JP2017019046A - 放電加工機の加工液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性と性能を落とすことなくポンプ使用数を削減し、低コスト化、省スペース化が可能となる加工液供給装置を提供すること。
【解決手段】本発明の放電加工機の加工液供給装置は、清水槽７から清水（加工液）を汲み上げるポンプ１８と、ポンプ１８で汲み上げられた清水（加工液）を加工槽５へ供給する第１の液回路と、清水（加工液）をイオン交換樹脂１２、冷却機１３それぞれへ供給する第２の液回路と、第１の液回路に設けられた第１バルブ１９と、第２の液回路におけるイオン交換樹脂１２へ供給する液回路に設けられた第２バルブ２０と、第１バルブ１９および第２バルブ２０を開閉して第１の液回路および第２の液回路への加工液の供給を切り替える制御装置１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電加工機の加工液供給装置に関する。

ワイヤ放電加工機は加工液を介してワイヤと工作物の間に放電を発生させることで加工を行う工作機械である。それに対し、加工液供給装置は、加工液の清浄化、加工液の加工に適した電気抵抗、温度への調整、放電加工機の加工槽へ加工液の供給を行うための装置である。まず、図４で従来における加工液供給装置を説明する。なお下記の説明では放電加工機の加工液供給装置に関する要素のみを図示し、ワイヤ電極、ワイヤ電極を張架する構造、工作物などは図示省略する。

通常、放電加工は加工槽５に加工液を溜め、工作物を浸漬させた状態で行うため、水溜めポンプ１を用い清水槽７から清水１０を汲み上げ供給することで、加工槽５に加工液が溜められる。水溜めを早急に行うため、水溜めポンプ１には大きな流量を供給する性能が求められる。

放電加工を行うと、加工により発生した加工屑により加工槽５内の加工液は汚れるが、加工屑がワイヤと工作物との間に存在すると加工は安定しなくなる。安定した加工を行うため、加工中には、加工液ポンプ４を用いて清浄な加工液である清水１０を上下のノズル１４、１５から噴射し続けることでワイヤと工作物との間を清浄な加工に適した加工液で満たし続けている。ワイヤと工作物との狭い隙間に加工液を確実に供給するためには高い圧力で加工液を噴出させる必要がある。そのため加工液ポンプ４には、高圧力で加工液を供給する性能が求められる。

加工屑で汚れた加工液は、加工槽５から図示省略した配管を介して汚水槽６に汚水９として戻され、フィルタポンプ２によってフィルタ８に圧送することで、加工屑を取り去った清浄な加工液となる。放電加工は加工液の温度と電気抵抗により加工精度が変化するため、加工屑を取り去った清浄なだけの加工液では、安定した加工は行うことができない。そのため、清水槽７内の清水１０を循環ポンプ３により汲み上げ、加工液の電気抵抗を調整するためのイオン交換樹脂１２、温度を調整するための冷却機１３に送り、清水槽７に戻すことで、清水１０を加工に適した加工液にする調整を行う。また、循環ポンプ３は加工槽のシール機構各部１６の汚染を防ぐために、清浄な加工液である清水１０を送り、そのまま加工槽内に加工液を送ることで、加工槽内の加工液を補給し続ける役割も有している。

上記のように、従来のワイヤ放電加工機の加工液供給装置には多くのポンプが必要となっているが、ポンプ台数が多くなると、ポンプだけでなくそれに付随して取り付けスペース、制御装置、配線等必要な部品点数が多くなる。加工液供給装置の部品点数の増加は故障発生率の増加につながり、また高額なコストと広いスペースが必要となっていた。

これに対して、例えば特許文献１には、図５のように加工槽へ清水を供給する液回路と、イオン交換樹脂１２及び冷却機１３へ加工液を供給する液回路とを同一のポンプ１８につなげ、それぞれの液回路に設けられた第１バルブ１９，第２バルブ２０の開閉を切り替え制御する加工液供給装置についての発明が開示されている。これにより１つのポンプに加工槽への加工液を溜める役割と加工液を加工に適した加工液に調整する役割を兼用させ、ポンプ使用数を削減することができる。

特開２０１４−０６１５７４号公報

しかし、特許文献１において問題にしている通り、これを行うと加工槽５に加工液を溜める液回路に流す際には、加工液を調整する液回路への加工液流入が止まる。加工液を調整する液回路には、加工液の冷却機１３が含まれており、冷却機１３への加工液供給が止まれば、冷却機１３内の加工液が過冷却となり、冷却機１３の故障原因となりうる。同特許の請求項２項目では、この問題に対し、冷却機１３への加工液供給が、止まっている間は冷却機１３を停止させ、供給が再開されるタイミングで再び作動させることで過冷却を避けている。

確かに、この特許を使用すれば冷却機の故障原因をつくらずにポンプ削減が可能となる。しかし、加工液冷却機１３の多くは、冷媒とコンプレッサを使用しているが、一度コンプレッサを止めてしまうと、冷媒管内に圧力差が生じてしまう。冷却機を始動させる際に、圧力差が生じた状態のままでコンプレッサを通常駆動させようとすると、コンプレッサに高い負荷がかかり、故障の原因となる。そのため、一般的に冷却機１３は始動させる際には、数分間コンプレッサを低負荷で駆動させ、冷媒管内の圧力を一定にした後に、冷却機を通常駆動させる必要がある。

このように、冷却機１３を再び作動させるには一般的に数分間通常駆動が行えない時間が発生してしまう。冷却機１３が通常駆動するまでの間に加工を行うと、加工液の温度が上昇しても、冷却機による冷却が適切に行えないため、温度調整されていない加工液で加工することになり、加工の安定性や精度に問題が生じる要因となりうる。

そこで本発明の目的は、信頼性と性能を落とすことなくポンプ使用数を削減し、低コスト化、省スペース化が可能となる加工液供給装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、加工槽内の工作物を加工する放電加工機の前記加工槽に加工液を供給するための加工液供給装置において、清水槽から加工液を汲み上げるポンプと、前記ポンプで汲み上げられた前記加工液を前記加工槽へ供給する第１の液回路と、前記加工液をイオン交換樹脂および冷却機それぞれへ供給する第２の液回路と、前記第１の液回路に設けられた第１バルブと、前記第２の液回路における前記イオン交換樹脂へ供給する液回路に設けられた第２バルブと、前記第１バルブおよび前記第２バルブを開閉して前記第１の液回路および前記第２の液回路への前記加工液の供給を切り替える制御装置と、を設けたことを特徴とする放電加工機の加工液供給装置である。

本願の請求項２に係る発明は、前記第２の液回路における前記冷却機へ供給する液回路に第３バルブを更に設け、前記制御装置は前記第１バルブ、前記第２バルブ、および前記第３バルブを開閉して前記第１の液回路および前記第２の液回路への前記加工液の供給を切替える、ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機の加工液供給装置である。

本願の請求項３に係る発明は、前記加工液を前記冷却機から前記清水槽へ供給する第３の液回路と、前記加工液を前記冷却機から前記加工槽へ供給する第４の液回路と、前記第３の液回路に設けられた第４バルブと、前記第４の液回路に設けられた第５バルブと、を更に設け、前記制御装置は前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第４バルブ、および前記第５バルブを開閉して前記第１の液回路、前記第２の液回路、前記第３の液回路、および前記第４の液回路への前記加工液の供給を切替える、ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機の加工液供給装置である。

本発明により、信頼性と性能を落とすことなくポンプ使用数を削減し、低コスト化、省スペース化が可能となる加工液供給装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態における加工液供給装置の概略構成図である。 本発明の第２の実施形態における加工液供給装置の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態における加工液供給装置の概略構成図である。 従来技術における加工液供給装置の概略構成図である。 先行技術文献に開示される加工液供給装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、従来技術と同一または類似する構成は同じ符号を用いて説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明に係る放電加工機の加工液供給装置の一実施形態を説明する図である。
ワイヤ放電加工機は加工液を介してワイヤ電極と工作物との間に起こる放電により工作物の加工を行う工作機械である。それに対し、加工液供給装置は、加工液の清浄化、加工液の加工に適した電気抵抗、温度への調整、放電加工機の加工槽へ加工液の供給を行うための装置である。

本実施形態における加工液供給装置は、清水槽７から清水１０を汲み上げる水溜め及び循環ポンプ１８と、水溜め及び循環ポンプ１８で汲み上げられた清水１０を加工槽へ供給する第１の液回路と、第１液回路に設けられた第１バルブ１９と、イオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれへ供給する第２の液回路と、第２の液回路のうちイオン交換樹脂１２へ供給する液回路に設けられた第２バルブ２０と、を持ち、更にこれら第１の液回路、第２の液回路に設けられた第１バルブ１９、第２バルブ２０の開閉制御を行う制御装置１７を備えている。制御装置１７は第１バルブ１９、第２バルブ２０の開閉制御を行うとともにフィルタポンプ２、加工液ポンプ４、水溜め及び循環ポンプ１８を駆動制御し、さらに冷却機１３の駆動制御を行う。

本発明の実施形態の加工液供給装置は加工槽５に加工液を溜める際には、第２バルブ２０を閉じ、第１バルブ１９を開くことで加工槽５へ加工液を供給し、かつ、冷却機１３にも加工液が供給される形となる。加工液を加工槽に溜めずに電気抵抗、温度を調整して清水槽７に加工に適した加工液を供給する際には、第１バルブ１９を閉じ、第２バルブ２０を開くことで水溜め及び循環ポンプ１８の汲み上げた清水はイオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれに供給され清水槽７へ戻る。
これにより、水溜め時に、冷却機１３への加工液供給が止まるという問題が解決されるとともにポンプの削減を行える加工液供給装置が実現される。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態の加工液供給装置では、水溜めの際にも、冷却機１３へ供給される加工液は清水槽７へ戻される形となっている。これでは、加工槽５に供給される加工液流量が冷却機１３に供給される分減少してしまうという問題がある。

図２は、この問題に対し冷却機１３に供給される加工液流量を調整することで加工槽５に供給する加工液流量を調整する第２の実施形態の加工液供給装置を示す図である。
本実施形態の加工液供給装置には、清水槽７から清水１０を汲み上げる水溜め及び循環ポンプ１８と、水溜め及び循環ポンプ１８で汲み上げられた清水１０を加工槽５へ供給する第１の液回路と、第１液回路に設けられた第１バルブ１９と、イオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれへ供給する第２の液回路と、第２液回路におけるイオン交換樹脂１２へ供給する液回路に設けられた第２バルブ２０と、第２液回路における冷却機１３へ供給する液回路に設けられた第３バルブ２１と、を持ち、更にこれら第１の液回路、第２の液回路に設けられた第１バルブ１９、第２バルブ２０、および第３バルブ２１の開閉制御を行う制御装置１７を備えている。制御装置１７は、これら第１の液回路および第２の液回路に設けられた、第１バルブ１９、第２バルブ２０、第３バルブ２１の開閉制御を行うとともに、フィルタポンプ２、加工液ポンプ４、水溜め及び循環ポンプ１８を駆動制御しさらに、冷却機１３の駆動制御を行う。

加工槽５に、加工液を供給する際には、第２バルブ２０を閉じ、第１バルブ１９を開く、さらに第３バルブ２１を絞り、冷却機１３へ供給される加工液量を減少させる。減少させる量は、冷却機１３が過冷却になってしまわないような量まで絞ることができる。

また、清水槽７に加工に適した加工液を供給する際には、第２バルブ２０と第３バルブ２１を開き、第１バルブ１９を閉じることで、イオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれに加工液が供給され、清水槽７に戻される。これにより、加工槽５に供給される加工液流量の減少を小さくすることが可能な加工液供給装置が実現できる。

＜第３の実施形態＞
さらに、水溜め及び循環ポンプ１８が汲み上げた加工液を水溜時にすべて加工槽５に供給させる第３の実施形態を図３に示す。
本実施形態の加工液供給装置には、清水槽７から清水１０を汲み上げる水溜め及び循環ポンプ１８と水溜め及び循環ポンプ１８で汲み上げられた清水１０を加工槽５へ供給する第１の液回路と、第１の液回路に設けられた第１バルブ１９と、イオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれへ供給する第２の液回路と、第２の液回路に設けられた第２バルブ２０を持ち、更に、冷却機１３を通った後の温度調整を行った加工液を清水槽７に戻すための第３液回路と、第３液回路に設けられた第４バルブ２２と、冷却機１３を通った後の温度調整を行った加工液を加工槽５へ供給する第４の液回路と、第４の液回路に設けられた第５バルブ２３とを有している。また、これら第１の液回路、第２の液回路、第３の液回路、第４の液回路に設けられた、第１バルブ１９、第２バルブ２０、第４バルブ２２、第５バルブ２３の開閉制御を行う制御装置１７を備えている。

この実施形態の加工液供給装置は、加工槽５に加工液を溜める際には、第２バルブ２０、第４バルブ２２を閉じ、第１バルブ１９、第５バルブ２３を開くことで水溜及び循環ポンプ１８の汲み上げた清水１０は、加工槽５につながった第１の液回路と、冷却機を通った後の温度調整を行った加工液を加工槽へ供給する第４の液回路より加工液を加工槽５に供給される。

加工液を加工槽５に溜めずに、電気抵抗、温度を調整して清水槽７に加工に適した加工液を供給する際には、第１バルブ１９、第５バルブ２３を閉じ、第２バルブ２０、第４バルブ２２を開くことで、水溜め及び循環ポンプ１８の汲み上げた清水１０は、イオン交換樹脂１２と冷却機１３のそれぞれに加工液が供給され、清水槽７に戻る、第２の液回路および第３の液回路に加工液が供給される。

これにより、水溜め時には、水溜め及び循環ポンプ１８が汲み上げた加工液がすべて加工槽５に供給させることができ、かつ、冷却機１３への加工液供給が止まるという問題が解決されたポンプ削減を行った加工液供給装置が実現される。そのため、本発明の実施形態を用いることで、信頼性と性能を落とすことなく加工液供給装置のポンプ使用数を削減し、低コスト化、省スペース化が可能となる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。

１ 水溜めポンプ
２ フィルタポンプ
３ 循環ポンプ
４ 加工液ポンプ
５ 加工槽
６ 汚水槽
７ 清水槽
８ フィルタ
９ 汚水
１０ 清水
１１ 加工槽内加工液
１２ イオン交換樹脂
１３ 冷却機
１４ 上ノズル
１５ 下ノズル
１６ シール機構部
１７ 制御装置
１８ 水溜め及び循環ポンプ
１９ 第１バルブ
２０ 第２バルブ
２１ 第３バルブ
２２ 第４バルブ
２３ 第５バルブ

Claims (3)

1. 加工槽内の工作物を加工する放電加工機の前記加工槽に加工液を供給するための加工液供給装置において、
   清水槽から加工液を汲み上げるポンプと、
   前記ポンプで汲み上げられた前記加工液を前記加工槽へ供給する第１の液回路と、
   前記加工液をイオン交換樹脂および冷却機それぞれへ供給する第２の液回路と、
   前記第１の液回路に設けられた第１バルブと、
   前記第２の液回路における前記イオン交換樹脂へ供給する液回路に設けられた第２バルブと、
   前記第１バルブおよび前記第２バルブを開閉して前記第１の液回路および前記第２の液回路への前記加工液の供給を切り替える制御装置と、
   を設けたことを特徴とする放電加工機の加工液供給装置。
2. 前記第２の液回路における前記冷却機へ供給する液回路に第３バルブを更に設け、
   前記制御装置は前記第１バルブ、前記第２バルブ、および前記第３バルブを開閉して前記第１の液回路および前記第２の液回路への前記加工液の供給を切替える、
   ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機の加工液供給装置。
3. 前記加工液を前記冷却機から前記清水槽へ供給する第３の液回路と、
   前記加工液を前記冷却機から前記加工槽へ供給する第４の液回路と、
   前記第３の液回路に設けられた第４バルブと、
   前記第４の液回路に設けられた第５バルブと、を更に設け、
   前記制御装置は前記第１バルブ、前記第２バルブ、前記第４バルブ、および前記第５バルブを開閉して前記第１の液回路、前記第２の液回路、前記第３の液回路、および前記第４の液回路への前記加工液の供給を切替える、
   ことを特徴とする請求項１記載の放電加工機の加工液供給装置。