JP2007021602A - Profiling electrical discharge machining apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置に関する。特に、同期して移動し得る同型のリニアモータ駆動方式の2基の加工ヘッドを有する形彫放電加工装置に関する。 The present invention relates to a die-sinking electric discharge machining apparatus including a plurality of machining heads. In particular, the present invention relates to a die-sinking electric discharge machining apparatus having two machining heads of the same type of linear motor drive system that can move synchronously.
形彫放電加工において、特許文献1に開示されているように、回転型サーボモータとボールねじとナットの組合せによる駆動方式(以下、回転型サーボモータ駆動方式)の加工ヘッドに比べてリニアモータによる駆動方式(以下、リニアモータ駆動方式)の加工ヘッドが有利であることが知られている。しかしながら、現実的にリニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置を実現するためには、総型の工具電極を懸架して高速・高加速度で往復移動させても耐え得る構造が必要である。実際、特許文献2に開示されるようなリニアモータ駆動方式の加工ヘッドを設けた形彫放電加工装置が発明されたが、リブ溝のような小さい工具電極を使用する加工に限られ、総型の工具電極を使用する加工を実施することは困難であった。そこで、特許文献3等に開示される構造のリニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置が考え出され、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドで標準的な大きさの総型の工具電極を使用する加工が実施できるようになった。
In the sculpture electric discharge machining, as disclosed in
しかしながら、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドでは、工具電極の質量が大きいとその工具電極に見合う推力を得るために可動子が大きくなって移動部位全体の重量が重くなり、特に、移動体を鉛直方向に移動させる場合は下向きに滑り落ちるように重力が作用しているので、リニアモータの推力をより大きくする必要がある。そして、リニアモータの推力を大きくしようとすればするほど可動子が大型化して移動部位全体をさらに重くするという問題がある。そこで、特許文献4に開示される形彫放電加工装置のように、可能な限りリニアモータ駆動方式の加工ヘッドで加工を行ない、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドでは困難な大きさの工具電極を使用する加工では、回転型サーボモータ駆動方式に切り換えて往復移動制御する構成の形彫放電加工装置が考えられている。 However, in a machining head of a linear motor drive system, if the mass of the tool electrode is large, the mover becomes large in order to obtain a thrust commensurate with the tool electrode, and the weight of the entire moving part becomes heavy. Since the gravity acts so as to slide down when moving to, it is necessary to increase the thrust of the linear motor. And there is a problem that the larger the thrust of the linear motor is, the larger the mover becomes and the heavier the moving part becomes. Therefore, like the sculpture electric discharge machine disclosed in Patent Document 4, the machining is performed with a linear motor drive type machining head as much as possible, and a tool electrode having a size that is difficult with the linear motor drive type machining head is used. In the machining to be performed, there is considered a sculpting electric discharge machining apparatus configured to control reciprocation by switching to a rotary servo motor drive system.
ところで、回転型サーボモータ駆動方式かリニアモータ駆動方式かに関わらず、上記特許文献2や特許文献4に開示されるような複数の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置は、従前からよく知られている。例えば、特許文献2のように異なる大きさの加工ヘッドを複数設けた形彫放電加工装置として、特許文献5等が知られている。また、例えば、同型の加工ヘッドを複数設けた形彫放電加工装置として、特許文献6、特許文献7、特許文献8等に開示される形彫放電加工装置が挙げられる。
By the way, regardless of the rotary servo motor drive system or the linear motor drive system, the sculpting electric discharge machining apparatus having a plurality of machining heads as disclosed in
このように、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドは、重力の影響を直接受けるので工具電極の質量に見合う推力が要求される。また、放電加工液による正圧や負圧の影響をリニアモータの推力だけで対抗しなければならないので、その圧力に対抗し得る推力、言い換えれば、工具電極の面積に見合う推力が要求される。そして、もともと、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置の利点の1つとして、工具電極をより高加速度で移動させ高速反転させてジャンプさせることができるところにあるから、リニアモータ駆動方式の形彫放電加工装置では、移動部位全体を高加速度で移動させたり、移動方向を高速に反転させたりできる構造を有することは、必須の条件である。 In this way, the linear motor drive type machining head is directly affected by gravity and therefore requires a thrust that matches the mass of the tool electrode. Further, since the influence of positive pressure and negative pressure due to the electric discharge machining liquid must be countered only by the thrust of the linear motor, a thrust that can counter the pressure, in other words, a thrust corresponding to the area of the tool electrode is required. Originally, one of the advantages of the EDM machine equipped with a linear motor drive type machining head is that the tool electrode can be moved at a higher acceleration speed, reversed at high speed, and jumped. It is an indispensable condition for a motor-driven type sculpting electric discharge machining apparatus to have a structure capable of moving the entire moving part with high acceleration and reversing the moving direction at high speed.
しかしながら、大型の総型の工具電極(質量や面積)に見合う大出力のリニアモータを設けることは、工具電極の大きさに対して可動子があまりにも大きくなりすぎるおそれがある。また、大出力のリニアモータによって工具電極に対して大きくなりすぎた移動部位全体を高速・高加速度で鉛直方向に往復移動させると、機械全体が必要な剛性を得ることができずに要求される機械精度を得ることができなかったり、大きな振動を発生させるなどして、実際に加工することが困難になるおそれがある。端的に言えば、回転型サーボモータ駆動方式の加工ヘッドに代えてリニアモータ駆動方式の加工ヘッドを採用するメリットがないことになる。このようなことから、リニアモータ駆動方式で使用できる工具電極の大きさには限界があり、大型の総型の工具電極を使用する加工では、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを採用することは困難であった。 However, providing a large output linear motor suitable for a large general tool electrode (mass and area) may cause the mover to be too large relative to the size of the tool electrode. In addition, if the entire moving part that is too large for the tool electrode is reciprocated in the vertical direction at high speed and high acceleration by the high-power linear motor, the entire machine is required without obtaining the required rigidity. There is a risk that it may be difficult to perform actual processing because the machine accuracy cannot be obtained or a large vibration is generated. In short, there is no merit of adopting a linear motor drive type machining head instead of a rotary servo motor drive type machining head. For this reason, there is a limit to the size of the tool electrode that can be used in the linear motor drive system, and it is difficult to adopt a linear motor drive system machining head in machining that uses a large overall tool electrode. Met.
本発明は、上記課題に鑑みて、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置で限界とされてきた大型の総型の工具電極を使用する放電加工を可能にする形彫放電加工装置を提供することを目的とする。本発明の具体的な構成における利点は、実施の形態の説明において詳細に記述される。 In view of the above-described problems, the present invention provides a sculpture discharge that enables electric discharge machining using a large-sized general-purpose tool electrode that has been limited by a sculpture electric discharge machining apparatus including a machining head of a linear motor drive system. An object is to provide a processing apparatus. Advantages in the specific configuration of the present invention will be described in detail in the description of the embodiments.
本発明の形彫放電加工装置は、上記課題を解決するために、複数の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置において、同型のリニアモータ駆動方式の2基の加工ヘッド(1)および(2)と、各加工ヘッド(1)と(2)に設けられ各加工ヘッド(1)と(2)に共通に1つの工具電極を取り付ける取付部材(10)と(20)、または取付部材(30)と、各加工ヘッド(1)と(2)を同期して移動させ取付部材(10)と(20)、または取付部材(30)に取り付けられた工具電極を被加工物に対して相対移動させる制御装置(4)と、を有するものとする。 In order to solve the above-described problem, an electric discharge machining apparatus according to the present invention is an electric discharge machining apparatus including a plurality of machining heads. In the electric discharge machining apparatus having the same type, two machining heads (1) and (2 , And mounting members (10) and (20), or mounting members (30), which are provided in the processing heads (1) and (2) and attach one tool electrode in common to the processing heads (1) and (2). ) And the machining heads (1) and (2) are moved synchronously, and the tool electrodes attached to the attachment members (10) and (20) or the attachment member (30) are moved relative to the workpiece. And a control device (4).
また、本発明の形彫放電加工装置は、複数の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置において、水平1軸方向(Y軸方向)に往復移動するガントリ(7)と、ガントリ(7)のトップビーム(73)に設けられ上記水平1軸方向(Y軸方向)に直交する水平1軸方向(X軸方向)に互いに平行に往復移動する同型の2基の加工ヘッド(1)と(2)と、各加工ヘッド(1)と(2)に設けられた各移動体を鉛直方向(Z軸方向)に往復移動させるリニアモータ(11)と(12)と、各リニアモータ(11)と(12)を制御して各移動体を同期して移動させ各移動体に共通に取り付けられた1つの工具電極(3)を被加工物に対して相対移動させる制御装置(4)と、を備える。 Further, the electric discharge machining apparatus of the present invention is an electric discharge machining apparatus having a plurality of machining heads, and includes a gantry (7) that reciprocates in a horizontal one axis direction (Y-axis direction), and a gantry (7). Two machining heads (1) and (2) of the same type provided on the top beam (73) and reciprocally moving parallel to each other in the horizontal one-axis direction (X-axis direction) orthogonal to the horizontal one-axis direction (Y-axis direction). ), Linear motors (11) and (12) that reciprocate the moving bodies provided in the machining heads (1) and (2) in the vertical direction (Z-axis direction), and each linear motor (11) A control device (4) for controlling (12) to move each movable body in synchronization and to move one tool electrode (3) commonly attached to each movable body relative to the workpiece; Prepare.
また、制御装置(4)は、選択的に加工ヘッド(1)と(2)の各移動体を独立させて移動させる。2基の加工ヘッド(1)と(2)は、1基のガントリ(7)のトップビーム(73)の両側面に対称に配置される。また、加工ヘッド(1)は、移動体であるクイル(12)をリニアモータ(11)の2次側可動子(111)とし、2次側可動子(111)に所定の間隔をもって対向する位置にリニアモータ(11)の1次側固定子(112)を備え、クイル(12)の中心軸と同軸上にカウンタバランスウェイトが作用するようにエアシリンダ(14)を設ける。また、ガントリ7を水平1軸方向(Y軸方向)に往復移動させるリニアモータ(61)および(62)と、加工ヘッド(1)と(2)とをそれぞれ上記水平1軸方向(Y軸方向)に直交する水平1軸方向(X軸方向)に往復移動させるリニアモータ(74)および(75)とを備え、各リニアモータが制御装置(4)によって制御される。
Further, the control device (4) selectively moves the movable bodies of the machining heads (1) and (2) independently. The two machining heads (1) and (2) are arranged symmetrically on both side surfaces of the top beam (73) of one gantry (7). Further, the machining head (1) has a quill (12), which is a moving body, as a secondary side movable element (111) of the linear motor (11) and faces the secondary side movable element (111) with a predetermined interval. Are provided with a primary stator (112) of the linear motor (11), and an air cylinder (14) is provided so that a counterbalance weight acts coaxially with the central axis of the quill (12). Further, linear motors (61) and (62) for reciprocating the
本発明の形彫放電加工装置は、同期して移動する同型のリニアモータ駆動方式の2基の加工ヘッドに共通に1つの工具電極を取り付ける取付部材を備えた構成であるから、計算上、1基の加工ヘッドで懸架できる最大質量の2倍の質量の工具電極を使用して放電加工することができる。その結果、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置ではこれまで不可能であった、例えば、大型液晶ディスプレイの成形金型や自動車のダッシュボードの成形金型の加工のような大型の総型の工具電極による放電加工が可能になり、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備えた形彫放電加工装置の利点が十分に生かされた放電加工が可能になる。 Since the EDM apparatus according to the present invention is provided with an attachment member that attaches one tool electrode in common to two machining heads of the same type of linear motor drive system that move synchronously. Electrical discharge machining can be performed using a tool electrode having a mass twice the maximum mass that can be suspended by the base machining head. As a result, for example, machining of large liquid crystal display molds and automobile dashboard molds has been impossible with a sculpting electric discharge machine equipped with a linear motor drive type machining head. Electric discharge machining using a large-sized tool electrode can be performed, and electric discharge machining that fully utilizes the advantages of the EDM apparatus equipped with a linear motor drive type machining head is possible.
また、工具電極の大きさに対してリニアモータの可動子が大きくなり過ぎない。したがって、特に本機全体における高さが高くならず、また、加工ヘッドを支持する構造体の歪みや振動がより発生しにくくなり、構造体が極端に大きくならない。そのため、より小さなスペースで必要な剛性を確保して機械精度を維持し、大きな被加工物を加工することができる。 Further, the mover of the linear motor does not become too large with respect to the size of the tool electrode. Accordingly, the height of the entire machine is not particularly high, and the structure supporting the machining head is less likely to be distorted or vibrated, so that the structure does not become extremely large. Therefore, the required rigidity can be ensured in a smaller space, machine accuracy can be maintained, and a large workpiece can be processed.
また、本発明の形彫放電加工装置は、同型の2基の加工ヘッドと、加工ヘッドの移動体を鉛直方向に往復移動させるリニアモータと、リニアモータを制御して各移動体を同期して移動させ共通に取り付けられる1つの工具電極を相対移動させる制御装置と、を備えるものであるから、工具電極の大きさに対して加工ヘッドが大きくなり過ぎないので、トップビームを移動させるガントリ型の構造を採用しやすい。そして、ガントリ型の構造にすることによって、いわゆるC形フレーム型の構造を有する形彫放電加工装置に比べて大型の総型の工具電極を懸架しても複雑な変位が少なく必要な機械精度が得られる。その結果、大型の工具電極を使用する加工であっても優れた加工精度を得ることができる。 The EDM apparatus according to the present invention includes two machining heads of the same type, a linear motor that reciprocates a moving body of the machining head in the vertical direction, and controls the linear motor to synchronize the moving bodies. Since the machining head does not become too large with respect to the size of the tool electrode, the gantry type for moving the top beam is provided. Easy to adopt structure. In addition, the gantry-type structure reduces the amount of complex displacement even if a large-sized tool electrode is suspended, compared to a so-called C-frame type EDM, so that the required mechanical accuracy is reduced. can get. As a result, excellent machining accuracy can be obtained even in machining using a large tool electrode.
そして、本発明の形彫放電加工装置は、同型のリニアモータ駆動方式の2基の加工ヘッドを同期して移動制御し1つの工具電極を相対移動させる構成であるから、軸送り装置の伝達機構が損傷するなどの障害が発生せず、避けがたい2基の加工ヘッドの同期ずれにともなう時間的に生じる僅かな位置の誤差の影響を最小限にすることができる。したがって、実用上問題なく2基の加工ヘッドで1つの工具電極を移動させることができる。さらに、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドであるから、2つの加工ヘッドの移動体の静止位置が多少ずれていても軸送り機構に障害が発生せず、制御装置によって選択的に加工ヘッドの移動体を独立させて移動させることができる。したがって、特別の手段を設けることなく倒れ修正のような工具電極のアライメントを行なうことができる。その結果、大型の工具電極を取り付けることがより容易になり、作業性が向上する。 Since the EDM apparatus according to the present invention has a configuration in which two machining heads of the same type of linear motor drive system are synchronously controlled to relatively move one tool electrode, the transmission mechanism of the shaft feeder Therefore, the influence of a slight positional error that occurs with time due to the synchronization deviation of the two machining heads, which cannot be avoided, can be minimized. Therefore, one tool electrode can be moved by two machining heads without any practical problem. Further, since the machining head is driven by a linear motor, even if the stationary positions of the moving bodies of the two machining heads are slightly deviated from each other, the shaft feed mechanism does not fail, and the moving body of the machining head is selectively selected by the control device. Can be moved independently. Therefore, tool electrode alignment such as tilt correction can be performed without providing any special means. As a result, it becomes easier to attach a large tool electrode, and workability is improved.
また、同型の2基の加工ヘッドが1基のガントリのトップビームの両側面に対称に配置される構成にすることで、1つの工具電極を2基の加工ヘッドで支持するときにバランスが取りやすく、曲げ、歪み、振動がより生じにくくなる。その結果、より安定した機械精度を得ることができ、優れた加工精度を得ることができる。 In addition, a configuration in which two machining heads of the same type are arranged symmetrically on both side surfaces of the top beam of one gantry balances when one tool electrode is supported by two machining heads. It is easy to bend, distort, and vibrate more easily. As a result, more stable machine accuracy can be obtained and excellent machining accuracy can be obtained.
また、加工ヘッドを水平1軸方向に移動できるように構成し、ガントリと加工ヘッドを制御装置で移動制御する構成としたときは、テーブルが固定され被加工物が移動しない構成にできるので、機械精度に被加工物や放電加工液の量が影響せず、優れた加工精度を得ることができる。また、加工槽が移動しない構成であるので、被加工物の大きさに比べてスペースを相対的に小さくすることができる。そして、加工ヘッドをリニアモータで水平1軸方向に移動させることで、全体的に避けがたい同期ずれにともなう時間的に生じる僅かな位置の誤差の影響を最小限にすることができる。したがって、実用上問題なく2基の加工ヘッドを同期して1つの工具電極を移動させることができる。 In addition, when the machining head is configured to be movable in one horizontal axis and the gantry and machining head are moved and controlled by the control device, the table is fixed and the workpiece cannot be moved. The amount of work piece and electric discharge machining fluid does not affect the accuracy, and excellent machining accuracy can be obtained. Further, since the processing tank does not move, the space can be made relatively smaller than the size of the workpiece. Then, by moving the machining head in the horizontal one-axis direction with a linear motor, it is possible to minimize the influence of a slight positional error that occurs with time due to a synchronization shift that cannot be avoided as a whole. Therefore, one tool electrode can be moved in synchronism with two machining heads without any practical problem.
さらに、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドをリニアモータ駆動方式で水平1軸方向(X軸)に移動する構成にすることによって、2つの加工ヘッドの静止位置が多少ずれていても軸送り機構の伝達機構が損傷するなどの障害がなく、制御装置によって選択的に加工ヘッドを独立させて移動させることができる。したがって、特別の手段を設けることなく水平出しや倒れ修正のような工具電極のアライメントを行なうことができる。その結果、大型の工具電極を取り付けることがより容易になり、作業性が向上する。 Furthermore, the linear motor drive type machining head is configured to move in the horizontal 1-axis direction (X-axis) by the linear motor drive type, so that the shaft feed mechanism can be transmitted even if the stationary positions of the two machining heads are slightly displaced. There is no obstacle such as damage to the mechanism, and the processing head can be selectively moved independently by the control device. Therefore, tool electrode alignment such as leveling and tilt correction can be performed without providing any special means. As a result, it becomes easier to attach a large tool electrode, and workability is improved.
図1ないし図3に、本発明の形彫放電加工装置の好ましい実施の形態の本機の構成が示される。放電加工液を貯留する貯留槽を含む加工液供給装置は、図示省略される。また、図2に示される2基の加工ヘッドのうち、図面右側の加工ヘッドは、上部側面のカバーを外した状態で示される。図4は、好ましい制御装置のブロック構成が示される。以下、図1ないし図4を用いて本発明の形彫放電加工装置を具体的に説明する。 FIG. 1 to FIG. 3 show the configuration of the machine of a preferred embodiment of the sculpting electric discharge machine of the present invention. A machining fluid supply device including a storage tank that stores the electrical discharge machining fluid is not shown. Of the two machining heads shown in FIG. 2, the machining head on the right side of the drawing is shown with the upper side cover removed. FIG. 4 shows a block configuration of a preferred control device. Hereinafter, the electric discharge machining apparatus of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
本発明の形彫放電加工装置は、同期して移動する同型のリニアモータ駆動方式の第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2との2基の加工ヘッドを備える。第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2は、移動体の下端に共通に1つの工具電極を取り付ける着脱可能な取付部材10,20を有する。取付部材10と取付部材20は面板であり、2つの面板で1つの大きな工具電極を取付固定することができるとともに、それぞれ別々に工具電極を取り付けることができる。図3に示されるように、取付部材10と取付部材20は、第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2とに橋渡して設けられる1つの大きな取付部材30に工具電極3を取り付ける構成にすることができる。
The sculpture electric discharge machining apparatus of the present invention includes two machining heads, a
第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2は、図4に示されるコンピュータ数値制御装置41とモータ制御装置42を含む制御装置4によって同期して移動制御され、取付部材10,20、または取付部材30に共通に取り付けられた1つの工具電極を被加工物に対して相対移動させる。実施の形態の形彫放電加工装置の主軸(主制御軸)は、鉛直方向であって数値制御上ではZ軸である。第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2の移動体は、リニアモータ11とリニアモータ21によって鉛直方向に往復移動される。リニアモータ11とリニアモータ21は、コンピュータ数値制御装置41の指令信号Zrに基づいて出力される制御電流Zia,Zibによって駆動制御され、第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2との2基の加工ヘッドの移動体をZ軸方向に同期して移動させる。したがって、数値制御プログラムの中では、Z軸方向には、1つの指令値(Zr)がプログラムされる。
The
第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2とに共通に1つの工具電極を取り付けて加工するときは主軸は1つであり、放電加工中は第1の加工ヘッドの移動体であるクイル12と第1の加工ヘッド2の移動体であるクイル22とがばらばらに移動することが許されない。したがって、本発明の形彫放電加工装置で実現される2基の加工ヘッドが“同期”して移動することの意味は、制御装置4の同一の指令信号Zrに基づいて、同一の方向に同一の加速度と速度で同一の距離移動するように制御されることを意味する。このとき、本発明の形彫放電加工装置は、同型の2基の加工ヘッドを有するものであるから、2基の加工ヘッドを同期して移動制御することは比較的容易である。しかしながら、全く同一の部品を使用して同一の工程で厳格に管理されて製造された同型の加工ヘッドであってもそれぞれに個性が生じ、また、同スペックのモータであっても各モータに若干の性能の差が生じる。そのため、同一の指令信号Zrに基づいて2基の加工ヘッドを同期して移動制御するようにしても、僅かではあるが、避け難い同期ずれが生じることがある。
When machining is performed by attaching one tool electrode in common to the
したがって、仮に同期して移動制御される同型の回転型サーボモータ駆動方式の2基の加工ヘッドで1つの工具電極を主軸方向に移動させた場合は、2基の加工ヘッドの同期ずれにともなって発生する時間的な主軸方向の位置の違いが僅かであっても、言い換えれば、移動中のある時点で2つの移動体の速度や加速度に違いが生じると、ボールねじとナットが噛んだり、ねじ部のボールのような部材が異常に摩耗するなどして軸送り装置の伝達機構が損傷して加工することができなくなる。仮に、加工を続けることができても、加工ヘッド全体の歪みが生じるなどして機械精度が保証されず、許容できない加工精度の低下を招く。本発明の形彫放電加工装置は、同型の2基の加工ヘッドをリニアモータ駆動方式としたから、伝達機構が存在せず2基の加工ヘッドの避けがたい同期ずれがあっても吸収できるので、実用上問題なく2基の加工ヘッドを同期して1つの工具電極を移動させることができる。 Therefore, if one tool electrode is moved in the main axis direction with two machining heads of the same type of rotary servo motor driving system that are controlled to move synchronously, the two machining heads will be out of synchronization. Even if there is a slight difference in the position in the main axis direction over time, in other words, if there is a difference in the speed or acceleration of the two moving bodies at a certain point during the movement, the ball screw and nut will bite, A member such as a ball of a part is abnormally worn, and the transmission mechanism of the shaft feeder is damaged and cannot be processed. Even if the processing can be continued, the mechanical accuracy is not guaranteed because the entire processing head is distorted or the like, resulting in an unacceptable decrease in the processing accuracy. Since the EDM apparatus of the present invention uses two machining heads of the same type as a linear motor drive system, since there is no transmission mechanism, even if there is an unavoidable synchronization shift between the two machining heads, it can be absorbed. One tool electrode can be moved in synchronism with two machining heads without any practical problem.
図4で示される制御装置4は、第1の加工ヘッド1の移動体であるクイル12を移動させるリニアモータ11と第2の加工ヘッド2の移動体であるクイル22を移動させるリニアモータ21のそれぞれに制御電流Zia,Zibを出力するモータ制御装置42を有する。したがって、実施の形態の形彫放電加工装置は、同型の2基の加工ヘッドの個性による差を制御によって補正することができるので、同期ずれによって生じる時間的な位置の誤差をより小さくできる。また、制御装置4には、クイル12とクイル22との位置をそれぞれ図示しないリニアスケールで測定して、検出されたそれぞれの位置ZaとZbに誤差があるときは、中間値(Za+Zb)/2から現在位置Zdを出力する位置検出器43が設けられている。したがって、実施の形態の形彫放電加工装置は、同型の2基の加工ヘッドの個性による差をより小さい範囲で速やかに補正することができるので、同期ずれによって生じる時間的な位置の誤差をより小さくする点で有利である。
The control device 4 shown in FIG. 4 includes a
制御装置4の数値制御装置41は、少なくとも同時3軸制御を行なうことができる構成である。数値制御装置41は、水平1軸方向(Y軸方向)とその水平1軸に直交する水平1軸方向(X軸方向)の各移動体を移動させるモータを主軸と同期させて移動できるように、主軸の指令信号Zrに同期させて各軸の指令信号XrとYrを出力する。図4に示される制御装置4は、X軸方向のモータを制御するモータ制御装置44とY軸方向のモータを制御するモータ制御装置45をそれぞれ具備する。
The
以上に説明される実施の形態の形彫放電加工装置は、制御装置4が、選択的に第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2の各移動体を独立させて移動させることができる。したがって、例えば、第2の加工ヘッド2の移動体を停止させた状態で第1の加工ヘッド1の移動体を鉛直方向に移動させることによって工具電極の倒れを修正することができる。また、例えば、第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2の何れか一方に、またはそれぞれ別々に1基の加工ヘッドで懸架することができる比較的小さい大きさの工具電極を取り付けて加工することによって、従来の複数の加工ヘッドを有する形彫放電加工装置の利点を享受することができる。このとき、実施の形態の形彫放電加工装置では、取付部材(面板)10または取付部材20に工具電極を取り付けることができるが、取付部材10(20)を取り外して、内蔵されている取付部材(チャック)13もしくは取付部材23に電極ホルダを介して工具電極を取り付けるようにすることができる。
In the electric discharge machining apparatus according to the embodiment described above, the control device 4 can selectively move the movable bodies of the
第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2の何れか一方を移動制御して1つの加工を実施するときは、主制御軸(主軸)は1つである。したがって、制御装置4を簡単に切り換えて使用することができる。図4に示される制御装置4の構成の場合は、例えば、第1の加工ヘッド1で放電加工をするときは第2の加工ヘッド2のモータ制御装置42に指令信号Zrを出力しないようにする。このとき、位置検出器43からの検出信号は、Za=Zdとする。第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2を独立して同時に移動制御し2つの放電加工を同時に実施するときは、主軸は2つになる。したがって、2基の加工ヘッドを独立して同時に移動制御させることができるようにする場合は、2つの数値制御装置が設けられる。
When one of the
加工用の電源装置5は、図示しない極間線を通して工具電極と被加工物とに給電する。第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2は、それぞれ工具電極に給電可能に構成される。第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2を独立して同時に移動制御し2つの放電加工を同時に実施するときは、2つの電源装置が設けられる。
The
実施の形態の形彫放電加工装置は、図1および図2に示されるように、ベッド6に設けられる水平1軸方向(Y軸方向)に往復移動するガントリ7を備える。本発明でガントリ型とは、テーブルを跨いで設けられる構造体が水平1軸方向に移動し、上記構造体に加工ヘッドが設けられる構造をいう。したがって、構造体が移動しない、いわゆる一般的な門型の構造に対して被加工物を載置したテーブルを上記水平1軸方向に移動させる必要がないので、被加工物の大きさに対する設置面積を比較的小さくすることができる。実施の形態の形彫放電加工装置におけるガントリ7は、移動しないテーブル8と加工槽9を挟んで対向配置される第1の支柱71と第2の支柱72との2つの門形支柱(コラム)と、第1の支柱71と第2の支柱72との間に架設されるトップビーム73とで構成される。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the electric discharge machining apparatus according to the embodiment includes a
加工ヘッドは、それぞれ同型のガントリのトップビームにそのガントリが移動するY軸方向と直交する水平1軸方向(X軸方向)に移動可能に設けられる。したがって、第1の加工ヘッドと第2の加工ヘッドは、トップビーム上をX軸方向に互いに平行に往復移動する。そのため、実施の形態の形彫放電加工装置は、放電加工液で満たされる加工槽と被加工物を載置したテーブルが移動しない構成であるので、より重量が重く大きい被加工物を載置できるとともに被加工物の大きさに対する設置面積をさらに小さくすることができる。 The machining head is provided on the top beam of the same type gantry so as to be movable in one horizontal axis direction (X-axis direction) orthogonal to the Y-axis direction in which the gantry moves. Accordingly, the first machining head and the second machining head reciprocate on the top beam in parallel with each other in the X-axis direction. Therefore, the electric discharge machining apparatus according to the embodiment is configured such that the machining tank filled with the electric discharge machining liquid and the table on which the workpiece is placed do not move, and thus can place a workpiece that is heavier and larger. Moreover, the installation area with respect to the size of the workpiece can be further reduced.
図1および図2に示される形彫放電加工装置は、第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2の同型の2基の加工ヘッドが1基のガントリ7のトップビーム73の両側面に対称に配置されている。そのため、1つの工具電極を2基の加工ヘッドで支持するときにバランスが取りやすく、曲げ、歪み、振動がより生じにくくなる。また、ガントリが1基であるので、ガントリどうしの干渉の問題が起こらず、ガントリの移動領域を大きくすることができる利点がある。また、2基の加工ヘッド1および2を同期させて移動制御するとき、ガントリ7が移動する水平1軸方向(Y軸方向)に対して複数のガントリを同期させて移動制御する必要がなく、制御システムを比較的容易に構成できる。
1 and FIG. 2 shows a sculpture electric discharge machining apparatus in which two machining heads of the same type, that is, a
図2に示されるように、実施の形態の形彫放電加工装置では、同型の2基の加工ヘッド1(2)は、それぞれの移動体であるクイル12(22)をリニアモータ11(21)の2次側可動子111(211)とする。クイル12(22)の両側面には2次側可動子111(211)の磁石板112(212)が配設され、クイル12(22)の磁石板112に所定の間隔をもって対向する位置に各励磁コイルのユニット113(213)が取り付けられるクイルベースであるリニアモータ11(21)の1次側固定子114(214)を備える。また、上記形彫放電加工装置は、クイル12(22)の移動軸と同軸上にカウンタバランスウェイトが作用するようにエアシリンダ14(24)を設けた構成としている。上記加工ヘッドの構成は、すでに説明されている特許文献2等に示される形彫放電加工装置の構成と同じ作用効果を有し、その優位な点は、特許文献2の記載が参照される。
As shown in FIG. 2, in the sculpting electric discharge machining apparatus of the embodiment, two machining heads 1 (2) of the same type have quills 12 (22), which are respective moving bodies, linear motors 11 (21). Secondary side mover 111 (211). Magnet plates 112 (212) of the secondary mover 111 (211) are arranged on both side surfaces of the quill 12 (22), and are arranged at positions facing the
また、実施の形態の形彫放電加工装置は、ガントリ7を水平1軸方向(Y軸方向)に往復移動させる2つのリニアモータ61および62と、第1の加工ヘッド1をY軸方向と直交する水平1軸方向(X軸方向)に往復移動させるリニアモータ74と、第2の加工ヘッド2を加工ヘッド1に対して平行にX軸方向に往復移動させるリニアモータ75とを備える。ガントリ7と加工ヘッド1および加工ヘッド2のそれぞれは、リニアモーションガイドで案内される。
Further, the electric discharge machining apparatus according to the embodiment includes two
図1に示されるように、リニアモータ61の1次側可動子(励磁コイル)161はガントリ7の第1の支柱71の底部位に取り付けられ、2次側固定子(磁石板)612はベッド6に設けられる。同じように、図2に示されるように、リニアモータ62の1次側可動子621はガントリ7の第2の支柱72の底部位に取り付けられ、2次側固定子(図示せず)はベッド6に設けられる。リニアモータ74の1次側可動子(励磁コイル)741は、第1の加工ヘッド1の後背部に設けられるスライダ76に取り付けられ、2次側固定子(磁石板)742は、ガントリ7のトップビーム73の側面に沿って設けられる。リニアモータ75の1次側可動子(励磁コイル)751は、第2の加工ヘッド2の後背部に設けられるスライダ77に取り付けられる。リニアモータ75の2次側固定子(磁石板)752は、ガントリ7のトップビーム73の側面に沿って設けられ、その側面は、リニアモータ74の2次側固定子742が設けられる側面の反対側の面に当たる。
As shown in FIG. 1, the primary side mover (excitation coil) 161 of the
図4に示されるように、各リニアモータ61,62,74,75は、制御装置4によって制御される。図1に示される形彫放電加工装置は、第1の加工ヘッド1と第2の加工ヘッド2が共に水平1軸方向(X軸方向)に移動する構成であるので、主軸(Z軸方向)と同じように、位置検出器46によって図示しないリニアスケールで測定される第1の加工ヘッド1の位置Xaと第2の加工ヘッド2の位置Xbの中間値である現在位置Xdを得て、モータ制御装置44からそれぞれのリニアモータ74,75に制御電流Xia,Xibが出力されるように構成される。
As shown in FIG. 4, each
ガントリ7は1つの移動体が2つのリニアモータで移動される構成である。したがって、ガントリ7を移動させる2つのリニアモータ61とリニアモータ62は、1つのリニアスケールで検出されるガントリ7の現在位置Ydでそれぞれフィードバック制御される。
The
上記実施の形態の形彫放電加工装置の構成は、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変形して応用することが可能である。また、実施の形態の形彫放電加工装置を構成する装置や部材を他の装置や部材と組み合わせたり、同じ機能や性質を有する部材と置き換えることができる。 The configuration of the sculpting electric discharge machining apparatus according to the above-described embodiment can be appropriately modified and applied without departing from the technical idea of the present invention. Moreover, the apparatus and member which comprise the profile electric discharge machining apparatus of embodiment can be combined with another apparatus and member, or can be replaced with the member which has the same function and property.
本発明は、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備える形彫放電加工装置に適用できる。本発明は、リニアモータ駆動方式の加工ヘッドを備える形彫放電加工装置で放電加工することができる工具電極の範囲を広め、形彫放電加工装置の発展に寄与する。 The present invention can be applied to a sculpting electric discharge machining apparatus having a linear motor drive type machining head. The present invention broadens the range of tool electrodes that can be subjected to electric discharge machining by an electric discharge machining apparatus equipped with a linear motor drive type machining head, and contributes to the development of the electric discharge machining apparatus.
1 第1の加工ヘッド
2 第2の加工ヘッド
4 制御装置
5 電源装置
6 ベッド
7 ガントリ
8 テーブル
9 加工槽
10,20 取付部材(面板)
11,21 リニアモータ
61,62 リニアモータ
71 第1の支柱
72 第2の支柱
73 トップビーム
74 リニアモータ
76,77 スライダ
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11, 21
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