放电加工装置以及放电加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术的放电加工装置，它具有安装加工用电极（１０１）的电极安装单元（１０６）；电极驱动单元，该电极驱动单元由沿着径向非接触地支撑以及驱动电极安装单元（１０６）的径向驱动单元（１０７）、（１０８）和沿着轴向非接触地支撑以及驱动电极安装单元（１０６）的轴向驱动单元（１１１）、（１１２）构成，并通过由电极驱动单元调整加工用电极（１０１）的位置从而控制加工状态。根据这样的结构，通过抑制必须同时与电极驱动的部分的质量增加，实现Ｘ轴、Ｙ轴、Ｚ轴方向的高速响应性，实现能够改善加工速度和加工精度的放电加工装置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在加工用电极与被加工物体之间加入电压，使其发生放电从而进行加工的，特别是，涉及实现电极驱动的X轴，Y轴，Z轴方向的高速响应性，进而谋求提高加工精度的。第17图中，101是加工用电极，102是被加工物体，103是加工液，104是加工槽，1201是安装了加工用电极101的电极安装单元，501是支撑电极安装单元1201的顶部单元，502是驱动加工用电极101、电极安装单元1201和顶部单元501的顶部驱动单元，503是立柱单元，504是驱动加工用电极101、电极安装单元1201、顶部单元501、顶部驱动单元502和立柱单元503的立柱驱动单元，505是滑鞍单元，506是驱动加工用电极101、电极安装单元1201、顶部单元501、顶部驱动单元502、立柱单元503、立柱驱动单元504和滑鞍单元505的滑鞍驱动单元，507是顶部单元。顶部驱动单元502，立柱驱动单元504，滑鞍驱动单元506例如由AC电机和滚珠构成，分别成为用于把电极向Z方向定位的驱动单元，用于向Y方向定位的驱动单元，用于将X方向定位的驱动单元。另外，119是用于在加工用电极101和被加工物体102之间供给加工能量的加工用电源，120是用于检测加工状态的加工状态检测装置，1202是用于分别向顶部驱动单元502，立柱驱动单元504，滑鞍驱动单元506供给驱动电流进行定位的伺服放大器，1203是向伺服放大器1202以及加工用电源119提供指令值的控制装置。进而，122示出在加工用电极101与被加工物体102之间正在进行的放电加工处理。第18图示出用于控制第17图所示的放电加工装置的放电加工状态的电极间控制系统。图中，301是放电加工处理单元，302是加工状态检测单元，303是目标值设定单元，304是加工轨迹设定单元，1301是加工控制单元，1302是XYZ驱动控制单元，1303是电流放大器单元，1304是XYZ驱动单元，1305是由XYZ驱动控制单元1302、电流放大器单元1303和XYZ驱动单元1304构成的XYZ驱动装置。放电加工处理单元301对应于放电加工处理单元122，加工状态检测单元302对应于加工状态检测装置120，XYZ驱动控制单元1302和电流放大器单元1303对应于伺服放大器1202，XYZ驱动单元1304对应于顶部驱动单元502、立柱驱动单元504、滑鞍驱动单元506。另外，目标值设定单元303、加工轨迹设定单元304、加工控制单元1301构成控制装置1203。另外，y是放电加工处理的状态量，ym是用加工状态检测单元302检测出的检测值，r是用目标值设定单元303设定的目标值，e是从目标值r和检测值ym求出的偏差，Rp是用加工轨迹设定单元304设定的加工轨迹矢量，Up是对于XYZ驱动控制单元1302的位置指令值，Uc是对于电流放大器单元1303的电流指令值，Ic是对于XYZ驱动单元1304供给的电流量，St是从XYZ驱动单元1304获得的位置检测值，Mp表示由XYZ驱动单元1304操作的电极位置操作量。对于XYZ驱动控制单元1302的位置指令值Up是在加工控制单元1301中通过偏差e和加工轨迹矢量Rp而求出。位置指令值Up由于加工轨迹矢量Rp用正交坐标系(XYZ)给出，因此成为相同的正交坐标系(XYZ)。另外，位置检测值St是X方向，Y方向，Z方向的检测值。从而，在XYZ驱动控制单元1302中，把位置指令值Up与位置检测值St进行比较，求出对于电流放大器1303的电流指令值Uc。电流指令值Uc分别提供给顶部驱动单元502，立柱驱动单元504，滑鞍驱动单元506这3台电流放大器。即在第18图所示的现有的电极间控制系统中，用加工状态检测单元302例如检测出平均电极间电压，通过XYZ驱动装置1305移动加工用电极，使得其检测值与预定的目标值一致，从而实现稳定的加工状态。但是，加工状态不规则地变动，为了维持稳定的加工状态，重要的是XYZ驱动装置的高速响应性。在不能够维持稳定的加工状态时，频繁地发生短路状态或者集中电弧状态，减少有助于加工的有效放电状态，因此导致加工速度的降低。另外，通过频繁地发生短路状态或者集中电弧状态，在加工面上或者形成裂缝或凹痕，或者局部地发生电极的异常消耗，其结果导致加工面品质的降低或者加工精度的恶化。在不能够期待XYZ驱动装置的高速响应性的情况下，通过选择使加工中的电极间距离比较宽的加工条件以维持稳定的加工状态，但是这将难以实现高精度的加工。在日本专利2714851号「放电加工处理控制装置」的专利公报中，作为解决上述那样的加工电极驱动装置的高速响应性的问题的一种方法，记载了为了沿着同轴方向使加工用电极以及被加工物体中的至少一方移动，把频率特性不同的多个加工驱动机构组合起来，用其组合起来的驱动系统构成电极间控制系统的方案。但是，并没有说明对于X方向，Y方向，Z方向的所有方向都能够实现高速响应的具体的驱动机构，另外，也没有涉及到伴随为了维持稳定加工状态所利用的跳跃动作或者摇摆动作的加工控制方法或者加工控制装置。另外，在特开平1-234162号公开公报(日本专利申请)中公开的加工方法中，考察了在研磨加工机中，代替现有的电机和滚珠进行的向工具的工件的切入动作，具备磁轴承主轴，根据预先确定的目标值使主轴沿着主轴径方向移动，高速地进行向工具的工件的切入动作的方法，能够改善加工效率或者加工精度。在放电加工处理中，加工用电极根据加工轨迹沿着XYZ方向驱动，必须根据放电加工状态决定其驱动量使得加工稳定。另外，有时通过加工，驱动量从数μm到数十cm，在用磁轴承主轴能够驱动的驱动量下有时不能够进行加工。特别是，在上述特开平1-234162号公开公报中公开的加工方法中，由于不是控制驱动方向那样的结构，因此即使适用在放电加工中，也难以得到良好的加工结果。在现有的放电加工装置中，在把加工用电极101向X轴，Y轴以及Z轴的各方向驱动时，顶部驱动单元502除去加工用电极101以外，还需要把电极安装单元1201和顶部单元502向Z轴方向驱动，立柱驱动单元504除去加工用电极101以外，还需要把电极安装单元1201，顶部单元501，顶部驱动单元502和立柱单元503向Y轴驱动，滑鞍驱动单元506需要把加工用电极101，电极安装单元1201，顶部单元501，顶部驱动单元502，立柱单元503，立柱驱动单元504和滑鞍单元505向X轴驱动。因此，在实现各个驱动单元的响应性的基础上，存在着除去加工用电极101以外，还必须考虑与加工用电极101同时向X轴，Y轴以及Z轴的各方向驱动的部分的质量增加这样的问题。这时的响应性成为顶部驱动单元502的响应性＞立柱驱动单元504的响应性＞滑鞍驱动单元506的响应性，根据滑鞍驱动单元506的响应性决定加工状态的控制性能，其结果，成为改善加工速度以及加工精度方面的障碍。本专利技术是为解决上述的课题而产生的，目的在于得到能够抑制必须与加工用电极同时向X轴，Y轴以及Z轴的各方向驱动的部分的质量增加，能够实现X轴，Y轴以及Z轴方向的高速响应性，能够改善加工速度以及加工精度的放电加工装置。另外，作为本专利技术第2种结构的放电加工装置，它具备安装加工用电极的电极安装装置；具有沿着径向非接触地驱动电极安装装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电加工装置，其特征在于：具备 安装加工用电极的电极安装装置；具有沿着径向非接触地驱动电极安装装置的径向驱动装置以及沿着轴向非接触地驱动电极安装装置的轴向驱动装置的电极驱动装置；检测放电加工状态的加工状态检测装置；设定放电加工状态的控制目标的目标值设定装置；设定加工轨迹的加工轨迹设定装置；边考虑用加工轨迹设定装置所设定的加工轨迹边用电极驱动装置调整加工用电极的位置，使得由加工状态检测装置检测出的检测值与由目标值设定装置设定的目标值一致的加工控制装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：今井祥人，三宅英孝，中川孝幸，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]