特許 6143351 ワイヤ放電加工機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6143351

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】ワイヤ放電加工機

(51)【国際特許分類】

   B23H 7/02 20060101AFI20170529BHJP

【ＦＩ】

   B23H7/02 H

【請求項の数】1

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-199847(P2013-199847)

(22)【出願日】2013年9月26日

(65)【公開番号】特開2014-79876(P2014-79876A)

(43)【公開日】2014年5月8日

【審査請求日】2016年4月15日

(31)【優先権主張番号】特願2012-217389(P2012-217389)

(32)【優先日】2012年9月28日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000132725

【氏名又は名称】株式会社ソディック

(72)【発明者】

【氏名】上ノ町 哲也

【審査官】 岩瀬 昌治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１８７２０１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−２８０１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２０２６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−１６３０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−１６２４２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｈ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークテーブルに載置されたワークを加工するワイヤ電極を、前記ワークを介して上側に配置される上側ワイヤガイドと下側に配置される下側ワイヤガイドによりガイドしながら上方から下方に繰り出して加工経路に沿って移動させ前記ワークに加工溝を形成するとともに、前記加工溝により切り離された前記ワークの内側部分をなす中子の任意の領域に前記ワイヤ電極の成分を付着させ、前記ワークの落下を防止する構成を備えたワイヤ放電加工機であって、
前記ワークと前記ワイヤ電極との間に形成される極間に前記ワークが負電位となり前記ワイヤ電極が正電位となる逆極性の電圧を印加し、前記上側ワイヤガイドおよび前記下側ワイヤガイドの水平方向の位置を同一として前記ワイヤ電極を垂直に設定した状態から、前記加工経路に沿って前記下側ワイヤガイドを前記上側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、前記ワイヤ電極を傾斜させて放電加工を行った後、前記下側ワイヤガイドを停止させて前記加工経路に沿って前記上側ワイヤガイドを前記下側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、前記ワイヤ電極が垂直に戻るまで放電加工を行うことにより、前記中子の上部側および下部側のいずれにも前記ワイヤ電極の成分を付着させた後、前記極間に前記ワークが正電位となり前記ワイヤ電極が負電位となる正極性の電圧を印加するように極性を反転させることを特徴とするワイヤ放電加工機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中子の任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させ、ワークの落下を防止することができるワイヤ放電加工機に関する。

【背景技術】

【0002】

加工電極とワークとの間に形成される極間に放電を発生させて行う放電加工を、板状等のワークに対するワイヤ電極による糸鋸状の切断加工に適用したワイヤ放電加工は広く知られ普及してきている。このワイヤ放電加工では、加工中において、加工溝により切り離されるワークの内側部分をなす中子の落下を防止すべく、中子の任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させる技術が採用されており、このような技術は例えば特許文献１および特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公昭６１−０４１６９０号公報

【特許文献2】特開昭６２−２１８０２４号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上述の如きワイヤ電極の成分の付着は、従来は中子の上部側または下部側のいずれか片側のみで行っていた。しかしながら、成分の付着を中子の片側のみで行っていたのでは、十分な付着力が得られず、加工中に中子が落下することがある等、加工に支障を来たすことがあった。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、加工中においてワークに中子を確実に保持することができるワイヤ放電加工機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、ワイヤ放電加工機に係る請求項１の発明は、ワークテーブルに載置されたワークを加工するワイヤ電極を、ワークを介して上側に配置される上側ワイヤガイドと下側に配置される下側ワイヤガイドによりガイドしながら上方から下方に繰り出して加工経路に沿って移動させワークに加工溝を形成するとともに、加工溝により切り離されたワークの内側部分をなす中子の任意の領域にワイヤ電極の成分を付着させ、ワークの落下を防止する構成を備えたワイヤ放電加工機であって、ワークとワイヤ電極との間に形成される極間に前記ワークが負電位となりワイヤ電極が正電位となる逆極性の電圧を印加し、上側ワイヤガイドおよび下側ワイヤガイドの水平方向の位置を同一としてワイヤ電極を垂直に設定した状態から、加工経路に沿って下側ワイヤガイドを上側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、ワイヤ電極を傾斜させて放電加工を行った後、下側ワイヤガイドを停止させて加工経路に沿って上側ワイヤガイドを下側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、ワイヤ電極が垂直に戻るまで放電加工を行うことにより、中子の上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極の成分を付着させた後、極間に前記ワークが正電位となりワイヤ電極が負電位となる正極性の電圧を印加するように極性を反転させることを特徴とする。

【0007】

本発明では、ワークとワイヤ電極との間に形成される極間にワークが負電位となりワイヤ電極が正電位となる逆極性の電圧を印加し、上側ワイヤガイドおよび下側ワイヤガイドの水平方向の位置を同一としてワイヤ電極を垂直に設定した状態から、加工経路に沿って下側ワイヤガイドを上側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、ワイヤ電極を傾斜させて放電加工を行った後、下側ワイヤガイドを停止させて加工経路に沿って上側ワイヤガイドを下側ワイヤガイドに対して相対的に前進させ、ワイヤ電極が垂直に戻るまで放電加工を行うことにより、中子の上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極の成分を付着させた後、極間に前記ワークが正電位となりワイヤ電極が負電位となる正極性の電圧を印加するように極性を反転させる。これにより、加工中においてワークに中子を確実に保持させることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、加工中においてワークに中子を確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第１実施形態に係るワイヤ放電加工機における全体構成の概要を示す模式図である。

【図2】同ワイヤ放電加工機における電源装置の構成を示す回路図である。

【図3】非付着領域の加工を行う際（極間に正極性の電圧を印加したとき）の電源装置の構成を示す回路図である。

【図4】付着領域の加工を行う際（極間に逆極性の電圧を印加したとき）の電源装置の構成を示す回路図である。

【図5】本発明における中子に対するワイヤ電極の真鍮成分の付着方法を説明するための平面図である。

【図6】中子に対するワイヤ電極の真鍮成分の付着方法を説明するための図５の一部を拡大して示す平面図である。

【図7】中子に対するワイヤ電極の真鍮成分の付着方法を説明するための図５の一部を拡大して示す正面図である。

【図8】中子に対するワイヤ電極の真鍮成分の付着方法を説明するための図５の一部を拡大して示す別の側面図である。

【図9】ワイヤ放電加工機におけるＮＣ制御装置の構成を示すブロック図である。

【図10】ＮＣ制御装置による真鍮成分の付着方法を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１実施形態を示すワイヤ放電加工機１の全体構成の概略を示す図である。同図を参照してワイヤ放電加工機１の概要を説明すると、ワイヤ放電加工機１は、上側ワイヤガイド２と下側ワイヤガイド３との間に工具電極としての黄銅製のワイヤ電極Ｅを連続的に供給しながら、加工槽４内においてワークＷを水系加工液（以下、水系加工液を単に加工液とする）に浸漬した状態でワークＷの放電加工を行う。ワイヤ放電加工機１は、ワークＷをワークテーブル５に載置して行い、電源装置１０によりワイヤ電極ＥとワークＷとの間の極間７に所定の電圧を印加して行う。

【0015】

図２に示すように、電源装置１０は、加工用直流電源１１とスイッチング回路１２を備えている。スイッチング回路１２は４つのスイッチングトランジスタ１２Ａ乃至１２Ｄが図示の如くブリッジ接続されており、スイッチングトランジスタ１２Ｂとスイッチングトランジスタ１２Ｄとの接続点Ｊは加工用直流電源１１のマイナス側に接続され、スイッチングトランジスタ１２Ａとスイッチングトランジスタ１２Ｃとの接続点Ｋは加工用直流電源１１のプラス側に接続されている。そして、スイッチングトランジスタ１２Ａとスイッチングトランジスタ１２Ｂとの接続点Ｌは通電素子２ａ、３ａを介してワイヤ電極Ｅと電気的に接続され、スイッチングトランジスタ１２Ｃとスイッチングトランジスタ１２Ｄとの接続点ＭはワークＷと電気的に接続されている。

【0016】

図３に示すように、スイッチングトランジスタ１２Ｂ、１２Ｃがオンで、スイッチングトランジスタ１２Ａ、１２Ｄがオフとされると、加工用直流電源１１のプラス側とワークＷとが電気的に接続されるとともに、加工用直流電源１１のマイナス側とワイヤ電極Ｅとが電気的に接続され、ワークＷが正電位でワイヤ電極Ｅが負電位となる正極性の矩形波パルス電圧が加工中に極間７に印加される。

【0017】

図４に示すように、スイッチングトランジスタ１２Ａ、１２Ｄがオンでスイッチングトランジスタ１２Ｂ、１２Ｃがオフとされると、加工用直流電源１１のマイナス側とワークＷとが電気的に接続されるとともに、加工用直流電源１１のプラス側とワイヤ電極Ｅとが電気的に接続され、ワークＷが負電位でワイヤ電極Ｅが正電位となる逆極性の矩形波パルス電圧が加工中に極間７に印加される。

【0018】

スイッチングトランジスタ１２Ａ、１２Ｄおよびスイッチングトランジスタ１２Ｂ，１２Ｃのオンオフ動作を交互に行うことで正極性および逆極性の両極性を有する矩形波パルス電圧の出力を高周波で交互に繰り返す高周波両極性矩形波パルス電圧を極間７に印加することができる。更に、ワイヤ放電加工機１は、各移動軸の駆動機構をなす各軸モータ６により極間７の距離を所定に設定しながら行う。

【0019】

本発明においては、移動軸として、Ｕ軸、Ｖ軸、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸が設定されている。Ｕ軸は上側ワイヤガイド２の水平方向の移動軸をなし、Ｖ軸はＵ軸と水平方向に沿って直交する移動軸をなし、Ｘ軸は下側ワイヤガイド３の水平方向の移動軸をなし、Ｙ軸はＸ軸と水平方向に沿って直交する移動軸をなし、Ｚ軸は鉛直軸方向の移動軸をなしている。ワイヤ放電加工機１は、上側ワイヤガイド２のＵ軸およびＶ軸に沿った移動方向と下側ワイヤガイド３のＸ軸およびＹ軸に沿った移動方向とが相互に反対方向となるように設定してワイヤ電極Ｅに傾斜を付与し、ワークＷのテーパ加工を行うことができる。

【0020】

ワイヤ放電加工機１は更にＮＣ制御装置２０を備えており、このＮＣ制御装置２０により加工プログラムを解読しつつ所定の制御信号が生成される。すなわち、ワイヤ放電加工機１は、ＮＣ制御装置２０が生成した制御信号に基づいて各軸モータ６および電源装置１０を動作させ、中子の任意の箇所にワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させながら放電加工を行うことができる。

【0021】

このワイヤ放電加工機１による中子に対する真鍮成分の付着方法を説明すると次のようになる。すなわち、図５に示すように、まずワークＷにおいて加工経路Ｂを設定するとともに、加工経路Ｂ上にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着領域Ｃを設定しその他の加工経路Ｂを非付着領域Ｄとしつつ、各軸モータ６を動作させて加工溝Ｆを形成しながらワイヤ電極Ｅを加工経路Ｂ上に沿って移動させる。

【0022】

つまり、図６および図７に示すように、非付着領域Ｄでは上側ワイヤガイド２および下側ワイヤガイド３を水平方向の位置を同一としてワイヤ電極Ｅを垂直に設定する。そして、非付着領域Ｄではスイッチング回路１２を図３の状態として極間７に正極性の電圧を印加し通常の加工条件で加工溝Ｆの形成のみを行う。

【0023】

一方、付着領域Ｃでは、図６に示すように、スイッチング回路１２を図４の状態とし極間７に逆極性の電圧を印加する。そして、付着領域Ｃでは、図８（ａ）に示すように、上側ワイヤガイド２および下側ワイヤガイド３を水平方向の位置を同一としてワイヤ電極Ｅを垂直に設定した状態から、図８（ｂ）に示すように、下側ワイヤガイド３のみを加工経路Ｂの進行方向に沿って（以下、「加工経路Ｂの進行方向に沿って」は単に「加工経路Ｂに沿って」とする）前進させることにより、下側ワイヤガイド３を、上側ワイヤガイド２よりも先に加工経路Ｂに沿って前進させ、ワイヤ電極Ｅの傾斜を、加工経路Ｂに沿って付与し、中子Ａの下部側のみ加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行う。そして、図８（ｃ）に示すように、下側ワイヤガイド３を停止させた状態としながら上側ワイヤガイド２を前進させ、上側ワイヤガイド２および下側ワイヤガイド３の水平方向の位置を同一としてワイヤ電極Ｅを垂直に設定しつつ、中子Ａの上部側においても加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行い、以後一定の時間間隔で付着領域Ｃの終端に達するまで図８（ｂ）および図８（ｃ）の動作を繰り返し行う。これにより、中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させることができる。

【0024】

本発明においては、このような中子Ａの真鍮成分の付着制御が可能なようにＮＣ制御装置２０を備えている。ＮＣ制御装置２０は、図９に示すように、入力手段３０、記憶手段４０、および処理手段５０からなり、これら各手段３０乃至５０が機能することにより制御信号を生成して、上述の如く中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させることができる。

【0025】

入力手段３０は、例えば、キーボード、マウス、或いはタッチパネル等で構成されており、入力手段３０から処理手段５０における各種処理に必要な情報が入力される。入力手段３０からは、記憶手段４０に記憶された加工プログラムを読み出すための情報が入力される。なお、入力手段３０は、ＵＳＢおよびＬＡＮを介して他の装置から各種情報を入力する構成も含む。

【0026】

記憶手段４０は、ワイヤ放電加工を実行するための加工プログラムが記憶されている。加工プログラムには、極間７に正極性の電圧を印加し通常のワイヤ放電加工を行うための第１の加工条件、加工経路Ｂ、極間７に逆極性の電圧を印加し真鍮成分の付着を行うための第２の加工条件をなす付着加工条件、および付着領域Ｃのそれぞれに関するデータが含まれる。なお、加工経路Ｂのうち付着領域Ｃ以外の領域が非付着領域Ｄとなる。

【0027】

処理手段５０は、入力手段３０から入力された各種情報と記憶手段４０に記憶された加工プログラムに基づいて、真鍮成分の付着を行いつつワイヤ放電加工を実行すべく、設定手段５１、付着領域加工制御手段５２、非付着領域加工制御手段５３、および領域判断手段５４として機能する。

【0028】

設定手段５１は、入力手段３０から入力された情報に基づいて記憶手段４０から加工プログラムを読み出して、加工経路Ｂ、第１の加工条件、第２の加工条件、付着領域Ｃ、および非付着領域Ｄを設定する機能を有している。

【0029】

付着領域加工制御手段５２は、所定の制御信号を生成して各軸モータ６および電源装置１０を動作させ、設定手段５１により設定された付着領域Ｃにおいて、第２の加工条件で、図８に示すように、下側ワイヤガイド３を、上側ワイヤガイド２よりも先に加工経路Ｂに沿って前進させ、ワイヤ電極Ｅの傾斜を、加工経路Ｂに沿って付与し中子Ａの下部側のみ加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行う。そして、同じく図８に示すように、下側ワイヤガイド３を停止させた状態としながら上側ワイヤガイド２を前進させ、中子Ａの上部側においても加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行い、以後一定の時間間隔で付着領域Ｃの終端に達するまでこれらの動作を繰り返し行い、中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させる機能を有している。

【0030】

非付着領域加工制御手段５３は、所定の制御信号を生成して各軸モータ６および電源装置１０を動作させ、設定手段５１により設定された非付着領域Ｄにおいて、加工経路Ｂに沿ってワイヤ電極Ｅを移動させつつ第１の加工条件に基づいてワークＷの通常の放電加工を実行つまりワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行わず加工溝Ｆの形成のみを行う機能を有している。

【0031】

領域判断手段５４は、ワイヤ放電加工の実行中に加工経路Ｂ上のワイヤ電極Ｅの位置を所要に検出し、ワイヤ電極Ｅの位置が付着領域Ｃおよび非付着領域Ｄのいずれにあるかの判断を行う機能を有している。

【0032】

次に、ＮＣ制御装置２０によるワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着方法について図１０のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
まず、ステップＳ１０において、作業者から入力手段３０を介して入力した所定の情報に基づいて、設定手段５１が記憶手段４０から加工プログラムを読み出しつつ、第１の加工条件、加工経路Ｂ、第２の加工条件、付着領域Ｃ、および非付着領域Ｄを設定し、ワークＷのワイヤ放電加工の実行を開始する。

【0033】

次いで、ステップＳ２０において、領域判断手段５４が加工経路Ｂ上のワイヤ電極Ｅの位置を所要に検出し、ワイヤ電極Ｅの位置が付着領域Ｃ上にあるか否かの判断を行い、付着領域Ｃ上にあると判断した場合は、ステップＳ３０において、付着領域加工制御手段５２が制御信号を生成して各軸モータ６および電源装置１０を動作させて、付着領域Ｃにおいて、第２の加工条件で、下側ワイヤガイド３を、上側ワイヤガイド２よりも先に加工経路Ｂに沿って前進させ、ワイヤ電極Ｅの傾斜を、加工経路Ｂに沿って付与し中子Ａの下部側のみ加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行う。そして、下側ワイヤガイド３を停止させた状態としながら上側ワイヤガイド２を前進させ、中子Ａの上部側においても加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行い、以後一定の時間間隔で付着領域Ｃの終端に達するまでこれらの動作を繰り返し行う。これにより、中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させる。

【0034】

一方、ステップＳ２０において、領域判断手段５４が加工経路Ｂ上のワイヤ電極Ｅの位置が付着領域Ｃ上にないと判断した場合つまりワイヤ電極Ｅの位置が非付着領域Ｄ上にあると判断した場合は、ステップＳ４０において、非付着領域加工制御手段５３が制御信号を生成して各軸モータ６および電源装置１０を動作させ、非付着領域Ｄにおいて、加工経路Ｂに沿ってワイヤ電極Ｅを移動させつつ第１の加工条件に基づいてワークＷの通常の放電加工を実行し、以後、ステップＳ５０において、ＮＣ制御装置２０がワイヤ放電加工の終了を確認するまでステップＳ３０乃至ステップＳ４０の動作を行う。

【0042】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。すなわち、例えば、上述した実施形態にあっては、加工液を水系加工液としているが、油系加工液としても本発明の真鍮付着方法を実施することができる。

【0043】

また、上述した実施形態にあっては、上側ワイヤガイド２と下側ワイヤガイド３をそれぞれＵ軸およびＶ軸とＸ軸およびＹ軸に沿って水平方向に移動させることによりワイヤ電極Ｅに傾斜を付与して中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行うこととしているが、ワークテーブル５をＸ軸およびＹ軸に沿って水平方向に移動させることにより真鍮成分の付着を行うこととしてもよい。

【0044】

すなわち、例えば、ワイヤ電極Ｅの傾斜を、加工経路Ｂに沿って付与する場合においては、上側ワイヤガイド２および下側ワイヤガイド３を水平方向の位置を同一としてワイヤ電極Ｅを垂直に設定した状態から、図１３（ａ）に示すように、下側ワイヤガイド３のみを加工経路Ｂに沿って前進させることにより、下側ワイヤガイド３を、上側ワイヤガイド２よりも先に加工経路Ｂに沿ってワークＷとワイヤ電極Ｅが接触する直前の位置まで前進させ、ワイヤ電極Ｅの傾斜を、加工経路Ｂに沿って付与し、続いて、図１３（ｂ）に示すように、ワークＷをワイヤ電極Ｅと接触するようにワークテーブル５を水平方向に移動させ、中子Ａの下部側のみ加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行った後、図１３（ｃ）に示すように、下側ワイヤガイド３を停止させた状態としながら上側ワイヤガイド２を前進させ、中子Ａの上部側においても加工溝Ｆの形成と同時にワイヤ電極Ｅの真鍮成分の付着を行い、これを繰り返すことにより中子Ａの上部側および下部側のいずれにもワイヤ電極Ｅの真鍮成分を付着させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明のワイヤ放電加工機は、加工中に中子の落下を防止することができ、加工効率の飛躍的な向上に貢献する。

【符号の説明】

【0047】

Ａ：中子
Ｂ：加工経路
Ｃ：付着領域
Ｄ：非付着領域
Ｅ：ワイヤ電極
Ｆ：加工溝
Ｈ：ワークの厚み方向の中央位置
Ｉ：交点
Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ：接続点
１：ワイヤ放電加工機
２：上側ワイヤガイド
２ａ：通電素子
３：下側ワイヤガイド
３ａ：通電素子
４：加工槽
５：ワークスタンド
６：各軸モータ
７：極間
１０：電源装置
１１：加工用直流電源
１２：スイッチング回路
１２Ａ乃至１２Ｄ：スイッチングトランジスタ
２０：ＮＣ制御装置
３０：入力手段
４０：記憶手段
５０：処理手段
５１：設定手段
５２：付着領域加工制御手段
５３：非付着領域加工制御手段
５４：領域判断手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】