CN1361723A - 由线性电动机驱动的放电加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种由线性电动机驱动的放电加工装置,在电极(1)和被加工物(2)之间利用加工用电源装置进行加工供电,并由线性电动机组成的驱动装置(8,9,10)使电极(1)和被加工物(2)相对移动,同时对被加工物(2)进行加工,包括:支承所述线性电动机的次级侧的磁铁(16)的磁铁支承板(17),形成空穴部(18a)的基板(18),将磁铁支承板(17)与基板(18)连接保持成规定的间隙的间隔板(19),用于从所述基板的空穴部(18a)向着所述磁铁支承板(17)喷射压缩气体(20)的压缩机(23)、干燥机(24)、润滑器(25)和调整器(26)。借助于将压缩气体(20)作为碰撞喷流碰撞到磁铁支承板(17)上,能提高热传导率,所以能用简单的结构有效地进行磁铁(16)和磁铁支承板(17)的冷却。

Description

由线性电动机驱动的放电加工装置
技术领域
本发明涉及由线性电动机驱动的放电加工装置，这种放电加工装置在电极和被加工物之间进行加工供电、发生放电，并由线性电动机使电极和被加工物相对移动，将被加工物加工成所要的形状。
背景技术
图4表示日本特开平8-309620号公报所公开的以往的由线性电动机驱动的放电加工装置的结构图。在图4中，1是电极，2是被加工物，3是主轴头，4是夹具，5是加工台，6是加工槽，7是加工液，8是X轴驱动用线性电动机，9是Y轴驱动用线性电动机，10是Z轴驱动用线性电动机。利用与主轴头3连接的夹具4，保持电极1。此外，将被加工物2固定在加工槽6中，并浸渍在加工液7中，X轴驱动用线性电动机8、Y轴驱动用线性电动机9和Z轴驱动用线性电动机10是驱动装置，用于驱动各轴、使电极1和被加工物2相对移动。此外，利用未图示的直线引导机构，支承由X轴驱动用线性电动机8、Y轴驱动用线性电动机9和Z轴驱动用线性电动机10驱动的各轴移动单元和固定单元间的直线相对移动。
由线性电动机驱动的放电加工装置，是如图4所示，在电极1和被加工物2之间利用未图示的加工用电源装置进行加工供电，并由驱动装置使电极1和被加工物2相对移动，同时进行放电加工将被加工物2加工成所要的形状的放电加工装置中，采用基于X轴驱动用线性电动机8、Y轴驱动用线性电动机9和Z轴驱动用线性电动机10的直接驱动方式。
由这种线性电动机驱动的放电加工装置与采用伴随着利用圆头螺钉将伺服电动机的旋转输出变换成直动的旋转-直动变换的驱动装置的放电加工装置相比，因能排除圆头螺钉的引导误差等的误差因素，所以能提高位置决定的精度。此外，因没有进行旋转-直动变换的动力传输要素，所以没有间隙并能提高刚性，并能提高位置决定精度和快速反应性。因此，由线性电动机驱动的放电加工装置能实现高速度高精度的放电加工。
图5表示在以往的由线性电动机驱动的放电加工装置中使用的线性电动机的结构说明图。在图5中，11是移动单元，12是固定单元，13是铁芯，14是线圈绕线，15是冷却管道，16是磁铁，17是磁铁支承板，18是基板，由未图示的直线移动机构能直线相对移动地支承作为线性电动机的初级侧的移动单元11和次级侧的固定单元12。因为在铁芯13中形成冷却管道15能有效地冷却线圈14的发热，所以能改善额定特性。例如，美国专利4839545号公开了这种结构。
利用由放电加工装置的驱动装置的发热的热传导和热传输，在放电加工装置的机械构造体内产生热膨胀和热变形。因为在放电加工装置中要求μm级的加工精度，所以有必要抑制这些热膨胀和热变形。
在图4和图5结构的以往的由线性电动机驱动的放电加工装置中，虽然以改善线性电动机的额定特性为目的，对作为线性电动机的初级侧的移动单元11进行冷却，但没有对作为线性电动机的次级侧的移动单元12进行冷却。在这种以往的由线性电动机驱动的放电加工装置中，由于从移动单元11到固定单元12的热传导和固定单元12的磁铁16的感应损耗，在固定单元12中发生热膨胀和热变形。因此，在利用基于由X轴驱动用线性电动机8、Y轴驱动用线性电动机9和Z轴驱动用线性电动机10的电极1和被加工物2的相对移动进行加工，并且基于要求μm级的加工精度的线性电动机驱动的放电加工装置中，电极1和被加工物2的相对位置精度降低，其结果有被加工物2的加工精度降低的所谓的第1问题。
放电加工装置一般设置在对石墨电极进行加工的石墨加工机和进行被加工物的前加工的加工中心等的附近，在放电加工装置的周围一般存在很多粉尘。此外，放电加工装置的加工液也会挥发。
此外，线性电动机驱动单元因为直动而难于密封，支承线性电动机的移动单元11和固定单元12间的直线移动机构也同样难于密封。
因此，在以往的由线性电动机驱动的放电加工装置中，由于前述粉尘和加工液的挥发等，有存在损伤线性电动机的固定单元12的磁铁16、移动单元11和直线移动机构等的所谓的第2问题。
发明概述
本发明用于解决前述的课题，其要解决的技术问题是提供一种由线性电动机驱动的放电加工装置，这种由线性电动机驱动的放电加工装置能有效地进行用于抑制由于线性电动机驱动单元温度上升引起的机械构造体的热膨胀和热变形的冷却。
此外，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种由线性电动机驱动的放电加工装置，这种由线性电动机驱动的放电加工装置能有效地进行线性电动机驱动单元等的防尘。
与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置，是在电极和被加工物之间利用加工用电源装置进行加工供电，并由线性电动机组成的驱动装置使所述电极和所述被加工物相对移动，同时对所述被加工物进行加工的由线性电动机驱动的放电加工装置中，包括对作为所述线性电动机的次级侧的磁铁和支承这种磁铁的磁铁支承板的至少一方进行冷却的冷却装置。
此外，与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置，是在电极和被加工物之间利用加工用电源装置进行加工供电，并由线性电动机组成的驱动装置使所述电极和所述被加工物相对移动，同时对所述被加工物进行加工的由线性电动机驱动的放电加工装置中，包括支承所述线性电动机的次级侧的磁铁的磁铁支承板，至少形成一个空穴部的基板，将所述磁铁支承板与所述基板保持成规定的间隙的间隔板和从所述基板的空穴部向着所述磁铁支承板喷射压缩气体的冷却装置。
此外，与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置，是在所述磁铁支承板上形成冷却风扇的放电加工装置。
此外，与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置，是在由所述线性电动机组成的驱动装置的周围具有防尘罩的放电加工装置。
本发明因前述的结构，所以能达到以下的效果。
与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置，具有能有效地进行用于抑制由于线性电动机驱动单元的温度上升引起的机械构造体的热膨胀和热变形的冷却，并能得到高速度高精度的由线性电动机驱动的放电加工装置的效果。
此外，具有能有效地进行线性电动机驱动部等的防尘，并能得到可靠性高的由线性电动机驱动的放电加工装置的效果。
此外，还具有用简单的结构抑制成本上升，并能得到前述效果的效果。
附图简要说明
图1表示与本发明实施形态1相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机的结构说明图。
图2表示与本发明实施形态2相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机的结构说明图。
图3表示与本发明实施形态3相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机周围的结构说明图。
图4表示由线性电动机驱动的放电加工装置的结构图。
图5表示在以往的由线性电动机驱动的放电加工装置中使用的线性电动机的结构说明图。
实施发明的最佳形态
下面，参照附图对实施本发明的最佳实施形态进行说明。
实施形态1
与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的整体结构与背景技术的图4相同。图1表示与本发明实施形态1相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机的结构说明图。在图1中，11是移动单元，12是固定单元，13是铁芯，14是线圈绕线，15是冷却管道，16是磁铁，17是磁铁支承板，18是基板，19是间隔板，20是空气、氮气等的压缩气体，21是接头，22是风管等的管道，23是压缩机，24是除去来自压缩机23的压缩气体中的水分而成为干燥气体的干燥机，25是对空气压缩机进行润滑的润滑器，26是调节并控制从压缩机23送出的压缩气体的压力的调整器，接头21，管道22，压缩机23，干燥机24，润滑器25和调整器26，相当于冷却作为线性电动机的次级侧的磁铁16和磁铁支承板17等的冷却装置。此外，利用未图示的直线移动机构支承线性电动机的作为初级侧的移动单元11和作为次级侧的固定单元12，使得间隙成为例如0.5mm左右，并且能直线相对移动。
在图1中，与背景技术的图5相同或者相当的部分赋予相同的标号。此外，移动单元11的结构与图5的结构相同，固定单元12的结构与图5的结构不同。利用例如粘接将磁铁16固定在磁铁支承板17上。磁铁支承板17与基板18隔开例如5mm到10mm左右的间隙，并通过间隔板19进行连接。在基板18上开有空穴部18a，在这种空穴部18a中连接接头21和管道22，并由压缩机23、干燥机24、润滑器25和调整器26提供压缩气体20。将压缩气体20作为碰撞喷流碰撞到磁铁支承板17上后，通过磁铁支承板17和基板18的间隙进行移动。
这样，借助于将压缩气体20作为碰撞喷流碰撞到磁铁支承板17上，能提高热传导率，所以能有效地进行线性电动机次级侧的冷却。
在图1的结构中，能对应于应该冷却的发热量，根据例如实验决定磁铁支承板17和基板18的间隙、在基板上形成的空穴部18a的直径和个数、以及从空穴部18a供给的压缩气体的流量等。
放电加工装置包括压缩机23，干燥机24，润滑器25和调整器26，以便将压缩气体提供给用于升降连接主轴头3的夹具4和加工槽6的汽缸等。因此，在与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置中，不必为了线性电动机次级侧的冷却而重新设置构成冷却装置的压缩机23，干燥机24，润滑器25和调整器26等的设备，能降低由于设置新的设备的成本上升，并能用简单的结构进行线性电动机次级侧的冷却。
在前述的说明中，虽然对在磁铁支承板17和基板18之间介入间隔板19使在磁铁支承板17和基板18之间连接保持成规定的间隙的场合进行了说明，但作为间隔板19，只要具有能在磁铁支承板17和基板18之间具有保持成规定的间隙的功能就可。
此外，在前述的说明中，虽然对移动单元由线圈绕线等组成，固定单元由磁铁等组成的场合进行了说明，但移动单元与固定单元是相对移动的，所以也可以以由线圈绕线等组成的部分为固定单元，以由磁铁等组成的部分为移动单元。这种场合，本发明对移动单元进行冷却。
实施形态2
图2表示与本发明实施形态2相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机的结构说明图。与实施形态1的图1相同的标号表示相同或相当的部分。在图2中，27是冷却风扇，与磁铁支承板17整体成型或者被固定在磁铁支承板17上。将由压缩机23，干燥机24，润滑器25和调整器26供给的压缩气体20作为碰撞喷流碰撞到磁铁支承板17上后，通过磁铁支承板17和基板18的间隙在冷却风扇27的周围移动。
这样，利用设置冷却风扇的结构，扩大用压缩气体20冷却进行散热的散热面积，所以能更加有效地进行冷却。
此外，在冷却风扇27与磁铁支承板17不是整体形成，而是作为分开部件制作并固定在磁铁支承板17上的场合，借助于将例如热传导性润滑脂等介在冷却风扇27与磁铁支承板17的接合部，能提高冷却效率。
实施形态3
图3表示与本发明实施形态3相关的由线性电动机驱动的放电加工装置的线性电动机的结构说明图，示出了驱动主轴头3的Z轴周围的结构例。在图3中，与实施形态1的图1和实施形态2的图2相同的标号表示相同或相当的部分。28是防尘罩，28a是防尘罩28的开口部，28b是防尘罩28内的空间。
与实施形态2相同，将压缩气体20作为碰撞喷流碰撞到磁铁支承板17上后，通过磁铁支承板17和基板18的间隙在冷却风扇27的周围移动。
此外，尽可能小地形成防尘罩28的开口部28a，将压缩气体20提供给防尘罩28内，使防尘罩28内的空间28b成为正压，能抑制来自开口部28a的粉尘等的侵入。
因此，能防止由于线性电动机的固定单元12的磁铁16、移动单元11和直线移动机构等的粉尘等的侵入引起的损伤。
此外，借助于使冷却风扇27的方向向着开口部28a的方向，并向着开口部28a形成压缩气体流，能进一步提高防尘效果。
这样，与本发明实施形态3相关的由线性电动机驱动的放电加工装置组合由于冷却用的压缩气体20的喷出的压力上升和驱动装置周围的防尘罩28，能用简单的结构实现线性电动机的次级侧的冷却和驱动单元等的有效的防尘。
此外，因为压缩气体20由干燥机24进行干燥，所以即使在用压缩空气作为压缩气体20的场合，在防尘罩28内的空间28b中也几乎没有水蒸气，具有防尘罩28内的设备防锈等的保护效果。
如果设置防尘罩28，因防尘罩28内的温度容易上升，所以特别有必要进行有效的冷却，但也可以增加供给形成在基板18上的压缩气体20的空穴部18a的个数，增加压缩气体的流量，以及增加冷却风扇27的个数和传热面积。
在前述的说明中，虽然对刻模放电加工装置的例进行了说明，但本发明也适用于金属线放电加工装置，并能达到相同的效果。
工业上的实用性
如前所述，与本发明相关的由线性电动机驱动的放电加工装置适用于放电加工作业。
按照条约第19条的修改
1.(删除)
2.一种由线性电动机驱动的放电加工装置，在电极和被加工物之间利用加工用电源装置进行加工供电，并由线性电动机组成的驱动装置使所述电极和所述被加工物相对移动，同时对所述被加工物进行加工，其特征在于，包括
支承所述线性电动机的次级侧的磁铁的磁铁支承板，
至少形成一个空穴部的基板，
将所述磁铁支承板与所述基板保持成规定的间隙的间隔板，和
从所述基板的空穴部向着所述磁铁支承板喷射压缩气体的冷却装置。
3.如权利要求2所述的由线性电动机驱动的放电加工装置，其特征在于，
在所述磁铁支承板上形成冷却风扇。
4.如权利要求2或3所述的由线性电动机驱动的放电加工装置，其特征在于，
在由所述线性电动机组成的驱动装置的周围具有防尘罩。

Claims (4)

1.一种由线性电动机驱动的放电加工装置，在电极和被加工物之间利用加工用电源装置进行加工供电，并由线性电动机组成的驱动装置使所述电极和所述被加工物相对移动，同时对所述被加工物进行加工，其特征在于，包括
对作为所述线性电动机的次级侧的磁铁和支承这种磁铁的磁铁支承板的至少一方进行冷却的冷却装置。
2.一种由线性电动机驱动的放电加工装置，在电极和被加工物之间利用加工用电源装置进行加工供电，并由线性电动机组成的驱动装置使所述电极和所述被加工物相对移动，同时对所述被加工物进行加工，其特征在于，包括
支承所述线性电动机的次级侧的磁铁的磁铁支承板，
至少形成一个空穴部的基板，
将所述磁铁支承板与所述基板保持成规定的间隙的间隔板，和
从所述基板的空穴部向着所述磁铁支承板喷射压缩气体的冷却装置。
3.如权利要求2所述的由线性电动机驱动的放电加工装置，其特征在于，
在所述磁铁支承板上形成冷却风扇。
4.如权利要求1至3任一项所述的由线性电动机驱动的放电加工装置，其特征在于，
在由所述线性电动机组成的驱动装置的周围具有防尘罩。
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