JP2009184032A - Method and apparatus for electric discharge machining - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for electric discharge machining capable of precisely forming a plurality of through-holes and reducing variations in their hole diameters and shapes. <P>SOLUTION: The apparatus for electric discharge machining includes a measuring means 12 for measuring a distance between a machining surface 2b of a workpiece 2 to be machined which is mounted on a machining table 3 and a leading end surface 4a of an electrode guide 4 for guiding a machining electrode 10 attached to an electrode feeding head 8, and a control means 13 for moving the electrode guide or the machining table based on the distance measured by the measuring means to control the distance. When the measured distance d is different from a prespecified distance d<SB>0</SB>, the control means moves the electrode guide or the machining table to control the distance. Thereafter, voltage is applied between the machining electrode and the workpiece for electric discharge machining. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種ノズルの噴射穴、オリフィス等の特に高い精度が要求される小径の貫通穴を加工する放電加工方法及びこの加工に用いる放電加工装置に関し、特に内燃機関の燃料噴射弁（インジェクタ）のノズル孔の加工に好適である。   The present invention relates to an electric discharge machining method for machining a small-diameter through hole such as an injection hole or orifice of various nozzles that requires particularly high accuracy, and an electric discharge machining apparatus used for the machining, and more particularly to a fuel injection valve (injector) for an internal combustion engine It is suitable for the machining of nozzle holes.

各種ノズルの噴射穴、オリフィス等の貫通穴の製作にエンドミル等を利用した切削加工を利用することがあるが、切削加工では微細な径の貫通穴（例えば、直径がφ３０μｍ〜φ３００μｍ）を精度よく作製することは非常に困難である。
このため、微細径の貫通穴の作製には切削加工に代えて放電加工が利用されることがある。 Cutting using an end mill or the like is sometimes used for the production of through holes such as injection holes and orifices of various nozzles. In the cutting, fine through holes (for example, a diameter of φ30 μm to φ300 μm) are accurately obtained. It is very difficult to make.
For this reason, electric discharge machining may be used instead of cutting for the production of through holes having a fine diameter.

このような放電加工装置の従来技術として特許文献１が知られており、この従来技術では、回転した電極１０を突き出し、被加工物２に穴開け加工を行っている。
特開２００２−２７３６２５号公報 Patent Document 1 is known as a conventional technique of such an electric discharge machining apparatus. In this conventional technique, a rotated electrode 10 is protruded and a workpiece 2 is punched.
JP 2002-273625 A

一般に微細径の貫通穴を放電加工で行う場合、電極の直径も非常に細くなり、撓み易くまた変形し易いので、電極の剛性を高めるために、電極保持部の先に電極ガイドを設けて、この電極ガイドに電極を通すようにしている。このようにして、回転した電極を電極ガイドから突き出し、被加工物との間に放電を発生させて、被加工物に穴開け加工を行っている。   In general, when performing through-holes with a small diameter by electric discharge machining, the electrode diameter becomes very thin, and it is easy to bend and deform, so in order to increase the rigidity of the electrode, an electrode guide is provided at the tip of the electrode holding part, The electrode is passed through this electrode guide. In this way, the rotated electrode is protruded from the electrode guide, and an electric discharge is generated between the electrode and the workpiece, thereby punching the workpiece.

しかしながら、被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの距離は、必ずしも一定ではなく変化するので、図５（ａ），（ｂ）に示すように回転する電極１０の振れ量が異なり、加工された穴２ａの径が異なってしまうという問題がある。
即ち、図５（ａ）に示すように被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの距離ｄが小さい場合は、電極１０の振れ量も小さくなく、小径の穴２ａが加工されるが、図５（ｂ）に示すようにこの距離ｄが大きくなった場合は、大きめの穴２ａが加工されることになり、この距離によって穴径φにバラツキが生じる。
また、同一の被加工物に複数の穴開け加工を行う場合、各穴の直径もしくは穴形状が異なるという問題も併発する。 However, since the distance between the processing surface 2b of the workpiece 2 and the tip surface 4a of the electrode guide 4 is not always constant and varies, the deflection of the rotating electrode 10 as shown in FIGS. There is a problem that the amount is different and the diameter of the processed hole 2a is different.
That is, as shown in FIG. 5A, when the distance d between the processed surface 2b of the workpiece 2 and the tip surface 4a of the electrode guide 4 is small, the amount of deflection of the electrode 10 is not small, and the small-diameter hole 2a is formed. When the distance d is increased as shown in FIG. 5B, the larger hole 2a is processed, and the hole diameter φ varies due to this distance.
In addition, when a plurality of holes are drilled in the same workpiece, there is a problem that the diameter or shape of each hole is different.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の貫通穴を高精度に形成でき、かつその穴径及び穴形状のバラツキを少なくすることができる放電加工方法及び放電加工装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric discharge machining method and an electric discharge method capable of forming a plurality of through holes with high accuracy and reducing variations in the hole diameter and hole shape. It is to provide a processing apparatus.

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の放電加工方法及び放電加工装置を提供する。
請求項１に記載の放電加工方法は、放電加工によって穴を形成するに当り、被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの距離ｄを測定し、該測定した距離ｄが予め設定された距離ｄ0となるように、被加工物２を載置した加工テーブル３側又は電極ガイド４側を移動し、調整するようにしたものであり、これにより、加工電極１０の振れ量を常に略一定にすることができ、貫通穴２ａの加工を高精度で、かつバラツキを少なくすることができる。 The present invention provides an electric discharge machining method and an electric discharge machining apparatus according to each of the claims as means for solving the above-mentioned problems.
In the electric discharge machining method according to claim 1, when forming a hole by electric discharge machining, the distance d between the machining surface 2 b of the workpiece 2 and the tip surface 4 a of the electrode guide 4 is measured, and the measured distance d Is adjusted by moving the processing table 3 on which the workpiece 2 is placed or the electrode guide 4 side so that the distance d 0 is set in advance. The amount of deflection can always be made substantially constant, and the processing of the through hole 2a can be performed with high accuracy and with less variation.

請求項２の放電加工方法は、距離ｄの測定を電極ガイド４の先端面４ａから加工電極１０を突き出し、被加工物２の加工面２ｂに接触するまでに要した時間ｔと加工電極１０の突き出し速度ｖとを計測することにより行ったものであり、要した時間（ｔ）×突き出し速度（ｖ）により容易に距離（ｄ）が算出できる。
請求項３の放電加工方法は、距離ｄの測定を、ＣＣＤカメラ、レーザ変位計（レーザ側長器）又はプローブを使用することによって行うものであり、このように、非接触式又は接触式のいずれの方式を用いて距離を測定してもよい。 In the electric discharge machining method according to the second aspect, the distance d is measured by projecting the machining electrode 10 from the tip surface 4 a of the electrode guide 4 and contacting the machining surface 2 b of the workpiece 2 and the machining electrode 10. This is performed by measuring the ejection speed v, and the distance (d) can be easily calculated by the time required (t) × the ejection speed (v).
In the electric discharge machining method of claim 3, the distance d is measured by using a CCD camera, a laser displacement meter (laser side length device) or a probe. In this way, a non-contact type or a contact type is used. The distance may be measured using any method.

請求項４の放電加工方法は、被加工物２に形成される予定の複数の穴２ａが、その加工面が同一水平面上にない場合においては、予め加工面の変位量δを測定しておき、該変位量に基づいて距離を調整するようにしたものであり、これにより、格別な距離測定器を設けることなしに、貫通穴２ａの穴径のバラツキを少なくすることができる。
請求項５の放電加工方法は、被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの予め設定された距離ｄ0を０．０１〜１０mmとしたものであり、これにより、加工電極１０の振れ量も小さくでき、貫通穴２ａの高精度化を図ることができる。 In the electric discharge machining method of claim 4, when a plurality of holes 2a to be formed in the workpiece 2 are not on the same horizontal plane, the displacement δ of the machining surface is measured in advance. The distance is adjusted based on the amount of displacement, and thereby the variation in the diameter of the through hole 2a can be reduced without providing a special distance measuring device.
The electric discharge machining method according to claim 5 is such that a preset distance d 0 between the machining surface 2b of the workpiece 2 and the tip surface 4a of the electrode guide 4 is set to 0.01 to 10 mm. The amount of deflection of the electrode 10 can be reduced, and the accuracy of the through hole 2a can be increased.

請求項６の放電加工方法は、距離の測定前に、エアブローによって加工液を被加工物２から除去するようにしたものであり、これにより、測定誤差の原因となる被加工物への加工液の水滴等を除去することによって、被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの距離を誤差を生じることなく精度よく測定することができる。
請求項７の放電加工方法は、被加工物２が燃料噴射弁で、加工される穴２ａが噴射ノズル孔であることを特定したものであり、本発明の放電加工方法は、燃料噴射弁の噴射ノズル孔の形成に最適なものである。
請求項８の放電加工方法は、噴射ノズル孔の口径φが３０μｍ〜３００μｍであることを特定したものであり、このように、本発明は目視できないような口径の孔を高精度に形成できるものである。 The electric discharge machining method according to claim 6 is such that the machining fluid is removed from the workpiece 2 by air blowing before the distance is measured, whereby the machining fluid to the workpiece causing measurement errors is obtained. By removing the water droplets and the like, the distance between the processed surface 2b of the workpiece 2 and the tip surface 4a of the electrode guide 4 can be accurately measured without causing an error.
The electric discharge machining method according to claim 7 specifies that the workpiece 2 is a fuel injection valve and the hole 2a to be machined is an injection nozzle hole. It is optimal for forming the injection nozzle hole.
The electric discharge machining method according to claim 8 specifies that the diameter φ of the injection nozzle hole is 30 μm to 300 μm. Thus, the present invention can form a hole having a diameter that cannot be visually observed with high accuracy. It is.

請求項９に記載の放電加工装置は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の放電加工方法を実施するための装置であって、加工電極１０と、放電電源１１と、加工電極１０を移動可能に装着する電極送りヘッド８と、加工電極１０を回転させる回転駆動部７と、加工電極１０をガイドする電極ガイド４と、電極ガイド４を移動する電極ガイド調整機構５と、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ−α方向に移動可能な被加工物２の加工テーブル３と、加工屑等を除去する加工液供給装置１４と、を具備している放電加工装置１において、被加工物２の加工面２ｂと電極ガイド４の先端面４ａとの距離を測定する測定手段１２と、この測定手段１２によって測定された距離ｄに基づいて、電極ガイド４又は加工テーブル３を移動し、該距離を調整する制御手段１３とを更に備えていて、測定された距離ｄが、予め設定された距離ｄ0と異なっている場合に、制御手段１３によって電極ガイド４又は加工テーブル３を移動して該距離を調整するものである。これにより、加工電極１０の振れ量を常に略一定にすることができ、貫通穴２ａの穴径のバラツキを少なくすることができる。 An electric discharge machining apparatus according to a ninth aspect is an apparatus for carrying out the electric discharge machining method according to any one of the first to eighth aspects, wherein the machining electrode 10, the electric discharge power source 11, and the machining electrode 10. An electrode feed head 8 movably mounted, a rotation drive unit 7 for rotating the machining electrode 10, an electrode guide 4 for guiding the machining electrode 10, an electrode guide adjusting mechanism 5 for moving the electrode guide 4, and an X- In the electric discharge machining apparatus 1 including the machining table 3 of the workpiece 2 movable in the YZ-θ-α direction and the machining liquid supply device 14 for removing machining waste and the like, the workpiece 2 The measuring means 12 for measuring the distance between the machining surface 2b of the electrode guide 4 and the tip surface 4a of the electrode guide 4 and the distance between the electrode guide 4 and the machining table 3 are moved based on the distance d measured by the measuring means 12. And control means 13 for adjusting When the measured distance d is different from the preset distance d 0 , the electrode guide 4 or the processing table 3 is moved by the control means 13 to adjust the distance. Thereby, the amount of deflection of the machining electrode 10 can always be made substantially constant, and variations in the diameter of the through hole 2a can be reduced.

請求項１０の放電加工装置は、被加工物の加工面と電極ガイドの先端面との予め設定された距離を、０．０１〜１０mmとしたものであり、これにより、加工電極の振れ量を小さくでき、穴加工を高精度化することができる。
請求項１１の放電加工装置は、加工電極の振れ、加工液の流れ方、被加工物の材質、形状等に応じて、予め設定された距離を決めるものである。 In the electric discharge machining apparatus according to claim 10, the preset distance between the machining surface of the workpiece and the tip surface of the electrode guide is set to 0.01 to 10 mm, and thereby the deflection amount of the machining electrode is set. It can be made small, and the hole processing can be made highly accurate.
The electric discharge machining apparatus according to an eleventh aspect is configured to determine a preset distance in accordance with the deflection of the machining electrode, the flow of the machining fluid, the material and shape of the workpiece, and the like.

以下、本発明の実施の形態の放電加工方法及びその装置について、図面に従って説明する。図１は、本発明の実施の形態の放電加工装置の全体構成を説明する概念図である。本実施形態は、大気中において加工電極１０と加工すべき被加工物２との間に電圧を印加して放電加工するに当り、放電加工が施される加工側から放電加工中の貫通穴２ａに加工液を噴出し、放電加工により生成される加工屑等を除去しながら放電加工を行うものである。   Hereinafter, an electric discharge machining method and an apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating the overall configuration of an electric discharge machining apparatus according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, when electric discharge machining is performed by applying a voltage between the machining electrode 10 and the workpiece 2 to be machined in the atmosphere, the through hole 2a during electric discharge machining from the machining side on which electric discharge machining is performed. The machining fluid is ejected to the EDM, and the EDM is performed while removing the machining waste generated by the EDM.

先ず、本実施形態の放電加工装置１について説明する。図１に示すように、加工電極１０は、電極ガイド４を介して電極送りヘッド８に回転可能に取り付けられている。電極送りヘッド８は、加工電極１０を把持する保持部６と、加工電極１０をモータの中心軸廻りに回転させる回転駆動部（モータ）７とを搭載している。これにより、回転駆動部７によって、加工電極１０と保持部６とは一緒になって回転する。保持部６及び加工電極１０を回転可能に取り付けた電極送りヘッド８は、上下方向に移動可能な第１のＮＣ軸９に取り付けられ、この第１のＮＣ軸９による加工電極１０の送り量は、後述する制御部１３によって一括制御される。回転駆動部７も制御部１３によって制御されている。   First, the electric discharge machining apparatus 1 of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the processing electrode 10 is rotatably attached to the electrode feed head 8 via the electrode guide 4. The electrode feed head 8 includes a holding unit 6 that holds the machining electrode 10 and a rotation drive unit (motor) 7 that rotates the machining electrode 10 around the central axis of the motor. Thereby, the processing electrode 10 and the holding unit 6 are rotated together by the rotation driving unit 7. The electrode feed head 8 to which the holding unit 6 and the machining electrode 10 are rotatably attached is attached to a first NC shaft 9 that is movable in the vertical direction. The feed amount of the machining electrode 10 by the first NC shaft 9 is as follows. These are collectively controlled by the control unit 13 described later. The rotation drive unit 7 is also controlled by the control unit 13.

加工電極１０を案内する電極ガイド４も、電極送りヘッド８と同様に電極ガイド調整機構５によって、上下方向に移動可能となっている。電極ガイド調整機構５は、電極ガイド４を取り付けるヘッド部５ａと、このヘッド部５ａが取り付けられる第２のＮＣ軸５ｂとよりなり、この第２のＮＣ軸５ｂによる電極ガイド４の移動量は、電極送りヘッド８と同様に制御部１３によって制御される。被加工物２に加工される貫通穴の穴径が小さくなる程、それに合わせて加工電極１０の直径も小さくなり、加工電極１０の剛性が低下する。電極ガイド４は、この加工電極１０の剛性の低下を防止するために設けられる。   Similarly to the electrode feed head 8, the electrode guide 4 that guides the processing electrode 10 can also be moved in the vertical direction by the electrode guide adjustment mechanism 5. The electrode guide adjusting mechanism 5 includes a head portion 5a to which the electrode guide 4 is attached and a second NC shaft 5b to which the head portion 5a is attached. The amount of movement of the electrode guide 4 by the second NC shaft 5b is as follows. It is controlled by the control unit 13 in the same manner as the electrode feed head 8. As the hole diameter of the through hole processed into the workpiece 2 decreases, the diameter of the processing electrode 10 decreases accordingly, and the rigidity of the processing electrode 10 decreases. The electrode guide 4 is provided to prevent the rigidity of the machining electrode 10 from being lowered.

被加工物２は、加工テーブル３上に載置して固定される。加工テーブル３は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向の移動のみならず、Ｚ軸回りのθ角度方向への回転、更にはＸ−Ｙ平面に対するα角度方向への傾斜が可能であるようなＸ−Ｙ−Ｚ−θ−α方向への移動可能なテーブルであり、制御部１３によって制御される。この加工テーブル３は、図示しない装置本体上に載置され、固定されている。   The workpiece 2 is placed and fixed on the processing table 3. The machining table 3 can be rotated not only in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions, but also in the θ-angle direction around the Z-axis, and can be tilted in the α-angle direction with respect to the XY plane. The table is movable in the XYZ-θ-α direction, and is controlled by the control unit 13. The processing table 3 is placed and fixed on an apparatus main body (not shown).

符号１１は、加工中に加工電極１０と被加工物２との間に電圧を印加するための放電電源である。例えば、加工電極１０と被加工物２との間に放電電源１１から電圧パルスが印加される。   Reference numeral 11 denotes a discharge power source for applying a voltage between the machining electrode 10 and the workpiece 2 during machining. For example, a voltage pulse is applied from the discharge power supply 11 between the machining electrode 10 and the workpiece 2.

放電加工による被加工物２への貫通穴２ａの形成中において、加工屑等が生成される。これら加工屑等を除去するために、加工液供給装置１４が加工が行われている近傍に設置されており、被加工物２の加工面２ｂに向けて加工液を噴出して、加工屑等を飛散させるようにしている。加工液供給装置１４もまた制御部１３によって制御されるようになっている。   During the formation of the through hole 2a in the workpiece 2 by electric discharge machining, machining scraps and the like are generated. In order to remove these machining wastes and the like, the machining fluid supply device 14 is installed in the vicinity where the machining is performed, and the machining fluid is ejected toward the machining surface 2b of the workpiece 2 to process the machining wastes and the like. I try to scatter. The machining fluid supply device 14 is also controlled by the control unit 13.

符号１２が、本発明の特徴である、電極ガイド４と被加工物２との距離を測定する測定手段である測定部１２である。この測定部１２によって、電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂとの距離ｄが測定される。測定された距離ｄのデータは、制御部１３に送られ、この制御部１３で予め設定された距離ｄ0と比較されて、その補正量（補正値）が計算され、制御部１３からの出力に基づいて電極ガイド調整機構５による電極ガイド４側もしくは加工テーブル３による被加工物２側が補正量だけ移動することによって距離ｄの調整が行われる。 Reference numeral 12 denotes a measuring unit 12 that is a measuring unit that measures the distance between the electrode guide 4 and the workpiece 2, which is a feature of the present invention. The measuring unit 12 measures the distance d between the tip surface 4a of the electrode guide 4 and the processed surface 2b of the workpiece 2. The data of the measured distance d is sent to the control unit 13 and compared with the distance d 0 set in advance by the control unit 13 to calculate the correction amount (correction value), and the output from the control unit 13 Then, the distance d is adjusted by moving the electrode guide 4 side by the electrode guide adjusting mechanism 5 or the workpiece 2 side by the processing table 3 by the correction amount.

図２は、測定部１２の各種の実施例を説明する図である。図２（ａ）は、加工電極の送り速度と所要時間とから電極ガイドと被加工物との距離を測定する方法を説明する実施例１の図である。即ち、加工電極１０の先端が電極ガイド４の先端面４ａと同一水平面上（Ｚ軸上で同じ高さ）に位置しているときをスタート時点とし、加工電極１０を送り出す。加工電極１０が電極ガイド４から突き出し、被加工物２の加工面２ｂに加工電極１０が当接するまでの時間ｔと加工電極１０の送り出し速度ｖを測定することで、時間（ｔ）×送り出し速度（ｖ）から、電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂとの距離ｄが求められる。この場合、測定部１２はタイマーであり、時間ｔが計測される。加工電極１０の送り出し速度ｖは、制御部１３からの指令に基づく電極送りヘッド８の送り速度である。制御部１３は、送り出し速度（ｖ）と測定された時間ｔとから距離ｄを演算する。実施例１では、このようにして距離ｄを求める。   FIG. 2 is a diagram illustrating various examples of the measurement unit 12. FIG. 2A is a diagram of Example 1 for explaining a method for measuring the distance between the electrode guide and the workpiece from the feed rate of the machining electrode and the required time. That is, the machining electrode 10 is sent out with the start point of time when the tip of the machining electrode 10 is located on the same horizontal plane as the tip surface 4a of the electrode guide 4 (the same height on the Z axis). By measuring the time t until the machining electrode 10 protrudes from the electrode guide 4 and the machining electrode 10 comes into contact with the machining surface 2b of the workpiece 2 and the feeding speed v of the machining electrode 10, time (t) × feeding speed is measured. From (v), the distance d between the tip surface 4a of the electrode guide 4 and the processed surface 2b of the workpiece 2 is obtained. In this case, the measurement unit 12 is a timer, and the time t is measured. The feed speed v of the machining electrode 10 is a feed speed of the electrode feed head 8 based on a command from the control unit 13. The control unit 13 calculates the distance d from the delivery speed (v) and the measured time t. In the first embodiment, the distance d is obtained in this way.

図２（ｂ）は、実施例２の測定部１２としてＣＣＤカメラを使用した場合の距離測定を説明する図である。この実施例２では、測定部１２は、ＣＣＤカメラと画像解析処理部とよりなり、ＣＣＤカメラで電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂの間を撮像し、この撮像のデータを画像解析処理部に送り、画像解析により両者間の距離ｄを計測する。   FIG. 2B is a diagram for explaining distance measurement when a CCD camera is used as the measurement unit 12 of the second embodiment. In the second embodiment, the measurement unit 12 includes a CCD camera and an image analysis processing unit. The CCD camera captures an image between the front end surface 4a of the electrode guide 4 and the processing surface 2b of the workpiece 2, and performs the imaging. Data is sent to an image analysis processing unit, and a distance d between the two is measured by image analysis.

図２（ｃ）は、実施例３の測定部１２としてレーザを用いる場合の距離測定を説明する図である。この実施例３では、測定部１２は、一般にレーザ測長器又はレーザ変位計と称されるものを使用するもので、例えば、レーザ原１２１、コリメータレンズ１２２、回転ミラー１２３、集光レンズ１２４及び光検出器１２５等よりなり、レーザ源１２１から出射されたレーザビームを高速回転ミラー１２３及びコリメータレンズ１２２などを用いて一様な速度で平行に走査し、走査ビームが、電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂの間を通って、光検出器１２５によって検出される時間と走査速度から、両者間の距離ｄを測定する。なお、レーザ光を使用する測定法では、帯状レーザを放射して、上記の両者間を通った帯状幅で、両者間の距離ｄを測定するようにしてもよいし、又は通った帯状幅が、帯状レーザの全幅の何％に相当するかで、両者間の距離ｄを測定するようにしてもよい。   FIG. 2C is a diagram illustrating distance measurement when a laser is used as the measurement unit 12 of the third embodiment. In the third embodiment, the measurement unit 12 uses what is generally called a laser length measuring device or a laser displacement meter. For example, the laser source 121, the collimator lens 122, the rotating mirror 123, the condensing lens 124, and the like The laser beam, which is composed of a photodetector 125 and the like, is scanned in parallel at a uniform speed using a high-speed rotating mirror 123, a collimator lens 122, and the like. The distance d between the two is measured from the time detected by the photodetector 125 and the scanning speed through the space between 4a and the processed surface 2b of the workpiece 2. In the measurement method using laser light, a band laser may be emitted and the distance d between the two may be measured with the band width passing between the two. The distance d between them may be measured according to what percentage of the total width of the belt-shaped laser.

図２（ｄ）は、実施例４である、プローブ等を用いた接触式の手法によって、距離を測定する場合を説明する図である。上記実施例２及び３は、非接触式の手法を用いて両者間の距離を測定する例を示すものであるが、実施例４では、接触式の手法を用いて距離を測定する例を示している。即ち測定部１２では、プローブ等の接触子１２６を一方の電極ガイド４の先端面４ａに接触させ、次いでこの接触子１２６を他方の被加工物２の加工面２ｂに接触させ、接触子１２６の移動距離で両者間の距離ｄを測定する。   FIG. 2D is a diagram for explaining a case where the distance is measured by a contact method using a probe or the like, which is the fourth embodiment. Examples 2 and 3 above show examples in which the distance between the two is measured using a non-contact type technique, but Example 4 shows an example in which the distance is measured using a contact type technique. ing. That is, in the measurement unit 12, a contact 126 such as a probe is brought into contact with the tip surface 4 a of one electrode guide 4, and then this contact 126 is brought into contact with the machining surface 2 b of the other workpiece 2. The distance d between the two is measured by the moving distance.

図３は、実施例５の変位量を事前に計測しておく手法を説明する図である。被加工物２においては、複数の貫通穴２ａを穿孔する場合がある。その場合、全ての貫通穴２ａが同一水平面上（Ｚ軸上で高さが同じ）に形成されるとは限らない。図３（ａ），（ｂ）に示すように、貫通穴２ａが形成される位置が、同一水平面上に位置していない場合、第１番目に形成される貫通穴２ａからの変位量δ，δ1，δ2を適宜の計測器を使用して測定して置き、これを制御部１３に記憶しておく。当該変位量だけ変位された位置にある貫通穴２ａを穿孔する場合に、この変位量だけ電極ガイド４又は加工テーブル３を移動することで、電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂとの間の距離ｄが常に同じになるように調整する。 FIG. 3 is a diagram for explaining a method of measuring the displacement amount in the fifth embodiment in advance. In the workpiece 2, a plurality of through holes 2a may be drilled. In this case, all the through holes 2a are not necessarily formed on the same horizontal plane (the same height on the Z axis). As shown in FIGS. 3A and 3B, when the position where the through hole 2a is formed is not located on the same horizontal plane, the displacement amount δ from the first formed through hole 2a, δ 1 and δ 2 are measured by using an appropriate measuring instrument and stored in the control unit 13. When the through hole 2a at the position displaced by the displacement amount is drilled, the tip surface 4a of the electrode guide 4 and the workpiece 2 are processed by moving the electrode guide 4 or the processing table 3 by the displacement amount. The distance d between the surface 2b is adjusted so as to be always the same.

なお、上記した電極ガイド４と被加工物２との間の距離を測定する際には、当然加工液供給装置１４からの加工液の供給は停止され、測定誤差の要因である水滴等を測定面から除去するために、図示されないエアブローによって、これらを飛散させることが好ましい。   When measuring the distance between the electrode guide 4 and the workpiece 2 described above, naturally, the supply of the processing liquid from the processing liquid supply device 14 is stopped, and water droplets and the like that cause measurement errors are measured. In order to remove from the surface, it is preferable to scatter them by air blow (not shown).

図４は、本発明の放電加工方法（ａ）と従来技術の放電加工方法（ｂ）とのフローチャートを比較した図である。従来技術では、ステップＳ１で被加工物２を載置した加工テーブル３を移動して、被加工物２の加工位置の割り出しを行ったら、ステップＳ２で電極送りヘッド８により加工電極１０を送り出し放電加工により貫通穴２ａを形成する。次いで、ステップＳ３で次の貫通穴を形成する必要がある場合は、ステップＳ１に戻り、必要がない場合は、フローは終了する。   FIG. 4 is a diagram comparing flowcharts of the electric discharge machining method (a) of the present invention and the electric discharge machining method (b) of the prior art. In the prior art, when the machining table 3 on which the workpiece 2 is placed is moved in step S1 and the machining position of the workpiece 2 is indexed, the machining electrode 10 is fed out by the electrode feed head 8 and discharged in step S2. The through hole 2a is formed by processing. Next, if it is necessary to form the next through hole in step S3, the process returns to step S1, and if not necessary, the flow ends.

これに対して、本発明では、図４（ａ）に示すようにステップＳ１１で、電極ガイド４を挿通して加工電極１０を保持部６で把持することにより、加工電極１０を電極送りヘッド８に取り付ける。一方、被加工物２を加工テーブル３に載置し、加工テーブル３を移動して加工電極１０の直下に被加工物２の加工位置が来るように加工位置の割り出しを行う。次いで、ステップＳ１２に移り、電極ガイド４の先端面４ａと被加工物２の加工面２ｂとの間の距離ｄであるクリアランスの測定を行う。ステップＳ１３で測定された距離ｄが予め設定された距離ｄ0と異なっているかが計算され、｜ｄ−ｄ0｜＝補正値が計算される。ステップＳ１４では、前記計算された補正値分だけ、被加工物２側又は電極ガイド４側を移動し、両者間の距離ｄを調整（補正）する。なお、予め設定された距離ｄ0としては、０．０１mm〜１０mmとすることが好ましい。また、この距離ｄ0は、加工電極１０の振れ、加工液の流れ方、及び被加工物２の材質、形状に応じて変えられるものである。 On the other hand, in this invention, as shown to Fig.4 (a), by passing the electrode guide 4 and holding the process electrode 10 with the holding | maintenance part 6 by step S11, the process electrode 10 is electrode feed head 8. Attach to. On the other hand, the work piece 2 is placed on the work table 3, and the work position is indexed so that the work position of the work piece 2 comes directly under the work electrode 10 by moving the work table 3. Next, the process proceeds to step S12, and the clearance, which is the distance d between the tip surface 4a of the electrode guide 4 and the processing surface 2b of the workpiece 2, is measured. Whether the distance d measured in step S13 is different from the preset distance d 0 is calculated, and | d−d 0 | = correction value is calculated. In step S14, the workpiece 2 side or the electrode guide 4 side is moved by the calculated correction value, and the distance d between the two is adjusted (corrected). The preset distance d 0 is preferably 0.01 mm to 10 mm. The distance d 0 can be changed according to the deflection of the machining electrode 10, how the machining fluid flows, and the material and shape of the workpiece 2.

ステップＳ１５の加工においては、放電電源１１により、加工電極１０と被加工物２との間に電圧を印加すると共に、電極送りヘッド８により加工電極１０を送り出す。第１のＮＣ軸９による電極送りヘッド８の送り量は制御部１３により制御する。これにより、放電加工が行われ、貫通穴２ａが穿孔される。次いで、ステップＳ１６に移り、次の貫通穴（加工穴）の形成があるかどうかが判断され、ＹＥＳの場合は、ステップＳ１１に移って、先のフロー（ステップＳ１１〜Ｓ１５）が繰り返えされる。ＮＯの場合は、フローを終了する。   In the processing in step S <b> 15, a voltage is applied between the processing electrode 10 and the workpiece 2 by the discharge power source 11, and the processing electrode 10 is sent out by the electrode feed head 8. The feed amount of the electrode feed head 8 by the first NC shaft 9 is controlled by the control unit 13. Thereby, electric discharge machining is performed and the through hole 2a is drilled. Next, the process proceeds to step S16, and it is determined whether or not the next through hole (processed hole) is formed. If YES, the process proceeds to step S11 and the previous flow (steps S11 to S15) is repeated. . If NO, the flow ends.

一般に同一の被加工物２に連続して穴開き加工を行う場合、被加工物２の形状、振れ等によって被加工物２と電極ガイド４との距離が変化する。本発明では、加工前に両者間の距離を測定し、この距離が予め設定された距離となるように調整している。このように予め設定された距離とすることにより、毎回同じ加工電極の振れで加工できるため、同一の穴径、穴形状で放電加工することが可能となる。   In general, when drilling continuously on the same workpiece 2, the distance between the workpiece 2 and the electrode guide 4 varies depending on the shape, deflection, etc. of the workpiece 2. In the present invention, the distance between the two is measured before processing, and the distance is adjusted to be a preset distance. By setting the distance to the preset distance in this way, it is possible to perform machining with the same machining electrode run-out every time, and thus it is possible to perform electric discharge machining with the same hole diameter and hole shape.

本発明は、被加工物の貫通穴として内燃機関の燃料噴射弁の噴射ノズル孔の形成に好適なものであるが、これに制限されるものではない。
また、貫通穴の口径φとしては、３０μｍ〜３００μｍの小径穴の放電加工に好適であるが、これに制御されるものでもない。
更に、上記説明においては、本実施形態を気中放電加工として説明しているが、液中放電加工においても適宜利用可能である。 The present invention is suitable for forming an injection nozzle hole of a fuel injection valve of an internal combustion engine as a through hole of a workpiece, but is not limited to this.
Further, the diameter φ of the through hole is suitable for electric discharge machining of a small diameter hole of 30 μm to 300 μm, but is not controlled by this.
Furthermore, in the above description, the present embodiment has been described as air discharge machining, but it can be used as appropriate in liquid discharge machining.

本発明の実施の形態の放電加工装置の全体構成を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the whole structure of the electric discharge machining apparatus of embodiment of this invention. 本発明の測定部の各種の実施例１〜４を説明する図であり、（ａ）は、実施例１の加工電極の送り速度と被加工物に当接するまでの時間から距離を測定する方法を説明する図で、（ｂ）は、実施例２のＣＣＤカメラを使用して距離を測定する方法を説明する図で、（ｃ）は実施例３のレーザを用いて距離を測定する方法を説明する図で、（ｄ）は実施例４の接触子を用いた接触式手法で距離を測定する方法を説明する図である。It is a figure explaining the various Examples 1-4 of the measurement part of the present invention, and (a) is a method of measuring distance from time to contact with a work piece feed rate and work piece of Example 1. FIG. 6B is a diagram illustrating a method for measuring a distance using the CCD camera of the second embodiment, and FIG. 5C is a method for measuring a distance using the laser of the third embodiment. It is a figure explaining, (d) is a figure explaining the method of measuring distance by the contact-type method using the contactor of Example 4. FIG. 実施例５の被加工物に形成する複数の穴が同一水平面上にない場合の距離の調整方法を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment method of distance in case the some hole formed in the to-be-processed object of Example 5 does not exist on the same horizontal surface. 放電加工方法の手順を、（ａ）本発明と（ｂ）従来技術、のフローチャートとで比較する図である。It is a figure which compares the procedure of an electrical discharge machining method with the flowchart of (a) this invention and (b) prior art. （ａ），（ｂ）は従来技術の問題である回転する加工電極の振れ量を説明する図である。(A), (b) is a figure explaining the deflection amount of the rotating process electrode which is a problem of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１ 放電加工装置
２ 被加工物
２ａ 貫通穴
２ｂ 加工面
３ 加工テーブル
４ 電極ガイド
４ａ 先端面
５ 電極ガイド調整機構
５ａ ヘッド部
５ｂ 第２のＮＣ軸
６ 保持部
７ 回転駆動部
８ 電極送りヘッド部
９ 第１のＮＣ軸
１０ 加工電極
１１ 放電電源
１２ 測定部
１３ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrical discharge machining apparatus 2 Workpiece 2a Through hole 2b Processing surface 3 Processing table 4 Electrode guide 4a Front end surface 5 Electrode guide adjustment mechanism 5a Head part 5b 2nd NC shaft 6 Holding part 7 Rotation drive part 8 Electrode feed head part 9 1st NC axis 10 Processing electrode 11 Discharge power supply 12 Measuring part 13 Control part

Claims (11)

加工電極（１０）と穴加工すべき被加工物（２）との間に電圧を印加して放電加工によって穴を形成するに当り、
被加工物（２）の加工面（２ｂ）と電極ガイド（４）の先端面（４ａ）との距離（ｄ）を測定し、該測定した距離（ｄ）が予め設定された距離（ｄ0）となるように、被加工物（２）を載置した加工テーブル（３）側又は電極ガイド（４）側を移動し、調整することを特徴とする放電加工方法。 In forming a hole by electrical discharge machining by applying a voltage between the machining electrode (10) and the workpiece (2) to be drilled,
The distance (d) between the processed surface (2b) of the workpiece (2) and the tip surface (4a) of the electrode guide (4) is measured, and the measured distance (d) is set to a preset distance (d 0). The electrical discharge machining method is characterized by moving and adjusting the machining table (3) side or the electrode guide (4) side on which the workpiece (2) is placed. 前記距離（ｄ）の測定が、前記電極ガイド（４）の先端面（４ａ）から加工電極（１０）を突き出し、前記被加工物（２）の加工面（２ｂ）に接触するまでに要した時間（ｔ）と加工電極（１０）の突き出し速度（ｖ）とを計測することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の放電加工方法。   The measurement of the distance (d) was required until the machining electrode (10) was protruded from the tip surface (4a) of the electrode guide (4) and contacted with the machining surface (2b) of the workpiece (2). The electric discharge machining method according to claim 1, wherein the electric discharge machining method is performed by measuring a time (t) and a protruding speed (v) of the machining electrode (10). 前記距離（ｄ）の測定を、ＣＣＤカメラ、レーザ変位計又はプローブを使用することによって行うことを特徴とする請求項１に記載の放電加工方法。   The electrical discharge machining method according to claim 1, wherein the distance (d) is measured by using a CCD camera, a laser displacement meter, or a probe. 被加工物（２）に形成される予定の複数の穴（２ａ）が、その加工面が同一水平面上にない場合においては、予め加工面の変位量（δ）を測定しておき、該変位量（δ）に基づいて前記距離を調整することを特徴とする請求項１に記載の放電加工方法。   When a plurality of holes (2a) to be formed in the workpiece (2) are not on the same horizontal plane, the displacement (δ) of the machining surface is measured in advance, and the displacement The electric discharge machining method according to claim 1, wherein the distance is adjusted based on a quantity (δ). 前記被加工物（２）の加工面（２ｂ）と前記電極ガイド（４）の先端面（４ａ）との予め設定された距離（ｄ0）が、０．０１mm〜１０mmであることを特徴とする請求項１に記載の放電加工方法。 A preset distance (d 0 ) between the processed surface (2b) of the workpiece (2) and the tip surface (4a) of the electrode guide (4) is 0.01 mm to 10 mm. The electric discharge machining method according to claim 1. 前記距離（ｄ）の測定前に、エアブローによって加工液を前記被加工物（２）から除去することを特徴とする請求項３に記載の放電加工方法。   The electric discharge machining method according to claim 3, wherein the machining fluid is removed from the workpiece (2) by air blowing before the distance (d) is measured. 前記被加工物（２）が燃料噴射弁であって、前記穴が噴射ノズル孔であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の放電加工方法。   The electric discharge machining method according to any one of claims 1 to 6, wherein the workpiece (2) is a fuel injection valve, and the hole is an injection nozzle hole. 前記噴射ノズル孔の口径φが、３０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項７に記載の放電加工方法。   The electric discharge machining method according to claim 7, wherein a diameter φ of the injection nozzle hole is 30 μm to 300 μm. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の放電加工方法を実施するのに使用される放電加工装置であって、
加工電極（１０）と、
前記加工電極（１０）と被加工物（２）との間に電圧を印加する放電電源（１１）と、
前記加工電極（１０）が移動可能に装着される電極送りヘッド（８）と、
装着された前記加工電極（１０）に回転を与える回転駆動部（７）と、
前記加工電極（１０）をガイドする電極ガイド（４）と、
前記電極ガイド（４）を上下方向に移動する電極ガイド調整機構（５）と、
被加工物（２）を載置する、Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ−α方向に移動可能な加工テーブル（３）と、
放電加工による加工屑等を除去するための加工液供給装置（１４）と、
を具備している放電加工装置（１）において、
被加工物（２）の加工面（２ｂ）と前記電極ガイド（４）の先端面（４ａ）との距離（ｄ）を測定する測定手段（１２）と、前記測定手段によって測定された距離（ｄ）に基づいて、前記電極ガイド（４）又は前記加工テーブル（３）を移動し、調整する制御手段（１３）とを更に備えていて、
前記測定手段（１２）によって測定された距離（ｄ）が、予め設定された距離（ｄ0）と異なっている場合に、前記制御手段（１３）によって前記電極ガイド（４）又は前記加工テーブル（３）を移動して前記距離（ｄ）を調整することを特徴とする放電加工装置。 An electric discharge machining apparatus used to perform the electric discharge machining method according to any one of claims 1 to 8,
A machining electrode (10);
A discharge power source (11) for applying a voltage between the processing electrode (10) and the workpiece (2);
An electrode feed head (8) to which the processing electrode (10) is movably mounted;
A rotation drive unit (7) for rotating the mounted processing electrode (10);
An electrode guide (4) for guiding the machining electrode (10);
An electrode guide adjustment mechanism (5) for moving the electrode guide (4) in the vertical direction;
A processing table (3) on which the workpiece (2) is placed and which is movable in the XYZ-θ-α direction;
A machining fluid supply device (14) for removing machining dust and the like by electric discharge machining;
In the electric discharge machining apparatus (1) comprising:
Measuring means (12) for measuring the distance (d) between the processed surface (2b) of the work piece (2) and the tip surface (4a) of the electrode guide (4), and the distance measured by the measuring means ( and d) a control means (13) for moving and adjusting the electrode guide (4) or the processing table (3) based on d),
When the distance (d) measured by the measuring means (12) is different from a preset distance (d 0 ), the control means (13) causes the electrode guide (4) or the processing table ( 3) The electric discharge machining apparatus characterized in that the distance (d) is adjusted by moving. 前記被加工物（２）の加工面（２ｂ）と前記電極ガイド（４）の先端面（４ａ）との予め設定された距離（ｄ0）が、０．０１mm〜１０mmであることを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。 A preset distance (d 0 ) between the processed surface (2b) of the workpiece (2) and the tip surface (4a) of the electrode guide (4) is 0.01 mm to 10 mm. The electric discharge machining apparatus according to claim 1. 前記予め設定された距離（ｄ0）が、前記加工電極の振れ、前記加工液の流れ方、前記被加工物（２）の材質、形状等に応じて決められることを特徴とする請求項１０に記載の放電加工装置。 The predetermined distance (d 0 ) is determined in accordance with a deflection of the machining electrode, a flow of the machining liquid, a material, a shape, and the like of the workpiece (2). The electric discharge machining apparatus according to 1.
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