JPH05104332A - リニヤモータを利用した放電加工装置 - Google Patents

リニヤモータを利用した放電加工装置

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JPH05104332A
JPH05104332A JP26068291A JP26068291A JPH05104332A JP H05104332 A JPH05104332 A JP H05104332A JP 26068291 A JP26068291 A JP 26068291A JP 26068291 A JP26068291 A JP 26068291A JP H05104332 A JPH05104332 A JP H05104332A
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JP
Japan
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electric discharge
machining
tool electrode
linear motor
linear
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JP26068291A
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Tetsuro Sakano
哲朗 坂野
Akiyoshi Kawahara
章義 川原
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Fanuc Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、高速応答の可能な工具電極
の電極間制御機構を備えた放電加工装置を提供して、放
電加工装置の加工精度の向上を図ることにある。 【構成】 上述の目的を達成するために本発明による
と、工具電極とワークとの加工間隙に放電加工加工電圧
を印加すると共に、該工具電極とワークとの間で相対送
りを与えて前記加工間隙を制御し、ワークの放電加工を
行う放電加工装置において、主軸1の直線移動を駆動す
るリニヤモータ3、5と、前記主軸1の直線移動を円滑
に案内するガイド手段6と、前記主軸1の直線移動位置
を検出する検出手段を少なくとも具備し、前記工具電極
とワークとの間の加工間隙を所望目標値に調節するよう
に、前記リニヤモータを制御する制御手段4、12から
17とを、具備してなり、前記リニヤモータによる直線
駆動に従って前記工具電極とワークとの極間距離を所望
目標値の加工間隙に制御することを特徴とする放電加工
装置が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は型彫り放電加工装置に関
し、特に、工具電極と被加工物(以下、ワークと言う)
との間の極間距離を所望の目標加工間隙値にリニヤモー
タを利用して制御するようにした放電加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】放電加工は、工具電極と加工液中に浸さ
れたワークとの間に適当な電圧を印加し、両者を電極と
してその極間々隙に生じる放電現象の加工効果を利用し
て、ワークから不要部分を除去した所望の加工形状を得
るように加工する非切削加工方法である。放電加工を行
っている間、工具電極とワークとの極間には加工屑が発
生するが、こうした加工屑は、通常電極間を流動する加
工液によって排除され、良好な放電状態が維持されてい
る。然しながら、何らかの理由により前記加工屑が該極
間から排除されない場合や、放電加工液の劣化等により
極間の状態が悪化すると、ワーク加工面の局部的な位置
で放電が連続する、所謂集中放電等の異常放電現象を生
起し、加工肌に加工痕等の欠陥が残り、故に加工肌が荒
くなる不具合が生ずる。こうした異常放電を未然に防止
するために、一般的に放電加工装置は、工具電極とワー
クで形成される極間距離を制御し、最適の放電状態を維
持するための手段として、工具電極またはワーク、或い
は両者を直線運動させるための駆動手段と制御機構とを
有しているが、特に異常放電が発生した場合にこれを回
避する手段として、工具電極をワークから急速に離隔す
る、所謂ジャンプ機能を有している。すなわち、異常放
電が発生した場合、該ジャンプ機能により工具電極をワ
ークより急速に離隔させ、加工液を電極間に急速流入
(スクイーズ流入)させ極間のアークを切断し、放電を
停止させると共に、工具電極を再びワークに急速に接近
させて、加工液を極間々隙から急速流出(スクイーズ流
出)させ加工屑を排出し、以て良好な放電加工状態を回
復するのである。このような放電加工装置において、従
来は、図4に略示するように上述の極間間隙の制御手段
として回転型のモータ18、及び歯車列19、ボールね
じ20等より成る回転運動を直線運動に変換する機構が
専ら、使用されてきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、上述の工
具電極とワークとの極間距離は、通常およそ10ミクロ
ンから100ミクロンと極めて微小量に制御されている
上に、特に上述のジャンプ機能使用時には、前記工具電
極をワークより急速に離隔させ、再びワークに急速に接
近させるために、極間間隙を制御する機構を高剛性と
し、かつ工具電極の応答速度をできる限り大きくするこ
とが不可欠の要因となる。これに対して上述の回転型の
モータ18を利用した従来の装置では、モータの回転運
動を直線運動に変換するために、歯車列19やボールね
じ20等の動力変換機構が必要となるため、バックラッ
シ、ガタ等の機械的不感帯が存在し、駆動力の伝達遅れ
を生じたり、構成部品が複雑になるため、機械剛性が不
足する等の理由ににより、良好な放電加工を行うために
必要な高速応答の可能な制御システムを構成することが
困難であった。そしてこのことが、放電加工装置による
加工精度の改善を阻害する一つの要因となっていた。依
って、本発明の主たる目的は、高速応答の可能な工具電
極の電極間制御機構を備えた放電加工装置を提供して、
上述の問題点を解決することを目的とする。本発明の他
の目的は、リニヤモータを駆動手段として利用し、回転
ー直動変換機構を排することにより、微小な極間々隙を
所望目標値に微細に制御可能とした放電加工加工装置を
提供せんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明によると、工具電極とワークとの間に形成
される加工間隙を介して放電加工加工電圧を印加すると
共に該工具電極とワークとの間で相対送りを与えて前記
加工間隙を制御し、ワークの放電加工を行う放電加工装
置において、放電加工装置のコラム(2)に対して直線
移動すると共に前記工具電極(7)を保持する主軸
(1)の該直線移動を駆動するリニヤモータと、前記主
軸(1)の直線移動を円滑に案内するガイド手段(6)
と、前記主軸(1)の直線移動位置を検出する検出手段
を少なくとも具備し、前記工具電極とワークとの間の加
工間隙を所望目標値に調節するように、前記リニヤモー
タを制御する制御手段(4、12から17)とを、具備
してなり、前記リニヤモータ(3、5)による直線駆動
に従って前記工具電極とワークとの極間距離を所望目標
値の加工間隙に制御することを特徴とする放電加工装置
が提供される。より具体的には、コラム2に固定された
リニヤモータの1次側固定子5と、工具電極を保持する
主軸1に固定されたリニヤモータの2次側移動子3を具
備しており、前記主軸1は、制御手段4、12から17
によりリニヤモータ3、5を鉛直直線方向に駆動、制御
することにより位置制御され、以て極間の加工間隙が微
細に制御される放電加工装置が提供される。
【0005】
【作用】制御システムによりリニヤモータを鉛直方向に
駆動、制御することにより、主軸、すなわち極間距離
が、従来回転型のモータにより駆動、制御していたもの
より高い応答速度で制御される。
【0006】
【実施例】先ず図1を参照すると、本発明に係る放電加
工装置は、コラム2に固定されたリニヤモータの1次側
固定子5と、工具電極7を保持する主軸1に固定された
リニヤモータの2次側移動子3を備えており、該1次側
固定子5と2次側移動子3は、相互に平行に対面するよ
うに取り付けられている。前記主軸1は、ガイド機構6
により鉛直方向に移動自在にコラム2に支持されてお
り、該ガイド機構6は、前記コラム2に鉛直に、しかも
主軸1が鉛直方向に移動しても、前記リニヤモータの1
次側固定子5と2次側移動子3との距離が、一定になる
ように調整、固定されている。前記ガイド機構6には、
リニヤモーションベアリングが組み込まれており、該リ
ニヤモーションベアリングは、工作機械の工作台等の直
線ガイド機構として一般的に利用されているガイド機構
であって、図2に示すように、循環するボール11を内
蔵するベリングケース9とレール10により構成され、
該ボール11は、矢印(I、II)で示す2つの方向の
引っ張り、圧縮荷重に対し等剛性となるように配置され
ており、放電加工中の前記主軸1の高速応答の位置制御
に対しても充分な剛性を有し、以て主軸1の滑らかな運
動を確保している。また前記主軸1とコラム2の間に
は、リニヤエンコーダ4が備えられており、前記主軸1
の位置が測定される。該リニヤエンコーダ4は、光、磁
気、静電容量の変化を利用いて、対象物の直線的な位
置、または変移を検出する装置であって、精密な位置検
出、例えば、精密加工機のモータの制御やロボットの位
置検出等に広く使用されている。
【0007】コラム2の下方のテーブル上はに、ワーク
8が載置され、該ワーク8と前記工具電極7との間に適
当な電圧を印加して、両者間に放電を発生させ、その間
隔、つまり極間距離を制御して放電加工を行う。図1に
は示されていないが、前記工具電極7とワーク8若しく
はワーク8の載置されているテーブルには、放電状態を
測定するためのケーブルが取着されており、プリアンプ
等の測定、解析手段により極間に発生する放電現象の電
圧波形、電流波形、平均電圧、放電頻度、短絡等が測定
されるようになっている。
【0008】次に前記主軸1の位置制御、つまり前記工
具電極7とワーク8との極間距離の制御は、図3に示す
制御システムにより制御される。すなわち、先ず加工条
件設定装置12により、要求される加工を得るための各
種条件、例えば加工面の粗度、加工深さ、ギャップ等の
条件を設定し、放電状態を直接的に、または間接的に指
定する。次いで極間制御装置13が、前記加工条件設定
装置12により与えられた加工条件、及び後述の極間の
放電状態観測値17に対応して最適な極間距離を決定
し、工具電極位置指令15を電極位置制御装置14に送
出する。電極位置制御装置14は、前記極間制御装置1
3からの電極位置指令15、及び前記主軸1と前記コラ
ム2との間に備えられたリニヤエンコーダ4により測定
される前記主軸1の位置検出信号16に対応して、前記
極間制御装置13により決定された最適な極間距離と、
前記リニヤエンコーダにより測定された極間との偏差、
つまり電極位置偏差を解消するように前記リニヤモータ
の2次側移動子3を制御、駆動する。これにより、新た
な前記主軸1の位置決めがなされ、従って前記工具電極
7とワーク8との極間距離が変位し、新たな極間距離に
対応した新たな放電状態が形成され、この放電状態は、
上述のように前記工具電極7及びワーク8に接続された
測定ケーブルを介してプリアンプ等(図示せず)により
電圧波形、電流波形、平均電圧、平均電流、放電頻度、
短絡等について測定され、極間観測値17として前記極
間制御装置13にフィードバックされる。それと同時
に、前記主軸1の位置変位、すなわち極間距離の変位
が、前記リニヤエンコーダ4により測定され、その位置
検出信号16がフィードバック信号として、前記電極位
置制御装置14に帰還される。
【0009】前記極間制御装置13にはジャンプ機能が
組み込まれており、前記工具電極7とワーク8との極間
に集中放電等の異常放電が発生すると、前記極間観測値
17よりそれを検知し、極間位置指令15に従って前記
電極位置制御装置14は、前記リニヤモータをジャンプ
させる。これにより前記主軸1、つまり前記工具電極7
は、前記ワーク8から急速に離隔するや否や、再び同ワ
ーク8に急速に接近し、工作屑を排除する等良好な放電
状態を回復する。こうしうて極間距離は、放電加工中連
続的に最適に制御されることとなり、この場合前記主軸
1をリニヤモータ3、5により駆動することにより、従
来主軸の駆動手段として回転型のモータを利用していた
のと比較すると、バックラッシ、ガタ等の機械的不感帯
が存在しないため格段に応答速度、特に異常放電時のジ
ャンプに対する応答速度が高くなり、従って異常放電が
未然に防止されたり、異常放電が発生しても加工肌に加
工痕を残さない等加工精度の高い放電加工が可能とな
る。
【0010】
【発明の効果】本発明による放電加工装置は、極間距離
をリニヤモータにより制御するため、回転型モータを利
用して同様の制御システムを構成していた従来の放電加
工装置に比べ、回転運動を直線運動に変換する回転ー直
動動変換機構を必要としないので、動変換機構に起因し
たバックラッシ、ガタ等の機械的不感帯が除去され、更
に機械剛性も高くなるので、高速応答可能な極間制御機
構を構成でき、以て精度の高い放電加工が可能となっ
た。また、上述のように、リニヤモータを駆動手段とし
て回転ー直動動変換機構を排除し得た構成から放電加工
装置を全体的にコンパクト化させることが可能となり、
また、保守の容易化も得られる効果が奏されるのであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)本発明による放電加工装置の正面図であ
る。 (b)本発明による放電加工装置の側面図である。
【図2】リニヤモーションベアリングの略示断面図であ
る。
【図3】本発明による放電加工装置の制御システムの略
示構成図である。
【図4】従来型の放電加工装置の略示立面図である。
【符号の説明】
1…主軸 2…コラム 3…リニヤモータの2次側移動子 4…リニヤエンコーダ 5…リニヤモータの1次側固定子 6…ガイド機構 7…工具電極 8…ワーク 9…ベアリングケース 10…レール 11…ボール 12…加工条件設定装置 13…極間制御装置 14…電極位置制御装置 15…極間位置指令 16…位置検出信号 17…極間観測値 18…回転型モータ 19…歯車列 20…ボールねじ 21…主軸 22…ガイド機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 工具電極と被加工物との間に形成される
    加工間隙を介して放電加工加工電圧を印加すると共に該
    工具電極と被加工物との間で相対送りを与えて前記加工
    間隙を制御し、被加工物の放電加工を行う放電加工装置
    において、 放電加工装置のコラム(2)に対して直線移動すると共
    に前記工具電極(7)を保持する主軸(1)の該直線移
    動を駆動するリニヤモータと、 前記主軸(1)の直線移動を円滑に案内するガイド手段
    (6)と、 前記主軸(1)の直線移動位置を検出する検出手段を少
    なくとも具備し、前記工具電極と被加工物との間の加工
    間隙を所望目標値に調節するように、前記リニヤモータ
    を制御する制御手段(4、12から17)とを、具備し
    てなり、前記リニヤモータ(3、5)による直線駆動に
    従って前記工具電極と被加工物との極間距離を所望目標
    値の加工間隙に制御することを特徴とする放電加工装
    置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段(4、12から17)は、
    前記主軸位置検出手段として、前記主軸(1)と前記コ
    ラム(2)との間にリニヤエンコーダ(4)を具備して
    いることを特徴とする請求項1に記載の放電加工装置。
  3. 【請求項3】 前記リニヤモータの1次側固定子(5)
    が前記コラム(2)の固定位置に設けられ、2次側移動
    子(3)が前記主軸(1)に継手手段を介して結合され
    ている請求項1に記載の放電加工装置。
JP26068291A 1991-10-08 1991-10-08 リニヤモータを利用した放電加工装置 Pending JPH05104332A (ja)

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