JP2764772B2 - 浸漬型放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は浸漬型放電加工装置に
係わり、更に詳しくは加工槽内に貯溜された加工液のス
ラッジ濃度を制御する浸漬型放電加工装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来の浸漬型放電加工装置のシス
テム構成図、図７は図６の一部を拡大して示した説明図
である。図６と図７において、１はワイヤ電極、２は被
加工物、３は上部ノズル、４はクイル、５はボールネ
ジ、６はモータ、７はＺ軸機構、８は下部ノズル、９は
下部アーム、１０はテーブルである。１１は加工液、１
２は加工槽、１３は加工液タンク、１４は供給ポンプ、
１５と１６は配管、１７は電磁弁、１８と１９は配管、
２０はフロートスイッチである。また、図７の、２１は
クランプジグ、２２は固定用のボルト、２３は調整用の
ボルトである。

【０００３】次に、上記従来装置の動作を説明する。被
加工物２をテーブル１０に取付け、被加工物２の板厚に
応じて図示されないＮＣ装置の指令によりＺ軸機構７を
駆動し上部ノズル３を被加工物２の直ぐ上に設定する。
そして、加工液タンク１３の加工液１１を、供給ポンプ
１４で加工槽１２に供給する。加工槽１２内に供給され
た加工液１１が増加してフロートスイッチ２０が液面の
上昇を検出すると、電磁弁１７が開いて加工槽１２の加
工液１１を加工液タンク１３に排出される。また、加工
液１１の排出で加工槽１２内の液面が下がると、フロー
トスイッチ２０が切れ電磁弁１７が閉じて排出が止めら
れる。このようにして、加工槽１２内の加工液１１の液
面が、一定範囲の高さにオン・オフ的に調節される。

【０００４】一方、ワイヤ電極１は上部ノズル３と下部
ノズル８により、被加工物２に対して相対的に位置決め
される。ワイヤ電極１と被加工物２の間で放電させ、ワ
イヤ電極１と被加工物２が相対的に移動することによ
り、加工槽１２内の加工液１１に浸漬された被加工物２
に一定形状の放電加工が行なわれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように構成され
た従来の浸漬型放電加工装置は、加工槽１２への加工液
１１の供給量が加工量に無関係になっていたために、加
工により発生する加工槽１２内の加工液１１中に含まれ
るスラッジの量が増えてスラッジ濃度が著しく増加する
ことがあった。このため、加工量の多い時にはスラッジ
濃度が濃くなって被加工物２の上にスラッジが堆積し、
被加工物２がチッピングを起こすことがある。また、ス
ラッジ濃度の増加によって加工液１１が濁り、加工部の
加工状態を観察することが困難になることもあった。

【０００６】これらの防止策として、最大加工時の加工
量に合わせて加工液１１の供給量を決定すれば良いよう
であるが、加工量の少ない仕上げ加工時においても必要
量以上に多量の加工液１１を流すことになると共に、液
流によりワイヤ電極１を振動させ加工精度を低下させる
ことがあり、加工精度と加工液の利用効率の面からも好
ましいことではなかった。また、加工部で発生したスラ
ッジが部分的に漂うために、加工槽１２への加工液１１
の供給量と排出量を常時最適にすることが不可能であっ
た。さらに、図７にも示すように、被加工物２の端まで
加工しようとすると液面検出用のフロートスイッチ２０
が、クランプジグ２１や固定用のボルト２２等に衝突す
る危険がある。このため、加工中にボルト２２等に衝突
しないように十分注意を払う必要があるばかりでなく、
加工範囲が制限される等の問題点があった。

【０００７】この発明は上記のような従来の課題を解決
するためになされたもので、加工槽内部のスラッジ濃度
を常に一定とし、汚れを無くして清浄さを保つことを目
的とするものである。また、加工液の液面の高さを検出
する液面検出機構をコンパクトに構成すること等を目的
とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、加工液供給
手段により加工液タンクの加工液を加工槽に供給し、加
工槽に貯溜された加工液に被加工物を浸漬させて浸漬加
工する浸漬型放電加工装置において、被加工物の加工量
を計算する加工量計算手段と、被加工物の加工開始から
の加工時間を計測する加工時間計測手段と、加工時間計
測手段で計測した加工時間と加工量計算手段で計算した
加工量とから加工槽内のスラッジ濃度を計算する濃度計
算手段と、濃度検出手段の算出結果に基づいて加工液供
給手段によって加工槽に供給する加工液の供給量を制御
する供給量制御手段とを備えた浸漬型放電加工装置を構
成したものである。

【０００９】また、加工槽内の被加工物の上部でワイヤ
電極の位置決めをすると共に、加工液を被加工物の上部
から加工部に供給するための上部ノズルを備え、上部ノ
ズルの一部を加工液に浸してワイヤ電極で加工液中に浸
漬された被加工物を放電加工する浸漬型放電加工装置に
おいて、上部ノズルの外周に形成された環状の隙間に滑
動可能にフロートを配置し、フロートにより接点を開閉
して加工槽内の加工液の液面を検出する液面検出手段を
設けた浸漬型放電加工装置を構成したものである。

【００１０】この第１の発明に係る浸漬型放電加工装置
は、被加工物の加工量を計算する手段と、被加工物の加
工開始からの加工時間を計測する加工計測手段と、該加
工時間計測手段で計測した加工時間と加工量計算手段で
計算した加工量とから加工槽内のスラッジ濃度を計算す
る手段と、該濃度検出手段の算出結果に基づいて加工液
供給手段によって加工槽に供給する加工液の供給量を制
御する供給量制御手段とを備えることにより、加工槽内
の清浄さを常に保つことができる。

【００１１】また、第２の発明に係る浸漬型放電加工装
置は、上部ノズルの外周に形成された環状の隙間に滑動
可能にフロートを配置し、フロートにより接点を開閉し
て加工槽内の加工液の液面を検出する液面検出手段を設
けることにより、コンパクトな液面検出装置を得ること
ができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。 実施例１． 図１は本発明の実施例１の浸漬型放電加工装置を示すシ
ステム構成図、図２は実施例１における液面検出機構の
説明図で、従来装置と同じ部分には同一符号が付されて
一部説明が重複するが、本発明ではやや詳しく説明す
る。図１において、１はワイヤ電極、２はワイヤ電極１
で加工される被加工物である。３は被加工物２の上部に
設けられた上部ノズルで、ワイヤ電極１の位置決めを行
う。４は上部ノズル３を保持するクイル、５はボールネ
ジ、６はモータである。上部ノズル３やクイル４などに
より、Ｚ軸機構が構成されている。そして、Ｚ軸機構７
のモータ６がボールネジを回転して、上部ノズル３をク
イル４と一体にＺ軸方向に移動して被加工物２に対向さ
せる。

【００１３】８は下部ノズル、９は下部アームである。
下部ノズル８は下部アーム９に保持されて、被加工物２
を挟んで上部ノズル３に対向している。１０は被加工物
２を積載したテーブル、１１はテーブル１０上の被加工
物２を浸漬した加工液、１２は加工液１１が供給されて
溜める加工槽である。１３は濾過機構を備え加工液１１
を貯蔵する加工液タンク、１４は供給ポンプ、１５と１
６は配管である。供給ポンプ１４は配管１５と１６によ
り加工液タンク１３と加工槽１２に接続され、加工液タ
ンク１３内の加工液１１を加工槽１２に供給する。１７
は電磁弁、１８及び１９は電磁弁１７と加工槽１２及び
加工液タンク１３を連通する配管である。電磁弁１７は
開閉動作により加工槽１２内の加工液１１を加工液タン
ク１３に還流させて、加工槽１２内に貯溜された加工液
１１の排出量を規制する。

【００１４】３０は液面検出機構で上部ノズル３の周辺
に設けられ、詳細な説明図が図２に示されている。３１
は液面検出機構３０のフロート、３２は保護用のカバー
である。カバー３２は上部ノズル３の周りに同一円周上
に設けられ、フロート３１が環状の隙間に上下方向に移
動可能に配置されている。３３はフロート３１の上面に
取付けられた可動接点、３４は可動接点３３に対向し上
部ノズル３と一体の固定接点、３５はシールリングであ
る。シールリング３５はフロート３１とカバー３２の間
に設けられてフロート３１を滑動可能にシールし、可動
接点３３と固定接点３４を加工液１１から隔離する。

【００１５】５０はＮＣ装置である。ＮＣ装置５０には
種々の設定器が設けられ、例えば加工電圧Ｖ，電流Ｉ、
電流のデューティ比Ｄ等の電気的条件等が設定される。
また、このＮＣ装置５０には、被加工物２の加工開始か
らの経過時間を計測する計時機能や各種の演算・制御機
能も備えられている。そして、上記電気的条件や計測時
間或いは被加工物２の板厚等の加工条件から加工速度と
加工量が求められ、加工で発生するスラッジの量に対応
する加工液の供給量が算出される。このほか、ＮＣ装置
５０により加工条件に基づいて、Ｚ軸機構７や供給ポン
プ１４及び攪拌機構４０等の起動停止動作も制御される
ようになっている。

【００１６】上述のような構成の本発明実施例１の動作
を、図３のフローチャートを併用して次に説明する。被
加工物２をテーブル１０に取付けてから、ＮＣ装置５０
の指令により被加工物２の板厚に応じてＺ軸機構７を駆
動して上部ノズル３を被加工物２の上に近接させて位置
決めする。位置決め後、供給ポンプ１４を作動して、加
工液タンク１３内の加工液１１を加工槽１２に供給す
る。加工槽１２内への加工液１１の供給で液面が上昇し
てフロート３１が浮き上がると、可動接点３３と固定接
点３４が接触してオンになる。接点のオン信号が図１と
図２の矢印の経路を経て電磁弁１７に出力され、電磁弁
１７が開いて加工液１１が加工槽１２から加工液タンク
１３に排出される。加工液１１の排出で加工槽１２内の
液面が下がると、フロート３１も降下して再び両接点３
３と３４がオフになり電磁弁１７も閉じて加工液１１の
排出が停止する。

【００１７】このようにして、液面検出機構３０によっ
て、加工槽１２内の加工液１１の液面が一定範囲の高さ
にオン・オフ的に制御される。加工液タンク１３に還流
された加工液１１は、濾過機構でスラッジ等が濾過され
てから、清浄化された加工液１１が供給ポンプ１４によ
り再び加工槽１２に供給される。

【００１８】一方、ワイヤ電極１は上部ノズル３と下部
ノズル８の間に懸張されて、被加工物２に対して相対的
に位置決めされる。ワイヤ電極１と被加工物２の間で放
電させて、ワイヤ電極１と被加工物２を相対的に移動す
ることによって放電加工が行われる。加工中には、攪拌
機構４０のモータ４２によりスターラ４１を回転させ、
加工槽１２内の加工液１１を撹拌して加工により発生し
たスラッジ濃度が加工槽１２内で均一にされる。

【００１９】被加工物２の電気的な加工条件はＮＣ装置
５０により設定され、設定された電気的な加工条件から
加工速度が計算される。更に、算出された加工速度と被
加工物２の板厚から、加工量が計算される。加工量によ
り発生するスラッジの量が予測されるので、加工槽１２
に供給する加工液１１の供給量が演算される。演算結果
の加工液１１の供給量は、ＮＣ装置５０により供給ポン
プ１４の回転数から所定量に選択することができる。而
して、供給ポンプ１４から加工槽１２に供給される加工
液１１の供給量は、発生するスラッジ量に対応すること
になる。

【００２０】実施例２． 上記実施例１では、一旦加工液１１の供給量を算出して
設定したら変更しない構成が採用された。一般に、加工
の始めは加工槽１２内部のスラッジ濃度は薄いから、加
工液１１の供給量はそれほど供給する必要がない。ま
た、加工時間が短い場合にも、加工液１１の供給を少な
くできる場合もある。したがって、加工時間の経過に応
じて加工槽１２の内部のスラッジ濃度の変化を計測し、
加工液１１の供給量を計測値に応じて変更すればより一
層効果的な加工液１１の供給が行えることになる。

【００２１】そこで、本発明の実施例２では加工液１１
内のスラッジ濃度を一定時間毎に計算して、加工時間に
対応して加工液１１の供給量を増加するように構成した
ものである。実施例２の動作を示すフローチャートを、
図４に示す。図４で図３と異なるところはフローチャー
トが示すように、経過した加工時間毎に計算したスラッ
ジ濃度に基づく加工液１１の供給量の算出を循環的に繰
り返えす構成を採用したことである。

【００２２】実施例３． 実施例１では、ＮＣ装置５０を用いて計算により加工液
１１の供給量を決定したが、直接加工液１１内のスラッ
ジ濃度を検出してもよい。実測に因る実施例３の構成
を、図５に示す。図５において、６０はスラッジの濃度
検出機構である。６１は濃度検出機構６０の発光ダイオ
ード、６２はフォトトランジスタ、６３はコントローラ
である。発光ダイオード６１とフォトトランジスタ６２
は共に防水処理が施されて、加工槽１２の加工液１１中
に一定間隔を隔てて対向して配置されている。そして、
発光ダイオード６１から投射された光は加工液１１に懸
濁するスラッジにより反射又は散乱され、減衰した光を
フォトトランジスタ６２が受光する。コントローラ６３
は、このフォトトランジスタ６２の出力に応じて供給ポ
ンプ１４を介して加工液１１の供給量を制御する。

【００２３】次に、実施例３の動作を説明する。加工が
開始されるまでは、実施例１と同一である。加工を始め
ると、スラッジが発生して加工槽１２の加工液１１が汚
れ始める。加工槽１２には攪拌機構４０のスターラ４１
が取付けられており、モータ４２が駆動され加工液１１
が攪拌されてスラッジ濃度が加工槽１２内で均一にされ
る。したがって、加工槽１２内のスラッジの分布が一様
になり何処でスラッジ濃度を検出してもよく、本発明で
は次のようにして光を利用してスラッジ濃度が検出され
る。

【００２４】加工槽１２の内部に設置された濃度検出機
構６０の発光ダイオード６１から投射された光は、加工
液１１を透過してフォトトランジスタ６２が受光する。
透過光を受光したフォトトランジスタ６２の出力は、ス
ラッジ濃度に対応して変化しスラッジ濃度が濃くなった
場合には出力が低下する。また、加工液１１中のスラッ
ジ濃度が薄くなったときは、出力が増加する。そして、
コントローラ６３がフォトトランジスタ６２の出力に基
づいて、スラッジ濃度が濃くなった場合には供給ポンプ
１４の供給量を増加させる。逆に、スラッジ濃度が薄く
なった場合には、供給量を減少させるようにして加工槽
１２内のスラッジ濃度がほぼ一定に制御される。実施例
３では直接スラッジ濃度を検出し検出量を供給ポンプ１
４に帰還して加工液１１の供給量を制御するサーボ系を
採用したので、供給量がスラッジ濃度の変化に正確に追
随することになる。

【００２５】なお、上述の実施例３では光を利用してス
ラッジ濃度を検出した場合を例示して説明したが、スラ
ッジ濃度により加工液１１の加工槽１２への供給量を制
御する構成であれば重量や磁気等を利用してもよい。

【００２６】

【発明の効果】この発明は、加工液供給手段により加工
液タンクの加工液を加工槽に供給し、加工槽に貯溜され
た加工液に被加工物を浸漬させて浸漬加工する浸漬型放
電加工装置において、被加工物の加工量を計算する加工
量計算手段と、被加工物の加工開始からの加工時間を計
測する加工時間計測手段と、加工時間計測手段で計測し
た加工時間と加工量計算手段で計算した加工量とから加
工槽内のスラッジ濃度を計算する濃度計算手段と、濃度
検出手段の算出結果に基づいて加工液供給手段によって
加工槽に供給する加工液の供給量を制御する供給量制御
手段とを備えた浸漬型放電加工装置を構成したものであ
る。

【００２７】また、加工槽内の被加工物の上部でワイヤ
電極の位置決めをすると共に、加工液を被加工物の上部
から加工部に供給するための上部ノズルを備え、上部ノ
ズルの一部を加工液に浸してワイヤ電極で加工液中に浸
漬された被加工物を放電加工する浸漬型放電加工装置に
おいて、上部ノズルの外周に形成された環状の隙間に滑
動可能にフロートを配置し、フロートにより接点を開閉
して加工槽内の加工液の液面を検出する液面検出手段を
設けた浸漬型放電加工装置を構成した。

【００２８】この結果、加工量の少ない仕上げ加工時等
に少ない加工液が供給され、板厚が厚いときや加工速度
の速いときに多量の加工液が加工槽に供給されて常時ス
ラッジ濃度が均一に保持されることになる。したがっ
て、被加工物がチッピングを起こしたり、スラッジ濃度
の増加で加工液が濁って加工部の加工状態の観察に支障
を来すようなことも起こらない。また、加工液の供給が
スラッジ量、即ち加工速度に対応するので、供給が適切
で利用効率が高く加工精度を向上することができる。ま
た、撹拌手段の設置によりスラッジの分布が均一にな
り、液面検出器がコンパクトで従来のようなフロートス
イッチが、クランプジグや固定用のボルト等に衝突する
危険や加工範囲が制限を一掃することができる。

【００２９】よって本発明によれば、加工槽内部のスラ
ッジ濃度を常時一定に清浄に保持すると共に、加工液の
利用効率が高く、しかも加工物の加工を高精度に行うこ
とができる等の種々の利点のある浸漬型放電加工装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の浸漬型放電加工装置を示す
システム構成図である。

【図２】実施例１における液面検出装置の説明図であ
る。

【図３】実施例１の動作を示すフローチャートである。

【図４】本発明の実施例２における動作を示すフローチ
ャートである。

【図５】本発明の他の実施例を示すシステム構成図であ
る。

【図６】従来の浸漬型放電加工装置におけるシステム構
成図である。

【図７】従来の浸漬型放電加工装置における被加工物の
付近の説明図である。

【符号の説明】 １ ワイヤ電極 ２ 被加工物 ３ 上部ノズル １１ 加工液 １２ 加工槽 １３ 加工液タンク １４ 供給ポンプ（加工液供給手段） ３０ 液面検出機構（液面検出手段） ４０ 攪拌機構（攪拌手段） ５０ ＮＣ装置（電気的条件設定手段，加工量計算手
段，加工時間計測手段，濃度計算手段，） ６０ 濃度検出機構（濃度検出手段）

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工液供給手段により加工液タンクの加
   工液を加工槽に供給し、該加工槽に貯溜された加工液に
   被加工物を浸漬させて浸漬加工する浸漬型放電加工装置
   において、 前記被加工物の加工量を計算する加工量計算手段と、前
   記被加工物の加工開始からの加工時間を計測する加工時
   間計測手段と、該加工時間計測手段で計測した加工時間
   と前記加工量計算手段で計算した加工量とから加工槽内
   のスラッジ濃度を計算する濃度計算手段と、該濃度検出
   手段の算出結果に基づいて前記加工液供給手段によって
   加工槽に供給する加工液の供給量を制御する供給量制御
   手段とを備えたことを特徴とする浸漬型放電加工装置。
2. 【請求項２】 加工槽内の被加工物の上部でワイヤ電極
   の位置決めをすると共に、加工液を前記被加工物の上部
   から加工部に供給するための上部ノズルを備え、該上部
   ノズルの一部を加工液に浸して前記ワイヤ電極で加工液
   中に浸漬された被加工物を放電加工する浸漬型放電加工
   装置において、 前記上部ノズルの外周に形成された環状の隙間に滑動可
   能にフロートを配置し、該フロートにより接点を開閉し
   て前記加工槽内の加工液の液面を検出する液面検出手段
   を設けたことを特徴とする浸漬型放電加工装置。