JP2565683B2

JP2565683B2 - 放電加工装置

Info

Publication number: JP2565683B2
Application number: JP61131469A
Authority: JP
Inventors: 潔井上
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1986-06-06
Filing date: 1986-06-06
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPS62287937A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、被加工物に対して所定の間隔を保って対向
せしめた１個又は複数個の電極案内子表面の案内面に細
長い移動電極を張設して摺接移動させ、該移動電極と被
加工物間の加工間隙に加工液を供給しつつ、前記電極と
被加工物間に電圧パルスを印加して両者間にパルス放電
を生じさせる放電加工装置に関する。

（従来の技術）従来の放電加工装置は、所望の形状加工を行なうた
め、まず目的とする形状の電極を製作しなければなら
ず、また電極は放電によって消耗するから、複数の電極
を作らなければならない欠点があり、加工に要する時間
および製作コストが高くなるという問題点がある。

そこで、特開昭60−207722号公報等においても開示し
たように、電極案内子の外周面に沿って張設されたワイ
ヤ、網、テープ等の細長い電極を移動させ、かつ必要に
応じて該電極と被加工物とを相対的に位置制御しながら
移動し、前記電極と被加工物との間で放電を繰返しなが
ら放電加工を行なう装置が開発されている。このような
構成によれば、目的とする形状の複数個の電極の加工は
不要となる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、この種の特殊放電加工は、電極消耗に
よって断線することがあり、このため、安定して連続加
工を継続することができず、目的とする加工精度に被加
工物を仕上げることができない場合があるという問題点
を残している。

（問題点を解決するための手段）この問題点を解決するため、本発明は、電極案内子の
表面に形成した案内面に細長い移動電極を張設し、該移
動電極を、電極供給機構と電極引取り機構とにより前記
案内面に沿って所定張力で摺接移動させ、直交する二軸
平面に前記案内面を位置させて電極案内子を被加工物に
対向配置し、前記移動電極と被加工物間の加工間隙に加
工液を供給介在させた状態で両者間に電極パルスを印加
して放電パルスを繰返し発生させると共に、電極案内子
と被加工物とを前記二軸方向に相対的に移動させる加工
送りを与えて加工を行う放電加工装置に於て、加工条件指令を入力するキーと、加工条件指令を記憶
した情報の読み取り入力装置とからなる加工条件指令の
入力設定手段と、該入力設定手段から入力した加工条件指令と、加工電
源条件の記憶データとから選択すべき加工電源条件を演
算し設定する加工電源条件の設定手段と、前記加工条件指令の入力設定手段から入力した加工条
件指令と、前記移動電極の移動条件の記憶データおよび
前記演算設定された加工電源条件情報とから、移動電極
の被加工物に対する相対的な更新移動速度を演算し設定
する更新移動速度設定手段と、前記入力加工条件指令と演算設定された加工電源条件
情報とから加工送り速度を含む加工送りの情報と条件と
を演算して設定する加工送りの設定手段と、前記加工送り速度に呼応して、前記電極供給機構及び
電極引取り機構の作動を制御することにより、加工送り
速度の如何にかかわらず被加工物に対する移動電極の相
対的な更新移動速度を設定速度に維持する更新移動速度
制御手段と、を備えてなることを特徴とする。

（作用）本発明において、前記キーおよび入力装置等の入力設
定手段からは、例えば電極消耗率、電極材料、径、被加
工物の板厚、材質、その他加工の目的、所望加工面粗さ
等を入力し、加工条件等のデータの読み取り入力装置か
らの加工の寸法、形状、加工位置等の情報と突き合わせ
て加工条件を設定する。

加工電源条件の設定手段は、前記電極消耗率、電極材
料、被加工物の材質等の入力加工条件指令に基づき、記
憶装置に記憶された電圧パルス等の電源条件情報（電圧
パルスのオンオフ時間や電圧値等）を読み出し、加工条
件指令に合った加工電源条件を演算設定する。

更新移動速度設定手段は、加工電源条件の設定手段に
よって設定された加工電源条件情報と、前記キー等によ
り与えられた加工条件指令、移動電極の移動条件の記憶
データとから、例えば電極消耗率が一定値以下になるよ
うに、加工送り速度の如何にかかわらず、移動電極の被
加工物に対する相対的な更新移動速度を演算設定する。

更新移動速度制御手段は、数値制御指令によって与え
られる加工送りの速度に対応して、前記電極供給機構及
び電極引取り機構の作動を制御することにより、移動電
極の被加工物に対する相対的更新移動速度を前記更新移
動速度設定手段によって設定された速度に維持する。

（実施例）以下本発明の一実施例を図面により説明する。第１図
は本発明の放電加工装置の機械的構成の一例を示す図で
あり、１は被加工物、２はワイヤ、テープ、もしくは網
からなる細長い移動電極、３は移動電極２を案内する１
個以上複数個の電極案内子４を取付けた支持体、５は該
支持体３および前記移動電極２の移動装置を取付けたフ
レーム、６は前記被加工物１を設置した加工テーブルで
あり、該加工テーブル６はＸ軸モータ７およびＹ軸モー
タ８により２次元の位置制御がなされる。９は前記フレ
ーム５の上下位置すなわち電極２の上下位置を制御する
Ｚ軸モータである。

前記フレーム５には、電極２繰出し用モータ11を連結
した繰出しリール10と、プーリ12〜14および引張りばね
15からなる緩衝装置16と、電極２の供給モータ17、これ
により回転されるプーリ18、および該プーリ18に隣接し
引張りばね19に枢軸が連結されたプーリ20からなる電極
供給機構21と、電極２の引取りモータ22、これにより回
転されるプーリ23、および該プーリ23に隣接し引張りば
ね24に枢軸が連結されたプーリ25からなる電極引取り機
構26と、前記巻取りモータ22により回転される巻取りリ
ール27とが設けてある。

前記支持体３は、NC装置またはCNC装置29により、Ｚ
軸モータ19によりＺ軸方向に動かされ、また必要に応じ
て、X,Y軸方向にも移動させられ、さらには旋回を行な
わせる場合もある。また、電極案内子４は特開昭60−20
7722号にて示したように位置制御を行なうことによって
任意の形状が形成されるようにすることもあり、電極案
内子４が複数個設けられる場合もある。また、被加工物
１を固定する加工テーブル６は、前記CNC装置29によ
り、Ｘ軸モータ７およびＹ軸モータ８を駆動させること
により、位置制御される。この他、支持体３あるいは加
工テーブル６に旋回装置を設ける場合もある。

移動電極２と被加工物１との間には、前記CNC装置29
によって制御される加工電源30により、電圧パルスを印
加し、かつ移動電極２と被加工物１との間の加工間隙に
は、例えば支持体３に設けた加工液通路を介して加工液
を移動電極２と被加工物１との間の加工間隙に供給しな
がら加工を行なうものである。CNC装置29は、前記移動
電極２を送るモータ11,17,22の制御も行なう構成を有す
る。

第２図は前記CNC装置29の構成の一例を示す図であ
り、31は加工条件や位置情報等を入力する紙テープ、32
は紙テープリーダ、36,39,45,51はインターフェース、3
8は後述の機構により電極２の径（直径あるいは半径）
を補正演算する径補正用CPU、37は該径補正用CPU38に付
帯した記憶装置、34はCRT、33はCRTインターフェース、
41は前記記憶装置37に記憶されインターフェース36,39
を介して送られる位置情報から補間情報を作成する補間
演算用CPU、40は該補間演算用CPU41により演算された位
置情報等を記憶する記憶装置であり、該位置情報と、前
記ワイヤ電極２の径情報、および後述の入力加工条件指
令と設定加工電源条件とから、前記Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸モ
ータ７、８、19の駆動回路42、43、44を駆動するところ
の加工送り速度を含む加工送りの情報と条件の設定手段
を構成する。

35は加工条件指令を入力する各種キーであり、該キー
35と前記紙テープリーダ32（他の記録媒体のリーダであ
ってもよい）等の加工条件指令を記憶した情報の読み取
り入力装置とにより、加工の目的等に応じた加工条件指
令の入力設定手段が構成される。

47は本機動作制御用CPUであり、該CPU47は、インター
フェース45を介して入力される加工条件指令や後述の加
工電源条件等の情報から、フレーム５上に取付けられた
モータ11、17、22の速度、すなわち移動電極２の被加工
物１に対する相対的な更新移動速度を演算し設定する更
新移動速度設定手段を構成すると共に、モータ７及び19
の駆動によるＹ軸及びＺ軸方向の加工送り速度の如何に
かかわらず被加工物に対する移動電極の相対的な更新移
動速度が設定速度に維持されるように電極供給機構21及
び電極引取り機構26の作動を制御する更新移動速度制御
手段を構成する。46は前記CPU47に付帯した更新移動速
度データの記憶装置である。48、49、50はそれぞれ前記
モータ11、17、22、すなわち移動電極２の更新移動速度
を決定するモータの駆動回路である。

53は被加工電圧パルスのオンオフ時間や電圧の値等の
加工電源条件の設定手段を構成する加工電源制御用CP
U、52はこれらの加工電源条件データを記憶する記憶装
置、30は前記加工電源である。

第２図の装置において、キー35および紙テープリーダ
32からなる加工条件指令の入力設定手段から入力された
加工条件指令に基づき、加工電源制御用CPU53は演算
し、予め加工電源条件データが記憶されている記憶装置
52の中から所望の加工電源条件が選択設定される。

この加工電源制御用CPU53により演算設定された加工
電源条件と、前記入力加工条件指令とから、更新移動速
度設定手段を構成する本機動作制御用CPU47は、本機動
作制御用記憶装置46に記憶されている移動電極の移動条
件記憶データから、前記演算設定された加工電源条件に
対応した移動電極２の更新移動速度を演算し設定する。

そしてこの更新移動速度に基づく回転信号を、インタ
ーフェース45を介して駆動回路50より移動電極２の引取
りモータ22に加えると同時に、移動電極２の案内子４の
部分における張力が所定の値となるように、電極供給モ
ータ17には駆動回路49を介してプーリ18の周速度がプー
リ23のそれよりも所定値だけ遅くなるような回転信号
（プーリ23、18が同径の場合）が与えられる。このよう
にして、加工電源条件に対応した速度で移動電極２の更
新移動が行なわれると共に、張力の設定がなされる。

又、更新移動速度制御手段をも構成する本機動作制御
用CPU47は、CPU41の指令による加工送りに影響されず
に、移動電極２の被加工物１に対する相対的な移動速度
が前記設定された更新移動速度に維持されるように、加
工送り速度に応じてモータ17及び22を駆動制御する。

具体的には、加工条件指令として、キー35および入力
装置32から電極消耗率が体積で20％以下となるように設
定された場合、同じくキー35等から入力する電極材料、
径および被加工物の材質、その他加工の寸法、形状や所
望加工面粗さ等に関連対応して、加工電源条件を演算設
定するCPU53は、記憶装置52から電圧パルスのオンオフ
時間や電圧値等の加工電源条件を演算し読み出す。次い
で更新移動速度設定手段を構成するCPU47は、前記キー3
5やリーダ32から入力された加工条件指令と、前記CPU53
により演算設定された加工電源条件情報とから、移動電
極２の消耗率が体積で20％以下となるように移動電極２
の更新移動速度を演算決定し、記憶装置46中の移動条件
の記憶データの中から読み出し設定し、モータ17、22の
速度制御を行なう。

そして更に、更新移動速度制御手段を構成する本機動
作制御用CPU47は、案内子４の被加工物１に対する相対
移動速度、すなわち加工送り速度と電極２の更新移動速
度との関連について考慮し、例えば第８図に示すよう
に、Ｘ軸モータ７の駆動により、案内子４に矢印ａの向
きにΔｘの速度の相対的な加工送りを与えた場合、移動
電極２のＰ点における被加工物１に対する相対更新移動
速度を加工送り静止時と同じの前記設定速度とするた
め、加工送り静止時の電極２の更新移動速度ｓから加工
送り速度Δｘを減じた（ｓ−Δｘ）の速度で電極２を更
新移動させるようにモータ17及び22を駆動制御し、又、
案内子４に矢印ａと逆向きにΔｘの速度の相対的加工送
りを与える場合には、（ｓ＋Δｘ）の速度で電極２を更
新移動させるようにモータ17及び22を駆動制御する。
又、フレーム５に取付けたＺ軸モータ60の駆動により、
案内子４に矢印ｂに示す上下方向の加工送りをΔｘの速
度で与える場合には、案内子４を昇降させない場合（加
工送り静止時）の電極２の更新移動速度ｓに対して、案
内子４を下降させるときは供給モータ17による供給速度
をΔｘ増大させ、引取りモータ22による引取り速度をΔ
ｘ減少させるように、又、案内子４を上昇させるときは
供給モータ17による供給速度をΔｘ減少させ、引取りモ
ータ22による引取り速度をΔｘ増大させるように、各モ
ータ17,22を駆動制御する。このように加工送り速度に
応じて各モータ17,22を駆動制御することにより、加工
送りにかかわりなく加工部Ｐ点に於ける移動電極２の被
加工物１に対する相対更新移動速度を一定の設定速度ｓ
に維持することができ、設定された電極消耗率を維持し
て移動電極２の切断を防止し得ると共に精度の良い加工
を行うことができる。

第３図は本発明の他の実施例であり、前記本機動作制
御用CPU47は、単に加工条件制御用CPU53からの加工条件
のみならず、加工電源30から電極２の通電ローラ54に至
る回路に設けられた平均加工電流検出器55による検出値
を入力すると共に、演算あるいはキー35による設定によ
って与えられる加工面積値56を入力し、平均加工電流や
加工面積の変化により電極２の更新移動速度を変更する
ようにしたものである。加工面積の変更は、第４図およ
び第５図に示すようなワイヤでなる電極２を使用して矢
印ａの方向に移動させながら加工を行なう場合、加工面
積は案内子４のＺ軸方向の位置によって決まり、例えば
第４図の場合の対向角θに対し、第６図に示すように対
向角が２θとなる場合には、加工面積が２倍となり、こ
の場合には、電極２の更新移動速度を２倍とすることに
より、電極消耗率を同じにすることができる。また、平
均加工電流に比例して電極の更新移動速度を高めること
により、電極消耗率を同じにすることができる。また、
加工面積と平均加工電流が共に変化する場合には、加工
面積×平均加工電流に比例した電極２の更新移動速度と
することにより、電極消耗率を一定にすることができ
る。

また、第７図に示すように、電極２の消耗により、加
工部に対向する径がδだけ減少することを考慮し、加工
拡大代ｇあるいは電極２の中心から加工面1Aまでの距離
Ｌを補正する演算を、第２図に示した径補正用CPU38に
よって行なうことにより、加工精度を向上させることが
できる。すなわち、本来の電極２の中心O2の座標（X2,Y
2,Z2）から、電極径の減少δを加味した仮想の中心01
（X1,Y1,Z1）を算出し、これを電極の中心座標と仮定し
て位置制御するのである。ワイヤ電極ではなく、テープ
状電極の場合には、電極の消耗は、厚みの減少として現
われ、この場合も同様の補正が可能である。

第９図および第10図は本発明を適用する他の案内子4A
を示すもので、この案内子4Aは突出部4aと、電極２を案
内子4Aの溝4cに押し付けておくバンド4bを有するもの
で、案内子4Aを矢印ｃに示すように被加工物１に対して
相対的に移動させることにより、被加工物１内に凹部1A
を形成することができるものである。

（発明の効果）以上述べたように、本発明においては、電極案内子の
表面に形成した案内面に細長い移動電極を張設し、該移
動電極を、電極供給機構と電極引取り機構とにより前記
案内面に沿って所定張力で摺接移動させ、直交する二軸
平面に前記案内面を位置させて電極案内子を被加工物に
対向配置し、前記移動電極と被加工物間の加工間隙に加
工液を供給介在させた状態で両者間に電極パルスを印加
して放電パルスを繰返し発生させると共に、電極案内子
と被加工物とを前記二軸方向に相対的に移動させる加工
送りを与えて加工を行う放電加工装置に於て、加工条件
指令を入力するキーと、加工条件指令を記憶した情報の
読み取り入力装置とからなる加工条件指令の入力設定手
段と、該入力設定手段から入力した加工条件指令と、加
工電源条件の記憶データとから選択すべき加工電源条件
を演算し設定する加工電源条件の設定手段と、前記加工
条件指令の入力設定手段から入力した加工条件指令と、
前記移動電極の移動条件の記憶データおよび前記演算設
定された加工電源条件情報とから、移動電極の被加工物
に対する相対的な更新移動速度を演算し設定する更新移
動速度設定手段と、前記入力加工条件指令と演算設定さ
れた加工電源条件情報とから加工送り速度を含む加工送
りの情報と条件とを演算して設定する加工送りの設定手
段と、前記加工送り速度に呼応して、前記電極供給機構
及び電極引取り機構の作動を制御することにより、加工
送り速度の如何にかかわらず被加工物に対する移動電極
の相対的な更新移動速度を設定速度に維持する更新移動
速度制御手段とを備え、加工条件として例えば所定値の
電極消耗率を選択し、これが所定値以下となるように移
動電極の被加工物に対する相対的な更新移動速度を設定
し、更に、加工送り速度にかかわりなく該更新移動速度
が設定速度に維持されるようにしたので、移動電極の切
断を防止して安定した加工を継続することができると共
に、目的とする加工精度に精度良く被加工物を仕上げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は該実
施例のCNC装置の構成図、第３図は本発明の他の実施例
を示すCNC装置の構成図、第４図は本発明に用いる電極
案内子および電極の一例を加工状態にて示す正面図、第
５図は第４図のＥ−Ｅ断面図、第６図は本発明に用いる
電極案内子および電極の一例を加工深さを相違させて示
す正面図、第７図は加工による電極消耗に関連する補正
の説明図、第８図は移動電極の更新移動速度と加工送り
速度との関係を説明する説明図、第９図は本発明を適用
する他の案内子の構造を作業状態にて示す正面断面図、
第10図は第９図の案内子の平面断面図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電極案内子の表面に形成した案内面に細長
い移動電極を張設し、該移動電極を、電極供給機構と電
極引取り機構とにより前記案内面に沿って所定張力で摺
接移動させ、直交する二軸平面に前記案内面を位置させ
て電極案内子を被加工物に対向配置し、前記移動電極と
被加工物間の加工間隙に加工液を供給介在させた状態で
両者間に電極パルスを印加して放電パルスを繰返し発生
させると共に、電極案内子と被加工物とを前記二軸方向
に相対的に移動させる加工送りを与えて加工を行う放電
加工装置に於て、加工条件指令を入力するキーと、加工条件指令を記憶し
た情報の読み取り入力装置とからなる加工条件指令の入
力設定手段と、該入力設定手段から入力した加工条件指令と、加工電源
条件の記憶データとから選択すべき加工電源条件を演算
し設定する加工電源条件の設定手段と、前記加工条件指令の入力設定手段から入力した加工条件
指令と、前記移動電極の移動条件の記憶データおよび前
記演算設定された加工電源条件情報とから、移動電極の
被加工物に対する相対的な更新移動速度を演算し設定す
る更新移動速度設定手段と、前記入力加工条件指令と演算設定された加工電源条件情
報とから加工送り速度を含む加工送りの情報と条件とを
演算して設定する加工送りの設定手段と、前記加工送り速度に呼応して、前記電極供給機構及び電
極引取り機構の作動を制御することにより、加工送り速
度の如何にかかわらず被加工物に対する移動電極の相対
的な更新移動速度を設定速度に維持する更新移動速度制
御手段と、を備えてなることを特徴とする放電加工装置。