CN104507615B - 放电加工用电极的更换判定装置以及更换判定方法 - Google Patents

Abstract

为了解决不能高精度地判定是否需要电极更换、视安全来较大地设定电极的消耗比、电极还可以使用却被更换的问题，在本发明中，在判定对工件(20)依次放电加工多个贯通孔(22)的电极(10)是否需要更换的更换判定方法中，检测电极(10)的残存长度(La)，检测作为放电开始时的电极(10)的位置的放电开始位置，检测作为工件贯通时的电极(10)的位置的贯通位置，根据检测出的放电开始位置与贯通位置之差(E)，设定在下一贯通孔(22)的加工中必要的电极(10)的必要长度(Lb)，比较检测出的残存长度(La)和所设定的必要长度(Lb)，判定电极是否需要更换。

Description

放电加工用电极的更换判定装置以及更换判定方法

技术领域

本发明涉及判定在放电加工机中使用的电极是否需要更换的放电加工用电极的更换判定装置以及更换判定方法。

背景技术

以往，已知在通过放电加工机在工件中加工细孔时，考虑放电加工用电极的消耗比和加工深度(工件的板厚)，判定电极是否需要更换的装置(参照例如专利文献1)。在该专利文献1记载的装置中，根据预先设定的电极的消耗比和加工深度，计算在加工中必要的必要电极长度，并且通过电极长度检测单元，检测当前的电极长度，在必要电极长度比电极长度更长的情况下，设为需要电极的更换，停止向放电加工工序的转移。

但是，在将涡轮叶片等用作工件的情况下，加工部位处的工件的板厚不限于恒定。因此，在如上述专利文献1记载的装置那样根据预先设定的加工深度计算必要电极长度时，无法高精度地判定电极是否需要更换。另外，考虑安全而将电极的消耗比设定得较大，还有虽然电极尚未使用但被更换这样的浪费。

【专利文献1】日本专利第3007911号公报

发明内容

本发明提供一种放电加工用电极的更换判定装置，判定对工件依次放电加工贯通孔的电极是否需要更换，其特征在于包括：电极长度检测单元，检测所述电极的残存长度；放电开始位置检测单元，检测作为放电开始时的所述电极的位置的放电开始位置；贯通位置检测单元，检测作为工件贯通时的所述电极的位置的贯通位置；必要长度设定单元，根据由所述放电开始检测单元检测出的放电开始位置和由所述贯通位置检测单元检测出的贯通位置之差，设定在下一贯通孔的加工中必要的所述电极的必要长度；以及判定单元，比较由所述电极长度检测单元检测出的残存长度和由所述必要长度检测单元所设定的必要长度，判定电极是否需要更换。

另外，本发明提供一种放电加工用电极的更换判定方法，判定对工件依次放电加工贯通孔的电极是否需要更换，其特征在于：检测所述电极的残存长度，检测作为放电开始时的所述电极的位置的放电开始位置，检测作为工件贯通时的所述电极的位置的贯通位置，根据检测出的所述放电开始位置与检测出的所述贯通位置之差，设定在下一贯通孔的加工中必要的所述电极的必要长度，比较检测出的所述残存长度和所设定的所述必要长度，判定电极是否需要更换。

附图说明

图1是概略地示出具有本发明的第1实施方式的电极更换判定装置的放电加工机的主要部分结构的正面图。

图2是作为应用本发明的工件的一个例子的涡轮叶片的立体图。

图3是图2的III-III线剖面图。

图4是示出利用图1的放电加工机的工件的加工动作的图。

图5是图4的主要部分放大图。

图6是示出本发明的第1实施方式的电极更换判定装置的结构的框图。

图7是示出在构成本发明的第1实施方式的电极更换判定装置的控制部中执行的处理的一个例子的流程图。

图8是示出从管电极开始下降起的经过时间和管电极与工件之间的平均加工电压的关系的图。

图9是说明通过本发明的第1实施方式的电极更换判定装置得到的效果的图。

图10是示出在构成本发明的第2实施方式的电极更换判定装置的控制部中执行的主要的处理的一个例子的流程图。

【符号说明】

7：电极持架；8：电极导引；10：管电极；20：工件(涡轮叶片)；22：冷却孔；30：控制部；31、32：位置检测器；34：电压检测部；35：驱动部；La：残存长度；Lb：必要长度。

具体实施方式

-第1实施方式-

以下，参照图1～图9，说明本发明的放电加工用电极的更换判定装置的第1实施方式。图1是概略地示出具有本发明的第1实施方式的电极更换判定装置的放电加工机100的主要部分结构的正面图。另外，以下，为便于说明，如图所示，将正交3轴方向(X轴方向、Y轴方向、Z轴轴方向)分别定义为左右方向、前后方向、上下方向，依照该定义，说明各部的结构。

在图1中，在成为基台的底座1的后部，设立有柱状物2。在柱状物2的上表面，可在X轴方向(左右方向)上移动地支撑有X滑块3。在X滑块3的上表面，可在Y轴方向(前后方向)上移动地支撑了冲头4。在冲头4的前表面，可在Z轴方向(上下方向)上移动地支撑有主轴头5。在主轴头5的底面，旋转主轴6的前端部突出，在旋转主轴6的下部，安装有电极持架7。在电极持架7的铅直方向下方，配置有电极导引8，在把持臂9的下端部，支撑有电极导引8。在冲头4的右侧面中所设置的托架4a上，可在上下方向上移动地支撑有把持臂9。将该把持臂9的上下移动轴作为W轴。

在电极持架7与电极导引8之间，沿着通过电极持架7和电极导引8的中心的上下方向的轴线CL0，电极10延伸。电极10是圆筒形状的管电极，其上端部被保持于电极持架7。管电极10的下端部在上下方向上贯通电极导引8。管电极10的外周面被电极导引8支撑，能够在约束前后左右方向的移动(振动)的同时，在电极导引8内在上下方向上滑动。对管电极10的内部，供给例如水等加工液，从管电极10的前端部(下端部)喷射加工液。另外，在加工液中，还能够使用油。

在底座1的上表面，在比柱状物更2前方，配置有载置台11。在载置台11的上表面，搭载有倾斜旋转载置台装置12。倾斜旋转载置台装置12具有：从载置台11的上表面向上方突出设置的前后一对支撑部件13；在前后的支撑部件13之间，以在Y轴方向上延伸的转动轴CLb为中心而可在B轴方向上转动地支撑的倾斜部件14；以及在倾斜部件14的左端面，以与转动轴CLb垂直的旋转轴CLa为中心而可在A轴方向上旋转地支撑有的旋转载置台15。在旋转载置台15上设置卡盘16，在卡盘16上支撑有工件20。在载置台11的周围，以包围载置台11以及倾斜旋转载置台装置12的整体的方式，可升降地设置有加工槽17。另外，图1的单点划线是加工槽17上升了的加工状态。

虽然图示省略，但图1的放电加工机100分别具有：使X滑块3在左右方向上移动的X轴用驱动部；使冲头4在前后方向上移动的Y轴用驱动部；使主轴头5在上下方向上移动的Z轴用驱动部；以轴线CL0为中心而使旋转主轴6旋转的主轴驱动部；使把持臂9在上下方向上移动的臂驱动部；经由摇动轴CLb使转动部件14倾斜的B轴用驱动部；以及经由旋转轴CLa使旋转载置台15旋转的A轴用驱动部。X轴用驱动部、Y轴用驱动部、Z轴用驱动部以及臂驱动部由例如滚珠丝杠和对滚珠丝杠进行旋转驱动的伺服马达构成，主轴驱动部由例如主轴马达构成，B轴用驱动部以及A轴用驱动部由例如DD(直接驱动)伺服马达构成。还有时将以上的X轴用驱动部、Y轴用驱动部、Z轴用驱动部、臂驱动部、主轴驱动部、B轴用驱动部以及A轴用驱动部集中简称为驱动部35(图6)。由控制部30(图6)控制驱动部35。

通过以上的结构，电极持架7和电极导引8能够针对工件20在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向上相对移动，并且能够在B轴方向以及A轴方向上相对移动。因此，能够将工件20加工为期望的三维形状。另外，通过利用臂驱动部的把持臂9的升降，能够调整电极持架7和电极导引8的间隔，能够与管电极10的消耗所致的管电极10的长度变化无关地、在加工中始终通过电极持架7和电极导引8支撑管电极10的上下端部。

在冲头4的前表面，设置有检测主轴头5的上下方向的Z轴位置的线性标尺等位置检测器31。能够通过来自位置检测器31的信号，检测电极持架7的位置、即管电极10的上端部的位置。在把持臂9的托架4a上，设置有检测把持臂9相对冲头4的上下方向的W轴位置的位置检测器32。能够通过来自位置检测器32的信号，检测电极导引8相对冲头4的位置。在Z轴位置与W轴位置之间，有机械固有的某一定的关系(已知的值)，所以能够通过来自位置检测器31、32的信号，计算电极持架7的下端部与电极导引8的上端部的间隔D。另外，虽然图示省略，但在臂9的侧方设置有电极盒。在电极盒中，保持具有初始长度L0(已知)的更换用的多个管电极10，能够在主轴6与工具盒之间，通过未图示的更换单元，更换管电极10。

工件20是在例如燃气轮机、喷气引擎等中应用的涡轮叶片、轮叶。涡轮叶片暴露于1000℃～1500℃程度的高温气体，所以将耐热性高的镍合金用作构成材料。在该涡轮叶片的表面，为了使涡轮叶片的表面冷却，加工使冷却空气流过的冷却孔。

图2是工件20(涡轮叶片)的立体图，图3是图2的III-III线剖面图。在涡轮叶片20的一端部，设置了例如圣诞树形状的支撑部20a。在引擎的组装状态下，支撑部20a安装于可旋转的转子的周面。

如图2、3所示，涡轮叶片20通过例如失蜡铸造法形成，在翼部21的内侧，形成有中空部25。翼部21具有与中空部25面对的内表面21a、和暴露于高温气体的外表面21b。在翼部21中，在翼部21的圆周方向多个部位，并且沿着翼部21的高度方向(图2的箭头A方向)，形成有多个贯通了翼部21的冷却孔22。沿着冷却孔22的中心轴线CL1的翼部21的板厚t并非恒定，如图3所示根据场所而不同。对中空部25，从转子侧供给冷却空气，冷却空气从各冷却孔22流出。由此，沿着外表面21b，流过膜状的冷却空气，翼部21被冷却。

构成涡轮叶片的镍合金是难切削材料，难以通过钻孔机等穿透设置冷却孔22。因此，在本实施方式中，使用放电加工机100在涡轮叶片中加工多个冷却孔22。逐个部位，进行冷却孔22的加工。如果图2中的1个冷却孔22a的加工结束，则对与该冷却孔22a邻接的其他冷却孔22b、或者最接近冷却孔22a的其他冷却孔22c进行加工。

图4是示出冷却孔22的加工动作的图，图5是图4的主要部分放大图。如图4、5所示，在加工冷却孔22时，以冷却孔22的中心轴线CL1朝向上下方向那样的加工姿势，通过倾斜旋转载置台装置12，保持工件20。进而，以使电极导引8的下端面8a位于从加工开始点P向上方离开规定距离D1的电极支撑位置A的方式，通过加工程序，对W轴进行指令。然后，在原样地固定了电极持架7和电极导引8的相对位置的状态下，使电极持架7移动。此时，从电极导引8的下端面突出的管电极10的下端面10a的突出量被设定为规定值D2(<D1)。

另外，规定值D2既可以是0，也可以小于0。在规定值D2小于0的情况下，管电极10的下端面10a比电极导引8的下端面8a位于上方，但在该情况下，以不从电极导引8拔出管电极10的方式，下端面8a、10a之间的距离小于电极导引8的长度D3即可。将以上的状态称为加工准备状态。

接下来，从加工准备状态使电极持架7向下方移动而使管电极10下降，在管电极10的前端部对工件20进行放电加工(图4、5的虚线)。在加工中，以尽管电极持架7向下方移动仍将电极导引8保持于电极支撑位置A的方式，使把持臂9相对冲头4固定。由此，在工件20的上方，支撑管电极10的上下端部，能够抑制加工中的管电极10的振动。在放电加工时，伴随冷却孔22的加工，管电极10消耗，所以需要在适合的定时更换管电极10。为了判定该更换时期，在本实施方式中，如以下那样构成电极更换判定装置。

图6是示出第1实施方式的电极更换判定装置的结构的框图。图6的控制部30构成为包括具有CPU、ROM、RAM、其他周边电路等的运算处理装置。控制部30连接有检测电极持架7的Z轴位置的位置检测器31(图1)、检测电极导引8的W轴位置的位置检测器32(图1)、输入加工程序、各种设定值的输入部33、检测管电极10与工件20之间的极间电压的电压检测部34、针对工件20使主轴6相对移动的驱动部35(X轴用驱动部、Y轴用驱动部、Z轴用驱动部、臂驱动部、主轴驱动部、B轴用驱动部以及A轴用驱动部)、以及显示与电极更换判定有关的各种信息的显示部36。控制部30根据来自位置检测器31、32、输入部33、以及电压检测器34的信号，执行规定的处理，向驱动部35以及显示部36输出控制信号。

图7是示出在第1实施方式的控制部30中执行的处理的一个例子的流程图。关于该流程图所示的处理，如果通过例如输入部33的操作输入加工开始指令则开始，每当加工各个冷却孔22时反复。即，图6对应于单一的冷却孔22的加工，通过反复图7的处理，相互邻接的冷却孔22被依次加工。

在步骤S1中，依照加工程序向驱动部35输出控制信号，将工件20的位置姿势、电极持架7的位置、以及电极导引8的位置设置为加工准备状态(图4、5)。即，在将工件20保持为加工姿势，并且将电极导引8与工件20之间的距离原样地保持为恒定，保持了管电极10的上下端部的状态下，以使电极导引8的下端面8a位于从加工开始点P向上方离开规定距离D1的电极支撑位置A的方式，使电极持架7和电极导引8一体地移动。

在步骤S2中，向管电极10施加脉冲电压，并且向驱动部35(Z轴用驱动部、臂驱动部、主轴用驱动部)输出控制信号，在将电极导引8原样地保持于电极支撑位置A的状态下，使管电极10以规定的转速旋转的同时，朝向加工开始点P下降。一并地，从管电极10的前端部喷出加工液。

在步骤S3中，判定是否在管电极10与工件20之间开始了放电。通过判定由电压检测部34检测出的极间电压的平均值(平均加工电压V)是否小于预先决定的阈值V1，进行该判定。在该情况下，控制部30针对每例如2msec读入来自电压检测部34的信号，对最近的规定时间(例如1秒)内的数据进行平均化，将其作为平均加工电压V。如果步骤S3成为肯定，则进入到步骤S4，如果成为否定，则返回到步骤S2。

在步骤S4中，读入来自位置检测器31的信号，将判定为放电开始的时间点下的电极持架7的Z轴位置作为放电开始位置存储于存储器中。

在步骤S5中，设定电极长度L1。在旋转主轴6上，最初，通过手动或者电极更换装置，安装具有已知的初始长度L0(例如300mm)的新品的管电极10。电极长度L1是从电极持架7的下端至管电极10的下端面10a的距离。该电极长度L1最初被设定为初始长度L0。如以下那样，进行使用新品的管电极10来加工第n个冷却孔22时的电极长度L1的设定。即，在上次的处理中加工第n-1个冷却孔22时的放电开始位置是Z_n-1，在本次的处理中加工第n个冷却孔22时的放电开始位置是Z_n时，放电开始位置的变化量ΔZ成为Z_n-Z_n-1。从在上次的处理中求出了的电极长度L1减去该变化量ΔZ(L1-ΔZ)，将其设定为新的电极长度L1。另外，也可以将使用新品的管电极10最初加工了冷却孔22时的放电开始位置(初始放电开始位置Z1)预先存储于存储器，从管电极10的规定长度L0减去加工第n个冷却孔22时的放电开始位置Z_n与初始放电开始位置Z1之差ΔZ(＝Z1-Z_n)(L0-ΔZ)，将其设定为新的电极长度L1。

在步骤S6中，依照加工程序，控制驱动部35，在工件20中，加工期望的形状的冷却孔22。在冷却孔22的加工时，管电极10逐渐下降。

在步骤S7中，判定管电极10是否贯通了工件20。通过判定由电压检测部34检测出的极间电压的平均值(平均加工电压V)是否大于预先决定的阈值V2，进行该判定。如果步骤S7成为肯定，则进入到步骤S8，如果成为否定，则返回到步骤S6。另外，以下，为便于说明，说明为阈值V2是与阈值V1相同的值，但V2和V1也可以是相互不同的值。关于V1和V2，也可以通过实验预先求出恰当值。

在步骤S8中，向驱动部35输出控制信号，停止管电极10的下降。在本实施方式中，以短的周期(每2sec)取入来自电压检测部34的信号，所以能够在工件20(翼部21)的贯通之后，立即停止管电极10，能够将从翼部21的内表面21a起的管电极10的突出量抑制为最小限。

在步骤S9中，读入来自位置检测器31的信号，将判定为工件贯通的时间点下的电极持架7的Z轴位置作为贯通位置(放电结束位置)存储于存储器。

在步骤S10中，从在存储器中存储了的放电开始位置(步骤S4)减去贯通位置(步骤S9)，计算从放电开始至放电结束所需的管电极10的进给量E(将其称为实质进给量E)。在实质进给量E中，包含工件20的板厚t、和管电极10的消耗量F(电极消耗量)。关于电极消耗量F，通过对板厚t和预先决定的电极消耗比α进行乘法，用下式(I)表示实质进给量E。

E＝t(1+α)(I)

另外，严密而言，在实质进给量E中，还包括从工件贯通位置起的管电极10的进给量、即从内表面21a起的管电极10的突出量，但在本实施方式中，由于在贯通探测之后立即停止管电极10的下降(步骤S8)，所以能够将其视为0。电极消耗比α根据各种条件而变化，但在本实施方式中，预先设定实验性地求出了的平均的值。

在步骤S11中，从步骤S5的电极长度L1减去电极消耗量F(＝tα)，计算管电极10的残存长度La。在该情况下，首先，根据上式(I)求出板厚t，对该板厚t乘以电极消耗比α来计算电极消耗量F。接下来，从电极长度L1减去电极消耗量F，计算残存长度La。

在步骤S12中，以使管电极10比工件20的加工开始点P按照余量位于上方的方式，向驱动部35(Z轴用驱动部)输出控制信号，使电极持架7、即管电极10上升。将电极持架7的上升量比实质进给量E减小电极消耗量F的量。由此，如图5的实线所示，管电极10从电极导引8的下端面8a突出规定量D2。

在步骤S13中，计算为了加工下一冷却孔22而所需的管电极10的长度(必要长度Lb)。通过预先决定为了电极持架7和电极导引8不干扰地稳定地保持管电极10而最低限必要的管电极10的长度(最小必要长度)，对该最小必要长度加上步骤S10的实质进给量E，从而求出必要长度Lb。使用实质进给量E来求出必要长度Lb的原因在于，假设为本次加工了的冷却孔22和下次加工的冷却孔22邻接，板厚t的变化小，在加工下一冷却孔22时，也需要与本次相同的实质进给量E。另外，也可以将管电极10的最小必要长度设定为包括规定的余度那样的值。管电极10的最小必要长度是电极持架7与电极导引8的最小间隔(例如5mm)、电极导引8的长度D3(例如30mm)、以及从电极导引8起的突出量D2(例如10mm)之和(例如45mm)。

在步骤S14中，判定管电极10的残存长度La是否为管电极10的必要长度Lb以上(La≧Lb)。如果步骤S14成为肯定，则进入到步骤S15，如果成为否定，则进入到步骤S16。

在步骤S15中，设为管电极10具有为了加工下一冷却孔22而充分的长度，许可下一冷却孔22的加工。在该情况下，针对下一冷却孔22的加工开始点P，反复与上述同样的处理。另一方面，在步骤S16中，管电极10的长度不充分，而需要更换电极，禁止下一冷却孔22的加工。在该情况下，进行从工具盒取出新品的管电极10而换到旋转主轴6的处理(电极更换处理)。

如果总结第1实施方式的动作，则如下所述。以下，说明在加工了图2的冷却孔22a之后，加工与其邻接的冷却孔22b的动作。首先，使长度已知的新品的管电极10位于冷却孔22a的加工开始点P(第1加工开始点)的上方，并且使电极导引8移动到电极支撑位置A(步骤S1)。接下来，在对管电极10施加脉冲电压的同时使管电极10下降，使管电极10接近工件表面的加工开始点P(步骤S2)。

图8是示出从管电极10开始下降起的经过时间T和平均加工电压V的关系的图。在时间点T0从管电极10开始下降至开始放电，平均加工电压V大于阈值V1。如果在时间点T1开始放电，则平均加工电压V小于阈值V1，以后，直至放电结束，继续V<V1的状态。此时的电极持架7的Z轴位置(放电开始位置)存储于存储器(步骤S4)，使用该放电开始位置求出并设定电极长度L1(步骤S5)。另外，在使用新品的管电极10来加工第n个冷却孔22时，在步骤S5中，从在加工了第n-1个冷却孔22时求出了的电极长度L1减去加工了第n-1个冷却孔22时的放电开始位置Z_n-1与本次的放电开始位置Z_n之差ΔZ(＝Z_n-Z_n-1)(L1-ΔZ)，将其设定为新的电极长度L1。

之后，如果在时间点T2管电极10贯通工件20，则平均加工电压V大于阈值V2(＝V1)，如果检测到V>V2，则管电极10的下降停止(步骤S8)。此时的电极持架7的Z轴位置(贯通位置)存储于存储器(步骤S9)。在该情况下，以短的周期(2msec)读入来自电压检测部34的信号，所以管电极10能够在工件贯通之后立即停止。因此，能够防止如图9所示，与管电极10对向的工件20的中空部侧的内表面21a(A部)被错误地放电加工。

如果管电极10贯通工件20，则管电极10比加工开始点P移动到上方(步骤S12)。此时，计算从放电开始位置减去了贯通位置的实质进给量E(步骤S10)，并且根据实质进给量E计算电极消耗量F，计算从加工开始时的电极长度L1减去了电极消耗量F的管电极10的残存长度La(步骤S11)。进而，假设为为了下一冷却孔22b的加工需要与实质进给量E相同的管电极10的进给量，计算在冷却孔22b的加工中必要的管电极10的必要长度Lb(步骤S13)。在残存长度La是必要长度Lb以上时，设为管电极10的长度充分，转移到下一冷却孔22b的加工动作(步骤S15)。在残存长度La小于必要长度Lb时，设为管电极10的长度不足，不转移到下一冷却孔22b的加工动作，更换管电极10。

根据以上的第1实施方式，通过来自电压检测部34的信号，分别检测管电极10的放电开始位置和贯通位置(步骤S4、步骤S9)，并且从放电加工开始时的电极长度L1减去电极消耗量F来检测管电极10的残存长度La(步骤S11)。进而，根据放电开始位置与贯通位置之差(实质进给量E)，设定在下一贯通孔22的加工中必要的管电极10的必要长度Lb(步骤S13)，比较残存长度La和必要长度Lb，判定管电极10是否需要更换(步骤S14)。即，设为在加工下一冷却孔22的情况下需要与本次相同的实质进给量E，计算管电极10的必要长度Lb，根据该必要长度Lb，判定管电极10是否需要更换。因此，与工件20的板厚t无关地求出实质进给量E，所以即使在工件20的板厚t变化的情况下，也能够高精度地判定电极是否需要更换。

-第2实施方式-

参照图10，说明本发明的第2实施方式。另外，以下，主要说明与第1实施方式的相异点。第2实施方式与第1实施方式不同的点是控制部30中的处理。即，在第1实施方式中，直至检测工件20的贯通，使管电极10下降，但在第2实施方式中，如果电极持架7和电极导引8的间隔D(图1)成为规定值D0以下，则使管电极10的下降动作停止。

图10是示出在第2实施方式的控制部30中执行的处理的一个例子的流程图，主要示出与图7相异的部分。另外，在图10中，关于与图7相同的处理附加了同一符号。如图10所示，如果在步骤S6中开始了冷却孔22的加工的处理，则进入到步骤S21，根据来自位置检测器31、32的信号，计算电极持架7与电极导引8的间隔D。在步骤S22中，判定所计算的间隔D是否为预先决定的规定值D0以下。在该判定中，判定电极持架7和电极导引8有无干扰(冲突)，规定值D0被设定为至少大于0的值、例如5mm。如果步骤S22成为否定，则进入到步骤S7，以后，进行与图7同样的处理。

另一方面，如果步骤S22成为肯定，则进入到步骤S23，向驱动部35输出控制信号，停止管电极10的下降。在步骤S24中，以使管电极10比工件20的加工开始点P位于上方的方式，向驱动部35(Z轴用驱动部)输出控制信号，使电极持架7上升。接下来，在步骤S16中，设为管电极10的长度不充分，需要更换电极，禁止下一冷却孔22的加工。

在第2实施方式中，如果电极持架7与电极导引8的间隔D成为规定值D0以下，则停止电极持架7的下降，所以即使在加工开始点P中的工件20的板厚t急剧增加了的情况等下，也能够防止电极持架7和电极导引8的冲突。即，如果相比于上次的加工时的工件20的板厚t，本次的加工时的工件20的板厚t急剧增加，则直至工件贯通所需的管电极20的实质进给量E增大，有在检测工件贯通之前，电极持架7和电极导引8冲突的担心。关于该点，在本实施方式中，如果两者的间隔D成为规定值D0以下，则强制地停止电极持架7的下降，所以能够防止电极持架7和电极导引8的冲突。

-变形例-

在上述实施方式中，根据由电压检测部34检测出的极间电压V，检测放电开始位置和贯通位置，但放电开始位置检测单元以及贯通位置检测单元的结构不限于此。例如，极间电压V与管电极10的进给速度具有相关关系，所以还能够通过检测进给速度来检测放电开始位置以及贯通位置。在上述实施方式中，通过控制部30中的处理，从放电加工开始时的电极长度L1减去电极消耗量F来求出管电极10的残存长度La，但电极长度检测单元的结构不限于此。

只要是根据放电开始位置与贯通位置之差(实质进给量E)，求出在下一贯通孔22的加工中必要的管电极10的必要长度Lb的例子，则必要长度设定单元(控制部30)的结构没有限定。例如，也可以代替使用在前一个冷却孔22的加工时得到了的实质进给量E的值，而使用在最近的多个(例如5个)冷却孔22的加工时分别得到了的实质进给量E的平均值。通过控制部30中的处理，根据管电极10的残存长度La和必要长度Lb的大小，判定电极是否需要更换，但只要是比较残存长度La和必要长度Lb的例子，则利用判定单元的判定也可以并非单纯的大小的判定。

在上述实施方式中，用电极持架7保持管电极10的基端部，用能够针对电极持架7在管电极10的长度方向相对移动的电极导引8保持管电极10的前端部，但第1保持部以及第2保持部的结构不限于此。通过位置检测器31、32计算电极持架7与电极导引8的间隔，但间隔检测单元没有限定。如果在放电开始之后，电极持架7与电极导引8的间隔D成为规定值D0以下，则通过控制部30中的处理，停止电极持架7的下降，但用于使放电加工动作停止的放电停止单元的结构不限于上述。

在上述实施方式中，如果通过管电极10的残存长度La和必要长度Lb的比较判定为需要更换电极，则通过控制部30中的处理，禁止转移到加工下一冷却孔的工序(下一加工工序)，但放电控制单元的结构不限于此。例如，在禁止转移到下一加工工序时，也可以向显示部36输出警报。在上述实施方式中，使用了管形状的电极10，但在长度方向上延伸的电极的形状也可以是管形状以外。电加工机100的结构也不限于上述。在上述实施方式中，作为工件20的一个例子，使用了涡轮叶片，但只要是需要加工多个贯通孔22的工件，则即使在加工其他工件的情况下，也能够应用本发明的更换判定装置。另外，即使在仅加工1个贯通孔的工件有多个，将工件依次更换而对贯通孔进行依次放电加工的情况下，也能够应用本发明的更换判定装置。

在上述实施方式中，说明了判定在工件20中对多个贯通孔22进行依次放电加工的电极(管电极)10是否需要更换的放电加工用电极的更换判定方法。即，检测电极10的残存长度La，检测作为放电开始时的电极10的位置的放电开始位置，检测作为工件贯通时的电极10的位置的贯通位置，根据检测出的放电开始位置与检测出的贯通位置之差，设定在下一贯通孔22的加工中必要的电极10的必要长度Lb，比较检测出的残存长度La和所设定的必要长度Lb，判定电极是否需要更换。在该情况下，在电极10的位置中，还包括与电极10具有相关关系的部分(电极持架7等)的位置。

根据本发明，根据作为最近的贯通孔的实际数据的放电开始位置与贯通位置之差，设定在下一贯通孔的加工中必要的电极的必要长度，使用该必要长度来判定电极是否需要更换，所以与工件的板厚的变化无关地，能够高精度地判定电极是否需要更换。特别地，根据加工状态(稳定、不稳定的程度)、加工深度、加工液压，通常电极消耗量变化，但在本发明中使用最近的数据，所以这些诸多条件大致相同，能够高精度地不浪费地判定电极是否需要更换。另外，相比于在1个贯通孔的加工前和加工后测定电极长度来检测电极消耗量的方法，能够大幅缩短循环时间。

Claims (5)

1.一种放电加工用电极的更换判定装置，在对工件依次放电加工相互邻接且加工深度不同的多个贯通孔时，判定电极是否需要更换，其特征在于包括：

电极长度检测单元，检测所述电极的残存长度；

放电开始位置检测单元，在形成贯通孔的作业中，判定放电是否已开始，检测作为放电开始时的所述电极的位置的放电开始位置；

贯通位置检测单元，在形成贯通孔的作业中，判定所述电极是否贯通了工件，检测作为所述电极贯通了工件时的所述电极的位置的贯通位置；

必要长度设定单元，计算由所述放电开始位置检测单元检测出的最近的放电开始位置和由所述贯通位置检测单元检测出的最近的贯通位置之差即包含所述电极的消耗量的实质进给量，使加工相邻的下一贯通孔时的实质进给量与本次的实质进给量相同，设定在下一贯通孔的加工中必要的所述电极的必要长度；以及

判定单元，比较由所述电极长度检测单元检测出的残存长度和由所述必要长度设定单元所设定的必要长度，判定电极是否需要更换。

2.根据权利要求1所述的放电加工用电极的更换判定装置，其特征在于还包括：

第1保持部，保持所述电极的基端部；

第2保持部，针对所述第1保持部在所述电极的长度方向上能够相对移动地设置，保持所述电极的前端部；

间隔检测单元，检测所述第1保持部与所述第2保持部的间隔；以及

放电停止单元，如果在放电开始之后，由所述间隔检测单元检测出的间隔成为规定值以下，则使放电加工动作停止。

3.根据权利要求1或者2所述的放电加工用电极的更换判定装置，其特征在于：所述贯通位置检测单元检测所述电极与所述工件之间的极间电压，将所述极间电压超过了规定值时的所述电极的位置检测为所述贯通位置。

4.根据权利要求1或者2所述的放电加工用电极的更换判定装置，其特征在于还包括：

放电控制单元，如果由所述判定单元判定为不需要更换电极，则许可转移到用于加工下一贯通孔的下一加工工序，如果由所述判定单元判定为需要更换电极，则禁止转移到所述下一加工工序。

5.一种放电加工用电极的更换判定方法，对工件依次放电加工相互邻接且加工深度不同的多个贯通孔时，判定电极是否需要更换，其特征在于：

检测所述电极的残存长度，

在形成贯通孔的步骤中，判定放电是否已开始，检测作为放电开始时的所述电极的位置的放电开始位置，

在形成贯通孔的作业中，判定所述电极是否贯通了工件，检测作为所述电极贯通了工件时的所述电极的位置的贯通位置，

计算检测出的最近的放电开始位置与检测出的最近的贯通位置之差即包含所述电极的消耗量的实质进给量，使加工相邻的下一贯通孔时的实质进给量与本次的实质进给量相同，设定在下一贯通孔的加工中必要的所述电极的必要长度，

比较检测出的所述残存长度和所设定的所述必要长度，判定电极是否需要更换。