JPH09103879A - 軸倣い加工装置 - Google Patents

軸倣い加工装置

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JPH09103879A
JPH09103879A JP26153295A JP26153295A JPH09103879A JP H09103879 A JPH09103879 A JP H09103879A JP 26153295 A JP26153295 A JP 26153295A JP 26153295 A JP26153295 A JP 26153295A JP H09103879 A JPH09103879 A JP H09103879A
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JP
Japan
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work
voltage
electrode
axis
gap
Prior art date
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Pending
Application number
JP26153295A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Asami
康弘 浅見
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Amada Co Ltd
Original Assignee
Amada Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極とワークが衝突したりするのを防ぐと共
に、ワークの仕上りを良くした軸倣い加工装置を提供す
ることにある。 【解決手段】 ワークWに加工を行う軸倣い加工装置1
において、電極13からワークWへ出力するアーク電圧
を検出する電圧検出装置21と、この電圧検出装置21
で検出された電圧信号を入力して前記ギャップをコント
ロールするギャップコントロール装置25と、前記第1
駆動手段9により加工ヘッド15またはワークWのどち
らか一方の移動時における実際の電圧を取り込み、この
実際の電圧が予め設定されたしきい値と比較判断する監
視装置27と、この監視装置27にて実際の電圧が前記
しきい値における上下の値を越えたときに前記ギャップ
コントロール装置25からの第2駆動信号をOFFにす
る切換手段29と、を備えてなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、プラズマ加工機
や溶接機などで加工ヘッドに備えられた電極から出力す
る電圧の変化で電極と加工すべきワークとの間のギャッ
プをコントロールして加工を行う軸倣い加工装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、軸倣い加工装置としての例えばプ
ラズマ加工機や溶接機などでは、加工ヘッドに備えられ
た電極から出力するアーク電圧の変化をNC装置の軸制
御部に入力し、この軸制御部から加工ヘッドを上下動せ
しめる軸へフィードバックすることにより、電極とワー
クの間のギャップを常に一定となるようにコントロール
している。
【0003】例えば、従来の軸倣い加工装置101は、
図5に示されているように、加工すべきワークWを載置
したワークテーブル103を備えており、このワークテ
ーブル103の上方に図5において左右方向(X軸方
向)へ移動自在なX軸キャレッジ105が設けられてい
る。このX軸キャレッジ105にはX軸方向へ延伸した
ボールねじ107が螺合されており、このボールねじ1
07の一端例えば右端にはサーボモータのごときX軸駆
動モータ109が連結されている。
【0004】前記X軸キャレッジ105上には上下方向
(Z軸方向)へ移動自在なZ軸キャレッジ111が設け
られている。このZ軸キャレッジ111の下部には電極
113を備えた加工ヘッド115が装着されている。前
記Z軸キャレッジ111にはZ軸方向へ延伸したボール
ねじ117が螺合されており、このボールねじ117の
上端にはサーボモータのごときZ軸駆動モータ119が
連結されている。
【0005】上記構成により、ワークWをワークテーブ
ル103上に載置せしめた状態でX軸駆動モータ109
を駆動せしめてボールねじ107を回転せしめることに
より、X軸キャレッジ105がX軸方向へ移動される。
また、Z軸駆動モータ119を駆動せしめてボールねじ
117を回転せしめることにより、Z軸キャレッジ11
1がZ軸方向へ移動されることになる。
【0006】前記電極113とワークWには電圧検出装
置121が接続されていると共に、この電圧検出装置1
21はNC装置123に接続されている。しかもこのN
C装置123は前記X軸駆動モータ109,Z軸駆動モ
ータ119に接続されている。
【0007】上記構成により、X軸キャレッジ105を
X軸方向へ、Z軸キャレッジ111をZ軸方向へそれぞ
れ移動せしめると共に、電極113から出力されるアー
クでワークWにプラズマ加工や溶接などの加工が行われ
る。
【0008】その際、電極113から出力するアーク電
圧の変化を電圧検出装置121で検出し、この検出され
た電圧信号をNC装置123に取り込ませ、NC装置1
23からZ軸駆動モータ119へモータ駆動信号をフィ
ードバックして、電極113とワークWとの間のギャッ
プGを常に一定となるようにコントロールして加工が行
われている。
【0009】このコントロールは反ったワークWの切断
など仕上りにとって重要である。しかも、このコントロ
ールは図6に示されているように、ギャップGと電圧V
との関係が比例関係にあることから成り立っているもの
である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の軸倣い加工装置101において、X軸駆動モータ1
09を駆動せしめると、ボールねじ107が回転されて
X軸キャレッジ105が図5においてX軸方向へ移動さ
れるのに伴い電極113も同方向へ移動する。
【0011】この電極113がX軸方向へ移動すると、
図7に示されているように、左右の速度でも電圧が変化
する。このことは、左右の速度が変化すると、ギャップ
Gの変化と見なされ電極113が上下方向にコントロー
ルされてしまう。つまり、電圧の変化がギャップGによ
るものか、速度によるものか分からないためである。
【0012】また、加工ヘッド115が左右方向へ移動
しているときに、例えば図8に示されているように、ワ
ークWのないところ、すなわち穴やクロス点などでは、
ギャップGは大きくなるので、電圧も図9に示されてい
るように大きく変化する。
【0013】つまり、コーナなどで速度が変化する所
や、ワークWのない所、すなわち穴やクロス点などでは
電圧が大きく変化するので、電極113がワークWへ衝
突したりしてしまう。たとえ衝突したりしなくても切断
などの仕上りが悪くなるという問題がある。
【0014】この発明の目的は、電極とワークが衝突し
たりするのを防ぐと共に、ワークの仕上りを良くした軸
倣い加工装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1によるこの発明の軸倣い加工装置は、電極を
備えた加工ヘッドと加工すべきワークとを相対的に第1
駆動手段により移動せしめると共に前記加工ヘッドを第
2駆動手段により上下方向へ移動せしめて前記電極とワ
ークの間のギャップを常に一定にコントロールしてワー
クに加工を行う軸倣い加工装置であって、前記電極から
ワークへ出力するアーク電圧を検出する電圧検出装置
と、この電圧検出装置で検出された電圧信号を入力して
前記ギャップをコントロールするギャップコントロール
装置と、前記第1駆動手段により加工ヘッドまたはワー
クのどちらか一方の移動時における実際の電圧を取り込
み、この実際の電圧が予め設定されたしきい値と比較判
断する監視装置と、この監視装置にて実際の電圧が前記
しきい値における上下の値を越えたときに前記ギャップ
コントロール装置からの第2駆動信号をOFFにする切
換手段と、を備えてなることを特徴とするものである。
【0016】したがって、ワークに加工を行う際には、
監視装置に予め設定したしきい値を入力せしめておく。
そして、例えばワークを固定し加工ヘッドを左右方向へ
移動せしめたときのアークの実際の電圧を電圧検出装置
にて検出し、この検出された実際の電圧をギャップコン
トロール装置に取り込ませると共に、監視装置に取り込
ませる。
【0017】監視装置にて検出された実際の電圧が予め
設定された上下のしきい値内にあると判断された場合に
は切換手段のスイッチをONせしめてギャップコントロ
ール装置から第2駆動手段へ駆動信号を加えて第2駆動
手段をコントロールして電極とワークとの間のギャップ
が一定にコントロールされる。
【0018】監視装置にて検出された実際の電圧が予め
設定された上下のしきい値を越えたと判断された場合に
は切換手段のスイッチをOFFせしめてギャップコント
ロール装置から第2駆動手段へ駆動信号を与えないよう
にして第2駆動手段がコントロールされるので、電極と
ワークが衝突するのを防ぐことができると共に、ワーク
の仕上りを良くすることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の例
を図面に基いて詳細に説明する。
【0020】図1を参照するに、例えばプラズマ加工機
や溶接機などの軸倣い加工装置1は加工すべきワークW
を載置するワークテーブル3を備えており、このワーク
テーブル3の上方に図1において左右方向(X軸方向)
へ移動自在なX軸キャレッジ5が設けられている。この
X軸キャレッジ5にはX軸方向へ延伸したボールねじ7
が螺合されており、このボールねじ7の一端例えば右端
には第1駆動手段としてのサーボモータのごときX軸駆
動モータ9が連結されている。このX軸駆動モータ9に
は移動量を検出するためのエンコーダE1 が備えられて
いる。
【0021】上記構成により、X軸駆動モータ9を駆動
せしめると、ボールねじ7が回転されてX軸キャレッジ
5がX軸方向へ移動されることになる。
【0022】前記X軸キャレッジ5上には上下方向(Z
軸方向)へ移動自在なZ軸キャレッジ11が設けられて
いる。このZ軸キャレッジ11の下部には電極13を備
えた加工ヘッド15が装着されている。前記Z軸キャレ
ッジ11にはZ軸方向へ延伸したボールねじ17が螺合
されており、このボールねじ17の上端には第2駆動手
段としてのサーボモータのごときZ軸駆動モータ19が
連結されている。このZ軸駆動モータ19には移動量を
検出するためのエンコーダE2 が備えられている。
【0023】上記構成により、Z軸駆動モータ19を駆
動せしめると、ボールねじ17が回転されてZ軸キャレ
ッジ11がZ軸方向へ移動されるから、加工ヘッド15
に備えられた電極13も同方向へ移動されることにな
る。
【0024】前記電極13とワークWには電圧検出装置
21が接続されていると共にこの電圧検出装置21はN
C装置23に接続されている。しかもこのNC装置23
は前記X軸駆動モータ9,Z軸駆動モータ19に接続さ
れている。
【0025】上記構成により、X軸キャレッジ5をX軸
方向へ、Z軸キャレッジ11をZ軸方向へそれぞれ移動
せしめると共に、電極13から出力されるアークでワー
クWにプラズマ加工や溶接加工などの加工が行われるこ
とになる。
【0026】前記NC装置23には電極13とワークW
との間のギャップGをコントロールするギャップコント
ロール装置25,前記X軸キャレッジ5がX軸方向へ移
動したときの電圧の変化を監視せしめる監視装置27お
よび切換手段29が備えられている。
【0027】前記ギャップコントロール25は電圧検出
装置21で検出された電圧信号を取り込んで、ギャップ
Gが常に一定となるように前記Z軸駆動モータ19へ通
常の上下の駆動信号にギャップコントロール装置からの
駆動信号を加えた駆動信号を与えるものである。
【0028】前記監視装置27では、図2に示されてい
るように、ピアス加工直後の電圧波形の基準電圧Aが取
り込まれると共に、図3に示されているような上,下限
値B,Cからなるしきい値が予め設定されて記憶されて
いる。したがって、監視装置27では上限しきい値E
(=A+B),下限しきい値F(=A−C)が演算され
た後、実際の電圧Dと上,下限しきい値E,Fとが比較
判断されるのである。
【0029】上記構成により、電極13とワークWとの
間のギャップGをコントロールする動作を図4に示した
フローチャートを基にして説明すると、ステップS1で
ピアス加工直後の基準電圧Aを電圧検出装置21で検出
して監視装置27に入力せしめて一旦記憶せしめる。ス
テップS2で予め設定した上,下限のしきい値B,Cを
監視装置27に入力せしめて記憶せしめる。
【0030】ステップS3で加工時例えば切断時の電圧
Dを電圧検出装置21で検出して監視装置27に取り込
ませる。ステップS4では上,下限電圧E,FをE=A
+B,F=A−Cにて演算処理せしめる。
【0031】ステップS5で実際の電圧Dと上限電圧E
とが比較判断され、D>Eでなければ(D<E)、ステ
ップS6に進み、ステップS6では実際の電圧Dと下限
電圧Fとが比較判断される。そして、D<Fでなければ
(D>F)、ステップS7に進み、切換手段29のスイ
ッチがONされてギャップコントロール25からの駆動
信号が通常の上下の駆動信号に加えられてZ軸駆動モー
タ9が制御されてワークWと電極13との間のギャップ
Gが一定にコントロールされてワークWに加工を行うこ
とができる。
【0032】前記ステップS5でD>Eであるとき、ま
た、ステップS6でD<Fであるときには、ステップS
8に進み、切換手段29のスイッチがOFFされて通常
の上下の駆動信号でZ軸駆動モータ9が制御される。
【0033】而して、例えば電極13を備えた加工ヘッ
ド15が左右方向へ動く速度が変化しているときや、穴
やクロス点などのワークWがない所では電圧が大きく変
化してもそれを無視できる。よって、ワークWのコーナ
部などや穴,クロス点での電極13とワークWの衝突、
アークの失火などを防ぐことができると共にワークWの
仕上りを良くすることができる。
【0034】なお、この発明は、前述した実施の形態の
例に限定されることなく、適宜な変更を行うことによ
り、その他の態様で実施し得るものである。本実施の形
態の例ではワークWを固定し、X軸キャレッジ5をX軸
方向へ移動せしめる例で説明したが、X軸キャレッジ5
を固定し、ワークWをX軸方向へ移動せしめるようにし
てもよいものである。さらに、ワークWまたは加工ヘッ
ド15を固定し、加工ヘッド15またはワークWを2次
元(X,Y軸方向),3次元(X,Y,Z軸方向)へ移
動せしめるようにしてもよいものである。
【0035】自らのアーク電圧の変化を利用するだけで
なく、専用に倣い用の接触,非接触のセンサで行うよう
にしてもよい。また監視装置27はNC装置23の外部
に設けて行ってもよい。
【0036】電圧検出装置21からの信号は電圧でな
く、電流を検出してもよく、また、アナログ,デジタル
どちらでもよいものである。
【0037】
【発明の効果】以上のごとき実施の形態の例から理解さ
れるように、請求項1の発明によれば、ワークに加工を
行う際には、監視装置に予め設定したしきい値を入力せ
しめておく。そして、例えばワークを固定し加工ヘッド
を左右方向へ移動せしめたときのアークの実際の電圧を
電圧検出装置にて検出し、この検出された実際の電圧を
ギャップコントロール装置に取り込ませると共に、監視
装置に取り込ませる。
【0038】監視装置にて検出された実際の電圧が予め
設定された上下のしきい値内にあると判断された場合に
は切換手段のスイッチをONせしめてギャップコントロ
ール装置から第2駆動手段へ駆動を加えて第2駆動手段
をコントロールして電極とワークとの間のギャップが一
定にコントロールされる。
【0039】監視装置にて検出された実際の電圧が予め
設定された上下のしきい値を越えたと判断された場合に
は切換手段のスイッチをOFFせしめてギャップコント
ロール装置から第2駆動手段へ駆動信号を与えないよう
にして第2駆動手段がコントロールされるので、電極と
ワークが衝突するのを防ぐことができると共に、ワーク
の仕上りを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施する軸倣い加工装置の構成図で
ある。
【図2】監視装置で切断時の加工電圧を監視する説明図
である。
【図3】監視装置で切断時の加工電圧を監視する説明図
である。
【図4】この発明の電極とワークとの間のギャップをコ
ントロールするフローチャートである。
【図5】従来の軸倣い加工装置の構成図である。
【図6】電極とワークとの間のギャップと電圧との関係
を示した図である。
【図7】電極とワークとの間のギャップと電圧との関係
を示した図である。
【図8】従来の電極でワークにクロス点加工を行ったと
きの説明図である。
【図9】従来の電極でワークにクロス点加工を行ったと
きの電圧変化を示した説明図である。
【符号の説明】
1 軸倣い加工装置 5 X軸キャレッジ 9 X軸駆動モータ(第1駆動手段) 11 Z軸キャレッジ 15 加工ヘッド 19 Z軸駆動モータ(第2駆動手段) 21 電圧検出装置 23 NC装置 25 ギャップコントロール装置 27 監視装置 29 切換手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極を備えた加工ヘッドと加工すべきワ
    ークとを相対的に第1駆動手段により移動せしめると共
    に前記加工ヘッドを第2駆動手段により上下方向へ移動
    せしめて前記電極とワークの間のギャップを常に一定に
    コントロールしてワークに加工を行う軸倣い加工装置で
    あって、前記電極からワークへ出力するアーク電圧を検
    出する電圧検出装置と、この電圧検出装置で検出された
    電圧信号を入力して前記ギャップをコントロールするギ
    ャップコントロール装置と、前記第1駆動手段により加
    工ヘッドまたはワークのどちらか一方の移動時における
    実際の電圧を取り込み、この実際の電圧が予め設定され
    たしきい値と比較判断する監視装置と、この監視装置に
    て実際の電圧が前記しきい値における上下の値を越えた
    ときに前記ギャップコントロール装置からの第2駆動信
    号をOFFにする切換手段と、を備えてなることを特徴
    とする軸倣い加工装置。
JP26153295A 1995-10-09 1995-10-09 軸倣い加工装置 Pending JPH09103879A (ja)

Priority Applications (1)

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JP26153295A JPH09103879A (ja) 1995-10-09 1995-10-09 軸倣い加工装置

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JP26153295A JPH09103879A (ja) 1995-10-09 1995-10-09 軸倣い加工装置

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JPH09103879A true JPH09103879A (ja) 1997-04-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016136663A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 本田技研工業株式会社 貫通溶接方法

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WO2016136663A1 (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 本田技研工業株式会社 貫通溶接方法
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