JP5013569B2 - 形彫放電加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガントリ型の構造を有する工作機械に関する。特に、工具の質量が他の工作機械と比較して大きい工具電極を使用する大型の被加工物の加工に適するガントリ型の構造を有する形彫放電加工装置に関する。

加工ヘッドの質量が比較的大きい工作機械に適する構造として、門型と称される構造が知られている。門型の構造は、テーブルを挟んでベッド上に立設された２つのコラム（門形支柱）間に架設されるトップビームを有し、トップビームに加工ヘッドが設けられている。そのため、いわゆるＣ形フレーム型のように加工ヘッドを片持ち支持する構造の工作機械に比べて複雑な変形が生じることがなく、加工ヘッドの移動体が鉛直方向に往復移動するときの振動も小さく抑えられる。また、加工ヘッドを支持する構造物の熱変位が均等であるため、変位が安定している点で有利である。門型の構造は、工具の質量が他の工作機械と比較して圧倒的に大きく、工具を含む移動体を高加速度で高速移動ないし高速反転させることが要求される形彫放電加工装置に適している。ただし、門型の構造の工作機械は、加工可能な領域に対して機械全体が占有する面積が大きくなる。

加工ヘッドが設けられたトップビームを含む２本のコラムを移動可能に搭載したガントリ型と称される構造は、比較的大きい被加工物を加工するための工作機械に適する構造として知られている。ガントリ（移動架台）は、一般に大型クレーンのように移動する２本のコラムとトップビームでなるが、トップビームだけが移動する構成を含めてガントリ型と呼ばれる。ガントリ型の構造は、被加工物を載置するテーブルの構造をいわゆるクロステーブルの構造にする必要がなく、被加工物の重量があってもテーブルの変形を小さく抑えることができる。特に、加工ヘッドをトップビームの架設方向に沿って水平１軸方向に往復移動させる構成にした場合は、テーブルが移動しない構造にすることができる。その結果、テーブルの変形を最小とし、テーブルの移動にともなう軸精度（サーボモータの駆動軸線上における精度をいう、以下同じ）の低下がなく、設置面積も小さくすることができる。ガントリ型の工作機械として、例えば、特許文献１あるいは特許文献２に開示された工作機械が参照される。

ガントリ型の構造では、ガントリを円滑に移動させるように２本のコラム下側またはトップビームの両端に軸送り装置とガイドが設けられる。したがって、ガントリをばね要素が小さいリニアモータ駆動方式にすることによって、より微小単位のレベルでの位置決め精度を向上させ加工精度を向上させることができる。また、リニアモータは、ボールねじのようなトルクを伝達する伝達機構がないので、２つの軸送り装置の避け難い僅かな時間的な位置の誤差が発生するときでも、伝達機構の部材を損傷させたり、ガントリに変形を与えたり、ガントリの移動に障害が発生したりすることをより確実に防止することができる。

門型あるいはガントリ型の構造で加工ヘッドの質量が比較的大きい工作機械の場合は、トップビームが大きく撓むことを避けるためにコラムとトップビームの剛性が得られるようにコラムとトップビームを大きくする傾向にある。したがって、トップビームが移動するガントリ型の構造では、推力がより大きいサーボモータが要求される。特に、要求される推力がモータの大きさに直接反映されるリニアモータ駆動方式のガントリでは、モータが大きくなってガントリとガントリを搭載するベッドがさらに大きくなる。その結果、相当広い設置スペースが要求されるとともに、機械を出荷し設置場所まで搬送して据え付けるまでの作業が容易ではなく、場合によってはトラックに積載して搬送することができなかったり、設置場所に搬入することすらできないことがある。

工作機械は、もともと所要の機能を持たせた比較的大きな機能単位である構成要素（Component）に分けて考えることができる。そこで、大型の工作機械を搬送し、もしくは設置場所に搬入するために、構造物をモジュラユニット化して設置場所で組み立てるようにすることが考えられる。例えば、ヘッドユニット、ベースユニット、コラムユニット、スライドユニットなどがある。特許文献３または特許文献４に、形彫放電加工装置の本機の構造物のユニットの例が見られる。また、構造物をユニットに分ける構成にすることは熱変位の対策に有利であり、例えば、ユニット間に断熱材を設けることによって熱変位に対して有効であることが特許文献５に開示されている。

特開平１１−１１４７５９号公報 特開２００２−２０５２３１号公報 特公平３−４９６８９号公報 ドイツ公開特許第３８２４００６号公報 特公平８−１１３４８号公報

このように、ガントリ型の構造の工作機械は、加工ヘッドを支持するガントリの熱変位が均等であり、要求される加工精度を確保することができる点で有利である。しかしながら、ガントリの熱変位が均等であっても、他の構造物の熱や荷重による変位によって、結果的に不均一な熱変位による誤差が発生することがある。特に、被加工物を放電加工液に浸漬して加工する形彫放電加工装置では、放電加工にともなう発熱と放電加工液の循環によって加工槽の周辺の温度が変化して環境の温度が安定しにくい特徴がある。また、形彫放電加工装置では、他の工作機械に比べて加工ヘッドが大きくなるので、リニアモータ駆動方式のガントリ型の構造にすると機械全体が大型化して搬送や搬入が困難になる。さらに、構成要素が比較的大型になるため、機械をユニット化して設置場所で所要の機械精度が得られるように組み立てて据え付けるということが相当困難である。

本発明は、従来のガントリ型の形彫放電加工装置を改良して、工具電極と被加工物の大きさが比較的大きい放電加工において、安定して優れる加工精度を得ることができる形彫放電加工装置を提供することを主たる目的とする。その他の本発明によって得られる利点は、追って詳細に説明される。

本発明の形彫放電加工装置は、ガントリ型の構造を有する形彫放電加工装置において、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動する移動体を備える加工ヘッドと、第１のリニアモータによって前記加工ヘッドをトップビームの架設方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持し前記加工ヘッドに設けられた第１のリニアモータの可動子と所定の間隙をもって対向するように前記トップビームに前記第１のリニアモータの固定子が配設されたガントリと、前記ガントリを支持する剛性を有する２つのサイドフレームと前記２つのサイドフレームを前後で結合するフロントフレームとバックフレームとの４つのフレームで枠状に構成され第２のリニアモータによって前記ガントリを前記トップビームの架設方向（Ｘ軸方向）に直交する水平１軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能に搭載し前記トップビームの両端に設けられた前記第２のリニアモータの可動子と所定の間隙をもって対向するように前記第２のリニアモータの固定子が配設され平面上において熱対称構造をなすベッドと、前記ベッドの前記４つのフレームの内側に前記ベッドと全周に渡り空間を置いて完全に分離独立して設置されるベース上に固定され加工槽を備えたテーブルと、でなり、前記フロントフレームと前記バックフレームとが変形して温度の変化による前記ベッド全体の変位を前記平面上における前記ベッドの２本の中心線を挟んで前後と左右にそれぞれ均等に吸収するものとする。

好ましくは、加工ヘッドは、水平面上において熱対称構造であって、中心がトップビームの長手方向の中心線上を移動するようにトップビームに設けられた抜き空間内を架設方向に走行する構成である。

第１に、本発明の形彫放電加工装置は、ガントリ型の構造であるから、加工ヘッドを支持する構造物の熱変位が均等で安定している。そして、ガントリがリニアモータ駆動方式であるから、加工精度に優れるとともに、ガントリを障害なく円滑に移動させることができる。

第２に、本発明の形彫放電加工装置は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動可能な移動体を備える加工ヘッドと、加工ヘッドをトップビームの架設方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持するガントリと、ガントリを架設方向に直交する水平１軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能に搭載するベッドと、を有する構成であり、テーブルが移動しない構成である。そのため、テーブルを移動させる構成に比べてより質量の大きい被加工物をテーブルに載置することができるとともに、本機の設置面積をより小さくできる。また、テーブルの剛性を得ることができ、テーブルの変形をより小さく抑えることができる。さらに、テーブルに軸送り装置がないので、テーブルにおいては軸精度の低下がなく、テーブルにかかる荷重が変動しても安定して加工精度を得ることができる。その結果、被加工物を放電加工液に浸漬して加工しなければならない形彫放電加工にあって、比較的大型の被加工物を加工するときでも安定して優れた加工精度を得ることができる効果を奏する。

第３に、本発明の形彫放電加工装置は、環境の温度が変化しやすい加工槽を備えたテーブルをベッドから空間を置いて離して独立して設置する構造であるから、テーブルにおける温度の変化が軸送り装置に直接伝達されず、軸精度への影響が生じないので、安定して加工精度を得ることができる。その結果、被加工物を放電加工液に浸漬して加工しなければならない形彫放電加工にあって、安定して優れた加工精度を得ることができる効果を奏する。また、加工精度のばらつきを防止する上で、断熱材などで熱の伝達を遮断する方式に比べて簡単で確実、かつ安価である。

第４に、本発明の形彫放電加工装置は、熱変位が均等であるガントリを支持するベッドが水平面上において熱対称構造をなしているので、軸送り装置を有する全ての構造物の前後左右における熱変位に対するバランスがとれる。したがって、温度の変化による熱変位の大きな変動が起こりにくい上に、捩れや不均一な歪みのような不規則で予測しにくい変位が生じにくいから、全体的に安定して機械精度を得ることができる。その結果、安定して優れた加工精度を得ることができる効果を奏する。

加工ヘッドを熱対称構造とし、加工ヘッドの中心がトップビームの中心線上を移動するように架設方向に走行する構成である場合は、機械全体が熱対称構造であるとともに、トップビームにおける荷重のバランスが取られ、より安定して加工精度を得ることができる。その結果、より安定して優れた加工精度を得ることができる効果を奏する。

第５に、本発明の形彫放電加工装置は、第１のリニアモータと第２のリニアモータで加工ヘッドとガントリを水平２軸方向に移動させ、かつ移動しないテーブルをベッドから空間を置いて離して独立して設置する構成であるから、据付け現場で結合させることが困難な構造物どうしを直接結合したり、機械精度を得るために部品を正確に組み上げたり、あるいはモータなどの部品を組み付けたりするような困難な作業がないので、比較的容易に、設置場所において要求される機械精度で組み立てることができる。そして、設置場所において要求される機械精度が得られるので、安定して優れた加工精度を得ることができる。その結果、大型の機械をより容易に搬送ないしは搬入して据え付けることができ、大型の形彫放電加工装置の適用範囲を広くする優れた効果を奏する。

図１および図２に、本発明の好ましい実施の形態の形彫放電加工装置が示される。図３はベッドの構造を示し、図４はテーブルユニットの構造を示す。図５は、ガントリを下側から見た平面図であり、ガントリの構造を示す。図６は、加工ヘッドの断面とガントリの上面の一部分を示し、加工ヘッドの構成を示す。各図が示すように、本発明の形彫放電加工装置の本機は、複数のユニットに分割できる。

コンピュータ数値制御形彫放電加工装置は、図１に示されるように、ベッド１、テーブル２、ガントリ３、加工ヘッド４、加工液供給装置５、放電加工用の電源装置６の６つのメインのユニットで構成される。図２に示されるように、ベッド１と、テーブル２と、加工液供給装置５および電源装置６とは、空間を置いて離れて設けられる。実施の形態の形彫放電加工装置では、コンピュータ数値制御装置７が支持柱材でベッド１に取り付けられているが、別置きのユニットにして据え置くことができる。工具電極と被加工物を水平１軸方向（Ｘ軸方向）とそれに直交する水平１軸方向（Ｙ軸方向）に相対移動させる軸送り装置の駆動装置は、第１のリニアモータ１００と第２のリニアモータ２００で構成される。

ベッド１は、第２のリニアモータ２００によってガントリ３をトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に直交する水平１軸方向（Ｙ軸方向）に移動可能に搭載する。ベッド１は、図２に示されるように、水平面上において、中心線Ａを挟んで前後に、中心線Ｂを挟んで左右に、それぞれ線対称の構造である。したがって、ベッド１は、熱変位が中心線を挟んで均等に生じる、いわゆる熱対称構造をなす。軸送り装置を有する全ての構造物がベッド１上にあるから、本機全体の前後左右における熱変位と荷重に対するバランスがとれ、全体的に安定して機械精度を得ることができる。したがって、実施の形態の形彫放電加工装置は、加工精度に優れる。

ベッド１は、より具体的には、図３に示されるように、２つのサイドフレーム１１と、２つのサイドフレーム１１を前後で結合するフロントフレーム１２およびバックフレーム１３との４つのフレームで枠状に一体的に構成され、“ベッドユニット”としてモジュール化されている。２つのサイドフレーム１１は、同一形状または対称の形状である。各サイドフレーム１１の上面にそれぞれ断面凹形状のガイドブロック１４が取り付けられる。ガイドブロック１４には、図２に示されるガントリ３を案内するリニアモーションガイドの２本のガイドレール１０が敷設される。ガイドブロック１４の２本のガイドレール１０の間には、ガントリ３を移動させるための第２のリニアモータ２００の２次側固定子（磁石板）２１０がガントリ３の移動方向（Ｙ軸方向）に沿って取り付けられる。２次側固定子２１０は、図５に示される１次側可動子（コイルユニット）２２０と所定の間隙をもって対向するように配設される。

サイドフレーム１１は、移動するガントリ３を確実に支持するための剛性を有する。２つのサイドフレーム１１を結合するフロントフレーム１２とバックフレーム１３は、サイドフレーム１１の位置決めをし、倒れを防止する。また、ベッド１の全体が温度の変化によって膨張するとき、フロントフレーム１２とバックフレーム１３が変形して変位を均等に吸収する。したがって、フロントフレーム１２とバックフレーム１３が変形を許容することによってサイドフレーム１１における変位を単純かつ最小とし高い軸精度を得ることができる。このことから、基本的に、フロントフレーム１２とバックフレーム１３は同一の部材であることが要求される。ただし、上記作用を失わない範囲で設計上外観の形状を異ならせることができる。

テーブル２は、床面に据え付けられるベース８上に固定される。ベース８は、図２に示されるように、４つのフレームで枠状に構成されたベッド１の内側に全周に渡り空間Ｃを置いてベッド１と離れて独立して設置される。図４に詳細に示されるように、テーブル２の上面には、被加工物を載置して固定する定盤２１が設けられる。そして、テーブル２は、定盤２１を囲むようにして設けられる加工槽９を備える。ベース８と、ベース８上に固定されるテーブル２と、テーブル２に設置される加工槽９とは一体的に形成され、“テーブルユニット”としてモジュール化されている。加工槽９には、加工液供給装置５から放電加工液が供給されて、テーブル２の定盤２１上に載置される被加工物が放電加工液で満たされる。放電加工に供された放電加工液は、ドレイン９１から排出され加工液供給装置５の加工液貯留槽（サービスタンク）に戻される。

テーブルユニットの構成は、重量のある被加工物と放電加工液を移動させない構成であるから、テーブルを移動させるときに不可避に生じる変形が存在せず、テーブル２において軸精度が低下することがない。また、テーブル２の重量があってもよく、テーブル２の剛性を得ることができ、テーブルの変形をより小さく抑えることができる。そして、荷重が変化するときでも軸精度に影響がなく、安定して加工精度を得ることができる。したがって、実施の形態の形彫放電加工装置の構成は、加工精度に優れる。

また、上記構成は、加工槽９を備えたテーブル２が軸送り装置を有するガントリ３と加工ヘッド４を載せたベッド１と空間Ｃを置いて完全に分離独立しているから、放電加工にともなう環境の温度の変化があっても軸精度に影響を及ぼさず、安定して加工精度を得ることができる。なお、テーブル２が移動しない構成は、テーブル２を跨いで設置されるガントリ３の大きさをより小さくできるとともに、本機後背部に設けられる加工液供給装置５とテーブルユニットとの間に可能な限り余分な空間を作らないようにすることができるので、設置面積をより小さくする点で優位である。

ガントリ３は、第１のリニアモータ１００によって加工ヘッド４をトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に移動可能に支持する。ガントリ３は、図１に示されるように、テーブル２を挟んで立設される２つのコラム（門形支柱）３２と、コラム３２間に架設されるトップビーム３１とで一体的に形成される。トップビーム３１の両側面に、それぞれ１本のクロスレール２０が敷設される。また、トップビーム３１の上面に、加工ヘッド４を取り付けるための抜き空間の開口を挟んで２本のリニアモーションガイドのガイドレール３０が敷設される。ガントリ３のトップビーム３１の両側面には、前記加工ヘッド４に設けられる第１のリニアモータ１００の１次側可動子（コイルユニット）１２０と所定の間隙をもって対向するように２次側固定子（磁石板）１１０が配設される。

ガントリ３は、図２に示されるように、トップビーム３１の両端側に第２のリニアモータ２００の１次側可動子２２０を有する。１次側可動子２２０は、トップビーム３１に直接または間接的に設けられる。実施の形態の形彫放電加工装置では、図５に示されるように、１次側可動子２２０は、トップビーム３１を支持する２本のコラム３２のそれぞれの底部位に取付固定される。ベッド１に敷設されたリニアモーションガイドのガイドレール１０のそれぞれに予め２以上の軸受体４０がガイドレール１０上を移動可能に組み込まれている。軸受体４０は、コラム３２の底部位に固定され結合される。したがって、第２のリニアモータ２００によって２本のコラム３２が同期してトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に直交する水平１軸方向（Ｙ軸方向）に移動し、コラム３２間に架設されるトップビーム３１はコラム３２の移動にともなって移動し、その結果、ガントリ３は、ガイドレール１０上を上記水平１軸方向（Ｙ軸）方向に走行する。

実施の形態の形彫放電加工装置に限らずガントリ型の構造の特徴であるが、図２に示されるように、ガントリ３は、中心線Ｂと中心線Ｄを挟んで線対称の熱対称構造であるため、熱変位に対して均等である。ガントリ３をより剛性がある構造とし、トップビーム３１の撓みを最小限にすることで、荷重による変形をより小さくすることができるが、トップビーム３１に生じる僅かな変形による変位は、鉛直方向と水平方向の何れにおいても予測可能である。

加工ヘッド４は、鉛直方向に移動可能な移動体を備え、工具電極をテーブル２に載置される被加工物に対して垂直の方向に相対移動させる。実施の形態の形彫放電加工装置では、加工ヘッド４は、工具電極を含む移動体をより高加速度で高速移動ないし高速反転させる性能を優先して、リニアモータ駆動方式としている。リニアモータ駆動方式では不適当な“超大型”の工具電極を懸架させる放電加工を行なうときは、鉛直方向の軸送り装置に回転型サーボモータとボールねじとナットの組合せでなる回転型サーボモータ駆動方式を採用することができる。このとき、本発明の形彫放電加工装置は、ユニットで組み立てることができるので、他の構造物の基本的な構成を変更することなく、回転型サーボモータ駆動方式の加工ヘッド４と置き換えて搭載することができ、主軸の駆動方式を簡単に変更できる。

加工ヘッド４は、図６に示されるように、具体的には、鉛直方向に移動する移動体であるクイル４１、クイル４１を支持するクイルベース４２、クイル４１の移動を案内するリニアモーションガイド４３、クイル４１を移動させるリニアモータの１次側固定子（コイルユニット）４４、リニアモータの２次側可動子（磁石板）４５、クイル４１にカウンタバランスを付与するエアシリンダ４６、リニアスケールおよび電極取付板またはチャック（図示せず）を含んで“ヘッドユニット”としてモジュール化されている。

加工ヘッド４は、トップビーム３１に設けられた抜き空間を貫通してクイル４１の先端側に設けられている電極取付部位がトップビーム３１の下側に突出するように、トップビーム３１に設けられる。加工ヘッド４には、第１のリニアモータ１００の１次側可動子１２０がトップビーム３１の両側面に配設される２次側固定子１１０と所定の間隙をもって対向する位置に設けられる。より具体的には、トップビーム３１の両側面に１次側可動子１２０が取り付けられたスライダ４７が移動可能に設けられ、そのスライダ４７に加工ヘッド４が固定されて、スライダ４７の移動にともなって移動する。

スライダ４７は、トップビーム３１の側面に敷設されたクロスレール２０に予め組み込まれたクロスレール２０を受ける軸受体５０に固定される。そして、各スライダ４７は、第１のリニアモータ１００によって駆動されクロスレール２０に案内されてトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に沿ってトップビーム３１の側面を走行する。加工ヘッド４は、クイルベース４２の天板と底板の間にスライダ４７を締結してスライダ４７に取り付けられる。同時に、天板の下面にトップビーム３１の上面に敷設された２本のガイドレール３０に予め組み込まれている４つの軸受体６０を取付固定することによって、トップビーム３１上を走行するように取り付けられる。したがって、加工ヘッド４は、第１のリニアモータ１００で駆動されるスライダ４７の移動にともなってクイルベース４２の天板がガイドレール３０と軸受体６０でなるリニアモーションガイドに案内され、トップビーム３１の内側の抜き空間内をトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に走行することによって移動する。

クイル４１は、鉛直方向（Ｚ軸方向）に移動する加工ヘッドの移動体である。クイルベース４２に、リニアモーションガイド４３の軸受体が設けられ、クイル４１に敷設されたリニアモーションガイド４３のガイドレールに案内され、クイル４１がクイルベース４２に移動可能に支持される。クイル４１の両側面に２次側可動子４５が取り付けられる。また、２次側可動子４５に所定の間隙をもって対向配置されるようにクイルベース４２に１次側固定子４４が取り付けられる。エアシリンダ４６は、ロッドがクイル４１の中心軸線にあるようにクイル４１の中空内部に設けられ、ロッド端は加工ヘッド４の上部フレームに固定される。

図６に示されるように、実施の形態の形彫放電加工装置では、加工ヘッド４は、ベッド１およびガントリ３と同じように、水平面上において熱対称構造である。また、加工ヘッド４は、図２に示されるように、加工ヘッド４の中心がガントリ３のトップビーム３１の長手方向の中心線Ｄ上を移動するように、トップビーム３１に設けられた抜き空間内をトップビーム３１の架設方向（Ｘ軸方向）に走行する。したがって、トップビーム３１において荷重のバランスが取られているとともに、ベッド１、ガントリ３、および加工ヘッド４で構成される軸送り装置を有する本機全体が熱対称構造をなす。そのため、実施の形態の形彫放電加工装置は、熱変位に対してより安定した構造であり、加工精度に優れる。

第１のリニアモータ１００は、加工ヘッド４のスライダ４７に取付固定される１次側可動子１２０と、ガントリ３のトップビーム３１の１次側可動子１２０と所定の間隙をもって対向する位置に配設される２次側可動子（磁石板）１１０とでなる。第２のリニアモータ２００は、ガントリ３のトップビーム３１の両端側に設けられた１次側可動子（コイルユニット）２２０と、ベッド１のガイドブロック１５に１次側可動子２２０と所定の間隙をもって対向する位置に配設される２次側固定子（磁石板）２１０とでなる。スライダ４７の走行を案内するリニアモーションガイドは、クロスレール２０とクロスレールに組み込まれた軸受体５０とでなり、加工ヘッド４の走行を案内するリニアモーションガイドは、ガイドレール３０と軸受体６０でなる。また、ガントリ３の走行を案内するリニアモーションガイドは、ガイドレール１０と軸受体４０でなる。

次に、実施の形態の形彫放電加工装置の据付けについて説明する。形彫放電加工装置は、ベッド１のベッドユニット、テーブル２とベース８と加工槽９を主要部材とするテーブルユニット、トップビーム３１と２本のコラム３２を主要部材とするガントリユニット、加工ヘッド４のヘッドユニット、加工液供給装置５を主要部材とするサービスタンクユニット、加工用電源装置を主要部材とする電源ユニット、を有する。少なくとも、ベッドユニット、テーブルユニット、サービスタンクユニット、電源ユニットは、別々に搬送することができる。また、ガントリユニットは、トップビーム３１を外してコラム３２をベッドユニットに取り付けた状態で搬送できる。また、ヘッドユニットは、トップビーム３１に取り付けられた状態で搬送される。

最初に、設置場所でベッドユニットを床面に据え付ける。このとき、ベッド１の仮のレベル出しを行なう。そして、ベッド１の内側に全周に渡り空間を置いてテーブルユニットを床面に据え付ける。このとき、テーブル２の仮のレベル出しを行なう。ベッド１とベース８の間隔の調整については適宜の方法で行なう。ベッド１とベース８の間隔を可能な限り精確にして据え付けることが好ましいが、実施の形態の形彫放電加工装置はコンピュータ数値制御装置７を具備しているので、加工を実施するときに位置合わせを行なって位置ずれを調整することが可能である。

次いで、ガントリ３を組み立てる。上述したとおり、コラム３２は、ベッドユニットに移動可能に取り付けられて搬送される。また、トップビーム３１は、既にヘッドユニットを移動可能な状態で取り付けている。ここで、ガントリ３の２本のコラム３２はリニアモータで駆動される構成であるから、トップビーム３１をコラム３２に載置して固定するだけで、ベッド１とガントリ３と加工ヘッド４とを一体化することができる。なお、搬送や搬入に問題がない場合は、出荷時にベッドユニットにガントリユニットとヘッドユニットを組み付けておくことができ、据付時に各ユニットを組み付ける必要はない。

本機の組立てが完了したら、ベッド１とテーブル２のレベル出しを行なう。また、本機の後背部にサービスタンクユニットを据え付けるとともに電源ユニットを適所に設置する。加工液供給装置５と加工槽９との間の配管および各リニアモータの配線とコイル冷却液の配管、電源装置６の配線、その他の配管と配線を順次行なう。また、コンピュータ数値制御装置７をベッド１に取り付けて電源装置６との間の配線を行なう。その後の機械の据付時に要求される調整作業については、従来の形彫放電加工装置の据付作業と同じである。

以上に説明されるように、実施の形態の形彫放電加工装置は、おおよそ予め定められた取付場所に構造物を据え置いて平行度を調整や配線のような通常の作業を実施するだけで機械を設置することができるから、据付け現場で結合させることが困難な構造物どうしを直接結合したり、モータなどの部品を組み付けたりするような困難な作業がない。したがって、完全に組み合わせた状態では本機の搬送ないしは搬入が困難な大型の機械をユニットに分割して搬送し、設置場所において機械精度を失わずに比較的容易に組み立てることができる。

本発明は、ガントリ型の形彫放電加工装置に適用できる。本発明は、工具電極と被加工物の大きさが比較的大きい放電加工において、安定して優れる加工精度を得ることができ、これまで設置できない場所に設置することができるようにするなど、形彫放電加工装置の進歩に寄与する。

実施の形態の形彫放電加工装置の全体構成を示す斜視図である。 実施の形態の形彫放電加工装置の上面を示す平面図である。 実施の形態の形彫放電加工装置のベッドを示す斜視図である。 実施の形態の形彫放電加工装置のテーブルユニットを示す斜視図である。 実施の形態の形彫放電加工装置のガントリの下面を示す平面図である。 実施の形態の形彫放電加工装置の加工ヘッドのトップビーム上面における断面を示す平面図である。

符号の説明

１ ベッド
２ テーブル
３ ガントリ
４ 加工ヘッド
５ 加工液供給装置
６ 放電加工用電源装置
７ コンピュータ数値制御装置
８ ベース
９ 加工槽
２０ クロスレール
３１ トップビーム
３２ コラム（門形支柱）
１００ 第１のリニアモータ
１１０ ２次側固定子（磁石板）
２００ 第２のリニアモータ

Claims (2)

1. ガントリ型の構造を有する形彫放電加工装置において、鉛直方向に移動する移動体を備える加工ヘッドと、第１のリニアモータによって前記加工ヘッドをトップビームの架設方向に移動可能に支持し前記加工ヘッドに設けられた第１のリニアモータの可動子と所定の間隙をもって対向するように前記トップビームに前記第１のリニアモータの固定子が配設されたガントリと、前記ガントリを支持する剛性を有する２つのサイドフレームと前記２つのサイドフレームを前後で結合するフロントフレームとバックフレームとの４つのフレームで枠状に構成され第２のリニアモータによって前記ガントリを前記トップビームの架設方向に直交する水平１軸方向に移動可能に搭載し前記トップビームの両端に設けられた前記第２のリニアモータの可動子と所定の間隙をもって対向するように前記第２のリニアモータの固定子が配設され平面上において熱対称構造をなすベッドと、前記ベッドの前記４つのフレームの内側に前記ベッドと全周に渡り空間を置いて完全に分離独立して設置されるベース上に固定され加工槽を備えたテーブルと、でなり、前記フロントフレームと前記バックフレームとが変形して温度の変化による前記ベッド全体の変位を前記平面上における前記ベッドの２本の中心線を挟んで前後と左右にそれぞれ均等に吸収することを特徴とする形彫放電加工装置。
2. 前記加工ヘッドは、水平面上において熱対称構造であって、中心が前記トップビームの長手方向の中心線上を移動するように前記トップビームに設けられた抜き空間内を前記架設方向に走行する構成であることを特徴とする請求項１に記載の形彫放電加工装置。

Images