JP5128012B1 - ワイヤ放電加工機及びワイヤ電極除去装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
ワイヤ放電加工機による加工に際して、ワイヤ電極の結線作業時、ワイヤ電極の断線処理時には、ワイヤ電極を切断、除去する必要があり、例えば、特許文献1〜5に記載された技術でワイヤ電極の除去が実施されている。
仮に、長尺のワイヤ電極が上部ワイヤ電極ガイドと下部ワイヤ電極ガイドの間に残った場合は、ワイヤ送り出しローラを送り出しとは反対方向に回転させ、駆動ブロックの水平移動距離と同じ、もしくはそれより短いワイヤ電極となるよう巻き戻した後に、ワイヤ電極切断装置でワイヤ電極を切断し、ワイヤ電極を除去する必要があるため、自動結線時間が長くなってしまうという課題がある。
また、除去されるワイヤ電極はおおよそ直線状であるため、長さに応じたワイヤ電極回収箱を用意する必要があり、作業スペースが無駄になってしまうという課題がある。
なお、フォーク状電極狭持部でワイヤ電極を巻き取る場合、ワイヤ電極は自らが有するスプリング性によりフォーク状電極狭持部からほどけて落下するおそれや、フォーク状電極狭持部の切欠部を放電加工中のワイヤ電極に接触しないように設置するためには、モータに回転位置検出装置を取り付ける必要があり、複雑な機構となってしまうという課題がある。
また、フォーク状電極狭持部ではフォーク状電極狭持部の外周接線方向にワイヤ電極を引き上げるため、フォーク状電極狭持部の切欠部にワイヤガイドの中心があるため、ワイヤガイドに対してワイヤ電極をおおよそ垂直方向に巻き取ることはできても、厳密には垂直方向に巻き取ることはできず、ワイヤ電極の破断の可能性があるという課題がある。
また、除去したワイヤ電極を小さくまとめることでワイヤ電極回収箱を小型化し作業スペースを確保することを目的としている。
図1及び図2は、ワイヤ放電加工機におけるワイヤ自動結線装置及びワイヤ電極除去装置を示す説明図である。
ワイヤ電極1は、ワイヤ電極送りローラ3の回転に伴い送り出されることでワイヤ電極位置を決める上部ワイヤ電極ガイド4と下部ワイヤ電極ガイド5間に張架され、被加工物2との間に印加されたパルス電圧により放電を発生させ、被加工物2と上部ワイヤ電極ガイド4及下部ワイヤ電極ガイド5を相対移動させながら任意形状に被加工物を糸鋸状に加工が行われる。
加工に際しては、ワイヤ電極送りローラ3及びワイヤ電極案内パイプ6からなるワイヤ自動結線装置により、上部ワイヤ電極ガイド4から被加工物2の加工開始孔を貫通して、ワイヤ電極1を回収するワイヤ電極回収ローラ27へワイヤ電極1を自動的に結線する。
ここで、ワイヤ電極切断方法は電熱以外の例えば刃による切断でも良い。
一方、断線箇所よりワイヤ供給側、すなわち、ワイヤ電極切断装置と下部ワイヤ電極ガイド5等の間に残ったワイヤ電極1は、上記ワイヤ電極切断装置により切断され、ワイヤ電極切断装置と下部ワイヤ電極ガイド5の間に残されたワイヤ電極を除去する必要があり、該切断済みのワイヤ電極1を、本実施の形態で説明するワイヤ電極除去装置で除去し、再度ワイヤ電極自動結線装置によりワイヤ電極を被加工物の加工開始穴に通すことが可能となる。
なお、放電加工中にワイヤ電極1が断線した場合の他、加工初期のワイヤ電極自動結線装置による結線が成功しない場合にも、ワイヤ電極を切断することで、切断後のワイヤ電極1を上述と同様にワイヤ電極除去装置で除去する必要がある。
そして、ワイヤ電極1を巻取る際に、巻取ワイヤ電極押え上部14と巻取ワイヤ電極押え下部15により押えられ、ワイヤ電極1は負荷を与えられることにより、巻取軸16の角部へ押し当てられ、ワイヤ電極1を塑性変形させることでワイヤ電極自らのスプリング性を低減させることで、長尺のワイヤ電極を小さくまとめながら除去するものである。
図において、10はワイヤ電極走行位置に配設された巻取ワイヤ電極ガイドであり、ラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダ13の水平方向への移動に伴い、巻取ワイヤ電極ガイド軸11に取り付けられたピニオン12と作用し、巻取ワイヤ電極ガイド軸11を軸心に回転可動する。
巻取ワイヤ電極ガイド10は、ラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダ13が水平方向に動作しない非ワイヤ電極除去時には、自動結線時のワイヤ電極案内パイプ6が貫通する貫通穴がワイヤ電極走行経路に沿って形成され、該走行経路をワイヤ電極1が走行され、放電加工が実施される。
また、ワイヤ電極除去時には、巻取軸部に設けられた巻取ワイヤ電極押え下部15と対向する位置に形成された巻取ワイヤ電極ガイド10の巻取ワイヤ電極押え上部14とにより、ワイヤ電極1を位置決め且つ押さえ込み、後述するワイヤ電極1を巻き取る際の摺動時に負荷を付与する。
巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取ワイヤ電極押え下部15は、ワイヤ電極1を摺動させるため、高硬度の材料、例えばセラミックス材が適しているが、ワイヤ電極への負荷をより与えられる、ゴム材や樹脂材などでも良く、また、形状は位置決めのためV溝が適しているが、傾きを持たせた形状、円形状などでも良い。
その他、巻取ワイヤ電極押え上部は巻取ワイヤ電極ガイドに取り付けられて、回転駆動により巻取ワイヤ電極押え下部と協働するように配設されているが、巻取ワイヤ電極ガイドシリンダとは別の巻取ワイヤ電極押え用のシリンダを配設し、ワイヤ電極を押えても良いことは言うまでもない。
16はワイヤ電極1を巻取り除去する角部を有する、例えばワイヤ電極を挟持するために適した四角形状の巻取軸である。なお、巻取軸16は、三角形状や星形状、板形状等の角部を形成していればワイヤ電極1を押しつけ塑性変形させ、ワイヤ電極自らのスプリング性を低減させることに有効である。
17は巻取軸16を保持しておく巻取軸ハウジングであり、巻取軸17を回転可能とする巻取軸軸受18に固定され、巻取軸軸受18と共に巻取軸駆動手段である巻取軸シリンダ19により水平可動可能とする。
20は巻取軸16が貫通され巻取軸16に巻きついたワイヤ電極1を巻取軸16からそぎ落とす巻取軸スクレーパである。
21は巻取軸16と対向する位置に配設され、巻取軸16と協働してワイヤ電極1を狭持し、巻取軸16を従動せしめる巻取ローラであり、巻取ローラ軸22に固定され、巻取モータ23の駆動により回転する。なお、巻取モータ23を直接巻取軸16に接続し、巻取モータ23駆動で直接巻取軸16を回転させてもよい。
26はワイヤ電極切断時に駆動し、ワイヤ電極1切断を容易にすべく押さえるワイヤ電極押さえローラであり、ワイヤ電極除去時にワイヤ電極を下部ワイヤ電極ガイドの垂直方向へ引き出す時のガイドとなる。
ワイヤ電極自動結線が失敗した場合や、放電加工によりワイヤ電極1が断線した場合、ワイヤ電極1を切断通電部材7、切断ワイヤ電極押え8、切断シリンダ9から成るワイヤ電極切断装置により切断する(図3参照)。
そして、ラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダ13の水平方向の移動がピニオン12により回転方向に変換され、ワイヤ電極ガイド軸11にあわせて巻取ワイヤ電極ガイド10が略90度回転し、切断されたワイヤ電極1端側はワイヤ電極押さえローラ26に挟まれた状態で巻取軸部へと導かれる(図4参照)。
図に示されるように、切断端側のワイヤ電極1は、図中左側の巻取ワイヤ電極ガイド10の貫通穴、並びに、巻取ワイヤ電極押え上部14及び巻取ワイヤ電極押さえ下部15の挟持点で支持された状態となる。
なお、巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取ワイヤ電極押え下部15は、V溝形状が理想的で、後述する巻取軸16に巻きつける位置を規制するほうが、ワイヤ電極1の自らのスプリング性を低減でき、より小さくまとめることが出来る。
この際、ワイヤ電極1は、巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取ワイヤ電極押さえ下部15に挟まれているため、ワイヤ電極1には角部を有した巻取軸16により、塑性変形するのに十分な負荷を付与しながら、効率よく巻取軸16に巻きつける事ができ、巻き取られたワイヤ電極1は塑性変形に伴い小さくまとまる(図7参照)。
巻取軸16にワイヤ電極1を巻き取る際、巻取軸16の径を小さくすれば、ワイヤ電極1をより小さくまとめることが出来る。
また、図8に示すように、巻取軸16と巻取軸スクレーパ20に凹凸部を設けた凹多角形形状とし、巻取軸スクレーパ20に勘合するように配設すれば、巻取軸16に巻取られたワイヤ電極1はより確実にそぎとることができる。
なお、除去ワイヤ電極回収箱25に除去されたワイヤ電極1を導くために除去ワイヤ電極案内部材24にエア流路を配設し、そぎ落とされたワイヤ電極1を除去ワイヤ電極回収箱25へ吹き飛ばしても良い。
また、ワイヤ電極押さえローラ26によりワイヤ電極1がワイヤ走行位置と変わらず、上部ワイヤ電極ガイド4に対して垂直方向にワイヤ電極を巻き取る事ができ、巻取中のワイヤ電極の断線を防止することができる。
なお、巻取軸16の駆動は水平方向に移動することでワイヤ電極を押圧固定、解除する点を説明したが、駆動方向は水平方向に限らず、例えば垂直方向等、適宜ワイヤ電極の押圧、解除、回転が行える機構であれば本実施の形態として対応可能である。
実施の形態1では、切断後のワイヤ電極1を巻取軸16に巻き取る際、巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取ワイヤ電極押さえ下部15にワイヤ電極1を挟みこみ、ワイヤ電極1に負荷を付与しながら巻き取っているが、この際、ワイヤ電極1の径に応じて、ラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダ13へのエア圧力を可変として負荷調整可能とし、ワイヤ電極1の径に応じた巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取ワイヤ電極押さえ下部15間の負荷調整を実施することに、巻取時の断線をも防止し、巻取後のワイヤ電極1のまとまり方も調整可能となる。
また、巻取時にワイヤ電極押えローラ26によりワイヤ電極1を挟みこみ、ワイヤ電極1に負荷を付与し、負荷調整を実施しても同様である。
図9は巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取軸16の要部拡大図である。
本実施の形態3では、巻取軸16に図8で示した如き凹状を設け、切断後のワイヤ電極1を巻取軸16に巻き取る際、巻取ワイヤ電極押さえ上部14と巻取軸16にワイヤ電極1を挟みこみながら巻き取る場合、巻取軸16の角部でワイヤ電極1を折り曲げながら巻き取ることができる。
なお、実施の形態2と同様に、ラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダ13へのエア圧力を可変として負荷調整可能とし、ワイヤ電極1の径に応じた負荷調整により、巻取後のワイヤ電極1のまとまり方を調整可能としても良い。
Claims (15)
- ワイヤ電極の走行経路に配設される、上記ワイヤ電極を切断するワイヤ電極切断手段と、
上記ワイヤ電極切断手段で切断されたワイヤ電極を走行経路より除去する除去手段を備えたワイヤ放電加工機において、
上記除去手段は、
上記ワイヤ電極切断手段で切断されたワイヤ電極の切断点側端部を走行経路外にガイドするワイヤ電極ガイド手段、
このワイヤ電極ガイド手段によりガイドされた切断点側のワイヤ電極を端面により押圧固定し、その後の回転駆動に伴い角部を有する柱状部材で巻取る巻取軸、
上記巻取軸によるワイヤ電極の押圧固定、押圧解除を行うべく、上記巻取軸を駆動する巻取軸駆動手段、
巻取軸駆動手段による上記巻取軸押圧解除時に、巻回されたワイヤ電極を上記柱状部材より取り外すスクレ−パ部材、
取り外されたワイヤ電極を回収する回収部材、
からなることを特徴とするワイヤ放電加工機。 - 巻取軸におけるワイヤ電極を押圧固定する端面に対向して巻取ローラを配置し、上記端面及び巻取ローラでワイヤ電極を挟持しつつ上記巻取ローラを回転させることにより、巻取軸の柱状部材にワイヤ電極を巻取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。
- 巻取軸駆動手段は巻取軸を水平駆動させることで、端面及び巻取ローラでワイヤ電極を挟持し、該挟持による押圧固定を解除するための水平駆動時に柱状部材に巻回されたワイヤ電極がスクレーパ部材によりそぎ落とされることを特徴とする請求項2に記載のワイヤ放電加工機。
- 押圧固定するワイヤ電極の他端側を挟持手段により挟持することにより、巻取軸によるワイヤ電極巻取り時に負荷を付与しつつ巻き付けることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載のワイヤ放電加工機。
- 挟持手段は、ワイヤ電極ガイド手段側に設けられた巻取ワイヤ電極押さえ上部と、除去手段側に設けられた巻取ワイヤ電極押さえ下部との間に挟み込み、巻取軸によるワイヤ電極巻取時に、ワイヤ電極が塑性変形するのに十分な負荷を付与することを特徴とする請求項4に記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極ガイド手段の下方に、ワイヤ電極ガイド手段によりワイヤ電極の切断点側端部を走行経路外にガイドする際にワイヤ電極を把持するワイヤ電極押さえローラを配置することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のワイヤ放電加工機。
- 巻取軸の柱状部材は、断面が凹多面体形状とすることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載のワイヤ放電加工機。
- 取り外されたワイヤ電極を回収する回収部材に除去ワイヤ電極案内部を形成し、除去されたワイヤ電極を上記回収部材に導く通路を形成することを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載のワイヤ放電加工機。
- 除去ワイヤ電極案内部へと導くように流体を吹き付ける流体部材を備え、除去されたワイヤ電極を上記回収部材に導くことを特徴とする請求項8に記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極ガイド手段は、ワイヤ電極による放電加工時は垂直方向のワイヤ電極を挿通する貫通穴を有し、ワイヤ電極切断手段で切断されたワイヤ電極の除去動作時はワイヤ電極ガイド軸を軸心に回動することで、上記貫通穴内に切断されたワイヤ電極を配置した状態で切断点側端部を走行経路外にガイドすることを特徴とする請求項1乃至9の何れかに記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極ガイド手段に形成される貫通穴は、ワイヤ結線動作時にはワイヤ電極案内パイプが挿入され、結線動作が実施されることを特徴とする請求項10に記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極ガイド手段は、ワイヤ電極ガイド軸と連結されるラック付巻取ワイヤ電極ガイドシリンダの水平方向への移動に伴い、ワイヤ電極ガイド軸を軸心に回動することを特徴とする請求項10に記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極ガイド手段は、切欠部が形成された略L字状の部材を有し、ワイヤ電極の除去動作時に該略L字状部材の切欠部に挿入される巻取軸によりワイヤ電極が押圧固定されることを特徴とする請求項10に記載のワイヤ放電加工機。
- ワイヤ電極切断手段で切断されたワイヤ電極の切断点側端部を走行経路外にガイドするワイヤ電極ガイド手段と、
上記ワイヤ電極ガイド手段によりガイドされた切断点側のワイヤ電極を端面により押圧固定し、その後の回転駆動に伴い角部を有する柱状部材で巻取る巻取軸と、
この巻取軸によるワイヤ電極の押圧固定、押圧解除を行うべく、上記巻取軸を駆動する巻取軸駆動手段と、
この巻取軸駆動手段による上記巻取軸押圧解除時に、巻回されたワイヤ電極を上記柱状部材より取り外すスクレ−パ部材と、
取り外されたワイヤ電極を回収する回収部材、
からなることを特徴とするワイヤ放電加工機におけるワイヤ電極除去装置。 - ワイヤ電極ガイド手段は、ワイヤ電極による放電加工時は垂直方向のワイヤ電極を挿通する貫通穴を有し、ワイヤ電極切断装置で切断されたワイヤ電極の除去動作時はワイヤ電極ガイド軸を軸心に回動することで、上記貫通穴内に切断されたワイヤ電極を配置した状態で切断点側端部を走行経路外にガイドすることを特徴とする請求項14に記載のワイヤ電極除去装置。
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