JPH03196921A - 工作物に穴を形成する方法と装置 - Google Patents

工作物に穴を形成する方法と装置

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JPH03196921A
JPH03196921A JP2057829A JP5782990A JPH03196921A JP H03196921 A JPH03196921 A JP H03196921A JP 2057829 A JP2057829 A JP 2057829A JP 5782990 A JP5782990 A JP 5782990A JP H03196921 A JPH03196921 A JP H03196921A
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movement
magnitude
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JP2057829A
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Laurence J Laughton
ローレンス・ジョン・ロートン
Edward Ratcliffe
エドワホド・ラットクリッヘ
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Rolls Royce PLC
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    • B23H9/00Machining specially adapted for treating particular metal objects or for obtaining special effects or results on metal objects
    • B23H9/10Working turbine blades or nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

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】 本発明は、断面の変化する穴を工作物に形成する方法に
関する。
本発明はまた、前記穴を形成するための装置に関する。
断面の変化する穴またはくぼみを工作物に明けるための
工作機械を与える従来の試みの典型は英国公開特許明細
書GB2061141およびGB2092048に開示
される。前者の明細書に開示される装置は摩擦による摩
損を生じた。後者の明細書に開示される装置は数値制御
系と多数のモータによって制御され、その結果、高価に
つく。
GB2061141の例は実効的に自蔵式の工作投波で
あり、係合してモータにより旋回させられるビンに対す
る斜板の角度を変えることによって横方向の工作物の往
復運動を変化させながら、電極を垂直方向下方に動かす
本発明は断面積が変化する穴を形成する改良された方法
を与えることを目的とする。
本発明はさらにこの方法を実施するための改良された装
置を与えることを目的とする。
本発明の一局面によれば、工作物に傾斜付き穴を形成す
る方法は、 1)所要の深さを得るまで工作物の中に工具を動かすと
同時に、工作物への工具の運動方向の横の方向へ工作物
と工具の間の相対的往復運動を生しさせる段階、 ii)前記運動から電気信号を引き出し、工作物内への
工具の運動から引き出される信号の大きさが常に減少す
る間に、前記信号を相互に比較する段階、 iii )前記横方向運動から引き出した信号が工作物
内への工具の運動から引き出した信号の値に等しい値、
またはその相当する負の値に等しい値を有する時に、い
ま一つの信号を引き出してその信号を用いて、工作物と
工具の間の前記横方向運動の向きを逆転させる段階; を含む。
本発明のいま一つの局面は傾斜付き穴形成装置を与え、
該装置は、運転中に工作物に向って移動自在の工具ホル
ダおよび工具と、生じている前記運動により大きさの減
少する信号を生ずるようにされた第1の信号発生装置と
、を有し、前記工具ホルダはさらに前記工作物に対しそ
の横方向に往復運動する能力があり、前記工具ホルダの
交替する相対的2分の1往復の間に正および負の信号を
生ずるようにされた第2の信号発生装置を有し、前記正
および負の信号が到達する最大の絶対値の大きさは前記
第1の信号発生装置によって発生する信号に等しく、前
記減少する信号に対比して前記正および負の信号を監視
して、両信号間の絶対値の大きさが等しい時に信号を発
するようにされた装置と、前記発せられた信号により作
動されて、相対的横方向運動の向きを逆転するか工作機
械を止めるかする、いま一つの装置とを存する。
以下に添付図面を参照しつつ、本発明の詳細な説明する
第1図を参照する、放電電極10の配列が「<シ」とし
て知られる共通のホルダ12に配置される。工作物16
に、1個だけが図示されるそれぞれの穴14を切削する
ために、配列10の各電極が必要である。
本発明の本例が採用する実際の電気侵食工程は公知であ
り、本明細書では説明しない、工作される穴の輪郭を達
成する操作の仕方は公知でない。
第1図に見られるように、穴14は図の平面内で傾斜が
付いている。ちょっとだけ、第2図を参照すると、前記
の平面に直角な平面内で一定幅を穴14が有することが
判る。
再び第1図を参照する。工作物16の中への電極10の
運動方向に対して横向きの方向に、<シ12を往復させ
、各2分の1往復の長さを減じ、工作物16の長手方向
に延在する通路18野中に電極lOが突き抜ける迄、反
復することにより、傾斜付き輪郭が得られる。電極10
がそれぞれの往復運動の中間点に達する時に突き抜けが
生ずるように仕組まれており、これは以下に説明する仕
方で達成される。
変換器20は電極ホルダ12の上面22に係合し、くし
12が公知の往復態様で下方に動°くにつれて、変換器
の下方部分24が「クシ」と共に下方に伸びる。
変換器は下方への伸長運動を電気信号に変換し、この電
気信号は運動の初期には、成る所定の正電圧値にあり、
変換器の伸長が続くにつれて減少し、最終的にゼロに達
する。この時点は前記通路18への電FilOの突き抜
けに一致し、傾斜の交点Gこあたる。
第2の変換器26かクシ12の端に係合するよ痕こ配置
され、ステップモータ30によって回転するように結合
されるカム2日が「<シ」の反対端に係合する。
カム28がモータ30によって回転させられる時、最初
は一方に、次に他方向に、交替に伸び縮みさせられる部
分32を第2の変換器26が含む。第2の変換器26は
また、部分32の伸び縮み運動と共に大きさが変化する
電圧を発生する。第2の変換器26の正電圧出力がその
時、第1の変換器20によって発生する正電圧に等しい
時に、<シ12の運動方向が反転させられ、第2の変換
器26の負電圧出力の絶対値が第1の変換器20の正電
圧出力に等しい時に、クシ12の運動方向が再び反転さ
れるように、第1と第2の変換器20.26が動作する
。各反転はカム28の回転方向の変更によってもたらさ
れる。
第1の変換器20の電圧出力は絶えず減少しているから
、第2の変換器の出力が、一致する正または負の値に達
する時間は常に、より短くなることになる。その結果、
<シ12と関連電極10の往復運動はしだいに小さくな
り、第1図の穴14に示される傾斜付き輪郭を形成する
第2の変換器26の電圧出力は正と負の値の間を揺動す
るので、その電圧出力はいつもゼロの値を通過する。両
方の変換器20.26の出力がゼロにて一致する時、電
極は穴14の中心線上にあり、同時に通路18への突き
抜けを完了するように、回路が組まれている。この時点
で、工作機械停止信号が発生されて、操作が止まる。
変換器20.26によって発生する電圧間の所要の関係
は、各変換器のための設定制御つまみおよび関連回路、
ならびに形成されるべき傾斜角を制御するための、もう
1個の制御つまみおよび関連回路を含む設定制御箱34
を介して達成される。
つぎに第3図を参照する。制御箱34の前面盤36が破
線で略示される。主電源入力全体が番号38で表わされ
る。電力供給ユニット40は、箱34内の制御盤に送る
前に、主電源38からの入力を変圧し、整流し、平滑化
するが、これは、あとの方でより詳しく説明する。しか
し、第3図に示されることは、変換器20.26のため
の制御装置がそれらに接続されることである。すなわち
、1対のゼロ設定分圧計44.46は、電極10が所要
の始動位置である意図された往復経路の中心に一致した
時に、変換器の電圧値の調整を可能にする。
もう1個の分圧計48は、成る電圧に達した時に信号を
発生して、この信号が<シ12の運動方向を反転させる
ことになる、この電圧を決定することによって、所定の
傾斜角の選択を可能にする。
前記発生された信号はうイン54を介してモータ駆動ユ
ニット50に送られる。ユニットは供給源58から動力
を得る。モータ駆動ユニット50はつぎにステップモー
タ52を一方向または他方向に回転させてカム28を回
転させる(第1図)。<シ12の横運動(第1図)はこ
のようにして達成される。モータ駆動の冷却ファン60
も設けられる。
つぎに第4回を参照する0箱34の中の制御盤は、変換
器20の入力信号62を分割して、一部は増幅器64に
行き、他の部分はコンパレータ66に行くようにする回
路を含む、変換器26の入力信号68も分割されて、一
部はコンパレーク66に行き、他の部分はもう1個のコ
ンパレータ70に行くようにされる。
増幅器64からの出力も、そのコンパレータ70に接が
る。
2つのコンパレータ66.70からの出力は復動素子7
2のそれぞれの側に行く。この素子は作動されると、ラ
イン54を介してモータ駆動ユニット50に、またはラ
イン54.56を介して始動/停止制御装置に、適宜、
信号を送る。
文字rx Jは等しい電圧、または等しい電圧プラスそ
の端数の点を表わすのに用いられ、それらは適宜、連合
する数学記号で示されるように正または負であり得る。
同様に「yJは等しい抵抗、またはその端数の点を表わ
す。
複数の傾斜付き穴を製作するために一致する数の電極を
用いることに関連して本発明を説明したけれども、その
ような穴の1個だけが必要な場合も、同じ本発明は有効
である。その場合、1個の電極のみを用いるであろう。
また、示した実例は電気侵食工程に関しているが、電気
化学加工工程および成る種の金属機械加工工程、例えば
エンドミルまたは2つ以上の方向へ動かして機械加工し
得る任意の他の加工工具を用いる場合、にも本発明は等
しく通用可能である。
本発明の代替実施例において、2つの変換器からの信号
がゼロにて一致する時に、発生する信号を用いて、全装
置を停止することなく、単にモータ52を停止すること
ができる。すなわち、往復運動のみが停止する。しかし
、電極10は依然、下方に移動し、これは、工作物の金
属が充分の厚みを有する限り、穴の頂点に真直ぐな部分
を形成させることができる。
つぎに第5図を参照する。穴14の成る部分、例えばそ
の入口、を拡げることが望まれることがある。これは、
工具ホルダ22、従って工具lO1を往復の方向に対し
て横の方向に移動させることにより達成される。
垂直軸線回りに回転するようにカム74が取付けられる
。カム74と工具ホルダ22の垂直面との隙間をカムフ
ォロワ76が&i渡しする。
工具10の往復の最初の2分の1周期では、カム74が
回転する間、フォロワがカム74の平らな半円部分80
bに係合するように、機構が仕組まれる。
往復の戻りの2分の1周期では、カム74上の半楕内部
分80にフォロワが係合し、工具ホルダ22を図で見て
右方に移動させる。この移動は図示のような最大値まで
続き、その後、バネ82が工具ホルダ22に作用して、
その時に後退しつつある半楕内部分80に沿ってフォロ
ワ76を押し戻す。
カム輪郭80はその長さの一部にわたって截頭円錐体で
あるように図示されるが、これは単に説明のためである
。設計上の要求に従い、輪郭80の垂直長さの任意の部
分または全部を截頭円錐体にすることができる。
また、実例において、穴の長さの一部分にわたって2つ
の平面内で傾斜が付けられ、残りの部分は1つの平面内
で傾斜が付けられた穴14が形成される。
第6図は、穴14の入口の縁84の輪郭と、電極工具l
Oの突き抜けにて生ずる円形輪郭86の双方を図解する
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一局面による工作機械の略図、第2図
は第1ずの2−2線に沿う断面図、第3図は第1図の工
作機械に組込まれた回路のブロック図、 第4図は第3図のブロックの1つに内蔵される電気回路
図、 第5図は本発明のいま1つの実施例の図、第6図は第5
図の矢印6−6の方向に見た図である。 10−−一放電電極 12−一一工具ホルダ 14−−一穴 16−−−エ作物 Fig、 7゜

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、工作物に傾斜付き穴を形成する方法であって:i)
    所要の深さに達するように工具を工作物内に動かすと同
    時に、前記工作物内への前記工具の運動方向に対して横
    の方向に前記工具と前記工作物との間の相対的往復運動
    を生じさせ、前記運動から電気信号を引き出し、前記工
    作物内への工具の運動から引き出された前記信号は絶え
    ず大きさを減ずる段階、 ii)前記信号を相互に比較し、前記横方向運動から引
    き出された信号が前記工作物内への工具の運動から引き
    出された信号の値に等しい値、または相当する負の値に
    等しい値になった時に、いま1つの信号を引き出す段階
    、 iii)前記いま1つの信号を用いて、前記工作物と前
    記工具との間の前記横方向運動の向きを逆転させる段階
    ; を含む方法。 2、前記工作物内への前記工具の運動方向に直角な方向
    に、前記工具が往復させられる、請求項1または2記載
    の、工作物に傾斜付き穴を形成する方法。 3、前記電気信号を引き出すために変換器を用い、第1
    の前記変換器を工具保持装置に係合させて配置して、前
    記工具保持装置、従って前記工具、の前記工作物に向け
    ての運動の結果、前記第1の変換器が大きさの変わる信
    号を発するようにし、第2の前記変換器を前記工具保持
    装置、または実効上は前記工作物、に係合させて配置し
    て、前記工具保持装置と工作物との間の前記相対的往復
    運動の結果、一方の2分の1往復では上昇し、それに続
    く2分の1往復では下降する大きさの信号を発するよう
    にし、前記最大の上昇値と前記最大の下降値とは前記第
    1の変換器の発している前記信号の大きさによって決め
    られる、請求項1または2記載の、工作物に傾斜付き穴
    を形成する方法。 4、前記いま一つの信号を、モータによって駆動される
    カムのモータへ送って、前記モータに前記カムを一方向
    または他方向に回転させ、それにより前記工具保持装置
    、または実効的に前記工作物、に作用して、それを前記
    態様で往復させ、または前記モータを停止させる、工作
    物に傾斜付き穴を形成する方法。 5、前記穴の拡がりを生ずるように、少なくとも2分の
    1往復の間、前記工具に曲線経路をとらせる段階を含む
    、請求項1ないし4の任意の項記載の方法。 6、i)作動中、工作物に向って移動自在の工具ホルダ
    ーと工具、 ii)前記移動が生じている間、大きさの減ずる信号を
    生ずるようにされた第1の信号発生装置、 iii)前記工具ホルダはさらに前記工作物に対し、そ
    の横方向に往復運動する能力を有すること、 iv)前記工具ホルダの交替する相対的2分の1往復の
    間、正および負の信号を生ずるようにされた第2の信号
    発生装置、 v)前記正および負の信号が到達する最大絶対値の大き
    さは前記第1の信号発生装置の発生する信号に等しいこ
    と、 vi)前記大きさの減ずる信号に対比して前記正および
    負の信号を監視するための、両信号間の絶対値が等しい
    ことを知って信号を発するようにされた装置、 vi)前記発せられた信号によって作動されて、前記工
    具ホルダの相対的横方向運動の向きを逆転するか、工作
    機械を停止するかの何れかを行う、いま一つの装置; を含む傾斜付き穴形成装置。 7、前記工作物に向う運動とその横方向の運動の大きさ
    をそれぞれ表わす電圧信号を発生する型式の抜き差し式
    変換器を、前記第1と第2の信号発生装置が含む、請求
    項6記載の傾斜付き穴形成装置。 8、前記監視するための装置は、動作中に前記第2の信
    号発生装置の出力を前記第1の信号発生装置の出力と比
    較する1対のコンパレータを含み、前記コンパレータか
    らの信号が送られる前記いま一つの装置は、前記回転カ
    ムに連結されるステップモータに接続されて該モータを
    作動または停止する復動素子を含む、請求項6または7
    記載の傾斜付きの穴形成装置。 9、いま1個のカムと、一端が前記工具ホルダの垂直面
    に係合し、他端が前記いま1個のカムに係合するフォロ
    ワとを含み、少なくとも2分の1往復の間、前記工具の
    往復経路に対して横方向の前記工具の運動を生ずるよう
    な輪郭を前記いま1個のカムが有する、請求項6ないし
    8の任意の項記載の傾斜付き穴形成装置。
JP2057829A 1989-03-31 1990-03-08 工作物に穴を形成する方法と装置 Pending JPH03196921A (ja)

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GB8907328.2 1989-03-31

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EP (1) EP0390318B1 (ja)
JP (1) JPH03196921A (ja)
DE (1) DE69001703T2 (ja)
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