DE102018010114A1

DE102018010114A1 - Maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung und elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102018010114A1
Application number: DE102018010114.3A
Authority: DE
Inventors: Sho Onodera; Tetsuhei Kobayashi; Shin Asano
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2019-09-12
Also published as: US11135667B2; JP6607986B2; CN110238471A; US20190275599A1; JP2019155504A; CN110238471B

Abstract

Eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung ist angewandt bei einer elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung, welche einen Elektrolyt dazu veranlasst, aus einem distalen Endteil eines Elektrodenstab (2) zu strömen, der sich entlang der Achse (C) erstreckt, während der Elektrodenstab (2) um die Achse (C) rotiert, um ein maschinell zu bearbeitendes Material in einem Bereich des distalen Endteils des Elektrodenstabes (2) elektrochemisch maschinell zu bearbeiten. Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung weist einen Positionsdetektor (13A) auf, der konfiguriert ist, um eine Drehposition eines charakteristischen Punktes, der auf dem Elektrodenstab (2) vorgesehen ist, zu erfassen.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung, verwendet für eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung, welche ein maschinell zu bearbeitendes Material durch Anwendung von Elektrizität auf eine Elektrode und das maschinell zu bearbeitende Material über einen Elektrolyt auflöst und maschinell bearbeitet, und auf die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung.
Hintergrund
Beispielsweise hat eine Turbinenschaufel einer Gasturbine ein Kühlloch zum Durchströmen eines Kühlmediums, welches die Turbinenleitschaufel und -laufschaufel kühlt, die hierin gebildet sind. Um die Kühleffizienz durch das Kühlloch zu erhöhen, ist die Form des Kühllochs bevorzugt gekrümmt entlang einer geometrischen Form einer Turbinenschaufel.
Üblicherweise ist beispielsweise ein elektrochemisches maschinelles Bearbeitungswerkzeug, offenbart in Patentliteratur 1, dazu vorgesehen, in einfacher Art und Weise ein gekrümmtes Loch mit einer gewünschten Krümmung zu erzeugen. Dieses elektrochemische maschinelle Bearbeitungswerkzeug umfasst eine Elektrode, die eine Rohrform hat, sich entlang einer Achse erstreckt und aus einem leitenden Material, welches Flexibilität besitzt, gebildet ist, wobei durch die Elektrode ein Elektrolyt strömt, zu einer distalen Endseite, einer Isolierschicht, welche eine äußere Umfangsoberfläche der Elektrode bedeckt, um eine distale Endoberfläche der Elektrode freizulassen und einen Fluidentladungsteil an einem Bereich einer Stelle der Elektrode in der Umfangsrichtung, welche konfiguriert ist, um den Elektrolyt, der durch die Innenseite der Elektrode zur Außenseite eines Werkzeugkörpers in der Radialrichtung strömt, zu entladen. Mit diesem elektrochemischen maschinellen Bearbeitungswerkzeug wird Elektrizität auf einem Raum zwischen der distalen Endoberfläche der Elektrode und der Innenseite eines maschinell zu bearbeiteten Loches eines maschinell zu bearbeitenden Materials durch einen Elektrolyt angewandt, um das maschinell zu bearbeitende Material aufzulösen, was es dem maschinell bearbeiteten Loch erlaubt, tiefer hinein bearbeitet/ausgebildet zu werden. Ein Elektrolyt, der durch die Innenseite einer Elektrode strömt, wird vom distalen Ende der Elektrode entladen und ein Teil des Elektrolyts wird ebenfalls von dem Fluidentladungsteil zur Außenseite eines Werkzeugkörpers in einer Radialrichtung entladen. In diesem Fall übt ein Elektrolyt, entladen von dem Fluidentladungsteil eine Fluidaktionskraft auf eine innere Oberfläche des maschinell bearbeiteten Lochs aus, um eine Reaktionskraft der Fluidaktionskraft auf dem Werkzeugkörper auszuüben. Auf diese Art und Weise wird ein Werkzeugkörper versetzt, so dass sich der Werkzeugkörper in einer Richtung einer Reaktionskraft biegen kann und eine Stromdichtenverteilung der distalen Endoberfläche einer Elektrode und der inneren Oberfläche eines maschinell bearbeiteten Lochs ist in Abhängigkeit von einem Verlagerungsbetrag lokal verbreitert. Deswegen wird an einer Stelle eines Werkzeugkörpers in der Umfangsrichtung ein Betrag der maschinellen Bearbeitung an einer Seite, wo der Werkzeugkörper durch eine Reaktionskraft verlagert wird, groß und ein maschinell bearbeitetes Loch wird gekrümmt.
Üblicherweise ist es beispielsweise eine Aufgabe einer Steuervorrichtung, die in Patentliteratur 2 offenbart wird, eine Steuervorrichtung einer elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung vorzusehen, welche in der Lage ist, ein gebogenes Loch mit hoher Genauigkeit und hoher Wiederholbarkeit zu einem Zielkanal zu bearbeiten. Bei der elektrolytischen Bearbeitungsvorrichtung, welche dafür sorgt, dass ein Elektrolyt aus einem distalen Ende eines Elektrodenstabes strömt und elektrolytisch eine Region von dem distalen Ende des Elektrodenstabes bearbeitet, während ein Elektrodenstab, der eine Anisotropie am distalen Ende dessen hat, um eine Achse zu drehen, weist diese Steuervorrichtung auf ein Erhaltungsteil für eine Maßinformation des distalen Endes zum Erhalten von Maßinformation des distalen Endes, was eine Positionsinformation, bezogen auf das distale Ende des Elektrodenstabes ist, einen Durchgangsinformationsspeicherteil zum Speichern einer ebenen Kurve, gewählt basierend auf vorgewählten Zielkanalinformationen, ein Strömungsvolumenberechnungsteil zum Berechnen eines Strömungsvolumens des Elektrolyts, basierend auf einer Abweichung in einer Kurvennormallinienrichtung einer ebenen Kurve, erhalten von einer Bearbeitungszielposition auf der ebenen Kurve und der Maßinformation des distalen Endes, und ein Elektrodenrichtungsberechnungsteil zum Bestimmen einer Richtung des Elektrodenstabes um die Achse, basierend auf Strömungsvolumenberechnungsteil und eine Abweichung in der Normallinienrichtung einer Ebene, umfassend eine ebene Kurve, erhalten von der Bearbeitungszielposition auf der ebenen Kurve und der Maßinformation des distalen Endes.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldung, offengelegt Nr. 2013-136140
Patentliteratur 2: Japanische Patentanmeldung, offengelegt Nr. 2016-137527

Zusammenfassung
Technisches Problem
Das in Patentliteratur 1 offenbarte elektrochemische maschinelle Bearbeitungswerkzeug kann ein gekrümmtes Loch bilden, welches eine gewünschte Krümmung hat. Aber wenn eine Anbringungsphase einer Elektrode an einem maschinellen Bearbeitungskopf (Stelle des Fluidentladungsteils in einer Drehrichtung in Bezug auf die Achse) verlagert wird, tritt eine Verlagerung in einer bearbeiteten Richtung auf und verursacht maschinelle Bearbeitungsfehler. Beispielsweise, wenn eine Länge eines maschinell zu bearbeitenden Materials gleich oder größer als 800 mm und eine Länge einer Elektrode, mit der dieses Material maschinell bearbeitet wird, um ein Loch zu bilden, das gleich oder größer ist als 1.000 mm, ist es schwierig, einen Phasenwinkel festzulegen, zu einer Zeit des Anbringens der Elektrode an einem maschinellen Bearbeitungskopf. Weil eine Elektrode eine Flexibilität/Biegsamkeit hat, können die Phasen an einem Basisende und einem distalen Ende, welches an einer maschinellen Bearbeitungskopfseite angeordnet ist, verlagert werden.
Die Steuervorrichtung, welche in der Patentliteratur 2 offenbart ist, kann ein gebogenes bzw. gekrümmtes Loch mit hoher Genauigkeit und hoher Wiederholgenauigkeit bezüglich hoher Reproduzierbarkeit zu einem Zielkanal herstellen. Aber wenn ein Betrag der Phasenveränderung von einem Bearbeitungsanfangszustand, bevor eine Bearbeitungsposition gemessen und gesteuert wurde, groß ist, werden Bearbeitungsfehler des gesamten Bearbeitungskanales groß.
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung, welche in der Lage ist, einen Betrag der Phasenveränderung von einer maschinellen Bearbeitungsanfangsstufe zu reduzieren und maschinelle Bearbeitungsfehler des gesamten Bearbeitungspfades zu reduzieren, und eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Lösung des Problems
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung auf eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung angewandt, welche einen Elektrolyt dazu veranlasst, aus einem distalen Endteil eines Elektrodenstabes, der sich entlang einer Achse erstreckt, während der Elektrodenstab um die Achse rotiert wird, auszuströmen, um ein maschinell zu bearbeitendes Material in einem Bereich vom distalen Endteil des Elektrodenstabes elektrochemisch maschinell zu bearbeiten. Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung weist einen Positionsdetektor auf, der konfiguriert ist, um eine Drehposition eines auf dem Elektrodenstab vorgesehen charakteristischen Punktes zu erfassen.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung kann weiterhin aufweisen: eine Unterstützungseinheit, die entlang des maschinell zu bearbeitenden Materials angeordnet/positioniert und befestigt ist. Die Unterstützungseinheit erlaubt dem Elektrodenstab rotierbar um die Achse eingesetzt und hierin unterstützt zu werden. Der Positionsdetektor ist an der Unterstützungseinheit angebracht.
In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung, kann die Unterstützungseinheit ein Führungselement sein, welches den Elektrodenstab zum maschinell zu bearbeitenden Material führt.
In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung kann die Unterstützungseinheit anbringbar und entfernbar und positioniert und fixiert zu einem Führungselement vorgesehen sein, welches den Elektrodenstab zum maschinell zu bearbeitendem Material leitet.
In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung kann der Elektrodenstab eine Elektrode enthalten, welche sich entlang der Achse erstreckt und eine Rohrform hat, wobei die Elektrode aus einem leitfähigen biegsamen Material gebildet ist, eine Isolierschicht, die eine äußere Umfangsoberfläche der Elektrode bedeckt, um eine distale Endoberfläche der Elektrode freizulassen und einen Radialrichtungsauslasskanal, welcher an einem Teil des distalen Endteils des Elektrodenstabes an einer Stelle in einer Radialrichtung vorgesehen ist, wobei der Radialrichtungsauslasskanal von der Innenseite des Elektrodenstabes zur Außenseite in der Radialrichtung gebildet ist. Der Positionsdetektor kann den Radialrichtungsauslasskanal als den charakteristischen Punkt erfassen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung veranlasst eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung einen Elektrolyt aus dem distalen Endteil eines Elektrodenstabes, der sich entlang einer Achse erstreckt, während einer Rotation des Elektrodenstabes um die Achse auszuströmen, um ein maschinell zu bearbeitendes Material in einem Bereich des distalen Endteils des Elektrodenstabs elektrochemisch maschinell zu bearbeiten. Die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung umfasst einen maschinellen Bearbeitungskopf, welcher den Elektrodenstab rotierbar um die Achse unterstützt und einen Kontroller, der konfiguriert ist, um eine Drehposition der Elektrodenstabes im maschinellen Bearbeitungskopf zu steuern. Der Kontroller steuert den maschinellen Bearbeitungskopf basierend auf der Drehposition, erhalten von der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann mit einem Positionsdetektor, welcher auf einer Elektrode vorgesehene charakteristische Punkte erfasst, eine Nullpunktkorrektur gemacht werden, so dass eine erkannte Drehposition als ein Ursprung definiert wird und als eine Referenz einer Elektrodenphase (Drehposition) eines Elektrodenstabes verwendet wird. Nach der Nullpunktkorrektur wird die Elektrodenphase auf eine Bearbeitungszielphase angepasst, um so einen Betrag der Phasenveränderung von einer maschinellen Bearbeitungsanfangsstufe zu reduzieren und maschinelle Bearbeitungsfehler des gesamten Bearbeitungspfades zu reduzieren. Deswegen macht es die Korrektur einer Elektrodenphase eines Elektrodenstabes möglich, maschinelle Bearbeitungsfehler in insbesondere lang gekrümmten Lochherstellungen zu reduzieren und führt zu einer Verbesserung in der maschinellen Bearbeitungsgenauigkeit, einer maschinellen Produktion und zu einem Grad an Gestaltungsfreiheit.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung, welche eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine schematische Darstellung, welche eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
3 ist eine schematische Darstellung, welche einen Elektrodenstab in der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine schematische Darstellung, welche eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, welche eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist eine Ansicht, welche ein Ermittlungsbeispiel der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist eine Betriebsschritt-Ansicht der maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine erläuternde Ansicht, welche maschinelle Bearbeitungsfehler zeigt.
9 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel eines charakteristischen Punktes der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist eine Ansicht, die ein anderes Beispiel eines charakteristischen Punktes der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, welches ein anderes Beispiel der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Beschreibung der Ausführungsformen

Eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben werden. Es soll festgestellt werden, dass die Ausführungsformen nicht dazu gedacht sind, diese Erfindung zu begrenzen. Komponenten in der Ausführungsform umfassen Komponenten, die durch den Fachmann vereinfacht werden können oder durch im Wesentlichen ähnliche Komponenten ersetzt werden können.
1 ist eine schematische Darstellung, welche eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 2 ist eine schematische Darstellung, welche eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 3 eine schematische Darstellung, welche einen Elektrodenstab in der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie gezeigt in 1, bearbeitet die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung in der vorliegenden Ausführungsform ein Kühlloch (im Folgenden bezeichnet als ein Loch) 100A, in einem maschinell zu bearbeitenden Material (Werkstück) (z. B. eine Turbinenschaufel einer Gasturbine) 100 durch elektrochemische maschinelle Bearbeitung. Die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung weist einen maschinellen Bearbeitungskopf 1 auf, einen Elektrodenstab 2, einen Drehmechanismus 3, einen Anhebe- und Absenkmechanismus 4, eine feste Basis 5, ein Führungselement 6, eine Elektrolytversorgungseinheit 7, einen Bearbeitungstank/- behälter 8, eine Energiequelle 9, einen Kontroller 10, eine Speichereinheit 11, eine Eingabe-/Ausgabeeinheit 12 und eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13.
Wie gezeigt in 1 und 2, umfasst der maschinelle Bearbeitungskopf 1 eine Greifeinheit 1A, die ein Basisendteil des Elektrodenstabes 2 greift. Eine Vielzahl der Greifeinheiten 1A (vier Greifeinheiten 1A in 2) sind korrespondierend zu einer Vielzahl der Löcher 100A vorgesehen, die in das das maschinell zu bearbeitende Material 100 einzubringen sind.
Wie gezeigt in 3, umfasst der Elektrodenstab 2 eine Elektrode 2A, eine elektrische Isolierschicht 2B, einen Radialrichtungsauslasskanal 2C und einen Achsrichtungsauslasskanal 2D.
Die Elektrode 2A erstreckt sich entlang der Achse C und ist in einer Rohrform ausgebildet. Die Elektrode 2A ist ein zylindrischer Körper, dessen äußerer Durchmesser beispielsweise gleich oder größer als 1 mm und gleich oder kleiner als 10 mm ist.
Die Elektrode 2A ist aus Materialien hergestellt, wie z. B. aus rostfreiem Stahl, Kupfer und Titan, um Leitfähigkeit und Biegsamkeit/Flexibilität zu besitzen. In der Elektrode 2A eines zylindrischen Körpers ist ein Strömungspfad 2Aa gebildet, durch den ein Elektrolyt strömt. Die Energiequelle 9 kann mit einem Basisendteil der Elektrode 2A verbunden werden und die Elektrolytversorgungseinheit 7 kann mit dem Strömungspfad 2Aa verbunden werden.
Die elektrische Isolierschicht 2B deckt eine äußere Umfangsoberfläche 2Ab der Elektrode 2A ab. Die elektrische Isolierschicht 2B ist beispielsweise aus einem Polyesterharz, welches eine elektrische Isolierung hat, gebildet. Die elektrische Isolierschicht 2B bedeckt eine distale Endoberfläche 2Ac und eine distale Endseitenoberfläche 2Ad der Elektrode 2A nicht und die distale Endoberfläche 2Ac und die distale Endseitenoberfläche 2Ad sind freigelegt. In der distalen Endseitenoberfläche 2Ad sind die Anzahl, die Größe, die Stelle in einer Erstreckungsrichtung der Achse C der Elektrode 2A und die Form nicht besonders begrenzt.
Der Radialrichtungsauslasskanal 2C ist durch eine Öffnung auf einer Seite gegenüberliegend zur distalen Endseitenoberfläche 2Ad (symmetrische Position bezüglich der Achse C) über der Achse C vorgesehen, und verbindet den Strömungspfad 2Aa mit der Außenseite kommunizierend durch Hindurchreichen durch die Elektrode 2A und die elektrische Isolierschicht 2B in der Radialrichtung. Die Radialrichtung ist eine Richtung senkrecht zur Achse C. Eine Öffnungsform des Radialrichtungsauslasskanals 2C ist nicht besonders begrenzt und kann rechteckig oder kreisförmig sein. Wenn der Radialrichtungsauslasskanal 2C geneigt zur Innenseite ist, gegenüberliegend zur distalen Endseitenoberfläche 2Ad, ist die Anzahl der Radialrichtungsauslasskanäle 2C nicht auf 1 begrenzt und die Größe des Radialrichtungsauslasskanals 2C ist nicht besonders begrenzt.
Der Achsrichtungsauslasskanal 2D wird durch eine Öffnung einer Rohrform am distalen Ende der Elektrode 2A entlang der Achse C geliefert und verbindet den Strömungspfad 2Aa mit der Außenseite kommunizierend.
Der Drehmechanismus 3 veranlasst die Greifeinheit 1A, um die Achse C im maschinellen Bearbeitungskopf 1 zu rotieren. Ein Motor, welcher nicht gezeigt ist, veranlasst die Greifeinheit 1A zu rotieren und verursacht, dass der Elektrodenstab 2 durch die Greifeinheit 1A gegriffen wird, um in Anlehnung an die Rotation der Greifeinheit 1A um die Achse C zu rotieren. Der Drehmechanismus 3 umfasst einen Drehermittler 3A, der einen Drehwinkel der Greifeinheit 1A erfasst (Elektrodenstab 2).
Der Anhebe- und Absenkmechanismus 4 hebt an und senkt ab den maschinellen Bearbeitungskopf 1 entlang der Achse C. Ein Motor, der nicht gezeigt ist, hebt an und senkt ab den maschinellen Bearbeitungskopf 1 und hebt an und senkt ab den Elektrodenstab 2, gehalten durch die Greifeinheit 1A, entlang der Achse C in Übereinstimmung mit dem Anheben und Absenken des maschinellen Bearbeitungskopfes 1. Der Anhebe- und Absenkmechanismus 4 weist auf, einen Positionsdetektor 4A, der eine Anhebe- und Absenkposition des maschinellen Bearbeitungskopfes 1 ermittelt (Elektrodenstab 2).
Die feste Basis 5 fixiert das maschinell zu bearbeitende Material 100 und das Führungselement 6. Die feste Basis 5 weist auf eine Befestigungseinheit 5A, eine erste Unterstützungseinheit 5B, und eine zweite Unterstützungseinheit 5C. Die Befestigungseinheit 5A ist befestigt an einer unbeweglichen Vorrichtungsbasis 15. Die erste Unterstützungseinheit 5B unterstützt das maschinell zu bearbeitende Material 100, ist beweglich in einer Achsenerstreckungsrichtung und einer Achsendrehrichtung in Bezug auf eine vertikale Achse und erste und zweite horizontale Achsen senkrecht zueinander und stellt eine Vertikalposition und eine Horizontalposition des maschinell zu bearbeitenden Materials 100 ein. Die zweite Unterstützungseinheit 5C unterstützt das Führungselement 6, ist beweglich in einer Achsenerstreckungsrichtung und einer Achsendrehrichtung in Bezug auf die Vertikalachse und erste und zweite Horizontalachsen senkrecht zueinander und stellt eine Vertikalposition und eine Horizontalposition des Führungselements 6 ein. Auf diese Art und Weise stellt die feste Basis 5 die vertikalen Positionen und die horizontalen Positionen des maschinell zu bearbeitenden Materials 100 und des Führungselements 6 zusammen ein.
Das Führungselement 6 wird durch die feste Basis 5 unterstützt und wird direkt an ein maschinell zu bearbeitendes Material 100 angeordnet. Das Führungselement 6 ist mit einem Führungsloch 6A zur Kommunikation der maschinellen Bearbeitungskopf-1-Seite mit der maschinell zu bearbeitenden Material-100-Seite in einer Auf-/Ab-Richtung vorgesehen. Das Führungsloch 6A unterstützt rotierbar den Elektrodenstab 2 um die Achse C, während es dem Elektrodenstab 2 erlaubt, hierin in einer Auf-/Ab-Richtung eingeführt zu werden und eine Vielzahl von Führungslöcher 6A (4 Führungslöcher 6A in 2) sind korrespondierend zu den Löchern 100A vorgesehen, die in das das maschinell zu bearbeitende Material 100 eingebracht sind. Die Führungslöcher 6A sind in Übereinstimmung mit der Position der Löcher 100A gebildet, die in das das maschinell zu bearbeitende Material 100 eingebracht sind und einem Winkel (Richtung), mit dem der distale Endteil des Elektrodenstabes 2 eingeführt wird, um die Löcher 100A in das maschinell zu bearbeitende Material 100 einzubringen. Deswegen, während der Anhebe- und Absenkmechanismus 4 den Elektrodenstab 2, der in die Führungslöcher 6A eingesetzt ist, absenkt, wird der distale Endteil des Elektrodenstabes 2 derart geführt, dass er das maschinell zu bearbeitende Material 100 erreicht, um zur Stelle der Löcher 100A, die in das maschinell zu bearbeitende Material 100 eingebracht sind, zu passen und der distale Endteil der Elektrodenstabes 2 ist derart geführt, dass er das maschinell zu bearbeitende Material 100 erreicht, derart, dass der Winkel der maschinell bearbeiteten Löcher 100A passt.
Die Elektrolytversorgungseinheit 7 liefert einen Elektrolyt zum Strömungspfad 2Aa der Elektrode 2A in den Elektrodenstab 2. In der Elektrolytversorgungseinheit 7 sind eine Lieferleitung und eine Pumpe mit einem Speicherteil verbunden, welche hierin einen Elektrolyt speichert und die Lieferleitung ist mit dem Strömungspfad 2Aa der Elektrode 2A durch den maschinellen Bearbeitungskopf 1 verbunden, welche nicht gezeigt sind. Beispiele des Elektrolyten umfassen Salpetersäure und Natronsalpeter.
Der Bearbeitungstank/-behälter 8 bedeckt die Umgebung des maschinellen Bearbeitungskopfes 1 an dem der Elektrodenstab 2 angebracht ist, und die Umgebung der festen Basis 5. Auf diese Art und Weise verhindert der Bearbeitungstank/-behälter 8 die Zerstreuung eines Elektrolyts, wenn er das maschinell zu bearbeitende Material 100 während der maschinellen Bearbeitung schützt.
Die Energiequelle 9 liefert elektrische Energie zur elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung.
Der Kontroller 10 ist beispielsweise ein Computer und weist auf: einen Mikroprozessor, wie z. B. eine zentrale Recheneinheit (CPU). Der Kontroller 10 weist eine Anzeigevorrichtung auf, umfassend eine Tastatur und eine Maus, eine Tonausgabevorrichtung, umfassend einen Lautsprecher und eine Laufwerksvorrichtung, welche Daten speichert, wie z. B. ein Computerprogramm zum Ausführen einer arithmetischen Bearbeitung des Kontrollers 10, der von einem Aufnahmemedium liest, in dem die Daten gespeichert sind, welche nicht dargestellt sind. Beispiele des Aufnahmemediums können verschiedene Typen von Aufnahmemedien sein, die beispielsweise ein Aufnahmemedium sind, welche optische, elektrische oder magnetische Informationen aufnehmen, wie z. B. ein Compactdisc-Nurlesespeicher (CD-ROM), eine flexible Scheibe und eine magneto-optische Scheibe und einen Halbleiterspeicher, der elektrisch Informationen speichert, wie z. B. Nurlesespeicher (ROM) und ein Flash-Speicher.
Die Speichereinheit 11 ist im Kontroller 10 enthalten und umfasst Speicher, wie z. B. einem ROM und einen Arbeitsspeicher (RAM) und einen Speicher und speichert hierin ein Computerprogramm zur Ausführung von arithmetischen Bearbeitungen in dem Kontroller 10.
Die Eingabe-/Ausgabeeinheit 12 gibt ein und gibt aus verschiedene Arten von Daten. Insbesondere ist die Eingabe-/Ausgabeeinheit 12 verbunden mit der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und dem Kontroller 10 und gibt Daten aus, die von der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 zum Kontroller 10 eingegeben wurden.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13, welche im Detail später beschrieben werden wird, erfasst eine Drehposition des distalen Endteils des Elektrodenstabes 2 basierend auf den charakteristischen Punkten, vorgesehen am Elektrodenstab 2. Die erkannten Daten werden zum Kontroller 10 durch die Eingabe-/Ausgabeeinheit 12, wie oben beschrieben, ausgegeben.
Der Kontroller 10 steuert die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung (den Drehmechanismus 3, den Anhebe- und Absenkmechanismus 4, die Elektrolytversorgungseinheit 7 und die Energiequelle 9) basierend auf Daten von der Eingabe-/Ausgabeeinheit 12 (maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13) und einem Computerprogramm in der Speichereinheit 11.
Insbesondere der Kontroller 10 veranlasst die Speichereinheit 11, eine Drehposition des distalen Endteils des Elektrodenstabes 2, erhalten von der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13, hierin zu speichern. Der Kontroller 10 veranlasst, basierend auf einem Computerprogramm in der Speichereinheit 11, den distalen Endteil des Elektrodenstabes 2 das maschinell zu bearbeitende Material 100 durch den Anhebe- und Absenkmechanismus 4 zu erreichen. Der Kontroller 10 veranlasst die Energiequelle 9, elektrische Energie zur Elektrode 2A in dem Elektrodenstab 2 zu liefern und veranlasst die Elektrolytversorgungseinheit 7, einen Elektrolyt zum Strömungspfad 2Aa der Elektrode 2A zu liefern. Auf diese Art und Weise wird Elektrizität an einen Raum zwischen dem distalen Endteil der Elektrode 2A und dem maschinell zu bearbeitenden Material durch den Elektrolyt angelegt, um das maschinell zu bearbeitende Material 100 aufzulösen und die Löcher 100A einzubringen. Während des Krümmens und des Bearbeitens der Löcher 100A, veranlasst der Kontroller 10 den Drehmechanismus 3 dazu, den Elektrodenstab 2 zu rotieren. Wie in 3 gezeigt, wird ein Elektrolyt W, der durch den Strömungspfad 2Aa der Elektrode 2A strömt, vom Achsrichtungsauslasskanal 2D auf der distalen Endoberfläche der Elektrode 2A entladen, und ein Teil des Elektrolyts W wird auch von dem Radialrichtungsauslasskanal 2C zur Außenseite der Elektrodenstabs 2 in der Radialrichtung entladen. In diesem Fall bringt der Elektrolyt W, entladen von dem Radialrichtungsauslasskanal 2C, eine Fluidaktionskraft F1 auf eine innere Oberfläche der Löcher 100A auf, um eine Reaktionskraft F2 der Fluidaktionskraft F1 auf den distalen Endteil des Elektrodenstabs 2 auszuüben. Auf diese Art und Weise wird der distale Endteil des Elektrodenstabs 2 verlagert, sodass sich der distale Endteil in einer Richtung biegt, wo die Reaktionskraft F2 in Richtung M weist, und eine Stromdichtenverteilung der distalen Endoberfläche des Elektrodenstabs 2 und die innere Oberfläche der Löcher 100A wird in Abhängigkeit eines Verlagerungsbetrages lokal breiter. Deswegen wird an einer Stelle des Elektrodenstabs 2 in der Umfangsrichtung ein Betrag der maschinellen Bearbeitung auf einer Seite, wo der Elektrodenstab 2 durch die Reaktionskraft F2 verlagert wird, groß, und die Löcher 100A werden gekrümmt.
4 ist eine schematische Darstellung, welche eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 ist eine vergrößerte schematische Darstellung, welche eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 ist eine Ansicht, welche ein Ermittlungsbeispiel der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 7 ist eine Betriebsschritt-Ansicht der maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine erläuternde Ansicht, welche maschinelle Bearbeitungsfehler zeigt. 9 und 10 sind Ansichten, die ein anderes Beispiel eines charakteristischen Punktes der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 11 ist eine schematische Darstellung, welches ein anderes Beispiel der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie gezeigt in 4 und 5, weist die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 einen Positionsdetektor 13A auf. Der Positionsdetektor 13A ermittelt einen charakteristischen Punkt, der am Elektrodenstab 2 vorgesehen ist, und detektiert/erfasst eine Drehposition des distalen Endteils des Elektrodenstabs 2, basierend auf diesem charakteristischen Punkt. Beispiele von charakteristischen Punkten umfassen den Radialrichtungsauslasskanal 2C, gebildet in dem Elektrodenstab 2, und die distale Endseitenoberfläche 2Ad der Elektrode 2A in der vorliegende Ausführungsform. Um den Radialrichtungsauslasskanal 2C und die distale Endseitenoberfläche 2Ad der Elektrode 2A zu erfassen, umfassen Beispiele des Positionsdetektors 13A einen Näherungssensor (fotoelektrisch, magnetisch, Wirbelstrom, Kontakt, Lasererkennung, und dergleichen) und einen Bildsensor (Bildvorrichtung). Zudem umfassen Beispiele zur Erkennung der distalen Endseitenoberfläche 2Ad der Elektrode 2A des Positionsdetektors 13A einen elektrischen Leitfähigkeitssensor, der eine Metalleinheit erfasst und einen Bildsensor (Bildvorrichtung). Der Positionsdetektor 13A ist an dem Führungselement 6 angeordnet und erfasst einen charakteristischen Punkt des Elektrodenstabs 2, der in das Führungsloch 6A eingesetzt ist.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 erfasst in einem Zustand, wo der Drehmechanismus 3 den Elektrodenstab 2, der in das Führungsloch 6A eingesetzt ist, rotiert, einen charakteristischen Punkt des Elektrodenstabs 2, um eine Drehposition unter Verwendung der charakteristischen Punkte als eine Referenz zu erfassen. 6 zeigt ein Beispiel von Daten, wo ein fotoelektrischer Näherungssensor, der ein erkanntes Signal an- und ausschaltet in Abhängigkeit eines Abstandes von einer erfassten Stelle zu einen zu detektierenden Objekt verwendet wird. In dem Fall des fotoelektrischen Näherungssensors, wie angezeigt durch eine durchgezogene Linie in 6, erfasst der fotoelektrische Näherungssensor den Radialrichtungsauslasskanal 2C und die distale Endseitenoberfläche 2Ad, aber der Radialrichtungsauslasskanal 2C hat eine größere Sensorerkennungsstärke. Deswegen ist ein Erkennungsgrenzwert vorgesehen bezüglich der Signalerkennungsstärke, um ein detektiertes Signal von ausschließlich dem Radialrichtungsauslasskanal 2C an- und auszuschalten, wie angezeigt durch die Strichpunkt-Linie. Auf diese Art und Weise kann eine Zentrumsposition des Radialrichtungsauslasskanals 2C in einer Drehrichtung berechnet werden und die Zentrumsposition des Radialrichtungsauslasskanals 2C in der Drehrichtung kann als ein Ursprung definiert werden und als eine Referenz einer Elektrodenphase (Drehposition) des distalen Endteils des Elektrodenstabs 2 verwendet werden.
Wie in 7 gezeigt, führt der Kontroller 10 eine Bearbeitung zur Korrektur einer maschinellen Bearbeitungsposition durch. Nachdem ein Bediener den Elektrodenstab 2 am maschinellen Bearbeitungskopf 1 (Schritt S1) anbringt, steuert der Kontroller 10 den Anhebe- und Absenkmechanismus 4, um den Elektrodenstab 2 in die Führungslöcher 6A in das Führungselement 6 einzuführen (Schritt S2). Zu dieser Zeit erhält der Kontroller 10 eine Anhebe- und Absenkposition des Anhebe- und Absenkmechanismus 4, und stellt den distalen Endteil der Elektrode 2A auf eine Höhe des Positionsdetektors 13A ein (Schritt S3). Danach steuert der Kontroller 10 den Drehmechanismus 3, um den Elektrodenstab 2 um die Achse C zu rotieren, veranlasst den Positionsdetektor 13A, ein erkanntes Signal einmal für jede Umdrehung einzugeben und errechnet die Zentrumsposition des Radialrichtungsauslasskanals 2C N-mal (Schritt S4). N-mal zeigt vielfältige Male an. Wenn eine Abweichung eines Berechnungsergebnisses der Zentrumsposition N-mal gleich oder geringer als X ist (Ja bei Schritt S5), macht der Kontroller 10 eine Nullpunktkorrektur (Schritt S6), sodass die Zentrumsposition als ein Ursprung definiert ist und als eine Referenz für eine Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 verwendet wird. Der Kontroller 10 veranlasst die Speichereinheit 11, hierin die Referenz der korrigierten Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 zu speichern. Danach beendet der Kontroller 10 diese Operation erfolgreich (Schritt S7). In der darauffolgenden maschinellen Bearbeitungsoperation veranlasst der Kontroller 10 den Drehmechanismus 3, den Elektrodenstab 2 basierend auf der Referenz der korrekten Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 zu rotieren. Im Gegensatz dazu bestimmt im Schritt S5, wenn eine Abweichung eines Berechnungsergebnisses der Zentrumsposition N-mal nicht gleich oder geringer als X ist (Nein bei Schritt S5), der Kontroller 10, ob eine Bestimmung von Nein das Y-teste Mal (beispielsweise das dritte Mal) aufgetreten ist (Schritt S8). Wenn nicht (Nein beim Schritt S8), geht der Bearbeitungsprozess zurück zur Bearbeitung beim Schritt S4 und die Zentrumsposition des Radialrichtungsauslasskanals 2C wird N-mal berechnet. Wenn die Bestimmung von „Nein“ das Y-te Mal auftritt (Ja beim Schritt S8), ist die Anzahl der Male, wenn eine Abweichung des Berechnungsergebnisses der Zentrumsposition X überschreitet, gleich oder größer als Y-mal (Schritt S9), wobei diese Operation ein abnormales Ende darstellt (Schritt S10). Danach, wenn eine Prüfung des Grundes, weil eine Abweichung X übertrifft, beispielsweise die Anbindung des Elektrodenstabs 2 zum maschinellen Bearbeitungskopf 1 nicht ausreichend ist, ergibt, bindet der Bediener den Elektrodenstab 2 zum maschinellen Bearbeitungskopf 1 erneut an und führt die Operation/Bearbeitung erneut durch.
Gemäß der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, mit dem Positionsdetektor 13A, der einen charakteristischen Punkt vorgesehen am Elektrodenstab 2 erfasst, kann eine Nullpunktkorrektur durchgeführt werden, sodass eine erkannte Drehposition als ein Ursprung definiert wird und als eine Referenz für eine Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 verwendet wird. Nach der Nullpunktkorrektur wird die Elektrodenphase auf eine Bearbeitungszielphase angepasst, um einen Betrag der Phasenveränderung von einer maschinellen Bearbeitungsanfangsstufe zu reduzieren und maschinelle Bearbeitungsfehler des gesamten Bearbeitungspfads zu reduzieren. Deswegen reduziert das Korrigieren einer Elektrodenphase des Elektrodenstabs 2 maschinelle Bearbeitungsfehler, insbesondere bei der Herstellung lang gekrümmter Löcher und führt zu einer Verbesserung in der maschinellen Bearbeitungsgenauigkeit, einem Maschinenertrag und einem Freiheitsgrad in der Gestaltung.
Das Nachfolgende beschreibt maschinelle Bearbeitungsfehler. 8 ist eine beispielhafte Ansicht, die maschinelle Bearbeitungsfehler zeigt. 8(a) zeigt einen Fall, wo eine Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 gemacht wird. 8(b) zeigt einen Fall, wo eine Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 nicht gemacht wird.
Wie gezeigt in 8(b), wenn eine Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2 nicht gemacht wird, im Vergleich zu einer Zielroute R1 der Gestaltung des Elektrodenstabs 2, der die Löcher 100A in das maschinell zu bearbeitende Material 100 einbringt, ist ein Betrag der Phasenveränderung einer maschinellen Bearbeitungsroute R2, die eine maschinelle Bearbeitungsanfangsstufe R2b von einem maschineller Bearbeitungsbeginn R2a erreicht, groß. Sogar wenn die maschinelle Bearbeitungsroute R2 auf die Zielroute R1 von der maschinellen Bearbeitungsanfangsstufe R2b korrigiert wird, kann die maschinelle Bearbeitungsroute R2 nicht unverzüglich auf die Zielroute R1 korrigiert werden, um geschmeidig die Löcher 100A zu verbinden. Deswegen sind die maximalen maschinellen Bearbeitungsfehler zwischen der Zielroute R1 und der maschinellen Bearbeitungsroute R2 groß, und eine Überschreitung ist groß, bis die maschinelle Bearbeitungsroute R2 auf die Zielroute R1 korrigiert ist.
Im Gegensatz dazu ist in der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, wie gezeigt in 8(a), durch das Durchführen einer Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabs 2, im Vergleich mit der Zielroute R1, der Gestaltung des Elektrodenstabs 2, der die Löcher 100A in das maschinell zu bearbeitende Material 100 einbringt, ein Betrag der Phasenveränderung der maschinellen Bearbeitungsroute R2, der die maschinelle Bearbeitungsanfangsstufe R2b von dem maschinellen Bearbeitungsbeginn R2a erreicht, klein. Wenn die maschinelle Bearbeitungsroute R2 von der maschinellen Bearbeitungsanfangsstufe R2b auf die Zielroute R1 korrigiert werden muss, kann die maschinelle Bearbeitungsroute R2 unverzüglich auf die Zielroute R1 korrigiert werden. Deswegen sind der maximale maschinelle Bearbeitungsfehler zwischen der Zielroute R1 und der maschinellen Bearbeitungsroute R2 klein, und das Überschreiten ist auch klein, bis die maschinelle Bearbeitungsroute R2 auf die Zielroute R1 korrigiert ist.
Es ist bevorzugt, dass die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform eine Unterstützungseinheit einschließen (Führungselement 6), welche angeordnet/positioniert und befestigt ist entlang und zusammen mit dem maschinell zu bearbeitenden Material 100 und welche den Elektrodenstab 2 drehbar um die Achse 10 eingesetzt und unterstützt hierin trägt, und der Positionsdetektor 13A ist an der Unterstützungseinheit (Führungselement 6) angebracht.
In anderen Worten, durch Anordnung des Positionsdetektors 13A an der Unterstützungseinheit (Führungselement 6), welche angeordnet/positioniert und befestigt ist entlang und zusammen mit dem maschinell zu bearbeitenden Material 100, kann eine Unterstützungsstelle des Elektrodenstabs 2 angeordnet/positioniert werden in Bezug auf das maschinell zu bearbeitende Material 10, welches maschinell bearbeitet werden wird, und eine Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) des Elektrodenstabes 2 kann in dieser Ausführungsform gemacht werden. Deswegen können die maschinellen Bearbeitungsfehler weiter vermindert werden.
In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist die Unterstützungseinheit bevorzugt das Führungselement 6, welches den Elektrodenstab 2 zum maschinell zu bearbeitenden Material 100 führt.
In anderen Worten kann die Konfiguration für die Positionierung einer Unterstützungsstelle des Elektrodenstabes 2 in Bezug auf das maschinell zu bearbeitende Material 100, welches maschinell bearbeitet werden wird, mit dem Führungselement 6 geteilt werden, welches den Elektrodenstab 2 auf das maschinell zu bearbeitende Material 100 hin führt, und die Anzahl der Komponenten kann reduziert werden und die Vorrichtung kann verkleinert werden.
In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 und der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform erfasst der Positionsdetektor 13A bevorzugt den Radialrichtungsauslasskanal 2C oder die distale Endseitenoberfläche 2Ad als einen charakteristischen Punkt.
In anderen Worten, ein neuer charakteristischer Punkt wird nicht notwendigerweise durch das Erfassen der Konfiguration der maschinellen Herstellung der gekrümmten Löcher 100A in das maschinell zu bearbeitende Material 100 als ein charakteristischer Punkt vorgesehen. Deswegen kann die Anzahl der Konfigurationen zur Durchführung einer Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) der Elektrodenstab 2 reduziert werden.
Der charakteristische Punkt ist nicht begrenzt auf den Radialrichtungsauslasskanal 2C und die distale Endseitenoberfläche 2A, welche oben beschrieben wurde. 9 und 10 sind Ansichten, die ein anderes Beispiel des charakteristischen Punkts der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform zeigen.
Der charakteristischer Punkt, gezeigt in 9, ist eine gerade Linie 2E, die nach und nach entlang der Achse C auf der Oberfläche des Elektrodenstabes 2 gezogen wird. Die gerade Linie 2E ist beispielsweise gezogen auf einer Linie, wo das Zentrum der distalen Endseitenoberfläche 2Ad sich entlang der Achse C erstreckt. Eine Erkennung der geraden Linie 2E durch den Positionsdetektor 13A macht es möglich, eine Drehposition der distalen Endseitenoberfläche 2Ad zu erfassen. Zudem kann die gerade Linie 2E in Echtzeit während der maschinellen Bearbeitung erkannt werden, weil die gerade Linie 2E nach und nach entlang der Achse C gezogen wird.
Der charakteristische Punkt, gezeigt in 10, ist eine gekrümmte Linie 2F, die gezogen wird, durch aufeinanderfolgendes Drehen in Bezug auf die Erstreckungsrichtung der Achse C, um mit einer Drehposition des Elektrodenstabes 2, korrespondierend zur Krümmung der Löcher 100A, eingebracht auf der Oberfläche des Elektrodenstabes 2, übereinzustimmen. Durch das Drehen des absenkenden Elektrodenstabes 2, derart, dass der Positionsdetektor 13A die gekrümmte Linie 2F erfasst, können die Löcher 100A in vorgegebener Krümmung eingebracht werden. Zudem kann die gekrümmte Linie 2F in Echtzeit während der maschinellen Bearbeitung erkannt werden, weil die gekrümmte Linie 2F aufeinanderfolgend/laufend entlang der Achse C gezogen wird.
11 ist eine schematische Darstellung, welche ein anderes Beispiel der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegende Ausführungsform zeigt.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 gezeigt in 11 schließt eine Unterstützungseinheit 13B ein, die unabhängig vom Führungselement 6 ausgebildet ist. Die Unterstützungseinheit 13B ist mit Unterstützungslöchern 13Ba ausgestattet, die die Elektrodenstäbe 2 drehbar um die Achse C unterstützen, während sie den Elektrodenstäbe 2 erlauben, hierin in einer Auf- und Ab-Richtung eingesetzt zu werden. Die Unterstützungseinheit 13B ist versehen mit dem Positionsdetektor 13A, um zur Position der Unterstützungslöcher 13Ba zu passen. Die Unterstützungslöcher 13Ba und die Positionsdetektor 13A sind vorgesehen durch die Anzahl der Elektrodenstäbe 2, die an der elektrochemischen maschinellen Bearbeitungsvorrichtung angebracht sind. Diese Unterstützungseinheit 13B ist anbringbar und entfernbar am Führungselement 6 vorgesehen und ist angeordnet/positioniert und befestigt durch einen Positionierungsmechanismus 13C. Der Positionierungsmechanismus 13C bestimmt vertikale und horizontale Positionen der Unterstützungslöcher 13Ba der Unterstützungseinheit 13B in Bezug auf das Führungselement 6. Durch das Befestigen der Unterstützungseinheit 13B am Führungselement 6 mit dem Positionierungsmechanismus 13C werden die Unterstützungspositionen, vertikale Positionen und horizontale Positionen der Elektrodenstäbe 2, angeordnet/positioniert in Bezug auf das maschinell zu bearbeitende Material 100, welches bearbeitet werden wird und eine Nullpunktkorrektur der Elektrodenphase (Drehposition) der Elektrodenstäbe 2 kann in dieser Ausführungsform gemacht werden.
Auf diese Art und Weise weist die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform die Unterstützungseinheit 13B auf, welche anbringbar und demontierbar ist und angeordnet/positioniert und fixiert am Führungselement 6 vorgesehen ist, welches den Elektrodenstab 2 zum maschinell zu bearbeitenden Material 100 leitet.
Wenn beispielsweise ein salpetersäurebasierter Elektrolyt oder ein natronsalpeterbasierter Elektrolyt verwendet wird und auf den Positionsdetektor 13A einwirkt, kann die Lebensdauer des Positionsdetektors 13A verkürzt werden. In der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung 13 der vorliegenden Ausführungsform ist die Unterstützungseinheit 13B anbringbar und entfernbar am Führungselement 6 vorgesehen und die Unterstützungseinheit 13B wird von dem Führungselement 6 während der maschinellen Bearbeitung entfernt, wobei hierdurch verhindert wird, dass ein Elektrolyt auf den Positionsdetektor 13A einwirkt.
Bezugszeichenliste

1: Maschineller Bearbeitungskopf
1A: Greifeinheit
2: Elektrodenstab
2A: Elektrode
2Aa: Strömungspfad
2Ab: Äußere Umfangsoberfläche
2Ac: Distale Endoberfläche
2Ad: Distale Endseitenoberfläche
2B: Elektrische Isolierschicht
2C: Radialrichtungsauslasskanal
2D: Achsrichtungsauslasskanal
2E: Gerade Linie
2F: Gekrümmte Linie
3: Drehmechanismus
3A: Drehermittler
4: Anhebe- und Absenkmechanismus
4A: Positionsdetektor
5: Feste Basis
5A: Befestigungseinheit
5B: Erste Unterstützungseinheit
5C: Zweite Unterstützungseinheit
6: Führungselement
6A: Führungsloch
7: Elektrolytversorgungseinheit
8: Bearbeitungstank/-behälter
9: Energiequelle
10: Kontroller
11: Speichereinheit
12: Eingabe-/Ausgabeeinheit
13: Maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung
13A: Positionsdetektor
13B: Unterstützungseinheit
13Ba: Unterstützungsloch
13C: Positionierungsmechanismus
15: Vorrichtungsbasis
100: maschinell zu bearbeitendes Material
100A: Loch
C: Achse
F1: Fluidaktionskraft
F2: Reaktionskraft
M: Richtung in die die Reaktionskraft weist
R1: Zielroute
R2: Maschinelle Bearbeitungsroute
W: Elektrolyt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013136140 [0004]
JP 2016137527 [0004]

Claims

Eine maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung, angewandt auf eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung, welche dafür sorgt, dass ein Elektrolyt aus einem distalen Endteil eines Elektrodenstabes strömt, der sich entlang einer Achse erstreckt, während der Elektrodenstab um die Achse gedreht wird, um ein maschinell zu bearbeitendes Material in einem Bereich des distalen Endteils des Elektrodenstabs, elektrochemisch maschinell zu bearbeiten, wobei die Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung umfasst: einen Positionsdetektor, der eingerichtet ist, um eine Drehposition eines auf dem Elektrodenstab vorgesehen charakteristischen Punktes zu ermitteln.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung gemäß Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Unterstützungseinheit, die zusammen mit dem maschinell zu bearbeitenden Material positioniert und befestigt ist, wobei die Unterstützungseinheit es dem Elektrodenstab erlaubt, um die Achse rotierbar darin eingesetzt und unterstützt zu werden, wobei der Positionsdetektor an der Unterstützungseinheit angebracht ist.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Unterstützungseinheit ein Führungselement ist, welches den Elektrodenstab zu dem maschinell zu bearbeitenden Material führt.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Unterstützungseinheit anbringbar und entfernbar vorgesehen ist an, und positioniert und befestigt ist an einem Führungselement, welches den Elektrodenstab zu dem maschinell zu bearbeitenden Material führt.
Die maschinelle Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Elektrodenstab aufweist: eine Elektrode, die sich entlang der Achse erstreckt und eine Rohrform hat, wobei die Elektrode aus einem leitfähigen biegsamen Material gemacht ist, eine Isolierschicht, welche eine äußere Umfangsoberfläche der Elektrode abdeckt, um eine distale Endoberfläche der Elektrode freizulassen, und einen Radialrichtungsauslasskanal, welcher an einem Teil des distalen Endteils der Elektrodenstabes an einer Stelle in einer Radialrichtung vorgesehen ist, wobei der Radialrichtungsauslasskanal von innerhalb des Elektrodenstabes zur Außenseite in der Radialrichtung gebildet ist, und der Positionsdetektor den Radialrichtungsauslasskanal als den charakteristischen Punkt erfasst.
Eine elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung, welche einen Elektrolyt dazu veranlasst, aus einem distalen Endteil eines Elektrodenstabes zu strömen, welcher sich entlang einer Achse erstreckt, während der Elektrodenstab um die Achse gedreht wird, um ein maschinell zu bearbeitendes Material elektrochemisch maschinell zu bearbeiten, in einem Bereich von dem distalen Endteil des Elektrodenstabes, wobei die elektrochemische maschinelle Bearbeitungsvorrichtung umfasst: einen maschinellen Bearbeitungskopf, welcher den Elektrodenstab rotierbar um die Achse unterstützt; und einen Kontroller, der konfiguriert ist, um eine Drehposition des Elektrodenstabes in dem maschinellen Bearbeitungskopf zu steuern, wobei der Kontroller den maschinellen Bearbeitungskopf, basierend auf der Drehposition, erhalten von der maschinellen Bearbeitungspositionskorrekturvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, steuert.