹ軸ガイド機構４と固定テー
ブル２の垂直方向の距離が近づくことになり、ピッチン
グ、ヨーイング等の発生による送り誤差及び真直誤差等
が小さくなるので、その結果、さらに真直精度が上が
り、精度良く加工を行うことができる。

第７図に、この実施の形態におけるX,Y軸ガイド機構
3,4と固定テーブル２との関係を示す。

この図に示すように、この実施の形態１では、剛性連
結ループ１をよぎる位置に、固定テーブル２と、Ｘ軸ガ
イド３機構もしくはＹ軸ガイド機構４のいずれか一方が
存在するように設けている。

このため、この実施の形態１によれば、固定テーブル
２とＸ軸ガイド機構３またはＹ軸ガイド機構４との間の
水平距離が近くなるので、ピッチング、ヨーイング等の
発生による送り誤差及び真直誤差等が小さくなるので、
さらに、送り精度及び真直精度が上がり、精度良く加工
を行うことが可能となる。

（２）実施の形態2. 第８図に、本発明のワイヤ放電加工装置の実施の形態
２の基本構造を示す。

この実施の形態２のワイヤ放電加工装置は、上記実施
の形態１のものとは、下部支持体24の構造等は同じであ
るが、Ｘ軸ガイド機構３をサドル10の下部ではなく、固
定テーブル２の下部に設けるようにしたことを特徴とす
るものである。

つまり、この第８図に示すように、機械ベース11の図
上右側上部にＸ軸ガイド機構３を配置し、さらにその上
部に被加工物の固定及び加工を行う固定テーブル２を載
置する。

その一方、機械ベース11の図上左側上部にＹ軸ガイド
機構４を配置し、その上部に実施の形態１のものと同様
に構成された下部支持体24、すなわちＹ軸ガイド機構４
のＹ軸ガイド4aと下部アーム12とが直接固定されてお
り、コラム９と分割構造となり、コラム９の断面形状と
同一断面形状を有する下部支持体24を配置するようにす
る。

そして、その下部支持体24の上部には、上記実施の形
態１の場合と同様にボルト15（この第８図では図示せ
ず。）を介してコラム９が載り、そのボルト15により下
部支持体24とコラム９とが連結固定される。この時、固
定テーブル２及び下部アーム12の垂直高さが、Ｘ軸ガイ
ド機構３とＹ軸ガイド4aの中間に位置するように配置す
る。

従って、この実施の形態２のワイヤ放電加工装置によ
れば、Ｘ軸ガイド機構３とＹ軸ガイド機構４との垂直方
向の間に、固定テーブル２及び下部アーム12を配置した
ので、さらに、真直精度が上がり、精度良く加工を行う
ことができる。

また、Ｘ軸ガイド機構３及びＹ軸ガイド機構４のいず
れか一平面を固定テーブル２の下部に配置するようにし
たので、ガイド機構を固定するサドルが不要になり、そ
の分だけ前記ガイド機構にかかる負荷が少なくなり、真
直精度が上がる。また、もう一方の前記ガイド機構をコ
ラム９の下部に配置する構造をもつことにより、コラム
９の垂直方向の長さを短くすることができ、曲げ方向の
剛性が上がり、Ｙ方向の形状誤差が小さくなると共に、
コラム９の垂直方向の長さが短くなることにより、コラ
ム９の表面積も少なくなり、加工液温の温度変化の影響
を受けにくくなり、バイメタル効果の影響により、形状
誤差が大きくなるということも抑えられる。さらに、コ
ラム９の垂直方向の長さが短くなると、それだけ構造物
の重量が軽くなり、その結果ピッチングによる送り誤差
がさらに小さくなる。

産業上の利用可能性以上説明したように、本発明に係るワイヤ放電加工装
置によれば、コラムと下部アームが設けられる下部支持
体とを分割構造としたため、組立作業の際、コラムおよ
び下部支持体が寸法的に小さくなって扱い易くなり、NC
等による加工が容易になると共に、コラムと下部支持体
とが一体で構成されていた場合には組立て手順の決まっ
ていたものが、分割構造により各々別のラインで同時進
行による分業が可能となり、作業性の向上により製造コ
ストを低減することができる。

また、下部アームが設けられた下部支持体に、Ｙ軸ま
たはＸ軸ガイド機構等の水平方向ガイド機構のガイトレ
ールもしくはガイドを固定するようにしたため、組立作
業の際、下部アームと水平方向ガイド機構との間で直角
度が出しやすくなり、作業効率を向上させることでき
る。

また、次の発明では、さらに、下部アームと下部支持
体とを分離取付け可能としたため、下部支持体が寸法的
に小さくなって扱い易くなり、NC等による加工が容易に
なると共に、コラムと下部支持体とが一体で構成されて
いた場合には組立て手順の決まっていたものが、下部ア
ームとの間の分離取付可能な構造により各々別のライン
で同時進行による分業が可能となり、作業性の向上によ
り製造コストを低減することができる。

また、次の発明では、上部支持体、コラム、下部支持
体、下部アームおよびワイヤ電極により構成される閉ル
ープである剛性連結ループ内に、水平方向移動機構であ
るＸ軸ガイド機構もしくはＹ軸ガイド機構のいずれか一
方を配置するようにしたため、固定テーブルとそＸ軸ガ
イド機構もしくはＹ軸ガイド機構のいずれか一方との水
平距離が近くなり、ピッチング、ヨーイング等の発生に
よる送り誤差及び真直誤差等が小さくなるので、さら
に、送り精度および真直精度が向上し、送り精度良く加
工を行なうことができる。

また、次の発明では、Ｘ軸ガイド機構とＹ軸ガイド機
構との間に、固定テーブルと下部支持体とを配置したた
め、Ｘ軸ガイド機構及びＹ軸ガイド機構と固定テーブル
の垂直方向の距離が近づくことになり、ピッチング、ヨ
ーイング等の発生による送り誤差及び真直誤差等が小さ
くなるので、その結果、さらに真直精度が上がり、精度
良く加工を行うことができる。

また、次の発明では、Ｘ軸ガイド機構とＹ軸ガイド機
構とのいずれか一方を固定テーブルの下に位置させて、
他方をコラムの下部に位置させるようにしたため、その
一方のガイド機構を固定するサドルが不要になり、その
分だけその一方のガイド機構にかかる負荷が少なくな
り、真直精度が上がる。

また、他方のガイド機構のみをコラムの下部に配置す
る構造とすることにより、コラムの垂直方向の長さが短
くなり、曲げ方向の剛性が上がり、Ｙ方向の形状誤差が
小さくなると共に、コラムの垂直方向の長さが短くなる
ことにより、コラムの表面積も少なくなり、加工液温の
温度変化の影響を受けにくくなり、バイメタル効果の影
響により、形状誤差が大きくなるということも抑えられ
る。さらに、コラムの垂直方向の長さが短くなると、そ
れだけ構造物の重量が軽くなり、その結果ピッチングに
よる送り誤差が小さくなる。

その結果、この発明に従ってワイヤ放電加工装置の基
本構造を設計すれば、鋳物の肉厚を増やすことなく、構
造変化のみで最適な設計を行うことができ、さらに軽量
化も容易に実現するが可能になる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平６−114634（ＪＰ，Ａ) 特開平４−304927（ＪＰ，Ａ) 特開平８−257840（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−213923（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23H 7/02

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ワイヤ電極により加工されるワークが載置
されるテーブルと、前記ワイヤ電極の上部をガイドする
上部ワイヤガイドを支持する上部支持体と、前記ワイヤ
電極の下部をガイドする下部ワイヤガイドが先端に設け
られた下部アームと、前記下部アームが基部の下面中央
から突出した中央突出部に固定されるとともに、前記基
部と前記中央突出部の一体的構造物からなる下部支持体
と、前記上部支持体を連結すると共に前記下部支持体を
固定するコラムと、ガイドレールおよびそのガイドレー
ルに案内されるガイドを有し、前記下部支持体および前
記コラムを一体に水平方向に移動させる水平方向ガイド
機構とを有するワイヤ放電加工装置であって、前記水平
方向ガイド機構のガイドレールもしくはガイドが前記下
部支持体に固定され、前記水平方向移動機構がＸ軸方向
の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の移動を案内
するＹ軸移動機構とからなり、前記Ｘ軸ガイド機構と前
記Ｙ軸ガイド機構との間に、前記固定テーブルと前記下
部支持体の中央突出部とを配置したことを特徴とするワ
イヤ放電加工装置。
【請求項２】請求の範囲第１項記載のワイヤ放電加工装
置において、前記下部アームと前記下部支持体とを分離
取付け可能としたことを特徴とするワイヤ放電加工装
置。
【請求項３】請求の範囲第１項または第２項記載のワイ
ヤ放電加工装置において、前記水平方向移動機構がＸ軸
方向の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の移動を
案内するＹ軸移動機構とからなり、前記上部支持体、前
記コラム、前記下部支持体、前記下部アームおよび前記
ワイヤ電極により構成される閉ループ内に、前記Ｘ軸ガ
イド機構もしくはＹ軸ガイド機構のいずれか一方が配置
されていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
【請求項４】請求の範囲第１項または第２項記載のワイ
ヤ放電加工装置において、前記水平方向移動機構がＸ軸
方向の移動を案内するＸ軸移動機構とＹ軸方向の移動を
案内するＹ軸移動機構とからなり、前記Ｘ軸ガイド機構
と前記Ｙ軸ガイド機構とのいずれか一方が前記固定テー
ブルの下に位置し、他方が前記コラムの下部に位置する
ことを特徴とするワイヤ放電加工装置。