JPH0724651A - 放電加工装置及び放電加工方法 - Google Patents
放電加工装置及び放電加工方法Info
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- JPH0724651A JPH0724651A JP16561093A JP16561093A JPH0724651A JP H0724651 A JPH0724651 A JP H0724651A JP 16561093 A JP16561093 A JP 16561093A JP 16561093 A JP16561093 A JP 16561093A JP H0724651 A JPH0724651 A JP H0724651A
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- Japan
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- work
- eccentric ring
- electric discharge
- electrode
- discharge machining
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電加工装置および放電加工方法において、
ワークに対して電極を滑らかな移動軌跡に沿って移動さ
せ、滑らかなワークの加工形状を得ることのできる放電
加工装置及び放電加工方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 電極4aを把持した回転可能なホルダ8を、
放電加工装置1の機械中心に対してオルダム継手30に
よって任意の方向に摺動可能に設け、ホルダ8を外周円
の軸心に対して内周円の軸心が偏心した内偏心リング4
0、中偏心リング50、外偏心リング64によって保持
し、各偏心リングをサーボモータ48,60,74によ
ってそれぞれ偏心回転運動させることによって、ホルダ
8に保持された電極4aを任意の移動軌跡に沿って自転
かつ公転移動させる。
ワークに対して電極を滑らかな移動軌跡に沿って移動さ
せ、滑らかなワークの加工形状を得ることのできる放電
加工装置及び放電加工方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 電極4aを把持した回転可能なホルダ8を、
放電加工装置1の機械中心に対してオルダム継手30に
よって任意の方向に摺動可能に設け、ホルダ8を外周円
の軸心に対して内周円の軸心が偏心した内偏心リング4
0、中偏心リング50、外偏心リング64によって保持
し、各偏心リングをサーボモータ48,60,74によ
ってそれぞれ偏心回転運動させることによって、ホルダ
8に保持された電極4aを任意の移動軌跡に沿って自転
かつ公転移動させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放電加工装置及び放電加
工方法に関し、特に電極とワークとを相対運動させなが
らワークに所望の放電加工を施す放電加工装置及び放電
加工方法に関するものである。
工方法に関し、特に電極とワークとを相対運動させなが
らワークに所望の放電加工を施す放電加工装置及び放電
加工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】工作機械を用いた金属材料の加工方法に
は様々なものが有るが、材料となる物質の機械的強度に
関係なく加工を行うことが可能であり、高精度の加工が
可能な放電加工が多く利用されている。
は様々なものが有るが、材料となる物質の機械的強度に
関係なく加工を行うことが可能であり、高精度の加工が
可能な放電加工が多く利用されている。
【0003】放電加工によって加工されるものの一つに
歯車の金型がある。歯車は、つぎつぎに噛み合う歯によ
って運動を伝達する機械の重要な構成要素である。特
に、正確な速比の回転運動と、大きな動力をきわめて小
さな構造で効率よく伝達することができることから、計
器や時計等の小形歯車から中形の自動車の変速機のギ
ア、大形のものでは数万馬力の舶用タービン減速歯車に
至るまできわめて広い分野で使用されている。
歯車の金型がある。歯車は、つぎつぎに噛み合う歯によ
って運動を伝達する機械の重要な構成要素である。特
に、正確な速比の回転運動と、大きな動力をきわめて小
さな構造で効率よく伝達することができることから、計
器や時計等の小形歯車から中形の自動車の変速機のギ
ア、大形のものでは数万馬力の舶用タービン減速歯車に
至るまできわめて広い分野で使用されている。
【0004】一般に歯車は、加工精度の善し悪しによっ
て振動や騒音の大きさが左右されるため、加工精度の向
上が切望されている。特に最近、居住性が重要視される
自動車の分野では、振動・騒音の発生原因を排除するた
めに歯車の加工精度向上が求められている。
て振動や騒音の大きさが左右されるため、加工精度の向
上が切望されている。特に最近、居住性が重要視される
自動車の分野では、振動・騒音の発生原因を排除するた
めに歯車の加工精度向上が求められている。
【0005】従来、歯車の形成は、歯切盤による機械加
工法、鍛造法、放電加工法等があるが、生産性を考慮す
ると比較的容易に低コストで大量生産することのできる
鍛造法(押出し鍛造法や焼結鍛造法)が採用されてい
る。鍛造の場合、鍛造用の金型の精度の善し悪しがその
まま歯車の精度に影響を与えるため、高精度の金型を得
ることが重要である。
工法、鍛造法、放電加工法等があるが、生産性を考慮す
ると比較的容易に低コストで大量生産することのできる
鍛造法(押出し鍛造法や焼結鍛造法)が採用されてい
る。鍛造の場合、鍛造用の金型の精度の善し悪しがその
まま歯車の精度に影響を与えるため、高精度の金型を得
ることが重要である。
【0006】従来の放電加工は、X方向、Y方向に移動
可能なXY移動テーブル上に素材(ワーク)を固定保持
して、このワークに対して、形成する加工形状と同形状
の放電加工用電極を接近させ、前記XY移動テーブルの
X方向の移動とY方向の移動とを組み合わせることによ
って、放電加工用電極とワークとの相対位置を変化させ
て、ワークを所望の加工形状に加工していた。
可能なXY移動テーブル上に素材(ワーク)を固定保持
して、このワークに対して、形成する加工形状と同形状
の放電加工用電極を接近させ、前記XY移動テーブルの
X方向の移動とY方向の移動とを組み合わせることによ
って、放電加工用電極とワークとの相対位置を変化させ
て、ワークを所望の加工形状に加工していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の放電加
工装置では、ワークの電極に対する相対移動をXY移動
テーブルによって行っていたため、X方向のみ、または
Y方向のみの移動の軌跡は滑らかに描くことができた
が、斜め方向の移動や曲線的な移動はX方向、Y方向へ
の微小移動の組み合わせによって行う必要があり、移動
の軌跡は階段状になってしまっていた。従って、電極に
対するワークの動きも階段状にガタガタしたものになり
滑らかな移動の軌跡を描くことができず、加工されるワ
ークも滑らかな加工形状を得ることができないという問
題があった。
工装置では、ワークの電極に対する相対移動をXY移動
テーブルによって行っていたため、X方向のみ、または
Y方向のみの移動の軌跡は滑らかに描くことができた
が、斜め方向の移動や曲線的な移動はX方向、Y方向へ
の微小移動の組み合わせによって行う必要があり、移動
の軌跡は階段状になってしまっていた。従って、電極に
対するワークの動きも階段状にガタガタしたものになり
滑らかな移動の軌跡を描くことができず、加工されるワ
ークも滑らかな加工形状を得ることができないという問
題があった。
【0008】そこで本発明は、ワークに対して電極を滑
らかな移動軌跡に沿って移動させることを可能にし、滑
らかなワークの加工形状を得ることのできる放電加工装
置及び放電加工方法を提供することを目的とする。
らかな移動軌跡に沿って移動させることを可能にし、滑
らかなワークの加工形状を得ることのできる放電加工装
置及び放電加工方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するため、第1として、ワークと電極とを近接させ
ると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極によ
りワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電加工
装置において、前記電極を把持すると共に、放電加工装
置の機械中心に対して任意の方向に摺動可能に設けられ
た回転軸と、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心
した第1偏心リングであって、前記内周円に前記回転軸
を保持する第1偏心リングと、前記回転軸と第1偏心リ
ングとを内周円に保持する少なくとも1つ設けられた外
郭偏心リングと、前記第1偏心リングと外郭偏心リング
とを回転駆動させて、その回転運動によって前記回転軸
に所定の移動量を与える回転駆動制御部と、を有するこ
とを特徴とするものである。
解決するため、第1として、ワークと電極とを近接させ
ると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極によ
りワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電加工
装置において、前記電極を把持すると共に、放電加工装
置の機械中心に対して任意の方向に摺動可能に設けられ
た回転軸と、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心
した第1偏心リングであって、前記内周円に前記回転軸
を保持する第1偏心リングと、前記回転軸と第1偏心リ
ングとを内周円に保持する少なくとも1つ設けられた外
郭偏心リングと、前記第1偏心リングと外郭偏心リング
とを回転駆動させて、その回転運動によって前記回転軸
に所定の移動量を与える回転駆動制御部と、を有するこ
とを特徴とするものである。
【0010】また、第2として、ワークと電極とを近接
させると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極
によりワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電
加工方法において、前記電極を把持し、放電加工装置の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能な回転軸を設
け、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心した第1
偏心リングの内周円に前記回転軸を保持し、さらに、前
記回転軸と第1偏心リングとを内周円に保持する外郭偏
心リングを少なくとも1つ設け、前記第1偏心リング
と、外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ制御すること
によって、回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させ、
前記電極の形状と前記回転軸の移動軌跡とによってワー
クの加工形状を決定することを特徴とするものである。
させると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極
によりワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電
加工方法において、前記電極を把持し、放電加工装置の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能な回転軸を設
け、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心した第1
偏心リングの内周円に前記回転軸を保持し、さらに、前
記回転軸と第1偏心リングとを内周円に保持する外郭偏
心リングを少なくとも1つ設け、前記第1偏心リング
と、外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ制御すること
によって、回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させ、
前記電極の形状と前記回転軸の移動軌跡とによってワー
クの加工形状を決定することを特徴とするものである。
【0011】
【作用】本発明の放電加工装置においては、電極を把持
した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対して任意の
方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の軸心に対し
て内周円の軸心が偏心した第1偏心リングの内周円に保
持し、さらに該第1偏心リングを偏心した内周円を有す
る外郭偏心リングの内周円に保持させる。そして、第1
偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によって
それぞれ偏心回転運動させることによって、第1偏心リ
ングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動
させる。
した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対して任意の
方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の軸心に対し
て内周円の軸心が偏心した第1偏心リングの内周円に保
持し、さらに該第1偏心リングを偏心した内周円を有す
る外郭偏心リングの内周円に保持させる。そして、第1
偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によって
それぞれ偏心回転運動させることによって、第1偏心リ
ングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動
させる。
【0012】従って電極を固定した回転軸は偏心リング
の偏心回転運動によって、任意の偏心量と偏心速度で移
動することが可能となり、ワークと電極の相対運動が滑
らかに成り、滑らかなワークの加工形状を得ることので
きる。
の偏心回転運動によって、任意の偏心量と偏心速度で移
動することが可能となり、ワークと電極の相対運動が滑
らかに成り、滑らかなワークの加工形状を得ることので
きる。
【0013】また、本発明の放電加工方法においては、
第1偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
制御することによって、第1偏心リングに保持された回
転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させることが可能で
あり、電極とワークとの任意の相対運動によって様々な
ワーク形状の加工を容易に行うことができる。
第1偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
制御することによって、第1偏心リングに保持された回
転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させることが可能で
あり、電極とワークとの任意の相対運動によって様々な
ワーク形状の加工を容易に行うことができる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面を利用して説明する。
【0015】図1に示す放電加工装置1はワークをチャ
ッキングした状態のままで、工具を自動交換することに
よって、放電加工の他に研削加工、ラップ仕上げ加工等
の一連の加工及びワークの加工精度の測定を行うことの
できる総合加工装置である。本実施例では、歯車形状の
加工を例に取って説明する。
ッキングした状態のままで、工具を自動交換することに
よって、放電加工の他に研削加工、ラップ仕上げ加工等
の一連の加工及びワークの加工精度の測定を行うことの
できる総合加工装置である。本実施例では、歯車形状の
加工を例に取って説明する。
【0016】前述した放電加工装置1は、複数の加工工
具、例えば、放電加工用の電極、研削加工用の研削砥
石、ラップ仕上げ用のラップ砥石等を順次交換し、素材
から歯車形状の完成に至るまで一連の加工(放電加工、
研削加工、ラップ仕上げ加工等)及び精度測定を行うも
のである。すなわち、ロボットアーム2aを有する工具
自動交換装置2によって供給される工具4(放電加工の
場合は電極4a、研削加工の場合は研削砥石、ラップ仕
上げの場合はラップ砥石、精度測定の場合は測定治具
等)は、割出位置決装置を有する割出回転装置6と連動
するホルダ8に保持されている。また、ホルダ8と割出
回転装置6はコラム10に沿って上下する回転ヘッド部
12に内蔵されている。被加工品であるワーク14は複
数の爪16aを有しサーボモータ等の回転機構(不図
示)によって回転自在なチャック16によって固定され
ている。このチャック16はチャック回転機構を内蔵す
るベース18に回転自在に取付けられ、さらに、このベ
ース18はX軸、Y軸方向へ移動可能な駆動機構を有す
るサドルテーブル20に保持されている。また、このサ
ドルテーブル20上面には、ワーク14、チャック1
6、ベース18を囲み、加工作業者の加工中の安全を確
保すると共に、前記ワーク14に噴射・供給される加工
液を一時的に貯蔵する加工槽22を有している。この加
工槽22には加工に応じた加工液が加工液供給装置24
から供給される。また、この加工液供給装置24は加工
液の貯蔵・沈殿・ろ過等を行なう機能も有している。こ
の放電加工装置1には、この他、集中コントロール装
置、制御装置等を備えている。
具、例えば、放電加工用の電極、研削加工用の研削砥
石、ラップ仕上げ用のラップ砥石等を順次交換し、素材
から歯車形状の完成に至るまで一連の加工(放電加工、
研削加工、ラップ仕上げ加工等)及び精度測定を行うも
のである。すなわち、ロボットアーム2aを有する工具
自動交換装置2によって供給される工具4(放電加工の
場合は電極4a、研削加工の場合は研削砥石、ラップ仕
上げの場合はラップ砥石、精度測定の場合は測定治具
等)は、割出位置決装置を有する割出回転装置6と連動
するホルダ8に保持されている。また、ホルダ8と割出
回転装置6はコラム10に沿って上下する回転ヘッド部
12に内蔵されている。被加工品であるワーク14は複
数の爪16aを有しサーボモータ等の回転機構(不図
示)によって回転自在なチャック16によって固定され
ている。このチャック16はチャック回転機構を内蔵す
るベース18に回転自在に取付けられ、さらに、このベ
ース18はX軸、Y軸方向へ移動可能な駆動機構を有す
るサドルテーブル20に保持されている。また、このサ
ドルテーブル20上面には、ワーク14、チャック1
6、ベース18を囲み、加工作業者の加工中の安全を確
保すると共に、前記ワーク14に噴射・供給される加工
液を一時的に貯蔵する加工槽22を有している。この加
工槽22には加工に応じた加工液が加工液供給装置24
から供給される。また、この加工液供給装置24は加工
液の貯蔵・沈殿・ろ過等を行なう機能も有している。こ
の放電加工装置1には、この他、集中コントロール装
置、制御装置等を備えている。
【0017】図2に本発明の特徴である割出回転装置6
に内蔵された偏心回転機構の略断面図を示す。
に内蔵された偏心回転機構の略断面図を示す。
【0018】所定の歯車形状を有する電極4aは回転軸
であるホルダ8に固定されている。このホルダ8はオル
ダム継手30と駆動軸32を介して、放電加工装置1の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能であると共に、
リング状の軸受34によって保持され、回転位置・速度
検出部36を有するサーボモータ38によって回転自在
に保持されている。前記ホルダ8の外側には内周円と外
周円の中心軸が偏心した偏心リングが複数重ねて(本実
施例では3重)配置されている。つまり、第1偏心リン
グとして内偏心リング40がホルダ8の外側に軸受34
を介して回転自在に配置されている。この内偏心リング
40には被駆動ギア42が固定され、駆動ギア44を介
して回転位置・速度検出部46を有するサーボモータ4
8によって精密に制御されかつ回転駆動する。さらに、
内偏心リング40の外側には外郭偏心リングとして中偏
心リング50が軸受52を介して回転自在に配置されて
いる。この中偏心リング50には被駆動ギア54が固定
され、駆動ギア56を介して回転位置・速度検出部58
を有するサーボモータ60によって精密に制御されかつ
回転駆動する。前記内偏心リング40を駆動するサーボ
モータ48は中偏心リング50に固定された取付け台6
2に固定されている。同様に中偏心リング50の外側に
は2個目の外郭偏心リングとして外偏心リング64が軸
受66を介して回転自在に配置されている。この外偏心
リング64は被駆動ギア68が固定され、駆動ギア70
を介して回転位置・速度検出部72を有するサーボモー
タ74によって精密に制御されかつ回転駆動する。前記
サーボモータ74は割出回転装置6の壁面に固定され、
外偏心リング64は軸受76によって、割出回転装置6
に回転自在に保持されている。また、中偏心リング50
を駆動するサーボモータ60は外偏心リング64に固定
された取付け台78に固定されている。従って、電極4
aを把持するホルダ8と内偏心リング40、中偏心リン
グ50、外偏心リング64とが回転自在に割出回転装置
6に内蔵された構造を形成する。
であるホルダ8に固定されている。このホルダ8はオル
ダム継手30と駆動軸32を介して、放電加工装置1の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能であると共に、
リング状の軸受34によって保持され、回転位置・速度
検出部36を有するサーボモータ38によって回転自在
に保持されている。前記ホルダ8の外側には内周円と外
周円の中心軸が偏心した偏心リングが複数重ねて(本実
施例では3重)配置されている。つまり、第1偏心リン
グとして内偏心リング40がホルダ8の外側に軸受34
を介して回転自在に配置されている。この内偏心リング
40には被駆動ギア42が固定され、駆動ギア44を介
して回転位置・速度検出部46を有するサーボモータ4
8によって精密に制御されかつ回転駆動する。さらに、
内偏心リング40の外側には外郭偏心リングとして中偏
心リング50が軸受52を介して回転自在に配置されて
いる。この中偏心リング50には被駆動ギア54が固定
され、駆動ギア56を介して回転位置・速度検出部58
を有するサーボモータ60によって精密に制御されかつ
回転駆動する。前記内偏心リング40を駆動するサーボ
モータ48は中偏心リング50に固定された取付け台6
2に固定されている。同様に中偏心リング50の外側に
は2個目の外郭偏心リングとして外偏心リング64が軸
受66を介して回転自在に配置されている。この外偏心
リング64は被駆動ギア68が固定され、駆動ギア70
を介して回転位置・速度検出部72を有するサーボモー
タ74によって精密に制御されかつ回転駆動する。前記
サーボモータ74は割出回転装置6の壁面に固定され、
外偏心リング64は軸受76によって、割出回転装置6
に回転自在に保持されている。また、中偏心リング50
を駆動するサーボモータ60は外偏心リング64に固定
された取付け台78に固定されている。従って、電極4
aを把持するホルダ8と内偏心リング40、中偏心リン
グ50、外偏心リング64とが回転自在に割出回転装置
6に内蔵された構造を形成する。
【0019】図3は図2のA−A断面を示したものであ
り、内偏心リング40または中偏心リング50はそれぞ
れ独立したサーボモータ48,60によって任意の回転
量だけ回転すことによってホルダ8は放電加工装置1の
機械中心にある割出回転装置6に固定されたサーボモー
タ38の回転軸に対して偏心する。そして内偏心リング
40及び中偏心リング50の両方を任意の方向に回転さ
せることによって、ホルダ8に必要な偏心量を与えるこ
とが可能となる。従って、ホルダ8の偏心量とその方向
及び偏心速度は回転位置・速度検出部46,58を有す
るサーボモータ48,60によって精密に制御される。
この時、ホルダ8の偏心がスムーズに行われ、かつサー
ボモータ38の回転を確実にホルダ8に伝達する手段と
してオルダム継手30が用いられている。
り、内偏心リング40または中偏心リング50はそれぞ
れ独立したサーボモータ48,60によって任意の回転
量だけ回転すことによってホルダ8は放電加工装置1の
機械中心にある割出回転装置6に固定されたサーボモー
タ38の回転軸に対して偏心する。そして内偏心リング
40及び中偏心リング50の両方を任意の方向に回転さ
せることによって、ホルダ8に必要な偏心量を与えるこ
とが可能となる。従って、ホルダ8の偏心量とその方向
及び偏心速度は回転位置・速度検出部46,58を有す
るサーボモータ48,60によって精密に制御される。
この時、ホルダ8の偏心がスムーズに行われ、かつサー
ボモータ38の回転を確実にホルダ8に伝達する手段と
してオルダム継手30が用いられている。
【0020】このように、ホルダ8に把持された電極4
aはサーボモータ38によって制御された任意の回転数
で回転すると共に、内偏心リング40、中偏心リング5
0によって任意の偏心量が与えられ、さらに、外偏心リ
ング64が任意の回転数で回転することによってホルダ
8と内偏心リング40と中偏心リング50とが外偏心リ
ング64と一体と成って回転することに成り、図2にお
いて、電極4aは4a-1,4a-2の範囲で、ホルダ8は
8-1,8-2の範囲で、オルダム継手30は30-1,30
-2の範囲でそれぞれ偏心運動を行う。
aはサーボモータ38によって制御された任意の回転数
で回転すると共に、内偏心リング40、中偏心リング5
0によって任意の偏心量が与えられ、さらに、外偏心リ
ング64が任意の回転数で回転することによってホルダ
8と内偏心リング40と中偏心リング50とが外偏心リ
ング64と一体と成って回転することに成り、図2にお
いて、電極4aは4a-1,4a-2の範囲で、ホルダ8は
8-1,8-2の範囲で、オルダム継手30は30-1,30
-2の範囲でそれぞれ偏心運動を行う。
【0021】図4に各偏心リング40,50,64及び
ホルダ8の移動モデルを示す。点O0 は外偏心リング6
4の回転中心(ホルダ8の公転中心)とホルダ8の回転
中心(ホルダ8の自転中心)が一致している状態を示
し、この状態から、内偏心リング40のみをL方向に回
転させると、ホルダ8の回転中心Oは破線で示す移動軌
跡O1 のように成る。また、中偏心リング50のみをR
方向に回転させると、ホルダ8の回転中心O0 は破線で
示す移動軌跡O2 のように成る。つまり、内偏心リング
40だけを回転させた時のホルダ8の回転中心O0 の移
動軌跡O1 上の任意の点Pは、外偏心リング64の回転
中心(ホルダ8の公転中心)O0 を中心に回転すること
に成り、ホルダ8は2点鎖線で示す移動軌跡O3 上を運
動することに成る。つまり、ホルダ8は00 を中心に自
転しながら公転することになる。また、内偏心リング4
0、中偏心リング50を反対方向に回転させることによ
り、移動軌跡O1 と移動軌跡O2 のX方向の移動成分が
互いに打ち消し合うことによって、点PをY−Y方向に
のみ偏心させることが可能になる。さらに、内偏心リン
グ40、中偏心リング50を同方向に回転させることに
よりホルダ8の偏心の軌跡を約2倍にすることができ
る。つまり、回転中心O0 を起点とした偏心の軌跡は両
者をL方向に回転させると移動軌跡O1 の約2倍に成
り、両者をR方向に回転させると移動軌跡O2 の約2倍
にすることができる。従って、図2に示したサーボモー
タ48,60,74を制御することによって、様々な動
きを組み合わせることが可能であり、ホルダ8を任意の
偏心量と偏心方向で制御可能となる。
ホルダ8の移動モデルを示す。点O0 は外偏心リング6
4の回転中心(ホルダ8の公転中心)とホルダ8の回転
中心(ホルダ8の自転中心)が一致している状態を示
し、この状態から、内偏心リング40のみをL方向に回
転させると、ホルダ8の回転中心Oは破線で示す移動軌
跡O1 のように成る。また、中偏心リング50のみをR
方向に回転させると、ホルダ8の回転中心O0 は破線で
示す移動軌跡O2 のように成る。つまり、内偏心リング
40だけを回転させた時のホルダ8の回転中心O0 の移
動軌跡O1 上の任意の点Pは、外偏心リング64の回転
中心(ホルダ8の公転中心)O0 を中心に回転すること
に成り、ホルダ8は2点鎖線で示す移動軌跡O3 上を運
動することに成る。つまり、ホルダ8は00 を中心に自
転しながら公転することになる。また、内偏心リング4
0、中偏心リング50を反対方向に回転させることによ
り、移動軌跡O1 と移動軌跡O2 のX方向の移動成分が
互いに打ち消し合うことによって、点PをY−Y方向に
のみ偏心させることが可能になる。さらに、内偏心リン
グ40、中偏心リング50を同方向に回転させることに
よりホルダ8の偏心の軌跡を約2倍にすることができ
る。つまり、回転中心O0 を起点とした偏心の軌跡は両
者をL方向に回転させると移動軌跡O1 の約2倍に成
り、両者をR方向に回転させると移動軌跡O2 の約2倍
にすることができる。従って、図2に示したサーボモー
タ48,60,74を制御することによって、様々な動
きを組み合わせることが可能であり、ホルダ8を任意の
偏心量と偏心方向で制御可能となる。
【0022】図5は本発明の放電加工装置の偏心同期運
動を実現する構成の一例を示した概略図である。電極4
aはホルダ8に取り付けられ、回転位置・速度検出部3
6を有するサーボモータ38を含む割出回転装置6に保
持されている。
動を実現する構成の一例を示した概略図である。電極4
aはホルダ8に取り付けられ、回転位置・速度検出部3
6を有するサーボモータ38を含む割出回転装置6に保
持されている。
【0023】また、前述したように割出回転装置6には
偏心回転機構が内蔵されており、各偏心リングは回転位
置・速度検出部46,58,72を有するサーボモータ
48,60,74によってホルダ8を任意の移動軌跡に
沿って偏心回転駆動させる。
偏心回転機構が内蔵されており、各偏心リングは回転位
置・速度検出部46,58,72を有するサーボモータ
48,60,74によってホルダ8を任意の移動軌跡に
沿って偏心回転駆動させる。
【0024】一方、ワーク14は、ベース18に回転自
在に取り付けられ複数の爪16aを有するチャック16
に保持されている。このチャック16は、回転位置・速
度検出部90を有し、チャック16の回転速度や位置を
フィードバック制御可能なサーボモータ92によって前
記電極4aの回転と同期しながら回転駆動する。
在に取り付けられ複数の爪16aを有するチャック16
に保持されている。このチャック16は、回転位置・速
度検出部90を有し、チャック16の回転速度や位置を
フィードバック制御可能なサーボモータ92によって前
記電極4aの回転と同期しながら回転駆動する。
【0025】さらに、チャック16を搭載するベース1
8は、X方向送り機構によって左右方向に駆動する。X
方向送り機構が例えばボールネジ96から成る場合、雌
ネジ部98に固定されたベース18は、ベッド100に
係合し、回転位置・速度検出部102を有するサーボモ
ータ104によってベース18をX方向(図中左右方
向)に高精度に移動させる。また、ベース18を搭載す
るサドルテーブル20は、Y方向送り機構によって前後
方向に駆動する。Y方向送り機構が例えばボールネジか
ら成る場合、雌ネジ部106に固定されたサドルテーブ
ル20は、回転位置・速度検出部108を有するサーボ
モータ110によってサドルテーブル20をY方向(図
中前後方向)に高精度に移動させる。そして、X方向、
Y方向の駆動を組み合わせることによって、ワーク14
の回転運動の偏心方向や偏心量を自由に変えることがで
きる。
8は、X方向送り機構によって左右方向に駆動する。X
方向送り機構が例えばボールネジ96から成る場合、雌
ネジ部98に固定されたベース18は、ベッド100に
係合し、回転位置・速度検出部102を有するサーボモ
ータ104によってベース18をX方向(図中左右方
向)に高精度に移動させる。また、ベース18を搭載す
るサドルテーブル20は、Y方向送り機構によって前後
方向に駆動する。Y方向送り機構が例えばボールネジか
ら成る場合、雌ネジ部106に固定されたサドルテーブ
ル20は、回転位置・速度検出部108を有するサーボ
モータ110によってサドルテーブル20をY方向(図
中前後方向)に高精度に移動させる。そして、X方向、
Y方向の駆動を組み合わせることによって、ワーク14
の回転運動の偏心方向や偏心量を自由に変えることがで
きる。
【0026】また、前記各サーボモータ38,48,6
0,74,92,104,110は、NCコントローラ
112によって関連するサーボモータ同志が所定の動作
をするように制御される。特に放電加工時にはNCコン
トローラ112および位置・速度制御部114で電極4
aを自転させるサーボモータ38と、公転させるサーボ
モータ48,60,74の回転速度と回転量を常に検出
しフィードバックして比較演算しながら制御して回転速
度と回転量を精密に保つ。同様に、電極4aがワーク1
4に追従するように動作するサーボモータ92,10
4,110は、ワーク14の回転位置・回転速度と回転
量を常に検出しフィードバックして比較演算しながら制
御する位置・速度制御部114により回転速度と回転量
が制御される。そして、NCコントローラ112、位置
・速度制御部114の信号に連動しながら放電加工条件
を制御する放電加工条件制御部116によって加工が進
められる。このようにワーク14と電極4aは互いに回
転しながら偏心同期運動を行うため、両者の相対的な位
置関係が常に変化しワーク14と電極4aとの接近部分
は常に線状となり、スラッジの排出・排除を容易に行う
ことが可能になると共に、加工液の循環をスムーズに行
うことができる。また、ワーク8と電極4aとを滑らか
に相対移動させながら、その接近量を常に一定にするこ
とが可能になり、外的要因による放電加工の加工条件の
変動を排除することができる。従って、理想加工形状に
限りなく近い高精度な放電加工を可能にすることができ
る。
0,74,92,104,110は、NCコントローラ
112によって関連するサーボモータ同志が所定の動作
をするように制御される。特に放電加工時にはNCコン
トローラ112および位置・速度制御部114で電極4
aを自転させるサーボモータ38と、公転させるサーボ
モータ48,60,74の回転速度と回転量を常に検出
しフィードバックして比較演算しながら制御して回転速
度と回転量を精密に保つ。同様に、電極4aがワーク1
4に追従するように動作するサーボモータ92,10
4,110は、ワーク14の回転位置・回転速度と回転
量を常に検出しフィードバックして比較演算しながら制
御する位置・速度制御部114により回転速度と回転量
が制御される。そして、NCコントローラ112、位置
・速度制御部114の信号に連動しながら放電加工条件
を制御する放電加工条件制御部116によって加工が進
められる。このようにワーク14と電極4aは互いに回
転しながら偏心同期運動を行うため、両者の相対的な位
置関係が常に変化しワーク14と電極4aとの接近部分
は常に線状となり、スラッジの排出・排除を容易に行う
ことが可能になると共に、加工液の循環をスムーズに行
うことができる。また、ワーク8と電極4aとを滑らか
に相対移動させながら、その接近量を常に一定にするこ
とが可能になり、外的要因による放電加工の加工条件の
変動を排除することができる。従って、理想加工形状に
限りなく近い高精度な放電加工を可能にすることができ
る。
【0027】同様な加工方法により、例えば内歯の段付
き歯車形状で、かつ底面側の方が内径が大きな場合でも
容易に放電加工することが可能である。
き歯車形状で、かつ底面側の方が内径が大きな場合でも
容易に放電加工することが可能である。
【0028】さらに、実施例においては、歯筋方向の相
対運動をワーク14と電極4a間に与えるために、割出
回転装置6をZ方向送り機構によって上下方向に駆動す
る構成を有している。Z方向送り機構が例えばボールネ
ジ118から成る場合、雌ネジ部120に固定された割
出回転装置6は、コラム10に係合し回転位置・速度検
出部122を有するサーボモータ124によってZ方向
(図中上下方向)に滑らかに駆動する。
対運動をワーク14と電極4a間に与えるために、割出
回転装置6をZ方向送り機構によって上下方向に駆動す
る構成を有している。Z方向送り機構が例えばボールネ
ジ118から成る場合、雌ネジ部120に固定された割
出回転装置6は、コラム10に係合し回転位置・速度検
出部122を有するサーボモータ124によってZ方向
(図中上下方向)に滑らかに駆動する。
【0029】本実施例ではワークの内周部を電極が自転
しながら公転して放電加工する場合を例にとって説明し
たが、ワークの外周部を加工する場合も同様であり、N
Cコントローラ112と位置・速度制御部114と放電
加工制御部116とが連動しつつ、各サーボモータを駆
動してワークの外周部を加工することができる。
しながら公転して放電加工する場合を例にとって説明し
たが、ワークの外周部を加工する場合も同様であり、N
Cコントローラ112と位置・速度制御部114と放電
加工制御部116とが連動しつつ、各サーボモータを駆
動してワークの外周部を加工することができる。
【0030】以上のように本実施例の放電加工装置によ
れば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車、ラック&ピニ
オン等の加工を行うことができる他、電極4aに対して
ワーク14を固定するチャック16を含むサドルテーブ
ル20を所望の角度θだけ傾いて配置することによっ
て、すばかさ歯車やゼロールベベルギア、ハイポイドギ
ア等のかさ歯車の加工を行うことができる。
れば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車、ラック&ピニ
オン等の加工を行うことができる他、電極4aに対して
ワーク14を固定するチャック16を含むサドルテーブ
ル20を所望の角度θだけ傾いて配置することによっ
て、すばかさ歯車やゼロールベベルギア、ハイポイドギ
ア等のかさ歯車の加工を行うことができる。
【0031】また、電極の偏心速度と偏心量を変化させ
ることによって、単一の形状の電極、例えば、所定の歯
車諸元を有する総形歯車形状、円筒状や方形の電極によ
って複数の形状ワークの放電加工を行うことが可能で
る。従って、準備する電極種類のを削減や放電加工時間
の短縮等、放電加工費の削減を行うことができる。
ることによって、単一の形状の電極、例えば、所定の歯
車諸元を有する総形歯車形状、円筒状や方形の電極によ
って複数の形状ワークの放電加工を行うことが可能で
る。従って、準備する電極種類のを削減や放電加工時間
の短縮等、放電加工費の削減を行うことができる。
【0032】また、本実施例の放電加工装置によれば、
ワークをワーク軸に固定したままの状態、つまりワーク
をチャッキングしたままの状態で、ロボットアームを有
する工具自動交換装置によって供給される工具(研削加
工の場合は研削砥石、ラップ仕上げの場合はラップ砥
石、精度測定の場合は測定治具等)によって放電加工に
続く研削加工、ラップ仕上げ加工、および精度測定を行
うことができる。
ワークをワーク軸に固定したままの状態、つまりワーク
をチャッキングしたままの状態で、ロボットアームを有
する工具自動交換装置によって供給される工具(研削加
工の場合は研削砥石、ラップ仕上げの場合はラップ砥
石、精度測定の場合は測定治具等)によって放電加工に
続く研削加工、ラップ仕上げ加工、および精度測定を行
うことができる。
【0033】この場合も、放電加工と同様にワークに歯
車形状の研削砥石、またはラップ砥石を接触させ、前記
ワークと前記砥石とを偏心同期運動させながら、ワーク
と砥石との両軸間に削り量制御を与えながら、研削加
工、またはラップ仕上げ加工をして所望の歯車形状を得
る。従って、砥石はワークに対して自転しながら公転
し、砥石はワークの実際の噛み合い部分を研削加工、ラ
ップ仕上げするため噛み合い時と同じ接触状態の歯車形
状を得ることができる。また、研削加工、ラップ仕上げ
は偏心同期運動によって十分に行うことができるが、切
削砥石、ラップ砥石等を砥石の回転軸に平行な方向、つ
まり、砥石を保持する回転ヘッド部をZ方向送り機構に
よって上下に駆動し、砥石を加工される歯車形状の歯筋
に沿って相対往復運動させることによって、より効果的
な精度の高い研削加工、ラップ仕上げ加工を行うことが
できる。また、相対往復運動を高周波振動によって与え
ることによって、さらに効果的な加工を行うことができ
る。
車形状の研削砥石、またはラップ砥石を接触させ、前記
ワークと前記砥石とを偏心同期運動させながら、ワーク
と砥石との両軸間に削り量制御を与えながら、研削加
工、またはラップ仕上げ加工をして所望の歯車形状を得
る。従って、砥石はワークに対して自転しながら公転
し、砥石はワークの実際の噛み合い部分を研削加工、ラ
ップ仕上げするため噛み合い時と同じ接触状態の歯車形
状を得ることができる。また、研削加工、ラップ仕上げ
は偏心同期運動によって十分に行うことができるが、切
削砥石、ラップ砥石等を砥石の回転軸に平行な方向、つ
まり、砥石を保持する回転ヘッド部をZ方向送り機構に
よって上下に駆動し、砥石を加工される歯車形状の歯筋
に沿って相対往復運動させることによって、より効果的
な精度の高い研削加工、ラップ仕上げ加工を行うことが
できる。また、相対往復運動を高周波振動によって与え
ることによって、さらに効果的な加工を行うことができ
る。
【0034】さらに、本実施例の放電加工装置にワーク
チャッキングしたままの状態で、一連の放電加工、研削
加工、ラップ仕上げ加工が終了し、所望の歯車形状に加
工されたワークについて、そのワークと加工形状測定用
のマスタギアとの形状誤差を測定することができる。そ
の測定方法および測定治具の概略を図6,7に示す。本
実施例の放電加工装置の独立して駆動する偏心リング4
0,50,64によって実現するホルダ8とワーク14
との偏心同期運動を利用することによって、自転可能に
軸支された歯車形状のワーク14と加工形状測定用の総
型マスターギア200aとを滑らかな理想噛合い軌跡で
噛合い運動させることができる。この滑らかな理想噛合
運動によって両者に加わる無駄な外力を排除することが
できる。そして、前記理想噛合い軌跡で噛合い運動させ
るために総型マスターギア200aとワーク14に対し
て行われる修正制御量や総型マスターギア200aのず
れ量を変位量をして検出部によって検出して、ワーク1
4と総型マスターギア200aとの形状誤差を測定する
ことができる。
チャッキングしたままの状態で、一連の放電加工、研削
加工、ラップ仕上げ加工が終了し、所望の歯車形状に加
工されたワークについて、そのワークと加工形状測定用
のマスタギアとの形状誤差を測定することができる。そ
の測定方法および測定治具の概略を図6,7に示す。本
実施例の放電加工装置の独立して駆動する偏心リング4
0,50,64によって実現するホルダ8とワーク14
との偏心同期運動を利用することによって、自転可能に
軸支された歯車形状のワーク14と加工形状測定用の総
型マスターギア200aとを滑らかな理想噛合い軌跡で
噛合い運動させることができる。この滑らかな理想噛合
運動によって両者に加わる無駄な外力を排除することが
できる。そして、前記理想噛合い軌跡で噛合い運動させ
るために総型マスターギア200aとワーク14に対し
て行われる修正制御量や総型マスターギア200aのず
れ量を変位量をして検出部によって検出して、ワーク1
4と総型マスターギア200aとの形状誤差を測定する
ことができる。
【0035】それぞれの駆動源によって自転するワーク
14と総型マスターギア200aは、遊星歯車機構のプ
ラネット・ピニオンギアと、インターナルギアとが噛み
合いながら運動するがごとく同期運動を行う。つまり、
放電加工装置1の機械中心にあるホルダ8に取り付けら
れた所定の歯車形状を有する総型マスターギア200a
は、図7に示すようにチャック16の複数の爪16aに
保持されたワーク14の内周部を図中矢印L1 方向に自
転する。この時、総型マスターギア200aはワーク1
4の微妙な形状誤差を検出するためにワーク14を径方
向に一定の付勢力で付勢するように配置される。一方、
ワーク14は、サドルテーブル20に保持されたベース
18に回転自在に取り付けられ、前記総型マスターギア
200aと共に図7中矢印L2 方向に回転する。この
時、ワーク14を保持するチャック16はベース18内
部に設けられた回転位置・速度検出部90によってワー
ク14が総型マスターギア200aの自転速度に追従す
るように監視されながら、フィードバック制御可能なサ
ーボモータ92によって回転駆動する。
14と総型マスターギア200aは、遊星歯車機構のプ
ラネット・ピニオンギアと、インターナルギアとが噛み
合いながら運動するがごとく同期運動を行う。つまり、
放電加工装置1の機械中心にあるホルダ8に取り付けら
れた所定の歯車形状を有する総型マスターギア200a
は、図7に示すようにチャック16の複数の爪16aに
保持されたワーク14の内周部を図中矢印L1 方向に自
転する。この時、総型マスターギア200aはワーク1
4の微妙な形状誤差を検出するためにワーク14を径方
向に一定の付勢力で付勢するように配置される。一方、
ワーク14は、サドルテーブル20に保持されたベース
18に回転自在に取り付けられ、前記総型マスターギア
200aと共に図7中矢印L2 方向に回転する。この
時、ワーク14を保持するチャック16はベース18内
部に設けられた回転位置・速度検出部90によってワー
ク14が総型マスターギア200aの自転速度に追従す
るように監視されながら、フィードバック制御可能なサ
ーボモータ92によって回転駆動する。
【0036】従って、ワーク14が総型マスタギア20
0aに追従するように別々の駆動源によって制御されな
がら自転するので、通常、総型マスタギア200aとワ
ーク14との間に働く力は、総型マスタギア200aが
ワーク14の微妙な形状誤差を検出するためにワーク1
4を径方向に付勢する(図6では外側に向かって付勢す
る)付勢力だけとなり、ワーク14が総型マスターギア
200aの要求する形状に加工されている場合、総型マ
スタギア200aとワーク14との間にはお互いの歯面
を押圧する押圧力は働かず、ワーク14の自転速度を修
正制御することなく、また総型マスターギア200aの
回転軸や回転速度にずれを生じることなくい理想噛合い
軌跡に沿って噛合い運動を行う。
0aに追従するように別々の駆動源によって制御されな
がら自転するので、通常、総型マスタギア200aとワ
ーク14との間に働く力は、総型マスタギア200aが
ワーク14の微妙な形状誤差を検出するためにワーク1
4を径方向に付勢する(図6では外側に向かって付勢す
る)付勢力だけとなり、ワーク14が総型マスターギア
200aの要求する形状に加工されている場合、総型マ
スタギア200aとワーク14との間にはお互いの歯面
を押圧する押圧力は働かず、ワーク14の自転速度を修
正制御することなく、また総型マスターギア200aの
回転軸や回転速度にずれを生じることなくい理想噛合い
軌跡に沿って噛合い運動を行う。
【0037】また、ワーク14が総型マスターギア20
0aの要求する形状に加工されていない場合、つまりワ
ーク14が加工誤差を有する場合、ワーク14は自の自
転速度を総型マスターギア200aの自転速度に合わせ
るように修正制御を行うと共に、噛合い運動中に総型マ
スターギア200aの回転軸や回転速度にずれを生じさ
せる。このワーク14の自転速度の修正制御や総型マス
ターギア200aの微妙なずれ量を検出部によって検出
してワーク14と総型マスターギア200aとの形状誤
差を算出する。
0aの要求する形状に加工されていない場合、つまりワ
ーク14が加工誤差を有する場合、ワーク14は自の自
転速度を総型マスターギア200aの自転速度に合わせ
るように修正制御を行うと共に、噛合い運動中に総型マ
スターギア200aの回転軸や回転速度にずれを生じさ
せる。このワーク14の自転速度の修正制御や総型マス
ターギア200aの微妙なずれ量を検出部によって検出
してワーク14と総型マスターギア200aとの形状誤
差を算出する。
【0038】図8〜図11を用いて前記総型マスターギ
ア200aを有する測定治具200のずれ量検出部の構
造例を示す。
ア200aを有する測定治具200のずれ量検出部の構
造例を示す。
【0039】図8は測定治具200の縦断面図を示した
もので、測定治具200と一体か、または組み付け接合
されたケース230と、その蓋231が空間232を形
成している。この空間232に内蔵され、ケース230
に固定されたオルダム継手233に、一方向にのみスラ
イドするオルダム継手234が配置されている。このオ
ルダム継手234は円周上に茶筅状に繋がった板バネ2
35によって常に中心方向に復帰するように付勢されて
いる。さらに前記オルダム継手234に対して直角方向
の一方向にのみスライドするオルダム継手236が配置
されている。該オルダム継手236も前記オルダム継手
234と同様に円周上に茶筅状に繋がった板バネ237
によって常に中心方向に復帰するように付勢されてい
る。これらのオルダム継手の組み合わせによりあらゆる
方向に移動可能なオルダム継手になる。また、前記オル
ダム継手236には、総型マスタギア200aを保持す
る保持軸238が一体または組み付け接合され、該保持
軸238には位置決めキー239を介してワッシャ24
0およびボルト241によって総型マスタギア200a
が固定されている。
もので、測定治具200と一体か、または組み付け接合
されたケース230と、その蓋231が空間232を形
成している。この空間232に内蔵され、ケース230
に固定されたオルダム継手233に、一方向にのみスラ
イドするオルダム継手234が配置されている。このオ
ルダム継手234は円周上に茶筅状に繋がった板バネ2
35によって常に中心方向に復帰するように付勢されて
いる。さらに前記オルダム継手234に対して直角方向
の一方向にのみスライドするオルダム継手236が配置
されている。該オルダム継手236も前記オルダム継手
234と同様に円周上に茶筅状に繋がった板バネ237
によって常に中心方向に復帰するように付勢されてい
る。これらのオルダム継手の組み合わせによりあらゆる
方向に移動可能なオルダム継手になる。また、前記オル
ダム継手236には、総型マスタギア200aを保持す
る保持軸238が一体または組み付け接合され、該保持
軸238には位置決めキー239を介してワッシャ24
0およびボルト241によって総型マスタギア200a
が固定されている。
【0040】前記オルダム継手234,236の外周部
分には図9に示すように電気、磁気、光等を利用した微
小変位量検出センサ242,243が設けられている。
図から明らかなように、微小変位量検出センサ242,
243は摺動可能なセンサヘッド224a,243aを
有し、オルダム継手234,236が変位していない状
態を基準としてセンサヘッドのずれ量を検出して出力す
る。図9においては、オルダム継手234が+Y方向に
移動し中心がO00からO11に変位した状態を微小変位量
検出センサ242で検出している状態を示し、オルダム
継手236が−X方向に移動し中心がO00からO22に変
位した状態を微小変位量検出センサ243で検出してい
る状態を示している。この実施例では夫々のオルダム継
手の片側に微小変位量検出センサを配置して例を示した
が、両側に設けて対向する両者の検出量を比較演算する
ことによって、より正確な測定を行うことができる。
分には図9に示すように電気、磁気、光等を利用した微
小変位量検出センサ242,243が設けられている。
図から明らかなように、微小変位量検出センサ242,
243は摺動可能なセンサヘッド224a,243aを
有し、オルダム継手234,236が変位していない状
態を基準としてセンサヘッドのずれ量を検出して出力す
る。図9においては、オルダム継手234が+Y方向に
移動し中心がO00からO11に変位した状態を微小変位量
検出センサ242で検出している状態を示し、オルダム
継手236が−X方向に移動し中心がO00からO22に変
位した状態を微小変位量検出センサ243で検出してい
る状態を示している。この実施例では夫々のオルダム継
手の片側に微小変位量検出センサを配置して例を示した
が、両側に設けて対向する両者の検出量を比較演算する
ことによって、より正確な測定を行うことができる。
【0041】図10は測定治具200の総型マスタギア
200aがワーク14の形状によって変位する状態を示
す模式図である。
200aがワーク14の形状によって変位する状態を示
す模式図である。
【0042】ワーク14が所望の加工精度内で仕上げら
れている場合、ワーク14と総型マスタギア200aと
が噛合い運動した時、総型マスタギア200aはO00を
中心とした理想噛合い軌跡に沿って噛合い運動を行う。
しかし、ワーク14が所望の加工精度外で仕上げられて
いる場合には、測定治具200に内蔵されたオルダム継
手が前述したように変位し、総型マスタギア200aが
理想噛合い運動からずれ、Δx、ΔyずれたO00やO22
を中心とした噛合い運動を行う。前記微小変位量検出セ
ンサ242,243はこの現実噛合い運動と理想噛合い
運動とのずれを検出し、演算することにより歯車形状の
測定を行うことが可能となる。なお、図10においては
ワーク14の半径方向の形状誤差を正確に検出するため
に、総型マスタギア200aの歯先部分に凸部200b
が形成され、ワーク14の歯底部分14aに完全に当た
るようになっている。
れている場合、ワーク14と総型マスタギア200aと
が噛合い運動した時、総型マスタギア200aはO00を
中心とした理想噛合い軌跡に沿って噛合い運動を行う。
しかし、ワーク14が所望の加工精度外で仕上げられて
いる場合には、測定治具200に内蔵されたオルダム継
手が前述したように変位し、総型マスタギア200aが
理想噛合い運動からずれ、Δx、ΔyずれたO00やO22
を中心とした噛合い運動を行う。前記微小変位量検出セ
ンサ242,243はこの現実噛合い運動と理想噛合い
運動とのずれを検出し、演算することにより歯車形状の
測定を行うことが可能となる。なお、図10においては
ワーク14の半径方向の形状誤差を正確に検出するため
に、総型マスタギア200aの歯先部分に凸部200b
が形成され、ワーク14の歯底部分14aに完全に当た
るようになっている。
【0043】また、図11は総型マスタギア200aの
歯先部分を切除して、ワーク14の歯底部分14aに総
型マスタギア200aの歯先部分が当たらないようにし
て、ワーク14の円周方向の形状誤差を正確に検出する
ようになっている。また、このように総型マスタギア2
00aが変位した場合でもワーク14は総型マスタギア
200aの自転速度に対応して自らの自転速度を修正す
るので、ワーク14と総型マスタギア200aの間に不
必要な外力は働かず、総型マスタギア200aの変位に
よる形状誤差の検出は正確に行われる。なお、この時の
歯車形状の形状誤差は総型マスタギア200aの変位に
よるって検出された形状誤差とワーク14の自転速度の
修正制御によって算出された形状誤差によって示され
る。
歯先部分を切除して、ワーク14の歯底部分14aに総
型マスタギア200aの歯先部分が当たらないようにし
て、ワーク14の円周方向の形状誤差を正確に検出する
ようになっている。また、このように総型マスタギア2
00aが変位した場合でもワーク14は総型マスタギア
200aの自転速度に対応して自らの自転速度を修正す
るので、ワーク14と総型マスタギア200aの間に不
必要な外力は働かず、総型マスタギア200aの変位に
よる形状誤差の検出は正確に行われる。なお、この時の
歯車形状の形状誤差は総型マスタギア200aの変位に
よるって検出された形状誤差とワーク14の自転速度の
修正制御によって算出された形状誤差によって示され
る。
【0044】総型のマスタギア200aの歯筋方向の厚
みは適宜選択することによって、必要に応じたワーク1
4の歯車形状の測定を行うことができる。つまり、歯筋
方向の厚みを厚くすれば、ワーク14の細部の形状誤差
を検出することはできないが、歯車の使用状態における
歯車形状の全体バランスについて測定することができ
る。
みは適宜選択することによって、必要に応じたワーク1
4の歯車形状の測定を行うことができる。つまり、歯筋
方向の厚みを厚くすれば、ワーク14の細部の形状誤差
を検出することはできないが、歯車の使用状態における
歯車形状の全体バランスについて測定することができ
る。
【0045】また、図12に示すように、総型のマスタ
ギア200aの歯筋方向の厚みを薄くして、ワークの歯
筋方向のごく狭い領域の噛合わせ運動による測定を行
い、必要な要求精度にあった任意のピッチだけ総型のマ
スタギア200aの歯筋方向へ送りを順次実施すること
によって、ワーク全体の細部の形状誤差を検出すること
ができる。従って、歯車の金型のように歯型修正が部分
的に行われている場合でも歯形の加工誤差なのか修正形
状なのかの判断を容易に行うことができる。なお、総型
のマスタギア200aの形状は強度・剛性の点から図1
2(a),(b),(c)のような形状が考えられる
が、必要に応じて形状を変えても同様の効果を得ること
ができる。
ギア200aの歯筋方向の厚みを薄くして、ワークの歯
筋方向のごく狭い領域の噛合わせ運動による測定を行
い、必要な要求精度にあった任意のピッチだけ総型のマ
スタギア200aの歯筋方向へ送りを順次実施すること
によって、ワーク全体の細部の形状誤差を検出すること
ができる。従って、歯車の金型のように歯型修正が部分
的に行われている場合でも歯形の加工誤差なのか修正形
状なのかの判断を容易に行うことができる。なお、総型
のマスタギア200aの形状は強度・剛性の点から図1
2(a),(b),(c)のような形状が考えられる
が、必要に応じて形状を変えても同様の効果を得ること
ができる。
【0046】図13に測定治具200の他の実施例を示
す。
す。
【0047】測定治具200の上部オルダム継手部、つ
まりケース230と、その蓋231とで形成する空間2
32の内部にケース230に固定されたオルダム継手2
33と、茶筅状に繋がった板バネ235,237によっ
て付勢されるオルダム継手234,236等の構成は図
8に示した測定治具200と同様である。本実施例で
は、総型マスタギア200aの微小な回転方向の変位を
検出するために、トーションバー250を設けている。
トーションバー250を設けることに伴って剛性が低下
して該トーションバー250の曲げ変形を押さえるため
に、下部オルダム継手251,252,253および下
部ケース254を設けている。前記オルダム継手25
2,253は上部オルダム継手234,236と同様に
円周上に茶筅状に繋がった板バネ255,256によっ
て常に中心方向に復帰するように付勢されている。さら
に、本実施例の測定治具3には総型マスタギア200a
の微小な回転変位量を検出するためにロータリーエンコ
ーダが配設されている。このロータリーエンコーダは、
例えば半導体レーザ等から成り、受発光部257aを有
するセンサヘッド257がオルダム継手253の下部に
設けられ、受発光部257aの間を移動角度を読み取る
ためのスリットが刻まれたディスク258が回転可能な
間隔を有して配置されている。そのディスク258は、
取り付け台259を介して、総型マスタギア200aを
回転させる保持軸238に固定されると共に、総型マス
タギア200aでワーク14を測定する時、曲げ変形に
よる誤差をなくすために、分割して取り付けられるリテ
ーナ260と協力して保持軸238の回転を阻害しない
ように構成されている。この測定治具200によれば、
回転方向の微小変位を検出し出力する装置のみを動作さ
せて、累積ピッチ誤差や隣接ピッチ誤差も測定可能であ
る。
まりケース230と、その蓋231とで形成する空間2
32の内部にケース230に固定されたオルダム継手2
33と、茶筅状に繋がった板バネ235,237によっ
て付勢されるオルダム継手234,236等の構成は図
8に示した測定治具200と同様である。本実施例で
は、総型マスタギア200aの微小な回転方向の変位を
検出するために、トーションバー250を設けている。
トーションバー250を設けることに伴って剛性が低下
して該トーションバー250の曲げ変形を押さえるため
に、下部オルダム継手251,252,253および下
部ケース254を設けている。前記オルダム継手25
2,253は上部オルダム継手234,236と同様に
円周上に茶筅状に繋がった板バネ255,256によっ
て常に中心方向に復帰するように付勢されている。さら
に、本実施例の測定治具3には総型マスタギア200a
の微小な回転変位量を検出するためにロータリーエンコ
ーダが配設されている。このロータリーエンコーダは、
例えば半導体レーザ等から成り、受発光部257aを有
するセンサヘッド257がオルダム継手253の下部に
設けられ、受発光部257aの間を移動角度を読み取る
ためのスリットが刻まれたディスク258が回転可能な
間隔を有して配置されている。そのディスク258は、
取り付け台259を介して、総型マスタギア200aを
回転させる保持軸238に固定されると共に、総型マス
タギア200aでワーク14を測定する時、曲げ変形に
よる誤差をなくすために、分割して取り付けられるリテ
ーナ260と協力して保持軸238の回転を阻害しない
ように構成されている。この測定治具200によれば、
回転方向の微小変位を検出し出力する装置のみを動作さ
せて、累積ピッチ誤差や隣接ピッチ誤差も測定可能であ
る。
【0048】以上説明したように、本発明の放電加工装
置によれば、複数の偏心リングによって工具を把持した
回転軸を任意の方向に滑らかに移動させることができる
ので、放電加工およびそれに続く研削加工、ラップ加
工、加工形状の測定を高精度に行い滑らかな加工面を有
するワーク加工を実現することができる。
置によれば、複数の偏心リングによって工具を把持した
回転軸を任意の方向に滑らかに移動させることができる
ので、放電加工およびそれに続く研削加工、ラップ加
工、加工形状の測定を高精度に行い滑らかな加工面を有
するワーク加工を実現することができる。
【0049】以上説明した本実施例では、歯車形状の加
工を例に取って説明したが、他の加工、例えば自動車の
ホイールやエンジン部品等の放電加工を利用する加工に
適用することができることは言うまでもない。
工を例に取って説明したが、他の加工、例えば自動車の
ホイールやエンジン部品等の放電加工を利用する加工に
適用することができることは言うまでもない。
【0050】
【発明の効果】本発明に基づく放電加工装置によれば、
電極を把持した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対
して任意の方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の
軸心に対して内周円の軸心が偏心した第1偏心リングの
内周円に保持し、さらに該第1偏心リングを偏心した内
周円を有する外郭偏心リングの内周円に保持させて、第
1偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によっ
てそれぞれ偏心回転運動させることによって、第1偏心
リングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って任
意の偏心速度と偏心量で移動させることが可能に成る。
従って、ワークと電極との相対運動が滑らかに行われワ
ークの加工面を滑らかにすることができて、高精度の加
工形状を得ることができる。
電極を把持した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対
して任意の方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の
軸心に対して内周円の軸心が偏心した第1偏心リングの
内周円に保持し、さらに該第1偏心リングを偏心した内
周円を有する外郭偏心リングの内周円に保持させて、第
1偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によっ
てそれぞれ偏心回転運動させることによって、第1偏心
リングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って任
意の偏心速度と偏心量で移動させることが可能に成る。
従って、ワークと電極との相対運動が滑らかに行われワ
ークの加工面を滑らかにすることができて、高精度の加
工形状を得ることができる。
【0051】また、本発明の放電加工方法においては、
第1偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
に制御することによって、第1偏心リングに保持された
回転軸を任意の移動軌跡に沿って任意の偏心速度と偏心
量で移動させることが可能であり、電極とワークとの相
対運動によって任意の形状のワークの加工を容易に行う
ことができる。従って、電極の偏心速度と偏心量を変化
させることによって、単一の形状の電極で複数の形状の
放電加工を行うことが可能であり、電極の種類の削減や
放電加工時間の短縮等、放電加工費の削減を行うことが
できる。
第1偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
に制御することによって、第1偏心リングに保持された
回転軸を任意の移動軌跡に沿って任意の偏心速度と偏心
量で移動させることが可能であり、電極とワークとの相
対運動によって任意の形状のワークの加工を容易に行う
ことができる。従って、電極の偏心速度と偏心量を変化
させることによって、単一の形状の電極で複数の形状の
放電加工を行うことが可能であり、電極の種類の削減や
放電加工時間の短縮等、放電加工費の削減を行うことが
できる。
【図1】本発明に基づく放電加工装置の概略図である。
【図2】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図3】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構の
偏心リングの部分断面図である。
偏心リングの部分断面図である。
【図4】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構の
ホルダの回転中心の移動軌跡を示す説明図である。
ホルダの回転中心の移動軌跡を示す説明図である。
【図5】本発明に基づく放電加工装置の偏心同期運動を
実現する構成を説明する説明図である。
実現する構成を説明する説明図である。
【図6】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る側断面図である。
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る側断面図である。
【図7】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る説明図である。
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る説明図である。
【図8】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定に用いる測定治具の断面図である。
状の測定に用いる測定治具の断面図である。
【図9】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定に用いる測定治具の微小変位量検出センサの取
り付け状態を説明する説明図である。
状の測定に用いる測定治具の微小変位量検出センサの取
り付け状態を説明する説明図である。
【図10】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定時のワークと総型マスタギアの噛合い状態を
説明する説明図である。
形状の測定時のワークと総型マスタギアの噛合い状態を
説明する説明図である。
【図11】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定時のワークと他の形状の総型マスタギアの噛
合い状態を説明する説明図である。
形状の測定時のワークと他の形状の総型マスタギアの噛
合い状態を説明する説明図である。
【図12】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定に用いる総型マスタギアの歯先形状を示す説
明図である。
形状の測定に用いる総型マスタギアの歯先形状を示す説
明図である。
【図13】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定に用いる他の測定治具の断面図である。
形状の測定に用いる他の測定治具の断面図である。
1 加工装置 4a 電極 6 割出回転装置 8 ホルダ 14 ワーク 30 オルダム継手 38,48,60,74 サーボモータ 36,46,58,72 回転位置・速度検出部 40 内偏心リング(第1偏心リング) 50 中偏心リング(外郭偏心リング) 64 外偏心リング(外郭偏心リング)
Claims (2)
- 【請求項1】 ワークと電極とを近接させると共にワー
クと電極とを相対同期運動させ、電極によりワークを放
電加工して所望の加工形状を得る放電加工装置におい
て、 前記電極を把持すると共に、放電加工装置の機械中心に
対して任意の方向に摺動可能に設けられた回転軸と、 外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心した第1偏心
リングであって、前記内周円に前記回転軸を保持する第
1偏心リングと、 前記回転軸と第1偏心リングとを内周円に保持する少な
くとも1つ設けられた外郭偏心リングと、 前記第1偏心リングと外郭偏心リングとを回転駆動させ
て、その回転運動によって前記回転軸に所定の移動量を
与える回転駆動制御部と、 を有することを特徴とする放電加工装置。 - 【請求項2】 ワークと電極とを近接させると共にワー
クと電極とを相対同期運動させ、電極によりワークを放
電加工して所望の加工形状を得る放電加工方法におい
て、 前記電極を把持し、放電加工装置の機械中心に対して任
意の方向に摺動可能な回転軸を設け、外周円の軸心に対
して内周円の軸心が偏心した第1偏心リングの内周円に
前記回転軸を保持し、さらに、前記回転軸と第1偏心リ
ングとを内周円に保持する外郭偏心リングを少なくとも
1つ設け、 前記第1偏心リングと、外郭偏心リングとの回転量をそ
れぞれ制御することによって、回転軸を任意の移動軌跡
に沿って移動させ、前記電極の形状と前記回転軸の移動
軌跡とによってワークの加工形状を決定することを特徴
とする放電加工方法。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16561093A JPH0724651A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 放電加工装置及び放電加工方法 |
TW085211935U TW405470U (en) | 1993-01-22 | 1994-01-14 | Apparatus for machining and measuring a gear shape |
CA002113702A CA2113702C (en) | 1993-01-22 | 1994-01-18 | Apparatus and method for machining a gear shape |
US08/183,366 US5539172A (en) | 1993-01-22 | 1994-01-19 | Apparatus and method for machining a gear shape |
DE69418629T DE69418629T2 (de) | 1993-01-22 | 1994-01-21 | Maschine und Verfahren zum Bearbeiten eines Zahnrades |
EP94100890A EP0609724B1 (en) | 1993-01-22 | 1994-01-21 | Apparatus and method for machining a gear shape |
KR1019940001149A KR0166398B1 (ko) | 1993-01-22 | 1994-01-22 | 기어 형상의 가공 장치 및 가공 방법 |
CN94100566A CN1061282C (zh) | 1993-01-22 | 1994-01-22 | 加工齿轮外形的设备和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16561093A JPH0724651A (ja) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | 放電加工装置及び放電加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0724651A true JPH0724651A (ja) | 1995-01-27 |
Family
ID=15815639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16561093A Pending JPH0724651A (ja) | 1993-01-22 | 1993-07-05 | 放電加工装置及び放電加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0724651A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111185609A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-05-22 | 刘西海 | 一种应用于管切装置的调心卡盘及测量补偿装置 |
-
1993
- 1993-07-05 JP JP16561093A patent/JPH0724651A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111185609A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-05-22 | 刘西海 | 一种应用于管切装置的调心卡盘及测量补偿装置 |
CN111185609B (zh) * | 2019-11-22 | 2021-09-17 | 刘西海 | 一种应用于管切装置的调心卡盘及测量补偿装置 |
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