JP3083869B2

JP3083869B2 - 水油両用の形彫型放電加工方法およびその装置

Info

Publication number: JP3083869B2
Application number: JP03135529A
Authority: JP
Inventors: 康仁照井
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1991-05-10
Publication date: 2000-09-04
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: US5336863A; JPH04336916A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比抵抗値が１０００Ω
cm以上の水系加工液と油系加工液とを両用する形彫型放
電加工方法およびその装置に関する。

【０００２】

【背景技術】水系加工液と油系加工液とを両用する従来
の形彫型放電加工機では、水系加工液を使用して荒加工
を行ない、油系加工液を使用して仕上加工を行なうよう
にしている。これは、水系加工液を使用すると加工速度
が速く、油系加工液を使用すると面粗度が向上するから
である。

【０００３】図１１〜図１２は、ワークＷ１を無垢の状
態から放電加工する場合に考えられる装置の説明図であ
り、図１１（１）、（２）、図１２（１）、（２）の順
で動作する。

【０００４】なお、以下の記載において、水系加工液を
単に、「水」といい、油系加工液を単に、「油」とい
う。図面においても同様に、単に、「水」、「油」と記
載してある。

【０００５】上記背景技術において、加工タンクＴの中
にワークＷ１が設置され、電極ＥＬ１が上下動し、その
電極ＥＬ１には、水用ポンプＰｗ１、逆止弁Ｂ１を介し
て水用タンクＴｗから水１０が供給され、油用ポンプＰ
ｏ１、逆止弁Ｂ２を介して油用タンクＴｏから油１１が
供給される。また、水用ポンプＰｗ２、逆止弁Ｂ３を介
して水用タンクＴｗから加工タンクＴに水１０が供給さ
れ、油用ポンプＰｏ２、逆止弁Ｂ４を介して油用タンク
Ｔｏから油１１が供給される。

【０００６】加工タンクＴに溜られた水１０は、ドレン
Ｄ、水用回収タンクを経由して水用タンクＴｗに送ら
れ、加工タンクＴに溜られた油１１は、ドレンＤ、油用
回収タンクを経由して油用タンクＴｏに送られる。な
お、水用回収タンク、油用回収タンク内の加工液は、図
示しない水用フィルタまたは油用フィルタを介して分離
装置に送られ、水と油とに分別され、上記各回収タンク
に再び戻るようになっている。

【０００７】この背景技術において、まず最初に、ワー
クＷ１を加工タンクＴ内に設置し、図１１（１）に示す
ように、水用ポンプＰｗ１、ＰＷ２を駆動して水用タン
クＴｗからそれぞれ、電極ＥＬ１、加工タンクＴに水１
０を供給する。この場合、油用ポンプＰｏ１、Ｐｏ２を
停止しておく。

【０００８】そして、ワークＷ１と電極ＥＬ１との間
に、荒加工用の加工条件に基づいて、電極ＥＬ１とワー
クＷ１との間に加工パルスを供給して水による荒加工を
行い、その荒加工が終了すると、図１１（２）に示すよ
うに、水用ポンプＰｗ１、Ｐｗ２を停止させるととも
に、加工タンクＴ内の水１０をドレンＤを経由して水用
回収タンクに送る。この場合、ワークＷ１の加工部Ａに
電極ＥＬ１が食い込んだ状態を維持する。

【０００９】その後、図１２（１）に示すように、加工
部Ａに電極ＥＬ１が食い込んだ状態で、油用ポンプＰｏ
１、Ｐｏ２を駆動し、電極ＥＬ１を経由して加工部Ａに
油１１を強い圧力で供給する。水の排出が完了した後、
放電加工で形成されたワークＷ１の窪み部（加工部Ａ）
には水が残っているおり、ポンプＰｏ１によって油１１
を強力に加工部Ａに、噴射することによって、加工部Ａ
の底部に残っている水１０をその圧力で加工部Ａからワ
ークＷ１の外側に押し出すようにしている。これによっ
て、水、油の交換動作が終了する。

【００１０】このようにして、加工部Ａから水１０が排
除された後、図１２（２）に示すように、電極ＥＬ１を
一旦、上昇し、その後、油用ポンプＰｏ１、Ｐｏ２を駆
動し、油用タンクＴｏから電極ＥＬ１、加工タンクＴに
油１１を供給し、油１１の加工液によって仕上加工を行
なう。

【００１１】図１３、図１４は、他の背景技術の説明図
である。

【００１２】この背景技術は、ワークＷ２の形状の一部
分が既に加工され、その後に別の形状で加工する場合の
例であり、図１３（１）、（２）、図１４（１）、
（２）の順で動作する。

【００１３】この背景技術は、電磁弁Ｂ６が設けられ、
電極ＥＬ１を介して、水１０を吸引するために吸引ポン
プＰが設けられ、吸引された水１０が水用回収タンクに
集められる。

【００１４】図１３に示す背景技術において、同図
（１）に示すように、ワークＷ２はその形状の一部分が
既に加工され、その状態で更に別の加工を行なうとき
に、その荒加工に際して、電磁弁Ｂ５を開くとともに水
用ポンプＰｗ１、Ｐｗ２を駆動し、水用タンクＴｗから
それぞれ電極ＥＬ１、加工タンクＴに水１０を供給す
る。このときに油用ポンプＰｏ１、Ｐｏ２を停止し、電
磁弁Ｂ６を閉じ、吸引ポンプＰを停止する。

【００１５】そして、新たな電極ＥＬ１による荒加工
（水を加工液として使用した加工）が終了したときに、
図１３（２）に示すように、ドレンＤを開き、電極ＥＬ
１を新たな加工部Ａ１に食い込ませたまま、電磁弁Ｂ５
を閉じ、水用ポンプＰｗ１、Ｐｗ２を停止し、電磁弁Ｂ
６を開き、吸引ポンプＰを駆動する。これによって、加
工部Ａ１に溜っている水１０を電極ＥＬ１の先端から吸
引し、その吸引された水１０が水用回収タンクに送り込
まれる。

【００１６】そして、加工タンクＴ内の水１０がドレン
Ｄを介して排出されたときに、図１４（１）に示すよう
に、油用ポンプＰｏ２を動作させ、油用タンクＴｏから
加工タンクＴに油１１を供給する。このときにも、ワー
クＷ２の加工部Ａ１内に残っている水１０を、吸引ポン
プＰを動作させることによって吸引する。

【００１７】そして、加工部Ａ１内の水１０が全て吸引
されたときに、図１４（２）に示すように、電磁弁Ｂ６
を閉じ、吸引ポンプＰを停止させ、電磁弁Ｂ５を開き、
油用ポンプＰｏ１を動作させて、電極ＥＬ１に油１１を
供給する。この後は、油１１を加工液として使用して仕
上加工を行なう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記背景技術において
は、水加工後に、油の噴流によって水を飛散させたり、
水を吸引することによって、水を除去するようにしてい
るが、電極の噴流穴（または吸引穴）の設計に制約があ
るという問題がある。すなわち、図１５（１）に示すよ
うに、ワークＷ３の加工部Ａ２に作られた加工溝Ｈが小
さい場合には、その加工溝Ｈに対応する電極部分に吸引
穴を設けることが困難である。また、この場合には、図
１５（２）に示すように、加工溝Ｈ内で、電極ＥＬ２を
上下動させることが考えられるが、それにしても水を１
００％除去できないという問題がある。なお、電極の噴
流穴の設計が容易であったとしても、水加工液を１００
％除去することができないという問題が残る。

【００１９】そして、油中に水滴が残ると、仕上加工時
にアークが発生し、加工が不安定になるという問題があ
り、また電極の消耗が大きくなる等の問題がある。

【００２０】一方、手作業によって水加工液を除去する
ようにすれば水加工液を１００％除去することができる
が、このようにするには、ワークを取り外す等の作業が
必要であり、このワーク取り外し等の作業が、時間、労
力ともに非常にかかり、ワークをテーブル上から一旦、
取りはずすと、電極とワークとの位置決めが再び必要に
なり、またもとの位置関係に正確に戻すことが困難であ
るとともに、水加工から油加工への切換えを自動的に行
うことができないという問題がある。

【００２１】本発明は、水から油の加工液に切換えると
きに、ワーク中の加工部における水をほぼ完全に除去す
ることができ、しかも容易に除去することができる水油
両用の形彫型放電加工方法およびその装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、水系加工液と
油系加工液とを用いて放電加工を行なう型彫放電加工方
法において、上記水系加工液を用いて加工する加工工程
と、上記水系加工液を排出し、加工部分を油系加工液に
入れ換える工程と、この入れ換工程後、上記加工部分を
放電加工することによって、上記加工部分における水系
加工液の温度を上昇させ、上記水系加工液を気泡に変化
させ、また、上記放電時に発生した圧力によって、粒子
状の水系加工液を上記気泡とともに上記加工部分から離
れさせ、これらによって、上記加工部分から水系加工液
を除去する除去工程と、この除去工程後、所望の加工条
件で上記油系加工液を用いて加工を行なう工程とを有す
るものである。

【００２３】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の説明図である。

【００２４】なお、以下の説明においても、水系加工液
を単に、「水」といい、油系加工液を単に、「油」とい
う。この実施例において、加工タンクＴの下部に設けら
れたドレンＤにドレン用電磁弁ＤＶが設けられ、この電
磁弁ＤＶを介して回収分離タンク１４に加工液が送ら
れ、その途中であって、回収分離タンク１４の水用タン
ク側、油用タンク側にはそれぞれ、電磁弁Ｖ１、Ｖ２が
設けられている。また、回収分離タンク１４の水用タン
ク側から加工液タンク１５の水用タンク側に向かってポ
ンプＰ４によって水が送られ、回収分離タンク１４の油
用タンク側から加工液タンク１５の油用タンク側には、
ポンプＰ５によって油が送られるようになっている。

【００２５】回収分離タンク１４において、その水用タ
ンク側の加工液のうち、オーバーフローした加工液
（油）が隔壁を超えて、回収分離タンク１４の油用タン
ク側に入り、水用タンク側の低部に存在する加工液
（水）がポンプＰ４によって、加工液タンク１５の水用
タンク側に送られる。したがって、タンク１４は水と油
とを分離する分離機能を有している。

【００２６】さらに、加工液タンク１５の油用タンク側
から加工タンクＴに向かって、電磁弁と逆止弁とを介し
て、ポンプＰ１によって油が供給され、加工液タンク１
５の油用タンク側の油は、ポンプＰ２によって電極ＥＬ
の噴流穴に供給されている。ワークＷと電極ＥＬとの間
隙内の水は、電極ＥＬの噴流穴を介して、吸引用ポンプ
Ｐ３によって回収分離タンク１４の水用タンク側に運ば
れ、加工液タンク１５の水用タンク側に蓄えられた水
は、逆止弁、電磁弁を経由して、ポンプＰ６によって、
電極ＥＬの噴流穴に供給されるようになっている。

【００２７】一方、検出回路２０は、電極ＥＬとワーク
Ｗとの間で発生した放電による加工状態を検出する回路
であり、電極ＥＬとワークＷとの間隙に発生する加工電
圧をサンプリングし、このサンプリングした値をバイナ
リ信号（分解能がたとえば１Ｖ）に変更し、すなわち加
工電圧をデジタル信号としてＣＰＵ６０（なお、ＣＰＵ
６０はＮＣ装置のことを意味する）に供給するものであ
る。

【００２８】サーボ駆動回路２１は、ＣＰＵ６０からの
半固定信号、サーボ信号等に基づいて、サーボモータＭ
を駆動するものである。ここで、半固定信号は、電極Ｅ
Ｌの位置を現在位置に保持するか、または、所望の深さ
設定値以下に電極ＥＬが降下しないように指令する信号
である。なお、ＮＣプログラム中に所定の値が与えられ
ていれば、半固定信号をＣＰＵ６０から出力する必要は
ない。

【００２９】平均電圧検出回路３１は、間隙の電圧をサ
ンプリングし、その平均電圧を検出するものである。な
お、平均電圧を検出する代わりに、平均電流を検出する
ようにしてもよい。

【００３０】比較回路３２は、平均電圧検出回路３１で
検出した平均電圧の値と基準値発生回路３３で発生した
基準電圧の値とを比較し、検出された平均電圧の値が基
準値よりも高くなったときに、水除去作業が完了したと
判断して、水除去完了信号を出力するとともに、サーボ
駆動回路２１への半固定信号の供給を停止させる回路で
ある。つまり、比較回路３２は、検出回路の出力値と所
定の基準値とを比較し、水の除去状態を示す信号を出力
する比較回路の例である。

【００３１】基準値発生回路３３は、所定の基準電圧の
値または所定の基準電流の値を発生する基準値発生回路
の例である。また、比較回路３２は、平均加工電圧の値
と基準電圧の値との比較、または平均加工電流の値と基
準電流の値との比較を行い、平均加工電圧の値が基準電
圧の値よりも高くなったときに、または平均加工電流の
値が基準電流の値よりも低くなったときに、水除去完了
信号を出力する。なお、比較回路３２と基準値発生回路
３３とを設ける代わりに、所定の閾値を設定し、検出回
路からの間隙状態を示す値（たとえば電圧）が閾値より
も高いか低いかに応じて、水除去完了信号を出力する構
成を採用してもよい。

【００３２】アドレス指定回路４０がＣＰＵ６０から水
・油切換え信号を受けたときに、水除去に適した加工条
件に対応するアドレスをアドレス指定回路４０が加工条
件記憶装置５１に出力し、比較回路３２から水除去完了
信号を受けたときに、ＮＣプログラムに指定された加工
条件に対応するアドレスをアドレス指定回路４０が加工
条件記憶装置５１に出力する。つまり、アドレス指定回
路４０は、水から油に切り換えた後に、後述の加工条件
記憶手段５１に記憶されている水除去加工条件に対応す
るアドレスを出力するアドレス指定回路の例であり、比
較回路が出力する除去状態信号に応じた加工条件に対応
するアドレスであって、加工条件記憶手段に記憶されて
いる加工条件に対応するアドレスを出力するアドレス指
定回路の例でもある。

【００３３】加工条件記憶装置５１には、予め設定され
た加工条件（オンパルスの時間（Ｔｏｎ）、オフパルス
の時間（Ｔｏｆｆ）、印加電圧（Ｖ）、電流波高値（Ｉ
ｐ）、サーボ電圧（ＳＶ）等の組合せ）が複数個記憶さ
れており、各加工条件のアドレスを指定することによっ
て、所定の加工条件（水除去加工条件を含む）が呼び出
される。なお、通常の荒加工から仕上げ加工を行なう場
合は、ＮＣプログラムに記載された加工条件に応じたア
ドレスをＣＰＵ６０（ＮＣ装置）が指定することによっ
て、仕上げ加工の条件が読み出され、仕上げ加工が実行
される。

【００３４】放電パルス発生回路５２は、複数の電圧を
発生する直流電源と、複数のスイッチング素子と、複数
の抵抗等とで構成され、加工条件記憶回路５１が出力す
る条件設定信号に基づいて、放電加工パルスのオンタイ
ム、オフタイム、電流値、電圧値等が所望の値に設定さ
れた放電加工パルスを発生させる装置である。

【００３５】次に上記実施例の動作について説明する。

【００３６】図２は、上記実施例の動作を示すフローチ
ャートである。

【００３７】水を加工液として使用する荒加工が終了し
た後に、まず、加工タンクＴの水を排出する（Ｓ１）。
この場合、ＣＰＵ６０が電磁弁Ｖ１、ドレン電磁弁ＤＶ
を開放し、電磁弁Ｖ２を閉じる。これによって、回収分
離タンク１４の水用タンク側に加工タンクＴ内の水が送
られる。なお、荒加工が終了する前には、電磁弁Ｖ１が
開放され、ドレン電磁弁ＤＶが閉じられているが、オー
バーフロー管１３を介して回収分離タンク１４の水用タ
ンク側に水が流れる。ここで、回収分離タンク１４の水
用タンク側がオーバーフローした場合、そのオーバーフ
ローする分は水に含まれていた油であり、油のみがオー
バーフローして、回収分離タンク１４の油用タンク側に
移動し、また、加工液タンク１５の水用タンク側へは、
ポンプＰ４によって水のみが供給される。

【００３８】そして、水・油切換信号をＣＰＵ６０が出
力するとともに、ポンプＰ１、Ｐ２に駆動を指令し、加
工タンクＴに油が供給される（Ｓ２）。このときに、ア
ドレス指定回路４０は、加工条件記憶回路５１に対し
て、加工条件指定用アドレス（この場合は、水除去用加
工条件に対応するアドレス）を指定する（Ｓ３）。

【００３９】また、加工深さＤを入力する（Ｓ４）。こ
の加工深さＤは、最終所望形状、油による仕上げ加工終
了後の形状よりもやや少なめに設定され、加工し過ぎを
防止するものである。水除去工程が終了した後に、油に
よる仕上げ加工を行なうので、この仕上げ加工の取り代
を最終所望深さから差し引いた深さを加工深さＤとして
設定する。作業者が所望の加工深さをＮＣプログラム中
に指定しておけば、ＮＣプログラムで加工深さＤを指定
することができる。

【００４０】次に、サーボを半固定する（Ｓ５）。つま
り、電極ＥＬの位置を現在位置に保持するか、または、
設定された加工深さＤ以上に電極ＥＬが降下しないよう
に指令する。また、加工深さが充分残っている場合（つ
まり加工深さＤが、水除去に必要な加工時間以上、加工
を継続できる値である場合）、この半固定を行なう必要
はない。そして、水除去用条件で加工を行なう（Ｓ
６）。このように水除去用条件で放電加工し、この放電
に伴って間隙中の水の温度が上昇し、水が気泡（蒸気）
に変化し、また放電時に発生する圧力によって水が微細
な粒子状になり、この粒子状の水が気泡とともに間隙か
ら離れ、つまり間隙から水が除去される。また、このと
きに、ポンプＰ２を間欠駆動することによって、油噴流
を間欠的に行ない、間隙からの水除去が促進されるよう
にしてもよい。また、サーボが半固定状態になっている
ので、電極ＥＬは、加工深さＤを越えて降下することが
なく、オーバカット（指定加工深さ以上の加工）を防止
できる。

【００４１】そして、間隙の平均電圧Ｖｇと基準電圧Ｖ
ｒとを比較し（Ｓ７）、基準電圧Ｖｒよりも平均電圧Ｖ
ｇが低ければ、加工深さＤと現在の深さＤｅとを比較す
る（Ｓ８）。現在の深さＤｅが加工深さＤよりも少なけ
れば、水除去用加工条件で加工を継続しながら、Ｓ７、
Ｓ８を繰り返す。もし、加工深さＤよりも現在の加工深
さＤｅが大きくなれば、異常表示を行なう（Ｓ９）。

【００４２】一方、平均電圧Ｖｇが基準電圧Ｖｒ以上に
なると（Ｓ７）、間隙から水が除去されたと判断し、比
較回路３２が水除去完了信号を出力し、これに応じてア
ドレス指定回路４０が水除去用加工に関するアドレスの
出力を停止することによって、水除去用加工を停止する
（Ｓ１０）。また、サーボ半固定を解除し（Ｓ１１）、
油条件（仕上げ加工の条件）を設定し（Ｓ１２）、仕上
げ加工を行なう（Ｓ１３）。なお、油条件設定を行なう
場合、その油条件を作業者が設定するようにしてもよ
く、ＮＣプログラムから読み込むようにしてもよい。

【００４３】つまり、上記実施例は、水系加工液を用い
て加工する加工工程と、水を排出し、加工部分を油に入
れ換える工程と、この入れ換工程後、加工部分に残され
た水を放電加工によって除去する除去工程と、この除去
工程後、所望の加工条件で油を用いて加工を行なう工程
とを有する。なお、上記除去工程は、放電加工中におけ
る加工電圧の値または加工電流の値が所定値以上になっ
たときに終了するものであり、また、上記除去工程は、
放電加工を所定時間行なったときに終了するものでもあ
る。

【００４４】上記実施例によれば、水加工から油加工に
切換える際、電極ＥＬとワークＷとの間隙から、水がほ
ぼ１００パーセント除去される。

【００４５】図３は、本発明の他の実施例の説明図であ
る。

【００４６】この実施例は、図１に示す実施例における
比較回路３２の代わりにＡＮＤ回路３１ａとタイマＴＭ
１とを設け、基準値発生回路３３の代わりに水除去デー
タメモリ３４を設け、水除去条件による加工が開始され
てから、所定のタイマ時間が経過したときに、水除去が
終了したと判断するものである。

【００４７】この実施例において、ＡＮＤ回路３１ａ
は、ＣＰＵ６０からの水・切換信号と平均電圧検出回路
３１からの放電開始検出信号とを同時に受けたときに、
によるタイマ時間のカウントを開始させるものであり、
水除去データメモリ３４は、ワークＷにおける加工部の
体積と水除去に必要な時間（タイマ時間）との関係を、
加工電流毎に示すテーブルを有し、ＣＰＵ６０から受け
たワークＷの体積データ（ワークＷにおける加工部の体
積のデータ）に基づいて、タイマ時間情報をタイマＴＭ
１に送るものである。なお、水除去データメモリ３４を
設ける代りに、データ表に基づいたタイマ時間情報を作
業者がＮＣプログラムに指定するようにしてもよく、こ
の場合、ＣＰＵ６０を介して、上記タイマ時間情報がタ
イマに与えられる。つまり、タイマＴＭ１は、水から油
に切り換えて水除去加工を行なう時間をカウントするタ
イマ手段の例である。

【００４８】なお、上記テーブルの例を図５に示してあ
り、上記タイマ時間は加工部の体積が大きい程、長くな
る。図５に示すデータは、加工部体積、水の残留量、水
の除去に必要な時間、平均加工電圧の回復時間、消費熱
量を実測した場合のデータ（図６に示す）に基づいてい
る。また、図７は、その実測データのグラフを示す図で
あり、同図（１）は加工部における水の残量と加工部体
積との関係を示し、同図（２）は水の除去時間と加工部
体積との関係を示し、同図（３）は平均加工電圧回復時
間と加工部体積との関係を示してある。

【００４９】図４は、図３に示す実施例の動作を示すフ
ローチャートである。

【００５０】このフローチャートにおいて、Ｓ２１〜Ｓ
２５は、図２に示すＳ１〜Ｓ５と同じである。そして、
サーボを半固定した（Ｓ２５）後に、水除去用条件で加
工し、タイマＴＭ１をスタートする。このタイマ時間
は、ＣＰＵ６０から送られる体積データに基づいて、水
除去データメモリ３４が出力するものである。そのタイ
マ時間中に、加工深さＤよりも現在の加工深さＤｅが深
くなれば（Ｓ２８）、異常表示を行ない（Ｓ２９）、異
常状態が生じることなくタイマ時間が経過すれば（Ｓ２
７）、間隙から水が除去されたと判断し、タイマＴＭ１
が水除去完了信号を出力し、これに応じてアドレス指定
回路４０がアドレス指定信号の出力を停止し、水除去用
加工を停止する（Ｓ３０）。また、サーボ半固定を解除
し（Ｓ３１）、油条件（仕上げ加工の条件）を設定し
（Ｓ３２）、仕上げ加工を行なう（Ｓ３３）。この例に
おいても、加工取り代（加工深さ）が充分存在する場合
には、必ずしもサーボを半固定にする必要はない。

【００５１】このように、平均電圧の大きさを検出する
代わりに、加工部の体積に応じた時間だけ、水除去用条
件で加工しても、水加工から油加工に切換える際、電極
ＥＬとワークＷとの間隙から、水がほぼ１００パーセン
ト除去される。

【００５２】なお、図３に示す実施例に、基準値発生回
路３３と比較回路３２とを設け、タイマＴＭ１によるタ
イマ時間経過後に、基準電圧よりも平均電圧が高くなっ
たときに、水が除去されたと判断するようにしてもよ
い。つまり、タイマ時間経過後に、平均電圧検出回路３
１で検出した平均電圧の値と基準値発生回路３３で発生
した基準電圧の値とを比較し、検出された平均電圧の値
が基準値よりも高くなったときに、水除去作業が完了し
たと判断して、水除去完了信号を出力するようにしても
よい。このようにすれば、水除去動作に関する確実性が
増加する。

【００５３】図８（１）は、本発明の他の実施例の説明
図であり、図８（２）は、τｗの説明図である。

【００５４】この実施例において、τｗ検出回路３５
は、間隙への電圧の印加回数に対する放電待機時間（間
隙に加工電圧が印加されてから放電が開始するまでの時
間）τｗの発生率を検出する回路である。判断回路３６
は、放電待機時間τｗの発生率が所定の値に達し、しか
もタイマＴＭ２によるタイマ時間が経過したときに、間
隙から水が除去されたと判断するものである。タイマＴ
Ｍ２は、図３に示すタイマＴＭ１と同じであるが、図８
（１）においては、平均電圧検出回路３１とＡＮＤ回路
３１ａとの図示を省略してある。

【００５５】すなわち、図８（１）に示す実施例におい
ては、サーボを半固定した後に、水除去用条件で加工
し、タイマＴＭ２をスタートする。このタイマ時間は、
ＣＰＵ６１から送られる体積データに基づいて、水除去
データメモリ３４が出力するものであり、タイマ時間が
経過したときに、判断回路３６が放電待機時間τｗの発
生率を検出し、その発生率が９０％以上であれば、間隙
から水が除去されたと判断し、判断回路３６が水除去完
了信号を出力し、これに応じてアドレス指定回路４０が
アドレス指定信号の出力を停止し、サーボ半固定を解除
し、設定された仕上げ加工の油条件で仕上げ加工を行な
う。なお、放電待機時間τｗの発生率は９０％以外の任
意の割合以上で、間隙から水が除去されたと判断するよ
うにしてもよい。

【００５６】また、放電待機時間τｗは、上記のよう
に、間隙に加工電圧が印加されてから放電が開始するま
での時間であり、図８（２）に示す例では、左側２つの
放電パルス波形には放電待機時間τｗが発生していない
が、右側２つの放電波形には放電待機時間τｗが発生し
ている。放電待機時間τｗ率を測定する場合、その放電
待機時間τｗが短くても、放電待機時間τｗが１回発生
したと判断する。もっとも、放電待機時間τｗが所定時
間以上である場合に限って、放電待機時間τｗが発生し
たと判断するようにしてもよい。

【００５７】なお、具体的には、τｗ検出回路３５は、
所定の閾値を発生する閾値発生回路と、この閾値と放電
パルスとを比較し、その閾値よりも放電パルスの値が高
いときに、τｗが発生したことを示す信号を出力する比
較回路とを有する。判断回路３６は、単位時間を測定す
るタイマと、τｗ検出回路３５の出力信号の数をカウン
トするカウンタと、発生率９０％に相当する数を出力す
るレジスタと、上記カウンタの出力値とレジスタの値と
を比較する比較回路とを有する。

【００５８】図９は、本発明のさらに他の実施例の説明
図である。

【００５９】この実施例は、ＣＰＵ６２からの体積デー
タに基づいて、水除去データメモリ３４が所定のタイマ
時間を出力し、このタイマ時間が経過するまではタイマ
ＴＭ２がスイッチＳＷをオフして、平均電圧検出回路３
１が出力する平均電圧を比較回路３２へ供給することを
阻止し、タイマ時間が経過したときに、タイマＴＭ２が
スイッチＳＷをオンして、平均電圧検出回路３１が出力
する平均電圧を比較回路３２に供給し、その平均電圧と
基準値発生回路３３が出力する基準値とを比較回路３２
が比較する。一方、基準値よりも平均電圧が低いことを
比較回路３２が出力したときには、レシプロ条件の変
更、高圧噴流、水の吸引、電源電圧の上昇、加工電流の
上昇をそれぞれ実行し、その都度、前回の平均電圧と今
回の平均電圧とを比較し、前回の平均電圧よりも今回の
平均電圧が高くなったときに、そのときの平均電圧を基
準値と比較し、そのときの平均電圧が基準値よりも高く
なったときに、水除去加工を終了する。なお、レシプロ
条件は、電極ＥＬとワークＷとの間隙を広げたり縮めた
りするために、ワークＷに対して電極ＥＬを上下動する
場合の条件であり、１回の上下動と次の上下動との時間
間隔、１回の上下動の時間等の条件である。なお、これ
らの条件は、ＣＰＵ６２（ＮＣ装置）に予め設定された
条件であり、レシプロ運転指令信号によってそのレシプ
ロ条件の実行を開始させてもよい。

【００６０】スイッチＳＷは、平均電圧検出回路３１と
比較回路３２との間に設けられ、タイマＴＭ２がタイマ
時間のカウントを終了するまではオフし、そのカウント
を終了したときにオンするものである。

【００６１】メモリ３７は、水除去条件制御回路４１か
らの制御信号を受けたときに平均電圧検出回路３１の出
力信号を順次、記憶するものである。つまり、上記制御
信号は、比較回路３２で何回目に比較するかを示す信号
であり、その制御信号が示す回数に応じた記憶内容をメ
モリ３７が記憶し、出力する。ただし、平均電圧を比較
する回数が１回目であるときのみ、基準値発生回路３３
が基準値を出力する。したがって、最初の状態では、平
均電圧を記憶する回数が１回目であるので、水除去条件
制御回路４１の制御信号を「１」とすると、このときに
の平均加工電圧Ｖｇ１をメモリ３７が記憶し、基準値発
生回路３３が基準値を出力し、その制御信号として
「２」が出力されたときに、そのときの平均加工電圧Ｖ
ｇ２をメモリ３７が記憶し、平均加工電圧Ｖｇ１を比較
回路３２にメモリ３７が出力する。

【００６２】そして、制御信号として「３」が出力され
たときに、そのときの平均加工電圧Ｖｇ３をメモリ３７
が記憶し、平均加工電圧Ｖｇ２を比較回路３２にメモリ
３７が出力し、制御信号として「４」が出力されたとき
に、そのときの平均加工電圧Ｖｇ４をメモリ３７が記憶
し、平均加工電圧Ｖｇ３を比較回路３２にメモリ３７が
出力し、制御信号として「５」が出力されたときに、そ
のときの平均加工電圧Ｖｇ５をメモリ３７が記憶し、平
均加工電圧Ｖｇ４を比較回路３２にメモリ３７が出力
し、制御信号として「６」が出力されたときに、そのと
きの平均加工電圧Ｖｇ６をメモリ３７が記憶し、平均加
工電圧Ｖｇ５を比較回路３２にメモリ３７が出力し、制
御信号として「７」が出力されたときに、平均加工電圧
Ｖｇ６を比較回路３２にメモリ３７が出力するものであ
る。

【００６３】次に、上記実施例の動作について説明す
る。

【００６４】図１０は、図９に示す実施例の動作を示す
フローチャートである。

【００６５】このフローチャートにおいて、Ｓ５１〜Ｓ
５６は、図２に示すＳ１〜Ｓ６と同じである。タイマＴ
Ｍ２のタイマ時間だけ、水除去条件で加工した（Ｓ５
７）後に、数ミリ秒〜数十ミリ秒の第１所定時間だけ、
加工を継続し（Ｓ５８）、このときの平均加工電圧Ｖｇ
１をメモリ３７に記憶するとともに、スイッチＳＷを介
して比較回路３２に送り（Ｓ５９）、基準電圧Ｖｒを比
較回路３２に出力し（Ｓ６０）、平均加工電圧Ｖｇ１と
基準電圧Ｖｒとを比較し（Ｓ６１）、平均加工電圧Ｖｇ
１が基準電圧Ｖｒよりも高ければ、間隙から水が除去さ
れたと判断し、ＣＰＵ６３（ＮＣ装置）が水除去用加工
を停止する（Ｓ６２）。また、サーボ半固定を解除し
（Ｓ６３）、油条件（仕上げ加工の条件）を設定する
（Ｓ６４）。この場合、図２のときと同様に、作業者が
油条件を設定しても、またはＮＣプログラム上に設定し
ておいてもよい。そして油条件に切換え、仕上げ加工を
行なう（Ｓ６５、Ｓ６６）。

【００６６】一方、Ｓ６１において、平均加工電圧Ｖｇ
１が基準電圧Ｖｒよりも低ければ、レシプロ運転指令を
水除去条件制御回路４１が出力し、ＣＰＵ６３を介し
て、サーボ駆動回路２１がレシプロ運転を制御する（Ｓ
７１）。つまり、ワークＷに対して電極ＥＬを上下動
し、間隙を広げたり縮めたりすることによって、間隙に
存在する水を排除するようにする。なお、Ｓ７１におい
て、単にレシプロ運転を行う代わりに、そのレシプロ運
転の条件（１回の上下動と次の上下動との間隔、１回の
上下動に必要な時間等の条件）を変更してレシプロ運転
を行うようにしてもよい。その後、数秒〜数十秒程度の
第２所定時間だけ、上記レシプロ運動を行ないながら加
工を継続し（Ｓ７２）、上記第２所定時間経過後に、こ
のときの平均加工電圧Ｖｇ２を読み込み（Ｓ７３）、平
均加工電圧Ｖｇ１とＶｇ２とを比較し（Ｓ７４）、平均
加工電圧Ｖｇ２がＶｇ１よりも高ければ、つまり前回の
平均加工電圧よりも今回の平均加工電圧が高くなってい
れば（Ｓ７４）、間隙内の水の除去が進んだと判断し、
Ｓ５８に戻る。

【００６７】しかし、平均加工電圧Ｖｇ２がＶｇ１より
も低ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の平
均加工電圧が低くなっていれば、間隙内の水の除去をさ
らに強力に行う必要があると判断し、ポンプＰ２を駆動
することによって、油の高圧噴流を噴出し（Ｓ７５）、
数秒〜数十秒程度の第３所定時間だけ、油の高圧噴流を
噴出させながら加工を継続し（Ｓ７６）、上記第３所定
時間経過後に、このときの平均加工電圧Ｖｇ３を読み込
み（Ｓ７７）、平均加工電圧Ｖｇ２とＶｇ３とを比較す
る（Ｓ７８）。このときに、平均加工電圧Ｖｇ３がＶｇ
２よりも高ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今
回の平均加工電圧が高くなっていれば、間隙内の水の除
去が進んだと判断し、Ｓ５８に戻る。

【００６８】逆に、平均加工電圧Ｖｇ３がＶｇ２よりも
低ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の平均
加工電圧が低くなっていれば、間隙内の水の除去をさら
に強力に行う必要があると判断し、吸引用ポンプＰ３を
動作させて、間隙内の水を吸引し（Ｓ８１）、数秒〜数
十秒程度の第４所定時間だけ、上記吸引動作を行ないな
がら加工を継続し（Ｓ８２）、上記第４所定時間経過後
に、このときの平均加工電圧Ｖｇ４を読み込み（Ｓ８
３）、平均加工電圧Ｖｇ３とＶｇ４とを比較する（Ｓ８
４）。このときに、平均加工電圧Ｖｇ４がＶｇ３よりも
高ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の平均
加工電圧が高くなっていれば、間隙内の水の除去が進ん
だと判断し、Ｓ５８に戻る。

【００６９】この場合、平均加工電圧Ｖｇ４がＶｇ３よ
りも低ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の
平均加工電圧が低くなっていれば、間隙内の水の除去を
さらに強力に行う必要があると判断し、電源電圧を上昇
させ（Ｓ８５）、数秒〜数十秒程度の第５所定時間だ
け、加工を継続し（Ｓ８６）、このときの平均加工電圧
Ｖｇ５を読み込み（Ｓ８７）、平均加工電圧Ｖｇ４とＶ
ｇ５とを比較する（Ｓ８８）。そして、平均加工電圧Ｖ
ｇ５がＶｇ４よりも高ければ、つまり前回の平均加工電
圧よりも今回の平均加工電圧が高くなっていれば、間隙
内の水の除去が進んだと判断し、Ｓ５８に戻る。

【００７０】逆に、平均加工電圧Ｖｇ５がＶｇ４よりも
低ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の平均
加工電圧が低くなっていれば、間隙内の水の除去をさら
に強力に行う必要があると判断し、加工電流を増加させ
（Ｓ９１）、数秒〜数十秒程度の第６所定時間だけ、加
工を継続し（Ｓ９２）、このときの平均加工電圧Ｖｇ６
を読み込み（Ｓ９３）、平均加工電圧Ｖｇ６とＶｇ５と
を比較する（Ｓ９４）。そして、平均加工電圧Ｖｇ６が
Ｖｇ５よりも高ければ、つまり前回の平均加工電圧より
も今回の平均加工電圧が高くなっていれば、間隙内の水
の除去が進んだと判断し、Ｓ５８に戻る。

【００７１】しかし、平均加工電圧Ｖｇ６がＶｇ５より
も低ければ、つまり前回の平均加工電圧よりも今回の平
均加工電圧が低くなっていれば、現在の加工深さＤｅを
読み込み（Ｓ９５）、加工深さＤよりも現在の加工深さ
Ｄｅが大きければ（Ｓ９６）、異常表示を行なう。加工
深さＤよりも現在の加工深さＤｅが小さければ、Ｓ５８
に戻る。もちろん、ＮＣプログラムに予め所定値が指定
されていればこの動作を行なう必要はない。

【００７２】上記のように、平均加工電圧が基準電圧よ
りも低いときに、レシプロ運転、高圧噴流、水の吸引、
電源電圧の上昇、加工電流の増加を行うことによって、
水除去を強力に実行することができる。この場合、レシ
プロ運転、高圧噴流、水の吸引、電源電圧の上昇、加工
電流の増加の全てを実行する必要はなく、そのうちの少
なくとも１つを実行すればよい。なお、レシプロ運転、
高圧噴流、水の吸引、電源電圧の上昇、加工電流の増加
の順序は、上記以外の任意の順序でもよいが、電源電圧
の上昇、加工電流の増加等の電気的条件は、それらを実
行することによって水除去加工による加工が進むが、こ
の加工が進みすぎると後の油条件による加工に不都合を
生じる場合もあるので、他の条件よりも後で実行するこ
とが好ましい。

【００７３】

【発明の効果】本発明によれば、水から油の加工液に切
換えるときに、ワーク中の加工部における水をほぼ完全
に除去することができ、しかも容易に除去することがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の説明図である。

【図２】上記実施例の動作を示すフローチャートであ
る。

【図３】本発明の他の実施例の説明図である。

【図４】図３に示す実施例の動作を示すフローチャート
である。

【図５】加工部体積と、水除去に必要な時間との関係を
示す図である。

【図６】図５に示す関係の根拠となる実測データを示す
図である。

【図７】図６に示すデータのグラフを示す図である。

【図８】本発明の別の実施例の説明図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例の説明図である。

【図１０】図９に示す実施例の動作を示すフローチャー
トである。

【図１１】背景技術の説明図である。

【図１２】図１１に示した背景技術と同じものの説明図
である。

【図１３】他の背景技術の説明図である。

【図１４】図１３に示した背景技術と同じものの説明図
である。

【図１５】ワークの加工部に作られた加工溝が小さい場
合の説明図である。

【符号の説明】

Ｐ１〜Ｐ５…ポンプ、Ｔ…加工タンク、Ｗ…ワーク、２０…検出回路、２１…サーボ駆動回路、３１…平均電圧検出回路、３２…比較回路、３３…基準値発生回路、３４…判断データメモリ、３５…τｗ検出回路、３６…判断回路、４０、４１…水除去条件制御回路、５１…加工条件記憶回路、５２…放電パルス発生回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】水系加工液と油系加工液とを用いて放電
加工を行なう型彫放電加工方法において、上記水系加工液を用いて加工する加工工程と；上記水系加工液を排出し、加工部分を油系加工液に入れ
換える工程と；この入れ換工程後、上記加工部分を放電加工することに
よって、上記加工部分における水系加工液の温度を上昇
させ、上記水系加工液を気泡に変化させ、また、上記放
電時に発生した圧力によって、粒子状の水系加工液を上
記気泡とともに上記加工部分から離れさせ、これらによ
って、上記加工部分から水系加工液を除去する除去工程
と；この除去工程後、所望の加工条件で上記油系加工液を用
いて加工を行なう工程と；を有することを特徴とする水油両用の形彫型放電加工方
法。
【請求項２】水系加工液または油系加工液を介して、
被加工物と電極とによる加工間隙に、間欠的に加工パル
スエネルギーを印加して放電加工を行なう放電加工装置
において、上記水系加工液を排出し、加工部分を油系加工液に入れ
換えたた後に、上記加工部分を放電加工することによっ
て、上記加工部分における水系加工液の温度を上昇さ
せ、上記水系加工液を気泡に変化させ、また、上記放電
時に発生した圧力によって、粒子状の水系加工液を上記
気泡とともに上記加工部分から離れさせ、これらによっ
て、上記加工部分から水系加工液を除去する場合におけ
る条件である水除去加工条件を含む複数の加工条件を所
定のアドレスとともに記憶する加工条件記憶手段と；上記加工間隙の状態を検出する検出回路と；この検出回路の出力値と所定の基準値とを比較し、上記
水系加工液の除去状態を示す信号を出力する比較回路
と；この比較回路が出力する除去状態信号に応じた加工条件
に対応するアドレスであって、上記加工条件記憶手段に
記憶されている加工条件に対応するアドレスを出力する
アドレス指定回路と；を有することを特徴とする水油両用の形彫型放電加工装
置。
【請求項３】水系加工液または油系加工液を介して、
被加工物と電極とによる加工間隙に、間欠的に加工パル
スエネルギーを印加して放電加工を行なう放電加工装置
において、上記水系加工液を排出し、加工部分を油系加工液に入れ
換えたた後に、上記加工部分を放電加工することによっ
て、上記加工部分における水系加工液の温度を上昇さ
せ、上記水系加工液を気泡に変化させ、また、上記放電
時に発生した圧力によって、粒子状の水系加工液を上記
気泡とともに上記加工部分から離れさせ、これらによっ
て、上記加工部分から水系加工液を除去する場合におけ
る条件である水除去加工条件を含む複数の加工条件を所
定のアドレスとともに記憶する加工条件記憶手段と；上記水系加工液から上記油系加工液に切り換えた後に、
上記加工条件記憶手段に記憶されている上記水除去加工
条件に対応するアドレスを出力するアドレス指定回路
と；上記水系加工液から上記油系加工液に切り換えて水除去
加工を行なう時間をカウントするタイマ手段と；を有することを特徴とする水油両用の形彫型放電加工装
置。