JPS6365459B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置、特に複数本の棒状電極
を配列して成る加工ヘツドを具備した放電加工装
置に関する。

単一の基盤にパイプ状、棒状または線状電極を
多数本取付けて成る電極装置を有する加工ヘツド
は公知であり、また広く利用されている。

このような電極装置にあつては、各パイプ状電
極の中心孔や棒状電極間に設けた間隙を通じて加
工液が供給されるようになつており、また通常
は、それらの多数の電極において均等に放電がな
されるようそれぞれ電極に個別に給電が行なわれ
るようになつている。

而して、このような多数本の電極から成る電極
装置は、各電極の配置や長さを予じめ適当にセツ
トすることにより所望の加工形状を容易に形成し
得る点で加工形状に合つた総型電極をその都度作
製するより有利であり、また広面積において同時
に多数の放電が行われる点で加工速度の面でも優
れている。

然しながら従来のこの種の電極装置において
は、各電極の配置や長さを一旦設定した以上は加
工途中で機械を停止させることなくこれをセツト
し直すことは不可能であり、また電極装置を有す
る加工ヘツド全体を昇降させることしか出来なか
つたから、型彫り加工等の加工形状も自ずと制限
されていた。

本発明は、叙上の問題点に鑑み、複数本の軸状
電極により、従来の総型電極による放電加工と同
様な、あるいは総型電極による加工では加工し得
ないような複雑な三次元形状の型彫り加工を行な
い得る放電加工装置の提供を目的として発明され
たものであり、複数本の軸状電極と、該複数本の
軸状電極をそれぞれ個別にその軸線方向に進退自
在に支承する電極取付基盤と、上記複数本の軸状
電極のそれぞれに対応して設けられ各軸状電極を
個別にその軸線方向に進退移動させる駆動装置と
から成り被加工体の置かれる平面と対向して配置
される加工ヘツドと、該加工ヘツドと被加工体と
を上記平面方向に相対的に移動させる駆動装置
と、上記両駆動装置を相関的に同時に制御する制
御装置と、上記複数本の軸状電極にそれぞれ独立
の放電電流を供給し得る電源回路とを具備して成
ることを特徴とするものである。そしてこのよう
な放電加工装置においては、パイプ電極、棒状電
極、線状電極等を予じめ取り混ぜて取付けてお
き、必要に応じてそれらのいずれかを自動的に伸
長させて使用することも可能であるから、途中で
機械を停止することなく、荒加工、精密加工等を
連続して行なうことも可能となる。

以下、図面を用いて本発明の詳細を説明する。
第１図は本発明にかかる放電加工装置に設けられ
る加工ヘツドの構成及び付属回路を示す説明図、
第２図はその電極取付基盤上に設けられたシリン
ダ部分の拡大上面図、第３図は本発明にかかる放
電加工装置を用いて加工する場合の加工状態を示
す流れ図、第４図は斜め方向に進退する電極を用
いた場合の加工状態説明図、第５図は超音波振動
発生装置を取付けた加工ヘツド部分を示す説明図
である。

而して、図中、１は加工ヘツド、２，２はその
筐体、３は電極取付基盤、４ａないし４ｅは軸状
電極であり、この実施例ではパイプ電極により構
成されている。５ａないし５ｅは電極取付基盤３
に固定して取付けられたシリンダ、６ａ，６ｅは
シリンダ５ａ，５ｅ内に摺動自在に嵌め込まれた
ピストン、７ａ，７ｅは加工液供給ホース、８
ａ，８ｅはウオームギア、９ａ，９ｅは回転軸、
１０は回転軸支承板、１１ａ，１１ｅはベアリン
グ、１２ａ，１２ｅは可撓性回転伝導軸、１３ａ
ないし１３ｅはパルスモータ、１４は図示されて
いない加工装置のカラムから伸長され加工ヘツド
１全体をＺ軸方向に昇降させるシヤフト、１５は
被加工体、１６ａ及び１６ｂはそれぞれｘ軸及び
ｙ軸方向に移動するクロススライドテーブル、１
７ａ及び１７ｂはそれぞれこれを移動させるパル
スモータ、１８はパルスモータ１３ａないし１３
ｅ及び１７ａと１７ｂの駆を制御する加工送りの
ための数値制御装置、１９は電極４ａないし４ｅ
と被加工体１５間に放電電流を供給する電源回路
である。

電極４ａないし４ｅの進退機構即ちシリンダ５
ａないし５ｅの内部構成等はいずれも同様である
ので、ここでは電極４ａに関してのみ説明する。
電極４ａはシリンダ５ａ内のピストン６ａの下面
にねじ込んで固定してある。ピストン６ａの中央
には加工液流通孔６ａ―１が明けられていて、上
面に差込まれた加工液供給ホース７ａを通じて送
られる加工液はパイプ電極４ａ先端から噴出して
加工部分の加工屑等を排出する。被加工体１５は
加工タンク内の加工液中に漬けられた状態で又は
加工液をパイプ電極先端から噴流流下させながら
加工することもでき、又一方のパイプから噴流
し、他方のパイプから加工部分の汚れた加工液を
パイプ電極内に吸引しホースを通じて排出するよ
うにしてもよい。

而して、ピストン６ａの側壁の一部には突出部
６ａ―２を形成し、これをシリンダ５ａに設けた
切欠き部５ａ―１（第２図参照）からシリンダ外
部に突出させる。この突出部６ａ―２にはねじ山
を形成したラツク６ａ―３が一体に設けられてお
り、ウオームギア８ａが回転することによつて、
ピストン６ａはシリンダ５ａ内で上下にスライド
し、これによつて電極４ａも昇降するようになつ
ている。シリンダ内でのピストンのがたつきを防
止するため、シリンダ内面には縦方向の溝５ａ―
２，５ａ―２を形成し、ここにピストン６ａ外壁
の突条６ａ―４，６ａ―４を嵌込んで摺動させ
る。パルスモータ１３ａの回転をウオームギア８
ａに伝達する際、その可撓性回転伝導軸１２ａを
設けたのは、シリンダ５ａないし５ｅが通常可能
な限り相互に近接して配置されるのに対して、モ
ータ１３ａないし１３ｅはその容積等の関係で必
ずしも回転軸９ａないし９ｅと一直線上に配置す
ることが困難であるからである。

次に、パイプ電極４ａないし４ｅに放電電流を
供給する電源回路１９の構成につき説明する。電
源回路１９中、２０は交流電源に接続される端子
であり、その交流電流はコンバータ２１で直流に
変換され、次いでインバータ２２で高周波交流に
逆変換されて、トランス２３の一次巻線に供給さ
れる。トランス２３の５個の二次巻線の各一端
は、それぞれ対応するダイオード２４ａないし２
４ｅを介して電極４ａないし４ｅにそれぞれ接続
され、二次巻線の他端は一括して被加工体１５に
接続される。電極取付基盤３等は絶縁材で作製さ
れていて、各電極同士は互いに絶縁状態が保たれ
ている。従つて、各電極には放電電流が独立に供
給されることになり、各電極の先端では被加工体
との間で平等に放電が行なわれる。なお、ここで
は図を簡略にするため、電極をｘ軸方向に５本し
か描いてないが、実際にはｙ軸方向も含めて通常
数10本の電極が取付けられるよう構成されてお
り、電極駆動機構や電源回路出力端子もそれに応
じて多数設けられるものである。

而して、数値制御装置１８は、クロススライド
テーブル１６ａ，１６ｂの駆動パルスモータ１７
ａ，１７ｂに指令を与えて被加工体１５にｘ軸及
びｙ軸方向の加工送りを行なうが、本実施例にお
いてはこれと同時にパルスモータ１３ａないし１
３ｅにも指令を与えてｘ―ｙ軸方向加工送りに連
関させて電極４ａないし４ｅをｚ軸方向に進退さ
せるようにしてある。また図では省略してある
が、加工ヘツド１全体をｚ軸方向に昇降させるシ
ヤフト１４の駆動装置にも指令を与える。

以下第３図を参照しつつ本実施例装置を用いて
加工を行なう状態を説明する。

まず第３図イにおいては、電極４ａないし４ｅ
を全て同じ長さだけ伸長させ電極先端を被加工体
１５の上面に接近させた上、加工ヘツド全体を下
方へ降下させつつ加工を行なう状態が示されてい
る。その結果、被加工体はイ図中点線で示した形
状にまで加工される。次いでロ図に示す如く電極
４ｂと４ｄは引き上げてしまい、電極４ａ，４ｃ
及び４ｅのみで加工を行なう。このとき加工ヘツ
ド１自体は固定した状態で、電極４ａは徐々に引
き上げつつ、電極４ｃと４ｄとは徐々に降下させ
つつしかも被加工体をｘ軸方向に移動させつつ加
工を行なう。各電極の上昇または降下の速度はｘ
軸方向送りとの関係で予じめ定められたプログラ
ムに従い前記数値制御装置１８によつて調整され
つつそれぞれ異つた速度でしかも電極４ａ及び４
ｃの場合時間的にも変化する速度で移動される。
そのプログラムは通常の加工輪郭線をトレースさ
せる場合と同様の手法をｘ軸とｚ軸の間に適用し
て行なえばよい。その結果、被加工体にはロ図中
点線で示すような円弧及びテーパ状の加工形状が
形成される。次にハ図に示す如く、被加工体を引
続きｘ軸方向に移動させつつ且つ電極４ｃと４ｅ
をそれぞれ所定の速度で上昇させることにより、
ハ図中点線で示すような加工を行なう。以上の加
工によつて得られる被加工体の最終形状はニ図の
ようなものとなるが、このような円弧等の所望の
曲線形状や斜めの直線形状は、多数電極装置を単
に降下させるだけの従来の装置によつては到底実
現不可能な加工形状であり、各電極を個別にしか
もｘ―ｙ軸方向加工送りと相関させて昇降させる
ことのできる本発明装置をもつて初めて達成され
る性質のものである。図では、被加工体をｘ軸方
向にのみ移動させたが、ｙ軸方向に移動させる場
合も同様である。

第４図は、垂直方向に進退する電極のほかに斜
め方向に進退する電極も設けた本発明装置による
加工例を示している。即ち被加工体１５を或る程
度彫り下げた後、加工ヘツド１や被加工体１５の
移動は停止させ、電極４ｂ，４ｃで更に下方に彫
り進めるのと同時に、それまで引込まれていた斜
めの電極４ｇを伸長させて斜め下方に伸びる溝を
加工する。このように斜めの方向に伸びる溝や穴
も、従来の上下方向にのみ移動する電極装置では
加工不可能であり、また、このような斜め方向の
溝や穴の加工は従来の総型電極による加工によつ
ても不可能なものであり、斜めに進退し得る電極
を設けて初めて可能となるものである。この斜め
方向電極の駆動部分のシリンダ等の向きを可変に
構成しておけば、様々な角度の斜め方向加工が可
能となる。

また、第４図中の電極４ｆは細部加工用の線状
電極であり、特に繊細な加工を要する部分の加工
を行なつている。一般に高速加工を行ない得る電
極を繊細な加工には適さず、繊細な加工に適した
電極では高速加工が不可能である。また、被加工
部の形状によつても使用に適した形状の電極を選
ぶ必要があるので、一回の型彫り加工中、数回に
わたつて機械を止め電極を交換する必要があつ
た。然しながら、本発明装置によるときは、加工
に適した電極を適宜自動的に伸長させて使用すれ
ばよいから、加工時間を短縮する上でも極めて有
利である。

電極４ａないし４ｅで形成される電極を被加工
体の一部に対向し、対向ｚ軸と直角面のｘ，ｙ軸
に相対運動させながら被加工体全面を加工する場
合も、各部加工面形状に応じて各電極４ａないし
４ｅにｚ軸の進退送りを与えて加工することによ
り、所要の形状面の加工を容易に加工形成するこ
とができる。

第５図は、加工ヘツドに、電極を超音波振動さ
せるための超音波振動発生装置を取付けた、本発
明装置の一実施例を示しており、パイプ電極４ａ
ないし４ｅに貫通部材２５を嵌挿させ、これに超
音波振動子２６の振動をホーン２７を介して伝播
振動作用させるようにしてある。振動子２６は例
えば水晶振動子で、高周波電源２８によつて振動
させる。振動振幅はホーン２７で増幅されて部材
２５に作用し、各パイプ電極を軸と直交する方向
に振動させる。これにより電極は図示しない被加
工体の加工面を振動走査し、振動振幅を調整する
ことによつて各電極間の加工残りを除去し、加工
屑の排除効果を高め、放電痕をならし、安定加工
して面粗さの良い加工面に能率良く仕上げること
ができる。なお、電極の振動が電極進退駆動機構
に伝わるのを防止するため、例えば第１図中のピ
ストン６ａに電極４ａを取付ける部分にゴム製パ
ツキング等の吸振部材を介在させるようにするこ
とが推奨される。

而して、第１図に示す実施例においては、各電
極の進退を制御するのに数値制御装置を使用した
が、この代りに電極配置と同様に検知触子を配置
して成る倣い制御装置に使用することも可能であ
る。

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときは、複数本の軸状電極を用いた従来の放
電加工装置や総型電極による従来の放電加工装置
に比べて、格段に多様の形状が加工でき、しかも
電極交極が自動的に行なわれる優れた放電加工装
置が提供されるものである。

なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定され
るものでなく、例えば電極進退駆動機構をはじめ
その他の構成要素についても本発明の目的の範囲
内において公知の手段を広く利用し得るものであ
り、本発明はそれらの総てを包摂するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる放電加工装置に設けら
れる加工ヘツドの構成及びその付属回路を示す説
明図、第２図はその電極取付基盤上に設けられた
シリンダ部分の拡大上面図、第３図は本発明にか
かる放電加工装置を用いて加工する場合の加工状
態を示す流れ図、第４図は斜め方向に進退する電
極を用いた場合の加工状態説明図、第５図は超音
波振動発生装置を取付けた加工ヘツド部分を示す
説明図である。 １……加工ヘツド、３……電極取付基盤、４ａ
〜４ｅ……パイプ電極、４ｆ……線状電極、４ｇ
……斜向電極、５ａ〜５ｅ……シリンダ、６ａ〜
６ｅ……ピストン、７ａ〜７ｅ……加工液供給ホ
ース、８ａ〜８ｅ……ウオームギア、１３ａ〜１
３ｅ……パルスモータ、１５……被加工体、１８
……数値制御装置、１９……電源回路、２６……
超音波振動子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数本の軸状電極と、該複数本の軸状電極を
   それぞれ個別にその軸線方向に進退自在に支承す
   る電極取付基盤と、上記複数本の軸状電極のそれ
   ぞれに対応して設けられ各軸状電極を個別にその
   軸線方向に進退移動させる駆動装置とから成り被
   加工体の置かれる平面と対向して配置される加工
   ヘツドと、該加工ヘツドと被加工体とを上記平面
   方向に相対的に移動させる駆動装置と、上記両駆
   動装置を相関的に同時に制御する制御装置と、上
   記複数本の軸状電極にそれぞれ独立の放電電流を
   供給し得る電源回路とを具備して成り、被加工体
   に対して三次元形状の型彫り加工を行なうことを
   特徴とする放電加工装置。 ２ 上記軸状電極がパイプ電極である特許請求の
   範囲第１項に記載の放電加工装置。 ３ 上記パイプ電極の中心孔が加工液噴出孔であ
   る特許請求の範囲第２項に記載の放電加工装置。 ４ 上記パイプ電極の中心孔が加工液吸入孔であ
   る特許請求の範囲第２項に記載の放電加工装置。 ５ 上記軸状電極が棒状電極である特許請求の範
   囲第１項に記載の放電加工装置。 ６ 上記軸状電極が線状電極である特許請求の範
   囲第１項に記載の放電加工装置。 ７ 上記電極取付基盤に支承される複数本の軸状
   電極がパイプ電極、棒状電極、線状電極のうち何
   れか２種類以上の軸状電極から成る特許請求の範
   囲第１項に記載の放電加工装置。 ８ 上記複数本の軸状電極の軸線方向が被加工体
   の置かれる平面と直交する方向である特許請求の
   範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５項、
   第６項又は第７項の何れか一に記載の放電加工装
   置。 ９ 上記複数本の軸状電極のうち一部の軸状電極
   の軸線方向が被加工体の置かれる平面と直交する
   方向であり、他の一部の軸状電極の軸線方向が被
   加工体の置かれる平面と斜交する方向である特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第
   ５項、第６項又は第７項の何れか一に記載の放電
   加工装置。 １０ 上記加工ヘツドの一部が上記軸状電極に超
   音波振動を付与する超音波振動発生ヘツドである
   特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
   項、第５項、第６項、第７項、第８項又は第９項
   の何れか一に記載の放電加工装置。 １１ 上記制御装置が数値制御装置である特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
   項、第６項、第７項、第８項、第９項又は第１０
   項の何れか一に記載の放電加工装置。 １２ 上記制御装置が倣い制御装置である特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
   項、第６項、第７項、第８項、第９項又は第１０
   項の何れか一に記載の放電加工装置。