JPH02180534A - 複合加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複合加工方法およびその装置に関し、−層詳細
には、電気絶縁体からなる研削手段を設けた電極を用い
て電解加工と研削加工とを同時に行い、例えば、形状の
複雑な被加工面や狭小な各種加工部位に対し均一な仕上
げ加工を施すと共に、効率的な加工作業を遂行可能にし
た複合加工方法およびその装置に関する。

［発明の背景コ 一般に、工場内において、ワークに対し加工作業を行う
ために種々の加工方法が採用されており、例えば、機械
的加工が困難な加工部位を有する金属製のワークに対し
ては電解加工方法が広範に行われている。

この種の電解加工方法として、従来から種々の提案がな
されており、例えば、特公昭第４４−２１９６２号にそ
の技術的思想が開示されている。すなわち、前記の従来
技術では、ワークの加工すべき部位の形状に成形された
加工用電極を前記ワークに対し微小間隙を画成して対向
させる。

次いで、前記電極を一極側に接続すると共に、ワークを
十極側に接続し、当該電極を上下方向に進退変位させな
がら電極とワークとの間隙に食塩水溶液等の電解液を噴
流介在させることにより前記ワークに対し所望の電解加
工を施している。

さらにまた、砥粒等を用いて機械的研削作用を同時に営
む電解加工方法が提案されており、例えば、特公昭第４
５−３９１６３号にその技術的思想が開示されている。

この従来技術によれば、電極面にダイヤモンド粒等から
なる砥粒を植設しておき、前記電極とワークとを相対的
に回転あるいは往復変位させる。これによって、前記砥
粒が電極とワークとの短絡を防止する絶縁間隔子として
の機能と、前記ワークを機械的に研削する機能とを有す
ることになり、当該ワークの加工がより効率的に遂行さ
れるに至る。

然しなから、前記の夫々の従来技術では、例えば、スリ
ブＤＩを画成する内壁面の加工を行う際、このスリット
溝の底壁面が凹凸状を呈していると電極の移動軌跡を予
め設定する、所謂、ティーチングが相当に煩雑なものと
なってしまう。すなわち、実質的に電極を変位自在に装
着しているロボットアームをスリット溝の底壁面の形状
に対応して移動させ、前記電極を前記底壁面の凹凸形状
に沿って多数の部位でティーチングしなければならず、
前記ティーチング作業に相当の時間がかかると共に、テ
ィーチング不足により未加工部位が発生する虞が多い。

これによって、加工・作業全体の効率化並びに高品質化
が達成されないという不都合が指摘されている。

しかも、スリット溝が比較的深溝であれば、内壁面の深
さ方向に対し電極面全体を均一に係合させることは極め
て困難である。このため、加工面の深さ方向に対し全体
にわたり均一な加工作業を遂行することが出来ないとい
う欠点が露呈している。さらに、スリット溝の底壁面に
研磨層等が残留し易く、この結果、前記底壁面近傍の加
工面を平滑に加工することが不可能となるという問題が
ある。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、砥粒等の電気絶縁体からなる研削手段を設けた
電極をロボットアームに進退自在に装着しておき、前記
ロボットアームを加工面の幅方向に移動させながら前記
電極を前記移動方向と直交する方向に変位させてこの電
極の端部が加工面の底壁面に当接したことを検出し、次
いで、所定時間だけ当該電極を前記底壁面から離間する
方向に変位させた後、再び当該電極を底壁面側に移動さ
せ、これを繰り返すことによって前記底壁面が凹凸状を
呈するものであってもロボットアームを略直線的に変位
させるだけでよく、しかもティーチング作業の簡素化並
びに自動化を容易に達成可能にすると共に、電極を加工
面に交差する方向に並行に振動させて前記加工面全体を
均一に且つ高精度に加工することが出来る複合加工方法
およびその装置を提供することを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は電気絶縁体から
なる研削手段を設けた電極と被加工物とに通電し前記電
極を加工面に沿って変位させながら前記加工面を電解お
よび研削加工する方法であって、前記電極を加工面に係
合させて前記電極を装着するロボットアームと加工面と
を相対的に所定の方向に移動させながら、先ず、当該電
極を前記ロボットアームの移動方向と交差し且つ加工面
の底壁面側に変位させ、次いで、電極の端部が前記底壁
面に当接したことを検出した後、前記電極を所定の時間
だけ前記底壁面から離間する方向に変位させ、さらに当
該電極を再度底壁面側に変位させて前記加工面の加工を
行うことを特徴とする。

また、本発明は電気絶縁体からなる研削手段を設けた電
極と被加工物とに通電し前記電極を加工面に沿って変位
させながら前記加工面を電解および研削加工する装置で
あって、ロボットアームに装着されアクチユエータの作
用下に前記ロボットアームの移動方向に交差し且つ加工
面に沿って進退自在な支持部材と、前記支持部材に弾性
体を介し前記加工面に交差する方向に変位自在に支持さ
れる台部材と、前記台部材に対し前記支持部材と同一の
方向に進退自在に配設されると共に前記電極を取着する
スライド部材とを具備することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る複合加工方法についてこれを実施す
るための装置との関連において好適な実施態様を挙げ、
添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図および第２図において、参照符号１０は本発明に
係る複合加工装置を示す。前記複合加工装置１０は所定
方向に変位自在なロボットアーム１２に取着される取付
板１４を含み、前記取付板１４は、図中、鉛直方向に延
在してその上端部に回転駆動源１６を取着する。前記回
転駆動源１６の回転駆動軸１８にはピニオン２０が軸着
され、このピニオン２０は鉛直方向に延在するラック部
材２２に噛合すると共に、このラック部材２２の裏面側
はガイドローラ２３ａ、２３ｂに支持される。前記ラッ
ク部材２２の下端部に板状の支持部材２４が係着され、
この支持部材２４の両端部、すなわち、後述する電極を
ロボットアーム１２の作用下に移動させる加工方向と直
交する両端部に板ばね２６ａ、２６ｂと２６Ｃ，２６ｄ
の一端部が係着され、前配板ばね２６ａ、２６ｂと２６
ｃ、２６ｄの他端部は鉛直下方向に延在して台部材２８
の両端部に係着される。従って、台部材２８は支持部材
２４に対し前記加工方向と直交する方向に平行状態を維
持して所定量だけ進退自在となる。

台部材２８の上部には振動機３０がこの台部材２８の進
退方向に振動するよう取着されると共に、前記台部材２
８に鉛直方向に指向して一対の平行なガイドバー３２ａ
、３２ｂが配設される。前記ガイドバー３２ａ、３２ｂ
にスライド部材３４が摺動自在に装着され、前記ガイド
バー３２ａ、３２ｂに外装されるコイルスプリング３６
ａ、３６ｂが前記スライド部材３４の上部に係合してこ
れを常時鉛直下方向に押圧する。当該スライド部材３４
の下端部には板状を呈しその表面に多数のダイヤモンド
粒からなる砥粒３８を植設した電極４０が鉛直下方向に
延在して取着される。

そこで、前記電極４０が後述する被加工物の底壁面に当
接したか否かを検出するための検出手段４２がスライド
部材３４および台部材２８に設けられる。すなわち、前
記検出手段４２は、例えば、台部材２８に取着される近
接スイッチ４４を含み、スライド部材３４に固着されて
いるドグ部材４６がこの近接スイッチ４４を駆動するこ
とにより電極４０と台部材２８との相対位置を検出する
。その信号は図示しないタイマ並びに制御部に対し送給
される。なお、検出手段４２として前記近接スイッチ４
４に代替し、リミットスイッチ等を用いることが出来る
ことは勿論である。

一方、電極４０の近傍には夫々ノズル４８ａ１４８ｂが
取付板１４に取着された支持部材５０を介して配設され
る。前記ノズル４８ａ、４８ｂに管路５２ａ、５２ｂの
一端を接続すると共に、夫々の管路５２ａ、５２ｂは台
部材２８を挿通支持され、その他端に図示しない電解液
供給源が接続されている。

また、取付板１４には当該加工装置１０の本体、すなわ
ち、支持部材２４と台部材２８とを覆うようにして板状
のカバ一部材５４が取着されている（第１図参照）。

本実施態様に係る加工装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次に本発明方法に基づきその作用
並びに効果について説明する。

ここで、被加工物であるワークＷは比較的長尺なスリッ
ト溝６０を設けており、このスリット溝６０を画成する
内壁面６２．６２と底壁面６４とに対し加工作業を施す
ものであり、第３図に示すように、前記底壁面６４は実
質的に段差を有する複雑形状を呈している。

そこで、第５図に示すタイムチャートと第６図に示すフ
ローチャートに基づいて説明すると、先ず、ロボットア
ーム１２を駆動し当該加工装置１０をワークＷの所定の
位置に搬送し電極４０の下端部を、第３図中、Ａに示す
加工開始位置に位置決めする（ＳＴＰＩ）。その際、第
４図ａおよびｂに示すように、前記ワークＷおよび電極
４０には予め十極側および一極側が接続されており、こ
の電極４０が加工開始位置Ａに至る際に振動機３０を介
し前記電極４０をスリット溝６０の短尺方向く第３図中
、矢印Ｘと直交する方向）に振動させる。また、図示し
ない電解液供給源から管路５２　ａ　、　５２　ｂおよ
びノズル４８　ａ　、　４８　ｂを介して前記電極４０
に食塩水等の電解液を供給する（ＳｒＦ２）。そして、
電極４０を底壁面６４側に変位させると共に、ロボット
アーム１２をスリット溝６０の長手方向に指向して（第
３図中、矢印Ｘ方向）直線的に移動させる（ＳｒＦ２）
。

すなわち、回転駆動源１６の駆動作用下に回転駆動軸１
８を介しピニオン２０を回転させ、このピニオン２０に
噛合するラック部材２２を介し支持部材２４を下降させ
る。このため、支持部材２４に板ばね２６ａ乃至２６ｄ
を介して所持されている台部材２８とスライド部材３４
とが下降し、このスライド部材３４に取着されている電
極４０がスリット溝６０の短尺方向に振動しながら内壁
面６２に係合して下降変位する。従って、電極４０に植
設されている多数の砥粒３８により内壁面６２の研削作
業が行われると共に、ノズル４８ａ、４８ｂから供給さ
れる電解液を介し前記内壁面６２が電解研磨される。

電極４０の下端部が底壁面６４に当接すると、この電極
４０を取着しているスライド部材３４がコイルスプリン
グ３６−ａ、３６ｂの弾発力に抗しガイドバー３２ａ、
３２ｂに対して相対的に上昇変位し、検出手段４２を構
成する近接スイッチ４４がドグ部材４６により駆動され
る（ＳｒＦ２）。ここで、第５図に示すように、近接ス
イッチ４４が駆動されるとそのＯＮ信号に基づきタイマ
計数が開始されると共に（ＳｒＦ２）、回転駆動源１６
が駆動されて回転駆動軸１８が前記とは逆方向に回転す
る。このため、第４図すに示すように、ピニオン２０を
介してラック部材２２が矢印方向（鉛直上方向）に変位
し、このラック部材２２に取着される支持部材２４を介
し台部材２８が上昇する。従って、スライド部材３４が
台部材２８に対し相対的に下降変位した後、この台部材
２８と一体的に上昇して電極４０が内壁面６２を加工し
ながら上昇変位するに至る（ＳｒＦ２）。

所定の設定時間が経過すると（ＳｒＦ２）、電極４０が
所定の高位置（第３図中、Ｈ）に至り、図示しない制御
部を介し回転駆動源１６が駆動され、回転駆動軸１８と
ビニオン２０とが、第４図ａ中、矢印方向に回転する。

これによって、台部材２８を介しスライド部材３４と電
極４０とが一体的に下降しながら内壁面６２の加工を行
い、この電極４０の端部が底壁面６４に当接して検出手
段４２が駆動されると、前述したように、電極４０が上
昇変位する。

このように、ロボットアーム１２が矢印Ｘ方向に移動し
ながら電極４０が昇降するために、前記電極４０の端部
は実質的に鋸歯状の軌跡Ｓに沿って移動し、この電極４
０の端部が加工開始位置已に至ることにより（ＳｒＦ２
）、内壁面６２および底壁面６４の全面にわたり電解研
磨並びに研削加工が施されることになる。

この場合、本実施態様では、電極４０の端部を一旦底壁
面６４に当接させ、検出手段４２を介して回転駆動源１
６を所定の設定時間だけ回転させ前記電極４０を上昇さ
せた後、この回転駆動源１６を前記とは逆方向に回転さ
せて電極４０を下降させている。このため、特に底壁面
６４が、第３図に示すように、段部を有する複雑形状を
呈する場合であっても、この底壁面６４を基準にして電
極４０を昇降させることが出来、実質的にロボットアー
ム１２のティーチングは加工開始位置、へと加工終了位
置Ｂの２点のみでよい。これによって、ロボｙ）アーム
１２は加工開始位置Ａから加工終了位置Ｂへと直線的（
矢印Ｘ方向）に移動させればよく、従来のように、加工
開始位置Ａから加工終了位置Ｂの間にあって底壁面６４
の形状に対応して多数のティーチング個所を設はロボッ
トアーム１２を複雑な軌跡に沿ってティーチングする必
要がない。この結果、ティーチング作業全体の効率化と
共に作業性の向上を容易に達成し得るという効果が挙げ
られる。

さらに、内壁面６２を加工する際、電極４０を回転駆動
源１６の駆動作用下に昇降させて実質的に鋸歯状の軌跡
Ｓに沿って変位させると共に、振動機３０を駆動してこ
の電極４０を内壁面６２と直交する方向に振動させてい
る。このため、ノズル４８ａ、４８ｂから導出される新
たな電解液が加工部位に円滑に供給され、陽極溶解物等
を混在する電解液を迅速に外部に除去することが出来る
。

また、その際、電極４０が矢印Ｘ方向と直交する方向に
振動するために、特に、底壁面６４の近傍に残留し易い
陽極溶解物等を好適に外部へと導出することが可能とな
り、内壁面６２全体を均一に且つ平滑に加工することが
出来るという効果が得られる。

しかも、支持部材２４に板ばね２６ａ乃至２６ｄを介し
て吊持されている台部材２８に電極４０を取着したスラ
イド部材３４を装着しており、前記電極４０は４枚の板
ばね２６ａ乃至２６ｄを介し鉛直下方向を指向した状態
で、図中、水平方向に変位することが可能となる。従っ
て、振動機３０を介して前記電極４０を振動させる際に
この電極４０と内壁面６２との間隙は全体にわたり均一
に保持される。これによって、特に、内壁面６２が深さ
方向に比較的長尺であってもこの内壁面６２の上部側と
下部側において加工状態が相違することがなく、平滑且
つ均一な加工作業を遂行することが出来るという利点が
得られる。また、第２図に示すように、電極４０がスリ
ット溝６０を画成する内壁面６２に摺接していても、図
中、実線に示すように、板ばね２６ａ乃至２６ｄを介し
て前記電極４０は鉛直下方向を指向し、このため、内壁
面６２に均一に摺接するに至る。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、砥粒を植設した電極が
加工部位の底壁面に当接したことを検出し、この底壁面
を基準にして前記電極を進退させるため、前記底壁面の
形状が複雑なものであっても、従来のように、多数点に
おけるティーチング作業を不要とし、実質的に加工開始
位置と加工終了位置の２点をティーチングするだけで所
望の加工作業を遂行することが出来る。

このため、ティーチング作業が一挙に簡素化且つ効率化
し、加工作業全体の自動化並びに迅速化が容易に達成さ
れるという効果が得られる。

さらに、電極を振動機を介して加工方向と交差する方向
に振動させており、電解液の供給、排出を円滑に遂行す
ると共に、均−且つ平滑な加工面を得ることが出来ると
いう利点が挙げられる。しかも、電極は実質的に板ばね
等の弾性体を介して平行な状態を維持して進退変位する
ことが出来る。従って、電極と加工面とを均一な間隔に
保持することが可能となり、前記加工面全面を高精度に
加工することが出来るという効果が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲にふいて種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る複合加工方法を実施するための複
合加工装置の一部省略斜視説明図、第２図は当該複合加
工装置の一部断面正面図、第３図は当該複合加工装置に
より加工されるワークの一部縦断面説明図、 第４図ａおよびｂは当該複合加工装置の動作説明を示す
側面図、 第５図は当該複合加工方法のタイムチャート、第６図は
当該複合加工方法のフローチャートである。 ｌＯ・・・複合加工装置１２・・・ロボットアーム１６
・・・回転駆動源　　　　　２０・・・ビニオン２２・
・・ラック部材　　　　　２４・・・支持部材２６ａ〜
２６ｄ・・・板ばね　　　２８・・・台部材３０・・・
振動機　　　　　　　３４・・・スライド部材４０・・
・電極　　　　　　　　４２・・・検出手段ＦＩＧ、５

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気絶縁体からなる研削手段を設けた電極と被加
   工物とに通電し前記電極を加工面に沿って変位させなが
   ら前記加工面を電解および研削加工する方法であって、
   前記電極を加工面に係合させて前記電極を装着するロボ
   ットアームと加工面とを相対的に所定の方向に移動させ
   ながら、先ず、当該電極を前記ロボットアームの移動方
   向と交差し且つ加工面の底壁面側に変位させ、次いで、
   電極の端部が前記底壁面に当接したことを検出した後、
   前記電極を所定の時間だけ前記底壁面から離間する方向
   に変位させ、さらに当該電極を再度底壁面側に変位させ
   て前記加工面の加工を行うことを特徴とする複合加工方
   法。
2. （２）請求項１記載の方法において、電極を加工面に交
   差する方向に振動させながら前記加工面に係合させて加
   工を行うことを特徴とする複合加工方法。
3. （３）請求項１または２記載の方法において、ロボット
   アームが加工開始位置から加工終了位置に至るまで電極
   を底壁面に対し複数回にわたり往復変位させて加工面の
   加工を行うことを特徴とする複合加工方法。
4. （４）電気絶縁体からなる研削手段を設けた電極と被加
   工物とに通電し前記電極を加工面に沿って変位させなが
   ら前記加工面を電解および研削加工する装置であって、
   ロボットアームに装着されアクチュエータの作用下に前
   記ロボットアームの移動方向に交差し且つ加工面に沿っ
   て進退自在な支持部材と、前記支持部材に弾性体を介し
   前記加工面に交差する方向に変位自在に支持される台部
   材と、前記台部材に対し前記支持部材と同一の方向に進
   退自在に配設されると共に前記電極を取着するスライド
   部材とを具備することを特徴とする複合加工装置。
5. （５）請求項４記載の装置において、スライド部材に取
   着される電極が台部材に対し所定の位置に相対的に変位
   したことを検出する検出手段を設けることを特徴とする
   複合加工装置。
6. （６）請求項５記載の装置において、検出手段はセンサ
   と前記センサを駆動するドグ部材とからなり、前記セン
   サとドグ部材とを台部材とスライド部材とに選択的に取
   着することを特徴とする複合加工装置。
7. （７）請求項４記載の装置において、台部材を加工面に
   交差する方向に振動させる振動機を設けることを特徴と
   する複合加工装置。
8. （８）請求項４記載の装置において、支持部材に加工面
   に交差する方向の両端部にあって夫々弾性体である一以
   上の板ばねの一端部を係着し、前記板ばねの他端部を台
   部材に固着して前記台部材を前記支持部材に吊持するこ
   とを特徴とする複合加工装置。
9. （９）請求項４記載の装置において、台部材にガイドロ
   ッドを固設し、前記ガイドロッドにスライド部材を摺動
   自在に装着すると共に、弾性体を介し前記スライド部材
   を被加工物側に常時押圧するよう構成することを特徴と
   する複合加工装置。
10. （１０）請求項４記載の装置において、電解液を供給す
    る管路を台部材に支持するよう構成することを特徴とす
    る複合加工装置。
11. （１１）請求項４記載の装置において、アクチュエータ
    は実質的に回転駆動源からなり、前記回転駆動源に連結
    されるピニオンにラック部材を噛合すると共に、前記ラ
    ック部材を支持部材に固着して構成することを特徴とす
    る複合加工装置。