JP3727673B2 - 放電加工装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、比較的単純な形状をした電極を使用し、その電極をＮＣ制御することにより、被加工物を３次元加工するための軌跡走査方式の放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、円柱、円筒、角柱などの比較的単純な形状をした電極を定められた軌道に沿って走査しつつ放電加工し、被加工物を所望の３次元形状に加工する放電加工方法及び装置（以下では単純電極放電加工と呼ぶ）が知られている。この単純電極放電加工においては、複雑な３次元形状電極の設計や製作が不要であるため、加工費用を低減できること、また、加工間隙からの加工屑の排除が容易で安定加工を実現しやすいので、放電加工に熟練を必要としないこと、電極形状の標準化が可能なのでＣＡＭシステムとの親和性がよいことから、自動加工が容易に実現できること等が利点としてあげられる。しかし、放電加工においては電極が徐々に消耗し、特に、工作物の対向深さ方向の電極消耗は、加工の進行と共に加工間隙の拡大をもたらし、この状態で加工を続行することは加工精度や加工速度を著しく低下させる要因となる。さらに、加工体積に比べて電極体積が小さい単純電極放電加工においては、この問題は重大な影響がある。従って、加工中に電極が消耗した量を計数して、工作物の対向深さ方向に対してこの電極消耗量に応じた送りを与えることが必要となる。これには、単純電極によりある程度の放電加工を行った後、加工を中断して電極長さを測定して電極消耗量を算出することによって、工作物の対向深さ方向への電極消耗補正送り量を与えるか、あらかじめ、加工条件に対応する電極消耗量をデータベース化して、加工プログラムの中に与えておくことが必要である。
【０００３】
上述の例として、例えば、加工を中断して電極消耗量を測定する従来例を示したものが図１８であり、これは、ａ）工作物２上面に電極１を位置決めする、ｂ）放電加工途中の状態を示すものであり、破線部は電極消耗がない場合であるが、実際は電極消耗分だけ加工深さが浅くなる、ｃ）電極消耗分の補正を行うため、電極を基準球１０１に交換し、加工物の深さを測定する、ｄ）再度加工電極に交換し、加工が足りない分（電極消耗による誤差分）だけ加工を行う、の手順によって電極消耗量が測定される。また、その他の方法として、工作物２側に基準球１０１を立てておき、電極底面を位置決めすることによって電極消耗量を測定する方法等もあるが、いずれの場合も加工を一旦中断し、位置決め動作をたびたび行う必要があるため、加工時間のロスとなり、また、プログラミングが煩雑になり、さらに、加工状態の変化に応じて常に最適な電極消耗補償動作を行うことができないという問題点があった。
【０００４】
これらの問題点に対して、山形大学工学部の土屋、金子らは加工を続けるうちに電極消耗が定常状態となることを見い出し、この定常状態における電極消耗量を予測して補正することにより、電極長さの計測及び電極長手方向の消耗補正加工を排除して加工精度を向上させる方法（以下、予測補正式単純電極放電加工方法と呼ぶ）を報告している。（例えば、「円筒電極による三次元制御放電加工（第３報）」電気加工学会誌，Ｖｏｌ.１７，Ｎｏ．３４，ｐ３０〜４２（１９８４）参照）。図１９はこのような予測補正式単純電極放電加工装置の構成図である。図において、１は電極、２は電極１と対向する位置に置かれた工作物、１６は電極１と工作物２の間の加工間隙に放電パルスを供給する加工電源、５は電極１に回転運動を与えるスピンドル、１９は電極軌道データ１８の電極長手方向の軌道を修正する軌道修正部、１７は軌道修正部１９により修正された修正電極軌道データ２１によりスピンドル５を制御し、電極１を走査する制御装置である。
【０００５】
次に、動作について説明する。まず、加工に先立って予備実験により消耗補償定数ｍを決定する。電極消耗が定常状態であれば、軌道送り長さＬと電極消耗長さｚとは比例関係にあるため、比例定数ｍを用いてｚ＝ｍＬの関係が成立する。したがって、適当な加工長さＬにわたって加工を行い、電極消耗長さｚを測定してｍを計算すればよい。もちろん、以前行った実験、既知の経験や知識、理論などによりｍが決定できる場合には、予備実験は不要である。
【０００６】
さて、電極軌道データ１８は、電極の消耗については考慮されていないので、軌道修正部１９により、この電極軌道データ１８に対して、単位長さΔＬ毎に電極長手方向にΔｚ＝ｍ・ΔＬの軌道を付加した修正電極軌道データ２１を生成する。予備実験によれば、加工長さΔＬに対して電極長さはΔｚ消耗するのであるから、修正電極軌道データ２１にそって工作物２を加工すれば、電極は徐々に消耗しつつ電極軌道データ１８に沿って移動し、所望の形状が得られるはずである。そして、制御装置１７はこの修正電極軌道データ２１に沿って電極を走査し、工作物２の加工を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、予測補正式単純電極放電加工装置は、電極の消耗をあらかじめ補償した軌道に沿って加工が行われるため、従来の単純電極放電加工装置よりも高精度の加工が可能であった。しかしながら、工作物の加工に先立って修正電極軌道データの計算を行わなければならず、特に、加工形状が複雑な場合には、より煩雑な計算を経て大量の修正電極軌道データを生成しなければならないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、電極の消耗量を工作物加工中に認識し、電極の消耗補償動作を自動的に行うことにより、加工前の修正電極軌道データの計算を省略することのできる放電加工装置を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る放電加工装置は、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して電極軸方向であるＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたものである。
【００１２】
この発明の請求項２に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたものである。
【００１３】
この発明の請求項３に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたものである。
【００１５】
この発明の請求項４に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたものである。
【００１６】
この発明の請求項５に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたものである。
【００１９】
この発明の請求項６に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたものである。
【００２０】
この発明の請求項７に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたものである。
【００２１】
この発明の請求項８に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたものである。
【００２２】
この発明の請求項９に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたものである。
【００２３】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたものである。
【００２５】
【作用】
この発明の請求項１に係る放電加工装置では、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、前記電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して前記電極軸方向（以下Ｚ軸方向とする）に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、前記棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００２８】
この発明の請求項２に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたので、工作物の加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００２９】
この発明の請求項３に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたので、電極先端部分の形状を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３１】
この発明の請求項４に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３２】
この発明の請求項５に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたので、工作物上面までの加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３５】
この発明の請求項６に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３６】
この発明の請求項７に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３７】
この発明の請求項８に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３８】
この発明の請求項９に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたので、電極長さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３９】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたので、電極長さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００４１】
【実施例】
実施例１．
図１は、この発明の一実施例を示す構造図であり、１は電極、２は電極１に対向する位置に置かれた工作物、３は電極１を保持するホルダー、４は電極１をホルダー３に固定するコレット部、５は電極１及びホルダー３を保持するとともに、これらに回転運動を与えるスピンドル、６はスピンドル５を回転させるためのスピンドル回転用モーター、７は電極１をホルダー３とともにスピンドル５にクランプするためのクランプ機構、８は電極１の軸方向に可動とされるリニアゲージ、９はリニアゲージ８の先端に接続され、電極１の加工液穴内部に格納された検出ピン、１０は検出ピン９を案内するガイド機構、２０はスピンドル回転用モーター６の動力をスピンドル５に伝える動力ベルトである。
【００４２】
図２は、加工液穴内部の検出ピン９の電極軸方向の動作状態を示した図であり、ａ）は加工中の検出ピン９の先端が工作物２の上面に接触している状態、ｂ）は検出ピン９がリニアゲージ８により電極軸方向上部に引き上げられている状態、を示している。
【００４３】
図３は、図１の電極先端部分およびその制御部分を示した概略図であり、１１はリニアゲージ８により検出された電極１と検出ピン９の相対位置を記憶する電極先端位置記憶手段、１２はスピンドル５を電極軸方向（Ｚ軸方向）に駆動する主軸駆動装置、１３は主軸位置検出器（図示せず）により検出されたＺ軸方向の主軸の位置を記憶する主軸位置記憶手段、１４は電極先端位置記憶手段１１と主軸位置記憶手段１３の情報から、工作物２上面の電極１の位置、加工深さを計算する計算手段、１５は電極１の内穴から噴出される加工液である。
【００４４】
次に、動作について説明する。加工においては、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、回転用モーター６により、スピンドル５および電極１を回転させながら加工を行う。リニアゲージ８は内蔵された駆動機構により電極軸方向（Ｚ軸方向）に可動とされ、加工中は工作物２の上面に検出ピン９の先端が接触するように駆動される（図３）。このとき、リニアゲージ８は電極１（ホルダー３）と検出ピン９のＺ軸方向の相対位置を検出し、その検出値を電極先端位置記憶手段１１に記憶し、この電極先端位置情報から、現在の電極長さおよび電極消耗量に相当する量が求められる。なお、電極１の内穴からは常時加工液が噴出されるため、検出ピン９の先端および工作物２の上面は常に洗浄され、検出精度の低下が抑えられる。
【００４５】
加工中、主軸駆動装置１２によりＺ軸方向のサーボ送りが行われ、加工の進行に伴って電極１のＺ軸方向送りが行われるが、この主軸位置はエンコーダーなどにより検出され、主軸位置記憶手段１３に記憶される。計算手段１４は主軸位置情報と電極先端位置情報の差を取ることにより、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置（図示せず）により加工条件を切り換えるとともに、加工残量が０となった段階で加工を終了させる。加工終了後、または電極消耗量が所定量となった時には、一旦加工および電極回転を停止させるとともに、リニアゲージ８に内蔵した駆動機構により検出ピン９を上昇させて、電極交換装置（図示せず）により電極１をホルダー３ごと交換する。
【００４６】
なお、本実施例では、検出ピン９を加工中常時工作物２上面に接触させ、常に加工上面の位置を認識するようにしていたが、検出ピン９を随時あるいは定期的に工作物２上面に接触させ、随時あるいは定期的に加工上面の位置を認識するようにしても良い。
【００４７】
実施例２．
図４は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、１，２，５，８，９，１１〜１５は上述の図３と同一のものであり、６０は層を加工するためのツールパスを記憶するツールパス記憶手段、１７は計算手段１４より計算された工作物２上面の電極１の位置情報から追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更するための制御装置である。
【００４８】
次に、動作について説明する。加工においては、実施例１と同様、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、回転用モーター６により、スピンドル５および電極１を回転させながら加工を行う。しかし、本実施例では、電極の長さ方向消耗量を補正するＺ軸方向成分の送りを、水平方向（ＸＹ方向）成分の送りと合成しながら、ツールパス記憶手段６０に記憶された少なくとも１種類のツールパスを繰り返し移動しつつ輪郭形状の加工を行う。この加工方法では電極消耗の補正送りが行われるため、電極加工速度が速い電極有消耗条件を使用することができる。
【００４９】
リニアゲージ８は内蔵された駆動機構により電極軸方向（Ｚ軸方向）に可動とされ、加工中は工作物２の上面に検出ピン９の先端が接触するように駆動される。このとき、リニアゲージ８は電極１(ホルダー３)と検出ピン９のＺ軸方向の相対位置を検出し、この検出値を電極先端位置記憶手段１１に記憶し、この電極先端位置情報から、現在の電極長さおよび電極消耗量に相当する量が求められる。
【００５０】
加工中は、また、主軸駆動装置１２によりＺ軸方向のサーボ送りが行われ、加工の進行に伴って電極１のＺ軸方向送りが行われるが、この主軸位置はエンコーダーなどによって検出され、主軸位置記憶手段１３に記憶される。計算手段１４は電極先端位置記憶手段１１と主軸位置記憶手段１３の情報から、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７が追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５１】
実施例３．
図５は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、接触式センサ２３が、電極１の走査方向２２に対して電極１の直前と直後に設置されており、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。そして、計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５２】
次に、動作について説明する。図５のように設置された接触式センサ２３によって、放電加工中の加工直前の面と加工直後の面の段差ｄを測定する。電極の消耗量が多くなると、加工量が減少するため、上述の段差ｄは減少する。したがって、放電加工中に随時または常時測定された段差ｄの情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に、主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４において、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量が計算される。この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７は追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。使用する接触式センサ２３としては、バネ式センサや通電式センサ等も考えられる。
【００５３】
実施例４．
図６は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図５の接触式センサ２３を図６のように設置することによって、電極１の走査方向２２に対して、電極先端後部２５の未消耗の電極側面２４からの電極消耗量を２箇所以上測定し、これを電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報と主軸位置記憶手段１３の情報から、計算手段１４において電極先端後部２５の形状を計算する。この計算結果（電極消耗量情報）に応じて、制御装置１７は追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。ここで使用する接触式センサ２３としては、例えば、バネ式センサや通電式センサ等がある。
【００５４】
図７は、この発明に関連する装置の第１の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、内穴を有する電極１の内側には、図８の電極断面図に示すように、電極１と絶縁されたニクロム抵抗線で組まれたブリッジ回路２８が設けられている。このブリッジ回路２８には直流電源２９が接続され、電極先端側から一番離れたブリッジに電流計３０が設置されている。この電流計３０は、電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５５】
次に、動作について説明する。図８において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。また、図８の内穴を有する電極１は、その内部に組まれたブリッジ回路２８を流れる電流が、加工中も電流計３０により計測され、電極が消耗するとニクロム抵抗線のブリッジ部分も電極先端側から順番に消耗していき回路全体の抵抗値を増加させるため、直流電源２９の内部インピーダンスを考慮すれば電流計３０で測定される電流値が減少する。したがって、放電加工中に随時または常時測定される電流変化の情報を、電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４において工作物２上面の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果(加工深さ情報)に応じて、制御装置１７が追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５６】
実施例５．
図９は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、渦電流センサ３１が、電極１の走査方向２２に対して電極１の後方に設置され、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５７】
次に、動作について説明する。図９において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１の先端面と工作物２との間隙が、最適の加工精度あるいは加工速度を実現する距離にある時、渦電流センサ３１と工作物２との間の渦電流を検出できる位置に渦電流センサ３１を設置して加工間隙を測定する。放電加工によって電極消耗量が大きくなると加工量が減少していくため、渦電流センサ３１と工作物２との間の間隙が小さくなって渦電流が検出されなくなる。したがって、放電加工中に随時または常時計測される渦電流変化の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７により追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５８】
実施例６．
図１０は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１と工作物２には交流電源３２が接続され、交流電源３２には並列に電圧計３３が設置されており、電圧計３３は電極先端位置記憶手段１１に、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。そして、計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５９】
次に、動作について説明する。図１０において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工では、電極１の先端面とそれに対向する工作物２との間で一種のコンデンサが形成されるため、交流電源３２によって電極１と工作物２の間に静電気を蓄えることができる。したがって、電極１と工作物２の極間の電圧を電圧計３３で測定することにより、静電容量を測定することができる。この電極１と工作物２の間の静電容量の変化は、電極１と工作物２の間の間隙の大きさと反比例の関係にあることから、加工が進行して加工間隙が変化した場合の静電容量の変化量、すなわち、この電極１と工作物２の間の電圧変化を電圧計３３によって放電加工中に随時または常時計測し、この情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて計算手段１４により、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７により追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６０】
図１１は、この発明に関連する装置の第２の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。加工液供給装置３４は加工液供給管５０によって電極１の内穴に接続され、加工液供給管５０には圧力計３６が設置されている。圧力計３６は、電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６１】
次に、動作について説明する。図１１において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。加工液供給装置３４から供給される加工液は、加工液供給管５０を通って電極１の内穴に導かれ、電極先端の加工液噴出口３５から工作物２の加工面に向けて噴出されるので、加工液供給管５０の中に設置された圧力計３６によって、加工液の噴出圧力を測定することができる。この噴出圧力は加工液噴出口３５とそれに対向する工作物２の間の間隙が小さい時には大きい値を示すが、その間隙が大きい時には減少する。したがって、圧力計３６で放電加工中に随時または常時計測される噴出圧力の変化量を、電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。また、圧力計３６の代わりに流量計を用い、加工液の圧力を計測する代わりに加工液流量を計測するようにしても、上述と同様の各種制御動作を実現することができる。
【００６２】
実施例７．
図１２はこの発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１の走査方向２２に対して電極後方の加工液に防水処理されたＣＣＤカメラ３７が設置されており、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６３】
次に、動作について説明する。図１２において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工中に電極先端位置と工作物２の間の間隙を随時または常時撮影し、この映像情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。また、ＣＣＤカメラ３７の代わりに光ファイバスコープを用いても同様の計測ができ、上述と同様の各種制御動作が実現できる。
【００６４】
さらに、本実施例の変形例として、ＣＣＤカメラ３７のような計測用カメラを図１３に示すように、ホルダー３とともにスピンドル５にクランプし、電極１の長さ方向と同じ軸上に設置して、その内穴から加工面を放電加工中に随時または常時撮影し、カメラから加工面までの距離の変化を測定画像の焦点のずれ量として計測し、この測定情報を電極先端位置記憶手段１１へ送るようにしても、上述と同様の動作が実現できる。
【００６５】
実施例８．
図１４は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。レーザ変位計４８が電極１の内穴を通って工作物２の上面にレーザ光４９が照射されるようにホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされており、レーザ変位計４８は電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６６】
次に、動作について説明する。図１４において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工中にレーザ変位計４８の設置面から加工面までの距離を随時または常時計測し、その距離変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６７】
実施例９．
図１５は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１にはその長手方向に電極長さ情報を持ったバーコード３８が取り付けられており、そのバーコード３８の情報を読み取るバーコード読み取り装置３９が電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６８】
次に、動作について説明する。図１５において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１の長手方向に電極長さ情報を持ったバーコード３８を取り付けておき、放電加工中に電極側面からバーコード読み取り装置３９によって電極長さを随時または常時計測し、この電極長さ変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６９】
実施例１０．
図１６は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１には電極共振周波数モニタ４２が接続されており、この電極共振周波数モニタ４２が電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。また、電波発信装置４０が電極１に向けて電波を発信できるように設置されている。
【００７０】
次に、動作について説明する。図１６において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１は高インピーダンスのアンテナと考えられるため、外部から電極１に向けて電波発信装置４０から電波４１を発信して加工開始前の電極１の電磁気学的な共振周波数を測定しておき、加工中も電波を電極１に対して発信しておくと、測定される電極１の共振周波数は加工の進行に伴い電極長さが短くなると変化する。したがって、放電加工中にこの共振周波数を随時または常時計測し、計測された共振周波数変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００７１】
図１７は、この発明に関連する装置の第３の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。超音波発振器４３は電極先端に向けて超音波を発信できるように電極１の長さ方向と同じ軸上にホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされており、超音波受信器４４も電極先端で反射した超音波を受信できるように電極１の長さ方向と同じ軸上にホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされている。超音波受信器４４は電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００７２】
次に、動作について説明する。図１７において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。スピンドル５にクランプされた超音波発振器４３からは電極先端に向けて電極１の内部に発振超音波４５を発信させ、電極先端面４７で反射して再び戻ってくる反射超音波４６を超音波受信器４４で受信する。受信までに要する時間は電極の長さに比例するため、放電加工中に随時または常時、この受信時間の変化を計測する。計測された超音波受信時間変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００７３】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る放電加工装置は、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して電極軸方向であるＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
この発明の請求項２に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたため、工作物の加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７７】
この発明の請求項３に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたため、電極先端部分の形状を常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７９】
この発明の請求項４に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８０】
この発明の請求項５に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたため、工作物上面までの加工深さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８３】
この発明の請求項６に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
この発明の請求項７に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８５】
この発明の請求項８に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
この発明の請求項９に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたため、電極長さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたため、電極長さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行う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】 この発明の実施例１における工作面位置測定装置の構造図である。
【図２】 この発明の実施例１における検出ピンの動作説明図である。
【図３】 この発明の実施例１における放電加工装置の構成図である。
【図４】 この発明の実施例２における放電加工装置の構成図である。
【図５】 この発明の実施例３における加工段差測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図６】 この発明の実施例４における電極先端部消耗形状測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図７】 この発明に関連した電極内抵抗変化により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図８】 この発明に関連した電極消耗量測定装置の電極断面図である。
【図９】 この発明の実施例５における渦電流測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１０】 この発明の実施例６における静電容量測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１１】 この発明に関連した装置おける加工液の噴出圧力測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１２】 この発明の実施例７におけるＣＣＤカメラを用いた加工深さ測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１３】 この発明の実施例７における変形例を示した図である。
【図１４】 この発明の実施例８におけるレーザ変位計を用いた電極消耗量測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１５】 この発明の実施例９におけるバーコード付きの電極を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１６】 この発明の実施例１０における電極の電磁気学的な共振周波数を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１７】 この発明に関連した装置における電極先端面で反射する反射超音波の測定を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１８】 従来の電極途中交換による単純電極放電加工方法の説明図である。
【図１９】 従来の予測補正式単純電極放電加工装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 電極、２ 工作物、３ ホルダー、４ コレット部、５ スピンドル、６ スピンドル回転用モータ、７ クランプ機構、８ リニアゲージ、９ 検出ピン、１０ ガイド機構、１１ 電極先端位置記憶手段、１２ 主軸駆動装置、１３ 主軸位置記憶手段、１４ 計算手段、１５ 加工液、１６ 加工電源、１７ 制御装置、１８ 電極軌道データ、１９ 軌道修正部、２０ 動力ベルト、２１ 修正軌道電極データ、２２ 走査方向、２３ 接触式センサ、２４ 電極側面、２５ 電極先端後部、２６ ＸおよびＹ方向テーブル、２７ ＮＣ制御装置、２８ ブリッジ回路、２９ 直流電源、３０ 電流計、３１ 渦電流センサ、３２ 交流電源、３３ 電圧計、３４ 加工液供給装置、３５ 加工液噴出口、３６ 圧力計、３７ ＣＣＤカメラ、３８ バーコード、３９ バーコード読み取り装置、４０ 電波発信装置、４１ 電波、４２ 電極共振周波数モニタ、４３ 超音波発振器、４４ 超音波受信器、４５ 発振超音波、４６ 反射超音波、４７ 電極先端面、４８ レーザ変位計、４９ レーザ光、５０ 加工液供給管、６０ ツールパス記憶手段、１０１ 基準球。
【産業上の利用分野】
この発明は、比較的単純な形状をした電極を使用し、その電極をＮＣ制御することにより、被加工物を３次元加工するための軌跡走査方式の放電加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、円柱、円筒、角柱などの比較的単純な形状をした電極を定められた軌道に沿って走査しつつ放電加工し、被加工物を所望の３次元形状に加工する放電加工方法及び装置（以下では単純電極放電加工と呼ぶ）が知られている。この単純電極放電加工においては、複雑な３次元形状電極の設計や製作が不要であるため、加工費用を低減できること、また、加工間隙からの加工屑の排除が容易で安定加工を実現しやすいので、放電加工に熟練を必要としないこと、電極形状の標準化が可能なのでＣＡＭシステムとの親和性がよいことから、自動加工が容易に実現できること等が利点としてあげられる。しかし、放電加工においては電極が徐々に消耗し、特に、工作物の対向深さ方向の電極消耗は、加工の進行と共に加工間隙の拡大をもたらし、この状態で加工を続行することは加工精度や加工速度を著しく低下させる要因となる。さらに、加工体積に比べて電極体積が小さい単純電極放電加工においては、この問題は重大な影響がある。従って、加工中に電極が消耗した量を計数して、工作物の対向深さ方向に対してこの電極消耗量に応じた送りを与えることが必要となる。これには、単純電極によりある程度の放電加工を行った後、加工を中断して電極長さを測定して電極消耗量を算出することによって、工作物の対向深さ方向への電極消耗補正送り量を与えるか、あらかじめ、加工条件に対応する電極消耗量をデータベース化して、加工プログラムの中に与えておくことが必要である。
【０００３】
上述の例として、例えば、加工を中断して電極消耗量を測定する従来例を示したものが図１８であり、これは、ａ）工作物２上面に電極１を位置決めする、ｂ）放電加工途中の状態を示すものであり、破線部は電極消耗がない場合であるが、実際は電極消耗分だけ加工深さが浅くなる、ｃ）電極消耗分の補正を行うため、電極を基準球１０１に交換し、加工物の深さを測定する、ｄ）再度加工電極に交換し、加工が足りない分（電極消耗による誤差分）だけ加工を行う、の手順によって電極消耗量が測定される。また、その他の方法として、工作物２側に基準球１０１を立てておき、電極底面を位置決めすることによって電極消耗量を測定する方法等もあるが、いずれの場合も加工を一旦中断し、位置決め動作をたびたび行う必要があるため、加工時間のロスとなり、また、プログラミングが煩雑になり、さらに、加工状態の変化に応じて常に最適な電極消耗補償動作を行うことができないという問題点があった。
【０００４】
これらの問題点に対して、山形大学工学部の土屋、金子らは加工を続けるうちに電極消耗が定常状態となることを見い出し、この定常状態における電極消耗量を予測して補正することにより、電極長さの計測及び電極長手方向の消耗補正加工を排除して加工精度を向上させる方法（以下、予測補正式単純電極放電加工方法と呼ぶ）を報告している。（例えば、「円筒電極による三次元制御放電加工（第３報）」電気加工学会誌，Ｖｏｌ.１７，Ｎｏ．３４，ｐ３０〜４２（１９８４）参照）。図１９はこのような予測補正式単純電極放電加工装置の構成図である。図において、１は電極、２は電極１と対向する位置に置かれた工作物、１６は電極１と工作物２の間の加工間隙に放電パルスを供給する加工電源、５は電極１に回転運動を与えるスピンドル、１９は電極軌道データ１８の電極長手方向の軌道を修正する軌道修正部、１７は軌道修正部１９により修正された修正電極軌道データ２１によりスピンドル５を制御し、電極１を走査する制御装置である。
【０００５】
次に、動作について説明する。まず、加工に先立って予備実験により消耗補償定数ｍを決定する。電極消耗が定常状態であれば、軌道送り長さＬと電極消耗長さｚとは比例関係にあるため、比例定数ｍを用いてｚ＝ｍＬの関係が成立する。したがって、適当な加工長さＬにわたって加工を行い、電極消耗長さｚを測定してｍを計算すればよい。もちろん、以前行った実験、既知の経験や知識、理論などによりｍが決定できる場合には、予備実験は不要である。
【０００６】
さて、電極軌道データ１８は、電極の消耗については考慮されていないので、軌道修正部１９により、この電極軌道データ１８に対して、単位長さΔＬ毎に電極長手方向にΔｚ＝ｍ・ΔＬの軌道を付加した修正電極軌道データ２１を生成する。予備実験によれば、加工長さΔＬに対して電極長さはΔｚ消耗するのであるから、修正電極軌道データ２１にそって工作物２を加工すれば、電極は徐々に消耗しつつ電極軌道データ１８に沿って移動し、所望の形状が得られるはずである。そして、制御装置１７はこの修正電極軌道データ２１に沿って電極を走査し、工作物２の加工を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、予測補正式単純電極放電加工装置は、電極の消耗をあらかじめ補償した軌道に沿って加工が行われるため、従来の単純電極放電加工装置よりも高精度の加工が可能であった。しかしながら、工作物の加工に先立って修正電極軌道データの計算を行わなければならず、特に、加工形状が複雑な場合には、より煩雑な計算を経て大量の修正電極軌道データを生成しなければならないという問題点があった。
【０００８】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、電極の消耗量を工作物加工中に認識し、電極の消耗補償動作を自動的に行うことにより、加工前の修正電極軌道データの計算を省略することのできる放電加工装置を得ることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る放電加工装置は、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して電極軸方向であるＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたものである。
【００１２】
この発明の請求項２に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたものである。
【００１３】
この発明の請求項３に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたものである。
【００１５】
この発明の請求項４に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたものである。
【００１６】
この発明の請求項５に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたものである。
【００１９】
この発明の請求項６に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたものである。
【００２０】
この発明の請求項７に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたものである。
【００２１】
この発明の請求項８に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたものである。
【００２２】
この発明の請求項９に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたものである。
【００２３】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたものである。
【００２５】
【作用】
この発明の請求項１に係る放電加工装置では、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、前記電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して前記電極軸方向（以下Ｚ軸方向とする）に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、前記棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００２８】
この発明の請求項２に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたので、工作物の加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００２９】
この発明の請求項３に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたので、電極先端部分の形状を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３１】
この発明の請求項４に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３２】
この発明の請求項５に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたので、工作物上面までの加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３５】
この発明の請求項６に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３６】
この発明の請求項７に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３７】
この発明の請求項８に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたので、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３８】
この発明の請求項９に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたので、電極長さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００３９】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置では、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたので、電極長さを常時又は随時計測しながら加工を行える。
【００４１】
【実施例】
実施例１．
図１は、この発明の一実施例を示す構造図であり、１は電極、２は電極１に対向する位置に置かれた工作物、３は電極１を保持するホルダー、４は電極１をホルダー３に固定するコレット部、５は電極１及びホルダー３を保持するとともに、これらに回転運動を与えるスピンドル、６はスピンドル５を回転させるためのスピンドル回転用モーター、７は電極１をホルダー３とともにスピンドル５にクランプするためのクランプ機構、８は電極１の軸方向に可動とされるリニアゲージ、９はリニアゲージ８の先端に接続され、電極１の加工液穴内部に格納された検出ピン、１０は検出ピン９を案内するガイド機構、２０はスピンドル回転用モーター６の動力をスピンドル５に伝える動力ベルトである。
【００４２】
図２は、加工液穴内部の検出ピン９の電極軸方向の動作状態を示した図であり、ａ）は加工中の検出ピン９の先端が工作物２の上面に接触している状態、ｂ）は検出ピン９がリニアゲージ８により電極軸方向上部に引き上げられている状態、を示している。
【００４３】
図３は、図１の電極先端部分およびその制御部分を示した概略図であり、１１はリニアゲージ８により検出された電極１と検出ピン９の相対位置を記憶する電極先端位置記憶手段、１２はスピンドル５を電極軸方向（Ｚ軸方向）に駆動する主軸駆動装置、１３は主軸位置検出器（図示せず）により検出されたＺ軸方向の主軸の位置を記憶する主軸位置記憶手段、１４は電極先端位置記憶手段１１と主軸位置記憶手段１３の情報から、工作物２上面の電極１の位置、加工深さを計算する計算手段、１５は電極１の内穴から噴出される加工液である。
【００４４】
次に、動作について説明する。加工においては、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、回転用モーター６により、スピンドル５および電極１を回転させながら加工を行う。リニアゲージ８は内蔵された駆動機構により電極軸方向（Ｚ軸方向）に可動とされ、加工中は工作物２の上面に検出ピン９の先端が接触するように駆動される（図３）。このとき、リニアゲージ８は電極１（ホルダー３）と検出ピン９のＺ軸方向の相対位置を検出し、その検出値を電極先端位置記憶手段１１に記憶し、この電極先端位置情報から、現在の電極長さおよび電極消耗量に相当する量が求められる。なお、電極１の内穴からは常時加工液が噴出されるため、検出ピン９の先端および工作物２の上面は常に洗浄され、検出精度の低下が抑えられる。
【００４５】
加工中、主軸駆動装置１２によりＺ軸方向のサーボ送りが行われ、加工の進行に伴って電極１のＺ軸方向送りが行われるが、この主軸位置はエンコーダーなどにより検出され、主軸位置記憶手段１３に記憶される。計算手段１４は主軸位置情報と電極先端位置情報の差を取ることにより、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置（図示せず）により加工条件を切り換えるとともに、加工残量が０となった段階で加工を終了させる。加工終了後、または電極消耗量が所定量となった時には、一旦加工および電極回転を停止させるとともに、リニアゲージ８に内蔵した駆動機構により検出ピン９を上昇させて、電極交換装置（図示せず）により電極１をホルダー３ごと交換する。
【００４６】
なお、本実施例では、検出ピン９を加工中常時工作物２上面に接触させ、常に加工上面の位置を認識するようにしていたが、検出ピン９を随時あるいは定期的に工作物２上面に接触させ、随時あるいは定期的に加工上面の位置を認識するようにしても良い。
【００４７】
実施例２．
図４は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、１，２，５，８，９，１１〜１５は上述の図３と同一のものであり、６０は層を加工するためのツールパスを記憶するツールパス記憶手段、１７は計算手段１４より計算された工作物２上面の電極１の位置情報から追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更するための制御装置である。
【００４８】
次に、動作について説明する。加工においては、実施例１と同様、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、回転用モーター６により、スピンドル５および電極１を回転させながら加工を行う。しかし、本実施例では、電極の長さ方向消耗量を補正するＺ軸方向成分の送りを、水平方向（ＸＹ方向）成分の送りと合成しながら、ツールパス記憶手段６０に記憶された少なくとも１種類のツールパスを繰り返し移動しつつ輪郭形状の加工を行う。この加工方法では電極消耗の補正送りが行われるため、電極加工速度が速い電極有消耗条件を使用することができる。
【００４９】
リニアゲージ８は内蔵された駆動機構により電極軸方向（Ｚ軸方向）に可動とされ、加工中は工作物２の上面に検出ピン９の先端が接触するように駆動される。このとき、リニアゲージ８は電極１(ホルダー３)と検出ピン９のＺ軸方向の相対位置を検出し、この検出値を電極先端位置記憶手段１１に記憶し、この電極先端位置情報から、現在の電極長さおよび電極消耗量に相当する量が求められる。
【００５０】
加工中は、また、主軸駆動装置１２によりＺ軸方向のサーボ送りが行われ、加工の進行に伴って電極１のＺ軸方向送りが行われるが、この主軸位置はエンコーダーなどによって検出され、主軸位置記憶手段１３に記憶される。計算手段１４は電極先端位置記憶手段１１と主軸位置記憶手段１３の情報から、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７が追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５１】
実施例３．
図５は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、接触式センサ２３が、電極１の走査方向２２に対して電極１の直前と直後に設置されており、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。そして、計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５２】
次に、動作について説明する。図５のように設置された接触式センサ２３によって、放電加工中の加工直前の面と加工直後の面の段差ｄを測定する。電極の消耗量が多くなると、加工量が減少するため、上述の段差ｄは減少する。したがって、放電加工中に随時または常時測定された段差ｄの情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に、主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４において、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量が計算される。この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７は追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。使用する接触式センサ２３としては、バネ式センサや通電式センサ等も考えられる。
【００５３】
実施例４．
図６は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図５の接触式センサ２３を図６のように設置することによって、電極１の走査方向２２に対して、電極先端後部２５の未消耗の電極側面２４からの電極消耗量を２箇所以上測定し、これを電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報と主軸位置記憶手段１３の情報から、計算手段１４において電極先端後部２５の形状を計算する。この計算結果（電極消耗量情報）に応じて、制御装置１７は追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。ここで使用する接触式センサ２３としては、例えば、バネ式センサや通電式センサ等がある。
【００５４】
図７は、この発明に関連する装置の第１の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、内穴を有する電極１の内側には、図８の電極断面図に示すように、電極１と絶縁されたニクロム抵抗線で組まれたブリッジ回路２８が設けられている。このブリッジ回路２８には直流電源２９が接続され、電極先端側から一番離れたブリッジに電流計３０が設置されている。この電流計３０は、電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５５】
次に、動作について説明する。図８において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。また、図８の内穴を有する電極１は、その内部に組まれたブリッジ回路２８を流れる電流が、加工中も電流計３０により計測され、電極が消耗するとニクロム抵抗線のブリッジ部分も電極先端側から順番に消耗していき回路全体の抵抗値を増加させるため、直流電源２９の内部インピーダンスを考慮すれば電流計３０で測定される電流値が減少する。したがって、放電加工中に随時または常時測定される電流変化の情報を、電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４において工作物２上面の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果(加工深さ情報)に応じて、制御装置１７が追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５６】
実施例５．
図９は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。また、渦電流センサ３１が、電極１の走査方向２２に対して電極１の後方に設置され、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５７】
次に、動作について説明する。図９において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１の先端面と工作物２との間隙が、最適の加工精度あるいは加工速度を実現する距離にある時、渦電流センサ３１と工作物２との間の渦電流を検出できる位置に渦電流センサ３１を設置して加工間隙を測定する。放電加工によって電極消耗量が大きくなると加工量が減少していくため、渦電流センサ３１と工作物２との間の間隙が小さくなって渦電流が検出されなくなる。したがって、放電加工中に随時または常時計測される渦電流変化の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７により追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００５８】
実施例６．
図１０は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１と工作物２には交流電源３２が接続され、交流電源３２には並列に電圧計３３が設置されており、電圧計３３は電極先端位置記憶手段１１に、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。そして、計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００５９】
次に、動作について説明する。図１０において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工では、電極１の先端面とそれに対向する工作物２との間で一種のコンデンサが形成されるため、交流電源３２によって電極１と工作物２の間に静電気を蓄えることができる。したがって、電極１と工作物２の極間の電圧を電圧計３３で測定することにより、静電容量を測定することができる。この電極１と工作物２の間の静電容量の変化は、電極１と工作物２の間の間隙の大きさと反比例の関係にあることから、加工が進行して加工間隙が変化した場合の静電容量の変化量、すなわち、この電極１と工作物２の間の電圧変化を電圧計３３によって放電加工中に随時または常時計測し、この情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて計算手段１４により、工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７により追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６０】
図１１は、この発明に関連する装置の第２の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。加工液供給装置３４は加工液供給管５０によって電極１の内穴に接続され、加工液供給管５０には圧力計３６が設置されている。圧力計３６は、電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６１】
次に、動作について説明する。図１１において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。加工液供給装置３４から供給される加工液は、加工液供給管５０を通って電極１の内穴に導かれ、電極先端の加工液噴出口３５から工作物２の加工面に向けて噴出されるので、加工液供給管５０の中に設置された圧力計３６によって、加工液の噴出圧力を測定することができる。この噴出圧力は加工液噴出口３５とそれに対向する工作物２の間の間隙が小さい時には大きい値を示すが、その間隙が大きい時には減少する。したがって、圧力計３６で放電加工中に随時または常時計測される噴出圧力の変化量を、電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。また、圧力計３６の代わりに流量計を用い、加工液の圧力を計測する代わりに加工液流量を計測するようにしても、上述と同様の各種制御動作を実現することができる。
【００６２】
実施例７．
図１２はこの発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１の走査方向２２に対して電極後方の加工液に防水処理されたＣＣＤカメラ３７が設置されており、これが電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６３】
次に、動作について説明する。図１２において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工中に電極先端位置と工作物２の間の間隙を随時または常時撮影し、この映像情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。また、ＣＣＤカメラ３７の代わりに光ファイバスコープを用いても同様の計測ができ、上述と同様の各種制御動作が実現できる。
【００６４】
さらに、本実施例の変形例として、ＣＣＤカメラ３７のような計測用カメラを図１３に示すように、ホルダー３とともにスピンドル５にクランプし、電極１の長さ方向と同じ軸上に設置して、その内穴から加工面を放電加工中に随時または常時撮影し、カメラから加工面までの距離の変化を測定画像の焦点のずれ量として計測し、この測定情報を電極先端位置記憶手段１１へ送るようにしても、上述と同様の動作が実現できる。
【００６５】
実施例８．
図１４は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。レーザ変位計４８が電極１の内穴を通って工作物２の上面にレーザ光４９が照射されるようにホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされており、レーザ変位計４８は電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６６】
次に、動作について説明する。図１４において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。放電加工中にレーザ変位計４８の設置面から加工面までの距離を随時または常時計測し、その距離変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６７】
実施例９．
図１５は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１にはその長手方向に電極長さ情報を持ったバーコード３８が取り付けられており、そのバーコード３８の情報を読み取るバーコード読み取り装置３９が電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００６８】
次に、動作について説明する。図１５において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１の長手方向に電極長さ情報を持ったバーコード３８を取り付けておき、放電加工中に電極側面からバーコード読み取り装置３９によって電極長さを随時または常時計測し、この電極長さ変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００６９】
実施例１０．
図１６は、この発明の他の実施例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。電極１には電極共振周波数モニタ４２が接続されており、この電極共振周波数モニタ４２が電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。また、電波発信装置４０が電極１に向けて電波を発信できるように設置されている。
【００７０】
次に、動作について説明する。図１６において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。電極１は高インピーダンスのアンテナと考えられるため、外部から電極１に向けて電波発信装置４０から電波４１を発信して加工開始前の電極１の電磁気学的な共振周波数を測定しておき、加工中も電波を電極１に対して発信しておくと、測定される電極１の共振周波数は加工の進行に伴い電極長さが短くなると変化する。したがって、放電加工中にこの共振周波数を随時または常時計測し、計測された共振周波数変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００７１】
図１７は、この発明に関連する装置の第３の例を示す構成図である。図において、電極１はホルダー３とともにスピンドル５にクランプされ、その先端は工作物２に対向するように設置されており、電極１および工作物２には加工電源１６が接続されている。工作物２はＸおよびＹ方向テーブル２６に固定され、ＸおよびＹ方向テーブル２６はＮＣ制御装置２７に接続され、電極軌道データ１８もＮＣ制御装置２７に接続されている。超音波発振器４３は電極先端に向けて超音波を発信できるように電極１の長さ方向と同じ軸上にホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされており、超音波受信器４４も電極先端で反射した超音波を受信できるように電極１の長さ方向と同じ軸上にホルダー３とともにスピンドルに５にクランプされている。超音波受信器４４は電極先端位置記憶手段１１に接続され、電極先端位置記憶手段１１はその先の計算手段１４に接続されている。計算手段１４は主軸位置記憶手段１３と制御装置１７に接続され、制御装置１７はＮＣ制御装置２７と主軸駆動装置１２と加工電源１６に接続されている。
【００７２】
次に、動作について説明する。図１７において、電極１と工作物２には加工電源１６より加工パルスが供給されて放電加工が行われる。このとき、ＮＣ制御装置２７によって制御されてＸおよびＹ方向テーブル２６に固定された工作物２の放電位置が移動し、これに対して主軸駆動装置１２が制御されて、所要の３次元形状加工が行われる。スピンドル５にクランプされた超音波発振器４３からは電極先端に向けて電極１の内部に発振超音波４５を発信させ、電極先端面４７で反射して再び戻ってくる反射超音波４６を超音波受信器４４で受信する。受信までに要する時間は電極の長さに比例するため、放電加工中に随時または常時、この受信時間の変化を計測する。計測された超音波受信時間変化量の情報を電極先端位置記憶手段１１に送り、この電極先端位置記憶手段１１の情報に主軸位置記憶手段１３の情報を加えて、計算手段１４により工作物２上面の電極１の位置、加工深さ、加工残量を計算し、この計算結果（加工深さ情報）に応じて、制御装置１７において追加すべき繰り返し数、加工電気条件、水平方向（ＸＹ方向）送り成分とＺ方向送り成分の比率を変更したり制御したりして、加工を行う。
【００７３】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係る放電加工装置は、内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して電極軸方向であるＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７６】
この発明の請求項２に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたため、工作物の加工深さを常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７７】
この発明の請求項３に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたため、電極先端部分の形状を常時又は随時計測しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００７９】
この発明の請求項４に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８０】
この発明の請求項５に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたため、工作物上面までの加工深さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８３】
この発明の請求項６に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
この発明の請求項７に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８５】
この発明の請求項８に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたため、工作物上面に相当する位置を常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
この発明の請求項９に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたため、電極長さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
この発明の請求項１０に係る放電加工装置は、電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたため、電極長さを常時又は随時計測することで、電極のＺ方向送り成分などを制御しながら加工を行う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】 この発明の実施例１における工作面位置測定装置の構造図である。
【図２】 この発明の実施例１における検出ピンの動作説明図である。
【図３】 この発明の実施例１における放電加工装置の構成図である。
【図４】 この発明の実施例２における放電加工装置の構成図である。
【図５】 この発明の実施例３における加工段差測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図６】 この発明の実施例４における電極先端部消耗形状測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図７】 この発明に関連した電極内抵抗変化により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図８】 この発明に関連した電極消耗量測定装置の電極断面図である。
【図９】 この発明の実施例５における渦電流測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１０】 この発明の実施例６における静電容量測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１１】 この発明に関連した装置おける加工液の噴出圧力測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１２】 この発明の実施例７におけるＣＣＤカメラを用いた加工深さ測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１３】 この発明の実施例７における変形例を示した図である。
【図１４】 この発明の実施例８におけるレーザ変位計を用いた電極消耗量測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１５】 この発明の実施例９におけるバーコード付きの電極を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１６】 この発明の実施例１０における電極の電磁気学的な共振周波数を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１７】 この発明に関連した装置における電極先端面で反射する反射超音波の測定を用いた電極長さの測定により電極消耗補償動作を行う放電加工装置の構成図である。
【図１８】 従来の電極途中交換による単純電極放電加工方法の説明図である。
【図１９】 従来の予測補正式単純電極放電加工装置の構成図である。
【符号の説明】
１ 電極、２ 工作物、３ ホルダー、４ コレット部、５ スピンドル、６ スピンドル回転用モータ、７ クランプ機構、８ リニアゲージ、９ 検出ピン、１０ ガイド機構、１１ 電極先端位置記憶手段、１２ 主軸駆動装置、１３ 主軸位置記憶手段、１４ 計算手段、１５ 加工液、１６ 加工電源、１７ 制御装置、１８ 電極軌道データ、１９ 軌道修正部、２０ 動力ベルト、２１ 修正軌道電極データ、２２ 走査方向、２３ 接触式センサ、２４ 電極側面、２５ 電極先端後部、２６ ＸおよびＹ方向テーブル、２７ ＮＣ制御装置、２８ ブリッジ回路、２９ 直流電源、３０ 電流計、３１ 渦電流センサ、３２ 交流電源、３３ 電圧計、３４ 加工液供給装置、３５ 加工液噴出口、３６ 圧力計、３７ ＣＣＤカメラ、３８ バーコード、３９ バーコード読み取り装置、４０ 電波発信装置、４１ 電波、４２ 電極共振周波数モニタ、４３ 超音波発振器、４４ 超音波受信器、４５ 発振超音波、４６ 反射超音波、４７ 電極先端面、４８ レーザ変位計、４９ レーザ光、５０ 加工液供給管、６０ ツールパス記憶手段、１０１ 基準球。
Claims (10)
- 内穴を有する電極と工作物間に電圧を印加しつつ、前記電極の内穴から加工液を噴出しながら加工を行う放電加工装置において、
前記電極の内穴に設けられ、電極および電極保持部に対して前記電極軸方向であるＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物上面に接触させた状態における、前記棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置をリニアゲージにより計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
前記電極の走査方向の前方および後方に設けられ、電極および電極保持部に対してＺ軸方向に相対的に可動とされる棒状部材と、前記棒状部材の先端を工作物の加工直前面と加工直後面の上面に接触させた状態における、前記各棒状部材と電極保持部とのＺ軸方向相対位置を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
電極側面と電極先端の消耗部分とのＺ軸に対する相対変位量を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
前記電極の走査方向に対してその後方に工作物の加工面までの距離を測定するように設けられた渦電流検出器と、前記渦電流検出器により渦電流が検出された状態における加工面深さを計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
前記電極先端面とこれに対向する工作物の加工面との加工間隙の大きさによって蓄えられる量が変化する静電容量を計測する手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
前記電極および電極保持部に対して垂直方向からの撮影が可能となるように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と工作物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面を撮影するように設置された計測用カメラにより、放電加工状態における前記電極先端面と加工面との加工間隙を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
内穴を有する電極および電極保持部に対して、前記電極軸方向へ前記電極内穴をとおして加工面にレーザ光を照射するように設けられたレーザ変位計と、前記レーザ変位計から照射されるレーザ光によってレーザ変位計設置面から加工面までの距離を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
電極に電極の長さ方向の情報を持つバーコードを取り付け、このバーコードから電極消耗量を読み取る計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。 - 電極軌道を定義するデータとこの電極軌道データにしたがって電極を移動させる制御装置と電極消耗長さを記憶する手段を有し、加工電極と被加工物を対向してなる加工間隙に加工電源より供給されるパルス放電を繰り返して加工する放電加工装置において、
電極に電極の電磁気学的な共振周波数を計測する計測手段を設けたことを特徴とする放電加工装置。
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| JP16839794A JP3727673B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP16839794A JP3727673B2 (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 放電加工装置 |
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| JPH0825149A JPH0825149A (ja) | 1996-01-30 |
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1994
- 1994-07-20 JP JP16839794A patent/JP3727673B2/ja not_active Expired - Lifetime
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