JPH0616979B2 - 放電加工装置 - Google Patents
放電加工装置Info
- Publication number
- JPH0616979B2 JPH0616979B2 JP11538384A JP11538384A JPH0616979B2 JP H0616979 B2 JPH0616979 B2 JP H0616979B2 JP 11538384 A JP11538384 A JP 11538384A JP 11538384 A JP11538384 A JP 11538384A JP H0616979 B2 JPH0616979 B2 JP H0616979B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- spindle
- electric discharge
- column
- head
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H11/00—Auxiliary apparatus or details, not otherwise provided for
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/45—Nc applications
- G05B2219/45221—Edm, electrical discharge machining, electroerosion, ecm, chemical
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/49—Nc machine tool, till multiple
- G05B2219/49219—Compensation temperature, thermal displacement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明技術分野〕 この発明は、電極と被加工物との間に形成された所定寸
法の加工間隙に、たとえば直流ＲＣ放電回路を用いてパ
ルス性アーク放電を繰り返し発生させることによって生
ずる導体抵抗による発熱、電子衝撃による発熱、および
蒸気発生による圧力などにより被加工物を溶融させて所
定の加工を行なう放電加工装置に関するもので、特にこ
の発明は、加工エネルギの変化、または環境の変化によ
り電極と被加工物との間に発生する相対的な位置ずれを
補正して加工精度の向上を計つた放電加工装置に関する
ものである。
法の加工間隙に、たとえば直流ＲＣ放電回路を用いてパ
ルス性アーク放電を繰り返し発生させることによって生
ずる導体抵抗による発熱、電子衝撃による発熱、および
蒸気発生による圧力などにより被加工物を溶融させて所
定の加工を行なう放電加工装置に関するもので、特にこ
の発明は、加工エネルギの変化、または環境の変化によ
り電極と被加工物との間に発生する相対的な位置ずれを
補正して加工精度の向上を計つた放電加工装置に関する
ものである。
第３図は従来のこの種放電加工装置を示す正面図であ
る。(1)は底部に被加工物(5)をセットし、内部に所定量
の加工液(2)を貯溜した加工槽で、この加工槽(1)は前後
方向に移動可能な移動テーブル(6)上に載置されてい
る。(7)はこの移動テーブル(6)と共に上記加工槽(1)を
左右方向に移動させる移動サドル、(8)はこの移動サド
ル(7)を移動自在に載置したベッド(10)上に直立して固
定されたほぼＬ字形のコラム(9)の自由端に取付けられ
たヘッドで、このヘッド(8)には上記加工槽(1)内の被加
工物(5)と所定間隙をあけて対向する所定形状の電極(3)
を着脱自在に取付けた主軸(4)が、昇降自在在に加工送
りができるように装着されている。(11)は加工槽(1)の
上部開口から上昇する熱気流である。
る。(1)は底部に被加工物(5)をセットし、内部に所定量
の加工液(2)を貯溜した加工槽で、この加工槽(1)は前後
方向に移動可能な移動テーブル(6)上に載置されてい
る。(7)はこの移動テーブル(6)と共に上記加工槽(1)を
左右方向に移動させる移動サドル、(8)はこの移動サド
ル(7)を移動自在に載置したベッド(10)上に直立して固
定されたほぼＬ字形のコラム(9)の自由端に取付けられ
たヘッドで、このヘッド(8)には上記加工槽(1)内の被加
工物(5)と所定間隙をあけて対向する所定形状の電極(3)
を着脱自在に取付けた主軸(4)が、昇降自在在に加工送
りができるように装着されている。(11)は加工槽(1)の
上部開口から上昇する熱気流である。
従来の放電加工装置は上記のように構成されており、被
加工物(5)を放電加工するために、電極(3)と被加工物
(5)との間にパルス性アーク放電を繰り返し発生させる
と、電極(3)と加工液(2)の温度が著しく上昇するため、
その熱は熱気流(11)と伝導熱とによって電極(3)から主
軸(4)に伝達されるが、この主軸(4)は、ヘッド(8)内に
おいて「点」または「線」接触しているベアリングおよ
びガイド（何れも図示せず）を介してヘッド(8)に支持
されているため、温度上昇した主軸(4)の熱はこのヘッ
ド(8)およびコラム(9)に伝達されにくいため、必然的に
主軸(4)とヘッド(8)との間には大きな温度差が生じる。
加工物(5)を放電加工するために、電極(3)と被加工物
(5)との間にパルス性アーク放電を繰り返し発生させる
と、電極(3)と加工液(2)の温度が著しく上昇するため、
その熱は熱気流(11)と伝導熱とによって電極(3)から主
軸(4)に伝達されるが、この主軸(4)は、ヘッド(8)内に
おいて「点」または「線」接触しているベアリングおよ
びガイド（何れも図示せず）を介してヘッド(8)に支持
されているため、温度上昇した主軸(4)の熱はこのヘッ
ド(8)およびコラム(9)に伝達されにくいため、必然的に
主軸(4)とヘッド(8)との間には大きな温度差が生じる。
また、温度変化の大きい環境のもとで放電加工装置が使
用される場合には、コラム(9)およびヘッド(8)が温度変
化のはげしい外部空気と接触することによって温度変化
するのに対し、主軸(4)はヘッド(8)内に支持され、外気
としゃ蔽されているため温度変化のはげしい外部空気に
接触しないから主軸(4)とヘッド(8)との間には温度差が
生じることになる。
用される場合には、コラム(9)およびヘッド(8)が温度変
化のはげしい外部空気と接触することによって温度変化
するのに対し、主軸(4)はヘッド(8)内に支持され、外気
としゃ蔽されているため温度変化のはげしい外部空気に
接触しないから主軸(4)とヘッド(8)との間には温度差が
生じることになる。
第４図は、通常の使用環境のもとで使用したこの種放電
加工装置における「室温」「主軸」および「コラム」の
経時温度変化の状態を示す温度比較図である。
加工装置における「室温」「主軸」および「コラム」の
経時温度変化の状態を示す温度比較図である。
従来の放電加工装置においては上述した理由によって主
軸(4)と、ヘッド(8)およびコラム(9)との間に大きな温
度差が生じることによって、第３図に示すように垂直方
向に相対的な位置ずれ(ε)が発生し易く、この位置ずれ
が被加工物(5)の深さ方向に対する精度低下の原因とな
っている。第５図は通常の使用環境のもとで使用したこ
の種放電加工装置において、電極(3)と被加工物(5)との
経時位置ずれ変化の状態を示す位置ずれ変化図である。
軸(4)と、ヘッド(8)およびコラム(9)との間に大きな温
度差が生じることによって、第３図に示すように垂直方
向に相対的な位置ずれ(ε)が発生し易く、この位置ずれ
が被加工物(5)の深さ方向に対する精度低下の原因とな
っている。第５図は通常の使用環境のもとで使用したこ
の種放電加工装置において、電極(3)と被加工物(5)との
経時位置ずれ変化の状態を示す位置ずれ変化図である。
〔発明の概要〕 この発明はかかる従来の装置の欠点を除去するためにな
されたもので、ベッド上に直立して固定されたコラム
と、このコラムの自由端に取付けられたヘッドと、点ま
たは線接触するベアリング及びガイドを介して上記ヘッ
ド内で昇降自在に支持された主軸と、電極を保持する電
極クランパと、この電極クランパを含む主軸側及び上記
ヘッドを含むコラム側のそれぞれの所定位置に設けられ
た温度センサと、これら温度センサによって生ずる電圧
信号の差を増巾して出力する差動増巾回路と、上記電極
クランパと上記主軸との間に介在され、上記差動増巾回
路の電圧信号の差に応じて伸縮し、上記電極と被加工物
との間の相対的な位置ずれを補正するアクチュエータと
を備え、各温度センサの検出信号を差動増巾回路に直接
入力し、主軸側とコラム側との間に温度差が発生したと
きには、差動増巾回路によりアクチュエータに所定の電
圧を印加し、アクチュエータに、上記温度差によって電
極と被加工物との間に生ずる垂直方向の相対的な位置ず
れ量を相殺するだけの伸縮を行わせることにより、垂直
方向の相対的な位置ずれを補正して加工精度の向上を図
ることができる放電加工装置を提供することを目的とす
る。
されたもので、ベッド上に直立して固定されたコラム
と、このコラムの自由端に取付けられたヘッドと、点ま
たは線接触するベアリング及びガイドを介して上記ヘッ
ド内で昇降自在に支持された主軸と、電極を保持する電
極クランパと、この電極クランパを含む主軸側及び上記
ヘッドを含むコラム側のそれぞれの所定位置に設けられ
た温度センサと、これら温度センサによって生ずる電圧
信号の差を増巾して出力する差動増巾回路と、上記電極
クランパと上記主軸との間に介在され、上記差動増巾回
路の電圧信号の差に応じて伸縮し、上記電極と被加工物
との間の相対的な位置ずれを補正するアクチュエータと
を備え、各温度センサの検出信号を差動増巾回路に直接
入力し、主軸側とコラム側との間に温度差が発生したと
きには、差動増巾回路によりアクチュエータに所定の電
圧を印加し、アクチュエータに、上記温度差によって電
極と被加工物との間に生ずる垂直方向の相対的な位置ず
れ量を相殺するだけの伸縮を行わせることにより、垂直
方向の相対的な位置ずれを補正して加工精度の向上を図
ることができる放電加工装置を提供することを目的とす
る。
第１図および第２図は何れもこの発明の一実施例を示す
ものであるが、上述した従来のもの（第３図）と同一符
号は同一構成部材につきその説明を省略する。
ものであるが、上述した従来のもの（第３図）と同一符
号は同一構成部材につきその説明を省略する。
まず、第１図の正面図において、(12)は加工電源(12a)
と差動増巾回路(15)等を内蔵しているＮＣ制御装置（数
値制御装置）であり、内蔵された差動増巾回路(15)は、
制御をＮＣ制御装置(12)から独立して行うものである。
(13a)は主軸(4)の所定位置に取付けられたＩＣ温度セン
サ等からなる主軸温度センサ、(13b)はコラム(9)の所定
位置に取付けられたコラム温度センサ、(17)は上記主軸
(4)の下部に形成された凹部(4a)内に上部形成されたフ
ランジ(17a)が嵌合され、たとえば圧電素子からなる複
数のアクチュエータ(14)を介して上記主軸(4)に連結さ
れた電極クランパ、(16)は上記主軸(4)の凹部(4a)の内
周面に周方向に所定間隔をあけて取付けられ、電極クラ
ンパ(17)が円滑に昇降し得るように設けられた複数のベ
アリングである。なお、アクチュエータ(14)は、図２に
示す如く、下端が電極クランパ(17)のフランジ(17a)上
面に、上端がボルト(19)によって主軸(4)側に、それぞ
れ固定されるとともに、これら上下端の固定部が、フラ
ンジ(17a)上面のブラケット(30)にボルト(20)によって
固定されたガイド(31)内に摺動自在に嵌合しており、印
加電圧に比例してほぼ線型に伸縮する特性を有する例え
ばチタン酸ジルコン酸鉛などの素子を積層して形成され
ている。チタン酸ジルコン酸鉛などの素子は、０〜1000
Ｖ程度の電圧変化に対して数10ミクロンの伸縮量が得ら
れるものである。
と差動増巾回路(15)等を内蔵しているＮＣ制御装置（数
値制御装置）であり、内蔵された差動増巾回路(15)は、
制御をＮＣ制御装置(12)から独立して行うものである。
(13a)は主軸(4)の所定位置に取付けられたＩＣ温度セン
サ等からなる主軸温度センサ、(13b)はコラム(9)の所定
位置に取付けられたコラム温度センサ、(17)は上記主軸
(4)の下部に形成された凹部(4a)内に上部形成されたフ
ランジ(17a)が嵌合され、たとえば圧電素子からなる複
数のアクチュエータ(14)を介して上記主軸(4)に連結さ
れた電極クランパ、(16)は上記主軸(4)の凹部(4a)の内
周面に周方向に所定間隔をあけて取付けられ、電極クラ
ンパ(17)が円滑に昇降し得るように設けられた複数のベ
アリングである。なお、アクチュエータ(14)は、図２に
示す如く、下端が電極クランパ(17)のフランジ(17a)上
面に、上端がボルト(19)によって主軸(4)側に、それぞ
れ固定されるとともに、これら上下端の固定部が、フラ
ンジ(17a)上面のブラケット(30)にボルト(20)によって
固定されたガイド(31)内に摺動自在に嵌合しており、印
加電圧に比例してほぼ線型に伸縮する特性を有する例え
ばチタン酸ジルコン酸鉛などの素子を積層して形成され
ている。チタン酸ジルコン酸鉛などの素子は、０〜1000
Ｖ程度の電圧変化に対して数10ミクロンの伸縮量が得ら
れるものである。
この発明の放電加工装置は、上記のように構成されてい
るので、放電加工中に電極(3)と加工液(2)の温度が上昇
し、その熱が熱気流(11)と伝導熱とによって電極(3)か
ら主軸(4)に伝達される。しかし、この熱は上述した理
由によってヘッド(8)およびコラム(9)には伝達されない
ため、主軸(4)と、ヘッド(8)およびコラム(9)との間に
温度差が発生する。そして、この主軸(4)の温度は主軸
温度センサ(13a)によって検出され、また、コラム(9)の
温度はコラム温度センサ(13b)によって検出されて差動
増巾回路(15)に電圧信号として直接入力される。差動増
巾回路(15)は上記温度センサ(13a),(13b)によって生ず
る電圧信号の差を増巾して各アクチュエータ(14)に同時
に印加するため、これらアクチュエータ(14)はその印加
電圧に比例してそれぞれ同時に伸縮し、主軸(4)と、ヘ
ッド(8)およびコラム(9)との間の温度差によって生じる
垂直方向の相対的な位置ずれを補正する。なお、放電加
工中に横方向に過大負荷が発生しても、主軸(4)の凹部
(4a)の内周面に取付けられたベアリング(16)によって負
荷が吸収されるため、アクチュエータ(14)には横荷重が
加わることはない。
るので、放電加工中に電極(3)と加工液(2)の温度が上昇
し、その熱が熱気流(11)と伝導熱とによって電極(3)か
ら主軸(4)に伝達される。しかし、この熱は上述した理
由によってヘッド(8)およびコラム(9)には伝達されない
ため、主軸(4)と、ヘッド(8)およびコラム(9)との間に
温度差が発生する。そして、この主軸(4)の温度は主軸
温度センサ(13a)によって検出され、また、コラム(9)の
温度はコラム温度センサ(13b)によって検出されて差動
増巾回路(15)に電圧信号として直接入力される。差動増
巾回路(15)は上記温度センサ(13a),(13b)によって生ず
る電圧信号の差を増巾して各アクチュエータ(14)に同時
に印加するため、これらアクチュエータ(14)はその印加
電圧に比例してそれぞれ同時に伸縮し、主軸(4)と、ヘ
ッド(8)およびコラム(9)との間の温度差によって生じる
垂直方向の相対的な位置ずれを補正する。なお、放電加
工中に横方向に過大負荷が発生しても、主軸(4)の凹部
(4a)の内周面に取付けられたベアリング(16)によって負
荷が吸収されるため、アクチュエータ(14)には横荷重が
加わることはない。
上述した一実施例においては、温度センサ(13a),(13b)
を主軸(4)とコラム(9)とに取付けた場合について述べた
が、これに限定されるものでなく、主軸(4)、ヘッド
(8)、コラム(9)および電極クランパ(17)等にそれぞれ多
数取付けるようにすれば、更に精度の高い補正を行なう
ことができる。また、アクチュエータ(14)の取付位置
は、主軸(4)、ヘッド(8)、またはコラム(9)等の熱膨張
差によって生ずる垂直方向の位置ずれを補正し得るなら
ば、他の部分でも差支えない。
を主軸(4)とコラム(9)とに取付けた場合について述べた
が、これに限定されるものでなく、主軸(4)、ヘッド
(8)、コラム(9)および電極クランパ(17)等にそれぞれ多
数取付けるようにすれば、更に精度の高い補正を行なう
ことができる。また、アクチュエータ(14)の取付位置
は、主軸(4)、ヘッド(8)、またはコラム(9)等の熱膨張
差によって生ずる垂直方向の位置ずれを補正し得るなら
ば、他の部分でも差支えない。
以上述べたように、この発明によれば、主軸側とコラム
側のそれぞれの所定位置に設けた温度センサの検出信号
を差動増巾回路に直接入力し、主軸側とコラム側との間
に温度差が発生したときに、差動増巾回路により、電極
クランパと主軸との間に介在されたアクチュエータに所
定の電圧を印加し、アクチュエータに、上記温度差によ
って電極と被加工物との間に生ずる垂直方向の相対的な
位置ずれ量を相殺するだけの伸縮を行わせるようにした
ので、複雑な補正演算などの処理を行う必要がなく、制
御が簡単で応答性がよく、垂直方向の相対的な位置ずれ
を素早く補正することができ、加工精度の向上を図るこ
とができる。
側のそれぞれの所定位置に設けた温度センサの検出信号
を差動増巾回路に直接入力し、主軸側とコラム側との間
に温度差が発生したときに、差動増巾回路により、電極
クランパと主軸との間に介在されたアクチュエータに所
定の電圧を印加し、アクチュエータに、上記温度差によ
って電極と被加工物との間に生ずる垂直方向の相対的な
位置ずれ量を相殺するだけの伸縮を行わせるようにした
ので、複雑な補正演算などの処理を行う必要がなく、制
御が簡単で応答性がよく、垂直方向の相対的な位置ずれ
を素早く補正することができ、加工精度の向上を図るこ
とができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す正面図、第２図は主
軸と電極クランパの拡大断面図、第３図は従来の放電加
工装置を示す正面図、第４図は従来の放電加工装置にお
ける経時温度比較図、第５図は従来の放電加工装置にお
ける経時位置ずれ変化図である。 図において、(3)は電極、(4)は主軸、(8)はヘッド、(9)
はコラム、(10)はベッド、(13a)は主軸温度センサ、(13
b)はコラム温度センサ、(14)はアクチュエータ、(15)は
差動増巾回路、(17)は電極クランパである。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
軸と電極クランパの拡大断面図、第３図は従来の放電加
工装置を示す正面図、第４図は従来の放電加工装置にお
ける経時温度比較図、第５図は従来の放電加工装置にお
ける経時位置ずれ変化図である。 図において、(3)は電極、(4)は主軸、(8)はヘッド、(9)
はコラム、(10)はベッド、(13a)は主軸温度センサ、(13
b)はコラム温度センサ、(14)はアクチュエータ、(15)は
差動増巾回路、(17)は電極クランパである。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】ベッド上に直立して固定されたコラムと、
このコラムの自由端に取付けられたヘッドと、 点または線接触するベアリング及びガイドを介して上記
ヘッド内で昇降自在に支持された主軸と、 電極を保持する電極クランパと、 この電極クランパを含む主軸側及び上記ヘッドを含むコ
ラム側のそれぞれの所定位置に設けられた温度センサ
と、 これら温度センサによって生ずる電圧信号の差を増巾し
て出力する差動増巾回路と、 上記電極クランパと上記主軸との間に介在され、上記差
動増巾回路の電圧信号の差に応じて伸縮し、上記電極と
被加工物との間の相対的な位置ずれを補正するアクチュ
エータとを備えたことを特徴とする放電加工装置。 - 【請求項２】アクチュエータは、チタン酸ジルコン酸鉛
などの圧電素子を積層して形成されていることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の放電加工装置。 - 【請求項３】温度センサは、ＩＣ温度センサであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の放電加工装
置。 - 【請求項４】差動増巾回路は、ＮＣ制御装置内に設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
放電加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11538384A JPH0616979B2 (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11538384A JPH0616979B2 (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 放電加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60259358A JPS60259358A (ja) | 1985-12-21 |
| JPH0616979B2 true JPH0616979B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=14661173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11538384A Expired - Lifetime JPH0616979B2 (ja) | 1984-06-07 | 1984-06-07 | 放電加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616979B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150093127A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 아베엘 리스트 게엠베하 | 동적 연료 소비율 측정을 위한 장치의 기능 시험 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1714726A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-25 | Chien-Hsien Li | Direct-acting electrode position controller for electrical discharge machine |
| JP5674033B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-02-18 | 西部電機株式会社 | ワイヤ放電加工機、ヘッド制御方法、及びそのプログラム |
| CN120076893B (zh) * | 2023-05-15 | 2025-10-14 | 三菱电机株式会社 | 线放电加工机 |
-
1984
- 1984-06-07 JP JP11538384A patent/JPH0616979B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150093127A (ko) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 아베엘 리스트 게엠베하 | 동적 연료 소비율 측정을 위한 장치의 기능 시험 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60259358A (ja) | 1985-12-21 |
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