JP2002273625A - 気中放電加工装置及び加工方法 - Google Patents
気中放電加工装置及び加工方法Info
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- JP2002273625A JP2002273625A JP2001072729A JP2001072729A JP2002273625A JP 2002273625 A JP2002273625 A JP 2002273625A JP 2001072729 A JP2001072729 A JP 2001072729A JP 2001072729 A JP2001072729 A JP 2001072729A JP 2002273625 A JP2002273625 A JP 2002273625A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、気中放電加工装置及び気中加工放
電方法に関する。 【解決手段】 第１の気中放電加工装置は、放電ユニッ
トが、スピンドルを備えるユニットホルダーと、ユニッ
トホルダーに固定支持され且つピエゾケース内にピエゾ
素子と皿バネと伝達軸とを有するピエゾアクチエータ
と、ピエゾアクチエータが皿バネと伝達軸とで軸承され
且つ側部にアシストガス供給口と給電子とを備える電極
回転装置と、電極回転装置に回転可能に保持され且つ放
電側とは反対側の電極端部にインペラを有する電極を保
持する電極ホルダーとを備え、且つ放電ユーティリティ
が、ピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ電極と工作物
との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制御装置
と、電極に放電電圧を供給する放電電源とを備える。第
２の気中放電加工装置は、インペラの代わりに、ピエゾ
アクチエータ電極回転モータを備える。
電方法に関する。 【解決手段】 第１の気中放電加工装置は、放電ユニッ
トが、スピンドルを備えるユニットホルダーと、ユニッ
トホルダーに固定支持され且つピエゾケース内にピエゾ
素子と皿バネと伝達軸とを有するピエゾアクチエータ
と、ピエゾアクチエータが皿バネと伝達軸とで軸承され
且つ側部にアシストガス供給口と給電子とを備える電極
回転装置と、電極回転装置に回転可能に保持され且つ放
電側とは反対側の電極端部にインペラを有する電極を保
持する電極ホルダーとを備え、且つ放電ユーティリティ
が、ピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ電極と工作物
との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制御装置
と、電極に放電電圧を供給する放電電源とを備える。第
２の気中放電加工装置は、インペラの代わりに、ピエゾ
アクチエータ電極回転モータを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気中放電加工装置
及び気中加工放電方法に関し、特に放電加工装置の可動
部の重量を低減し且つ放電加工装置の構造を簡素化する
こと、およびそれによって、種々の工作機械例えばマシ
ニングセンタ等に装着して放電加工をその場で可能とす
る気中放電加工装置及び気中加工方法に関する。
及び気中加工放電方法に関し、特に放電加工装置の可動
部の重量を低減し且つ放電加工装置の構造を簡素化する
こと、およびそれによって、種々の工作機械例えばマシ
ニングセンタ等に装着して放電加工をその場で可能とす
る気中放電加工装置及び気中加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年金型の製作に於いて、製作期間の短
縮及び製作費用の低減が特に要望されている。この金型
の製作には放電加工装置がよく使用されるが、放電加工
装置で金型を加工する場合には、一般的には一つの金型
当たりに数百本の電極を必要とする。したがって、この
電極の設計及び製作にかかる費用が、金型制作費の約２
割を占めている金型もある。
縮及び製作費用の低減が特に要望されている。この金型
の製作には放電加工装置がよく使用されるが、放電加工
装置で金型を加工する場合には、一般的には一つの金型
当たりに数百本の電極を必要とする。したがって、この
電極の設計及び製作にかかる費用が、金型制作費の約２
割を占めている金型もある。
【０００３】このような放電加工に対応するための放電
加工装置及び放電加工方法が、特開平８−３００２２３
号に開示される。この放電加工方法は、既存のパイプ工
具電極を用いてリアルタイムで工具電極の軸線方向に電
極の消耗させ且つ補正を行なうことによって、ワークの
３次元自由曲面を高精度に放電加工することができる。
しかしながら、この放電加工方法においては、頻繁に電
極が消耗し且つ補正する必要があり、さらに所定量の電
極が消耗すると電極の補充または交換が必要となり、ワ
ークを連続したままで高精度の加工をしつづけることが
困難であるという問題が生じている。
加工装置及び放電加工方法が、特開平８−３００２２３
号に開示される。この放電加工方法は、既存のパイプ工
具電極を用いてリアルタイムで工具電極の軸線方向に電
極の消耗させ且つ補正を行なうことによって、ワークの
３次元自由曲面を高精度に放電加工することができる。
しかしながら、この放電加工方法においては、頻繁に電
極が消耗し且つ補正する必要があり、さらに所定量の電
極が消耗すると電極の補充または交換が必要となり、ワ
ークを連続したままで高精度の加工をしつづけることが
困難であるという問題が生じている。
【０００４】特開平９−２３９６２２号には気中放電加
工方法が開示され、この気中放電加工方法は、工具電極
の消耗がほとんどないために連続加工方法に適してい
る。しかしながら、特開平９−２３９６２２号の気中放
電加工方法においては、従来の加工方法と同様にマシニ
ングセンタにそれまでの切削加工等のためにセットされ
ていた金型を、放電加工をするためにこの金型を放電加
工機に載せ代えてさらに金型の加工位置だしを必要と
し、根本的な製作期間の短縮の対策がなされていない。
工方法が開示され、この気中放電加工方法は、工具電極
の消耗がほとんどないために連続加工方法に適してい
る。しかしながら、特開平９−２３９６２２号の気中放
電加工方法においては、従来の加工方法と同様にマシニ
ングセンタにそれまでの切削加工等のためにセットされ
ていた金型を、放電加工をするためにこの金型を放電加
工機に載せ代えてさらに金型の加工位置だしを必要と
し、根本的な製作期間の短縮の対策がなされていない。
【０００５】また気中放電加工は、電極と工作物との距
離を短くする必要があり、その結果電極と工作物との短
絡が生じやすくなるという問題がある。
離を短くする必要があり、その結果電極と工作物との短
絡が生じやすくなるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記状況を
鑑み、気中放電加工においては電極の消耗がほとんど無
く且つ通常の雰囲気中で放電加工をすることが可能であ
り、電極と工作物の短絡を高速度で回避できる装置を軽
量化し、その結果としてマシニングセンタ等の装置に他
の切削工具等と同様に着脱可能にした気中放電装置及び
放電加工方法を提供することを目的とする。
鑑み、気中放電加工においては電極の消耗がほとんど無
く且つ通常の雰囲気中で放電加工をすることが可能であ
り、電極と工作物の短絡を高速度で回避できる装置を軽
量化し、その結果としてマシニングセンタ等の装置に他
の切削工具等と同様に着脱可能にした気中放電装置及び
放電加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１記載の気中放電加工方法は、放電
ユニットと放電ユーティリティとを含んでなり、放電ユ
ニットが、種々の工作機械の主軸に装着可能なスピンド
ルを備えるユニットホルダーと、ユニットホルダーに固
定支持され且つピエゾケース内にピエゾ素子と皿バネと
伝達軸とを有するピエゾアクチエータと、ピエゾアクチ
エータ内の皿バネと伝達軸とで往復運動可能に軸承され
且つ側部にアシストガス供給口と給電子とを備える電極
回転装置と、電極回転装置に回転可能に保持され且つ放
電側とは反対側の電極端部にインペラを有する電極を保
持する電極ホルダーとを備え、且つ放電ユーティリティ
が、伸縮させるためピエゾ素子に印加電圧を印加して且
つ電極と工作物との短絡を制御するサーボドライバーと
サーボ制御装置と、前記電極に放電電圧を供給する放電
電源とを備える構成を採用する。
に、本発明の請求項１記載の気中放電加工方法は、放電
ユニットと放電ユーティリティとを含んでなり、放電ユ
ニットが、種々の工作機械の主軸に装着可能なスピンド
ルを備えるユニットホルダーと、ユニットホルダーに固
定支持され且つピエゾケース内にピエゾ素子と皿バネと
伝達軸とを有するピエゾアクチエータと、ピエゾアクチ
エータ内の皿バネと伝達軸とで往復運動可能に軸承され
且つ側部にアシストガス供給口と給電子とを備える電極
回転装置と、電極回転装置に回転可能に保持され且つ放
電側とは反対側の電極端部にインペラを有する電極を保
持する電極ホルダーとを備え、且つ放電ユーティリティ
が、伸縮させるためピエゾ素子に印加電圧を印加して且
つ電極と工作物との短絡を制御するサーボドライバーと
サーボ制御装置と、前記電極に放電電圧を供給する放電
電源とを備える構成を採用する。
【０００８】本発明の請求項１記載の気中放電加工装置
を用いた請求項５記載の気中放電加工方法においては、
上記構成のピエゾ素子を備えたピエゾアクチエータは、
ピエゾ素子が簡素且つ軽量で高速の伸縮が可能であるの
で、サーボドライバーからの電圧の強さに応じたピエゾ
素子の高速及び短距離の伸縮を、軽量化された皿バネと
伝達軸と電極回転装置とを経由して電極ホルダーに保持
された電極に伝達することができる。
を用いた請求項５記載の気中放電加工方法においては、
上記構成のピエゾ素子を備えたピエゾアクチエータは、
ピエゾ素子が簡素且つ軽量で高速の伸縮が可能であるの
で、サーボドライバーからの電圧の強さに応じたピエゾ
素子の高速及び短距離の伸縮を、軽量化された皿バネと
伝達軸と電極回転装置とを経由して電極ホルダーに保持
された電極に伝達することができる。
【０００９】また、上記電極回転装置は、気中放電加工
では必須のアシストガスを転用して、アシストガス流を
アシストガス供給口から電極端部に装着されたインペラ
に作用させる構成によって非常に単純な手段で電極を回
転させることが可能となり、電極と工作物との間に滞留
する加工屑を排除することができる。また、インペラ手
段によってさらに気中放電加工装置を軽量化することが
でき、ピエゾ素子の高速の伸縮をさらに応答性良く電極
に伝達することができるので、放電電源からの放電電圧
が給電子を介して電極に供給されることによって、加工
時間を短縮した工作物の気中放電加工方法を可能にす
る。
では必須のアシストガスを転用して、アシストガス流を
アシストガス供給口から電極端部に装着されたインペラ
に作用させる構成によって非常に単純な手段で電極を回
転させることが可能となり、電極と工作物との間に滞留
する加工屑を排除することができる。また、インペラ手
段によってさらに気中放電加工装置を軽量化することが
でき、ピエゾ素子の高速の伸縮をさらに応答性良く電極
に伝達することができるので、放電電源からの放電電圧
が給電子を介して電極に供給されることによって、加工
時間を短縮した工作物の気中放電加工方法を可能にす
る。
【００１０】さらに、上記課題を解決するために、本発
明の請求項２記載の気中放電加工装置は、放電ユニット
と放電ユーティリティとを含んでなり、放電ユニット
が、種々の工作機械の主軸に装着可能なスピンドルを備
えるユニットホルダーと、ユニットホルダーに固定支持
され且つピエゾケース内にピエゾ素子と皿バネと伝達軸
とを有するピエゾアクチエータと、ユニットホルダーと
ピエゾアクチエータの間にピエゾアクチエータと電極と
を回転させるピエゾアクチエータ電極回転モータと、ピ
エゾアクチエータ内の皿バネと伝達軸とで往復運動可能
に軸承されて且つ側部にアシストガス供給口と給電子と
を備える電極ホルダーと、電極ホルダー内に保持された
電極とを備え、且つ放電ユーティリティが、伸縮させる
ためピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ電極と工作物
との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制御装置
と、電極に放電電圧を供給する放電電源とを備える構成
を採用する。
明の請求項２記載の気中放電加工装置は、放電ユニット
と放電ユーティリティとを含んでなり、放電ユニット
が、種々の工作機械の主軸に装着可能なスピンドルを備
えるユニットホルダーと、ユニットホルダーに固定支持
され且つピエゾケース内にピエゾ素子と皿バネと伝達軸
とを有するピエゾアクチエータと、ユニットホルダーと
ピエゾアクチエータの間にピエゾアクチエータと電極と
を回転させるピエゾアクチエータ電極回転モータと、ピ
エゾアクチエータ内の皿バネと伝達軸とで往復運動可能
に軸承されて且つ側部にアシストガス供給口と給電子と
を備える電極ホルダーと、電極ホルダー内に保持された
電極とを備え、且つ放電ユーティリティが、伸縮させる
ためピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ電極と工作物
との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制御装置
と、電極に放電電圧を供給する放電電源とを備える構成
を採用する。
【００１１】本発明の請求項２記載の気中放電加工装置
を用いた請求項６記載の気中放電加工方法においては、
上記構成のピエゾアクチエータ電極回転モータによっ
て、ピエゾ素子の伸縮伝達に影響を及ぼすことなく、ピ
エゾアクチエータと電極とを回転させることが可能とな
り、電極と工作物との間に滞留する加工屑を排除するこ
とができる。また、ピエゾアクチエータ電極回転モータ
をピエゾアクチエータの上部に設けたことによりピエゾ
アクチエータより先の構成部分が軽量化される。したが
って、この軽量化によって、サーボドライバーからの印
加電圧の強さに応じたピエゾ素子の高速及び短距離の伸
縮伝達の応答性がさらに高速化できるので、電極と工作
物との短絡の回避を高速化することができる。
を用いた請求項６記載の気中放電加工方法においては、
上記構成のピエゾアクチエータ電極回転モータによっ
て、ピエゾ素子の伸縮伝達に影響を及ぼすことなく、ピ
エゾアクチエータと電極とを回転させることが可能とな
り、電極と工作物との間に滞留する加工屑を排除するこ
とができる。また、ピエゾアクチエータ電極回転モータ
をピエゾアクチエータの上部に設けたことによりピエゾ
アクチエータより先の構成部分が軽量化される。したが
って、この軽量化によって、サーボドライバーからの印
加電圧の強さに応じたピエゾ素子の高速及び短距離の伸
縮伝達の応答性がさらに高速化できるので、電極と工作
物との短絡の回避を高速化することができる。
【００１２】本発明の請求項１及び２に記載の気中放電
加工装置は、ユニットホルダーのスピンドルがマシニン
グセンタの主軸に着脱可能に形成され、軽量且つ簡素化
されているのでマシニングセンタに装着して、工作物を
気中放電加工する事を可能とする。なお、装着されるマ
シニングセンタの主軸の回転及び送りにより電極の回転
及び送りを行なうことによりさらに気中放電加工装置の
軽量化を可能にする。
加工装置は、ユニットホルダーのスピンドルがマシニン
グセンタの主軸に着脱可能に形成され、軽量且つ簡素化
されているのでマシニングセンタに装着して、工作物を
気中放電加工する事を可能とする。なお、装着されるマ
シニングセンタの主軸の回転及び送りにより電極の回転
及び送りを行なうことによりさらに気中放電加工装置の
軽量化を可能にする。
【００１３】本発明の請求項５及び６に記載の気中放電
加工方法は、電極の放電電圧を検知し、平均放電電圧が
設定短絡電圧以下に達したとき、サーボ制御装置及びサ
ーボドライバーを介してピエゾアクチエータを作動さ
せ、電極と工作物との短絡を制御することができるの
で、設定短絡電圧を適宜設定することによって短絡応答
性を適宜に設定することが可能である。
加工方法は、電極の放電電圧を検知し、平均放電電圧が
設定短絡電圧以下に達したとき、サーボ制御装置及びサ
ーボドライバーを介してピエゾアクチエータを作動さ
せ、電極と工作物との短絡を制御することができるの
で、設定短絡電圧を適宜設定することによって短絡応答
性を適宜に設定することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の気中放電加工装置及び気
中放電加工方法の構成及びその作動を、図１及び図２を
参照して以下に説明する。 実施例１ 本発明の第１の気中放電加工装置９は、図１に示すよう
に放電加工ユニット１と放電ユーティリティ６とから構
成されている。
中放電加工方法の構成及びその作動を、図１及び図２を
参照して以下に説明する。 実施例１ 本発明の第１の気中放電加工装置９は、図１に示すよう
に放電加工ユニット１と放電ユーティリティ６とから構
成されている。
【００１５】第１の気中放電加工装置９の放電加工ユニ
ット１は、ユニットホルダー２、ピエゾアクチエータ
３、電極回転装置４、電極ホルダー１７、給電子１９及
び電極１８から構成される。ユニットホルダー２は、例
えばマシニングセンタ（図示せず）の主軸にワンタッチ
で着脱できるテーパ形状のスピンドルを有し、テーパ形
状の大口径側でピエゾアクチエータ３に接続されてい
る。ピエゾアクチエターア３はピエゾケース１１内にピ
エゾ素子１０と皿バネ１２と伝達軸１３とを内蔵する。
そしてピエゾ素子１０の高速で且つ短距離の伸縮を伝達
するために、ピエゾアクチエータ３は、皿バネ１２と伝
達軸１３を介して電極回転装置４に往復運動を伝達可能
に接続すなわち軸承されている。電極回転装置４は、回
転ケース１６の側部に装着されたアシストガス供給口と
給電子１９、及び電極の放電側とは反対側の電極端部に
設けたインペラ１５を有する電極１８を保持する電極ホ
ルダー１７とを備える。
ット１は、ユニットホルダー２、ピエゾアクチエータ
３、電極回転装置４、電極ホルダー１７、給電子１９及
び電極１８から構成される。ユニットホルダー２は、例
えばマシニングセンタ（図示せず）の主軸にワンタッチ
で着脱できるテーパ形状のスピンドルを有し、テーパ形
状の大口径側でピエゾアクチエータ３に接続されてい
る。ピエゾアクチエターア３はピエゾケース１１内にピ
エゾ素子１０と皿バネ１２と伝達軸１３とを内蔵する。
そしてピエゾ素子１０の高速で且つ短距離の伸縮を伝達
するために、ピエゾアクチエータ３は、皿バネ１２と伝
達軸１３を介して電極回転装置４に往復運動を伝達可能
に接続すなわち軸承されている。電極回転装置４は、回
転ケース１６の側部に装着されたアシストガス供給口と
給電子１９、及び電極の放電側とは反対側の電極端部に
設けたインペラ１５を有する電極１８を保持する電極ホ
ルダー１７とを備える。
【００１６】さらに、放電ユーティリティ６は、電極１
８と工作物５との短絡を制御するためピエゾ素子１０に
印加電圧を印加して伸縮させるサーボドライバー２１と
サーボ制御装置２２と、電極１８に放電電圧を供給する
放電電源２３とから構成される。すなわち、実施例１の
上記構成を装備する気中放電加工装置９を使用する気中
放電加工方法においては、ピエゾアクチエータ３のピエ
ゾ素子１０を、放電ユーティリティ２１に備わるサーボ
ドライバー２１からの印加電圧の強さに応じて高速で伸
縮させることが可能となる（ピエゾ素子の歪は電界によ
り制御されるので、電圧及び電流いずれかによる制御も
可能である）。このピエゾ素子１０の伸縮を、ピエゾケ
ース１１内の皿バネ１２と伝達軸１３とを介して電極回
転装置４に伝達する。その結果、電極回転装置４に装備
された電極ホルダー１７に保持された電極１８に、ピエ
ゾ素子１０の伸縮を伝達することができるので、気中放
電加工では電極１８と工作物５との間が短距離であるの
で短絡しやすく、短絡した場合、高速でその短絡を回避
することができる。
８と工作物５との短絡を制御するためピエゾ素子１０に
印加電圧を印加して伸縮させるサーボドライバー２１と
サーボ制御装置２２と、電極１８に放電電圧を供給する
放電電源２３とから構成される。すなわち、実施例１の
上記構成を装備する気中放電加工装置９を使用する気中
放電加工方法においては、ピエゾアクチエータ３のピエ
ゾ素子１０を、放電ユーティリティ２１に備わるサーボ
ドライバー２１からの印加電圧の強さに応じて高速で伸
縮させることが可能となる（ピエゾ素子の歪は電界によ
り制御されるので、電圧及び電流いずれかによる制御も
可能である）。このピエゾ素子１０の伸縮を、ピエゾケ
ース１１内の皿バネ１２と伝達軸１３とを介して電極回
転装置４に伝達する。その結果、電極回転装置４に装備
された電極ホルダー１７に保持された電極１８に、ピエ
ゾ素子１０の伸縮を伝達することができるので、気中放
電加工では電極１８と工作物５との間が短距離であるの
で短絡しやすく、短絡した場合、高速でその短絡を回避
することができる。
【００１７】さらに、実施例１の気中放電加工装置９
は、アシストガス供給口１４からのアシストガス流を電
極端部に装着されたインペラ１５に作用させることによ
ってインペラ１５に回転駆動力が発生して、その結果と
して電極１８を回転させることができ放電加工屑が電極
１８と工作物５との間に滞留することを防止できるの
で、放電ユーティティ６の放電電源２３からの放電電圧
を、給電子１９を介して電極１８に供給して、工作物５
を放電加工する時に非常に良好な加工をすることができ
る。
は、アシストガス供給口１４からのアシストガス流を電
極端部に装着されたインペラ１５に作用させることによ
ってインペラ１５に回転駆動力が発生して、その結果と
して電極１８を回転させることができ放電加工屑が電極
１８と工作物５との間に滞留することを防止できるの
で、放電ユーティティ６の放電電源２３からの放電電圧
を、給電子１９を介して電極１８に供給して、工作物５
を放電加工する時に非常に良好な加工をすることができ
る。
【００１８】なお、実施例１の気中放電加工装置及びこ
の装置を用いた気中放電加工方法では、ピエゾアクチエ
ータ３を備えることによって、装置自体の重量を非常に
軽量化して且つ電極と工作物との短絡回避を高速化する
ことが可能となる。さらに、実施例１の気中放電加工装
置は、気中放電加工において必須のアシストガスの流れ
を利用してインペラを備えた電極に回転を与えることが
できるので、さらに装置自体を軽量化することができ
る。
の装置を用いた気中放電加工方法では、ピエゾアクチエ
ータ３を備えることによって、装置自体の重量を非常に
軽量化して且つ電極と工作物との短絡回避を高速化する
ことが可能となる。さらに、実施例１の気中放電加工装
置は、気中放電加工において必須のアシストガスの流れ
を利用してインペラを備えた電極に回転を与えることが
できるので、さらに装置自体を軽量化することができ
る。
【００１９】実施例２ 本発明の第２の気中放電加工装置９は、図２に示すよう
に放電加工ユニット１と放電ユーティリティ６とから構
成されている。第２の気中放電加工装置９の放電加工ユ
ニット１は、スピンドル２４を備えるユニットホルダー
２と、ピエゾアクチエータ３と、ピエゾアクチエータ電
極回転モータと、電極ホルダー１７、給電子１９及び電
極１８を含んでなる。ユニットホルダー２は、実施例１
と同様に種々の工作機械の主軸に装着可能なテーパ形状
のスピンドル８を備え、テーパ形状の大口径側でピエゾ
アクチエータ電極回転モータ７に接続されている。ピエ
ゾアクチエータ電極回転モータ７は、その回転をピエゾ
アクチエータ３と電極１８に回転を与える。ピエゾアク
チエータ３は、ピエゾケース１１内にピエゾ素子１０と
皿バネ１２と伝達軸１３とを有し、電極１８を保持する
電極ホルダー１７に回転及び実施例１で述べた短絡を回
避可能に軸承されている。電極ホルダー１７は、側部に
アシストガス供給口、電極穴及び給電子を備えて且つ電
極を保持する。
に放電加工ユニット１と放電ユーティリティ６とから構
成されている。第２の気中放電加工装置９の放電加工ユ
ニット１は、スピンドル２４を備えるユニットホルダー
２と、ピエゾアクチエータ３と、ピエゾアクチエータ電
極回転モータと、電極ホルダー１７、給電子１９及び電
極１８を含んでなる。ユニットホルダー２は、実施例１
と同様に種々の工作機械の主軸に装着可能なテーパ形状
のスピンドル８を備え、テーパ形状の大口径側でピエゾ
アクチエータ電極回転モータ７に接続されている。ピエ
ゾアクチエータ電極回転モータ７は、その回転をピエゾ
アクチエータ３と電極１８に回転を与える。ピエゾアク
チエータ３は、ピエゾケース１１内にピエゾ素子１０と
皿バネ１２と伝達軸１３とを有し、電極１８を保持する
電極ホルダー１７に回転及び実施例１で述べた短絡を回
避可能に軸承されている。電極ホルダー１７は、側部に
アシストガス供給口、電極穴及び給電子を備えて且つ電
極を保持する。
【００２０】さらに、放電ユーティリティ６は、電極１
８と工作物５との短絡を制御するためピエゾ素子１０に
印加電圧を印加して伸縮させるサーボドライバー２１と
サーボ制御装置２２と、電極１８に放電電圧を供給する
放電電源２３とを備える。すなわち、実施例２の上記構
成を装備する気中放電加工装置９を使用する気中放電加
工方法においては、実施例１と同様にピエゾアクチエー
タ電極回転モータ７をピエゾアクチエータ３の上部に設
けたことにより、ピエゾアクチエータ３より先の構成部
分が軽量化される。したがって、放電ユーティティ２１
に備わるサーボドライバー２１からの印加電圧の強さに
応じたピエゾ素子１０の伸縮が、皿バネ１２と伝達軸１
３とだけを介して電極１８に伝達されることができ、軽
量化により伝達されるピエゾ素子１０の伸縮の応答性を
さらに高速化できる。その結果、電極１８と工作物５と
の短絡をさらに応答性を良くして回避することができ
る。
８と工作物５との短絡を制御するためピエゾ素子１０に
印加電圧を印加して伸縮させるサーボドライバー２１と
サーボ制御装置２２と、電極１８に放電電圧を供給する
放電電源２３とを備える。すなわち、実施例２の上記構
成を装備する気中放電加工装置９を使用する気中放電加
工方法においては、実施例１と同様にピエゾアクチエー
タ電極回転モータ７をピエゾアクチエータ３の上部に設
けたことにより、ピエゾアクチエータ３より先の構成部
分が軽量化される。したがって、放電ユーティティ２１
に備わるサーボドライバー２１からの印加電圧の強さに
応じたピエゾ素子１０の伸縮が、皿バネ１２と伝達軸１
３とだけを介して電極１８に伝達されることができ、軽
量化により伝達されるピエゾ素子１０の伸縮の応答性を
さらに高速化できる。その結果、電極１８と工作物５と
の短絡をさらに応答性を良くして回避することができ
る。
【００２１】さらに、実施例２の気中放電加工装置９
は、ピエゾアクチエータ電極回転モータ７で電極を回転
することによって電極と工作物との間の加工屑の滞留を
防止でき、アシストガス供給口１４からアシストガス流
が電極穴２６を経由して電極の放電側端部に放出し且つ
放電電源２３からの放電電圧が給電子１９を介して電極
１８に供給されるので、非常に安定した状態と良好な加
工精度とで工作物を放電加工する。
は、ピエゾアクチエータ電極回転モータ７で電極を回転
することによって電極と工作物との間の加工屑の滞留を
防止でき、アシストガス供給口１４からアシストガス流
が電極穴２６を経由して電極の放電側端部に放出し且つ
放電電源２３からの放電電圧が給電子１９を介して電極
１８に供給されるので、非常に安定した状態と良好な加
工精度とで工作物を放電加工する。
【００２２】なお、実施例２の気中放電加工装置及びこ
の装置を用いた気中放電加工方法は、電極回転気候をユ
ニットホルダー側に設け、ピエゾアクチエータより先端
部分の構成部品を少なくしたことによって、さらに装置
自体の重量を軽量化して且つ電極と工作物との短絡回避
の応答性を高速化することが可能となる。ピエゾアクチ
エータの駆動に関して以下に説明する。工作物を放電加
工中に、工作物と電極とが短絡したときには放電電圧は
０Ｖに低下する。しかし、放電周波数は数千〜数十万Hz
になるが、ピエゾアクチエータは、ピエゾアクチエータ
のケース及び電極らの重量に依存して、放電周波数に対
するピエゾアクチエータ内のピエゾ素子の往復運動
（歪）の追従性は低下する。ピエゾアクチエータの駆動
は、図３のピエゾ素子動作フローチャートに示すよう
に、平均放電電圧を計測してこの電圧があらかじめ設定
した短絡電圧に到達したときにピエゾアクチエータを動
作させる。例えば、工作物を放電加工する放電電圧が２
５０Ｖでは、短絡放電電圧は約１２０Ｖとする。この短
絡放電電圧に到達したときにピエゾアクチエータに印加
されている電圧を停止することによって、ピエゾアクチ
エータを収縮させる。その結果、電極が工作物から離れ
短絡が回避される。このときの短絡周波数は、アクチエ
ータのケースや電極らの重量に依存するが、最大で数十
kHz とすることができる。このとき放電加工機は短絡周
波数より高い領域で定放電電流制御をしているので放電
電流は安定して流すことができる。
の装置を用いた気中放電加工方法は、電極回転気候をユ
ニットホルダー側に設け、ピエゾアクチエータより先端
部分の構成部品を少なくしたことによって、さらに装置
自体の重量を軽量化して且つ電極と工作物との短絡回避
の応答性を高速化することが可能となる。ピエゾアクチ
エータの駆動に関して以下に説明する。工作物を放電加
工中に、工作物と電極とが短絡したときには放電電圧は
０Ｖに低下する。しかし、放電周波数は数千〜数十万Hz
になるが、ピエゾアクチエータは、ピエゾアクチエータ
のケース及び電極らの重量に依存して、放電周波数に対
するピエゾアクチエータ内のピエゾ素子の往復運動
（歪）の追従性は低下する。ピエゾアクチエータの駆動
は、図３のピエゾ素子動作フローチャートに示すよう
に、平均放電電圧を計測してこの電圧があらかじめ設定
した短絡電圧に到達したときにピエゾアクチエータを動
作させる。例えば、工作物を放電加工する放電電圧が２
５０Ｖでは、短絡放電電圧は約１２０Ｖとする。この短
絡放電電圧に到達したときにピエゾアクチエータに印加
されている電圧を停止することによって、ピエゾアクチ
エータを収縮させる。その結果、電極が工作物から離れ
短絡が回避される。このときの短絡周波数は、アクチエ
ータのケースや電極らの重量に依存するが、最大で数十
kHz とすることができる。このとき放電加工機は短絡周
波数より高い領域で定放電電流制御をしているので放電
電流は安定して流すことができる。
【図１】図１は、実施例１の気中放電加工装置の概略図
を示す。
を示す。
【図２】図２は、実施例２の気中放電加工装置を示す。
【図３】図３は、ピエゾアクチエータの動作を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１…放電ユニット ２…ユニットホルダー ３…ピエゾアクチエータ ４…電極回転装置 ５…工作物 ６…放電ユーティティ ７…ピエゾアクチエータ電極回転モータ ８…スピンドル ９…気中放電加工装置 １０…ピエゾ素子 １１…ピエゾケース １２…皿バネ １３…伝達軸 １４…アシストガス供給口 １５…インペラ １６…回転ケース １７…電極ホルダー １８…電極 １９…給電子 ２１…サーボドライバー ２２…サーボ制御装置 ２３…放電電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簗瀬 直樹 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 猪俣 純朋 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 後藤 政久 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3C016 FA31 3C059 AA01 AB07 CH01
Claims (7)
- 【請求項１】 放電ユニットと放電ユーティリティとを
含んでなる気中放電加工装置であって、 前記放電ユニットが、種々の工作機械の主軸に装着可能
なスピンドルを備えるユニットホルダーと、前記ユニッ
トホルダーに固定支持され且つピエゾケース内にピエゾ
素子と皿バネと伝達軸とを有するピエゾアクチエータ
と、前記ピエゾアクチエータ内の皿バネと伝達軸とで往
復運動可能に軸承され且つ側部にアシストガス供給口と
給電子とを備える電極回転装置と、前記電極回転装置に
回転可能に保持され且つ放電側とは反対側の電極端部に
インペラを有する電極を保持する電極ホルダーとを備
え、且つ前記放電ユーティリティが、伸縮させるため前
記ピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ前記電極と工作
物との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制御装
置と、前記電極に放電電圧を供給する放電電源とを備え
る、ことを特徴とする気中放電加工装置。 - 【請求項２】 放電ユニットと放電ユーティリティとを
含んでなる気中放電加工装置であって、 前記放電ユニットが、種々の工作機械の主軸に装着可能
なスピンドルを備えるユニットホルダーと、前記ユニッ
トホルダーに固定支持され且つピエゾケース内にピエゾ
素子と皿バネと伝達軸とを有するピエゾアクチエータ
と、前記ユニットホルダーと前記ピエゾアクチエータの
間に前記ピエゾアクチエータと前記電極とを回転させる
ピエゾアクチエータ電極回転モータと、前記ピエゾアク
チエータが皿バネと伝達軸とで往復運動可能に軸承され
て且つ側部にアシストガス供給口と給電子とを備える電
極ホルダーと、前記電極ホルダー内に保持された電極と
を備え、且つ前記放電ユーティリティが、伸縮させるた
め前記ピエゾ素子に印加電圧を印加して且つ前記電極と
工作物との短絡を制御するサーボドライバーとサーボ制
御装置と、前記電極に放電電圧を供給する放電電源とを
備える、ことを特徴とする気中放電加工装置。 - 【請求項３】 種々の前記工作機械の一つがマシニング
センタであり、 前記ユニットホルダーのスピンドルがマシニングセンタ
の主軸に着脱可能に装着でき、且つ前記マシニングセン
タに取り付けられている工作物を気中放電加工する、こ
とを特徴とする請求項１または２記載の気中放電加工装
置。 - 【請求項４】 装着される前記マシニングセンタの主軸
の回転及び送りにより前記電極の回転及び送りを行なう
ことを特徴とする請求項３記載の気中放電加工装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の気中放電加工装置を使用
した気中放電加工方法であって、 ピエゾ素子に印加される印加電圧の強さに依存する前記
ピエゾ素子の伸縮によって、電極と工作物との短絡を制
御し、 アシストガス供給口からのアシストガス流を電極の端部
に装着されたインペラに作用させることによって、前記
電極を回転させ、且つ放電電源から放電電圧を、給電子
を介して前記電極に供給して工作物を放電加工する、こ
とを特徴とする気中放電加工方法。 - 【請求項６】 請求項２記載の気中放電加工装置を使用
した気中放電加工方法であって、 ピエゾアクチエータ電極回転モータによって、ピエゾア
クチエータと電極とを回転させ、 ピエゾ素子に印加される印加電圧の強さに依存する前記
ピエゾ素子の伸縮によって、電極と工作物との短絡を回
避し、 アシストガス供給口からのアシストガス流が電極穴を経
由して前記電極の放電側端部に放出され、且つ放電電源
からの放電電圧を、給電子を介して前記電極に供給して
工作物を放電加工する、ことを特徴とする気中放電加工
装置。 - 【請求項７】 前記電極の放電電圧を検知し、平均放電
電圧が設定短絡電圧以下に達したとき、サーボ制御装置
及びサーボドライバーを介して前記ピエゾアクチエータ
を作動させ、前記電極と前記工作物との短絡を制御す
る、ことを特徴とする請求項５または６記載の気中放電
加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072729A JP4433630B2 (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 気中放電加工装置及び加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001072729A JP4433630B2 (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 気中放電加工装置及び加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002273625A true JP2002273625A (ja) | 2002-09-25 |
| JP4433630B2 JP4433630B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=18930271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001072729A Expired - Fee Related JP4433630B2 (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 気中放電加工装置及び加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4433630B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7737381B2 (en) * | 2002-12-30 | 2010-06-15 | Industrial Technology Research Institute | Electric discharge apparatus for controlling the length of a carbon nanotube |
| US8629368B2 (en) * | 2006-01-30 | 2014-01-14 | Dm3D Technology, Llc | High-speed, ultra precision manufacturing station that combines direct metal deposition and EDM |
| CN108907769A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-30 | 北京动力机械研究所 | 一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法 |
-
2001
- 2001-03-14 JP JP2001072729A patent/JP4433630B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7737381B2 (en) * | 2002-12-30 | 2010-06-15 | Industrial Technology Research Institute | Electric discharge apparatus for controlling the length of a carbon nanotube |
| US8629368B2 (en) * | 2006-01-30 | 2014-01-14 | Dm3D Technology, Llc | High-speed, ultra precision manufacturing station that combines direct metal deposition and EDM |
| CN108907769A (zh) * | 2018-06-30 | 2018-11-30 | 北京动力机械研究所 | 一种叶轮类零件快速换装及换装误差调整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4433630B2 (ja) | 2010-03-17 |
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