電火花線加工裝置的製作方法
2023-06-28 05:10:56 4
專利名稱：電火花線加工裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電火花線加工裝置，尤其涉及加工槽的密封部的維修。
背景技術：
在電火花線切割機中，為了提高加工速度及加工精度，一般會採用在加工液中加工被加工物的浸漬加工。
要進行浸漬加工，為了使被加工物浸透，需要存積加工液(水)的加工槽。通常，將支撐線電極的線導引件配置在被加工物的上方以及下方，在該上線導引件和下線導引件之間張緊配設線電極，使線電極邊行走邊在線電極和被加工物之間施加電壓，使被加工物相對線電極在相對移動的同時進行放電加工。
將分別具備線導引件的上部臂以及下部臂分別配置在被加工物的上方以及下方，且設有使被加工物及加工槽在與線電極的張緊設置(將該方向作為Z軸方向)方向正交的兩個方向(X軸及Y軸方向)上移動的驅動機構。具備引導線電極的下線導引件的下部臂的先端(設有下線導引件的位置)必須位於加工槽內，下部臂相對加工槽而相對移動。為此，在加工槽的一側板上設有使下部臂貫穿的長孔，使用用於防止加工液從該長孔的漏出的密封單元。
一般地，密封單元是通過將用配置在加工槽的長孔周邊部的低摩擦材料製作的加工槽側密封部件和覆蓋該長孔的板狀密封部件對置而設置，並使兩個密封部件接觸，從而防止加工液的漏出。但是，由於加工槽和下部臂相對移動，從而產生滑動摩擦。該滑動摩擦影響與加工槽一同移動的被加工物相對線電極的定位精度，成為加工精度下降的原因。
為了防止因密封單元的厚度誤差或彎曲等引起的加工液的漏出，並防止加工精度的下降，已知如下方案(參照日本特開平7-132428號公報)設有利用壓力控制將密封部件按壓在加工槽上的密封保持單元，檢測驅動安裝有被加工物或加工槽的可動工作檯的可動工作檯驅動機構的負載，控制將密封部按壓在加工槽上的密封保持單元的保持力，或檢測突出於加工槽內的下臂的變形量並根據該檢測變形量來控制將密封部按壓在加工槽上的密封保持單元的保持力。
另外，在加工液中進行放電加工時，直徑數μm左右的淤渣從電極線及被加工物中飛散並浮遊在水中。由此，若淤渣進入相對接觸的密封部件彼此的微小間隙中，則會使摩擦阻力變大，對機械定位精度造成不良影響。
已知有如下方案(參照日本特開平4-159023號公報以及國際公開WO01/062423號公報)通過配置使加工液向該密封部的滑動位置的間隙噴出的噴嘴，從而會消除在密封部的加工液的漏出並防止淤渣向密封部侵入。
當淤渣侵入到密封部中，並在密封部件上附著有淤渣時，滑動阻力增大，支撐下線導引件的下部臂歪斜，機械定位精度降低，惡化加工精度。為此，如日本特開平4-159023號公報以及國際公開WO01/062423號公報所示，設有防止淤渣向該密封部侵入的機構。但是，使附著在密封部件上的淤渣為零在技術上非常難，另外，會提高電火花線加工裝置的成本。再有，在長年使用中，滑動阻力負載一定會增大，從而引起定位精度的下降。
為此，為了去除附著在密封部件上的淤渣，頻繁進行密封部分的清掃、維修是較為理想的，但是，實際上由於該部分結構複雜，以及清掃後的調整較難等的原因，頻繁的維修對一般用戶來說造成很大的負擔。
發明內容
本發明涉及電火花線加工裝置，下部臂貫通於形成在加工槽一側板上的長孔，相對該下部臂，加工槽可在該下部臂的軸向和與該軸向正交的方向上移動，並具備防止加工液從上述加工槽的長孔漏出的密封部。該放電加工裝置具備負載檢測單元，該負載檢測單元檢測上述密封部的滑動阻力負載；判斷單元，該判斷單元判斷用上述負載檢測機構所檢測出的負載是否超過預先設定的規定負載；以及警告輸出單元，該警告輸出單元在上述判斷機構判斷為超過了規定負載時，輸出催促保養上述密封部的警告。
上述警告輸出單元可以採用顯示裝置、信號燈、發出報警聲的報警裝置的任一種。
上述負載檢測單元還可以檢測驅動上述可動工作檯的電機的負載。
上述負載檢測單元還可以用推斷驅動上述可動工作檯的驅動電機的負載的幹擾推斷觀測器構成。
上述負載檢測單元還可以是安裝在受到密封部的滑動阻力負載影響的部件上的測力傳感器。
根據本發明的放電加工裝置由於具有上述構成，可檢測密封部的滑動阻力負載，並自動告知密封部的保養、維修時期。因此，在由於密封部的滑動阻力負載增大而使機械定位精度下降、加工精度下降之前，執行維修，從而可降低密封部的滑動阻力負載。
從參照附圖的以下實施方式的說明中，會更進一步明確本發明的上述以及其他目的及特徵。其中圖1表示根據本發明的電火花線加工裝置的一實施方式的驅動部及加工槽中的密封部；圖2是以本發明的一實施方式的電火花線加工裝置的控制裝置為中心的概要方框圖；圖3是表示在圖1的電火花線加工裝置的運轉中以每一規定周期圖2的控制裝置的處理器實施的維修時期檢測告知處理的流程圖。
具體實施例方式
圖1表示本發明的電火花線加工裝置的驅動部和加工槽中的密封部，作成與一般的電火花線加工裝置的驅動部及加工槽中的密封部相同的結構。
在可動工作檯1上固定有加工槽2。在該加工槽2內雖未圖示，但設有安裝被加工物的被加工物承受臺及夾具。被加工物用夾具固定在被加工物承受臺上，並在浸漬在加工槽中積存的加工液中的狀態下進行加工。可動工作檯1相對下部臂3在其下部臂3的軸向還有與該軸向正交的方向上被驅動，且在水平面上移動。
在圖1中，僅表示在與下部臂3的軸向(Y方向)正交的X軸方向驅動可動工作檯1的驅動單元(伺服電機4)。在該伺服電機4的輸出軸上連接有滾珠絲槓5，該滾珠絲槓5與設置在可動工作檯1上的滾珠螺母螺紋嚙合。因此，當驅動伺服電機4而旋轉滾珠絲槓5時，該旋轉運動通過滾珠絲槓和滾珠螺母的結合而變換為直線運動，可動工作檯1在X軸方向移動。
再有，在圖1中，符號6表示引導可動工作檯在X軸方向移動的導向機構。
再有，還設有使可動工作檯1及安裝在可動工作檯1上的加工槽2在下部臂3的軸向(Y軸方向)移動的驅動機構(伺服電機、以及滾珠絲槓和滾動螺母的結合)，但在圖1中未表示。
在加工槽2的一側板上形成有延長於X軸方向的長孔，下部臂3貫穿於該長孔。在該下部臂3的前端上設有引導線電極的下線導引件(未圖示)。在與形成於加工槽2的長孔相對的位置上設有密封部7，以防止加工液從長孔中漏出。該密封部7由在加工槽2的一側板上並安裝在長孔周圍的密封部件(加工槽側的密封部件)和用於將該密封部件按壓在加工槽2的一側板上並密封長孔的板狀密封部件7a等構成。再有，在加工槽2的長孔以及貫穿於密封部件7a的圓孔的下部臂3和板狀密封部件7a之間也用密封部件進行密封。
當驅動伺服電機4時，可動工作檯1以及加工槽2相對下部臂3以及板狀密封部件7a在X軸方向移動。在加工槽2相對板狀密封部件7a移動時，在密封部7中，由於安裝在加工槽2的側板上的密封部件相對板狀密封部件7a滑動，所以形成於該側板上的長孔用密封部件7a密封，加工液不會從那裡向外部漏出。
另外，在驅動作為Y軸驅動機構的伺服電機(未圖示)，驅動可動工作檯1以及加工槽2時，加工槽2相對下部臂3用設置在下部臂3和密封部件7a之間的密封部進行密封邊滑動邊在Y軸方向移動。
加工液存積在加工槽2內，被加工物安裝在設於可動工作檯1上的被加工物承受臺上，被加工物浸漬在加工液中。另外，在上線導引件(未圖示)和設置在下部臂3先端的下線導引件之間張緊設置線電極。並且，通過使該線電極在上線導引件和下線導引件之間行走的同時，由X軸驅動機構以及Y軸驅動機構在X軸以及Y軸方向驅動可動工作檯1，從而可動工作檯1在XY平面(水平平面)的任意方向移動，且在固定於可動工作檯1上的被加工物和線電極之間施加電壓，產生放電，進而放電加工被加工物。
由通過該放電從被加工物中除去的被加工物的一部分構成的淤渣或因線電極的消耗等所產生的淤渣飛散並浮遊在加工液中。如果該淤渣侵入密封部7中，則在密封部的滑動阻力摩擦增大，下部臂3歪斜，其結果，由於安裝在該下部臂3前端的下線導引件的位置發生變動，所以被加工物相對線電極的定位精度下降，因此加工精度下降。
於是，本實施方式檢測在該密封部7的滑動阻力負載。並且，判斷檢測出的滑動阻力負載是否超過預先設定的標準負載，在檢測滑動阻力負載超過標準負載時，輸出警報，催促保養、維修。
該滑動阻力負載的檢測通過檢測施加在使可動工作檯1(被加工物)移動的伺服電機上的負載而進行。控制伺服電機其位置及速度，且為了控制位置或速度，還控制轉矩(驅動電流)。為了進行轉矩控制，用電流檢測器檢測伺服電機的驅動電流，反饋檢測電流並進行電流環控制，驅動控制伺服電機。驅動電流與伺服電機所輸出的轉矩成比例，且與施加在伺服電機上的負載成比例。由此，通過用於該電流環控制的檢測電流值(電流反饋值)求出滑動阻力負載，判斷維修時期。
另外，還已知，在驅動控制該伺服電機的伺服控制機構中設有用軟體處理來推斷施加在伺服電機上的負載的幹擾推斷觀測器。於是，通過該幹擾推斷觀測器，求出施加在電機上的負載，便可檢測滑動阻力負載的增大。
再有，在密封部7上附著淤渣，滑動阻力負載增大，其結果，對定位精度造成影響，是在圖1中使可動工作檯1以及加工槽2在作為長孔的長度方向的X軸方向移動的時候。
在加工槽2相對下部臂3在下部臂3的軸向(Y軸方向)移動中，伴隨著該移動而發生在下部臂3和板狀密封部件7a之間的滑動阻力負載是下部臂3軸向的力，因該力引起的下部臂3的歪斜小。因此，至少施加在驅動X軸的伺服電機4上的負載用其驅動電流或幹擾推斷觀測器檢測即可。
圖2是以本發明的一實施方式的電火花線加工裝置的控制裝置為中心的概要方框圖。符號10是用控制電火花線加工裝置的數控裝置等構成的控制裝置。該控制裝置10由處理器11、由用總線18與該處理器11結合的ROM、RAM等構成的存儲器12、顯示器13、鍵盤等的輸入單元14、從外部存儲介質輸入或輸出加工程序等的接口15、各軸控制單元16以及輸入輸出電路17等構成。
各軸控制單元16控制分別驅動用於沿在X軸方向以及與其正交的Y軸方向驅動安裝有加工槽2的可動工作檯1的X軸以及Y軸的伺服電機；驅動沿使上線導引件在與X軸方向以及Y軸方向的雙方正交的方向上移動的Z軸的伺服電機；以及分別驅動用於錐形加工的U軸以及與其正交的V軸的伺服電機。再有，各軸控制單元16具備這些軸的位置以及速度反饋控制單元、電流的反饋控制單元。在該各軸控制單元16中通過各軸的伺服放大器21連接有各軸伺服電機。再有，在各伺服電機上安裝位置/速度檢測器，並將位置以及速度反饋到各自的軸控制電路中而構成，但在該圖2中將其省略。
另外，在輸入輸出電路17中連接有用於在電火花線加工裝置的線和工件之間施加電壓並產生放電的電源電路22以及警告維修時期的信號燈23。再有，在該輸入輸出電路17中雖未圖示，但連接有用於將線電極插入到作為工件的加工開始孔的貫通孔中的自動連線裝置、供給線電極的線電極供給裝置以及其它周邊設備。
該圖2所示的電火花線加工裝置的控制裝置的構成與現有公知的電火花線加工裝置的控制裝置在構成方面沒有改變。本發明利用現有的電火花線加工裝置的控制裝置所具有的硬體，並附加了新的維修時期告知的功能。
圖3是在電火花線加工裝置的運轉中以每一規定周期處理器11實施的維修時期檢測告知處理的流程圖。
首先，檢測施加在驅動X軸的伺服電機4上的負載A(步驟S1)。在通過伺服電機的驅動電流求出該負載的情況下，讀取通過軸控制單元16並從電流檢測器反饋來的檢測驅動電流值。另外，在通過幹擾推斷觀測器推斷負載的情況下，預先將幹擾推斷觀測器處理編入設於X軸的軸控制機構16的伺服電機4的伺服控制處理內，便可利用該幹擾推斷觀測器推斷施加在伺服電機上的負載。
比較如此所求出的負載A和預先設定的標準負載As(步驟S2)，如果所求出的負載A未超過標準負載As，則該維修時期檢測告知處理結束。在所求出的負載A超過標準負載As時，則送出警告輸出，在顯示器13上顯示維修時期到來的消息等，同時，通過輸入輸出電路17點亮信號燈23，通知作業者「是維修時期」的信息(步驟S3)。再有，還可以取代信號燈23而設置發出報警聲的警報發出裝置，用報警聲告知維修時期。
作為維修時期的判斷標準的標準負載As基於調整為最佳狀態下的來自電流檢測器的反饋信號，或基於在調整為最佳狀態下用幹擾推斷觀測器所推斷的負載值求出，並預先設定並存儲在存儲器12中。
但是，在可動工作檯1上放置被加工物等的重物的狀態下，要想進行維修的時候，預先測定該被加工物等重物的重量，將重量輸入到控制裝置10中，從而通過該重量算出標準負載As的修正量並進行修正。另外，還可以用表格形式預先在存儲器12中存儲對於重量的修正量的對應表，求出對應所輸入的重量的修正量，修正標準負載As。
這樣，通過放置在可動工作檯1上的物體的重量便可修正標準負載As，從而在利用夾具將被加工物安裝在可動工作檯1上並進行加工時，不必卸下夾具測定滑動阻力負載，在仍帶有夾具的狀態下，並且在仍安裝了被加工物的狀態下，便可測定滑動阻力負載，判斷維修時期。
另外，作為施加在伺服電機4上的負載，除了在密封部7上的滑動阻力負載之外，還有來自導向機構、滾珠絲槓/螺母機構等的進給機構的阻力。通過設置自動潤滑機構或潤滑脂嘴等來定期補充潤滑材料，從而相比密封部的滑動阻力負載的時效變化會將阻力負載的時效變化抑制得非常小，所以在密封部的滑動阻力負載的測定、以及與標準負載比較時，可忽略來自密封部以外的影響。另外，補充潤滑材料維修進給機構等時，或進行了密封部7的清掃時，在該維修結束後，驅動伺服電機4，檢測負載(驅動電流值或推斷幹擾負載)，由此，若可求出並設定標準負載As，則由於與維修後的機械狀態相符地更新並設定標準負載As，所以即便機械時效變化，由於適當自動警告維修時期，所以也不會使定位精度下降，可防止加工精度的下降。
另外，作為檢測負載的方法，不僅檢測伺服電機的驅動電流，或用幹擾推斷觀測器檢測負載，還可以通過在受到下部臂3等的密封部7的滑動阻力負載的場所配置測力傳感器等的彎曲檢測器，檢測密封部的滑動阻力負載，該檢測負載是否超過標準負載，來判斷維修時期。
另外，在上述實施方式中，表示了一例移動加工槽並固定了下部臂類型的電火花線加工裝置，但對於固定加工槽而移動下部臂類型的電火花線加工裝置本發明也可適用。
權利要求
1.一種電火花線加工裝置，下部臂貫通於形成在加工槽一側板上的長孔，相對該下部臂，加工槽可在該下部臂的軸向和與該軸向正交的方向上移動，並具備防止加工液從上述加工槽的長孔漏出的密封部，其特徵在於，具備檢測上述密封部的滑動阻力負載的負載檢測單元；判斷用上述負載檢測單元檢測出的負載是否超過預先設定的規定負載的判斷單元；以及在上述判斷單元判斷為超過了規定負載時，輸出催促保養上述密封部的警告的警告輸出單元。
2.根據權利要求1所述的電火花線加工裝置，其特徵在於，上述警告輸出單元為顯示裝置、信號燈、發出報警聲的報警裝置的任意一種。
3.根據權利要求1所述的電火花線加工裝置，其特徵在於，上述負載檢測單元檢測驅動上述可動工作檯的電機的負載。
4.根據權利要求1所述的電火花線加工裝置，其特徵在於，上述密封部包括在加工槽的側板上並在長孔周圍安裝的加工槽側密封部件；以及用於將該加工槽側密封部件按壓在加工槽的側板上，密封上述長孔的板狀密封部件，上述負載檢測單元是檢測在與上述下部臂的軸向垂直的方向上且在上述加工槽的長孔的長度方向上相對該下部臂驅動上述可動工作檯的電機的驅動電流的電流檢測器，通過上述電機的驅動上述可動工作檯移動，用上述電流檢測器檢測上述加工槽側密封部件伴隨該移動而相對上述板狀密封部件滑動時的滑動阻力。
5.根據權利要求1所述的電火花線加工裝置，其特徵在於，上述負載檢測單元由推斷驅動上述可動工作檯的驅動電機的負載的幹擾推斷觀測器構成。
6.根據權利要求1或2所述的電火花線加工裝置，其特徵在於，上述負載檢測單元是安裝在受到密封部的滑動阻力負載影響的部件上的測力傳感器。
全文摘要
本發明涉及電火花線加工裝置，尤其涉及加工槽的密封部的維修。下部臂穿過設於加工槽上的長孔。在加工槽的長孔中設有用板狀密封部件密封的密封部。利用伺服電機使可動工作檯移動。在可動工作檯上固定有加工槽以及被加工物。在密封部7中，加工槽一側的密封部件相對板狀密封部件滑動從而產生滑動阻力。該滑動阻力由於放電加工所產生的淤渣附著在密封部上而增大，其結果，下部臂歪斜，對加工精度造成影響。因此，檢測施加在伺服電機上的負載，求出密封部的滑動阻力負載，如果該負載阻力超過標準負載，則顯示並告知「為密封部的維修時期」。
文檔編號B23H7/02GK101049646SQ20071009225
公開日2007年10月10日 申請日期2007年4月3日 優先權日2006年4月4日
發明者喜多佑樹, 奧田真司, 山根光 申請人:發那科株式會社