JPH0413519A

JPH0413519A - 電解加工時の短絡防止方法及び工具の制御方法

Info

Publication number: JPH0413519A
Application number: JP11591490A
Authority: JP
Inventors: Junji Nomura; 野村　純治
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-01-17

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】〈産業上の利用分舒〉本発明は電解加工時の短絡防止方法及び工具の制御方法
に関し、特にガスタービン動翼冷却穴の電解加工機に適
用して有用なものである。

〈従来の技術〉第２図はガスタービン動翼冷却穴の電解加工機を示す側
面図、第３図はガスタービン動翼を示す平面図である。

第２図に示すように、ＮＣｆｌｌｌＪｌｌｍされるＤＣ
サーボモータ１はサイクロ減速機２を経てボールねし軸
３を駆動するようになっている。

ボールねじ軸３のおねじはパックラッシゼロでナツト４
のめねじとかみ合い、ナツト４と一体の主軸台５をサド
ル６とともにリニヤウェイ７に沿って上下に摺動させる
ようになっている。主軸台５には主軸８が取り付けられ
、主軸８には、工具となる多数個の電極棒９が挿着され
ている。架台１０上のテーブル１１はガスタービン動翼
１２を垂直に保持し、電極棒９をガスタービン動翼１２
に送り込むことにより、第３図に示す多数個の冷却穴１
３を同時に電解加工する。

ＤＣサーボモータ１と同軸上に取り付けられたロータリ
エンコーダ１４は、その分解能によって電極棒９の位置
を制御する。

サイクロ減速機２、リニヤウェイ７及びボールねじ軸３
の軸受１５はコラム１６に固定されている。

かかる電解加工機を用いる電解加工は、工具である電極
棒９を陰極、工作物であるガスタービン動翼１２を陽極
として工作物を電気化学的に溶かして除去する加工であ
る。このとき、電極間の間隙は０．２〜０．６ｍ程度に
保ち、電解液に圧力をかけて加工間隙を高速で流動させ
ろ。

〈発明が解決しようとする課題〉上記電解加工においては、電極間の間隙を僅少に保持し
、加工間隙を高速で流動させているので、工具と工作物
の間で電解排液中の溶料を媒体として電流が短絡する危
険を常にはら八でいる。

このような電流の短絡というトラブルは工具、即ち電極
棒９の本数が多い程、また工具の寸法が小さい程発生し
易く、ガスタービン動翼１２の冷却穴１３の電解加工で
はしばしば発生していた。その理由は次の通りである。

ガスタービン動翼１２の冷却効果は冷却空気がこのガス
タービン動翼１２に接触する面積に比例する。動翼プロ
フィールの一断面を採って考えると、冷却穴１３の面積
は半径の２乗に比例し、円周長さは直径に比例する。

面積はガスタービン動翼１２の強度に関係し、円周長さ
は冷却面積に関係する。従って、許容された強度内で冷
却面積を大きくとるためには、冷却穴１３の直径を小さ
くして、その個数を増やさねばならないからである。因
に、このことはガスタービン動翼１２を均一に冷却する
目的とも一致する。

更に、冷却穴１３の寸法には漸めで高い精度が要求され
る。これは冷却穴１３が大きすぎろと冷却空気量が過大
となってガスタービンの性能が低下し、冷却穴１３が小
さすぎろとガスタービン動翼１２の温度が上昇して、高
温クリープによる伸びや破断の原因となるからである。

そこで、冷却穴１３の寸法精度を向上させるには電極間
隙を小さくしなければならないが、ｇ４極Ｒ隙が小さく
なる程、電極の短絡トラブルが発生し易くなる。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、電解加工時の
電流の短絡を防止し、多数の工具で高精度に工作物を加
工し得るとともに加工効率も向上させることができる電
解加工時の短絡防止方法及び工具の制細方法を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉上記目的を達成する本発明の構成は、１）電解加工時において、工具が、予め設定された加工
位置に到達すると加工を停止し、逆転早送りで工具を起
点化後退させて洗浄すること、２）　電解加工時において、短絡を、電解加工用直流電
流の増加によって検出すること、及び３）電解加工時において、工具の送り速度を、工具の位
置に応じて正転早送り、正転減速送り、加工送り及び逆
転早送りの４変速とし、変速切替時の工具位置の制御を
アブソリュート型ロータリエンコーダがらのパルス信号
に基づき実行することを特徴とする。

用〉短絡は溶料が逐次工具に付着積み重なり、その厚さが電
極間隙に達したときに発生するが、上記構成の発明１）
によれば、付着溶料を短絡前の成長過程で洗浄除去する
ことにより、短絡トラブルを未然に防止する。このとき
の洗浄サイクルは加工穴の長さに応じて複数回に亘るも
のとする。

く作上記構成の発明２）によれば、短絡を加工直流電流の増
加によって検出する。

一般に、電解加工の電源には約２０．Ｖ程度、約１０．
０００　Ａ程度の直流電源が使われ、ガスタービン動翼
の場合、約１５０　ｇ　／ｗｉｎ程度の速度で加工が行
われる。短絡時、直流電流は、状況にもよるが、２０〜
３０％増大する。この増大電流を電流計で検出すれば、
いずれの単数または複数個の工具の短絡も検出される。

短絡検出時には工具を後退させて短絡原因を調査する。

そして、短絡の原因が溶料の工具への付着によるときに
は電解液によって工具を洗浄し、工具が汚損されておら
ず、工具の曲がり等によるときには彎曲した工具のみを
取り替える。前述の如き洗浄後の工具は反復して使用す
る。

上記構成の発明３）によれば、正転早送りは、例えば起
点から加工原点の手前１０ｍまでの工具の前進送り、正
転減速送りは、例えば加工原点の手前１０ｍｎから０．
３腫までの工具の前進送り、加工送りは工具の加工速度
、逆転早送り１；ｆ洗浄のための工具の後退送りである
。

４段階変速によって加工能率の向上と段差等の不均一加
工面の除去が図られる。

また、このときの工具の位置を検出するアブソリュート
型ロータリエンコーダが、例えば分解能３，６００パル
ス／ｒｅｖ、位相精度０．１５ピツチのものであるとす
れば、分解角度性能は３６０・度×６０分／度Ｘ　ａｅ
ｏｏ　Ｘ　Ｏ−１５−０，９分となり、工具のスト四−
りを０．１開目盛とすることができる。また、その型式
をインクリメンタル型でなくアブソリュート型とするこ
とによって、工具位置の設置精度が向上する。

く実　施　例〉以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第１図は本発明の実施例方法を示すフローチャートであ
る。同図に示すように、処理ブロック２０のＯＣＲは０
ｖｅｒ　Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｒｅ１ａｙの略で過電流継電
器である。その設定値は例えば１０．０ＯＯＡＸ１．２
５＝１２．５００Ａ程度に設定される。

処理ブロック２１は、例えば第１段ガスタービン動翼１
２に穿設される冷却穴１３の長さが１５０＋ｗ＋、第２
段ガスタービン動翼１２のそれが２３０閣の場合、工具
は起点から加工原点の手前１０＋ｍまでは正転早送り、
８０履の位置で第１回洗浄サイクルへ移行し、第１段ガ
スタービン動翼１２の場合は１５０閤で加工完了の数値
情報が入力され、第２段ガスタービン動翼１２の場合は
１５０ｍ及び２００−で洗浄サイクルへ移行し、２３０
−で加工完了の数値情報が入力される。

判定ブロック２２におけり１判定の結果、短絡時である
と判定された場合の処理ブロック２３における工具後退
動作は図の場合手動と示されているが、自動を選択する
こともできる。しかし本実施例によって溶料による短絡
トラブルがほとんどなくなるため、短絡原因は工具の曲
がりが主原因となる。従って高価なガスタービン動翼１
２を不良品としないため、手動によって慎重に工具を後
退させろことが望ましい。

処理ブロック２４のワークの手前０．３ｍｍより加工送
り、処理ブロック２５の短絡位置の０．３ｍ手前より加
工送り、処理ブロック２６の７９．７ｍの位置より加工
送り（８０■まで加工が終わっているため、ワークの手
前０．３閣に相当）の工具動作は、冷却穴１３に段差等
の不均一仕上り面を発生させないためである。これらの
位置の胴細は高分解能・高速応答特性を備え、光源とし
て近赤外発光ダイオードを使用し、発光素子ＬＥＤ、受
光素子ＰＤによるアブソリュート型ロータリエンコーダ
によって、±０．０５＋ｗａの精度で行われる。

なお、加工送り速度は約１ｗａ／ｗｉｎ、正転早送り速
度は約３００　ｗａ　／　ｓｉｎ、正転減速送り速度は
約１０ｍ／ｓｉｎ、逆転早送り速度は約１００ＩＩＩＩ
Ｉ／１ｎである。

また、ガスタービン動翼１２の電解加工機は通常複数台
が併列に稼働するが、上記自動制御に係るＮＣ装置は単
数台として、各電解加工機への信号の授受が行われる。

〈発明の効果〉本発明によれば、工作物である、例えばガスタービン動
翼の冷却穴を電解加工するとき、工具すなわち電極棒が
電解排液中のワークの溶料によって短絡することがほと
んどなくなる。また、穴径を小さ（してその個数をふや
すこともでき、穴の寸法精度や仕上り面の平滑度が向上
し、更に４段階変速システムによって加工能率も向上す
る。従ってガスタービン動翼のコスト低減、工期の短縮
、冷却性能の向上による寿命の増大に顕著な効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すフローチャート、第２図
は電解加工機を示す側面図、第３図はガスタービン動翼
を示す平面図である。図　面　中、９ば電極棒（工具）、１２はガスタービン動翼１３ば冷却穴である。（工作物）

Claims

【特許請求の範囲】１）電解加工時において、工具が、予め設定された加工
位置に到達すると加工を停止し、逆転早送りで工具を起
点迄後退させて洗浄することを特徴とする電解加工時の
短絡防止方法。２）電解加工時において、短絡を、電解加工用直流電流
の増加によって検出することを特徴とする電解加工時の
短絡防止方法。３）電解加工時において、工具の送り速度を、工具の位
置に応じて正転早送り、正転減速送り、加工送り及び逆
転早送りの４変速とし、変速切替時の工具位置の制御を
、アブソリュート型ロータリエンコーダからのパルス信
号に基づき実行することを特徴とする電解加工時の工具
の制御方法。