JPS6335367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 開示技術は放電加工装置等の電気加工装置や各
種工作機械等の加工装置の加工フレームの温度変
化による加工精度不良を防止する技術分野に属す
る。

＜要旨の概要＞ 而して、この発明は放電加工装置等の加工装置
がワークに対する加工部にフレームを有してお
り、該フレームが温度変化に対して僅かに歪を生
じ精度誤差を生じるような場合、該フレームの所
定部分の温度を検出して強制的に歪矯正し得るよ
うにフイードバツクするようにして補正し、常に
歪がなくなるようにし、一定範囲の精度が再現可
能であるようにした加工精度維持方法に関する発
明であり、特に、上記フレームに歪防止液往還パ
イプを防止液タンクに接続して設け、該往還パイ
プに所定温度の歪防止液を供給すると共に該往還
パイプの供給側に於ける歪防止液の温度と帰還側
に於ける歪防止液の温度との差を検出し、該温度
差が設定温度差を維持するように供給される歪防
止液の流量、流速のいづれかを制御することによ
り、一定精度に対応する歪にとめておくようにし
た加工装置の加工精度維持方法に係る発明であ
る。

＜従来技術＞ 周知の如く、金属ワークに対する加工装置には
各種の加工装置があるが、例えば、ワイヤカツト
式放電加工装置の如きアームタイプのフレームを
ワイヤ加工部保持フレームとして有しているタイ
プのものが相当ある。

而して、該種タイプの加工装置においては、例
えば、常に恒温室で一定条件下でワーク加工を行
うような特殊な条件下ではともかくとして、通
常、装置を取り巻く温度条件が常に一定とは限ら
ず、むしろ変化する場合の方が多い。

又、仮令恒温室に設置されていても、加工部に
於いて相当の熱を発生するところから、直接、又
は、加工液等を介する間接の熱輻射、熱伝導等に
より加工装置に部分的に温度変化を生ずることは
避けられないのが実情である。

このような条件下では、目視不可ではあつても
該フレームが温度変化による歪を不可避的に生
じ、そのため精密加工を行うワーク精度が設定通
り行えず、設定許容範囲精度を有する製品の再現
性、バラつきが保てない欠点があつた。

＜発明の目的及び構成＞ この発明はこのような問題点に鑑み、上記フレ
ームの温度変化による歪を防止して所定の加工精
度を維持し得るようにすることを目的として提案
されるものであり、該フレームに付設した歪防止
液往還パイプに所定温度の歪防止液を供給し、該
フレームと熱交換を行つて帰還する帰還液と供給
液との温度差を検知し、該温度差が一定の設定温
度差となるように供給する歪防止液の流量、若し
くは、流速を制御することにより、該フレームの
温度を常に所定の温度に維持し、該フレームに温
度変化による歪が生じないようにして所定範囲内
の加工精度を維持し得るようにしたことを特徴と
するものである。

＜実施例＞ 次に、この発明の１実施例を図面に従つて説明
すれば以下の通りである。

１は加工装置としてのワイヤカツト式放電加工
装置であり、図示しない加工液タンク等を収納す
るベースボツクス２の一側からはコの字型のフレ
ーム３が一体固定立設されており、該フレーム３
はグラスフアイバー樹脂等の断熱材４にて被覆さ
れている。

而して、該フレーム３は上部フレーム３ａと下
部フレーム３ｂとを有し、加工部としてのワイヤ
５を案内支持用プーリ６，７を介して送給する供
給、及び、巻取リール８，９が設けられている。

上部フレーム３ａには上部ワイヤガイド５ａを
保持するラム３ｃが、上下方向の移動自在に、且
つ、任意の位置で固定可能に設けられており、こ
のラム３ｃにより上記ガイド５ａの上下方向の位
置が調節される。

又、上記ベースボツクス２のスタンド１１ａに
は上記上部ワイヤガイド５ａに対応する下部ワイ
ヤガイド５ｂ、及び、加工テーブル１１が設けら
れ、ワーク１２を設定プログラムに従つて図示し
ないサーボモータによりＸ、Ｙ方向に数値制御に
より加工移動するようにされ、図示しない加工液
が加工部に注受液されるようにされている。

上述態様部分に加えて、この発明においては歪
防止液往還パイプ１３，１４が上記フレーム３の
内壁に添設され、分岐する往路パイプ１３は歪防
止液タンク１５にポンプ１６を介して供給パイプ
１７で接続され、又、還路パイプ１４は合流して
戻りパイプ１８で該タンク１５に接続されてい
る。

尚、１０はリターンパイプであつて、電磁バル
ブ１９を有して上記ポンプ１６の下流側供給パイ
プ１７とタンク１５間に接続されており、又、２
０は冷却、又は、加熱コイルであり、このコイル
２０によりタンク１５内の歪防止液３３が所定の
温度に維持されるように冷却、又は、加熱され
る。

そして、２１，２２は直熱型サーミスタを用い
た温度検出装置であり、それぞれ上記還路パイプ
１４、供給パイプ１７に介装して臨まされ、各々
電源２３，２４、摺動抵抗体２５，２６を付設し
ている。

又、トランジスタ２７のエミツタは上記摺動抵
抗２６に接続されると共に、コレクタの出力を取
り出す負荷抵抗２８の電源２９に接続されてい
る。

そして、前記電磁バルブ１９を開閉調整するモ
ータ３０は変化可能な設定電源の摺動抵抗３１に
接続され、摺動抵抗２８との差電圧により電磁バ
ルブ１９を開閉調節するようにされている。

このようなワイヤカツト放電加工装置１におい
て、ワーク１２に対しワイヤ５を送り、テーブル
１１のＸ、Ｙ方向プログラム移動により切削加工
するに際し、気温がある温度であると、第一義的
にはフレーム３に対して断熱材４のカバーにより
温度影響は現れず、歪が少いか、初期歪状態にあ
り、これに対しワイヤカツト放電加工を開始する
と加工部から放電エネルギーによる加工熱を発生
するだけでなく、ワイヤ５の巻き取り供給等のモ
ータ、加工テーブル駆動モータ、及び、加工液供
給モータ等の熱発生源が多数あり、他方、加工液
は加工部にワーク１２の上下両面から噴射され、
流下回収されて再循環させられるものであり、
又、ワイヤカツト放電加工は数時間以上、数10時
間継続する場合が少くなく、したがつて、経時的
に長いと更に外気温度の変化をも相加わつて影響
が現れ、フレーム３直立部分、上部、及び、下部
フレーム３ａ，３ｂ部分、ラム３ｃ部分、及び、
スタンド１１ａ等加工テーブル１１廻りやベース
ボツクス２部分等に加工精度に影響する歪が現わ
れてくる。

而して、この発明においては加工開始に先立
ち、冷却、又は、加熱コイル２０によつて所定の
温度に調節されているタンク１５内の歪防止液、
例えば、クーラント３３がポンプ１６により圧送
されて供給パイプ１７から往還パイプ１３，１４
に循環供給される。

この状態で加工を始めると、熱の発生が顕著な
加工部を保持するフレーム３が加熱され、特に、
ワイヤカツト放電加工においては加工部の熱を吸
収して流下する加工液による熱の影響を受け易い
下部フレーム３ｂの加熱程度が大きく、往還パイ
プ１３，１４内のクーラント３３とフレーム３と
の間に熱交換が行われて還路パイプ１４内のクー
ラント３３の温度が上昇し、供給パイプ１７内の
クーラント３３の温度との間に温度差が生じるこ
とになる。

そして、温度に応じてインピーダンスが変化す
る前記各温度検出装置２１，２２によつて帰還側
と供給側のそれぞれの温度にが検出され、それぞ
れの温度応じた電圧降下が摺動抵抗２５，２６に
形成される。

帰還側と供給側の温度差はこの摺動抵抗２５，
２６による各電圧降下の差として検出されるもの
である。

而して、この差電圧によつてトランジスタ２７
の導通状態が制御され、摺動抵抗２８に電圧降下
が形成される。

設定電源３１によつて抵動抵抗３２に形成され
る電圧効果と前記摺動抵抗２８に形成される電圧
降下との差電圧によりモータ３０が駆動制御さ
れ、温度差に応じて電磁バルブ１９の開度が調節
されることになる。

電磁バルブ１９の開度は検知温度差が接定温度
よりも大きくなる場合は開度を減少させるよう
に、又、検知温度差が設定温度差よりも小さくな
る場合は開度を増大させるように調節させる。

即ち、フレーム３、特に、下部フレーム３ｂに
対する熱供給が大きく、フレームの温度が上昇す
る傾向にある時は還路パイプ１４内のクーラント
３３の温度が上昇して所定温度に維持される供給
側のクーラント３３との温度差が増大することに
なり、このような時はこの温度差増大の検知信号
により電磁バルブ１９の開度が減少制御されるこ
とによりリターンパイブ１０を通つてタンク１５
に帰還するクーラント３３の流量が減少する反
面、供給パイプ１７を通つて往還パイプ１３，１
４に供給されるクーラント３３の流量が増大す
る。

この結果、フレームに対する冷却作用が高めら
れ、フレームからの熱吸収量が増大することによ
り、フレームの温度上昇が防止され、或は、フレ
ームの温度が低減されて所定の温度に維持され、
上記温度差も減少して設定温度差に復帰する。

又、フレームに対する熱供給が少く、クーラン
ト３３による冷却作用が強すぎてフレームの温度
が低下する傾向にある時は還路パイプ１４内のク
ーラント３３の温度が低下して所定温度に維持さ
れる供給側のクーラント３３との温度差が減少す
ることになるが、このような時はこの温度差の減
少の検知信号により電磁バルブ１９の開度を増大
制御し、リターンパイプ１０を通つてタンク１５
に帰還するクーラント３３の流量を増大させるこ
とによつて供給パイプ１７を通つて往還パイプ１
３，１４に供給されるクーラント３３の流量を減
少させる。

この結果、フレームに対する冷却作用が低減さ
れるフレームからの熱吸収量が減少することによ
り、フレームの温度低下が防止されて、或は、フ
レームの温度が高められて所定の温度に維持さ
れ、上記温度差は増大して設定温度差に復帰する
ことになる。

このようにして、供給側に於ける歪防止液の温
度と帰還側に於ける歪防止液の温度との温度差が
常に接定温度差に維持され、したがつて、加工装
置の運転に伴つて発生する熱量や環境温度の経時
的変化にかかわりなく、フレームの温度が常に所
定の温度に維持されるため、フレームの温度変化
による歪を防止して所定範囲内の加工精度で再現
性の良い加工を、又、長時間に亘る加工を行うこ
とが出来る。

上述実施例の説明は、この発明をフレーム３の
一部と下部フレーム３ｂに適用した場合である
が、勿論フレーム３全体、特に、上部フレーム３
ａに対して同様に並列的に適用することが好まし
いものであり、更に、ラム３ｃ、スタンド１１
ａ、及び、加工テーブル１１廻りやベースボツク
ス２等にも好ましくは並列的に適用することが好
ましいものである。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るも
のでないことは勿論であり、例えば、供給側の温
度としてはタンク温度を基準温度にとるようにす
ることも出来る等種々の態様が採用可能であり、
又、歪防止液はクーラントに限らず水等でも良
く、而して、加工装置は熱歪が形成されるものに
は全て適用可能である。

又、電磁バルブ１９に代えて、又は、併用して
上部、及び、下部フレーム３ａ，３ｂへの各往
路、又は、還路パイプフ１３，１４それぞれに流
量の制御可能な電磁バルブ等を設けてこのバルブ
の開度を変更制御するようにしても良い。

又、歪防止液の流量制御に代えて流速を制御す
るようにしても良く、流速制御によつて流量制御
の場合と実質的に同様の作用効果を奏する。

＜発明の効果＞ 以上、この発明によれば、加工装置の加工部を
支持するフレームに歪防止液往還パイプを付設し
て歪防止液タンクに接続し、設定温度の歪防止液
を供給し、供給側温度と帰還側温度との温度差を
一定に保つように流量、若しくは、流速を制御す
るようにしたことにより、加工装置の運転に伴つ
て発生する熱量や環境温度の経時的な変化にかか
わりなく、フレームの温度を常に所定の温度に維
持することが出来、フレームの温度変化による歪
を防止して所定範囲の加工精度で再現性の良い加
工を、又、長時間に亘る加工を行うことが出来
る。又、本発明は歪防止液の流量、若しくは、流
速を変更制御するものであるから供給される歪防
止液の温度を変更制御してフレームの温度を制御
する場合よりも、加工に伴つて発生する熱量や環
境温度の変化によるフレームに対する供給熱量の
変化に応答性良く、、迅速に対応してフレームの
温度を所定温度に維持制御することが出来、フレ
ームの温度変化による歪を防止し得る効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例の説明図である。 １……加工装置、５……加工部、３……フレー
ム、３３……歪防止液、１３，１４……往還パイ
プ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加工装置の加工部を保持するフレームの温度
   変化による歪を防止して加工精度を維持する方法
   において、上記フレームに歪防止液往還パイプを
   付設し、該往還パイプに所定温度の歪防止液を供
   給すると共に該往還パイプの供給側に於ける歪防
   止液の温度と帰還側に於ける歪防止液の温度との
   差を検出し、該温度差が設定温度差を維持するよ
   うに供給される歪防止液の流量、流速のいづれか
   を制御することにより上記フレームの温度変化に
   よる歪を防止するようにしたことを特徴とする加
   工装置の加工精度維持方法。