JPH05177448A - 放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤ等の細長軸状電極を用いる三次元形状
放電加工を高精度に行えるように改良する。 【構成】 加工中、装置（８、２３）により所定の時間
間隔で電極を上昇制御し、上昇する電極の先端長さを装
置（２４）により測定する。測定に基づいて電極（１）
を送り出し、所定長さに補正する送り出し装置（９、１
０）を設け、補正された電極と被加工体（２）の相対的
三次元形状加工送りをＮＣ（２３）により制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、総型電極をもって放電加工する場
合、総型電極の製作が極めて困難であると共に、電極消
耗があるため同一形状電極を多数製作して交換使用しな
ければならず、加工コスト等が嵩む欠点があった。この
ため、棒状の単純電極を用いＮＣ制御により３次元形状
の加工送りを与えて加工する方法も試みられたが、この
場合、線径が細いと長さの消耗が大きく、特に水加工液
を用いる場合はその消耗比が極めて大きくなり、消耗補
正が煩わしい欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような欠
点を除去し、ワイヤもしくは棒状電極を用い、３次元形
状の放電加工が高精度に加工できるように改良すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記放電加工中、所定の
時間間隔で前記電極を上昇制御する上昇制御装置と、該
装置によって上昇する前記電極の先端長さを測定する計
測装置と、該装置の測定に基づいて前記電極を送り出
し、所定長さに補正する送り出し装置と、該装置により
補正された電極と被加工体間に３次元形状の加工送りを
与える加工送り制御装置と、該装置によって加工送りが
与えられる前記電極と被加工体間に加工エネルギーを供
給する加工電源とを設けて成ることを特徴とするもので
ある。

【０００５】

【作用】本発明は、前記のように細いワイヤとか棒状の
電極を用いて消耗を補正しながら３次元形状の放電加工
を行うようにしたから、高精度の総型加工を行うことが
できる。前記電極の補正は、前記放電加工中所定の時間
間隔で前記電極を上昇制御する上昇制御装置と、該装置
によって上昇する前記電極の先端長さを測定する計測装
置と、該装置の測定に基づいて前記電極を送り出し、所
定の長さに補正する送り出し装置とから成り、所定の時
間間隔で電極の長さ補正が自動的に行われるから、電極
の加工装置がいずれの位置にあっても常に一定の長さに
補正され、細いワイヤ等の電極を用いても極めて精密な
放電加工を行うことができる。しかも、前記計測装置に
レーザーを用いることにより測定は殆ど瞬間的に行わ
れ、電極の上昇、補正、下降による加工再開の各ステッ
プが連続的にレシプロ運動として行われ、これが所定の
時間間隔で繰り返されることにより、加工間隙に介在す
る加工屑等の排除効果が高まり、安定した高速加工がで
きる効果もある。又、加工送りは３軸以上の多軸制御に
よって、常に一定に長さ補正された電極で加工されるも
のであるから、任意の複雑形状の放電加工が高精密に加
工できる。又、前記の電極上昇制御による長さ補正の時
間間隔を短くすることによって、電極消耗の大きい水液
を加工液とする場合でも、容易に精密加工することがで
き、加工速度を向上させることができる。

【０００６】

【実施例】以下、図面の一実施例により本発明を説明す
る。図１において、１は鉛筆の芯のような短長電極で、
長さが３０〜１００ｍｍ、径が０．１〜数ｍｍ程度、多
くは０．５〜１ｍｍφ程度の棒状電極を用いる。２は被
加工体で、例えばインプラントとか天然歯台上に人工
歯、ブリッジを結合するとき、両者間の嵌合をしっかり
させるために金属製の環を嵌込むが、このような精密部
品の放電加工を対象とする。４は電極支持主軸３内に設
けた短長棒状電極１の貯蔵パイプで、複数本の電極１が
常時貯蔵され、貯蔵電極１はテーパー部材５によって中
心に固定されたガイドパイプ６内に送り込まれる。７は
部材５と共にパイプ６を押し上げるバネ、８はパイプ６
から押し出された棒電極１の先端を掴む爪ノズルで、パ
イプ６の先端の押し込みにより爪が広がり、引き抜くと
爪を閉じて棒電極１を掴み固定する。９はパイプ４上端
を間欠的に押し上げるノックカムで、モータ１０によっ
て駆動され、この間欠駆動によって棒電極１の先端が爪
ノズル８からステップ７に微小長さづつ押し出されるよ
うになる。１１は主軸３を回転するモータ、１２は主軸
等全体を支持するヘッドで、先端には棒電極１を囲むエ
アージェットノズルが設けられる。１４は被加工体２を
加工テーブル１５上に固定する固定装置で、この固定さ
れた被加工体にＸ−Ｙテーブル１５により加工送りを与
える。又ここに、回転用Ｒ軸（Ｃ軸）をつけることもで
きる。１６及び１７がその駆動モータ、１８はヘッド１
２にＺ軸送りを与える駆動モータ、１９はＵ−Ｖ軸テー
ブルで、これに固定した部材２０を介してヘッド軸に傾
斜送りを与える。２１及び２２がＵ、Ｖ軸駆動モータ、
２３は各軸モータをプログラム制御するＮＣ制御装置、
２４は電極先端長さを測定するためにレーザー等の光照
射すると共に反射光を受光して測定する装置で、モータ
２５の上下制御しながら測定し、この検出信号をＮＣ装
置２３にフィードバックして電極先端長さの補正制御を
行うようにしてある。２６は加工液を貯溜する加工タン
ク、２７は電極１と被加工体２間に加工パルスを供給す
る加工電源である。

【０００７】放電加工は、先端の突出長さが所定に調整
された棒電極１と、タンク２６内に浸漬された被加工体
２との間に加工電源２７からの供給パルスにより放電を
行って放電するが、加工中ＮＣ制御装置２３によってプ
ログラムされた加工形状にＸ、Ｙ、Ｚ軸のモータ１６、
１７、１８を制御し、３次元形状の送りを与えて加工す
る。Ｚ軸駆動モータ１８は電極１の上昇制御装置も兼
ね、ＮＣ制御装置２３からの所定時間間隔で供給される
信号によって電極１の上昇制御を行い、その都度電極先
端長さの計測を行う。上昇制御された電極１の先端には
ノズル１３からエアージェットが噴射し付着する加工液
を吹き飛ばし、除去した状態で装置２４により光照射
し、モータ２５駆動により上下動させながら反射光を受
光して電極先端長さの測定を行う。測定信号はＮＣ制御
装置２３にフィードバックし、長さ補正するためにモー
タ１０を駆動し、カム９によりパイプ４上端をノックし
て電極１の送り出し制御を行う。ノックにより棒電極１
の挿通するパイプ６がバネ７を圧締して下方に押し下げ
られると、その先端で爪ノズル８を広げて芯にある棒電
極１を突出させ、カム９が回転すると今度はバネ７でパ
イプ６が押し上げられるが、このときは爪ノズル８が閉
じて電極１を掴み込み、突出状態を維持する。このよう
なノック送りが繰り返されて、棒電極１先端がステップ
リーに押し出される。測定装置２４によって棒電極１先
端が所定長さに補正されたことを確認したら、Ｚ軸モー
タ１８の送りによって被加工体との間に微小間隙を保ち
放電加工を続ける。この電極長さの測定及びそれに基づ
く補正制御は、僅か数秒程度の微小時間であり殆ど連続
的に加工は続けられる。この電極上昇長さ測定及びそれ
による補正制御の時間間隔は、加工条件とか電極の線
径、材質等による電極消耗程度によって変えなければな
らないが、通常は１ｍｉｎ程度前後の間隔で繰り返すよ
うにＮＣ制御装置２３に設定する。

【０００８】又、この電極１の上昇測定は、テーブル１
５送りによる加工中のいずれの位置からでも設定した時
間間隔で繰り返され、電極長さ補正され、常に一定の突
出長さの電極で３次元制御による加工が行われるから、
極めて精度の高い総型加工ができる。又、この時間間隔
での電極の上昇制御によって加工屑の排除も行われ、短
絡等の強制解除もでき、極めて安定した加工ができ、加
工速度も向上する。尚、加工屑の排除は棒電極１に沿っ
た加工液噴射ノズルを設けて加圧噴射を行うことがで
き、又、モータ１１の主軸回転により電極１を回転制御
することにより安定加工でき、電極１先端の全体均質消
耗により安定加工することができる。所定長さに切断さ
れた棒電極１の消耗の都度、貯蔵パイプ４内の他の電極
棒１が順次テーパー部材５からパイプ６に供給されてい
き、連続的に新しい電極が補給されるから、短長電極を
用いても補給中断させることなく連続的に加工を続ける
ことができ、能率の良い放電加工を行うことができる。

【０００９】図２は、電極にリールに巻装した連続ワイ
ヤ２９を用いる場合の実施例の一部分図である。３０が
ワイヤ電極の先端をガイドするノズルで、３１が突出送
りローラ、３２がローラ駆動モータである。この実施例
においても図示しないが、ノズル３０からのワイヤ電極
２９の突出長さが測定され、その測定に基づいてモータ
３２を駆動し、ローラ３１によりワイヤ２９の送り出し
を行い、突出長さを一定に補正し、この操作を加工中所
定の時間間隔で繰り返しながら常に一定の長さに制御さ
れたワイヤ電極で加工が行われるようにするものであ
る。

【００１０】１図において、加工材ヘッド１２は加工テ
ーブル１５に対して垂直にセットされる場合に限らず、
所定角度の傾斜制御により斜面等の精密加工をする場合
がある。このときはＮＣ制御装置２３によりＵ、Ｖ軸モ
ータ２１、２２に信号を加えて駆動し、クロステーブル
１９により部材２０を駆動する。これによりヘッド１２
の上端がＵ、Ｖ軸の左右前後に移動するが、ヘッド１２
は上下中間の支点２８で支持され、上下端が首振自在に
支承されているから上端の移動制御により下端が首振り
傾斜しても電極１先端を加工テーブル１５に対して所定
角度の傾斜制御をすることができる。その傾斜角度はＵ
−Ｖテーブルのモータ２１、２２の制御によって任意に
所定に制御でき、所定角度で傾斜した方向からの電極対
向により被加工体２の傾斜面等を精密に加工することが
できる。

【００１１】以上、本発明によってワイヤもしくは棒状
電極によって３次元形状の部品加工することについて説
明したが、この加工と共に、ワイヤカット放電加工を組
み合わせたり、グラインダー研磨と組み合わせる等、複
合加工をすることができ、あらゆる形状加工が容易に高
精度に加工できるようになる。尚、以上は本発明を一実
施例により説明したが、ワイヤもしくは棒状の電極を送
り出す機構、電極の先端長さを測定する計測装置、３次
元の加工送り装置等は図示する以外の同一機能の機構装
置を任意に利用することができる。又、電極には回転以
外に振動を与える装置とか、加工送りに加工間隙の電
圧、電流等を信号としてサーボ制御を加えることができ
る。

【００１２】

【発明の効果】以上のように、本発明は細いワイヤとか
棒状の電極を用いて消耗を補正しながら３次元形状の放
電加工を行うようにしたから、高精度の総型加工が容易
にできる。そして前記補正は、放電加工中所定の時間間
隔で前記電極を上昇する制御装置と、上昇した電極の先
端長さを測定する計測装置と、この測定に基づいて前記
電極を押し出し、所定長さに補正する送り出し装置とを
設け、所定の時間間隔で電極の長さ補正を自動的に行う
ようにしたから、電極の加工装置がいずれの位置にあっ
ても常に一定長さの電極先端で加工が行え、細い電極を
用いて極めて精密な放電加工を行うことができる。

【００１３】又、前記計測装置にレーザー等を用い、非
接触で測定することにより極く短時間に測定し、長さ補
正をすることができ、電極の上昇、測定、補正、下降に
よる加工再開の各ステップが連続的にレシプロ運動とし
て行われ、３次元形状加工が連続的に能率良く行える。
又、測定は上昇した電極にエアージェットを噴射して付
着加工液を除去する装置を具備させることにより精密測
定とそれによる補正ができるから、これにより高精度の
加工ができる。又、電極上昇制御によって、これが所定
の時間間隔で繰り返されることにより加工屑の排除効果
が良く、安定放電により加工速度が増大する効果が得ら
れる。又、加工送りは３軸以上の多軸制御によって常に
一定に長さ補正された電極で加工されるものであるか
ら、任意の複雑形状の３次元形状加工が高精密に加工で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例構成図である。

【図２】他の実施例の一部構成図である。

【符号の説明】

１ 棒電極 ２ 被加工体 ３ 主軸 ４ 電極貯蔵パイプ ５ テーパー部材 ６ 電極ガイドパイプ ７ バネ ８ 爪ノズル ９ ノックカム １１ 主軸回転モータ １２ ヘッド １３ エアーノズル １５ Ｘ、Ｙテーブル １８ Ｚ軸モータ １９ Ｕ、Ｖテーブル ２３ ＮＣ制御装置 ２４ 計測装置 ２７ 加工電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤもしくは棒状、またはパイプ状電
   極を用いて３次元形状の放電加工を行う放電加工装置に
   おいて、前記放電加工中、常時加工電極の関数とした一
   定の速度で送り続けながら、もしくは間欠送りしなが
   ら、所定の時間間隔で前記電極を上昇制御する上昇制御
   装置と、該装置によって上昇する前記電極の先端長さを
   測定する計測装置と、該装置の測定に基づいて前記電極
   を送り出し所定長さに補正する送り出し装置と、該装置
   により補正された電極と被加工体間に３次元形状の加工
   送りを与える加工送り制御装置と、該装置によって加工
   送りが与えられる前記電極と被加工体間に加工エネルギ
   ーを供給する加工電源とを設けて成ることを特徴とする
   放電加工装置。
2. 【請求項２】 前記計測装置は、エアージェットノズル
   を設け電極先端の液滴等汚物を除去してから、長さを測
   定するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の放電加工装置。
3. 【請求項３】 前記３次元の加工送り制御装置に、３軸
   以上の多軸送り制御装置を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の放電加工装置。