JPH11235622A - 放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 位置決め精度の劣化を防止し、構造の軽量化
による低コスト化を達成し、また位置決め誤差を補正す
ることによって、高精度な加工を実現する。 【解決手段】 被加工物を載置するテーブル２７と、被
加工物を放電加工する放電電極を支持するビーム部材２
８と、ビーム部材２８を支持するコラム３９と、コラム
３９を前後方向に摺動させる直動案内機構３０と、テー
ブル２７と直動案内機構３０を含み、且つ、この機構３
０から上の構造部材（ビーム部材２８、コラム３９）と
を載置した箱状のベッド３１を備え、ベッド３１の表
面、各側面及び背面の少なくとも１面に直交する対角線
状の板材とこの板材の直交点を縦方向に抜ける板材が残
るように開口部を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極と被加工物の
微小間隔に加工液を満たし、電極と被加工物との間に放
電を発生させて被加工物の加工を行う放電加工機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば三菱ワイヤ放電加工機DI
AX FXシリーズのカタログに示された第１の従来例の放
電加工機の概観を示す斜視図である。図において、１は
ワークを載せるテーブル、２はワーク１を加工する電極
を支持するビーム部材、３はビーム部材２を支持するコ
ラム、４はコラム３を摺動するために設けられた直動案
内機構、５は直動案内機構４を介してコラム３を支持す
るサドル、６はサドル５を直動案内機構４と直角方向に
摺動させるために設けられた直動案内機構である。７は
サドル５を支持する鋳物性のベッドである。ベッド７の
正面と側面には、鋳物コストを抑えるために矩形の開口
部が設けられている。

【０００３】次に第１の従来の放電加工機の動作につい
て説明する。テーブル１上に固定されたワークに対し
て、電極を支持するビーム部材２を相対運動させること
でワークを所望の形状に加工する。ビーム部材２とコラ
ム３の相対運動でテーブル１に対して上下方向、コラム
３とサドル５の相対運動でテーブル１に対して前後方
向、サドル５とベッド７の相対運動でテーブル１に対し
て左右方向にビーム部材１の位置を決定する。

【０００４】各方向への移動は、ビーム部材２とコラム
３、コラム３とサドル５、サドル５とベッド７のそれそ
れの間に取り付けられたボールねじ８と及び図８では省
略しているが数値制御装置の位置指令によって位置制御
されるサーボモータによって行われる。放電加工機は高
精度な位置決め精度が要求されるため、各機構部あるい
は各構成物間に発生する摩擦力などの外乱を抑制し、位
置決め誤差を小さくするために、サーボモータの制御ゲ
インを大きくする必要がある。

【０００５】図９は例えば特開平１−２２２３０２号公
報に示された第２の従来例にかかる数値制御装置の構成
を示すブロック図である。図９において、９は例えば各
サンプリングごとの移動増分量等である補間情報を入力
し、モータに対する速度指令を出力する加減速処理装置
である。１０は加減速処理装置９の出力に従ってモータ
１０−１の位置決め制御を行うサーボ機構であり、モー
タ１０−１と連動する速度検出器１０−２、位置検出器
１０−３、モータフィードバック位置を入力する位置制
御器１０−４、モータフィードバック速度を入力する速
度制御器１０−５、モータフィードバック位置と速度制
御器１０−５の出力信号を入力する増幅器１０−６より
構成されている。

【０００６】１１はサーボ機構１０から出力されるモー
タフィードバック速度を記憶するモータフィードバック
速度記憶装置である。１２はモータフィードバック速度
記憶装置１１に記憶されたモータフィードバック速度を
入力し、このモータフィードバック速度の極性が反転し
たか否かを判別する速度反転判別器である。１３はモー
タフィードバック速度記憶装置１１に記憶されたモータ
フィードバック速度を入力し、モータの移動開始か否か
を判別する移動開始判別器である。１４はサーボ機構１
０から出力されるモータフィードバック電流を記憶する
モータフィードバック電流記憶装置である。

【０００７】１５はモータフィードバック電流値とロス
トモーション量の比例定数を記憶する比例定数記憶装置
である。１６は比例定数記憶装置１５に記憶された情報
と定数項記憶装置１７に記憶された情報とを入力し、ロ
ストモーション補正量を算出するテーブル／関数機能を
備えたロストモーション補正量算出装置である。

【０００８】次に、上記第２の従来例にかかる数値制御
装置の動作について説明する。加減速処理装置９の出
力、例えばモータ１０−１に対する速度指令などの位置
情報がサーボ機構１０に入力され、サーボ機構１０は指
令された情報に従ってモータ１０−１を制御する。この
とき、モータフィードバック速度をサンプリングし、モ
ータフィードバック速度記憶装置１４に入力する。

【０００９】速度反転判別器１２ではモータフィードバ
ック速度記憶装置１１に記憶されたモータフィードバッ
ク速度により、モータフィードバック速度の反転する時
点を求め、モータフィードバック電流記憶装置１４にモ
ータフィードバック電流サンプリングの指令を入力す
る。モータフィードバック電流記憶装置１４は速度反転
判別器１２または移動開始判別器１３の指令により、サ
ーボ機構１０より出力されるモータフィードバック電流
値をサンプリングし、ロストモーション補正量算出装置
１６に出力する。

【００１０】上記ロストモーション補正量算出装置１６
はモータフィードバック電流記憶装置１４により入力さ
れたモータフィードバック電流値と、比例定数記憶装置
１５に記憶された情報と、定数記憶装置１７に記憶され
たモータフィードバック電流をＩ、比例定数記憶装置１
５に記憶された比例定数をａ、定数項記憶装置１７に記
憶された定数項をｂとすれば、ロストモーション補正量
εは次式によって求められる。

【００１１】ε＝ａ・Ｉ＋ｂ

【００１２】ロストモーション補正量算出装置１６によ
り求められたロストモーション補正量εは、加減速処理
装置９の出力とともにサーボ機構１０に入力される。

【００１３】上記の第２の従来例はサーボモータ所望時
の駆動電流とロストモーション補正量との関係を表すテ
ーブル／関数を備え、駆動電流検出手段にて検出された
サーボモータ所望時の駆動電流により、上記テーブル／
関数にもとづいてロストモーションを補正する手段によ
ってロストモーション補正量εを演算し補正する。

【００１４】図１０は、特願平７−００３５１１号公報
に記載された第３の従来例にかかる位置決め装置であ
る。図において、１８はサーボモータ１９の回転力を直
線運動に変換して可動テーブル２０を直線運動させるボ
ールねじ、２１はサーボモータ１９の回転位置検出器、
２２は回転位置検出器２１からの出力の時間変化からサ
ーボモータ１９の回転速度方向切り換わりを判別する判
別手段。

【００１５】２３は算出手段であり、この算出手段２３
はサーボモータ１９の回転速度方向切り換わり時の回転
検出位置からの変位量に対して補正量が比例増加し、変
位量が大きくなるにつれて該比例増加の傾きを数段階に
減少させる比例領域および変位量がある値以上になった
とき該補正量が一定となり、正方向駆動における該一定
補正値と負方向駆動における該一定補正値の差が、正方
向駆動から負方向駆動に切り替わったときと、負方向駆
動から正方向駆動に切り替わったときとで同一である飽
和領域よりなる力学モデルに基づいて作成されたロスト
モーション補正モデルからロストモーション補正量を算
出する。

【００１６】２４は加算手段であり、この加算手段２４
は算出手段２３で算出したロストモーション補正値を位
置指令生成手段２５から出力された位置指令値に加算
し、モータ制御手段２６のロストモーション補正を行
う。

【００１７】この従来例によれば、サーボモータ１９の
回転速度方向が切り替わったときの回転検出位置からの
変位量に対して補正量が比例増加する比例領域とサーボ
モータ１９の回転速度方向が切り替わったときの回転検
出位置からの変位量がある値以上になったとき該補正量
が一定値となる飽和領域を有するロストモーション補正
モデルからロストモーション補正量を算出し、この算出
した補正量を数値制御装置から生成される位置指令値に
加算するように構成しているので、駆動系の弾性変形や
がたによって生じる速度方向切り替え時の軌跡の段差を
生じることなく、なめらかで高精度な位置決めが実現で
きる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように第１の従
来例の放電加工機では、電極を支持するビーム部材２の
位置決めが、サーボモータによって行われるため、加工
精度を向上させるにはサーボモータを制御する制御器の
制御ゲインを大きくする必要がある。

【００１９】しかし、制御器の制御ゲインを大きくする
と機械構造体の振動を励起するため、安定な加工ができ
なくなるという問題点がある。また、制御ゲインを大き
くするためには、ベッド７の板厚を大きくして構造の剛
性を高め、機械共振周波数をモータの制御帯域幅よりも
十分高くする必要がある。

【００２０】例えば、製造コストを抑えるためにベッド
７前面に矩形の開口部を形成した場合、機械構造体の剛
性が著しく低下するため、制御ゲインを小さくせざるを
えなくなり、サーボモータの応答特性が悪くなる。

【００２１】このため、ボールねじ８や直動案内機構６
の摩擦力による位置決め精度は低下し、加工精度は低下
する。また、コラム移動型放電加工機においてはワーク
と電極との間の微小間隔を高速に駆動するので、機械共
振周波数が低下すると高速位置決めしたときに振動が生
じてワークと電極との間の微小間隔を適正に制御するこ
とが不能となって安定な放電が行われなくなり、加工速
度が低下するという問題点がある。

【００２２】また、第１の従来例において、電極を支持
するビーム部材２がサドル４の下のボールねじ８によっ
て左右方向に駆動されるため、コラム３からのビーム部
材２のはりだし量が大きい場合には、サドル５に作用す
る加工槽（テーブル）のシール板などの摺動部の摩擦力
などの外力によって生じるサドル４の回転がビーム部材
２のはりだしによって拡大され、ビーム部材２に支持さ
れた電極とワーク間の位置決め精度が低下するという問
題点がある。

【００２３】コラム３は前後方向に移動し、ボールねじ
８からビーム部材２の先端の電極までの距離はコラム３
の位置によって変化する。このため、コラム３の位置に
よって発生する位置決め誤差は異なる。

【００２４】第２の従来例の装置では、サーボモータ所
望時の駆動電流とロストモーション補正量との関係を表
すテーブル／関数を備え、駆動電流検出手段にて検出さ
れたサーボモータ所望時の駆動電流により、上記テーブ
ル／関数にもとづいてロストモーションを補正する手段
によってロストモーション補正量を演算してロストモー
ションを補正するため、コラム３の前後方向位置によっ
て発生する位置誤差が変化するような第１の従来例の装
置に第２の従来例のロストモーション補正モデルをその
まま適用すると、位置誤差の変化に対応できないため位
置決め誤差が拡大するという問題点がある。

【００２５】第３の従来例の装置は、サーボモータ１９
の回転速度方向が切り替わったときの回転検出位置から
の変位量に対して補正量が比例増加する比例領域と、サ
ーボモータ１９の回転速度方向が切り替わったときの回
転検出位置からの変位量がある値以上になったときの補
正量が一定値となる飽和領域とを有するロストモーショ
ン補正モデルからロストモーション補正量を算出し、こ
の算出した補正量を数値制御装置から生成される位置指
令値に加算するように構成しているので、第２の従来例
同様に、コラム３は前後方向位置によって変化する位置
誤差に対応できないため、位置決め誤差が拡大するとい
う問題点がある。

【００２６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、位置決め精度の劣化を防止し、
構造の軽量化による低コスト化を達成する。また、位置
決め誤差を補正することによって、高精度な放電加工を
行うことができる放電加工機を得ることを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】第１の発明の放電加工機
は、被加工物を載置するテーブルと、被加工物を放電加
工する放電電極を支持するビーム部材と、このビーム部
材を支持するコラムと、このコラムを前後方向に摺動さ
せる直動案内機構と、前記テーブルと前記直動案内機構
を含み、且つ、この機構から上の構造部材とを載置した
箱状のテーブルを備え、このテーブルの表面、各側面及
び背面の少なくとも１面に直交する対角線状の板材とこ
の板材の直交点を縦方向に抜ける板材が残るように開口
部を形成したものである。

【００２８】第２の発明の放電加工機は、コラムを前後
方向に摺動させる直動案内機構を支持するサドルと、こ
のサドルを左右方向に摺動させる直動案内機構と、前記
テーブルと前記サドルを左右方向に摺動させる直動案内
機構を含み、且つ、この機構から上の構造部材とを載置
した箱状のテーブルを備え、このテーブルの表面、各側
面及び背面の少なくとも１面に直交する対角線状の板材
とこの板材の直交点を縦方向に抜ける板材が残るように
開口部を形成したものである。

【００２９】第３および４の発明の放電加工機は、コラ
ムの位置指令を生成する位置指令生成手段と、直動案内
機構より入力したサドルとコラムの動作信号よりコラム
の前後方向とサドルの左右方向の位置、速度情報を求め
ると共に、これら位置情報をパラメータとする関数から
求めたコラムの位置誤差の補正値を算出する算出手段
と、この算出された補正値と前記位置指令との加算値よ
り生成された補正後の位置指令にサドルの位置制御を行
う位置制御手段とを備え、コラムの前後方向位置とサド
ルの左右方向の位置、速度をパラメータとする関数から
求めた補正値を位置指令値に加えることによって、ビー
ム先端位置を所望の位置に位置決めするようにしたもの
である。

【００３０】第５および６の発明の放電加工機は、コラ
ムの位置指令を生成する位置指令生成手段と、直動案内
機構より入力したサドルとコラムの動作信号よりコラム
の前後方向とサドルの左右方向の位置、速度情報を求め
ると共に、一方向のみを考慮したロストモーション補正
モデルから算出されるロストモーション補正値を、コラ
ムの前後方向位置をパラメータとする関数によって修正
し、この修正した補正値を前記位置指令値に加える算出
手段を備え、従来の一方向のみを考慮したロストモーシ
ョン補正モデルから算出されるロストモーション補正値
を、コラムの前後方向位置をパラメータとする関数によ
って修正し、この修正した補正値を位置指令値に加える
ことによって、ビーム先端位置を所望の位置に位置決め
するようにしたものである。

【００３１】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、この発明
の第１の実施の形態に係る放電加工機（コラム移動型放
電加工機）の概観を示す斜視図である。図において、２
７はワークを載せるテーブル、２８はワークを加工する
電極を支持するビーム部材、２９はビーム部材２８を支
持するコラム、３０はコラム２８を前後方向に摺動する
ために設けられた直動案内機構、３１はコラム２９を支
持するベッドである。コラム２９はボールねじ３２を介
してサーボモータ３３によって位置決めされる。

【００３２】また、図１中では省略しているが、直動案
内機構３０とボールねじ３２に対して直角になるように
設けられた直動案内機構、ボールねじ、サーボモータに
よってコラム２９の２次元方向（直動案内機構３０に対
して直行方向）の位置決めが可能である。ベッド３１の
外枠の正面にはＸ形状の板材とＸ形状を縦に２分割する
Ｉ形状の板材を残すように開口部を形成してある。

【００３３】図２は、図１における放電加工機のベッド
との比較のためにベッド３１の前面の板材表面積に占め
る開口面積の割合を図８に示す従来例１と同一になるよ
うに矩形の開口部を形成したものである。図２における
ベッドの開口面積は、図１に示す本発明の実施の形態１
における放電加工機のベッドの開口面積１／２である。

【００３４】図３は、ベッド３１のその大きさを図１に
示す放電加工機のベットと同一になるように、ベッド３
１の外枠の正面の開口面積の割合を図１に示す本実施の
形態における放電加工機のベッドの開口面積の割合と同
一となる矩形の開口部を形成したものである。

【００３５】図４は、図１〜３のベッドのサーボモータ
３３への位置指令値からビーム部材２８の先端位置まで
の周波数伝達特性である。横軸は図２の装置の一次の機
械共振周波数を１として正規化した周波数、縦軸は一次
の機械共振周波数から十分低い周波数におけるゲイン
（ビーム部材２８の先端位置／サーボモータ３３への位
置指令値）を０ｄＢとして正規化したゲインである。

【００３６】本実施の形態における放電加工機のベッド
の穴面積の割合は、図２に示す放電加工機のベッドの開
口面積の２倍であるにも係わらず、図２と同等以上の一
次機械共振周波数が得られている。図３に示すベッドの
開口部が矩形であると、一次共振周波数は本実施の形態
に係る放電加工機および図２に示す放電加工機よりも小
さくなっている。

【００３７】図５（ａ）,（ｂ）は本実施の形態に係る
放電加工機のベッドの振動モード（ｂ）と図３に示す放
電加工機のベッドの振動モード（ａ）との比較である。
図３の矩形の開口部を有するベッドでは、ベッド底面付
近で変形が生じている。これに対し、図５（ｂ）に示す
ように本実施の形態における放電加工機のベッドはほと
んど変形していない。従って、ベッドに形成する開口部
は矩形よりＸ形状とＩ形状を残すようにベッドの開口部
を形成することによってベッドをより高剛性化にするこ
とができている。

【００３８】実施の形態２．図６は本発明の実施の形態
２に係る放電加工機の構成を示す図である。図におい
て、３４はワークを加工する電極を支持するビーム部
材、３５はビーム部材３４を支持するコラム、３６はコ
ラム３５を前後方向に摺動するために設けられた直動案
内機構、３７はコラム３５を支持するサドル、３８はサ
ドル３７をコラム３５の摺動方向に対して直角方向（Ｘ
方向）に摺動するための直動案内機構、３９はサドル３
７を支持するベッドの上部、４０はサドル３７を駆動す
るボールねじ、４１はボールねじ４０を回転させるサー
ボモータ、４２はサーボモータ４１の回転軸の位置を検
出する回転位置検出器、４３は回転位置検出器４２から
検出した回転位置とコラム３５の位置からビーム部材３
４の先端の位置誤差を算出する算出手段、４４は算出手
段４３によって算出された位置誤差値と位置指令生成手
段４５からの位置指令値を加算する加算手段、４６は加
算手段４４によって生成された位置指令値によってサー
ボモータ４１を位置制御するサーボモータ制御手段であ
る。

【００３９】尚、図６には示していないが、図１と同様
に、コラム３５をＹ方向に摺動させる直動案内機構３
０、駆動用のボールネジ３２、このボールねじを回転さ
せるサーボモータ３３、サーボモータ３３の回転軸の位
置を検出する回転位置検出器が備えられている。各回転
位置検出器は例えばサーボモータの回転軸の回転数に比
例した周波数のパルスを出力するオプティカルエンコー
ダとし、算出手段４３はパルスを計数することでコラム
３５の前後方向移動距離（位置）とサドル３７の左右方
向移動距離（位置）そして単位時間当たりの移動距離を
演算することでサドル３７の左右方向速度およびコラム
３５の前後方向速度を算出する。

【００４０】サドル３７には加工槽のシール板などの摺
動部の摩擦力や蛇腹などの摺動抵抗力によってモーメン
ト力が加わり、サドル３７が回転するため、ビーム部材
３４先端移動距離とボールねじ４０の可動部の移動距離
の間に差を生じる。

【００４１】本実施の形態に係る放電加工機は、算出手
段４３によってビーム部材３４先端移動距離とボールね
じ４０の可動部の移動距離の間の差である位置誤差値を
算出し、この位置誤差値と位置指令生成手段４５からの
位置指令値とを加算手段４４において加算して位置指令
値を生成する。生成された位置指令値はサーボモータ制
御手段４６において位置指令値に加算することで、位置
決め誤差の発生を抑制する。

【００４２】つぎに、算出手段４３において構成される
位置誤差算出モデルについて説明する。図７は図６に示
す放電加工機における位置誤差拡大機構の力学モデルを
示す図である。

【００４３】放電加工機のビーム部材３４により指示さ
れた電極（図示しない）は加工液に浸されており、さら
にサドル３７には加工槽４８の水漏れを塞ぐために取り
付けられたシール板４７が加工槽４８と相対運動するこ
とによって生じる摩擦力を受けるため、電極を支持する
ビーム部材２の先端にはボールねじ４０からサドル３７
に伝達される駆動力と逆向きの力が作用する。

【００４４】このため、サドル３７の速度方向が反転し
てロストモーションが飽和した状態においては、サドル
4に対してビーム部材３４の先端が常に遅れる。この遅
れ量はビーム部材３４の張り出し量が大きいほど拡大さ
れる。

【００４５】従来例１における放電加工機のビーム部材
２の先端位置によって真円精度が変化する状況を図１１
の（ａ）,（ｂ）に示す。図１１（ａ）はビーム部材２
の張り出し量が小さい位置、同図（ｂ）はビーム部材２
の張り出し量が大きい位置にコラム３を位置決めしたと
きの真円測定結果を示す図である。ビーム部材２の張り
出し量が大きくなることにより、速度方向切り換え点の
位置誤差が大きくなっている。

【００４６】次に、この力学モデルから導出される算出
手段４３の位置誤差の補正式を説明する。図７におい
て、ｘはサドル３７の速度方向反転位置からの位置誤差
が飽和しているとみなせる状態になるまでのサドル３７
の左右方向移動距離、θは速度方向反転位置からサドル
３７の左右方向回転角度、Ｙ₀はサドル３７の回転中心
からビーム部材３４の先端までの突き出し量である。

【００４７】Ｙ_Fはサドル３７の回転中心からビーム部
材３４の先端の電極までの突き出し量で、コラム３５が
最前部にある場合である。ｙはサドル３７の回転中心か
らビーム部材３４の先端の電極までの突き出し量で、コ
ラム３５が前後方向に関して可動範囲内で任意の位置に
ある場合である。

【００４８】（δ₀）_maxはコラム３５がＹ₀の位置にあ
るときに速度方向の反転によって生じるロストモーショ
ンの最大値、（δ_F）_maxはコラム３５がＹ_Fの位置にあ
るときに速度方向の反転によって生じるロストモーショ
ンの最大値、（δ）_maxはコラム３５がｙの位置にある
ときに速度方向の反転によって生じるロストモーション
の最大値である。コラム３５がｙの位置にあるときのロ
ストモーションδは次式となる。

【００４９】 δ＝δ₀＋（（δ_F）_max―（δ₀）_max）・ｙ／Ｙ_F ＝δ₀［１+（（δ_F）_max―（δ₀）_max）・ｙ／（（δ₀）_max・Ｙ_F）］ ＝δ₀［１+β・ｙ］ ただし、β＝（（δ_F）_max―（δ₀）_max）／（（δ₀）
_max・Ｙ_F）

【００５０】算出手段４３においてこの関係式に相当す
る演算処理を行うことにより、位置誤差の補正値を算出
する。算出した位置誤差の補正値を位置指令生成手段４
５から算出された位置指令値に加えることによって、コ
ラム３５の回転によって拡大されるビーム部材先端に支
えられた電極の位置誤差を補正することができる。

【００５１】なお、δ＝δ₀［１+β・ｙ］のδ₀を従来
のロストモーション補正から算出されるロストモーショ
ン補正値と置き換えれば、ボールねじなどの駆動系のが
たや弾性変形によって生じるロストモーションととも
に、ビーム部材３４の張り出しによって拡大、変化する
ロストモーションの補正も可能となり、通常の一方向の
みを考慮したロストモーション補正モデルに比べて位置
誤差を小さくできる。

【００５２】

【発明の効果】第1の発明の放電加工機は、被加工物を
載置するテーブルと、被加工物を放電加工する放電電極
を支持するビーム部材と、このビーム部材を支持するコ
ラムと、このコラムを前後方向に摺動させる直動案内機
構と、前記テーブルと前記直動案内機構から上の構造部
材とを載置した箱状のテーブルを備え、このテーブルの
表面、各側面及び背面の少なくとも１面に直交する対角
線状の板材とこの板材の直交点を縦方向に抜ける板材が
残るように開口部を形成したので、従来の矩形状の穴を
有する同一重量のベッドよりも剛性を高くすることがで
きため機械剛性の低下によるモータの位置決め精度の低
下を防止できると共に、加工精度の低下が防止できると
いう効果がある。

【００５３】また、このようなコラム移動型の放電加工
機においてはワークと電極との間の微小間隔を高速に駆
動するので、機械共振周波数が低下すると高速位置決め
したときに振動が生じて加工速度が低下するが、本発明
のベッド構造を用いることで同一の重量を持つ従来のベ
ッドに比べて振動を小さくでき、加工速度を向上するこ
とができるという効果がある。

【００５４】第２の発明の放電加工機は、コラムを前後
方向に摺動させる直動案内機構を支持するサドルと、こ
のサドルを左右方向に摺動させる直動案内機構と、前記
テーブルと前記直動案内機構から上の構造部材とを載置
した箱状のテーブルを備え、このテーブルの表面、各側
面及び背面の少なくとも１面に直交する対角線状の板材
とこの板材の直交点を縦方向に抜ける板材が残るように
開口部を形成したので、従来の矩形状の穴を有する同一
重量のベッドよりも剛性を高くすることができるため、
機械剛性の低下によるモータの位置決め精度の低下を防
止できると共に、加工精度の低下が防止できるという効
果がある。

【００５５】また、同一の剛性になるようにベッド穴の
大きさを決めた場合、本発明のベッド構造の方が重量を
軽くできるので、材料費を減らすことができるので、製
造にかかるコストを小さく抑えることができるという効
果がある。更に、剛性の低下による位置決め精度の低下
を防止することができるので、加工精度を高めることが
できるという効果がある。

【００５６】第３および第４の発明の放電加工機は、コ
ラムの位置指令を生成する位置指令生成手段と、直動案
内機構より入力したサドルとコラムの動作信号よりコラ
ムの前後方向とサドルの左右方向の位置、速度情報を求
めると共に、これら位置情報をパラメータとする関数か
ら求めたコラムの位置誤差の補正値を算出する算出手段
と、この算出された補正値と前記位置指令との加算値よ
り生成された補正後の位置指令にサドルの位置制御を行
う位置制御手段とをを備え、コラムの前後方向位置とサ
ドルの左右方向の位置、速度をパラメータとする関数か
ら求めた補正値を位置指令値に加えることによってビー
ム先端位置を所望の位置に位置決めするようにしている
ので、従来のサドル、コラムを駆動させることで電極を
前後・左右方向に位置決めする構造の放電加工機の位置
精度を向上させることができるという効果がある ま
た、新たに部品を追加する必要がないので、製造にかか
るコストを上げることなく、加工精度を高めることがで
きるという効果がある。

【００５７】第５および第６の発明の放電加工機は、コ
ラムの位置指令を生成する位置指令生成手段と、直動案
内機構より入力したサドルとコラムの動作信号よりコラ
ムの前後方向とサドルの左右方向の位置、速度情報を求
めると共に、一方向のみを考慮したロストモーション補
正モデルから算出されるロストモーション補正値を、コ
ラムの前後方向位置をパラメータとする関数によって修
正し、この修正した補正値を前記位置指令値に加える算
出手段を備え、従来の一方向のみを考慮したロストモー
ション補正モデルから算出されるロストモーション補正
値を、コラムの前後方向位置をパラメータとする関数に
よって修正し、この修正した補正値を位置指令値に加え
ることによってビーム先端位置を所望の位置に位置決め
するようにしているので、従来のサドル、コラムを駆動
させることで電極を前後・左右方向に位置決めする構造
の放電加工機において、ＮＣ制御プログラムのみの簡単
な修正で、従来の装置よりも位置決め精度を高めること
ができるという効果がある

【００５８】また、この発明では、新たに部品を追加す
る必要がないので、製造にかかるコストを上げることな
く性能向上が図れる。また、剛性の低下によって発生す
る位置誤差も補正できるので、従来高剛性で高価なボー
ルねじと板厚の厚い機械構造を用いることで高精度を達
成していた放電加工機においては、ボールねじの品質や
機械構造の板厚を落とすことができるので、放電加工機
の製作にかかるコストを小さく抑えることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１の放電加工機の構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の効果を確認するた
めに用いた放電加工機の構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１の効果を確認するた
めに用いた放電加工機の構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態１の放電加工機のモー
タ位置指令から上部ビーム部材で支持される電極とテー
ブル上に設置されたワークとの相対変位までの周波数応
答を説明する周波数特性図である。

【図５】 この発明の実施の形態１の放電加工機の振動
モードである。

【図６】 この発明の実施の形態２の放電加工機の構成
図である。

【図７】 この発明の実施の形態２の位置誤差の拡大機
構を示すための力学モデルを説明する図である。

【図８】 第１の従来例の放電加工機の構成図である。

【図９】 第２の従来例の放電加工機の構成図である。

【図１０】 第３の従来例の放電加工機の構成図であ
る。

【図１１】 第１の従来例の放電加工機の真円精度測定
結果を示す図である。

【符号の説明】

２７ テーブル、２８ 上部ビーム部材、２９ コラ
ム、３０ 直動案内機構、３１ ベッド、３１，３２
ボールねじ、３３ サーボモータ、３４ 上部ビーム部
材、３５ コラム、３６ 直動案内機構、３７ サド
ル、３８ 直動案内機構、３９ ベッド、４０ ボール
ねじ、４１ サーボモータ、４２ 回転位置検出器、４
３ 算出手段、４４ 加算手段、４５ 位置指令生成手
段、４６ サーボモータ制御手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永田 敏也 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 仲 成章 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 田中 誠 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工物を載置するテーブルと、被加工
   物を放電加工する放電電極を支持するヘッドと、このヘ
   ッドを支持するコラムと、このコラムを前後方向に摺動
   させる直動案内機構と、前記テーブルと前記直動案内機
   構を含み、且つ、前記機構から上の構造部材とを載置し
   た箱状のテーブルを備え、このテーブルの表面、各側面
   及び背面の少なくとも１面に、直交する対角線状の板材
   とこの板材の直交点を縦方向に抜ける板材が残るように
   開口部を形成したことを特徴とする放電加工機。
2. 【請求項２】 コラムを前後方向に摺動させる直動案内
   機構を支持するサドルと、このサドルを左右方向に摺動
   させる直動案内機構と、前記テーブルと前記サドルを左
   右方向に摺動させる直動案内機構を含み、且つ、この機
   構から上の構造部材とを載置した箱状のテーブルを備
   え、このテーブルの表面、各側面及び背面の少なくとも
   １面に、直交する対角線状の板材とこの板材の直交点を
   縦方向に抜ける板材が残るように開口部を形成したこと
   を特徴とする請求項２に記載の放電加工機。
3. 【請求項３】 コラムの位置指令を生成する位置指令生
   成手段と、直動案内機構より入力したサドルとコラムの
   動作信号よりコラムの前後方向とサドルの左右方向の位
   置、速度情報を求めると共に、これら位置情報をパラメ
   ータとする関数から求めたコラムの位置誤差の補正値を
   算出する算出手段と、この算出された補正値と前記位置
   指令との加算値より生成された補正後の位置指令に従っ
   てサドルの位置制御を行う位置制御手段とを備えたこと
   を特徴とする請求項２に記載の放電加工機。
4. 【請求項４】 算出手段は、コラムの前後方向位置とサ
   ドルの左右方向の位置、速度に等価な量をパラメータと
   する関数δから求めた位置誤差の補正値δを位置指令値
   に加えることによって、サドルの位置制御を行いビーム
   先端位置を所望の位置に決めることを特徴とする請求項
   ３に記載の放電加工機。 δ＝δ₀+δ₀・ｙ・{(δ_F)max―(δ₀)max}／{(δ₀)max・Ｙ
   _F} ただし、 δ₀:任意のコラム位置(前後方向位置)におけ
   る左右方向のロストモーション (δ₀)max：任意のコラム位置(前後方向位置)における左
   右方向のロストモーションの最大値 Ｙ_F:δ₀を測定したコラム位置からのコラムの前後方向
   変位量 δ_F:コラムがのＹ_Fの位置にあるときの左右方向のロス
   トモーション （δ_F）max：コラムがのＹ_fの位置にあるときの左右方
   向のロストモーションの最大値 ｙ：コラムの前後方向位置（任意） δ：コラムがｙの位置にあるときのロストモーション
5. 【請求項５】 コラムの位置指令を生成する位置指令生
   成手段と、直動案内機構より入力したサドルとコラムの
   動作信号よりコラムの前後方向とサドルの左右方向の位
   置、速度情報を求めると共に、一方向のみを考慮したロ
   ストモーション補正モデルから算出されるロストモーシ
   ョン補正値を、コラムの前後方向位置をパラメータとす
   る関数によって修正し、この修正した補正値を前記位置
   指令値に加える算出手段を備え、ビーム先端位置を所望
   の位置に決めることを特徴とする請求項２に記載の放電
   加工機。
6. 【請求項６】 算出手段は、コラムの前後方向位置とサ
   ドルの左右方向の位置、速度に等価な量をパラメータと
   する関数ｆ（ｙ）に一方向のみを考慮したロストモーシ
   ョン補正モデルから算出されるロストモーション補正値
   を掛けることによって補正値を修正し、この修正した補
   正値を位置指令値に加えることによって、ビーム先端位
   置を所望の位置に決めることを特徴とする請求項５に記
   載の放電加工機。 ｆ（ｙ）＝１+β・ｙ ただし、β＝((δ_F)max―(δ₀)max)／((δ₀)max・Ｙ_F) (δ₀)max：従来の一方向のみを考慮したロストモーショ
   ン補正モデルのパラメータを設定するために用いたデー
   タを測定したコラム位置（前後方向）における左右方向
   のロストモーションの最大値 Ｙ_F:δ₀を測定したコラム位置からのコラムの前後方向
   変位量 （δ_F）max：コラムがのＹ_Fの位置にあるときの左右方
   向のロストモーションの最大値 ｙ：コラムの前後方向位置（任意）