JP2001038530A - 放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電加工の電気的加工条件及びジャンプ条件
を含む加工条件の設定に関して特別の知識及び経験を要
することなく、適した条件設定を自動的に行う。 【解決手段】 ワーク１３を加工する加工電極１５と、
ワーク１３と加工電極１５との極間に加工エネルギーを
加える加工電源２７と、ワーク１３と加工電極１５とを
相対移動させる移動手段２５と、加工電極１５の送り動
作を移動手段２５に行わせる加工制御手段３３と、ジャ
ンプ動作を移動手段２５に行わせるジャンプ動作制御手
段３５と、加工電極１５の形状及び材質、ワーク１３の
材質、加工深さ、及び所望されるワーク１３の面粗度に
関する項目を含む加工情報を指定されることによって、
電気的加工条件及びジャンプ条件を含む加工条件を自動
的に選択、設定する加工条件選択手段４３を具備し、該
選択、設定された加工条件に従って放電加工を行うよう
にしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気的加工条件及
びジャンプ条件を含む加工条件を自動的に設定すること
ができる放電加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放電加工においては、一般に、ワーク
（被加工物）が加工槽内に載置され、この加工槽内に充
満された絶縁油等の加工液中に浸漬している。加工電極
をワーク（被加工物）の上方に所定の間隔をおいて対向
配置して、加工電極とワークの間、すなわち極間に電圧
等のエネルギを加えてこの極間に放電を発生させると共
に、加工電極とワークとを相対移動させて、ワークに所
望の加工を施す。加工の際は、加工電極とワークとが離
れすぎると放電が起こらず、加工電極とワークが近づき
過ぎても短絡して加工できなくなってしまう。したがっ
て、加工電極とワークとの相対移動は、極間に印加され
る電圧等のエネルギを検出してこの検出されたエネルギ
が一定となるように、すなわち加工間隙が一定となるよ
うに制御されて行われる。さらに、加工の進行に伴って
加工電極は上下の微小な揺動を繰り返しつつ徐々に下降
されると共に、極間に発生した加工屑を排除するために
加工電極を大きく引き上げるジャンプ動作が行われるの
が一般的である。また、極間の電圧はパルス電圧発生装
置等の加工電源によりパルスの形態で印加され、したが
って放電も断続的に発生する。

【０００３】さらに、放電加工は、加工電極の消耗の抑
制、加工時間の短縮、及び加工精度の向上を図るため、
荒加工工程から中加工工程を経て仕上げ加工工程へと加
工工程及び使用される加工電極を数段階に分けて行われ
るのが普通である。すなわち、荒加工工程条件で加工し
た後、中加工工程条件及び仕上げ加工工程条件に関して
数段階に加工エネルギを変えながら（小さくしながら）
所望の形状寸法及び加工精度が得られるように加工を進
めていく。これは、仕上げ加工工程条件による放電加工
は放電一回当たりの除去加工量が少なく、仕上げ加工用
電極が消耗し易いからである。また、最終仕上げ加工工
程は加工面の面粗度を整える程度の加工能力しか一般に
は持たず、最終仕上げ加工工程条件に近づくほど、すな
わち、加工エネルギが小さくなるほど、ワークと加工電
極との間の加工間隙も小さくなる傾向がある。

【０００４】また、ワーク表面に対する特殊な加工を施
す必要がある場合には、こうした通常の放電加工に続い
て光沢加工用の加工工程条件を設定して放電加工が行わ
れる。このような光沢加工の加工工程条件は一般に通常
の放電加工による仕上げ面の状態に合わせて設定され、
その組み合せ方は最終仕上げ面粗度に影響を与えること
が分かっている。

【０００５】こうした各加工工程条件は、極間に印加さ
れる電圧及び電流の大きさ、パルス持続時間、休止時間
などの項目の設定により規定され、これらの項目の適し
た設定は電極及びワークの材質、電極の放電面積及び電
極減寸量を含む電極の形状、加工深さ、所望される仕上
げ面の面粗度によって変化するものである。したがっ
て、加工で使用されるプログラムや加工条件等は加工に
先立ってオペレータが上述した電極及びワークの材質や
加工形状等を考慮して作成及び設定しなくてはならな
い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ジャンプ動
作は極間で発生する加工屑や加工液から生成されるカー
ボンを極間から排出するために行われるものであり、適
正に行われないと異常放電による仕上げ不良や放電加工
装置に対する過大な負荷による破損を引き起こすことが
ある。また、ジャンプ動作はその最中に放電が行われな
いので無駄な時間であり、ジャンプの回数、ジャンプ動
作の量、周期、軌跡、速度等の項目に関する適切なジャ
ンプ設定を指令することは無駄時間の短縮すなわち総加
工時間の短縮につながる。

【０００７】したがって、ジャンプ動作に関するジャン
プ条件設定は、上述した電気的加工条件を含む放電加工
を行うための加工工程条件に関する設定と共に、加工精
度や作業効率に対して大きな影響を与える。よって、加
工深さ及び電極減寸量に放電面積や加工形状を考慮して
放電加工の電気的加工条件が設定された後、これに合わ
せて適切なジャンプ条件が設定されなくてはならない。

【０００８】しかしながら、電気的加工条件の設定とジ
ャンプ条件の設定の組合せは多数存在するので、適切な
組合せを判断することは困難で経験が必要とされ、さら
に判断のための時間も要する。また、設定項目が多数存
在するため、設定を入力するための時間も無視できなく
なる。同様に、光沢加工等の追加の加工が行われる場合
には、通常の加工プログラムに続いて例えば光沢加工用
のプログラムを入力しなくてはならず、加工プログラム
の作成が煩雑である。また、通常の放電加工条件と光沢
加工条件の組合せ方は最終仕上げ面粗度に影響を与える
ため、良好な仕上げ面を得るように加工プログラムを作
成するためには経験と判断のための時間を要する。

【０００９】したがって、本発明の目的は放電加工の電
気的加工条件及びジャンプ条件を含む加工条件の設定に
関して特別の知識及び経験を必要とすることなく適した
加工条件の設定を行うことを可能とさせることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的に鑑
みて、加工電極の形状及び材質、ワークの材質、加工深
さ、及び所望されるワークの面粗度に関する項目を含む
加工情報を指定することによって、適した加工条件を選
択、設定することができる放電加工装置を提供する。

【００１１】すなわち、本発明によれば、放電によりワ
ークを加工するための加工電極と、前記ワークと前記加
工電極との極間に電気エネルギを加えるための加工電源
と、前記ワークと前記加工電極とを相対移動させるため
の移動手段と、前記ワークに対する前記加工電極の送り
動作を前記移動手段に行わせるための加工制御手段と、
ジャンプ動作を前記移動手段に行わせるためのジャンプ
動作制御手段と、前記加工電極の形状及び材質、前記ワ
ークの材質、加工深さ、及び所望されるワークの面粗度
に関する項目を含む加工情報を指定することにより、前
記加工電源と前記加工制御手段とに設定する電気的加工
条件及び前記ジャンプ動作制御手段に設定するジャンプ
条件を含む加工条件を自動的に選択、設定するための加
工条件選択手段と、を具備し、該加工条件選択手段によ
り選択、設定された加工条件に従って放電加工を行う放
電加工装置が提供される。

【００１２】好適には、前記加工情報は前記ワークに対
する光沢加工の有無に関する項目を含み、前記加工条件
選択手段は、前記光沢加工を行う場合に、光沢加工条件
をさらに自動的に選択、設定するように構成されてお
り、本発明の放電加工装置は該光沢加工条件に従って光
沢加工を行う。このように構成することによって、放電
加工装置は、特別の知識及び経験を必要としない単なる
加工情報を指定するのみで、電気的加工条件、ジャンプ
条件、光沢加工条件を含む適した加工条件を自動的に選
択、設定することが可能となり、操作者は放電加工に関
する知識及び経験がなくとも所望される加工に適した加
工条件を設定して放電加工を行うことができるようにな
る。さらに、細かい加工条件の設定の入力を行う作業が
省略されるため、作業全体の効率化も同時に達成され
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の放電加工装置を示す
構成ブロック図である。放電加工装置１１は、放電によ
りワーク１３を加工するための加工電極１５と、左右方
向であるＸ軸、上下方向であるＺ軸、Ｘ軸とＺ軸の両方
に垂直方向であるＹ軸の３つの軸に関して加工電極１５
を移動させるためのＸ軸送りモータ１７、Ｚ軸送りモー
タ２１、Ｙ軸送りモータ１９、各軸送りモータ１７、１
９、２１と電気的に接続され各軸送りモータ１７、１
９、２１に駆動信号を供給する駆動手段２３を含む移動
手段２５とを備える。ワーク１３は図示されていない加
工槽内に載置され、加工槽内に充満された加工液中に浸
漬している。

【００１４】各軸送りモータ１７、１９、２１は一般に
図示されていないボールねじと組み合わせて用いられ、
加工電極１５を支持するヘッド（不図示）に接続されて
いて、ヘッドを介して加工電極１５を移動させる。図１
に示される実施形態においては、移動手段２５により加
工電極１５がワーク１３に対して移動させられるものと
して示されているが、加工電極１５とワーク１３とは相
対的に移動可能であればよく、移動手段２５は加工電極
１５を支持するヘッド及び加工槽が載置されているテー
ブル（不図示）のいずれか一方又は両方を必要に応じて
移動させてもよい。例えば、テーブルを移動手段２５に
よって加工電極１５に対して移動させてもよく、ヘッド
をＺ軸方向に移動させ、テーブルをＸ軸及びＹ軸に移動
させるようにしてもよい。また、各軸送りモータ１７、
１９、２１としては好適にはサーボモータが使用され
る。

【００１５】図１に示されるように各軸送りモータ１
７、１９、２１及びボールねじ（不図示）を含む移動手
段２５が加工電極１５を支持するヘッドに取り付けられ
ている場合、Ｚ軸送りモータ２１は加工電極１５をワー
ク１３に対して加工進行方向に送り込み又は退避させ
る。Ｘ軸送りモータ１７及びＹ軸送りモータ１９は加工
電極１５を加工進行方向と垂直な平面内で互いに直交す
る２軸方向に移動させる。こうして、Ｘ軸送りモータ１
７及びＹ軸送りモータ１９による移動の合成により加工
電極１５をワーク１３に対して相対的に二次元揺動運動
させることができ、さらに、Ｘ軸送りモータ１７、Ｙ軸
送りモータ１９、及びＺ軸送りモータ２１による移動の
合成により加工電極１５をワーク１３に対して相対的に
三次元揺動運動させることもできる。

【００１６】ＮＣ放電加工機１１は、ワーク１３及び加
工電極１５と電気的に接続されその間に電気エネルギ
（電圧又は電流）を加える加工電源２７と、駆動手段２
３及び加工電源２７の作動を制御する数値制御手段２９
とをさらに備える。加工電源２７からワーク１３及び加
工電極１５へのそれぞれの配線の途中にはワーク１３と
加工電極１５との間の極間電圧を検出するために電圧検
出手段３１が接続されている。この電圧検出手段３１に
より極間電圧を検出することによって、数値制御手段２
９は極間電圧が一定となるように加工間隙を制御する。

【００１７】数値制御手段２９は、加工制御手段３３
と、ジャンプ動作制御手段３５と、揺動制御手段３７を
含む。加工制御手段３３は、上記電圧検出手段３１によ
り検出された極間電圧を一定に保つように、すなわちワ
ーク１３と加工電極１５との間の加工間隙を一定に保つ
ように、制御しつつワーク１３と加工電極１５とを相対
移動させる。一方、ジャンプ動作制御手段３５は、極間
に介在する加工屑を排出するために、加工電極１５を基
本的にはＺ軸方向（上下方向）に往復運動させる。この
往復運動すなわちジャンプ動作は常時行われるものでは
なく、定期的に間隔を置いて実行され、この際には加工
は一時的に中断される。さらに、揺動制御手段３７は、
上記の上下方向の相対移動と共に、ワーク１３と加工電
極１５とを加工側面方向（Ｚ軸方向と垂直な平面内）に
相対移動させるように制御して、側面方向へ拡大加工を
行わせる。

【００１８】本発明の放電加工装置１１は、加工プログ
ラム等の加工指令又は加工情報を入力するための入力手
段３９と、入力された加工指令等を記憶するためのメモ
リ４１と、入力された加工情報から適した加工条件を選
択する加工条件選択手段４３とをさらに備える。メモリ
４１には、仕上げ面の面粗度や設定電圧等が異なる複数
の加工条件設定内容のデータに番号を割り付けたもの、
すなわち、加工条件テーブルが予め設定、記憶されてい
る。加工条件選択手段４３は、ワーク１３及び加工電極
１５の材質、放電面積、加工深さ、電極減寸量、及び所
望される面粗度等の項目に関して入力手段３９によって
入力された加工情報から電気的加工条件を含む適した加
工条件を選択すると共に、選択された加工条件に適した
ジャンプ条件の設定を行う。

【００１９】このようにして設定された電気的加工条件
に従って、数値制御手段２９が加工電源２７の電圧パル
スの電圧及び周期を制御すると共に、数値制御手段２９
の加工制御手段３３が極間電圧すなわち加工間隙が一定
となるようにワーク１３と加工電極１５とを上下方向
（Ｚ軸方向）に相対移動させる。同様に、設定されたジ
ャンプ条件に従って、数値制御手段２９のジャンプ動作
制御手段３５がワーク１３と加工電極１５とを相対移動
させてジャンプ動作を行わせ、極間から加工屑を排出さ
せる。必要であれば、揺動制御手段３７はワーク１３と
電極１５とを相対移動させてＺ軸に垂直な水平面内（Ｘ
Ｙ平面内）で揺動運動を行わせる。

【００２０】一つの実施形態として、加工条件選択手段
４３は、その内部に、上記加工情報の各項目の組み合せ
とそれに適したメモリ４１の加工条件テーブルの中の加
工条件の番号とを対応させるデータベース４５を備え
る。その加工条件の設定内容に適したジャンプ条件の設
定内容のデータが加工情報の各項目の組み合せと対応さ
せてそのデータベース４５にさらに付加されている。こ
の場合には、加工情報を入力手段３９によって入力する
と、加工条件選択手段４３が加工情報の各項目の組合せ
に応じて適した加工条件の番号をメモリ４１の加工条件
テーブルの中から選択しその選択された番号が数値制御
手段２９へ伝達される。次に、数値制御手段２９はメモ
リ４１に記憶された加工条件テーブルからその加工条件
の番号における電気的加工条件を含む加工条件の設定内
容を読み込み、その設定内容が数値制御手段２９におい
て設定される。加工条件選択手段４３により、このとき
同時にその条件に適したジャンプ条件の設定内容が数値
制御手段２９へ伝達され、同数値制御手段２９において
ジャンプ条件が設定される。このようにして、自動的に
電気的加工条件及びジャンプ条件の設定が行われる。

【００２１】代替的には、加工情報の各項目の組み合せ
毎に番号を割り付けられたテーブルを放電加工装置とは
別に準備して、操作者がそのテーブルを参照して加工情
報の組み合せの内容に応じた番号を選択できるようにす
る。この場合にも、加工条件選択手段４３はその内部に
上記組み合せ番号に相当する加工情報の各項目の組み合
せとそれに適した加工条件の番号及びその加工条件設定
内容に適したジャンプ条件の設定内容を対応させるデー
タベース４５を備える。操作者がその加工情報の組み合
わせ番号を入力手段３９から入力すると、その番号に応
じて加工条件選択手段４３がその内部のデータベース４
５を参照し、加工条件の番号及びその加工条件に適した
ジャンプ条件の設定内容を数値制御手段２９へ伝達す
る。数値制御手段２９はメモリ４１内の加工条件テーブ
ルを参照して、数値制御手段２９においてその加工条件
番号に対応する加工条件の設定内容が設定される。

【００２２】加工条件選択手段４３は、加工条件の設定
内容の組を選択した後、メモリ４１に記憶されている加
工条件テーブルから直接加工条件の各項目の設定内容を
読み出してそれをジャンプ条件の設定内容と共に数値制
御手段２９に対して伝達、設定してもよい。以上のよう
に本発明の放電加工装置１１を構成することにより、操
作者がワーク１３及び加工電極１５の材質、放電面積、
加工深さ、電極減寸量、及び所望される面粗度等の項目
に関する加工情報を入力手段３９により入力するだけ
で、その加工に適した電気的加工条件及びジャンプ条件
を含む加工条件の設定がなされるので、操作者は放電加
工に関して格別の知識を有さなくともよくなると共に、
作業者による加工仕上がりの差異がなくなり最終品の品
質が均一となる。また、これまでなされていた加工条件
の細かい設定の入力も自動的になされるので放電加工の
ための準備作業が大幅に簡略化される。

【００２３】上述された加工条件選択手段４３が備える
データベースの各番号の加工条件設定には通常の放電加
工に続いて行われる光沢加工に関する加工条件設定内容
を含むものもあり、この光沢加工に関する加工条件設定
内容は光沢加工に先立って行われる通常の放電加工の加
工条件設定内容に適するように選択されている。したが
って、入力手段３９により入力された加工情報が光沢加
工条件を必要とする場合においても、通常の放電加工の
加工条件に連続して光沢加工条件が自動的に設定される
ので、操作者は光沢加工に関する経験を特別に必要とし
なくなる。また、光沢加工のための設定行うこと及びそ
のためのプログラムを作成することの必要がなくなり、
加工準備作業が大幅に軽減される。

【００２４】上述された加工条件選択手段４３が備える
データベースの各番号の加工条件設定に他の任意の加工
のための加工条件設定内容を付加して、加工情報を入力
することによってに数値制御手段２９に対して加工条件
を自動的に設定するようにできるのはいうまでもない。
また、加工条件選択手段４３は、メモリ内に記憶された
加工条件テーブルから適した加工条件設定内容の組、す
なわち番号を選択するのではなく、自身が備えるデータ
ベースに基づいて加工条件の各項目の設定内容を任意に
選択、設定するように構成されることも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
操作者が加工電極及びワークの材質、放電面積、加工深
さ、電極減寸量、及び所望される面粗度等の項目に関す
る加工情報を入力手段により入力するだけで、加工条件
選択手段がその内部に備えたデータベースを参照して、
その加工に適した電気的加工条件及びジャンプ条件を含
む加工条件の設定を自動的に行うので、操作者は放電加
工に関して格別の知識を有さなくともよくなり、作業者
による加工仕上がりの差異がなくなり最終品の品質が均
一となる。

【００２６】また、これまでなされていた加工条件の細
かい設定の入力も自動的になされるので放電加工のため
の準備作業が大幅に簡略化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電加工装置を示す構成ブロック図で
ある。

【符号の説明】

１１…放電加工装置 １３…ワーク １５…加工電極 ２５…移動手段 ２７…加工電源 ３３…加工制御手段 ３５…ジャンプ動作制御手段 ４３…加工条件選択手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電によりワークを加工するための加工
   電極と、 前記ワークと前記加工電極との極間に電気エネルギを加
   えるための加工電源と、 前記ワークと前記加工電極とを相対移動させるための移
   動手段と、 前記ワークに対する前記加工電極の送り動作を前記移動
   手段に行わせるための加工制御手段と、 ジャンプ動作を前記移動手段に行わせるためのジャンプ
   動作制御手段と、 前記加工電極の形状及び材質、前記ワークの材質、加工
   深さ、及び所望されるワークの面粗度に関する項目を含
   む加工情報を指定することにより、前記加工電源と前記
   加工制御手段とに設定する電気的加工条件及び前記ジャ
   ンプ動作制御手段に設定するジャンプ条件を含む加工条
   件を自動的に選択、設定するための加工条件選択手段
   と、 を具備し、該加工条件選択手段により選択、設定された
   加工条件に従って放電加工を行うことを特徴とした放電
   加工装置。
2. 【請求項２】 前記加工情報は前記ワークに対する光沢
   加工の有無に関する項目を含み、 前記加工条件選択手段は、前記光沢加工を行う場合に、
   光沢加工条件をさらに自動的に選択、設定するように構
   成されており、 該光沢加工条件に従って光沢加工を行う請求項１に記載
   の放電加工装置。