株式会社ソディック (〒22 神奈川県横浜市都筑区仲町台３丁目１２番１号 Kanagawa, 2248522, JP)
| ワークにウォータジェット加工とワイヤ放電加工を行なうことができる複合加工装置において、 前記ワークを収容する加工槽と、 ワイヤ電極と、 前記ワイヤ電極を支持する上側及び下側ワイヤガイドと、 前記下側ワイヤガイドを収容する下側ガイド組立体と、 前記下側ガイド組立体を支持する前記加工槽に相対的に移動可能な下アームと 前記加工槽をワークが位置する第1の領域と第2の領域に仕切る移動可能なシャッタとを含み、 下側ガイド組立体が前記第1の領域と前記第2の領域との間を移動できる複合加工装置。 |
| 前記第2の領域の中で前記加工槽に取り付けられた端子と、一端が前記下側ガイド組立体に接続され他端が前記端子に接続された電力線を含む請求項1に記載の複合加工装置。 |
| ワークにウォータジェット加工とワイヤ放電加工を行なうことができる複合加工装置において、 ワイヤ電極と、 前記ワイヤ電極を支持する上側及び下側ワイヤガイドと、 前記下側ワイヤガイドを収容する下側ガイド組立体と、 前記下側ガイド組立体を支持する前記加工槽に相対的に移動可能な下アームと 前記下アームが貫通する長孔を有する、前記ワークを収容する加工槽と、 前記ワークが位置する加工領域から前記長孔を隔離する移動可能なシャッタとを含む複合加工装置。 |
本発明は、一対のワイヤガイド間に支持さ れたワイヤ電極を用いて放電によって導電性 のワークを加工するワイヤ放電加工装置に関 する。特に、本発明は、ワイヤ放電加工と、 高圧水のジェットによってワークを切断する ウォータジェット加工が可能な複合加工装置 に関する。
超硬合金のような導電性の難切削材を複雑 な形状に加工できる加工方法の1つとして、 イヤ放電加工が知られている。ワイヤ放電 工は放電エネルギを利用し非接触でワーク 加工するので、形状精度が数μm以下で面粗 が数μmRz以下の極めて高精度な加工が可能で ある。
一方、砥粒を混入させた高圧水をジェット ノズルから噴射させてワークを切断するアブ レーシブウォータジェット加工が知られてい る。アブレーシブウォータジェット加工は、 ワイヤ放電加工の10倍近い速度で材料を除去 きる。しかしながら、ウォータジェット加 のように流体ジェットを工具として使用す 加工方法は、ワイヤ放電加工のように高い 状精度や微小な面粗さを達成できない。
特許文献1は、ウォータジェット加工の高 加工性能とワイヤの高精度を生かすべく、 ォータジェット加工とワイヤ放電加工を1台 加工装置で実施できるようにした複合加工 置を開示している。
複合加工装置では、走行するワイヤ電極は 、上側及び下側ワイヤガイドとの間に張架さ れる。下側ワイヤガイドは下側ガイド組立体 に収納されている。下側ガイド組立体は、ワ イヤ電極に電流を供給する接触子も収納して いる。下側ガイド組立体は加工部に加工液を 噴射するノズルを備え、下アームの先端に取 り付けられている。ワイヤ電極は下側ワイヤ ガイドを通って下方へ搬送された後、方向転 換プーリによって水平に搬送される。ワイヤ 電極はさらに下アーム内を水平に搬送され、 排出される。
複合加工装置は、ウォータジェット加工用 のキャッチャータンクとワイヤ放電加工用の 加工槽として機能する1つのタンクを備えて る。以下、このタンクを加工槽と称する。 工槽の後壁には長孔が形成され、下アーム 加工槽の外側で支持され長孔を通って延び いる。長孔は下アームが加工槽に対して水 に移動できるように水平に延びている。長 を塞ぐスライドプレートを含むシール装置 下アームを封止している。
下アームはOリングを介してスライドプレ トの穴を貫通している。加工槽の後壁とス イドプレートとの間には、シール材が設け れている。したがって、下アームが加工槽 対してX軸方向(左右方向)とY軸方向(前後方向 )の何れに移動しても水が加工槽の外に流出 ない。
ジェットノズルから噴射される高圧水には 砥粒が混入されているため、加工槽に貯留さ れた水は砥粒を含んでいる。砥粒は下側ワイ ヤガイドや方向転換プーリに付着する。微小 な砥粒はワイヤガイドを詰まらせワイヤ電極 の走行を妨げる。また、砥粒は方向転換プー リを過度に磨耗させたりその回動を阻害する 。
高圧水のジェットは接触子に電力を供給す る電力線を傷つけてしまう虞がある。また、 高圧水のジェットは下アームまたは下側ガイ ド組立体を損傷させる虞がある。そのため、 ジェットノズルが取り付けられた加工ヘッド のX軸方向とY軸方向の移動が制限されてしま 。
さらに、下アームは加工槽中の水に浸漬し ているので、砥粒がシール装置に付着する。 砥粒はシール材やOリングを劣化させる原因 なるとともに、スライドプレートや下アー の移動の妨げになる。
本発明は、下アーム及び下側ガイド組立体 が高圧水のジェットによって損傷する虞れが ない複合加工装置を提供することを目的とす る。また、本発明は、下側ガイド組立体とシ ール装置に砥粒が付着しない複合加工装置を 提供することを目的とする。
本発明の一側面によれば、ワークにウォー タジェット加工とワイヤ放電加工を行なうこ とができる複合加工装置は、ワークを収容す る加工槽と、ワイヤ電極と、ワイヤ電極を支 持する上側及び下側ワイヤガイドと、下側ワ イヤガイドを収容する下側ガイド組立体と、 下側ガイド組立体を支持する加工槽に相対的 に移動可能な下アームと、加工槽をワークが 位置する第1の領域と第2の領域に仕切るシャ タとを含む。下側ガイド組立体は第1の領域 と第2の領域との間を移動できる。
好ましくは、複合加工装置は、待避領域の 中で加工槽に取り付けられた端子と、一端が 下側ガイド組立体に接続され他端が端子に接 続された電力線を含む。
また、本発明の他の側面によれば、ワーク にウォータジェット加工とワイヤ放電加工を 行なうことができる複合加工装置は、ワイヤ 電極と、ワイヤ電極を支持する上側及び下側 ワイヤガイドと、下側ワイヤガイドを収容す る下側ガイド組立体と、下側ガイド組立体を 支持する加工槽に相対的に移動可能な下アー ムと、下アームが貫通する長孔を有する、ワ ークを収容する加工槽と、ワークが位置する 加工領域から前記長孔を隔離するシャッタと を含む。
本発明の複合加工装置は、下アームが加工 領域と待避領域との間を移動するので、ウォ ータジェット加工を行なっている間、加工槽 に形成された待避領域にワイヤ放電加工の下 アームの先端側を収容できる。そのため、下 アームをウォータジェット加工の妨げになら ない位置に待避させておくことができる。そ して、下アームが加工槽内の砥粒が混入した 水から隔離されるので、下側ガイド組立体や 方向転換プーリに砥粒が付着することがない 。その結果、砥粒によってワイヤガイドが詰 まったり、ワイヤ電極の走行が妨げられたり 、方向転換プーリのような部材の回動が妨げ られたり磨耗したりすることがない。
電力線の一端が下側ガイド組立体に接続さ れその他端が待避領域の中の加工槽に取り付 けられている。ウォータジェット加工中、電 力線はすべて待避領域に収容されるので、高 圧水のジェットが誤って電力線を傷つけるこ とがない。
シール装置は、上記待避領域に位置する加 工槽の側壁にあり、加工槽内の砥粒が混入し た水から隔離されるので、砥粒がシール装置 に付着しない。その結果、シール材を劣化さ せたり、スライドプレートの相対移動が阻害 されることがない。
1 加工槽
2 ワークスタンド
3 シャッタ
4 待避領域
5 下アーム
6 後壁
7 長孔
8 下側ガイド組立体
9 加工領域
10 スライドプレート
11 電力線
12 リニアモータ
13 リニアモータ
図1は、本発明の複合加工装置の下側部分 示す。図1において、下アームが待避領域に 置している。ジェットノズルが取り付けら たジェットノズルヘッド(図示しない)が設 られている。さらに、ワイヤ放電加工用に 側ガイド組立体が取り付けられたワイヤヘ ド(図示しない)が設けられている。図2は、 1中の下アームを示す。
各ヘッドは、リニアモータによってX軸方 (左右方向)とY軸方向(前後方向)に移動する。 X軸方向に関して、両ヘッドはガイドを共有 ており、同軸上を移動する。各ヘッドは独 してY軸方向に移動する。一方のヘッドがワ クを加工できる動作位置にあるとき、他方 ヘッドは加工を邪魔しない待避位置にある
加工槽1は、高圧水のジェットを受け止め キャッチャータンクと誘電性液を貯める加 槽の機能を果たす。ワークはワークスタン 2に取り付けられる。好ましくは、ワークス ンド2の下側に、加工槽1を高圧水のジェッ から保護する緩衝部材が設けられる。加工 1はベッドに固定されワークを取り囲む四面 壁を含んでいる。加工槽1内に昇降可能なシ ャッタ3が設けられる。シャッタ3は上昇して 工槽1を加工領域9と待避領域4に仕切る。
下アーム5は、加工槽1の後壁6に形成された 長孔7を貫通している。下側ガイド組立体8は 下アーム5の先端に固定され、下アーム5に 持される。下側ガイド組立体8は、リニアモ タ12によって、加工領域9と待避領域4との間 を移動できる。
下アーム5はリニアモータ12によってY軸方 に移動し、リニアモータ13によってX軸方向 移動する。下アーム5は、ワイヤ放電加工中 加工プログラムに従ってワイヤヘッドと同 してXY平面内で移動する。したがって、ワ ヤ放電加工中、上側ワイヤガイドと下側ガ ド組立体は、X軸方向とY軸方向に同期して移 動する。
下側ガイド組立体8は、ウォータジェット 工中、待避領域4内に収容されている。下ア ム5の先端が待避領域4内に収容されている き、シャッタ3は上昇している。ワイヤ放電 工に先立って、シャッタ3が下降し、下アー ム5はリニアモータ12によって加工領域9へ進 する。下側ガイド組立体8は、ワークに関し 上側ガイド組立体(図示しない)と対向する うに位置決めされる。
下アーム5と加工槽1との間をシールするシ ル装置は、スライドプレート10を有する。 ライドプレート10は、長孔7を塞ぐように図 しないシール材を介して待避領域4を形成す 加工槽1の後壁6にX軸方向にスライド可能に けられる。下アーム5が加工槽1に相対的にX 方向に移動するとき、スライドプレート10 長孔7を塞いだ状態で後壁6に摺動する。
スライドプレート10は下アーム5が貫通する 孔を有している。スライドプレート10と下ア ム5との間には、図示しないOリングのよう シール材でシールされている。したがって 下アーム5が加工槽1に相対的にY軸方向に移 するとき、シール材によってシールされて る。
スライドプレート10を含むシール装置は、 避領域4の側に設けられている。そのため、 ウォータジェット加工中、シャッタ3は上昇 シール装置は砥粒を含んだ水に接触しない
下側ガイド組立体8中の接触子に電流を供 する電力線11が設けられている。電力線11の 端は下側ガイド組立体に接続され、その他 は後壁6に取り付けられた端子に接続されて いる。その端子は別の電力によって電源装置 へ接続されている。ウォータジェット加工中 、電力線11は下側ガイド組立体8とともに待避 領域4内に引き込まれ加工領域9から離隔され いる。そのため、高圧水のジェットが電力 11を損傷させるおそれがない。
次に、本発明の複合加工装置の動作を説明 する。ウォータジェット加工に先立って、リ ニアモータ12を駆動して下アーム5を加工槽1 形成される待避領域4まで後退させる。した って、下側ガイド組立体8や図示しない方向 転換プーリも待避領域4内に配置される。
ワーク(図示しない)がワークスタンド2に取 り付けられる。浄化された水が加工槽1に供 される。加工槽1の液面はワークの底面より い。シャッタ3は上昇して加工槽1中に待避 域4を形成する。そのため、下側ガイド組立 8や方向転換プーリは、加工領域9から隔離 れ、待避領域4内で清水に漬かった状態にあ 。
ワイヤヘッドが、ウォータジェット加工を 邪魔しない待避位置へX軸方向に移動させら る。ジェットノズルヘッドをX軸方向に移動 せることによって、ジェットノズルはワー を切断できる動作位置に移動させられる。 ェットノズルは砥粒が混入された高圧水の ェットを形成する。加工プログラムに従っ ジェットノズルヘッドがXY平面内で移動さ られ、ワークが所望の形状に切断される。
ウォータジェット加工中、ワイヤヘッドと 下アーム5は、ウォータジェット加工を邪魔 ないそれぞれの待避位置にある。ウォータ ェット加工中、砥粒が加工槽1中の水中に混 されるが、下アーム5は砥粒から完全に隔離 されている。また、加工槽1の後壁6も砥粒か 完全に隔離され、シール装置に砥粒が付着 ない。
ワイヤ放電加工に先立って、シャッタ3が 降し待避領域4が開放される。加工槽1内の水 が排出され加工槽1内が洗浄される。ジェッ ノズルヘッドがワイヤ放電加工を邪魔しな 待避位置に移動させられる。ワイヤヘッド 、ワークを加工できる動作位置に移動させ れる。ワークが誘電性液によって浸漬する 度に、誘電性液が加工槽1に供給される。
下アーム5がリニアモータ12によって加工領 域9に進出する。ワイヤヘッド及び下アーム5 XY平面内で移動させることによって、上側 び下側ワイヤガイドが垂直に整列させられ 。
ワイヤ電極が自動結線装置(図示しない)に って上側及び下側ワイヤガイドに挿通され 。こうして、ワイヤ電極は上側及び下側ワ ヤガイド間に垂直に張架される。ワイヤ電 は加工開始点へ移動させられる。
ワイヤヘッド及び下アーム5は加工プログ ムに従ってX軸方向とY軸方向に移動させられ 、ワークに所望の形状が形成される。ワイヤ 放電加工中、上側及び下側ガイド組立体に備 えられた各ノズルから誘電性液がワークへ向 けて噴射される。
実施例は発明の原理とその実用化を説明する
ことを目的として選ばれたものであり、上記
の教示を考慮して多くの変形が可能である。
例えば、図示の複合加工装置では、加工ヘッ
ドと下アームとがX軸方向とY軸方向に移動可
であるが、代わりに加工槽がX軸方向とY軸
向に移動可能であるようにしてもよい。