JPH0425336A - 放電加工用電極加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、蒸気タービンのノズル板や動静翼、ガスクー
ピンの動静翼等を放電加工する電極を、ＮＣ制御によっ
て連続して自動加工する放電加工用電極加工機に関する
ものである。

〈従来の技術〉 一般に、蒸気タービンのノズル板を放電加工する際には
、８種類の電極工具が使用されろ。この電極工具は、そ
の加工中に消耗して変形するため、高精度のプロフィル
を形成加工するには、蒸気タービン１台当り約３６０個
の電極工具を必要とする。ｆａ極工只の材料としては、
黄銅、銅、炭素、＃タングステン焼結物等の良導材料が
状況に応して選択される。従って、上記材料からなる電
極工具の加工にあたっては、切削性には何ら問題はない
が、形状が複雑であるため、主として汎用の手動又はＮ
Ｃ制御のフライス盤を使用し、フライス加工後のコーナ
部の面取りを手仕上げによって行っているのが業界の現
状である。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、上述した従来の加工方法にあっては、汎用機
によるバラ加工のため工程数が多く、シかも運搬、停滞
、工程別検査を含めて工数も増大することから、コスト
アップを招来するとともに工期も長びくという問題点が
あった。又、手仕上げによる部分が伴うｔコめ、個人差
によりその精度にバラツキが生じこれが被加工物精度を
低下しさる一因となっている。

そこで本発明の目的は、従来の複数個のフライス盤によ
るバラ加工や手仕上げ工程をなくしてＮＣ専用機による
無人加工を可能とすることにある。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明による放電加工用電
極機は、三次元方向に移動可能なスピンドルヘッドと、
該スピンドルヘッドへ供給する複数の工具を着脱自在に
保持した第１マガジンラックと、該第１マガジンラック
と上記スピンドル・＼ラドとの間の工具の受け渡しをす
る自動工具交換装置と、上記スピンドルヘッドで旋回加
工されるワークを着脱自在に保持するワーク保持装置と
、該ワーク保持装置へ供給する複数のワークを着脱自在
に保持した第２マガジンラックと、該第２マガジンラッ
クと上記ワーク保持装置との間のワーク受け渡しをする
自動ワーク交換装置と、上記ワーク保持装置を旋回させ
る装置と、上記スピンドルヘッド、第１マガジンラック
。

自動工具交換装置、ワーク保持装置、第２マガジンラッ
ク及び自動ワーク交換装置を予め入力された数値情報に
基いて自動的に制御するＮＣＩＡ謂とを有することを特
徴とする。

〈作　　　用〉 上述した構成によれば、電極加工の全工程に必要なすべ
ての工具を第１マガジンラックに装置するとともに、複
数個の電極工具素材（ワーク）を第２マガジンラックに
装置して、電極工具の形状に応じた数値情報が記憶され
た磁気ディスク又はさノし孔テープをＮＣ装置に挿入す
れば、工具の交換、ワークのＮＱＩな切削加工及加工完
了後の成品とワークとの置換等の一連の加工作業が全自
動化され、電極加工工程のすべてが無人化される。

〈実　施　例〉 以下添付図面に基づいて、本発明の一実施例を説明する
。

第１図に示すように、ベット１上に第１コラム２が第１
サーボモータ３及びボールねしく図示せず）を介して前
後方向（図中矢印イ方向）へ移動可能に設けられる。

上記第１コラム２の後面側には、第１フレーム４が第２
サーボモータ５及びボールねじ（図示せず）を介して上
下方向（図中矢印口方向）へ移動可能に設けられ、この
第１フレーム４にスピンドルヘッド６を支持する第２フ
レーム７が第３サーボモータ８及びボールねじ（図示せ
ず）を介して左右方向（図中矢印凸方向）へ移動可能に
設けられる。上記スピンドルヘッド６、その軸端９に取
り付けられる後述の工具Ｔをモータ１０によりベルト１
１を介して回転駆動して後述のワークＷを所定の電極形
状に加工するものである。なお、図中１２は、スピンド
ルヘッド６のオーバハング重量による第１フレーム４の
撓みを防止するために設けられたバランス用の第１エア
ーシリンダである。

また、第１コラム２の右側面側には、上述したスピンド
ルヘッド６へ供給する８個の異なった工具Ｔを着脱自在
に保持した第１マガジンラック１３が第２エアーシリン
ダ１４により垂直方向に回転可能に設けられる。

さらに、第１コラム２の上部側には、上記第１マガジン
ラック１３とスピンドルヘッド６との間に工具Ｔの受け
渡しをする自動工具交換装置１５が設けられる。即ち、
自動工具交換装置１５は、上記第１コラム２の上面から
右方へ第１ブラケツト１６を介して突出された第１１−
ム１７と、該第１アーム１７に対し第２ブラケツト１８
を前後方向に移動させる第３エアーシリンダ１９と、上
記第２ブラケツト１８に対し第３ブラケツト２０を左右
方向に移動させる第４エアーシリンダ２１と、上記第３
ブラゲツト２０に対し工具把持用の第１チエンジアーム
２２を上下方向に移動させる第５エアーシリンダ２３と
を備えてなるものである。

上記ベット１の右側面後部側には、上述したスピンドル
ヘッド６で旋回加工されるワークＷを着脱自在に保持す
るワーク保持値Ｗｔ２４が設けられる。即ちワーク保持
装置２４は、上記ワークＷを保持する油圧クランプ２５
と、該油圧クランプ２５を固定するＮＣ割出しテーブル
２６と、該ＮＣ割出しテーブル２６を駆動する第４サー
ボモータ２７とを備えてなるものである。

また、上記ベルト１の後面側には、上述したワーク保持
値［２４へ供給する複数のワークＷを着脱自在に保持し
た第２マガジンラック２８が設けられる。図示例では、
第２マガジンラック２８は、前後に一対設けられてそれ
ぞれ小形ワークＷでは８個、大形ワークでは４個のワー
クＷが取り付けられるようになっている。そして第２マ
ガジンラック２８はペース２９上を、第６エアーシリン
ダ３０及び歯車装置３１により垂直方向に回転可能で、
かっ１８０°反転装置３２により水平方向に受け渡し位
置と交換位置とに反転可能になっている。

さらに、上記ベット１の後部側には、上記第２マガジン
ラック２８とワーク保持装置２４との間のワークＷの受
け渡しをする自動ワーク交換装置３３が設けられる。即
ち、自動ワ一り交換装Ｗ３３は、第２コラム３４の上端
から右方に突出された第２アーム３５と該第２アーム３
５に対し第４ブラケツト３６を左右方向に移動させる第
７エアーシリンダ３７と、上記第４ブラケツト３６に対
し第５ブラケツト３８を前後方向：ぐ移動させる第８エ
アーシリンダ３９と、上記第５ブラケツト３８に対しワ
ーク把持用の第２チエンジアーム４０を上下方向に移動
させる第９エアーシリンダ４１とを備えてなるものであ
る。

また、上述したワーク保持装置２４の下部には、ワーク
保持装置２４を０”　　９０°に旋回位置決めさせる、
ワーク保持装置旋回装【４２を備えており、０゛位置の
場合の座標系は座標１．９０°位置の場合の座標系は座
標２となる。そして、上述した第１マガジンラック１３
、第２マガジンラック２８、ワークＷの移動に係る第７
から第９エアーシリンダ３７，３９，４１、工具Ｔの移
動に係る第３から第５エアーシリンダ１９，２１．２３
、ワーク保持装置旋回装［４２、切削加工に係る第１か
ら第３サーボモータ３，５．．８、ＮＣ割出しテーブル
２６、ＮＣ割出テーブル２６を駆動する第４サーボモー
タ２７及び工具駆動用のモータ１０の制御は、ベツド１
の前面側に配設したＮＣ装［４３により、該装Ｍ４３に
予め入力された数値情報に基き制御盤４４を介して全自
動式に行われるようになっている。

このように構成されろため、スピンドルヘッド６はその
軸端９に取付けられる工具Ｔに対応して第１から第３サ
ーボモータ３，５゜８により前後左右及び上下方向へ三
次元的に移動し、ワーク保持装置２４に保持されたワー
クは第４サーボモータ２７によりワークを回転させ同時
４軸で切削加工を行うが、さらにワーク保持装置２４を
垂直方向に９０°旋回させる装置４２により５軸制御と
同等の機能を有してワークＷを所定の電極形状に切削加
工をする。

この際の加工手順の概略フローチャートと自動工具交換
装置１５及び自動ワーク交換装置３３における動作のフ
ローチャートを第２図から第６図に示す。

第２図は、加工するワークＷが８個で、使用する工具Ｔ
が三本の場合の概略フローチャートで、Ｐ、Ｐ　及びＰ
５の工具（Ｔ）セット及び工具（Ｔ）交換で自動工具交
換装置１５が作動し、Ｐ、、　Ｐ４の加工の座標系は第
１図の座標１で、Ｐ６の加工でワーク保持装置旋回装ｗ
４２が作動し座標系は第１図の座標２で加工し、Ｐ６の
ワーク　（Ｗ）交換で自動ワーク交換装置３３が作動す
るのである。

第３図は、自動工具交換装置１５において、１本目の工
ＡＴをスピンドルヘッド６にセットする場合のフローチ
ャートで　ｐｌの第５シリンダ２３の前進で１本目の工
具Ｔを第１チエンジアーム２２で把持し、Ｐ２の第４シ
リンダ２１の前進で上記工具Ｔを第１マガジンラック１
３から取り出す。モしてＰの第４シリンダ２１の後退で
上記工具Ｔをスピンドルヘッド６の軸端９にセットする
のである。

第４図は、同じく自動工具交換装置１５において、工具
Ｔを交換する場合のフローチャートで、Ｐ２の第５シリ
ンダ２３の前進で使用済みの工具Ｔを第１チエンジアー
ム２２で把持し、Ｐ７の第４シリンダ２１の後退で使用
済みの工Ｊ％Ｔを第１マガジンラック１３へ収納する。

その後、Ｐ、で第２エアシリンダ１４により第１マガジ
ンラック１３を１ピツチだけ割り出し回転させ、Ｐ、。

の第５シリンダ２３の前進で次の工具Ｔを第１チエンジ
アーム２２で把持する。そして、Ｐ６の第４シリンダ２
１の後退で上記工具Ｔをスピンドルヘッド６の軸ｔＩａ
９にセットするのである。

第５図は、自動工具交換値［３３において、ワークＷを
交換する場合のフローチャートで、Ｐ３の第８シリンダ
３９の後退で第２チエンジアーム４０をワーク保持装置
２４まで移動させ、Ｐ４の第９シリンダ４１の前進で加
工済みのワークＷを上記第２チエンジアーム４ｏで保持
する。その後、Ｐ、の第８シリンダ３９の後退で加工済
みワークＷを第２マガジンラックへ収納し、Ｐ、で第６
エアシリンダ３０により上記第２マガジンラック２８を
１ピツチだけ割出し回転させた後、Ｐ、。の第９シリン
ダ４１の前進で次のワークＷを上記第２チエンジアーム
４０で把持する。そして、Ｐ　の第８シリンダ３９の後
退で上記ワークＷをワーク保持装Ｗ１２４の油圧クラン
プ２５ヘセツトするのである。

第６図は、３本目の工具装着後にワーク保持装置旋回装
置４２が作動し、ワーク保持装置２４を９０”旋回位置
決めさせて加工する場合のフローチャートで　ｐｌのワ
ーク保持装置２４が９０°旋回で位置決めされ、Ｐでワ
ークＷが加工され、Ｐ３のワーク保持装置２４が０°旋
回で旋回位置決めされる。

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明によれば、スピンドルヘッド
、工具収納用のマガジンラック、自動工具交換装置、ワ
ーク保持装置、ワーク旋回装置、ワーク収納用マガジン
ラック及び自動ワーク交換装置をＮＣ装置により全自動
的に制御するようにしたので、複数個のフライス盤によ
るバラ加工や手仕上げ工程という従来作業がなくなり、
ＮＣ専用機による無人加工が可能となる。

従って、工数、コストの低減や工期の短縮が図れると共
に、加工精度向上に併うタービン性能の向上が図れると
いう効果が得られろ。

なお、本発明によるｍ極加工機は独立した製品としてそ
のまま販売することができろ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る放電加工用電極加工機
を示す斜視図、第２図は実施例装置による加工手順を示
す概略フローチャー１−　、第３図は工具交換装置にお
ける工具セットの動作を示すフローチャート、第４は工
具交換装置における工具交換の動作を示すフローチャー
ト、第５は自動ワーク交換装置におけるワーク交換の動
作を示すフローチャート、第６図はワーク保持装置旋回
装置の動作を示すフローチャートである。 図面中、 ６はスピンドルヘッド、 １３は第１マガジンラック、 １５は自動工具交換装置、 ２４はワーク保持装置、 ２８は第２マガジンラック、 ３３は自動ワーク交換装置、 ４２はワーク保持装置旋回装置、 ４３はＮＣ装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 三次元方向に移動可能なスピンドルヘッドと、該スピン
   ドルヘッドへ供給する複数の工具を着脱自在に保持した
   第１マガジンラックと、該第１マガジンラックと上記ス
   ピンドルヘッドとの間の工具の受け渡しをする自動工具
   交換装置と、上記スピンドルヘッドで旋回加工されるワ
   ークを着脱自在に保持するワーク保持装置と、該ワーク
   保持装置へ供給する複数のワークを着脱自在に保持した
   第２マガジンラックと、該第２マガジンラックと上記ワ
   ーク保持装置との間のワーク受け渡しをする自動ワーク
   交換装置と、上記ワーク保持装置を旋回させる装置と、
   上記スピンドルヘッド、第１マガジンラック、自動工具
   交換装置、ワーク保持装置、第２マガジンラック及び自
   動ワーク交換装置を予め入力された数値情報に基づいて
   自動的に制御するＮＣ装置とを有することを特徴とする
   放電加工用電極加工機。