JPH067864Y2 - 四軸制御ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は四軸制御ワイヤカット放電加工装置に関し、特
に改良された電極案内支持体の移動機構を有する四軸制
御ワイヤカット放電加工装置に関する。

〔従来の技術〕

ワイヤカット放電加工装置は、通常の放電加工装置の如
く加工形状に対応した電極を加工の都度製作する必要が
ないこと、数値制御装置（ＮＣ装置）の発達に伴い長時
間の無人運転が可能であること等の理由により、現在広
く利用されるに到っている。

而して、近年ワイヤカット放電加工は高速且つ高精度の
加工が行なわれるよう多くの改良が重ねられてきている
が、その応用面を拡張するために、これまで以上にテー
パ角度の大きな加工が可能なものが望まれている。

従来、テーパ加工用機構に於けるＵＶ案内軸受として
は、クロスローラガイド又はクロスボールガイド方式、
或いはリニアボールガイドが使用されている。前二者は
価格が高い許りでなく、直接的に荷重のかゝるテーブル
の両端にテーブルストローク（ＬＳ）の1/2の長さのオ
ーバーハングが生じ、精度を維持するためにはストロー
クをあまり大きく取れないという問題がある。他方、後
者は価格の面では安価であるが、懸垂荷重によりガイド
バーの曲りを生じたり、またプリロードが取れないため
に高精度の案内が非常に難しいという問題を有してい
る。

〔考案が解決しようとする問題点〕

本考案は叙上の問題点を解決するためなされたものであ
り、その目的とするところは、テーパ角度を大きく取る
ために、ＵＶ軸方向のストロークを大きく取ることがで
き、しかも低価格、高精度でコンパクトに構成できるテ
ーパ加工用電極案内支持体の移動機構を備えた四軸制御
ワイヤカット放電加工装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本考案は、ＸＹ二軸方向に
制御可能な載物台と、ＵＶ二軸方向に制御可能な電極案
内支持体とを具備する四軸制御ワイヤカット放電加工装
置に於て、無限直線運動用複列アンギュラベアリングに
より上記電極案内支持体を移動自在に構成に係るもの
で、電極案内を取付けた電極案内支持体を連続保持した
水平面方向にほぼ平板状で長方形のＵ軸方向移動テーブ
ルと、該Ｕ軸方向移動テーブルの上部に重なるように位
置するＶ軸方向移動テーブルと、及び該Ｖ軸方向移動テ
ーブルの上部に重なるように上部アームより昇降自在に
垂下してステムの先端に取付けた固定テーブルとを備
え、 前記Ｖ軸方向移動テーブルの一方の端部側であって、前
記Ｕ軸と垂直なＶ軸方向のほぼ中央部に設けられたＵ軸
方向駆動モータ及び前記中央部に於てＵ軸方向に延在
し、前記モータによる回転駆動によりＵ軸方向移動テー
ブルをＶ軸方向移動テーブルに対して送り移動可能に結
合する送りネジ及び雌ネジ部材とから成るＵ軸駆動送り
装置と、前記Ｕ軸方向移動テーブル又は固定テーブルの
一方の端部側であって、前記Ｖ軸と直角なＵ軸方向のほ
ぼ中央部に設けられたＶ軸方向駆動モータ及び前記中央
部に於てＶ軸方向に延在し、前記モータによる回転駆動
によりＶ軸方向移動テーブルを固定テーブルに対して送
り移動可能に結合する送りネジ及び雌ネジ部材とから成
るＶ軸駆動送り装置と、前記Ｕ軸と直角なＶ軸方向の両
端側のＵ軸及びＶ軸方向移動テーブルに、夫々Ｕ軸方向
に平行に延在すると共にほぼＶ軸方向に相対接してＵ軸
方向相対移動可能に案内するように固定して設けられた
各１対のガイドバーと無限直線運動用複列アンギュラベ
アリングとから成るＵ軸移動案内装置と、前記Ｖ軸と直
角なＵ軸方向の両端側のＶ軸方向移動テーブル及び固定
テーブルに、夫々Ｖ軸方向に平行に延在すると共にほぼ
Ｕ軸方向に相対接してＶ軸方向相対移動可能に案内する
ように固定して設けられた１対のガイドバーと無限直線
運動用複列アンギュラベアリングとから成るＶ軸移動案
内装置とを有することを特徴とする。

〔作用〕

上記の如き構成であると、上記無限直線運動用複列アン
ギュラベアリングを一方のテーブルの両端まで１個又は
複数個連続して取り付けることが可能であり、もう一方
のテーブルに取り付けられるガイドバーは上記アンギュ
ラベアリングの二列に配されたベアリング間に噛み合う
形で移動するので、テーブルの両端に於て過大なオーバ
ーハングを生じることがなく、また上記ガイドバーが常
時多数のベアリングボールによって支持されるのでガイ
ドバーに曲がりを又、各Ｕ軸及びＶ軸方向移動テーブル
に対する駆動送りが、各軸方向と直角方向の中央部に於
て軸方向に、即ち前記二列に配されたベアリング間に於
て、ベアリングによる移動案内方向に行なわれるところ
から、その移動は平衡状態に保って円滑に行なわれ、容
易に高精度を維持することができ、更にまた、上記無限
直線運動用複列アンギュラベアリングは比較的安価であ
ることから、従来に比べて低価格且つ高精度のテーパ加
工用電極案内支持体の移動機構を備えた四軸制御ワイヤ
カット放電加工装置を提供し得るものである。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつゝ本考案の構成の詳細を具体的に
説明する。

第１図は本考案に係るワイヤカット放電加工装置の一実
施例の概要を示す全体図、第２図は第１図に示したワイ
ヤカット放電加工装置中の電極案内支持体の移動機構部
分の要部拡大断面図、第３図は第２図中III−III線に沿
った上面図、第４図は上記電極案内支持体の移動機構に
設けられる無限直線運動用複列アンギュラベアリングの
外観斜視図、第５図は上記無限直線運動用複列アンギュ
ラベアリングの機能を示す軸直角断面図である。

而して、本考案に係るワイヤカット放電加工装置の一実
施例の概要を示す第１図中、１はカラム、２は上記カラ
ム１から伸長した上部アーム、３は下部アーム、４はワ
イヤ電極、５はワイヤ電極供給ドラム、６はワイヤ電極
回収ドラム、７は上記上部アームに昇降自在に垂下して
取り付けられてステム、８は電極案内体９を取り付ける
電極案内支持体、10は上記電極案内支持体８をＵＶ軸方
向に移動可能に支承する電極案内支持体移動機構、11は
上記下部アーム３側に設けられた電極案内、12は被加工
体、13は被加工体12を固定する載物台、14は上記載物台
13をＸ軸（図中左右方向）及びＹ軸方向（図面の紙面に
対して直角方向）に移動可能に支持するクロススライド
テーブルであり、また上記電極案内支持体移動機構10の
詳細を示す第２図及び第３図中、21は上記ステム７の下
端に適宜の取付台座７′を介して固定される固定テーブ
ル、22は上記固定テーブル21に対してＶ軸方向（図面の
紙面に対して直角方向）を移動可能に支承されるＶ軸方
向移動テーブル、23は上記Ｖ軸方向移動テーブルに対し
てＵ軸方向（図中左右方向）に移動可能に支承されるＵ
軸方向移動テーブル、24及び25は上記Ｖ軸方向移動テー
ブル22を固定テーブル21に対してＶ軸方向に移動可能に
支持するためＶ軸方向移動テーブル22の上面に取り付け
られた無限直線運動用複列アンギュラベアリング、26及
び27は上記アンギュラベアリング24及び25のそれぞれの
ベアリングボールに当接して摺動移動するよう上記固定
テーブル21側に固着されたガイドバー、28（第３図参
照）は上記Ｖ軸方向移動テーブル22（または固定テーブ
ル21）の一方の端部側であって、Ｖ軸と直角なＵ軸方向
のほぼ中央部に取り付けられ上記Ｖ軸方向移動テーブル
を固定テーブル21に対してＦＶ軸方向に駆動するための
Ｖ軸方向駆動モータ、29は上記モータ28の回転軸に取り
付けられたウォームギア、30は上記モータ28の回転によ
り上記Ｖ軸方向移動テーブル22をＶ軸方向に移動させる
よう上記Ｖ軸方向移動テーブル22に回転自在に枢支され
た送りネジき付シャフト、31は上記シャフト30に固着さ
れ上記ウォームギア29と噛み合せられたウォームホイー
ル、32は上記固定テーブル21内に収容、固定され上記送
りネジ付シャフト30の雄ネジ部と噛み合う雌ネジ部材、
33及び34は上記Ｖ軸方向移動テーブル22上に取り付けら
れたリミットスイッチ、35及び36は上記固定移動テーブ
ル21の側面に取り付けられ上記リミットスイッチ33及び
34をそれぞれ作動させてＶ軸方向移動テーブル22の移動
用範囲を規定するリミットスイッチ作動用接触部材、37
は上記Ｕ軸方向移動テーブル23をＶ軸方向移動テーブル
22に対してＵ軸方向に移動可能に支承するためＶ軸方向
移動テーブル22の下面に取り付けられた無限直線運動用
複列アンギュラベアリング、38は上記Ｖ軸方向移動テー
ブル22の一方の端部側であって、Ｕ軸と直角なＶ軸方向
のほぼ中央部に取り付けられ上記Ｕ軸方向移動テーブル
23をＶ軸方向移動テーブル22に対してＵ軸方向に駆動す
るためのＵ軸方向駆動モータ、39は上記モータ38の回転
軸に取り付けられたウォームギア、40は上記モータ38の
回転により上記Ｕ軸方向移動テーブル23をＵ軸方向に移
動させるよう上記Ｖ軸方向移動テーブル22に回転自在に
枢支された送りネジ付シャフト、41は上記シャフト40に
固着され上記ウォームギア39と噛み合せられたウォーム
ホイール、42は上記送りネジ付シャフト40を回転自在に
枢支する回転ベアリング、43は上記Ｕ軸方向移動テーブ
ル23内に収容、固定され上記送りネジ付シャフト40の雄
ネジ部40aと噛み合う雌ネジ部材、44は雌ネジ部材43を
Ｕ軸方向移動テーブル23内に固定する固定ネジ、45（第
３図参照）は前記ワイヤ電極供給ドラム５から供給され
るワイヤ電極４を上記Ｕ軸方向移動テーブル23の下面に
取り付けたワイヤ電極案内支持体８上の電極案内９へ導
くためＶ軸方向移動テーブル22の側面から伸長した位置
に取り付けられたワイヤ電極ガイドプーリである。

而して、第１図に示したワイヤカット放電加工装置にお
いて、ワイヤ電極供給ドラム５から引き出されたワイヤ
電極４は、所定のガイドローラ等を経て上側の電極案内
９に導かれ、上記上側の電極案内９と下側の電極案内11
間に直線状に張架され、この直線部分で被加工体12と微
小間隙を保って対向せしめられて放電加工が行なわれる
と共に、使用後のワイヤ電極は電極回収ドラム６に巻き
取られるようになっている。

載物台13に取り付けられた被加工体12に対しては、ＸＹ
軸方向クロススライドテーブル14を図では省略した数値
制御装置等の指令に基づき駆動して、ＸＹ二軸方向に沿
った加工送りが付与される。

一方、上側の電極案内９は、電極案内支持体移動機構10
を作動させることによりＵＶ二軸方向に移動可能なよう
構成され、下側の電極案内11との間に張架されたワイヤ
電極の張架角度を変更することが可能なようになってお
り、これによって被加工体12に対して所望のテーパ加工
が施されるようになっている。

而して、電極案内支持体８には、加工部分に於けるワイ
ヤ電極の正確な位置決めを行なうための電極案内９のみ
ならず、通常、加工液供給ノズルや、ワイヤ電極と被加
工体間に放電電圧を印加するための通電機構や、加工速
度等を向上させるためワイヤ電極に超音波振動を付与す
るための超音波発振装置等が取り付けられるため、その
重量もかなりのものとなり、従って電極案内支持体移動
機構10は構造的に堅固なものでなければならない。

然しながら、上記電極案内支持体移動機構の主要部とな
るＶ軸及びＵ軸方向移動テーブルを各方向に移動自在に
支承するための支承機構としては、従来よりクロスロー
ラガイド、クロスボールガイド、リニアボールガイド等
が使用されていたため、前記の通り充分な加工精度が得
られなかったり、装置自体が高価となる等の問題があっ
た。

これに対して、本考案に係るワイヤカット放電加工装置
は、上記電極案内支持体移動機構中に於ける各テーブル
の支承機構として無限直線運動用複列アンギュラベアリ
ング24,25,27を使用することにより上記問題を解決しよ
うとするものである。

即ち、第２図に示す如く、Ｖ軸方向移動テーブル22は固
定テーブル21に対して無限直線運動用複列アンギュラベ
アリング24及び25、並びにそれらに対するガイドバー26
及び27を介して支承され、モータ28によって回転せしめ
られる送りネジ付シャフト30によりＶ軸方向に駆動され
るようになっている。他方、Ｕ軸方向移動テーブル23は
Ｖ軸方向移動テーブル22に対して無限直線運動用複列ア
ンギュラベアリング37（これに対向して手前側にもこれ
と同様の無限直線運動用複列アンギュラベアリングが設
けられているが、第２図における切断面より手前側であ
るため図では見えない。）を介して支承され、モータ38
によって回転せしめられる送りネジ付きシャフト40によ
りＵ軸方向に駆動されるようになっている。

Ｕ軸方向移動テーブル23を駆動するための送りネジ付き
シャフト40は、回転ベアリング42によりＶ軸方向移動テ
ーブル22に回転自在に枢支され、その一端に取り付けら
れたウォームホイール41がモータ38の回転軸に取り付け
たウォームギア39を介して回転せしめられることにより
正逆両方向へ回転せしめられ、これによってＵ軸方向移
動テーブル23は、その内部に固定した雌ネジ部材43を介
してＵ軸方向（第２図中左右方向）に移動せしめられ
る。雌ネジ部材43は、その中間部に上記送りネジ付シャ
フト40の雄ネジ部40aと噛み合う雌ネジ部43aが形成され
ると共に、これよりも右側には送りネジ付シャフト40が
侵入し得る空洞部43bが形成され、更に上記雌ネジ部材4
3全体はＶ軸方向移動テーブル23に明けた孔に挿通され
て固定ネジ44によりＶ軸方向移動テーブルに固定されて
いる。

Ｖ軸方向移動テーブル22を固定テーブル21に対して移動
させるためのモータ28，ウォームギア29，送りネジ付シ
ャフト30，ウォームホイール31，雌ネジ部材32等から成
るＶ軸方向の駆動機構の構成も上記と同様である。

而して、上記固定テーブル21とＶ軸方向移動テーブル2
2、並びに上記Ｖ軸方向移動テーブル22とＵ軸方向移動
テーブル23をそれぞれ連結する上記無限直線運動用複列
アンギュラベアリング24,25,37の構成並びにその機能
を、第２図中のアンギュラベアリング25を例にとって第
４図及び第５図を参照しつゝ説明する。他のアンギュラ
ベアリングもこれと同様の構成である。

無限直線運動用複列アンギュラベアリング25は、多数の
ベアリングボール25a,25a,25b,25bを適宜のホルダ部材2
5c,25d,25e間に転動可能に挟持して成るものであり、一
群のベアリングボール25a,25aと、もう一方の一群のベ
アリングボール25b,25bとが互いに平行な平面内でそれ
ぞれ循環して転動、移動し得るよう構成されている。

上記の如き構成の無限直線運動用複列アンギュラベアリ
ング25を、第５図に示す如く例えば前記Ｖ軸方向移動テ
ーブル22に固定すると共に、上記固定テーブル21にはガ
イドバー27を取り付け、ガイドバー27のガイドレール部
分27aが上記アンギュラベアリング25のホルダ部材から
露出した一群のベアリングボール25a,25aと、もう一方
の一群のベアリングボール25b,25bとに当接して移動す
るよう配置する。

然るときは、ベアリングボール25aとガイドレール部分2
7a間の力の伝達方向と、ベアリングボール25bとガイド
レール部分27a間の力の伝達方向は、第５図中のベアリ
ングボール内の矢符に示す如く互いに交差し、そのため
アンギュラベアリング25とガイドバー27間には互いに図
中横方向及び縦方向にガタつきのない確実な連結がなさ
れるものである。

第２図及び第３図に示した電極案内支持体移動機構10の
固定テーブル21とＶ軸方向移動テーブル22、並びにＶ軸
方向移動テーブル22とＵ軸方向移動テーブル23とは上記
の如き無限直線運動用複列アンギュラベアリングを介し
て連結されているため、各テーブルは互いに確実、堅固
に連結され、また上記無限直線運動用複列アンギュラベ
アリングはテーブルの全幅に亙って取り付けることが可
能であるから、電極案内支持体８の部分の重量がかなり
重くなってもテーブルの両端近くにオーバハングを生じ
ることがない。

〔考案の効果〕

本考案は叙上の如く構成されるので、本考案によるとき
は、従来に比べて低価格且つ高精度のテーパ加工用電極
案内支持体の移動機構を備えた四軸制御ワイヤカット放
電加工装置が提供されるものである。

なお、本考案に係るワイヤカット放電加工装置の上記電
極案内支持体の移動機構の構成は叙上の実施例に限定さ
れるものでなく、上記の説明から当業者が容易に想到し
得るすべての変更実施例を包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るワイヤカット放電加工装置の一実
施例の概要を示す全体図、第２図は第１図に示したワイ
ヤカット放電加工装置中の電極案内支持体の移動機構部
分の要部拡大断面図、第３図は第２図中III−III線に沿
った上面図、第４図は上記電極案内支持体の移動機構に
設けられる無限直線運動用複列アンギュラベアリングの
外観図、第５図は上記無限直線運動用複列アンギュラベ
アリングの機能を示す軸直角断面図である。 １……カラム ２……上部アーム ３……下部アーム ４……ワイヤ電極 ５……ワイヤ電極供給ドラム ６……ワイヤ電極回収ドラム ７……ステム ８……電極案内支持体 ９……電極案内 10……電極案内支持体移動機構 11……電極案内 12……被加工体 13……載物台 14……ＸＹ方向クロススライドテーブル 21……固定テーブル 22……Ｖ軸方向移動テーブル 23……Ｕ軸方向移動テーブル 24,25……………無限直線運動用複列アンギュラベアリ
ング 26,27……………ガイドバー 28……Ｖ軸方向駆動モータ 29……ウォームギア 30……送りネジ付シャフト 31……ウォームホイール 32……雌ネジ部材 33,34……………リミットスイッチ 35,36……………リミットスイッチ作動用接触部材 37……無限直線運動用複列アンギュラベアリング 38……Ｕ軸方向駆動モータ 39……ウォームギア 40……送りネジ付きシャフト 41……ウォームホイール 42……回転ベアリング 43……雌ネジ部材 44……固定ネジ 45……ワイヤ電極ガイドプーリ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ＸＹ二軸方向に制御可能な載物第と、ＵＶ
   二軸方向に制御可能な電極案内支持体とを具備する四軸
   制御ワイヤカット放電加工装置に於て、 電極案内９を取付けた電極案内支持体８を連続保持した
   水平面方向にほぼ平板状で長方形のＵ軸方向移動テーブ
   ル２３と、該Ｕ軸方向移動テーブルの上部に重なるよう
   に位置するＶ軸方向移動テーブル２２と、及び該Ｖ軸方
   向移動テーブルの上部に重なるように上部アームより昇
   降自在に垂下してシステム７の先端に取付けた固定テー
   ブル２１とを備え、 前記Ｖ軸方向移動テーブルの一方の端部側であって、前
   記Ｕ軸と垂直なＶ軸方向のほぼ中央部に設けられたＵ軸
   方向駆動モータ及び前記中央部に於てＵ軸方向に延在
   し、前記モータによる回転駆動によりＵ軸方向移動テー
   ブルをＶ軸方向移動テーブルに対して送り移動可能に結
   合する送りネジ及び雌ネジ部材とから成るＵ軸駆動送り
   装置と、前記Ｕ軸方向移動テーブル又は固定テーブルの
   一方の端部側であって、前記Ｖ軸と直角なＵ軸方向のほ
   ぼ中央部に設けられたＶ軸方向駆動モータ及び前記中央
   部に於てＶ軸方向に延在し、前記モータによる回転駆動
   によりＶ軸方向移動テーブルを固定テーブルに対して送
   り移動可能に結合する送りネジ及び雌ネジ部材とから成
   るＶ軸駆動送り装置と、前記Ｕ軸と直角なＶ軸方向の両
   端側のＵ軸及びＶ軸方向移動テーブルに、夫々Ｕ軸方向
   に平行に延在すると共にほぼＶ軸方向に相対接してＵ軸
   方向相対移動可能に案内するように固定して設けられた
   各１対のガイドバーと無限直線運動用複列アンギュラベ
   アリングとから成るＵ軸移動案内装置と、前記Ｖ軸と直
   角なＵ軸方向の両端側のＶ軸方向移動テーブル及び固定
   テーブルに、夫々Ｖ軸方向に平行に延在すると共にほぼ
   Ｕ軸方向に相対接してＶ軸方向相対移動可能に案内する
   ように固定して設けられた１対のガイドバーと無限直線
   運動用複列アンギュラベアリングとから成るＶ軸移動案
   内装置とを有することを特徴とする上記の四軸制御ワイ
   ヤカット放電加工装置。