JP2762198B2 - 放電加工方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工方法及び装置に
関し、特に荒加工終了後取り代の小さい仕上げ加工を行
う高速で安定に行う放電加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】型彫り放電加工等の放電加工において
は、通常、加工が不安定になると、電極とワークとの極
間に発生するチップを積極的に排出するため、加工液の
噴流動作、加工液の吸引動作、ジャンピング動作等をよ
り促進し、放電加工を安定化させている。また、別の方
法として、特開平３ー２５１３２２号公報に開示された
粉末混入加工液による放電加工方法がある。これは、電
極とワークとの極間に、半導体や抵抗体の微粉末を混入
した加工液を介在させてワークを放電加工する際に、加
工中適時極間の距離を計測し、極間距離と目標とする極
間距離との差に応じて極間の変動要因、例えばＮＣの目
標サーボ電圧値、加工電源の無負荷電圧やデューティフ
ァクタ、粉末混入加工液の濃度や粉末粒径等の一つもし
くは複数を制御して、常に極間距離を一定に保ち、加工
精度を向上させるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】切削加工や荒放電加工
で下穴加工を行った後、その下穴より若干大きな電極を
その下穴に徐々に沈めて仕上げ放電加工を行う場合が多
々ある。このとき、加工が不安定になったからといって
従来のようにチップの排出を促す処理を行うと、ますま
す加工が不安定となる。これは、図４の簡略化側面図に
示すように、例えば、Ａ部のような１００μｍ程度の取
り代の小さい加工では、チップ量が少ないため、適度な
極間が維持できず、電極とワークが接触（ショート）し
てしまい、サーボ機構の動作により、電極とワークとが
接近、離反を繰り返す、いわゆるハンチング現象が生ず
るからであり、加工が安定せず、加工速度も低下する。
例えば、加工開始後、特に電極とワークとの間にチップ
が存在しない場合には、通常の安定状態であるチップを
介在した放電ではなく、極間ギャップは印加電圧のみの
ギャップとなるため、ギャップ間隔が非常に小さくショ
ートし易くなり、ショートが生ずるとサーボは逃げてし
まい、また放電アプローチを行うが、再びショートして
しまうため、ハンチング現象になり、これに起因して加
工は進行せず加工速度が低下する。また、特開平３ー２
５１３２２号公報の技術は、通常の放電加工が有してい
る加工液の噴流、吸引、ジャンピング等の制御は行わ
ず、特別な構成を必要とし、更にその制御が複雑である
という問題点がある。

【０００５】そこで、本発明の目的は、荒加工終了後取
り代の小さい仕上げ加工を行う放電加工において、比較
的簡単な構成により安定且つ高速加工を可能とする放電
加工方法及び装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による放電加工方法は、荒加工終了後取り代
の小さい仕上げ加工を行う放電加工において、電極とワ
ーク間のショートの発生頻度を検出する第１のステップ
と、前記検出したショート発生頻度が予め定めた頻度よ
りも高いか否かを判断する第２のステップと、該第２の
ステップで高いと判断されたときに、前記電極とワーク
間に介在するチップの排出を抑制する加工液の噴流動作
の中断処理、加工液の吸引動作の中断処理、電極のジャ
ンプ量の抑制処理及び該ジャンプ周期の長期化処理等の
うち少なくとも１つの処理を行う第３のステップとを備
えて成り、前記電極とワーク間に適量のチップを介在さ
せて放電加工を行うように構成される。

【０００７】また、本発明による放電加工装置は、荒加
工終了後取り代の小さい仕上げ加工を行う放電加工にお
いて、前記電極とワーク間の極間電圧を検出する第１の
手段と、前記検出された極間電圧に基づいて前記極間の
ショート発生頻度を検出する第２の手段と、前記検出さ
れたショート発生頻度が予め定めた基準頻度よりも高く
なった異常状態を検出する第３の手段と、該第３の手段
で、前記異常状態が検出されたとき前記加工液の噴流動
作手段、前記加工液の吸引動作手段、前記電極のジャン
プ量を制御する手段及び該ジャンプ周期を制御する手段
のうち少なくとも１つの手段を制御して前記電極とワー
ク間に介在する前記チップの排出量を抑制させる第４の
手段とを備えて成り、前記電極とワーク間に適量のチッ
プを介在させて放電加工を行うように構成される。

【０００８】

【作用】本発明では、電極とワーク間の加工液中に加工
チップを介在させて放電加工する際、電極とワーク間の
極間のショート状態を検出し、ショート頻度が高いとき
には、通常の放電加工とは逆の処理、すなわち噴流、吸
引、ジャンプ等の放電加工のチップ排出処理を抑制し
て、またはチップの発生を促してチップ量を増量させる
ことにより、荒加工終了後の取り代の小さい放電加工に
おいて高速且つ安定な放電加工が可能となる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による放電加工装置の
実施例を示す構成図である。電極１０とワーク１１間
に、加工液供給装置１６から加工液がポンプ１５により
噴流バルブ１３を介して供給され、吸引バルブ１２及び
ポンプ１４を介して吸引され、戻される。電極１０とワ
ーク１１間には加工電源９から電源が供給される。制御
部２は、ＮＣプログラム指令データを受け、当該ＮＣプ
ログラムに従って軸送り制御及び噴流バルブや吸引バル
ブを制御するための制御信号を軸送り制御部４及び噴流
・吸引バルブ制御部５に送出する。軸送り制御部４は、
軸送りモータ６を制御して、軸送り制御を行う。噴流・
吸引バルブ制御部５は、噴流・吸引バルブ開閉部７を制
御し、吸引バルブ１２と噴流バルブ１３の開閉時間を制
御する。

【００１０】さて、本実施例では、従来の問題点、少チ
ップ量のときの電極とワークの接触によるハンチング現
象の発生に起因する問題点を解決するために、電極とワ
ーク間の接触状態を検知し、チップ量が過少であること
を判断したときには、チップの排出処理を最小化する。
すなわち、電極とワーク間に電圧を印加した場合、極間
に適量のチップが存在するときには、図５（Ａ）に示す
ような電圧が印加され、その後放電する。しかし、チッ
プ量が少ないときには、電極とワークの接触が多く、同
図（Ｂ）に示すような波形となり電圧が現れなくなる。
本実施例では、この状態を検出し、この状態が連続して
続く場合には、チップの排出処理を中止し、放電を連続
させて安定加工に必要なチップを貯留させる。

【００１１】図１において、極間電圧検出部８は、電極
１０とワーク１１間の極間電圧を検出する。ショート頻
度検出部３は、極間電圧検出部８からの極間電圧をモニ
タしており、極間電圧が低下した状態である極間接触
（ショート）状態の頻度を検出する。このショート頻度
は、例えば、加工電源９からの出力パルス数に対しての
ショート発生数の比、または単位時間当たりのショート
発生数等で判定することができる。

【００１２】制御部２は、ショート頻度検出部３からの
ショート頻度情報を受け、記憶部１に格納されている予
め定めた基準ショート頻度と検出された頻度情報とを比
較し、検出されたショート頻度が基準ショート頻度より
も高いときには、チップ量を適切な量とするためのチッ
プ量の排出を低減する。このチップ排出量の低減は、例
えば、噴流、吸引動作時には該動作を中断したり、電極
のジャンプ量を小さくしたり、ジャンプ周期を長くした
りすることにより行うことができる。また、該ショート
頻度が適正値に至ったときには、上記噴流、吸引動作や
ジャンプ量、ジャンプ周期等を通常の動作値に戻す。こ
のような動作は、制御部２により制御される。

【００１３】図２には、上記実施例における制御処理手
順が示されている。以下、その処理手順を説明すると、
加工中において、極間電圧検出部８により極間電圧を検
出し（ステップＳ１）、検出された極間電圧に基づい
て、ショート頻度検出部３はショート頻度を検出する
（ステップＳ２）。次に、得られたショート頻度が記憶
部１に登録されている基準ショート頻度よりも高い（シ
ョートが多い）か否かを判断する（ステップＳ３）。ス
テップＳ３において、検出ショート頻度が基準ショート
頻度よりも高いと判断されたときには、チップ排出処理
を抑制する。すなわち、本例では、先ず、噴流、吸引動
作中か否かを判断し（ステップＳ４）、動作中であれ
ば、噴流、吸引動作を中断する（ステップＳ５）。ステ
ップＳ４において噴流、吸引動作中でないと判断したと
き、また、ステップＳ５の後に、ジャンプ動作中か否か
を判断し（ステップＳ６）、ジャンプ動作中であればジ
ャンプ量を小さくしたり、ジャンプ周期を長くする（ス
テップＳ７）。その後、またはジャンプ動作中でなけれ
ばステップＳ１の処理に戻り、極間状態の判断処理を続
行する。

【００１４】ステップＳ３において、ショート頻度が多
くないと判断したときには、ステップＳ４〜Ｓ７におけ
る噴流、吸引動作を通常動作に、また、ジャンプ量を設
定された通常値に戻し（ステップＳ８）、再び、ステッ
プＳ１の処理に移行する。図２に示す実施例におけるチ
ップ排出動作の抑制は、噴流、吸引動作の中断やジャン
プ量、ジャンプ周期の他、任意の方法またはチップ発生
を促進する方法を用いることができ、これらの方法のう
ち複数を同時に使用することもできるし、いずれか１つ
を使用することができることは勿論である。

【００１５】図３には、上記本発明の実施例を用いて、
予め荒加工によりφ１９．８ｍｍの下穴をあけたワーク
を、φ２０ｍｍの電極を用いて取り代０．１ｍｍの仕上
げ加工を行ったときの、従来方法と本発明方法を用いた
ときの加工深さの時間的変化を示す図である。本図は、
加工条件要素は一切変更せずに本発明の効果を示すもの
で、ジャンプ量を０．８ｍｍから０．１ｍｍと小さい値
に変更している。本図から明らかなように、本発明を用
いることによって、加工時間は従来の１／３に短縮され
るという効果がある。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による放電
加工方法及び装置は、極間のショート状態を検出し、シ
ョート頻度が高いときには、噴流、吸引、ジャンプ等の
放電加工のチップ排出処理を抑制して、またはチップの
発生を促してチップ量を増量させて、迅速に安定加工状
態に移行せしめているので、荒加工終了後の取り代の小
さい仕上加工において、安定且つ高速な放電加工が可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電加工装置の実施例を示す構成
図である。

【図２】図１に示す実施例における処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図３】本発明による放電加工処理による加工速度の改
善効果を示す図である。

【図４】従来の放電加工処理時の問題点を説明するため
の図である。

【図５】（Ａ）は正常加工時の極間電圧の波形図、
（Ｂ）はショート時の極間電圧の波形図である。

【符号の説明】

１ 記憶部 ２ 制御部 ３ ショート頻度検出部 ４ 軸送り制御部 ５ 噴流・吸引バルブ制御部 ６ 軸送りモータ ７ 噴流・吸引バルブ開閉部 ８ 極間電圧検出部 ９ 加工電源 １０ 電極 １１ ワーク １２ 吸引バルブ １３ 噴流バルブ １４，１５ ポンプ １６ 加工液供給装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荒加工終了後取り代の小さい仕上げ加工を
   行う放電加工において、 電極とワーク間のショートの発生頻度を検出する第１の
   ステップと、 前記検出したショート発生頻度が予め定めた頻度よりも
   高いか否かを判断する第２のステップと、 該第２のステップで高いと判断されたときに、前記電極
   とワーク間に介在するチップの排出を抑制する加工液の
   噴流動作の中断処理、加工液の吸引動作の中断処理、電
   極のジャンプ量の抑制処理及び該ジャンプ周期の長期化
   処理等のうち少なくとも１つの処理を行う第３のステッ
   プと、を備えて成り、前記電極とワーク間に適量のチッ
   プを介在させて放電加工を行うことを特徴とする放電加
   工方法。
2. 【請求項２】荒加工終了後取り代の小さい仕上げ加工を
   行う放電加工において、 前記電極とワーク間の極間電圧を検出する第１の手段
   と、 前記検出された極間電圧に基づいて前記極間のショート
   発生頻度を検出する第２の手段と、 前記検出されたショート発生頻度が予め定めた基準頻度
   よりも高くなった異常状態を検出する第３の手段と、 該第３の手段で、前記異常状態が検出されたとき前記加
   工液の噴流動作手段、前記加工液の吸引動作手段、前記
   電極のジャンプ量を制御する手段及び該ジャンプ周期を
   制御する手段のうち少なくとも１つの手段を制御して前
   記電極とワーク間に介在する前記チップの排出量を抑制
   させる第４の手段と、を備えて成り、前記電極とワーク
   間に適量のチップを介在させて放電加工を行うことを特
   徴とする放電加工装置。