JP2730307B2 - Electric discharge machine - Google Patents
Electric discharge machineInfo
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はワイヤカット法による放
電ワイヤ加工装置に関し、特に精密な3次元的放電加工
を行なうことのできる走行ワイヤ放電加工装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric discharge wire machining apparatus using a wire cutting method, and more particularly to a traveling wire electric discharge machine capable of performing precise three-dimensional electric discharge machining.
【0002】[0002]
【従来の技術】電気的導体材料の加工を行なう方法とし
て放電加工法が知られている。これは加工片を陽極とし
て陰極との間で放電を行なわせることにより加工片表面
に微細なクレーターを形成し、クレータの累積を以て加
工を行なうものである。放電加工法は大きく分けて型彫
り法とワイヤカット法とがあり、ワイヤカット法はワイ
ヤを加工電極として放電を行なわせるものである。これ
までのワイヤカット法はワイヤを2点指示部材間を走行
させて加工片との間に放電を行なうものであり、ワイヤ
が振動するため正確な加工に向かない。 この欠点を解
決し微細な加工に適する方法として知られているものに
ワイヤ放電研削法がある。この方法は供給ボビンから供
給した通常直径30ないし300ミクロンのワイヤを加
工片近辺に設けたワイヤガイドを経由させて巻取ボビン
へ走行させ、加工片に近接したワイヤガイド先端部分の
ワイヤで放電を行なわせるため、ワイヤ放電位置が確定
されるので非常に正確な加工ができる。特開平1ー23
4122号にはワイヤ放電研削法を利用した微細軸ない
し微細電極の加工法が開示されている。このようにして
製造された例えば直径13ミクロンの微細軸ないし電極
は直径15ミクロンのインクジェット噴出孔、ヂーゼル
エンジン噴射孔、エアダンパ空気孔等の穴開け加工放電
の電極として使用できる。2. Description of the Related Art An electric discharge machining method is known as a method for processing an electric conductor material. In this method, a fine crater is formed on the surface of the work piece by causing discharge between the work piece and the cathode using the work piece as an anode, and processing is performed by accumulating craters. The electric discharge machining method is roughly classified into a die engraving method and a wire cutting method, and the wire cutting method is to cause electric discharge using a wire as a machining electrode. In the conventional wire cutting method, the wire is caused to travel between the two-point indicating members to discharge between the workpiece and the workpiece. The wire is vibrated and is not suitable for accurate machining. A wire electric discharge grinding method is known as a method that solves this drawback and is suitable for fine processing. In this method, a wire having a diameter of usually 30 to 300 μm supplied from a supply bobbin is caused to travel to a winding bobbin via a wire guide provided in the vicinity of a work piece, and discharge is performed by a wire at a tip portion of the wire guide close to the work piece. As a result, the position of the wire discharge is determined, so that very accurate machining can be performed. JP-A-1-23
No. 4122 discloses a method of processing a fine shaft or a fine electrode using a wire electric discharge grinding method. The micro-shaft or electrode having a diameter of, for example, 13 microns produced in this manner can be used as an electrode for drilling discharge such as an ink-jet injection hole, a diesel engine injection hole, an air damper air hole, etc., having a diameter of 15 microns.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら走行ワイ
ヤの直径はワイヤ製造工程における治具の変動や走行時
の張力の変動に起因して通常0. 1ないし数ミクロン程
度変動する。このためワイヤガイド位置が一定でもワイ
ヤ側の放電が起こる放電点(以下、ワイヤ放電ポイント
という。)が変動し、加工片の放電加工点(以下、加工
片放電ポイントという)がその分だけ変動し、加工の誤
差を与える。従ってさらに精度の高い放電加工をしよう
とするときは特にワイヤ径のこのような変動が問題とな
る。However, the diameter of the traveling wire usually varies by about 0.1 to several microns due to the fluctuation of the jig in the wire manufacturing process and the fluctuation of the tension during traveling. For this reason, even when the wire guide position is constant, the discharge point at which the wire side discharge occurs (hereinafter, referred to as a wire discharge point) varies, and the discharge machining point of the workpiece (hereinafter, referred to as the workpiece discharge point) varies accordingly. , Gives processing errors. Therefore, such a variation in wire diameter becomes a problem particularly when an attempt is made to perform electric discharge machining with higher accuracy.
【0004】また、このように精度の高い加工に対して
はワイヤと加工物の精密な位置制御が必要であるが、従
来の放電加工装置ではかかる精密な位置制御のなされた
ものはない。[0004] Further, for such high-precision machining, precise position control of the wire and the workpiece is required, but no such conventional position control is performed in a conventional electric discharge machining apparatus.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は走行ワイ
ヤの放電ポイントと加工片の放電ポイントの相対位置を
精密に確定する放電ポイント位置制御装置を設ける。こ
の放電ポイント位置制御装置は加工片放電ポイントに対
するワイヤ放電ポイントの相対的位置を3次元的に制御
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a discharge point position control device for precisely determining the relative position between a discharge point of a traveling wire and a discharge point of a workpiece. This discharge point position control device three-dimensionally controls the relative position of the wire discharge point with respect to the workpiece discharge point.
【0006】また、本発明は走行ワイヤの張力を一定に
維持する手段と、ワイヤ径を監視するワイヤ径センサ
と、該ワイヤ径センサにより径の変動が発見されたとき
はこれを該放電ポイント位置制御装置にフィードバック
することにより該相対位置を精密に補償するワイヤ放電
ポイント位置補償装置を設ける。The present invention also provides a means for maintaining the tension of the traveling wire constant, a wire diameter sensor for monitoring the wire diameter, and when a change in the diameter is detected by the wire diameter sensor, the change in the diameter is detected at the discharge point position. A wire discharge point position compensator is provided for precisely compensating the relative position by feeding back to the controller.
【0007】精密な微細加工を行なうためにはさらに放
電一回当たりの加工量(すなわちクレーター1個の大き
さ)に相当する放電電力を非常に小さなものとすること
が必要である一方、産業上利用できる程度に加工を迅速
に行なうためには単位時間当たりの放電加工量が大きく
なければならない。このため本発明はこの二つの相反す
る要求を満たすため、一回の放電電力が極めて小さいが
極めて高周波の放電を行なう放電回路を設ける。In order to carry out precise micromachining, it is necessary to further reduce the discharge power corresponding to the amount of machining per discharge (ie, the size of one crater). In order to perform machining as quickly as possible, the amount of electric discharge machining per unit time must be large. Therefore, in order to satisfy these two contradictory requirements, the present invention provides a discharge circuit that discharges at a very low frequency but discharges at a very high frequency.
【0008】[0008]
【作用】このように本発明においては微細物から巨視的
な物の形状加工を可能にするため、予定の加工片放電ポ
イントの位置に対するワイヤ放電ポイントを3次元的に
制御しうる。As described above, according to the present invention, the wire discharge point with respect to the predetermined workpiece discharge point can be controlled three-dimensionally in order to make it possible to machine a microscopic object to a macroscopic object.
【0009】その場合、走行ワイヤ径の引張に起因する
ワイヤ放電ポイントの変動を防止するため、走行ワイヤ
の張力を一定に維持する。In this case, the tension of the traveling wire is kept constant in order to prevent the fluctuation of the wire discharge point due to the tension of the traveling wire diameter.
【0010】またワイヤ径の監視を行ない、ワイヤに固
有の径変動が補償される。In addition, the diameter of the wire is monitored to compensate for the variation in diameter inherent to the wire.
【0011】[0011]
【実施例】図面を参照して上記構成を有する本発明の実
施例を説明する。ここで図1は本発明の放電加工装置の
ワイヤ104を走行させる系(以下、ワイヤ走行系とい
う)100、放電回路600、および加工片800の配
置を示す平面図であり、図2はその立面図である。図3
は上記放電加工機の放電領域の拡大平面図で、ワイヤガ
イド114、走行ワイヤ104および加工片800の詳
細な位置関係を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention having the above configuration will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 is a plan view showing the arrangement of a system (hereinafter, referred to as a wire traveling system) 100 for traveling a wire 104 of the electric discharge machining apparatus of the present invention, a discharge circuit 600, and a work piece 800, and FIG. FIG. FIG.
Is an enlarged plan view of an electric discharge region of the electric discharge machine, and shows a detailed positional relationship among the wire guide 114, the traveling wire 104, and the work piece 800.
【0012】初めに本放電加工装置の基本的構成につい
て述べる。放電は一般に走行ワイヤ104と加工片80
0のもっとも近接した地点(図3のワイヤ放電ポイント
A点および加工片放電ポイントB点)の間で起こる。加
工片放電ポイントBからは極めて微小量の材料が加工片
からスパークで削られる結果、加工片表面に極めて微細
なクレーターができる。各クレーターの大きさは一回の
放電電力に依存する。加工片側の次回の放電地点はこの
時点でワイヤ放電ポイントAに最も近接したポイントに
移動する。放電は通常両放電ポイント間距離が一定のし
きい値(放電臨界距離)Lより小さときのみ起こる。放
電臨界距離Lはワイヤ放電ポイントAおよび加工片放電
ポイントB間に形成される電界により支配される。この
電界はワイヤ104の直径、材質、加工液の誘電率等の
種々のパラメータによって定まり、Lは通常、数ミクロ
ン以下である。First, the basic configuration of the electric discharge machine will be described. The electric discharge generally involves the traveling wire 104 and the workpiece 80.
Occurs between the closest points of 0 (wire discharge point A and workpiece discharge point B in FIG. 3). From the workpiece discharge point B, a very small amount of material is scraped from the workpiece by sparking, resulting in a very fine crater on the workpiece surface. The size of each crater depends on the power of one discharge. The next discharge point on the workpiece side moves to the point closest to the wire discharge point A at this time. Discharge usually occurs only when the distance between both discharge points is smaller than a certain threshold value (critical discharge distance) L. The discharge critical distance L is governed by the electric field formed between the wire discharge point A and the workpiece discharge point B. This electric field is determined by various parameters such as the diameter of the wire 104, the material, and the dielectric constant of the working fluid, and L is usually several microns or less.
【0013】ワイヤ104は走行しているので、放電に
よる変化を受けてもすでにワイヤガイドを経過している
ので次の放電に影響しない。[0013] Since the wire 104 is running, even if it receives a change due to the discharge, it has not passed through the wire guide and has no effect on the next discharge.
【0014】尚、放電が空気中で行なわれるときはその
後スパークで除去された加工片物質がクレーターの周辺
に残留し放電が持続しないので、放電を持続的に行なう
には加工片800の放電表面に絶縁性の油、水等の液体
を供給しておく。こうすると絶縁液と共にクレーター部
分の加工片材料がスパークで飛散し、次の放電ができ
る。図1の加工液供給管310からこのための絶縁性加
工液が放電領域に噴射される。容器320は使用済みの
加工液を貯溜するものである。When the discharge is performed in the air, since the workpiece material removed by the spark remains in the vicinity of the crater and the discharge does not continue, the discharge surface of the workpiece 800 is required to perform the discharge continuously. Is supplied with a liquid such as insulating oil or water. In this case, the work piece material in the crater portion is scattered by the spark together with the insulating liquid, and the next discharge can be performed. Insulating working fluid for this purpose is injected from the working fluid supply pipe 310 of FIG. 1 to the discharge region. The container 320 stores the used working fluid.
【0016】次に本装置の詳細について説明する。初め
に加工片の位置制御装置について述べる。加工片800
はマンドレル等の回転装置820に装着されており、こ
の回転装置に連動する加工片コントローラ810により
その回転角と軸線Jの方向の運動が制御される。加工片
800の予定の輪郭線上の任意の点(以下、この点を加
工予定ポイントbという図1、図3参照)の位置は軸線
Jを円筒座標のz軸とし、b点からこの軸線までの距離
をr、任意の基準線(図3JK)から測ったz軸の回り
の回転角をθ、b点から軸線Jに下した垂線の足Hから
座標原点Oまでの距離をzとすると、円筒座標b(r、
θ、z)で与えられる。本実施例ではコンピュータにr
を(θ、z)の関数r=r(θ、z)としてを記憶させ
ておき、ワイヤ放電ポイントAがこの点bからr方向に
距離Lの位置にあるように回転装置820と連動させな
がらX- Yテーブル200の位置をコンピュータ制御す
る。放電加工の間、θとzを連続的に変化させながらこ
の位置制御を行なう。Next, the details of the present apparatus will be described. First, a work piece position control device will be described. Workpiece 800
Is mounted on a rotating device 820 such as a mandrel, and the rotation angle and the movement in the direction of the axis J are controlled by a work piece controller 810 linked to the rotating device. The position of an arbitrary point on the planned contour of the work piece 800 (hereinafter, this point is referred to as a planned processing point b in FIGS. 1 and 3) is defined by the axis J as the z-axis of the cylindrical coordinates and the point b to the axis. Assuming that the distance is r, the rotation angle about the z-axis measured from an arbitrary reference line (FIG. 3JK) is θ, and the distance from the perpendicular foot H descending from the point b to the axis J to the coordinate origin O is z, the cylinder is Coordinates b (r,
θ, z). In this embodiment, the computer
Is stored as a function r = r (θ, z) of (θ, z), and is interlocked with the rotating device 820 so that the wire discharge point A is located at a distance L from the point b in the r direction. The position of the XY table 200 is computer-controlled. During EDM, this position control is performed while continuously changing θ and z.
【0016】次に放電の陰極となるワイヤ104を走行
させるワイヤ走行系100について述べる。ワイヤ供給
ボビン102から供給されるワイヤ104はブレーキロ
ーラ106と対抗ローラ108により極めて正確な一定
速度で送り出され、張力緩衝ローラ110によりワイヤ
の張力を一定に維持されながら第一の走行ローラ11
2、ワイヤガイド114を通過した後、第二および第三
の走行ローラ116、118に導かれて巻き上げローラ
120で巻き上げられ、巻取ボビン124に巻取られ
る。ワイヤ走行速度は巻き上げローラ120の回転速度
により決定される。ワイヤの走行速度は放電加工量に応
じて定めるが、通常、数センチメートル/分程度であ
る。ワイヤ供給ボビン102から巻き上げボビン124
に至るまでの上記の系がワイヤ走行系100を構成す
る。ワイヤ走行系は基台400上のレール210上を移
動できるX- Yテーブル200に搭載されている。この
X- Yテーブル200はワイヤ放電ポイントAが以下に
説明するX- Y平面(図1)上の所定の位置に来るよう
にX- Yコントローラ133(図示してなし)により制
御される。Next, the wire traveling system 100 for traveling the wire 104 serving as the cathode of the discharge will be described. The wire 104 supplied from the wire supply bobbin 102 is sent out at a very accurate constant speed by a brake roller 106 and a counter roller 108, and the first traveling roller 11 is maintained while the wire tension is maintained constant by a tension buffer roller 110.
2. After passing through the wire guide 114, it is guided by the second and third traveling rollers 116 and 118, is wound up by the winding roller 120, and is wound on the winding bobbin 124. The wire traveling speed is determined by the rotation speed of the winding roller 120. The running speed of the wire is determined according to the amount of electric discharge machining, but is usually about several centimeters / minute. Hoisting bobbin 124 from wire supply bobbin 102
Above constitutes the wire traveling system 100. The wire traveling system is mounted on an XY table 200 that can move on rails 210 on a base 400. The XY table 200 is controlled by an XY controller 133 (not shown) so that the wire discharge point A is at a predetermined position on an XY plane (FIG. 1) described below.
【0017】図1に示すようにワイヤ走行系100はX
- Yテーブル200を介して基台400に対して円盤形
のワイヤガイド114の中心とその加工片側の先端a
(図3)を通るX方向とワイヤの走行面に平行でX方向
に垂直なY方向に移動できるようにされており(X- Y
座標系の原点は適当に選ぶ)、かつ上記z軸(すなわち
マンドレルの軸線J)から加工予定放電ポイントbに至
るr方向(点Hから点bに向かう方向)がX方向と一致
するようにされている。従ってワイヤガイド上のワイヤ
の最も加工片側の点であるワイヤ放電ポイントAはこの
X軸線上にあり、X- Y座標系におけるワイヤ放電ポイ
ントAのX- Y座標を(d、0)とすると、加工予定放
電ポイントbはX- Y座標系の(d+L、0)にある。
また前記円筒座標系においては、ワイヤ放電ポイントA
の座標は(r+L、θ、z)となる。As shown in FIG. 1, the wire traveling system 100 has an X
-The center of the disc-shaped wire guide 114 and the tip a on the processed piece side with respect to the base 400 via the Y table 200
It can move in the X direction passing through (FIG. 3) and in the Y direction parallel to the running surface of the wire and perpendicular to the X direction (XY).
The origin of the coordinate system is appropriately selected), and the r direction (direction from point H to point b) from the z-axis (that is, the axis J of the mandrel) to the discharge point b to be machined matches the X direction. ing. Therefore, the wire discharge point A, which is the point on the wire guide closest to the work piece, is on this X axis, and the XY coordinate of the wire discharge point A in the XY coordinate system is (d, 0). The scheduled discharge point b is at (d + L, 0) in the XY coordinate system.
In the cylindrical coordinate system, the wire discharge point A
Is (r + L, θ, z).
【0018】このワイヤ放電ポイントAの予定のX- Y
位置はコンピュータ132の加工片形状メモリ(図4)
に記憶されている加工片のr、θ、zに基づきコンピュ
ータ132が加工片コントロラ810を制御すると共に
X- Yコントローラ133のインチワーム(図示してな
し)を制御することによりX- Yテーブル200の位置
を制御し、上記予定のワイヤ放電ポイントbが実現され
る。この位置制御は放電加工中、θとzを連続的に変化
させて行なわれるので、加工片は所望の形状に加工され
る。このように放電ポイント位置制御装置は走行ワイヤ
系100、X-Yテーブル200、加工片回転装置82
0、加工片コントローラ810、コンピュータ132、
およびX- Yテーブルコントローラ133により構成さ
れている(図4)。X-Y scheduled for this wire discharge point A
The position is the work piece shape memory of the computer 132 (FIG. 4).
The computer 132 controls the work piece controller 810 based on the r, θ, and z of the work piece stored in the XY table 133 and controls the inchworm (not shown) of the XY controller 133 to thereby control the XY table 200. Is controlled to realize the predetermined wire discharge point b. Since this position control is performed by continuously changing θ and z during the electric discharge machining, the workpiece is machined into a desired shape. As described above, the discharge point position control device includes the traveling wire system 100, the XY table 200, and the workpiece rotating device 82.
0, work piece controller 810, computer 132,
And an XY table controller 133 (FIG. 4).
【0019】尚、この場合さらに以下に述べるワイヤ径
の変動の補償が行なわれる。ワイヤ放電ポイントAはワ
イヤガイドの外周上のワイヤの最も加工片寄りの地点に
あるので、ワイヤ径が変動すると実際にはその分だけ放
電ポイントAが予定位置からずれる。そこで本発明の放
電加工装置は走行ワイヤの径の変動に起因するポイント
Aのこの位置ずれを補償し、ワイヤ径の変動に影響され
ないさらに精密な放電加工を行なう。このため以下の機
構を有する。すなわち張力緩衝ローラ110の経過後で
ワイヤガイド114到達前の適当な位置、例えば張力緩
衝ローラ110と第一走行ローラ112との間にワイヤ
径センサ130があって、ワイヤ径を監視している。こ
のセンサとして例えばアンリツ電気から市販されている
形式M550Aのレーザー外径測定機が利用できる。こ
のセンサは毎秒1000回の計測を行ない、±0. 3ミ
クロンの精度でワイヤ径を測定しその結果を符号化して
コンピュータ132のワイヤ径補償部に送られる(図
4)。コンピュータ132はワイヤ径の変動の大きさに
基づき、上記ワイヤ径の変動分だけ前記放電ポイント予
定位置を補償するテーブル位置信号をX- Yテーブルコ
ントローラ133に送る。この補償信号は当該ワイヤ変
動部分が加工ポイントAに到達すべきときに送られ、こ
の信号に基づいてX- Yコントローラ133はそのイン
チワームを駆動し、X- Yテーブル200をX方向に駆
動し、上記ワイヤ放電ポイントの予定の位置を確保す
る。このX- Yテーブルコントローラとしては例えば米
国ニューヨーク州、バーレーパーク在のバーレーインス
ツルメント社(BurleighInstrument
s、Inc)から市販されている形式TSEー75のイ
ンチワームでよい。このインチワームは一歩が0. 00
4ミクロンの歩幅を有する。従ってXテーブルコントロ
ーラ133の制御可能な精度は0. 004ミクロンであ
る。かくしてワイヤ径放電ポイント補償装置はワイヤ径
センサ130、コンピュータ132、X-Yテーブルコ
ントローラ133、およびX- Yテーブル200により
構成される。In this case, compensation for the fluctuation of the wire diameter described below is further performed. Since the wire discharge point A is located closest to the work piece of the wire on the outer periphery of the wire guide, when the wire diameter changes, the discharge point A actually deviates from the expected position by that much. Therefore, the electric discharge machine of the present invention compensates for this positional deviation of the point A due to the change in the diameter of the traveling wire, and performs more precise electric discharge machining that is not affected by the change in the wire diameter. Therefore, the following mechanism is provided. That is, a wire diameter sensor 130 is provided at an appropriate position after the passage of the tension buffer roller 110 and before the wire guide 114 arrives, for example, between the tension buffer roller 110 and the first traveling roller 112 to monitor the wire diameter. As this sensor, for example, a laser diameter measuring instrument of type M550A commercially available from Anritsu Electric can be used. This sensor measures 1000 times per second, measures the wire diameter with an accuracy of ± 0.3 μm, encodes the result, and sends it to the wire diameter compensator of the computer 132 (FIG. 4). The computer 132 sends a table position signal to the XY table controller 133 for compensating the predetermined discharge point position by the variation of the wire diameter based on the variation of the wire diameter. This compensation signal is sent when the wire variation portion should reach the processing point A, and based on this signal, the XY controller 133 drives the inchworm and drives the XY table 200 in the X direction. In addition, a predetermined position of the wire discharge point is secured. The XY table controller is, for example, Burleigh Instrument, Burleigh Park, NY, USA.
s, Inc.). This inchworm has a step of 0.00
It has a stride of 4 microns. Therefore, the controllable accuracy of the X table controller 133 is 0.004 microns. Thus, the wire diameter discharge point compensator includes the wire diameter sensor 130, the computer 132, the XY table controller 133, and the XY table 200.
【0020】図5は本加工放電装置に使用する所謂蓄積
型の放電回路600(図3)の回路図である。この回路
は直流電源E、スイッチS、抵抗r、およびコンデンサ
Cからなる閉回路のコンデンサCに放電部SPが並列接
続されているものである。スイッチSは上記コンピュー
タによりオン/オフできる電子的スイッチである。放電
部SPはワイヤを陰極とし加工片を陽極とし、両極間に
は前記の絶縁性の液体が介在している。スイッチSを閉
じるとコンデンサーが充電され、放電しきい電圧Vに達
するとワイヤと加工片との間の絶縁破壊が起こり、コン
デンサーに蓄積されていた電荷Q=cVが放電部を流れ
る。放電に消費されるエネルギー(一回の放電電力)は
コンデンサCに蓄積されていたエネルギー(1/2)c
V2 である。加工片のクレーターの大きさはこのエネル
ギーによって定まる。放電しきい値Vは加工片の形状、
ワイヤと加工片の間の絶縁物質の種類、両者間の距離等
に依存する。FIG. 5 is a circuit diagram of a so-called accumulation type discharge circuit 600 (FIG. 3) used in the present machining discharge device. In this circuit, a discharging unit SP is connected in parallel to a capacitor C in a closed circuit including a DC power supply E, a switch S, a resistor r, and a capacitor C. The switch S is an electronic switch that can be turned on / off by the computer. The discharge part SP uses a wire as a cathode and a work piece as an anode, and the insulating liquid is interposed between both electrodes. When the switch S is closed, the capacitor is charged. When the discharge threshold voltage V is reached, dielectric breakdown occurs between the wire and the workpiece, and the charge Q = cV stored in the capacitor flows through the discharge unit. The energy consumed for discharging (one discharge power) is the energy (1/2) c stored in the capacitor C.
A V 2. The size of the crater of the work piece is determined by this energy. The discharge threshold V is the shape of the workpiece,
It depends on the type of insulating material between the wire and the workpiece, the distance between the two, and the like.
【0021】この蓄積されていた電荷が放電で失われる
と再び充電が始まる。その時定数は抵抗rとコンデンサ
ーの容量cで定まる1/rcであり、従って放電の周期
も積rcで定まる。When the accumulated charge is lost by discharging, charging starts again. The time constant is 1 / rc determined by the resistance r and the capacitance c of the capacitor, and therefore, the discharge cycle is also determined by the product rc.
【0022】精密な放電加工を実現するには一回の放電
で形成されるクレーターが小さいほどよく、他方、加工
を迅速に行なうには単位時間当たりのクレーター発生量
が大きくなければならない。そこで本放電回路では二つ
の独立なパラメータである電圧Vと容量cとを選択す
る。これにより所望される最適な放電量および放電周期
を実現することができることに注目されたい。In order to realize precise electric discharge machining, the smaller the crater formed by one electric discharge, the better. On the other hand, in order to perform machining quickly, the amount of crater generated per unit time must be large. Thus, in the present discharge circuit, two independent parameters, voltage V and capacitance c, are selected. It should be noted that the desired optimum discharge amount and discharge cycle can be realized by this.
【0023】本実施例ではワイヤは直径100ミクロン
の真鍮線、容量cは10pF、電圧Vは60ボルトの下
でパルス数は108 ないし109 /秒であった。この周
波数は在来のトランジスター方式のパルス発生装置(周
波数1MHz程度)よりも極めて高い。臨界距離Lはほ
ぼ1ミクロンであり、クレーターの大きさは直径が約
0. 1ミクロンであった。従って表面形状の精度約0.
1ミクロンの加工ができた。In this embodiment, the wire was a brass wire having a diameter of 100 microns, the capacitance c was 10 pF, the voltage V was 60 volts, and the number of pulses was 10 8 to 10 9 / sec. This frequency is much higher than that of a conventional transistor type pulse generator (frequency of about 1 MHz). The critical distance L was approximately 1 micron, and the size of the crater was about 0.1 micron in diameter. Therefore, the accuracy of the surface shape is about 0.1.
Processing of 1 micron was completed.
【0024】ここで、上記加工予定放電ポイントbと実
際に放電の起こる加工片放電ポイントBとの関係を説明
する。加工前の加工片の外形は図3の実線BMNで示す
ように一般に上記の予定輪郭線(図3の点線bmNの形
状)よりもワイヤ放電ポイントに近接している。従って
その部分が放電領域にはいると放電によって加工される
が、その近接部分が万一ワイヤに接触したときは放電回
路600が短絡し放電が停止するので、放電回路内に設
けた放電部短絡センサVmがこれを検知してコンピュー
タの放電部短絡処理部に伝達する。放電部短絡処理部は
X- Yコントローラ133に指令し、加工片を停止させ
たままワイヤ放電ポイントAを僅かに後退させ、後退位
置から再び放電を続けさせ、当該近接部分が放電加工に
より除去される。以後、放電ポイントAが予定の放電ポ
イントに戻るまでこの過程が反復される。その後再びコ
ンピュータの加工片形状メモリに記憶されている加工片
形状に従い走行ワイヤ放電ポイントと加工片放電ポイン
トの相対位置を確保しつつ放電加工が続行され、加工片
は所望の形状に加工されて行く。このためのX- Yテー
ブル200の前進後退を行なう制御機構は公知のサーボ
機構でよく、その詳細は省略する。Here, the relationship between the above-mentioned scheduled discharge point b and the workpiece discharge point B where the discharge actually occurs will be described. As shown by the solid line BMN in FIG. 3, the outer shape of the work piece before the processing is generally closer to the wire discharge point than the above-mentioned predetermined contour (the shape of the dotted line bmN in FIG. 3). Therefore, when that part enters the discharge area, it is processed by electric discharge. However, if the adjacent part comes into contact with the wire, the discharge circuit 600 is short-circuited and the discharge is stopped. The sensor Vm detects this and transmits it to the discharge section short-circuit processing section of the computer. The discharge section short-circuit processing section instructs the XY controller 133 to slightly retreat the wire discharge point A with the work piece stopped, to continue discharging again from the retracted position, and to remove the adjacent portion by electric discharge machining. You. Thereafter, this process is repeated until the discharge point A returns to the predetermined discharge point. Thereafter, the electric discharge machining is continued while securing the relative position between the traveling wire discharge point and the work piece discharge point according to the work piece shape stored in the work piece shape memory of the computer again, and the work piece is machined into a desired shape. . The control mechanism for moving the XY table 200 forward and backward may be a known servo mechanism, and details thereof will be omitted.
【0025】歯車等を加工するときは図6に示すように
軸線Jが図3の位置からX軸のまわりに90度回転さ
せ、図面と同一平面内の位置J’に来るようにすればよ
い。これに必要な制御機構はコンピュータによるマンド
レルの位置制御機構であって公知であり、これ以上の説
明は省略する。When machining a gear or the like, as shown in FIG. 6, the axis J may be rotated 90 degrees around the X axis from the position in FIG. 3 so as to come to a position J 'in the same plane as the drawing. . The control mechanism required for this is a mandrel position control mechanism by a computer, which is well-known and will not be described further.
【0026】以上の説明においてはワイヤ走行系と加工
片の相対位置を決定するに当たり相対的z方向位置につ
いては加工片のz位置を制御し、X- Y方向位置につい
てはワイヤ走行系を制御したが、これは便宜上の問題で
あり、ワイヤ走行系、加工片のいずれのX、Y、z位置
を制御も可能であることは明白であろう。In the above description, in determining the relative position between the wire running system and the work piece, the z position of the work piece is controlled with respect to the relative z direction position, and the wire running system is controlled with respect to the XY direction position. However, this is a matter of convenience, and it will be apparent that it is possible to control the X, Y and z positions of both the wire running system and the work piece.
【0027】[0027]
【発明の効果】本発明の加工装置は、走行ワイヤの放電
ポイントと加工片の放電ポイントの3次元的相対位置を
コンピュータ制御するので、機械加工が困難な微細物に
限らず、従来は機械加工の対象と考えられている巨視的
なものの三次元的形状加工ができる。According to the machining apparatus of the present invention, the three-dimensional relative position between the discharge point of the traveling wire and the discharge point of the workpiece is computer-controlled. 3D shape processing of macroscopic objects that are considered to be objects of
【0028】また本発明の放電加工装置は極めて微小量
の放電を単位とする高周波放電を起こす放電回路を使用
するので、サブミクロンオーダーの精密かつ迅速な放電
加工および加工ができる。Since the electric discharge machining apparatus of the present invention uses a discharge circuit for generating a high-frequency electric discharge in units of very small electric discharges, electric discharge machining and machining on the order of submicrons can be performed accurately and quickly.
【0029】この精密加工において本加工装置は走行ワ
イヤの径を計測するセンサにより走行ワイヤ径の変動を
測定し、この変動分の走行ワイヤ放電ポイント位置を補
償するので、この変動に起因する加工放電ポイントの変
動を補償でき、その結果ワイヤ径の変動に左右されない
ため、極めて精密な放電加工を維持できる。In this precision machining, the machining apparatus measures the variation of the traveling wire diameter with a sensor for measuring the traveling wire diameter and compensates for the traveling wire discharge point position corresponding to the variation. Extremely precise electrical discharge machining can be maintained, since point variations can be compensated and, as a result, independent of wire diameter variations.
【図1】図1は本発明の実施例の放電加工装置の概略を
示す平面構成図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing an electric discharge machine according to an embodiment of the present invention.
【図2】図2は図1に示す実施例の側面構成図である。FIG. 2 is a side view of the embodiment shown in FIG. 1;
【図3】図3は図1に示す装置の放電領域を示す説明図
である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a discharge region of the device shown in FIG.
【図4】図4は図1に示す装置の構成を示すブロック図
である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of the device shown in FIG.
【図5】図5は図1に示す装置の放電回路の回路図であ
る。FIG. 5 is a circuit diagram of a discharge circuit of the device shown in FIG.
【図6】図6は本装置により歯車等を加工するときの加
工片とワイヤの配置を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of a work piece and a wire when processing a gear or the like by the present apparatus.
100 ワイヤ走行系 130 ワイヤ径センサ 132 コンピュータ 200 ワイヤ走行系を搭載したX- Yテーブル 310 加工液供給管 400 基台 600 放電回路 800 加工片 810 加工片コントローラ 820 マンドレル REFERENCE SIGNS LIST 100 wire traveling system 130 wire diameter sensor 132 computer 200 XY table equipped with wire traveling system 310 working fluid supply pipe 400 base 600 discharge circuit 800 work piece 810 work piece controller 820 mandrel
Claims (1)
走行される走行ワイヤと電導性加工片との間に放電を起
こさせることにより該加工片を加工する放電加工装置に
おいて、該走行ワイヤの放電ポイントおよび該加工片の
放電ポイントを予定の相対位置に位置させる放電ポイン
ト位置制御装置と、該走行ワイヤの直径を計測するワイ
ヤ径センサと、該センサで計測されたワイヤ径に基づい
て該予定の相対位置に対する該走行ワイヤ放電ポイント
の、ワイヤ径の変動に起因した位置ずれを補償するワイ
ヤ放電ポイント補償装置とを含むことを特徴とする放電
加工装置。1. An electric discharge machining apparatus for machining a work piece by causing an electric discharge between a travel wire and a conductive work piece that travels via a wire guide under a constant tension. A discharge point position control device for positioning the discharge point of the workpiece and the discharge point of the workpiece at a predetermined relative position, a wire diameter sensor for measuring the diameter of the running wire, and a wire diameter sensor based on the wire diameter measured by the sensor. A wire discharge point compensator for compensating for a displacement of the traveling wire discharge point with respect to a predetermined relative position due to a change in wire diameter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5556091A JP2730307B2 (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | Electric discharge machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5556091A JP2730307B2 (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | Electric discharge machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04275825A JPH04275825A (en) | 1992-10-01 |
JP2730307B2 true JP2730307B2 (en) | 1998-03-25 |
Family
ID=13002086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5556091A Expired - Fee Related JP2730307B2 (en) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | Electric discharge machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2730307B2 (en) |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP5556091A patent/JP2730307B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04275825A (en) | 1992-10-01 |
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