JP2003094250A - 放電加工装置 - Google Patents
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Abstract
よる軸変位の補正を効果的に行うことができ、加工精度
を向上することができる放電加工装置を得る。 【解決手段】 温度制御装置7のパワーON/OFF信
号を信号受信部12により受信し、信号受信部12の受
信信号のON/OFFに応じて、補正量演算部13が補
正量を演算し、この補正量をアンプ出力指令部14に送
り、アンプ出力指令部14が補正量分の軸送り動作指令
を駆動手段15に送るように構成された制御手段11を
備えた。加工液の温度変化により生じる機械本体の熱変
位の補正を、特別な装置を必要とせずに容易に、かつ、
効果的に行うことができ、加工精度を向上することがで
きる。
Description
と被加工物とを相対移動させながら、前記電極と前記被
加工物との極間に加工電力を供給して、放電エネルギに
より前記被加工物の加工を行う放電加工装置の改良に関
するものである。
工液中において電極により被加工物を加工する際、周囲
温度の変化及び放電加工装置本体の加工中における温度
上昇等により加工液の温度変化が生じ、この結果、電極
と被加工物との相対位置が変化し加工精度が低下する。
したがって、前記加工液の温度を所定の基準温度(目標
温度)に近づけるように、パワーON/OFF制御を行
う温度制御装置が一般的に用いられている。
度制御装置は、目標温度よりも加工液の温度が上昇した
時にパワーをONとして送風を行い加工液の温度を低下
させ、目標温度よりも加工液の温度が低下した時にパワ
ーをOFFとして送風を停止させて加工液の温度を上昇
させるように制御されるため、加工液の温度は目標温度
付近を上下しながら変動することになる。したがって、
温度制御装置の能力が低ければ低いほど、加工液の温度
変化により放電加工装置の機械本体の熱変位が生じ、加
工精度が低下するという問題点があった。また、温度制
御装置の能力を上げた場合においても加工液の温度変化
は生じるため、機械本体の熱変位が生じると共にコスト
が増大するという問題点があった。
増大に伴い、前記のような加工液の温度変化に起因する
加工精度低下を抑制する必要がある。
ためになされたものであり、加工液の温度変化による機
械本体の熱変位による軸変位の補正を効果的に行うこと
ができ、加工精度を向上することができる放電加工装置
を得ることを目的とする。
装置は、加工槽内の加工液の温度をパワーON/OFF
により制御する温度制御装置を備え、前記加工液中で電
極と被加工物とを駆動手段により相対移動させながら、
前記電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給し
て、放電エネルギにより前記被加工物の加工を行う放電
加工装置において、前記温度制御装置のパワーON/O
FFに伴う前記加工液の温度変化により生じる機械本体
の熱変位を打ち消す方向に前記駆動手段を動作させる制
御手段を備えたものである。
工槽内の加工液の温度をパワーON/OFFにより制御
する温度制御装置を備え、前記加工液中で電極と被加工
物とを駆動手段により相対移動させながら、前記電極と
前記被加工物との極間に加工電力を供給して、放電エネ
ルギにより前記被加工物の加工を行う放電加工装置にお
いて、前記温度制御装置のパワーON/OFF信号に対
応して、機械本体の熱変位を打ち消す方向の補正量を演
算し、この補正量分の軸送り動作指令を前記駆動手段に
送る制御手段を備えたものである。
置として形彫放電加工装置を例にとり、図面を参照して
説明する。図1は、形彫放電加工装置の構成例を示す説
明図であり、図において、1はベッド、2はラム、3は
ヘッド、3aはヘッドベース、4は定盤、5は加工槽、
6は加工液タンク、7は温度制御装置、8は加工用電
源、9は自動工具交換装置、10はキャビン、11は制
御手段である。
ム2、ヘッド3及びヘッドベース3aの主要構造物で構
成されており、キャビン10に覆われた構造となってい
る。ベッド1上面の図示しないガイドにより、ラム2は
Y軸方向に位置決め可能に配設され、ラム2の図示しな
いガイドにより、ヘッドベース3aがX軸方向に位置決
め可能に配設され、ヘッドベース3aの図示しないガイ
ドにより、ヘッド3がZ軸方向に位置決め可能に配設さ
れている。
付けられ、加工槽5中の定盤4には図示しない被加工物
が載置され、固定される。加工槽5には加工液タンク6
に貯められた図示しない加工液が図示しないポンプによ
り供給される。前記加工液は、加工槽5と加工液タンク
6を循環している。前記加工液の温度は、加工中の発熱
による変動を抑制するために、温度制御装置7によるパ
ワーON/OFF制御により、目標温度に近づけるよう
に制御される。
しないリニアモータ等の駆動手段によって行われる。機
械本体に隣接した制御手段11からの指令により各軸の
位置決め制御が行われ、ヘッド3に取り付けられた電極
と定盤4上に固定された被加工物との相対位置決めが行
われる。
り前記駆動手段の位置決め制御を行いながら、加工槽5
内の加工液中において、前記電極と前記被加工物との極
間に電源8から電流パルスエネルギを供給し、前記加工
液を介して前記極間に放電を発生させることにより行わ
れる。
加工装置における加工液の温度変化に基づく軸変位補正
制御を示すブロック線図であり、図において、7はパワ
ーON/OFF動作により加工液の温度制御を行う温度
制御装置、11は制御手段、12は信号受信部、13は
補正量演算部、14はアンプ出力指令部、15はリニア
モータ等の駆動手段である。制御手段11は、前記のよ
うに電極と被加工物との相対位置決め制御及び電源8の
制御等も行うが、図2には加工液の温度変化に基づく軸
変位の補正制御を行う部分のみを示している。
は、制御手段11内の信号受信部12に送られる。信号
受信部12の受信信号のON/OFFに応じて、補正量
演算部13が補正量を演算し、この補正量がアンプ出力
指令部14に送られ、アンプ出力指令部14は補正量分
の軸送りするように駆動手段15に指令を行う。
度制御装置7のパワーON/OFF動作に伴う軸変位の
測定結果を示したものであり、図において、(a)は温
度制御装置7のパワーON/OFF信号、(b)は加工
液の温度、(c)はZ軸の軸変位を表わしている。Z軸
の軸変位は、棒の先端に球の付いた基準ピンを電極側と
定盤中央に対向するように取り付け、両先端を一定時間
毎に接触させて相対位置を測定している。図3より、温
度制御装置7のパワーON/OFF信号の変化に対応し
て加工液の温度が変化し、この加工液の温度変化に対応
してZ軸の軸変位が生じることがわかる。また、加工液
の温度波形(b)及びZ軸の軸変位波形(c)は、略同
様の傾向であることがわかる。
加工装置における加工液の温度変化に基づく軸変位補正
制御の動作例を示すタイミングチャートであり、図2の
制御手段11中の補正量演算部13による補正量の演算
動作を示している。図4において、t1及びt2は待ち
時間、t3及びt4は補正継続時間、k1は補正量上昇
時の補正量の傾き、k2は補正量減少時の補正量の傾き
である。また、Pは最大補正量であり、補正がかかり過
ぎないように制限をかける場合等に適宜設定する。
液の温度変化による軸変位(例えば図3の(c)のZ軸
の軸変位)を補正するように、前記軸変位と逆方向に与
える。例えば以下の(1)〜(3)のように補正量を設
定する。 (1)温度制御装置7の信号がOFFからONに変化し
た場合 温度制御装置7の信号がOFFからONに切り替わって
から補正継続時間t3が経過するまでは信号変化直前の
補正をかけ続ける。補正継続時間t3経過後からさらに
待ち時間t1経過後に補正をかけはじめ、その補正量は
傾きk1で増加させる。補正量が最大補正量Pに到達し
た場合は最大補正量Pを維持する。 (2)温度制御装置7の信号がONからOFFに変化し
た場合 温度制御装置7の信号がONからOFFに切り替わって
から補正継続時間t4が経過するまでは信号変化直前の
補正をかけ続ける。補正継続時間t4経過後からさらに
待ち時間t2経過後に傾きk2で補正量を減少させる。
補正量が0に到達した場合は0を維持する。 (3)補正のタイミングに狂いが生じた場合 温度制御装置7の信号がOFFからONに変化後、補正
継続時間t3中に温度制御装置7の信号がONからOF
Fに変化した場合は、そこから補正継続時間t4に入り
傾きk1で補正量を増加させる(図4の(a)の参
照)。このような補正継続時間中に温度制御装置7の信
号変化がある場合と同様に、補正継続時間t3経過後の
待ち時間t1中に温度制御装置7の信号が変化した場合
も、この信号変化後の補正継続時間t4において傾きk
1で補正量を増加させる(図4の(a)の参照)。
は、t1及びt2開始時の値を継続する。補正継続時間
t3は、t3開始時の補正量の傾き(k2)を継続し、
補正量が0になれば0を継続する。また、t3開始時に
補正量が0である場合は0を継続する。補正継続時間t
4は、t4開始時の補正量の傾き(k1)を継続し、補
正量が最大補正量PになればPを継続する。また、t4
開始時に補正量が最大補正量Pである場合はPを継続す
る。
に対応して生じ、この加工液の温度変化は温度制御装置
7のパワーON/OFF信号に対応する。したがって、
軸変位は温度制御装置7のパワーON/OFF信号に対
応して生じる。実験により、温度制御装置7のパワーO
N/OFF信号のタイミングと軸変位を測定し、この軸
変位を直線の連続と近似して、図2の制御手段11の補
正量演算部13の補正量の演算に用いるパラメータであ
る、図4の待ち時間t1及びt2、補正継続時間t3及
びt4、補正量の傾きk1及びk2を決定することがで
きる。
加工装置の軸変位の測定結果の一例を示す図であり、曲
線bは加工液の温度、曲線cはこの発明に係る補正を行
わない場合のZ軸の軸変位、曲線dは補正量、曲線eは
この発明に係る補正を行った場合のZ軸の軸変位であ
る。
c)に対して、補正量(曲線d)は逆方向に略同様の波
形となっている。したがって、この発明に係る補正を行
った場合のZ軸の軸変位(曲線e)は、補正を行わない
場合のZ軸の軸変位(曲線c)に比べ、大幅に低減され
ている。
は、温度制御装置7のパワーON/OFF信号に対応し
て、機械本体の熱変位を打ち消す方向の補正量を演算
し、この補正量分の軸送り動作指令を駆動手段15に送
る制御手段11を備えたものであり、加工液の温度変化
により生じる機械本体の熱変位の補正を、特別な装置を
必要とせずに容易に、かつ、効果的に行うことができ
る。
明したように構成されているので、加工液の温度変化に
よる機械本体の熱変位による軸変位の補正を効果的に行
うことができ、加工精度を向上することができるという
効果を奏する。
置の構成例を示す説明図である。
おける加工液の温度変化に基づく軸変位補正制御を示す
ブロック線図である。
7のパワーON/OFF動作に伴う軸変位測定結果結果
を示す図である。
おける加工液の温度変化に基づく軸変位補正制御の動作
例を示すタイミングチャートである。
軸変位の測定結果の一例を示す図である。
ス、4 定盤、5 加工槽、6 加工液タンク、7 温
度制御装置、8 加工用電源、9 自動工具交換装置、
10 キャビン、11 制御手段、12 信号受信部、
13 補正量演算部、14 アンプ出力指令部、15
駆動手段。
Claims (2)
- 【請求項1】 加工槽内の加工液の温度をパワーON/
OFFにより制御する温度制御装置を備え、前記加工液
中で電極と被加工物とを駆動手段により相対移動させな
がら、前記電極と前記被加工物との極間に加工電力を供
給して、放電エネルギにより前記被加工物の加工を行う
放電加工装置において、 前記温度制御装置のパワーON/OFFに伴う前記加工
液の温度変化により生じる機械本体の熱変位を打ち消す
方向に前記駆動手段を動作させる制御手段を備えたこと
を特徴とする放電加工装置。 - 【請求項2】 加工槽内の加工液の温度をパワーON/
OFFにより制御する温度制御装置を備え、前記加工液
中で電極と被加工物とを駆動手段により相対移動させな
がら、前記電極と前記被加工物との極間に加工電力を供
給して、放電エネルギにより前記被加工物の加工を行う
放電加工装置において、 前記温度制御装置のパワーON/OFF信号に対応し
て、機械本体の熱変位を打ち消す方向の補正量を演算
し、この補正量分の軸送り動作指令を前記駆動手段に送
る制御手段を備えたことを特徴とする放電加工装置。
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