JPS614626A - 電食機械用電極送り制御方法及び送り機構 - 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、工作物の電食加工のための細長い電極を導く
ことに関するもので、更に詳細には、本出願人の所有に
係る米国特許第３，８２２，３７４号に開示されている
装置の改良に関するものである。

従来の技術 本明細書においては「針金電極」という用語を使用して
いるが、この用語は、金属テープ又は金属リボン製の電
極も含むものであるものと理解すべきである。金属テー
プ又はリボンは、本質的には、著しく偏平にされた断面
の針金である。それ故、用語「テープ」及び「リボン」
は、以下の説明には用いられていないが、用語「針金」
が広い意味において、それらの代わりに使用されてい、
ることに注意されたい。

同じ意味で「針金」という用語を使用している前記米国
特許第３，８２２，３７４号による発明は、加工経路の
中に針金電極を導くことに関しているが、この経路の中
を電極が供給部から、典形的には案内ローラである案内
要素の上を１対の送りピンチローラを介して加工経路へ
案内され、それから、他の案内ローラの上を取り去り又
は引取りピンチローラ対へ導かれ、取り去りスプールの
上に巻取られ、使用された、普通には劣化された工作電
極材料を保持するようになっている。この場合、針金電
極の張力を一定に保持することが重要であり、特に、張
力を電極の材料の弾性的又は可塑的変形領域内においで
ある予定値に維持することか重要である。ピンチローラ
の対は、電気モータによって選択された速度で駆動され
る。取り去り又は引取りピンチローラの対を駆動するモ
ータは、供給又は送りピンチローラの速度よりもやや高
い速度で作動し、加工経路内における電極の希望された
伸びを補正する。

針金電極による工作物の電食又は電気化学的切断は、送
りローラによって幾何学的に形成される加工経路の中を
、例えば、サーボ機構によって制御されるように、電極
を案内することによって行われる。案内は工作物に関し
て工作物が適正に加工されるように行われる。適正な加
工を得るためには、長手方向の張力が予定値に維持され
なければならない。加工過程の間における電極の摩耗は
、供給リールから新鮮な電極材料の連続的な供給によっ
て補正される。しかしながら、使用された電極は加工経
路の他側において除去される。

針金電極は、特に、精度に対する要求が高い時に、複雑
なプリズム状輪郭が、切断されるべきである工作物の電
食又は電気化学的処理に対して好適な工具である。手動
ではなく、電子制御装置によって、好適には、数値制御
式１作機械の制御ユニットに連結された機械によって加
工過程を制御するのが普通である。このようなユニット
は、例えば、米国特許第３，４３９，１４６；３．５８
１，０４３　；　３，５８＋、０４５　；　３，７３１
，０４３号等に記載されている。

発明か解決しようとする問題点 電食切断によって行われた加工の精度は高い。

しかしながら、このような高精度の結果は、案内及び針
金に設定される張力の性質が、制御の一様性及び加工経
路の中、特に、加工領域の中における針金の張力の一様
性に関する要求を満たすことのできる時に得られるだけ
である。送り出しスプール及び取り去りスプールは、送
り出し及び取り去りの一様性に関する品質の特別な要求
に適合しなけれはならない。一つのこのような装置が、
前記の米国特許第３，８２２，３７４号に開示されて（
、ｒる。この特許は加工経路を分離し、この経路を通る
電極針金からそれに干渉する有害な、針金の送り又は取
り去りの際に生ずる不均一性、又は、針金それ自体の不
均一性によって針金に作用することかあり得る影響を解
放するようにする。この加工経路の隔離は、加工経路を
ピンチローラと各送りリール及び取り去りリールとの間
において針金によって採られる経路から分離するように
、２個のピンチローラ対を備えることによって得られる
。これらのピンチローラ対の内の一方は、針金の送り速
度を選択するのに使用される。他方の対は、制御された
トルクと、ある予定された張力が加工経路の中に維持さ
れるように制御された速度とにおいて駆動されるように
配置される。制御機構がこの張力を自動的に維持する。

前記の米国特許による発明によって、±５係までの張力
の一様性か得られることができる。

しかしながら、制御されたモータの応答の遅れが、針金
の上においてモータの急速な反応と干渉し、厄介である
ことが分った。なぜならば、針金を引取る駆動機構が、
加工経路それ自体の中に生ずる力によって負荷されるだ
けではなく、取り去り機構の中に生ずる引取り力によっ
ても負荷されるからである。これらの追加の力は小さい
が、無視することはできない。

本発明は、一般的に前記の米国特許第３，８２２，３７
４に開示された機構を使用して電食切断装置における針
金張力の一様性を更に改良し、また、特に、針金の張力
を制御し、これによって、張力が予定された張力値の１
％以上は変わらないようにする、好適には、この張力値
の１チ以下であるよう（こすることを目的とするもので
ある。

その上、例えば、協同される取り去り機構に関して取り
去り側における摩擦係数の変動によって加工経路内にお
いて生、じ得る他の非一様性が補正されるようにするこ
とをも、目的とするものである。

更に、一般的には、電食又は電気化学的切断の品質を改
良し、より精蕨及び品質の高い工作物を得ることが、本
発明の一つの目的である。

問題点を解決するための手段 簡単に説明すると、両肘のピンチローラがモータによっ
て、モータとピンチローラとの間に一定のトルクの伝達
が行われるように駆動され、これによって、電極の加工
経路が、電極針金の送出し側並びに取り去り側の両方の
上における巻取り作用によって生ずる変動から隔離され
るようにする。負荷装置が追加して電極針金に設けられ
、また、この負荷装置は送り側の上のピンチローラの間
に置かれるが、この負荷装置は電極針金を予定された張
力に負荷し、サーボ制御回路に接続゛され、負荷による
電極針金の伸びを補正するために、それぞれ、送り速度
及び（又は）取り去り速度、好適には、ピンチローラの
送り速度の精密調整を与えるようにする。

実施例 以下、本発明を添附の略図に基づいて説明するが、同図
は本発明を略図風にブロック図で示すもので、これは前
記米国特許第３、８２２，５７４号をも同時に参照する
もので、同特許における部材と同様の部材には、同一の
参照符号が用いられている。

図に示すように、電極針金１が図示されていない供給リ
ールから１対のピンチローラ３，４を経て、送り側又は
供給側において供給される。

ピンチローラ、又は、それらの内の少なくとも１個がモ
ータ５から歯車機構６を介して駆動され、これによって
、ピンチローラ３，４がそれらに連結されたモータによ
って、トルクを展開されるようにする。モータによる駆
動は、予定速度で行われる。それから、針金１は転向ロ
ーラ又は転向軸７，８の上を、取り去り又は引取りピン
チローラｉｎ、＋１の第二の対に導かれるが、これらの
ピンチロー’＞１０．１１の内の少なくとも１個は、諺
−夕１４によって歯車装置１６を介して駆動され、モー
タとピンチローラとの間に強固なトルクの伝達を与える
ようにしている。

モータ１４の速度は制御可能となっている。加工領域９
が、案内ヘッド又は案内軸７，８の間に延びている。引
取りピンチローラｉｎ、１１によって取り去された針金
は、図示されていない使用針金リールの上に巻取られる
。

゛モータ３、１４の速度は、モータ制御装置２６０への
２３１によって略図で示された制御入力によって制御さ
れる。制御人力２６１は、例えば、磁気テープ、パンチ
テープ等による自動的数値制御式１作機械の入力であっ
ても良く、あるいは、手動式モータ制御装置による手動
制御入力であっても良い。好適には、制御ユニット２３
０は数値制御式１作機械の制御信号に応答する自動的に
作動するモータ制御装置である。加工ループ及び特に針
金１の加工領域９内における必要な張力は、本発明によ
って、針金を加工領域９と送りピンチローラの対３，４
との間の範囲又は領域内。に７おいて負荷することによ
って制御される。この負荷は、滑車２２０の上に懸垂し
ている重錘２２−１によって行われる。他の滑車２２３
が、例えば、略図によって示されるように、機械のフレ
ームに固着されることによって所定の位置に固定されて
いる。重錘２２１の負荷力はその重量に相当し、また、
作動上の要求に応じて容易に選択されることができる。

これが加工領域９内、における針金の張力を決定する。

案内ヘッド７．８及び、特に、案内ヘッド７は低摩擦特
性を有しており、これによって、針金の張力は一様であ
り、加工領域内に実質的な変化又は見せ掛けの外乱を現
わさず、引張りピンチローラの間における使用針金の摩
擦の変化によって影響されず、又は、針金が接触する他
の装置に関して影響されることができない。特に、針金
１の摩擦は、加工領域を通過した後及びそれから引取り
ヘッド８に関して劣化された後は、制御することがほと
んど不可能であり、また、一様に維持することはほとん
ど不可能となる。

歯車装置１３を経て取り去りピンチローラの対１０．１
１の一定駆動が、取り去り案内ヘッド８と取り去りピン
チローラ１０．１１との間におけるループの部分内にお
ける針金の張力における変動に対する影響を制限する。

巻上げリール（図示されていない）の巻取り条件におけ
る変化に基づく針金の張力の追加の変動は、加工領域９
にもどるように伝達されることはできない。

なぜならば、取り去りピンチローラ１０，１１はモータ
１４から歯車装置１３を介して積極的に駆動されるから
である。

種々の配置が工作領域９内における針金１に均一の張力
を与えるのに使用されることができる。図示された配置
は軸受２２４の中に滑動自在に取付けられると共に機械
のフレームに固着された滑車２２０を示している。他の
配置、例えば、ダイヤフラムばねによる又はレバー装置
の上の案内滑車のような配置も同様に可能である。重錘
２２１が滑車２２０に直接的に加えられるものとしてボ
されている。重錘及び伝導レバーを使用した種々の方式
が使用されても良＜ミあるいは、ばね又は電磁式、液圧
又は空気圧による荷重が滑車２２ｏに加えられることも
できる。しかしながら、滑車に負荷応力を導入した時に
、針金の弾性伸びによる滑車２２０又はその均等物の位
置の変化が、意図されたカの方向を変えないように負荷
を設計することが重要である。このようにして、レバー
又は他の枢着された要素を使用した方式は、はんの小さ
な、たわみ角度を与えるように配置されなければならな
い。

一重錘による滑車２２０の負荷は連続的ひずみを与え、
従って、加工領域９に加えられつつぁる針金１の伸びを
生じさせる。このようにし、て、モータ１４及び５の速
度は、針金１の伸びを補正するためにわずかに相違しな
ければならない。

従って、図示された配置においては、ピンチローラの対
３，４を駆動するモータ５は、供給ピンチローラの速度
が取り去りピンチローラ１０．１１の速度よりも若干小
さいように調節されるように配置される。各速度は負荷
滑車２２ｏ１従って、重錘２２１が常に同じ位置を維持
するように設定される。サーボフィードバックループが
重錘２２１のたわみを測定し、何らかの変動−を補、正
するためにモータの一方又は他方を制御するための補正
速度情報を供給するようにする。

位置変換器２２２が滑車２２０に接続されていて、加工
領域内における針金１の予定されたたわみに相当する予
定された位置からのそのたわみを決定する。適当な位置
変換器は、例えば、電位差計、誘導的、光学的又は容量
的変換器等である。回転変換器のような能動的変換器も
使用されることができる。例えば、銅材料及び０゜２　
ｍｍの直径の円形断面を有する針金１が０．５Ｋｇの重
錘２２１によって負荷され、送りピンチローラ６，４と
、取り去りピンチローラ１０，１１吉の間の２００Ｃｒ
ＩＬの径路長さに１間の伸びが生じた。針金の成分、加
工領域９内における加工条件等における変化にょる重錘
２２１の動きは、重錘２２１のたわみに０゜５　ｍｍの
変化を生じさせたが、これは磁気的に変化する抵抗器形
式の位置変換器によって直ちに測定されることができる
。変換器２２２からの信号出力２６５は前置増幅器２３
６に加えられる。増幅された信号は混合回路２３６に加
えられ、これがモータ制御器２３０から出された速度制
御信号２３２を、モータ５に加えられる信号２３４が、
ピンチローラ３，４に伝達されるその速度を生じさせ、
針金の伸びの変化を補正するように変形する。前置増幅
器２６６は必ずしも必要ではなく、また、その使用は選
択された位置変換器２２２の形式及び滑車２２０の位置
の精度に対する要求に関係する。前置増幅器２６６は、
その出力信号が直接的に混合回路２６３内において処理
されるように配置されても良い。制御人力２３１は整定
電位差計から与えられることもできる。モータ制御器２
３０は異なった又は共通の可変ＤＣ源であって良い。前
置増幅器２６６は比例増幅器として後続する電力段に接
続された普通の演算増幅器であって、位置変換器２２２
から信号を受領し、出力信号を混合回路２６６に加え、
この回路２６６は、若しも、モータ制御器２６０がアナ
ログ出力を与えるならば、位置変換器２２２の位置の変
化に応じて予備増幅器２３６の電力出力から制御される
並列のブースタ及び減衰器回路のような信号２６２の出
力の追加の変調器であっても良い。また、若しも、モー
タ５がディジクル又はパルス信号によって制御されるな
らば、混合回路２３６はモータ５に加えられるパルスを
長くし又は短縮し、あるいは、モータ５に加えられるパ
ルスの衝撃係数を変える追加の相制御回路であって良い
。

本発明装置は優れた減衰を与え、特に、滑車２２０の位
置の変化を検知するフィードバックループと組合わされ
る時には、摩擦、ごみによる漏果、又は、ローラの任意
のものの摩耗、針金案内ヘッド７．８の摩耗並びに工作
領域９内における他の干渉外乱の効果の変化を解消させ
ることができる。その上、供給される針金の特性の変化
、例えば、針金の硬度の変化（これらは、針金の製造過
程において、時として避けることができないが）による
伸びの差が同様に自動的に補正される。

熱論、本発明の要旨内において種々の変形と修正とかな
されることができる。

発明の効果 本発明は、前記の米国特許における問題点を解決するた
けではなく、本発明を実施するための機械的及び電気的
要素の実質的な減少を可能とさせる。なぜならば、前記
の米国特許による発明において、ピンチローラの間にお
けるクランプ力を変えるために必要とされたすべての装
置並びに第二モータを制御するた必の電子制御装置が、
省略されるこ′とができるからである。

４、面の簡単な説明 ク線図である。

１・・電極針金；３，４・・送りゼンチローラ；５、６
，ｉ３，１４・藝モータ装置；７，８・０案内装置；９
・・工作経路；　１０，１１　　・・引取りピンチロー
ラ；　２２０，２２３・・滑車；２２１・−負荷装置；
２２２・・ひずみ検出装置；２３ｏ・・モーフ制御装置
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電食機械の工作経路内における電極針金の張力を制
   御する方法において電極針金（１）を供給位置（３、４
   ）から幾何学的に境界された工作経路（９）へ、ある第
   一の予定された速度で送ることと電極針金（１）を工作
   経路（９）から取り去り位置において、ある第二の予定
   された速度（この第二の予定された速度は、前記の送り
   位置と、前記の取り去り位置との間における針金の伸び
   を補正するように前記の第一の予定された速度よりも高
   い）で取り去ることと送り位置と前記の境界された工作
   経路（９）との間において針金の張力を針金をひずませ
   且つそれに伸びを与えるように針金にひずみ力を加える
   ことと針金の伸びの程度を測定することと前記のひずみ
   力を加えて針金の伸びの関数として前記の第一の予定さ
   れた速度をこのような伸びの変化をゼロとし、針金上の
   ひずみを一様なレベルに維持するように制御することと
   によつて制御することとから成立つていることを特徴と
   する方法。 ２、針金にひずみ力を加えることが、針金に送り位置と
   、前記の工作経路（９）との間の領域内において針金に
   負荷重量を加えることによつて行なわれ、また、針金の
   伸びの程度を測定することが、針金の伸びに変化が生ず
   ると針金に加えられる前記の負荷重量の位置のたわみを
   検出することから成立つている特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ３、工作物の電食工作のために細長い電極針金（１）を
   導くための送り機構において少なくとも１個が駆動され
   るようになつている１対の送りピンチローラ（３、４）
   から成立つている針金送り装置と少なくとも１個が駆動
   される１対の引取りピンチローラ（１０、１１）から成
   立つている針金引取り装置と針金を送り装置から引取り
   装置に案内する ために工作物に関して幾何学的に境界された工作経路（
   ９）をその間に形成する案内装置（７、８）と予定され
   た速度及びトルクで前記の針金送り装置及び前記の針金
   引取り装置のピンチローラの対（３、４；１０、１１）
   を駆動するように連結されたモータ装置（５、６；１３
   、１４）と電極針金（１）に引張り荷重を加え且つ針金
   送りピンチローラ（３、４）と工作経路（９）との間に
   置かれて針金に引張り応力を加えると共に工作経路（９
   ）内の針金の張力をある予定された値に制御するように
   する針金引張り負荷装置（２２０、２２１）と工作経路
   （９）内の針金の伸びを現す電気信号を発生するひずみ
   検出装置（２２２）と前記のひずみ検出装置（２２２）
   に接続され且つこれによつて制御されると共に少なくと
   も送り装置（３、４）を駆動するモータ装置（５、６）
   の速度と、トルクとを制御するモータ制御装置（２３０
   、２３２、２３３）とから成立つていることを特徴とす
   る送り機構。 ４、針金張力負荷装置が、可動滑車（２２０）と、固定
   滑車（２２３）とから成立ち、電極針金（１）が前記の
   滑車（２２０、２２３）の回りに巻付けられ、また、負
   荷装置（２２１）が前記の可動滑車（２２０）に加えら
   れると共に固定滑車（２２３）に関して可動滑車（２２
   ０）の位置を変えるようにし、更に、前記の滑車（２２
   ０、２２３）が針金送り装置の送りピンチローラ（３、
   ４）と工作経路（９）との間に置かれるようにした特許
   請求の範囲第３項記載の送り機構。 ５、更に、可動滑車（２２０）に荷重を加えて前記の負
   荷力を与える重錘（２２１）を設けた特許請求の範囲第
   ４項記載の送り機構。 ６、重錘（２２１）が、種々の重量値に選択的に調節さ
   れるようにした特許請求の範囲第５項記載の送り機構。 ７、ひずみ検出装置（２２２）が、電極針金の伸びに変
   化が生じた時に前記の可動滑車（２２０）のたわみを測
   定する装置から成立つている特許請求の範囲第４項記載
   の送り機構。 ８、ひずみ検出装置（２２２）が、電位差計の形式の位
   置変換器から成立つている特許請求の範囲第７項記載の
   送り機構。 ９、ひずみ検出装置（２２２）が、磁石の形式の位置変
   換器から成立つている特許請求の範囲第７項記載の送り
   機構。 １０、更に、電気信号に変化がある時に、工作経路（９
   ）内における針金の伸びの変化に応答するフィードバッ
   ク回路から成立ち、この回路がモータ装置（５、６）の
   内の針金送り装置を形成しているピンチローラ（３、４
   ）を駆動するものを制御し、工作経路内の電極針金の予
   定された値から離れている伸びが前記のモータ装置の作
   動速度の変化によつて自動的に補正されるようにした特
   許請求の範囲第３項記載の送り機構。