JPH0463663A - 放電加工用電極の位置決め装置 - 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、自動電極交換装置を備えた放電加工装置の電
極の位置決め装置に関する。

［従来の技術］ 第４図は従来の放電加工装置を示す全体構成図である。

図において、１は放電加工用の電極、２は加工槽３内に
固定された被加工物、４は加工槽３内に貯留されている
絶縁油等の加工液である。通常、この放電加工装置によ
る各加工は、加工槽３内の加工液４中で行われる。５は
電極１と被加工物２とに放電用のパルス電流を供給する
パルス電流発生装置、６ｚはこの放電加工装置の主軸７
を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるボールネジ、６ｘ
は被加工物２を左右方向（Ｘ軸方向）に移動させるボー
ルネジ、８ｚはＺ軸方向のボールネジ６ｚを回転駆動す
るサーボモータ、８ｙは被加工物２を前後方向（Ｙ軸方
向）に移動させるボールネジ（図示せず）を１回転駆動
するサーボモータ、８ｘはＸ軸方向のボールネジ６ｘを
回転駆動するサーボモータ、９は各サーボモータ８ｘ、
８ｙ、８ｚの駆動を加ニブログラムに応じて適宜制御す
る数値制御装置（ＮＣ）、１０はこの放電加工装置の上
部に位置するヘッド、１１はヘッド１０を固定し支持し
ている枠材であるコラム、１２はこの放電加工装置の基
台であるベツド、１３ｙは被加工物２を加工槽３ととも
に前後方向（Ｙ軸方向）に移動させる移動テーブル、１
３ｘは被加工物２を加工槽３とともに左右方向（Ｘ軸方
向）に移動させる移動テーブル、１４は主軸７に装着さ
れた電極１のチャック、１５は主軸７に装着されている
電極１を交換するための自動電極交換装置、１６は電極
交換動作時等に電極１等を掴むアーム、１７は電極１等
の各種工具が収納可能な電極マガジン装置、１８は電極
１の位置決めを行うときに使用する基準測定子、２０は
基準測定子１８と接触させて電極位置決めの際の原点座
標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を求めるための基準球で、加工槽３内
の所定位置に固定されている。

次に、上記放電加工装置の放電加工動作を最初に説明す
る。

電極１と被加工物２とを共に加工槽３内の加工液４中に
浸漬した状態で対向させ、電極１と被加工物２とにパル
ス電流発生装置５からパルス電流を通電する。この通電
により、電極１と被加工物２との加工隙間には断続的な
放電が起こり、被加工物２には放電による加工が施され
る。この際、電極１はボールネジ６ｚがＺ軸周のサーボ
モータ８ｚと連結されているので、数値制御装置９から
の指令に応じて上下方向に移動する。また、Ｙ軸方向の
移動テーブル１３ｙにはボールネジ（図示せず）を介し
てＹ軸用のサーボモータ８ｙが接続されており、Ｘ軸方
向の移動テーブル１３ｘにははボールネジ６ｘを介して
Ｘ軸周のサーボモータ８ｘが接続されているので、数値
制御装置９からの指令に応じて前後、左右に適宜移動す
ることができる。これにより、水平方向の位置決め、あ
るいは横方向の加工等、電極１と被加工物２に水平方向
の相対位置変位を任意に変化できる。したがって、各サ
ーボモータ８　ｘ＋　８　ｙ　、　ｇ　ｚの駆動を適宜
制御することにより、被加工物２の任意の位置に任意形
状の放電加工を施すことができる。

次に、自動電極交換装置１５により電極マガジン装置１
７と主軸７との間で自動的に電極１を交換しながら連続
的に加工を行う場合の各電極１の位置決め動作について
説明する。この場合、第５図に示すように、各電極１に
より加工を行う前にあらかじめ各電極１の設定位置２２
．つまり各電極１の形状が第５図（ｂ）、（Ｃ）のよう
な円柱や角柱等のように対称な形状の場合は電極１のシ
ャンク中心位置２２ｇを、第５図（ｄ）のような非対称
形状の場合はあらかじめ決められた凸部１ａの先端幅方
向中心位置２２ｂを、それぞれ測定しておく必要がある
。

第５図は電極マガジン装置１７に収納された基準測定子
１８と加工槽３内に定着された基準球２０を用いて各電
極１の位置決めを行う場合の説明図であり、第６図はこ
の基準測定子１８と基準球２０による位置決め動作の説
明図である。

まず、第５図＜８）及び第６図に示すように、基準測定
子１８を基準球２０に各軸方向について接触させること
により、基準測定子１８の位置決めを行うとともに、各
電極１の測定の基準となる原点位置２１を測定する。な
お、基準球２０の中心と被加工物２との位置関係はあら
かじめ求められているものとする。第６図（ａ）の各軸
方向の実線は早送りの軌跡を示し、波線は遅過りによる
電気的接触位置決め送りの軌跡を示す。第６図（ｂ）は
基準測定子１８と基準球２０のＸ−Ｙ平面での電気的接
触位置決め動作を示す拡大平面図である。

基準測定子１８を基準球２ｏのほぼ真上に位置させ、位
置決め送りで下降し、基準球２０に接触し停止・させる
。次にゆっくりと基準測定子１８を基準球２０から離し
、短絡状態からオーブン電圧になる瞬間のＺ軸位置を求
める。

次に、基準測定子１８を一定距離上昇させたのち・Ｘ軸
のプラス方向に一定距離移動させ、さらにｚ１距離だけ
下降させた位置からＸ軸のマイナス方向に位置決め送り
で移動させ、基準測定子１８の一方の側面を基準球２０
に接触し停止させる。

そして上と同様に短絡状態からオーブン電圧になる瞬間
のＸ軸位置Ｘ１を求める。次に、基準測定子１８を基準
球２０の反対側に位置させ、同様に基準測定子１８の反
対側の側面を基準球２０に接触させることにより反対側
のＸ軸位置Ｘ２が求まる。この結果、Ｘ軸座標系の中心
位置Ｘ　は、次式により算出できる。この計算は数値制
御装置９で行う。

Ｙ軸座標系の中心位置Ｙ　も、Ｘ軸と同様の操作でＹ　
　、Ｙ　　を求め、次式により算出できる。

Ｘ、Ｙ座標系の原点Ｏは、上の２式で計算した中心線２
３．２４の交点として求められるから（第６図（ｂ）参
照）、基準測定子１８をこの原点Ｏ上に位置させ、再度
上記と同様の操作でＺ軸位［Ｚ　　を求めれば、基準測
定子１８の芯ずれの補正ができ、原点位置２１の座標値
（ｘ、ｙ。

Ｚ　）が定まる。

このようにして基準測定子１８の位置決めを行ったのち
、例えば第５図（ｂ）に示す１番目の電極１について位
置決めを行う。この電極１の位置決めは上記と同様の操
作で基準球２０に対する電極１のシャンク中心位置２２
ａを求め、その偏心量を補正することにより上で求めた
原点位置２１にシャンク中心位置２２ａを一致させる。

さらに２番目、３番目、・・・の電極１についても同様
に位置決めを行う。

なお、上に述べた電気接触方式の位置決め手段は例えば
特開昭５８−２１１８２８号公報に示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電極位置決め装置は、以上のように構成されてい
るので、複数本の電極を自動交換しながら連続的に加工
を行うには、まず加工前の段取りとして、加工に使用す
るすべての電極について芯ずれの補正（位置決め）を−
度に実施しなければならないものであった。その理由は
、構造上位置決め速度を早くできないためであり、通常
この速度は３０關／分が限界とされていることによる。

そのため加工前の段取りだけでも長時間かかるため、位
置決め後その電極で直ちに加工に移行するといった電極
ごとの加工直前の位置決め操作は実施しにくいものであ
った。

また、加工前に一度に行う位置決めの場合は、その段階
でたとえ正確な位置決めができたとしても、加工に際し
その電極を主軸に装着したときの自動電極交換装置の繰
返し動作による誤差までは補正できないため、加工精度
の保証が完全にできないという面も有している。

上述の問題は、上に掲げた特開昭５８−２１１８２８号
公報に示すように基準球の支柱に弾性を持たせる構造と
することにより、ある程度解決することができる。

しかし、加工の各段階で電極の位置決めを行う場合には
、最初に一度にこれを行う場合と異なり基準球に加工中
に発生する煙やゴミ、埃等が付着し、この影響のため接
触による検出位置が１／１００關以上、時には５　／　
１００　ｍｍ以上の位置ずれを起こしてしまうことがあ
る。放電加工の場合、１／１００　＋ａｍｍｍ以上置ず
れはほとんどの場合許容範囲外であるから、上記公報に
示す構造は加工の各段階で直前の位置決めを行う方式に
は採用し難い。

本発明は、上記公報に示す構造の改良に係るものであり
、加工の各段階での直前の位置決めを可能にし、加工中
発生する煙、ゴミ、埃等の影響が実質的に位置ずれを起
こすものとならず、正確かつ短時間の位置決めが可能な
放電加工用電極の位置決め装置を得る４とを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る放電加工用電極の位置決め装置は、自動電
極交換装置及び電極マガジン装置を備え、電極を自動交
換しながら加工を行う放電加工装置に使用されるもので
あって、放電加工装置の主軸に装着される基準測定子と
、基準測定子及び各電極との電気的接触により各電極の
位置決めを行う、加工槽もしくは移動テーブルの所定位
置に設置された基準球とを備え、該基準球が水平直交座
標軸（Ｘ軸、Ｙ軸）方向に各一対の接点部を有する取付
部材の先端に取り付けられており、基準測定子及び各電
極と基準球との接触時、取付部材を傾倒自在に支持する
とともに、取付部材の接点部とそれぞれ接離する固定接
点部を有する支持部材を具備するものである。

［作　用］ 本発明においては、基準測定子及び各電極と基準球との
接触により基準球の取付部材が傾き、これによって接点
部と固定接点部が開離するため、その開離瞬間の信号を
とらえることによってその方向の位置が測定できる。し
たがって、基準測定子及び各電極の位置決めが可能とな
る。しかも基準球の取付部材は傾倒自在に支持されてい
るため、位置決め速度を早くすることができ、さらに基
準球に加工中発生する煙、ゴミ、埃等が付着していても
その大きさ（通常１　／　１００　ｍｍ以下）以内にお
さえることができるため、測定誤差の影響はきわめて小
さい。

ゆえに、電極毎に加工直前の位置決めが可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の位置決め装置を具備する放電加工装置
の全体構成図、第２図は本発明の位置決め装置の詳細図
、第３図は本位置決め装置を用い゛た場合の加工工程の
説明図である。これらの図において、第４図以下と同一
符号は同一または相当部材を示し、説明は省略する。

第２図に詳細に示すように、球体から成る基準球２０は
取付部材３０の支柱３１先端に固着されており、取付部
材３０の平板部３２の両側にはそれぞれ絶縁部３３ｘを
介して一対のＸ軸方向の接点部３４ｘが設けられている
。また、カッコ内の符号３３ｙ、３４ｙは同様の関係で
Ｘ軸と水平直交方向に設けられた一対のＹ軸方向の絶縁
部及び接点部である。

この取付部材３０は加工液４から保護するカバー３５に
よって囲まれており、その上部開口部３６を通して支柱
３１を突出し、その支柱３１の上端に基準球２０を取り
付けている。さらに、開口部３６を閉じるように支柱３
１と開口部３６の間にジャバラ３７を取り付け、取付部
材３０の平板部３２中心を常に上方へ付勢するバネ３８
によって支持している。

カバー３５の内部にはＸ軸方向の接点部３４ｘ及びＹ軸
方向の接点部３４ｙに対応する一対のＸ軸方向の固定接
点部３９ｘ及び一対のＹ軸方向の固定接点部３９ｙをそ
れぞれ絶縁部４０ｘ、４０ｙを介して設け、バネ３８の
圧力によりこれらの接点部３４ｘ、３４ｙと固定接点部
３９ｘ、３９ｙの接触が保たれている。接点部３４ｘ、
３４ｙ及び固定接点部３９ｘ、３９ｙにはそれぞれリー
ド線４１ｘ、４１ｙ、４２ｘ、４２ｙがカバー３５を通
じて導出され、数値制御装置９と接続されている。なお
、固定接点部３９ｘ、３９ｙは第２図に示すように針状
の尖端を持つ接点構造とし、一方接点部３４ｘ、３４ｙ
はこの尖端が接触するＶ字状の接点構造とするのが適当
である。

カバー３５は支持部材４３によって支持され、加工槽３
内の所定位置に固定されている。ただし、上に述べた基
準球２０の取付装置は加工槽３内部に限定されるもので
はなく、例えばＸ軸移動テーブル１３ｘ上の所定位置に
取り付けてもよいものである・また、加工槽３の外部に
取り付けた場合は、カバー３５は当然に加工液４から完
全に保護するものでなくてもよい。

以上のように構成することにより、基準測定子１８及び
各電極１の位置決め前は、第２図（ａ）に示すように基
準球２０は垂直に保持され、接点部３４ｘ、３４　ｙと
、これに対応する固定接点部３９ｘ、３９ｙはそれぞれ
接触状態を保持している。

第２図（ｂ）は電極１の位置決めの場合を示しており、
いささか誇張して示しているが、基準測定子１８の場合
でも同様であるから、以下電極１の場合で説明する。も
ちろん、最初に基準測定子１８の位置決めを行うことは
従来と同様である。

電極１と基準球２０を相対的に位置決め速度で送り、電
極ｌの側面をＸ軸方向から基準球２０に接触させると、
取付部材３０の支柱３１が接触側（第２図（ｂ）の左側
）の接点部３４ｘと固定接点部３９ｘの接触点を支点と
して右側へ傾く。そのため、右側の接点部３４ｘと固定
接点部３９ｙが開離し、これにより短絡電圧からオープ
ン電圧に切り替わる。したがって、この信号をとらえる
ことによりＸ軸座標系の一方側の位置を測定できる。

Ｘ軸座標系の他方側の位置も接触側と反対側の接点部３
４ｘと固定接点部３９ｘが開離するだけであるから全く
同様に測定できる。

Ｙ軸座標系の位置も上記と同様に測定でき、また２軸座
標系の位置もＸ軸またはＹ軸方向の少なくとも１つの接
点部３４ｘ、３４ｙと固定接点部３９ｘ、３９ｙが開離
するので、同様に測定できる。

このように基準測定子１８及び各電極１と基準球２０と
の接触により、基準球２０の取付部材３０が傾き、それ
に伴いＸ軸方向の接点部３４ｘまたはＹ軸方向の接点部
３４ｙが対応の固定接点部３９ｘまたは３９ｙから開離
する構成としたので、位置決め速度を従来の２倍以上に
することができ、しかも基準球２０に加工中発生する煙
、ゴミ、埃等が付着していてもその大きさ（通常１／１
００關以下）以内でおさえることができるため、従来の
ように大きな測定誤差は生じず高精度の位置決めができ
る。

したがって、主軸７に装着した基準測定子１８と基準球
２０との接触により、まず基準測定子１８の位置決めを
行ったのち、第３図（ａ）に示すように最初の電極１に
交換してその電極１の位置決めを行い、その電極１で第
３図（ｂ）に示すように直ちに加工を実施することがで
きる。

１番目の電極１による加工が終われば、第３図（ｃ）に
示すように２番目の電極１に交換し位置決めを行い、そ
の後直ちにその２番目の電極１で加工行う（第３図（ｄ
））。このように加工の各段階で電極１の位置決めと即
加工への移行を実施できるので、従来のように最初に全
ての使用電極１の位置決めを行う必要はなく、自動電極
交換装置１５の繰返し誤差は含まれないことになる。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、各電極の位置決めを加工
の直前で高速かつ高精度に行うことができるので、複数
の電極を使用する放電加工の段取り時間を著しく短縮す
ることができる。

また、加工中に発生する煙り、ゴミ、埃等が基準球に付
着してもその影響を受けないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による放電加工装置の全体構
成図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の位置決め装置の
詳細図、第３図（ａ）〜（ｄ）は本発明の位置決め装置
を用いた場合の加工工程の説明図、第４図は従来の放電
加工装置の全体構成図、第５図（ａ）〜（ｄ）及び第６
図（ａ）。 （ｂ）は従来の位置決め動作を示す説明図である。 １・・・電極 ２・・・被加工物 ３・・・加工槽 ７・・・主軸 １３ｘ・・・Ｘ軸移動テーブル １３ｙ・・・Ｙ軸移動テーブル １５・・・自動電極交換装置 １７・・・電極マガジン装置 １８・・・基準測定子 ２０・・・基準球 ３０・・・取付部材 ３４ｘ、３４ｙ・・・接点部 ３９ｘ、３９ｙ・・・固定接点部 ４３・・・支持部材 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　　佐々木　宗　治 １；電極 ２：被加工物 ３″加工槽 ７：主軸 １３ｘ：ｘ軸移動テーブル １３ｙ：ｖ軸移動テーブル １５二自動電極交換装夏 １７：電極マガジンａＸ １８二基準測定子 ２０、基準球 （ａ） ３０：取付部材 ３７：′；ヤバラ ３５：カバー （ｃ） （ｄ） （ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動電極交換装置を具備する放電加工装置における位置
   決め装置であって、前記放電加工装置の主軸に装着され
   る基準測定子と、該基準測定子及び各電極との電気的接
   触により各電極の位置決めを行う、加工槽もしくは移動
   テーブルの所定位置に設置された基準球と、該基準球を
   支持する取付部材と、該取付部材に設けた水平直交座標
   軸方向の各一対の接点部と、これらの接点部とそれぞれ
   接離する固定接点部を有し、前記基準測定子及び各電極
   と前記基準球との接触時前記取付部材を傾倒自在に支持
   する支持部材とを具備する放電加工用電極の位置決め装
   置。