WO2016189617A1

WO2016189617A1 - 支持装置及び放電加工機

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Publication number: WO2016189617A1
Application number: PCT/JP2015/064896
Authority: WO
Inventors: 英隆加藤木; 泰也河村; 公彦臼田; 淳晃市橋
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2016-12-01
Also published as: JP5897238B1; US10220460B2; JPWO2016189617A1; CN106457437A; DE112015000164T5; CN106457437B; US20170259362A1; DE112015000164B4

Abstract

上板と下板とを重ねてＶ字溝を形成した挟持部を備え把持部（１８）と、挟持部同士の間隔を、電極送り出し機構付き電極ホルダの径以上の間隔と、電極の径と同じ間隔との間で可変とする把持部用制御装置（１９）と、把持部（１８）の高さを、電極ホルダ把持装置（１５）に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダ（２４）の電極ホルダ縁よりも挟持部が下に位置する高さと、電極ホルダ把持装置（１５）に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダ（２４）の電極ホルダ縁を挟持部が持ち上げる高さとの間で可変とする把持部用制御装置移動軸モータ（１７）と、把持部（１８）よりも下方で電極（８）を把持可能な電極把持装置（２０）とを有し、一対の挟持部の一方は、上板が前方に、下板が後方に位置して重なっており、一対の挟持部の他方は、下板が前方に、上板が後方に位置して重なっている。

Description

支持装置及び放電加工機

　本発明は、電極及び電極ホルダを支持する支持装置と、電極及びワークの間での放電によりワークを加工する放電加工機とに関する。

　電極とワークとの間での放電によりワークを加工する放電加工機は、電極を支持する支持装置を備えている。支持装置には、電極を挟持して振れを抑制する機構を有するものと、電極を送り出す機構を有するものとがある。前者は、概ねφ０．１ｍｍ未満の電極を用いる場合に使用され、後者は、概ねφ０．１ｍｍ以上の電極を用いる場合に使用される。

　特許文献１には、自動電極供給装置から供給される特定の径の電極を電極ホルダから送り出す機構と、電極を挟持して振れを抑制する中間ガイドとを備えた放電加工機が開示されている。

特開２００２－３０１６２３号公報

　しかしながら、上記特許文献１に開示される発明は、自動電極供給装置から供給される電極とは異なる径の電極を都度送り出すことができないため、電極径が微細であるほどシャープペンシルのように都度電極を送り出して使用し、電極振れ抑制を抑える使い方が有効であるにも関わらず、自動電極供給装置から供給される電極とは径が異なる微細径の電極を都度送り出すことができないという問題があった。

　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電極径によらず、電極の中間部を把持して振れを抑える形態と、電極を都度送り出して使用する形態とを実現できる支持装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、外周部にフランジ状に設けられた電極ホルダ縁を持ち上げると電極の固定が解除される電極送り出し機構付き電極ホルダ、又は電極ホルダ縁を備えない電極ホルダが装着される電極ホルダ把持装置を有する。また、本発明は、上板と下板とを重ねてＶ字溝を形成した一対の挟持部を備えた把持部を有する。また、本発明は、挟持部同士の間隔を、電極送り出し機構付き電極ホルダの径以上の間隔と、電極の径と同じ間隔との間で可変とする把持部用制御装置を有する。また、本発明は、把持部の高さを、電極ホルダ把持装置に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダの電極ホルダ縁よりも挟持部が下に位置する高さと、電極ホルダ把持装置に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダの電極ホルダ縁を挟持部が持ち上げる高さとの間で可変とする把持部用制御装置移動軸モータを有する。また、本発明は、把持部よりも下方で電極を把持可能な電極把持手段とを有する。一対の挟持部の一方は、上板が前方に、下板が後方に位置して重なっており、一対の挟持部の他方は、下板が前方に、上板が後方に位置して重なっている。

　本発明に係る支持装置は、電極径によらず、電極の中間部を把持して振れを抑える形態と、電極を都度送り出して使用する形態とを実現できるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る放電加工機の構成を示す図実施の形態に係る放電加工機の支持装置の構成を示す図実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す斜視図実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す上面図実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す側面図実施の形態に係る放電加工機の把持部を閉じた状態を示す斜視図実施の形態に係る放電加工機の把持部を閉じた状態を示す上面図実施の形態に係る放電加工機の支持装置の斜視図実施の形態に係る放電加工機の支持装置の斜視図実施の形態に係る放電加工機の支持装置の斜視図実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの側面図実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの側面図実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの断面図実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの断面図

　以下に、本発明の実施の形態に係る支持装置及び放電加工機を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
　図１は、本発明の実施の形態に係る放電加工機の構成を示す図である。放電加工機１００は、主軸４をＺ方向に移動させるＺ軸モータ１と、ワークＷが設置される加工槽７をＸ方向に移動させるＸ軸モータ２と、加工槽７をＹ方向に移動させるＹ軸モータ３と、主軸４に設置された電極８とワークＷとの間に電圧を印加して放電を発生させる電源装置９と、Ｚ軸モータ１、Ｘ軸モータ２及びＹ軸モータ３に指令を送り、電極８とワークＷとの位置関係を制御する電極位置制御装置１０と、電極８とワークＷとの間の電圧を監視して放電が発生したことを検出する放電検出回路１３と、加工電圧及び加工位置といった加工条件を電源装置９及び主演算装置１２に設定する加工条件設定部１１とを備える。なお、図１において、＋Ｘ方向は左、－Ｘ方向は右、＋Ｙ方向は前、－Ｙ方向は後、＋Ｚ方向は下、－Ｚ方向は上に相当する。

　図２は、実施の形態に係る放電加工機の支持装置の構成を示す図である。支持装置１１０は、主軸４に設置されて主軸４とともにＺ方向に移動し、電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を把持する電極ホルダ把持装置１５と、把持部１８を駆動する把持部用制御装置１９と、把持部１８及び把持部用制御装置１９を軸２３に沿ってＺ方向に移動させる把持部用制御装置移動軸モータ１７と、電極８を把持する電極把持部２０と、電極把持部２０を駆動する電極把持部用制御装置２１と、電極８の先端部を案内する電極先端ガイド２２とを有する。なお、電極ホルダ１６は、電極送り出し機構を備えない一般的な電極ホルダである。

　主軸４に搭載された電極ホルダ把持装置１５は、電極ホルダ把持装置回転用モータ１４により回転可能であり、電極８でワークＷを回転加工できるようになっている。

　図３は、実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す上面図である。図５は、実施の形態に係る放電加工機の把持部の構成を示す側面図である。把持部１８は、電極８又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を挟持する挟持部１８１ｌ，１８１ｒと、把持部用制御装置１９に接続される腕１８２ｌ，１８２ｒとを備えている。挟持部１８１ｌは、上板１８１ａｌ及び下板１８１ｂｌを重ねて構成されており、Ｖ字溝１８１ｃｌが形成されている。挟持部１８１ｒは、上板１８１ａｒ及び下板１８１ｂｒを重ねて構成されており、Ｖ字溝１８１ｃｒが形成されている。装置左側の挟持部１８１ｌと装置右側の挟持部１８１ｒとでは、上板１８１ａｌ，１８１ａｒ及び下板１８１ｂｌ，１８１ｂｒの配置が逆になっている。すなわち、装置左側の挟持部１８１ｌは、上板１８１ａｌが前方に配置され、下板１８１ｂｌが後方に配置されているのに対し、装置右側の挟持部１８１ｒは、上板１８１ａｒが後方に配置され、下板１８１ｂｒが前方に配置されている。装置左側の挟持部１８１ｌの上板１８１ａｌと装置右側の挟持部１８１ｒの上板１８１ａｒとは同じ高さにある。

　図６は、実施の形態に係る放電加工機の把持部を閉じた状態を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係る放電加工機の把持部を閉じた状態を示す上面図である。把持部１８を閉じると、装置左側の挟持部１８１ｌの下板１８１ｂｌと装置右側の挟持部１８１ｒの上板１８１ａｒとが重なるとともに、装置左側の挟持部１８１ｌの上板１８１ａｌと装置右側の挟持部１８１ｒの下板１８１ｂｒとが重なり、ガイド穴１８３が形成される。ガイド穴１８３が電極８の中間部に外接することで、放電加工中に電極８が振れることを抑制できる。

　把持部用制御装置１９は、把持部１８の開閉を制御しており、挟持部１８１ｌと挟持部１８１ｒとの間隔を、電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の径よりも広げることができる。

　図８は、実施の形態に係る放電加工機の支持装置の斜視図であり、把持部１８を中間ガイドに用いた状態を示している。電極ホルダ把持装置１５は、電極ホルダ１６を把持している。電極ホルダ１６には、電極８が装着されており、電極８の先端部は電極先端ガイド２２によって案内されている。把持部１８は、電極８の中間部を挟持しており、電極８の振れを抑えている。電極把持部２０は開いた状態になっており、電極８と接触していない。

　図９及び図１０は、実施の形態に係る放電加工機の支持装置の斜視図であり、把持部１８を電極の送り出しに用いた状態を示している。図１１及び図１２は、実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの側面図である。図１３及び図１４は、実施の形態に係る放電加工機に用いられる電極送り出し機構付き電極ホルダの断面図である。図９、図１１及び図１３は、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４内で電極８が固定された状態を示しており、図１０、図１２及び図１４は、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４内で電極８が固定されていない状態を示している。電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の側面にフランジ状に設けられた電極ホルダ縁２４１を持ち上げると、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４内のコレット抑え球２４２が解放され、電極ホルダ内コレット２４３が径方向外側に移動することより、電極８の固定が解除される。

　電極ホルダ縁２４１は、ばね２４４によって下方向に付勢されているため、持ち上げる力が無くなると自動的に下降する。電極ホルダ縁２４１が下降すると、テーパ面２４５によってコレット抑え球２４２が径方向中心側へ押され、電極ホルダ内コレット２４３は電極８を挟みこんで固定する。なお、電極送り出し機構の構造は、一例であり、電極ホルダ縁を持ち上げると電極を抑える力が解除され、電極ホルダ縁を持ち上げる力が無くなると電極が固定されるのであれば、公知の他の構造を適用することも可能である。

　把持部１８同士の間隔を電極送り出し機構付き電極ホルダ２４よりも幅広かつ電極ホルダ縁２４１よりも幅狭にし、把持部用制御装置移動軸モータ１７を駆動して把持部１８を上昇させると、挟持部１８１ｌ，１８１ｒが電極ホルダ縁２４１に当接し、電極ホルダ縁２４１を持ち上げ、電極８の固定が解除される。電極把持部用制御装置２１で電極把持手段である電極把持部２０を閉じて電極８を把持し、Ｚ軸モータ１を駆動すると、電極８は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４から引き出される。電極８を電極送り出し機構付き電極ホルダ２４から引き出した後、電極把持部用制御装置２１で電極把持部２０を開き、把持部用制御装置移動軸モータ１７で把持部１８を下降させると、電極８が固定される。そして、Ｚ軸モータ１を駆動して電極ホルダ把持装置１５を下降させることにより電極８の引き出しが完了する。

　把持部１８は、装置左側の挟持部１８１ｌと装置右側の挟持部１８１ｒとで、上板１８１ａｌと上板１８１ａｒとが同じ高さにあるため、把持部１８で電極ホルダ縁２４１を持ち上げる際に、上向きの力を左右均等に電極ホルダ縁２４１に加えることができる。したがって、電極ホルダ縁２４１を持ち上げる際に電極ホルダ縁２４１が傾いて引っかかってしまうことがない。

　また、実施の形態に係る放電加工機１００は、支持装置１１０の挟持部１８１ｌ，１８１ｒが電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の径以上に大きく開放されることで、電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の交換動作、いわゆる、電極交換を行うことが可能となり、自動電極交換装置を用いることで、連続した電極交換による自動運転が可能となる。すなわち、電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を電極ホルダ把持装置１５の下方向に抜いて、装置前方に引き出す動作を自動電極交換装置を用いて自動で行うことができる。なお、電極ホルダ把持装置１５に、装着された電極ホルダの種類を識別するセンサを設けることにより、放電加工機１００は、支持装置１１０が、電極ホルダ１６が電極ホルダ把持装置１５に装着された状態で、電極８を送り出す動作を行ったり、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４が電極ホルダ把持装置１５に装着された状態で中間ガイド形態となって動作したりすることを防止することが可能となる。

　なお、把持部１８を電極送り出しに用いる際には、上板１８１ａｌ及び上板１８１ａｒのみが電極ホルダ縁に接触するため、上板１８１ａｌ及び１８１ａｒを下板１８１ｂｌ及び１８１ｂｒよりも厚くすることで、上板１８１ａｌ，１８１ａｒの変形を防止し、装置の耐久性を高めることができる。

　以上のように、実施の形態に係る放電加工機１００は、電極８を支持する支持装置１１０と、電極ホルダ１６又は電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を把持する電極ホルダ把持装置１５を備え、支持装置１１０は、上板１８１ａｌ，１８１ａｒと下板１８１ｂｌ，１８１ｂｒとを重ねてＶ字溝１８１ｃｌ，１８１ｃｒを形成した一対の挟持部１８１ｌ，１８１ｒを備え、挟持部１８１ｌは、上板１８１ａｌが前方に、下板１８１ｂｌが後方に位置して重なっており、挟持部１８１ｒは、下板１８１ｂｒが前方に、上板１８１ａｒが後方に位置して重なっている把持部１８と、挟持部１８１ｌ，１８１ｒ同士の間隔を可変とする把持部用制御装置１９とを備える。このため、電極ホルダ把持装置１５に電極ホルダ１６を把持させた場合には、電極８の中間部の振れを抑えて加工することができ、電極ホルダ把持装置１５に電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を装着した場合には、電極８を都度送り出して加工することができる。

　上記の説明では、電極把持部２０を有する構成を例に説明したが、把持部１８の下方に別に中間ガイドを有するのであれば、電極把持部２０を省略することもできる。すなわち、電極８を送り出す動作の際に、把持部１８で電極ホルダ縁２４１を持ち上げた後、電極把持部２０の代わりに別の中間ガイドを電極把持手段に用いて電極８を把持してから電極ホルダ把持装置１５を上昇させることで、電極を送り出すことができる。また、電極把持部２０と別に中間ガイドを設けてもよい。すなわち、把持部１８よりも下方において電極８を把持可能な機構を少なくとも一つ備えていれば、電極８を送り出す動作を行うことが可能である。把持部１８とは別に中間ガイドを備えることにより、電極ホルダ１６を電極ホルダ把持装置１５に装着した場合には、電極８の中間部の２箇所で振れを抑えることができるため、支持装置１１０と比較して電極８の振れを抑える効果が大きくなる。また、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４を電極ホルダ把持装置１５に装着した場合には、把持部１８で電極ホルダ縁２４１を持ち上げた後に、中間ガイドで電極８を把持して電極ホルダ把持装置１５を上昇させることで、電極８を電極送り出し機構付き電極ホルダ２４から送り出すこともできる。

　このように、実施の形態に係る放電加工機１００は、把持部１８を中間ガイドに用いることも、電極送り出し機構に用いることもできる。したがって、電極８の中間部の振れを抑えて加工することも、電極８を都度送り出して加工することも可能である。すなわち、支持装置１１０は、電極８の中間部の振れを抑えることも、電極８を都度送り出すことも可能である。

　実施の形態に係る放電加工機１００は、挟持部１８１ｌ，１８１ｒを電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の径よりも広げて、電極ホルダ縁２４１を持ち上げるという単純な機構で電極８を送り出すことができる。したがって、装置の製造コストが増大することを防止できる。また、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４に装着可能な電極８であれば、電極径によらず、都度送り出して使用することができる。

　実施の形態に係る放電加工機１００の支持装置１１０は、外周部にフランジ状に設けられた電極ホルダ縁２４１を持ち上げると電極の固定が解除される電極送り出し機構付き電極ホルダ２４、又は電極ホルダ縁を備えない電極ホルダ１６が装着される電極ホルダ把持装置１５を有する。また、支持装置１１０は、上板１８１ａｌ，１８１ａｒと下板１８１ｂｌ，１８１ｂｒとを重ねてＶ字溝１８１ｃｌ，１８１ｃｒを形成した一対の挟持部１８１ｌ，１８１ｒを備えた把持部１８を有する。また、支持装置１１０は、挟持部１８１ｌ，１８１ｒの間隔を、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の径以上の間隔と、電極８の径と同じ間隔との間で可変とする把持部用制御装置１９を有する。また、支持装置１１０は、把持部１８の高さを、電極ホルダ把持装置１５に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の電極ホルダ縁２４１よりも挟持部１８１ｌ，１８１ｒが下に位置する高さと、電極ホルダ把持装置１５に装着された電極送り出し機構付き電極ホルダ２４の電極ホルダ縁２４１を挟持部１８１ｌ，１８１ｒが持ち上げる高さとの間で可変とする把持部用制御装置移動軸モータ１７を有する。また、支持装置１１０は、挟持部１８１ｌ，１８１ｒよりも下方で電極８を把持可能な電極把持部２０とを有する。挟持部１８１ｌは、上板１８１ａｌが前方に、下板１８１ｂｌが後方に位置して重なっており、挟持部１８１ｒは、下板１８１ｂｒが前方に、上板１８１ａｒが後方に位置して重なっている。したがって、支持装置１１０は、把持部１８を中間ガイドに用いることも、電極送り出し機構付き電極ホルダ２４からの電極の送り出しに用いることもできる。したがって、支持装置１１０を備えた放電加工機１００は、電極８の径によらず、電極８の中間部を支持する形態又は電極８を都度送り出す形態で放電加工を行うことができる。

　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　Ｚ軸モータ、２　Ｘ軸モータ、３　Ｙ軸モータ、４　主軸、７　加工槽、８　電極、９　電源装置、１０　電極位置制御装置、１１　加工条件設定部、１２　主演算装置、１３　放電検出回路、１４　電極ホルダ把持装置回転用モータ、１５　電極ホルダ把持装置、１６　電極ホルダ、１７　把持部用制御装置移動軸モータ、１８　把持部、１９　把持部用制御装置、２０　電極把持部、２１　電極把持部用制御装置、２２　電極先端ガイド、２３　軸、２４　電極送り出し機構付き電極ホルダ、１８１ｌ，１８１ｒ　挟持部、１８１ａｌ，１８１ａｒ　上板、１８１ｂｌ，１８１ｂｒ　下板、１８１ｃｌ，１８１ｃｒ　Ｖ字溝、１８２ｌ，１８２ｒ　腕、１８３　ガイド穴、２４１　電極ホルダ縁、２４２　コレット抑え球、２４３　電極ホルダ内コレット、２４４　ばね、２４５　テーパ面。

Claims

　外周部にフランジ状に設けられた電極ホルダ縁を持ち上げると電極の固定が解除される電極送り出し機構付き電極ホルダ、又は電極ホルダ縁を備えない電極ホルダが装着される電極ホルダ把持装置と、
　上板と下板とを重ねてＶ字溝を形成した一対の挟持部を備えた把持部と、
　前記挟持部同士の間隔を、前記電極送り出し機構付き電極ホルダの径以上の間隔と、前記電極の径と同じ間隔との間で可変とする把持部用制御装置と、
　前記把持部の高さを、前記電極ホルダ把持装置に装着された前記電極送り出し機構付き電極ホルダの前記電極ホルダ縁よりも前記挟持部が下に位置する高さと、前記電極ホルダ把持装置に装着された前記電極送り出し機構付き電極ホルダの前記電極ホルダ縁を前記挟持部が持ち上げる高さとの間で可変とする把持部用制御装置移動軸モータと、
　前記把持部よりも下方で前記電極を把持可能な電極把持手段とを有し、
　前記一対の挟持部の一方は、前記上板が前方に、前記下板が後方に位置して重なっており、
　前記一対の挟持部の他方は、前記下板が前方に、前記上板が後方に位置して重なっていることを特徴とする支持装置。
　前記上板は、前記下板よりも肉厚であることを特徴とする請求項１に記載の支持装置。
　前記電極把持手段は、前記把持部よりも下方で前記電極を把持する中間ガイドであることを特徴とする請求項１又は２に記載の支持装置。
　請求項１から３のいずれか１項に記載の支持装置を備えたことを特徴とする放電加工機。
　電極を支持する支持装置と、電極ホルダを把持する把持装置を備えた放電加工機において、
　前記支持装置は、
　上板と下板とを重ねてＶ字溝を形成した一対の挟持部を備え、前記一対の挟持部の一方は、前記上板が前方に、前記下板が後方に位置して重なっており、前記一対の挟持部の他方は、前記下板が前方に、前記上板が後方に位置して重なっている把持部と、
　前記挟持部同士の間隔を可変とする把持部用制御装置とを備えたことを特徴とする放電加工機。