JPH02167625A

JPH02167625A - 三次元放電加工装置

Info

Publication number: JPH02167625A
Application number: JP63322653A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Masaki; 健正木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-06-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、円柱状の電極を任意座標に位置決めし、放電
加工により、例えば三次元的形状を有する金型の型彫り
加工のように三次元形状を創成するために用いる三次元
放電加工装置に関するものである。

従来の技術従来、三次元的形状を有する金型の型彫り放電加工を行
うには、第４図に示すようにあらかじめ電極４１を金型
形状に加工し、この電極４１により型材４２に形状の転
写を行う方式と、第５図に示すように円柱状などの単純
形状の電極４３を任意座標に位置決めして型材４４に形
状の創成を行う方式とがある。第４図に示す転写方式で
は、型材４２の加工速度が速く、複雑な位置決め装置が
不要である利点があるが、あらかじめ電極４１の形状加
工が必要であることと、微細な形状を精密に加工するこ
とができないことなどに問題がある。

一方、第６図に示す単純形状の電極４３を用いた創成方
式では、電極４３をあらかじめ製作する必要かたいこと
と、任意の形状を創成できる利点があるが、加工に長い
時を必要とし、また、小さな電極４３を用いて加工を行
うため、型材４４との放電加工に伴う電極４３の消耗に
よる形状の変化が加工精度に影響することに問題がある
。この加工精度の問題について第６図（ａ）、（ｂ）に
示す例に基づいて説明する。第６図（ａ）に示すように
型材４４に均一な深さＤの溝４６の加工を行う場合、始
点ＳからＸ方向に電極４３を移動させて放電加工を行う
と、型材４４の放電加工に伴い、電極４３の消耗が発生
するため、第６図（ｂ）に示すように溝４５の底部４６
が次第に浅く傾斜する形状となる。

上記課題を解決するため、従来においては、消耗量の極
めて小さい電極材料および加工条件を選択し、または電
極４３の消耗量を予測して電極位置を補正している。

発明が解決しようとする課題しかしながら、上記従来例のように消耗量の極めて小さ
い電極材料および加工条件を用いても、消耗量は決して
セロではないので、精密形状の加工では問題となる。一
方、電極位置の補正については、経験値から割り出すた
め、その加工場の状況によっては不適切な補正を与える
ことがある。

すなわち、放電加工は電極と被加工材との間に発生する
放電のエネルギを利用して被加工材を溶出させることで
行われるものであるが、絶縁特性、加工屑の付着などの
放電を発生させる状況が大きく変化するため、それに伴
って加工速度の変化、そして消耗量の変化へと影響を及
ぼして行くことになり、精密な形状創成は困難である。

したがって、適切な補正は加工状況の場で行う必要があ
る。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり
、被加工材の放電加工中に電極の形状の変化を計測する
ことにより、被加工材の形状創成のための最適な補正を
行うことができ、したがって、被加工材の精密な形状の
創成を実現することができるようにした三次元放電加工
装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段本発明は、上記目的を達成するため、電極を保持し、回
転させる手段と、導電性のワイヤをワイヤガイドに沿っ
て走行させる手段と、上記電極と上記ワイヤおよび被加
工材を相対的に直交三次元に位置決めする手段と、上記
電極と上記被加工材および上記ワイヤとの間に接続され
る放電回路と、上記ワイヤガイド上に位置する上記ワイ
ヤを直交三次元の基準面とし、上記位置決め手段により
上記ワイヤに対して近接された上記電極の直径および長
さの変化を計測する計測手段とを具備したものである。

作用本発明は、上記構成により次のような作用を有する。

電極を回転手段により回転させ、位置決め手段により電
極と被加工材を相対的に三次元的に位置決めしながら、
電極と被加工材に放電回路により放電電力を供給するこ
とにより、被加工材の放電加工を行うことができる。そ
して、この放電加工の途中で電極の外周面および端面と
ワイヤガイド上に位置するワイヤとを相対的に近接させ
、電極の直径および長さの変化、すなわち形状の変化を
計測手段により計測することにより、被加工材の形状創
成のための最適な補正を行うことができる。

実施例以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。第１図ないし第３図は本発明の一実施例における
三次元放電加工装置を示し、第１図（ａ）は平面図、第
１図（ｂ）は一部切欠き正面図、第２図はガイドにワイ
ヤを案内した状態の拡大断面図、第３図（ａ）、（ｂ）
は電極形状の計測動作説明図である。

第１図（ａ）、（ｂ）に示すようにヘッド１上に移動テ
ーブル２．３が水平方向で直交するＸ、Ｙの２方向に移
動可能に支持され、各移動テーブル２．３はそれぞれモ
ータ４．６などの駆動手段により移動される。移動テー
ブル３上には支柱６が立設され、支柱６の側面には移動
テーブル了が鉛直方向Ｚに移動可能に支持され、この移
動テーブル７はモータ８などの駆動手段により移動され
る。移動テーブル７にはヘッド９が取りつけられ、ヘッ
ド９にマンドレル１０が鉛直方向で回転可能に支持され
、このマンドレル１０はモータ１１の駆動により回転さ
れる。マンドレル１０の下方突出端部には電極１２が保
持されている。したがって、電極１２は上記移動テーブ
ル２．３．７の移動によりＸ、Ｙ、Ｚの直交三次元的に
位置決めされる。電極１２の下方に位置してベツド１上
に加工槽１３が設置され、加工槽１３の底面上に導電材
製のベース１４が設置されている。ベース１４上に陽電
極１２により三次元放電加工される被加工材１５が設置
されると共に、導電材製の支持部材１６が突設され、支
持部材１６には導電材製のワイヤガイド１７が支持され
ている。加工槽１３には絶縁液１８が満たされ、被加工
材１５が加工液１８に浸され、ワイヤガイド１７は絶縁
液１８外に突出されている。加工槽１３の外部には供給
ボビン１９と巻き取りボビン２０が設けられ、供給ボビ
ン１９に巻かれた導電材製のワイヤ２１が加工槽１３外
のワイヤガイド２２を介して上記加工槽１３内のワイヤ
ガイド１７に案内され、更に加工槽１３外のワイヤガイ
ド２３に案内されて巻き取りボビン２０に巻き取られる
。第２図から明らかなようにワイヤガイド１アはワイヤ
２１の径よりも薄肉に形成され、ワイヤ２１はワイヤガ
イド１７においてはワイヤ２１の上部に邪魔物が突出し
ないように案内される。供給ボビン１９はベース１に支
持されたＤＣモータ２４の駆動により回転され、巻き取
りボビン２０はベース１に支持されたモータ２６の駆動
により回転される。そして、モータ２６を駆動して巻き
取りボビン２０を回転させると共に、ＤＣモータ２４を
駆動して供給ボビ／１９を回転させることにより回転ト
ルクの変化でワイヤ２１を走行させ、巻き取りボビン２
０に巻き取ることができ、ＤＣモータ２４への印加電流
を一定とするように制御することによりワイヤ２１を一
定の張力と一定の速度で走行させることができる。マン
ドレル１０とベース１４０間、すなわち電極１２と被加
工材１６およびワイヤガイド１Ｔとの間に放電回路２ｅ
が接続されている。

次に上記実施例の動作について説明する。

まず、移動テーブル２．３．７をモータ４．６．８等の
駆動により移動させ、電極１２０回転中心を第３図（ｂ
）に示すようにワイヤガイド１７上に位置するワイヤ２
１の断面中心に一致させ、放電回路２６により電極１２
とワイヤ２１に放電電力を供給する。そして、上記のよ
うにワイヤ２１を走行させ、モータ１１の駆動によりマ
ンドレル１０および電極１２を回転させると共に、　モ
ータ８の駆動によりマンドレル１ｏおよび電極１２等を
下方（Ｘ方向）へ送り、ワイヤ２１と電極１２の下端と
で放電させることにより、電極１２の長さ方向の放電加
工を行うことができる。また、上記と同様に電極１２を
移動させ、第３図（ａ）に示すように電極１２０回転中
心をワイヤ２１の断面中心位置より側方へずらして位置
させる。そして、放電回路２６により電極１２とワイヤ
２１に放電電力を供給すると共に、ワイヤ２１を走行さ
せ、モータ１１の駆動によりマンドレル１０および電極
１２等を回転させると共に、モータ８の駆動によりマン
ドレル１０および電極１２等を側方（Ｘ方向）へ送り込
み、電極１２の側面とワイヤ２１とで放電させることに
より、電極１２の直径を次第に減少させ、所定の長さで
所定の径に加工することができる。

上記のように電極１２を所定の長さで所定の径に加工を
行った後、その初期的な形状を顕微鏡観察等により計測
しておく。そして、電極１２と被加工材１５に放電電力
を供給し、電極１２を上記のように回転させると共に、
移動テーブル２．３．７の移動により直交三次元的に位
置決めしｋから放電加工を行い、被加工材１５の形状を
創成して行く。この放電加工に伴い、電極１２が消耗し
て形状が変化する。そこで、電極１２の形状を計測する
。まず、放電回路２６において電極１２とワイヤ２１と
の間の電圧を低く設定し、両者間で放電が発生しないよ
うにし、上記と同様、電極１２を回転させながらその外
周面を第３図（ａ）に示すようにＸ方向よりワイヤガイ
ド１７上に位置するワイヤ２１に近接させ、放電回路２
６で電流を検出することにより、接触した電極１２のＸ
方向の装置座標から電極１２の直径の変化を計測する。

また、第３図（ｂ）に示すように上記と同様に電極１２
０回転中心をワイヤガイド１ア上に位置するワイヤ２１
の断面の中心に上方で一致させ、上記と同様にワイヤ２
１に電極１２をＸ方向より近接させ、電極１２の端面の
位置の座標から電極１２の長さの変化を計測する。そし
て、この計測結果に基づき、電極１２の位置を補正し、
再び被加工材１６の三次元放電加工を行う。

このように、被加工材１６の放電加工に際し、常に電極
１２の放電加工による消耗を伴う形状変化を測定し、加
工の補正を行うことができるので、精密な形状創成加工
を実現することができる。このとき、電極１２の形状を
一定の速度で常に走行しているワイヤ２１を基準面とし
て測定するので、電極１２をワイヤ２１に近接接触した
際に生じる消耗による計測精密の劣化を防止することが
可能となり、電極消耗量の精密測定を実現することがで
きる。

なお、電極１２が放電加工により消耗した場合、上記と
同様にワイヤ２１とで放電加工により再加工することが
できる。また、被加工材１６を放電加工する前の電極１
２は本装置により加工することなく、あらかじめ加工し
たものを用いることができる。また、上記実施例では電
極１２を直交三次元的に位置決めするようにしているが
、被加工材１５とワイヤ２１側を直交三次元的に位置決
めすることも可能である。

発明の効果以上述べたように本発明によれば、電極を回転手段によ
り回転させ、位置決め手段により電極と被加工材を相対
的に三次元的に位置決めしながら電極と被加工材に放電
回路により放電電力を供給することにより被加工材の放
電加工を行い、この放電加工の途中で電極の外周面およ
び端面とワイヤガイド上に位置するワイヤとを相対的に
近接させ、電極の直径および長さの変化、すなわち形状
の変化を計測手段により計測することにより、被加工材
の形状創成のための承適な補正を行うことができるよう
にしている。このように電極の消耗量を正確に計測しな
がら補正を加えることにより、被加工材の高精度な形状
の創成を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例における三次元
放電加工装置を示し、第１図（ａ）は平面図、第１図（
ｂ）は一部切欠き正面図、第２図はガイドにワイヤを案
内した状態の拡大断面図、第３図（ａ）、（ｂｌは電極
形状の計測動作説明図、第４図は従来の転写方式による
型彫り放電加工方式を示す断面図、第６図は従来の単純
電極による型彫り放電加工方式を示す断面図、第６図は
従来の単純電極による型彫り放電加工方式における電極
消耗状態の説明図である。２．３・・・移動テーブル、４．５・・・モータ、７・
・・移動テーブル、８・・・モータ、９・・・ヘッド、
１ｏ・・・マンドレル、１１・・・モータ、１２・・・
ｘ極、１３・・・加工槽、１６・・被加工材、１７・・
・ワイヤガイド、１９・・・供給ボビン、２０・・・巻
き取りボビン、２１・・・ワイヤ、２６・・・放電回路
。第１図（Ｑ）代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ばか１名第図第（Ｑ）（ｂ）第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

電極を保持し、回転させる手段と、導電性のワイヤをワ
イヤガイドに沿つて走行させる手段と、上記電極と上記
ワイヤおよび被加工材を相対的に直交三次元的に位置決
めする手段と、上記電極と上記被加工材および上記ワイ
ヤとの間に接続される放電回路と、上記ワイヤガイド上
に位置する上記ワイヤを直交三次元の基準面とし、上記
位置決め手段により上記ワイヤに対して近接された上記
電極の直径および長さの変化を計測する計測手段とを具
備した三次元放電加工装置。