JP2002113615A - 放電加工方法および装置 - Google Patents
放電加工方法および装置Info
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- JP2002113615A JP2002113615A JP2000310104A JP2000310104A JP2002113615A JP 2002113615 A JP2002113615 A JP 2002113615A JP 2000310104 A JP2000310104 A JP 2000310104A JP 2000310104 A JP2000310104 A JP 2000310104A JP 2002113615 A JP2002113615 A JP 2002113615A
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Abstract
工材の間の絶縁性を保ちながら、放電くずの工具電極へ
の付着を削減することができる放電加工方法および装置
を提供する。 【解決手段】 被加工材12への近接によって被加工材
12との間に加工用の放電を発生させる工具電極10
と、工具電極10の被加工材12に対する位置を検出す
る位置検出部21と、位置検出部21からの検出位置デ
ータと加工データとに基づく演算を行って被加工材12
の前記2軸方向への各移動位置を算出する演算回路23
と、演算回路23の演算結果の移動位置データに基づき
第1方向移動ステージ部15および第2方向移動ステー
ジ部16をそれぞれ移動制御する駆動制御部25,26
とを備え、被加工材12を工具電極10の移動位置に対
応して加工形状に基づく前記2軸方向の任意の位置に連
続的に移動制御するようにしたものである。
Description
び装置、特に、微細穴や微細なスリットなどの微細加工
に適した放電加工方法および装置に関するものである。
クジェットプリンタのノズル加工をはじめ、主に微細穴
の加工法として用いられており、近年では、最小5μm
までの穴加工を可能とする超微細放電加工機が開発され
ている。
方法および装置について説明する。図5は従来の放電加
工装置の概略を示す構成図であり、工具電極1を備えて
上下動する加工ヘッド部2と、放電加工液中に保持され
た被加工材3を移動制御して工具電極1に対する被加工
材3の位置を決める位置決め機構部4と、NC制御部を
有する制御ボックス部5とを基本構成とし、工具電極1
に対して位置決めされた被加工材3に対して、加工ヘッ
ド部2を下降させて工具電極1を被加工材3に近づけ、
これに放電加工を行うものである。
うな構成では、工具電極の形状と異なった形状を加工す
る場合、加工が進むほど被加工材上の加工穴に放電加工
液が溜まってその循環が悪くなり、特に放電加工液に純
水等を使用した場合、放電加工時間が長くなると工具電
極と被加工材の間の絶縁性が落ち、放電加工液内で電気
分解が起こって放電加工液が導通状態になり、放電効率
が落ちて加工時間が増加するばかりでなく被加工材をね
らい通りに加工できなくなる。また、放電加工により生
じた放電くずが工具電極側に付着することにより、加工
後の穴形状のばらつきが大きくなって、被加工材の表面
精度が悪化する等、種々の問題点があった。
のであり、放電加工液の循環を改善し、工具電極と被加
工材の間の絶縁性を保ちながら、放電くずの工具電極へ
の付着を削減することができる放電加工方法および装置
を提供することを目的とする。
は、放電加工液中に被加工材を保持するステップと、前
記被加工材に対し直交する方向からこれに工具電極を近
接させるステップと、前記工具電極と前記被加工材との
間に加工用の放電を発生させるステップと、前記被加工
材をその面方向において互いに直交する2軸方向の任意
の位置に移動させるステップを含み、前記被加工材を前
記工具電極の移動位置に対応して加工形状に基づく2軸
方向の任意の位置に連続的に移動制御し、加工するよう
にしたものであり、また、本発明の放電加工装置は、放
電加工液中で被加工材を保持する試料台と、前記試料台
を載せた同一面上において互いに直交する2軸方向の任
意の位置に移動する第1方向移動ステージ部および第2
方向移動ステージ部と、前記2軸方向に対して直交する
加工方向に移動自在に設けられ、前記被加工材への近接
によって前記被加工材との間に加工用の放電を発生させ
る工具電極と、前記工具電極の前記被加工材に対する位
置を検出する位置検出部と、前記位置検出部からの検出
位置データと加工データとに基づく演算を行って前記被
加工材の前記2軸方向への各移動位置を算出する演算回
路と、前記演算回路の演算結果の移動位置データに基づ
き前記第1方向移動ステージ部および第2方向移動ステ
ージ部をそれぞれ移動制御する駆動制御部とを備え、前
記被加工材を前記工具電極の移動位置に対応して加工形
状に基づく前記2軸方向の任意の位置に連続的に移動制
御するようにしたものである。
されて、工具電極と被加工材の間の絶縁性が保持され、
さらに放電くずの工具電極への付着の削減により、被加
工材の加工面精度の向上と加工時間の短縮を実現でき
る。
て図面を参照しながら、その方法と装置を並行して説明
する。図1は本発明の放電加工方法および装置の実施の
形態における放電加工装置の概略を示す構成図であり、
図1(a)は被加工材を水平位置に保持して行う水平位
置使用形態、図1(b)は被加工材を垂直位置に保持し
て行う垂直位置使用形態をそれぞれ示している。図2は
図1に示す装置におけるテーパ穴加工時の工具電極と被
加工材との相互位置関係の説明図、図3は図1に示す装
置における放電電流波形の一例を示す波形図、図4は図
1に示す装置における放電電流波形の他の例を示す波形
図である。
あり、軸方向移動ステージ部11に取付けられ、軸方向
駆動手段11aにより、その軸方向(Z方向)に移動自
在に構成されている。12は、被加工材であり、放電加
工液13の液中、または、流水中において試料台14に
より保持されている。
た第1方向(X方向)移動ステージ部、15aはその第
1方向駆動手段、16は第1方向移動ステージ部15を
載せた第2方向(Y方向)移動ステージ部、16aはそ
の第2方向駆動手段であって、互いに直交する2軸方向
(X,Y方向)の任意の位置に第1方向移動ステージ部
15と第2方向移動ステージ部16を個別に移動させる
ことができる。
給するための供給ノズル、18は位置検出手段である。
19は放電回路、20は放電検出部、21は位置検出
部、22はモータ駆動回路、23は演算回路、24は信
号発生器、25は第1方向駆動制御部、26は第2方向
駆動制御部であり、これらのユニットは前記装置の制御
系統を構成している。
て、テーパ穴加工を行う場合を例としてその動作を説明
する。
この場合、第1方向移動ステージ部15と第2方向移動
ステージ部16は被加工材12をX,Y方向の所定位置
に移動させた状態で固定し、図2(a)に示すように工
具電極10を軸方向駆動手段11aによりZ方向(X,
Y方向に直交する方向)に下降させて被加工材12に接
近させながら、放電電流を放電回路19から流して加工
を行う。なお、この加工に要する電流値は被加工材12
の材料、または穴の貫通前後の位置によって図3に示す
ピーク電流値A,Bのように、その値が異なるので、例
えば放電検出部20にこれを検知する機能をもたせてい
る。実際の加工にあたってはこれらのピーク値を有する
放電電流を図4に示すように反復して使用する。このよ
うにして貫通穴の加工が進むがこの加工は放電電流がな
くなったことを放電検出部20が検知した時点で終了
し、貫通穴が形成される。
成時点で工具電極10は被加工材12の貫通位置にあ
り、この位置から工具電極10を軸方向駆動手段11a
により上昇させながら、被加工材12を小さな円弧の円
運動から、徐々に大きな円弧の円運動に至る連続した円
運動を行わせて、その加工を行うことにより、次のよう
な制御が行われる。
位置検出手段18が検出した工具電極10の位置データ
を位置検出部21により電圧などの電気信号に変換して
位置データ信号を生成し、演算回路23を用いて、その
時の第1方向移動ステージ部15と第2方向移動ステー
ジ部16の協働動作による円弧運動を行わせるための移
動量を算出し、振幅変調回路等の信号発生器24を介し
てこれを第1方向駆動制御部25,第2方向駆動制御部
26に指令して、これら第1方向移動ステージ部15と
第2方向移動ステージ部16に図2(b),(c)に示
すような波形に従った動きをさせる。この動きは当初小
さな円弧の円運動に始まり、徐々に大きな円弧の円運動
に連続する円運動となって、工具電極10が最も高い位
置に至ったとき、テーパ穴の最大外径の円運動になる。
この間前記貫通穴の場合と同様、放電回路19から放電
電流を流しているので、テーパ穴が加工されることにな
る。
2方向駆動手段16aはサブミクロン以上の位置決め精
度および100Hz以上の高精度の応答性を必要とする
ため、ピエゾアクチュエータなどを使用し、第1方向移
動ステージ部15と第2方向移動ステージ部16との協
働動作で円運動を行わせることが望ましく、これによ
り、被加工材12および工具電極10は同期して連続し
た加工動作をすることができる。なお、この際、放電加
工液13は供給ノズル17より供給し続けることによ
り、加工時間が短縮され、しかも被加工材7の表面加工
精度の向上を図ることができる。
持して行う垂直使用形態においても図1(a)に示した
装置と同様の動作をさせることができ、図1(a)の制
御系統である第1方向駆動制御部25,第2方向駆動制
御部26を、図1(b)の第1方向(Y方向)駆動制御
部27,第2方向(Z方向)駆動制御部28に換えて、
互いに直交するY方向,Z方向の2軸方向に移動するよ
うに動作変更するだけで装置の垂直使用を実現すること
ができる(この場合、工具電極10はX方向に移動する
ことになる)。なお、その他の構成は前記図1(a)の
装置と同一であるため同一部分に同一符号を付し、その
説明は省略する。
加工材を工具電極の移動位置に対応して加工形状に基づ
く任意の2軸方向の任意位置に連続的に移動制御するこ
とにより、任意の形状加工を行うことができるのは勿
論、この移動により放電加工液の循環が改善されて、工
具電極と被加工材の間の絶縁性が保持され、さらに放電
くずの工具電極への付着の削減により、被加工材の加工
面精度の向上と加工時間の短縮を実現できる。
工材を工具電極の移動位置に対応して加工形状に基づく
任意の2軸方向の任意位置に連続的に移動制御すること
により、任意の形状加工を行うことができるのは勿論、
この移動により放電加工液の循環が改善され、工具電極
と被加工材の間の絶縁性が保持されて放電くずの工具電
極への付着が削減されることにより、被加工材の加工面
精度の向上と加工時間の短縮を実現できるという有利な
効果が得られる。
態における放電加工装置の概略を示す構成図
電極と被加工材との相互位置関係の説明図
示す波形図
を示す波形図
Claims (6)
- 【請求項1】 放電加工液中に被加工材を保持するステ
ップと、前記被加工材に対し直交する方向からこれに工
具電極を近接させるステップと、前記工具電極と前記被
加工材との間に加工用の放電を発生させるステップと、
前記被加工材をその面方向において互いに直交する2軸
方向の任意の位置に移動させるステップを含み、前記被
加工材を前記工具電極の移動位置に対応して加工形状に
基づく2軸方向の任意の位置に連続的に移動制御し、加
工することを特徴とする放電加工方法。 - 【請求項2】 放電加工液中に被加工材を保持するステ
ップと、前記被加工材に対し直交する方向からこれに工
具電極を近接させるステップと、前記工具電極と前記被
加工材との間に加工用の放電を発生させるステップと、
静止状態の前記被加工材に工具電極と同じ形状の貫通穴
をあけるステップと、前記工具電極を前記被加工材から
引き抜きながら、前記被加工材をその面方向において互
いに直交する2軸方向の任意の位置に移動させるステッ
プを含み、前記被加工材を加工形状に基づく2軸方向の
任意の位置に連続的に移動制御し、前記工具電極とは異
形の穴を加工することを特徴とする放電加工方法。 - 【請求項3】 放電加工液中で被加工材を保持する試料
台と、前記試料台を載せた同一面上において互いに直交
する2軸方向の任意の位置に移動する第1方向移動ステ
ージ部および第2方向移動ステージ部と、前記2軸方向
に対して直交する加工方向に移動自在に設けられ、かつ
前記被加工材への近接によって前記被加工材との間に加
工用の放電を発生させる工具電極と、前記工具電極の前
記被加工材に対する位置を検出する位置検出部と、前記
位置検出部からの検出位置データと加工データとに基づ
く演算を行って前記被加工材の前記2軸方向への各移動
位置を算出する演算回路と、前記演算回路の演算結果の
移動位置データに基づき前記第1方向移動ステージ部お
よび第2方向移動ステージ部をそれぞれ移動制御する駆
動制御部とを備え、前記被加工材を前記工具電極の移動
位置に対応して加工形状に基づく前記2軸方向の任意の
位置に連続的に移動制御することを特徴とする放電加工
装置。 - 【請求項4】 工具電極と被加工材との間の放電発生を
検出して放電検出信号を出力させる放電検出部を更に備
え、位置検出部は前記放電検出信号が入力された時点か
ら前記工具電極の前記被加工材に対する位置の検出動作
を開始して検出位置データを出力し、演算回路は前記第
1方向移動ステージ部および第2方向移動ステージ部の
移動位置を演算するように構成されていることを特徴と
する請求項3記載の放電加工装置。 - 【請求項5】 放電検出部は、被加工材の材料によって
放電電流の差異を検出する機能を更に有することを特徴
とする請求項4記載の放電加工装置。 - 【請求項6】 放電検出部は、被加工材を穴加工する際
に貫通前後の放電電流の差異を検出する機能を更に有す
ることを特徴とする請求項4記載の放電加工装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000310104A JP2002113615A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 放電加工方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000310104A JP2002113615A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 放電加工方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002113615A true JP2002113615A (ja) | 2002-04-16 |
JP2002113615A5 JP2002113615A5 (ja) | 2007-09-13 |
Family
ID=18790119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000310104A Withdrawn JP2002113615A (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | 放電加工方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002113615A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107511933A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-26 | 郑州轻工业学院 | 喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷的装置及方法 |
CN110293272A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-10-01 | 安徽理工大学 | 一种用于半圆孔的电火花电解放电复合加工试验装置 |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000310104A patent/JP2002113615A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107511933A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-12-26 | 郑州轻工业学院 | 喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷的装置及方法 |
CN110293272A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-10-01 | 安徽理工大学 | 一种用于半圆孔的电火花电解放电复合加工试验装置 |
CN110293272B (zh) * | 2019-08-08 | 2024-04-26 | 安徽理工大学 | 一种用于半圆孔的电火花电解放电复合加工试验装置 |
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