JP6993528B1 - 交換装置、細穴放電加工機及び電極交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電極を電極カートリッジに収納するだけで異なる径の電極を使用した多数穴の連続加工を自動で可能な交換装置、細穴放電加工機及び電極交換方法を提供すること。【解決手段】 自動電極供給装置（１４）と第１の交換装置（５０）を有する細穴放電加工機（１００）であって、自動電極供給装置（１４）は所定径の電極（１３）を多数収容する電極カートリッジ（１４１）と、電極カートリッジ（１４１）から電極（１３）を１本ずつ供給する電極フィーダ装置（１４２）を備え、第１の交換装置（５０）は自動電極供給装置（１４）を着脱自在に収納する第１のマガジン（５１）と、第１のマガジン（５１）から加工主軸（１０）に設けられた第１のチャック（３４）との間で前記自動電極供給装置を移載する第１の移載装置（５２）を備え、第１のマガジン（５１）は、収容した電極（１３）の径が異なる自動電極供給装置（１４）を複数収納していることを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は自動電極供給装置の交換装置、被加工物に細穴を加工形成する細穴放電加工機および電極交換方法に関する。

細穴放電加工は、通常、電極として、外径がφ０．５ｍｍ程度からφ３ｍｍ程度の中空円筒状のパイプ電極を使用し、水系または油系の加工液を最大８ＭＰａ程度の高圧で該パイプ電極の中空部を通し先端開口部の放電間隙に供給して加工が行われる。このように、細穴放電加工に用いる電極は細径であるうえ、高消耗条件で加工が行われるため加工時の消耗が激しく、消耗に応じて電極を次々と交換する必要がある。

このため、単一の穴径の細穴を多数加工する場合は、新たな電極を加工主軸の先端部に取り付けられた電極ホルダに供給して把持させる自動電極供給装置と、消耗した電極を前記電極ホルダから回収し移送して回収容器に自動的に収納する電極回収装置と、を備えた細穴放電加工機が多用されている。

この、自動電極供給装置は、単一な外径の多数の電極が収容された電極カートリッジと、この電極カートリッジから電極を１本ずつ加工主軸の中空部を通して先端部の電極ホルダに供給する電極フィーダ装置とから構成され、加工主軸の上方に取り付けられている（特許文献１）。

一方、多種の異なった穴径の加工が求められる場合は、加工主軸先端部の電極ホルダチャックに装着状態の電極ホルダを他の電極ホルダと交換する電極ホルダ交換装置（ＡＴＣ装置）を備えた細穴放電加工機が使用されている。このＡＴＣ装置は、夫々異なった外径または異なった種類の電極を把持している多数の電極ホルダを個別に着脱自在に収容する電極ホルダマガジンと、電極ホルダを電極ホルダマガジンと電極ホルダチャックの間で移載する電極ホルダ移載装置とを有している。電極ホルダチャックに装着状態の電極ホルダを前記移載装置により電極ホルダマガジンに移載した後、加工する穴径に応じた外径の電極を把持する電極ホルダを電極ホルダマガジンから選択して前記移載装置により電極ホルダチャックに移載する態様で電極ホルダの交換を行う。また、加工により消耗した電極は、ＡＴＣ装置により電極ホルダとともに電極ホルダチャックから外されて電極ホルダマガジンに収容される（特許文献２）。

特許第４０２７７７０号公報 特許第４１５２６０２号公報

特許文献１に記載された自動電極供給装置は一つの径の電極のみに対応した装置であるため、異なる径の電極に変更して加工したい場合には、新たにその径の電極を収容した自動電極供給装置を手動で交換する必要があった。さらにその電極の径に応じた電極ホルダおよび下ガイドの装着が必要であり、手動で行うかもしくは別装置を併用することが必要となり（特許文献２）、作業が煩雑化し装置が大型化してしまう問題が生じていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電極を電極カートリッジに収納することで異なる径の電極を使用した多数穴の連続加工が可能な交換装置、細穴放電加工機及び電極交換方法を提供することを目的とする。

本発明の細穴放電加工機は、異なる径の電極を収納した自動電極供給装置、その径に対応する電極ホルダ、下ガイドを複数収納した交換装置を備えており、一台の細穴放電加工機で種々の径の電極に自動的に交換することが可能であるため、細穴放電加工機の稼働率・汎用性が飛躍的に向上する。

本発明の実施形態の細穴放電加工機１００の全体の概略構成図である。 上記実施形態の加工主軸１０と第１の交換装置５０を示す模式図である。 上記実施形態の自動電極供給装置１４を示す斜視図である。 上記実施形態の自動電極供給装置１４の内部構造を示す断面図である。 上記実施形態の下ガイド１７および電極クランプ装置１８を示す模式図である。 上記実施形態の第１の電極回収装置２０を示す模式図である。 上記実施形態の自動電極供給装置１４における第１の交換装置５０への取付例を示す模式図である。 上記実施形態の自動電極供給装置１４における第１のチャック３４への取付例を示す模式図である。 上記実施形態の第２の交換装置６０および第２の電極回収装置１９３を示す模式図１である。 上記実施形態の第２の交換装置６０および第２の電極回収装置１９３を示す模式図２である。 上記実施形態の第３の交換装置７０を示す模式図である。 上記実施形態の電極ホルダ１２を示す模式図である。 上記実施形態の電極挿入工程（Ｓ５）を説明する模式図１である。 上記実施形態の電極挿入工程（Ｓ５）を説明する模式図２である。 上記実施形態の電極挿入工程（Ｓ５）を説明する模式図３である。

（１．１ 細穴放電加工機１００の全体構成）
以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。図１は、本発明の細穴放電加工機１００の全体の概略構成図であり、図２は、上記実施形態の加工主軸１０と第１の交換装置５０を示す模式図である。
本発明の細穴放電加工機１００は、細穴放電加工機本体４０と、自動電極供給装置１４を複数収納する第１の交換装置５０と、電極ホルダ１２を複数収納する第２の交換装置６０と、下ガイド１７を複数収納する第３の交換装置７０と、全体の制御を行う制御装置８０を備える。

細穴放電加工機本体４０は、設置面に載置されたベッド１と、水平方向であるＹ軸方向に往復移動可能にベッド１上に設置されたサドル２と、このサドル２の上にＹ軸方向と垂直な水平１軸方向（Ｘ軸）に往復移動可能に設置されたＸ軸アーム３と、Ｘ軸アーム３の一端に設けられ、Ｘ軸およびＹ軸と直交する鉛直１軸方向（Ｗ軸）に往復移動可能な加工ヘッド８と、を備える。加工ヘッド８は加工主軸１０を含み、図１において直接見ることができないサドル２およびＸ軸アーム３によって加工ヘッド８はＸ軸方向とＹ軸方向に往復移動する。
加工主軸１０は、Ｘ軸およびＹ軸と直交する鉛直１軸（Ｗ軸）を介した鉛直１軸方向（Ｚ軸）に昇降制御され、モータ等の回転アクチュエータを含む回転装置を内蔵している。加工主軸１０の先端部（下端部）に第２のチャック１１（図２）が取り付けられ、第２のチャック１１に電極ホルダ１２（図２、図１２）が着脱自在に装着される。電極ホルダ１２には電極１３（図２、図６）が把持される。
またベッド１上には加工槽４が設けられ、加工槽４中の底部に設けられた図示しない支持装置に被加工物６が定置される。
電極１３は、中空円筒状のパイプ電極が使用される。電極１３の中空部を通して水系または油系の加工液を最大８ＭＰａ程度の高圧で先端開口部の放電間隙に供給して加工が行われる。

加工主軸１０は、上部に自動電極供給装置１４が挿入されるコの字型のブラケット３１と、自動電極供給装置１４の上部を密封するためのシリンダ３３と、自動電極供給装置１４を加工主軸１０に取り付けるための第１のチャック３４と、自動電極供給装置１４の繰り出し管１４２ｂをＺ軸方向（鉛直方向）に上下動させるためのケースプッシャーシリンダ３５（図２）と、電極１３内を流れる加工液が電極カートリッジ１４１側へ漏れ出すことを防止するためのシールプッシャーシリンダ３６（図２）と、加工主軸１０の下端部に設けられた第２のチャック１１と、電極ホルダ１２の近傍に配置されるナット把持装置１５と、を含む。

ナット把持装置１５は、エアシリンダにより動作する開閉式アクチュエータ（以下、ハンドチャックという）に、係止爪を取り付けてなり、加工主軸１０を回転させて電極ホルダ１２に電極１３を把持させたり解放させたりするとき、ハンドチャックを動作させ係止爪を係止溝に引っ掛けて後述する電極ホルダ１２のロックナット１２ｅを把持固定する。固定状態で加工主軸１０と共にコレットホルダ１２ａを回転させてロックナット１２ｅを締め付けたり弛めたりすることにより、電極１３が把持及び解放される。ナット把持装置１５によって自動電極把持解放機構が構成される。

図３は、上記実施形態の自動電極供給装置１４を示す斜視図であり、図４は、上記実施形態の自動電極供給装置１４の内部構造を示す断面図である。
加工主軸１０の上方には、多数の同じ径の電極１３を収容する電極カートリッジ１４１と、電極カートリッジ１４１から電極１３を１本ずつ加工主軸１０の中空部を通して先端側に供給する電極フィーダ装置１４２と、加工主軸１０に取り付けるための取付部１４３を備えた自動電極供給装置１４が着脱可能に設けられている。同じ所定径の電極１３を電極カートリッジ１４１にストックする自動電極供給装置１４と所定径と異なる様々な電極径の電極１３を同じ電極径の電極１３同士でそれぞれストックする自動電極供給装置１４を１以上準備しておくことができる。例えば、１０基の自動電極供給装置１４を準備できるとき、φ０．５ｍｍの電極１３をストックする自動電極供給装置１４を３基、φ１．０ｍｍの電極１３をストックする自動電極供給装置１４を１基、φ１．５ｍｍの電極１３をストックする自動電極供給装置１４を２基、φ２．０ｍｍの電極１３をストックする自動電極供給装置１４を３基準備することができる。

電極フィーダ装置１４２は、筒状のハウジング１４２ａ内に上下動可能に収容された繰り出し管１４２ｂと、繰り出し管１４２ｂの上部に設けられたクッションパッド１４２ｅと、繰り出し管１４２ｂを上方に押圧する圧縮コイルばね１４２ｃと、筒状のハウジング１４２ａの下方に設けられたロックリング１４２ｄと、ロックリング１４２ｄと圧縮コイルばね１４２ｃの間に設けられたノッチ１４２ｆから構成される。電極カートリッジ１４１はハウジング１４２ａの上部に繰り出し管１４２ｂと同軸上に取り付けられる。
加工主軸１０側に設けられたケースプッシャーシリンダ３５により、繰り出し管１４２ｂをＺ軸方向（鉛直方向）に上下動させて、電極１３を先端部まで送出する。
ノッチ１４２ｆは十字スリットの中心に孔が形成された部材であり、繰り出し管１４２ｂ上昇時は、ロックリング１４２ｄで締められることでノッチ１４２ｆの孔が閉じて電極１３が保持され、繰り出し管１４２ｂ下降時は、ノッチ１４２ｆの先端がロックリング１４２ｄから解放されて孔が広がり、電極１３を解放することができる。

取付部１４３は、加工主軸１０に設けられた第１のチャック３４に着脱自在に取り付けるための棒状部材である。

図１２は、上記実施形態の電極ホルダ１２を示す模式図である。
電極ホルダ１２は、自動電極供給装置１４により加工主軸１０の先端側に供給された電極１３を把持する部材であり、コレットホルダ１２ａと、パイプガイド１２ｂと、シールラバー１２ｃと、コレット１２ｄと、ロックナット１２ｅから構成される。第２の交換装置６０の第２のマガジン１９１に複数の電極ホルダ１２が異なる電極径ごとに用意され、自動電極供給装置１４と同様に、所望の加工で使用する電極の電極径に合わせて第２のマガジン１９１から取り出されて交換される。
コレットホルダ１２ａを第２のチャック１１に挿入することにより、加工主軸１０に電極ホルダ１２を着脱自在に設けることができる。

図５は、上記実施形態の下ガイド１７および電極クランプ装置１８を示す模式図である。
加工ヘッド８の先端には、下ガイド１７と電極クランプ装置１８が取り付けられている。
回転する電極１３の振れを防止するため、加工中、被加工物６の上面近くに下ガイド１７が下ガイド取付位置１７１に配置され、下ガイド１７の上方に小さな開閉式アクチュエータ等から構成される電極クランプ装置１８が配置される。電極クランプ装置１８は、電極１３を把持する位置にゴム等の弾性体で形成された電極保持部１８ａが設けられている。
電極ホルダ１２により供給中の電極１３の上端側所定位置を把持する際に、電極クランプ装置１８によって該電極１３が一時的に固定支持される。また、下ガイド１７の上方に電極１３の振れを防止する中間ガイドが必要に応じて設けられる。

図６は、上記実施形態の第１の電極回収装置２０を示す模式図である。
加工ヘッド８の下方には、第１の電極回収装置２０が取り付けられている。
第１の電極回収装置２０は、第２のチャック１１に装着状態の電極ホルダ１２から加工により消耗した使用済みの電極１３を回収して移送する第１の電極移送装置２０１と、移送された電極１３を収納する第１の電極回収容器２０２とを有する。

第１の電極移送装置２０１は、移動用シリンダ装置（エアシリンダ）２１と、エアシリンダ２１のロッド２１ａ先端に取り付けられたアーム２１ｂと、アーム２１ｂに取り付けられた第１の電極把持装置２１ｃから構成され、第１の電極把持装置２１ｃはエアシリンダ２１の作動により前進後退する。第１の電極把持装置２１ｃは、閉じたときに電極１３を把持する平坦な当接面を有する電極把持爪を有する。

第１の電極移送装置２０１の下方には消耗した電極を回収して収納するための第１の電極回収容器２０２が備えられている。
エアシリンダ２１の作動により第１の電極把持装置２１ｃが前進し、第２のチャック１１に装着状態の電極ホルダ１２に取り付けられた使用済みの電極１３を把持する。そして電極１３を電極ホルダ１２から取り出し、第１の電極把持装置２１ｃの把持爪が開かれて、電極１３が第１の電極回収容器２０２中に落下して収容される。

（１．２ 第１の交換装置５０の構成）
図７は、上記実施形態の自動電極供給装置１４における第１の交換装置５０への取付例を示す模式図であり、図８は、上記実施形態の自動電極供給装置１４における第１のチャック３４への取付例を示す模式図である。
第１の交換装置５０は、自動電極供給装置１４を複数収納し、細穴放電加工機本体４０に自動電極供給装置１４を取り付けおよび取り外しを行う装置である。第１の交換装置５０は、加工ヘッド８の側方近傍でベッド１に取り付けられている。

第１の交換装置５０は、径の異なる電極を収納した自動電極供給装置１４，１４，・・・を夫々個別に着脱自在に収容する第１のマガジン５１と、自動電極供給装置１４を第１のマガジン５１と第１のチャック３４相互間で移載する第１の移載装置５２と、第１のマガジン５１を回転駆動する駆動装置５３と、第１のマガジン５１の下側に設けられ第１のマガジン５１が回転したときのガタおよび位置ズレを低減するための原点センサ５４と、自動電極供給装置１４の交換位置を検出する交換位置センサ５５を含む。

第１のマガジン５１は、割出し可能に回転制御される円形のマガジンテーブル５１ａと、マガジンテーブル５１ａの外周に所定間隔で配置された多数の収容部材５１ｂからなる。
収容部材５１ｂは、半径方向外方に開口したＵ字形状をなす上部収容部材５１ｂａ，中央部収容部材５１ｂｂおよび下部収容部材５１ｂｃの３つの凹部材から構成され、Ｚ軸方向に並列した状態で第１のマガジン５１の外周に設けられる。
上部収容部材５１ｂａ，中央部収容部材５１ｂｂおよび下部収容部材５１ｂｃは各Ｕ字形の凹部に自動電極供給装置１４を収納して支持する。
上部収容部材５１ｂａは自動電極供給装置１４のピッチ方向への傾きを防ぐための部材であり、ポリアセタール等の材質で形成されている。
下部収容部材５１ｂｃには自動電極供給装置１４が脱落しないように両側から保持するためのボールプランジャ５１ｂｄが配置され、自動電極供給装置１４の側面に設けられた溝にボールプランジャ５１ｂｄが係合することで自動電極供給装置１４を固定する。
このように上部収容部材５１ｂａにより自動電極供給装置１４の傾きを防止し、下部収容部材５１ｂｃにより自動電極供給装置１４のＺ軸方向の位置決めを行う。

第１の移載装置５２は、自動電極供給装置１４を移動させるための部材であり、マガジンテーブル５１ａの下方に設けられた２段のシリンダ装置５２ａと、上側シリンダ５２ａａの先端に取り付けられたアーム５２ｂ（図２）と、アーム５２ｂに取り付けられた把持装置５２ｃ（図２）から構成され、シリンダ装置５２ａが駆動することにより前進後退する。
シリンダ装置５２ａは、２つのリニアシリンダである上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂから構成され、上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂがＺ軸方向上下に重ねて配置される。上側シリンダ５２ａａと下側シリンダ５２ａｂは接続されており、上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂが連携して伸縮することにより、自動電極供給装置１４を第１のマガジン５１の収容部材５１ｂと第１のチャック３４の間で移載することができる。
シリンダ装置５２ａは、上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂが収縮した状態である退避位置と、上側シリンダ５２ａａが伸張した状態でかつ下側シリンダ５２ａｂが収縮した状態である交換位置と、上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂが伸張した状態である取付位置の３つのポジションをとることができる。
シリンダ装置５２ａが退避位置にある場合、把持装置５２ｃはマガジンテーブル５１ａの下方の邪魔にならない位置に配置される。シリンダ装置５２ａが交換位置にある場合、把持装置５２ｃはマガジンテーブル５１ａに収納された自動電極供給装置１４を把持する位置に配置される。そして、シリンダ装置５２ａが取付位置にある場合、把持装置５２ｃは自動電極供給装置１４を第１のチャック３４に装着する位置に配置される。
把持装置５２ｃは、ハンドチャックに自動電極供給装置１４を把持する把持爪を取り付けてなる自動電極供給装置１４の把持装置である。

駆動装置５３は、マガジンテーブル５１ａを回転駆動するため駆動装置であり、具体的には回転モータである。

（１．３ 第２の交換装置６０の構成）
図９および図１０は、上記実施形態の第２の交換装置６０および第２の電極回収装置１９３を示す模式図である。
第２の交換装置６０は、対応する電極径の異なる電極ホルダ１２を複数収納し、細穴放電加工機本体４０に電極ホルダ１２を取り付けおよび取り外しを行う装置である。第２の交換装置６０は、第１の交換装置５０の下方で、ベッド１に取り付けられている。
第２の交換装置６０は、対応する電極径の異なる複数の電極ホルダ１２，１２，・・・を夫々個別に着脱自在に収容する第２のマガジン１９１と、電極ホルダ１２を第２のマガジン１９１と第２のチャック１１相互間で移載する第２の移載装置１９２を備える。

第２のマガジン１９１は、割出し可能に回転制御される円形のマガジンテーブル１９１ａと、マガジンテーブル１９１ａの外周に所定間隔で配置された多数の収容部材１９１ｂからなる。多数の収容部材１９１ｂは、夫々マガジンテーブル１９１ａの半径方向外方に開口するＵ字形をなし、該各Ｕ字形の凹部に電極ホルダ１２を収納して支持する。収納した電極ホルダ１２が脱落しないように、Ｕ字形の凹部を囲んで板ばね等が配置されている。

第２の移載装置１９２は、電極ホルダ１２を移動させるための部材であり、マガジンテーブル１９１ａの下方に設けられた移動用シリンダ装置（エアシリンダ）１９２ａと、エアシリンダ１９２ａの図示しないロッド１９２ｂの先端に設けられたアーム１９２ｃと、アーム１９２ｃに取り付けられた把持装置１９２ｄから構成される。エアシリンダ１９２ａの作動により電極ホルダ１２は前進後退する。
把持装置１９２ｄは、ハンドチャックに閉じたときに電極ホルダ１２を把持する凹部を有する電極ホルダ把持爪を取り付けてなる電極ホルダの把持装置である。

第２の電極回収装置１９３は、第２の電極移送装置である振れ止め装置１９３ａおよび第２の電極把持装置１９３ｄと、移送された電極１３を収納する第２の電極回収容器１９３ｂを含み、第２の交換装置６０の下方に設けられている。第２の電極回収装置１９３は、電極１３がまだ消耗しておらず、一定以上の電極長を有する状態で異径の新しい電極１３に交換する場合に使用され、第１の電極回収装置２０によって回収することができない電極１３を回収するために有益である。
第２の電極把持装置１９３ｄは、ハンドチャックに、閉じたときに電極１３を把持する平坦な当接面を有する電極把持爪を取り付けてなる部材であり、把持装置１９２ｄの下方に把持装置１９２ｄと併設してアーム１９２ｃに設けられており、エアシリンダ１９２ａの作動により前進後退する。
振れ止め装置１９３ａは、消耗した電極１３を確実に第２の電極回収容器１９３ｂに入るようにするための電極１３を把持する装置であり、第２の電極把持装置１９３ｄと同様のハンドチャックに閉じたときに電極１３を把持する平坦な当接面を有する電極把持爪を取り付けてなる把持装置である。振れ止め装置１９３ａは第２の電極把持装置１９３ｄの下方に把持装置１９２ｄおよび第２の電極把持装置１９３ｄと併設してアーム１９２ｃに設けられており、エアシリンダ１９２ａの作動により前進後退する。

上述のように把持装置１９２ｄ，第２の電極把持装置１９３ｄおよび振れ止め装置１９３ａは、エアシリンダ１９２ａを共有する。

振れ止め装置１９３ａの下方には消耗した電極を回収して収納するための第２の電極回収容器１９３ｂが備えられている。

（１．４ 第３の交換装置７０の構成）
図１１は、上記実施形態の第３の交換装置７０を示す模式図である。
第３の交換装置７０は、対応する電極径の異なる下ガイド１７を複数収納し、細穴放電加工機本体４０に下ガイド１７を取り付けおよび取り外しを行う装置である。第３の交換装置７０は、第２の交換装置６０の下方で、ベッド１に取り付けられている。
第３の交換装置７０は、対応する電極径の異なる複数の下ガイド１７，１７，・・・を夫々個別に着脱自在に収容する第３のマガジン７１と、下ガイド１７を第３のマガジン７１と下ガイド取付位置１７１の相互間で移載する第３の移載装置７２を備える。

第３のマガジン７１は、割出し可能に回転制御される円形のマガジンテーブル７１ａと、テーブル７１ａの外周周辺に所定間隔で配置された多数の収容穴７１ｂから構成される。収容穴７１ｂには複数の下ガイド１７が収容されている。

第３の移載装置７２は、下ガイド１７を移動させるための装置であり、例えばロボットハンド等を含む既知のＬＧＣ装置が使用される。
第３の移載装置７２は、マガジンテーブル７１ａの上方から下降して収容穴７１ｂに収納された下ガイド１７を把持した後に上昇し、その後、下ガイド取付位置１７１まで水平移動して、下ガイド取付位置１７１に下ガイド１７を取り付ける動作を行う。

（２．１ 異径電極交換作業の全体の流れ）
以下、本実施形態の電極交換方法を説明する。
異なった径の電極１３を使用して加工を行う場合、電極ホルダ１２から電極１３を排出する排出工程（Ｓ１）、下ガイド１７および電極ホルダ１２を交換する交換工程（Ｓ２，Ｓ３）、自動電極供給装置１４を交換する交換工程（Ｓ４）、変更した電極ホルダ１２に新たな電極１３を挿入する電極挿入工程（Ｓ５）を順に実行する。以下、各工程の説明を行う。

（２．２ 排出工程（Ｓ１）の流れ）
排出工程（Ｓ１）においては、装置構造上、第１の電極回収装置２０で排出可能な電極長の長さが決まっている。電極１３を交換してから短時間でさらに異なる径の電極１３に交換する場合は、電極ホルダ１２に規定値以上の長さを有する電極１３が取り付けられていることがあり、第１の電極回収装置２０で電極１３を回収できない問題が発生する。
よって、加工主軸に取り付けられている電極１３の長さが規定値よりも短い場合は第１の電極回収装置２０により電極１３を排出し、電極１３の長さが規定値よりも長い場合は第２の電極回収装置１９３により電極１３を排出する制御を行う。

最初に制御装置８０は加工主軸１０に取り付けられている電極１３の長さを計測する（Ｓ１０１）。具体的には、加工主軸１０をＺ軸方向（鉛直方向）に移動させ、被加工物６の上面に電極１３の先端を接触させることで、加工後の電極１３の長さを計測する。
加工後の電極１３の長さが基準値以下である場合、加工主軸１０を電極交換位置に移動させると共に、第１の電極回収装置２０であるエアシリンダ２１を作動させて、第１の電極把持装置２１ｃを第２のチャック１１の下方に前進させる（Ｓ１０２－１）。第１の電極把持装置２１ｃは、第２のチャック１１に装着状態の電極ホルダ１２に取り付けられた電極１３を把持する（Ｓ１０３－１）。次いで、電極１３を電極ホルダ１２による把持から解放し、加工主軸１０を電極交換準備位置に上昇させることにより、電極１３を電極ホルダ１２から引き抜く（Ｓ１０４－１）。そしてエアシリンダ２１を作動させて、電極１３を把持した第１の電極把持装置２１ｃを後退させる（Ｓ１０５－１）。最後に、第１の電極把持装置２１ｃの電極把持爪が開かれて、電極１３が第１の電極回収容器２０２中に落下して収容される（Ｓ１０６－１）。

加工後の電極１３の長さが基準値よりも大きい場合は、加工主軸１０を電極交換位置に移動させると共に、電極ホルダ１２が収納されていない収容部材１９１ｂが第２の電極回収装置１９３の上方（電極排出位置）に位置するように第２のマガジン１９１を回転させる（Ｓ１０２－２）。次にエアシリンダ１９２ａを作動させて、第２の電極把持装置１９３ｄおよび振れ止め装置１９３ａを第２のチャック１１の下方に前進させる（Ｓ１０３－２）。そして、第２の電極把持装置１９３ｄは、第２のチャック１１に装着状態の電極ホルダ１２に取り付けられた電極１３を把持する（Ｓ１０４－２）。次いで、電極１３を電極ホルダ１２による把持から解放し、加工主軸１０を電極交換準備位置に上昇させることにより、電極１３を電極ホルダ１２から引き抜く（Ｓ１０５－２）。その後、振れ止め装置１９３ａの電極把持爪を閉じて電極１３の下方を把持することで電極１３の振動を止める（Ｓ１０６－２）。そしてエアシリンダ１９２ａを作動させて、電極１３を把持した第２の電極把持装置１９３ｄおよび振れ止め装置１９３ａを後退させる（Ｓ１０７－２）。最後に、電極１３の振動が収まるまで一定時間待機した後に、第２の電極把持装置１９３ｄおよび振れ止め装置１９３ａの電極把持爪が各々開かれて、電極１３が第２の電極回収容器１９３ｂ中に落下して収容される（Ｓ１０８－２）。

このように、排出工程においては加工主軸１０の電極ホルダ１２に取り付けられている電極１３の長さに依存することなく好適に電極１３を排出することが可能となる。

（２．３ 下ガイド１７の交換工程（Ｓ２）の流れ）
次に、下ガイド１７を交換する動作について説明する。
下ガイド１７の交換は第３の交換装置７０によって行われ、基本的に従来技術と同様であり、今まで使用していた下ガイド１７の取り外し作業後に、次の加工に使用する下ガイド１７の取付作業を行う。
作業者は細穴放電加工に必要な電極の径に対応した下ガイド１７を第３のマガジン７１の収容穴７１ｂに予め複数収納しておく。第３のマガジン７１には、異なる径の電極に対応した下ガイド１７が複数収納された状態となる。
下ガイド１７の取り外し作業においては、最初に制御装置８０は第３の移載装置７２を駆動して下ガイド取付位置１７１まで移動させ、ロボットハンド等の把持部材により下ガイド取付位置１７１に取り付けられた下ガイド１７を把持する（Ｓ２０１）。次いで、下ガイド１７を把持した状態で第３の移載装置７２を上昇させることにより下ガイド取付位置１７１から下ガイド１７を取り外す（Ｓ２０２）。そして、第３の移載装置７２を第３のマガジン７１の下ガイド１７が収納されていない収容穴７１ｂの上方まで移動させ、下ガイド１７の把持状態を開放することにより収容穴７１ｂに収納する（Ｓ２０３）。

下ガイド１７の取付作業においては、最初に加工に使用する下ガイド１７の上方まで第３の移載装置７２を移動させて下ガイド１７を把持する（Ｓ２０４）。最後に、下ガイド１７を把持した状態で下ガイド取付位置１７１の上方まで移動させ、第３の移載装置７２の下ガイド１７の把持状態を開放することにより下ガイド取付位置１７１に下ガイド１７を取り付ける（Ｓ２０５）。
このようにして、下ガイド１７が下ガイド取付位置１７１から取り外され、電極の径に対応した下ガイド１７が装着される。

（２．４ 電極ホルダ１２の交換工程（Ｓ３）の流れ）
次に、電極ホルダ１２を交換する動作について説明する。
電極ホルダ１２の交換は第２の交換装置６０によって行われ、基本的に従来技術と同様であり、今まで使用していた電極ホルダ１２の取り外し作業後に、次の加工に使用する電極ホルダ１２の取付作業を行う。
作業者は細穴放電加工に必要な径の電極１３を電極ホルダ１２に保持させ、電極ホルダ１２を第２のマガジン１９１の収容部材１９１ｂに予め複数収納しておく。第２のマガジン１９１には、異なる径の電極を保持する電極ホルダ１２が複数収納された状態となる。
電極ホルダ１２の取り外し作業においては、最初に制御装置８０は加工主軸１０を電極ホルダ交換位置に位置決めした後、把持装置１９２ｄを前進させ把持爪を閉じて電極ホルダを把持させる（Ｓ３０１）。次いで、第２のチャック１１から電極ホルダ１２を取り外し（Ｓ３０２）、加工主軸１０を電極ホルダ交換準備位置に上昇させる（Ｓ３０３）。そして、把持装置１９２ｄを後退限位置に移動して、移送した電極ホルダ１２を第２の交換装置６０の収容部材１９１ｂに移載する（Ｓ３０４）。

電極ホルダ１２の取付作業においては、最初に制御装置８０によりマガジンテーブル１９１ａを回転させて、加工に使用する電極１３を把持した電極ホルダ１２を把持装置１９２ｄの上方に移動させる（Ｓ３０５）。次いで、把持装置１９２ｄは把持爪を閉じて電極ホルダ１２を把持し、エアシリンダ１９２ａの作動により前進して、第２のチャック１１の真下に移送する（Ｓ３０６）。つぎに、制御装置８０により、電極ホルダ交換準備位置に既に位置決めされている加工主軸１０を電極ホルダ交換位置に下降させて、電極ホルダ１２を第２のチャック１１に取り付ける（Ｓ３０７）。
このようにして、電極ホルダ１２が加工主軸１０から取り外され、新しい電極ホルダ１２が装着される。

（２．５ 自動電極供給装置１４の交換工程（Ｓ４）の流れ）
次に、自動電極供給装置１４を交換する動作について説明する。
自動電極供給装置１４を交換する動作は第１の交換装置５０によって行われ、今まで使用していた自動電極供給装置１４の取り外し作業の後に、次の加工に使用する径の電極１３を収納する自動電極供給装置１４の取付作業を行う。
作業者は細穴放電加工に必要な径の電極１３を収納した自動電極供給装置１４を第１のマガジン５１の収容部材５１ｂに予め収納しておく。第１のマガジン５１には、異なる径の電極を収納する自動電極供給装置１４が複数収納された状態となっている。
自動電極供給装置１４の取り外し作業においては、最初に制御装置８０は加工主軸１０を自動電極供給装置交換位置に移動させる（Ｓ４０１）。次いで交換位置センサ５５および駆動装置５３の作動により、自動電極供給装置１４が収納されていない収容部材５１ｂが交換位置に配置されるようにマガジンテーブル５１ａを回転させる（Ｓ４０２）。そして、制御装置８０は上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂを駆動して上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂを伸張状態とし、把持装置５２ｃを第１のチャック３４の近傍である取付位置まで前進させる（Ｓ４０３）。その後、把持装置５２ｃの把持爪を閉じることで加工主軸１０の第１のチャック３４に装着状態の自動電極供給装置１４を側面から把持する（Ｓ４０４）。次いで、下側シリンダ５２ａｂを収縮させることで自動電極供給装置１４を把持した状態で把持装置５２ｃを後退させ、第１のチャック３４から自動電極供給装置１４を取り外す（Ｓ４０５）。そのまま下側シリンダ５２ａｂが収縮することで取り外された自動電極供給装置１４が第１のチャック３４からマガジンテーブル５１ａの交換位置まで移動する（Ｓ４０６）。そして、自動電極供給装置１４を上部収容部材５１ｂａ，中央部収容部材５１ｂｂおよび下部収容部材５１ｂｃの凹部に収納して支持する（Ｓ４０７）。下部収容部材５１ｂｃに設けられたボールプランジャ５１ｂｄにより自動電極供給装置１４は脱落しない状態で確実に支持される。最後に、上側シリンダ５２ａａを収縮状態とすることにより、第１の移載装置５２を退避位置に移動させる（Ｓ４０８）。

第１のマガジン５１に収納されている自動電極供給装置１４が収納する電極１３の径はあらかじめ制御装置８０に登録されている。
自動電極供給装置１４の取付作業において、最初に制御装置８０は交換位置センサ５５および駆動装置５３の作動により、変更する径の電極１３を収納する自動電極供給装置１４が交換位置に配置されるようにマガジンテーブル５１ａを回転させる（Ｓ４０８）。そして、制御装置８０は上側シリンダ５２ａａを駆動して上側シリンダ５２ａａを伸張状態とし、把持装置５２ｃを交換位置まで前進させる（Ｓ４０９）。その後、把持装置５２ｃの把持爪を閉じることでマガジンテーブル５１ａの交換位置にある自動電極供給装置１４を側面から把持する（Ｓ４１０）。次いで、下側シリンダ５２ａｂを伸張させることで自動電極供給装置１４を把持した状態で把持装置５２ｃを取付位置まで前進させ、第１のチャック３４に取付部１４３を挿入して加工主軸１０に自動電極供給装置１４を取り付ける（Ｓ４１１）。最後に、上側シリンダ５２ａａおよび下側シリンダ５２ａｂを収縮状態とすることにより、第１の移載装置５２を退避位置に移動させる（Ｓ４１２）。
このようにして、自動電極供給装置１４が加工主軸１０から取り外され、新しい自動電極供給装置１４が装着される。

（２．６ 電極挿入工程（Ｓ５）の流れ）
図１３は、上記実施形態の電極挿入工程（Ｓ５）を説明する模式図である。
図１３に沿って、電極挿入工程（Ｓ５）の動作について説明する。
最初に加工ヘッド８をＷ軸方向に移動させ、下ガイド１７と被加工物６の上面が約数ミリ間隔となるように加工ヘッド８の位置決めを行う（Ｓ５０１）。そして、電極クランプ装置１８を駆動し、電極保持部１８ａを電極１３が保持可能な位置まで移動させる（Ｓ５０２）（図１３（ａ））。
次にナット把持装置１５を駆動し、電極ホルダ１２のロックナット１２ｅを把持固定する（Ｓ５０３）。そして、加工主軸１０を回転させることでコレット１２ｄを回転させてロックナット１２ｅを弛める（Ｓ５０４）（図１３（ａ））。
さらに加工主軸１０をＺ軸方向に移動させ、電極クランプ装置１８の上方の近接した位置に電極ホルダ１２が配置されるように加工主軸１０の位置決めを行う（Ｓ５０５）（図１３（ａ））。
次にシールプッシャーシリンダ３６を駆動して加工主軸１０の中空部を開放し（Ｓ５０６）、ケースプッシャーシリンダ３５をＺ軸方向（鉛直方向）に移動させることにより自動電極供給装置１４の繰り出し管１４２ｂをＺ軸方向に移動させ、電極カートリッジ１４１から電極１３を加工主軸１０の中空部を通して先端側まで送出する（Ｓ５０７）（図１３（ｂ））。
そして下ガイド１７の下方まで電極１３の先端が移動して被加工物６の上面に電極１３の先端が接触したことを検知したときにケースプッシャーシリンダ３５の移動を停止し（Ｓ５０８）、電極クランプ装置１８を駆動して電極保持部１８ａに電極１３を把持する（Ｓ５０９）。
その後、加工主軸１０をＺ軸方向に規定位置まで上昇させ、規定位置でケースプッシャーシリンダ３５およびシールプッシャーシリンダ３６を閉じる（Ｓ５１０）。そして、ナット把持装置１５にて電極ホルダ１２のロックナット１２ｅを把持固定し、加工主軸１０を逆回転させることでコレット１２ｄを回転させてロックナット１２ｅを締めて電極１３を電極ホルダ１２に固定する（Ｓ５１１）（図１３（ｃ））。
最後に、電極クランプ装置１８を駆動して電極１３を開放し（Ｓ５１２）、加工主軸１０をＺ軸方向に上昇させ、加工位置まで移動させる（Ｓ５１３）。

（その他の実施形態）
本発明の細穴放電加工機１００は、第１の交換装置５０、第２の交換装置６０および第３の交換装置７０を備えた構成であったが、第２の交換装置６０および第３の交換装置７０は設けられていなくてもよい。
また電極ホルダ１２に電極１３が装着された状態で第２の交換装置６０に収納または交換作業等がなされていてもよいし、電極ホルダ１２に電極１３が装着されていない状態でなされていてもよい。
さらに本発明の細穴放電加工機１００は、第１の電極回収装置２０および第２の電極回収装置１９３を備えていたが、片方のみ使用することも可能であり、また第１の電極回収装置２０および第２の電極回収装置１９３の機能が合体した装置を使用してもよい。

１０ 加工主軸
１１ 第２のチャック
１２ 電極ホルダ
１３ 電極
１４ 自動電極供給装置
１４１ 電極カートリッジ
１４２ 電極フィーダ装置
１５ ナット把持装置
１７ 下ガイド
１７１ 下ガイド取付位置
１８ 電極クランプ装置
１９１ 第２のマガジン
１９３ 第２の電極回収装置
２０ 第１の電極回収装置
３４ 第１のチャック
５０ 第１の交換装置
５１ 第１のマガジン
５２ 第１の移載装置
６０ 第２の交換装置
７０ 第３の交換装置
７１ 第３のマガジン
７２ 第３の移載装置
１００ 細穴放電加工機

Claims (6)

1. 所定径の電極を多数収容する電極カートリッジおよび前記電極カートリッジから前記電極を１本ずつ供給する電極フィーダ装置を備えた自動電極供給装置と、
   収容した前記電極の径が異なる前記自動電極供給装置を着脱自在に収納する第１のマガジンと、
   前記第１のマガジンから細穴放電加工機に前記自動電極供給装置を移載する第１の移載装置を備え、
   前記第１のマガジンは、割出し可能に回転制御される円形のマガジンテーブルと、マガジンテーブルの外周に所定間隔で配置された複数の収容部材とを備え、
   前記収容部材は、上部収容部材と、中央部収容部材と、下部収容部材とを備え、
   前記上部収容部材、前記中央部収容部材、及び前記下部収容部材は、鉛直方向に並列した状態で設けられ、前記自動電極供給装置を支持する凹部をそれぞれ有し、
   前記自動電極供給装置は、前記下部収容部材に係合して固定されることを特徴とする第１の交換装置。
2. 請求項１記載の第１の交換装置を備えたことを特徴とする細穴放電加工機。
3. 前記細穴放電加工機はさらに第２の交換装置を有し、
   前記第２の交換装置は電極ホルダを着脱自在に収納する第２のマガジンと、前記第２のマガジンから加工主軸の先端部に設けられた第２のチャックとの間で前記電極ホルダを移載する第２の移載装置を備え、
   前記第２のマガジンは異なる径を有する前記電極を備えた前記電極ホルダを複数収納していることを特徴とする請求項２記載の細穴放電加工機。
4. 前記細穴放電加工機はさらに第３の交換装置を有し、
   前記第３の交換装置は下ガイドを着脱自在に収納する第３のマガジンと、前記第３のマガジンから加工主軸の下方に設けられた下ガイド取付位置との間で前記下ガイドを移載する第３の移載装置を備え、
   前記第３のマガジンは、対応する電極径が異なる前記下ガイドを複数収納していることを特徴とする請求項３記載の細穴放電加工機。
5. 前記細穴放電加工機は、さらに加工ヘッドの下方に設けられた第１の電極回収装置と、前記第２の交換装置の下方に設けられた第２の電極回収装置を備えたことを特徴とする請求項４記載の細穴放電加工機。
6. 細穴放電加工機の加工主軸先端に固定された電極ホルダから交換前の電極を排出する排出工程と、第３の交換装置を駆動して交換後の電極の径に対応する下ガイドに交換する交換工程と、第２の交換装置を駆動して前記交換後の電極の径に対応する電極ホルダに交換する交換工程と、第１の交換装置を駆動して前記加工主軸に固定された自動電極供給装置を取り外し、前記交換後の電極を収納した自動電極供給装置を取り付ける交換工程とを実行し、
   前記排出工程は、前記交換前の電極の長さを計測し、前記電極の長さが基準値以下の場合には第１の電極回収装置により前記電極を排出し、前記電極の長さが前記基準値よりも大きい場合には第２の電極回収装置により前記電極を排出することを特徴とする、細穴放電加工機の電極交換方法。

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