JP3570006B2 - 放電加工機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、ラムがオーバーハングしたときに、ラムの自重による変形で発生する加工精度の低下を防止することができる移動型加工ヘッドを備えた放電加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の放電加工機の構成を示す構成図であり、図において、１は垂直部１ａと水平部１ｂとからなるラム、２はラム１に装着された加工ヘッド、３はラム１を直線案内機構であるＸ軸方向ガイドレール４を介してＸ軸方向へ、直線案内機構であるＹ軸方向ガイドレール５を介してＹ軸方向に移動させるためのガイドレール案内部としてのサドル、６はコラム、７はコラム６及び加工槽８を積載しているヘッド、９は加工ヘッド２に搭載されている電極、１０は加工槽８内における、電極９と対向する位置に設置された被加工物である。
【０００３】
このような従来の放電加工機において、加工ヘッド２はラム垂直部１ａに設置されているため、図１０（ａ）で示されるように、電極９とサドル３との空間距離が最短となる基準位置から、空間距離が次第と長くなるようＹ軸方向ガイドレール５の長手方向への移動（以下、オーバーハングという）していないときは、電極９が加工対象である被加工１０に対して垂直を保っているが、図１０（ｂ）で示されるように、ラム１がＹ軸方向（図における左方向）に大きく移動し、オーバーハングした際には、ラム１及び加工ヘッド２等の自重により電極９が被加工物１０に対してδ傾いてしまう。
被加工物１０の高い加工精度を得るためには、加工ヘッド２が常に垂直度を保っていることが必要であり、垂直度がでていないと加工ヘッド２が鉛直方向に動かないため、深さ方向（Ｚ軸方向）の加工をすることができず、寸法精度がでない。
従って、オーバーハングした際にも加工ヘッドの垂直度が保たれることが必要となっている。
【０００４】
ラム１がオーバーハングした際に、加工ヘッド２の垂直度を保つ技術として、ラム１の剛性を強くすることにより、ラム１及び加工ヘッド２等の自重による傾きθに対応している。
一般にラム１の剛性は、剛性が求められる部分の断面２次モーメント（幅×高さ３ ／１２）により決まるので、ラム１の剛性を上げる手段としては、Ｚ軸方向への高さを高くさせれば良い。
そこで、従来において、ラム１がオーバーハングした際にも、加工ヘッド２の垂直度を保つ技術として、図１１に示すように、補強板１１をラム１に固着し、結果として、ラム１の剛性が求められる部分のＺ軸方向への高さを高くし、断面２時モーメント、すなわち剛性を高くする放電加工機が提案されている。
この補強板１１によりＺ軸方向への高さが増し、ラム垂直部１ａの剛性が上がり、ラム１がＹ軸方向（図における左方向）に移動してオーバーハングした際にも、加工ヘッド２が傾くのが防止され、加工ヘッド２の垂直度を保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の放電加工機では、上述したように補強板１１によりＺ軸方向への高さを増加させるので、ラム垂直部１ａの剛性は上がり、ラム１がオーバーハングした際の傾きが減少する。
しかし、補強板１１を新たに増設するため、ラム１にかかる重量は大幅に増加してしまう問題点があった。
また、更に高い剛性を得るためには補強板１１を厚くすることにより、幅（Ｘ軸方向）を大きくする必要がある。
補強板１１の重量が増加すれば、被加工物１０を加工するためにラム１、補強板１１及び加工ヘッド２を移動させるために必要なモータ２３の容量を大きくしなくてはならないといった別の問題点もあった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、補強板を使用することなく、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる放電加工機を得ることである。
また、第２の目的は、上記第１の目的に加え、ガイドレールの傾斜を予め設定する必要のない放電加工機を得ることである。
さらに、第３の目的は、上記第２の目的に加え、オーバーハングの移動量に応じて、自動的にガイドレールの傾斜を調整することができる放電加工機を得ることである。
さらにまた、第４の目的は、予め設定するガイドレールの傾斜作成には余り精度が要求されることなく、しかしながら、ガイドレールのラムへの搭載後にはそれを補正して精度の高い傾斜が得られる放電加工機を得ることである。
また、第５の目的は、上記第１の目的に加え、作業者自らが作業することなく、加工ヘッドのオーバーハングの移動量に応じて自動的に傾きを調節可能となる放電加工機を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電加工機においては、被加工物に対向する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及びこのラム垂直部を垂設するラム水平部、を有し、このラムを平行移動させ、上記電極により加工槽内に配置された上記被加工物を任意の形状に加工させるガイド手段と、上記ラムの平行移動の際、上記加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向に上記ラムを傾斜させる傾斜手段とを備えたものである。
【０００８】
また、被加工物を加工する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及び、上記電極が加工槽内に配置された上記被加工物と対向するべく上記ラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムのラム水平部下面に固着され、上記電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するガイドレールと、このガイドレールの長手方向に上記ラムを案内するガイドレール案内部と、を備えたものである。
【０００９】
さらに、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により、形成されるようにしたものである。
【００１０】
また、湾曲形成手段は、ガイドレールに添った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された上記移動量に応じて上記ガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段と、を備えたものである。
【００１１】
さらにまた、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールに予め設けられた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜と、から構成されるようにしたものである。
【００１２】
また、ガイドレールに添った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に加工ヘッドの移動方向とは反対方向へ移動し、上記加工ヘッドに対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたものである。
【００１３】
【作用】
上記のように構成された放電加工機においては、放電加工にともなうラムの平行移動の際に、加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向にラム自体を傾斜させ、加工ヘッドの自重による鉛直からの傾きと、予め設けられた逆方向への傾斜により、補強板を用いることなく、重量を増加させない方法で加工ヘッドに発生する傾きを相殺することができる。
【００１４】
また、ガイドレールに対して、電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するべく設け、電極の移動量にともなう自重による鉛直からの傾きと、ガイドレールを介して予め設定されたラム水平部の傾きとが相殺し合い、電極が常に鉛直方向に向くことができる。
【００１５】
さらに、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により、ガイドレールの上方への傾斜を形成するので、ガイドレールの傾きを任意に形成することができ、ガイドレールに予め傾斜を設ける必要がない。
【００１６】
さらにまた、湾曲形成手段は、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された移動量に応じてガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段とを備えたので、加工ヘッドの移動量に応じて、作業者自らが作業することなく傾斜をガイドレールに形成することができる。
【００１７】
また、ガイドレールの上方への傾斜は、ガイドレールに予め設けられらた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜とから構成されるので、調整傾斜により、どのような傾きを持ったガイドレールに対しても確実に傾きの調整を行い、電極の傾きを補正することができる。
【００１８】
さらに、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に加工ヘッドの移動方向とは反対方向へ移動し、加工ヘッドに対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたので、ラムの移動量によって発生する異なる傾きを、加工ヘッドの移動量に応じて変化するモーメント力により補正することができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１．
図１はこの発明の一実施例である放電加工機の構成を示す構成図であり、図１（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図１（ｂ）はラム１がオーバーハングした時の状態を示している。
図において、１〜４、６〜１０は上述した従来装置と同一のものであり、その説明は省略する。
１ｃはラム水平部であり、その加工寸法は、オーバーハングした時にラム垂直部１ａが垂直となるように、加工ヘッド２が傾く量に等しい量だけ上方に傾斜している湾曲取付部分１２が形成されている。
５Ａはサドル３をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸方向ガイドレールであり、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２に、取り付ける側部分が曲面（加工ヘッド２が傾く量に等しい量だけ上方に傾斜）となるように形成されている。（図１参照）
【００２０】
ラム移動型放電加工機は、ラム垂直部１ａの高さが６６０ｍｍ、ラム水平部１ｃの長さが７６０ｍｍ、加工ヘッド２の重量が２００ｋｇであり、加工ヘッド２がＹ軸方向に最大２５０ｍｍ、Ｘ軸方向に最大１５０ｍｍ移動して放電加工をすることができる場合、図２のように横軸にラム１のＹ軸方向への変位量（ｍｍ）、縦軸にラム垂直部１ａの鉛直からの傾き（たわみ角θ）をとると、補強板１１により補強されていない従来装置では、破線Ａで示されるように、Ｙ軸方向への変位量（ｍｍ）と、鉛直からの傾きθの角度との関係が、有限要素法による変形解析により略直線となって現れる。
この図２の破線Ａで示される、変位量の増加にともない鉛直からの傾きθの増大が、ラム１のＹ軸方向への移動量によりラム垂直部１ａの被加工物１０に対しての傾きとなって現れ、加工精度を落としてしまう。
【００２１】
これに対し、本実施例で示されるラム移動型放電加工機では、補強板１１を用いることなく破線Ａの傾きをゼロに近づけるようとするもので、図３に示されるように、ラム垂直部１ａがＹ軸方向にＬ移動した時の傾きθを相殺するために、予めラム１がＹ軸方向ガイドレール５Ａに沿ってＹ軸方向にＬ移動したときに、ラム１全体を−θ傾くようにするべく、ラム水平部１ｃに傾きθの湾曲取付部分１２が設けられ、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａが取り付けられている。
ここで、傾きθは移動量Ｌに応じて変化するもので必ずしも一定ではない。
【００２２】
次に、図３に示すように、ラム１の移動量Ｌ、移動量Ｌに応じて変化するラム垂直部１ａの傾きθを用いて、ラム水平部１ｃに設けられた湾曲取付部分１２の傾きを定義する。
ラム１の移動量Ｌにより変化するラム垂直部１ａの傾きθを相殺するために、予めラム垂直部１ａが、Ｙ軸方向にＬ移動した時に−θ傾くように設定しておけば、結果として、Ｙ軸方向への移動量Ｌに捕らわれることなく、θの傾きと−θの傾きにより相殺されて、常にラム垂直部１ａの鉛直からの傾きがゼロとなる。
【００２３】
実際に、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａを取り付けるラム水平部１ｃの加工寸法は、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａが取り付けられるラム水平部１ｃの水平面から、高さＨ（曲面の湾曲具合：湾曲取付部分１２）となるように加工される。
この高さＨは、移動距離Ｌにともない変化し、この高さＨを定式化すると、
Ｈ＝Ｌｔａｎθ
Ｈ：ラム水平部１ｃの水平面からの高さ（湾曲取付部分１２の湾曲具合）
Ｌ：ラム１の移動量
θ：ラム垂直部１ａの鉛直からの傾き
と定義することができる。
【００２４】
図４に、本実施例で示した、ラム垂直部１ａの高さが６６０ｍｍ、ラム水平部１ｃの長さが７６０ｍｍ、加工ヘッド２の重量が２００ｋｇ、加工ヘッド２がＹ軸方向に最大２５０ｍｍ、Ｘ軸方向に最大１５０ｍｍ移動可能なラム移動型放電加工機における、高さＨのおよその値を示す。
図４に示されるように、本実施例における高さＨは、ラム１の変位量の増加にともなう鉛直からの傾きθの増大（図２参照）及び、Ｈ＝Ｌｔａｎθの式で示される関係より求められ、高さＨがその値となるようにラム水平部１ｃを加工する。実際には、ラム１がＹ軸方向に１２５ｍｍ移動した際には、水平面からの高さＨが３．３μｍとなるようにし、最大移動量である２５０ｍｍ移動した際には、水平面から高さＨが１３μｍとなるように曲面に加工してある。
【００２５】
このように加工することで、ラム１が２５０ｍｍ前方に移動したとき、つまりサドル５が、湾曲取付部分１２に取り付けられたＹ軸方向ガイドレール５Ａの曲面部分にきたとき、ラム１が上向くため（−θ傾く）、ラム垂直部１ａのオーバーハングによる前方への傾き（θ）が互いに相殺され、ラム垂直部１ａの傾きが補強板１１を用いることなく容易に補正される（図２の実線Ｂ参照）。
【００２６】
また、一般に、電極９と加工対象物１０との間の距離から、被加工物１０の加工精度に影響を与えないようにするには、鉛直からの傾きであるたわみ角を、最大０．００１゜以下にする必要がある。
本実施例のように構成されたラム移動型放電加工機におけるたわみ角は、有限要素法による変形解析により、図２の実線Ｂのようになり、最大０．００１゜を下回り、オーバーハングの変位量（ラム１の移動量）に関わらずほぼ一定となる。本実施例では、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａを取り付けるラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２を加工している例を説明しているが、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａのサドル３と接する面を加工し、同様な曲面を形成させることでも同じ効果が得られるのは言うまでもない。
【００２７】
実施例２．
図５は、上述した実施例１で示した、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２の、細かい角度調節ができるように構成した例を示す構成図であり、図５（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図５（ｂ）はラム１がオーバーハングしている時の状態を示している。
図において、１〜１２は上述した実施例１と同様であるので説明は省略する。
１３はラム水平部１ｃに例えば４本のボルト等により固着されている支持部、１４は一端が支持部１３に取り付けられ、他端がラム水平部１ｃに固着された外力調整装置１５に取り付けられた、外力を発生させるコイルスプリングであり、これら支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により、ラム水平部１ｃの剛性以上の弾性を有し、予め設けられた上方への傾きを有するＹ軸方向ガイドレール５Ａと電極９との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲調整手段を構成する。
【００２８】
図６は、支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５の詳細な構成を示した構成図であり、図６（ａ）はＸ軸方向から見た側面図、図６（ｂ）は上面図、図６（ｃ）はＹ軸方向から見た側面図である。
図に示されるように、外力調整装置１５は、コイルスプリング１３の一端が取り付けられているガイドレール端部である端部１５ａであり、２本のスクリュー１５ｂが貫通することにより、Ｙ軸方向のみに自由に移動することができる。
１５ｃはスクリュー１５ｂをＹ軸方向にそれぞれ平行となるように固定する固定装置であり、ラム水平部１ｃに例えばボルトにより固着されている。
１５ｄはスクリュー１５ｂのそれぞれに２個づつ通している六角ナットであり、スクリュー１５ｂ上での六角ナット１５ｄをレンチ等により位置を変えることで、端部１５ａの位置、すなわちコイルスプリング１３の取付位置を変化させる。
【００２９】
次に動作について説明する。
上述のように構成されたラム移動型放電加工機において、例えば、六角ナット１５ｄの位置を変化させ、端部１５ａを支持部１３から離れた位置（図における右方向）に移動させることにより、コイルスプリング１４は次第に延び、バネ力を発生する。
ここでコイルスプリング１４は、バネ定数の大きなもの、すなわちラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃを変形させることが可能なくらいのバネ力を有したもの用いる必要がある。
作業者は、端部１５ａの位置を変化させること、あるいは、コイルスプリング１４のバネ定数を変化させることで、その端部１５ａの変化にともない発生するバネ力により、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２の湾曲の具合（調整傾斜相当）を調節することができる。
また、スクリュー１５ｂを２本使用しているのは、ラム水平部１ｃ及びＹ軸方向ガイドレール５Ａが不均一に変形するのを防ぐためである。
【００３０】
本実施例のように構成すると、外力調整装置１５の上述したラム水平部１ｃの湾曲部分の調節機構により、湾曲取付部分１２に予め付けられている湾曲を、例えば、さらに調整傾斜の分、調整することも可能であるので、予めラム水平部１ｃに設けられる湾曲取付部分の加工精度を落とし、外力調整装置１５により細かい調節を行うことにより、ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きθに対処するようにすることもできる。
さらに、ラム移動型放電加工機自体の設置状態のばらつきにより発生し得る細かいズレの補正が可能となる。
【００３１】
ここで、調整傾斜として、湾曲取付部分１２の湾曲を、ζ（ζ＋θ＝θ１）分さらに調整しなければならない時には、実施例１と同様に、
ζ＝Ｌｔａｎθ１
ζ ：湾曲取付部分１２の調整が必要な高さ
Ｌ ：ラム１の移動量
θ１：ラム垂直部１ａの鉛直からの傾き
と定義することができる。
また、実施例１の方法のみで補正できなかった加工精度に影響を与えるようなラム垂直部１ａの鉛直から０．００１゜以上の傾きθ１があった場合、その傾きを補正することもできる。
【００３２】
また、本実施例では、コイルスプリング１４と外力調整装置１５との機能により、湾曲取付部分１２の調整を行う場合を例にとり説明したが、ラム水平部１ｃを変形させる外力を有するものならばどのようなものでも良く、例えば、磁力等による外力発生機構によっても同様であるのは言うまでもない、
【００３３】
更に、湾曲調整手段が、支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により構成される実施例を説明したが、ガイドレール端部に相当する端部１５ａを上方に引き上げる湾曲形成手段として、同様に支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により構成すれば、ガイドレール端部に相当する端部１５ａを上方に引き上げることにより、ラム水平部１ｃ下面に平行に設置されているＹ軸方向ガイドレール５Ａに、加工ヘッドに発生する鉛直からの傾きに等しい傾斜を持たせることも可能である。
このように構成すると、バネ定数が、ラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃ可能でさせることが可能なコイルスプリング１４を選ぶと、予めラム水平部１ｃとし、取付部分１２を設ける必要がなく、後で、六角ナット１５ｄにより端部１鉛直か位置を変化させることで、ラム水平部１ｃに湾曲（湾曲取付部分１２に相部分）を正確に設けることができ、ラム水平部１ｃの設計加工が容易になる。このとき、自動的にＹ軸方向ガイドレール５Ａが上方に傾斜するのは言うまでもない。
【００３４】
実施例３．
また上述した実施例１では、予めラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２を設けている例を示しているが、実施例２で示した技術思想を利用することにより、本実施例に示されるように、ばね定数がラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃを変形させることが可能なコイルスプリング１４を選び、ラム１のオーバーハングのＹ軸方向への移動量にともない、ラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２が形成され、その傾き具合がＹ軸方向への移動量にともない自動的に変化するようにすることもできる。
図７は、本実施例の構成を示す構成図であり、図において、１〜１４は上述した実施例と同一であるので説明は省略する。
１６は実施例２における外力調整装置１５に相当するモータ駆動式外力調整装置であり、ラム１のＹ軸方向への変位量をもとに、コイルスプリング１４の一端が取り付けられた端部１６ａがＹ軸方向へと変位して、コイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）により、ラム水平部１ｃの湾曲取付部１２を変形させる。
【００３５】
次に、モータ駆動式外力調整装置１６のラム水平部１ｃに対する機能を以下詳細に説明する。
図７（ａ）に示されるように、ラム１がオーバーハングしていない時には、モータ駆動式外力調整装置１６の端部１６ａは、最も支持部１３に近づいた状態となっており、コイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）は何らラム水平部１ｃに作用しておらず、勿論ラム水平部１ｃに設けられたＹ軸方向ガイドレール５Ａは、サドル３に対して水平の、傾きのない状態となっている。
しかし、図７（ｂ）に示されるように、放電加工によりラム１がＹ軸方向へ変位量Ｌだけオーバーハングすると、モータ駆動式外力調整装置１６はＹ軸方向への変位量Ｌを演算して、その変位量Ｌにともなう鉛直からの傾き（たわみ角：図２参照）を相殺すべく予めラム垂直部１ａを傾かせるために、端部１６ａをラム１が変位したＹ軸方向とは逆方向に移動させる。
【００３６】
端部１６ａをラム１の変位方向とは逆方向に移動させることにより、コイルスプリング１４はＹ軸方向へと伸ばされ、バネ力（弾性復元力）が発生する。
このバネ力（弾性復元力）により、支持部１３及びラム水平部１ｃの剛性を考慮した時、ラム水平部１ｃの剛性の方が小さければ、ラム水平部１ｃはバネ力に負け、鉛直からの傾きに等しい湾曲を持った湾曲取付部部分１２が形成される。
この湾曲取付部分１２の湾曲は、コイルスプリング１４のばね定数及び端部１６ａの移動量に左右される。
ラム１がＹ軸方向に変位量Ｌ移動した時に、湾曲取付部分１２のラム１の前方へ湾曲させるべき変位量は予め求めることができる（図４参照）ので、コイルスプリング１４のばね定数により、端部１６ａをＹ軸方向のラム１の移動方向とは逆方向へどれだけ動かせば良いかが予め計算することができ、その予め計算された端部１６ａの移動量結果に基づいて、ラム１のＹ軸方向への変位量Ｌに応じて、端部１６ａをモータ等により自動的に移動させる。
【００３７】
本実施例のように、予めラム１の変位量Ｌにともなう鉛直からの傾き（たわみ角）を求め、コイルスプリング１４のばね定数とモータ駆動式外力調整装置１６の端部１６ａの移動量にともない発生する湾曲取付部分１２の湾曲具合とを予め計算しておき、その計算結果に基づいて、ラム１のＹ軸方向への変位量Ｌにより、自動的に端部１６ａを移動させ、鉛直からの傾きを相殺することができる。
ここで、ラム水平部１ｃには、予め湾曲取付部分１２を設ける必要がないので、ラム１の設計加工が容易になる。
また、予め記憶された値に基づいて、モータ駆動式外力調整装置１６がコイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）を制御するので、作業者自ら細かい調整が必要でなくなり、作業性が向上する。
【００３８】
実施例４．
上述した実施例では、ラム水平部１ｃに鉛直からの傾き（たわみ角）に相当する湾曲である湾曲取付部分１２を設けることにより、傾きを相殺する例を示したが、本実施例においては、上述した実施例にさらに、ラム垂直部１ａにラム水平部１ｃと平行になるように固着された天秤棒１７に貫通した、ラム１のＹ軸方向ガイドレール５Ａに沿った移動量に応じて、相対的に電極９の移動方向とは反対方向へ移動し、電極９に対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトであるウェート１８により、ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きを補正している。
図８は、本実施例の構成を示した構成図であり、図８（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図８（ｂ）はラム１がオーバーハングしている時の状態を示している。さらに、図８（ｃ）はラム移動型放電加工機をＹ軸方向から見た図である。
【００３９】
図において、１〜１０は上述した実施例と同様であり、説明は省略する。
１７は一端がフランジであるストッパ１８となり、他端がラム垂直部１ａに対して垂直にボルト等により固着されている天秤棒であり、ストッパ１８は天秤棒１７にねじ込み固定され、取り外し可能となるよう構成されている。、
１９はウェートであり、その中心に設けられた貫通孔を天秤棒１７が貫通されていて移動するが、ストッパ１８により脱落防止が図られている。２０はラム１が前後に移動するときウェート１９を水平方向に移動させるウェート移動用補助装置であり、ラム水平部１ｃはＸ軸方向にも最大１５０ｍｍ移動するため、ラム１がＸ軸方向に最大変位移動しても、ウエート１９を移動させることができるように左右方向に長くなっている。しかし、ウェート１９の重量を支えておらず、コラム６の横にボルト固定された保持棒２１の一端にあるバネ２２を介して取り付けてある。
【００４０】
ここで、ウェート移動用補助装置２０がバネ２２を介しているため、ラム１がＸ軸方向、Ｙ軸方向を自由に移動しても、ラム１の移動を妨げないようにウェート１９を移動できる。
また、保持棒２１は、途中が折れ曲がっており、ラム水平部１ｃがＸ軸方向に最大に変位しても、保持棒２１及びラム水平部１ｃが干渉し合うことがないように設計されている。（図８（ｃ）参照）
さらに、バネ２２の剛性はラム１が移動する際、ウェート１９を移動することができるように高いものを使用する必要がある。
【００４１】
次に、図８を用いて動作について説明する。
上述のように構成されたラム移動型放電加工機において、図８（ａ）に示されるようにラム１がオーバーハングしていない状態から、図８（ｂ）に示されるようなラム１がＹ軸方向にオーバーハングすると、通常は鉛直からの傾き（たわみ角）θが発生する。そこで、上述した実施例１〜実施例３等により鉛直からの傾きθを相殺すべく湾曲取付部分１２を設けている。
しかし、湾曲取付部分１２により鉛直からの傾きθが完全に相殺されない場合には、本実施例に示されるように、天秤棒１８に貫通孔により貫通されたウェート１９が、ラム垂直部１ａに近い位置からＹ軸方向への離れた位置に相対的に移動して、ラム垂直部１ａを可変力によって変形させバランスを取り、湾曲取付部１２により鉛直からの傾き（たわみ角）が相殺されなかった場合に、相殺されきれていない傾き（たわみ角）θ２を相殺すべく機能する。
【００４２】
以下に詳述すると、相殺されきれていない傾き（たわみ角）θ２（０．００１以上）が発生していると、その傾きθ２は、加工精度に影響を与える加工ヘッド２の鉛直からの傾きの許容範囲を超えているので、その傾きθ２を補正する必要が生じる。
図８（ａ）で示されるように、加工ヘッド２のオーバーハングが小さいときは、ウェート１９の位置は、ウェート移動用補助装置２０に当接されることによる相対的な移動は少なく、ラム垂直部１ａの近くに存在する。そのため、ラム垂直部１ａに働くモーメントＭ１は小さく、ラム垂直部１ａが変形することはない。図８（ｂ）で示されるように、加工ヘッド２のオーバーハングが大きくなると、ウェート１９の位置は、ウェート移動用補助装置２０に当接されて、相対的に過去ヘッド２にオーバーハングの移動量だけラム垂直部１ａから移動させられ、ラム垂直部１ａから離れてしまう。そのため、ラム垂直部１ａに働くモーメントＭ２は大きくなり、その結果、ラム垂直部１ａが自重により鉛直から傾くのを防ぎ、更に加工精度を向上することができる。
【００４３】
図９に、加工ヘッド２の鉛直からの傾きθ２を補正するのに必要なモーメントを有限要素法により求めたものを示す。
図において、横軸を鉛直からの傾きθ２（゜）、縦軸を傾きθ２の補正に必要なモーメント（ｋｇ・ｍｍ）とすると、図９のように表わされ、この鉛直からの傾きθ２と補正に必要なモーメントとの関係から、
ｍ＝（θ２−０．００１）×１００００
ｍ ：ウェート１９の大きさ（ｋｇ）
θ２：加工ヘッド２の鉛直からの傾き
と求めることができる。
【００４４】
本実施例では、ラム１が２５０ｍｍＹ軸方向に移動した際の傾きθ２が、０．００１５゜であるので、加工精度を考慮すると、少なくとも０．０００５゜の傾きを補正する必要がある。
ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きθ２のうち、少なくとも０．０００５゜の傾きを補正するために、
ｍ＝（０．００１５−０．００１０）×１００００
から、ウェート１９は、５ｋｇと決まる。
【００４５】
すなわち、５ｋｇのウェート１９を設けることにより、例えば実施例１との相乗効果により、加工精度の向上が図れる。
また、ウェート１９はストッパ１８を取り外すことで、天秤棒１７から抜き取り、重さを変えることが可能であり、ラム垂直部１ａに働くモーメントの大きさを細かく調整でき、あらゆる傾きに対処する細かい補正が可能となる。
なお、上述した実施例においては、Ｙ軸方向への傾きに対処する方法を示したが、Ｘ軸方向への傾きにも同様に構成することにより、同一の効果が得られるのは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
被加工物に対向する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及びこのラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムを平行移動させ、上記電極により加工槽内に配置された上記被加工物を任意の形状に加工させるガイド手段と、を備えた放電加工機において、上記ラムの水平移動の際、上記加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向に上記ラムを傾斜させるべく、ガイドレールを上記ラム水平部の水平面から移動距離にともない所定の高さとなるように上方に傾斜するよう取り付ける
ので、ガイドレールの傾斜により加工ヘッドの鉛直からの傾きを相殺し、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる。そのため、高精度の放電下降が可能となる。
【００４７】
また、被加工物を加工する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及び上記電極が加工槽内に配置された上記被加工物と対向するべく上記ラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムのラム水平部下面に固着され、上記電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するガイドレールと、このガイドレールの長手方向に上記ラムを案内するガイドレール案内部とを備えたので、ラム水平部の移動に応じて、ガイドレールに設けられた傾きの分だけ、加工ヘッドが傾斜し、その傾きが加工ヘッドの移動量に応じる鉛直からの傾きと相殺されて、補強板を使用することなく、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる。
【００４８】
また、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により形成するので、ガイドレールに対して電極の傾きを相殺させるための正確な傾斜を予め設定する必要がなく、ガイドレール形成を容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、湾曲形成手段は、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された上記移動量に応じて上記ガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段と、を備えたので、ラムの移動量に応じた加工ヘッドの鉛直からの傾きを自動的に調整することができる。
【００５０】
さらにまた、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールに予め設けられた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜と、から構成されるので、ガイドレールに予め設定される上方への傾斜の加工精度が悪くても、湾曲調整手段により、ガイドレールの傾斜の調整が可能であり、初めからガイドレールに対して正確な加工精度が要求されず、ガイドレール形成の作業性が向上する。さらに、湾曲調整手段により、加工精度の落ちている部分を調整可能であるので、ガイドレールのラムへの搭載後には精度の高い傾斜が得られ、確実に加工ヘッドの鉛直からの傾きを補正することができる。
【００５１】
また、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に電極の移動方向とは反対方向へ移動し、上記電極に対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたので、ラムの移動量に応じて、カウンターウェイトが相対的に加工ヘッドから離れていき、その加工ヘッドからの相対距離に基づくモーメントにより、確実に加工ヘッドの鉛直からの傾きを自動的に補正することができ作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図２】ラムの変位量と加工ヘッドの鉛直からの傾きとの関係を示した関係図である。
【図３】湾曲取付部分の詳細な構成を示す構造図である。
【図４】ラムの変位量と湾曲取付部分の高さとの関係を示した関係図である。
【図５】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図６】支持部、コイルスプリング及び外力調整装置の詳細な構成を示す詳細図である。
【図７】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図８】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図９】加工ヘッドの鉛直からの傾きとその傾きの補正に必要なモーメントとの関係を示す関係図である。
【図１０】従来の放電加工機の構成を示す構成図である。
【図１１】従来の放電加工機に補強板を加えた構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１ ラム １ａ ラム垂直部
１ｃ ラム水平部 ２ 加工ヘッド
８ 加工槽 ９ 電極
１０ 被加工物 １２ 湾曲取付部分
１３ 支持部 １４ コイルスプリング
１５ 外力調整装置 １６ モータ駆動式外力調整装置
１７ 天秤棒 １９ ウェート
【産業上の利用分野】
この発明は、ラムがオーバーハングしたときに、ラムの自重による変形で発生する加工精度の低下を防止することができる移動型加工ヘッドを備えた放電加工機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０は、従来の放電加工機の構成を示す構成図であり、図において、１は垂直部１ａと水平部１ｂとからなるラム、２はラム１に装着された加工ヘッド、３はラム１を直線案内機構であるＸ軸方向ガイドレール４を介してＸ軸方向へ、直線案内機構であるＹ軸方向ガイドレール５を介してＹ軸方向に移動させるためのガイドレール案内部としてのサドル、６はコラム、７はコラム６及び加工槽８を積載しているヘッド、９は加工ヘッド２に搭載されている電極、１０は加工槽８内における、電極９と対向する位置に設置された被加工物である。
【０００３】
このような従来の放電加工機において、加工ヘッド２はラム垂直部１ａに設置されているため、図１０（ａ）で示されるように、電極９とサドル３との空間距離が最短となる基準位置から、空間距離が次第と長くなるようＹ軸方向ガイドレール５の長手方向への移動（以下、オーバーハングという）していないときは、電極９が加工対象である被加工１０に対して垂直を保っているが、図１０（ｂ）で示されるように、ラム１がＹ軸方向（図における左方向）に大きく移動し、オーバーハングした際には、ラム１及び加工ヘッド２等の自重により電極９が被加工物１０に対してδ傾いてしまう。
被加工物１０の高い加工精度を得るためには、加工ヘッド２が常に垂直度を保っていることが必要であり、垂直度がでていないと加工ヘッド２が鉛直方向に動かないため、深さ方向（Ｚ軸方向）の加工をすることができず、寸法精度がでない。
従って、オーバーハングした際にも加工ヘッドの垂直度が保たれることが必要となっている。
【０００４】
ラム１がオーバーハングした際に、加工ヘッド２の垂直度を保つ技術として、ラム１の剛性を強くすることにより、ラム１及び加工ヘッド２等の自重による傾きθに対応している。
一般にラム１の剛性は、剛性が求められる部分の断面２次モーメント（幅×高さ３ ／１２）により決まるので、ラム１の剛性を上げる手段としては、Ｚ軸方向への高さを高くさせれば良い。
そこで、従来において、ラム１がオーバーハングした際にも、加工ヘッド２の垂直度を保つ技術として、図１１に示すように、補強板１１をラム１に固着し、結果として、ラム１の剛性が求められる部分のＺ軸方向への高さを高くし、断面２時モーメント、すなわち剛性を高くする放電加工機が提案されている。
この補強板１１によりＺ軸方向への高さが増し、ラム垂直部１ａの剛性が上がり、ラム１がＹ軸方向（図における左方向）に移動してオーバーハングした際にも、加工ヘッド２が傾くのが防止され、加工ヘッド２の垂直度を保たれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の放電加工機では、上述したように補強板１１によりＺ軸方向への高さを増加させるので、ラム垂直部１ａの剛性は上がり、ラム１がオーバーハングした際の傾きが減少する。
しかし、補強板１１を新たに増設するため、ラム１にかかる重量は大幅に増加してしまう問題点があった。
また、更に高い剛性を得るためには補強板１１を厚くすることにより、幅（Ｘ軸方向）を大きくする必要がある。
補強板１１の重量が増加すれば、被加工物１０を加工するためにラム１、補強板１１及び加工ヘッド２を移動させるために必要なモータ２３の容量を大きくしなくてはならないといった別の問題点もあった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、補強板を使用することなく、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる放電加工機を得ることである。
また、第２の目的は、上記第１の目的に加え、ガイドレールの傾斜を予め設定する必要のない放電加工機を得ることである。
さらに、第３の目的は、上記第２の目的に加え、オーバーハングの移動量に応じて、自動的にガイドレールの傾斜を調整することができる放電加工機を得ることである。
さらにまた、第４の目的は、予め設定するガイドレールの傾斜作成には余り精度が要求されることなく、しかしながら、ガイドレールのラムへの搭載後にはそれを補正して精度の高い傾斜が得られる放電加工機を得ることである。
また、第５の目的は、上記第１の目的に加え、作業者自らが作業することなく、加工ヘッドのオーバーハングの移動量に応じて自動的に傾きを調節可能となる放電加工機を得ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る放電加工機においては、被加工物に対向する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及びこのラム垂直部を垂設するラム水平部、を有し、このラムを平行移動させ、上記電極により加工槽内に配置された上記被加工物を任意の形状に加工させるガイド手段と、上記ラムの平行移動の際、上記加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向に上記ラムを傾斜させる傾斜手段とを備えたものである。
【０００８】
また、被加工物を加工する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及び、上記電極が加工槽内に配置された上記被加工物と対向するべく上記ラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムのラム水平部下面に固着され、上記電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するガイドレールと、このガイドレールの長手方向に上記ラムを案内するガイドレール案内部と、を備えたものである。
【０００９】
さらに、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により、形成されるようにしたものである。
【００１０】
また、湾曲形成手段は、ガイドレールに添った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された上記移動量に応じて上記ガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段と、を備えたものである。
【００１１】
さらにまた、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールに予め設けられた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜と、から構成されるようにしたものである。
【００１２】
また、ガイドレールに添った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に加工ヘッドの移動方向とは反対方向へ移動し、上記加工ヘッドに対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたものである。
【００１３】
【作用】
上記のように構成された放電加工機においては、放電加工にともなうラムの平行移動の際に、加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向にラム自体を傾斜させ、加工ヘッドの自重による鉛直からの傾きと、予め設けられた逆方向への傾斜により、補強板を用いることなく、重量を増加させない方法で加工ヘッドに発生する傾きを相殺することができる。
【００１４】
また、ガイドレールに対して、電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するべく設け、電極の移動量にともなう自重による鉛直からの傾きと、ガイドレールを介して予め設定されたラム水平部の傾きとが相殺し合い、電極が常に鉛直方向に向くことができる。
【００１５】
さらに、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により、ガイドレールの上方への傾斜を形成するので、ガイドレールの傾きを任意に形成することができ、ガイドレールに予め傾斜を設ける必要がない。
【００１６】
さらにまた、湾曲形成手段は、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された移動量に応じてガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段とを備えたので、加工ヘッドの移動量に応じて、作業者自らが作業することなく傾斜をガイドレールに形成することができる。
【００１７】
また、ガイドレールの上方への傾斜は、ガイドレールに予め設けられらた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜とから構成されるので、調整傾斜により、どのような傾きを持ったガイドレールに対しても確実に傾きの調整を行い、電極の傾きを補正することができる。
【００１８】
さらに、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に加工ヘッドの移動方向とは反対方向へ移動し、加工ヘッドに対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたので、ラムの移動量によって発生する異なる傾きを、加工ヘッドの移動量に応じて変化するモーメント力により補正することができる。
【００１９】
【実施例】
実施例１．
図１はこの発明の一実施例である放電加工機の構成を示す構成図であり、図１（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図１（ｂ）はラム１がオーバーハングした時の状態を示している。
図において、１〜４、６〜１０は上述した従来装置と同一のものであり、その説明は省略する。
１ｃはラム水平部であり、その加工寸法は、オーバーハングした時にラム垂直部１ａが垂直となるように、加工ヘッド２が傾く量に等しい量だけ上方に傾斜している湾曲取付部分１２が形成されている。
５Ａはサドル３をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸方向ガイドレールであり、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２に、取り付ける側部分が曲面（加工ヘッド２が傾く量に等しい量だけ上方に傾斜）となるように形成されている。（図１参照）
【００２０】
ラム移動型放電加工機は、ラム垂直部１ａの高さが６６０ｍｍ、ラム水平部１ｃの長さが７６０ｍｍ、加工ヘッド２の重量が２００ｋｇであり、加工ヘッド２がＹ軸方向に最大２５０ｍｍ、Ｘ軸方向に最大１５０ｍｍ移動して放電加工をすることができる場合、図２のように横軸にラム１のＹ軸方向への変位量（ｍｍ）、縦軸にラム垂直部１ａの鉛直からの傾き（たわみ角θ）をとると、補強板１１により補強されていない従来装置では、破線Ａで示されるように、Ｙ軸方向への変位量（ｍｍ）と、鉛直からの傾きθの角度との関係が、有限要素法による変形解析により略直線となって現れる。
この図２の破線Ａで示される、変位量の増加にともない鉛直からの傾きθの増大が、ラム１のＹ軸方向への移動量によりラム垂直部１ａの被加工物１０に対しての傾きとなって現れ、加工精度を落としてしまう。
【００２１】
これに対し、本実施例で示されるラム移動型放電加工機では、補強板１１を用いることなく破線Ａの傾きをゼロに近づけるようとするもので、図３に示されるように、ラム垂直部１ａがＹ軸方向にＬ移動した時の傾きθを相殺するために、予めラム１がＹ軸方向ガイドレール５Ａに沿ってＹ軸方向にＬ移動したときに、ラム１全体を−θ傾くようにするべく、ラム水平部１ｃに傾きθの湾曲取付部分１２が設けられ、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａが取り付けられている。
ここで、傾きθは移動量Ｌに応じて変化するもので必ずしも一定ではない。
【００２２】
次に、図３に示すように、ラム１の移動量Ｌ、移動量Ｌに応じて変化するラム垂直部１ａの傾きθを用いて、ラム水平部１ｃに設けられた湾曲取付部分１２の傾きを定義する。
ラム１の移動量Ｌにより変化するラム垂直部１ａの傾きθを相殺するために、予めラム垂直部１ａが、Ｙ軸方向にＬ移動した時に−θ傾くように設定しておけば、結果として、Ｙ軸方向への移動量Ｌに捕らわれることなく、θの傾きと−θの傾きにより相殺されて、常にラム垂直部１ａの鉛直からの傾きがゼロとなる。
【００２３】
実際に、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａを取り付けるラム水平部１ｃの加工寸法は、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａが取り付けられるラム水平部１ｃの水平面から、高さＨ（曲面の湾曲具合：湾曲取付部分１２）となるように加工される。
この高さＨは、移動距離Ｌにともない変化し、この高さＨを定式化すると、
Ｈ＝Ｌｔａｎθ
Ｈ：ラム水平部１ｃの水平面からの高さ（湾曲取付部分１２の湾曲具合）
Ｌ：ラム１の移動量
θ：ラム垂直部１ａの鉛直からの傾き
と定義することができる。
【００２４】
図４に、本実施例で示した、ラム垂直部１ａの高さが６６０ｍｍ、ラム水平部１ｃの長さが７６０ｍｍ、加工ヘッド２の重量が２００ｋｇ、加工ヘッド２がＹ軸方向に最大２５０ｍｍ、Ｘ軸方向に最大１５０ｍｍ移動可能なラム移動型放電加工機における、高さＨのおよその値を示す。
図４に示されるように、本実施例における高さＨは、ラム１の変位量の増加にともなう鉛直からの傾きθの増大（図２参照）及び、Ｈ＝Ｌｔａｎθの式で示される関係より求められ、高さＨがその値となるようにラム水平部１ｃを加工する。実際には、ラム１がＹ軸方向に１２５ｍｍ移動した際には、水平面からの高さＨが３．３μｍとなるようにし、最大移動量である２５０ｍｍ移動した際には、水平面から高さＨが１３μｍとなるように曲面に加工してある。
【００２５】
このように加工することで、ラム１が２５０ｍｍ前方に移動したとき、つまりサドル５が、湾曲取付部分１２に取り付けられたＹ軸方向ガイドレール５Ａの曲面部分にきたとき、ラム１が上向くため（−θ傾く）、ラム垂直部１ａのオーバーハングによる前方への傾き（θ）が互いに相殺され、ラム垂直部１ａの傾きが補強板１１を用いることなく容易に補正される（図２の実線Ｂ参照）。
【００２６】
また、一般に、電極９と加工対象物１０との間の距離から、被加工物１０の加工精度に影響を与えないようにするには、鉛直からの傾きであるたわみ角を、最大０．００１゜以下にする必要がある。
本実施例のように構成されたラム移動型放電加工機におけるたわみ角は、有限要素法による変形解析により、図２の実線Ｂのようになり、最大０．００１゜を下回り、オーバーハングの変位量（ラム１の移動量）に関わらずほぼ一定となる。本実施例では、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａを取り付けるラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２を加工している例を説明しているが、Ｙ軸方向ガイドレール５Ａのサドル３と接する面を加工し、同様な曲面を形成させることでも同じ効果が得られるのは言うまでもない。
【００２７】
実施例２．
図５は、上述した実施例１で示した、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２の、細かい角度調節ができるように構成した例を示す構成図であり、図５（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図５（ｂ）はラム１がオーバーハングしている時の状態を示している。
図において、１〜１２は上述した実施例１と同様であるので説明は省略する。
１３はラム水平部１ｃに例えば４本のボルト等により固着されている支持部、１４は一端が支持部１３に取り付けられ、他端がラム水平部１ｃに固着された外力調整装置１５に取り付けられた、外力を発生させるコイルスプリングであり、これら支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により、ラム水平部１ｃの剛性以上の弾性を有し、予め設けられた上方への傾きを有するＹ軸方向ガイドレール５Ａと電極９との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲調整手段を構成する。
【００２８】
図６は、支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５の詳細な構成を示した構成図であり、図６（ａ）はＸ軸方向から見た側面図、図６（ｂ）は上面図、図６（ｃ）はＹ軸方向から見た側面図である。
図に示されるように、外力調整装置１５は、コイルスプリング１３の一端が取り付けられているガイドレール端部である端部１５ａであり、２本のスクリュー１５ｂが貫通することにより、Ｙ軸方向のみに自由に移動することができる。
１５ｃはスクリュー１５ｂをＹ軸方向にそれぞれ平行となるように固定する固定装置であり、ラム水平部１ｃに例えばボルトにより固着されている。
１５ｄはスクリュー１５ｂのそれぞれに２個づつ通している六角ナットであり、スクリュー１５ｂ上での六角ナット１５ｄをレンチ等により位置を変えることで、端部１５ａの位置、すなわちコイルスプリング１３の取付位置を変化させる。
【００２９】
次に動作について説明する。
上述のように構成されたラム移動型放電加工機において、例えば、六角ナット１５ｄの位置を変化させ、端部１５ａを支持部１３から離れた位置（図における右方向）に移動させることにより、コイルスプリング１４は次第に延び、バネ力を発生する。
ここでコイルスプリング１４は、バネ定数の大きなもの、すなわちラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃを変形させることが可能なくらいのバネ力を有したもの用いる必要がある。
作業者は、端部１５ａの位置を変化させること、あるいは、コイルスプリング１４のバネ定数を変化させることで、その端部１５ａの変化にともない発生するバネ力により、ラム水平部１ｃの湾曲取付部分１２の湾曲の具合（調整傾斜相当）を調節することができる。
また、スクリュー１５ｂを２本使用しているのは、ラム水平部１ｃ及びＹ軸方向ガイドレール５Ａが不均一に変形するのを防ぐためである。
【００３０】
本実施例のように構成すると、外力調整装置１５の上述したラム水平部１ｃの湾曲部分の調節機構により、湾曲取付部分１２に予め付けられている湾曲を、例えば、さらに調整傾斜の分、調整することも可能であるので、予めラム水平部１ｃに設けられる湾曲取付部分の加工精度を落とし、外力調整装置１５により細かい調節を行うことにより、ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きθに対処するようにすることもできる。
さらに、ラム移動型放電加工機自体の設置状態のばらつきにより発生し得る細かいズレの補正が可能となる。
【００３１】
ここで、調整傾斜として、湾曲取付部分１２の湾曲を、ζ（ζ＋θ＝θ１）分さらに調整しなければならない時には、実施例１と同様に、
ζ＝Ｌｔａｎθ１
ζ ：湾曲取付部分１２の調整が必要な高さ
Ｌ ：ラム１の移動量
θ１：ラム垂直部１ａの鉛直からの傾き
と定義することができる。
また、実施例１の方法のみで補正できなかった加工精度に影響を与えるようなラム垂直部１ａの鉛直から０．００１゜以上の傾きθ１があった場合、その傾きを補正することもできる。
【００３２】
また、本実施例では、コイルスプリング１４と外力調整装置１５との機能により、湾曲取付部分１２の調整を行う場合を例にとり説明したが、ラム水平部１ｃを変形させる外力を有するものならばどのようなものでも良く、例えば、磁力等による外力発生機構によっても同様であるのは言うまでもない、
【００３３】
更に、湾曲調整手段が、支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により構成される実施例を説明したが、ガイドレール端部に相当する端部１５ａを上方に引き上げる湾曲形成手段として、同様に支持部１３、コイルスプリング１４及び外力調整装置１５により構成すれば、ガイドレール端部に相当する端部１５ａを上方に引き上げることにより、ラム水平部１ｃ下面に平行に設置されているＹ軸方向ガイドレール５Ａに、加工ヘッドに発生する鉛直からの傾きに等しい傾斜を持たせることも可能である。
このように構成すると、バネ定数が、ラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃ可能でさせることが可能なコイルスプリング１４を選ぶと、予めラム水平部１ｃとし、取付部分１２を設ける必要がなく、後で、六角ナット１５ｄにより端部１鉛直か位置を変化させることで、ラム水平部１ｃに湾曲（湾曲取付部分１２に相部分）を正確に設けることができ、ラム水平部１ｃの設計加工が容易になる。このとき、自動的にＹ軸方向ガイドレール５Ａが上方に傾斜するのは言うまでもない。
【００３４】
実施例３．
また上述した実施例１では、予めラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２を設けている例を示しているが、実施例２で示した技術思想を利用することにより、本実施例に示されるように、ばね定数がラム水平部１ｃの剛性に打ち勝ち、ラム水平部１ｃを変形させることが可能なコイルスプリング１４を選び、ラム１のオーバーハングのＹ軸方向への移動量にともない、ラム水平部１ｃに湾曲取付部分１２が形成され、その傾き具合がＹ軸方向への移動量にともない自動的に変化するようにすることもできる。
図７は、本実施例の構成を示す構成図であり、図において、１〜１４は上述した実施例と同一であるので説明は省略する。
１６は実施例２における外力調整装置１５に相当するモータ駆動式外力調整装置であり、ラム１のＹ軸方向への変位量をもとに、コイルスプリング１４の一端が取り付けられた端部１６ａがＹ軸方向へと変位して、コイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）により、ラム水平部１ｃの湾曲取付部１２を変形させる。
【００３５】
次に、モータ駆動式外力調整装置１６のラム水平部１ｃに対する機能を以下詳細に説明する。
図７（ａ）に示されるように、ラム１がオーバーハングしていない時には、モータ駆動式外力調整装置１６の端部１６ａは、最も支持部１３に近づいた状態となっており、コイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）は何らラム水平部１ｃに作用しておらず、勿論ラム水平部１ｃに設けられたＹ軸方向ガイドレール５Ａは、サドル３に対して水平の、傾きのない状態となっている。
しかし、図７（ｂ）に示されるように、放電加工によりラム１がＹ軸方向へ変位量Ｌだけオーバーハングすると、モータ駆動式外力調整装置１６はＹ軸方向への変位量Ｌを演算して、その変位量Ｌにともなう鉛直からの傾き（たわみ角：図２参照）を相殺すべく予めラム垂直部１ａを傾かせるために、端部１６ａをラム１が変位したＹ軸方向とは逆方向に移動させる。
【００３６】
端部１６ａをラム１の変位方向とは逆方向に移動させることにより、コイルスプリング１４はＹ軸方向へと伸ばされ、バネ力（弾性復元力）が発生する。
このバネ力（弾性復元力）により、支持部１３及びラム水平部１ｃの剛性を考慮した時、ラム水平部１ｃの剛性の方が小さければ、ラム水平部１ｃはバネ力に負け、鉛直からの傾きに等しい湾曲を持った湾曲取付部部分１２が形成される。
この湾曲取付部分１２の湾曲は、コイルスプリング１４のばね定数及び端部１６ａの移動量に左右される。
ラム１がＹ軸方向に変位量Ｌ移動した時に、湾曲取付部分１２のラム１の前方へ湾曲させるべき変位量は予め求めることができる（図４参照）ので、コイルスプリング１４のばね定数により、端部１６ａをＹ軸方向のラム１の移動方向とは逆方向へどれだけ動かせば良いかが予め計算することができ、その予め計算された端部１６ａの移動量結果に基づいて、ラム１のＹ軸方向への変位量Ｌに応じて、端部１６ａをモータ等により自動的に移動させる。
【００３７】
本実施例のように、予めラム１の変位量Ｌにともなう鉛直からの傾き（たわみ角）を求め、コイルスプリング１４のばね定数とモータ駆動式外力調整装置１６の端部１６ａの移動量にともない発生する湾曲取付部分１２の湾曲具合とを予め計算しておき、その計算結果に基づいて、ラム１のＹ軸方向への変位量Ｌにより、自動的に端部１６ａを移動させ、鉛直からの傾きを相殺することができる。
ここで、ラム水平部１ｃには、予め湾曲取付部分１２を設ける必要がないので、ラム１の設計加工が容易になる。
また、予め記憶された値に基づいて、モータ駆動式外力調整装置１６がコイルスプリング１４のバネ力（弾性復元力）を制御するので、作業者自ら細かい調整が必要でなくなり、作業性が向上する。
【００３８】
実施例４．
上述した実施例では、ラム水平部１ｃに鉛直からの傾き（たわみ角）に相当する湾曲である湾曲取付部分１２を設けることにより、傾きを相殺する例を示したが、本実施例においては、上述した実施例にさらに、ラム垂直部１ａにラム水平部１ｃと平行になるように固着された天秤棒１７に貫通した、ラム１のＹ軸方向ガイドレール５Ａに沿った移動量に応じて、相対的に電極９の移動方向とは反対方向へ移動し、電極９に対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトであるウェート１８により、ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きを補正している。
図８は、本実施例の構成を示した構成図であり、図８（ａ）はラム１がオーバーハングしていない時の状態を示し、図８（ｂ）はラム１がオーバーハングしている時の状態を示している。さらに、図８（ｃ）はラム移動型放電加工機をＹ軸方向から見た図である。
【００３９】
図において、１〜１０は上述した実施例と同様であり、説明は省略する。
１７は一端がフランジであるストッパ１８となり、他端がラム垂直部１ａに対して垂直にボルト等により固着されている天秤棒であり、ストッパ１８は天秤棒１７にねじ込み固定され、取り外し可能となるよう構成されている。、
１９はウェートであり、その中心に設けられた貫通孔を天秤棒１７が貫通されていて移動するが、ストッパ１８により脱落防止が図られている。２０はラム１が前後に移動するときウェート１９を水平方向に移動させるウェート移動用補助装置であり、ラム水平部１ｃはＸ軸方向にも最大１５０ｍｍ移動するため、ラム１がＸ軸方向に最大変位移動しても、ウエート１９を移動させることができるように左右方向に長くなっている。しかし、ウェート１９の重量を支えておらず、コラム６の横にボルト固定された保持棒２１の一端にあるバネ２２を介して取り付けてある。
【００４０】
ここで、ウェート移動用補助装置２０がバネ２２を介しているため、ラム１がＸ軸方向、Ｙ軸方向を自由に移動しても、ラム１の移動を妨げないようにウェート１９を移動できる。
また、保持棒２１は、途中が折れ曲がっており、ラム水平部１ｃがＸ軸方向に最大に変位しても、保持棒２１及びラム水平部１ｃが干渉し合うことがないように設計されている。（図８（ｃ）参照）
さらに、バネ２２の剛性はラム１が移動する際、ウェート１９を移動することができるように高いものを使用する必要がある。
【００４１】
次に、図８を用いて動作について説明する。
上述のように構成されたラム移動型放電加工機において、図８（ａ）に示されるようにラム１がオーバーハングしていない状態から、図８（ｂ）に示されるようなラム１がＹ軸方向にオーバーハングすると、通常は鉛直からの傾き（たわみ角）θが発生する。そこで、上述した実施例１〜実施例３等により鉛直からの傾きθを相殺すべく湾曲取付部分１２を設けている。
しかし、湾曲取付部分１２により鉛直からの傾きθが完全に相殺されない場合には、本実施例に示されるように、天秤棒１８に貫通孔により貫通されたウェート１９が、ラム垂直部１ａに近い位置からＹ軸方向への離れた位置に相対的に移動して、ラム垂直部１ａを可変力によって変形させバランスを取り、湾曲取付部１２により鉛直からの傾き（たわみ角）が相殺されなかった場合に、相殺されきれていない傾き（たわみ角）θ２を相殺すべく機能する。
【００４２】
以下に詳述すると、相殺されきれていない傾き（たわみ角）θ２（０．００１以上）が発生していると、その傾きθ２は、加工精度に影響を与える加工ヘッド２の鉛直からの傾きの許容範囲を超えているので、その傾きθ２を補正する必要が生じる。
図８（ａ）で示されるように、加工ヘッド２のオーバーハングが小さいときは、ウェート１９の位置は、ウェート移動用補助装置２０に当接されることによる相対的な移動は少なく、ラム垂直部１ａの近くに存在する。そのため、ラム垂直部１ａに働くモーメントＭ１は小さく、ラム垂直部１ａが変形することはない。図８（ｂ）で示されるように、加工ヘッド２のオーバーハングが大きくなると、ウェート１９の位置は、ウェート移動用補助装置２０に当接されて、相対的に過去ヘッド２にオーバーハングの移動量だけラム垂直部１ａから移動させられ、ラム垂直部１ａから離れてしまう。そのため、ラム垂直部１ａに働くモーメントＭ２は大きくなり、その結果、ラム垂直部１ａが自重により鉛直から傾くのを防ぎ、更に加工精度を向上することができる。
【００４３】
図９に、加工ヘッド２の鉛直からの傾きθ２を補正するのに必要なモーメントを有限要素法により求めたものを示す。
図において、横軸を鉛直からの傾きθ２（゜）、縦軸を傾きθ２の補正に必要なモーメント（ｋｇ・ｍｍ）とすると、図９のように表わされ、この鉛直からの傾きθ２と補正に必要なモーメントとの関係から、
ｍ＝（θ２−０．００１）×１００００
ｍ ：ウェート１９の大きさ（ｋｇ）
θ２：加工ヘッド２の鉛直からの傾き
と求めることができる。
【００４４】
本実施例では、ラム１が２５０ｍｍＹ軸方向に移動した際の傾きθ２が、０．００１５゜であるので、加工精度を考慮すると、少なくとも０．０００５゜の傾きを補正する必要がある。
ラム垂直部１ａの鉛直からの傾きθ２のうち、少なくとも０．０００５゜の傾きを補正するために、
ｍ＝（０．００１５−０．００１０）×１００００
から、ウェート１９は、５ｋｇと決まる。
【００４５】
すなわち、５ｋｇのウェート１９を設けることにより、例えば実施例１との相乗効果により、加工精度の向上が図れる。
また、ウェート１９はストッパ１８を取り外すことで、天秤棒１７から抜き取り、重さを変えることが可能であり、ラム垂直部１ａに働くモーメントの大きさを細かく調整でき、あらゆる傾きに対処する細かい補正が可能となる。
なお、上述した実施例においては、Ｙ軸方向への傾きに対処する方法を示したが、Ｘ軸方向への傾きにも同様に構成することにより、同一の効果が得られるのは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
被加工物に対向する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及びこのラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムを平行移動させ、上記電極により加工槽内に配置された上記被加工物を任意の形状に加工させるガイド手段と、を備えた放電加工機において、上記ラムの水平移動の際、上記加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向に上記ラムを傾斜させるべく、ガイドレールを上記ラム水平部の水平面から移動距離にともない所定の高さとなるように上方に傾斜するよう取り付ける
ので、ガイドレールの傾斜により加工ヘッドの鉛直からの傾きを相殺し、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる。そのため、高精度の放電下降が可能となる。
【００４７】
また、被加工物を加工する電極を支持した加工ヘッドと、この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及び上記電極が加工槽内に配置された上記被加工物と対向するべく上記ラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、このラムのラム水平部下面に固着され、上記電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するガイドレールと、このガイドレールの長手方向に上記ラムを案内するガイドレール案内部とを備えたので、ラム水平部の移動に応じて、ガイドレールに設けられた傾きの分だけ、加工ヘッドが傾斜し、その傾きが加工ヘッドの移動量に応じる鉛直からの傾きと相殺されて、補強板を使用することなく、ラムのオーバーハングによる傾きを補正することができる。
【００４８】
また、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により形成するので、ガイドレールに対して電極の傾きを相殺させるための正確な傾斜を予め設定する必要がなく、ガイドレール形成を容易に行うことができる。
【００４９】
さらに、湾曲形成手段は、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された上記移動量に応じて上記ガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段と、を備えたので、ラムの移動量に応じた加工ヘッドの鉛直からの傾きを自動的に調整することができる。
【００５０】
さらにまた、ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールに予め設けられた上方への傾斜と、湾曲調整手段により、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜と、から構成されるので、ガイドレールに予め設定される上方への傾斜の加工精度が悪くても、湾曲調整手段により、ガイドレールの傾斜の調整が可能であり、初めからガイドレールに対して正確な加工精度が要求されず、ガイドレール形成の作業性が向上する。さらに、湾曲調整手段により、加工精度の落ちている部分を調整可能であるので、ガイドレールのラムへの搭載後には精度の高い傾斜が得られ、確実に加工ヘッドの鉛直からの傾きを補正することができる。
【００５１】
また、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に電極の移動方向とは反対方向へ移動し、上記電極に対して移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを設けたので、ラムの移動量に応じて、カウンターウェイトが相対的に加工ヘッドから離れていき、その加工ヘッドからの相対距離に基づくモーメントにより、確実に加工ヘッドの鉛直からの傾きを自動的に補正することができ作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図２】ラムの変位量と加工ヘッドの鉛直からの傾きとの関係を示した関係図である。
【図３】湾曲取付部分の詳細な構成を示す構造図である。
【図４】ラムの変位量と湾曲取付部分の高さとの関係を示した関係図である。
【図５】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図６】支持部、コイルスプリング及び外力調整装置の詳細な構成を示す詳細図である。
【図７】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図８】この発明の他の実施例を示す放電加工機の構造図である。
【図９】加工ヘッドの鉛直からの傾きとその傾きの補正に必要なモーメントとの関係を示す関係図である。
【図１０】従来の放電加工機の構成を示す構成図である。
【図１１】従来の放電加工機に補強板を加えた構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１ ラム １ａ ラム垂直部
１ｃ ラム水平部 ２ 加工ヘッド
８ 加工槽 ９ 電極
１０ 被加工物 １２ 湾曲取付部分
１３ 支持部 １４ コイルスプリング
１５ 外力調整装置 １６ モータ駆動式外力調整装置
１７ 天秤棒 １９ ウェート
Claims (6)
- 被加工物に対向する電極を支持した加工ヘッドと、
この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及びこのラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、
このラムを平行移動させ、上記電極により加工槽内に配置された上記被加工物を任意の形状に加工させるガイド手段と、
を備えた放電加工機において、
上記ラムの水平移動の際、上記加工ヘッドに発生する傾きを相殺させる方向に上記ラムを傾斜させるべく、ガイドレールを上記ラム水平部の水平面から移動距離にともない所定の高さとなるように上方に傾斜するよう取り付けることを特徴とする放電加工機。 - 被加工物を加工する電極を支持した加工ヘッドと、
この加工ヘッドを装着したラム垂直部、及び、上記電極が加工槽内に配置された上記被加工物と対向するべく上記ラム垂直部を垂設するラム水平部、を有するラムと、
このラムのラム水平部下面に固着され、上記電極との空間距離が最短となる基準位置から、上記空間距離が最長となる位置に向かうに従い次第に上方に傾斜するガイドレールと、
このガイドレールの長手方向に上記ラムを案内するガイドレール案内部と、
を備えたことを特徴とする放電加工機。 - ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる湾曲形成手段により、形成されることを特徴とする請求項第２項記載の放電加工機。
- 湾曲形成手段は、ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量を検出する移動量検出手段と、この移動量検出手段により検出された上記移動量に応じて上記ガイドレール端部を上方に引き上げ、上方への傾きを形成する形成手段と、を備えたことを特徴とする請求項第３項記載の放電加工機。
- ガイドレールの上方への傾斜は、上記ガイドレールに予め設けられた上方への傾斜と、湾曲形成手段により、上記ガイドレールと電極との空間距離が最長となる側のガイドレール端部を上方に引き上げる際に発生する調整傾斜と、から構成されることを特徴とする請求項第２項記載の放電加工機。
- ガイドレールに沿った加工ヘッドの移動量に応じて、相対的に上記加工ヘッドの移動方向とは反対方向へ移動し、上記加工ヘッドに対して上記移動量に応じたモーメントを与えるカウンターウェイトを付加したことを特徴とする請求項第２項乃至第５項何れかに記載の放電加工機。
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