(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、
前記細穴加工用電極を前記電極ホルダと前記細穴ガイドとの間で支持すると共に開閉可能なチャックを備えた少なくとも２個のガイドからなる中間ガイドと、
前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、
前記中間ガイドの各ガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、
前記中間ガイドの各ガイド間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えた細穴加工用放電加工装置。
【請求項２】
細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、
前記細穴加工用電極を前記細穴ガイドの近傍で支持する第１のガイド及び前記電極ホルダと前記細穴ガイドとの間で支持する第２のガイドを備え、前記第２のガイドには開閉可能なチャックを備えてなる中間ガイドと、
前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、
前記中間ガイドの第２のガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、
前記中間ガイドの第１のガイド及び第２のガイド間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えた細穴加工用放電加工装置。
【請求項３】
細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、
前記細穴加工用電極を前記細穴ガイドの近傍で支持する第１のガイド及び前記電極ホルダと前記細穴ガイドの間で支持する第１のガイド以外の複数のガイドを備え、前記第１のガイド以外の複数のガイドには開閉可能なチャックを備えた中間ガイドと、
前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、
前記中間ガイドの第１のガイド以外の複数のガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、
前記中間ガイドの第１のガイド及び第１のガイド以外の複数のガイドの各々の間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えた細穴加工用放電加工装置。
【請求項４】
請求の範囲１乃至３のいずれかにおいて、前記細穴ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第４の駆動装置を備えた細穴加工用放電加工装置。
【請求項５】
請求の範囲２又は３において、前記中間ガイドの第１のガイドに開閉可能なチャックを備えた細穴加工用放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、細穴加工用電極と被加工物との極間に加工電力を供給して放電を発生させ、放電エネルギにより被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置の改良に関するものである。
背景技術
細穴加工用放電加工装置は、例えばレーザによる細穴加工と比較して真円度及び穴径の均一性が高いこと等から、特に高精度な用途に利用されている。また、細穴加工は被加工物に多数の細穴（例えば直径０．１ｍｍ、１万個程度）を形成するため、信頼性の高い自動化が求められている。
細穴加工用放電加工装置に用いられる細穴加工用電極としては銅又はタングステン等の細線が用いられるが、加工による消耗が激しく、生産性の低下を防止するためには長さの長い細穴加工用電極を用いる必要がある（例えば直径が０．１ｍｍで長さが２００ｍｍ程度）。このように、細穴加工用電極は非常に細くかつ長いため、たわみを生じやすく取扱いが困難であり、この細穴加工用電極を用いた被加工物の細穴加工において、加工精度及び信頼性が低下するという問題点があった。
また、細穴加工用電極は、スラッジの排出等による加工の安定化及び真円度の向上等のために、例えば１０００ｒｐｍ程度の速度で回転した状態で用いられるため、特に加工中には細穴加工用電極のたわみが生じやすい。このような細穴加工用電極のたわみが生じた状態で加工を行うと、細穴加工用電極の消耗に伴う電極送りを適切に行うことができないこと等から、所期の加工精度が得られないという問題点があった。
第６図は、前記のような課題を解決するために、日本国特開昭６０−１０８２３４号公報に開示された従来の細穴加工用放電加工装置の構成を示す説明図であり、図において、１は細穴加工用電極、２は被加工物、３はテーブル、４は主軸、５はチャック、６は細穴加工用電極１を保持する電極ホルダ、６ａは支持腕、７は細穴加工用電極１を案内する細穴を設けた細穴ガイド、８は中間ガイドである。また、細穴加工用電極１と被加工物２との極間には図示しない加工液が介在しており、細穴加工用電極１と被加工物２との極間に図示しない加工用電源装置から加工電力が供給され、放電エネルギにより被加工物２に細穴が形成される。
細穴加工用電極１の中間部を中間ガイド８によりガイドし、この中間ガイド８を支持腕６ａにより駆動し、中間ガイド８を主軸４の昇降に同調して移動させるようにして（図中矢印Ｅ）、細穴加工用電極１の加工中のたわみを抑制するものであるが、支持腕６により中間ガイド８を駆動する構成等から、細穴加工用電極１の自動交換が困難であるという問題点があった。また、このような中間ガイド８では、近年のさらなる高精度化に対する要求には応えられないものであった。
第７図は、日本国特開平８−２２９７４７号公報に開示された従来の細穴加工用放電加工装置の構成及び動作説明図であり、図において、１は細穴加工用電極、２は被加工物、３はテーブル、４は主軸、５はチャック、６は細穴加工用電極１を保持する電極ホルダ、７は細穴ガイド、９は誘導ガイドである。また、細穴加工用電極１と被加工物２との極間には、図示しない加工液が介在している。
この細穴加工用放電加工装置は、細穴加工用電極の自動交換を可能にすることを主目的とするものであり、その動作の概要は、以下の（１）乃至（４）のとおりである。（１）主軸４を上昇させ、細穴加工用電極１を電極ホルダ６と共に自動交換した後、誘導ガイド９を細穴加工用電極１の上部へ上昇させ、細穴加工用電極１を緩く挟む（第７図の（ａ））、（２）細穴加工用電極１を緩く挟んだまま、誘導ガイド９を細穴加工用電極１の下部に下降させる（第７図の（ｂ））、（３）主軸４を下降させ細穴加工用電極１を細穴ガイド７の細穴に挿入する（第７図の（ｃ））、（４）誘導ガイド９を被加工物２の加工領域外へ退避させる（第７図の（ｄ））。このような構成の細穴加工用放電加工装置では、細穴加工用電極の自動交換は可能であるが、加工中の細穴加工用電極１のたわみを抑制することができないため、高精度な用途には適用できないという問題点があった。
発明の開示
近年の科学技術の急速な進歩及び産業競争力の強化等のために、細穴加工用放電加工装置に対しても、高精度化並びに生産性及び信頼性の向上の要求が急速に高まっている。この発明は、前記課題を解決し、さらに高精度かつ自動化に適した、前記高精度化並びに生産性及び信頼性の向上の要求に応えることができる細穴加工用放電加工装置を得ることを目的とする。
この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、前記細穴加工用電極を前記電極ホルダと前記細穴ガイドとの間で支持すると共に開閉可能なチャックを備えた少なくとも２個のガイドからなる中間ガイドと、前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、前記中間ガイドの各ガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、前記中間ガイドの各ガイド間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えたものである。
また、この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、前記細穴加工用電極を前記細穴ガイドの近傍で支持する第１のガイド及び前記電極ホルダと前記細穴ガイドとの間で支持する第２のガイドを備え、前記第２のガイドには開閉可能なチャックを備えてなる中間ガイドと、前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、前記中間ガイドの第２のガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、前記中間ガイドの第１のガイド及び第２のガイド間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えたものである。
また、この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、細穴加工用電極を保持する電極ホルダと、前記電極ホルダ及び細穴加工用電極をその長手方向に駆動する駆動装置と、前記細穴加工用電極を案内する細穴が設けられ被加工物の近傍に配置された細穴ガイドと、前記細穴加工用電極と前記被加工物との極間に加工電力を供給する加工用電源装置とを備え、放電エネルギにより前記被加工物に細穴を形成する細穴加工用放電加工装置において、前記細穴加工用電極を前記細穴ガイドの近傍で支持する第１のガイド及び前記電極ホルダと前記細穴ガイドの間で支持する第１のガイド以外の複数のガイドを備え、前記第１のガイド以外の複数のガイドには開閉可能なチャックを備えた中間ガイドと、前記中間ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第１の駆動装置と、前記中間ガイドの第１のガイド以外の複数のガイドのチャックを開閉する第２の駆動装置と、前記中間ガイドの第１のガイド及び第１のガイド以外の複数のガイドの各々の間の前記細穴加工用電極の長手方向の距離を可変とする第３の駆動装置とを備えたものである。
また、この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、前記細穴ガイドを前記細穴加工用電極の長手方向に駆動する第４の駆動装置を備えたものである。
また、この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、前記中間ガイドの第１のガイドに開閉可能なチャックを備えたものである。
この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、以上のように構成されているので、細穴加工用電極１の加工中のたわみを確実に抑制することができると共に細穴加工用電極１の自動交換を確実に行うことができ、高精度化並びに生産性及び信頼性の向上を図ることができるという効果がある。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
第１図は、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置の構成を示す説明図であり、図において、１は細穴加工用電極、２は被加工物、３はテーブル、４は主軸、５はチャック、６は細穴加工用電極１を保持する電極ホルダ、１０は細穴加工用電極１を案内する細穴を設けた細穴ガイド、１１は中間ガイド、１１ａは上部ガイド、１１ｂは下部ガイドである。また、細穴加工用電極１と被加工物２との極間には図示しない加工液が介在しており、細穴加工用電極１と被加工物２との極間に図示しない加工用電源装置から加工電力が供給され、放電エネルギにより被加工物２に細穴が形成される。
主軸４は、図示しない駆動装置により細穴加工用電極１の長手方向に駆動され（図中矢印Ｚ）、例えば細穴加工用電極１の消耗に応じて下降する。また、細穴ガイド１０は、被加工物２の厚さに対応して、図示しない駆動装置により細穴加工用電極１の長手方向に駆動される（図中矢印Ａ）。さらに、中間ガイド１１は、加工中及び細穴加工用電極１の自動交換時に細穴加工用電極１をガイドするように、図示しない駆動装置により細穴加工用電極１の長手方向に駆動される（図中矢印Ｂ）。
主軸４、細穴ガイド１０及び中間ガイド１１のそれぞれＺ方向、Ａ方向及びＢ方向の駆動は、サーボモータの出力をボールねじにより直動に変換する駆動装置又はリニアモータによる駆動装置等を用いることができる。また、各々の駆動装置における直動の支持はリニアガイド等の直線案内機構を用いることができる。
以上の構成において、中間ガイド１１の駆動装置は、細穴ガイド１０の駆動装置上に構成しても、細穴ガイド１０の駆動装置と独立に構成してもよい。中間ガイド１１の駆動装置を、細穴ガイド１０の駆動装置上に構成した場合には、特に細穴加工用電極１の自動交換時に、中間ガイド１１を電極ホルダ６の近傍まで上昇させて細穴加工用電極の上部を保持する場合に、細穴ガイド１０のＡ方向のストロークを利用できるため、中間ガイド１１のＢ方向のストロークを短縮することができる。
第２図は、中間ガイド１１の動作説明図であり、上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂ間の距離Ｌは、図示しない駆動装置により変えることができ、例えば第２図の（ｂ）のように、上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂ間の距離を狭めることが可能である（図中矢印Ｃ）。また、第２図の（ｃ）及び（ｄ）のように、上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂのチャック１１ｃ及び１１ｄは、図示しない駆動装置により開閉可能に構成されている（図中矢印Ｄ）。
中間ガイド１１の上部ガイド１１ａと下部ガイド１１ｂとの距離Ｌを可変とするための駆動（Ｃ方向又はＣ方向と反対方向）は、サーボモータの出力をボールねじにより直動に変換する駆動装置、リニアモータによる駆動装置又はエアシリンダによる駆動装置等を用いることができ、中間ガイド１１のチャック１１ｃ及び１１ｄの開閉のためのＤ方向の駆動は、エアシリンダによる駆動装置等を用いることができる。また、各々の駆動装置における直動の支持はリニアガイド等の直線案内機構を用いることができる。
中間ガイド１１は、例えば第１図のような細穴加工中において、上下に距離Ｌを隔てた上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂにより、細穴加工用電極１をその中間部を２点で支持するため、たわみを生じやすく取扱いが難しい細穴加工用電極１のたわみを確実に抑制することができる機能を有するものである。
また、細穴加工用電極１が消耗して、主軸４、チャック５及び電極ホルダ６が下降した際においても、例えば第３図に示すように、中間ガイド１１を、上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂの間隔を狭めて、細穴ガイド１０の近傍に配置することにより、前記電極ホルダ６と干渉しないため、細穴加工用電極１を無駄にせずに効率的に使用することができる。
第４図は、細穴加工用電極１の自動交換動作の説明図であり、その動作の概要は、以下の（１）乃至（３）のとおりである。（１）電極ホルダ６及び細穴加工用電極１を図示しない自動交換用アームにてチャック５から取り外した後、中間ガイド１１を上昇させ（電極ホルダ６が装着されている場合の電極ホルダ６の近傍まで）、中間ガイド１１のチャック（例えば第２図の１１ｃ及び１１ｄ）が開いた状態で、図示しない自動交換用アームにて、細穴加工用電極１を電極ホルダ６と共にチャック５に装着した後、中間ガイド１１のチャックを閉じて細穴加工用電極１を緩く挟む（第４図の（ａ））、（２）細穴加工用電極１を緩く挟んだまま、中間ガイド１１を細穴加工用電極１の下部に下降させる（第４図の（ｂ））、（３）主軸４を下降させ細穴加工用電極１を細穴ガイド１０の細穴に挿入する（第４図の（ｃ））。前記（１）のように、中間ガイド１１を上昇させ、中間ガイド１１のチャックが開いた状態で、細穴加工用電極１の装着を行い、この細穴加工用電極１のなるべく上部を中間ガイド１１のチャックに入れた後中間ガイド１１のチャックを閉じるため、たわみを生じやすく取扱いが難しい細穴加工用電極１をなるべく上部にて確実に保持することができると共に、前記（２）及び（３）のように、細穴加工用電極１をガイドして細穴ガイド１０の細穴に確実に挿入することができるため、自動化の信頼性を向上することができる。
このように、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置は、細穴加工用電極１の加工中のたわみを確実に抑制することができると共に細穴加工用電極１の自動交換を確実に行うことができ、高精度化並びに生産性及び信頼性の向上を図ることができる。
実施の形態２．
第５図は、この発明の実施の形態２に係る細穴加工用放電加工装置の動作説明図であり、細穴加工用放電加工装置の構成は実施の形態１の第１図と同様である。
実施の形態１のように細穴加工用電極１の中間部を中間ガイド１１により２点支持する場合でも、例えば、第５図（ａ）のように中間ガイド１１の下部ガイド１１ｂと細穴ガイド１０との距離が離れている場合は、細穴ガイド１０を通過後の細穴加工用電極１の先端が傾いて加工精度が落ちる場合がある。このような場合は、第５図の（ｂ）のように、下部ガイド１１ｂを細穴ガイド１０の近傍に配置することにより、細穴ガイド１０を通過後の細穴加工用電極１の先端の傾きを抑制することができる。また、この場合においても、中間ガイド１１の上部ガイド１１ａは、細穴加工用電極１の中間部を支持するようにすれば、細穴加工用電極１のたわみを抑制することができる。
このように、中間ガイド１１の下部ガイド１１ｂを細穴ガイド１０の近傍に配置すると共に中間ガイド１１の上部ガイド１１ａを細穴加工用電極１の中間部を支持するように配置することにより、さらに高精度化を実現することができる。
以上の説明においては、中間ガイド１１を上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂの２個のガイドにより構成して、上部ガイド１１ａ及び下部ガイド１１ｂ間の距離を可変とする場合を示したが、中間ガイド１１を３個以上のガイドから構成し、各ガイド間の距離を可変にできるようにしてもよい。このように細穴加工用電極１の支持点を増やすことにより、たわみを生じやすく取扱いが難しい細穴加工用電極１のたわみをより確実に抑制することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る細穴加工用放電加工装置は、特に高精度細穴加工作業に用いられるのに適している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置の構成を示す説明図である。
第２図は、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置の中間ガイドの動作説明図である。
第３図は、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置において、細穴加工用電極の大部分が消耗した場合の中間ガイドの動作説明図である。
第４図は、この発明の実施の形態１に係る細穴加工用放電加工装置における細穴加工用電極の自動交換動作の説明図である。
第５図は、この発明の実施の形態２に係る細穴加工用放電加工装置の動作説明図である。
第６図は、従来の細穴加工用放電加工装置の構成を示す説明図である。
第７図は、従来の細穴加工用放電加工装置の構成及び動作説明図である。
【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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【図７】
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