专利名称：金属线放电加工装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属线放电加工装置(wire electric dischargemachine)，特别涉及一种金属线放电加工装置，其具有一收集由线放电加工而产生的切割片(加工碎片或加工产品)的装置。
背景技术：
在利用金属线放电加工装置加工工件时，通常产生作为切割片的加工碎片。由金属线放电加工装置产生的加工碎片在形状上与其它切割机器产生的加工碎片不同。基于不同的状况，切割片可用来作为加工产品。特别的，如图1所描述的，一个大尺寸的集合部分从工件1分离出来作为一切割片2。该集合部分构成加工碎片的大部分或构成一加工产品。
这样的切割片落入一加工箱中。因为下臂，下导杆等部件位于该加工箱中，当切割片落入该箱中时，该切割片有可能与下臂，下导轨等部件发生干扰。为了避免这种情况，加工碎片(或一加工产品)在其从工件上切割下来之后，由操作者手动移除或者收集。另外，提出过一种方法，其作为自动装载/卸载工件的基于自动机械装置系统的一部分，自动收集加工碎片或加工产品(参见JP2002-263958A)，其中上述系统被开发出来以满足自动金属线放电加工装置的要求。
发明内容
本发明提供一种金属线放电加工装置，其具有一机构，用于在会与下臂，下导杆等等发生干扰的地方回收切割片(加工碎片或加工产品)，且收集该切割片，该机构结构简单且容易执行自动回收操作。
依照本发明，提供一机构，其具有一位于下导轨上的切割片接收筐，用于接收切割片(加工碎片或加工产品)，且将该接收筐进行转动以使接收在该接收筐中的切割片回收到一安全的地方。
本发明的金属线放电加工装置通过线电极与工件之间的放电执行放电加工。依照本发明的一方面，该金属线放电加工装置包括一位于工件之下的下导杆，用于引导线电极；一位于下导杆上的切割片接收筐，用于接收由放电加工而产生的切割片；支撑装置，用于绕水平轴旋转支撑该切割片接收筐；转动装置，用于将由支撑装置支撑的切割片接收筐绕水平轴转动；及一切割片接收箱，用于利用转动装置转动切割片接收筐，而接收和收集从该切割片接收筐释放的切割片。
该转动装置可包括驱动装置，用于相对于线电极移动位于加工槽中的工件。
在这种情况下，该转动装置包括一固定在该加工槽中的凸轮块，所述支持装置包括一支撑元件，其用于支撑所述切割片接收筐，且具有与所述凸轮块啮合的一端，所述凸轮块相对于下导杆移动以与支撑元件的一端啮合，且利用所述驱动装置向或者背离所述下导杆移动，从而说述切割片接收筐绕水平轴转动。
转动装置可包括一马达或一旋转传动器。此外，转动装置可包括一气缸。
依照本发明的另一方面，金属线放电加工装置包括一位于工件之下的下导杆，用于引导线电极；一位于下导杆上的切割片接收筐，用于接收由放电加工而产生的切割片；支撑装置，用于绕水平轴旋转支撑该切割片接收筐；旋转操作元件，用于接收一运动以将所述切割片接收筐绕水平轴转动；及一切割片接收箱，用于通过加到旋转操作元件上的运动而转动切割片接收筐，而接收和收集从该切割片接收筐释放的切割片。
转动所述旋转操作元件的运动可以手动加在其上面或者通过与自动机械装置相连的一工具而加在其上面。
特别的，在线放电加工过程中产生的切割片为加工碎片。然而，切割片可为加工产品。
依照本发明，提供一种金属线放电加工装置，其具有一机构，用于在会与下臂，下导杆等等发生干扰的地方回收切割片(加工碎片或加工产品)，且收集该切割片。该机构简单且容易执行自动回收操作。
图1为显示由金属线放电加工装置产生的切割片的示意图；图2为显示依照本发明的一实施例的金属线放电加工装置的整体结构的俯视图；图3为显示图2所示金属线放电加工装置的加工箱内部示意排布的俯视图；图4为显示依照本实施例的金属线放电加工装置的加工箱内的示意排布的前示图；图5为显示依照本实施例的金属线放电加工装置的下导轨部件周围的示意排布的俯视图；图6为显示电装备部件的CNC/控制器与旋转轴(C轴)、X、Y、Z轴，外围设备等连接的方框图。
图7为切割片接收筐在回收开始/完成位置的状态示意图；图8a为该筐旋转大约60度的状态示意图，图8b为该筐旋转大约90度的状态示意图；图9为本实施例的切割片接收筐在其翻转位置的状态示意图；图10为显示切割片接收筐的回收/收集操作从开始到结束的整体流程图；图11为显示马达或一旋转传动器用来作为给切割片接收筐提供动力源的例子的示意图；图12为显示气缸用来作为给切割片接收筐提供动力源的例子的示意图；图13为显示人工用来作为给切割片接收筐提供动力源的例子的示意图；及图14为显示自动机械装置用来作为给切割片接收筐提供动力源的例子的示意图。
具体实施例方式
参照图2-6，首先描述本发明一实施例的金属线放电加工装置的概要。本实施例的金属线放电加工装置包括与加工相关的部分，其结构与现有技术相同。特别地，附图标记3表示一用于支撑上引导块7的圆柱或类似元件。金属线14从上引导块7提供给下引导块8，且缠绕在位于圆柱3后面的电线收紧单元(未示)上，其中该下引导块8由固定在圆柱3上的下臂9所支撑。
切削液从切削液箱13提供给加工箱20。当工件1、下引导块8及位于工件1下方的类似元件浸泡在切削液中时，执行加工。可选择地，当工件、下引导块8及类似的元件被切削液冲刷时，执行加工。利用电线14对位于切削液中的工件1执行放电加工，而该工件被固持在工件故定器6上，一旋转驱动单元5使该工件固定器6绕水平轴(C轴)旋转。
已知的一控制器部件安装在电装备部件10中，该控制器包括一CPU、一CNC、一存储器和一输入/输出装置(用于外部设备)。该CNC控制用于驱动X、Y、Z和C轴的伺服马达。输入/输出装置(I/O)连接至一放电电源，一送线部件和一显示器(由图2中的附图标记12表示)，且在必要时连接至一马达(并非轴伺服马达)，一旋转传动器(actuator)，一气缸，一自动机械装置等，从而在它们之间传送所需的命令和数据。
放电加工以公知的方法执行。简要地说，X，Y和C轴的位置依照存储在控制器的存储器中的加工程序由CNC伺服控制，且一预定的放电电压/电流提供给电线14，从而沿预定的切割线和切割面加工工件。结果，产生了切割片2。各种表明加工进程等的数据在显示器12上显示，该显示器12安装在显示器支持台11上。
由加工产生的切割片2为一加工碎片(machined chip)或一加工产品(machined product)。在任一情况下，切割片2掉入切割片接收筐30中。依照本发明的特点，切割片接收筐30被可转动的支撑，以使其能绕一水平轴转动，且该切割片接收筐执行旋转运动以实现一翻转位置，从而使得从接收到的切割片2从切割片接收筐30中移出，从下引导块8的周围回收，且然后转移至一切割片收集箱40中。该机构以及其操作将在下面描述。
如图5所示，切割片接收筐30安装在支撑杆(支撑元件)31上，且由其支撑，该支撑杆31与一旋转支撑轴36相耦合。旋转支撑轴36通过轴承(未示)由下引导块8支撑。通常情况下(也就是说，没有执行下面提到的回收切割材料的操作时间内)，支撑杆31和被旋转支撑轴36支撑起来以旋转的切割片接收筐30保持静态，并在自由状态下放置在下引导块8上。掉下的切割片2被切割片接收筐30接收。
支撑杆31中的一个具有一延伸部32，其远离旋转支撑轴36而延伸。该延伸部32作为使支撑杆31和由该支撑杆支撑的切割片接收筐30绕旋转支撑轴36旋转的杠杆(操作杆)。通过将一绕旋转支撑轴36的力矩运动作用于延伸部32，该切割片接收筐30绕该旋转支撑轴36转动。
本实施例中的力矩应用装置采用的是一机构，该机构将XY台4的驱动力转换为绕旋转支撑轴36的力矩作用，且该机构将该力矩应用到延伸部32末梢的周围。特别的，一轴承33位于延伸部32末梢的周围以使其稍微向侧面突出(在旋转支撑轴36的轴向)；并提供一凸轮块34，其形成一将轴承33合适地收容于其中的槽(导引槽)35。
切割片收集箱40具有一向上(负Z方向)的开口，该切割收集箱40与切割片接收筐30相对于旋转支撑轴36近似对称排布。在本实施例中，切割片收集箱40位于加工箱20中。在某些情况下，切割片收集箱40可以位于加工箱20外。凸轮块34固定在加工箱20中的一靠近切割片收集箱40的位置(省略了固定部分的图)，从而，静止地位于下引导块8上的切割材料接收筐30与凸轮块34之间的位置关系，及筐30与位于凸轮块34上的槽35之间的位置关系依照XY台4的运动位置而决定。
在本实施例中，凸轮块34以这样的方式设置当在加工工件1的过程中，XY台4在其预期的范围内运动时，延伸部32和支撑杆31的轴承33不靠近凸轮块34。因此，当工件1执行正常的放电加工时，没有力矩施加到延伸部32和轴承33上，从而，如上面描述的那样，切割片接收筐30静止地位于下引导块8上，准备接收落下的切割片2。
接下来描述回收和收集切割片(传送至切割片收集箱40中)的操作，其通过利用上面提到的旋转机构来实现。
通过将切割片接收筐30绕旋转支撑轴36旋转，切割片2和切割片接收筐30一起从下引导块8的周围移开，从而实现切割片2的回收。切割片接收筐30进一步旋转，然后翻转，从而其开口向下指向切割片收集箱40，从而可将切割片2转移到切割片收集箱40中。
为了使切割片接收筐30绕旋转支撑轴36旋转，如图5所示，利用XY台的驱动轴，轴承33运动到朝凸轮块34缺口槽35的位置。为了便于描述，这种XY位置(沿X轴和Y轴测量(与下面的相同))称为“回收准备位置”。从该回收准备位置，轴承33在X负方向上移动一预定距离以固定在槽35中。该轴承固定完成的XY位置也是回收/收集完成后X轴和Y轴回复的位置。为了便于描述，这样的位置称为“回收开始/完成位置”。
图7显示了该XY位置为回收开始/完成位置的状态。特别地，因为从回收准备位置至回收开始/完成位置的运动(沿负X方向的运动)，轴承33在图7中沿着相对图面向内的方向，移动一预定的距离(从回收准备位置至回收开始/完成位置之间的距离)到安装在凸轮块34的槽35中的位置。在这种状态，切割片接收筐30当然仍就通过支撑杆31静止地位于该下导轨8上。
接下来，当Y轴从图7所示的状态进一步进行旋转时(这里为负Y方向(向图7左侧))，轴承33被约束在槽35中，并由槽35引导运动。结果，一个力矩以绕旋转支撑轴36的方向施加给支撑杆31的延伸部32，且该支撑杆31与切割片接收筐30一起开始绕旋转支撑轴36旋转。图8a和8b分别显示了切割片接收筐30旋转大约60度和90度的状态。
然后，Y轴继续移动，从而切割片接收筐30旋转至位于切割片收集箱40上的翻转位置。该翻转状态如图9所示。在此例子中，当切割片接收筐30旋转大约120度时，达到旋转界限。该状态保持一预定的时间周期，从而切割片2从切割片接收筐30中转移至切割片收集箱40中。
为了便于说明，相应于图9所示状态的XY位置被参考为“切割片接收筐翻转位置”。
在经过了预定时间周期后，Y轴在与回收操作方向相反的方向运动，从而通过图8b和图8a的状态，Y轴从图9的状态回复到图7的状态(回收开始/完成位置)。当实现从图7至图5状态的回复时，释放轴承33和槽35之间的啮合，从而XY台可自由移动，且切割片接收筐30静止地保持在其原始方向(未旋转状态)。上面描述的一系列的操作在图10中整体显示。以下为各个步骤的重点。
步骤S1X轴和Y轴移动到控制器中的前面描述的回收准备位置。
步骤S2X轴在负X方向移动一预定距离d1。该预定距离d1为使轴承33从图5所示的位置合适地安装到槽35中所必需且足够的距离。该距离d1在控制器中预先设置。
步骤S3Y轴在负Y方向移动一预定距离d2，该预定距离d2为使切割片接收筐30从图7所示的状态(回收开始/完成位置)旋转到图9所时的状态(切割片接收筐翻转位置)所必需且足够的Y轴运动距离。该距离d2在控制器中预先设置。
步骤S4切割片接收筐30保持停止一预定时间周期T，该时间周期为保证切割片2从切割片接收筐30落入切割片收集箱40中所必需且足够的时间周期(例如，数秒)。该时间周期T在控制器中预先设置。
步骤S5Y轴在正Y方向移动一预定距离d2以使得回复至图7所示的状态(回收开始/完成位置)。
步骤S6X轴在正X方向移动一预定距离d1以使得回复至图5所示的状态(回收准备位置)。
上面提到的实施例的优点在于因为使切割片接收筐实现切割片回收/收集的旋转驱动力可从工件台驱动轴获得，且该工件台驱动轴原本就须装配于金属线放电加工装置中，所以既不需要气缸也不需要一特殊用途的马达；本实施例在加工过程中不易受半固体生产(sludge produced)的影响，从而在操作中具有较高的可靠性。另一优点在于整个制作成本非常低。
本发明并于仅限于上述实施例。例如，用于得到来自机器的驱动轴(X、Y、Z、C轴等)的用于切割片接收筐的旋转驱动力的具体机构(力矩应用源)可以为不同于本实施例中描述的机构。除了轴伺服马达外，还可以使用马达旋转传动器，气缸，自动机械装置或人力作为一力矩应用源。这些例子如图11-14中所示。
图11显示了使用了一特殊用途的马达或一旋转传动器的例子。在该例子中，使用支撑杆311，而不是使用本实施例中的支撑杆31，作为支撑切割片接收筐30的支撑元件。该支撑杆既没有力矩作用的轴承也没有力矩作用的延伸部。替代地，提供一马达或一旋转传动器15旋转驱动该旋转支撑轴36，从而将该被支撑的支撑杆311支撑。将该马达或旋转传动器15安装以形成支撑杆311的一端(旋转支撑轴36的一边)或者形成下引导块8的部分(接近旋转支撑轴36)。
为了执行切割片接收筐30的回收/收集操作，旋转支撑轴36可被旋转驱动，以旋转一等于或大于90度的预定角度(例如，120度)，停止一预定时间周期(例如，数秒)以使切割片落入切割片收集箱40中，反向(图11中的顺时针)旋转相同的角度。该操作的控制可利用电装置部件10的控制器(参照图6)来实现。
图12显示了使用一气缸的例子，在这个接下来的例子中，使用支撑杆312，而不是使用前面描述的实施例中的支撑杆31，作为支撑切割片接收筐30的支撑元件。该支撑杆312在其一端(远离旋转支撑轴36的那一侧)具有一枢轴支撑53，其用于枢轴支撑气缸50的运动杆51的末梢部分。一支撑气缸50近侧部分的枢轴支撑物52位于下引导块8上。枢轴支撑物50的位置决定当气缸没有启动时(当运动杆51位于收回的位置)，切割片接收筐30所位于的原始方位(没有旋转的方位)。
为了执行切割片接收筐30的回收/收集操作，控制气缸50以使得启动气缸以使运动杆51向前运动，从而将切割片接收筐30从切割片接收筐30位于原始方位(其开口向上)的状态，旋转等于或大于90度的预定角度(例如，120度)；切割片接收筐30停止一预定时间周期(例如，数秒)以使切割片落入切割片收集箱40中；然后运动杆部分51向后运动以使得切割片接收筐30反向(图12中的顺时针)旋转相同的角度，回复到原始方位。该操作的控制可利用电装置部件10的控制器(参照图6)来实现。
图13显示了利用人力来使切割片接收筐30旋转的例子。在该例子中，使用支撑杆313，作为支撑切割片接收筐30的支撑元件，而不是使用前面的实施例中的支撑杆31。该支撑杆具有一延伸部321，其相应于前面所述的延伸部32(参见图5)，且具有一由手60操作的操作手柄37，其位于延伸部321的末梢的周围。
为了执行切割片接收筐30的回收/收集操作，操作该手柄以使得操作者用手60抓住手柄37，此时，切割片接收筐30位于原始方位(其开口向上)；操作手柄37以将切割片接收筐30旋转等于或大于90度的预定角度(例如，120度)；切割片接收筐30停止一预定时间周期(例如，数秒)以使切割片落入切割片收集箱40中；将手柄37扳回以使得切割片接收筐30反向(图13中的顺时针)旋转相同的角度，回复到原始方位。因为手柄37向图13所在的纸的前面伸出一适当的长度，所以不用担心手60会夹在手柄37和切割片收集箱40之间。
图14显示了利用自动机械装置，而不是利用人力作为施加力矩源的例子。在该例子中，使用支撑杆314，作为支撑切割片接收筐30的支撑元件，而不是使用前面的实施例中的支撑杆31。该支撑杆314具有一延伸部322，其相应于前面所述的延伸部32(参见图5)，且具有一由自动机械装置70的机器手71操作的操作手柄38，其位于延伸部322的末梢部分的周围。
为了执行切割片接收筐30的回收/收集操作，操作自动机械装置70以使得机器手71抓住手柄38，此时，切割片接收筐30位于原始方位(其开口向上)；操作手柄38以将切割片接收筐30旋转等于或大于90度的预定角度(例如，120度)；切割片接收筐30停止一预定时间周期(例如，数秒)以使切割片落入切割片收集箱40中；将手柄38扳回以使得切割片接收筐30反向(图14中的顺时针)旋转相同的角度，回复到原始方位。因为手柄37向图14所在的纸的前面伸出一适当的长度，所以不用担心发生机器手71夹在手柄38和切割片收集箱40之间的干扰。
权利要求
1.一金属线放电加工装置，用于通过金属线电极与工件之间的放电执行放电加工，其包括一位于工件之下的下导杆，用于引导金属线电极；一位于下导杆上的切割片接收筐，用于接收由放电加工而产生的切割片；支撑装置，用于绕水平轴旋转支撑该切割片接收筐；转动装置，用于将由支撑装置支撑的切割片接收筐绕水平轴转动；及一切割片接收箱，通过转动装置转动上述切割片接收筐，接收和收集从该切割片接收筐释放的切割片。
2.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其中所述转动装置包括驱动装置，其用于相对于金属线电极移动位于一加工槽中的工件。
3.如权利要求2所述的金属线放电加工装置，其中所述转动装置包括一固定在该加工槽中的凸轮块，所述支撑装置包括一支撑元件，其用于支撑所述切割片接收筐，且具有与所述凸轮块啮合的一端，所述凸轮块相对于下导杆移动以与支撑元件的一端啮合，且利用所述驱动装置朝向或者背离所述下导杆移动，从而所述切割片接收筐绕水平轴转动。
4.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其中所述转动装置包括一马达或一旋转传动器。
5.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其中所述转动装置包括一气缸。
6.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其中切割片为加工碎片。
7.如权利要求1所述的金属线放电加工装置，其中切割片为加工产品。
8.一金属线放电加工装置，用于通过线电极与工件之间的放电执行放电加工，其包括一位于工件之下的下导杆，用于引导线电极；一位于下导杆上的切割片接收筐，用于接收由放电加工而产生的切割片；支撑装置，用于绕水平轴旋转支撑该切割片接收筐；旋转操作元件，用于接收一力矩以将所述切割片接收筐绕水平轴转动；及一切割片接收箱，用于通过施加到旋转操作元件上的力矩而转动切割片接收筐，从而接收和收集从该切割片接收筐释放的切割片。
9.如权利要求8所述的金属线放电加工装置，其中转动所述旋转操作元件的力矩为手动施加。
10.如权利要求8所述的金属线放电加工装置，其中转动所述旋转操作元件的力矩为通过与自动机械装置相连的一工具施加。
11.如权利要求8所述的金属线放电加工装置，其中切割片为加工碎片。
12.如权利要求8所述的金属线放电加工装置，其中切割片为加工产品。
全文摘要
一种金属线放电加工装置，其具有用于回收和收集切割片(加工碎片或加工产品)的简单机构。一切割片接收筐用于接收在加工过程中产生的切割片，且该切割片接收筐与一安装在一下引导块上的支撑杆相连，该筐被一旋转支撑轴旋转地支撑。一位于支撑杆上的轴承与凸轮块非常接近，并沿X轴移动安装在一槽内。将一力矩施加在该支撑杆上，通过沿Y轴的移动绕该旋转支撑轴旋转切割片接收筐，从而该筐回到切割片收集箱的上方，然后翻转，因而接收在筐内的切割片掉入收集箱内。该切割片接收筐可以手动旋转，或者利用自动机械装置，特殊用途的马达，气缸等旋转。
文档编号B23H11/00GK1541798SQ20041003813
公开日2004年11月3日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月2日
发明者喜多佑树, 高山雄司, 司 申请人:发那科株式会社