JPS634309A - 加工液冷却装置 - Google Patents
加工液冷却装置Info
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- JPS634309A JPS634309A JP14682186A JP14682186A JPS634309A JP S634309 A JPS634309 A JP S634309A JP 14682186 A JP14682186 A JP 14682186A JP 14682186 A JP14682186 A JP 14682186A JP S634309 A JPS634309 A JP S634309A
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- Japan
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- temperature
- machining
- machining fluid
- working liquid
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Control Of Temperature (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、ワイヤ放電加工装置等における加工液冷却
装置に関するものである。
装置に関するものである。
第３図は通常のワイヤ放電加工装置を示す構成図であり
、（１）は被加工物で、あらかじめドリル等で穿設され
た初期孔（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。この加工液（３
）はタンク（４）から供給ポンプ（５）によって被加工
液（１）とワイヤ電極（２）との間隙にノズル（６）に
よって噴射される。
、（１）は被加工物で、あらかじめドリル等で穿設され
た初期孔（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。この加工液（３
）はタンク（４）から供給ポンプ（５）によって被加工
液（１）とワイヤ電極（２）との間隙にノズル（６）に
よって噴射される。
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）を載置しているテーブルαυによっ
て行なわれる。このテーブルαυはＸ軸モータ圓とＹ軸
モータα３とによって駆動され、被加工物（１）とワイ
ヤ電極（２ンとの間の相対的運動はＸ、Ｙ軸平面内にお
いて２次元平面の連動となる。
は、被加工物（１）を載置しているテーブルαυによっ
て行なわれる。このテーブルαυはＸ軸モータ圓とＹ軸
モータα３とによって駆動され、被加工物（１）とワイ
ヤ電極（２ンとの間の相対的運動はＸ、Ｙ軸平面内にお
いて２次元平面の連動となる。
ワイヤ電極（２）はワイヤ電極供給リール（刀によって
供給され、下部ワイヤ電極ガイド（８Ａ）、被加工物（
１）内を通過して上部ワイヤ電極（８Ｂ）に達し、ワイ
ヤ電極（２）を巻取るテンションローラαＱによって巻
き取られる。上記Ｘ、Ｙ軸モータａｚ 、 ｕｎｉの駆
動制御を行う制御装置はＮＣ装置や倣い装置、あるいは
電ｎ機が用いられ、電気的エネルギを供給する加工電源
＜ＩＳｌは直流ｍｔＡ（１５ｍ） 、スイッチング素子
（１５ｂ） 、電流制限抵抗（１５ｃ）およびスイッチ
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。
供給され、下部ワイヤ電極ガイド（８Ａ）、被加工物（
１）内を通過して上部ワイヤ電極（８Ｂ）に達し、ワイ
ヤ電極（２）を巻取るテンションローラαＱによって巻
き取られる。上記Ｘ、Ｙ軸モータａｚ 、 ｕｎｉの駆
動制御を行う制御装置はＮＣ装置や倣い装置、あるいは
電ｎ機が用いられ、電気的エネルギを供給する加工電源
＜ＩＳｌは直流ｍｔＡ（１５ｍ） 、スイッチング素子
（１５ｂ） 、電流制限抵抗（１５ｃ）およびスイッチ
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。
上記のような構成のワイヤ放電加工装置において、加工
液（３）の温度制御がある一定の冷却能力範囲でのみ作
動しているため、周囲温度に対する加工液（３）の熱量
が過度的に変化する際における加工液（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。
液（３）の温度制御がある一定の冷却能力範囲でのみ作
動しているため、周囲温度に対する加工液（３）の熱量
が過度的に変化する際における加工液（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。
また、被加工物に対する加工精度に最も影響を与える要
因として熱による機械系の変形がある。
因として熱による機械系の変形がある。
例えば、機械系構造物の材料として用いられる鉄の熱膨
張率は、１ｍの長さの鉄が１℃温度上昇すると約１１Ｐ
Ｔｔの伸びを生じる。従って、例えば７００ｎ程度の長
さのテーブル、アーム等では、１℃の温度変化によって
約８ ）ｂｍの変形を生じることになるが、機械系の各
部分の温度変化にょる伸縮がこの温度変化に対応して完
全に同時に生じるとすると、これらの間の伸縮による寸
法差は生じない。つまり、周囲温度の変化に加工液（３
）の温度が常に追従できれば、上記の機械系の各部分は
それぞれに周囲の温度変化に対応して伸縮するようにな
るので、これらの機械系間の寸法差を最小限に抑えるこ
とができる。
張率は、１ｍの長さの鉄が１℃温度上昇すると約１１Ｐ
Ｔｔの伸びを生じる。従って、例えば７００ｎ程度の長
さのテーブル、アーム等では、１℃の温度変化によって
約８ ）ｂｍの変形を生じることになるが、機械系の各
部分の温度変化にょる伸縮がこの温度変化に対応して完
全に同時に生じるとすると、これらの間の伸縮による寸
法差は生じない。つまり、周囲温度の変化に加工液（３
）の温度が常に追従できれば、上記の機械系の各部分は
それぞれに周囲の温度変化に対応して伸縮するようにな
るので、これらの機械系間の寸法差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（υとの間、もしくはモータ系等の
他の発熱体から放射される熱によって、機械系の周囲温
度が上昇し、上記ワイヤ電極（２）と被加工物（１）と
の間に対する周囲温度との温度差、または機械系に対す
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それぞれ異
なるので、被加工物（１）に対する加工精度に著しく悪
影響を及ぼすので、ある−定の冷却能力範囲を持つ冷却
装置では加工液（３）の発熱量が過渡的に変化した場合
、周囲温度に対する加工液（３）の温度の追従性が極め
て急く、安定した加工液冷却特性を保つことが困難であ
るという問題があった。
極（２）と被加工物（υとの間、もしくはモータ系等の
他の発熱体から放射される熱によって、機械系の周囲温
度が上昇し、上記ワイヤ電極（２）と被加工物（１）と
の間に対する周囲温度との温度差、または機械系に対す
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それぞれ異
なるので、被加工物（１）に対する加工精度に著しく悪
影響を及ぼすので、ある−定の冷却能力範囲を持つ冷却
装置では加工液（３）の発熱量が過渡的に変化した場合
、周囲温度に対する加工液（３）の温度の追従性が極め
て急く、安定した加工液冷却特性を保つことが困難であ
るという問題があった。
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、極間内に流れる加工液温度と周囲温度とをその温度
変化の状態を同期させることによって、被加工物と機械
構造物との熱変形を連続的に均一化し、温度変化による
これらの相対的な寸法差を最小限に抑制することにより
、加工精度が向上する加工液冷却装置を得ることを目的
とする。
で、極間内に流れる加工液温度と周囲温度とをその温度
変化の状態を同期させることによって、被加工物と機械
構造物との熱変形を連続的に均一化し、温度変化による
これらの相対的な寸法差を最小限に抑制することにより
、加工精度が向上する加工液冷却装置を得ることを目的
とする。
この発明に係る加工液冷却装置は、加工装置の周Ｅ温度
と加工間隙付近の加工液温とを個々に検出し、これらの
温度差が所定の温度範囲内になるように加工液温を連続
的に制御し、さらに加工液熱量の変化に対して必要とさ
れる冷却能力の範囲を複数段階定め、その冷却能力を切
換えることによって幅広い領域の冷却能力を備え、周囲
温度の変化に対する加工液温の連続的な追従性を得るよ
うにしたものである。
と加工間隙付近の加工液温とを個々に検出し、これらの
温度差が所定の温度範囲内になるように加工液温を連続
的に制御し、さらに加工液熱量の変化に対して必要とさ
れる冷却能力の範囲を複数段階定め、その冷却能力を切
換えることによって幅広い領域の冷却能力を備え、周囲
温度の変化に対する加工液温の連続的な追従性を得るよ
うにしたものである。
この発明においては、加工装置の周囲温度と被加工物付
近の加工液の温度との差を周波数変換し、インバータを
介して上記温度差に応じて冷凍圧縮機の駆動モータの回
転数を変え、連続的に加工液の温度を制御するとともに
、加工液熱量の過渡的な変動に対しては、加工液の冷却
装置内の冷媒ガスの循還路に設けた複数の開閉手段を多
段階に作動させ、冷却能力を切換えて制御する。
近の加工液の温度との差を周波数変換し、インバータを
介して上記温度差に応じて冷凍圧縮機の駆動モータの回
転数を変え、連続的に加工液の温度を制御するとともに
、加工液熱量の過渡的な変動に対しては、加工液の冷却
装置内の冷媒ガスの循還路に設けた複数の開閉手段を多
段階に作動させ、冷却能力を切換えて制御する。
〔発明の実施例〕
第１図はこの発明の一実施例によるワイヤ放電加工装置
における加工液冷却装置を示す構成図であり、（１）〜
（５）は従来例を示した第４図における同符号と同一部
分である。
における加工液冷却装置を示す構成図であり、（１）〜
（５）は従来例を示した第４図における同符号と同一部
分である。
Ｑｅは冷却装置であり、冷却空気の供給ポンプ（１６ａ
）および凝縮機（１６ｂ） 、冷凍圧縮機（１６ｃ）送
風機（１６ｄ）、電磁弁（１６ｆ） 、絞り器（１６ｇ
）よりなる冷凍サイクル回路で構成されている。住では
周波数変換ユニットで第２図にその詳細を示すように、
加工液温度検出用センサａ〜および周ｇ温度検出用七ン
サ住９のそれぞれの検出１直を変換器（１７ｃ）。
）および凝縮機（１６ｂ） 、冷凍圧縮機（１６ｃ）送
風機（１６ｄ）、電磁弁（１６ｆ） 、絞り器（１６ｇ
）よりなる冷凍サイクル回路で構成されている。住では
周波数変換ユニットで第２図にその詳細を示すように、
加工液温度検出用センサａ〜および周ｇ温度検出用七ン
サ住９のそれぞれの検出１直を変換器（１７ｃ）。
（１７ｄ）によって電圧値に変換し、これらの変換器（
１７ｅ）、（１７ｄ）Ｏ出力Ｍ ｔｔ Ｖ／Ｆ変換器（
１７ｂＥ入力し、このＶ／Ｆ変換器（１７ｂ）の出力を
インバータαηに入力してここで変換された出力によっ
て冷凍圧縮機（１６ｃ）を駆動するようになっている。
１７ｅ）、（１７ｄ）Ｏ出力Ｍ ｔｔ Ｖ／Ｆ変換器（
１７ｂＥ入力し、このＶ／Ｆ変換器（１７ｂ）の出力を
インバータαηに入力してここで変換された出力によっ
て冷凍圧縮機（１６ｃ）を駆動するようになっている。
上記のような構成のこの発明による加工液冷却Ｍ［にお
いて、第２図に示すようにワイヤ電極（２）と被加工物
（１）との間に介在する加工液（３）の温度を検出する
加工液温度検出用センサａａと、周囲温度検出用センサ
四とによって、これらのセンサｕ８）。
いて、第２図に示すようにワイヤ電極（２）と被加工物
（１）との間に介在する加工液（３）の温度を検出する
加工液温度検出用センサａａと、周囲温度検出用センサ
四とによって、これらのセンサｕ８）。
（１９で検出された温得の比較を行い、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
して所定の温度範囲よりも低いときは、冷凍圧縮機（１
６ｃ）の回転数を周波数変換によって下げ、冷却能力を
低下させる。また、これとは逆に高い場合は冷凍圧縮機
（１６ｃ）の回転数を上げて冷却能力を増加させる。
）と被加工物（１）との間の加工液温度が周囲温度に対
して所定の温度範囲よりも低いときは、冷凍圧縮機（１
６ｃ）の回転数を周波数変換によって下げ、冷却能力を
低下させる。また、これとは逆に高い場合は冷凍圧縮機
（１６ｃ）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（１）後に（＠℃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。
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。
ｖ−ｒ−ＣＰ・θ ＝ Ｑ、 −ｔ−Ｑｃ−ｔ＝
Ｑ、・ｔ−（Ｑ、＋Ｋ・θ）ｔ ・・・〔１〕ただし
Ｖ：流体の全体積（ぜ） ｒ：比重 （ｋｇ ／ ｍ” ）Ｃｐ：比熱
（ＫｅａＪ ／ ｋｇ＠ｃ ）Ｋ：冷却能力係数（
Ｋｃａｌ／ ’Ｃ）Ｑｌ：発熱量 （Ｋｃａｌ ） Ｑ、：初期冷却熱量（Ｋｃａｌ） 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、次の第〔２〕式で表わされる（初期条件ｔ＝ｏ
、θ＝００）。
Ｑ、・ｔ−（Ｑ、＋Ｋ・θ）ｔ ・・・〔１〕ただし
Ｖ：流体の全体積（ぜ） ｒ：比重 （ｋｇ ／ ｍ” ）Ｃｐ：比熱
（ＫｅａＪ ／ ｋｇ＠ｃ ）Ｋ：冷却能力係数（
Ｋｃａｌ／ ’Ｃ）Ｑｌ：発熱量 （Ｋｃａｌ ） Ｑ、：初期冷却熱量（Ｋｃａｌ） 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、次の第〔２〕式で表わされる（初期条件ｔ＝ｏ
、θ＝００）。
ｖ＠ｒ＠Ｃｐ十に＠を
上記第〔２〕式をもとにして、加工液熱量の変化領域に
対しどのくらい冷却力領域が必要であるかを算定し、こ
の算定結果を図示のない制御装置に記憶させ、冷却装置
αυ内に１組だけ例示した電磁弁（１６ｒ）と絞り（１
６ｇ）とでなる冷媒ガスの循還路の開閉手段をｖＩ数組
設け、上記制御装置の指令によって加工液熱量の過渡的
な増減に対応するように、上記開閉手段の複数の電磁弁
（１６ｆ）を段階的に作動させる。すなわち、加工液熱
量が過渡的に増加した場合には、その増加の程度に応じ
た台数の電磁弁（１６ｆ）を開路して循還する冷媒ガス
の流量を増して冷却熱量を大きくし、これとは逆に加工
液熱量が過渡的に減少した場合には、この減少程度に応
じた台数の電磁弁（１６ｆ）を閉路するようにして、加
工液温の過渡的な温度変動をそれぞれの場合について抑
制する。
対しどのくらい冷却力領域が必要であるかを算定し、こ
の算定結果を図示のない制御装置に記憶させ、冷却装置
αυ内に１組だけ例示した電磁弁（１６ｒ）と絞り（１
６ｇ）とでなる冷媒ガスの循還路の開閉手段をｖＩ数組
設け、上記制御装置の指令によって加工液熱量の過渡的
な増減に対応するように、上記開閉手段の複数の電磁弁
（１６ｆ）を段階的に作動させる。すなわち、加工液熱
量が過渡的に増加した場合には、その増加の程度に応じ
た台数の電磁弁（１６ｆ）を開路して循還する冷媒ガス
の流量を増して冷却熱量を大きくし、これとは逆に加工
液熱量が過渡的に減少した場合には、この減少程度に応
じた台数の電磁弁（１６ｆ）を閉路するようにして、加
工液温の過渡的な温度変動をそれぞれの場合について抑
制する。
なお、上記実施例ではワイヤ放電加工装置における加工
液冷却装置について説明したが、−般の加工装置におい
て加工手段と被加工物との間に加工液を供給して加工を
行う装置であれば、上記実施例と同様の効果を奏する。
液冷却装置について説明したが、−般の加工装置におい
て加工手段と被加工物との間に加工液を供給して加工を
行う装置であれば、上記実施例と同様の効果を奏する。
この発明は以上説明したように、加工液を供給しながら
加工を行う加工装置において、この加工装置の周囲温度
の検出用センサと加工液温度の検出用センサとによって
検出される温度を比較することにより、供給する加工液
温度を連続的に制御するとともに、加工液温の過渡的な
変動に対して、加工液に対する冷却能力を多段階に切換
えて制御するように構成したので、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て、周囲温度の影響
を受けずに高精度の加工を行うことができる効果がある
。
加工を行う加工装置において、この加工装置の周囲温度
の検出用センサと加工液温度の検出用センサとによって
検出される温度を比較することにより、供給する加工液
温度を連続的に制御するとともに、加工液温の過渡的な
変動に対して、加工液に対する冷却能力を多段階に切換
えて制御するように構成したので、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て、周囲温度の影響
を受けずに高精度の加工を行うことができる効果がある
。
第１図はこの発明の一実施例によるワイヤ放電加工装置
における加工液冷却装置を示す構成図、第２図は第１図
における周波数変換ユニットの詳細を示す図、第３図は
従来のワイヤ放電加工装置の一例を示す構成図である。 図において、（１）は被加工物、（３）は加工液、αｅ
は冷却装置、（１６ｆ）は電磁弁、（ＩＱは加工液温度
検出用センサ、αっけ周囲温度検出用センサ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す０
における加工液冷却装置を示す構成図、第２図は第１図
における周波数変換ユニットの詳細を示す図、第３図は
従来のワイヤ放電加工装置の一例を示す構成図である。 図において、（１）は被加工物、（３）は加工液、αｅ
は冷却装置、（１６ｆ）は電磁弁、（ＩＱは加工液温度
検出用センサ、αっけ周囲温度検出用センサ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す０
Claims (2)
- （１）被加工物とこれを加工する加工手段との間隙に冷
却用の加工液を供給するようになされた加工装置におい
て、上記間隙付近の加工液の温度検出用センサと上記加
工装置の周囲の温度検出用センサとを設け、これらのセ
ンサの出力を比較してその温度差が所定の温度範囲内に
なるように連続的に制御する手段と、上記加工液の熱量
変化に応じて複数段階に冷却能力を切換えて加工液温度
を制御する手段とを備えたことを特徴とする加工液冷却
装置。 - （２）加工装置がワイヤ放電加工装置であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の加工液冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14682186A JPS634309A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 加工液冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14682186A JPS634309A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 加工液冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS634309A true JPS634309A (ja) | 1988-01-09 |
Family
ID=15416289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14682186A Pending JPS634309A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | 加工液冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS634309A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055949A (en) * | 1989-01-25 | 1991-10-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Disk drive and method for controlling the cleaning of the floppy disk |
| US5621597A (en) * | 1991-05-22 | 1997-04-15 | Tdk Corporation | Disc cartridge |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP14682186A patent/JPS634309A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055949A (en) * | 1989-01-25 | 1991-10-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Disk drive and method for controlling the cleaning of the floppy disk |
| US5621597A (en) * | 1991-05-22 | 1997-04-15 | Tdk Corporation | Disc cartridge |
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