JPH03136726A - 放電加工機用サーボ装置 - Google Patents

放電加工機用サーボ装置

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JPH03136726A
JPH03136726A JP27565789A JP27565789A JPH03136726A JP H03136726 A JPH03136726 A JP H03136726A JP 27565789 A JP27565789 A JP 27565789A JP 27565789 A JP27565789 A JP 27565789A JP H03136726 A JPH03136726 A JP H03136726A
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motor
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JP27565789A
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Yuji Kaneko
雄二 金子
Nobuyoshi Nabekura
鍋倉 伸嘉
Takahiro Araki
荒木 孝浩
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Sodick Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Sodick Co Ltd
Toyota Motor Corp
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

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J 本発明は、放電加工機用サーボ装置に関する。
[従来の技術] 従来の放電加工機用サーボ装置は、油圧方式の採用から
DCサーボモータ、ACサーボモータの採用に代わって
きているが、DCサーボモータ。
ACサーボモータの時定数は最近でも、少なくとも5膳
8は存在する。
[発明が解決しようとするl!III 上記従来装置においては、サーボモータの応答速度を向
上させるには制限があり、特に、微細の放電加工機にお
いてはサーボモータの安定を望むことができず、このた
めに加工速度を上げることができないという問題がある
本発明は、消耗、加工速度ともに向上し、精度よく加工
することができる放電加工機用サーボ装置を提供するこ
とを目的とするものである。
[課題を解決する手段] 本発明は、所定軸をサーボモータと圧電素子とで移動さ
せるようにし、圧電素子の変位量が上限値または下限値
に達したときに、上記サーボモータによって上記所定軸
を後退または前進させるものである。
[作用] 本発明は、所定軸をサーボモータと圧電素子とで移動さ
せるようにし、圧電素子の変位量が上限値または下限値
に達したときに、上記サーボモータによって上記所定軸
を後退または前進させるので、消耗、加工速度ともに向
上し、精度よく加工することができる。
[実施例] 第1図は、本発明の一実施例の説明図である。
サーボモータ10は、ボールネジ11.圧電素子20を
介して電極EについてZ軸を移動するものであり、圧電
素子20は、Z軸を移動するものである。ただし、圧電
素子20は、サーボモータlOの変位量よりも非常に少
ない変位量を有し、その変量はたとえば±91Lm程度
である。
電極EとワークWとの間にギャップGが構成され、ケー
ト信号に応じてオン、オフされるトランジスタTによっ
て、バッテリBの電圧がギャップGに印加される。
また、ギャップ平均電圧検出手段30は、ギャップGと
並列に設けられた抵抗R1,R2の直列回路と、抵抗R
2と並列に設けられたコンデンサCとによって構成され
、コンデンサCによって平滑されたギャップ平均電圧信
号が出力される。
電圧発生回路40と圧電素子駆動回路50とによって、
圧電素子20を駆動する圧電素子駆動手段が構成されて
いる。
圧電素子の変位量検出回路60は、電圧発生回路40の
出力信号に応じて、圧電素子20の変位量が上限値を越
えているか、下限値未満であるか、上限値と下限値との
間に存在するかを検出し、その検出結果をNC装置70
に供給するものである。
NC装置70は、圧電素子の変位量検出回路60の出力
信号(第2図に示す第1信号、第2信号)に基づいて、
その上限値、下限値に達したときに、サーボモータlO
によってZ軸をそれぞれ上昇、下降させるように制御す
るものである。
圧電素子の変位量検出回路60とNC装置70とは、圧
電素子の変位量が上限値または下限値に達したときに、
サーボモータによって所定軸を後退または前進させる制
御手段の一例である。
第2図は、上記実施例における電圧発生回路40、圧電
素子駆動回路50.圧電素子の変位量検出回路BOを詳
細に示す回路図である。
電圧発生回路40は、ギャップ平均電圧検出手段30か
らのギャップ平均電圧信号に基づいて、圧電素子駆動回
路50に対して圧電素子駆動電圧を供給するものであり
、また、圧電素子の変位量検出回路60に対して、圧電
素子の変位量を判別する電圧を供給するものである。ま
た、電圧発生回路40は、ギャップ平均電圧信号を増幅
するOPアンプ41と、ギャップ平均電圧の下限電圧を
定めるツェナーダイオード42と、フォトカプラ43と
、増幅トランジスタ44.45と、バッテリ46とを有
する。なお、バッテリ46の出力電圧は上記実施例にお
いては140Vである。
圧電素子駆動回路50は、電圧発生回路40から電源電
圧を供給され、トランジスタ51.52とゲート回路5
3とを有するものである。トランジスタ51は、圧電素
子駆動回路50と圧電素子20との間に設けられ、トラ
ンジスタ52は、圧電素子20と並列に接続されている
圧電素子の変位量検出回路60は、ギャップ平均電圧が
その下限電圧未満であることを検出する下限コンパレー
タ61と、その下限電圧に対応した基準電源63と、シ
ュミツ))リガ回路65と、ギャップ平均電圧がその上
限電圧より高(、%ことを検出する上限コンパレータ6
2と、その上限電圧に対応した基準電源64と、シュミ
ツ))リガ回路66とを有する。
ギャップ平均電圧がその下限電圧未満であることを下限
コンパレータ61が検出したときに、第1信号が「1」
になり、ギャップ平均電圧がその上限電圧よりも高いこ
とを上限コンノくレータ62が検出したときに、第2信
号が「1」になる。
なお、ゲート回路53は、第1スイッチング素子がオン
、オフであるときに、i2スイッチング素子をそれぞれ
オフ、オンするスイッチング素子制御手段の一例である
次に、上記実施例の動作について説明する。
第3図(1)〜(4)は、上記実施例の動作説明図であ
る。
NC装置70を起動して、電極EがワークWの近傍に位
置するようにサーボモータ10を駆動する。このときに
圧電素子20には、電圧が印加されてお・らず、圧電素
子20の変位量が0■曽である。また上限電圧、下限電
圧を予め設定する。
そして、トランジスタTのベースにゲート信号を印加す
ることによって、電極EとワークWとの間で放電が開始
される。この放電が開始された後に、抵抗R1,R2の
接続点でコンデンサCによって平滑されたギャップ平均
電圧信号が発生し、この信号が電圧発生回路40に供給
される。このときにギャップ平均電圧が下限電圧よりも
高く上限電圧よりも低ければ、圧電素子の変位量検出回
路60の出力信号の1つ(第1信号)が「0」になり、
第2信号が「l」になり、サーボモータlOの動作が停
止する。
また、ギャップ平均電圧に応じた電圧が電圧発生回路4
0のOPアンプ41で出力され、この出力電圧がフォト
カプラ43を介してトランジスタ44.45に送られる
。したがって、ギャップ平均電圧に応じた電圧が圧電素
子駆動回路50に供給される。このために、ギャップ平
均電圧が高ければ高い程、圧電素子20に印加される電
圧が高くなり、圧電素子20のプラス変位量が太きくな
る。このようにすることによってギャップ平均電圧が次
第に上限電圧に近づき、そのギャップ平均電圧が上限電
圧を越える。
ギャップ平均電圧が上限電圧を越えたときに、圧電素子
駆動回路50の出力電圧が最大値(140V)に到達し
、圧電素子の変位量検出回路60の第1信号、第2信号
が共に「l」になり、この状態をNC装置70が検出す
る。このときに、サーボモータlOが正転し、ボールネ
ジ11、圧電素子2・0を介して、電極Eが進め(下降
しろ)という命令を受けたことになる。これによって、
ギャップ平均電圧が徐々に上限電圧よりも低下する。
このときに、検出回路60の第1信号、第2信号が、そ
れぞれ「0」、rlJになり、サーボモータlOが停止
する。このときにギャップ平均電圧の値に応じて、圧電
素子駆動回路50の出力電圧が決定され、モの出力電圧
に応じて圧電素子20の変位量が変化する。
その後、ギャップ平均電圧が下限電圧よりも下がると、
検出回路60の第1信号、第2信号が。
ともに「0」になり、この信号をNC装置70が検出す
ると、サーボモータ10に対して逆転せよという指令を
出す、これによってサーボモータlOが逆転し、電極E
が戻る(上昇する)、その後、ギャップ平均電圧が下限
電圧よりも高くなると圧電素子駆動回路50の出力電圧
が徐々に上昇し、これに伴なって圧電素子の変位量がプ
ラス方向に変化する。このときに、検出回路60の第1
信号、第2@号はそれぞれ、rQJ、rlJになり、サ
ーボモータ10が停止する。
上記のようにギャップ平均電圧がモの上限電圧よりも高
くなったときに、サーボモータ10が正転し、ギャップ
平均電圧がその下限電圧よりも低くなったときにモータ
lOが逆転し、それ以外のとき、つまりギャップ平均電
圧が下限電圧よりも高く上限電圧よりも低い場合には、
サーボモータ10が停止し、そのギャップ平均電圧に応
じた変位量だけ圧電素子20が変位する。
上記実施例は、ギャップGの電圧に比例して圧型素子2
0を高速ETF’させ、圧電素子20の変位量が上限値
に達した場合、サーボモータ10を上昇させ、逆に圧電
素子20の変位量が下限値になった場合、サーボモータ
10を下降させるように動作するので、圧電素子20の
動作範囲(10〜201Lm)内では、高速サーボで安
定して加工でき、圧電素子20の上限値、下限値を越え
る範囲では、従来のサーボコントロールを行なう、した
がって、微細放電加工では、電極、ワークのシ曹−トが
なく、消、耗、加工速度ともに向上し、精度よく加工が
可能である。
ところで、トランジスタ51.52は、サーボとして動
作させる場合には、トランジスタ51をオンし、トラン
ジスタ52をオフする。一方、圧電素子20によって電
極Eを振動させる場合(ギャップGの間のチップ排除を
促す場合)、ゲート回路53からパルス列をトランジス
タ51.52に供給し、この場合、トランジスタ51が
オンである場合トランジスタ52をオフし、トランジス
タ51.がオフである場合、トランジスタ52をオンす
るように動作させる。つまり、トランジスタ51をオン
している場合、圧電素子2oに電圧を印加し、このとき
にトランジスタ52をオフする。トランジスタ51をオ
フした場合、圧電素子20に帯電した電荷を放電させる
ためにトランジスタ52をオンさせる。これによって、
圧電素子20を高速で振動させることができ、ギャップ
Gの間に存在するチップを強力に排除することができる
。なお、ギャップのチップ排除を、大型電極でも有効に
利用することができる。
上記実施例は、サーボモータ1oと圧1を素子20とに
よってX軸を移動させる例であるが、サーボモータと圧
電素子とによって、X軸、Y軸等、他の軸を移動させる
ようにしてもよい。
また、上記実施例は圧電素子2oを1つのみ設けである
が、圧電素子20を複数個シリーズに設けてもよく、こ
れによって圧電素子2oによる変位量が増加する。
[発明の効果J 本発明によれば、微細放電加工において電極、ワークの
ショートがなく、消耗、加工速度ともに向上し、精度よ
く放電加工できるという効果を奏する。
第3図
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。 第2図は、上記実施例における主要回路の具体例を示す
回路図である。 第3図(1)〜(4)は、上記実施例の動作説明図であ
る。 O・・・・・・サーボモータ、 O・・・・・・圧電素子。 0・・・・・・ギャップ平均電圧検出手段、0・・・・
・・電圧発生回路、 0−・・・・・圧電素子駆動回路、 0・・・・・・圧電素子の変位量検出回路、O・・・・
・・NC装置。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定軸を移動するサーボモータと; 上記所定軸を移動する圧電素子と; この圧電素子を駆動する圧電素子駆動手段と; 上記圧電素子の変位量が上限値または下限値に達したと
    きに、上記サーボモータによって上記所定軸を後退また
    は前進させる制御手段と; を有することを特徴とする放電加工機用サーボ装置。
  2. (2)請求項(1)において、 上記圧電素子駆動手段と上記圧電素子との間に設けられ
    た第1スイッチング素子と; 上記圧電素子と並列に設けられた第2スイッチング素子
    と; 上記第1スイッチング素子がオン、オフであるときに、
    上記第2スイッチング素子をそれぞれオフ、オンするス
    イッチング素子制御手段と;を有することを特徴とする
    放電加工機用サーボ装置。
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