JPS61297020A - ワイヤ放電加工装置 - Google Patents
ワイヤ放電加工装置Info
- Publication number
- JPS61297020A JPS61297020A JP13948185A JP13948185A JPS61297020A JP S61297020 A JPS61297020 A JP S61297020A JP 13948185 A JP13948185 A JP 13948185A JP 13948185 A JP13948185 A JP 13948185A JP S61297020 A JPS61297020 A JP S61297020A
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- JP
- Japan
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- workpiece
- machining
- temperature
- wire electrode
- wire
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (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。
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〕
この発明は、ワイヤ電極あるいは工具と被加工物との間
に加工液を、介在させて加工を行う加工装置に関するも
のである。
に加工液を、介在させて加工を行う加工装置に関するも
のである。
従来1例えば電気的エネルギーによって被加工物を加工
することは広く行われており、最近の技 □術として
注目を浴びている加工装置に、ワイヤ状の電極を用いて
、あたかも「糸のこ」のように被加工物を電気的エネル
ギーによって加工を行う。
することは広く行われており、最近の技 □術として
注目を浴びている加工装置に、ワイヤ状の電極を用いて
、あたかも「糸のこ」のように被加工物を電気的エネル
ギーによって加工を行う。
いわゆるワイヤ放電加工装置がある。
第3図は従来のワイヤ放電加工装置を示す構成図である
。図に示すように、1は被加工物であり。
。図に示すように、1は被加工物であり。
その被加工物lにはあらかじめドリルなどで開けられた
初期孔1mにワイヤ電極2を通し、その初期孔1aの孔
壁とワイヤ電極2との間に絶縁性の加工液3を介在させ
ている。加工液3は、タンク4から供給ポンプ5によっ
て被加工物lとワイヤ電極2との間隙にノズル6により
噴射される。被加工物1とワイヤ電極2との間の相対的
運動は。
初期孔1mにワイヤ電極2を通し、その初期孔1aの孔
壁とワイヤ電極2との間に絶縁性の加工液3を介在させ
ている。加工液3は、タンク4から供給ポンプ5によっ
て被加工物lとワイヤ電極2との間隙にノズル6により
噴射される。被加工物1とワイヤ電極2との間の相対的
運動は。
被加工物1を載置させているテーブル11の移動によっ
て行われる。テーブル11は、X軸モータ12とY軸モ
ータ13により駆動される。以上のような構成により、
被加工物lとワイヤ電極2との間の相対的運動はX、Y
軸平面内において2次元平面の運動となる。
て行われる。テーブル11は、X軸モータ12とY軸モ
ータ13により駆動される。以上のような構成により、
被加工物lとワイヤ電極2との間の相対的運動はX、Y
軸平面内において2次元平面の運動となる。
上記ワイヤ電極2はワイヤ電極供給リール7により供給
され、下部ワイヤ電極ガイド8A、被加工物l中を通過
して上部ワイヤ電極ガイド8Bに達し、電気的エネルギ
ーの給電部9を介してワイヤ電極巻取り兼テンションロ
ーラ10により巻き取られる。上記各X、Y軸モータ1
2.13の駆動及び制御を行う制御装置14は、数値制
御装置(NC装置)や倣い装置、あるいは電算機を用い
た制御装置が用いられている。電気的エネルギーを供給
する加工電源15は1例えば直流電源15a、スイッチ
ング素子15b、電流制限抵抗15C及び上記スイッチ
ング素子15bを制御する制御回路15dによって構成
されている。
され、下部ワイヤ電極ガイド8A、被加工物l中を通過
して上部ワイヤ電極ガイド8Bに達し、電気的エネルギ
ーの給電部9を介してワイヤ電極巻取り兼テンションロ
ーラ10により巻き取られる。上記各X、Y軸モータ1
2.13の駆動及び制御を行う制御装置14は、数値制
御装置(NC装置)や倣い装置、あるいは電算機を用い
た制御装置が用いられている。電気的エネルギーを供給
する加工電源15は1例えば直流電源15a、スイッチ
ング素子15b、電流制限抵抗15C及び上記スイッチ
ング素子15bを制御する制御回路15dによって構成
されている。
上記したような構成のワイヤ放電加工装置においては、
従来までの加工液3の温度制御は、単なる周囲温度同調
型のON、OFF形冷却方式が用いられていた。この方
式では1周囲源度に対する加工液3の温度の追従性が極
めて悪いために、安定したヒートサイクルで温度制御が
できない。
従来までの加工液3の温度制御は、単なる周囲温度同調
型のON、OFF形冷却方式が用いられていた。この方
式では1周囲源度に対する加工液3の温度の追従性が極
めて悪いために、安定したヒートサイクルで温度制御が
できない。
しかして、被加工物に対する加工精度に最も影響を与え
る要因としては、熱による機械系の変形がある。例えば
1機械系構造物の材料として用いられる鉄の熱膨張率は
、約1mの長さの鉄が1’C温度上昇すると、約11μ
説の伸びを生じる。このため、仮に約700+sはどの
テーブル、アーム等では、1℃の温度変化により約8μ
mの変形を生じることになる。機械系の各部分の伸びが
相対的変化を生じていれば、その絶対的な伸びは0に等
しい。つまり1周囲源度の変化に加工液3の温度が常に
追従できさえすれば機械系の各部分は相対的変化を生じ
、その変化の絶対量を最小限に抑えることができる。
る要因としては、熱による機械系の変形がある。例えば
1機械系構造物の材料として用いられる鉄の熱膨張率は
、約1mの長さの鉄が1’C温度上昇すると、約11μ
説の伸びを生じる。このため、仮に約700+sはどの
テーブル、アーム等では、1℃の温度変化により約8μ
mの変形を生じることになる。機械系の各部分の伸びが
相対的変化を生じていれば、その絶対的な伸びは0に等
しい。つまり1周囲源度の変化に加工液3の温度が常に
追従できさえすれば機械系の各部分は相対的変化を生じ
、その変化の絶対量を最小限に抑えることができる。
上記のような従来のワイヤ放電加工装置では。
ワイヤ電極2と被加工物1との間、もしくは他の発熱体
(モータ系)から放射される熱により1機械系の周囲温
度(室温)が上昇し、上記ワイヤ電極2と被加工物lと
の間に対する周囲温度との温度差、又は機械系に対する
周囲温度との温度差が生じる。このため、被加工物1と
機械系とに生じる熱応力による変形が個々に異なるので
、被加工物1に対する加工精度に著しく悪影響を及ぼす
という問題点かあつ九。このような問題点にかんがみ、
従来、サーモスタット制御の液温クーラを用いたものが
知られていたが、このような単なるON、OFF制御だ
けの制御では、冷凍圧縮機の作動状態が冷却負荷によっ
て不連続的になるために。
(モータ系)から放射される熱により1機械系の周囲温
度(室温)が上昇し、上記ワイヤ電極2と被加工物lと
の間に対する周囲温度との温度差、又は機械系に対する
周囲温度との温度差が生じる。このため、被加工物1と
機械系とに生じる熱応力による変形が個々に異なるので
、被加工物1に対する加工精度に著しく悪影響を及ぼす
という問題点かあつ九。このような問題点にかんがみ、
従来、サーモスタット制御の液温クーラを用いたものが
知られていたが、このような単なるON、OFF制御だ
けの制御では、冷凍圧縮機の作動状態が冷却負荷によっ
て不連続的になるために。
安定したヒートサイクルを保つことは非常に困難である
という問題点があった。また、上記し九ON、OFF制
御では1周囲源度の変化に対する加工液3の温度の追従
性が、第4図(a) 、 (b)に示す特性図から明ら
かなように著しく鈍化するという極N、OFF制御にお
いて、冷凍圧縮機の作動状態を連続的になるよう近付け
ようとして、頻繁にON、OFF制御を行うと、ついに
は冷凍圧縮機の破壊事故を発生するという問題点があっ
た。
という問題点があった。また、上記し九ON、OFF制
御では1周囲源度の変化に対する加工液3の温度の追従
性が、第4図(a) 、 (b)に示す特性図から明ら
かなように著しく鈍化するという極N、OFF制御にお
いて、冷凍圧縮機の作動状態を連続的になるよう近付け
ようとして、頻繁にON、OFF制御を行うと、ついに
は冷凍圧縮機の破壊事故を発生するという問題点があっ
た。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、ワイヤ電極と被加工物との間に流れる加工液の温
度と周囲温度とを同調させることにより、被加工物と機
械系構造物との熱変形を連続的に均一化し、しかも相対
的変化をさせることができ、これにより、被加工物に対
する加工精度を著しく向上させるワイヤ放電加工装置を
得ることを目的とする。
ので、ワイヤ電極と被加工物との間に流れる加工液の温
度と周囲温度とを同調させることにより、被加工物と機
械系構造物との熱変形を連続的に均一化し、しかも相対
的変化をさせることができ、これにより、被加工物に対
する加工精度を著しく向上させるワイヤ放電加工装置を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るワイヤ放電加工装置は1周囲源度検出用
センサと加工液温度検出用センサにより。
センサと加工液温度検出用センサにより。
周囲温度及びワイヤ電極と被加工物との間の加工液温度
を個々に検出し、その温度差が指定された範囲内に収る
ように加工液温度を連続的に制御し。
を個々に検出し、その温度差が指定された範囲内に収る
ように加工液温度を連続的に制御し。
周囲温度の変化に加工液温度を追従させるようにし九も
のである。
のである。
この発明のワイヤ放電加工装置においては、加工液温度
を連続的に制御する制御手段は1周囲源度検出用センサ
と加工液温度検出用センサの各センサより検出される温
度を比較することにより制御を行っているため、加工液
温度は周囲温度の変化に追従して変化され、その結果、
被加工物と機械系構造物との熱変形を連続的に均一化し
、しかも相対的変化をさせることができるので、被加工
物に対する加工精度を著しく向上させることができる。
を連続的に制御する制御手段は1周囲源度検出用センサ
と加工液温度検出用センサの各センサより検出される温
度を比較することにより制御を行っているため、加工液
温度は周囲温度の変化に追従して変化され、その結果、
被加工物と機械系構造物との熱変形を連続的に均一化し
、しかも相対的変化をさせることができるので、被加工
物に対する加工精度を著しく向上させることができる。
第1図はこの発明の一実施例であるワイヤ放電加工装置
の主要部を示す構成図である。図に示すように、タンク
4内の加工液3は供給ポンプ5によってくみ上げられ、
ワイヤ電極2と被加工物1との間隙にノズル6により噴
射される。高周波パルス電圧がワイヤ電極2と被加工物
lとの間に印加され、1つのパルス電圧による両者間で
の放電によって被加工物1の一部が溶融飛散される。こ
の時に発生する熱量と供給ポンプ5により発生する熱量
とによって、加工液3の温度は上昇される。
の主要部を示す構成図である。図に示すように、タンク
4内の加工液3は供給ポンプ5によってくみ上げられ、
ワイヤ電極2と被加工物1との間隙にノズル6により噴
射される。高周波パルス電圧がワイヤ電極2と被加工物
lとの間に印加され、1つのパルス電圧による両者間で
の放電によって被加工物1の一部が溶融飛散される。こ
の時に発生する熱量と供給ポンプ5により発生する熱量
とによって、加工液3の温度は上昇される。
このようにして温度が上昇された加工液3を冷却するた
めに、冷却装置16を設けて、その制御を温度検出器付
周波数変換器17によって行う。いったん、加工液3は
冷却装置16内を通過すると。
めに、冷却装置16を設けて、その制御を温度検出器付
周波数変換器17によって行う。いったん、加工液3は
冷却装置16内を通過すると。
配管23を通って吸収器20に送り込まれ、その吸収器
20の多数の冷却フィン内を通り、さらに配管22を通
ってタンク4へと戻るが、この時。
20の多数の冷却フィン内を通り、さらに配管22を通
ってタンク4へと戻るが、この時。
供給ポンプ5によって配管21内を流れる加工液3の熱
を吸収する。なお、第1図中で、16aは供給ポンプ、
16bは凝縮機、16cは冷凍圧縮機、16dは送風機
、17aはインバータ、17btiV−F変換器、17
(!、17dは増幅4L18は加工液温度検出用センサ
、19は周囲温度検出用センサである。
を吸収する。なお、第1図中で、16aは供給ポンプ、
16bは凝縮機、16cは冷凍圧縮機、16dは送風機
、17aはインバータ、17btiV−F変換器、17
(!、17dは増幅4L18は加工液温度検出用センサ
、19は周囲温度検出用センサである。
第2図は、第1図のワイヤ放電加工装置における冷却制
御系の動作を説明Tるための図である。
御系の動作を説明Tるための図である。
第2図(a)に示すように、ワイヤ電極2と被加工物1
との間の加工液3の温度8側る加工液温度検出用センサ
18と1周囲源度検出用センサ19とにより、各センサ
18,19で検出された温度の比較を行い、ワイヤ電極
2と被加工物1との間の加工液温度が周囲温度に対して
指定された温度範囲よりも低い時は、冷凍圧縮機16c
の回転数を周波数変換により下げて冷却能力を減少させ
る。ただし、冷凍圧縮機16eは完全に停止させずに。
との間の加工液3の温度8側る加工液温度検出用センサ
18と1周囲源度検出用センサ19とにより、各センサ
18,19で検出された温度の比較を行い、ワイヤ電極
2と被加工物1との間の加工液温度が周囲温度に対して
指定された温度範囲よりも低い時は、冷凍圧縮機16c
の回転数を周波数変換により下げて冷却能力を減少させ
る。ただし、冷凍圧縮機16eは完全に停止させずに。
最底限必要とされる発熱量に相当する冷却熱量は保持し
ておくものとする。これに反して、ワイヤ電極2と被加
工物1との間の加工液温度が周囲温度よりも高く、その
温度差が指定された温度範囲よりも高い時は、冷凍圧縮
機16eの回転数を上げて冷却能力を増加させる。
ておくものとする。これに反して、ワイヤ電極2と被加
工物1との間の加工液温度が周囲温度よりも高く、その
温度差が指定された温度範囲よりも高い時は、冷凍圧縮
機16eの回転数を上げて冷却能力を増加させる。
さて、加工液3がある時間を後に0℃だけ温度変化した
場合に、その熱交換の関係は次式で表わされる。
場合に、その熱交換の関係は次式で表わされる。
V*raCp ・ 0−Q*t Qc t=Qt
t ((h十にθ)t・・・・・・・・・・・・・・
・(1)r:比重量 (Kg/w/ ) Cp:比 熱 (kJ/Kg ’C)K:冷却能力
係数 (k−/℃) Q、:発熱量 (k−) Qま:初期冷却熱量 (k−) 上記第(1)式を各変数のt、θに関して微分方程式を
解くと1次の第(2)式で表わされる(初期条件を一部
、θ−0゜)。
t ((h十にθ)t・・・・・・・・・・・・・・
・(1)r:比重量 (Kg/w/ ) Cp:比 熱 (kJ/Kg ’C)K:冷却能力
係数 (k−/℃) Q、:発熱量 (k−) Qま:初期冷却熱量 (k−) 上記第(1)式を各変数のt、θに関して微分方程式を
解くと1次の第(2)式で表わされる(初期条件を一部
、θ−0゜)。
上記第(2)式をもとにし1発熱量に対してどのくらい
の冷却能力を持った冷却装置16が適当であるかが分か
り、第2図(b)に示すような冷却熱量。
の冷却能力を持った冷却装置16が適当であるかが分か
り、第2図(b)に示すような冷却熱量。
(冷却能力)と冷凍圧縮機16cの回転数における周波
数fとの関係を求めることにより、必要な冷却熱量Qを
出力する時の周波数fが連続的に関係付けられる。上記
加工液温度検出用センサ18た温度を各増幅器17c、
17dより出力し、その差をV−F変換器17bにて周
波数に変換し。
数fとの関係を求めることにより、必要な冷却熱量Qを
出力する時の周波数fが連続的に関係付けられる。上記
加工液温度検出用センサ18た温度を各増幅器17c、
17dより出力し、その差をV−F変換器17bにて周
波数に変換し。
インバータ17mにて冷凍圧縮機16eの回転数が設定
される。よって、得度差→周波数→回転数−冷却熱−1
t(冷却能力)が連続的に、かつ最適に決定されること
になる。ただし、温度差は負の値を示す場合には、冷却
熱量Qは初期冷却熱量Q、と等しくする。
される。よって、得度差→周波数→回転数−冷却熱−1
t(冷却能力)が連続的に、かつ最適に決定されること
になる。ただし、温度差は負の値を示す場合には、冷却
熱量Qは初期冷却熱量Q、と等しくする。
なお、上記実施例では、ワイヤ放電加工装置を例にした
場合について説明したが、工作機械における工具と被加
工物1との間に加工液3を介在させて加工を行い、この
際に介在する加工液3の冷却を必要とする工作機械装置
のすべて番と適用されるものである。
場合について説明したが、工作機械における工具と被加
工物1との間に加工液3を介在させて加工を行い、この
際に介在する加工液3の冷却を必要とする工作機械装置
のすべて番と適用されるものである。
この発明は以上説明したとおり、ワイヤ放電加工装置に
おいて1周囲温度検出用センサと加工液温度検出用セン
サの各センサより検出される温度を比較することにより
、加工液温度を連続的に制御するように構成したので、
被加工物と機械系構゛棺1− j−、Ill 遺物との熱変形を連続的に均一化し、かつ相対的変化を
させることができ、このため、被加工物に対する加工精
度を著しく向上させることができるなどの優れた効果を
奏するものである。
おいて1周囲温度検出用センサと加工液温度検出用セン
サの各センサより検出される温度を比較することにより
、加工液温度を連続的に制御するように構成したので、
被加工物と機械系構゛棺1− j−、Ill 遺物との熱変形を連続的に均一化し、かつ相対的変化を
させることができ、このため、被加工物に対する加工精
度を著しく向上させることができるなどの優れた効果を
奏するものである。
第1図はこの発明の一実施例であるワイヤ放電加工装置
の主要部を示す構成図、第2図は、第1図のワイヤ放電
加工装置における冷却制御系の動作を説明するための図
、第3図は従来のワイヤ放電加工装置を示す構成図、第
4図は、第3図のワイヤ放電加工装置における周囲温度
の変化に対する加工液の温度の関係を示す特性図である
。 図において、1・・・被加工物、1m・・・初期孔、2
・・・ワイヤ電極、3・・・加工液、4・・・タンク、
5.161・・・供給ポンプ、6・・・ノズル、7・・
・ワイヤ電極供給リール、8A・・・下部ワイヤ電極ガ
イド、8B・・・上部ワイヤ電極ガイド、9・・・給電
部、10・・・ワイヤ電極巻取り兼テンションローラ、
11・・・チーフル、12・・・X軸モータ、13・・
・Y軸モータ、14・・・制御装置、15・・・加工電
源、15a・・・直流電源。 、=t2− \ド脩 15b・・・スイッチング素子、15C・・・電流制限
抵抗、15d・・・制御回路、16・・・冷却装置、1
6b・・・凝縮機、16C・・・冷凍圧縮機、16d・
・・送風機。 17・・・温度検出器付周波数変換器、17a・・・イ
ンバータ@ 17 b−V−F変換器、i’yc、t
’ya・・・増幅器、18・・・加工液温度検出用セン
サ、19・・・周囲温度検出用センサ、20・・・吸収
器、21゜22.23・・・配管である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
の主要部を示す構成図、第2図は、第1図のワイヤ放電
加工装置における冷却制御系の動作を説明するための図
、第3図は従来のワイヤ放電加工装置を示す構成図、第
4図は、第3図のワイヤ放電加工装置における周囲温度
の変化に対する加工液の温度の関係を示す特性図である
。 図において、1・・・被加工物、1m・・・初期孔、2
・・・ワイヤ電極、3・・・加工液、4・・・タンク、
5.161・・・供給ポンプ、6・・・ノズル、7・・
・ワイヤ電極供給リール、8A・・・下部ワイヤ電極ガ
イド、8B・・・上部ワイヤ電極ガイド、9・・・給電
部、10・・・ワイヤ電極巻取り兼テンションローラ、
11・・・チーフル、12・・・X軸モータ、13・・
・Y軸モータ、14・・・制御装置、15・・・加工電
源、15a・・・直流電源。 、=t2− \ド脩 15b・・・スイッチング素子、15C・・・電流制限
抵抗、15d・・・制御回路、16・・・冷却装置、1
6b・・・凝縮機、16C・・・冷凍圧縮機、16d・
・・送風機。 17・・・温度検出器付周波数変換器、17a・・・イ
ンバータ@ 17 b−V−F変換器、i’yc、t
’ya・・・増幅器、18・・・加工液温度検出用セン
サ、19・・・周囲温度検出用センサ、20・・・吸収
器、21゜22.23・・・配管である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)ワイヤ電極と被加工物を加工液を介在させて対抗
させ、そのワイヤ電極と被加工物との間にパルス電圧を
印加して両者間に放電を発生させ、その放電エネルギー
で前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置において
、前記ワイヤ電極と被加工物との間の機械系構造物付近
又は機械本体に、周囲温度検出用センサと加工液温度検
出用センサを設け、その各センサより検出される温度を
比較することにより、加工液温度を連続的に制御する制
御手段を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 - (2)前記制御手段は、工作機械における工具と前記被
加工物との間に前記加工液を介在させて加工を行う制御
をする工作機械装置に適用できることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のワイヤ放電加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13948185A JPS61297020A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | ワイヤ放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13948185A JPS61297020A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | ワイヤ放電加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61297020A true JPS61297020A (ja) | 1986-12-27 |
Family
ID=15246255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13948185A Pending JPS61297020A (ja) | 1985-06-26 | 1985-06-26 | ワイヤ放電加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61297020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991015326A1 (fr) * | 1990-04-10 | 1991-10-17 | Fanuc Ltd | Dispositif commande par onduleur pour refroidir un fluide de coupe |
| EP1602431A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-07 | Fanuc Ltd | Electric discharge machine and machining fluid cooling device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5743932A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of high strength cold rolled steel strip excellent in press formability and bake hardenability |
| JPS5743932B2 (ja) * | 1974-04-17 | 1982-09-18 | ||
| JPS57184643A (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-13 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Preventive method for thermal deformation in the structure of a machine tool |
-
1985
- 1985-06-26 JP JP13948185A patent/JPS61297020A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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| JPS5743932A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-12 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Production of high strength cold rolled steel strip excellent in press formability and bake hardenability |
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