(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を加工液に浸漬させ、電極と前記被加工物からなる極間に電圧を印加して放電を発生させ、前記被加工物を除去加工する放電加工機において、
前記被加工物を浸漬させて放電加工するための加工液を貯留する加工槽と、
該加工槽への加工液の供給および加工槽からの加工液の回収のために加工液を貯留しておくための貯留部と、
前記加工槽に加工液が貯留されていないことを検出する加工槽非貯留検出手段と、
前記加工槽非貯留検出手段が前記加工槽に加工液が貯留されていないことを検出した時に、前記貯留部に貯留された加工液量を特定し、前記貯留部の容積と、特定した前記貯留部に貯留された加工液量とに基づいて、追加可能な加工液量である追加可能量を特定する追加可能量特定手段と、
前記追加可能量特定手段で得られる追加可能量を記憶する追加可能量記憶手段と、
前記追加可能量記憶手段に記憶された前記追加可能量以下の加工液を追加する加工液追加手段と、
を備え、
前記加工液追加手段は所定の加工液追加許可期間にのみ加工液を追加する、
ことを特徴とする放電加工機。
【請求項２】
前記加工液追加手段は加工液の水質の変化が所定の値以下になるように加工液を追加する、
ことを特徴とする請求項１に記載の放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電加工機に関し、特に放電加工に用いる加工液の追加装置を備えた放電加工機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工機は主に金属加工を行う生産現場で使用されており、技術の発展に伴って自動化がすすめられている。しかし、現在においても消耗品の交換や機械のメンテナンスの為、一定時間は人による作業が必要である。これらの作業を自動で行えるようになれば、夜間や休日も休まず機械を稼働することが可能となり、生産性を向上することが出来る。
【０００３】
ワイヤ放電加工機における消耗品とは、工具電極・フィルター・イオン交換装置等が挙げられるが、加工液についても蒸発や段取り作業中のワークへの付着によって少しずつ減少していってしまうため、消耗品と考えることが出来る。加工液の自動追加する手法として、貯留槽の水位を監視し、液面が低下したら加工液を追加するといった構成が考えられる。
【０００４】
例えば、加工液の液面を一定に保つ技術として、フロートスイッチによる加工液面を検出することで加工液の量を測定して調整する方法や、特許文献１などに開示されるように、被加工物が配置されるテーブルを内部に備え加工液を貯留する加工槽と、前記加工槽及び／又は前記テーブルをアースに接続する手段と、加工液面を検出する電極と、該電極とアースされた前記加工槽及び／又は前記テーブルとの間に電圧を印加する電圧印加装置と、前記電極とアースされた前記加工槽及び／又は前記テーブルとの間の電圧と所定の閾値を比較し加工液面が所定の高さ状態にあることを判定することにより液面を一定の高さに制御する技術などが公知となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８１３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したフロートスイッチなどを用いた加工液面の調整方法を貯留槽内の加工液量の推移の監視に用いることで、貯留槽内における加工液の液面の高さを制御することは可能である。しかしながら、このような技術のみでは複数の貯蔵槽を有するワイヤ放電加工機における全体の加工液量を判断することは出来ない。例えば、貯留槽に貯留される加工液の液面のみを監視していても、消耗した加工液を追加した後に加工槽内に貯留されている加工液が戻ってきて加工液が溢れてしまう場合がある。また、加工中に加工液を追加すると加工液の水質が大幅に変化して加工精度に影響を及ぼす場合がある。上記した従来技術のみでは、これらの課題に対応することができない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、貯留槽から溢れさせることなく、また、加工中であっても加工への影響が小さくなるように加工液を追加することができる加工液追加手段を備えた放電加工機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る発明は、被加工物を加工液に浸漬させ、電極と前記被加工物からなる極間に電圧を印加して放電を発生させ、前記被加工物を除去加工する放電加工機において、前記被加工物を浸漬させて放電加工するための加工液を貯留する加工槽と、該加工槽への加工液の供給および加工槽からの加工液の回収のために加工液を貯留しておくための貯留部と、前記加工槽に加工液が貯留されていないことを検出する加工槽非貯留検出手段と、前記加工槽非貯留検出手段が前記加工槽に加工液が貯留されていないことを検出した時に、前記貯留部に貯留された加工液量を特定し、前記貯留部の容積と、特定した前記貯留部に貯留された加工液量とに基づいて、追加可能な加工液量である追加可能量を特定する追加可能量特定手段と、前記追加可能量特定手段で得られる追加可能量を記憶する追加可能量記憶手段と、前記追加可能量記憶手段に記憶された前記追加可能量以下の加工液を追加する加工液追加手段と、を備え、前記加工液追加手段は所定の加工液追加許可期間にのみ加工液を追加する、ことを特徴とする放電加工機である。
【００１１】
本願の請求項２に係る発明は、前記加工液追加手段は水質の変化が所定の値以下になるように加工液を追加する、ことを特徴とする請求項１に記載の放電加工機である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、貯留槽から溢れさせることなく消耗した加工液を追加することができるようになると共に、加工中であっても加工への影響は限りなく小さく抑えることができるようになり、高精度加工を維持した状態で連続無人運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における放電加工機の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における加工液供給処理のフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態における加工液供給処理のフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態における加工液供給処理のフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態における放電加工機の概略構成図である。
【図６】本発明の他の実施形態における加工液供給処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本発明では、加工槽から貯留槽に加工液が回収されたタイミングで加工液の追加可能量を特定し、該特定した追加可能量の分だけ加工液を追加するようにする。加工液は、加工液の追加による加工液の液質の変化を考慮して、加工に及ぼす影響を抑えることが可能な期間に加工液を追加したり、一度に追加する加工液の量をコントロールしたりする。このような構成を設けることにより、加工液を追加することによる貯留槽からの溢れや、加工への影響を抑制する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における放電加工機の概略構成図である。本実施形態の放電加工機は、ワークを加工液中に浸漬させながら放電加工を行うために加工液を貯留する加工槽１と、加工槽１への加工液の供給や加工槽１からの加工液の回収を行うための貯留部２を有している。貯留部２は、１つの貯留槽で構成される場合もあるが、例えば加工槽１から回収した汚れた加工液を貯留する汚水槽や、該汚水槽に貯留された汚れた加工液をフィルタなどを通すことによりきれいにした加工液を貯留する清水槽などの複数の貯留槽から構成されている場合もあり、本実施形態においては説明を簡単にするために、これらをまとめて１つの貯留部２として説明する。なお、図１において点線は信号などのやり取りをする制御線を示している。また、図１では貯留部２から加工槽１へと加工液を供給するために用いられる供給路は省略している。
【００１６】
加工槽１には加工槽非貯留検出装置３が取り付けられており、該加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内から加工液がなくなったことを検出することができる。加工槽非貯留検出装置３は、例えば水位センサやフロートスイッチ等を用いて加工槽１内の加工液が底面近くの所定の水位以下となったことを検知することで、加工槽１内から加工液がなくなったことを検出することが可能である。
【００１７】
本実施形態の放電加工機では、一定時間放電加工が行われないタイミングにおいて図示しない制御装置がバルブ７を制御することにより加工槽１から貯留部２に加工液回収路９を介して加工液の回収が行われる。加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内から加工液が無くなったことが検出されると、追加可能量特定装置４により加工液の追加可能量が特定される。追加可能量特定装置４には、加工槽非貯留検出装置３と同様に、水位センサやフロートスイッチ等を用いることができ、例えば水位センサを用いて液面の高さを測定して貯留部２の断面積を乗じて貯留部２内の加工液の体積を算出したり、フロートスイッチを用いて予め定めた液面高さ以下であることを検出することで貯留部２内の加工液の体積が一定以下であることを検出したりすることで、貯留部２への追加可能量を特定することが出来る。より具体的には、水位センサなどを用いて具体的な加工液の体積を算出できる場合には、「貯留部２の体積」から「貯留部２内の加工液の体積」を差し引いた値を追加可能量とすることができ、また、フロートスイッチなどを用いて貯留部２内の加工液があらかじめ定めた所定体積を下回ったことを検出した場合には、「貯留部２の体積」から「あらかじめ定めた所定体積」を差し引いた値を追加可能量とすればよい。なお、貯留部２が複数の貯留槽から構成される場合には、それぞれの貯留槽に貯留された加工液量を特定する水位センサやフロートスイッチ等を設ければよい。
【００１８】
そして、バルブ８を操作することで上記特定した追加可能量の加工液が加工液追加装置５から加工液供給路１０を介して貯留部２に追加される。この方法を用いて加工液を追加すれば、加工液が貯留部２から溢れることはない。なお、バルブ８の開閉制御は加工槽非貯留検出装置３、追加可能量特定装置４からの制御信号に基づいて加工液追加装置５が行うようにしてもよいし、図示しない制御装置から行えるようにしてもよい。
【００１９】
図２に加工液追加装置５内で行う制御のフローチャートを示す。
●［ステップＳＡ０１］加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内に加工液が存在しないか判定する。加工液が存在しないことが確認された場合にはステップＳＡ０２へ進み、加工液が残っている場合には同判定を繰り返す。
●［ステップＳＡ０２］追加可能量特定装置４により貯留部２内の加工液の体積量を算出する。
●［ステップＳＡ０３］追加可能量特定装置４により特定された貯留部２内の加工液の体積量に基づいて追加可能量を算出する。
【００２０】
●［ステップＳＡ０４］一定期間だけステップＳＡ０２、ステップＳＡ０３を繰り返すことで追加可能量の値の算出を行い、算出される追加可能量の値が大きく変化しているか否かを判定する。大きく変化している場合には、貯留部２内の加工液が揺れており、正確な追加可能量を特定することが出来ないということなので、加工液の追加は行わずにステップＳＡ０１へ戻り、大きな変化が無い場合にはステップＳＡ０５へ進む。
●［ステップＳＡ０５］バルブ８を操作して追加可能量分だけ加工液の追加を行う。
【００２１】
図３は、本実施形態の放電加工機において、追加許可期間を設けた場合の加工液追加装置５内で行う制御のフローチャートである。追加許可期間には、マシニング停止直後やワークの段取り時間などのように次の加工がすぐに行われない期間が設定される。放電加工機は一般的に加工液中にワークを浸漬させて加工を行うため、加工中に水質が大幅に変化すると放電現象に変化が生じ、加工結果の悪化を招く恐れがある。このような期間を設け、加工液の追加を加工液追加許可期間に限定することで、加工液の追加による加工液の水質の変化が加工に及ぼす影響を抑えることが可能となる。
【００２２】
●［ステップＳＢ０１］加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内に加工液が存在しないか判定する。加工液が存在しないことが確認された場合にはステップＳＢ０２へ進み、加工液が残っている場合には同判定を繰り返す。
●［ステップＳＢ０２］追加可能量特定装置４により貯留部２内の加工液の体積量を算出する。
●［ステップＳＢ０３］追加可能量特定装置４により特定された貯留部２内の加工液の体積量に基づいて追加可能量を算出する。
【００２３】
●［ステップＳＢ０４］一定期間だけステップＳＢ０２、ステップＳＢ０３を繰り返すことで追加可能量の値の算出を行い、算出される追加可能量の値が大きく変化していないかを判定する。大きな変化が無い場合にはステップＳＢ０５へ進み、大きく変化している場合には、貯留部２内の加工液が揺れており、正確な追加可能量を特定することが出来ないということなので、加工液の追加は行わずにステップＳＢ０１へ戻る。
●［ステップＳＢ０５］現在が追加許可期間内であるか否かを判定する。追加許可期間内であるか否かは、あらかじめ図示しない制御装置に追加許可期間に信号などを出力するように設定しておき、該信号などに基づいて判断する。追加許可期間内である場合にはステップＳＢ０６へ進み、追加許可期間外の場合には加工液の追加は行わずにステップＳＢ０１へ戻る。
●［ステップＳＢ０６］バルブ８を操作して追加可能量分だけ加工液の追加を行う。
【００２４】
また、本実施形態の放電加工機に追加可能量記憶装置６を設け、該追加可能量記憶装置６に追加可能量特定装置４が特定した追加可能量を記憶させることで、加工槽非貯留検出装置３が加工槽非貯留検出している期間以外に加工液の追加を行えるようにすることも可能である。加工液は基本的に減少していくものであるから、ある時点において追加可能量記憶装置６に記憶された追加量をいずれのタイミングで追加したとしても貯留部２から加工液は溢れることはない。ただし、加工中に水質が大幅に変化すると放電現象に変化が生じ、加工結果の悪化を招く恐れがあるので、図３のフローチャートで説明したのと同様に、追加許可期間に加工液を追加するなど、水質の変化が加工結果に及ぼす影響が小さくなるように加工液追加を行う。
【００２５】
図４は、本実施形態の放電加工機において、追加可能量記憶装置６を設けた場合の加工液追加装置５内で行う制御のフローチャートである。
●［ステップＳＣ０１］加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内に加工液が存在しないか判定する。加工液が存在しないことが確認された場合にはステップＳＣ０２へ進み、加工液が残っている場合には同判定を繰り返す。
●［ステップＳＣ０２］追加可能量特定装置４により貯留部２内の加工液の体積量を算出する。
●［ステップＳＣ０３］追加可能量特定装置４により特定された貯留部２内の加工液の体積量に基づいて追加可能量を算出する。
【００２６】
●［ステップＳＣ０４］一定期間だけステップＳＣ０２、ステップＳＣ０３を繰り返すことで追加可能量の値の算出を行い、算出される追加可能量の値が大きく変化していないかを判定する。大きな変化が無い場合にはステップＳＣ０５へ進み、大きく変化している場合には、貯留部２内の加工液が揺れており、正確な追加可能量を特定することが出来ないということなのでステップＳＣ０１へ戻る。
●［ステップＳＣ０５］ステップＳＣ０４で特定した追加可能量を追加可能量記憶装置６に記憶する。
●［ステップＳＣ０６］現在が追加許可期間内であるか否かを判定する。追加許可期間内であるか否かは、あらかじめ図示しない制御装置に追加許可期間に信号などを出力するように設定しておき、該信号などに基づいて判断する。追加許可期間内である場合にはステップＳＣ０７へ進み、追加許可期間外の場合には同判定を繰り返す。
●［ステップＳＣ０７］バルブ８を操作して追加可能量分だけ加工液の追加を行う。
【００２７】
図４のフローチャートにおいて、ステップＳＣ０６、ステップＳＣ０７の追加許可期間内判定と加工液の追加の処理は、追加可能量記憶装置６に記憶された追加可能量の分だけ加工液を供給するまで繰り返すようにしてもよい。すなわち、加工液を供給している最中に追加許可期間外となった場合にはそれまでに供給した加工液の量を一時的に記憶した上で加工液の供給をいったん中断し、再度追加許可期間になった時点で加工液の追加を再開するようにしてもよい。また、その際に水質の変化を一定以下に抑えられる追加加工液の流速を予め加工液追加装置５に記憶させておき、その値以下の流速で加工液の追加を行う方法も考えられる。この方法を用いることで加工中であっても加工への影響は限りなく小さく抑えることが出来る。
【００２８】
そのほかの変形例としては、図５に示すように別途水質を検出するセンサ１１等を設け、該センサ１１により検出される加工液の水質を監視しながら加工液の追加を行う方法も考えられる。例えば、センサ１１により加工液の水温や比抵抗といった放電加工に影響を及ぼす要因の変化を監視し、変化量が一定以上に到達したら加工液の追加を中断する方法が考えられる。さらに言えば、センサで検出できる水質の変化の遅れを考慮し、単位時間当たりの水質の変化量から予め加工液の追加を中断することも考えられる。
【００２９】
図６は、本実施形態の放電加工機において、センサ１１で水質の変化を検出する場合の加工液追加装置５内で行う制御のフローチャートである。
●［ステップＳＤ０１］加工槽非貯留検出装置３により加工槽１内に加工液が存在しないか判定する。加工液が存在しないことが確認された場合にはステップＳＤ０２へ進み、加工液が残っている場合には同判定を繰り返す。
●［ステップＳＤ０２］追加可能量特定装置４により貯留部２内の加工液の体積量を算出する。
●［ステップＳＤ０３］追加可能量特定装置４により特定された貯留部２内の加工液の体積量に基づいて追加可能量を算出する。
【００３０】
●［ステップＳＤ０４］一定期間だけステップＳＤ０２、ステップＳＤ０３を繰り返すことで追加可能量の値の算出を行い、算出される追加可能量の値が大きく変化していないかを判定する。大きな変化が無い場合にはステップＳＤ０５へ進み、大きく変化している場合には、貯留部２内の加工液が揺れており、正確な追加可能量を特定することが出来ないということなのでステップＳＤ０１へ戻る。
●［ステップＳＤ０５］センサ１１で検出される水質の情報を記憶した上で、バルブ８を操作して加工液の追加を開始する。
●［ステップＳＤ０６］これまでに追加した加工液の量が追加可能量未満であるかを判定する。追加可能量未満の場合にはステップＳＤ０７へ進み、追加可能量以上となった場合には加工液の追加を終了する。
●［ステップＳＤ０７］ステップＳＤ０５で記憶した水質の情報とセンサ１１から検出される水質の情報とを比較して水質の変化量を求め、水質の変化量が予め設定してある所定の範囲内であるかを判定する。水質の変化量が所定の範囲内である場合にはステップＳＤ０６へ戻り、水質の変化量が所定の範囲を超えた場合（または、超えることが予想される場合）には加工液の追加を一時的に中断する。中断後は、加工液の水質がある程度戻った（安定した）時点で加工液の追加を再開するようにすればよい。
【００３１】
以上、説明してきた方法により、高精度加工を維持した状態で連続無人運転が可能となる。なお、本発明は上述した実施の形態の例のみに限定されることなく、適宜の変更を加えることにより様々な態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  加工槽
２  貯留部
３  加工槽非貯留検出装置
４  追加可能量特定装置
５  加工液追加装置
６  追加可能量記憶装置
７，８  バルブ
９  加工液回収路
１０  加工液供給路
１１  センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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