JPH05305525A - ワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 巻上げ速度を好適に調節して、ワイヤ電極の
脱線を防止するとともに、ワイヤ端の正確な位置決めを
可能にする。 【構成】 S142にて、ワイヤ電極１の巻上げ速度が１０
０mm／s以上の高速であるか否かを判定する。ここで、
ワイヤ電極１の巻上げ速度が高速であると判断される
と、S144にて、巻上げ速度を低下させるために、テンシ
ョンブレーキを徐々に増加する処理を行なう。一方、S1
46では、ワイヤ電極１の巻上げ速度が１００mm／sより
低下して８０mm／sを下回ったか否かを判定する。ここ
で、ワイヤ電極１の巻上げ速度が低下していると判断さ
れると、S148にて、巻上げ速度を増加させるために、テ
ンションブレーキを徐々に減少する処理を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ電極と被加工体
との間で放電を繰り返して加工するワイヤ放電加工機の
ワイヤ巻上制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のワイヤ放電加工機で
は、加工中にワイヤ電極が断線することがあるので、断
線したワイヤ電極の再張架を自動的に行う機構が備えら
れている。

【０００３】このワイヤ電極の再張架を自動的に行うた
めには、断線したワイヤ電極の位置決めが必要であるの
で、従来よりワイヤ端の位置決めを行なう各種の装置が
提案されている。例えば、断線センサによってワイヤ電
極の断線を検出した場合には、供給ボビンにてワイヤ電
極を巻き取るとともに駆動ローラ等にてワイヤ電極をワ
イヤ走行方向とは逆方向に送り、ワイヤ端検出センサに
よって断線したワイヤ電極の端部を検出すると、ワイヤ
電極の逆方向への送給を停止することによってワイヤ端
の位置決めを行なう装置がある。

【０００４】ところが、この様な装置では、ワイヤ電極
の巻き上げ時に、ワイヤ電極のたるみが発生してローラ
等から脱線することがあるので、本願出願人は、特願平
３−２０１９８３号にて、簡単な構成で、巻き上げ時の
ワイヤ電極のたるみの発生を防止して、脱線を防ぐこと
ができるワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制御装置を提案
した。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な改善された技術でも、自動化に対するより高度な要求
に対しては、必ずしも十分でないことがあった。即ち、
ワイヤ電極の供給及び巻取りを行なう供給ボビンは、巻
回されたワイヤ電極の量に応じてその巻上げ径や重量が
異なるので、巻上げ力が変化して一定にはならないとい
う問題があった。つまり、供給ボビンの径が大きい時に
必要な巻上げ力を設定すると、供給ボビンの径が小さく
なった場合には、必要以上の巻上げ力となって巻上げ速
度が過度に増大し、場合によってはワイヤ電極がローラ
等から脱線してしまうという問題があった。また、巻上
げ速度が大き過ぎると、ワイヤ端を検出しても正確な位
置決めができないという問題もあった。

【０００６】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れ、巻上げ速度を好適に調節して、ワイヤ電極の脱線を
防止するとともに、ワイヤ端の正確な位置決めを可能に
するワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図１に例示する様に、ワイヤ電極と他方
の電極である被加工体との間に放電を行なって該被加工
体を加工するとともに、断線時には前記ワイヤ電極を巻
き上げるワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制御装置におい
て、前記ワイヤ電極の移動速度を検出するワイヤ速度検
出手段Ｍ１と、前記ワイヤ電極の断線を検出するワイヤ
断線検出手段Ｍ２と、前記ワイヤ電極を、加工時の走行
方向とは逆方向に付勢して巻き上げるワイヤ巻上手段Ｍ
３と、該ワイヤ巻上手段Ｍ３と前記被加工体との間に配
置されて、前記ワイヤ電極に通過抵抗を付与してワイヤ
電極に張力を発生させるワイヤ張力発生手段Ｍ４と、前
記ワイヤ断線検出手段Ｍ２によって前記ワイヤ電極の断
線を検出した場合には、前記ワイヤ速度検出手段Ｍ１に
よって検出した前記ワイヤ電極の移動速度に応じて、前
記ワイヤ張力発生手段Ｍ４を駆動して前記ワイヤ電極の
巻上げ速度を調節するワイヤ速度制御手段Ｍ５と、を備
えたことを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制
御装置を要旨とする。

【０００８】

【作用】前記構成を有する本発明においては、ワイヤ電
極を（加工時の走行方向とは逆方向に）付勢して巻き上
げるワイヤ巻上手段Ｍ３と被加工体との間に配置された
ワイヤ張力発生手段Ｍ４にて、ワイヤ電極に通過抵抗を
付与してワイヤ電極に張力を発生させるとともに、ワイ
ヤ電極と他方の電極である被加工体との間に放電を行な
って被加工体を加工している。

【０００９】そして、ワイヤ断線検出手段Ｍ２によって
ワイヤ電極の断線を検出した場合には、ワイヤ速度検出
手段Ｍ１によって検出したワイヤ電極の移動速度に応じ
て、ワイヤ速度制御手段Ｍ５によりワイヤ張力発生手段
Ｍ４を駆動制御することによって、ワイヤ電極の巻上げ
速度を調節する。

【００１０】つまり、本発明では、断線時に巻き上げら
れるワイヤ電極の速度を検出し、その移動速度が適切な
値となる様に、ワイヤ電極の通過抵抗を調節してワイヤ
電極の巻上げ速度を制御するものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化したワイヤ放電加工機
のワイヤ巻上制御装置の実施例を、図面に基づいて説明
する。図２に示す様に、第１実施例のワイヤ放電加工機
は、加工時にはワイヤ送り方向（矢印Ａ方向）にワイヤ
電極１を送給するものであり、ワイヤボビン１０とブレ
ーキローラ１６との間のワイヤ電極１に付与する張力を
発生する予張力発生機構２と、ブレーキローラ１６と駆
動ローラ３５との間のワイヤ電極１に付与する張力を発
生する主張力発生機構３と、ワイヤ電極１の断線及びワ
イヤ電極１の巻上げ速度を検出する断線・速度検出機構
４と、断線したワイヤ電極１の端部を検出するワイヤ端
検出センサ５と、使用済みのワイヤ電極１を収容するワ
イヤ回収機構６とから構成されている。

【００１２】次に、各機構について詳細に説明する。前
記予張力発生機構２は、送り出すワイヤ電極１が巻き付
けられたワイヤボビン１０と、ワイヤボビン１０をワイ
ヤ巻き上げ方向（矢印Ｂ方向）に付勢するバックテンシ
ョンモータ１１と、バックテンションモータ１１の回転
を停止させる電磁ブレーキ１２とから構成されており、
ワイヤボビン１０と前記主張力発生機構３との間に張架
されたワイヤ電極１がたるまない様に、バックテンショ
ンモータ１１によってワイヤ巻き上げ方向にトルクがか
けられている。

【００１３】そして、加工時には、ワイヤ電極１はワイ
ヤボビン１０から順次主張力発生機構３側に引き出さ
れ、一方、断線時には、電磁ブレーキ１２によって、瞬
間的にワイヤボビン１０の回転が停止され、その後ワイ
ヤボビン１０にワイヤ電極１が巻き取られる様に機能す
る。

【００１４】主張力発生機構３は、ピンチローラ１５，
ブレーキローラ１６及びテンションブレーキ１７からな
り、テンションブレーキ１７が発生する摩擦トルクを、
ワイヤ電極１を挟むブレーキローラ１６及びピンチロー
ラ１５によって張力に変換している。つまり、磁性パウ
ダの励磁によって摩擦トルクを発生するテンションブレ
ーキ１７によって、被加工体１８に沿って張架されたワ
イヤ電極１に主張力が付与されている。

【００１５】断線・速度検出機構４は、主張力発生機構
３のテンションブレーキ１７と同軸に取り付けられてお
り、多数のスリットが形成されたインターラプタ２０
と、インターラプタ２０に近接して取り付けられたフォ
トセンサ２１とから構成されている。つまり、ワイヤ電
極１が例えばＰ位置で断線した場合には、テンションブ
レーキ１７は一旦停止するので、このテンションブレー
キ１７の回転と同期したインターラプタ２０の停止をフ
ォトセンサ２１で検出することによって、ワイヤ電極１
の断線を検出するものである。

【００１６】また、この断線・速度検出機構４には、図
３に示す様に、ワイヤ電極１の巻上げ速度を、Ｈ側（高
速側）及びＬ側（低速側）の二つに区分して出力する速
度簡易検出回路３９が接続されている。この速度簡易検
出回路３９は、スリットの回転によって生ずる周波数
（即ちワイヤ電極１の巻上げ速度）に応じて、Ｈ側及び
Ｌ側から出力される信号のオン・オフを切り替えて電子
制御装置（ＥＣＵ）４０に送信するもので、本実施例で
は、例えばワイヤ電極１の巻上げ速度が、８０mm／s以
上の時にＬ側の出力がオンとされるとともに、１００mm
／s以上の時にＨ側の出力もオンとされる。

【００１７】ワイヤ端検出センサ５は、主張力発生機構
３と被加工体１８との間に配置されており、矢印Ｂ方向
に巻き戻されるワイヤ電極１の切断した端部がこのセン
サ５を通過した時に報知するものである。ワイヤ回収機
構６は、ワイヤ電極１を矢印Ａ方向に走行させる駆動ロ
ーラ３５と、この駆動ローラ３５を駆動するサーボモー
タ３６と、駆動ローラ３５とともワイヤ電極１を挟むピ
ンチローラ３７と、使用済みのワイヤ電極１を収納する
回収バスケット３８とから構成されている。つまり、ワ
イヤ電極１は、加工時に駆動ローラ３５によって巻き取
られることによって、前記ワイヤボビン１０から引き出
されて、矢印Ａ方向に走行する。

【００１８】更に、本実施例には、上述したワイヤ電極
１の走行等を制御するために、図４に示す様なＥＣＵ４
０が設けられている。このＥＣＵ４０は周知のＲＡＭ４
０ａ，ＲＯＭ４０ｂ，ＣＰＵ４０ｃ，入出力ポート４０
ｄ及びバスライン４０ｅ等からなり、入出力ポート４０
ｄには、図示しない駆動回路を介して、前記バックテン
ションモータ１１，電磁ブレーキ１２，テンションブレ
ーキ１７，サーボモータ３６が接続されている。また、
この入出力ポート４０ｄには、フォトセンサ２１，ワイ
ヤ端検出センサ５に加え、フォトセンサ２１からの出力
に応じてＥＣＵ４０に（速度の高・低を示す）Ｈ側及び
Ｌ側の信号を出力する前記速度簡易検出回路３９が接続
されている。

【００１９】そして、本実施例のワイヤ放電加工機のワ
イヤ巻上制御装置は、前記ＥＣＵ４０に制御されて、次
の様に動作する。この動作を、図５及び図６のフローチ
ャート及び図７のタイミングチャートに基づいて説明す
る。まず、被加工体１８の加工時には、ステップ（以下
Ｓと記す）１００にて、バックテンションモータ１１が
オンとされて、ワイヤボビン１０がワイヤ電極１の走行
方向とは逆方向に付勢される。

【００２０】そして、Ｓ１１０にて、断線・速度検出機
構４のフォトセンサ２１からの出力に基づいて、ワイヤ
電極１が断線したか否かを判定し、ここで、ワイヤ電極
１の断線が検出された場合には、Ｓ１２０に進む。Ｓ１
２０では、図７に示す様に、電磁ブレーキ１２を瞬間的
に励磁して、バックテンションモータ１１にブレーキを
かけて、ワイヤボビン１０のワイヤ送り方向への回転を
停止させる。つまり、断線した場合には、主張力発生機
構３の回転は停止しているが、ワイヤボビン１０は慣性
によってワイヤ電極１を送り出すので、この送り出しに
よるワイヤ電極のたるみを防止するために、ワイヤボビ
ン１０の回転を停止するものである。

【００２１】続くＳ１３０では、テンションブレーキ１
７の励磁状態を、大きな設定値Ｈから小さな設定値Ｌに
変更する。つまり、テンションブレーキ１７の摩擦力を
低下させて、ワイヤ電極１がスムーズに移動できる様に
設定する。これによって、テンションブレーキ１７が緩
められるので、ワイヤボビン１０はバックテンションモ
ータ１１によって、ワイヤ送給時の回転数Ｎ₁より低い
回転数Ｎ₂で逆回転することができ、その結果、ワイヤ
電極１は矢印Ｂ方向に巻き戻される。

【００２２】続くＳ１４０では、速度簡易検出回路３９
の出力に基づいて、ワイヤ電極１の巻上げ速度の制御を
行なう。ここで、このＳ１４０にて行われるワイヤ電極
１の巻上げ速度の制御ルーチンを、図６に基づいて説明
する。

【００２３】まず、Ｓ１４２にて、速度簡易検出回路３
９のＬ側の出力がオンで、かつＨ側の出力がオンである
か否か、即ちワイヤ電極１の巻上げ速度が１００mm／s
以上の高速であるか否かを判定する。ここで、肯定判断
されると、Ｓ１４４に進み、一方、否定判断されると、
Ｓ１４６に進む。

【００２４】Ｓ１４４では、ワイヤ電極１の巻上げ速度
が高速であるので、巻上げ速度を低下させるために、テ
ンションブレーキ１７の励磁力を徐々に増加する処理を
行ない、一旦本処理を終了する。一方、前記Ｓ１４６で
は、速度簡易検出回路３９のＨ側の出力がオフで、かつ
Ｌ側の出力がオフであるか否か、即ちワイヤ電極１の巻
上げ速度が１００mm／sより低下して８０mm／sを下回っ
たか否かを判定する。ここで、肯定判断されると、Ｓ１
４８に進み、一方、否定判断されると、一旦本処理を終
了する。

【００２５】Ｓ１４８では、ワイヤ電極１の巻上げ速度
が低下しているので、巻上げ速度を増加させるために、
テンションブレーキ１７の励磁力を徐々に減少する処理
を行ない、一旦本処理を終了する。つまり、上記Ｓ１４
２〜Ｓ１４８の処理は、速度簡易検出回路３９のＨ側及
びＬ側の出力に基づいて、ワイヤ電極１の巻上げ速度を
所定範囲内の値に保つための処理である。

【００２６】図５に戻り、Ｓ１５０では、ワイヤ端検出
センサ５の出力に基づいて、巻き戻されるワイヤ電極１
の端部が検出されたか否か、即ち、ワイヤ端が所定の位
置まで巻き戻されたか否かを判定する。ここで、ワイヤ
端が検出された場合には、Ｓ１６０に進み、一方、ワイ
ヤ端がまだ検出されない場合には、前記Ｓ１４２〜Ｓ１
４８の処理を繰り返して、ワイヤ電極１の巻上げ速度を
一定に保つ。

【００２７】Ｓ１６０では、ワイヤ端の検出に応じて、
バックテンションモータ１１の駆動を停止して、ワイヤ
電極１の巻き戻しを停止し、一旦本処理を終了する。こ
の時、ワイヤ電極１は所定の適度な速度で巻き戻されて
いるので、ワイヤ端は所定の停止位置で正確に停止す
る。

【００２８】この様に、本実施例では、ワイヤ電極１の
断線を検出した場合には、まず、瞬間的にワイヤボビン
１０を停止させるとともに、テンションブレーキ１７を
緩めて、ワイヤ電極１を矢印Ｂ方向に巻き戻している。
それとともに、ワイヤ電極１の巻上げ速度を検出し、こ
の巻上げ速度に応じてテンションブレーキ１７の励磁力
を制御することによって、ワイヤ電極１の巻上げ速度を
所定の適度な速度に保つ様に調節している。そして、そ
の後ワイヤ端を検出すると、ワイヤ電極１の巻き戻しを
停止する制御を行っている。

【００２９】従って、ワイヤボビン１０の巻上げ径や重
量が変化して、巻上げ力が変動した場合でも、ワイヤ電
極１の断線時には、ワイヤ電極１を好ましい低い速度で
巻上げることができるので、ワイヤ電極１のプーリやロ
ーラからの脱線を防ぐことができるという顕著な効果が
ある。また、巻上げ速度を適度に調節できるので、確実
にワイヤ端を検出して正確な位置決めができるという利
点もある。

【００３０】次に、第２実施例について説明する。本実
施例のワイヤ放電加工機のワイヤ巻上制御装置は、図８
に示す様に、前記実施例とほぼ同様な予張力発生機構４
１，主張力発生機構４２，断線・速度検出機構４３，ワ
イヤ端検出センサ４４，ワイヤ回収機構４５及び速度簡
易検出回路（図示せず）等を備えているが、バックテン
ションモータ５１を停止させる電磁ブレーキを備えてい
ない点が大きく異なる。従って、本実施例では、図９，
図１０のフローチャート及び図１１のタイミングチャー
トに示す様な制御を行なう。尚、前記実施例と同様な部
分の説明は省略する。

【００３１】まず、加工時には、ワイヤ電極５０を矢印
Ａ方向に送るとともに、Ｓ２００にて、バックテンショ
ンモータ５１を駆動し、続くＳ２１０にてワイヤ電極５
０が断線したか否かを判定する。ここで、断線したと判
定されると、Ｓ２２０にて、テンションブレーキ５３を
緩める。これによって、ワイヤ電極５０は、バックテン
ションモータ５１に駆動されたワイヤボビン５４によっ
て、矢印Ｂ方向に巻き取られる。

【００３２】続くＳ２３０では、図１０のＳ２３２〜Ｓ
２３８にて示す様に、前記実施例と同様にして、テンシ
ョンブレーキ５３の励磁力の増加或は減少の調節を行う
ことによって、ワイヤ電極５０の巻上げ速度の制御を行
なう。そして、図９のＳ２４０にて、ワイヤ端が検出さ
れたか否かを判定し、ここで、ワイヤ端が所定位置に達
したと判定されると、Ｓ２５０にて、バックテンション
モータ５１の巻き上げを停止して、一旦本処理を終了す
る。

【００３３】この様に、本実施例では、前記実施例の様
な電磁ブレーキを用いて、断線時にワイヤボビン５４の
回転を停止させるのではなく、断線時には、バックテン
ションモータ５１によって単にワイヤ電極５０を巻き戻
すだけである。従って、加工時の送り速度が低い場合に
はワイヤ電極５０のたわみが少ないので、この様な構成
でも十分である。

【００３４】また、ワイヤ電極５０の巻上げ速度が適切
に制御されるので、ワイヤ電極５０が脱線することもな
く、しかも正確にワイヤ端の位置決めを行なうことがで
きるという特長がある。更に、構成が簡単であるのでコ
ストが低減でき、しかも故障が生じ難いという利点があ
る。

【００３５】尚、本発明は、上記実施例に何等限定され
ず、本発明の要旨の範囲内において各種の態様で実施で
きることは勿論である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかな様に、本
発明によれば、ワイヤ断線検出手段によってワイヤ電極
の断線を検出した場合には、ワイヤ速度検出手段によっ
て検出したワイヤ電極の移動速度に応じて、ワイヤ速度
制御手段によりワイヤ張力発生手段を駆動制御すること
によって、ワイヤ電極の巻上げ速度を調節している。

【００３７】従って、断線時のワイヤ電極の移動速度が
適切な値となる様にワイヤ電極の巻上げ速度を制御する
ことができるので、供給ボビンの径や重量が変化して
も、ワイヤ電極の移動速度が過大になることがなく、よ
って、ローラ等からワイヤ電極が脱線することがない。
また、ワイヤ電極の巻上げの際の移動速度が適度である
ので、ワイヤ端の検出が容易であり、よって、ワイヤ端
の位置決めを確実に行なうことができるという顕著な利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明を例示する概略構成図である。

【図２】 第１実施例の装置の全体構成を示す説明図で
ある。

【図３】 第１実施例のワイヤ電極１の速度簡易検出回
路を示す説明図である。

【図４】 第１実施例の電子制御装置を示すブロック図
である。

【図５】 第１実施例の全体の制御を示すフローチャー
トである。

【図６】 第１実施例の巻上げ速度の制御を示すフロー
チャートである。

【図７】 第１実施例の制御のタイミングを示すタイミ
ングチャートである。

【図８】 第２実施例の全体構成を示す説明図である。

【図９】 第２実施例の制御を示すフローチャートであ
る。

【図１０】 第２実施例の巻上げ速度の制御を示すフロ
ーチャートである。

【図１１】 第２実施例の制御のタイミングを示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

Ｍ１…ワイヤ速度検出手段 Ｍ２…ワイヤ断線検出手段 Ｍ３…ワイヤ巻上手段 Ｍ４…ワイヤ張力発生手段 Ｍ５…ワイヤ速度制御手段 １，５０…ワイヤ電極 ２，４１…予張力発生機構 ３，４２…主張力発生機構 ４，４３…断線・速度検出機構 ５，４４…ワイヤ端検出センサ ６，４５…ワイヤ回収機構 １０，５４…ワイヤボビン １１，５１…バックテンションモータ １２…電磁ブレーキ １７，５３…テンションブレーキ ２１…フォトセンサ ３９…速度簡易検出回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極と他方の電極である被加工体
   との間に放電を行なって該被加工体を加工するととも
   に、断線時には前記ワイヤ電極を巻き上げるワイヤ放電
   加工機のワイヤ巻上制御装置において、 前記ワイヤ電極の移動速度を検出するワイヤ速度検出手
   段と、 前記ワイヤ電極の断線を検出するワイヤ断線検出手段
   と、 前記ワイヤ電極を、加工時の走行方向とは逆方向に付勢
   して巻き上げるワイヤ巻上手段と、 該ワイヤ巻上手段と前記被加工体との間に配置されて、
   前記ワイヤ電極に通過抵抗を付与してワイヤ電極に張力
   を発生させるワイヤ張力発生手段と、 前記ワイヤ断線検出手段によって前記ワイヤ電極の断線
   を検出した場合には、前記ワイヤ速度検出手段によって
   検出した前記ワイヤ電極の移動速度に応じて、前記ワイ
   ヤ張力発生手段を駆動して前記ワイヤ電極の巻上げ速度
   を調節するワイヤ速度制御手段と、 を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工機のワイヤ巻
   上制御装置。