JPH0788722A - 放電加工機の主軸負荷軽減装置 - Google Patents
放電加工機の主軸負荷軽減装置Info
- Publication number
- JPH0788722A JPH0788722A JP25932293A JP25932293A JPH0788722A JP H0788722 A JPH0788722 A JP H0788722A JP 25932293 A JP25932293 A JP 25932293A JP 25932293 A JP25932293 A JP 25932293A JP H0788722 A JPH0788722 A JP H0788722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- spindle
- electric discharge
- load force
- jump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 形彫放電加工機における放電加工時のジャン
プ速度を落とすことなく、主軸にかかる負荷力を所定値
以下に軽減し、主軸部材の軽量化を図る。 【構成】 電極１１と主軸１の間に圧力センサ３とアク
チュエータ４を設けて、ばね６により常時密着状態と
し、ジャンプ始動時とジャンプ終了時に主軸１に作用す
る負荷力を圧力センサ３で検出し、駆動演算装置１２に
おいて予め記憶する許容値をセンサ信号が超えたとき、
演算により負荷力を求めて、例えばジャンプ始動時には
膨張するようにアクチュエータを駆動する。このとき主
軸はワークから離れるように等速移動しているので、電
極は減速されることになり負荷力が軽減される。
プ速度を落とすことなく、主軸にかかる負荷力を所定値
以下に軽減し、主軸部材の軽量化を図る。 【構成】 電極１１と主軸１の間に圧力センサ３とアク
チュエータ４を設けて、ばね６により常時密着状態と
し、ジャンプ始動時とジャンプ終了時に主軸１に作用す
る負荷力を圧力センサ３で検出し、駆動演算装置１２に
おいて予め記憶する許容値をセンサ信号が超えたとき、
演算により負荷力を求めて、例えばジャンプ始動時には
膨張するようにアクチュエータを駆動する。このとき主
軸はワークから離れるように等速移動しているので、電
極は減速されることになり負荷力が軽減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は放電加工機のジャンプ時
に主軸にかかる負荷を軽減する装置に関するものであ
る。
に主軸にかかる負荷を軽減する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、形彫放電加工機において放電加工
を行う際、電極とワークの間に発生する加工粉が、特定
個所に蓄積してその個所で放電が集中し、放電痕となり
加工面の不良につながるため、加工中に一定時間毎又は
電極とワークの極間状態によって、電極をワークに対し
て一定速度ですばやく引き上げ・引き下げるジャンプ動
作を行い、これによるポンプ作用により極間の加工粉の
排除を行っている。
を行う際、電極とワークの間に発生する加工粉が、特定
個所に蓄積してその個所で放電が集中し、放電痕となり
加工面の不良につながるため、加工中に一定時間毎又は
電極とワークの極間状態によって、電極をワークに対し
て一定速度ですばやく引き上げ・引き下げるジャンプ動
作を行い、これによるポンプ作用により極間の加工粉の
排除を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた一
定速度で行うジャンプ動作は、電極とワークの間隔が狭
まるにつれて急激に負荷が増大し、間隔制御に悪影響を
及ぼしたり、機械に損傷を与えるという問題が発生す
る。このためジャンプ速度を低下して負荷力を軽減させ
ると加工時間が増加するという問題点を有していた。本
発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところはジャンプ速度
を落とすことなく主軸にかかる負荷力を所定値以下にす
ることのできる装置を提供しようとするものである。
定速度で行うジャンプ動作は、電極とワークの間隔が狭
まるにつれて急激に負荷が増大し、間隔制御に悪影響を
及ぼしたり、機械に損傷を与えるという問題が発生す
る。このためジャンプ速度を低下して負荷力を軽減させ
ると加工時間が増加するという問題点を有していた。本
発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなさ
れたものであり、その目的とするところはジャンプ速度
を落とすことなく主軸にかかる負荷力を所定値以下にす
ることのできる装置を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明における放電加工機の主軸負担軽減装置は、電
極とワークの間に電圧を印加し放電により前記ワークを
加工する放電加工機のジャンプ動作中における主軸の負
荷を軽減する装置であって、前記電極に負荷される力又
は圧力を検出するセンサと、前記電極と主軸の軸方向の
相対位置を微小移動させるアクチュエータとを前記主軸
と電極間に設け、前記センサ出力が予め記憶する許容値
を越えたとき前記アクチュエータを前記センサ出力が減
少するように駆動する制御手段を設けてなるものであ
る。
に本発明における放電加工機の主軸負担軽減装置は、電
極とワークの間に電圧を印加し放電により前記ワークを
加工する放電加工機のジャンプ動作中における主軸の負
荷を軽減する装置であって、前記電極に負荷される力又
は圧力を検出するセンサと、前記電極と主軸の軸方向の
相対位置を微小移動させるアクチュエータとを前記主軸
と電極間に設け、前記センサ出力が予め記憶する許容値
を越えたとき前記アクチュエータを前記センサ出力が減
少するように駆動する制御手段を設けてなるものであ
る。
【０００５】
【作用】ジャンプ時例えばジャンプの戻り時に電極がワ
ークに接近して主軸に圧縮力がかかると、これを検出す
るセンサ出力と予め記憶する許容値と比較して、センサ
出力が許容値を超えたときアクチュエータを収縮させ
る。このとき主軸は定速でワークに接近しているが、電
極は反対方向に変位するので、相対的にワークを基準と
した電極の動きが減速されて負荷力は減少される。ま
た、ジャンプ開始時に主軸に引張力がかかり、センサ出
力が許容値を超えたとき、アクチュエータを膨張させて
電極の動きを減速し負荷力を減少する。
ークに接近して主軸に圧縮力がかかると、これを検出す
るセンサ出力と予め記憶する許容値と比較して、センサ
出力が許容値を超えたときアクチュエータを収縮させ
る。このとき主軸は定速でワークに接近しているが、電
極は反対方向に変位するので、相対的にワークを基準と
した電極の動きが減速されて負荷力は減少される。ま
た、ジャンプ開始時に主軸に引張力がかかり、センサ出
力が許容値を超えたとき、アクチュエータを膨張させて
電極の動きを減速し負荷力を減少する。
【０００６】
【実施例】以下実施例について図面に基づき説明する。
図１の形彫放電加工機において、機台１６上にサドル１
９を介してコラム１３がＸ軸及びＹ軸方向に移動位置決
め可能に載置されている。コラム１３の前面に固着のブ
ラケット１４に設けられているＺ軸方向の案内に沿って
主軸頭２０が移動位置決め可能に設けられており、主軸
頭２０はモータ１８によりボールねじ２１を介して駆動
される。主軸頭２０に固着の主軸１のノーズ部１ａに図
２に示すようにスライダ８が複数個のボールガイド７に
よりＺ軸方向にのみ移動可能に支持されている。
図１の形彫放電加工機において、機台１６上にサドル１
９を介してコラム１３がＸ軸及びＹ軸方向に移動位置決
め可能に載置されている。コラム１３の前面に固着のブ
ラケット１４に設けられているＺ軸方向の案内に沿って
主軸頭２０が移動位置決め可能に設けられており、主軸
頭２０はモータ１８によりボールねじ２１を介して駆動
される。主軸頭２０に固着の主軸１のノーズ部１ａに図
２に示すようにスライダ８が複数個のボールガイド７に
よりＺ軸方向にのみ移動可能に支持されている。
【０００７】スライダ８の鍔部上端面とノーズ部１ａの
中心穴の段差端面との間に圧力センサ３とアクチュエー
タ４が重ねて取付けられており、圧力センサ３とアクチ
ュエータ４は絶縁シート２及び絶縁カラー５により加工
電圧から絶縁され、スライダ８はばね６により常時上方
に付勢され、圧力センサ３とアクチュエータ４は密着さ
れている。スライダ８の下端にチャック９が同心に固着
されており、チャック９に電極ホルダ１０を介して電極
１１が着脱可能に取付けられている。そして本機の近傍
に圧力センサの出力信号によりアクチュエータ４を制御
するための駆動演算装置１２が設置されている。更に機
台１６には主軸１のＸ・Ｙ移動領域のほぼ中央にテーブ
ル１７が固着されており、テーブル１７上にワークＷが
図示しない締着部材により固定されている。このテーブ
ル１７及びワークＷは加工槽１５内にあって循環する絶
縁性の加工液中に浸漬された状態で放電加工が行われ
る。
中心穴の段差端面との間に圧力センサ３とアクチュエー
タ４が重ねて取付けられており、圧力センサ３とアクチ
ュエータ４は絶縁シート２及び絶縁カラー５により加工
電圧から絶縁され、スライダ８はばね６により常時上方
に付勢され、圧力センサ３とアクチュエータ４は密着さ
れている。スライダ８の下端にチャック９が同心に固着
されており、チャック９に電極ホルダ１０を介して電極
１１が着脱可能に取付けられている。そして本機の近傍
に圧力センサの出力信号によりアクチュエータ４を制御
するための駆動演算装置１２が設置されている。更に機
台１６には主軸１のＸ・Ｙ移動領域のほぼ中央にテーブ
ル１７が固着されており、テーブル１７上にワークＷが
図示しない締着部材により固定されている。このテーブ
ル１７及びワークＷは加工槽１５内にあって循環する絶
縁性の加工液中に浸漬された状態で放電加工が行われ
る。
【０００８】図３はジャンプ時にワークに作用する力の
一例を表すグラフ図で、ジャンプ開始時とジャンプ終了
時にワークＷに大きな力が作用することが分かる。また
図４はジャンプ終了時の電極底面とワークの隙間と圧力
の関係の一例を表すグラフ図で、隙間が狭くなると急激
に圧力が増加することが分かる。これらによるとアクチ
ュエータ４の変位量は１００μｍあれば充分で、このと
きの応答性は５０μｓｅｃ程度でよく、可動部の重量は
電極によって変化するが最大１００ｋｇ程度であり、ア
クチュエータ４は市販のセラミック圧電素子等を使用す
ることができる。
一例を表すグラフ図で、ジャンプ開始時とジャンプ終了
時にワークＷに大きな力が作用することが分かる。また
図４はジャンプ終了時の電極底面とワークの隙間と圧力
の関係の一例を表すグラフ図で、隙間が狭くなると急激
に圧力が増加することが分かる。これらによるとアクチ
ュエータ４の変位量は１００μｍあれば充分で、このと
きの応答性は５０μｓｅｃ程度でよく、可動部の重量は
電極によって変化するが最大１００ｋｇ程度であり、ア
クチュエータ４は市販のセラミック圧電素子等を使用す
ることができる。
【０００９】続いて本実施例の作用について説明する。
図５はジャンプ時における経過時間ごとの電極１１の変
位量と、アクチュエータ４の変位及び負荷力の変化の関
係を表すグラフ図の一例で、電極の変位量はワークＷを
基準とした電極１１の位置を示し、アクチュエータ４の
変位は圧電素子の歪みを表し、負荷力は電極にかかる加
工液による圧力を示す。また破線は圧電素子の変位のな
い場合を示したものである。これによれば、ジャンプが
開始され電極１１が急速にワークＷから離れると負荷力
が急激に増加し、或る時間δｔだけ遅れて負荷力がδｐ
に達すると予め記憶する許容値を超えるため、圧電素子
が膨張し始め、ばね６の力に抗してスライダ８が主軸ノ
ーズ部１ａ内で下方に移動する。
図５はジャンプ時における経過時間ごとの電極１１の変
位量と、アクチュエータ４の変位及び負荷力の変化の関
係を表すグラフ図の一例で、電極の変位量はワークＷを
基準とした電極１１の位置を示し、アクチュエータ４の
変位は圧電素子の歪みを表し、負荷力は電極にかかる加
工液による圧力を示す。また破線は圧電素子の変位のな
い場合を示したものである。これによれば、ジャンプが
開始され電極１１が急速にワークＷから離れると負荷力
が急激に増加し、或る時間δｔだけ遅れて負荷力がδｐ
に達すると予め記憶する許容値を超えるため、圧電素子
が膨張し始め、ばね６の力に抗してスライダ８が主軸ノ
ーズ部１ａ内で下方に移動する。
【００１１】このとき主軸１は上方へ等速移動している
ので、電極１１は減速されることになり、反力は電極移
動速度に比例するため負荷力が軽減される。やがて電
極，ワーク間の距離が充分大きくなると自然に負荷力が
減少して圧電素子の歪みが復元する。ジャンプの戻り時
も同様で、電極１１とワークＷ間距離が小さくなると次
第に負荷力が増加し、許容値を超えると圧電素子が収縮
して負荷力を軽減し、ジャンプが終わって負荷力が許容
値より小さくなると圧電素子の歪みが復元する。
ので、電極１１は減速されることになり、反力は電極移
動速度に比例するため負荷力が軽減される。やがて電
極，ワーク間の距離が充分大きくなると自然に負荷力が
減少して圧電素子の歪みが復元する。ジャンプの戻り時
も同様で、電極１１とワークＷ間距離が小さくなると次
第に負荷力が増加し、許容値を超えると圧電素子が収縮
して負荷力を軽減し、ジャンプが終わって負荷力が許容
値より小さくなると圧電素子の歪みが復元する。
【００１２】次に圧力センサ３の信号によりアクチュエ
ータ４を制御する駆動演算装置１２の制御手順について
図６のフローチャートに従って説明する。ステップＳ１
において、圧力センサ３の信号Ｐが駆動演算装置１２に
入力されると、ステップＳ２において、装置１２内で予
め記憶する許容値Ｐｏと比較し、ステップＳ３において
入力信号Ｐが許容値Ｐｏを超えたかが確認される。そし
てＮＯの場合はステップＳ１に戻され、ＹＥＳの場合は
ステップＳ４において、演算部でこのときの負荷の値δ
ｐと負荷が変化し始めてから許容値に達するまでの時間
δｔから単位時間当たりの負荷力の変化量ｖを次式によ
り算出する。ｖ＝ａ・（δｐ／δｔ）、但しａは係数。
次いでステップＳ５において、引続き演算部でｖより負
荷力Ｖを次式により算出する。Ｖ＝（１／ｋ）∫ｖ・δ
ｔ、但しｋは係数。次いでステップＳ６において求めた
負荷力Ｖに比例した電圧を圧電素子４に送り、ステップ
Ｓ７において、圧電素子が負荷力を軽減するように歪
む。
ータ４を制御する駆動演算装置１２の制御手順について
図６のフローチャートに従って説明する。ステップＳ１
において、圧力センサ３の信号Ｐが駆動演算装置１２に
入力されると、ステップＳ２において、装置１２内で予
め記憶する許容値Ｐｏと比較し、ステップＳ３において
入力信号Ｐが許容値Ｐｏを超えたかが確認される。そし
てＮＯの場合はステップＳ１に戻され、ＹＥＳの場合は
ステップＳ４において、演算部でこのときの負荷の値δ
ｐと負荷が変化し始めてから許容値に達するまでの時間
δｔから単位時間当たりの負荷力の変化量ｖを次式によ
り算出する。ｖ＝ａ・（δｐ／δｔ）、但しａは係数。
次いでステップＳ５において、引続き演算部でｖより負
荷力Ｖを次式により算出する。Ｖ＝（１／ｋ）∫ｖ・δ
ｔ、但しｋは係数。次いでステップＳ６において求めた
負荷力Ｖに比例した電圧を圧電素子４に送り、ステップ
Ｓ７において、圧電素子が負荷力を軽減するように歪
む。
【００１３】
【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。ジャンプ時に主軸にか
かる負荷力が予め設定した許容値を超えることがないよ
うにしたので、主軸頭の剛性を低く設定することが可能
となり、機械の軽量化が達成できる。
で、次に記載する効果を奏する。ジャンプ時に主軸にか
かる負荷力が予め設定した許容値を超えることがないよ
うにしたので、主軸頭の剛性を低く設定することが可能
となり、機械の軽量化が達成できる。
【図１】本実施例の放電加工機の正面図である。
【図２】主軸負荷軽減装置の構成図である。
【図３】ジャンプ時にワークに作用する力の変化を表す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図４】ジャンプ終了時の電極底面とワークの隙間量
と、圧力の関係を表すグラフ図である。
と、圧力の関係を表すグラフ図である。
【図５】ジャンプ時における電極の変位と、アクチュエ
ータの変位と、負荷力の変化のそれぞれの関係を表すグ
ラフ図である。
ータの変位と、負荷力の変化のそれぞれの関係を表すグ
ラフ図である。
【図６】駆動演算装置によるアクチュエータ制御のフロ
ーチャート図である。
ーチャート図である。
１ 主軸 １ａ ノーズ部 ３ 圧力センサ ４ アクチュエー
タ ６ ばね １１ 電極 １２ 駆動演算装置 １３ コラム １７ テーブル ２０ 主軸頭 Ｗ ワーク
タ ６ ばね １１ 電極 １２ 駆動演算装置 １３ コラム １７ テーブル ２０ 主軸頭 Ｗ ワーク
Claims (1)
- 【請求項１】 電極とワークの間に電圧を印加し放電に
より前記ワークを加工する放電加工機のジャンプ動作中
における主軸の負荷を軽減する装置であって、前記電極
に負荷される力又は圧力を検出するセンサと、前記電極
と主軸の軸方向の相対位置を微小移動させるアクチュエ
ータとを前記主軸と電極間に設け、前記センサ出力が予
め記憶する許容値を越えたとき前記アクチュエータを前
記センサ出力が減少するように駆動する制御手段を設け
てなることを特徴とする放電加工機の主軸負荷軽減装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25932293A JPH0788722A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 放電加工機の主軸負荷軽減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25932293A JPH0788722A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 放電加工機の主軸負荷軽減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0788722A true JPH0788722A (ja) | 1995-04-04 |
Family
ID=17332479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25932293A Pending JPH0788722A (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 放電加工機の主軸負荷軽減装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788722A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10197156B4 (de) * | 2001-01-09 | 2007-07-26 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektrische Entladungsmaschine |
| JP4850316B1 (ja) * | 2011-04-11 | 2012-01-11 | 三菱電機株式会社 | 放電加工装置 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP25932293A patent/JPH0788722A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10197156B4 (de) * | 2001-01-09 | 2007-07-26 | Mitsubishi Denki K.K. | Elektrische Entladungsmaschine |
| JP5027982B2 (ja) * | 2001-01-09 | 2012-09-19 | 三菱電機株式会社 | 放電加工装置 |
| JP4850316B1 (ja) * | 2011-04-11 | 2012-01-11 | 三菱電機株式会社 | 放電加工装置 |
| WO2012140723A1 (ja) * | 2011-04-11 | 2012-10-18 | 三菱電機株式会社 | 放電加工装置 |
| CN103476529A (zh) * | 2011-04-11 | 2013-12-25 | 三菱电机株式会社 | 放电加工装置 |
| CN103476529B (zh) * | 2011-04-11 | 2015-06-17 | 三菱电机株式会社 | 放电加工装置 |
| US9459610B2 (en) | 2011-04-11 | 2016-10-04 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric discharge machine with contact detector and position detector |
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