JPS6325892B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は所要の加工形状をした電極、線、棒等
の単純形状電極、ガイド間にワイヤ電極を掛け渡
した電極等をもつて通電による放電、放電電解、
電解の加工作用により被加工体の型彫、孔明、切
断、３次元加工、ワイヤカツト等を行なう通電加
工における前記加工電極の倒れ修正をする方法及
び装置に関する。

加工電極は加工始め、電極消耗による交換、あ
るいは加工部形状に対応する電極交換、通常これ
を自動的にするには電極自動交換装置を用いて
NC制御、コンピユータ制御等の自動制御によつ
て行なうが、この電極交換は通常電極取付ヘツド
の基準面にマグネツト吸着等によつて行なわれる
が、１つ１つの電極が倒れなく垂直に正確に固着
されるとは限らず、交換時毎に精度出し修正する
必要がある。

従来はインジゲータ等を接触させ手動で修正す
ることが行なわれていたが、これでは装置の全自
動化はできない。

本発明はこの加工電極倒れ修正を自動的に行な
うようにしたもので、加工電極との接触又は近接
を検出する検出装置を機械装置の固定部或いは加
工テーブルに設けると共に、加工電極を加工電極
支持ヘツドの主軸（Ｚ軸）を中心として傾動させ
る装置を設けておき、加工電極を回転させるか加
工テーブルを移動させるかして加工電極の所定の
側面と前記検出装置とを前記主軸方向と直交する
平面に於て対向させ、加工電極と検出装置との両
者間に前記対向方向への相対近接送りを与え、検
出装置による接触又は近接信号によつて該送りを
停止し、次に加工電極と検出装置との両者間に接
触又は近接状態を一定に維持する前記相対近接送
り方向の追従を行なわせながら前記主軸方向に所
定長さの相対移動を行なわせ、前記追従移動量と
主軸方向の相対移動量との比から加工電極の主軸
方向に対する前記相対近接送り方向の倒れ角度を
求め、この倒れ角度を修正するために必要とされ
る加工電極の前記傾動装置による傾動移動量を演
算装置により演算し、該演算出力信号により前記
傾動装置を駆動して加工電極を前記相対近接送り
方向に所定量傾動させて前記倒れ角度を修正し、
次いで加工電極と検出装置とを相対的に移動させ
両者を主軸方向と直交する平面に於て前記対向方
向と直交する方向に対向させた状態で前記と同様
の操作を行なうことにより加工電極の主軸方向に
対する倒れ修正を熟練を要する手作業に頼ること
なく自動的に行ない得るようにしたことを特徴と
するものである。

以下本発明を一実施例により説明する。第１図
において、１は加工電極、２は被加工体、３は加
工用及び検査用を兼用する通電電源、電極１はヘ
ツド先端磁気チヤツク４に固定される。ヘツド５
はＺ軸に移動し、このヘツド内に支持軸６が回転
及び傾動自在にベアリング７支持され、この軸先
端に前記磁気チヤツク４が固定されて支持され
る。一方被加工体２は加工テーブル８に取付られ
る。加工テーブルには通電接触検知電極９が設け
られ、この電極９と前記通電電源３及び電極１，
９間電圧検出抵抗１０、判別器１１により接触検
出装置を構成する。１２，１３は加工テーブルの
Ｘ軸、Ｙ軸送りモータ、１４がヘツドのＺ軸送り
モータで、各々に移動量検出のエンコーダ１５，
１６，１７が設けられる。１８，１９はＸ軸と平
行ｘ軸、Ｙ軸と平行ｙ軸の送りモータで、前記加
工電極支持軸６の上端を移動させて軸に傾斜運動
を与える。２０，２１は各々の移動量検出エンコ
ーダ、２２は回転ギヤを介して電極支持軸６を回
転させるモータ、２３がエンコーダ、２４は加工
テーブル８を回転させるモータ、２５がエンコー
ダである。２６はCNC、DNC、NC等の中央制
御装置で、ここから各駆動モータに信号を指令出
力する。各軸モータには各々偏差カウンタ２７，
２８，２９，３０，３１，３２，３３が設けら
れ、装置２６からの信号と各軸エンコーダの検出
信号の偏差値により駆動制御される。３４，３
５，３６，３７，３８，３９，４０は各軸エンコ
ーダの検出信号をカウントするカウンタで、カウ
ント信号は各々中央制御装置２６に入力される。
また前記判別器１１からも接触検知信号が入力す
る。４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７
はいずれもモータのドライバである。

以上の装置によりヘツドにチヤツク支持された
加工電極１の倒れ修正は次のようにして行なわれ
る。中央制御装置２６からプログラムにしたがつ
てＸ軸モータ１２、Ｙ軸モータ１３の一方若しく
は両方に信号が加えられテーブル８を移動し、検
知電極９を移動して、これを加工電極１の倒れ修
正しようとする所定の側面に対向させる。次いで
Ｘ軸モータ１２、Ｙ軸モータ１３を駆動して前記
対向方向に相対近接送りをする。検知電極９が加
工電極１に近づき接触すると、抵抗１０検出電圧
を判別器１１で判別して信号を装置２６に入力す
る。装置２６はこの接触信号にもとづいて送りを
止めると共にカウンタ３４，３５，３６にクリア
信号を加える。かかる操作が完了すると次に装置
２６は判別器１１からの信号にもとづいて前記Ｘ
軸モータ１２、Ｙ軸モータ１３に信号を加え加工
電極１と検知電極９が常に一定の接触状態を維持
する前記相対近接送り方向の追従を行なわせ、接
触状態を維持させたままＺ軸モータ１４に信号を
加えて電極に所定長さのＺ軸移動を行なわせる。
この移動長さは装置２６の信号により制御され
る。偏差カウンタ２９により指令信号とエンコー
ダ１７の検出信号との偏差で制御するから正確な
長さ移動が行なわれる。このときのＺ軸の移動量
はエンコーダ１７で検出され、カウンタ３６にカ
ウントされており、信号が装置２６に加えられ
る。一方、前記追従移動量はＸ軸エンコーダ１５
とＹ軸エンコーダ１６の一方若しくは両方により
検出されてカウンタ３４，３５によりカウントさ
れており、これが装置２６に加えられる。装置２
６は演算回路を内蔵しており、前記カウンタ３
４，３５からの入力信号により前記追従移動量を
算出し、この追従移動量とＺ軸方向の移動量との
比から加工電極のＺ軸方向に対する前記相対近接
送り方向の倒れ角度を検知する。即ち、例えば第
２図のようにＸ軸方向の倒れを修正する場合、Ｚ
軸方向の移動量Z₁に対するＸ軸方向の追従移動量
がX₁であつたとすると、このX₁とZ₁との比
（X₁／Z₁＝tanθ）から加工電極のＺ軸に対するＸ軸 方向の倒れ角度θが検知される。次いで装置２６
は、この倒れ角度を修正するために必要とされる
前記ｘ軸モータ１８、ｙ軸モータ１９の一方若し
くは両方による加工電極の傾動移動量を演算し、
該演算出力信号をｘ軸モータ１８又はｙ軸モータ
１９に或いはこの両モータ１８，１９への分配信
号として加え（第２図の場合はｘ軸モータ１８の
駆動制御だけで良い）、加工電極１を支持する支
持軸６の上端を前記相対近接送り方向に所定量前
進又は後退させて、加工電極のＺ軸に対する前記
相対近接送り方向の倒れを修正する。この修正制
御も偏差カウンタ３０，３１により指令信号とエ
ンコーダ２０，２１の検出信号の偏差を取りなが
らモータ駆動するので正確な移動制御が行なわ
れ、電極１の倒れ修正が正確に精密に行なえる。

以上により加工電極１の一方向の倒れ修正制御
が行なわれたので、次に電極１の他の方向の倒れ
修正を同様にして行なうようにする。通常は加工
電極１の前記修正方向と直交する向きの修正をす
る。電極１をＺ軸モータ１４で元の位置まで下
（上）げると共に、Ｘ軸、Ｙ軸モータ１２，１３
の制御により検知電極９を移動して加工電極１と
検知電極９とを先に倒れ修正を行なつた際の対向
方向と直交する方向に対向位置させる。以後、先
に行なつた倒れ修正操作と同様に、加工電極と検
知電極間の対向方向への相対近接送り、該送りの
接触信号による停止、前記相対近接送り方向へ追
従送りを与えながらのＺ軸方向の所定量の移動、
中央制御装置２６による追従移動量とＺ軸移動量
との比から倒れ角度の検知及び検知された倒れ角
度に対応する加工電極の傾動移動量の演算、該演
算出力信号により与えられる加工電極の前記相対
近接送り方向への所定量の傾動移動による倒れ修
正操作が順次行なわれる。このようにして加工電
極１は直交する方向からの２回の倒れ修正によつ
てＺ軸に一致する真直な固定支持が行なえ、この
加工電極１をもつて通電加工が行なわれる。加工
開始に際しては電極１、被加工体２の位置合せが
必要であるが、この制御も装置２６の信号により
モータ１２，１３，１４の駆動制御により容易に
行なえる。位置合せの基準位置は検知電極９と接
触した点から所要の距離送り制御すればよくプロ
グラム制御によつて精度の高い位置出し作業が行
なえる。

次に以上の装置によつて電極倒れ修正の異なる
方式を説明する。回転モータ２２，２４を利用す
る方法である。先づモータ２２を回転して加工電
極１に自転を与える。検知電極９は固定してお
き、モータ２２の回転角制御によつて電極１の倒
れ修正をしようとする側面を検知電極９に対向さ
せる。次いで、同様にしてＸ軸モータ１２、Ｙ軸
モータ１３、又は両モータに分配信号を加え、前
記対向方向に相対近接送りを与え、接触検知後、
前記相対近接送り方向の追従送りを与えながらＺ
軸モータ１４を駆動して電極１に所定長さのＺ軸
移動を行なわせ、装置２６により倒れ角度を検知
して電極１の傾動移動量を演算し、演算出力にも
とずいてｘ軸モータ１８、ｙ軸モータ１９、又は
両モータに分配信号を加えて倒れ修正をする。電
極１の倒れ修正正しようとする向きの変更はモー
タ２２の回転角制御によつて行なわれ、モータ２
２の回転制御が偏差カウンタ３２によつて指令信
号とエンコーダ２３の検出信号との偏差によつて
制御されるから、所定の回転角制御が精密にで
き、直交する２方向からの倒れ修正によつて真直
な電極支持が行なえる。

また電極１は回転しないで、モータ２４により
テーブルを回転し、検知電極９を公転させてもよ
い。電極９の公転により、例えばＸ軸方向に倒れ
修正方向を合せて前記同様の電極１倒れ修正制御
をし、次に90゜回転させＹ軸方向に倒れ修正方向
を合致させ電極１の倒れ修正制御をする。以上い
ずれの方法によつても自動的に容易に電極の倒れ
修正ができ真直に加工電極の支持ができる。

第３図は電極交換装置を設けて消耗の都度、あ
るいは加工形状、加工部分の変更に対応して貯蔵
された電極群から選択して交換しながら加工を順
次進めていく実施例であり、４８が各種電極１
ａ，１ｂ，１ｃ、…を貯蔵する回転板で、中央制
御装置２６からのプログラム信号によつて回転
し、目的とする電極を選択する。４９はマテハン
で、ヘツド先端チヤツク４に支持された電極を取
外して円板４８に戻すと共に、選択された円板４
８上電極をチヤツク４に交換固定支持させる。こ
れも装置２６によつてプログラム制御され、プロ
グラムにしたがつて次々に電極交換しながら加工
を進める。回転板４８に貯蔵される加工電極は第
４図のように断面が所要の加工形状を有するもの
ａ、四角ｂ、丸ｃ、三角ｄのような単純形状のも
の、又単純形の細いものｅ、ｆ、ｇ等を貯蔵して
おき、目的加工に対応したものを交換利用し、例
えば単純形状電極で所要の形状をNC制御、倣制
御しながら所要の３次元形状加工を行なう。この
ような電極交換時にチヤツク４に支持された交換
電極が必ずしもＺ軸に真直に固固定されるとは限
らず、この電極交換固定時に、前記第１図の装置
により倒れ修正制御が行なわれる。検知電極９に
接触して倒れ修正制御の行なわれた電極は、検知
電極９との接触位置を基準として所定の距離をＸ
軸及びＹ軸方向に送られ加工部に正確に位置出し
され、通電加工が再開される。

第５図はガイド５０，５１間を巻取り移動する
ワイヤ電極１Ｗを用いて、被加工体２Ｗのワイヤ
カツトをする場合の例で、加工テーブル５７上の
被加工体はＸ軸及びＹ軸駆動モータ５２，５３に
よつて平面送りが与えられ、また上方ガイド５０
にＺ軸モータ５４により上下移動が、またｘ軸及
びｙ軸駆動モータ５５，５６によりワイヤ電極１
Ｗに傾斜送りが与えられる。この場合のワイヤ電
極１Ｗの倒れ修正をするには、テーブル５７に取
付けられた検知電極がＺ軸と直交する平面に於て
ガイド５０の下端部のワイヤ電極１Ｗと対向する
ようにＺ軸モータ５４によりガイド５０を位置せ
しめ、検知電極にワイヤ電極への近接送りを与
え、接触検知後、検知電極に接触状態を一定に維
持する前記近接送り方向の追従送りを与えながら
ガイド５０をＺ軸モータ５４により上方へ所定量
移動させ、このときの追従移動量と前記上方への
移動量から、ガイド５０を前記所定量上方へ移動
させる位置に於けるワイヤ電極の倒れ角度を検知
し、この倒れ角度を修正するために必要とされる
ガイド５０の移動量を演算した出力信号によりｘ
軸及びｙ軸モータを駆動して、ガイド５０を前記
近接送り方向に所定量移動させることにより倒れ
を修正すれば良く、この修正操作を直交する２方
向について行なうことによりワイヤ電極１ＷをＺ
軸に真直にガイドすることができる。

以上の実施例において、加工電極の接触又は近
接を検知する検出装置として通電電極による電圧
変化を信号とするものについて説明したが、これ
は無接触の光学的、磁気的、電気的感知装置を用
いることができ、各軸送り装置に直流モータ、交
流モータ、パルスモータ、流体シリンダ、電磁
石、その他の送り制御装置が利用でき、これによ
る移動量の検出器には各種エンコーダ、磁気スケ
ール、モアレ、インダクトシン等の各種検出器が
用いられる。また倒れ検出時のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸
各軸の相対移動は加工電極側、近接又は接触検出
装置側いずれに送りを与えてもよい。

本発明は加工電極の倒れ修正が自動的に容易に
でき、電極交換を自動的に行ないながら順次加工
を進める通電加工において、加工精度が向上し、
目的とする形状加工を安定して容易に加工でき、
自動制御通電加工装置として効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の構成図、第２
図は説明図、第３図は電極交換装置の一実施例
図、第４図は加工電極の断面形状図、第５図はワ
イヤカツトの場合の一実施例構成図である。 １，１ａ，１ｂ，１ｃ，１Ｗ…加工電極、２，
２Ｗ…被加工体、３…通電電源、９…検知電極、
１０…電圧検出抵抗、１１…判別器、１２，１
３，１４，１８，１９，２２，２４，５２，５
３，５４，５５，５６…モータ、１５，１６，１
７，２０，２１，２５…エンコーダ、２６…中央
制御装置、２７，２８，２９，３０，３１，３
２，３３…偏差カウンタ、３４，３５，３６，３
７，３８，３９，４０…カウンタ、５０，５１…
ワイヤガイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工電極との接触又は近接を検出する検出装
   置と、加工電極を加工電極支持ヘツドの主軸を中
   心として傾動させる装置とを設け、前記加工電極
   の所定の側面と前記検出装置とを前記主軸方向と
   直交する平面に於て対向させ、加工電極と検出装
   置との両者間に前記対向方向への相対近接送りを
   与え、検出装置による接触又は近接の検出信号に
   よつて該送りを停止し、次に加工電極と検出装置
   との両者間に接触又は近接状態を一定に維持する
   前記相対近接送り方向の追従を行なわせながら前
   記主軸方向に所定長さの相対移動を行なわせ、前
   記追従移動量と主軸方向の相対移動量との比から
   加工電極の主軸方向に対する前記相対近接送り方
   向の倒れ角度を求め、この倒れ角度を修正するた
   めに必要とされる加工電極の前記傾動装置による
   傾動移動量を演算装置により演算し、該演算出力
   信号により前記傾動装置を駆動して加工電極を前
   記相対近接送り方向に所定量傾動させて前記倒れ
   角度を修正し、次いで加工電極と検出装置とを相
   対的に移動させ両者を主軸方向と直交する平面に
   於て前記対向方向と直交する方向に対向させた状
   態で前記と同様の操作を行なうことにより加工電
   極の主軸方向に対する倒れを修正することを特徴
   とする通電加工電極の倒れ修正方法。 ２ 加工電極との接触又は近接を検出する検出装
   置と、該検出装置と加工電極との相対間に加工電
   極支持ヘツドの主軸方向（Ｚ軸方向）及び該Ｚ軸
   方向と直交する平面に於て互いに直交するＸ軸方
   向とＹ軸方向の送りを与える各軸送り装置と、前
   記各軸方向の移動量を検出する各検出器と、加工
   電極をＺ軸を中心として傾動させるためのＸ軸と
   平行Ｘ軸方向とＹ軸と平行ｙ軸方向の各軸送り装
   置と、前記各装置を集中制御する中央制御装置と
   からなり、前記中央制御装置は、前記Ｘ軸、Ｙ軸
   送り装置の一方若しくは両方に、駆動信号を加え
   て加工電極の所定の側面と前記検出装置とをＺ軸
   方向と直交する平面に於て対向させ、次いで相対
   近接送り信号を加えて加工電極と検出装置との両
   者間に前記対向方向への相対近接送りを与え、該
   送りを検出装置による接触又は近接の検出信号に
   よつて停止させると共に前記各検出器にクリア信
   号を加えてクリアし、次いで前記Ｘ軸、Ｙ軸送り
   装置の一方若しくは両方に追従送り信号を加えて
   加工電極と検出装置との両者間に接触又は近接状
   態を一定に維持する前記相対近接送り方向の追従
   送りを行なわせると共に前記Ｚ軸送り装置に相対
   移動信号を加えて所定長さの相対移動を行なわ
   せ、前記Ｘ軸、Ｙ軸検出器の一方若しくは両方の
   検出信号による前記追従移動量と前記Ｚ軸検出器
   の検出信号によるＺ軸方向の相対移動量との比か
   ら加工電極のＺ軸方向に対する前記相対近接送り
   方向の倒れ角度を検知して、この倒れ角度を修正
   するために必要とされる加工電極の前記ｘ軸、ｙ
   軸送りの一方若しくは両方による傾動移動量を演
   算し、該演算出力信号を前記ｘ軸、ｙ軸送り装置
   の一方若しくは両方に加えて加工電極を前記相対
   近接送り方向に所定量傾動させることにより前記
   倒れ角度の修正を行なわせるものであることを特
   徴とする通電加工電極倒れ修正装置。 ３ 加工電極との接触又は近接を検出する検出装
   置と、該検出装置と加工電極との相対間に加工電
   極支持のヘツドの主軸方向（Ｚ軸方向）及び該Ｚ
   軸方向と直交する平面に於て互いに直交するＸ軸
   方向とＹ軸方向の送りを与える各軸送り装置と、
   前記各軸方向の移動量を検出する各検出器と、加
   工電極をＺ軸を中心として傾動させるためのＸ軸
   と平行ｘ軸とＹ軸と平行ｙ軸方向の各軸送り装置
   と、加工電極に自転を与える回転装置又は前記検
   出装置に公転を与える回転装置と、前記各装置を
   集中制御する中央制御装置とからなり、前記中央
   制御装置は、前記回転に駆動信号を加えて加工電
   極の所定の側面と前記検出装置とをＺ軸方向と直
   交する平面に於て対向させ、次いで前記Ｘ軸、Ｙ
   軸送り装置の一方若しくは両方に相対近接送り信
   号を加えて加工電極と検出装置との両者間に前記
   対向方向への相対近接送りを与え、該送りを検出
   装置による接触又は近接の検出信号によつて停止
   させると共に前記各検出器にクリア信号を加えク
   リアし、次に前記Ｘ軸、Ｙ軸送り装置の一方若し
   くは両方に追従送り信号を加えて加工電極と検出
   装置との両者間に接触又は近接状態を一定に維持
   する前記相対近接送り方向の追従送りを行なわせ
   ると共に前記Ｚ軸送り装置に相対移動信号を加え
   て所定長さの相対移動を行なわせ、前記Ｘ軸、Ｙ
   軸検出器の一方若しくは両方の検出信号による前
   記追従移動量と前記Ｚ軸検出器の検出信号による
   Ｚ軸方向の相対移動量との比から加工電極のＺ軸
   方向に対する前記相対近接送り方向の倒れ角度を
   検知して、この倒れ角度を修正するために必要と
   される加工電極の前記ｘ軸、ｙ軸送り装置の一方
   若しくは両方による傾動移動量を演算し、該演算
   出力信号を前記ｘ軸、ｙ軸送り装置の一方若しく
   は両方に加えて加工電極を前記相対近接送り方向
   に所定量傾動させることにより前記倒れ角度の修
   正を行なわせるものであることを特徴とする通電
   加工電極倒れ修正装置。