JPS6336888B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はスパークエロージヨン装置であつて、
ワークピースを実質的な傾斜角で加工することが
できる装置に関し、さらに特別には、ワークピー
スの切断域内でワイヤ電極を案内する案内ヘツド
の位置づけに関し、それに適した案内ヘツドはこ
の出願の被譲渡人に譲渡されたスイス特許No.
594477、対応アメリカ特許No.4205212に示されて
いる。

〔背景技術〕

ワイヤ電極の案内の数値デジタル制御によるス
パークエロージヨン切断はワークピースに角柱状
開口を作るために最初に導入された。しかし、製
造上の問題がしばしば切削工具の製造において起
り、またスタンプおよびパンチ用の円錐形面ある
いは開口が円筒状開口に追加して要求される焼結
押出ダイスにおいて発生した。アイドルタイムお
よび他の作業装置への変換を避けるために、この
被加工物体がただ一回の被加工物体のクランプ操
作で一つのスパークエロージヨン切断装置におい
て実施される方法を探求することが必要である。
傾斜角は45゜およびそれ以上にする必要があるの
でそのため現在する装置において使用される従来
のワイヤ案内手段は直接使用できない、なぜなら
ばワイヤ電極がそのような大きい傾斜で案内手段
を用いて通過する時、ワイヤにノツチ効果および
磨損の増加が結果として発生し、それはワイヤの
応力において許容できない変動をおこしまたワイ
ヤに恒久的な塑性変形をおこす曲げを発生する。

ワイヤ電極により円錐状にスパークエロージヨ
ン切断を実施するための現在知られた装置は望ま
しくはほぼ2゜以下の小さい傾斜角を用い、そして
それ故に、下部ワイヤ案内装置に対する上部案内
装置の変位の案内を小さい量Ｖでのみ可能にする
制御プロセスを有する。極座標および直交座標両
者があり、そして特別の変位量Ｖおよびその方向
は決められた方法（ドイツ特許No.2155622および
対応米国特許No.3830966参照）で決定されること
もでき、またそれらは切断方向を即時に制御する
ためにデジタル制御から機械的に引き出しそして
連続的に切線方向に調節することもできる（スイ
ス特許No.515693、対応米国特許No.3731043、およ
びスイス特許No.513693、対応米国特許No.3731043
参照）。これらの刊行物は現存する機械はもちろ
ん、その機械に完全に組込まれまた中で案内ヘツ
ドを動かすアームが対応して動かされる装置を取
付けるための付属物（ドイツ公開書DE−OSNo.
22‐55429参照）を記載する。これらの装置の案
内手段はワイヤの傾斜を方向づけることができ
ず、その結果大きい傾斜の設定は不可能である。
横方向の移動角が通常より大きくできる線引きダ
イスあるいはローラのような案内手段を用いるこ
とが知られている。しかし、この場合において、
案内手段で動く弧の接触点が変位され、それで円
錐形を変化する場合、機械幾何学に関する変動お
よび精度の低下を許容することが必要である。そ
の結果として得られたワークピースの幾何学的誤
差はこれらが工具の構成において普通許容されな
い程大きくなる。この形の例はスイス特許No.
486288に含まれ、その中では円錐形制御のモータ
用の信号は型板の走査から得られる。

ワイヤ電極の大きい傾斜角を得るために、上部
および下部ワイヤ案内を普通支持物に固着し、支
持物を制御装置により旋回することが提案された
（ドイツ特許公開書DE−OSNo.2644369参照）。そ
のような支持物の困難なジンバル運動的な取付け
および２つの案内ヘツドの間の加工高さの調節の
制限された範囲から全く離れて、そのような解決
には、傾斜される時、支持物はワークピースと衝
突するという不都合がある。ワークピースの円錐
状切断のために円錐体中心位置の高さを調節する
ことは不可能である。この形式の他の解決は東ド
イツ特許No.115444に示される。

第３の構成の形式ではワークピースがジンバル
懸架に取付けられまた大きい角度をもたらすため
に旋回されており、この形式は知られている（ド
イツ特許公開書DE−OSNo.2401424参照）。しか
し、ワークピースは、一般に大低の大きさのな
い、すなわち極めて小さい、ワイヤ電極よりずつ
と大きい寸法を持つているから、ワークピース懸
架用のジンバル懸架の設計は常にかなりの機械構
造的な費用を含む。加えて、大きいワークピース
が傾斜される時、ワークピースの外側の部分の旋
回運動は機械構造あるいは案内アームと衝突する
ようになり、その案内アームは、別の方法で、特
別に巾広い案内距離に配置されなければならな
い。かくして、例えば、機械中心から200mmにお
ける30゜の角度配置に対し、旋回ストロークは100
mm（sin30゜＝50）となる。

〔発明の開示〕

本発明の目的は機械加工領域において旋回の結
果によつて失なわれる空間なしにワイヤの案内の
調整が得られることである。加えて、上部案内に
対する下部案内の別個の調整を通して、機械加工
されるワークピースに対して設定する円錐形の円
錐中心の関係位置の制御の可能性が得られた。

簡単にいえば、ワイヤ案内ヘツドそれ自体は、
案内ヘツドにおける案内手段のワイヤの入口ある
いは出口点がジンバル運動中心内にあるというよ
うな方法において、それぞれの支持アームにジン
バル懸架により調節可能に取付けられる。そのよ
うな完全な案内ヘツドの例は米国特許No.4205212、
スイス特許No.594477に相当するこの出願の被譲渡
人に譲渡されたもの、に示される。輪郭切断用お
よび輪郭設定用の案内の方向は機械的あるいは電
気機械的あるいは純電子工学的配置装置で実施さ
れる。

〔発明を実施するための最良の形態〕

第１図はワイヤ電極１およびワークピース２を
取付けたスパークエロージヨン切断装置の作業域
の概略部分断面図である。ワイヤ電極１は決めら
れた位置においてワークピースに対して案内ヘツ
ド３および４により案内される。案内ヘツド３，
４は７で概略的に示されるフレームに取付けられ
た支持アーム５，６に装着される。上部ワイヤ案
内支持アーム５は座標スライド８に取付けられ
る。この場合座標スライド８は直交座標システム
の形式であり、それぞれのモータ９および１０を
有する。かくしてアーム５は座標スライド８の調
整範囲内にフレーム７に対して調整されることが
でき、それで上部案内ヘツド３は下部案内ヘツド
４に対しワークピース２内でワイヤ１を傾斜して
案内することの要求に応じる。ワークピース２に
対するワイヤ１の傾斜角はワイヤ１の垂直方向と
進行方向との比較により測定され、またαで示さ
れる。実際の切断加工の間、ワイヤ電極１は動か
され、締結手段（不図示）が、ワークピース２の
ために、機械座標テーブルに対しワークピース２
を配置するようにすることは明らかである。ワイ
ヤ案内ヘツド３および４はジンバル懸架１１，１
２によりアーム５および６に装着される。それ
故、本発明によれば、それらは角度αで傾斜位置
内で旋回されることができる。この過程の詳細は
上部および下部案内アーム両者を一緒に示した第
２図と関連して説明される。

第２図はジンバル懸架１１，１２に取付けられ
た案内ヘツド３，４を備えた機械支持アームの端
部を５，６で示す。かくして懸架１１，１２はア
ーム５，６の端部の正面に旋回可能に取付けられ
た旋回ピン１３を有し、旋回ピン１３に固着され
たギヤホイル１６に係合するモータシヤツトに装
着されたピニオン１５を駆動する変速モータ１４
によりベアリングのまわりで旋回可能である。案
内ヘツド３，４はブラケツトに回転可能に取付け
られまたジンバル懸架１１，１２上の第１ベアリ
ングにより垂直な面内にある旋回ピン１７により
取付けられる。ここで再び、旋回駆動にはモータ
シヤフトに取付けられたピニオン１９および旋回
ピンに装着されたギヤホイル２０と変速モータ１
８が使用される。ピン１３および１７の旋回面の
レベルは、その旋回面が案内ヘツド３および４内
のワイヤ電極１がそのヘツド内の案内手段の外を
通る面内に置かれるように構成される。かくし
て、旋回運動が行なわれる時、該旋回運動以外の
出口ポイントの位置変化はない。ワイヤ電極がそ
の繰り込みあるいは引き出し側からワイヤ案内ヘ
ツドへ容易に供給されるために、支持部材２２の
上でワイヤの軸に接して回転しまた適用される傾
斜位置により自動的に方向づけられる追加の案内
プーリ２１を対応する側に設けることが必要であ
る。α＝0゜の配置の設定において、ワイヤ電極１
の走行方向は旋回ピン１３および１７の軸により
決められる面に正確に垂直である。変速モータ１
４および１８は、角αの大きさにより数学的に決
定されまたワークピースに対する円錐中心の位置
により即時に決定される明確に限定された位置に
関する運動の情報を受了してデジタル制御され
る。これらの計算は直交座標あるいは極座標シス
テムにおいて下部案内に対する上部案内の変位の
計算と同じ方法で決定される（スイス特許No.
513694およびスイス特許No.513693参照）。

第３ａ図から、案内ヘツド３と４の間の距離、
すなわち支持アーム５と６の間のH₁およびH₂に
相当する距離、を異つて設定した場合、案内ヘツ
ド３および４の旋回角はワイヤ電極の傾斜角と常
に同じであることが明らかである。これはまた案
内ヘツドの旋回の範囲が、案内ヘツド４に対する
案内ヘツド３の変位V1あるいはV2が相違すると
切断高さが異つていることを意味する。

第３ｂ図は電極１の円錐の設定のための中心点
が案内ヘツド３，４の一つにはなく、しかしその
代りに案内ヘツドの間に位置している場合を示
す。この場合、アーム５における案内ヘツド４は
円筒中心線軸の外を動く。変位V3に対する案内
ヘツドの旋回角αは第３ａ図に記載の場合と比較
して異つた関係にある。

第４図はワイヤ案内ヘツドの方向づけるための
純粋な機械的解決を示す。第１図のものと同じ関
係が同じ要素に用いられる。偏向レバー３０は調
節レバー３２，３３それぞれにおいて周囲のベア
リング３１により支持される。レバー３０はワイ
ヤ案内ヘツド３，４を支持する。旋回角を調節す
るために２個の調節レバー３２，３３は案内ヘツ
ドの間の相関的変位Ｖに関して異つたてこ比に調
節される。それらは、それぞれ、セツトスクリユ
ー３４，３５により取付支持体３６，３７に取付
けられる。上部案内アーム用の取付支持体はそれ
自身座標スライド８において運動可能であり、一
方固定された下部案内アームの取付支持体３７は
移動可能な上部支持アーム３５に取付けられる。
モータ９，１０は、全機械加工面において下部案
内ヘツドに関し上部案内ヘツドの相関的変位を調
節することを支持手段３６，３７および調節レバ
ー３２，３３により可能にする。案内ヘツドの偏
向は、自動的に行なわれる設定された伝達比によ
り決められる。それぞれのレバーの調節運動は第
４図の両方に向いた矢印により示される。

第５図は電気機械的な代りの案を示す。加工領
域における乱れをおこす連鎖的な配置は旋回運動
の駆動を与え可撓性の押し／引き手段を形成する
ために可撓性ケーブルにより置換えられる。小さ
いギヤ配置４０は上部および下部案内９，１０の
間の相関的な変位用の駆動モータに取付けられ
る。ギヤ装置４０はモータシヤフト４２のピニオ
ン４１を含む。案内ヘツド変位用モータの操作に
おいて、ラツク４３，４４はピニオン４１の回転
により動かされ、また押し／引き手段に直接結合
され、その押し／引き手段は可撓性駆動装置を径
て上部および下部案内ヘツドへの変位を行なうも
のである。第２図により、変位運動はラツクによ
り一つのシヤフトのギヤホイル２０あるいは他の
シヤフトのギヤホイル１６へ移行される。摺動が
十分に容易にされることを確実にするため、ラツ
クはベアリング４５内で軸方向に容易に動きまた
可撓性スペーサ管４６は精度を確保するために押
し／引き手段の周囲で案内される。スペーサ管は
駆動点および被駆動点の間の案内ヘツドの支持物
として備えられる。変位運動と案内ヘツドの旋回
点との間の伝導比を調節するために、ラツクとピ
ニオンとのギヤ比はギヤ装置４０においてもまた
ギヤホイル２０および１６の近くの案内ヘツドに
おいても修正されることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスパークエロージヨン装置の作業領域
における方向変換可能なワイヤ案内ヘツドの配置
の概略側面図である。第２図はモータ旋回駆動に
よる案内アーム上の案内ヘツド用のジンバル懸架
の斜視図である。第３ａ図および第３ｂ図は機械
加工高さの設定および円錐中心の位置の即時の設
定の機能としての案内ヘツドの旋回運動上の異つ
た要求の図式説明である。第４図は頂部および底
部における案内ヘツドの機械的旋回駆動装置の側
面図である。第５図は直交座標における軸の調整
のための駆動要素から引き出される上部および下
部案内ヘツドの電気機械的駆動装置の概略側面図
である。 １……ワイヤ電極、２……ワークピース、３，
４……案内ヘツド、５……上部支持アーム、６…
…下部支持アーム、１１，１２……ジンバル懸
架、１４，１８……駆動手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 切断ワイヤ電極１と、上部ワイヤ案内ヘツド
   ３と、上部ワイヤ案内ヘツド３との間にワークピ
   ース２が位置している下部ワイヤ案内ヘツド４
   と、上部ワイヤ案内ヘツド３を支持し、上部座標
   面において、ワークピース２に対して移動可能な
   上部支持アーム５と、下部ワイヤ案内ヘツド４を
   支持し、上部支持アーム５と独立して下部座標面
   においてワークピース２に対して移動可能な下部
   支持アーム６を有し、スパークエロージヨンによ
   りワークピース２を変形し、切断するスパークエ
   ロージヨン装置において、 上部支持アーム５、下部支持アーム６にそれぞ
   れ取付けられ、それぞれ上部支持アーム５、下部
   支持アーム６に対し案内ヘツド３，４が可動に、
   かつ傾斜可能に取付けられ、ジンバル懸架中心に
   おいて互いに交差する直交ジンバル軸を有するジ
   ンバル懸架１１，１２と、案内ヘツド３，４に取
   付けられ、ワークピース２から離れた案内ヘツド
   ３，４の外側と該ジンバル懸架中心を通る間の経
   路においてワイヤ電極１を案内する手段２１と、 前記ジンバル懸架１１，１２にそれぞれ連結さ
   れ、直交ジンバル軸の各一つに関して案内ヘツド
   ３，４の位置を個々に制御する独立して制御可能
   な駆動手段１４，１８を含むことを特徴とするス
   パークエロージヨン。 ２ 駆動手段１４，１８は制御される電気モータ
   であり、ギヤ手段１５，１６，２０，２１が、２
   つの個々に制御可能な直交ジンバル軸の周りで各
   案内ヘツド３，４を回転させるために各モータ１
   ４，１８と各案内ヘツド３，４の間に連結されて
   いる特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ フレーム７を含み、前記駆動手段１４，１８
   はフレーム７に取付けられた電気モータであり、
   モータおよび案内ヘツド３，４に連結され、各ジ
   ンバル軸において該案内ヘツド３，４を動かすレ
   バー・リンク機構３１，３２，３４，３５，３
   ６，３７を有する特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ４ フレーム７を含み、個々に制御可能な駆動手
   段１４，１８は電気モータ手段９，１０よりな
   り、モータ手段９，１０を各案内ヘツド３，４に
   連結し、また各ジンバル軸の周りで該案内ヘツド
   ３，４を動かす可撓性プツシユ／プルケーブル手
   段を含む特許請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 上下案内ヘツド３，４に連結されたレバー・
   リンク機構３１，３２，３４，３５，３６，３７
   はそれを再度位置決めすると各案内ヘツド３，４
   が一緒に運動するように相互に連結されている特
   許請求の範囲第３項記載の装置。 ６ 各ジンバル軸の周りで上下案内ヘツド３，４
   を一緒に動かすために上下案内ヘツド３，４の各
   可撓性プツシユ／プルケーブル手段を連結するギ
   ヤ手段４１〜４４を含む特許請求の範囲第４項記
   載の装置。