JPS6039493B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置、特に電極マガジンと電極自動交
換装置と数値制御装置とを具備し、数値制御により全自
動加工行い得る放電加工装置に関する。

総型電極、分割電極、汎用標準電極、ワイヤカット用電
極ユニット、等を多数収納した電極マガジンが設けられ
、所定のプログラムに従ってそれらの電極を順次加工機
へッドーこ自動的に着脱しつつ、数値制御方式により被
加工体、及び電極の位置決め、加工送り等を行い、所望
の加工を行うタイプの放電加工装置が種々開発されつつ
ある。

一般にこれらの加工装置では、この数値制御装置の他、
加工状態を良好に保持するためのサーボ制御装置が設け
られており、数値制御は工具電極の選択、電極マガジン
および自動交換機の制御、被加工体および電極の位置決
め、自動定寸、輪郭加工制御、使用電極に適応する加工
条件の指定等を分担し、サーボ制御装置は、加工状態を
所望のレベルに保つよう加工送り速度及び／又は、放電
加工パルスの諸条件、即ち彼加工体および電極間に圧力
ｏし発生する放電パルスのオンタィム、電圧パルスのオ
フタィムの長さ、放電電流の振中、或いはさらに開放電
圧及び放電ピーク電圧又は平均電圧等の設定、及び制御
を分担するものである。また、これらの設定制御装置の
ほか、各種の安全装置や、作業状態が悪化した際、これ
を回復するための処置、例えば電極にレシプロ運動を与
え加工間隙から加工屑を排除する操作、等を行なわせる
ための装置、加工液の清浄循環供給装置が設けられる。
而して、通常これらの安全装置、レシプロ運動制御装置
等は、上記サーボ制御装置と一体的に構成される場合が
多い。而して、電極に注目して、この種放電加工装置の
経済性を考えると、電極としては可能な限りシンプルで
、製作の容易なものを使用することが推奨されるもので
ある。

然しながら、このような汎用的な電極のみを使用する場
合極めて多種多様な電極が必要となりしかも、加工送り
のためのプログラムが複雑冗長なものになるという問題
が生ずる。従って、通常は加工物の形状に適合するよう
に、かつ荒加工用、仕上用等加工の各段階毎に用意され
るいくつかの総型電極、又はこれを数個に分割した分割
電極と丸棒状、平板状等の簡単な形状の汎用電極、およ
び本発明者等がさきに特機昭５２−４４＄お号、同６班
０ぴ号等により開示したワイヤカット放電加工用電極ユ
ニットを混用することが推奨されるものである。然して
、このように構成する場合でも、使用する電極は、電極
材質を全て同一のものを使用するとしても相当多数とな
るものであり、その上各電極の加工面積に大差が生じ、
しかも荒加工用、仕上用等の区分も存するので、各電極
毎の放電加工時の電圧パルスのオンタイム及び電圧パル
スのオフタイムの長さ、放電ピーク電流等の設定値に大
差が生ずるものである。

而して、例えば、荒加工と仕上加工とを加工部分や交換
電極ごとに交互に行なうことは通常なく、荒加工の全工
程を終了した後に中加工、次いで中仕上げ、仕上げの如
く行なわれるから、今中仕上加工を電極を順次に交換し
つつ行なっているとすると、放電パルスのパルス中と露
流振中は常に一定であり、従ってこれらのフアクタのう
ち加工の安定や加工能率上特に問題フアクタは電圧パル
スのオフタイムである。

これは主として使用する電極の使用目的と加工面積とに
より決定されるので、通常は、電極交換の都度設定変更
を要するものである。一方放電パルスのオンタィム、放
電電流の振中等のフアク外ま、一般的には荒加工、中間
加工、仕上加工の各段階毎や、電極有消耗又は低消耗条
件選択等の際に切替えれば足りるものである。

而して、従来、これらの放電パルス条件の設定又は切替
は主として、数値制御装涜により行なわれているもので
ある。然しながら、叙上の如く使用する電極が多数あり
、かつ各電極毎に少くとも電圧パルスのオフタィムの設
定変更をする必要があり、さらに荒加工から中間仕上、
最終仕上へと加工が進行するのに応じ、他のフアクタも
適宜設定変更をする必要があるので、数値制御プログラ
ムは極めて冗長、複雑なものであった。

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、数値制御装置によらず、使用す
る電極毎に少くとも電圧パルスのオフタィムを含む放電
パルス条件の一部若しくは全部が自動的かつ確実に設定
でき、従って、いちじるしく簡略化された数値制御プロ
グラムにより、完全に制御できる放電加工装置を提供す
ることにある。

而して、本発明の目的は、それぞれ電極が取付けられ、
その電極と共に電極マガジンに収納され、電極自動交換
装置により放電加工機の加工ヘッドに取付けられる電極
ホルダのそれぞれに、少くとも電圧パルスのオフタィム
を含む放電パルス条件の設定器が設けられ、電極ホルダ
が加工へッドに取付けられたときは、当該電極ホルダの
設定器が、電源管制装置に接続され、当該設定器に設定
された条件により、放電または電圧パルスが供給される
よう横成することにより達成される。

以下、図面により本発明の詳細を説明する。図面は本発
明にかかる放電加工装置の一実施例を示す説明図であり
、図中、１は、機台２、カラム３、カラム３により昇降
自在に支承されたアーム４、ア−ム４により支承された
加工ヘッド５、ステム６、チヤツキングユニツト７、ク
ロステーブル８、加工タンク９および図示されていない
公知の構成要素から成る放電加工機、１０は加工タンク
９内に固定された被加工体、１１は図示されていない加
工液供給装置により加工タンク９内に供給、回収される
加工液であり、１２は電極マガジン、１３はその本体、
１４−１，１４−２・・・・・・は本体１３により順次
循環的に搬送されるチャツキングュニット、１５一１，
１５一２，……は電極、１６−１，１６−２，・・・・
・・は電極ホルダ、１７一１，１７一２，・・・・・・
は電圧パルスのオフタイム設定用スイッチ、１８は電源
自動交換装置、１９は機体、２０は機体１９により昇降
、進退自在に支承された作業腕、２１は作業腕２０の先
端に開閉自在に設けられた作業爪であり、また「 ２２
は加工用直流電源、２３は電圧及びまたは電圧パルス供
給用のスイッチング素子、２４は放電電流計側用の挿入
抵抗、２５，２６および２７はモノステーフルエレメン
ト、２８および２９はアンド回路、３０，３１および３
２はＲＳバイステーブルェレメント、３３は積分回路、
３４は電圧・周波数変換器、３５は数値制御装置、３６
，３７および３８は磁性変換回路、３９および４０はク
ロステーブル８に設けられそれぞれ被加工体１０にｘ軸
方向およびｙ軸方向の位置決め用送り、または輪郭加工
用等の加工送りを与えるパルスモータ、４１は加工ヘッ
ド５の内部に設けられ、ステム６その他を介して加工ヘ
ッド４の下方に取付けられる電極１５−１にｚ軸方向の
加工送りをサーボ、または定速送りにより与えられるパ
ルスモータ、４２−１は電極ホルダ１６一１に設けられ
るオフタイム設定回路、４３一１，４４−１，４５−１
，４６一１，４７はオフタイム設定用タイマ、４８はオ
ンタィム設定用タイマ、４９−１はオア回路、５０，５
１および５２は磁極ホルダＩ６一１とチャツキングュニ
ツト７との間の電気的結合のため設けられるジャック、
５３はダイオード、５４はタイマ４７保護用の抵抗であ
る。而して、この放電加工装置は、主として数値制御装
置３５により制御されるものである。数値制御装置３５
は電圧・周波数変換器３４の出力パルスをクロツクパル
スとして作動し、電極マガジン１２、電極自動交換装置
１８及び放電加工機１のｘ，ｙ，ｚ、三鞄方向の位置決
めまたは加工送り等を制御する。パルスモータ３９及び
４０は、クロステーブル８に設けられており、それぞれ
、被加工体にｘ軸方向、ｙ軸方向の送りを与えるもので
あり、同４１は加工ヘッド５に内蔵され、ステム６を介
して電極１６一１にｚ軸方向加工送りを与えるものであ
る。

電極マガジン．１２には、多数の電極１５一ｉがそれぞ
れの電極ホルダ１６一ｉを介して取付けられており、こ
れらの電極は必要に応じて、電極自動交換装置１８によ
り取外し得る位魔、即ち図中チャツキングュニツト１４
−１が画かれている位置に移動せしめられ、電極自動交
換装置１８の作業爪２１により把持され、チャツキング
ュニツト１４−ｉから取外され、ステム６の下部に設け
たチャッキングュニツト７の下方に搬送され、チャック
される。

これらの電極ホルダ１６−ｉにはそれぞれオフタイム設
定用ダイヤルスイッチ１７−ｉ、オフタィム設定回路４
２−ｉおよびジャック５０，５１及び５２が設けられて
おり、電極ホルダ１６−ｉがチヤツキングユニツト７に
取付けられると、そのオフタィム設定回路４２−ｉ、ス
イッチング素子２３、ＲＳバイステーブルエレメント３
２、タイマ４８その他から成る電源制御回路に接続され
る。

これらのタイマ４３−ｉ，４４−ｉ，４５一ｉ，４６−
ｉ，４７および４８は、いずれもダイナミック入力“１
”が入力したとき、即ち入力パルスの前縁で始動し、所
定の時間経過後、短い出力パルスを発信するものであり
、タイマ４３一ｉないし４６一ｉはそぞれ対応する電極
ホルダ１６一ｉが使用されたときにおけるオフタィム設
定用のタイマであり、対応するオフタイム設定用ダイヤ
ルスイッチ１７−ｉにより選択されたタイマの設定時間
により放電加工用電圧パルスのオフタイムが定められる
ものである。

また、タイマ４７は、これらの電極ホルダ１６−２が使
用されないときのオフタィム設定用タイマであり、タイ
マ４８はオンタイム設定用タイマである。今、ＲＳバイ
ステーブルェレメント３２がセット状態になったものと
すると、一方においてはスイッチング素子２３が導通し
、加工用直流電源２２の電圧が被加工体１０と電極１５
−１の間に印加され、他の一方においてはタイマ４８が
始動せしめられる。而して、タイマ４８の設定時間が経
過するとタイマ４８は出力パルスを発生するので、ＲＳ
バイステ−ブルエレメント３２がリセットされる。然る
ときは、スイッチング素子２３の導通が断たれ、同時に
、図示されている状態においては、ダイヤルスイッチ１
７一１により選択されているタイマ４５一１が始動する
。

また、このとき、タイマ４７も同時に始動するが、タイ
マ４７の出力側はアースされているので、その出力パル
スは回路に何等の影響も及ぼさないものである。而して
、タイマ４５−１の設定時間が経過すると、タイマ４５
−１から出力パルスが発信され、該出力パルスにより、
ＲＳ／ゞィステーブルェレメント３２がセット状態に反
転せしめられ、以下同様なサイクルを繰返して放電加工
が進行せしめられるものである。而して、被加工体１０
と電極１５−１との間に放電が発生すると、その放電電
流の大きさに比例して、挿入抵抗２４の端子電圧が発生
し、その端子電圧に応じモノステーフルェレメント２５
，２６等がトリガされる。

モノステーブルヱレメント２５は放電検知用のものであ
り、そのトリカリングレベルは最も低く、同２６および
２７のトリガリングレベルは、それぞれ放電電流の許容
最小値および最大値に対応するよう定められている。従
って、許容最大値以上の放電電流が流れると、最も高い
トリガリングレベルを有するモノステーブルェレメント
２７を含むすべてのモノステーブルヱレメントがトリガ
されるが、逆に、許容最小値以下の微弱放電が生じたと
きは最も低いトリガリングレベルを有する同２５のみが
トリガされ、トリガリングレベルの高い同２６及び２７
はトリガされないものである。而して、許容最小値以上
、最大値以下の放電電流のみが発生している期間、ＲＳ
／ゞィステーフルェレメント３１はリセツ，ト状態に、
同３２はセット状態にあり、従って積分回路３３の両入
力は状態“０”であって、その出力電圧は一定レベルに
保たれている。

而して、過大な放電電流が発生すると、ＲＳバィステー
ブルェレメント３１はセット状態となり積分回路３３の
入力端子３３−１の入力が状態‘‘１”となる。

一般的に、放電電流が過大となるときは、加工間隙が狭
くなっており、そのため加工送り速度を遅く及び／また
はサーボ制御信号を反転する必要があるが、図示実施例
に於ては、積分回路３３の出力が時間と共に線形に降下
せしめられ、そのため電圧周波数変換器３４の出力周波
数も漸騰低下し、これに比例して数値制御装置３５によ
り各パルスモータ３９，４０及び／又は４１に分配され
るパルス速度も低下するので、加工送り速度が自動的に
低速となるものである。

而して、逆に加工間隙が開きすぎる等の理由で放電が微
弱となると、モノステーブルェレメント２５がトリガし
ても同２６はトリガせず従って、ＲＳ／ゞィステーブル
ェレメント３０がリセット状態となり積分回路３３の入
力端子３３−２の入力が状態‘‘１”となり、そのため
積分回路３３の出力が漸次増加し、電圧・周波数変換器
３４の出力周波数、数値制御装置３５の作動速度並びに
パルスモータ３９，４０及び／又は４１の作動速度が増
大し、そのため加工間隙が適正となるよう加工送りが行
なわれる。

而して、電極１５一１により加工すべき工程が終了する
と、数値制御装置３５の指令により、ステム６が所定位
置まで上昇し、電極自動交換装置１８が作動し電極を電
極ホルダごと交換する。

然るとき、オフタィムは、新しい電極ホルダに設けられ
ているオフタィム設定用ダイヤルスイッチにより選択さ
れたタイマの設定時間により決定されるので、新しい電
極に適応するオフタィムを上記オフタィム設定用ダイヤ
ルスイッチにより選択しておけば、電極交換と同時にオ
フタィムが確実に、新しい電極に適応したものに切替え
られるものであり、しかもこの切替のために特別な数値
制御プログラム等は一切必要がなくなるものである。な
お、加工間隙の異常は、前記モータ４１或いはさらにモ
ータ３９，４０の送り速度の低減、後退送りを含むサー
ボ送りの外、加工液の供給、噴射による更新、或いはま
た電極・被加工体を近接関雛せしめる往復運動等を行な
わせる外、電圧パルスのオフタイムを次の電圧パルス迄
の間の１回だけ、所定の設定期間、または加工状態が正
常に復してから所望の期間、長くしたり、または長く切
替えたりする制御が行なわれることがあるが、かかる制
御は上記電極ホルダ１６、オフタィム設定器１７、及び
回路４２−１による設定オフタィムに優先させるもので
ある。

本発明は叙上の如く構成されるので本発明によるときは
、数値制御プログラム中に、使用する電極の番号、位置
出し及び加工送り、並びに、被加工体の位置出し及び加
工送りのみを規定すれば足りるので、プログラムの構成
が極めて簡単なものとなる。

また、さらに、そのプログラムは、加工条件、放電条件
等を被加工体の初期および最終形状、即ち素材形状と製
品形状、並びに使用し得る電極の形状から幾何学的に割
り出せるものであり、そのため、その作成は、さらに容
易なものとなる。

また、各電極毎のオフタィム設定は、電極の現物を確認
しつつ行ない得るものであるから、間違いなく確実に最
適値が設定されるものである。なお、本発明の構成は、
叙上の実施例に限定されるものでなく。例えば使用する
電極として、図示されているような電極のみでなく、ワ
イヤ電極の送出、張架、回収装置を有するワイヤ電極ユ
ニットも併合できるものであり、（但し、この場合、ス
テム６は昇降のみでなく回動も可能なよう構成すること
が推奨される。）また、放電加工後、電極マガジン、電
極自動交換機、電源回路、加工電源の設定制御方式、加
工送り速度の制御方式等は勿論のこと、オフタィム設定
器とオフタィム設定回路部分等の放電加工パルス条件の
選択設定部分の構成は、例えばダイヤルスイッチ１７に
よって磁気その他のマークが回転や出入等して変り、こ
れを磁気的または光学的に読み出し、該読み出しを論理
またはシーケンス回路により判別して、所定のオフタィ
ムを設定する無接点リレーを作動させる等各種の変更構
成が可能なものであり、またその他の様式、構成等は、
本発明の目的の範囲内で自由に公３的のものを利用し、
設計変更し得るものであり、また電極ホルダには、叙上
の電圧パルスオフタイム設定器に加え、放電電流のオン
タィム設定器、放電電流の振中設定器等を設けることも
あり、しかもこのように構成すれば数値制御プログラム
をより簡素なものと成し得るものであって、本発明はこ
れらのすべてを包含するものである。図面の簡単な説明
図面は本発明にかかる放電加工装置の一実施例を示す説
明図である。

１…・・・放電加工機、５・・…・加工ヘッド、８・・
・・．・クロステーブル、１２・・・・・・電極マガジ
ン、１５一１，１５−２・・・・・・電極、１６一１，
１６−２．．・…電極ホルダ、１７一１，１７一２・・
・・・・オフタイム設定用ダイヤルスイッチ、１８・・
・・・・電極自動交換機、３３・・・・・・積分回路、
２４・・・・・・電圧・周波数変換器、３５・・・・・
・数値制御装贋、３６，３７，３８……極性変換回路、
３９，４０，４１．．・．．・パルスモータ、４２一１
・・・・・〇オフタィム設定回路、４３一１，４４−１
，４５−１，４６−１，４７……オフタイム設定用タイ
マ、４８・・・…オンタィム設定用タイマ、５０，５１
，５２…・・・ジャック。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ 機台と、上記機台に設けられ、加工タンクを介
   し又は介せずして被加工体を支承し、かつ、これにｘ，
   ｙ二軸方向に加工送りを与え得る加工用クロステーブル
   と、上記機台上に起立したカラムにより支承され、かつ
   、所望の放電加工用電極を支承し、これに少くとも上記
   ｚ軸方向に加工送りを与え得る加工ヘツドとを具備する
   放電加工機と、ｂ 上記被加工体と電極との間に所望の
   加工液を供給し得る加工液供給装置と、ｃ 上記被加工
   体と電極との間に所望の条件（所望の放電パルスのオン
   タイム、電圧パルスのオフタイム、放電電流の振幅）で
   、放電加工パルスを供給し得る加工電源装置と、ｄ そ
   れぞれ対応する電源ホルダに取付けられた複数の電極を
   釈放自在に保持し、そのなかの所望の電極を随時交換の
   ため提出し得る電極マガジンと、ｅ 上記電極マガジン
   中の所定の電極を上記放電加工機の加工ヘツドに装着し
   、かつ、逆にその電極を加工ヘツドから取外し上記電極
   マガジンに復元できる電極自動交換機と、ｆ 所望の条
   件で放電加工が行なわれるよう、加工送り速度、及び／
   又は、放電加工パルスの諸条件の一部又は全部を制御若
   しくは選択設定し得る設定制御装置と、ｇ 少くとも上
   記放電加工機、および電極自動交換機の作動を制御し、
   上記設定制御装置と共働して、上記被加工体に所望の放
   電加工を施し得る数値制御装置とを、具備する放電加工
   装置において、 上記電極ホルダに、それぞれ当該電極を使用する際適用
   すべき上記放電加工パルス条件の一部若しくは全部を選
   択、設定する設定器が設けられ、かつ一つの電極ホルダ
   が加工ヘツドに取付けられたときは、当該電極ホルダの
   設定器が上記加工電源装置に接続され、さらに放電加工
   パルス条件のうち当該設定器により設定されるものは、
   当該設定器の設定値により少くとも一次的に規制される
   よう構成されたことを特徴とする上記の放電加工装置。 ２ 電極ホルダに設けた設定器が、電圧パルスのオフタ
   イム設定器であり、加工時の電圧パルスのオフタイムが
   現に使用している電極ホルダに設けられた設定器に設定
   された設定値のみにより定められる特許請求の範囲第１
   項記載の放電加工装置。