JP3549688B2

JP3549688B2 - 放電加工方法および放電加工装置

Info

Publication number: JP3549688B2
Application number: JP28881396A
Authority: JP
Inventors: 卓司真柄; 隆湯澤; 一樹渡辺; 昭伸竹内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 2004-08-04
Anticipated expiration: 2016-10-30
Also published as: JPH10128624A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工方法および放電加工装置に関し、特に単純形状の工具電極を用い、工具電極を加工面に対して法線方向の軸線をもって対向させて３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工方法および放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、特開平５−３４５２２８号公報に示されているように、単純形状の工具電極が３次元キャビティを放電加工する従来の放電加工装置の原理を示している。
【０００３】
この従来例の放電加工装置においては、対向する工具電極１００と工作物Ｗとの間に電圧を印加し、工具電極１００の長さ方向（軸線方向）の消耗量を補正するＺ軸方向成分の送りを水平方向（Ｘ軸・Ｙ軸方向）送りと合成しながら輪郭形状の加工を行うことにより、電極形状が定常状態に落ちついた状態にて加工が行え、その結果、工具電極１００の側面消耗を補償することなく一定の輪郭形状が得られるとしている。
【０００４】
図５は、工具電極１００が工作物Ｗに接触する初期位置（位置ａ）から始まって位置ａ〜位置ｅの順序での位置における円筒形の工具電極１００の形状変化を示しており、電極形状は位置ｄで定常状態となっている。この場合、工具電極１が工作物Ｗに接触するようになり、輪郭が変更する短い初期移行期間（位置ａ〜位置ｄ）の後には、工具電極１００の輪郭は、加工の残りの期間（位置ｄからｅまでの間）が一定（不変）となり、工具電極１００の長さのみが消耗の結果、減少する。図示では、電極先端形状は移行段階の終了時では円錐形となり、傾斜角度βは層の厚さＥ（カット深さまたは溝の深さ）および円筒形電極の半径Ｒに左右される。
【０００５】
なお、図５において、αは送り傾斜角を、Ｖ１は工作物Ｗに対する工具電極１００の見かけ上の送り速度を、Ｖ３は工具電極１００の軸線方向送り速度を、Ｖ２は速度Ｖ１とＶ３との合成ベクトル速度をそれぞれ示している。
【０００６】
また、特開平５− ２７７８６０号公報には、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｃ軸、Ａ軸、Ｗ軸の各ＮＣ送り軸を有した６軸制御により３次元自由曲面の輪郭加工を切削工具によって行う工作機械において、Ｗ軸制御により切り込み送りと工具長補正を行う例が示されている。図６はその工作機械の構成を示している。この工作機械は、門型の工作機械であり、ベッド１０１上をＸ軸方向に直動するワークテーブル１０２と、ワークテーブル１０２をはさんでワークテーブル１０２の両側に立設されたコラム１０３および両側のコラム１０３の上部を結合してＹ軸方向に延在するクロスビーム１０４と、クロスビーム１０４に係合してＹ方向に直動するサドル１０５と、サドル１０５に係合してＺ軸方向に直動するラム１０６と、ラム１０６の下部に設けられたＣ軸ベース部材１０７と、Ｃ軸ベース部材１０７にＺ軸周りの回転であるＣ軸方向に回転可能に設けられたＡ軸ベース部材１０８と、Ａ軸ベース部材１０８にＸ軸周りの回転であるＡ軸方向に回転可能に設けられたＷ軸ベース部材１０９と、Ｗ軸ベース部材１０９に係合してＷ軸方向に直動する主軸ヘッド１１０と、主軸ヘッド１１０にＷ軸方向と平行な軸線を有して軸支された工具主軸１１１とを有し、工具主軸１１１に旋削用の工具１１２（図７参照）が取り付けられる。
【０００７】
図７は、上述の工作機械による３次元自由曲面の輪郭加工方法を示している。この３次元自由曲面の輪郭加工方法では、周知のように、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｃ軸、Ａ軸の同時５軸制御によりワークテーブル１０２上の被工作物５０の加工面に対して工具１１２が常に法線方向に向くよう姿勢制御して曲面の輪郭加工を行う。
【０００８】
この輪郭加工では、工具１１２により荒加工が行われ、荒加工面Ａが形成された後、順次加工を進めて仕上げ加工に至る過程で、主軸ヘッド１１０をＷ軸ベース部材１０９上で単にＷ軸方向に前進させることで、切り込み送りを与えて仕上加工面Ｂまでの加工が行われる。また、加工開始時にＷ軸制御によって工具１１２の初期的な工具長補正が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特開平５− ３４５２２８号公報に示されているような、単純形状電極を用いた従来の放電加工装置では、Ｘ軸方向とＹ軸方向との電極送りに加え、電極長手方向の長さ方向の消耗を補正するよう、Ｚ軸方向の送りを加えることにより、高精度の輪郭加工が実現できるが、Ｚ軸方向の送り電極長手方向の長さ方向の消耗補正を行うため、基本的に底面が平面で構成された２．５次元の加工に限定され、３次元自由曲面の輪郭加工は不可能である。
【００１０】
特開平５− ２７７８６０号公報に開示された工作機械では、Ｗ軸を有しているから、３次元自由曲面の輪郭加工において複雑な加工プログラムを不要とし、またＷ軸制御によって工具長補正が行えるが、この工作機械での工具は専ら切削用の工具で、一パスでの工具の軸線方向の消耗量が激しくなく、工具長補正は加工開始時の初期補正だけで充分な切削加工を対象としており、３次元自由曲面の輪郭加工のための工具移動過程で電極消耗補正をリアルタイムで行うことができないため、電極消耗の激しい放電加工に関しては、工具電極の長手方向（軸線方向）の消耗による加工誤差が生じ、加工精度が著しく低下すると云う問題点がある。
【００１１】
この発明は、上述のような従来のものの課題を解消するためになされたものであり、工具電極の軸線方向消耗による補正を適切に行って高精度な３次元自由曲面の輪郭加工を行い、しかも加工プログラムの作成が容易な放電加工方法およびこの方法の実施に使用される放電加工装置を得ることを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による放電加工方法は、３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工方法において、工具電極を加工面に対して法線方向の軸線をもって対向させ、工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算し、この移動距離に応じて前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うものである。
【００１３】
この発明による放電加工方法では、３次元自由曲面の輪郭加工のための工具移動過程において工具電極先端の加工面に沿った移動距離に応じて工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行う。
【００１４】
つぎの発明による放電加工方法は、上述の放電加工方法において、３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により所定比率を決定するものである。
【００１５】
この発明による放電加工方法では、所定比率は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算によって決定され、この所定比率によってリアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行う。
【００１６】
また上述の目的を達成するために、この発明による放電加工装置は、３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工装置において、工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って対向させながら移動させる制御手段と、工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算する先端移動距離計算手段と、前記先端移動距離計算手段の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた工具電極の軸線方向消耗補正のための所定比率の法線方向駆動指令を生成する電極消耗補正制御手段とを備え、前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うものである。
【００１７】
この発明による放電加工装置では、３次元自由曲面の輪郭加工のための工具移動過程において、先端移動距離計算手段が工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算し、電極消耗補正制御手段が先端移動距離計算手段の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた工具電極の軸線方向消耗補正のための所定比率の法線方向駆動指令を生成し、この電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われる。
【００１８】
つぎの発明による放電加工装置は、上述の放電加工装置において、前記電極消耗補正制御手段は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により所定比率を決定するものである。
【００１９】
この発明による放電加工装置では、電極消耗補正制御手段は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により所定比率を決定し、この所定比率によってリアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われる。
【００２０】
つぎの発明による放電加工装置は、上述の放電加工装置において、放電加工装置は同時多軸制御式の放電加工装置であり、同時多軸制御により前記工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うものである。
【００２１】
この発明による放電加工装置では、同時多軸制御により工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に法線方向の所定比率の送りが与えられ、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われる。
【００２２】
つぎの発明による放電加工装置は、上述の放電加工装置において、放電加工装置は多関節ロボット式の放電加工装置であり、多関節ロボット制御により前記工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うものである。
【００２３】
この発明による放電加工装置では、多関節ロボット制御により工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に法線方向の所定比率の送りが与えられ、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われる。
【００２４】
つぎの発明による放電加工装置は、上述の放電加工装置において、前記工具電極を電極自身の軸線方向に移動させる専用の送り軸機構を有し、当該送り軸機構に前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令を与え、当該送り軸機構による前記工具電極の軸線方向駆動によって前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うものである。
【００２５】
この発明による放電加工装置では、工具電極を電極自身の軸線方向に移動させる専用の送り軸機構に電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令が与えられ、この送り軸機構による工具電極の軸線方向駆動によって工具電極の軸線方向消耗補正が行われる。
【００２６】
つぎの発明による放電加工装置は、上述の放電加工装置において、前記工具電極を自動交換する電極自動交換装置と、前記工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達した時に工具電極の交換指令を前記電極自動交換装置に出力する電極交換制御手段とを有し、前記工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達すれば、前記電極自動交換装置によって前記工具電極を自動交換するものである。
【００２７】
この発明による放電加工装置では、工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達すれば、電極交換制御手段が工具電極の交換指令を電極自動交換装置に出力し、電極自動交換装置が工具電極を自動交換する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明に係る放電加工方法および放電加工装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、この発明による放電加工装置の実施の形態１を示している。この放電加工装置本体２０は、ベッド１と、ベッド１上をＸ軸方向に直動するサドル２と、サドル２に取り付けられてＹ軸方向に直動するラム３と、ラム３に取り付けられてＺ軸方向に直動するＺ軸ベース部材４と、Ｚ軸ベース部材４の下部に設けられたＣ軸ベース部材５と、Ｃ軸ベース部材５にＣ軸方向に回転可能に設けられたＡ軸ベース部材６と、Ａ軸ベース部材６にＡ軸方向に回転可能に設けられたＷ軸ベース部材７と、Ｗ軸ベース部材７に取り付けられてＷ軸方向に直動する主軸ヘッド８と、主軸ヘッド８にＷ軸方向と平行な軸線を有して軸支された主軸９と、主軸９に取り付けられた単純形状の工具電極１０とを有している。
【００３０】
また、放電加工装置本体２０は、ベッド１上に加工液槽１１を有し、加工液槽１１内に被工作物５０が固定配置されている。
【００３１】
この放電加工装置は同期多軸制御式のものであり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸、Ｗ軸の６軸をＮＣプログラムによって制御するＣＮＣ装置３０が接続されている。
【００３２】
ＣＮＣ装置３０には、ＮＣプログラムに基づいて工具電極１０の軸線を被工作物５０の加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行うためのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の同時５軸制御手段３１と、３次元自由曲面の輪郭加工のための電極先端部分の加工面に沿った移動距離を計算する先端移動量計算手段３２と、先端移動量計算手段３２による移動距離の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた電極消耗補正のためのＷ軸駆動指令（法線方向駆動指令）を行う電極消耗補正制御手段３３とが設けられている。
【００３３】
電極消耗補正制御手段３３は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算によりＷ軸駆動指令を決定するものであり、補正変数は切り込み量が大きいほど大きくなり、Ｗ軸駆動指令は３次元自由曲面の輪郭加工のための移動距離の増加に伴い比例的に増大する。３次元自由曲面の輪郭加工のための移動距離は、同時５軸制御手段３１によるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各軸駆動指令に基づく３次元ベクトル計算により算出することができる。
【００３４】
つぎに、図２を参照して実施の形態１の動作について説明する。３次元自由曲面の輪郭形状の放電加工の基本動作としては、対向する工具電極１０と被工作物５０との間に電圧を印加すると共に、先端移動量計算手段３２によって電極先端部分の加工面に沿った移動距離を計算し、この移動距離に応じて電極消耗補正制御手段３３が決める工具電極１０の長さ方向（軸線方向）消耗量を補正するＷ軸方向成分の送りを、被工作物５０の加工面に沿ったＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各軸の電極移動送りと合成しながら、工具電極１０を加工面に対して法線方向の軸線をもって対向させて３次元自由曲面の輪郭形状の加工を行う。この場合、電極形状が定常状態に落ちついた状態にて加工を行うことにより、側面消耗を補償することなく高精度な３次元自由曲面の輪郭形状が得られる。
【００３５】
この発明による放電加工方法では、工具電極１０の先端部分の移動量に応じて工具電極１０の長さ方向消耗量をリアルタイムで補正するＷ軸方向成分の送りをＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ａ軸、Ｃ軸の各軸の電極移動送りに加えつつ、図示されない放電加工用電源により工具電極１０と被工作物５０との間に電圧を印加しながら放電加工を行うものである。
【００３６】
この放電加工方法では、まず、ＣＮＣ装置３０内部に設けられた電極の先端移動量計算手段３２が電極先端部分の移動距離を計算する。つぎに、同じくＣＮＣ装置３０内部に設けられた電極消耗補正制御手段３３が電極の先端移動量計算手段３２の計算結果から電極先端移動量に応じた電極消耗補正のためのＷ軸駆動を行う。通常は、電極先端移動量に所定の係数を掛けた量だけ補正量としてＷ軸駆動を常時行う。
【００３７】
この結果、実際の電極先端のプログラム軌跡は、図２に示されているように、電極先端移動Ｌと電極消耗補正送り（Ｗ軸駆動送り）Ｗとを合成した移動となる。このような電極消耗補正は常時リアルタイムで行われ、電極形状が定常状態に落ちついた段階では、１パス当たりの切り込み深さと電極消耗量が釣り合った状態となり、１パスの加工によってほぼ一定の厚みの層が工作物から除去される。このパスを複数回繰り返すことによって所望の形状加工が可能となる。
【００３８】
従来のように、１パスごとに消耗補正送りを加えた場合には、１パスの最初と最後の部分で電極消耗による深さ誤差が発生し、所望の精度が維持できないが、この発明による放電加工方法のように、電極消耗送りＷが連続的にリアルタイムで行われることにより加工精度が飛躍的に向上する。
【００３９】
電極先端部分移動量に対するＷ軸駆動量の比率は、予め変数でセットされており、荒加工時にはこの比率を大きくして加工を行う。このような状態では１パスあたりの切り込み量（１層の厚み）は大きくなり、電極先端部分の円錐部分の角度β（図５参照）は大きくなるため、加工面形状は段差などの誤差が大きな形状となる。これに対し、仕上加工においては、電極先端部分移動量に対するＷ軸駆動量の比率を小さくすることにより、１パスあたりの切り込み量は小さくなり、電極先端部分の円錐部分の角度β（図５参照）も小さくなるため、段差のない高精度な加工面形状が得られる。
【００４０】
（実施の形態２）
図３は、この発明による放電加工装置の実施の形態２を示している。なお、図３に於いて、図１に対応する部分は図１に付した符号と同一の符号を付けてその説明を省略する。
【００４１】
この実施の形態では、実施の形態１のものに、新しい工具電極１０を格納するツールマガジンを有してＡＴＣと同等に、主軸９の工具電極１０を自動交換する電極自動交換装置４０と、工具電極１０の軸線方向の送り量、即ち電極消耗補正制御手段３３によるＷ軸送り量が所定値に達した時に工具電極の交換指令を電極自動交換装置４０に出力する電極交換制御手段３４とが追加されている。
【００４２】
この実施の形態では、Ｗ軸送り量が所定の値に達すると、即ち工具電極１０の長さが所定長さ以下になると、電極交換制御手段３４が電極自動交換装置４０へ電極交換指令を出力し、電極自動交換装置４０がこの指令に基づいて主軸９の工具電極１０を新しい工具電極１０に自動的に交換して加工を再開する。
【００４３】
これにより、実施の形態１における効果を得ながら、電極消耗補正制御手段３３のＷ軸送り量の情報を有効に利用して工具電極１０を自動的に交換しながら長時間の無人自動運転を実現することができる。
【００４４】
（実施の形態３）
図４は、この発明による放電加工装置の実施の形態３を示している。
【００４５】
この放電加工装置は、多関節ロボット６０による多関節ロボット制御により工具電極１０の軸線を被工作物５０の加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行うよう構成されている。
【００４６】
多関節ロボット６０は、ベッド６１、旋回基台６２、第１〜第３アーム６３〜６５と、第３アーム６５に取り付けられたＷ軸ベース部材７と、実施の形態１と同等にＷ軸ベース部材７に取り付けられてＷ軸方向に直動する主軸ヘッド８と、主軸ヘッド８にＷ軸方向と平行な軸線を有して軸支された主軸９とを有し、主軸９に単純形状の工具電極１０が取り付けられ、多関節ロボット制御により工具電極１０を自由に方向姿勢に傾斜させた形態で３次元スキャニング加工が可能になっている。
【００４７】
多関節ロボット６０の制御を行うＣＮＣ装置３０は、ＮＣプログラムに基づいて工具電極１０の軸線を被工作物５０の加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行うための多関節ロボット制御を行う多関節ロボット制御手段３５と、実施の形態１と同様に、３次元自由曲面の輪郭加工のための電極先端部分の加工面に沿った移動距離を計算する先端移動量計算手段３２と、先端移動量計算手段３２による移動距離の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた電極消耗補正のためのＷ軸駆動指令（法線方向駆動指令）を行う電極消耗補正制御手段３３とを有している。
【００４８】
なお、この実施の形態でも、電極消耗補正制御手段３３は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算によりＷ軸駆動指令を決定するものであり、補正変数は切り込み量が大きいほど大きくなり、Ｗ軸駆動指令は３次元自由曲面の輪郭加工のための移動距離の増加に伴い比例的に増大する。
【００４９】
この実施の形態においては、工具電極１０の先端部分の移動量に応じて工具電極１０の長さ方向消耗量をリアルタイムで補正するＷ軸方向成分の送りを、多関節ロボット６０による加工面に沿った電極送りおよび電極傾斜（法線制御）に加えながら加工を行う。
【００５０】
この実施の形態３でも、実施の形態１と同様に、ＣＮＣ装置３０内部に設けられた電極の先端移動量計算手段３２が電極先端部分の移動距離を計算する。つぎに、同じくＣＮＣ装置３０内部に設けられた電極消耗補正制御手段３３が電極の先端移動量計算手段３２の計算結果から電極先端移動量に応じた電極消耗補正のためのＷ軸駆動を行う。通常は、電極先端移動量に所定の係数を掛けた量だけ補正量としてＷ軸駆動を常時行う。
【００５１】
この結果、この実施の形態でも、実際の電極先端のプログラム軌跡は、図２に示されているように、電極先端移動Ｌと電極消耗補正送り（Ｗ軸駆動送り）Ｗとを合成した移動となる。このような電極消耗補正は常時リアルタイムで行われ、電極形状が定常状態に落ちついた段階では、１パス当たりの切り込み深さと電極消耗量が釣り合った状態となり、１パスの加工によってほぼ一定の厚みの層が工作物から除去される。このパスを複数回繰り返すことによって所望の形状加工が可能となる。
【００５２】
なお、多関節ロボット６０による場合も、実施の形態２と同等に、電極自動交換装置４０と電極交換制御手段３４とが追加されることにより、工具電極１０を自動的に交換しながら長時間の無人自動運転を実現できる。
【００５３】
【発明の効果】
この発明による放電加工方法によれば、３次元自由曲面の輪郭加工のための工具移動過程において工具電極先端の加工面に沿った移動距離に応じて工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うから、単純形状電極による３次元自由曲面の作成が容易な加工プログラムによる高精度放電加工が実現する。
【００５４】
つぎの発明による放電加工方法によれば、所定比率は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算によって決定され、この所定比率によってリアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うから、複雑な補正演算を必要とすることなく工具電極の軸線方向消耗補正が行われ、工具電極の軸線方向消耗による補正を適切に行って高精度な３次元自由曲面の輪郭加工が行われるようになる。
【００５５】
つぎの発明による放電加工装置によれば、３次元自由曲面の輪郭加工のための工具移動過程において、先端移動距離計算手段が工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算し、電極消耗補正制御手段が先端移動距離計算手段の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた工具電極の軸線方向消耗補正のための所定比率の法線方向駆動指令を生成し、この電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に所定比率の法線方向の送りを与え、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われるから、単純形状電極による３次元自由曲面の作成が容易な加工プログラムによる高精度放電加工が実現する。
【００５６】
つぎの発明による放電加工装置によれば、電極消耗補正制御手段は３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により所定比率を決定し、この所定比率によってリアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われるから、複雑な補正演算を必要とすることなく工具電極の軸線方向消耗補正が行われ、工具電極の軸線方向消耗による補正を適切に行って高精度な３次元自由曲面の輪郭加工が行われるようになる。
【００５７】
つぎの発明による放電加工装置によれば、同時多軸制御により工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に法線方向の所定比率の送りが与えられ、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われるから、工具電極の軸線方向消耗補正と同時多軸制御との組み合わせで、高精度な３次元自由曲面の輪郭加工が行われるようになる。
【００５８】
つぎの発明による放電加工装置によれば、多関節ロボット制御により工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって工具電極に法線方向の所定比率の送りが与えられ、リアルタイムで工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工が行われるから、工具電極の軸線方向消耗補正と多関節ロボット制御との組み合わせで、高精度な３次元自由曲面の輪郭加工が行われるようになる。
【００５９】
つぎの発明による放電加工装置によれば、工具電極を電極自身の軸線方向に移動させる専用の送り軸機構に電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令が与えられ、この送り軸機構による工具電極の軸線方向駆動によって工具電極の軸線方向消耗補正が行われるから、加工プログラムの作成が容易になる。
【００６０】
つぎの発明による放電加工装置によれば、工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達すれば、電極交換制御手段が工具電極の交換指令を電極自動交換装置に出力し、電極自動交換装置が工具電極を自動交換するから、法線方向送り量の情報を有効に利用して長時間の無人自動運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による放電加工装置の実施の形態１を示す正面図である。
【図２】この発明による放電加工装置の動作を示す説明図である。
【図３】この発明による放電加工装置の実施の形態２を示す正面図である。
【図４】この発明による放電加工装置の実施の形態３を示す正面図である。
【図５】単純電極による従来における放電加工装置の動作を示す説明図である。
【図６】従来における６軸門型工作機械の構成を示す正面図である。
【図７】従来における６軸門型工作機械の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
１ベッド，２サドル，３ラム，４Ｚ軸ベース部材５Ｃ軸ベース部材，６Ａ軸ベース部材，７Ｗ軸ベース部材，８主軸ヘッド，９主軸，１０工具電極，１１加工液槽，２０放電加工装置本体，３０ＣＮＣ装置，３１同時５軸制御手段，３２先端移動量計算手段，３３電極消耗補正制御手段，３４電極交換制御手段，３５多関節ロボット制御手段，４０電極自動交換装置，５０被工作物，６０多関節ロボット，６１ベッド，６２旋回基台，６３〜６５第１〜第３アーム。

Claims

３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工方法において、
工具電極の軸線を被加工物の加工面に対して法線方向に保って対向させ、
工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算し、この移動距離に応じて前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うことを特徴とする放電加工方法。
３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により前記所定比率を決定することを特徴とする請求項１に記載の放電加工方法。
３次元自由曲面の輪郭加工を行う放電加工装置において、
工具電極の軸線を被加工物の加工面に対して法線方向に保って対向させながら移動させる制御手段と、
工具電極先端の加工面に沿った移動距離を計算する先端移動距離計算手段と、
前記先端移動距離計算手段の計算結果から工具電極先端の移動距離に応じた工具電極の軸線方向消耗補正のための所定比率の法線方向駆動指令を生成する電極消耗補正制御手段とを備え、
前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行いつつ３次元自由曲面の輪郭加工を行うことを特徴とする放電加工装置。
前記電極消耗補正制御手段は、３次元自由曲面の輪郭加工の切り込み量に応じて設定された補正変数と移動距離との関数計算により前記所定比率を決定することを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。
同時多軸制御式の放電加工装置であり、同時多軸制御により前記工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の放電加工装置。
多関節ロボット式の放電加工装置であり、多関節ロボット制御により前記工具電極の軸線を加工面に対して法線方向に保って３次元自由曲面の輪郭加工を行いながら、前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令をもって前記工具電極に法線方向の所定比率の送りを与え、リアルタイムで前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の放電加工装置。
前記工具電極を電極自身の軸線方向に移動させる専用の送り軸機構を有し、当該送り軸機構に前記電極消耗補正制御手段が生成する法線方向駆動指令を与え、当該送り軸機構による前記工具電極の軸線方向駆動によって前記工具電極の軸線方向消耗補正を行うことを特徴とする請求項３〜６のいずれか一つに記載の放電加工装置。
前記工具電極を自動交換する電極自動交換装置と、
前記工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達した時に工具電極の交換指令を前記電極自動交換装置に出力する電極交換制御手段とを有し、
前記工具電極の軸線方向の送り量が所定値に達すれば、前記電極自動交換装置によって前記工具電極を自動交換することを特徴とする請求項３〜７のいずれか一つに記載の放電加工装置。