JP3808544B2 - 放電加工方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイプ状の電極を用いてワークに孔加工を行う放電加工方法及び装置に係り、さらに詳細には、絶縁体を一体的に備えたワークに対する放電加工方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
パイプ状の電極を用いてワークに孔加工を行う放電加工装置は、サーボモータの駆動によって上下動される加工ヘッドに電極ホルダを設け、この電極ホルダに上端部を保持されたパイプ状の電極の下端部をワークに対向せしめ、前記電極の下端部とワークとの間に放電を生じせしめ、かつ電極から加工流を噴出することにより上記ワークに孔加工を行う構成である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述のごとき従来の放電加工装置によって、例えばダイヤモンド、セラミックス、ゴムなどのごとき絶縁体を一体的に備えたワークに放電加工を行うとき、電極が絶縁体に達すると通電状態にならないので、ワークと電極の下端部との間隔が大きいものとして、電極に送りを与えるべくサーボモータが駆動制御される。
【0004】
したがって電極がワークに強く押圧される態様となってワーク又は電極を破損することがあると共に、サーボモータ側にも大きな負荷がかかるので、絶縁体を一体的に備えたワークに対する孔加工を放電加工によって行われていないのが現状である。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、請求項1に記載の発明は、パイプ状の電極を用いてワークに放電加工を行い、当該電極が絶縁体に当接したことを検出したときに電極の送りを停止し、放電が生じなくなるまで上記停止状態を保持する放電加工方法である。
【0007】
請求項2に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動される加工ヘッドに、電極ホルダを設け、上記電極ホルダに上端部を保持された電極の下端部が絶縁体に当接して上記電極に撓みが生じたときに、当該撓みを検出するためのセンサを設けてなる放電加工装置である。
【0008】
請求項3に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動されるスライダに加工ヘッドを相対的に上下動可能に設け、上記加工ヘッドに備えた電極ホルダに装着した電極および上記加工ヘッドの重量を支持すべく前記加工ヘッドを上方向へ付勢支持する付勢支持装置を設け、かつ前記スライダに対する前記加工ヘッドの相対的な上昇を検出するセンサを設けてなる放電加工装置である。
【0009】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、付勢支持装置は、上方向への付勢力を調節可能に設けてあるものである。
【0012】
請求項1の発明は、パイプ状の電極を用いてワークに放電加工を行い、当該電極が絶縁体に当接したことを検出したときに電極の送りを停止し、放電が生じなくなるまで上記停止状態を保持する放電加工方法である。
【0013】
したがって、ワークに孔加工を行い、電極の下端部が絶縁体に当接したことが検出されると、電極の送りが停止される。そして、放電が生じなくなるまで停止状態が保持される。
【0014】
よって、電極でもってワークを強力に押圧することが防止されて、ワーク及び電極の損傷が防止されると共に、放電加工による加工孔の下端部も正確に加工されることになる。
【0015】
請求項2に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動される加工ヘッドに、電極ホルダを設け、上記電極ホルダに上端部を保持された電極の下端部が絶縁体に当接して上記電極に撓みが生じたときに、当該撓みを検出するためのセンサを設けてなる放電加工装置である。
【0016】
したがって、ワークの放電加工時に電極の下端部が絶縁体に当接し、さらに送りが与えられて電極に撓みを生じると、センサによって上記撓みが検出される。よって、上記センサの検出時に電極の送りを直ちに停止することが可能であり、電極やワークの損傷を防止することができる。
【0017】
請求項3に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動されるスライダに加工ヘッドを相対的に上下動可能に設け、上記加工ヘッドに備えた電極ホルダに装着した電極および上記加工ヘッドの重量を支持すべく前記加工ヘッドを上方向へ付勢支持する付勢支持装置を設け、かつ前記スライダに対する前記加工ヘッドの相対的な上昇を検出するセンサを設けてなる放電加工装置である。
【0018】
したがって、放電加工時に、電極の下端部が絶縁体に当接すると、スライダに対してヘッドが相対的に上昇することになり、この上昇がセンサによって検出される。よって、上記センサによって加工ヘッドの相対的な上昇を検出したときに電極の送りを直ちに停止することが可能になり、ワーク及び電極に損傷が生じることを防止できることになる。
【0019】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、付勢支持装置は、上方向への付勢力を調節可能に設けてあるものである。
【0020】
したがって、電極の変更によって重量が異なる場合には、上記重量に対応するように付勢力を調節でき、電極が絶縁体に当接したときの加工ヘッドの相対的な上昇を円滑に行うことができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1に概念的に示すように、本例に係る放電加工装置1は、加工槽(図示省略)内に配置したワークWの高さに対応して上下方向に位置調節可能の昇降フレーム3を備えており、この昇降フレーム3にはサーボモータ5によって回転されるボールネジ7が回転自在に支承されている。このボールネジ7にはスライダ9に一体的に備えたボールナット11が上下動可能に螺合してあり、前記サーボモータ5の回転駆動によってスライダ9を上下動するように構成してある。
【0022】
上記スライダ9には加工ヘッド13が設けてあり、この加工ヘッド13にはモータ15によって回転される電極ホルダ17が回転自在に取付けてある。上記電極ホルダ17は、前記ワークWに放電加工を行うためのパイプ状の電極19の上端部を着脱交換可能に保持するチャックよりなるものである。
【0023】
前記昇降フレーム3の下部には電極19を案内する上下方向のガイド孔(図示省略)を備えた電極ガイド部21が設けてある。この電極ガイド部21の上方位置において昇降フレーム3に設けたブラケット23には上下方向のガイドロッド25が設けてあり、このガイドロッド25には、前記電極19の回転振れを防止するための振れ防止部材27が上下動可能に支持されている。
【0024】
上記振れ防止部材27は、図2に示すように、前記ガイドロッド23に自重では落下しないように適宜の摩擦を保持して嵌合した嵌合部29を基部側に備えたプレート状をなしており、この振れ防止部材27の先端部にはV字形状の切欠部31が形成してある。そして、上記切欠部31の底部(V字形状部の底部)には前記電極19の振れを規制し抑制すべく、電極19の直径より僅かに大きい直径の円弧状凹部33が形成してある。さらに、V字形状の切欠部31における内側縁には前記電極19の接触を検出するためのセンサ35が設けてある。
【0025】
このセンサ35は、電極19に撓みが生じたことを検出するためのものであって、電極19に撓みを生じて凹部33から大きく位置ずれを生じたことが検出できれば良いものであり、例えば接触センサとすることが望ましい。
【0026】
以上のごとき構成において、絶縁体WIを一体的に備えたワークWを加工槽内に配置し、加工ヘッド13に備えた電極ホルダ17に電極19の上端部を取付け、モータ15の駆動によって電極19を回転すると共に、サーボモータ5の回転によってスライダ9を下降して電極19の送りを行い、電極ガイド部21によって上記電極19を案内し、かつ電極19の下端部から加工流を噴出し乍ら電極19とワークWとの間において放電を行うことにより、電極19の外径に対応した加工孔がワークWに加工される。
【0027】
前記電極19の回転により、電極19の中央部付近が振れる傾向にある場合には、振れ防止部材27の円弧状凹部33によって電極19の振れが抑制される。
【0028】
ワークWに対する放電加工が進行して、ワークWに備えた絶縁体WIに電極19の下端部が当接すると、ワークWと電極19との間に放電が生じないので、ワークWと電極19の下端部との間隔(クリアランス)が大きいものとして、上記クリアランスを小さくすべくサーボモータ5によって電極19の送りが与えられる。
【0029】
上述のごとく電極19に送りが与えられると、電極19は回転し乍ら弯曲されることになり、振れ防止部材27におけるV字形の切欠部31側へ僅かに弯曲し、内側縁のセンサ35に接触する。上述のごとく電極19がセンサ35に接触すると、電極19の下端部が絶縁体WIに当接して電極19に撓みを生じたものとして検出し、サーボモータ5による電極19の送りが停止され、放電加工を停止する。その後、サーボモータ5を逆回転することにより加工ヘッド13を元の上昇位置へ復帰し、ワークWから電極19を離反することができる。
【0030】
したがって、電極19が大きく弯曲して破損することが防止できるものである。換言すれば、絶縁体WIを備えたワークWの場合であっても、電極19等に損傷を与えることなしに金属部分に孔の放電加工が可能なものである。
【0031】
ところで、電極19が細く、前述したように撓みを生じ易い場合には、電極19の撓みを検出することによって、電極19の下端部がワークWに備えた絶縁体WIに当接したものとして検出することができる。したがって、電極19を囲繞するリングを設けて、このリングに接触センサ等を設けて電極19の撓みを検出する構成とすることも可能である。
【0032】
なお、センサとしては、電極19が湾曲して所定位置からずれたことを検出できれば良いものであり、光学的センサ、磁気的センサ、リミットスイッチ等を採用することも可能である。
【0033】
図3は、例えば電極19が太く、電極19の下端部がワークWの絶縁体WIに当接した場合であっても撓みを生じ難い場合に対応可能な構成を示すものである。なお、本例において、前述した構成と同一機能を奏する構成部には同一符号を付して重複した説明は省略する。
【0034】
本例において、前述した構成と相違する構成は、スライダ9に加工ヘッド13が相対的に上下動可能に設けてあり、かつ加工ヘッド13及び電極19等の重量を支持すべく加工ヘッド13を上方向へ付勢支持する付勢支持装置37を備えた構成である。
【0035】
より詳細には、スライダ9には加工ヘッド13に備えたブラケット部39を下側から支持可能の突出部41が設けてあり、この突出部41には上方向に開口した孔43が設けてある。そして、この孔43内に内装したコイルスプリング等のごとき弾性部材45の上部は、前記加工ヘッド13のブラケット部39に上下調節可能に螺着したネジ部材のごとき付勢力調節部材47に当接してある。
【0036】
したがって、上記付勢力調節部材47によって弾性部材45の付勢力を、加工ヘッド13、電極19等の重量とバランスするように調節することにより、加工ヘッド13に上方向への外力が僅かに作用した場合に、スライダ9に対して加工ヘッド13を相対的に円滑に上昇することができるものである。
【0037】
前記スライダ9に対する加工ヘッド13の相対的な上昇を検出するために、スライダ9の適宜位置には、例えばリミットスイッチなどのごときセンサ49が設けてある。
【0038】
以上のごとき構成において、前述同様にワークWに放電加工を行い、ワークWに備えた絶縁体WIに電極19の下端部が当接した後、サーボモータ5によってスライダ9がさらに下降されて電極19の送りが付与されると、電極19が比較的太く撓みを生じ難いので、この場合には、加工ヘッド13がスライダ9に対して相対的に上昇される。この場合、加工ヘッド13は付勢支持装置37を介してスライダ9に上下動可能に支持されているので、加工ヘッド13は僅かな外力でもって相対的に上昇される。
【0039】
スライダ9に対する加工ヘッド13の相対的な上昇がセンサ49によって検出されると、サーボモータ5による電極19の送りが停止される。上述のごとく電極19の下端部が絶縁体WIに当接した直後は、図4に示すように、ワークWに形成された加工穴WHの下端部と電極19との間にバリ状の部分WBが残るので、サーボモータ5による電極19の送りを停止した状態を、上記バリ状の部分WBが放電加工されて放電が生じなくなるまで(スパークアウトまで)保持するものである。
【0040】
この場合、電極19が比較的太く、大きな撓みを生じることなくほぼ垂直に保持されるので、前記バリ状の部分WBが放電加工されるまで、電極19の送りの停止状態を保持しても大きな問題はないものである。
【0041】
なお、加工穴WHの加工精度が必要ない場合には、前記センサ49が検知作動すると直ちにサーボモータ45を停止して電極19の送りを停止し、バリ状の部分WBを放電加工することなしに、サーボモータ5を逆回転して上昇復帰せしめることも可能である。また、タイマー等を利用して、前記センサ49が検知作動した後に、上記タイマーの設定時間経過後にサーボモータ5を逆回転して加工ヘッド13を上昇復帰する構成とすることも可能である。
【0042】
また、本例においては、付勢支持装置37の構成として、コイルスプリング等のごとき弾性部材45を用いた構成について説明したが、上記付勢支持装置37の構成としては、磁石の同極同志の反発力を利用すべく、スライダ9と加工ヘッド13とにそれぞれ磁石を設けた構成とすることも可能である。さらには、滑車と重りを用いて、加工ヘッド13を吊る構成とすることも可能である。また、さらにスライダ9にエアースプリングのごとき流体圧機構を設け、この流体圧機構によって加工ヘッド13を上下動可能に支持する構成とすることも可能である。この場合、流体圧を調節することにより、加工ヘッド等の重量の変化に対応し得るものである。
【0043】
なお、上記説明においては、電極19を回転する場合について例示したが、電極19の断面形状が円形でない場合には、電極19を回転しないことは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
以上のごとき説明より理解されるように、要するに、請求項1に記載の発明は、パイプ状の電極を用いてワークに放電加工を行い、当該電極が絶縁体に当接したことを検出したときに電極の送りを停止し、放電が生じなくなるまで上記停止状態を保持するものであるから、電極でもってワークを押圧することが防止できると共に、放電加工による加工孔の下端部の通りを精度よく加工することができる。
【0046】
請求項2に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動される加工ヘッドに、電極ホルダを設け、上記電極ホルダに上端部を保持された電極の下端部が絶縁体に当接して上記電極に撓みが生じたときに、当該撓みを検出するためのセンサを設けてなるものであるから、上記センサが電極の撓みを検出したときに、直ちに電極の送りを停止することができ、電極でもってワークを押圧することによる問題を生じるようなことがないものである。
【0047】
請求項3に記載の発明は、サーボモータの駆動によって上下動されるスライダに加工ヘッドを相対的に上下動可能に設け、上記加工ヘッドに備えた電極ホルダに装着した電極および上記加工ヘッドの重量を支持すべく前記加工ヘッドを上方向へ付勢支持する付勢支持装置を設け、かつ前記スライダに対する前記加工ヘッドの相対的な上昇を検出するセンサを設けてなるものであるから、電極がワークに当接し、加工ヘッドがスライダに対して相対的に上昇すると、センサによって上記上昇を検出でき、検出時に電極の送りを直ちに停止できる。よって、電極でもってワークを強く押圧するようなことがないものである。
【0048】
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、付勢支持装置は、上方向への付勢力を調節可能に設けてあるものであるから、電極の交換等によって重量が変化する場合であっても容易に対応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電加工装置を概念的に示した作用説明図である。
【図2】振れ防止部材の説明図である。
【図3】スライダに対する加工ヘッドの支持構造を示す説明図である。
【図4】ワークの加工孔の説明図である。
【符号の説明】
1 放電加工装置
5 サーボモータ
9 スライダ
13 加工ヘッド
17 電極ホルダ
19 電極
27 振れ防止部材
35 センサ
37 付勢支持装置
45 弾性部材
47 付勢力調節部材
49 センサ
Claims (4)
- パイプ状の電極を用いてワークに放電加工を行い、当該電極が絶縁体に当接したことを検出したときに電極の送りを停止し、放電が生じなくなるまで上記停止状態を保持することを特徴とする放電加工方法。
- サーボモータの駆動によって上下動される加工ヘッドに、電極ホルダを設け、上記電極ホルダに上端部を保持された電極の下端部が絶縁体に当接して上記電極に撓みが生じたときに、当該撓みを検出するためのセンサを設けてなることを特徴とする放電加工装置。
- サーボモータの駆動によって上下動されるスライダに加工ヘッドを相対的に上下動可能に設け、上記加工ヘッドに備えた電極ホルダに装着した電極および上記加工ヘッドの重量を支持すべく前記加工ヘッドを上方向へ付勢支持する付勢支持装置を設け、かつ前記スライダに対する前記加工ヘッドの相対的な上昇を検出するセンサを設けてなることを特徴とする放電加工装置。
- 請求項3に記載の発明において、付勢支持装置は、上方向への付勢力を調節可能に設けてあることを特徴とする放電加工装置。
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