CN102665990B - 放电加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种放电加工装置(M)，具备：Z轴移动机构(4)，可精准地移动电极(E)；位置控制部(16)，检测电极(E)的移动距离；静电容量测定部(12)及静电容量测定控制部(17)，可测定被加工物(W)的加工部位与电极(E)之间的总计静电容量；以及加工面积演算部(21)和静电容量演算部(22)，所述加工面积演算部(21)和静电容量演算部(22)在放电加工中，当藉由Z轴移动机构(4)将电极(E)移动至第一、第二移动位置时，使用由位置控制部(16)所检测的第一、第二两极间距h1、h2及由静电容量测定部(12)与静电容量测定控制部(17)所测定的第一、第二总计静电容量C1、C2以分别演算加工面的加工面积(S)及电极前进端面与加工面之间的第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2。因而，基于加工面积(S)和第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2来设定放电脉冲的电性加工条件，在对应两极间状态的适确测定周期来改变加工条件，及控制跳跃动作。

Description

放电加工装置

技术领域

本发明涉及通过在电极与被加工物之间使其放电，以对与电极的前进端面相向的被加工物的加工面进行放电加工的放电加工装置，又涉及在放电加工中，能够高精度地演算加工面的加工面积、或电极与加工面间的两极间静电容量而设定适确的加工条件的放电加工装置。

背景技术

以往是使电极与被加工物相向并在电极的加工行进方向的前进端面与被加工物的加工面之间的两极间间隙处使其放电，来将被加工物加工成与电极相同的形状。在此放电加工处理中，常会因放电电流的峰值电流(peakcurrent)值、放电脉冲(pulse)宽度(脉冲开启(ON)时间、关闭(OFF)时间)等电性加工条件之故而使得与加工速度、加工面粗度、加工形状精度、电极消耗等有关的加工特性受到较大的影响。亦即，在对较小的加工面积流通较大的加工电流的场合中，会产生电极的破损或异常消耗，又在对较大的加工面积流通较小的加工电流的场合中则加工速度会极度迟缓，因此加工条件基于加工面积来设定。

专利文献1所记载的放电加工装置中，预先准备被加工物的加工深度与加工宽度的数据(data)，通过在加工中移动电极并分别检测出加工部位的X轴方向的宽度与Y轴方向的宽度来算出加工面积，再由该加工面积来设定放电间隙(discharge gap)(两极间距)。

专利文献2所记载的放电加工装置中，备有可检测出电极与被加工物的加工部位(面临电极侧面与电极下面的部位)之间的总计静电容量的静电容量检测装置，其构成为静电容量增大时便对电压极性进行切换。通过降低两极间施加电压、减少两极间距并增加两极间静电容量，即可抑制电极消耗，同时防止加工速度下降。

专利文献3所记载的放电加工装置中，备有：脉冲判别部，判别有效放电脉冲与无效放电脉冲；前进量测定装置，测定加工处理在轴向的前进量L；除法运算部，将放电脉冲数n除以单位时间前进量L；以及加工面积演算部，基于单脉冲(单发)放电(single pulse discharge)所产生的除去体积(removalvolume)v与除法运算数据n/L来算出加工面积S。加工面积演算部在放电加工中，以单脉冲放电所产生的除去体积v、除法运算数据n/L与下式来表示加工面积，藉此算出加工面积，并使加工电流值与加工面积大致成比例来改变加工条件。若将加工量设为V，则可表示为V＝S·L＝v·n，即S＝v·n/L。

【先前技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本专利特开2002-172526号公报

【专利文献2】日本专利特开2000-84737号公报

【专利文献3】日本专利特开平9-38829号公报

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

所述专利文献1的放电加工装置中，由于在加工中使电极沿X轴方向与Y轴方向移动，因此除放电加工处理所需的加工动作以外，仍需要另外进行用以检测出加工面积的检测动作。而且，当在加工行进方向上电极具备单纯形状的前进端面时，虽可些许减少加工面积的误差，但在进行前进端面呈复杂形状，即前进端面上形成有凹凸的复杂加工时，便难以算出高精度的加工面积。

所述专利文献2的放电加工装置中，由于是检测电极与被加工物的加工部位的静电容量，故实际上对加工处理未产生贡献的电极侧面与被加工物之间的静电容量包含于静电容量检测值中。亦即，为了设定高精度的加工条件，则除了相当于误差的电极侧面与被加工物之间的静电容量以外，电极在加工行进方向的前进端面与被加工物的加工面之间的静电容量(两极间静电容量)需要检测。

所述放电加工装置中，使加工液流动于电极与被加工物之间的间隙处而使加工碎屑排出，但是加工深度愈深则加工碎屑愈难以从间隙排出。

专利文献3的放电加工装置中，当加工碎屑堆积于加工面上时，由于加工碎屑与电极之间产生有效放电而使得除去体积v与有效放电脉冲数n的误差变大。因此，加工深度愈深则加工面积的误差愈大，以致从基于该加工面积所设定的加工条件的适确值的偏离变大。

为了进行加工精度较高的放电加工，则有必要考量堆积于被加工物的加工面上的加工碎屑、或电极移动装置的齿轮(gear)机构的背隙(backlash)等误差要素来设定加工条件。然而，却未存在教示有再考量增加这种误差要素求出电极与加工面间的两极间距来设定加工条件的技术。

另一方面，当电极的前进端面具有凹凸的复杂形状时，在放电加工中的加工面积急遽变化的部位并不容易通过确实检测加工面积来急遽改变加工条件(放电电流或放电脉冲)。因此，以往仍频繁地采用将电极分割成多个并透过多次放电加工来进行加工的方式。但是，此时由于必须仅以与分割后的电极数相同的次数来进行放电加工，因此便产生针对单一被加工物的放电加工处理时间增长且电极成本增大等问题。

本发明的目的在于提供一种在放电加工中，能够高精度地演算加工面的加工面积或电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量的放电加工装置、可增加设定加工碎屑或用以使电极移动的移动驱动机构中的背隙等加工条件的放电加工装置、或者可在不产生加工不良的情况下减少放电加工次数的放电加工装置等。

【用以解决技术问题的装置】

(1)本发明的放电加工装置为在电极与被加工物之间的间隙处供给加工液，自所述电极向被加工物施加放电脉冲而对所述被加工物进行放电加工的放电加工装置，其具备：移动装置，可移动所述电极，且可改变电极的加工行进方向的前进端面起至被加工物的加工面的两极间距；移动距离检测装置，检测所述电极的移动距离；静电容量测定装置，可测定隔着所述间隙，与所述电极相向的被加工物的加工部位与所述电极之间的总计静电容量；演算装置，按每个放电加工开始后的测定周期时序(timing)，在中断所述放电加工的状态下透过所述移动装置将所述电极移动至多个位置处，并使用藉所述移动距离检测装置所检测的多个两极间距、及藉所述静电容量测定装置所测定的多个总计静电容量，来演算所述加工面的加工面积或与该加工面积成比例的两极间静电容量；以及加工条件设定装置，基于藉所述演算装置所演算的所述加工面积或所述两极间静电容量，来设定与放电加工脉冲相关的加工条件。

亦可如下述般构成所述本发明的结构要素的一部分。

(2)所述加工条件设定装置具有：以所述加工面积为参数(parameter)来预先设定与放电加工脉冲相关的峰值电流、脉冲ON时间和脉冲OFF时间的第一加工条件表、及以所述两极间静电容量为参数来预先设定与放电加工脉冲相关的峰值电流、脉冲ON时间和脉冲OFF时间的第二加工条件表。

(3)上述(1)或(2)中，所述演算装置被设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、加工液的电容率(permittivity)ε与所述加工面积S之际，使用

S＝h1·h2·h3(h1(C2-C3)+h2(C3-C1)+h3(C1-C2))/(ε(h1-h2)(h2-h3)(h3-h1))

所表示的算式来演算所述加工面积。

(4)上述(1)或(2)中，所述演算装置被设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、将所述电极移动至第四移动位置的状态下所测定的第四两极间距h4及第四总计静电容量C4、两极间距的误差距离α、加工液的电容率ε与所述加工面积S之际，使用

S＝((h1+α)×(h2+α)×(h3+α)×(h1(C2-C3)+h2(C3-C1)+h3(C1-C2)))/(ε(h1-h2)×(h1-h3)×(h3-h 2))

α＝A/B

其中，

A＝h1²(h2(h3(C2-C3)+h4(C4-C2))+h3h4(C3-C4))-h1(h2²(h3(C1-C3)+h4(C4-C1))+h2(h3+h4)(h3-h4)(C2-C1)+h3h4(h3(C1-C4)+h4(C3-C1)))-h2h3h4(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))

B＝h1²(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))-h1(h2²(C3-C4)+h3²(C4-C2)+h4²(C2-C3))+h2²(h3(C1-C4)+h4(C3-C1))-h2(h3²(C1-C4)+h4²(C3-C1))+h3h4(h3-h4)(C1-C2)

所表示的算式来演算所述加工面积。

(5)上述(1)或(2)中，所述演算装置被设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C 1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、将所述电极移动至第四移动位置的状态下所测定的第四两极间距h4及第四总计静电容量C4、电极前进端面与电极的轴心之间的夹角θ、两极间距的误差距离α、加工液的电容率ε、所述加工面积S与所述两极间静电容量C之际，使用

S＝((h1+α)×(h2+α)×(h3+α)×(h1(C2-C3)+h2(C3-C1)+h3(C1-C2))×sinθ)/(ε(h1-h2)×(h2-h3)×(h3-h1))

α＝A/B

其中，

A＝h1²(h2(h3(C2-C3)+h4(C4-C2))+h3h4(C3-C4))-h1(h2²(h3(C1-C3)+h4(C4-C1))+h2(h3+h4)(h3-h4)(C2-C1)+

h3h4(h3(C1-C4)+h4(C3-C1)))-h2h3h4(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))

B＝h1²(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))-h1(h2²(C3-C4)+h3²(C4-C2)+h4²(C2-C3))+h2²(h3(C1-C4)+h4(C3-C1))-h2(h3²(C1-C4)+h4²(C3-C1))+h3h4(h3-h4)(C1-C2)

C＝εS/((h1+α)sinθ)或

C＝εS/((h2+α)sinθ)或

C＝εS/((h3+α)sinθ)或

C＝εS/((h4+α)sinθ)

所表示的算式来演算所述加工面积及两极间静电容量。

(6)上述(2)～(5)的任一项中，所述加工条件设定装置基于所述经演算的加工面积或两极间静电容量来改变测定周期，该测定周期藉所述静电容量测定装置测定电极与被加工物的加工部位之间的总计静电容量而改变放电加工条件。

(7)上述(2)～(5)的任一项中，所述加工条件设定装置将供给予所述电极的加工电流设定成与所述经演算的加工面积或两极间静电容量大致成比例。

(8)上述(7)中，所述加工条件设定装置将所述加工电流的电流密度设定为既定的电流密度以下。

(9)上述(8)中，所述加工条件设定装置备有设定对应于供给至所述电极的加工电流、所述加工面积或两极间静电容量的放电脉冲的放电脉冲设定装置。

(10)上述(4)中，所述加工条件设定装置具有基于所述两极间距的误差距离α，来设定跳跃(jump)动作的跳跃周期与跳跃量的至少一个的跳跃动作演算装置。

【发明的效果】

根据本发明，由于设有：可移动电极的移动装置；检测电极的移动距离的移动距离检测装置；静电容量测定装置，可测定电极与被加工物的加工部位之间的总计静电容量；演算装置，按每个放电加工开始后的测定周期时序，在中断放电加工的状态下使用将电极移动至多个位置后所检测的多个两极间距、及所测定的多个总计静电容量，来演算加工面的加工面积或与加工面积成比例的两极间静电容量；以及加工条件设定装置，基于藉所述演算装置所演算的所述加工面积或所述两极间静电容量，来设定与放电加工脉冲相关的加工条件，故可获得如下效果。

可高精度地演算与电极的前进端面相向的被加工物的加工面的加工面积、或与该加工面积成比例的两极间静电容量。即，因使用将电极移动的多个位置处的两极间距、及电极与被加工物的加工部位之间的总计静电容量来演算加工面积或两极间静电容量，故可高精度地演算加工面积或与该加工面积成比例的两极间静电容量，且基于在中断放电加工开始后的放电加工状态下所求出的加工面积或两极间静电容量的高精度的演算值，即可对应加工面积的变化或加工碎屑的发生等的两极间状态来适确地设定与放电加工脉冲相关的加工条件。

又，使用实际上所测定的总计静电容量与两极间距之故，即使在发生加工面积急遽增加的场合，仍可演算高精度的加工面积或两极间静电容量，并可在不需分割电极且不会发生加工不良的情况下高精度地进行加工且能够减少放电加工次数。

根据所述(2)的结构，藉放电加工条件设定装置并基于第一，第二加工条件表即可设定放电加工脉冲的峰值电流、脉冲ON时间与脉冲OFF时间。

根据所述(3)的结构，即使在被加工物的表面起至加工面的距离为未知的场合，因可减少演算加工面积的演算处理的负载，故可加速演算处理速度且加以实施进行正确的加工面积的演算。

根据所述(4)的结构，即使在被加工物的表面起至加工面的距离为未知的场合，仍可加以实施进行加工面积的演算与误差距离的演算。而且，透过算出误差距离，即可设定将加工碎屑或背隙等纳入考量的加工条件。

根据所述(5)的结构，即使在被加工物的表面起至加工面的距离为未知的场合，仍可加以实施进行形成为复杂形状的电极前进端与加工面之间的两极间静电容量，即与加工面积正确地成比例的两极间静电容量与误差距离的演算。而且，透过算出误差距离，即可设定将加工碎屑或背隙等纳入考量的加工条件。

根据所述(6)的结构，由于基于加工面积或两极间静电容量来改变测定周期，该测定周期藉所述静电容量演算装置来测定电极与被加工物的加工部位之间的总计静电容量而改变放电加工条件，故可将测定周期设定成按照电极前进端面的形状变化而能够设定适确的放电加工条件。

根据所述(7)的结构，由于将供给予电极的加工电流值控制成与藉加工条件设定装置所演算的加工面积或两极间静电容量大致成比例，故可防止起因于电流供给过剩的电极异常消耗。

根据所述(8)的结构，由于加工条件设定装置将电流密度控制成既定的电流密度以下，故可防止加工速度下降等不正常状况的发生。

根据所述(9)的结构，藉放电脉冲设定装置即可设定对应供给至电极的加工电流值与加工面积或两极间静电容量的放电脉冲。

根据所述(10)的结构，由于设有基于两极间距的误差距离来设定跳跃动作的跳跃周期与跳跃量之的至少任意一个的跳跃动作演算装置，故可自加工面上确实地清除因加工所产生的加工碎屑而能够防止加工处理速度的下降。

附图说明

图1为本发明的实施例1的放电加工装置的全体图；

图2为放电加工装置的框图；

图3为表示静电容量测定部的电路图；

图4为说明电极与被加工物的加工面之间的电容的电压的说明图；

图5(a)、(b)为分别说明用于加工面积演算的诸元素的图；

图6(a)、(b)为说明加工液的电容率的检测程序的图；

图7(a)、(b)为分别说明用于两极间静电容量演算的诸元素的图；

图8为表示跳跃周期图的线图；

图9为表示跳跃量图的线图；

图10为加工条件设定处理的流程图；

图11(a)、(b)、(c)为分别说明用于实施例2的加工面积演算的诸元素的图；

图12(a)、(b)、(c)、(d)为分别说明用于实施例3的加工面积演算的诸元素的图；以及

图13(a)、(b)、(c)、(d)为分别说明用于实施例4的两极间静电容量演算的诸元素的图。

其中，附图标记说明如下：

M   放电加工装置

W   被加工物

E～ED  电极

1   加工机本体

2   控制装置

4   Z轴移动机构

9   演算处理部

13  放电控制部

16  位置控制部

17  静电容量测定控制部

18  演算装置

19  加工条件设定部

21  加工面积演算部

22  静电容量演算部

23  放电脉冲设定部

24  测定周期演算部

25  跳跃动作演算部

具体实施方式

以下，基于实施例，对用以实施本发明的方式进行说明。

【实施例1】

以下，基于图1～图10对本发明的实施例进行说明。

如图1所示，放电加工装置M为在电极E与被加工物W之间的间隙处供给加工液，并自所述电极E向被加工物W施加放电脉冲而对被加工物W进行放电加工的装置。该放电加工装置M具有加工机本体1、控制装置2与加工液槽7等周边机器。加工机本体1由：头部3，配设有电极E；Z轴移动机构4(移动装置)，作为可将该头部3沿上下方向(Z轴)往复移动的馈送装置；X轴移动机构5，可将容纳有被加工物W的加工液槽7沿图1的左右方向(X轴)水平往复移动；Y轴移动机构6，可将加工液槽7沿着与左右方向正交的前后方向(Y轴)水平往复移动；加工液槽7，可容纳被加工物W并贮存加工液；基台8；与缆线25等形成。电极E在头部3的下端部则装配有以可装卸的方式配设的安装板。

Z轴移动机构4由配设于基台8并沿Z轴方向延伸的一对Z轴馈送导件(guide)、滚珠螺杆机构与Z轴马达等构成，透过以控制装置2进行数值控制的Z轴马达的驱动，使头部3朝Z轴方向移动驱动。

X轴移动机构5由X轴可动台、配设于基台8并沿X轴方向延伸的一对X轴馈送导件、滚珠螺杆机构与X轴马达等构成，透过以控制装置2进行数值控制的X轴马达的驱动，使X轴可动台朝X轴方向移动驱动。Y轴移动机构6则由Y轴可动台、配设于X轴可动台并沿Y轴方向延伸的一对Y轴馈送导件、滚珠螺杆机构与Y轴马达等构成。透过以控制装置2进行数值控制的Y轴马达的驱动，使Y轴可动台与加工液槽7朝Y轴方向移动驱动。

加工液槽7固定于Y轴移动机构6的Y轴可动台的上端。控制装置2与加工机本体1邻接设置，并经由缆线25将电力与控制信号供给予加工机本体1。透过以上所述，电极E与被加工物W便构成为可朝Z轴方向与水平的X，Y轴方向进行相对移动。

Z轴移动机构4通过将头部3沿Z轴方向移动即可改变电极E沿Z轴方向的位置，且能够改变电极E的加工行进方向的前进端面起至被加工物W的加工面的两极间距。以下，将与电极E的加工行进方向的前进端面相向的被加工物W的面部分定义为“被加工物W的加工面”，将加工面的面积定义为“加工面积”。此外，电极E为铜制或石墨(graphite)制，但是被加工物W为烧结碳化物(cemented carbide)(超硬合金)时，亦有时为铜钨制。

如图2所示，控制装置2备有：演算处理部9，由含有中央处理器(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)与介面(interface)等的电脑构成并进行各种演算处理；加工电源电路10，供给放电加工用的直流电力；放电检测部11，检测电极E与被加工物W之间所产生的放电状态；静电容量测定部12，测定隔着间隙与电极E的侧面及下面相向的被加工物W的加工部位与电极E之间的静电容量(以下当作“总计静电容量”)；放电控制部13，将用于放电加工的放电脉冲供给至电极E与被加工物W；加工电流测定部14；以及演算模式切换开关(switch)15等。再者，进行以下说明，以将电极E的前进端面及与该前进端面相向的被加工物W的加工面之间的静电容量当作两极间静电容量。

如图3所示，静电容量测定部12备有：介于源自电源Vc的输送线路(feedline)中设置的开关用晶体管12s、与输送线路相连接的定电流电路12a、与上述输送线路连接并可输出一定周期的脉冲(脉冲ON时间与OFF时间相等)的脉冲输出电路12b、晶体管12c、电阻12d与电压检测电路12e等。

所述晶体管12s的基极(base)侧端子12x及电压检测电路12e的输出端子12v与静电容量测定控制部17连接。通过来自静电容量测定控制部17的驱动信号使晶体管12s导通而使得静电容量测定部12作动。其后，构成为藉静电容量测定控制部17对来自电压检测电路12e的输出端子12v的输出信号进行处理，以进行总计静电容量的测定。即，静电容量测定部12与静电容量测定控制部17相当于“静电容量测定装置”。

由于电极E与被加工物W的加工部位隔着间隙而相向，故经由两者间的间隙、与该间隙内的加工液便构成电容12f。在静电容量测定部12中，对电极E与被加工物W的加工部位(与电极侧面及电极前进端面相向的部位)自脉冲输出电路12b周期性地供给直流电流i，并透过电压检测电路12e检测电极E的电压V，在静电容量测定控制部17中，则基于由所述的电压V所演算的平均电压Vm、直流电流i与将直流电流i供给至电容12f的时间to来演算所述总计静电容量。

如图4所示，当从脉冲输出电路12b输出脉冲时，晶体管12c便导通且点P接地，由电压检测电路12e所检测的电压便为零而自电容12f放电。当晶体管12c成为闭路(OFF)时，在其闭路期间(时间to)电容12f便持续充电，透过电压检测电路12e所检测的电压V即线性增加。静电容量测定控制部17接受自输出端子12v所供给的检测电压V的电压信号来进行模拟/数字(A/D)转换，并演算其平均电压Vm。其后，在设为：电容12f的总计静电容量C、电量Q时，由于Q＝i×2to，故透过算式C＝Q/Vm＝i×2to/Vm即可求得上述总计静电容量C。

此外，静电容量测定部12并非限于所述结构，只要至少能够测定电极E与被加工物W的加工部位之间的总计静电容量C，可采用各种结构。

放电控制部13由电源电路10供电，对电极E与被加工物W施加后述加工条件设定部19中所设定的放电脉冲。加工电流测定部14经由电流计14a来测定以放电脉冲所供给的电流，并将该检测电流供给予演算处理部9。如此一来，当施加放电脉冲时，倘若电极前进端面与被加工物W的加工面间的两极间间隙形成为可放电的既定距离，则便开始放电而开始进行加工。

演算模式切换开关15构成为可择一地选择、设定加工面积演算模式与静电容量演算模式，前者在演算处理部9，在放电加工处理开始前基于加工面的加工面积来设定加工条件，后者则基于两极间静电容量来设定加工条件。再者，亦可构成为省略演算模式切换开关15，在最初演算加工面的加工面积，而在难以算出加工面积的场合便自动演算两极间静电容量。

演算处理部9由控制Z轴移动机构4的位置控制部16(移动距离检测装置)、静电容量测定控制部17、演算装置18、加工条件设定部19(加工条件设定装置)与X、Y控制部20等来形成。

位置控制部16形成为可藉Z轴移动机构4使头部3沿上下方向移动驱动，藉此改变电极E的前进端面起至加工面的两极间距。位置控制部16形成为可检测电极E的前进端面起至加工面的两极间距。

静电容量测定控制部17除所述处理之外，亦接受来自后述测定周期演算部24而藉静电容量测定部12测定总计静电容量的测定周期的信号，在每个该测定周期使晶体管12s导通来控制静电容量测定部12的作动时序。该放电加工装置M与一般放电加工装置同样构成为：使用每个被加工物个别的加工程序，在以数值控制程序对该加工程序进行解析的同时，藉位置控制部16对Z轴移动机构4进行数值控制，并藉X、Y控制部20对X轴、Y轴移动机构5、6进行数值控制，由此对被加工物W将电极E沿X、Y、Z轴方向进行位置控制，同时进行放电加工。这种结构与本发明无直接关联故省略其详细说明。X、Y控制部20如上所述，分别对X轴移动机构5与Y轴移动机构6进行驱动控制。

演算装置18备有加工面积演算模式时演算加工面积的加工面积演算部21、与静电容量演算模式时演算两极间静电容量的静电容量演算部22。如图5所示，加工面积演算部21形成为：在放电加工中(放电加工的中途时间点)，使用藉Z轴移动机构4将电极E移动至上下方向上相异的多个位置，并藉位置控制部16所检测的作为上下方向上相异的多个位置的第一、第二移动位置d1、d2(被加工物W的表面起至电极前进端面的距离)处的第一、第二两极间距h1、h2、以及藉静电容量测定部12与静电容量测定控制部17所测定的对应于所述第一、第二两极间距h1、h2的两个位置处的第一、第二总计静电容量C1、C2来演算被加工物W的加工面Wf的加工面积S。此外，作为电极E虽以例如备有大致水平状的前进端面Ef的柱状电极为例进行说明，但是电极E未必须呈柱状，亦可为对应放电加工的进行而使加工面积连续或不连续地变化之类的电极。

对以上所述进行具体说明时，使电极E与被加工物W的加工面Wf接触以将两极间距初始化为零。其次，如图5(a)所示，对Z轴移动机构4进行驱动控制以将电极E移动至第一移动位置d1。此时，若设为：第一总计静电容量C1、电极前进端面Ef与加工面Wf间的两极间静电容量Cp1、加工面Wf的加工面积S、第一两极间距h1、电极E的侧面Es与被加工物W间的静电容量Ca与加工液的电容率ε，则第一总计静电容量C1便能够以下式(1)表示，并经由测定而检测出。

C1＝Cp1+Ca                     (1)

其中Cp1＝εS/h1。

其次，如图5(b)所示，对Z轴移动机构4进行驱动控制以将电极E移动至第二移动位置d2。此时，若设为：第二总计静电容量C2、电极前进端面Ef与加工面Wf之间的两极间静电容量Cp2与电极前进端面Ef起至加工面Wf的第二两极间距h2，则第二总计静电容量C2便能够以下式(2)表示，并经由测定而检测出。

C2＝Cp2+Ca·d2/d1             (2)

其中Cp2＝εS/h2。

若针对加工面积S而对所述式(1)与式(2)进行求解，则加工面积S便能够以下式(3)表示：

S＝(h1·h2(C2·d1-C1·d2))/(ε(d1·h1-d2·h2))      (3)

此外，在位置控制部16中被加工物W的表面起至加工面Wf的距离为已知，因此可利用第一、第二两极间距h1，h2与电容率ε算出被加工物W的表面起至电极前进端面的距离d1，d2。

对检测加工液的电容率ε的技术的某一示例进行说明。

加工液的电容率ε利用加工面积为已知的标准电极Ea来求得。如图6(a)所示，使标准电极Ea与被加工物W的表面接触以将电极Ea的两极间距初始化为零。次之，如图6(b)所示，将标准电极Ea移动至距被加工物W的表面距离为h0的位置，并藉静电容量测定部12与静电容量测定控制部17测定该位置的总计静电容量C0。将标准电极Ea与被加工物W相向的面积设为S0时，则电容率ε便能够以下式(4)表示：

ε＝h0·C0/S0                          (4)

透过以上所述，对所述式(3)代入第一、第二总计静电容量C1、C2、第一、第二两极间距h1、h2、被加工物W的表面起至电极前进端面Ef的距离d1、d2及电容率ε，来演算被加工物W的加工面Wf的加工面积S。

又，通过利用加工面积S的演算值演算第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2，即可由两极间静电容量的增减倾向来检测有无加工碎屑等。亦即，在采用不会产生背隙的滚珠螺杆机构或线性马达(linear motor)等进行Z轴移动机构4的驱动的场合中，设为h1＝h2/2时理论上为Cp1＝2Cp2。因此，当第二两极间静电容量Cp2小于第一两极间静电容量Cp1的1/2的值时，即可检测到被加工物W的加工面上堆积有加工碎屑，并能够检测出第二两极间静电容量Cp2愈小于1/2Cp1，则被加工物W的加工面上的加工碎屑的堆积量愈大。

接着，在电极E的前进端面相对于水平面呈倾斜的场合等，在静电容量演算模式中，基于图7对演算电极E的前进端面Ef与加工面Wf之间的两极间静电容量的示例进行说明。静电容量演算部22构成为：在放电加工中，使用藉Z轴移动机构4将电极E移动至上下方向上相异的多个位置，并藉位置控制部16所检测的多个位置，例如第一、第二移动位置d21、d22处的第一、第二两极间距h21、h22、以及对应藉静电容量测定部12及静电容量测定控制部17所测定的所述第一、第二两极间距h21、h22的两个位置处的第一、第二总计静电容量C21、C22，来演算电极EA的前进端面Ef与被加工物W的加工面Wf之间的两极间静电容量。

电极EA为例如在电极前进端面Ef与电极轴心之间具有夹角θ(0°＜θ＜90°)的柱状，且被加工物W的表面起至加工面的距离d21、d22在位置控制部16中为已知。

首先，使电极EA与被加工物W的加工面接触以将两极间距初始化为零。其次，如图7(a)所示，对Z轴移动机构4进行驱动控制，以将电极EA移动至第一移动位置d21。此时若设为：第一总计静电容量C21、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp21、加工面积SA、电极EA的前进端面起至加工面的第一两极间距h21、电极EA的侧面与被加工物W之间的静电容量Ca、加工液的电容率ε与电极前进端面对铅直面的夹角θ，则第一总计静电容量C21即可与所述式(1)相同地表示，并经由测定而检测出。其后，将下式(5)所示的两极间静电容量Cp21代入式(1)，则第一总计静电容量C21便能够以下式(6)表示：

Cp21＝εSA/(h21·sinθ)                (5)

C21＝εSA/(h21·sinθ)+Ca              (6)

次之，如图7(b)所示，藉Z轴移动机构4对头部3往上方进行移动驱动，以将电极EA移动至第二移动位置d22。此时若设为：第二总计静电容量C22、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp22、第二两极间距h22与第一、第二移动位置d21、d22，则第二总计静电容量C22即可与所述式(2)相同地表示。其后，将下式(7)所示的两极间静电容量Cp22代入式(2)，则第二总计静电容量C22便能够以下式(8)表示且经由测定而检测出。

Cp22＝εSA/(h22·sinθ)                (7)

C22＝εSA/(h22·sinθ)+Ca·d22/d21     (8)

若针对被加工物W的加工面的加工面积SA而对所述式(6)与式(8)进行求解，则加工面积SA便能够以下式(9)表示：

SA＝(h21·h22(C22·d21-C21·d22))×sinθ/(ε(d21·h21-d22·h22))                                      (9)

此处，透过将所述式(9)代入所述式(5)，则第一移动位置d21处的两极间静电容量Cp21便能够以下式(10)表示：

Cp21＝h22(C22·d21-C21·d22)/(d21·h21-d22·h22)  (10)

透过将所述式(9)代入所述式(7)，则第二移动位置d22处的两极间静电容量Cp22便能够以下式(11)表示：

Cp22＝h21(C22·d21-C21·d22)/(d21·h21一d22·h22)  (11)

透过以上所述，通过对所述式(10)或式(11)代入第一、第二总计静电容量C21、C22、第一、第二两极间距h21、h22、被加工物W起至电极EA的前端的距离d21、d22与电容率ε，即使在备有电极前进端面与电极EA的轴心之间具有夹角θ之类的复杂形状的前进端面的电极EA的场合，仍可使用未含θ的算式来演算第一，第二两极间静电容量Cp21、Cp22。由于两极间静电容量Cp21、Cp22为与加工面积SA成比例的物理量，故预先将例如所述两极间距h21设定成目标两极间距，并基于所述两极间静电容量Cp22，藉加工条件设定部19如后述般设定放电加工条件。又，与上述相同，可由第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22的至少任意一个的增减倾向来检测加工碎屑的产生状况等的两极间状态。更且，作为图7所示的电极EA虽以柱状电极为例进行说明，但是电极未必须呈柱状，亦可为对应放电加工的进行而使加工面积连续或不连续地变化之类的电极。又，亦可为电极的前进端面上具有相等倾斜角或相异倾斜角的多个倾斜面之类的电极。

加工条件设定部19备有放电脉冲设定部23、测定周期演算部24与跳跃动作演算部25。放电脉冲设定部23则备有表1所示的加工条件表与表2所示的加工条件表。此外，表1、表2为铜制的电极、钢制的被加工物、加工液的电容率ε＝15.9372×10^-12F/m时的加工条件，表2为两极间距5μm时的两极间静电容量。

【表1】

【表2】

加工条件设定部19在对加工面积演算模式进行设定时，将如所述般透过演算所求得的加工面积S适用于表1所示的加工条件表，来设定放电脉冲的峰值电流、放电脉冲的ON时间及OFF时间。峰值电流设定为与加工面积S大致成比例的值，又该电流密度设定为5A/cm²以下的值，即约5A/cm²。此外，放电脉冲的电压可藉放电控制部13来适当设定。其后，将如上述般所设定的放电加工条件的数据供给予放电控制部13，并基于该放电脉冲来加以实施进行放电加工。

加工条件设定部19在对静电容量演算模式进行设定时，将如所述般透过演算所求得的第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22、而其中较佳的第一两极间静电容量Cp21适用于表2所示的加工条件表，来设定放电脉冲的峰值电流、放电脉冲的ON时间及OFF时间。峰值电流设定为与两极间静电容量大致成比例的值，又电流密度设定为25A/nF以下的值，即约25A/nF。其后，将如上述般所设定的放电加工条件的数据供给予放电控制部13，并基于该放电脉冲来加以实施进行放电加工。

此外，表1、表2所示的加工条件表仅为一示例，可依据加工液的电容率、电极材质与被加工物材质的组合或加工条件等来适当改变。

测定周期演算部24具有藉静电容量测定部12与静电容量测定控制部17，来测定总计静电容量且预先测定改变加工条件的测定周期的图(map)。该图以加工面积S、SA(或电极前进端面与加工面间的两极间静电容量)为参数来设定测定周期。由于加工面积S、SA愈小则电极的前进速度愈大，因此将上述的图设定成加工面积S、SA(或上述两极间静电容量)愈大则使得测定周期愈大。

跳跃动作演算部25构成为基于两极间距的误差距离α来设定电极E、A的跳跃动作的跳跃周期与跳跃量。此外，所谓“电极的跳跃动作”指：“为使堆积于加工面上的加工碎屑流动以向间隙外排出，而使电极上下运动的动作”。如图8、图9所示，堆积于被加工物W的加工面上的加工碎屑的高度的误差距离α、跳跃周期与跳跃移动量之间的关系预先以图或表的形式来事先进行设定，并储存于存储器中。

但是，对两极间距的误差距离α的计算技术而言，虽在实施例3、4进行说明，然而在如图5或图7般算出加工面积或两极间静电容量的场合，即未算出误差距离α的场合，亦可适用预设值(default value)的误差距离(例如4μm)。

图8的图设定成误差距离α愈大则跳跃周期愈小，图9的图则设定成误差距离α愈大则跳跃移动量愈大。再者，图8、图9所示的图仅为一示例，可依据加工形状或加工条件等来适当改变。

次之，基于图10的流程图(flow chart)对所述加工条件设定部19所进行的放电加工条件设定处理进行说明。此外，Si(i＝1，2...)表示各步骤。又，该放电加工条件设定处理为针对图5所示的示例，在加工面积演算模式下所进行的处理。首先，当放电加工装置M启动时，即读取加工液的电容率ε或所选择的演算模式的种类等的各种信号(S1)。S2判定放电加工处理的开始开关是否进行开启操作。就S2判定的结果，若开始进行放电加工处理则移至S3，判定是否保有加工液的电容率数据。就S2判定的结果，若未开始进行放电加工处理则返回至S1。

就S3判定的结果，若保有电容率数据则移至S4，测定两极间距与总计静电容量。就S3判定的结果，若未保有电容率数据则移至S5，利用所述标准电极如所述般检测加工液的电容率ε后，再移至S4。

S4藉位置控制部16与Z轴移动机构4，将电极前进端面依序驱动至第一、第二移动位置来测定各个移动位置处的第一、第二两极间距h1、h2与被加工物W的表面起至加工面的距离d1、d2。又，藉静电容量测定部12与静电容量测定控制部17来测定第一、第二移动位置处的第一、第二总计静电容量C1、C2。

接着，在S6判定是否选择加工面积演算模式。就S6判定的结果，若选择加工面积演算模式则在S7进行加工面积演算处理。加工面积演算部21透过对式(3)代入第一，第二总计静电容量C1、C2、第一、第二两极间距h1、h2及距离d1、d2来演算加工面积S。演算加工面积后，即移至S9。

S9基于经演算的加工面积，利用表1的加工条件表来设定加工条件。此处所设定的加工条件包括：峰值电流值等放电加工的电性条件、电极E的跳跃周期及跳跃移动量等。设定加工条件后，便移至S10而开始进行放电加工处理。更且，测定总计静电容量的测定周期藉静电容量测定控制部17来进行演算。

放电加工处理开始后，即进行是否为测定周期时序的判定(S11)。依S11判定的结果，若为测定周期时序则移至S4，在中断放电加工处理的状态下进行两极间距与总计静电容量等的测定。依S11判定的结果，若非为测定周期时序则移至S12，进行放电加工处理结束的判定。依S12判定的结果，当放电加工处理结束即结束本控制，而当放电加工处理未结束时，则移至S10继续进行放电加工处理。

再有，关于图7所示的示例，就静电容量演算模式中所加以实施进行的放电加工条件设定处理而言，亦与前述大略相同。

依S6判定的结果，选择静电容量演算模式时，便移至S8进行静电容量演算处理。静电容量演算部22透过对式(10)或式(11)代入第一，第二总计静电容量C1、C2、第一、第二两极间距h1、h2及距离d1、d2来演算第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2的至少任意一个。此外，第一两极间距h1为目标两极间距。

演算两极间静电容量后即移至S9，基于经演算的两极间静电容量，利用表2的加工条件表来设定加工条件。设定加工条件后，移至S10而开始进行放电加工处理。

接着，对上述放电加工装置M的作用及效果进行说明。

由于利用已测定的第一、第二两极间距h1、h2、已测定的电极与被加工物的加工部位之间的第一、第二总计静电容量C1、C2来算出加工面积，故可高精度地求得被加工物W的加工面的加工面积S。又，即使在因电极前进端面呈复杂形状而难以演算加工面积SA时，仍可与上述相同般高精度地求得与加工面积SA处于大致比例关系的第一两极间静电容量Cp21或第二两极间静电容量Cp22。

因此，可基于加工面积S(或SA)或第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2(或Cp21、Cp22)的高精度的演算值来适确地设定放电加工条件。而且，由于所述演算中利用电极前进端面与加工面之间的第一、第二两极间距h1、h2(或h21、h22)，故可将堆积于加工面上的加工碎屑高度作为误差距离而反映于第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2(或Cp21、Cp22)的值上，而能够设定适确的加工条件。

更且，由于利用实际上所测定的第一、第二总计静电容量C1、C2(或Cp21、Cp22)与第一、第二两极间距h1、h2(或h21、h22)，因此，即便在发生加工面积S(或SA)急遽增加的场合，仍可演算出高精度的加工面积S(或SA)或第一、第二两极间静电容量Cp1、Cp2(或Cp21、Cp22)，可在不需分割电极且不会发生加工不良的情况下进行加工，而能够减少放电加工的次数。

由于备有基于第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22来设定放电加工的加工条件的加工条件设定部19，该第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22为取代经演算的加工面积S、SA或加工面积SA，故可适当地于对应加工面积大小或加工面的两极间静电容量的两极间状态设定适确的测定周期、放电加工的电性条件、跳跃动作的跳跃周期与跳跃移动量等。

由于加工面积演算部21基于式(3)来演算加工面积S，故可减少用于演算的控制负载而能够加速加工面积的演算处理速度。

由于静电容量演算部22基于式(9)～式(11)来演算两极间静电容量Cp21、Cp22之故，即使电极前进端面呈复杂形状仍可正确地演算出与加工面积SA成比例的两极间静电容量Cp21、Cp22。

由于加工条件设定部19基于加工面积S、SA(或取代加工面积SA的第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22)来改变测定周期，故能以适于电极前进端面的形状变化的测定周期来改变、设定电性条件而能够设定适确的加工条件。加工条件设定部19将供给予电极E、EA的加工电流值控制成与取代加工面积S、SA或加工面积SA的第一、第二两极间静电容量Cp21、Cp22大致成比例，故可防止因电流供给过剩所导致的电极E、EA的异常消耗。其后，将供给予电极E、EA的电流设定成既定的电流密度以下，由此可防止加工速度下降等不正常状况的发生。

【实施例2】

次之，基于图11对实施例2进行说明。

其与实施例1的不同点为：相对于实施例1中被加工物W的表面起至加工面的距离D为已知，而实施例2中距离D为未知。

使柱状电极EB与被加工物W的加工面接触以将电极EB的移动位置(两极间距)初始化。其次，如图11(a)所示，藉Z轴移动机构4对电极EB往上方进行移动驱动，以将电极EB移动至第一移动位置。此时若设为：第一总计静电容量C31、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp31、加工面积SB、电极前进端面起至加工面的第一两极间距h31、电极EB的侧面与被加工物W之间的静电容量Ca、加工液的电容率ε与被加工物W的表面起至加工面的距离D，则第一总计静电容量C31便能够以下式(12)表示，并经由测定而检测出。

C31＝Cp31+Ca(D-h31)/D                (12)

其中，两极间静电容量Cp31＝εSB/h31。

其次，如图11(b)所示，藉Z轴移动机构4对电极EB自第一移动位置往更上方进行移动驱动，以将电极EB移动至第二移动位置。此时若设为：第二总计静电容量C32、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp32与电极前进端面起至加工面的第二两极间距h32，则第二总计静电容量C32便能够以下式(13)来表示，并经由测定而检测出。

C32＝Cp32+Ca(D-h32)/D    (13)

其中，两极间静电容量Cp32＝εSB/h32。

次之，如图11(c)所示，藉Z轴移动机构4对电极EB自第二移动位置起往更上方进行移动驱动，以将电极EB移动至第三移动位置。此时若设为：第三总计静电容量C33、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp33与电极前进端面起至加工面的第三两极间距h33，则第三总计静电容量C33便能够以下式(14)表示，并经由测定而检测出。

C33＝Cp33+Ca(D-h33)/D    (14)

其中，两极间静电容量Cp33＝εSB/h33。

若针对加工面积SB而对所述式(12)～式(14)进行求解，则加工面积SB便能够以下式(15)表示：

SB＝h31·h32·h33(h31(C32-C33)+h32(C33-C31)+h33(C31-C32))/(ε(h31-h32)(h32-h33)(h33-h31))

(15)

加工面积演算部21基于经演算的加工面积SB，来演算各两极间静电容量Cp31、Cp32、Cp33及被加工物W的表面起至加工面的距离D。

放电脉冲设定部23使用藉加工电流测定部14所检测的加工电流值与加工面积SB来演算电流密度，并将该电流密度控制成既定的电流密度以下。加工条件设定部19则与实施例1相同，将加工面积SB适用于表1的加工条件表来设定放电脉冲等电性加工条件。

其次，对实施例2的放电加工装置M的作用及效果进行说明。

基本上其发挥与实施例1相同的作用及效果。而且，即使在被加工物W的表面起至加工面的距离D不明的场合，仍可经由检测第一～第三移动位置处的两极间距h31～h33与总计静电容量C31～C33来设定适确的加工条件。

尚且，图11所示的电极EB虽以柱状电极为例进行说明，但是电极EB未必须呈柱状，亦可为对应放电加工的进行而使加工面积连续或不连续地变化之类的电极。

【实施例3】

其次，基于图12对实施例3进行说明。

其与实施例1的不同点在于：相对于实施例1中被加工物W的表面起至加工面的距离D为已知，实施例3中距离D为未知且所测定的两极间距包含误差距离α。尚且，误差距离α起因于堆积于被加工物W的加工面上的加工碎屑或Z轴移动机构4的齿轮系统的背隙等，当未产生背隙时，将加工面上的加工碎屑的堆积量以正值表示，而产生背隙时，则表示负值的背隙量与正值的加工碎屑的堆积量的合计值。

使柱状电极EC与被加工物W的加工面接触以将电极EC的移动位置(两极间距)初始化。其次，如图12(a)所示，藉Z轴移动机构4对电极EC往上方进行移动驱动以将电极EC移动至第一移动位置。此时若设为：第一总计静电容量C41、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp41、加工面积SC、电极前进端面起至加工面的第一两极间距h41、电极EC的侧面与被加工物W之间的静电容量Ca、加工液的电容率ε、被加工物W的表面起至加工面的距离D与误差距离α，则第一总计静电容量C41便能够以下式(16)表示，并经由测定而检测出。

C41＝Cp41+Ca(D-h41-α)/D    (16)

其中，两极间静电容量Cp41＝εSC/(h41+α)。

其次，如图12(b)所示，藉Z轴移动机构4对电极EC自第一移动位置起往更上方进行移动驱动，以将电极EC移动至第二移动位置。此时若设为：第二总计静电容量C42、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp42与电极前进端面起至加工面的第二两极间距h42，则第二总计静电容量C42便能够以下式(17)表示，并经由测定而检测出。

C42＝Cp42+Ca(D-h42-α)/D    (17)

其中，两极间静电容量Cp42＝εSC/(h42+α)。

次之，如图12(c)所示，藉Z轴移动机构4对电极EC自第二移动位置起往更上方进行移动驱动，以将电极EC移动至第三移动位置。此时若设为：第三总计静电容量C43、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp43与电极前进端面起至加工面的第三两极间距h43，则第三总计静电容量C43便能够以下式(18)表示，并经由测定而检测出。

C43＝Cp43+Ca(D-h43-α)/D    (18)

其中，两极间静电容量Cp43＝εSC/(h43+α)。

接着，如图12(d)所示，藉Z轴移动机构4对电极EC自第三移动位置起往更上方进行移动驱动，以将电极E移动至第四移动位置。此时若设为：第四总计静电容量C44、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp44与电极前进端面起至加工面的第四两极间距h44，则第四总计静电容量C44便能够以下式(19)表示，并经由测定而检测出。

C44＝Cp44+Ca(D-h44-α)/D    (19)

其中，两极间静电容量Cp44＝εS/(h44+α)。

若针对加工面积SC而对所述式(16)～式(19)进行求解，则加工面积SC便能够以包含误差距离α的下式(20)表示：

SC＝((h41+α)×(h42+α)×(h43+α)×(h41(C42-C43)+h42(C43-C41)+h43(C41-C42)))/(ε(h41-h42)×(h41-h43)×(h43-h42))                          (20)

若对误差距离α进行求解，则能够以下式(21)表示：

α＝A/B                     (21)

其中

A＝h41²(h42(h43(C42-C43)+h44(C44-C42))+h43h44(C43-C44))-h41(h42²(h43(C41-C43)+h44(C44-C41))+h42(h43+h44)(h43-h44)(C42-C41)+h43h44(h43(C41-C44)+h44(C43-C41)))-h42h43h44(h42(C3-C4)+h43(C4-C2)+h44(C2-C3))

B＝h41²(h42(C43-C44)+h43(C44-C42)+h44(C42-C43))-h41(h42²(C43-C44)+h43²(C44-C42)+h44²(C42-C43))+h42²(h43(C41-C44)+h44(C43-C41))-h42(h43²(C41-C44)+h44²(C43-C41))+h43h44(h43-h44)(C41-C42)

如图8、图9所示，跳跃动作演算部25设定成误差距离α愈大则电极EC的跳跃周期愈短，同时设定成误差距离α愈大则由跳跃产生的移动量便愈大。又，通过预先测定由齿轮系统的背隙所致的电极EC的位置误差并以该背隙量来修正误差距离α，即可高精度地算出堆积于加工面上的加工碎屑的堆积量。

接着，对实施例3的放电加工装置M的作用及效果进行说明。

基本上其发挥与实施例1相同的作用及效果。而且，即使在被加工物W的表面起至加工面的距离D不明的场合，仍可经由检测第一～第四移动位置的两极间距h41～h4与总计静电容量C41～C44来高精度地演算加工面积SC而设定适确的加工条件，又能够透过算出误差距离α并考量加工碎屑或背隙等来高精度地演算加工面积SC而适确地设定加工条件。

尚且，图12所示的电极EC虽以柱状电极为例进行说明，但是电极未必须呈柱状，亦可为对应放电加工的进行而使加工面积连续或不连续地变化之类的电极。

【实施例4】

接着，基于图13对实施例4进行说明。

其与实施例1的不同点在于：相对于实施例1中被加工物W的表面起至加工面的距离D为已知，实施例4中距离D为未知、所测定的两极间距包含误差距离α且电极前进端面呈复杂形状。

使备有电极前进端面与电极轴心(铅直面)之间的夹角θ(0°＜θ＜90°)的柱状电极ED与被加工物W的加工面接触以将电极ED的移动位置(两极间距)初始化。其次，如图13(a)所示，藉Z轴移动机构4对电极ED往上方进行移动驱动，将电极ED移动至第一移动位置。此时若设为：第一总计静电容量C51、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp51、加工面积SD、电极前进端面起至加工面的第一两极间距h51、电极ED的侧面与被加工物W之间的静电容量Ca、加工液的电容率ε、被加工物W的表面起至加工面的距离D、误差距离α与电极前进端面与电极之间的夹角θ，则第一总计静电容量C51便能够以下式(22)表示，并经由测定而检测出。

C51＝εSD/((h51+α)sinθ)+Ca(D-h51-α)/D    (22)

其中两极间静电容量Cp51＝εSD/((h51+α)sinθ)。

其次，如图13(b)所示，藉Z轴移动机构4对电极ED自第一移动位置起往更上方进行移动驱动以将电极ED移动至第二移动位置。此时若设为：第二总计静电容量C52、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp52与电极前进端面起至加工面的第二两极间距h52，则第二总计静电容量C52便能够以下式(23)表示，并经由测定而检测出。

C52＝εSD/((h52+α)sinθ)+Ca(D-h52-α)/D    (23)

其中两极间静电容量Cp52＝εSD/((h52+α)sinθ)。

次之，如图13(c)所示，藉Z轴移动机构4对电极ED自第二移动位置起往更上方进行移动驱动以将电极ED移动至第三移动位置。此时若设为：第三总计静电容量C53、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp53与电极前进端面起至加工面的第三两极间距h53，则第三总计静电容量C53便能够以下式(24)表示，并经由测定而检测出。

C53＝εSD/((h53+α)sinθ)+Ca(D-h53-α)/D    (24)

其中，两极间静电容量Cp53＝εSD/((h53+α)sinθ)。

接着，如图13(d)所示，藉Z轴移动机构4对电极ED自第三移动位置起往更上方进行移动驱动以将电极ED移动至第四移动位置。此时若设为：第四总计静电容量C54、电极前进端面与加工面之间的两极间静电容量Cp54与电极前进端面起至加工面的第四两极间距h54，则第四总计静电容量C54便能够以下式(25)表示，并经由测定而检测出。

C54＝εSD/((h54+α)sinθ)+Ca(D-h54-α)/D    (25)

其中，两极间静电容量Cp54＝εSD/((h54+α)sinθ)。

若针对加工面积SD而对所述式(22)～式(25)进行求解，则加工面积SD便能够以包含误差距离α的下式(26)表示：

SD＝((h51+α)×(h52+α)×(h53+α)×(h51(C52-C53)+h52(C53-C51)+h53(C51-C52))×sinθ)/(ε(h51-h52)×(h52-h53)×(h53-h51))                         (26)

又，同样针对误差距离α而对式(22)～式(25)进行求解，即可求出误差距离α。

于此，透过将所述式(26)代入所述两极间静电容量Cp51的算式中，则第一移动位置d51处的两极间静电容量Cp51便能够以下式(27)表示：

Cp51＝((h52+α)×(h53+α)×(h51(C52-C53)+h52(C53-C51)+h53(C51-C52)))/((h51-h52)×(h52-h53)×(h53-h51))

(27)

同样可基于加工面积SD来演算两极间静电容量Cp52～Cp54。

透过以上所述，即使在备有电极前进端面与电极ED的轴心之间具有夹角θ之类的复杂形状的前进端面的电极ED的场合，亦能够以未含θ的算式演算两极间静电容量Cp51～Cp54。而且，透过算出误差距离α即可设定将加工碎屑或背隙等纳入考量的加工条件。尚且，图13的电极ED虽以柱状电极为例进行说明，但是电极未必须呈柱状，亦可为对应放电加工的进行而使加工面积连续或不连续地变化之类的电极。又，亦可为电极的前进端面上具有相等倾斜角或相异倾斜角的多个倾斜面之类的电极。

以下，关于将所述实施例部分改变的变化例进行说明。

(1)所述实施例中，虽已对将电极沿上下方向移动来进行加工处理的示例进行说明，但本发明亦可适用于将电极沿水平朝左右方向或前后方向移动来进行加工处理的放电加工装置。

(2)所述实施例中，虽已对由滚珠螺杆机构与马达等构成X、Y、Z轴方向的电极的馈送机构的示例进行说明，但是，只要是能将电极朝至少X、Y、Z轴方向移动的馈送机构即可，亦可由线性马达等来构成馈送机构。

(3)所述实施例中，虽已对加工条件设定部将峰值电流值、脉冲开启时间(脉冲宽度)与脉冲关闭时间控制成既定的基准电流密度以下的示例进行说明，但是，为了使加工面的粗度稳定化，亦可通过将脉冲开启时间设为一定宽幅(时间)并调整脉冲关闭时间来控制成基准电流密度以下。

(4)所述实施例中，虽已对电极为铜、被加工物为钢的组合而将基准电流密度设为5A/cm²与25A/nF的示例进行说明，但是在电极与被加工物的组合为不同材质的场合应对其他的加工条件表进行设定。又，亦可构成为能够预先针对电极材质与被加工物材质的组合而准备多种加工条件表，来选择符合电极与被加工物的组合的加工条件表。

(5)所述实施例中，虽已对测定第一～第四移动位置处的两极间距及总计静电容量的示例进行说明，但可依据加工面形状来适当设定测定次数，亦可对应演算理能力而测定更多移动位置处的两极间距及总计静电容量。

(6)所述实施例中，虽已对设有可切换加工面积演算模式与静电容量演算模式的演算模式切换开关的示例进行说明，但既可构成为演算加工面积与两极间静电容量两者，亦可构成为基于加工程序来自动选择其中任意一个。

(7)所述实施例中，虽已对基于以总计静电容量的测定、及加工面积等的演算周期为演算结果的加工面积等来设定的示例进行说明，但亦可按每次以一定距离对被加工物进行加工来执行测定及演算。

(8)其他，只要是该领域技术人员，在不脱离本发明的意旨的情况下，即可依于所述实施例中附加有各种变化的方式来实施，且本发明亦包含该种变化方式。

【产业上的可利用性】

本发明在电极与被加工物之间使其放电来对被加工物进行放电加工的放电加工装置中，于放电加工中高精度地演算放电加工面的加工面积、或电极前进端面与被加工物的加工面之间的两极间静电容量，并设定对应加工面积的变化与加工碎屑的产生等的两极间状态的适确的加工条件来提升放电加工的生产效率与加工质量。

Claims (10)

1.一种放电加工装置，在电极与被加工物之间的间隙处供给加工液，自所述电极向被加工物施加放电脉冲而对所述被加工物进行放电加工，其特征在于，包括：

移动装置，可移动所述电极，且可改变电极的加工行进方向的前进端面起至被加工物的加工面的两极间距；

移动距离检测装置，检测所述电极的移动距离；

静电容量测定装置，可测定隔着所述间隙，与所述电极相向的被加工物的加工部位与所述电极之间的总计静电容量；

演算装置，按每个放电加工开始后的测定周期时序，在中断所述放电加工的状态下透过所述移动装置将所述电极移动至多个位置处，并使用藉所述移动距离检测装置所检测的多个两极间距、及藉所述静电容量测定装置所测定的多个总计静电容量，来演算所述加工面的加工面积或与该加工面积成比例的两极间静电容量；以及

加工条件设定装置，基于藉所述演算装置所演算的所述加工面积或所述两极间静电容量，来设定与放电加工脉冲相关的加工条件。

2.根据权利要求1所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置具有：以所述加工面积为参数来预先设定与放电加工脉冲相关的峰值电流、脉冲ON时间和脉冲OFF时间的第一加工条件表、及以所述两极间静电容量为参数来预先设定与放电加工脉冲相关的峰值电流、脉冲ON时间和脉冲OFF时间的第二加工条件表。

3.根据权利要求1或2所述的放电加工装置，其特征在于，所述演算装置设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、加工液的电容率ε与所述加工面积S之际，使用

S=h1·h2·h3(h1(C2一C3)+h2(C3-C1)+h3(C1-C2))／(ε(h1一h2)(h2一h3)(h3-h1))

所表示的算式来演算所述加工面积。

4.根据权利要求1或2所述的放电加工装置，其特征在于，所述演算装置被设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、将所述电极移动至第四移动位置的状态下所测定的第四两极间距h4及第四总计静电容量C4、两极间距的误差距离α、加工液的电容率ε与所述加工面积S之际，使用

S＝((h1+α)×(h2+α)×(h3+α)×(h1(C2一C3)+h2(C3一C1)+h3(C1-C2)))／(ε(h1-h2)×(h1-h3)×(h3-h2))

α=A／B

其中，

A=h1²(h2(h3(C2-C3)+h4(C4-C2))+h3h4(C3-C4))-h1(h2²(h3(C1-C3)+h4(C4-C1))+h2(h3+h4)(h3-h4)(C2-C1)+h3h4(h3(C1-C4)+h4(C3-C1)))-h2h3h4(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))

B=h1²(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))-h1(h2²(C3-C4)+h3²(C4-C2)+h4²(C2-C3))+h2²(h3(C1-C4)+h4(C3-C1))-h2(h3²(C1-C4)+h4²(C3-C1))+h3h4(h3-h4)(C1-C2)

所表示的算式来演算所述加工面积。

5.根据权利要求1或2所述的放电加工装置，其特征在于，所述演算装置被设为：将所述电极移动至第一移动位置的状态下所测定的第一两极间距h1及第一总计静电容量C1、将所述电极移动至第二移动位置的状态下所测定的第二两极间距h2及第二总计静电容量C2、将所述电极移动至第三移动位置的状态下所测定的第三两极间距h3及第三总计静电容量C3、将所述电极移动至第四移动位置的状态下所测定的第四两极间距h4及第四总计静电容量C4、电极前进端面与电极的轴心之间的夹角θ、两极间距的误差距离α、加工液的电容率ε、所述加工面积S与所述两极间静电容量C之际，使用

S=((h1+α)×(h2+α)×(h3+α)×(h1(C2-C3)+h2(C3-C1)+h3(C1-C2))×snθ)／(ε(h1-h2)×(h2-h3)×(h3-h1))

α=A／B

其中，

A＝h1²(h2(h3(C2-C3)+h4(C4-C2))+h3h4(C3-C4))-h1(h2²(h3(C1-C3)+h4(C4-C1))+h2(h3+h4)(h3-h4)(C2-C1)+

h3h4(h3(C1-C4)+h4(C3-C1)))-h2h3h4(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))

B＝h1²(h2(C3-C4)+h3(C4-C2)+h4(C2-C3))-h1(h2²(C3-C4)+h3²(C4-C2)+h4²(C2-C3))+h2²(h3(C1-C4)+h4(C3-C1))-h2(h3²(C1-C4)+h4²(C3-C1))+h3h4(h3-h4)(C1-C2)

C=εS／((h1+α)sinθ)或

C=εS／((h2+α)sinθ)或

C=εS／((h3+α)sinθ)或

C=εS／((h4+α)sinθ)

所表示的算式来演算所述加工面积及两极间静电容量。

6.根据权利要求2所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置基于所述经演算的加工面积或两极间静电容量来改变测定周期，该测定周期藉所述静电容量测定装置测定电极与被加工物的加工部位之间的总计静电容量而改变放电加工条件。

7.根据权利要求2所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置将供给予所述电极的加工电流设定成与所述经演算的加工面积或两极间静电容量实质上成比例。

8.根据权利要求7所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置将所述加工电流的电流密度设定为既定的电流密度以下。

9.根据权利要求8所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置具备有设定对应于供给至所述电极的加工电流、所述加工面积或两极间静电容量的放电脉冲的放电脉冲设定装置。

10.根据权利要求4所述的放电加工装置，其特征在于，所述加工条件设定装置具有基于所述两极间距的误差距离α，来设定跳跃动作的跳跃周期与跳跃量至少一个的跳跃动作演算装置。

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