JP2008264977A

JP2008264977A - 加工設備

Info

Publication number: JP2008264977A
Application number: JP2007114388A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Awakura; 雄一粟倉
Original assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Current assignee: Makino Milling Machine Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2008-11-06

Abstract

【課題】開口部を介しての熱移動を断つとともに、加工室を含む加工機械を一定温度に保ち、ワークを精度良く加工することができる加工設備を提供する。
【解決手段】加工設備１は、加工室３を有する放電加工機２と、一部に開口部５を有し、放電加工機２の周囲に配置されている保護カバー７と、開口部５にエアカーテンを形成するためにエア１０を吹き出す送風機８と、送風機８により吹き出されるエア１０及び加工室３の温度を調節する空調機９とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工室を有する加工機械と、加工室の周囲に配置されている保護カバーと、保護カバーの一部に形成された開口部にエアカーテンを形成するためにエアを供給する送風機と、を備えている加工設備に関するものである。

加工機械の保護カバーの一部に形成された開口部にエアカーテンを形成した従来の一例として、特許文献１に開示されているものが知られている。特許文献１では、エアカーテンが加工機としての工作機械に適用されたものであり、工作機械の加工室内で切削加工により生じるミストや粉塵などがカバーの開口部から加工室の外側へ飛散するのを防止する加工設備が開示されている。

カバーの開口部は、開閉自在のスライドドアを開方向にスライドさせたときに開口されるようになっている。スライドドアをスライドさせ、開口部が開口された状態で、ワークの着脱や、工具交換などのいわゆる段取り作業が行われる。開口部の内端の相対向する２辺には、複数の吐出口と吸入口とがそれぞれ設けられており、吐出口から吹き出された空気によってエアカーテンが形成され、加工室内のミストや粉塵がエアカーテンに当たることで、ミストや粉塵が加工室の外側に飛散しないようになっている。

実開平６−３６７４２号公報

加工室で行われる加工の形態は、種々の加工機によって異なるものであるが、例えば、放電加工機では、加工液の入っている加工槽の中で放電加工が行われる。放電加工は、切削加工や研削加工の困難な材料、例えば、超硬合金やセラミックスや高硬度材などのいわゆる難削材と言われる材料を高精度に加工する加工方法であり、寸法精度を高めるために、所定温度に管理された加工液の中で加工が行われるのが一般的である。また、加工液は、定期的に新しいものに交換され、加工効率が低下しないように配慮されている。このように、放電加工は加工液の温度や液質などの影響を非常に受けやすい加工として知られている。

放電加工は切削加工や研削加工に比べて単位時間当たりの材料除去量が非常に少ない加工であるため、加工をはじめてから加工を終了するまで長時間を要することがあり、図５に示すように、カバー内の温度調節をしていても開口部がある場合、加工槽内の加工液の温度は、室温の変化に追従して変化する傾向がある。加工液の温度が変化した状態で加工を続けると、加工液の温度変化の影響を受けてワークが熱変形して寸法精度が低下するという問題がある。図５は、長時間に亘る加工中に室温が２０℃から２３℃に変化した場合、加工槽（カバー内）の温度が除々に上昇することを示している。また、室温の上昇は、主軸とワークテーブル間で相対位置の変位（送り軸の変位）を生じて、加工精度を低下させるという問題もある。

特許文献１で開示されている発明は、加工を中断してスライドドアを開放したときに、開放空間からミストや粉塵が加工室の外部へ飛散するのを防止するためのエアカーテンを形成したものであり、加工室を含む加工機械を一定温度に保つためにエアカーテンを形成したものではない。

本発明は、開口部を有する加工室内で加工を行う場合に、開口部を介しての熱移動を断つとともに、加工室を含む加工機械を一定温度に保ち、ワークを精度良く加工することができる加工設備を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の加工設備は、ワークを所望の形状に加工する加工機械を有した加工設備において、前記加工機械の全体を取り囲むように設けられ、前記ワークの段取りを行う開口部を有した保護カバーと、前記保護カバーの内部のエアを所望の温度に調節する空調機と、前記保護カバーの開口部の上部に設けられ、前記空調機で温度調節されたエアを吸い込む吸い込み口及び前記吸い込み口から吸い込んだエアを吹き出す吹き出し口を有し、前記保護カバーの開口部にエアカーテンを形成する送風機と、を具備することを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１に記載の加工設備において、前記開口部に開閉可能に設けられ、前記送風機が吹き出すエアの方向と略同一方向に開く開閉扉をさらに具備したことを特徴とする。

以上の如く、本発明の加工設備によれば、空調機により温度調節されたエアでエアカーテンが形成され、このエアカーテンにより加工室内外で熱の出入りを遮断するとともに、加工室内の温度を恒温状態に保持することができる。したがって、保護カバーの開口部が解放されていても恒温に保つことができ、ワークを精度良く加工することができる。

また、開口部に開閉扉を有している場合、エアの流れる方向と開閉扉を開く方向を略同一方向にすることで、開閉扉の開閉途中の開口部にも常にエアカーテンを形成することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に係る加工設備の一実施形態を示す。本実施形態の加工設備１は、放電加工を行うために適用される加工室３を有する放電加工機（加工機械）２と、加工室３を囲うと共に、放電加工機２の正面側で開閉扉４を開けることで開口部５を形成する保護カバー７と、開口部５にエアカーテンを形成するためにエア１０を所定方向に送風する送風機８と、送風されるエア１０及び加工室３内の温度を調節するための空調機９と、を備えている。

加工機械は、放電加工機２に限定されるものではなく、マシニングセンタ、ターニングセンタ、グラインディングセンタなどの他の工作機械とすることもできる。また、放電加工機は、図１の放電加工機２に制限されるものではなく、ワークテーブル送り構造の放電加工機としたり、ワイヤ放電加工機としたりすることもできる。

図１には、コネクタや携帯電話などの小型精密部品の金型を作る形彫放電加工機２が示されている。ここで、形彫放電加工は、電極とワークとを加工液中で微小間隔を隔てて対向させ、加工電源装置によりその間にパルス電圧を印加することによって、放電を発生させ、この放電の熱作用によりワーク表面を溶融除去する加工方法である。

図１及び２に示すように、本実施形態の放電加工機２は、図示しないワークテーブルを固定側とし、加工電極１１を可動側として、加工電極１１をワークに対してＸ、Ｙ、Ｚ軸方向へ相対移動する放電加工機である。加工電極１１の移動は、数値制御装置１２に読み込まれている動作プログラムの移動指令に基づいて行われる。

放電加工機２は、加工室３内で放電により図示しないワークを加工するための加工電極１１と、左右方向であるＸ軸方向、上下方向であるＺ軸方向、Ｘ軸とＺ軸との両方に垂直な方向であるＹ軸方向の互いに直交する３方向に加工電極１１を移動させるための各サーボモータ（図示せず）と、各サーボモータによって直線移動する送り機構（図示せず）と、ワーク及び加工電極１１と電気的に接続されその間に電気エネルギ（電圧又は電流）を加える加工電源（図示せず）と、駆動源としてのサーボモータ及び加工電源の作動を制御する数値制御装置１２とを備えている。図示しないワークは、加工電極１１に対向した位置で、加工液が入っている加工槽１３内に浸漬されている。

個々のサーボモータは、図示されていない送り機構としてのボールねじと組み合わせて用いられる。サーボモータとボールねじとから直動送り機構が構成されている。数値制御装置１２からの移動指令にしたがって、直動送り機構が機能し、加工電極１１を所定の方向に移動させるようになっている。

放電加工機２は、さらに、ワークと加工電極１１との間の極間電圧を検出するために電圧検出手段を備えている。この電圧検出手段により極間電圧が検出され、数値制御装置１２が極間電圧が一定となるようにワークと加工電極１１との加工間隙を制御する。

保護カバー７は、放電加工機２及び加工室３の周囲を囲むように配設されている。放電加工機２は、加工室３が開放しているものが一般的であるが、本実施形態の放電加工機２は、周囲が保護カバー７で覆われ、加工室３には空調機９により温度調節されたエアが供給されることで、恒温状態の加工室３で小型精密金型の放電加工が実施されるようになっている。

放電加工機２の正面側及び側面側に配置された保護カバー７の開口部５には、上下に開閉自在の開閉扉４が設けられている。開閉扉４を下げることで、保護カバー７に開口部５が開口されるようになっている。開口部５は、保護カバー７の正面と側面とに連通して形成されている。この開口部５により、加工室３が開放された状態で、摩耗した加工電極１１を新しいものに交換したり、ワークの取り付け／取り外しを行ったり、加工の状態を監視したりする。

本発明の加工設備１は、開口部５が開いたままの状態、すなわち加工室３が開放している状態で放電加工を行うために適用されている。開閉扉４が開いている時、開口部５には、放電加工機２の外部に設けられた空調機９により温度調節されたエア１０が送風機８を介して常時供給されるようになっている。すなわち、開口部５には、エアカーテンが形成され、加工室３内の温度が一定温度に保たれるようになっている。このため、加工槽１３内のワークの熱変形が抑制ないしは防止されると共に、放電加工機２の各送り軸の熱変位が抑制ないしは防止され、精密な加工が行われるようになっている。

図３に示すように、空調機９から送風機８の吸い込み口１６に供給されるエア１０は、送風機８に設けられた吹き出し口１５から一方向に吹き出すようになっている。また、送風機８は、開口部５の上部に設けられており、吹き出し口１５（図３では一つしか示されていない）は、開口部５を隙間なくエアカーテンで覆うことができるように、開口部５の形状に合わせて設けられている。加工室３内の温度を下げた場合、冷たいエア１０を上から下へ吹き出すことで、冷たいエア１０が加工室３の下側から上側に上昇する流れとなり、加工室３を効率良く冷やすことができる。これにより、加工室３の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、吹き出し口１５から吹き出すエア１０は、エア１０が保護カバー７の内側と外側に流れるように、送風機８によりエア１０の吹き出す方向が調整されている。エア１０の吹き出す方向は、エア１０が開口部５の下端の縁部に当たる方向に吹き出している。保護カバー７の外側に流れたエアによって、開口部５を介して保護カバー７の外側から内側へ外気が入ることを効果的に断つことができ、保護カバー７の内側に流れたエア１０によって、加工室３の温度変化を効果的に抑制でき加工室３を恒温状態に保つことができる。

次に、図４は、本実施形態の加工設備１において、室温が加工中に２０℃から２３℃に変化しても、加工槽（カバー内）１３の温度は一定温度に保持されていることが示されている。このように、加工槽１３の温度が一定温度に保持されている点は、図５に示されている従来例とは対照的である。

以上のように、本実施形態の加工設備１によれば、空調機９により温度調節されたエア１０でエアカーテンが形成され、このエアカーテンにより加工室３内外での熱の出入りを遮断するとともに、加工室３内の温度を恒温状態に保持することができ、金型等のワークを高精度に加工することが可能となる。また、恒温状態に保たれたスペースを加工機２に設けることができるため、工場内の温度を一定温度に調整する場合に比べて、低コストで実施することができ、対費用効果を高めることができる。また、工場内に配置されている他の加工機械に熱の影響を及ぼすことを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態では、加工設備１の加工機械として放電加工機２が適用されているが、切削や研削を行う他の工作機械に適用することも可能である。

本発明に係る加工設備の一実施形態を示す正面図である。図１の加工設備の側面図である。開口部の上から下に向かって吹き出したエアが開口部の下部の縁部に当たり、カバーの内側と外側に向かって分かれた状態を示す説明図である。本実施形態の加工設備を用いた放電加工中における室内の温度と加工槽（カバー内）の温度の経時変化を示したグラフである。従来の加工設備を用いた放電加工中における室内の温度と加工槽（カバー内）の温度の経時変化を示したグラフである。

符号の説明

１加工設備
２放電加工機（加工機械）
３加工室
５開口部
７保護カバー
９空調機
１０エア
１３加工槽

Claims

ワークを所望の形状に加工する加工機械を有した加工設備において、
前記加工機械の全体を取り囲むように設けられ、前記ワークの段取りを行う開口部を有した保護カバーと、
前記保護カバーの内部のエアを所望の温度に調節する空調機と、
前記保護カバーの開口部の上部に設けられ、前記空調機で温度調節されたエアを吸い込む吸い込み口及び前記吸い込み口から吸い込んだエアを吹き出す吹き出し口を有し、前記保護カバーの開口部にエアカーテンを形成する送風機と、
を具備することを特徴とする加工設備。
前記開口部に開閉可能に設けられ、前記送風機が吹き出すエアの方向と略同一方向に開く開閉扉をさらに具備した請求項１に記載の加工設備。