JP4907803B2

JP4907803B2 - 創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法並びに創成放電加工方法

Info

Publication number: JP4907803B2
Application number: JP2001292733A
Authority: JP
Inventors: 昭二二村; 敏之屋宜
Original assignee: Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd
Current assignee: Hoden Seimitsu Kako Kenkyusho Co Ltd
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP2003094252A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は創成放電加工に用いるワイヤ状の電極の曲がりの矯正方法及びその矯正方法を用いている創成放電加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アルミサッシのような型材を押し出し成形するための押し出しダイスは、図１２Ａに平面図、図１２Ｂに図１２ＡのＢ−Ｂ断面図、図１２Ｃに底面図で示しているように、その押し出し開孔としてベアリング孔２と、ベアリング孔２の上部に流し込み部１と、その下側開口として裏逃げ部３が形成されたものである。押し出しダイスを用いて型材を成形する場合、流し込み部１に供給されたアルミ材が押し出し装置によりベアリング部２の方向に押し圧され、ベアリング孔によって成形されて裏逃げ部３に製品となって押し出される。形状精度の高い型材を製作するには、ベアリング孔２を通過するアルミ材の速度が均一になるようにベアリング孔のベアリング長さLをベアリング孔の形状に対応させて調整されている。
【０００３】
ベアリング長さLを精度良く仕上げるためには、裏逃げ部３とベアリング孔２とが接続する個所に裏逃げ段差部４が設けられている。
【０００４】
かかる押し出しダイスを製作する際に、裏逃げ部３とベアリング孔２とはワイヤカット放電加工によって加工することができる。裏逃げ部３の加工は、ベアリング孔２の上部開口中央から裏逃げ部３の斜面の傾斜に合わせたワイヤカット放電電極を用いて行うことができ、またベアリング孔２の加工はワイヤカット放電電極を垂直にして行うことができる。
【０００５】
ところが、裏逃げ段差部４を形成するには、フライス加工などを用いなければならないが、その溝幅が１ｍｍ〜数ｍｍで段差の幅が１ｍｍ以下のことがあり、裏逃げ部の深さが３０〜８０ｍｍもあるために、９０ｍｍ以上の長さを持って１〜数ｍｍの直径のドリルカッターを用いなければならない。斜面に対してこのように細く長いカッターを用いるとカッターの逃げや振れが生じるので高精度加工が困難であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこでワイヤ状の電極切り口端面（先端面）を利用して裏逃げ段差部４の段差を創成放電加工することが考えられる。その場合ワイヤ状の電極の長さが同様に９０ｍｍ以上でその直径が１〜数ｍｍである。このように細く長いワイヤ状の電極では少しの曲がりあるいは偏芯を持っていることが多いが、ワイヤ状の電極に用いられるワイヤに曲がりや偏芯があると裏逃げ段差部の幅を精度良く仕上げることができないものである。
【０００７】
そこで、本発明は精度良く創成放電加工をおこなうことを目的とするものである。
【０００８】
特に全自動放電加工機を用いて微細な部分を精度良く創成放電加工することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法は、
ワイヤ状の電極（以下「ワイヤ状電極」と言う）をコレットホルダーに取り付け、
ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーをコレットホルダー装着ヘッドに装着し、
ワイヤ状電極を挿入することができる内径をした通孔を持つパイプ冶具を、その通孔が前記コレットホルダー装着ヘッドの中心軸から所定の傾きを持つようにコレットホルダー装着ヘッドの前方に固定しておき、
コレットホルダー装着ヘッドにコレットホルダーを介して取り付けられたワイヤ状電極をその中心軸の周りに回転させながらパイプ冶具の通孔内に挿入し、
ワイヤ状電極を回転させたままで前記通孔からワイヤ状電極を引き抜くことによって、ワイヤ状電極の曲がりを矯正することを特徴とする。ここでパイプ冶具の通孔はワイヤ状電極の外径よりも１０〜２０％大きな外径をしていることが好ましい。パイプ冶具の通孔はその上下の開口端にＲを持って、ワイヤ状電極が滑らかに挿入、引き抜きができることが好ましい。また、通孔はコレットホルダー装着ヘッド中心軸から５〜２０°の傾きをしているのがよい。
【００１０】
本発明の創成放電加工用ワイヤ状電極の矯正方法において、
前記ワイヤ状電極を通すことができる孔を持った電極径測定器をコレットホルダー装着ヘッドの前方平面に水平に固定しておき、
ワイヤ状電極の曲がりを矯正した後に、
前記ワイヤ状電極を前記電極径測定器の孔に向かい合う位置に持ってきて、ワイヤ状電極の測定すべき深さまでワイヤ状電極を前記孔に挿入し、コレットホルダー装着ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によってワイヤ状電極の直径を求めることが好ましい。ワイヤ状電極を中心軸の周りに回転させつつ上に述べたワイヤ状電極の直径を求めるのと同様にしてワイヤ状電極の振れ幅を求めることができる。
【００１１】
コレットホルダー装着ヘッドのコレットホルダーを介して取り付けられているワイヤ状電極の先端と中間部とで前記ワイヤ状電極の直径及び／あるいは振れ幅を求めることが好ましい。
【００１２】
電極径測定器は導電板に開けられた孔を持っていて、その孔に挿入されたワイヤ状電極と導電板との間に所定の電圧を印加しておくのがよい。ワイヤ状電極を電極径測定器の孔内で移動させて、孔の一方側面と接触したときにワイヤ電極の座標位置が求められる。次にワイヤ電極を移動させて孔の反対側面と接触したときに座標位置を求める。これらの座標位置に基づいて、直径を求めることができる。ワイヤ電極を回転させた状態で同様に測定すると振れ幅を加味した状態での直径が求まる。予め直径を求めておくと、これらから振れ幅を求めることができる。
【００１３】
ワイヤ状電極の振れ幅を求めた後、その振れ幅の大きさに応じて、ワイヤ電極の曲がり矯正を繰り返すことができる。
【００１４】
本発明の創成放電加工方法は、
放電加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーを複数本収納するためのＡＴＣマガジンと、
放電加工される被加工物を取り付けて放電加工するための平面を持った加工テーブルと、
前記加工テーブルと対向して、加工テーブルの平面上を動くことができるように設けられているとともに、前記ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーを装着するためのヘッドを有し、中心軸の周りに回転することのできる加工軸と、
前記ＡＴＣマガジンと前記加工軸との間でコレットホルダーを交換するためのＡＴＣと、
前記加工軸の位置及び回転、ＡＴＣの働きを制御するための制御器とを有する創成放電加工機を用いて、
ワイヤ状電極を挿入することができる内径をした通孔であり、その通孔が前記加工軸の中心軸から所定の傾きを持つパイプ冶具とを加工テーブル上でそれぞれ加工テーブル面から所定距離離れた位置に固定しておき、
ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダー複数個を前記ＡＴＣマガジンに収納した上で、
ＡＴＣマガジンに収納されているコレットホルダーを順次ＡＴＣによって前記加工軸ヘッドに装着して、
コレットホルダーを介して加工軸ヘッドに装着したワイヤ状電極をその中心軸の周りに回転させながら、パイプ冶具の通孔内に挿入し通孔から引き抜いてワイヤ状電極の曲がりを矯正して、
曲がりを矯正したワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納することを特徴とする。ここでパイプ冶具の通孔はワイヤ状電極の外径よりも１０〜２０％大きな外径をしていることが好ましい。パイプ冶具の通孔はその上下の開口端にＲを持って、ワイヤ状電極が滑らかに挿入、引き抜きができることが好ましい。また、通孔はコレットホルダー装着ヘッド中心軸から５〜２０°の傾きをしているのがよい。
【００１５】
前記創成放電加工方法において、
ワイヤ状電極を通すことのできる孔を持った電極径測定器を加工テーブル上で加工テーブル面から所定距離離れた水平面に固定しておき、
ワイヤ状電極の曲がりを矯正した後で、
コレットホルダーを介してワイヤ状電極を装着している加工軸の回転を止めて、前記ワイヤ状電極を前記導電板の孔に向かい合う位置に移動してその場所でワイヤ状電極の測定すべき深さまでワイヤ状電極を前記孔に挿入し、加工軸ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によってワイヤ状電極の直径を求めることが好ましい。ワイヤ状電極を中心軸の周りに回転させつつ、上に述べたワイヤ状電極の直径を求めるのと同様にしてワイヤ状電極の振れ幅を求めることができる。そのワイヤ状電極の直径及び／あるいは振れ幅を加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して取り付けられているワイヤ状電極の先端と中間部とで求めることが好ましい。またワイヤ状電極の振れ幅を求めた後、その振れ幅の大きさに応じて、ワイヤ状電極の曲がり矯正を繰り返すことができる。
【００１６】
その創成放電加工方法では、
上面に少なくとも２個の基準穴が設けられている被加工物を加工テーブル上に固定し、
曲がりを矯正したワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダーをＡＴＣマガジンから加工軸ヘッドに装着し、
加工軸ヘッドに装着したワイヤ状電極の高さ基準を求めて記憶し、
ワイヤ状電極の装着されている加工軸によって被加工物の位置情報（基準穴及び上面の位置）を求めて記憶し、
メモリーに予め格納されている被加工物の製作図面情報と、上で得た被加工物の位置情報と、ワイヤ状電極の前記高さ基準とに基づいて、加工開始点、ルート及び終点の加工情報を求めて記憶し、
前記加工情報に基づいて被加工物の加工開始点から加工ルートに従い加工軸に装着したワイヤ状電極で創成放電加工を行い、
所定の長さ加工する毎に加工を停止し、被加工物上の停止位置を記憶し、
ワイヤ状電極を取り替えるかどうかを判定し、
その判定に基づき、ワイヤ状電極先端を修正し、あるいはワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーを取り替えて、上記停止位置から創成放電加工を行い、加工終点まで加工を行う。ここの説明では、被加工物を加工テーブル面上に固定するのをコレットホルダーを加工軸ヘッドに装着する前に行ったが、コレットホルダーを加工軸ヘッドに装着した後に被加工物を加工テーブルに取り付けることもできる。
【００１７】
この創成放電加工方法で、輪郭加工用ワイヤ状電極、中加工用ワイヤ状電極及び仕上げ加工用ワイヤ状電極それぞれを取り付けたコレットホルダーをＡＴＣマガジンに用意しておくことが好ましい。その場合、前記加工開始点、ルート及び終点の加工情報を制御器メモリーに収納した後、
輪郭加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーを装着した加工軸ヘッドを用いて前記加工情報に基づいて輪郭創成放電加工を行い、
この輪郭創成放電加工を所定回数繰り返し、
その後加工軸ヘッドに装着されている輪郭加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納されている中加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーと交換し、
加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して装着されている中加工用ワイヤ状電極を用いて前記加工情報に基づいて中加工創成放電加工を行い、
この中加工創成放電加工を所定回数繰り返し、
その後加工軸ヘッドに装着されている中加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納されている仕上げ加工用ワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーと交換し、
加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して装着した仕上げ加工用ワイヤ状電極を用いて前記加工情報に基づいて仕上げ加工創成放電加工を行い、
この仕上げ加工創成放電加工を所定回数繰り返す。
【００１８】
創成放電加工途中に所定距離加工すれば加工を停止し、その加工停止位置を記憶し、
ワイヤ状電極を装着した加工軸ヘッドを被加工物から引き上げて、ワイヤ状電極を金敷状台座面まで移動して接触させて、ワイヤ状電極の長さを測定してワイヤ状電極取り替え判断を行い、
継続使用と判断した場合はそのワイヤ状電極と台座との間で放電させてワイヤ状電極を所定長さまで修正し、
制御器メモリーに予め格納されているワイヤ状電極取り替え長さになっている場合は取り替えと判断して、加工軸をＡＴＣまで移動して使用していたワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダーをＡＴＣマガジンに戻し、ＡＴＣマガジンにあるワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダーを加工軸ヘッドに装着し、
この修正あるいは取り替えた新しいワイヤ状電極を装着した加工軸ヘッドを前記加工停止位置まで戻して加工を継続することができる。輪郭加工用ワイヤ状電極の径が中加工用ワイヤ状電極の径以上であり、中加工用ワイヤ状電極の径が仕上げ加工用ワイヤ状電極の径以上であることが好ましい。
【００１９】
本発明の創成放電加工方法では、創成放電加工機の加工軸に放電加工用のワイヤ状電極を取り付けて、そのワイヤ状電極の曲がりの矯正と電極の振れ幅を測定しているが、ワイヤ状電極の曲がりの矯正を別な機械、例えばボール盤、フライス盤などコレットホルダー装着ヘッドを取り付けることのできる機械に装着して行うこともできる。その上で、創成放電加工機のＡＴＣマガジンに、矯正したワイヤ電極を収納することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら本発明を実施例について詳しく説明する。本発明を実施するのに用いられる放電加工機１００の一例の正面図を図１に示しており、その制御を図２にブロック図で示している。
【００２１】
図１の放電加工機１００で、昇降式加工槽１０が加工機中央に設けられており、その中に水平に加工テーブル２０が設けられている。加工テーブル２０上には被加工物２２，ワイヤ状電極修正器２６，ワイヤ状電極矯正器・電極径測定器９０が図６の平面図に示すように取り付けられている。加工槽１０中には加工液が入れられており、その加工液はポンプによって循環させられるようになっている。被加工物２２の放電加工時及びワイヤ状電極の修正時に、被加工物２２及び／またはワイヤ状電極修正器２６が加工液中に浸るように加工槽１０は昇降できるようになっている。
【００２２】
加工軸３０が加工テーブル２０と対向できる位置に設けられており、加工軸３０は内蔵スピンドルモータによって加工時に回転させることができるようになっている。加工軸３０はそのスタンドに取り付けられており、加工テーブル水平面（ｘｙ面とする）に対して水平に移動し、また上下（ｚ軸方向とする）に移動するようになっている。加工軸３０の中心軸の周りへの回転及びｘ、ｙ、ｚ軸方向への移動、また必要によりｚ軸からの傾斜運動は制御器４０で制御される。加工軸３０は中心軸の周りに所定角度だけ回動させることもできるようになっている。
【００２３】
放電加工機１００には手動入力をするためのコンソール５０及びデータを格納するためのメモリー６０が設けられていて、それらは制御器４０を介して加工機の各部と接続されている。また被加工物の製作図面情報をメモリー６０に格納できるようになっている。
【００２４】
加工軸３０の先端にはヘッド３２が付けられており、ワイヤ状電極３７を取り付けたコレットホルダー３５（図３参照）を装着したり、取り外したりすることができるようになっている。創成放電加工時には、加工軸ヘッド３２にワイヤ状電極３７をコレットホルダー３５を介して装着して、内蔵スピンドルモータによってワイヤ状電極３７を中心軸の周りに回転させながら、加工槽中で加工液に浸した被加工物の加工される個所にその先端を近接させて放電させることになる。加工時の回転数は例えば７００ｒｐｍである。
【００２５】
放電加工機１００にはＡＴＣマガジン７０が取り付けられている。必要個数のコレットホルダーがこのＡＴＣマガジン７０に収納されている。ＡＴＣマガジンに収納されているコレットホルダーはそれぞれワイヤ状電極を持ったものであり、一連の放電加工に使用する種々のワイヤ状電極を必要本数収納している。ＡＴＣマガジン７０の近くにはＡＴＣ８０が設けられていて、ＡＴＣ８０がＡＴＣマガジン７０に収納されているコレットホルダーを取り出して、加工軸ヘッド３２にそのコレットホルダーを取り付け、あるいは加工軸ヘッド３２に装着されているコレットホルダーを取り外して、ＡＴＣマガジンに収納する。コレットホルダーの取り扱いは制御器４０が加工軸３０，ＡＴＣ８０，ＡＴＣマガジン７０を制御することで行うようになっている。ＡＴＣマガジン７０には例えば２４本のコレットホルダーを収納することができる。
【００２６】
ワイヤ状電極矯正器・電極径測定器９０は、図４の平面図、図５のその縦断面図に示すように、架台９９の上面に設けられている。架台上面は、架台を加工テーブル２０上に取り付けたときに、加工テーブルからワイヤ状電極の長さ以上の距離離れた水平面となるようになっている。架台上面にある矯正器のパイプ冶具９１，９１′，９１″の通孔及び電極径測定器の孔にワイヤ状電極を上部から挿入したときに、ワイヤ状電極が架台の他の部分と接触しないように架台の内部は空間となった構造をしている。
【００２７】
ワイヤ状電極矯正器のパイプ冶具９１，９１′，９１″は例えば超硬合金で作られたパイプであり、図７に断面図で示しているように、矯正すべきワイヤ状電極外径よりも大きな内径、好ましくはワイヤ状電極よりも１０〜２０％大きな内径をした通孔を持っている。この通孔は加工軸の中心軸から所定の傾き、好ましくは５〜２０°の傾きを持っている。通孔の両開口端は１０ｍｍ程度のＲ９３を持っているので、矯正すべきワイヤ状電極がなめらかにパイプ冶具通孔に挿入できるようになっている。
【００２８】
ワイヤ状電極の曲がりを矯正するには、矯正すべきワイヤ状電極３７をコレットホルダー３５を介して加工軸ヘッド３２に装着しておく。加工軸ヘッド３２をワイヤ状電極矯正器・電極径測定器９０のパイプ冶具９１上部開口と対向する位置に持っていく。ワイヤ状電極３７をその中心軸の周りに回転させながら（例えば１０００ｒｐｍで回転させながら）パイプ冶具の通孔内にワイヤ状電極３７をそれを取り付けているコレットホルダー３５の根本まで、あるいは根本近くまで挿入する。ワイヤ状電極を回転させたままで通孔からワイヤ状電極を引き抜く。この矯正作業を数回繰り返すことで、ワイヤ状電極の振れ精度を２０μｍ以下とすることができる。
【００２９】
使用されるワイヤ状電極の直径は通常１．０〜２．５ｍｍで、パイプ冶具９１の通孔９２の内径はワイヤ状電極の直径よりも１０〜２０％大きなもの、例えば直径で０．２ｍｍ程度大きなものがよい。通孔９２の傾きは矯正すべきワイヤ状電極の直径に応じて小さくするのがよく、例えばワイヤ状電極直径１ｍｍの場合１２°、１．５ｍｍの場合８°、２．０ｍｍの場合８°とするのがよい。
【００３０】
ワイヤ状電極として無酸素銅の電極を用いて、矯正作業をすると、ワイヤ状電極先端が矯正前には０．１〜１．０ｍｍの振れがあったものが、この矯正作業によって０．０２ｍｍ以下の振れに矯正することができた。なお、使用したワイヤ状電極は、コレットホルダー近くまでパイプ冶具通孔に挿入したときの、パイプ冶具から突出している部分の長さが８０ｍｍ以上のものであった。
【００３１】
架台９９の上面に電極径測定器も設けられている。電極径を測定するための孔９５は、ワイヤ状電極を通すことのできる径をした円孔あるいは楕円孔であり、この円孔あるいは楕円孔に挿入したワイヤ状電極と円孔あるいは楕円孔側面とが接触したことを感知する。すなわち接触感知によってワイヤ状電極の径を測定できるようになっている。そこで円孔あるいは楕円孔周囲の側面９６，９６′は導電性をしていることが好ましい。そのために架台自体を導電板で構成することができる。この孔９５は図４，図５に示すように下に行くに従い広がっているのが好ましい。
【００３２】
測定すべきワイヤ状電極３７をコレットホルダー３５を介して加工軸ヘッド３２に装着しておき、ワイヤ状電極と電極径測定器の側面との間に所定の電圧を印加しておく。加工軸ヘッド３２を測定器の孔９５に向かい合う位置に持ってきて、ワイヤ状電極を測定する深さまで孔９５に挿入する。加工軸ヘッドをｘｙ面内で動かして、ワイヤ状電極３７の一側面を測定器孔９５の一方にある側面９６または９６′に接触させる。接触するとワイヤ状電極と測定器間で電流が流れるので、それを信号として制御器４０はその時点での加工軸３０の座標を読みとる。次に加工軸ヘッドをｘｙ面内で移動させて、ワイヤ状電極３７の反対側面を測定器孔９５の反対側側面９６′または９６（前記一方にある側面の反対側面）に接触させる。この位置で制御器４０は加工軸３０の座標を読みとる。測定器孔９５の内側面間距離を予め制御器４０を介してメモリー６０に格納しておくと、これら２回の座標値によって、直径＝測定器孔内側面間距離−（２回目の座標値−１回目の座標値）の式で直径を求めることができる。
【００３３】
電極径測定器を用いてワイヤ状電極の振れ幅を求めるには、測定すべきワイヤ状電極３７をコレットホルダー３５を介して加工軸ヘッド３２に装着しておき、加工軸ヘッド３２を所定回転数で回転させながら、上と同様にして接触感知によって直径を求める。ワイヤ状電極を回転させながら直径を求めるとワイヤ状電極の振れ幅を加味した値となる。ワイヤ状電極の静止した状態での直径を上記のやり方あるいはマイクロメータなどで求めておき、ここで求めた振れ幅を加味した直径とで、振れ幅を求めることができる。
【００３４】
ワイヤ状電極修正器２６も加工テーブル上に取り付けられている。ワイヤ状電極修正器２６は金敷状台座であって、その上面は加工テーブル面と平行すなわち水平になっている。ワイヤ状電極を台座上に接触あるいは微小間隙を持って放電させるとワイヤ状電極先端面が加工される形で消耗・摩耗するので望む形状をしたワイヤ状電極先端が得られる。ワイヤ状電極を用いて前述の裏逃げ段差部４の段差を創成放電加工すると次第にワイヤ状電極先端も消耗変形してくるので、創成放電加工を所定長さ行う毎にワイヤ状電極先端形状を修正する必要がある。
【００３５】
本実施例ではこの電極修正器２６の台座上をワイヤ状電極の高さ（ｚ軸位置）の原点としている。加工軸ヘッドに取り付けたワイヤ状電極をワイヤ状電極修正器２６でその先端形状を修正した後に、ワイヤ状電極を台座上に接触させたときの加工軸のｚ軸座標を基準点あるいは原点として、例えばｚ＝０として制御器に読み込まれる。
【００３６】
上に述べた放電加工機１００によって、ワイヤ状電極の曲がりを矯正する作業を行い、加工の準備を行い、創成放電加工を行うフローチャートをそれぞれ図８，９，１０，１１に示している。図１０と図１１はともに創成放電加工のフローチャートであるが、図１０は創成放電加工の一実施例のフローチャートであって、図１１は輪郭加工、中加工、仕上げ加工の３段階になった創成放電加工のフローチャートである。図１０の創成放電加工を以下の説明において「放電加工１」と呼ぶことがある。図１１の創成放電加工の各段階には放電加工１を含んでいる。また、図１１の創成放電加工を以下の説明において「放電加工２」と呼ぶことがある。
【００３７】
矯正作業を図８に示すフローチャートに従って説明する。矯正作業については既にワイヤ状電極矯正器・電極径測定器９０の説明の中で説明しているが、図８のフローチャートを理解できる程度にここで説明を行う。
【００３８】
矯正作業の準備として、ステップ８０１で使用するワイヤ状電極３７をコレットホルダー３５に取り付ける。ここで準備するコレットホルダーの数は少なくとも使用する本数は必要である。ワイヤ状電極３７を取り付けたコレットホルダー３５を放電加工機１００のＡＴＣマガジン７０に順次収納する（ステップ８０２）。コレットホルダーを収納しているＡＴＣマガジン７０の位置（アドレス）は制御器４０で読み込まれてメモリー６０に格納される。
【００３９】
矯正すべきコレットホルダー１本をＡＴＣマガジン７０からＡＴＣ８０で取り出して（ステップ８０３）、そのコレットホルダーを加工軸ヘッド３２に装着する（ステップ８０４）。矯正作業の開始指令はコンソール５０から制御器４０に入力することができる。加工軸ヘッド３２にＡＴＣからコレットホルダーを装着する際には加工軸３０がＡＴＣ８０の近くに移動してその場所で装脱着する。ステップ８０５で、加工軸に装着されたワイヤ状電極をパイプ冶具の上部開口に位置あわせをし、ステップ８０６でワイヤ状電極を加工軸中心軸の周りに回転させる。このときの回転は例えば１０００ｒｐｍとする。ステップ８０５とステップ８０６との順序を変えても良い。ステップ８０７でワイヤ状電極をパイプ冶具の通孔に挿入する。このときに、ワイヤ状電極をコレットホルダーの根本あるいはそれに近い深さまで挿入する。ワイヤ状電極を回転させたままでパイプ冶具の通孔から引き抜く（ステップ８０８）。この矯正作業は一度でも良いが、数回繰り返すことによってワイヤ状電極の真直度が向上する。そこでステップ８０９でワイヤ状電極の振れ幅を測定して、その振れ幅が所定範囲内、例えば０．０２mm以内であるかどうかをステップ８１０で判定する。振れ幅が所定範囲よりも大きいと、ステップ８０７に戻って再度矯正をする。ステップ８１０の判定で所定範囲内になっていれば、ワイヤ状電極の回転を止めて、ステップ８１１で加工軸ヘッドをＡＴＣの近くまで移動して、コレットホルダーをステップ８１２でＡＴＣマガジンへ戻す。このフローチャートには示していないが矯正作業を数回繰り返しても振れ幅が所定範囲にならないものは「使用不可」との判定を行い、そのコレットホルダーの番号とその判定とを制御器を介してメモリーに格納することもできる。
【００４０】
以上で１本のコレットホルダーについてワイヤ状電極矯正と使用可否判定がなされたので、順次ＡＴＣマガジンに収納されているすべてのコレットホルダーについて、ステップ８０３〜８１３を繰り返して、すべてのコレットホルダーについて矯正作業を行う。もちろん１本のコレットホルダーについてのみ矯正作業を行って、矯正作業終了とすることもできる。なお、ステップ８０３〜８１３の矯正作業を纏めてステップ８００と参照番号を付けている。
【００４１】
図８のフローチャートでは放電加工機１００の加工軸ヘッド３２を用いて矯正作業を行っているが、放電加工機に代えてフライス盤、ボール盤などの回転軸にコレットホルダー装着ヘッドを取り付けて矯正作業を行うこともできる。
【００４２】
次に加工の準備を図９に示すフローチャートに従って説明する。加工の準備を行う前に、図８で説明したステップ８０１のワイヤ状電極をコレットホルダーへ取り付ける工程、ステップ８０２のコレットホルダーをＡＴＣマガジンへ収納する工程及び矯正作業工程ステップ８００が終わっているとともに、被加工物を加工テーブル上の所定個所に取り付けられている（ステップ９０１）ものとする。
【００４３】
加工の準備ではまずステップ９０２で使用するワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダー３５をＡＴＣマガジン７０から取り出して加工軸ヘッド３２に装着する。加工軸ヘッド３２に装着されたワイヤ状電極３７をワイヤ状電極修正器２６の金敷状台座上に移動させて、台座に接触あるいは微小間隙を介して放電させて、ワイヤ状電極の長さを所定の長さにするとともに、ワイヤ状電極先端を望む形状、例えば平坦にする（ステップ９０３）。次に、ワイヤ状電極をワイヤ状電極修正器２６の金敷状台座上に接触させて、そのときの加工軸３０のｚ軸座標を基準点あるいは原点として制御器４０で読み込む（ステップ９０４）。ステップ９０５で、加工軸３０を被加工物２２のところへ移動させて、その２個の基準穴２４にワイヤ状電極を接触させて、それらの座標を読み込み、被加工物２２の上面２３にワイヤ状電極を接触させて、その接触した位置の座標を読み込む。これら３点（２個の基準穴と上面の接触点）から上面２３の式及び被加工物２２の位置情報を制御器４０で作成して、メモリー６０に格納する。被加工物２２の製作図面情報６５は予め制御器４０を介してメモリー６０に格納されているので、ステップ９０６でこの製作図面情報と、被加工物の位置情報と、ワイヤ状電極の高さ位置情報に基づいて、加工開始点、加工ルート、加工終点などの加工情報を制御器４０で作成して、ステップ９０７でこの加工情報をメモリー６０に格納する。ステップ９０２〜９０７の加工の準備を纏めてステップ９００と参照番号を付けている。
【００４４】
次に創成放電加工の一実施例を図１０に示すフローチャートに従って説明する。創成放電加工を行う前に、図９で説明した加工の準備（ステップ９００）までの工程が終了しているものとする。
【００４５】
ステップ９００までの工程で加工軸ヘッド３２には使用されるワイヤ状電極３７が取り付けられた状態となっているので、ステップ１００１で加工軸を移動してワイヤ状電極を被加工物２２の加工開始点に移動し、ステップ１００２でメモリー６０に格納されている加工情報に従って加工ルートを通って創成放電加工を行い、ステップ１００３で加工終点まで加工したかどうかが判定され、加工終点まで加工している場合にはステップ１００４に進み、そこで所定回数加工したかどうかが判定される。同じ加工ルートを１〜４回加工するので、その加工回数が終わっている場合には加工完となる。加工回数が所定回数に達していない場合にはステップ１００１に戻って、ステップ１００１〜１００４が繰り返される。
【００４６】
ステップ１００３で終点まで加工してないと判定された場合、使用しているワイヤ状電極で所定長さ加工したかどうかをステップ１００５で判定される。ワイヤ状電極の先端を修正加工するまでに放電加工のできる長さを予め決めておいて、その長さを所定長さとしておく。ここで所定長さを加工距離で決めることもできるし、放電電流と時間との積で決めることもできる。例えば、所定長さとして加工距離で決めて８０ｍｍとしていると、８０ｍｍ加工すればそれ以上はそのワイヤ状電極をそのまま使うことができないと判定されて、そこでワイヤ状電極の先端を修正加工することになる。そこでステップ１００５で所定長さ加工したかどうかを判定して、所定長さまで加工していないと判定されればそのワイヤ状電極を続けて使用できるのでステップ１００２に戻って創成放電加工が続けられる。ステップ１００５で所定長さ加工したと判定されるとステップ１００６に進み加工を停止して、ステップ１００７でその停止位置を制御器に読み込む。そしてステップ１００８で、ワイヤ状電極の長さが測定される。この長さの測定は、加工軸を移動して金敷状台座上にワイヤ状電極を接触させて、加工軸のｚ軸座標を読み込み、前回に読み込んだ加工軸のｚ軸座標との差を求めることによってワイヤ状電極の消耗した長さが求まる。使用開始前のワイヤ状電極の長さからこの消耗した長さを差し引いて、残っているワイヤ状電極長さを求めることができる。残っているワイヤ状電極長さが所定長さ以下かどうかをステップ１００９で判定する。この所定長さとはワイヤ状電極を取り替える必要のある長さであって、先端を修正してもそれ以上使用できない長さのことである。ここでワイヤ状電極長さが所定長さ以下であると判定したときには、ステップ１０１０に進んで、新しいワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーと取り替えを行う。そしてステップ１０１１でワイヤ状電極先端を所定長さに加工し、ステップ１０１３でワイヤ状電極を加工停止位置へ戻して、ステップ１００２で創成放電加工が継続されることになる。これらのステップ１０１０，１０１１はそれぞれ図９のステップ９０２，９０３と同じなのでこれ以上説明する必要がないだろう。なお、ステップ１００９の判定で所定長さ以上と判定されたときは、ワイヤ状電極先端の修正加工ができるのでステップ１０１２へ進んで先端を修正する。ステップ１００１〜１０１３の放電加工１を纏めてステップ１０００と参照番号を付けている。
【００４７】
以上述べた創成放電加工によれば使用するワイヤ状電極の曲がりがほとんどなくまた振れ幅もきわめて小さいので、細く長いワイヤ状電極を用いて細かい創成放電加工を精度良く行うことができる。
【００４８】
創成放電加工の他の実施例を図１１に示すフローチャートに従って説明する。ここでは輪郭加工用ワイヤ状電極、中加工用ワイヤ状電極、仕上げ加工用ワイヤ状電極の３種類のワイヤ状電極を用い、まず輪郭加工を行い、次に中加工を行い、最後に仕上げ加工を行う例である。例えば輪郭加工用ワイヤ状電極として直径が２．０ｍｍのものを用い、中加工用ワイヤ状電極として輪郭加工用のものよりも直径が小さな１．５ｍｍのものを用い、仕上げ加工用ワイヤ状電極として中加工用ワイヤ状電極よりも更に直径が小さな１．０ｍｍのものを用いる。このように輪郭加工時のワイヤ状電極を太くすると放電加工電流を大きくすることができるので放電加工速度が大きくなる。しかし仕上がり精度が粗くなる。仕上げ加工時のワイヤ状電極を細くすると電流が小さくなるので加工速度は小さくなるが、仕上がり精度を細かくすることができる。
【００４９】
図１１のフローチャートにおいて、ステップ８０１′は上に述べたように３種類のワイヤ状電極を用いているが実質的には図８におけるステップ８０１と同じである。ステップ８０２，ステップ８００で、図８と同様にワイヤ状電極を矯正して、ステップ９０１で被加工物を加工テーブル上に取り付ける。
【００５０】
創成放電加工の第一段階として輪郭加工用ワイヤ状電極の取り付けられたコレットホルダーを加工軸ヘッド３２にステップ１１０１で装着して、ステップ９００で加工の準備を行い、ステップ１０００で放電加工１を行う。輪郭創成放電加工が終了すると、加工軸ヘッド３２のコレットホルダーを中加工用ワイヤ状電極の取り付けられているコレットホルダーと交換して（ステップ１１０２）、加工軸ヘッドのワイヤ状電極を所定の長さに加工して（ステップ１１０３）上と同様にステップ１０００で中加工創成放電加工を行う。次に、加工軸ヘッド３２のコレットホルダーを仕上げ加工用ワイヤ状電極の取り付けられたコレットホルダーと交換して（ステップ１１０４）、ステップ１１０５でワイヤ状電極先端を所定長さに加工し、上と同様にステップ１０００で仕上げ加工創成放電加工を行う。
ここでステップ１１０１〜１０００の放電加工２を纏めてステップ１１００と参照番号を付けている。
【００５１】
ここで述べた他の実施例による放電加工においても、使用するワイヤ状電極の曲がりがほとんどなく振れ幅もきわめて小さいので、細く長いワイヤ状電極を用いて細かい創成放電加工を精度良く行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によって創成放電加工用ワイヤ状電極を曲がりのほとんどないものに矯正することができ、そのワイヤ状電極が細く長いものであっても振れ幅がほとんどないので、細かい創成放電加工を精度良く行うことができる。
【００５３】
またこの創成放電加工は全自動放電加工機に適したものであることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる放電加工機の正面図である。
【図２】本発明に用いる放電加工機の制御を示すブロック図である。
【図３】本発明に用いるワイヤ状電極を取り付けたコレットホルダーの正面図である。
【図４】本発明に用いるワイヤ状電極の矯正器と電極径測定器の平面図である。
【図５】図４に示すワイヤ状電極の矯正器と電極径測定器の縦断面図である。
【図６】本発明に用いる放電加工機における加工テーブルの一例を平面図で示す。
【図７】本発明に用いるワイヤ状電極の矯正を説明するための正面図（一部断面図）である。
【図８】本発明に従ったワイヤ状電極の矯正作業を示すフローチャートである。
【図９】本発明に従った加工の準備を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に従った放電加工の一実施例を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に従った放電加工の他の実施例を示すフローチャートである。
【図１２】成型用ダイスの一例であって、Ａは平面図、ＢはＢ−Ｂ断面図、Ｃは底面図である。
【符号の説明】
１０加工槽
２０加工テーブル
２２被加工物
２３（被加工物の）上面
２４（被加工物の）基準穴
２６ワイヤ状電極修正器
３０加工軸
３２加工軸ヘッド
３５コレットホルダー
３７ワイヤ状電極
４０制御器
５０コンソール
６０メモリー
６５製作図面情報
７０ＡＴＣマガジン
８０ＡＴＣ
９０ワイヤ状電極矯正器・電極径測定器
９１，９１′，９１″ パイプ冶具
９２通孔
９３Ｒ
９５孔
９６，９６′ 側面
９９架台
１００放電加工機

Claims

ワイヤ状の電極をコレットホルダーに取り付け、
ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーをコレットホルダー装着ヘッドに装着し、
ワイヤ状の電極を挿入することができる内径をした通孔を持つパイプ冶具を、その通孔が前記コレットホルダー装着ヘッドの中心軸から所定の傾きを持つようにコレットホルダー装着ヘッドの前方に固定しておき、
コレットホルダー装着ヘッドにコレットホルダーを介して装着されたワイヤ状の電極をその中心軸の周りに回転させながらパイプ冶具の通孔内に挿入し、
ワイヤ状の電極を回転させたままで前記通孔からワイヤ状の電極を引き抜くことによって、ワイヤ状の電極の曲がりを矯正することを特徴とする創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法。
前記ワイヤ状の電極を通すことができる孔を持った電極径測定器をコレットホルダー装着ヘッドの前方平面に水平に固定しておき、
ワイヤ状の電極の曲がりを矯正した後に、前記ワイヤ状の電極を前記電極径測定器の孔に向かい合う位置に持ってきて、ワイヤ状の電極の測定すべき深さまでワイヤ状の電極を前記孔に挿入し、コレットホルダー装着ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状の電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によってワイヤ状の電極の直径を求めることを特徴とする請求項１記載の創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法。
前記ワイヤ状の電極を通すことができる孔を持った電極径測定器をコレットホルダー装着ヘッドの前方平面に水平に固定しておき、
ワイヤ状の電極の曲がりを矯正した後に、前記ワイヤ状の電極を前記電極径測定器の孔に向かい合う位置に持ってきて、ワイヤ状の電極の測定すべき深さまでワイヤ状の電極を前記孔に挿入し、前記ワイヤ状の電極を中心軸の周りに回転させつつコレットホルダー装着ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状の電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によって前記ワイヤ状の電極の振れ幅を求めることを特徴とする請求項１記載の創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法。
コレットホルダー装着ヘッドにコレットホルダーを介して装着されたワイヤ状の電極の先端と中間部とでワイヤ状の電極の前記直径あるいは振れ幅を求めることを特徴とする請求項２あるいは３記載の創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法。
前記ワイヤ状の電極の振れ幅に基づいて、前記ワイヤ状の電極の曲がり矯正を繰り返すことを特徴とする請求項３あるいは４記載の創成放電加工用ワイヤ状の電極の矯正方法。
放電加工用ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーを複数本収納するためのＡＴＣマガジンと、
放電加工される被加工物を取り付けて放電加工するための平面を持った加工テーブルと、
前記加工テーブルと対向して、加工テーブルの平面上を動くことができるように設けられているとともに、前記ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーを装着するためのヘッドを有し、中心軸の周りに回転することのできる加工軸と、前記ＡＴＣマガジンと前記加工軸との間でコレットホルダーを交換するためのＡＴＣと、
前記加工軸の位置及び回転、ＡＴＣの働きを制御するための制御器とを有する創成放電加工機を用いて、
ワイヤ状の電極を挿入することができる内径をした通孔であり、その通孔が前記加工軸の中心軸から所定の傾きを持つパイプ冶具を加工テーブル上でそれぞれ加工テーブル面から所定距離離れた位置に固定しておき、
ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダー複数個を前記ＡＴＣマガジンに収納した上で、
ＡＴＣマガジンに収納されているコレットホルダーを順次ＡＴＣによって前記加工軸ヘッドに装着して、
コレットホルダーを介して加工軸ヘッドに装着したワイヤ状の電極をその中心軸の周りに回転させながら、パイプ冶具の通孔内に挿入し通孔から引き抜いてワイヤ状の電極の曲がりを矯正して、
曲がりを矯正したワイヤ状の電極の取り付けられているコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納することを特徴とする創成放電加工方法。
前記ワイヤ状の電極を通すことのできる孔を持った電極径測定器を、加工テーブル上で加工テーブル面から所定距離離れた水平面に固定しておき、
ワイヤ状の電極の曲がりを矯正した後に、
前記ワイヤ状の電極を前記電極径測定器の孔に向かい合う位置に移動してその場所でワイヤ状の電極の測定すべき深さまでワイヤ状の電極を前記孔に挿入し、加工軸ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状の電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によってワイヤ状の電極の直径を求めることを特徴とする請求項６記載の創成放電加工方法。
前記ワイヤ状の電極を通すことのできる孔を持った電極径測定器を、加工テーブル上で加工テーブル面から所定距離離れた水平面に固定しておき、
ワイヤ状の電極の曲がりを矯正した後に、
前記ワイヤ状の電極を前記電極径測定器の孔に向かい合う位置に移動してその場所でワイヤ状の電極の測定すべき深さまでワイヤ状の電極を前記孔に挿入し、前記ワイヤ状の電極を中心軸の周りに回転させつつ加工軸ヘッドを前記平面内で動かして前記ワイヤ状の電極の側面と前記孔周囲の側面とを接触させるようにした接触感知によって前記ワイヤ状の電極の振れ幅を求めることを特徴とする請求項６記載の創成放電加工方法。
加工軸ヘッドのコレットホルダーを介して取り付けられているワイヤ状の電極の先端と中間部とでワイヤ状の電極の前記直径あるいは振れ幅を求めることを特徴とする請求項７あるいは８記載の創成放電加工方法。
前記振れ幅に基づいて、前記ワイヤ状の電極の曲がり矯正を繰り返すことを特徴とする請求項８あるいは９記載の創成放電加工方法。
上面に少なくとも２個の基準穴が設けられている被加工物を加工テーブル上に取り付け、
曲がりを矯正したワイヤ状の電極が取り付けられているコレットホルダーをＡＴＣマガジンから加工軸ヘッドに装着し、
加工軸ヘッドに装着したワイヤ状の電極の高さ基準を求めて記憶し、
ワイヤ状の電極の装着されている加工軸によって被加工物の位置情報（基準穴及び上面の位置）を求めて記憶し、
メモリーに予め格納されている被加工物の製作図面情報と、前記被加工物の位置情報と、ワイヤ状の電極の前記高さ基準とに基づいて、加工開始点、ルート及び終点の加工情報を求めて記憶し、
前記加工情報に基づいて被加工物の加工開始点から加工ルートに従い、加工軸に装着したワイヤ状の電極で創成放電加工を行い、
所定の長さ加工する毎に加工を停止し、被加工物上の停止位置を記憶し、
ワイヤ状の電極を取り替えるかどうかを判定し、
その判定に基づき、ワイヤ状の電極先端を修正し、あるいはワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーを取り替えて、上記停止位置から創成放電加工を行い、加工終点まで加工を行う
ことを特徴とする請求項６〜１０いずれか記載の創成放電加工方法。
加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して装着した輪郭加工用ワイヤ状の電極を用いて前記加工情報を求め、
その輪郭加工用ワイヤ状の電極を用いて前記加工情報に基づいて輪郭創成放電加工を行い、
この輪郭創成放電加工を所定回数繰り返し、
その後加工軸ヘッドに装着されている輪郭加工用ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納されている中加工用ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーと交換し、
加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して装着した中加工用ワイヤ状の電極を用いて前記加工情報に基づいて中加工創成放電加工を行い、
この中加工創成放電加工を所定回数繰り返し、
その後加工軸ヘッドに装着されている中加工用ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーをＡＴＣマガジンに収納されている仕上げ加工用ワイヤ状の電極を取り付けたコレットホルダーと交換し、
加工軸ヘッドにコレットホルダーを介して装着した仕上げ加工用ワイヤ状の電極を用いて前記加工情報に基づいて仕上げ加工創成放電加工を行い、
この仕上げ加工創成放電加工を所定回数繰り返すことを特徴とする請求項１１記載の創成放電加工方法。
輪郭加工用ワイヤ状の電極の径が中加工用ワイヤ状の電極の径以上であり、中加工用ワイヤ状の電極の径が仕上げ加工用ワイヤ状の電極の径以上であることを特徴とする請求項１２記載の創成放電加工方法。