JPH01274926A - ワイヤカット放電加工装置におけるワイヤ電極自動供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤカット放電加工装置におけるワイヤ富
極自す供給装置において、ワイヤ電極自動供給中にトラ
ブルからくる供給の失敗を検出して、再度ワイヤ電極自
動供給をやシ直し、成功に結びつける方法に関するもの
である。

まず、第１図に従来のワイヤ電極自動供給装置について
その構成を説明する。

囚において（！）はワイヤ供給リールで、トルクセータ
（図示せず）に連結されていて、ワイヤ電極（２）がた
るまない程度のブレーキ力を得るために逆転トルクがか
かるようになっている。（３）はブレーキローラで、電
母ブレーキ（図示せず）と連結されている。（４）は押
えローラで、バネ力により、ブレーキローラ【３）に押
し付けられている。上記ワイヤ電極（２）は、これらブ
レーキローラ（３１と押えローラｉ４１の間にはさまれ
ていて、すべることなく一定の張力がかけられる。（５
）は方向転換ローラ、（６）は位置決め用ダイスであり
、内径は、ワイヤ電極（２）の直径よりやや大きめにな
っている。＋７１はワイヤ送り用ピンチローラ、（８Ｉ
はワイヤ送り用抑えローラである。上記ローラ（７）は
ワイヤ自動供給中のみ昇降板（９１に取り付けられたピ
ンチローラ用モータａｌＩＫよって回転させられる。又
、ローラ（８）はバネ力によフ上記ローラ（７）に押し
付けられてお９．ワイヤ自動供給中は、ワイヤ電極（２
）はローラ（７）、（８）の間にはさまれ、すべること
なく図中下方に送給されるようになっている。位置決め
用ダイス（６１によシ、ワイヤ電極（２）はローラ（７
１，（８１の間から外れることはない。

昇降板（９）の昇降は、昇降用モータｆｉｌ＋とカップ
リングα２より結合した。ボールネジα３の回転により
行われる。上記昇降板（９）の図において長側には。

ボールネジ＋１３の回転を上下の直線運動に変換するた
めのボールナツトが取シ付けられている。このボールネ
ジｆ１３は昇降ガイド（１４１に取り付けられたモータ
ー取付部α９で一端を支持され、他端は軸受ｑｔｉで支
持されていて１両端支持方式になっている。

なお、上記昇降板（９）は昇降ガイドＩによシ昇降が支
持されているので、正確な上下直琢運動ができる。

また、昇降板（９）には、パイプガイドαηがガイド固
定板ａδを介して固定されている。このパイプガイドσ
Ｄは昇降板（９）の昇降に伴って昇降するので。

ぶれを防止するために軸受（１９により支持されている
。さらにパイプガイドαＤの先端にはワイヤ電極！２１
を支持する念めのダイスガイド■が取シ付けられている
。なお、軸受σｅ、α９．昇降ガイドｆｉ４１は固定板
＋２１１に取シ付けられている。

次にのは切断用モーター、０はアーム回転用モーターで
あシ２両者共２箱＠に固定されている。

■はワイヤ切断部、ａＳは切断アーム、＠はワイヤ切断
後のワイヤ切屑を捨てるための受皿である。

そして上記切断装置＠及び受皿面は、固定板（２υに堆
シ付けられている。なお、切断装置の及びワイヤ切断部
Ｇについての詳細は後述することにする。

パイプガイドαηは、加工中、　ｉ！ｓｖ溝板■に対し
て押し付は板■によシ押し付けられ固定されている。こ
の基準Ｖ溝板＠は上記パイプガイドａηがはまるように
Ｖ溝面で受けていて位置が決まるようになっている。な
お基準Ｖ溝板■は、常時２箱ωに固定されておシ２箱ω
は固定板ａｎに取シ付けられている。又２箱ωには、加
工液Ｃ１１１を噴流し加工部のへ供給するためのノズル
（至）が取シ付けられている。

また、パイプガイドσｎには１図のように３ケ所の切欠
きがあシ、加工中、この切欠部に給電ピン■、（至）か
あ、す、ワイヤ電極（２）と３点接触していて。

ここから電力を供給する。給電ピン１３４１は移動板■
に固定されておシ、パイプガイド＋１７１が昇降する場
合は２図中右へ移動して接触しないようにする。

同様に、ｉ＠電ピン（至）は移動板０に固定されておシ
図中左へ押し付は板のと共に移動するようになっている
。（至）は被加工物、０９はテーブルである。

次に、　ＩＱは下部のダイスガイド、卿は下部の給電ダ
イスである。両者共１箱嘔に固定されると共に、下部ア
ーム膿に取シ付けられている。箱ＵＺには、加工液３１
１を噴流し加工部■へ供給するためのノズル（７８）が
取シ付けられておシ、またワイヤ電極＋２１を案内する
ための案内ノズル（２）が取シ付けられている。

上記案内ノズル（財）を通ったワイヤ電極（２）は、ベ
ルトローラー器、咽に張られた下部ベルト＋４７１と下
部ローラー（至）との間にはさまれて進行し、ラッパ管
器へと導かれる。その後、ワイヤ電極（２）は１回収パ
イプωを通シ抜け２回収ローラー（５１）、　（５２）
に張られた回収ベル）　（５３）と回収ローラー（５４
）との間にはさまれて進行し９回収箱（５５）へと導か
れ１図のようにワイヤ電極（２）は円を描いて捨てられ
る。なお、ワイヤ電極（２）の送シ速度は２回収ローラ
ー（５４）の図において裏に取υ付けられた減速ギヤー
付モーターの回転によ）可変であシ、さらに回収ローラ
ー（５４）と下部ローラー（至）は裏側でベルト伝達に
なっている。しかも、上記両者のローラー１４８１．　
　（５４）は、同一の直径なので、同期回転している。

そこで、ワイヤ電極（２）は、下部ローラー（至）部に
よる摩擦力と回収ローラー（５４）部によるそれにより
、すべることなく引張られて２回収箱（５５）へと回収
される。

次にワイヤ電極（２）を切断する装置の、　ｏ、　ｈ。

■、■の構成を第２図を用いて説明することにする。

（５６）は、ワイヤ電極（２１を切断するためのカッタ
ーであシ、ネジ（５７）によシ、移動棒（５８）に固定
されている。移動棒（５Ｂ）の先端には、　ワイヤ電極
（２）を切断する際に動かぬように支持する支持棒（５
９）が固定されており、接触部にはゴム（６０）が接着
されていて、すベルを防止している。また、　（６１）
は切断受板で、ネジ（６２）によシ、切断アーム　■に
固定されている。上記切断受板（６１）には、　ゴム（
６４）が接着されていて、　すべりを防止している。ワ
イヤ電極（２）を切断するときは、切断受板（６１）と
カッター（５６）との間で、移動棒（５８）が図中圧　
　　゛方向へ移動することによシ、切断され、同時にゴ
ム（６０）及び（６りの間で支持される。移動棒（５８
）の図中右端にはネジが切られていて、圧縮バネ（６５
）を入れ込んだ後、止めナツト（６６）がネジ込まれ固
定されている。移動棒（５８）の左右移動は、偏心カム
（６７）の半回転動作によシ行われる。図は、偏心カム
（６７）が最右端にある場合で、Ｓ動Ｉｇ（５Ｂ）　　
も圧縮バネ（６５）の後元力により右端にある。逆に。

ワイヤ電極を切断するときは、偏心カム（６７）が半回
転して最左鴻の位置となるので、移動棒（５８）及び止
めナツト（６６）は左端に位置して、　カッター（５６
）と切断受板（６１）との間で切断される。

次に切断アーム■の回転を説明する。

箱Ｕに取ル付けられ念アーム回転用モーターのが回転す
ると、その軸に取シ付けである歯車（６９）忙よシ歯車
（７０）が回転する。歯車（７ｏ）は、アーム回転棒（
７１）に固定されていて、　さらに切断アーム■が連結
されている。アーム回転棒（７１）は軸受（７２）、　
（７５）によって支持されている。しかるに。

アーム回転用モーターのがほぼ半回転することＫよシ、
切断アーム■は２図中１８００反対側へ回転して止まる
。図の位置と１８００反対側の位置はリミットスイッチ
等で検出することによ勺、決められるようになっている
。

次に、偏心カム（６７）の回転を説明する。

アーム回転棒（７１）の中心側には１図中断面部分でも
わかるように偏心カム回転棒（７４）が挿入されてお九
回転自在となっている。偏心カム回転棒（７りの下端に
偏心カム（６７）が固定されており、軸受（７ｓ）、に
よシなめらかに回転できる。　また上端には、カップリ
ング（７６）を介して切断用モーターのと連結されてい
る。そこで、切断アーム■を１８０°反対側に位置させ
るためにアーム回転用モーター０が回転するとき１、同
時に切断用モーター■も起動をかけて１８００回転させ
る。これによシ図中、偏心カム（６７）と止めナツト（
６６）との関係は変わらないので、ワイヤ電極（２）は
カッター　（５６）と切断受板（６１）の間に位置する
わけである。

その後、切断用モーター■のみをさらに１８００回転さ
せることによシ、移動棒（５８）が切断受板（６１）の
方向に移動して、前述したようにワイヤ電＆！　（２１
を切断することができる。その後は、切断用モーター■
を止めたままで、アーム回転用モーター■を逆に１８０
’回転することＫよシ１図の位置に戻す。そして切断用
モーターのを逆に１８００回転することにより１図の状
態に戻すことができるわけである。

次に第３図においてワイヤ電＆ｆ２）を切断する動作に
ついて説明する。

まず第３図（ａ）は、ワイヤ電極（２）が被加工物（至
）の加工開始穴（７７）に通っている状態を初期設定し
。

切断動作に入る場合である。すなわち、第１図が初期設
定した状態である。まず、パイプガイドｔｉｎが図中矢
印方向に上昇するためにｌ／＠ｔビン−１（至）が取シ
付けられている移動板（至）、　Ｇｅｌ及び移動板−が
取シ付けられている押し付は板のが図中矢印方向へ移緊
する。

なお、パイプガイドαＤは、ある決められた位置１で上
昇し停止する。

このとき、第１図で述べたように、ワイヤ送勺用ピンチ
ローラ（７１及びワイヤ送り用押えローラ（８）はパイ
プガイドａｎと一体で上昇し停止すると共に。

図の矢印の如くから回シをするようになっている。

基準Ｖ溝板■は、常に固定されていて、パイプガイドａ
ηが昇降する場合は、こすっていくわけである。なおノ
ズル（至）は常に固定である。ダイスガイド■は、パイ
プガイド鰭が上昇するとき、ワイヤ電極（２）をこすっ
ていく程度のクリアランスを有している。（ａ１図のダ
イスガイド■の下端位置を切断位置と呼ぶことＫする。

次に第３図（ｂ）では、切断位置に１で、切断アーム■
を１８００回転して持ってきた状態を示している。これ
Ｋよ見切断部■にワイヤ電極（２）が位置決めされたこ
とになる。切断用モーターの、アーム回転用モーターロ
の動作は、第２図で述べた通シである。ワイヤ送シ用ピ
ンチローラ（７１及びワイヤ送り用押えローラ（８）は
このとき停止している。

しかもピンチローラ（７）には、第３図（ａｔの矢印方
向と反対方向には回転しないようにワンウェイクラッチ
（図示せず）が取シ付けられている。

次に第３図（ｃｌでは、ワイヤを極（２）を実際に切断
した後の状態を示している。すなわち、第２図で述べた
ように切断後、切断アーム■は逆に１８０゜回転して元
に戻っている。そして切断後のワイヤ電極（２）の下方
の部分は第２図で述べたように切断用モーター■がさら
に１８０°回転したことを検出して、第１図の回収ロー
ラ（５４）が回転を始めるので２回収箱（５５）へと回
収される。

次に第３図（ｄｌは、ワイヤ電極（２）を実際に切断完
了した状態を示している。すなわち第３図（Ｃ）の状態
完了後は、第３図Ｔｄ）の状態になるまでパイプガイド
ａｎが下降する。この状態は、第３図（ａ）の初期状態
で移動板（至）、額が移動しｆｃままの状態であシ。

これでパイプガイドｃｉηの位置は第１図と同じ位置で
ある。このときのダイスガイド■の下端を定位置と呼ぶ
ことにする。

なお、パイプガイドαηの下降中は、ワイヤ電極（２１
は、ワイヤ送シ用ピンチローラ（７）とワイヤ送シ用押
えローラ（８）との間ではさまれているので、しかもピ
ンチロー２（７）にはワンウェイクラッチが取シ付けら
れていて、逆転しないのでダイスガイド■の先端から抜
けて上方に出てしまうことはない。

第３図（ｄｌの状態を以って切断完了とする。なお第３
図（ａｔ〜（ｄ）の切断動作中は、第１図のブレーキロ
ーラ（３）に連結された電磁ブレーキのブレーキ力は極
端に弱められている。

次に第４図において、ワイヤ電極（２）を加工開始穴及
び下部ダイスガイドへと通す挿入動作について説明する
。

ここでは、ワイヤ電極を加工開始穴１次に下部ダイスガ
イドへと通し７．第１図の回収箱（５５）へと送るまで
をワイヤ電極（２）の挿入動作と呼ぶことＫする。まず
、第４［１Ｗ（ａｔの状態が、ワイヤ挿入動作の初期状
態である。これは、第３図の切断動作の最終状態と同じ
状態である。すなわち、上部ダイスガイド■及び加工開
始穴（７７）及び下部ダイスガイド（社）は鉛直方向に
整列した状態にあるわけである。

次に、第４図（ｂ）で示されるように、パイプガイドａ
ｎを下降させて、これを加工開始穴（７７）へ通し、上
部ダイスガイド■と下部ダイスガイドＣＯを対向させる
わけである。この状態での上部ダイスガイド■の下端を
下限と呼ぶことにする。この位置はリミットスイッチ等
で検出されている。

次に第４図＋Ｃ＋で示されるように、ワイヤ送シ用ピン
チローラ（７）とワイヤ送り用押えローラ（８）との回
転力により２両者にはさまれたワイヤ電極（２）は進行
を始める。第４図（Ｃ１は下部ダイスガイドＣ０をワイ
ヤ電極（２）が通過した状態を示している。

その後は、第１図で見られるようにワイヤ電極（２）は
、給電ダイスＩ、案内ノズル（２）を通シ抜けて。

下部ベルト１４７１まで導かれる。なお、下部ローラー
咽及び回収ローラー（５４）は、第４図においてピンチ
ローラー（７）、押えローラー（８）が回転すると同時
に回転を始める。上記下部ローラー（至）及び回収ロー
ラー（５４）はベルト伝達によシ同期がとられている。

したがって、ワイヤ電極（２）が下部ベル）４７１゜下
部ローラー器の入口まで進行してくると両者の間に引き
込まれて導ひかれ、第１図のように回収箱（５５）へと
回収される。ここで給電ダイス（４１）（！：回収箱（
５５）との間で接触感知を行うことによシ。

ワイヤ電極（２）が回収箱（５５）にまで導ひかれたか
どうかが判るわけである。このように接触感知された後
は第４図（ｄｌで示されるようにパイプガイドａηは定
位置まで上昇して止まり、さらに移動板（至）。

■及び押し付は板のが図中矢印方向に移動してパイプガ
イドａηを固定すると共に給電ビン３４１．（至）によ
りワイヤ電極（２）へ給電可能な状態となる。これで加
工開始が可能になると同時に第４図（ｄｌの状態が挿入
動作の完了である。なお、第３図の切断動作中と同様に
第４図の挿入動作中は第１図のブレーキローラ（３１に
連結された電磁ブレーキのブレーキ力は極端に弱められ
ている。

以上、従来のワイヤ自動供給装置は、加工開始穴が変わ
るたびに切断動作をし九後、挿入動作をして加工の出来
る状態に自動的に持っていく装置である。

次に、この従来のワイヤ自動供給装置における挿入動作
中の欠点について説明することにする。

まず、挿入動作中とは第４図の（ａ）から（ｄｌ　１で
のことを言う。挿入動作中のトラベルとしては多種多様
であるが、第５図、第６図により、挿入動作継続不可能
になるトラブルについて説明することにする。第５図（
ａｔ、　（ｂ）のように、被加工物（至）下面と下部ノ
ズル（７Ｂ）上端面との距離が大きい場合を考えてみる
。また、同国は第４図（Ｃ）の状態の場合に相当してい
て、パイプガイドａｎが加工開始穴（７７）　Ｋ入って
おシ、下限の位置にある。　下部ダイスガイド顛は断面
で示しており、中心部はダイヤモンド、サファイア等の
宝石類のダイス（７９）が埋め込まれている。

第５図（ａ）の場合は、ワイヤ電極（２）が、ダイス（
７９）に挿入されずに、下部ダイスガイド囮　と下部ノ
ズル（７Ｂ）との隙間に入っていってしまった場合を示
している。これは、ワイヤ電極（２）の初期状態として
内部歪によるくせとか、カールによる念めである。これ
に対して第５図山）の場合はさらにくせ、カールが大き
い場合で、下部ノズル（７８）の外側に出てしまってい
る。両者共、ワイオ電極（２）がダイス（７のを通過し
ていないので、　当然のことながらワイヤ電極（２）の
挿入は失敗となシ、その後の放電加工も出来ないので続
行不可能となってしまう。

次に第６図のように、第５図の欠点である被加工物■の
下面と下部ノズル（７０）上端面との距離が大きいこと
を解消している場合を考えてみる。

他の状況設定は第５図と同様である。

この第６図（ａ）の場合は、ワイヤ電極（２）がダイス
（７９）を通過して成功した場合である。　やは夛第５
図よシは、第６図の方が下部ダイスガイド顛の位置にワ
イヤ電極（２）は導かれやすいと言える。

しかし、第６図（ｂ）のようにワイヤ電極（２）の曲が
シが、下部ダイスガイド（イ）の導入テーバ部に対して
ほぼ直角に入った場合、ワイヤ電極（２）はひっかかり
を生じ、それ以上進行が出来なくなる。またさらに第６
図（Ｃ）のように放電加工によって生じた加工チップが
長時間によシ、下部ダイスガイド■の導入テーパ部に堆
積してしまうことがある。これは、常時加工液に浸され
た状態でなく２間をおいて乾燥状態が繰プ返されるので
固く不規則に付着物（８０）となるわけである。　この
場合は第６図（ｂ）　Ｋ比べて、もつと多くの機会にお
いてひつかかプの状態が生じ、やは多用６図（ｂ）と同
様にワイヤ電極（２）が進行を妨げられる。このように
第６図（ｂ）。

（Ｃ）の場合は、ワイヤ電極（２）の進行が妨げられる
だけでなく、より強い力で矢印方向に進行させようとす
ると大きな曲がシ、もしくは折れ等を生じてしまい第５
因と同様、ワイヤ電極（２）の挿入の失敗となシ継続不
可能になってしまう。

そこで本発明は２以上の欠点を鑑みて、失敗を検出して
再度挿入動作をやシ直させて、最終的に成功させてワイ
ヤ電極挿入動作成功の確塞を大幅に向上しようとするも
のである。

まず、挿入動作中の失敗を分類して、その各々の失敗を
検出する原理について述べることにする。

失敗の種類を以下に示すように２通りとしてとらえてみ
る。

＋１１　　ワイヤ電極の進行が妨げられた場合。主に第
６図のような場合が挙げられるが、いわゆるワイヤ電極
の進行能力に対して高負荷が生じた場合と言えるので、
別に第６図に限るものでなくとも、進行が妨げられるも
のは全て含んでいる。

（２）　　ワイヤ挿入動作が完了しない場合。主に第５
図のように、前記（１１と違ってワイヤ電極の進行は妨
げられてはいないが、挿入経路以外にワイヤ電極が進行
してしまう場合である。

まず、上記失敗のうち（１）について、その場合の検出
原理について述べることにする。

第７図（ａ）は第４図（ｃ）の状態に和尚している。す
なわち、ワイヤ送り用ピンチローラ（７）が駆動され。

かつワイヤ電極（２１がワイヤ送シ用押えローラ（８）
にはさまれて図中矢印方向に進行しているわけである。

ワイヤ電極＋２１　＃ｉダイヤ（８１）と微少なりリア
ランスを持っており、すべっていくわけである。

またワイヤ送り用押えローラ（８１Ｆｉ固定板（８２）
に対してバネ（８５）の力によりワイヤ電極［２１をワ
イヤ送シ用ピンチローラ（７）に押し付けている。ここ
で。

ワイヤ電極（２）を進行させる力は以下のようになって
いる。

図よりバネ（８５）力による垂直抗力Ｎ、　ローラ（７
１，１８１とワイヤ電極（２）との間の摩擦係数をμと
すると、ローラ（７）、（８）がワイヤ電極（２１を進
行させようとする摩擦力はμＮとなる。またローラ（７
１、＋８１の上側にあるワイヤ電極（２）には、Ｔｏな
る引張力が働いている。ただし、ＴＯは第１図における
供給リール（１）Ｋ働くブレーキ力及びブレーキローラ
（３）にかかつているブレーキ力によるものであるが。

挿入動作中は、　　Ｔｏを少なくするためにブレーキロ
ーラ（３１のブレーキ力は最低に弱められている。

したがってワイヤ電極（２）を進行させる力は図よシμ
Ｎ−Ｔｏとなる。当然のことながら、μＮ　＞　Ｔ　。

であることは言うまでもない。

次に第７図（ｂ）はワイヤ電極（２）の進行経路中に障
害物（８４）がある場合を示している。ただし実際は、
第６図で言っている高負荷を指しているが話を簡単にす
る光めに、第７図以降では障害物として扱うことにする
。

第７図（ｂｌは、ワイヤ電極（２）が障害物（８４）Ｉ
ｃより進行を妨害されたので、パイプガイドａｎの内部
で曲げ力を受けて変形している状態である。そのため１
曲げ剛性に逆った弾性変形なので２図のＦで示されるよ
うに変形を元に戻す方向の反力が働くことになる。その
ためワイヤ送プ用ピンチローラ（７１ｉｊ矢印方向に回
転自在なワンウェイクラッチのため回転を続けるが、ワ
イヤ電極（２）との間にすべりを生じてしまい、ワイヤ
送り用押えローラ（８）は回転を停止してしまう。

すなわち、Ｆ＋ＴＯ＝μＮの状ＤＫなっているわけであ
る。

もう少し詳細に説明すると第７図（ｃｌで示されるよう
に、パイプガイドの内壁（８５）とワイヤ電極＋２１と
の摩擦係数をμｍ、内壁（８５）に押し付ける垂直抗力
をｎとすると、ワイヤ電極（２）をパイプガイド内（図
中りで示される範囲）に入れようとする力μＮ−Ｔｏに
よって、　ワイヤ電極（２１は変形を受は図のように多
点で内壁（８５）に接触し、各々μｍｎという摩擦力を
発生する。これらにより、ワイヤ電極＋２１は内壁（８
５）内部であたかもバネのような働きを発生するわけで
、そのバネ力は多点で接触が進むにつれて、ワイヤ電極
（２）の短い部分での変形に進行していくため、その曲
げ変形の合成力Ｆは増大していくわけである。その最終
形態が第７図（ｂ）であ、９．　　Ｆ＝μＮ−Ｔｏであ
る。すなわち、この第７図（′ｂ）の状態Ｋ＞いて、ワ
イヤ電極（２）の進行が完全に停止するわけである。

そこで９本発明者は、第７図を確認する意味で実際に実
験を行った。稿々の実験を行った結果。

ワイヤ電極（２）は完全に停止する場合もあるが、進行
の断続が発生することが判つ念。

このことを第８図を用いて説明することにする。

第８図（ａ）はワイヤ電極（２）がまだ障害物（８４）
に達していない場合である。また（８６）はワイヤ電極
（２）の先端位置、　　（８７）はダイス部の位置であ
る。

この場合でも、ダイス部をワイヤ１１Ｉ極（２）が通過
する際の摩擦力ｆｏが生じているわけである。すなわち
μＮ−Ｔｏ＞ｆｏの状態であり、矢印（８８）の方向へ
ワイヤ電極（２）は引き込まれている。

次に第８図（ｂ）は、ワイヤ電極（２）が障害物（８４
）に接触した場合でｅ　　ｆ　ｏ　Ｆｉｆ　１（＞　ｆ
　ｏ　）に増大する。

しかし、μＮ−’ｒｏ＞ｒｔの喪め、依然として矢印（
８８）は同方向である。

次Ｋ（ｃ）、　（ｄｉは、パイプガイド内壁（８５）内
で。

ワイヤ電極（２）の曲げ変形が増加している状態であシ
１反力’２ｍ　　’！ｉと増加しているが、まど、μＮ
−Ｔｏ＞ｆ２．　ｆ、なので、矢印（８８）の方向は変
わらない。

次に第８図（ｅ）１でワイヤ電極（２）の曲げが進行し
てくると２反力がｆ４に増加してμＮ−Ｔｏ＝ｆ４とな
って、第１図（ｂｌと同じＫｌ）、　　ワイヤ電極（２
）の進行が停止してしまう。そして理想的には、ワイヤ
送り用ピンチロー２（７）はワイヤ電極（２１面をすべ
りながら回転しているわけである。しかし、実際には、
ピンチローラ（７）に取シ付けられたワンウェイクラッ
チ及び駆動伝達ギヤのガタ及びピンチローラ（７１の同
心度の変化及びピンチローラ（７）の外周の面性状の変
化等により、ピンチローラ（７）の逆転及びμＮの変化
にょ月ｆ）で示されるように９反力ｆ４によって逆転さ
れてｆ４−Δｆとなるまで戻ってしまう。

すなわちげ）では矢印（８８）の方向が変ゎシ、　ワイ
ヤ電極（２）が戻ってしまう。ただし１反力降下分のΔ
ｆＩｆｉ、μＮの減少分に相当すると考えて良い。

次に再び第８図（ｇ）のように矢印（８８）の方向が変
わシ、ワイヤ電極（２）が送シ込まれる。そして第８図
（ｅｌ→第ＳｔＶげ）→第８図（ｇ）のサイクルを繰カ
返して、ワイヤ電極（２）は断続（逆戻りを含む）運動
をすると共に、ワイヤ送シ用押えロー２（８）は回転の
間欠運動を行う。

いわゆる第８　図Ｄｅｌ、げｌ、　（ｇ）においてＬな
る範囲に送り込まれるワイヤ電極＋２１の長さＫよシ、
そのために生じる反力ｆ４の変化（Δｆ）を伴うバネ振
動が起きるわけである。この運動は９図中り。

の範囲のワイヤが座屈しない限シ続くわけである。

またこのとき、第１図に示す方向変換プーリー（５１が
同様に停止するか１間欠運動（回転）をするので、これ
を以って検出することにより、ワイヤ電極（２１の進行
が妨害されたか、高負荷があったかを判断することがで
きる。この糧の検出をワイヤ電極進行の際の高負荷の検
出と名付けることにする。

次に前述した失敗の（２）について、その検出原理を述
べることにする。

第９図は、上部ダイスガイド■と下部ダイスガイド（社
）とがワイヤ挿入動作中で最も離れた位置にある場合で
ある。この場合は、パイプガイドａηと被加工物（至）
とで接触感知を行い（ダイスガイド■を通して導通して
いる）、ワイヤ電極（２）の進行を始めた場合である。

被加工物（至）の板厚は最大のＨｍａｘとしである。さ
らに図中りの長さは２機械特有のものであシ、−義的に
定めることができる。

まず、ワイヤ電極＋２１の実線で示されたものは挿入が
成功した場合であフッ上部ダイスガイド■よシ送給され
たワイヤ電極（２）は、加工開始穴（７７）を通九ノズ
ル（７Ｂ）　、下部ダイスガイド卿、給電ダイスｌｆｆ
１．案内ノズル（財）とｌｌｌＫ通シ、ベルトローラー
６及び下部ベルト１４７′ｌと下部ローラー（至）との
間に送り込まれ、その後は、下部ローラー咽にょシ引張
られていく。これが、正規のワイヤ挿入経路であシ、こ
れに要した時間及び距離は、はぼ一義的に決められる。

破線で示されるワイヤ電極（２）は挿入の失敗例であ九
挿入経路から外れてしまっている。そこで本発明者は第
１図のワイヤ送シ用ピンチローラ（７）によってワイヤ
電極が進行する速度と下部ローラ錦によってワイヤ電極
が引っ張られて進行する速度が違うことから、失敗の検
出方法を見出し次のである。すなわち、下部ローラー（
至）による進行速度は、放電加工中の速度と同じで速く
、ワイヤ送シ用ピンチローラ（））によるものはダイス
ガイド−〇ように小さいクリアランスを通過する関係上
遅くしである。

次に、第１０図を用いて検出原理を説明する。

（ａｔ、　（ｂｌの縦軸はワイヤ電極（２）の進行速度
Ｖであり。

ｖ２が下部ローラによるもので、ｖｌがワイヤ送シ用ピ
ンチローラ（７）によるものである。ま九横軸は。

Ｓが第９図のダイスガイド■からワイヤ挿入経路に沿っ
た長さ、Ｔがワイヤ送シ用ピンチローラ（７）によりワ
イヤ電極（２）が進行し初めてからの経過時間である。

まず（ａ）ＦｉＶとＳのグラフで、　　（８９）が挿入
成功の場合、　　（９０）が挿入失敗である。

このグラフから判るように、挿入経路上でＨｍａｘ＋Ｌ
の距離進行後、成功の場合はｖｌからｖ２へ速度が上昇
し、失敗の場合は、　ｖｌのままである。

Ｌの位置でｖｌからｖ２へ即、速度が上昇しないのは下
部ベルトへの引き込み時間によるずれのためである。

次に第１０図（ｂ）のグラフから判るように、第１０図
（ａ）のＶ、からｖ２へ速度が上昇する時間ＴＬは一義
的に決まる。そこでワイヤ送シ用ピンチローラ（））に
よシワイヤ電極（２）が進行し初めてから最大でもＴＩ
、経過後、進行速度がＶ、から■２　へ上昇していない
ときは、ワイヤ挿入経路から外れたと判断して失敗とし
て扱うことができる。

このように、ワイヤ電極（２）が進行し初めてから定時
間後の進行速度の変化を検出することによシ。

失敗を検出することができる。この種の検出をワイヤ挿
入仔路からワイヤ電極（２）が外れた検出と名付けるこ
とにする。

次に実際に失敗を検出する回路の実施例を述べることに
する。まず、ワイヤ電極（２）進行の際の高負荷の検出
回路について説明する。

まず、第８図で説明したように、ワイヤ電極（２）の進
行の断続運動を検出するために、第１図の方向変換ブー
ＩＪ　−ｆｅｌｌの回転の間欠運動に置き換えて行う。

第１１図はそのための検出装置である。第１１図（ａ）
ＦＣおいて、方向変換プーリー１５＋　Ｋは、エンコー
ダ（９１）が取り付けられている。　ワイヤ電極（２）
が進行の断続運動をすると、方向変換プーリー（５）の
回転間欠運動となる。また、第１１図（ｂｌはエンコー
ダ（９１）の使用方法を説明している。Ｐ５（＋５Ｖ）
外部電源をダイオード側とトランジスタ側とで共用して
いる。Ｒは抵抗でダイオードへ流れる電流を制限してい
る。出力側Ａ、　　Ｂ端子が検出回路に結線されている
。

次に第１２図を用いて、検出回路を説明することＫする
。なおＡ、Ｂ入力端子は第１１図と対応していて、Ｂ側
はダイオード側である。

この第１２図に訃いて、エンコーダの出力はＯ〜５ｖの
範囲の交流であるので、まずコンデンサＣ１，抵抗Ｒ１
により直流分をカットして交流会だけＫしている。次に
ＯＰアンプ（９２）によりＲ，／Ｒ２倍の増幅を行う。

その後、ダイオードＤ１．Ｄ２により０−５ｖの範囲で
クランプする。インバーターを通った後のＷ２の波形は
Ｗ、の交流を波形整形した０〜５ｖの範囲のパルスに変
換されるわけである。（９５）は高負荷検出用ワンショ
ットであシ。

出力パルスはＴＣｌなる幅である。リレーコイルＬ１は
高負荷検出用でｔ　　Ｄ３は保護用のダイオードである
。また、　　（９４）は後述する挿入経路外への失敗検
出用のワンショットで、出力パルスはＴａ２なる幅であ
る。

リレーコイルＬ２は挿入経路外の検出用で、Ｄ４は保護
用のダイオードである。

第１２図のｗｌ、　ｗ２　、　ＷＡの波形を用いて、第
１３図に模式的なタイミングチャートを示し、高負荷検
出方法を説明することＫする。

第１３図（ａ）のＷ、がエンコーダの出力波形である。

これはワイヤ送り用ピンチローラによる方向変換ローラ
の回転であり、ワイヤ挿入時の場合である。このときＷ
２の波形は周期Ｔ１　　の方形波パルスである。そして
Ｗ３の波形は、Ｗ２のパルスの立上りでワンショットパ
ルスを発生させているので、　Ｔｉ＜Ｔｃｔであること
Ｋより、　ワイヤ挿入中は常Ｖｃｓｖのハイレベルとな
っている。

よって、第１２図のリレーコイルＬ１はＯＮの状態にな
っていることが判る。そしてこの状態が高負荷が発生し
ていない状態である。

次に、第８図の（ｅｌ、　（ｆ）、　（ｇ）の状況下で
は、第１３図（ｂ）のＷ２の波形となる。すなわち、正
常なパルス幅で周期Ｔ１とパルス幅が短かく休止の長い
周期Ｔ２のものとが繰シ返しでてくる。これは、エンコ
ーダが逆転してもパルスを出力するために。

第８図（ｆ）のようにバネ力でワイヤ電ｆｉ！Ｆ　（２
＋が戻される場合は、逆回転力が瞬時に働き、第１３図
（ｂｌのＴ１での休止が短く、Ｔ２のパルスも短くなる
。

それに対して、第８図（ｇ）の場合は、ワイヤ送シ用ピ
ンチローラの回転が正転起動がかかるときなので最大の
立上シ時間がかかるために、第１３図（ｂ）のＴ２のよ
うに休止が長くなってしまうわけである。実際に検出回
路をシンクロスコープ等で観測したときＫも（ｂ）のＷ
２相当の波形を確認できた。

その結果、Ｗ３の波形にはＴｆ、なる幅の零レベルが発
生することになる。このとき第１２図のリレーコイルＬ
１はＯＦＦの状態になる。このように方向変排プーリー
の回転間欠運動が起きたことをリレーコイルＬ１のＯＮ
からＯＦＦに状態変化することで検出することができる
。

次に、挿入経路外の失敗検出回路及びタイミングチャー
トについて説明することにする。

検出回路については、第１２図と同様である。

第１４図は、ワイヤ挿入時のタイミングチャートであり
、第１４図（ａ）のＷ、に見られるＴｓの区間は、第１
３図（ａ）の状態と同じであシ、ワイヤ送シ用ピンチロ
ーラ（７）の回転によるものである。その後の周波数の
高い部分は、第９図で下部ベルト１４ｎに引き込まれて
ワイヤ電極（２）の進行速度が増大した状態を示して込
る。

したがって、第１４図Φ）Ｋ見られるように。

ＴＳの区間は周期Ｔｉであシ、その後は周期Ｔｍに変化
している。このときＷ４の波形は、ワンショットの幅が
Ｔｃ　２　（Ｔ　１　＞　ＴＣ２＞　Ｔｍ）であるから
。

Ｔｓの区間はパルス幅がＴｃ２であシ、その後はハイレ
ベル罠なっている。そこでＴｓは挿入が成功した時の時
間に相当しているので１例えばＴｓ（ＴＤなる時間ＴＤ
後にＷ４の状態は常にハイレベルとなる。すなわち、第
１２図のリレーコイルＬ２はワイヤ送り用ピンチローラ
−（７）が回転を開始してからＴＤ後は常１ｃＯＮの状
態になるわけであ４次にワイヤ挿入経路外にワイヤ電極
（２）が進行した場合は、第１４図（ｂ）で示されるよ
うにｗ２の波形は周期Ｔｉのパルスが続き、Ｗ４　の波
形はパルス幅Ｔｃ２で連続する。そこでｅ　　ＴＤ　（
ＴＤ　＞　ＴＳ　）後、Ｗ４の波形を見ることによ、り
、　　Ｔｆ２なる休止が存在することになる。

このとき第１２図リレーコイルＬ２はＯＦＦの状態にな
る。このようにワイヤ電極（２）の挿入中にワイヤ電極
（２１が挿入経路よシ外れ、た場合ｅ　　ＴＤ後のリレ
ーコイルＬ２のＯＮからＯＦＦもしくはＯＦＦの状態を
判別することによ）、検出することができる。

次に、上記のリレーコイルＬ、、　Ｌ２の状態から失敗
検出信号を作シだすりレージ−ケンス回路を第１５図を
用いて説明する。

タイマーリレーＲＴ、、　ＲＴ２．　　リレーｆ、、ｆ
２のコイルはＰ２４（＋２４Ｖ）”ｔ”動作する。＃Ｍ
２０ｔｌ計算機等及び手動で指令されるワイヤ挿入指令
のリレーであり、　：＃ＷＦ’はワイヤ送シ用ピンチロ
ーラ−の回転中ＯＮになるリレーである。

まず、高負荷の失敗の場合、ワイヤ挿入開始により、リ
レー＃ＷＦがＯＮになシ、タイマーＲＴ。

がセットされる。リレー＃ＲＴ、は２　Ｓａｌ：後ＫＯ
Ｎになる。リレー＄ＩＲＡのパック接点は正常時開放で
失敗時に閉じて短絡となるので、失敗検出リレー＃ｆ１
がＯＮになって保持される。リレー＠ＲＴ、はワイヤ電
極（２）の進行の立上シ時に、誤検出しないための検出
禁止の機能を持っている。

次に挿入経路外の失敗の場合は、ワイヤ挿入開始から、
タイマＲＴ２がセットされる。　リレー＃：ＲＴ２はＴ
Ｄ後にＯＮになる。リレー＃２ＲＡは高負荷の失敗と同
様、失敗時に短絡となるので、失敗検出リレー＃ｆ２が
ＯＮになって、保持される。

したがって１両者どちらの失敗に対しても、リレー＃ｆ
１もしくは＃ｆ２がＯＮとなる。そこで、　　Ｐ５（＋
５Ｖ）　Ｋ対し　テ’Ｊ　’　　＃　’　１ｔ　＃　’
　２　’に：　Ｍ列に入れるとＦ出力は、どちらの失敗
に対してもハイレベルへと変化する。このＦ信号を計算
機等に運送してやればよい。

次にＦ信号を計算機を用いて処理する場合、どのような
処理方法をとるかを第１６図のフローチャートを用いて
説明する。

１ずフロースタートによ汎神入指令をだして挿入動作を
行わせる。そこで失敗を検出（２個号がハイレベル）し
ない限シ、挿入兄了となる。もし失敗を検出した場合は
、その回数がＮ回に達しているかを判断する。Ｎ回に達
している場合は。

機械装置の異常ということで機能を停止させる。

Ｎ回に達していない場合は、切断指令を出して。

切断製作を行わせる。ここで言う切断、挿入とは。

第３図、第４図の一連の動作を意味している。ただし、
切断動作では失敗までに要し念ワイヤ電極ｒ２１は、第
３図の切断装置によシ排除して挿入は。

新品のワイヤ電極（２）で行う。

切断完了後は、再度挿入指令をだし挿入動作をと言った
サイクルを繰シ返す。このように、第１６図のフローは
挿入成功及び失敗回数がｌｊＫ達するまで繰シ返される
。

ここで失敗の回数をカウントしている理由について述べ
ておく。

ワイヤ電極（２）の挿入時における失敗する確率をＸと
すると、続けてＮ回失敗する確率Ｈ，ＸＮとなる。よっ
て、ワイヤ挿入がｍ回目で成功する確率Ｐは以下のよう
になる。

Ｐ（ホ）＝１−ｘｍ （例） ＋１）　　Ｘ：５０％（７）場合 ｍ＝ｓ回　　Ｐ（５１：９７％ ｍ　＝　７回　　Ｐ　＋７１　＝　９９％（４）Ｘ＝３
０％の場合 ｍ＝３回　　ｐ（３＋＝９７％ ｍ＝４回　　ｐ　（４１＝　９９　Ｔ。

上記の例でも判るように１回の挿入成功率が５０％（Ｘ
＝５０９６）の場合でも、　Ｔ口先敗を検出して再び挿
入をやり直すことによシ成功率が９９チまで上がる。ま
た１回の成功率が７０％（Ｘ＝３０％）の場合、４回挿
入し直すととｋよシ９９チに上がる。このように１回で
挿入成功する確率が悪くても数回挿入を繰り返すことに
よシ成功率が上がるわけである。すなわち挿入の信頼度
が大幅に向上し九と言える。

以上要するに１本発明はワイヤ電極挿入中の失、敗を検
出することにより、再度挿入をやり直すことによって、
成功に導くものでアク、高信頼度のワイヤ自動供給装置
を提供するものである。

なお本発明は失敗を検出する他の手段によシ挿入を自動
的にやシ直すものは全て範囲に包含されることは言うま
でもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のワイヤ電極自動供ｉ＠装置の構成図、
第２図は従来の切断装置の構成図、第３図は従来の切断
動作を示す図、第４図はワイヤ電極挿入動作を示す図、
第５図、第６図は従来の欠点を示す図、第７図〜第１０
図はその欠点の理由及び波及効果を説明する図、第１１
図、第１２図は本発明を実施する九めの検出手段及び回
路の実施例図、第１３図、第１４図は検出回路のタイミ
ングチャート及び検出原理を示す図、第１５図は挿入失
敗信号を作るリレーシーケンス図、第１６因は本発明を
計算機により実施するためのフローチャートを示す図で
ある。 図中、（２）はワイヤ電極、（５）は方向変換プーリー
。 （９１）はエンコーダー、　　（９２）はＯＰアンプ、
　　（９５）。 （９りはワンショットである。 な訃１図中同一符号は同一部分を示している。 第１図 第２図 第５図 （ａ）（ｂ） （ａ）Ｑ）） ３図 第４ （ａ’）　　　　　　（ｂ） （Ｃ’）　　　　　　　　（ｄ’） 第９図 第１０図 第１１図　　　工 （ａ） （ｂ） ｑ 第１３図 （ａ） 第１４図 （ａ） （ｂ） 第１５図 第１６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ電極を、ワイヤ電極送給装置から被加工物
   の加工開始穴へ通し、さらにワイヤ電極回収装置と係合
   させるように、上記ワイヤ電極を自動的に送給していく
   ワイヤカット放電加工装置におけるワイヤ電極自動供給
   装置において、ワイヤ電極がワイヤ自動送給中に、ワイ
   ヤ回収装置と係合しないことを検出する第１の検出装置
   と該第１の検出装置の検出信号に基づき、ワイヤ電極送
   給前の初期状態に戻す復帰装置と、初期状態に復帰した
   ことを検出する第２の検出装置と、該第２の検出装置の
   検出信号に基づき、再度ワイヤ電極送給装置にワイヤ送
   給を指令する指令装置と、該指令装置によるワイヤ送給
   指令回数をカウントするカウンターとから成ることを特
   徴とするワイヤカット放電加工装置におけるワイヤ電極
   自動供給装置。
2. （２）第１の検出装置が、ワイヤ電極の正規の送給経路
   中において、ワイヤ電極の進行が妨げられたことを検出
   する装置、もしくは、ワイヤ電極が正規の送給経路以外
   に進行してしまつたことを検出する装置から成ることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤカット放
   電加工装置におけるワイヤ電極自動供給装置。
3. （３）ワイヤ電極が、ワイヤ電極回収装置と係合したこ
   とを検出する第３の検出装置を備え、該第３の検出装置
   の検出信号により、ワイヤ電極再送給が完了することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載のワイ
   ヤカット放電加工装備におけるワイヤ電極自動供給装置
   。