JPH0379233A - 放電加工方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放電加工電極と被加工材のワークとを相対的
に並進運動させながらワークに増分的加工を所望形状に
なるまで施すいわゆる揺動放電加工技術に関する。ここ
で、前記増分的加工には、前記並進運動平面において並
進運動軌跡を拡縮して行く場合と、一定の並進運動軌跡
を保ちながら放電加工電極の主軸方向に送り動作を行っ
て、ワークを彫り込んで行く場合とがある。そして、本
発明は、ある軌跡に沿って同加工電極又はワークをＮＣ
制御により揺動させて電極形状の輪郭を拡縮した輪郭を
有した所望の加工形状をワークに放電加工する放電加工
方法と装置であり、特に、加工形状の隅部形状を高精度
に放電加工することが可能な放電加工方法と装置とに関
する。

〔従来技術〕

工具と被加工ワークとを夫々対向電極にして両者間にお
ける細隙を隔てた放電現象を利用して被加工ワークに所
望形状を形成し、かつ、工具、被加工ワーク間に相対的
な送り動作を与えて所望の立体的加工形状を得る放電加
工装置は既に周知である。また、放電加工過程で、工具
側の加工電極に送り方向と垂直な面内で偏心量を与えた
揺動運動を実行させることにより、該電極と同形、異寸
法の形状を放電加工するようにした揺動型放電加工の原
理技術やその改善技術が種々提供されている。即ち、特
公昭５５−１６７７３号公報、特公昭５５−１６７７４
号公報、特公昭５５−２０８１３号公報等の諸公報が工
具側加工電極に揺動運動を付与して放電加工を遂行する
諸技術を開示している０例えば、上記特公昭５５−１６
７７３号公報には偏心量を段階的に拡大することにより
凹所寸法を段階的に増大させ、各偏心量の設定時には、
加工電極と被加工ワークとの間の加工間隙の大小に従っ
て揺動速度を調節して被加工凹所各壁における加工能率
を最適化した揺動型放電加工方法の改善技術が開示され
、又、特公昭５５−１６７７４号公報は、揺動運動を付
与することにより加工電極が見かけ上は三次元的に拡大
されるようにした揺動型放電加工方法と装置とに係る技
術を開示している。更に、特公昭５５−２０８１３号公
報は、加工電極が円錐面上を辿るように被加工ワーク側
に対して相対移動させながら、送り方向に垂直な面内で
揺動させ、被加工面と加工電極との間で、加工能率の低
下原因となる短絡が生じると斜め方向へ当該加工電極を
逃がし動作させ得るようにして揺動型放電加工における
加工能率の改善を図ったことを開示している。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、上述した従来の揺動型放電加工方法と装置
における加工電極の揺動原理は、その揺動軌跡をどのよ
うにして決定すれば、高精度の放電加工結果を得ること
ができるかを理論的に解明した上で揺動軌跡の決定を行
う方法が未だ確立されていない点で未完成であり、この
ため、揺動軌跡は加工電極の形状とは無関係に比較的、
単純な円軌跡、矩形軌跡に沿って揺動させることを基本
にしたものばかりである。つまり、所望加工形状が単純
形状でないような場合に、所望加工形状に対応して加工
電極が複雑化したとき、それを単に、上記のような円形
、矩形等の単純な揺動軌跡に沿って揺動変位させること
では、加工形状内に存在する隅部では加工すべき正しい
形状通りに放電加工を遂行することが困難になる。まし
て、近時は加工形状が多様化して単純な形状から複雑な
形状へと変化する傾向にあり、成形型の加工等では型形
状の初度が、更に成形製品の精度に大きく影響すること
になるから、単純な揺動軌跡を用いた揺動型放電加工方
法や装置はもはや利用不可能になる事態も発生している
。

依って、本発明の目的は、揺動型放電加工方法における
加工電極の揺動軌跡を所望の加工形状ないし当該所望の
加工形状に対応した加工電極形状を基礎にして隅部加工
も高精度に加工可能にする加工電極の揺動軌跡の決定方
法を提供せんとすることにある。

本発明の他の目的は、既に確立しているＮＣ技術を用い
て上述の加工電極の揺動軌跡にしたがって該加工電極を
移動制御し、放電加工による加工形状の高精度化を実現
した放電加工方法と装置とを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は所望の加工形状または該所望の加工形状に応じ
た加工電極の形状における輪郭を予め与えられるデータ
として確保し、また、同予め与えられる輪郭を拡縮方向
に所定の量だけオフセットしたオフセット形状の輪郭を
求め、上記予め与えられる輪郭及び求めたオフセット形
状の輪郭の両者間の一方から他方に向かう複数のベクト
ルを求め、特に、夫々の輪郭を形成する複数線分中で異
なる線分が交わった複数の交点に関して一方の輪郭から
他方の輪郭へ引いたベクトルを交点ベクトルとして求め
、これらの複数ベクトルを平行移動によっである一点に
集合させ、集合したベクトルの終端を結んだ輪郭を並進
運動軌跡（揺動軌跡）する軌跡決定方法をとるものであ
る。

すなわち、本発明は、放電加工電極とワークとを相対的
に並進運動させながらワークに加工を施す放電加工方法
において、所望の加工形状の輪郭を内側又は外側に所定
の距離オフセットさせたオフセット形状を求め、該オフ
セット形状の輪郭の各線分の交点から前記所望の加工形
状の輪郭の各線分の対応する交点へ引いたベクトルをそ
れぞれ交点で求め、前記それぞれのベクトルの始点を平
行移動によっである一点に集め、集めた前記それぞれの
ベクトルの終端を順次結んだ輪郭形状を並進運動軌跡と
して放電加工をおこなうことを特徴とした放電加工方法
と、叉、放電加工電極とワークとを相対的に並進運動さ
せながらワークに加工を施す放電加工方法において、所
定形状を有した放電加工電極の輪郭を外側又は内側に所
定の距離オフセットさせたオフセット形状を求め、前記
加工電極の輪郭の各線分の交点から前記オフセット形状
の輪郭の各線分の対応する交点へ引いたベクトルをそれ
ぞれの交点で求め、前記それぞれのベクトルの始点を平
行移動によっである一点に集め、集めた前記ぞれぞれの
ベクトルの終端を順次結んだ輪郭形状を並進運動軌跡と
して放電加工をおこなうことを特徴とした放電加工方法
を提供するものである。

更に、本発明によれば、放電加工電極とワークとを相対
的に並進運動させながらワークに加工を施す放電加工装
置において、前記放電加工電極の輪郭形状又は前記ワー
クの加工輪郭形状を予め形状データとして入力し記憶す
る輪郭形状記憶手段と、前記予め与えられる輪郭形状を
内側又は外側に所定のオフセット量だけ拡縮変位させた
オフセット形状を求めると共に該オフセット形状の輪郭
の各線分の交点と前記予め与えられる形状の輪郭の各線
分の対応する交点との間に引いたベクトルをそれぞれの
交点で求める交点ベクトル演算手段と、求めた前記それ
ぞれのベクトルの始点を平行移動によっである一点に集
合させると共に該集合後のそれぞれのベクトルの終端を
順次結ぶことにより形成される輪郭を前記並進運動軌跡
として求める軌跡演算手段と、求めた前記並進運動軌跡
に沿って前記放電加工電極とワークとを相対的に運動さ
せる並進運動制御手段とを具備したことを特徴とする放
電加工装置が提供される。

〔作　用〕

上述した並進運動軌跡（揺動軌跡）の決定原理を用い、
同軌跡に沿って、加工電極とワークとの間に揺動作用を
付与することにより、揺動軌跡自体が加工形状中の隅部
形状を忠実に再現可能な軌跡に形成°されているから、
所望の加工形状を最適条件下で揺動型放電加工により実
現できるのである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明による放電加工方法にお
ける加工形状と、加工電極の形状と、揺動パターンの形
状との王者の関連及び揺動軌跡（揺動パターン）の決定
方法を説明する平面図、第２図は、本発明による放電加
工装置の基本的構成を示したブロック図、第３図〜第９
図は本発明による放電加工方法における工具側加工電極
の揺動パターンをＮＣ装置を利用して決定する過程を示
したフローチャートである。

さて、放電加工原理によれば、所望のワーク加工形状を
放電加工によって得るためには、当該加工形状に対応し
た工具側加工電極（以下、単に加工電極と言う）を予め
作製し、これを放電加工装置の電極ヘッドに装着して、
該電極ヘッドとワークを装着したワーク取付は台との間
に相対的に放電加工動作を付与しなければならない。つ
まり、放電加工の開始時には所望のワーク加工形状の放
電加工に必要な形状を有した加工電極が準備されていな
ければならない。依って、本発明は先ず、揺動型放電加
工の実施に当たり、予め設計上で決定されている所望の
加工形状の放電加工に必要な加工電極の輪郭形状を決定
して、該決定された輪郭形状を有する加工電極を作製し
、かつ、その加工電極を放電加工装置の電極ヘッドに装
着して加工用の揺動動作をさせる場合の揺動軌跡（揺動
パターン）を上記加工形状の輪郭形状と加工電極の輪郭
形状から決定して揺動型放電加工を実行可能にする放電
加工方法の実施例を提供し、更に、加工電極の輪郭形状
が決定され°ζいるときに、その加工電極の輪郭形状を
拡縮した略相似形の形状を存する加工形状を揺動型放電
加工により加工するための揺動軌跡（揺動パターン）を
決定し、同揺動パターンに従って所望加工形状の放電加
工を遂行する実施例を提供するものである。

第１Ａ図、第１Ｂ図は、上述した２つの実施例における
ワークの加工形状と、加工電極の形状と揺動パターンの
形状とを、加工電極の送り方向（Ｚ軸）に垂直な平面（
Ｘ、Ｙ平面）内で見た場合の関連を示している。

第１Ａ図において、輪郭Ｍは揺動型放電加工によってワ
ークに形成される所望の加工形状の例を示し、この例で
はワークに凹形の加工形状が形成される場合を示してい
る。輪郭Ｂは、上記加工形状輪郭Ｍを放電加工するため
に用いられる加工電極の形状を示し、加工形状の輪郭Ｍ
を形成している輪郭線分Ｍ　ｌ−Ｍ　ｓを平面内で縮小
方向に変位（オフセット）させて閉形状とした輪郭形状
を有している。この加工電極の輪郭Ｂは、平面内で上記
加工形状の輪郭線分Ｍ１〜Ｍ、に対応した輪郭線分Ｂ、
〜Ｂ、を有し、輪郭Ｍと輪郭Ｂとは相互に相似関係にあ
る。また、輪郭りは上記の加工電極をワークに対して相
対的に揺動させながら放電加工作用を遂行することによ
り、加工輪郭形状Ｍを得るための揺動軌跡（揺動パター
ン）の形状を示している。

ここで留意すべき点は、上記揺動パターンの輪郭りは、
上記加工電極の輪郭Ｂにおいて、輪郭線分Ｂ、とＢ、と
の交点から対応の加工形状の輪郭Ｍにおける輪郭線分Ｍ
１とＭ、との交点へ引いた線要素Ｖ３１、同様に輪郭要
素Ｂ、と８２との交点から輪郭線分Ｍ、とＭ２との交点
へ引いた線要素ＶＸｔ、輪郭線分ＢｔとＢ、との交点か
ら輪郭線分Ｍ２とＭ、との交点へ引いた線要素■Ｘｔ、
輪郭線分Ｂ、と８４との交点から輪郭線分Ｍ、とＭ４と
の交点へ引いた線要素ＶＸ３、輪郭線分Ｂ４とＢ。

との交点から輪郭線分Ｍ４とＭ、との交点へ引いた線要
素ＶＸ４、輪郭線分Ｂ、とＢ１との交点から輪郭線分Ｍ
、とＭ、との交点へ引いた線要素ＶＭＳの夫々の線要素
ＶＳＩ、ＶＸＩ５　・・・ＶＸＳ（■１と重なる）を第
１Ａ図のＸ、Ｙ座標系におけるベクトル（Ｖ　ｓ　ｒ　
）、（ＶＸＩ）　　・・・　（ＶＸＳ）として求め、こ
れらのベクトルを、加工電極の輪郭Ｂの内側の一点Ｏに
転移、集合させ、該集合後の各ベクトルの終端を加工電
極の輪郭形状に倣って順次線分により結んだ輪郭として
決定されているのである。このような揺動パターンの輪
郭しに沿って加工電極とワークとの間に相対的な揺動作
用を与え、かつ、放電加工を実施すれば、加工電極の輪
郭Ｂを拡張させた加工形状の輪郭Ｍを加工でき、しかも
加工電極の隅部がワークの加工形状の輪郭Ｍの隅部に確
実に接近して放電加工作用を行うから、忠実に加工電極
の形状に対応した形状がワーク側に再現されるのである
。実際には、１回の揺動で最終加工形状が得られること
はなく、オフセット量を徐々に拡大しながら何周口かさ
せて所望の加工形状になるまで揺動を繰返すのである。

上述の第１Ａ図の例では、加工電極の輪郭Ｂから、該当
する凹形輪郭Ｍの加工形状をワーク内に放電加工する例
を示したものである。

他方、第１Ｂ図は、凹形輪郭Ｂ′を有した加工電極を用
いて、揺動易放電加工によって凸形輪郭Ｍ゛の加工形状
をワークに形成する場合に該加工電極が揺動過程でたど
る揺動パターンの輪郭Ｌ′を示したものである。この場
合にも、加工電極の輪郭Ｂ゛から加工形状の輪郭Ｍ°に
引いた複数の線要素から成るベクトル（Ｖｓ＋’　）〜
（ＶＩＩ５’　）を加工電極の輪郭Ｂ°の内側領域に位
置を選定した揺動中心Ｏへ集合させ、当該複数のベクト
ルの終端を加工電極の輪郭Ｂ′に倣って線分で結んだ輪
郭が揺動パターンＬ“の輪郭を形成している。

なお、この第１Ｂ図の例では、凹形輪郭を有した加工電
極を凸形輪郭を有した加工形状に対して揺動させる例を
考察したために、揺動バクーンの輪郭Ｌ′は、前述の第
１Ａ図の揺動パターンＬを恰も１８０°だけ位相を反転
させた関係にある。

なお、この第１Ｂ図の例で、凹形輪郭を有した加工電極
に対してワーク側を相対的に揺動させても同様の凸形輪
郭を有した加工形状を得ることが可能であり、その場合
には、交点ベクトルの向きと方向が逆転するから、第１
Ｂ図の揺動パターンＬ°と同輪郭で、しかもちょうど１
８０°位相を反転させた揺動パターンに沿って揺動作用
が行われることになる。要するに、本発明では、加工電
極とワークとの間で放電加工の遂行時に相対的に揺動作
用が行われ、その揺動パターンは、加工形状の輪郭にお
ける隅部の加工も正確な輪郭形状を実現可能なパターン
輪郭が決定、生成されることを意味するものである。

次に放電加工の実施に当たり、設計上から予め決定され
ているワークの所望加工形状の輪郭または加工電極の輪
郭に関する既知データを基にして演算手法により決定し
、生成する手段と、生成された揺動パターンに従って加
工電極とワークとの間に数値制御装置（ＮＣ装置）を利
用して揺動作用を付与して所望の加工形状の加工を実現
する放型加工装置に就いて、以下に説明する。

第２図は、揺動パターンの決定、生成を演算手法により
実行する交点ベクトル演算手段と揺動パターン演算手段
及びこれらとＮＣ装置との間に設けられた輪郭形状記憶
手段及びＮＣ装置により制御される放電加工機構等を備
えた揺動型放電加工装置の基本的構成を示したブロック
図である。

第２図において、ＮＣ装置１２は、周知の工作機械等の
自動制御に用いられる数値制御装置であり、主たる構成
要素としてＮＣプログラム格納手段１４、上記ＮＣプロ
グラム格納手段１４から読み出したＮＣプログラムから
例えば、後述の放電加工装置の電極ヘッド２０等の機械
可動部の動作を制御する制御データを補間演算により作
成する補間演算手段１６、上記補間演算手段１６の作成
した制御データに基づいて機械可動部の各軸駆動モータ
ＭｘＳＭｙＳＭｚヘサーボ出力Ｘ、Ｙ、Ｚを送出するサ
ーボ駆動回路１８、後述する方法で演算した並進運動軌
跡（揺動パターン）から実際の加工電極２２とワークＷ
との相対運動量を演算し、サーボ駆動回路１８へ出力す
る揺動制御手段（並進運動制御手段）等を具備して構成
されている。

上記ＮＣ装置１２を本発明に係る揺動型放電加工に適用
する場合には、ＮＣプログラム格納手段１４にワークＷ
の所望の加工形状の放電加工に必要な加工データとして
設計条件に基づいた加工形状データ又は加工電極２２の
輪郭データ、加工電極２２を電極送り方向に垂直な平面
内で（こ動させる開始点と終了点の位置データ、加工形
状の輪郭と同輪郭を拡縮方向に相似的に転移させた輪郭
形状を有した加工電極の輪郭との差値を示す総オフセッ
トｉデータ、加工電極２２の揺動開始タイミングと終了
タイミングのデータ等がＮＣ制御実行上で必要な他の制
御データと共に予めプログラム入力されている。ＮＣ装
置によって制御される上記の各駆動モータＭｘ、Ｍｙ、
ＭｚＯ中で、駆動モータＭｚは、電極ヘッド２０をワー
クＷに対して加工電極２２を送り込み、また、退避させ
る送りサーボモータを形成し、他の駆動モータＭｘ、Ｍ
ｙは、図示例の場合には電極ヘッド２０を送り軸方向に
垂直な平面内で相互に直交する２つの軸方向に送り動作
させるサーボモータであり、この駆動モータＭｘ、Ｍｙ
の送り作用の合成により、加工電極２２にワークＷに対
する相対的な揺動動作を付与し得るのである。また、加
工電極２２側に揺動動作を付与することに代えて必要に
応じてワークＷ（図示されていないワーク台上に装着さ
れている）側に加工電極２２に対する相対的な揺動動作
を付与する構成とすることもできる。加工電極２２とワ
ークＷとの間には加工用電源２４から放電加工作用に必
要な電力が加工電極２２とワークＷ（相手電極）との間
に供給される。

さて、本発明は、放電加工の実施に当たり、加工電極２
２とワークとの間に付与される揺動動作の揺動パターン
を、上記ＮＣ装２１２のＮＣプログラム格納手段１４に
入力、格納された上記の諸データから生成、決定し、次
に決定した揺動パターンによって放電加工過程に、加工
電極２２とワークＷとの間に相対的な揺動作用を付与す
る構成を採るものであることは、既述の通りである。従
って、揺動パターンの生成、決定を行う手段として、交
点ベクトル演算手段３０、揺動パターン演算手段３２が
設けられ、また、これらの両手段３０．３２と前記ＮＣ
装置１２との間を結合してＮＣプログラム内から揺動パ
ターンの決定用データを抽出して交点ベクトル演算手段
３０へ送出する輪郭形状記憶手段３６が設けられている
。勿論加工形状や加工電極形状の輪郭形状データは、輪
郭形状記憶手段に直接入力することも可能である。

また１周回の揺動のオフセット量は前記総オフセット量
を適宜何分割かして、ＮＣ装置１２が自動決定するよう
になっている。

上記交点ベクトル演算手段３０は輪郭形状記憶手段３６
の出力を受け、既述した第１Ａ図の交点ベクトル（Ｖｓ
＋）、（Ｖｌｌｌ）　　−−・（ＶＭＳ）　ヤ第１Ｂ図
の交点ベクトル（Ｖｓ＋’　）、（ＶＸＩ’　）・・（
ＶＸＳ’　）を求める手段であり、演算機能を有した周
知のマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッサとバ
ッファ記憶手段等を備えた構成を有するものである。

更に、上記揺動パターン演算手段３２は交点ベクトル演
算手段３０の出力を受け、全ての交点ベクトルを揺動中
心に集合させ、集合した交点ベクトルの終端を加工形状
の輪郭や加工電極２２の輪郭形状に倣って順次結ぶこと
により揺動パターンを決定し、生成するもので、この出
力を前記揺動制御手段３８に送出する。揺動制御手段３
８は、揺動パターン演算手段３２で求められた揺動軌跡
（並進運動軌跡）から、各サーボモータＭＸ。

ＭＹ、Ｍ、の揺動の実際の移動量を補間演算するもので
あり、前述の補間演算手段１６を共用してもよい。

さて、次に第１Ａ図、第１Ｂ図に示した揺動パターンＬ
、Ｌ’を、上述した第２図の揺動パターン生成部３４に
おいて、決定、生成する過程を、フローチャートに基づ
いて説明するが、以下においては、特に、第１Ａ図の加
工形状の輪郭、加工電極の輪郭、揺動パターンの形状の
例に関して、第２図と第３図〜第９図のフローチャート
に従って説明する。

第１Ａ図、第１Ｂ図は ■　電極形状の輪郭データと、 ■　オフセット量 からの計算を示しており、この場合について説明する。

フローチャートもこの場合を示している。

なお、逆の場合すなわち ■　加工形状の輪郭データと、 ■　オフセット量 から計算をする場合は、 （ｉ）オフセット量＝−（オフセット量）（ｉｉ）求め
られた交点ベクトルを揺動中心に平行移動する時に 交点ベクトル＝−（交点ベクトル） とすることによって同様に処理することができる。

ここで、ＮＣ装置１２には、ワークＷに関する予め所望
の電極形状のデータと、適正に設定されたオフセット量
がＮＣプログラム格納手段１４に格納されている。

ここで輪郭データは、予め加工形状の輪郭内又は加工電
極２２の輪郭内の１点として適正に選定された揺動中心
０を原点とし、原点から輪郭データへ向う線分と輪郭線
分とが直交する点を揺動開始点として原点を起点、終点
として記載されているものとする。

第３図を参照すると、揺動パターンＬを決定、生成する
過程における、交点ベクトル（Ｖｓ＋）、（ＶＸ＋）　
　・・・　（ＶＸＳ）を求める演算過程のフローチャー
トが示されている。同第３図において、揺動パターンＬ
の生成演算のスタートに伴い、先ず、ＮＣプログラム格
納手段１４から輪郭形状記憶手段３６を介して揺動パタ
ーン生成部３４へ加工形状、加工電極形状、揺動中心、
オフセラ）！、揺動開始位置、揺動終了位置、揺動開始
タイミング、揺動終了タイミング等が入力される。

ステップ（１）は、格納されたＮＧプログラムから抽出
される加工形状と加工電極形状を規定するブロック番号
ｎを揺動パターン生成部３４へ読込み、また、同揺動パ
ターン生成部３４の揺動パターン演算手段３２で演算さ
れたデータを示すブロック番号ｍを送出する過程を一般
的に示している。演算は、ｎ＝Ｏ５ｍ＝０から開始され
る。

ステップ（２）では、ｎ、ｎ＋１のブロック番号のデー
タが読み込まれることを一般的に示している。勿論、ｎ
＝０から開始されるから、ｎ＋１はブロック１番であり
、ｎ＝ｏは、第１Ａ図で揺動中心０から加工電極２２の
輪郭Ｂにおける揺動開始点へ移動するＸ、Ｙ平面内にお
ける経路データであり、ｎ＝１は同平面内における電極
形状の輪郭デニタにおける線分Ｂ＋の形状データである
。

ステップ（３）は、ｎとｎ＋１の線分データの交点を演
算するステップであり、ｎ＝ｏ、ｌで開始された最初の
演算では線分Ｂ０とＢ＋　との交点ベクトルＶ　（ｗｅ
ｌｌ　ｓ　（第４図）を求める演算を示している。

次いで、ステップ（４）の開始ブロックの生成とは ■　前回の交点演算により求められた交点ベクトル■。

（−Ｖ！、）　　。ＬＤ　） ■　今回の交点演算により求められた交点ベクトル■１
゜ｒ　　ＶＸ　＋　　ＶＸ１ の各ベクトルを揺動中心０へ移動する。

これらの各ベクトルを始点、終点の位置ベクトルとして
定義される揺動パターンとして作成することである。

この場合、第１回目の演算であり■。＝０．■＋６”’
　Ｖ　Ｘ　＝Ｖ　、、＝　Ｖ　Ｔ＊＋ｌ）　ｌ　（第４
図）だから■０Ｖ１１１＝■（＋１◆１）１ Ｖ、、Ｖ、＝Ｏ Ｖ、　Ｖｔ、＝Ｏ となり、出力は■１、。−■、。Ｉ　ｌ　ｍ　（＝Ｖ　
ｓ　ｌ　’・・第１Ａ図）となる。これは揺動中心より
揺動パターンの軌跡上への移動を意味し、開始ブロック
と呼ぶ。なぜなら揺動スタート時１回だけ実行されるブ
ロックであり、揺動運動は揺動パターン上を周回、往復
あるいはその組合せとなるからである。

なお終了は揺動パターンとは無関係に、終了指令が発せ
られた時点での位置から、揺動中心への移動を揺動実行
部が実行することでなされる。

ステップ（５）はブロック番号ｎを１つ進める過程を一
般的に示したもので、ｎ＝０から開始される本例の場合
には、ｎ＝１である。

ステップ（６）はステップ（２）と同義であり、ｎ＝１
のときは、電極線分Ｂ１と８２とを読み込むことを意味
している。

ステップ（７）は、判断フラグであり、上記のステップ
（６）の過程が最終ブロックであるか、未だ、揺動途中
のブロックであるかを判断している過程を示し、交点ベ
クトル演算手段３０が遂行する判面過程である。

ステップ（８）は第１Ａ図の場合には前過程のｎ＝ｎ＋
１の過程では電極線分Ｂ２に達したに過ぎないから、２
種の電極線分Ｂ１と８２との交点を演算する途中過程を
示している。

ステップ（９）は、ステップ（８）の交点に関する交点
ベクトル（ＶＸＩ）を演算する過程を示している。これ
らのステップ（７）、（８）、（９）は、揺動途中過程
が続く間は、ステップ（９）からステップ（５）に到る
矢印線が示すように途中の交点ベクトル（ＶＸＺ）、・
・　（ＶＸ４）を演算する過程を繰り返す。

こうして、ステップ（ｌＯ）、（１１）は、電極形状の
輪郭Ｂにおける最終線分Ｂ、に関するブロックの読込み
過程を示しており、第１Ａ図の例では、電極線分Ｂ、と
揺動中心０への帰還経路Ｂ６との交点を演算し、交点ベ
クトル（Ｖｘｓ）を演算する過程を示している。つまり
、交点ベクトル演算手段３０による交点ベクトルの演算
が終了する。

第４図は、第３図のフローチャートにおけるステップ（
１）から（４）までの揺動開始時における交点ベクトル
を交点ベクトル演算手段３０で演算して求める場合の詳
細な演算原則を示したもので、揺動開始点への初期経路
Ｂ０と電極線分Ｂ。

との交点における交点ベクトル（ＶＳｔ）を決定する際
には、その１つ前の演算ステップでは揺動開始の前であ
るから当然に交点ベクトルはゼロであると初期化し〔ス
テップ（１−ａ））、揺動開始時には必ず、加工電極２
２の輪郭Ｂから加工形状の輪郭線分Ｍ、への交点ベクト
ルは、該交点で得られるベクトルの中で電極線分Ｂ１に
垂直な始点ベクトル（Ｖ　ｓ　ｌ）を求めるステップ（
１−ｂ）が採られることを示している。

他方、第５図は、揺動途中における交点ベクトル演算ス
テップ〔第３図のステップ（５）からステップ（９）〕
においては、２つの輪郭線分、例えば、Ｂ＋　と８２と
を読み込み［ステップ（２−ａ）］、その両両輪綿線が
交わる点では必ず、揺動の始点を意味する始点ベクトル
、揺動終点を意味する終点ベクトル、途中の交点ベクト
ルの３種があり、これらから交点ベクトルを選定、演算
することを説明するフローチャートである。そして、輪
郭線分Ｍ、とＭ２との間で成す角度θ（第１Ａ図参照）
が、θく１８０°、θ＝１８０°、θ〉１８０°との３
種を判断し〔フラグ（２−ｃ　））、特にθく１８０″
では、電極線分Ｂ＋、Ｂｚが円弧線分か直線線分かを判
断して交点ベクトルを演算する過程を経る〔ステップ（
２−ｄ）〜（２−ｈ　）　）。

θ＝１８０°では画電極線分Ｂｌ、ＢＺが異種の線分で
はなく、交点を成していないことから、交点ベクトルの
演算は実行されることなく、線分Ｂ　ｎ　＊　＋の始点
に立てられる法線ベクトルをこの場合の交点ベクトルと
する〔ステップ（２−ｉ））。

θ〉１８０°では、２つの直線線分の交点が有るものと
判断して、加工電極２２と加工形状の輪郭との対応交点
間の交点ベクトルを演算する〔ステップ（２−ｊ　））
　。

第６図は、揺動パターン終点の交点ベクトルを演算する
詳細なフローチャートであり、電極形状の輪郭Ｂにおけ
る最終輪郭線分Ｂ、から揺動始点Ｏへの帰還のベクトル
Ｂ、は、始点ベクトル、交点ベクトル及び終点ベクトル
の３種から輪郭線分Ｂ５に対して垂直な終点ベクトルを
演算することを示している。

上述のようにししてワークの所望の放電加工形状の輪郭
Ｍと加工電極２２の輪郭Ｂとの間で揺動型放電加工を行
う場合の交点ベクトルが演算されると、次にこれらの交
点ベクトルを揺動中心Ｏに集合させ、該集合ベクトル（
ＶＳｔ）、（ＶＸＩ）・・　（ＶＭＳ）の終端を加工電
極２２の輪郭Ｂに倣って結ぶことにより揺動パターンを
得る演算過程が揺動パターン生成部３４の揺動パターン
３２で実行される。

第７図は揺動パターン演算手段３２が実行する演算過程
を示したフローチャートである。

ここで、揺動パターンとしては、第１Ａ図に示すように
加工電極２２を揺動中心Ｏに対して複数の交点ベクトル
（Ｖ　ｓ　＋　）、（ｖｘ＋）　　・・・　（Ｖｘｓ）
が決定されると、既述のように各交点ベクトルの終端を
結ぶ連続輪郭による揺動パターンＬが演算されるガ（、
加工形状の輪郭Ｍが円弧を含まない場合には加工電極２
２を各ベクトルに沿って１往復する放射型揺動パターン
を採用することも可能であり、故に、一般的には、揺動
パターン演算手段３２は、連続輪郭の移動パターンＬを
生成するのか、放射型揺動パターンを生成するのか判断
するｔＳ動モードの判断フラグ（ステップ１）から演算
過程を開始する。放射型揺動パターンの場合には前述の
交点ベクトル演算手段３０が演算した交点ベクトル（Ｖ
ＸＩ）　　・・・　（ＶＸＳ）がそのまま揺動パターン
の大きさを示すことに成るので、揺動パターン演算手段
３２は交点ベクトル演算手段３０から次々の揺動過程に
関して各交点ベクトル、例えば、（ＶＸＩ）を読出し、
更に、その極性を反転させた（　　Ｖｘ＋）を求め、両
ベクトル（ＶＸ、）と（ＶＸＩ）による放射型揺動パタ
ーンを決定する演算を実行する（ステップ２〜５）。

また、連続型の揺動パターンでは、先に演算で求めた交
点ベクトル（ＶＳｔ）　　・・・　（ＶＸＳ）を結ぶ演
算過程のステップ６〜ステツプ１４が実行される。

なお、第８図は、揺動開始時における揺動パターンへの
移動工程の演算過程を示したフローチャートであり、モ
ード判別フラグ（ステップ１５）で放射型揺動であれば
、揺動パターンの開始点が揺動中心であり、従って、揺
動開始時の揺動パターンへの移動工程はｖ、、。−〇と
決定されることを示している。

他方、連続揺動パターンでは、ブロック番号ｍ＝０にお
いて、ベクトル（Ｖ　ｓ　Ｉ）を開始パターンとして使
用することを演算法則とするステップ（１６）と（１７
）とを実行する。

第９図は、揺動パターンの最終の軌跡を演算するフロー
チャートであり、モード選定フラグのステップ（１８）
から開始され、第８図の開始パターンの演算と同様な演
算原則で終了パターンが演算される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所望
の加工形状の輪郭を内側又は外側に所定の距離オフセッ
トさせたオフセット形状を設定し、該オフセット形状の
輪郭の各線分の交点から加工形状の輪郭の各線分の対応
する交点へ引いた複数のベクトルを求め、求めたベクト
ルを上記の加工形状の輪郭線の内側に選定した揺動中心
へ集め、次に集めた上記ベクトルの終端を加工形状の輪
郭に倣って順次結んだ輪郭形状を揺動パターンとし、上
記オフセット形状と同輪郭形状に形成した放電加工電極
とワーク間で上記揺動パターンに沿う揺動をおこなって
ワークに所望形状の放電加工をおこなう）８動型放電加
工方法と装置を構成し、又所定形状を有した放電加工電
極の輪郭を外側又は内側に所定の距離オフセットさせた
オフセット形状を設定し、上記加工電極の輪郭の各線分
の交点から上記オフセット形状の輪郭の各線分の対応す
る交点へ引いた複数のベクトルを求め、これらの複数の
ベクトルを加工電極の輪郭線の内側に選定した揺動中心
へ集め、集めたベクトルの終端を上記加工電極形状の輪
郭に倣って順次結んだ輪郭形状を揺動パターンとし、放
電加工電極とワーク間で上記揺動パターンに沿う揺動を
おこなってワークに上記オフセット形状と同形状の放電
加工をおこなう揺動型放電加工方法と装置とを構成した
ので、ワークの加工形状に対して、加工電極は加工形状
の輪郭の各隅部にも確実に対応する加工電極隅部を接近
させ、放電加工作用を発揮させるから、従来の円形パタ
ーンや矩形パターンだけを辿る揺動パターンでは実現不
可能であった隅部の精密な放電加工作用が得られ、その
結果、当然にワークの加工精度が著しく向上される効果
を得ることができたのである。

しかも、放電加工装置としては、従来と同様にＮＣ装置
により電極ヘッド駆動用サーボモータ又はワーク台の駆
動用サーボモータを制御するサーボ機構を維持したまま
、別に、輪郭形状記憶手段、交点ベクトル演算手段、揺
動パターン演算手段の３つの新規手段を付加することで
実現可能であり、しかも、これらの３手段は近時のマイ
クロコンピュータ技術を導入して安価に構成できるから
、究極的には、装置コストの増大を抑制しつつ、放電加
工性能を一段と向上できる効果を得ることができるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図は、本発明による放電加工方法にお
ける加工形状と、加工電極の形状と、揺動パターンの形
状との王者の関連及び揺動パターンの決定方法を説明す
る平面図、第２図は、本発明による放電加工装置の基本
的構成を示したブロック図、第３図〜第９図は本発明に
よる放電加工方法における工具側加工電極の揺動パター
ン、をＮＣ装置を利用して決定する過程を示したフロー
チャート。 １２・・・ＮＣ装置、１４・・・ＮＣプログラム格納手
段、２０・・・電極ヘッド、２２・・・加工電極、３０
・・・交点ベクトル演算手段、３２・・・揺動パターン
演算手段、３４・・・揺動パターン生成部、３６・・・
輪郭形状記憶手段、３８・・・揺動制御手段、Ｂ・・・
加工電極の輪郭、Ｍ・・・加工形状の輪郭、Ｌ、Ｌ’　
　・・・揺動パターンの輪郭。 第１Ａ図 第１Ｂ図 第 図 第 ５ 図 第 凶

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電加工電極とワークとを相対的に並進運動させな
   がらワークに加工を施す放電加工方法において、所望の
   加工形状の輪郭を内側又は外側に所定の距離オフセット
   させたオフセット形状を求め、該オフセット形状の輪郭
   の各線分の交点から前記所望の加工形状の輪郭の各線分
   の対応する交点へ引いたベクトルをそれぞれ交点で求め
   、前記それぞれのベクトルの始点を平行移動によってあ
   る一点に集め、集めた前記それぞれのベクトルの終端を
   順次結んだ輪郭形状を並進運動軌跡として放電加工をお
   こなうことを特徴とした放電加工方法。 ２、放電加工電極とワークとを相対的に並進運動させな
   がらワークに加工を施す放電加工方法において、所定形
   状を有した放電加工電極の輪郭を外側又は内側に所定の
   距離オフセットさせたオフセット形状を求め、前記加工
   電極の輪郭の各線分の交点から前記オフセット形状の輪
   郭の各線分の対応する交点へ引いたベクトルをそれぞれ
   の交点で求め、前記それぞれのベクトルの始点を平行移
   動によってある一点に集め、集めた前記ぞれぞれのベク
   トルの終端を順次結んだ輪郭形状を並進運動軌跡として
   放電加工をおこなうことを特徴とした放電加工方法。 ３、放電加工電極とワークとを相対的に並進運動させな
   がらワークに加工を施す放電加工装置において、 前記放電加工電極の輪郭形状又は前記ワークの加工輪郭
   形状を予め形状データとして入力し記憶する輪郭形状記
   憶手段と、 前記予め与えられる輪郭形状を内側又は外側に所定のオ
   フセット量だけ拡縮変位させたオフセット形状を求める
   と共に該オフセット形状の輪郭の各線分の交点と前記予
   め与えられる形状の輪郭の各線分の対応する交点との間
   に引いたベクトルをそれぞれの交点で求める交点ベクト
   ル演算手段と、求めた前記それぞれのベクトルの始点を
   平行移動によってある一点に集合させると共に該集合後
   のそれぞれのベクトルの終端を順次結ぶことにより形成
   される輪郭を前記並進運動軌跡として求める軌跡演算手
   段と、 求めた前記並進運動軌跡に沿って前記放電加工電極とワ
   ークとを相対的に運動させる並進運動制御手段とを具備
   したことを特徴とする放電加工装置。 ４、前記輪郭形状記憶手段に予め入力する形状データは
   、ワークの得るべき加工輪郭形状であり、前記交点ベク
   トル演算手段は、前記加工輪郭形状を内側又は外側に所
   定のオフセット量だけ拡縮変位させたオフセット形状を
   求めると共に該オフセット形状の各線分の交点から前記
   加工輪郭形状の各線分の対応する交点へ引いたベクトル
   をそれぞれの交点で求めるように構成され、 前記軌跡演算手段は、前記交点ベクトル演算手段で求め
   た前記それぞれのベクトルの始点を平行移動によってあ
   る一点に集合させると共に該集合後のそれぞれのベクト
   ルの終端を順次結ぶことにより形成される輪郭を並進運
   動軌跡として求めるように構成された請求項３に記載の
   放電加工装置。 ５、前記輪郭形状記憶手段に予め入力する形状データは
   、前記放電加工電極の輪郭形状であり、前記交点ベクト
   ル演算手段は、前記放電加工電極の輪郭形状を内側又は
   外側に所定のオフセット量だけ拡縮変位させたオフセッ
   ト形状を求めると共に前記放電加工電極の輪郭形状の各
   線分の交点から前記オフセット形状の各線分の対応する
   交点へ引いたベクトルをそれぞれの交点で求めるように
   構成され、 前記軌跡演算手段は、前記交点ベクトル演算手段で求め
   た前記それぞれのベクトルの始点を平行移動によってあ
   る一点に集合させると共に該集合後のそれぞれのベクト
   ルの終端を順次結ぶことにより形成される輪郭を並進運
   動軌跡として求めるように構成された請求項３に記載の
   放電加工装置。