JP2004160586A

JP2004160586A - 部品加工装置及び方法

Info

Publication number: JP2004160586A
Application number: JP2002328484A
Authority: JP
Inventors: Hidetaka Tsutsumi; 英貴堤; Takeshi Masaki; 健正木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-11-12
Filing date: 2002-11-12
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】高精度、かつ高速な微細形状に加工を行う部品加工装置及び方法を提供する。
【解決手段】被加工物１５を所定位置へ移動し、工具ユニット２５の上下移動範囲に調整する。θ軸モータ４により超硬ドリル２１を回転させ、第１，第２電極接続部７，１３間に電圧を印加して、Ｚ軸モータ８により超硬ドリル２１先端を被加工物１５の所定距離に近付ける。超硬ドリル２１と被加工物１５間に生じた放電で放電加工する。放電加工により超硬ドリル２１と被加工物１５間の距離が変わるので、再度Ｚ軸モータ８を駆動し放電発生距離まで超硬ドリル２１を移動する。これを繰り返し放電加工を行う。放電加工の終了後、印加電圧を止め、θ軸モータ４を駆動し続けて、Ｚ軸モータ８を再度駆動させ超硬ドリル２１を下降させ、先に放電加工により加工した穴を下穴としてドリル加工を行う。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、部品を微細形状に加工する部品加工装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の部品加工装置は、図３の斜視図に示したように構成されている。図３において、１は放電ロッド、２はプーリー、３はベルト、４はθ軸モータ、５はＶ型軸受、６は鋼球、７は第１電極接続部、８はＺ軸モータ、９はＺ軸ガイド、１０は本体ベース、１１はＸ−Ｙステージ、１２は加工槽、１３は第２電極接続部、１４は被加工物保持部、１５は被加工物である。
【０００３】
図３に示すように、放電ロッド１の中央付近、及び、θ軸モータ４の出力軸にプーリー２が取り付けられており、θ軸モータ４の回転駆動が放電ロッド１に伝わるようにベルト３で連結されている。また、放電ロッド１は、Ｖ型軸受５で回転可能に保持されている。放電ロッド１の上方には鋼球６を介して第１電極接続部７が配設されている。そして、Ｚ軸モータ８を駆動させることにより、放電ロッド１，プーリー２，ベルト３，θ軸モータ４，Ｖ型軸受５，鋼球６，第１電極接続部７が、Ｚ軸ガイド９に沿って上下移動する。
【０００４】
また、本体ベース１０には、Ｘ−Ｙステージ１１が配置されており、このＸ−Ｙステージ１１上には、加工槽１２が取り付けられている。さらに、加工漕１２の中には、被加工物保持部１４、及び第２電極接続部１３が配設されている。被加工物保持部１４に被加工物１５を取り付けて加工を行う。
【０００５】
図４は部品加工装置における加工方法を示すフローチャートである。図３を参照しながら図４の部品加工方法について説明する。まず、被加工物１５が被加工物保持部１４により取り付けられた加工槽１２をＸ−Ｙステージ１１に取り付け（Ｓ１）、Ｘ−Ｙステージ１１を所定の位置へ移動させる。θ軸モータ４を回転させることにより、放電ロッド１を回転させ、その状態で第１電極接続部７と第２電極接続部１３に電圧を印加する（Ｓ２）。
【０００６】
そして、Ｚ軸モータ９を回転させ、放電ロッド１の先端が被加工物１５に対し所定の距離になるまで近付ける（Ｓ３）。すると、放電ロッド１と被加工物１５の間で放電が生じ、被加工物１５が放電加工される（Ｓ４）。この時、Ｚ軸モータ９は、一旦停止させる。
【０００７】
被加工物１５が放電加工されることにより、放電ロッド１と被加工物１５との距離が変わるので、再度、Ｚ軸モータ９を駆動して、放電が発生する距離まで放電ロッド１を移動させて加工を行う（Ｓ５）。これを繰り返し行うことで、被加工物１５の加工を行う（Ｓ６）。
【０００８】
また、特許文献１に記載されるような、細い中空パイプ電極を被加工体に対向した間隙に、加工液を噴流供給しパルス放電によって穴明け加工する際に、被加工体の加工部分の周りを囲む液溜を設けて、この液溜に加工液を溜めながら放電加工しすることで、常に一定の加工液を介在させて、パイプ電極の側面とで発生する気中放電等を防止する細穴放電加工装置がある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−０００７２３号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成の部品加工装置及び方法は、放電加工により穴の加工を行う場合、この加工時間を長く必要とする。さらには、この穴の加工をドリル加工のみにより行う場合、ドリルの先端が振れてしまうことから、高精度な加工は困難であるという問題があった。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、高精度、かつ高速な微細形状に加工を行う部品加工装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る部品加工装置及び方法における部品加工装置は、導電体ドリルと、導電体ドリルを回転可能に配設された回転駆動手段と、回転駆動手段の回転駆動を伝達する回転伝達手段と、導電体ドリルを回転可能に保持する導電体保持手段と、導電体ドリルを上下方向に移動可能に配設された上下駆動手段とを有する部品加工装置であって、部品加工装置により加工する被加工部品を保持する被加工部品保持手段、及び導電体ドリルに電極接続手段を備え、電極接続手段により被加工部品保持手段と導電体ドリル間の印加電圧の放電によって、被加工部品の放電加工を行い、さらに、放電加工の停止後に加工した穴を下穴として導電体ドリルによってドリル加工を行い、被加工部品を複合加工する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、部品加工方法は、回転駆動手段から回転伝達手段を介した伝達により回転駆動され、導電体保持手段により保持された導電体ドリルを、被加工部品保持手段に保持された被加工部品の上下方向における所定の距離まで上下駆動手段により移動して、導電体ドリルと被加工部品保持手段との間に設けた電極接続手段に印加される電圧によって放電加工を行う行程と、放電加工により生じた被加工部品と導電体ドリル間の上下方向における所定距離の変化に応じて、再度放電加工する所定距離まで上下駆動手段により導電体ドリルを移動し、放電加工を繰り返す行程と、放電加工の停止後に、放電加工により加工した穴を下穴とし導電体ドリルによってドリル加工を行う行程とを有し、被加工部品を複合加工することを特徴とする。
【００１４】
前記構成の部品加工装置及び方法によれば、被加工部品に微細形状な加工を、放電加工によって高精度、ドリル加工によって高速に行う複合加工により高精度、かつ高速な部品の加工を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態における部品加工装置を示す斜視図である。ここで、前記従来例を示す図３において説明した構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには同一の符号を付してこれを示す。
【００１７】
図１において、２はプーリー、３はベルト、４はθ軸モータ、５はＶ型軸受、６は鋼球、７は第１電極接続部、８はＺ軸モータ、１１はＸ−Ｙステージ、１２は加工槽、１３は第２電極接続部、１４は被加工物保持部、１５は被加工物、２１は超硬ドリル、２２は偏芯カム、２３はギヤ、２４は工具ユニットベース部品、２５は工具ユニット、２６はシャフト、２７はリニアブッシュ、２８は工具ユニット高さ調節ネジ、３０は本体である。
【００１８】
図１に示すように、導電体ドリルである超硬ドリル２１の中央付近、及びθ軸モータ４の出力軸にプーリー２が取り付けられており、θ軸モータ４の回転駆動が超硬ドリル２１に伝わるようにベルト３で連結されている。また、超硬ドリル２１は、Ｖ型軸受５で回転可能に保持されている。超硬ドリル２１の上方には鋼球６を介して第１電極接続部７が配設されている。さらに、第１電極接続部７に接する位置に偏芯カム２２が配置されており、Ｚ軸モータ８が回転駆動することにより、ギヤ２３を介して偏芯カム２２が回転する。この偏芯カム２２が回転することにより、超硬ドリル２１が上下移動する。これら各部における加工動作の制御は、例えば、制御手段としてＣＰＵ（図示せず）等により制御される。
【００１９】
超硬ドリル２１、プーリー２、ベルト３、θ軸モータ４、Ｖ型軸受５、鋼球６、第１電極接続部７、偏芯カム２２、ギヤ２３、Ｚ軸モータ８は全て工具ユニットベース部品２４に配設され工具ユニット２５となっている。工具ユニット２５には、シャフト２６が取り付けられており、本体３０に取り付けられているリニアブッシュ２７に挿入することにより、工具ユニット２５のガイドとなる。さらに、工具ユニット２５には、工具ユニットの高さ調節ネジ２８が取り付けられており、これを回転させることにより工具ユニット２５全体を上下移動させることが可能に構成されている。
【００２０】
また、本体３０には、Ｘ−Ｙステージ１１が配置されておりＸ−Ｙステージ１１上には、加工槽１２が取り付けられている。そして、加工漕１２の中には、被加工物保持部１４及び第２電極接続部１３が配置されている。被加工物保持部１４に被加工物１５を取り付けて加工を行う。
【００２１】
次に、図２は本実施の形態における部品加工装置を用いる加工方法を示すフローチャートである。図１を参照しながら部品加工装置を用いて部品加工を行う加工方法について説明する。まず、被加工物１５をＸ−Ｙステージ１１に取り付け、Ｘ−Ｙステージ１１を所定の位置へ移動させる。工具ユニット２５の高さ調整ネジ２８を回転させることにより、偏芯カム２２により上下移動可能な範囲となるように超硬ドリル２１を所定の高さへ移動させ、工具ユニット２５の高さ調整を行う（Ｓ１１）。
【００２２】
θ軸モータ４を回転させることにより、超硬ドリル２１を回転させ、その状態において第１電極接続部７と第２電極接続部１３に電圧を印加する（Ｓ１２）。そして、Ｚ軸モータ８を回転させ、超硬ドリル２１の先端が被加工物１５に対して所定の距離になるまで近付ける（Ｓ１３）。これにより、超硬ドリル２１と被加工物１５の間で放電が生じ、被加工物１５が放電加工される（Ｓ１４）。この時、Ｚ軸モータ８は、一旦停止させる。
【００２３】
さらに、被加工物１５が放電加工されることにより、超硬ドリル２１と被加工物１５との距離が変わるので、再度、Ｚ軸モータ８を駆動させて、前述したように、放電が発生する距離まで超硬ドリル２１を移動させて加工を行う（Ｓ１６）。これを繰り返し行うことで、被加工物１５に放電加工を行う。
【００２４】
次に、放電加工後、第１電極接続部７及び第２電極接続部１３に印加していた電圧を止める。この時、θ軸モータ４は駆動させ続けて、Ｚ軸モータ８を再度駆動させて、超硬ドリル２１を下降させることにより、被加工物１５にドリル加工を行う（Ｓ１７）。このドリル加工は、先に放電加工により加工した穴を下穴として用いて加工を行うので、ドリル加工時に生じるドリルの振れを抑えることが可能であり、かつ高速に穴の加工をすることが可能となる。
【００２５】
また、本実施の形態によれば、部品加工を行うドリル加工において、超硬ドリル２１の径を替えることにより、必要な加工のサイズに簡単に対応することができる。なお、本実施の形態では、工具に超硬ドリル２１を用いて説明を行ったが、超硬ドリル以外の導電性材料のドリルでも同じ効果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被加工物に微細形状とする複合加工により高精度、かつ高速に部品の加工を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における部品加工装置を示す斜視図
【図２】本実施の形態における部品加工装置を用いる加工方法を示すフローチャート
【図３】従来の部品加工装置を示す斜視図
【図４】従来の部品加工装置を用いる加工方法を示すフローチャート
【符号の説明】
１放電ロッド
２プーリー
３ベルト
４ θ軸モータ
５Ｖ型軸受
６鋼球
７第１電極接続部
８Ｚ軸モータ
９Ｚ軸ガイド
１０本体ベース
１１Ｘ−Ｙステージ
１２加工槽
１３第２電極接続部
１４被加工物保持部
１５被加工物
２１超硬ドリル
２２偏芯カム
２３ギヤ
２４工具ユニットベース部品
２５工具ユニット
２６シャフト
２７リニアブッシュ
２８工具ユニット高さ調節ネジ
３０本体

Claims

導電体ドリルと、前記導電体ドリルを回転可能に配設された回転駆動手段と、前記回転駆動手段の回転駆動を伝達する回転伝達手段と、前記導電体ドリルを回転可能に保持する導電体保持手段と、前記導電体ドリルを上下方向に移動可能に配設された上下駆動手段とを有する部品加工装置であって、
前記部品加工装置により加工する被加工部品を保持する被加工部品保持手段、及び前記導電体ドリルに電極接続手段を備え、
前記電極接続手段により前記被加工部品保持手段と前記導電体ドリル間の印加電圧の放電によって、前記被加工部品の放電加工を行い、さらに、前記放電加工の停止後に前記加工した穴を下穴として前記導電体ドリルによってドリル加工を行い、前記被加工部品を複合加工する制御手段を備えたことを特徴とする部品加工装置。
回転駆動手段から回転伝達手段を介した伝達により回転駆動され、導電体保持手段により保持された導電体ドリルを、被加工部品保持手段に保持された被加工部品の上下方向における所定の距離まで上下駆動手段により移動して、前記導電体ドリルと前記被加工部品保持手段との間に設けた電極接続手段に印加される電圧によって放電加工を行う行程と、前記放電加工により生じた前記被加工部品と前記導電体ドリル間の上下方向における所定距離の変化に応じて、再度放電加工する所定距離まで前記上下駆動手段により前記導電体ドリルを移動し、前記放電加工を繰り返す行程と、前記放電加工の停止後に、前記放電加工により加工した穴を下穴とし前記導電体ドリルによってドリル加工を行う行程とを有し、前記被加工部品を複合加工することを特徴とする部品加工方法。