JP5493841B2 - Electrolytic processing equipment - Google Patents

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

本発明は、電解加工装置及び方法に関する。   The present invention relates to an electrolytic processing apparatus and method.

電解加工は、周知のように、電解液中に被加工金属と工具電極とを対峙させて浸漬させ、工具電極を移動させつつ電解液を介して両者間に通電することにより被加工金属の表面に所定の機械加工を施すものである。このような電解加工は、加工速度が速いことと共に加工精度が高いことから、タービン翼や自動車部品等の大量かつ高精度を要する金属部品の加工に利用されている。また、このような電解加工における加工精度は、周知の平衡加工隙間理論に従うものであり、一般には電解液のｐＨ値、比重、温度、圧力等を一定値に管理することにより維持されている。   As is well known in the art, the surface of the metal to be machined is obtained by immersing the metal to be machined and the tool electrode in the electrolyte so as to face each other, and energizing the two through the electrolyte while moving the tool electrode. Is subjected to predetermined machining. Such electrolytic processing is used for processing a large amount and high accuracy of metal parts such as turbine blades and automobile parts because of high processing speed and high processing accuracy. Further, the machining accuracy in such electrolytic machining follows a well-known equilibrium machining gap theory, and is generally maintained by managing the pH value, specific gravity, temperature, pressure, etc. of the electrolytic solution at a constant value.

下記特許文献１には、このような電解加工の関連技術として、電解加工に使用された電解液（硝酸塩を主成分とするもの）を再生する技術が開示されている。すなわち、電解液における性状は加工精度に大きな影響を与えるので、特許文献１の技術は、電解加工に使用されたことによって不純物の混入状態が変化した電解液について、アルカリ沈殿法によってイオン化した不純物を除去することによって使用前の状態に再生するものである。   Patent Document 1 listed below discloses a technique for regenerating an electrolytic solution (having nitrate as a main component) used in electrolytic machining as a technique related to such electrolytic machining. That is, since the properties in the electrolyte greatly affect the processing accuracy, the technique of Patent Document 1 uses impurities that have been ionized by the alkaline precipitation method for the electrolyte that has changed the state of impurity contamination due to being used in the electrolytic processing. By removing it, it is regenerated to the state before use.

特開２００８−０６３５９９号公報JP 2008-063599 A

ところで、上記特許文献１の技術は、アルカリ沈殿法によってイオン化した不純物を除去するものなので、再生方法として不十分なものである。すなわち、特許文献１の技術によって再生された電解液を使用して電解加工を行った場合、新品の電解液を使用した場合との間に加工精度の差異が発生するので、所望の加工精度を得ることができないという問題点がある。   By the way, since the technique of the said patent document 1 removes the ionized impurity by the alkali precipitation method, it is inadequate as a reproduction | regeneration method. That is, when electrolytic processing is performed using the electrolytic solution regenerated by the technique of Patent Document 1, a difference in processing accuracy occurs when a new electrolytic solution is used. There is a problem that it cannot be obtained.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも高精度な電解加工を実現することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to realize electrolytic processing with higher accuracy than before.

上記目的を達成するために、本発明では、電解加工装置に係る第１の解決手段として、電解液供給手段から供給された電解液を用いて加工機本体で加工対象物に所望の機械加工を施す電解加工装置であって、電解液供給手段は、電解液の導電率を一定に管理して加工機本体に供給する、という手段を採用する。   In order to achieve the above object, in the present invention, as a first solving means related to an electrolytic processing apparatus, a desired machining is performed on a processing object in a processing machine body using an electrolytic solution supplied from an electrolytic solution supply means. In the electrolytic processing apparatus to be applied, the electrolytic solution supply unit employs a unit that manages the conductivity of the electrolytic solution at a constant level and supplies it to the processing machine body.

電解加工装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、電解液供給手段は、加工機本体で使用された電解液（使用済電解液）を回収し、当該使用済電解液の導電率を一定に調整して加工機本体に循環的に供給する、という手段を採用する。   As a second solving means related to the electrolytic processing apparatus, in the first solving means, the electrolytic solution supply means collects the electrolytic solution (used electrolytic solution) used in the processing machine body, and uses the used electrolytic solution. A method is adopted in which the electrical conductivity is adjusted to be constant and supplied to the processing machine body in a circulating manner.

電解加工装置に係る第３の解決手段として、上記第２の解決手段において、電解液供給手段は、循環量を一定に管理する循環量管理手段を備える、という手段を採用する。   As a third solving means related to the electrolytic processing apparatus, in the second solving means, a means is adopted in which the electrolytic solution supply means includes a circulation amount management means for managing the circulation amount constant.

電解加工装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、循環量管理手段は、循環している電解液と電解液の溶媒とを混合させる混合器と、前記混合器における液面高さを計測するレベル計と、該レベル計の計測値に応じた量の溶媒を混合器に供給する溶媒供給手段とを具備する、という手段を採用する。   As a fourth solving means related to the electrolytic processing apparatus, in the third solving means, the circulation amount management means includes a mixer for mixing the circulating electrolyte solution and the solvent of the electrolyte solution, and the liquid in the mixer. A level meter that measures the surface height and a solvent supply unit that supplies a solvent in an amount corresponding to the measured value of the level meter to the mixer are employed.

電解加工装置に係る第５の解決手段として、上記第1〜第４のいずれかの解決手段において、電解液供給手段は、電解液の温度を一定に管理する温度調節器を備える、という手段を採用する。   As a fifth solving means related to the electrolytic processing apparatus, in any one of the first to fourth solving means, the electrolytic solution supply means includes a temperature controller for managing the temperature of the electrolytic solution constant. adopt.

電解加工装置に係る第６の解決手段として、上記第２〜第５のいずれかの解決手段において、電解液供給手段は、加工機本体への供給直前における電解液の導電率を計測する導電率計と、導電率の管理目標値よりも高い導電率の電解液（高導電率電解液）を循環している電解液に供給する高導電率電解液供給手段と、加工機本体から回収した電解液の一部を外部に排出する電解液排出手段と、導電率計の計測結果に基づいて電解液の導電率が管理目標値となるように高導電率電解液供給手段及び電解液排出手段を制御する制御装置とを備える、という手段を採用する。   As a sixth solving means relating to the electrolytic processing apparatus, in any one of the second to fifth solving means, the electrolytic solution supply means measures the conductivity of the electrolytic solution immediately before being supplied to the processing machine body. A high-conductivity electrolytic solution supply means for supplying an electrolytic solution having a conductivity higher than the control target value of the conductivity (high-conductivity electrolytic solution) to the circulating electrolytic solution, and the electrolysis recovered from the processing machine body Electrolyte discharge means for discharging a part of the solution to the outside, and high conductivity electrolyte supply means and electrolyte discharge means so that the conductivity of the electrolyte becomes a management target value based on the measurement result of the conductivity meter. A means of providing a control device for controlling is adopted.

電解加工装置に係る第７の解決手段として、上記第２〜第６のいずれかの解決手段において、電解液供給手段は、加工機本体から回収した使用済電解液からスラッジを除去するスラッジ除去機を備える、という手段を採用する。   As a seventh solving means relating to the electrolytic processing apparatus, in any one of the second to sixth solving means, the electrolytic solution supply means removes sludge from the used electrolytic solution recovered from the processing machine main body. The means of providing is adopted.

電解加工装置に係る第８の解決手段として、上記第７の解決手段において、スラッジ除去機は、液体サイクロンあるいは遠心沈降機である、という手段を採用する。   As an eighth solving means related to the electrolytic processing apparatus, a means is adopted in which, in the seventh solving means, the sludge removing machine is a hydrocyclone or a centrifugal settling machine.

電解加工装置に係る第９の解決手段として、上記第１〜第８のいずれかの解決手段において、電解液供給手段は、加工機本体から回収した使用済電解液から金属イオンを除去するイオン除去機を備える、という手段を採用する。   As a ninth solving means relating to the electrolytic processing apparatus, in any one of the first to eighth solving means, the electrolytic solution supplying means removes metal ions from the used electrolytic solution recovered from the processing machine body. Adopting the means of providing a machine.

また、本発明では、電解加工方法に係る第１の解決手段として、電解液を用いて加工対象物に所望の機械加工を施す電解加工装置であって、電解液の導電率を一定に維持して加工対象物を電解加工する、という手段を採用する。   Further, in the present invention, as a first solving means related to the electrolytic processing method, an electrolytic processing apparatus for performing desired machining on an object to be processed using an electrolytic solution, the conductivity of the electrolytic solution being maintained constant. Then, a method of electrolytically processing the workpiece is adopted.

電解加工方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、電解加工に使用された電解液（使用済電解液）を回収し、当該使用済電解液の導電率を一定に調整して電解加工に循環供給する、という手段を採用する。   As a second solving means related to the electrolytic processing method, the electrolytic solution used in the electrolytic processing (used electrolytic solution) is collected in the first solving means, and the conductivity of the used electrolytic solution is adjusted to be constant. Then, the means of circulating supply to the electrolytic processing is adopted.

電解加工方法に係る第３の解決手段として、上記第1または第２の解決手段において、加工機本体への供給直前における電解液の導電率を計測し、導電率計の計測結果に基づいて電解液の導電率が管理目標値となるように、導電率の管理目標値よりも高い導電率の電解液（高導電率電解液）を循環している電解液に供給あるいは加工機本体から回収した電解液の一部を外部に排出することにより電解液の導電率を一定に維持する、という手段を採用する。   As a third solving means related to the electrolytic processing method, in the first or second solving means, the conductivity of the electrolyte immediately before being supplied to the processing machine body is measured, and electrolysis is performed based on the measurement result of the conductivity meter. Supplying or recovering from the main body of the processing machine the electrolytic solution having a higher conductivity (high conductivity electrolyte) than the management target value of the conductivity so that the conductivity of the solution becomes the management target value. A means is adopted in which a part of the electrolytic solution is discharged to maintain the conductivity of the electrolytic solution constant.

本発明によれば、電解液の導電率を一定に維持して加工対象物を電解加工するので、従来よりも高精度な電解加工を実現することが可能である。   According to the present invention, since the workpiece is electrolytically processed while maintaining the conductivity of the electrolytic solution constant, it is possible to realize electrolytic processing with higher accuracy than before.

本発明の第１実施形態に係る電解加工装置Ａの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the electrolytic processing apparatus A which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係る電解加工装置Ｂの機能構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the function structure of the electrolytic processing apparatus B which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕
最初に、第１実施形態に係る電解加工装置Ａ及び当該電解加工装置Ａを用いた電解加工方法について説明する。本電解加工装置Ａは、図1に示されているように、加工機本体１、スラッジ除去機２、混合器３、脱塩素水貯留槽４、制御弁５、レベル計６、循環ポンプ７、温度調節器８、導電率計９、供給ポンプ１０、排出ポンプ１１、高導電率電解液貯留槽１２、制御装置１３を備えている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, an electrolytic processing apparatus A according to the first embodiment and an electrolytic processing method using the electrolytic processing apparatus A will be described. As shown in FIG. 1, the electrolytic processing apparatus A includes a processing machine body 1, a sludge remover 2, a mixer 3, a dechlorinated water storage tank 4, a control valve 5, a level meter 6, a circulation pump 7, A temperature controller 8, a conductivity meter 9, a supply pump 10, a discharge pump 11, a high conductivity electrolyte storage tank 12, and a control device 13 are provided.

加工機本体１は、温度調節器８から供給された電解液Ｘを用いて被加工金属に所望の機械加工を施すものである。この加工機本体１は、一般的な電解加工機と同等な構成を有するものであり詳細構成の説明は省略するが、被加工金属と共に電解液Ｘ中に浸漬させた工具電極を被加工金属に対して相対的に順次移動させつつ電解液を介して両者間に加工電流を流し、当該加工電流によって被加工金属の表面から当該被加工金属を構成する成分金属を電解液Ｘ中に溶出させることにより、被加工金属の表面に所定の機械加工を施すものである。上記電解液Ｘは、例えば塩素成分が除去された水（脱塩素水）を溶媒とし、また硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）を溶質とする導電性水溶液である。 The processing machine main body 1 performs desired machining on the metal to be processed using the electrolytic solution X supplied from the temperature controller 8. Although this processing machine main body 1 has a structure equivalent to a general electrolytic processing machine and description of a detailed structure is abbreviate | omitted, the tool electrode immersed in the electrolyte solution X with the to-be-processed metal is made into a to-be-processed metal. On the other hand, a machining current is caused to flow between the two through the electrolytic solution while being moved sequentially, and the component metal constituting the workpiece metal is eluted into the electrolyte solution X from the surface of the workpiece metal by the machining current. Thus, predetermined machining is performed on the surface of the metal to be processed. The electrolytic solution X is a conductive aqueous solution using, for example, water from which chlorine components have been removed (dechlorinated water) as a solvent and sodium nitrate (NaNO 3 ) as a solute.

スラッジ除去機２は、このような加工機本体１から排出された電解液Ｘ、つまり被加工金属の加工に使用された使用済電解液から固体成分であるスラッジを除去するものである。上記スラッジは、電解液Ｘ中に溶出した上記成分金属の水酸化物を主成分とする粒状物である。スラッジ除去機２は、比重分離を行う沈殿槽、遠心沈降機（遠心分離機）あるいは液体サイクロンであり、上記粒状物であるスラッジを効果的に捕集して電解液Ｘから分離・除去し、除去済みの電解液Ｘを混合器３に排出する。   The sludge remover 2 removes sludge, which is a solid component, from the electrolyte X discharged from the machine main body 1, that is, the used electrolyte used for processing the metal to be processed. The sludge is a granular material whose main component is a hydroxide of the component metal eluted in the electrolyte solution X. The sludge remover 2 is a settling tank that performs specific gravity separation, a centrifugal settling machine (centrifugal separator) or a liquid cyclone, and effectively collects and removes the sludge that is the particulate matter from the electrolyte X. The removed electrolytic solution X is discharged to the mixer 3.

ここで、沈殿槽は、比重を利用して使用済電解液からスラッジを分離するので、スラッジ除去機２として採用した場合はスラッジ除去機２が大型化すると共に電解液の総量が大容量化する。しかしながら、遠心沈降機（遠心分離機）及び液体サイクロンは、このような沈殿槽に比べると、スラッジ除去機２を大幅に小型化することが可能であると共に電解液の少量化を実現することができる。詳細については後述するが、電解液Ｘの導電率を高精度に管理する等の目的上、本電解加工装置Ａのスラッジ除去機２としては、遠心沈降機あるいは液体サイクロンが好ましい。   Here, since the sedimentation tank uses the specific gravity to separate sludge from the spent electrolyte, when it is used as the sludge remover 2, the sludge remover 2 is enlarged and the total amount of the electrolyte is increased. . However, the centrifugal settling machine (centrifugal separator) and the liquid cyclone can greatly reduce the size of the sludge removal machine 2 and can reduce the amount of electrolyte compared to such a settling tank. it can. Although details will be described later, for the purpose of managing the conductivity of the electrolytic solution X with high accuracy, the sludge remover 2 of the electrolytic processing apparatus A is preferably a centrifugal settling machine or a hydrocyclone.

混合器３は、スラッジ除去機２から供給された電解液Ｘに制御弁５を介して脱塩素水貯留槽４から供給された脱塩素水（電解液Ｘの溶媒）を攪拌・混合する容器である。脱塩素水貯留槽４は、電解液Ｘの溶媒である脱塩素水を貯留する容器である。制御弁５は、上記混合器３と脱塩素水貯留槽４との間に設けられ、後述するレベル計６の計測値に基づいて脱塩素水貯留槽４から混合器３に供給する脱塩素水の量を調節するものである。また、上記混合器３には、図示するようにレベル計６が付設されている。このレベル計６は、混合器３における電解液Ｘの液面高さを計測する計測器であり、計測結果を液面計測値として制御弁５に出力する。   The mixer 3 is a container that agitates and mixes the dechlorinated water (solvent of the electrolyte X) supplied from the dechlorinated water storage tank 4 via the control valve 5 with the electrolyte X supplied from the sludge remover 2. is there. The dechlorinated water storage tank 4 is a container for storing dechlorinated water that is a solvent for the electrolytic solution X. The control valve 5 is provided between the mixer 3 and the dechlorinated water storage tank 4 and is supplied with dechlorinated water from the dechlorinated water storage tank 4 to the mixer 3 based on a measured value of a level meter 6 described later. Is to adjust the amount. The mixer 3 is provided with a level meter 6 as shown. The level meter 6 is a measuring device that measures the liquid level height of the electrolyte X in the mixer 3 and outputs the measurement result to the control valve 5 as a liquid level measurement value.

循環ポンプ７は、上記混合器３から電解液Ｘを払い出して加工機本体１に供給するポンプである。温度調節器８は、図示するように循環ポンプ７と加工機本体１との間に設けられ、電解液Ｘの温度計測値に基づいて電解液Ｘを加熱／冷却することによって電解液Ｘの温度を所定の温度管理目標値に（一定に）管理（維持）する装置である。   The circulation pump 7 is a pump that discharges the electrolytic solution X from the mixer 3 and supplies the electrolytic solution X to the processing machine body 1. As shown in the figure, the temperature controller 8 is provided between the circulation pump 7 and the processing machine main body 1, and heats / cools the electrolyte X based on the measured temperature value of the electrolyte X to thereby control the temperature of the electrolyte X. Is controlled (maintained) at a predetermined temperature management target value (constantly).

ここで、電解液Ｘに着目すると、当該電解液Ｘは、上述した加工機本体１、スラッジ除去機２、混合器３、循環ポンプ７及び温度調節器８から形成される電解液循環ループ内を循環する。すなわち、加工機本体１において被加工金属の加工に供された電解液Ｘ（使用済電解液）は、廃棄されるのではなく回収され、スラッジ除去機２、混合器３、循環ポンプ７及び温度調節器８を経由して加工機本体１に循環的に再供給される。   Here, paying attention to the electrolytic solution X, the electrolytic solution X passes through the electrolytic solution circulation loop formed by the processing machine body 1, the sludge remover 2, the mixer 3, the circulation pump 7, and the temperature controller 8. Circulate. That is, the electrolytic solution X (used electrolytic solution) used for processing the metal to be processed in the processing machine main body 1 is not discarded but recovered, and the sludge remover 2, the mixer 3, the circulation pump 7 and the temperature are collected. It is cyclically re-supplied to the processing machine body 1 via the adjuster 8.

導電率計９は、図示するように温度調節器８から加工機本体１への供給される電解液Ｘ、つまり加工機本体１への供給直前における電解液Ｘの導電率を計測する計測器である。この導電率計９は、電解液Ｘの導電率計測値を制御量として制御装置１３に出力する。   As shown in the figure, the conductivity meter 9 is a measuring instrument that measures the conductivity of the electrolyte X supplied from the temperature controller 8 to the processing machine body 1, that is, the electrolyte X just before the supply to the processing machine body 1. is there. The conductivity meter 9 outputs the measured conductivity value of the electrolyte X to the control device 13 as a control amount.

供給ポンプ１０は、スラッジ除去機２から混合器３に供給される電解液Ｘに、高導電率電解液貯留槽１２から払い出した高導電率電解液を付加するためのポンプである。排出ポンプ１１は、加工機本体１から回収した電解液Ｘ（使用済電解液）の一部を外部に排出する電解液排出手段である。高導電率電解液貯留槽１２は、導電率管理目標値よりも高い導電率の電解液、つまり高導電率電解液を貯留する容器である。上記供給ポンプ１０及び高導電率電解液貯留槽１２は、上記電解液循環ループを循環している電解液Ｘに高導電率電解液を供給する高導電率電解液供給手段を構成している。   The supply pump 10 is a pump for adding the high conductivity electrolyte discharged from the high conductivity electrolyte storage tank 12 to the electrolyte X supplied from the sludge remover 2 to the mixer 3. The discharge pump 11 is an electrolyte discharge means for discharging a part of the electrolyte X (used electrolyte) collected from the processing machine body 1 to the outside. The high-conductivity electrolytic solution storage tank 12 is a container that stores an electrolytic solution having a higher conductivity than the conductivity management target value, that is, a high-conductivity electrolytic solution. The supply pump 10 and the high conductivity electrolyte storage tank 12 constitute high conductivity electrolyte supply means for supplying the high conductivity electrolyte to the electrolyte X circulating in the electrolyte circulation loop.

制御装置１３は、上述した各ポンプ、つまり循環ポンプ７、供給ポンプ１０及び排出ポンプ１１の作動を制御するものである。この制御装置１３は、電解液Ｘが電解液循環ループを予め決められた一定流量で循環するように循環ポンプ７を作動させる一方、導電率計９から入力される導電率計測値（加工機本体１への供給直前における電解液Ｘの導電率）が導電率管理目標値と一致するように、つまり一定値となるように供給ポンプ１０及び排出ポンプ１１を制御する。すなわち、この制御装置１３は、導電率計測値が導電率管理目標値よりの低い場合は供給ポンプ１０を作動させる一方、導電率計測値が導電率管理目標値よりの高い場合は排出ポンプ１１を作動させる。なお、制御装置１３による電解液Ｘの導電率制御は、本電解加工装置Ａの最も特徴とする点であり、以下に詳説する。   The control device 13 controls the operation of each pump described above, that is, the circulation pump 7, the supply pump 10, and the discharge pump 11. The control device 13 operates the circulation pump 7 so that the electrolyte X circulates in the electrolyte circulation loop at a predetermined constant flow rate, while the conductivity measurement value (processing machine main body) input from the conductivity meter 9 is operated. The supply pump 10 and the discharge pump 11 are controlled so that the conductivity of the electrolyte X immediately before the supply to 1 coincides with the conductivity management target value, that is, a constant value. In other words, the control device 13 operates the supply pump 10 when the measured conductivity value is lower than the conductivity management target value, while the discharge pump 11 is operated when the measured conductivity value is higher than the conductivity management target value. Operate. The conductivity control of the electrolytic solution X by the control device 13 is the most characteristic point of the electrolytic processing device A, and will be described in detail below.

上述した本電解加工装置Ａの各構成要素のうち、加工機本体１を除く構成要件は、電解液Ｘの溶質である硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ３）の濃度を調整することによって電解液Ｘの導電率を一定に管理して加工機本体１に供給する電解液供給手段を構成するものである。また、混合器３、脱塩素水貯留槽４、制御弁５及びレベル計６は、電解液循環ループを循環する電解液Ｘの量（循環量）を一定に管理する循環量管理手段を構成している。また、このような循環量管理手段の構成要素のうち、制御弁５及びレベル計６は、溶媒供給手段を構成している。 Among the constituent elements of the electrolytic processing apparatus A described above, the structural requirements excluding the processing machine main body 1 are that the conductivity of the electrolytic solution X is adjusted by adjusting the concentration of sodium nitrate (NaNO 3 ) that is the solute of the electrolytic solution X. The electrolyte supply means is configured to supply the processing machine body 1 with a constant control. Further, the mixer 3, the dechlorinated water storage tank 4, the control valve 5 and the level meter 6 constitute a circulation amount management means for uniformly managing the amount (circulation amount) of the electrolyte solution X circulating in the electrolyte circulation loop. ing. Of the components of the circulation amount management means, the control valve 5 and the level meter 6 constitute a solvent supply means.

次に、このような本電解加工装置Ａを用いた電解加工方法について説明する。
本電解加工装置Ａでは、加工機本体１で被加工金属の加工に供された電解液Ｘ（使用済電解液）をスラッジ除去機２に回収し、該スラッジ除去機２においてスラッジを除去することにより使用済電解液を電解加工に供することができる性状に再生（回復）させて加工機本体１に供給する。すなわち、制御装置１３が循環ポンプ７を制御することによって、電解液Ｘは電解液循環ループを予め決められた一定流量で循環し、この循環において使用と再生とが繰り返される。 Next, an electrolytic processing method using the electrolytic processing apparatus A will be described.
In the electrolytic processing apparatus A, the electrolytic solution X (used electrolytic solution) used for processing the metal to be processed by the processing machine body 1 is collected in the sludge removing machine 2 and the sludge is removed by the sludge removing machine 2. Thus, the used electrolytic solution is regenerated (recovered) into a state that can be used for electrolytic processing and supplied to the processing machine body 1. That is, when the control device 13 controls the circulation pump 7, the electrolyte X circulates in the electrolyte circulation loop at a predetermined constant flow rate, and the use and regeneration are repeated in this circulation.

ここで、特にスラッジ除去機２におけるスラッジの除去の際に電解液Ｘの一部がスラッジに付着する等に起因して、加工機本体１の運転を継続した場合に電解液Ｘの循環量及び導電率が変動する。電解液Ｘの循環量及び導電率のうち、循環量は加工機本体１の運転の継続に従って徐々に減少する傾向にあるが、導電率は、必ずしも低下するだけではなく、被加工金属から溶出した成分金属が電解液Ｘ中に溶け込む等の要因から上昇することもある。   Here, especially when the operation of the processing machine main body 1 is continued due to a part of the electrolyte solution X adhering to the sludge when the sludge is removed in the sludge remover 2, The conductivity varies. Of the circulating amount and conductivity of the electrolyte X, the circulating amount tends to gradually decrease as the operation of the processing machine body 1 continues, but the conductivity does not necessarily decrease but is eluted from the workpiece metal. The component metal may increase due to factors such as dissolution in the electrolyte X.

また、電解加工の加工精度は、周知のように平衡加工隙間理論に従うものであり、電解液Ｘの性状や工具電極の被加工金属に対する距離精度等に依存するものであるが、最も直接的な精度因子は、加工電流の設定精度である。そして、電解液Ｘの導電率は、加工電流の設定精度に最も直接的に影響を与えるパラメータである。   Moreover, the machining accuracy of the electrolytic machining follows the equilibrium machining gap theory as is well known, and depends on the properties of the electrolytic solution X, the distance accuracy of the tool electrode to the metal to be machined, etc., but the most direct The accuracy factor is the setting accuracy of the machining current. The conductivity of the electrolytic solution X is a parameter that most directly affects the processing current setting accuracy.

本電解加工装置Ａでは、このような知見に基づいて加工電流の設定精度に影響が強い電解液Ｘの導電率を一定に管理して加工機本体１に供給する電解液供給手段を備えている。すなわち、電解液供給手段における制御装置１３は、導電率計測値が導電率管理目標値よりの低い場合は供給ポンプ１０を作動させて高導電率電解液を付加させる一方、導電率計測値が導電率管理目標値よりの高い場合は排出ポンプ１１を作動させて電解液Ｘを電解液循環ループ外に排出させることによって、導電率計９から入力される導電率計測値、つまり加工機本体１への供給直前における電解液Ｘの導電率が導電率管理目標値と一致するように制御する。   The electrolytic processing apparatus A is provided with an electrolytic solution supply means that manages the conductivity of the electrolytic solution X, which has a strong influence on the setting accuracy of the processing current based on such knowledge, and supplies the electrolytic solution X to the processing machine body 1 with constant control. . That is, when the conductivity measurement value is lower than the conductivity management target value, the control device 13 in the electrolyte supply means operates the supply pump 10 to add the high conductivity electrolyte, while the conductivity measurement value is When the rate control target value is higher, the discharge pump 11 is operated to discharge the electrolyte X out of the electrolyte circulation loop, whereby the conductivity measured value input from the conductivity meter 9, that is, to the processing machine main body 1. Control is performed so that the conductivity of the electrolyte solution X immediately before the supply of the same coincides with the conductivity management target value.

ここで、本電解加工装置Ａでは、スラッジ除去機２として、電解液Ｘに対する容積が極力小さい遠心沈降機あるいは液体サイクロンを採用するので、比較的大きな容積を必要とする沈殿槽を採用した場合に比較して、電解液循環ループにおける電解液Ｘの循環量を少なくすることができる。このような電解液Ｘの循環量の少量化は、上述した電解液供給手段における電解液Ｘの導電率の一定制御に寄与する。   Here, in the present electrolytic processing apparatus A, as the sludge remover 2, a centrifugal sedimentator or a liquid cyclone having a volume as small as possible with respect to the electrolytic solution X is adopted. Therefore, when a sedimentation tank that requires a relatively large volume is adopted. In comparison, the circulation amount of the electrolyte X in the electrolyte circulation loop can be reduced. Such a small circulation amount of the electrolytic solution X contributes to the constant control of the conductivity of the electrolytic solution X in the above-described electrolytic solution supply means.

すなわち、電解液Ｘの循環量が少ない場合、電解液Ｘの導電率を導電率管理目標値に維持するために必要となる高導電率電解液の付加量及び電解液Ｘの排出量を少なくすることができるので、電解液Ｘの導電率制御における制御応答性を良くすることが可能であり、よって電解液Ｘの導電率を導電率管理目標値に対して高精度に維持することが可能となる。また、電解液Ｘの循環量が少ないことにより、温度調節器８の消費エネルギを低減することができる。   That is, when the circulation amount of the electrolytic solution X is small, the additional amount of high-conductivity electrolytic solution and the discharge amount of the electrolytic solution X required to maintain the conductivity of the electrolytic solution X at the conductivity management target value are reduced. Therefore, it is possible to improve the control responsiveness in the conductivity control of the electrolytic solution X, and therefore it is possible to maintain the electrical conductivity of the electrolytic solution X with high accuracy with respect to the conductivity management target value. Become. Further, since the circulation amount of the electrolyte X is small, the energy consumption of the temperature controller 8 can be reduced.

また、スラッジ除去機２として遠心沈降機あるいは液体サイクロンを採用した場合には、沈殿槽を採用した場合よりも電解液循環ループにおける電解液Ｘの循環量を少なくすることができるので、沈殿槽を採用した場合よりも排出ポンプ１１から外部に排出される使用済電解液の量を低減できる。したがって、遠心沈降機あるいは液体サイクロンを採用した場合には、外部に排出された使用済電解液の処理に要するコストを沈殿槽を採用した場合よりも低減することができる。   In addition, when a centrifugal settling machine or a liquid cyclone is adopted as the sludge remover 2, the circulation amount of the electrolyte X in the electrolyte circulation loop can be reduced as compared with the case where a precipitation tank is adopted. The amount of the used electrolyte discharged from the discharge pump 11 to the outside can be reduced as compared with the case where it is adopted. Therefore, when a centrifugal settling machine or a liquid cyclone is employed, the cost required for processing the spent electrolyte discharged to the outside can be reduced as compared with the case where a sedimentation tank is employed.

また、本電解加工装置Ａでは、排出ポンプ１１を作動させることによって電解液Ｘの一部が電解液循環ループの外部に排出されるので、電解液Ｘの循環量は減少するが、当該循環量は循環量管理手段によって循環量管理目標値に自動復帰する。すなわち、レベル計６が計測する混合器３における電解液Ｘの液面レベル（液面計測値）は電解液Ｘの循環量に依存する。制御弁５は、このような液面計測値が管理目標値を下回ると開口して脱塩素水貯留槽４から混合器３に脱塩素水を供給することにより、電解液Ｘの循環量を循環量管理目標値に維持させる。   Further, in the present electrolytic processing apparatus A, by operating the discharge pump 11, a part of the electrolyte solution X is discharged to the outside of the electrolyte circulation loop, so that the circulation amount of the electrolyte solution X decreases, but the circulation amount Is automatically returned to the circulation amount management target value by the circulation amount management means. That is, the liquid level (liquid level measurement value) of the electrolytic solution X in the mixer 3 measured by the level meter 6 depends on the circulation amount of the electrolytic solution X. The control valve 5 opens and supplies the dechlorinated water from the dechlorinated water storage tank 4 to the mixer 3 when the liquid level measurement value falls below the management target value, thereby circulating the circulation amount of the electrolyte X. Maintain the volume control target value.

このような本実施形態によれば、電解液Ｘの導電率を一定に管理して加工機本体１に供給するので、加工機本体１において被加工金属を従来よりも高精度に加工することができる。平衡加工隙間理論に基づいて電解液Ｘの導電率と加工精度の関係を見ると、例えば、５重量％の硝酸ナトリウム水溶液を電解液Ｘとして用い、ステンレス材（ＳＵＳ３０４）からなる被加工金属を加工電極の送り速度：０．２ｍｍ／ｍｉｎ、印加電圧：１５Ｖとして電解加工する場合、被加工金属の加工精度として０．２ｍｍを実現するためには、電解液Ｘの導電率を２Ｓ／ｍ以内に維持する必要がある。なお、この２Ｓ／ｍ以内という導電率は、硝酸ナトリウム（媒質）の濃度に換算すると、３〜６重量％に相当する値である。   According to the present embodiment, since the conductivity of the electrolyte X is controlled to be constant and supplied to the processing machine main body 1, the metal to be processed can be processed with higher accuracy than before in the processing machine main body 1. it can. Looking at the relationship between the conductivity of the electrolyte X and the machining accuracy based on the equilibrium machining gap theory, for example, a 5% by weight sodium nitrate aqueous solution is used as the electrolyte X to machine a workpiece metal made of stainless steel (SUS304). When electrolytic processing is performed with an electrode feed rate of 0.2 mm / min and an applied voltage of 15 V, the conductivity of the electrolytic solution X must be within 2 S / m in order to achieve 0.2 mm as the processing accuracy of the metal to be processed. Need to be maintained. The conductivity within 2 S / m is a value corresponding to 3 to 6% by weight in terms of the concentration of sodium nitrate (medium).

本実施形態における導電率計９は、計測範囲及び計測分解能の点で上記２Ｓ／ｍ程度の導電率を十分に計測することが可能であり、また制御装置１３は導電率計９から入力される導電率計測値に基づいて供給ポンプ１０あるいは排出ポンプ１１を制御することにより電解液Ｘの導電率を上記２Ｓ／ｍ以内に十分に維持することが可能である。したがって、本実施形態によれば、上記０．２ｍｍという加工精度を十分に実現することが可能である。   The conductivity meter 9 in the present embodiment can sufficiently measure the conductivity of about 2 S / m in terms of the measurement range and measurement resolution, and the control device 13 is input from the conductivity meter 9. By controlling the supply pump 10 or the discharge pump 11 based on the measured conductivity value, the conductivity of the electrolyte solution X can be sufficiently maintained within the above 2 S / m. Therefore, according to this embodiment, the processing accuracy of 0.2 mm can be sufficiently realized.

また、本実施形態によれば、スラッジ除去機２として容積が極力小さいサイクロンあるいは遠心沈降機を採用するので、比較的大きな容積を必要とする沈殿槽を採用した場合よりも電解液Ｘの循環量を少なくすることが可能であり、これによって応答性良く電解液Ｘの導電率を管理・制御することができるので、加工精度の変動幅を小さくすることが可能である。   Moreover, according to this embodiment, since the cyclone or centrifugal settling machine whose volume is as small as possible is adopted as the sludge remover 2, the circulation amount of the electrolytic solution X is larger than when a sedimentation tank requiring a relatively large volume is adopted. As a result, the conductivity of the electrolyte X can be managed and controlled with good responsiveness, so that the fluctuation range of the processing accuracy can be reduced.

また、本電解加工装置Ａでは、温度調節器８によって電解液Ｘの性状の１つである温度が温度管理目標値に維持されるので、これによっても被加工金属の加工精度を高精度化することが可能である。
さらには、電解液Ｘの循環量が一定に維持されるので、加工機本体１において電解液Ｘが不足するような事態を回避することが可能である。 Further, in the present electrolytic processing apparatus A, the temperature, which is one of the properties of the electrolytic solution X, is maintained at the temperature management target value by the temperature controller 8, which also increases the processing accuracy of the metal to be processed. It is possible.
Furthermore, since the circulation amount of the electrolytic solution X is maintained constant, it is possible to avoid a situation where the electrolytic solution X is insufficient in the processing machine body 1.

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る電解加工装置Ｂ及び当該電解加工装置Ｂを用いた電解加工方法について説明する。 [Second Embodiment]
Next, an electrolytic processing apparatus B according to the second embodiment and an electrolytic processing method using the electrolytic processing apparatus B will be described.

本電解加工装置Ｂは、図2に示すように、第１実施形態に係る電解加工装置Ａにイオン除去機１４を付加した構成を有する。すなわち、本電解加工装置Ｂは、スラッジ除去機２における電解液Ｘの排出側にイオン除去機１４を設けたものである。このイオン除去機１４は、加工機本体１から排出された電解液Ｘ（使用済電解液）に含まれる金属イオンを除去するためのイオン交換樹脂である。この金属イオンは、電解液Ｘが本来含んでいる成分とは異なるものであり、加工機本体１における電解加工に悪影響を与える場合があるので、本電解加工装置Ｂでは、イオン除去機１４を備えた構成を採用する。   As shown in FIG. 2, the electrolytic processing apparatus B has a configuration in which an ion removing machine 14 is added to the electrolytic processing apparatus A according to the first embodiment. That is, this electrolytic processing apparatus B is provided with an ion remover 14 on the discharge side of the electrolyte X in the sludge remover 2. The ion remover 14 is an ion exchange resin for removing metal ions contained in the electrolytic solution X (used electrolytic solution) discharged from the processing machine main body 1. Since this metal ion is different from the component originally contained in the electrolytic solution X and may adversely affect the electrolytic processing in the processing machine body 1, the electrolytic processing apparatus B includes the ion removing device 14. Adopt the configuration.

このような本実施形態では、イオン除去機１４を備えるので、第１実施形態に係る電解加工装置Ａよりも精度良く被加工金属を電解加工することができると共に、加工精度の変動幅を第１実施形態に係る電解加工装置Ａよりも小さくすることが可能である。   In this embodiment, since the ion removing machine 14 is provided, the metal to be processed can be electrolytically processed with higher accuracy than the electrolytic processing apparatus A according to the first embodiment, and the variation range of the processing accuracy can be reduced to the first. It is possible to make it smaller than the electrolytic processing apparatus A according to the embodiment.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記電解加工装置Ａ，Ｂは電解液Ｘを循環させる電解液循環ループを備えるが、本発明はこれに限定されない。使用済電解液を再生して加工機本体１で再使用するのではなく、新規の電解液Ｘを加工機本体１に順次供給して被加工金属を電解加工するように構成し、上記新規の電解液Ｘの導電率が導電率管理目標値と一致するように管理して加工機本体１に供給するようにしても良い。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) Although the electrolytic processing apparatuses A and B include an electrolytic solution circulation loop for circulating the electrolytic solution X, the present invention is not limited to this. Instead of reclaiming the used electrolyte and reusing it in the processing machine main body 1, the new electrolyte X is sequentially supplied to the processing machine main body 1 so that the metal to be processed is electrolytically processed. The conductivity of the electrolytic solution X may be managed so as to coincide with the conductivity management target value and supplied to the processing machine body 1.

（２）上記電解加工装置Ａ，Ｂでは、電解液Ｘの導電率、温度、循環量を管理するが、これら管理パラメータのうち、電解液Ｘの温度及び循環量の管理については、必要に応じて省略しても良い。また、電解液Ｘの温度及び循環量に代えて、あるいは電解液Ｘの温度及び循環量に加えて、電解液Ｘに関する他の性状（ｐＨ値、比重、温度、圧力等）を管理するようにしても良い。 (2) In the electrolytic processing apparatuses A and B, the conductivity, temperature, and circulation rate of the electrolyte solution X are managed. Of these management parameters, the temperature and circulation rate of the electrolyte solution X are managed as necessary. May be omitted. In addition to the temperature and the circulation amount of the electrolyte solution X, or in addition to the temperature and the circulation amount of the electrolyte solution X, other properties (pH value, specific gravity, temperature, pressure, etc.) relating to the electrolyte solution X are managed. May be.

（３）さらに、上記電解加工装置Ａ，Ｂでは、導電率計測値が導電率管理目標値よりの低い場合は電解液循環ループを循環している電解液Ｘに高導電率電解液を付加させる一方、導電率計測値が導電率管理目標値よりの高い場合は電解液循環ループを循環している電解液Ｘを電解液循環ループ外に排出させることによって、電解液Ｘの導電率が導電率管理目標値と一致するように制御するが、電解液Ｘの導電率に関する管理・制御手法は、これに限定されない。 (3) Further, in the electrolytic processing apparatuses A and B, when the measured conductivity value is lower than the conductivity management target value, the high conductivity electrolyte is added to the electrolyte X circulating in the electrolyte circulation loop. On the other hand, when the measured conductivity value is higher than the conductivity management target value, the electrolyte solution X circulating in the electrolyte circulation loop is discharged to the outside of the electrolyte circulation loop, so that the conductivity of the electrolyte solution X becomes the conductivity. Although the control is performed so as to coincide with the management target value, the management / control technique relating to the conductivity of the electrolytic solution X is not limited to this.

Ａ、Ｂ…電解加工装置、Ｘ…電解液、１…加工機本体、２…スラッジ除去機、３…混合器、４…脱塩素水貯留槽、５…制御弁、６…レベル計、７…循環ポンプ、８…温度調節器、９…導電率計、１０…供給ポンプ、１１…排出ポンプ、１２…高導電率電解液貯留槽、１３…制御装置、１４…イオン除去機   A, B: Electrolytic processing apparatus, X: Electrolyte, 1 ... Processing machine body, 2 ... Sludge remover, 3 ... Mixer, 4 ... Dechlorinated water storage tank, 5 ... Control valve, 6 ... Level meter, 7 ... Circulating pump, 8 ... temperature controller, 9 ... conductivity meter, 10 ... feed pump, 11 ... discharge pump, 12 ... high conductivity electrolyte reservoir, 13 ... control device, 14 ... ion remover

Claims (6)

電解液供給手段から供給された電解液を用いて加工機本体で加工対象物に所望の機械加工を施す電解加工装置であって、
電解液供給手段は、加工機本体で使用された電解液（使用済電解液）を回収し、当該使用済電解液の導電率を一定に調整して加工機本体に循環的に供給し、また循環量を一定に管理する循環量管理手段を備え、
循環量管理手段は、
循環している電解液と電解液の溶媒とを混合させる混合器と、
前記混合器における液面高さを計測するレベル計と、
該レベル計の計測値に応じた量の溶媒を混合器に供給する溶媒供給手段と
を具備することを特徴とする電解加工装置。 An electrolytic processing apparatus that performs desired machining on an object to be processed in a processing machine body using an electrolytic solution supplied from an electrolytic solution supply means,
The electrolytic solution supply means collects the electrolytic solution (used electrolytic solution) used in the processing machine main body, adjusts the conductivity of the used electrolytic solution to a constant level, and supplies it to the processing machine main body cyclically. A circulation amount management means for managing the circulation amount to a certain level is provided.
Circulation amount management means
A mixer for mixing the circulating electrolyte and the electrolyte solvent;
A level meter for measuring the liquid level in the mixer;
Solvent supply means for supplying the mixer with an amount of solvent corresponding to the measured value of the level meter;
An electrolytic processing apparatus comprising: 電解液供給手段は、電解液の温度を一定に管理する温度調節器を備えることを特徴とする請求項１記載の電解加工装置。 The electrolytic processing apparatus according to claim 1 , wherein the electrolytic solution supply means includes a temperature regulator that manages the temperature of the electrolytic solution at a constant level . 電解液供給手段は、
加工機本体への供給直前における電解液の導電率を計測する導電率計と、
導電率の管理目標値よりも高い導電率の電解液（高導電率電解液）を循環している電解液に供給する高導電率電解液供給手段と、
加工機本体から回収した電解液の一部を外部に排出する電解液排出手段と、
導電率計の計測結果に基づいて電解液の導電率が管理目標値となるように高導電率電解液供給手段及び電解液排出手段を制御する制御装置と
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電解加工装置。 The electrolyte supply means
A conductivity meter that measures the conductivity of the electrolyte just before supply to the processing machine body;
A high-conductivity electrolyte supply means for supplying an electrolyte having a conductivity higher than the management target value of conductivity (a high-conductivity electrolyte) to the circulating electrolyte;
An electrolyte discharging means for discharging a part of the electrolyte recovered from the processing machine body to the outside;
A control device for controlling the high-conductivity electrolyte supply means and the electrolyte discharge means so that the conductivity of the electrolyte reaches a management target value based on the measurement result of the conductivity meter;
The electrolytic processing apparatus according to claim 1, further comprising: 電解液供給手段は、加工機本体から回収した使用済電解液からスラッジを除去するスラッジ除去機を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解加工装置。 The electrolytic processing apparatus according to claim 1, wherein the electrolytic solution supply unit includes a sludge removing machine that removes sludge from the used electrolytic solution collected from the processing machine main body . スラッジ除去機は、液体サイクロンあるいは遠心沈降機であることを特徴とする請求項４記載の電解加工装置。 The electrolytic processing apparatus according to claim 4 , wherein the sludge remover is a hydrocyclone or a centrifugal settling machine . 電解液供給手段は、加工機本体から回収した使用済電解液から金属イオンを除去するイオン除去機を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解加工装置。 The electrolytic processing apparatus according to claim 1 , wherein the electrolytic solution supply unit includes an ion removing machine that removes metal ions from the used electrolytic solution recovered from the processing machine main body .
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