JP2005288638A

JP2005288638A - 放電加工方法

Info

Publication number: JP2005288638A
Application number: JP2004108679A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Yamada; 栄一山田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-04-01
Filing date: 2004-04-01
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】効率良く自動化した高精度な放電加工方法を提供する。
【解決手段】被加工物の被加工面に対して与える加工追い込み量からその加工量が除去できる所定条件下でのタイマー加工時間を事前に取得し、前記電極で被加工物上方より被加工面に対して加工方向に送って、前記電極と被加工面の放電開始を検出し、タイマー加工装置を作動させて所定条件下でのタイマー加工を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、隣接した切削面に放電加工が発生した頃合いで放電加工を終了させることで段差のない面一に仕上げる放電加工方法に関する。

金型製作において切削加工の精度、速度が向上し、切削により仕上げることが主体となってきたが、溝形状では幅広から同一面高さでカッターの加工限界を超え切削できない細幅溝に変化する形状やコーナー部のカッターＲ取り残しの部分が発生する形状がある。これらの部分的な切削の取り残しを取るため電極を作製して放電加工で行う金型製作方法が取られるようになってきた。放電加工では前工程の面と合わせる場合、一度の加工だけでは精度的に困難であり、一度安全側に加工代が残るように加工した後、微少残り量を測定し、再度、放電加工を行い面に合わせている。しかし、従来、放電加工後の不足量を取る場合、人がついて微少加工量が得られるように加工サイズや材質などから経験と勘により時間管理加工（タイマー加工）で追い込み加工の放電進行時間を設定していた。叉、タイマー加工はワーク上面より離れた位置で電極を放電加工ＯＮした位置（加工開始から指定時間だけ加工する）から加工部へ加工モードで降下進行させていくため既に加工された所はカラブリ加工となり火花がでる加工開始点までの時間を加味することが必要になるが、このカラブリ時間は加工開始点までの深さや加工揺動動作によっても数秒〜５分程度時間の変化が生じていた。

そのため、加工が深く進行しないようにタイマー時間を安全目に設定したり、加工途中で一時停止を行い加工された状態を見たりしているので何度も測定加工の繰り返しを行うことで人がついて手間がかかっていた。さらに加工部ごとに行うため作業が大変であった。叉、加工が予定量を超え不良品となる場合もあった。

特許文献１では、タイマー加工時間がバラツクため加工面にペースト及び粒子層を付着させることで加工を安定させる方法が記載されており、また特許文献２では、取り残しに対して放電開始点を取り込んだ位置と追い込み量から新たな加工量を設定する方法が記載されている。
特開２００１−９６３９特開２００１−３８５２９

しかしながら、上記に示したような従来の加工方法においては、以下のような問題があった。

特許文献１においては、食いつきは改善されるが、付着厚みなどにより変化する要素があり、叉、一箇所ごとに塗布する人の作業は大変である。そのため煩わしい作業がなく正確で且つ自動で連続した加工ができる方法が必要とされていた。

特許文献２においては、微少量の加工でも電極消耗がわずかに発生し狙いとのずれが起こり得る。

本発明の目的は、上記のような問題点を鑑みて、効率良く自動化した高精度な放電加工方法を提供するものである。

本発明の放電加工方法は、電極と被加工物間との加工間隙に加工液を供給し、前記電極で前記被加工物を放電加工する放電加工方法において、前記被加工物の被加工面に対して与える加工追い込み量からその加工量が除去できる所定条件下でのタイマー加工時間を事前に取得し、前記電極で被加工物上方より被加工面に対して加工方向に送って、前記電極と被加工面の放電開始を検出し、タイマー加工装置を作動させて所定条件下でのタイマー加工を行うことを特徴とする。

本発明の放電加工方法は、前電極と被加工物間との加工間隙に加工液を供給し、前記電極で前記被加工物を放電加工する放電加工方法において、前記被加工物の被加工面に対して与える加工追い込み量を事前に取得し、前記電極で被加工物上方より被加工面に対して加工方向に送って、前記電極と被加工面の放電開始と位置を検出し、位置を記憶させ、タイマー加工装置を作動させて所定条件下で所定時間放電を行い、その電極の進行位置から所定時間による加工量を計算し前記加工追い込み量の残り時間を求め、新たなタイマー時間で加工を終了させることを特徴とする。

以上述べたように、最終仕上げ条件の電極とワーク材ごとの面積別に進行量が正確にわかるタイマー加工時間を求め、放電開始点を検出してからタイマー作動装置を働かせることで正確な進行時間を管理できる。また、一度加工し取り残した量は微少量でありその最終加工条件は、再度加工する条件と同じ最終仕上げの同一条件を使うため同一電極で同一放電ギャップと同一面粗さで（下地面が同じ状態）同一点でタイマー加工をかけることができ、正確なタイマー加工ができるようになる。さらに、タイマー加工進行の電極位置と時間の関係を加工中に自動計算しその加工量と残量から新たなタイマー時間を自動設定するので面積やワーク材から判断してタイマー時間を予め設定し入力する必要がなく、煩わしい作業も発生せず入力ミスなども起こらない放電加工方法が提供できる。

図１には、本発明に係わる放電加工方法を実現するための放電加工機の制御系全体構成を示す。図１において、符号１１は自動制御装置であり、コンピューター数値制御機構１２（以下、ＮＣ装置と称す）、電源制御装置１３、放電回路１４、放電検知手段１５、タイマー加工装置２０、より構成されコントローラー装置１６と組み合わせて使用されるようになっている。また、符号４は、被加工物３が取り付けられている加工テーブルであり、この加工テーブル４に対応して、水平面上で互いに直交するＸ／Ｙ方向に加工テーブル４を移動させるＸ方向駆動装置５及びＹ方向駆動装置７が装備してあり、また、この動作位置を検出するＸ軸方向位置検出装置６とＹ軸方向位置検出８が装備されている。

符号１は、放電加工用電極２を下端部に着脱自在に装着した加工ヘッドであり図示していないが電極２は、オートハンドで他の電極と自動で交換可能になっている。この加工ヘッド１は、加工テーブル４に対し垂直方向に移動させるＺ方向駆動装置９とこの動作位置を検出するＺ軸方向駆動装置１０が装備されている。

ＮＣ装置からは、上記駆動装置５、７、９、を駆動させるための指令がだされるようになっており、他方、上記、ＮＣ装置には、上記位置検出装置６、８、１０、から各時点の加工テーブル４および加工ヘッド１の位置情報が入力されメモリー機構に書き込みできるようになっているのである。また、ＮＣ装置は、コントローラー装置１６であらかじめ入力設定された情報（微少追い込み量、タイマー加工時間、電気条件、加工順など）をメモリーに書き込み記憶したものと所要のプログラム（加工動作、送り量、加工方向、電気条件など）に従ってＸ／Ｙ／Ｚの駆動装置に駆動信号を与え、また電源制御装置１３から放電回路１４を介して放電加工用電極２へ所用の放電電圧を印加するように、電源制御装置１３及び放電回路１４に対して電圧出力信号を与える構成になっている。１９は基準球で電極とワーク位置の加工送りの原点になり、符号１７は、放電加工用の加工液で、１８の加工槽内に加工時には蓄えた状態で放電加工が開始される。

本発明の放電加工方法を表す図２．のフロー図を示す。フローに沿って説明する。初回の加工時には放電検知手段はＯｆｆ状態として取り残しの安全代を付けて加工をする。加工終了後加工残りを測定し、それに応じたタイマー加工時間を設定し制御装置１１に入力する。次に、再加工をスタートするときの微小量加工は放電検知手段をＯＮとして加工深さを先の安全代をつけたより深めに変える。加工がスタートすると先に初回加工された空間をカラ加工で進み電流が流れないため抵抗がかからず無負荷の電圧２００Ｖで加工点まで加工命令座標で進む。取り残し部に到達すると、電極とワーク間の極間の電圧を検出しその変化をコンパレターにより電気信号として微電流２Ａを出力（公知技術）し微電流によりタイマー加工命令のスイッチングをＯＮにし自動で切り替える。（タイマーＯＮ・ＯＦＦ動作回路の設定とする）次に電極ごとに入力しメモリーに記憶させたタイマー加工時間を作動させ、設定入力した時間で終了し目的の量を取り終える。

終了時には終了命令を出すようにしておき、次の電極を交換または、そのまま次の加工部へと進む。

本発明の他の実施例を図３．にフローとして示す。コントローラー１６の演算部に放電検知位置と所定時間経過後の放電検知位置から放電進行量を計算し残量よりタイマー加工時間を演算させるようにしておき、例えば、測定した残量が５μであった場合、放電加工をスタートさせ放電開始点の位置がワーク上面原点より２０．０００ｍｍ入った位置で検出した値を読み、メモリーＭ１．に取り込み、そこから放電２分後での電極進行した位置を読み、メモリーＭ２．取り込む、その値が２０．００２であった場合は、下記のように加工終了させる時間を演算させる。

Ｍ１−Ｍ２＝所定時間加工した加工量
（残量―所定時間加工した加工量）＝Ａ（加工途中の残り量）
Ａ／（所定時間（２分間）で取れた量）＝Ｂ（係数）
Ｂ×（所定時間（２分間））＝新タイマー時間
となる。実際の数値は、
（５μ―２μ）／２μ＝１．５
１．５×２分＝３分
となり、後３分このまま加工させる必要があることがわかる。

以上から、予め測定し入力した残量と予め決めた所定時間を一定にしておき加工中の放電検知位置Ｍ１とＭ２を取り込むだけで加工部ごとの対応が可能になる。演算された新タイマー時間はＭ３に書き込み、その値の時間だけタイマーを働かせるようにする。以上述べたように、最終仕上げ条件の電極とワーク材ごとの面積別に進行量が正確にわかるタイマー加工時間を求め。放電開始点を検出してからタイマー作動装置を働かせることで正確な進行時間を管理できる、さらに電極を一度外しても加工開始点位置からタイマー加工をスタートすることで着脱誤差や時間経過による熱変位をキャンセルできるため、複数加工部の自動連続加工が可能になる。叉、一度加工し取り残した量は微少量でありその最終加工条件は、再度加工する条件と同じ最終仕上げの同一条件を使うため同一電極で同一放電ギャップと同一面粗さで（下地面が同じ状態）同一点でタイマー加工をかけることができ、正確なタイマー加工ができるようになる。

さらに、タイマー加工進行の電極位置と時間の関係を加工中に自動計算しその加工量と残量から新たなタイマー時間を自動設定するので面積やワーク材から判断してタイマー時間を予め設定し入力する必要がなく、煩わしい作業も発生せず入力ミスなども起こらない放電加工方法が提供できる。

本発明の装置の構成本発明の加工動作のフローチャート他の本発明の実施例の加工動作のフローチャート

符号の説明

１加工ヘッド
２放電電極
３被加工物
４３Ａ加工部
５加工テーブル
６Ｘ方向駆動装置
７Ｘ軸方向位置検出装置
８Ｙ方向駆動装置
９Ｙ軸方向位置検出装置
１０Ｚ方向駆動装置
１１Ｚ軸方向位置検出装置
１２自動制御装置
１３ＮＣ装置
１４電源制御装置
１５放電回路
１６放電検知手段
１７コントローラー装置
１８加工液
１９加工槽
２０基準球
２１タイマー加工装置

Claims

電極と被加工物間との加工間隙に加工液を供給し、前記電極で前記被加工物を放電加工する放電加工方法において、前記被加工物の被加工面に対して与える加工追い込み量からその加工量が除去できる所定条件下でのタイマー加工時間を事前に取得し、前記電極で被加工物上方より被加工面に対して加工方向に送って、前記電極と被加工面の放電開始を検出し、タイマー加工装置を作動させて所定条件下でのタイマー加工を行うことを特徴とした放電加工方法。
前記タイマー加工時間を複数の被加工面ごとに記憶部に記憶させ自動で放電加工を行うようにしたことを特徴とした請求項１記載の放電加工方法。
前電極と被加工物間との加工間隙に加工液を供給し、前記電極で前記被加工物を放電加工する放電加工方法において、前記被加工物の被加工面に対して与える加工追い込み量を事前に取得し、前記電極で被加工物上方より被加工面に対して加工方向に送って、前記電極と被加工面の放電開始と位置を検出し、位置を記憶させ、タイマー加工装置を作動させて所定条件下で所定時間放電を行い、その電極の進行位置から所定時間による加工量を計算し前記加工追い込み量の残り時間を求め、新たなタイマー時間で加工を終了させることを特徴とした放電加工方法。
前記追い込み量を複数の被加工面ごとに記憶部に記憶させ自動で放電加工を行うようにしたことを特徴とした請求項３に記載の放電加工方法。