JPH0577112A

JPH0577112A - 放電加工機および放電加工装置

Info

Publication number: JPH0577112A
Application number: JP5600292A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Takahashi; 悌史高橋; Takao Baba; 孝夫馬場; Koji Akamatsu; 浩二赤松; Takeshi Yatomi; 剛弥富
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1992-02-07
Publication date: 1993-03-30
Anticipated expiration: 2016-10-22
Also published as: JP3222178B2

Abstract

(57)【要約】【目的】放電加工機上の工具と被加工物の精密な位置
決めを容易にし、段取り作業の効率化を図ることを目的
とする。【構成】工具位置または／および被加工物の位置計測
点の近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段１９，２
０，２２とこの計測結果に基づいて、工具１ａの計測経
路を発生して工具の相対位置を制御し、工具計測手段１
７による工具１ａの位置計測を行う工具制御手段または
／および前記計測点近傍計測手段の計測結果に基づいて
被加工物２の計測経路を発生して被加工物の相対位置を
制御し、被加工物計測手段１８による被加工物２の位置
計測を行う被加工物制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、放電加工における被
加工物（以下、ワークと称す）と工具（以下、電極と称
す）の相対位置決めが簡単にできる放電加工機および放
電加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２１は従来の放電加工機を示す構成図
であり、図において、主軸に装着されている電極１ａと
加工槽３内に固定されている定盤４上に取り付けられた
ワーク２を加工槽３内の加工液中（加工液は図示しな
い）で対向させ、電源装置５から供給されるパルス電圧
を電極１ａ、ワーク２の間隙に通電することにより、電
極１ａとワーク２間に放電を発生させて該ワークを加工
する。

【０００３】主軸は電極装着治具６および電極姿勢修正
装置１５，スライダー７，ボールネジ８ａ，Ｚ軸サーボ
モータ９ａで構成されており、電極１ａは電極装着治具
６に装着される。この主軸はＺ軸サーボモータ９ａを制
御することで上下運動を行うことができ、電極１ａの傾
きは電極姿勢修正装置１５で修正することができる。こ
れらの制御は工具制御手段としての数値制御装置（以
下、ＮＣと称す）１０からの指令により行われる。前記
Ｚ軸サーボモータ９ａはヘッド１１の中に固定されてお
り、ヘッド１１はコラム１２によりベッド１３に固定さ
れ支えられている。

【０００４】加工槽３はベッド１３上に取り付けられた
Ｘ軸テーブル１４ａとＹ軸テーブル１４ｂからなるＸＹ
テーブル上に取り付けられており、電極１ａとワーク２
の水平方向の相対位置を制御する。Ｘ軸テーブル１４ａ
はボールネジ８ｂに接続されているモータ９ｂにより駆
動される。Ｙ軸テーブル１４ｂも同様にモータ９ｃによ
り駆動される。モータ９ｂ，９ｃはＮＣ１０の指令によ
り制御される。

【０００５】定盤４上にはワーク２と電極１ａの相対位
置を精密に計測するために基準子１７が設置される。こ
の基準子１７は一般的に先端が球形状をしており、電極
１ａを接触させることで電極の３次元位置を数ミクロン
オーダの精度で精密に計測できるタッチセンサである。

【０００６】１６ａは工具自動交換装置であり、工具マ
ガジン１６ｃとスイングアーム１６ｂをもつ。工具マガ
ジン１６ｃには電極１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅのように加
工に応じて複数本仕込まれている場合があり、電極交換
時にはスイングアーム１６ｂにより主軸装着電極と自動
的に交換可能である。また、工具マガジン１６ｃには電
極の他にワークや基準子の位置を数ミクロンの精度で精
密に計測できるタッチセンサである測定子１８が備え付
けられており、計測時には工具自動交換装置１６ａによ
り主軸に装着される。

【０００７】放電加工機は前記の様な構成で、電極１ａ
とワーク２間の放電により電極形状がワーク２に転写さ
れるよう加工される。このような形彫放電加工機は電極
１ａとワーク２の相対位置決めを精度よく行わなければ
精度のよい加工はできない。

【０００８】電極１ａおよびワーク２の位置決めが一般
的によく行われている方法は、文献「放電加工のしくみ
と１００％活用法」（技術評論社昭和６３年２月２５
日発行）に記載されているようなものがある。これは、
ワーク２および電極１ａの基準面のＸ，Ｙ，Ｚ軸に対す
る傾きをダイヤルゲージ等の精密な計測器で計測しワー
ク２，電極１ａの姿勢を修正する垂直，平行出し作業を
行い、次に姿勢が修正されたならば、ワーク２と電極１
ａの基準面を接触させて相対位置決めを行っていた。こ
の方式は作業の大半は作業者が介在しなければならず、
作業も数ミクロン精度の精密な位置決めを行うものなの
で作業に熟練度を要する上、作業時間もかかる。

【０００９】この作業の一部を自動化，簡素化する放電
加工装置として特公昭６２−５０２５２号公報がある。
この放電加工装置は前記の測定子１８を用いてワーク２
の基準面の傾き、位置を精密に計測し、その計測結果に
基づいて電極１ａとワーク２の相対位置決めを自動的に
行うものである。ワーク２の基準面の計測点として例え
ば図２２のＦ１７ａ，Ｆ１７ｂ，Ｆ１７ｃ，Ｆ１７ｄの
ようなものが挙げられている。ただ、この方式は電極１
ａの精密な位置を計測する手法について述べられておら
ず、電極１ａとワークの精密な相対位置決めはできな
い。

【００１０】特開昭５７−７５７３４号公報ではこの電
極１ａの位置，姿勢を精密に計測する放電加工装置が述
べられている。この放電加工装置では基準子１７を用い
て電極１ａの基準面の位置を精密に計測している。電極
１ａの計測点としては図２３に示す４つの側面の点Ｐ１
８ａ，Ｐ１８ｂ，Ｐ１８ｃ，Ｐ１８ｄと底面の点Ｐ１８
ｅが挙げられている。計測は図２２に示すように電極１
ａを基準子１７に対し、Ｘ軸＋、一方向とＹ軸＋、一方
向とＺ軸＋方向から接触させて行われる。

【００１１】さらに、ワーク２と電極１ａの相対位置決
めを行うには、前記基準子１７による電極１ａの精密な
計測と測定子１８による前記ワーク２の精密な計測以外
に基準子１７と測定子１８の相対位置を精密に計測して
おく必要がある。例えば特開昭６１−２８８９３４号公
報に記載されている放電加工装置がある。図２４に示す
ように、基準子１７と測定子１８で柱中心位置決めを行
い、相対位置を精密に計測している。

【００１２】このような電極１ａ、ワーク２および基準
子１７と測定子１８の精密な位置計測を行えば、電極１
ａとワーク２の精密な相対位置関係がわかり、電極１
ａ，ワーク２間の相対位置決めを自動的に行うことも可
能となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電加工装置は
電極１ａおよびワーク２の姿勢，位置を精密に計測する
ため、電極１ａおよびワーク２を前記測定子１８および
基準子１７に接触させて精密に計測し、しかる後、前記
計測結果に基づいてワーク２と電極１ａの位置決めを行
っていた。

【００１４】測定子１８および基準子１７を用いた計測
作業は、作業者が放電加工機のＸ，Ｙ，Ｚ軸を移動させ
て計測しなければならない。Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を移動させる
には操作ボックス等を用いて行わなければならず、操作
性がよくない。

【００１５】また、測定子１８および基準子１７は一般
的に電気接触式で計測するものが多く、計測点へのアプ
ローチ速度も速くできず、計測に時間がかかるとともに
熟練度を要する作業であった。また、１つのワークに対
し１００本以上の電極で加工する場合があり、電極交換
毎に作業者が電極の精密計測を行わねばならず、放電加
工を連続無人運転できないなどの問題点があった。

【００１６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、作業者によるワーク、電極の計
測作業を熟練度の要しない程度の簡単なものとすること
によって、計測作業の簡易化と計測作業時間の短縮化を
図り、その計測作業も加工前の段取り工程でまとめて行
うことで段取り作業の効率化と放電加工の連続無人運転
を可能とすることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る放
電加工機は、工具の位置を計測する工具計測手段と、前
記工具位置の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計
測手段とを備え、工具制御手段に、前記計測点近傍の計
測結果に基づいて工具の計測経路を発生させて工具の相
対位置を制御させ、前記工具計測手段による工具の位置
計測を行わせるようにしたものである。

【００１８】請求項２の発明に係る放電加工機は、被加
工物の位置を計測する被加工物計測手段と、前記被加工
物位置の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手
段とを備え、被加工物制御手段に、前記計測点近傍の計
測結果に基づいて被加工物の計測経路を発生させて被加
工物の相対位置を制御させ、前記被加工物計測手段によ
る被加工物の位置計測を行わせるようにしたものであ
る。

【００１９】請求項３の発明に係る放電加工機は、工具
の位置を計測する工具計測手段と、前記被加工物の位置
を計測する被加工物計測手段と、前記工具位置の計測点
近傍の位置を計測し、前記被加工物位置の計測点近傍の
位置を計測する計測点近傍計測手段とを備え、工具制御
手段に、前記計測点近傍の計測結果に基づいて、工具の
計測経路を発生させて工具の相対位置を制御させ、前記
工具計測手段による工具の位置計測を行うわせるととも
に、被加工物制御手段に、前記計測点近傍の計測結果に
基づいて被加工物の計測経路を発生させて被加工物の相
対位置を制御させ、前記被加工物計測手段による被加工
物の位置計測を行わせるようにしたものである。

【００２０】請求項４の発明に係る放電加工装置は、工
具の位置計測用の計測基準点の近傍を計測する計測点近
傍計測手段および該計測点近傍計測手段による計測情報
を処理する計測情報処理手段を有する外段取り装置と、
前記放電加工機内に取り付けられ、工具の位置を精密に
計測する工具計測手段と、前記外段取り装置の計測結果
に基づいて工具の計測経路を発生して工具の相対位置を
制御し、前記工具計測手段により工具の位置計測を自動
的に行う工具制御手段とを備え、通信手段に、前記外段
取り装置と前記放電加工機との間の情報交換を行わせる
ようにしたものである。

【００２１】請求項５の発明に係る放電加工装置は、工
具の位置計測用の計測基準点の近傍を計測する計測点近
傍計測手段および該計測点近傍計測手段による計測情報
を処理する計測情報処理手段を有する外段取り装置と、
前記放電加工機内に取り付けられ、工具の位置を精密に
計測する工具計測手段と、被加工物の位置を精密に計測
する被加工物計測手段と、前記外段取り装置の計測結果
に基づいて工具の計測経路を発生して工具の相対位置を
制御し、前記工具計測手段により工具の位置計測を自動
的に行う工具制御手段と、前記被加工物計測手段で計測
された被加工物の計測結果と前記工具制御手段によって
得られた工具の計測結果に基づいて自動的に被加工物と
工具の位置決めを行う自動位置決め手段とを備え、通信
手段に、前記外段取り装置と前記放電加工機との間の情
報交換を行わせるようにしたものである。

【００２２】

【作用】請求項１の発明における計測点近傍計測手段は
工具位置の計測点近傍の位置を計測することにより、熟
練度を要せず、工具の計測作業の簡易化が図れ、計測作
業時ひいては段取り作業時間の短縮化が実現できる。

【００２３】請求項２の発明における計測点近傍計測手
段は、被加工物位置の計測点近傍の位置を計測すること
により、熟練度を要せず、被加工物の計測作業の簡易化
が図れ、計測作業時ひいては段取り作業時間の短縮化が
実現できる。

【００２４】請求項３の発明における計測点近傍計測手
段は、工具位置と被加工物位置の計測点近傍の位置を計
測することにより、工具や被加工物の計測作業の簡易化
が図れ、計測作業ひいては段取り作業時間の短縮化が実
現でき、放電加工の連続無人運転が可能となる。

【００２５】請求項４の発明における外段取り装置の計
測点近傍計測手段は、放電加工機の外部において工具位
置の計測点近傍の位置を計測することにより、作業者が
行う工具の計測作業を簡単なものとし、面倒な放電加工
機上での工具の精密な位置計測作業および被加工物と工
具の位置決め作業を自動化し、計測作業に熟練度を要せ
ず、計測作業時間の短縮化を実現できる。

【００２６】請求項５の発明における外段取り装置の計
測点近傍計測手段は、放電加工機の外部において工具位
置の計測点近傍の位置を計測することにより、作業者が
行う工具の計測作業を簡単なものとし、自動位置決め手
段は面倒な放電加工機上での工具の精密な位置計測作業
および被加工物と工具の位置決め作業を自動化し、１つ
の被加工物を複数本の工具で加工する場合にも、計測作
業に熟練度を要せず、計測作業時間の短縮化を実現でき
る。

【００２７】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１〜１８までは前記図２１に示す
従来の放電加工機と同一であるから、同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。図１において、１９
はポイント指示装置であり、例えば図２に示すように作
業者が握りやすいように設計された握り棒１９ａの先端
部にＬＥＤ等のような点光源１９ｂを設け、計測タイミ
ングを入力するスイッチ１９ｃを備えた構成である。こ
のポイント指示装置１９は計測点を指示するために用い
るものであり、点光源１９ｂを計測点近傍に持ってい
く。

【００２８】２０は点光源１９ｂの３次元位置を計測す
るための視覚センサであり、ここではＰＳＤカメラを想
定している。このＰＳＤカメラ２０はＬＥＤ等の点光源
１９ｂの２次元の座標値が計測できるセンサであり、例
えば浜松ホトニス株式会社製のポジションセンサＣ２３
９９が挙げられる。このＰＳＤカメラは図３のように２
台配置されており、ＰＳＤカメラ２０の視野内に計測す
るワーク２や電極１ａ等が入るように設置される。２１
はカメラスタンドである。

【００２９】２２は計測信号処理装置であり、２台のＰ
ＳＤカメラの計測情報とスイッチ１９ｃの情報を入力
し、３角測量の原理で点光源１９ｂの３次元位置を計算
する。この計測信号処理装置２２はＮＣ１０と接続され
ており、計算した３次元位置をＮＣ１０に伝達する。２
３はセンサ設置台であり、加工槽３に固定されている。

【００３０】前記のように構成された放電加工機におい
ては、前記ポイント指示装置１９，ＰＳＤカメラ２０，
計測信号処理装置２２からなる計測点近傍計測手段とし
ての３次元計測装置を用いてワーク２や電極１ａの３次
元位置の計測を簡単に行うことができる。この３次元計
測装置の操作方法は、作業者が計測点近傍にポイント指
示装置１９の点光源１９ｂを当てるか接近させるかして
スイッチ１９ｃを入力するのみである。その後の信号処
理は計測信号処理装置２２が行い、スイッチ１９ｃの前
記入力タイミングでＰＳＤカメラ２０からの計測値を入
力し、点光源１９ｂの３次元位置を計算し出力する。

【００３１】この３次元計測装置は基準子１７，測定子
１８による計測のように放電加工機のＸ，Ｙ，Ｚ軸を駆
動する必要がなく、操作性にすぐれ、簡易な計測を実現
できる。ただ、一般的にこのようなＰＳＤカメラ２０を
用いた３次元位置計測方法は精度が悪く、数１０ミクロ
ン以下の高精度が要求される計測には適さない。

【００３２】また、放電加工機のワーク２，電極１ａ等
の位置計測は数ミクロンオーダの計測精度が必要であ
る。そこで本発明ではワーク２，電極１ａ等の精密計測
は基準子１７，測定子１８により行うが、これらの計測
を自動的に行えるように、ＰＳＤカメラ２０による３次
元計測装置を用いて、予めワーク２，電極１ａ等の計測
点の位置計測を行っておく。この計測によって、計測点
の近傍の位置が計測されることになる。

【００３３】計測点近傍の大体の位置が計測されておれ
ば、その計測結果に基づいて、基準子１７，測定子１８
の計測経路を計算すればよく、基準子１７，測定子１８
による電極１ａ，ワーク２の精密計測および相対位置の
制御はプログラム化することで自動化が図れる。以下、
前記のような計測点の近傍の位置を計測する目的で用い
られる３次元計測装置を計測点近傍計測手段と称する。

【００３４】ワーク２，電極１ａの３次元位置を計測す
るための計測点としては例えば図４，図５のようにもの
が考えられる。図４はワーク２の計測点を示した図で、
Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ４ｃ，Ｐ４ｄの側面４点とＰ４ｅの
上面１点を計測点としている。また、図５は電極１ａの
計測点を示した図で、Ｐ５ａ，Ｐ５ｂ，Ｐ５ｃ，Ｐ５
ｄ，Ｐ５ｅ，Ｐ５ｆの側面６点とＰ５ｇの底面１点を計
測点としている。図６には基準子１７の位置を計測する
ための計測点Ｐ６を示している。これらの計測点を作業
者が計測点近傍計測手段で位置計測を行う。

【００３５】計測点近傍計測手段で計測した結果から測
定子１８，基準子１７の計測経路を計算する。測定子１
８によるワーク２の計測経路は図４のようなワーク２で
は図７のようなものが考えられる。また、基準子１７に
よる電極１ａの計測経路は図５のような電極１ａでは図
８に示すようなものが考えられる。また、測定子１８と
基準子１７の柱中心位置決めは前記図２４のような計測
経路が考えられる。

【００３６】図９は計測点近傍測定手段を用いた放電加
工の段取り工程から加工工程までの操作手順のフローチ
ャートを示す。ステップＳＴ２４ではワーク２を定盤４
に固定し、使用する電極１ａ，１ｂ，１ｃ等を工具マガ
ジン１６ｃに装着する。ステップＳＴ２５では工具マガ
ジン１６ｃに装着されている測定子１８を工具自動交換
装置１６ａで主軸（電極装着治具６）に装着する。

【００３７】ステップＳＴ２６では計測点近傍計測手段
でワーク２および基準子１７の前記計測点の位置を計測
し計測情報を記憶する。ステップＳＴ２７ではワーク２
の計測点Ｐ４ｅ，Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ４ｃ，Ｐ４ｄの前
記計測結果から、測定子１８で各計測点を計測する図７
のような計測経路１０１を計算し、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を制御
して自動的に精密計測を行う。この計測結果はワーク２
の精密計測情報として記憶する。

【００３８】また、同様に基準子１７の計測点Ｐ６の前
記計測結果から、測定子１８で、図２４のような計測経
路を計算し、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を制御して自動的に測定子１
８と基準子１７の相対位置の精密計測を行う。計測結果
は基準子１７の精密計測情報として記憶する。

【００３９】ステップＳＴ２８では工具マガジン１６ｃ
に設置されている電極１ａ，１ｂ，１ｃ・・・等を加工
順に工具自動交換装置１６ａで電極交換を行い、主軸に
装着する。ステップＳＴ２９では前記主軸に装着された
電極の前記計測点を計測点近傍計測手段で計測し記憶す
る。ステップＳＴ３０では使用する電極１ａ，１ｂ，１
ｃ・・・をすべて計測したか否かを判断する。まだ計測
されていない電極があればＹＥＳ、なければＮＯへ分岐
する。

【００４０】計測点近傍計測手段を用いた電極の計測が
終了すればステップＳＴ３１の操作へ移る。ステップＳ
Ｔ３１では工具自動交換装置１６ａを用いて電極を加工
の順番に従って主軸に装着する。ステップＳＴ３２では
前記基準子１７の精密計測情報と主軸装着電極の計測点
近傍計測手段による計測情報を用いて図８のような電極
の計測経路１０２を計算し、その結果に基づいてＸ，
Ｙ，Ｚ軸を制御し、自動的に基準子１７による電極の精
密計測を行い、電極の精密計測情報として記憶する。

【００４１】ステップＳＴ３３では、前記ワーク２およ
び前記電極１ａの精密計測情報から該電極の傾き等の姿
勢修正値およびワーク２と電極１ａを精密に位置決めす
るための相対位置決め座標値を計算し記憶する。

【００４２】ステップＳＴ３４では前記電極１ａの姿勢
修正値および前記相対位置決め座標値に基づいて、電極
姿勢修正装置１５を駆動して電極１ａの姿勢を修正する
とともに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を駆動しワーク２と電極１ａの
位置決めを行う。

【００４３】ステップＳＴ３５は放電加工工程であり、
加工が終了すればステップＳＴ３６へ移行する。ステッ
プＳＴ３６では電極交換するか否かを判断する。もしま
だ加工をしていない電極があるならＹＥＳ、なければＮ
Ｏへと分岐する。このようにして順次電極を交換し加工
を行う。

【００４４】上記図９に示す手順は工具制御手段および
被加工物制御手段としてＮＣ内でプログラム化され実現
される。本手順ではステップＳＴ２４，ステップＳＴ２
６，ステップＳＴ２９の操作は作業者が介在するが、そ
の他は自動化される。

【００４５】なお、本手順は電極が複数本ある場合、ス
テップＳＴ３５の加工工程の後にステップＳＴ３２の基
準子１７による電極１ａの精密計測を行う必要が生ずる
が、ある電極の加工後に次の電極の基準子１７による精
密計測を行う場合、加工後は基準子１７に油が付着し計
測精度が劣化することがある。この場合は図９のステッ
プＳＴ３２，ステップＳＴ３３はステップＳＴ２９，ス
テップＳＴ３０の間で行ってもよい。ただし、この場合
は工具自動交換装置１６ａの主軸への繰り返し装着精度
が高い必要がある。

【００４６】なお、ここでは視覚センサにＰＳＤカメラ
を用いた場合について説明したが、ＣＣＤカメラ，ＩＴ
Ｖカメラでも所期の目的を達し得ることはいうまでもな
い。

【００４７】実施例２．また、図１のＰＳＤカメラスタ
ンド２１を図１０に示すように、直交する水平軸と垂直
軸の２軸の回転機構３７ａ，３７ｂを付加した回転機構
付きカメラスタンド３７とすることにより、ＰＳＤカメ
ラ２０の視野を拡大することができる。３７ａは定盤４
に平行な回転軸、３７ｂは定盤４に垂直な回転軸であ
り、各回転機構に角度センサを装着し、ＰＳＤカメラ２
０の姿勢を計算することで、３次元計測が広い視野で行
える。また、上記回転機構３７ａ，３７ｂに回転角度を
計測できるセンサと回転角度を制御できるアクチュエー
タを付加し、ＮＣ１０で自由に回転角度を制御できるよ
うにしてもよい。

【００４８】実施例３．また、計測点近傍計測手段は、
図１１に示すような視覚センサ３８とワーク２および電
極１ａの計測点上に印された目印３９からワーク２およ
び電極１ａの３次元位置および姿勢を計測する３次元計
測装置を用いてもよい。

【００４９】図１１において、１〜１８，２１は図１と
同じ構成である。本実施例では視覚センサ３８として目
印３９を認識できるＣＣＤカメラを想定している。ＣＣ
Ｄカメラは２次元の画像情報が得られるので、視野内に
目印３９が入るように設置し、画像処理を施すことで、
目印３９の２次元位置を計測できる。

【００５０】そこで図３のＰＳＤカメラ２０のようにＣ
ＣＤカメラ３８を２台配置し、目印３９の３角測量を行
うことで３次元位置を計測することができる。目印３９
はＣＣＤカメラ３８が認識しやすいような形，色とし、
基準子１７，測定子１８による精密計測の妨げにならな
いようなもので構成される。

【００５１】４０は２台のＣＣＤカメラ３８の画像情報
を入力し、画像処理を行い目印３９の３次元位置をＮＣ
１０に出力する計測信号処理装置である。ここで、視覚
センサ３８，計測点の目印３９および計測信号処理装置
４０は計測点近傍計測手段を構成している。

【００５２】目印３９は放電加工機に電極１ａ，ワーク
２を設置する前にまとめて付けておくと、作業性がよく
なる上、以降の段取り作業の省力化が図れる。

【００５３】実施例４．また、図１に示した計測点近傍
計測手段の代わりに図１２のような複数の関節で構成さ
れるアーム構造を持った機械式の３次元計測装置を用い
てもよい。図１２において、１〜１８は図１と同じ構成
である。４１ａは計測点近傍計測手段を構成する前記機
械式の３次元計測装置であり、定盤４に垂直な軸を中心
に回転する関節４１ｂと定盤４に平行な軸を中心に回転
する関節４１ｃ，４１ｄ，４１ｅの４関節と、先端にタ
ッチセンサ４１ｆを備え、各関節には関節角度が計測で
きる角度センサを備えた構成になっている。

【００５４】角度センサやタッチセンサ４１ｆの計測信
号は上記計測点近傍計測手段を構成する計測信号処理装
置４２に入力され、タッチセンサ４１ｆと各アームの長
さを用いてタッチセンサ４１ｆの先端部の３次元位置を
計算しＮＣ１０に出力する。

【００５５】本計測点近傍計測手段は実施例１で述べた
ＰＳＤカメラ２０を用いたものに比べて多少操作性が悪
くなるが、死角が少ないというメリットがある。なお、
３次元計測装置４１ａの関節数を増やせば自由度が増
し、操作性は無論よくなる。

【００５６】実施例５．実施例１のＰＳＤカメラ２０や
実施例３のＣＣＤカメラ３８によれば、電極１ａの長さ
が長い場合、電極１ａの底面が死角になる虞がある。こ
れを防止する為図１３に示すように電極装着ブロック４
３を放電加工機の定盤４上に設置して電極装着ブロック
４３に電極１ａを逆向きに挿入し、ＰＳＤカメラ２０の
視野に底面が入るようにして計測点を計測してもよい。
この時、電極装着ブロック４３の姿勢，位置は予め計測
点近傍計測手段か測定子１８で計測しておく必要があ
る。

【００５７】本発明の計測点近傍計測手段による電極１
ａの計測方法を用いた場合の図１の放電加工機の操作手
順を図１４のフローチャートに基づいて説明する。

【００５８】ステップＳＴ４４では定盤４に電極装着ブ
ロック４３を取り付ける。ステップＳＴ４５では、計測
点近傍計測手段か測定子１８で前記電極装着ブロック４
３の位置，姿勢を計測し、計測情報を記憶する。ステッ
プＳＴ４６では電極装着ブロック４３に電極１ａ，１
ｂ，・・・を加工順に装着する。ステップＳＴ４７では
計測点近傍計測手段で電極の計測点（図５）を計測し記
憶する。

【００５９】ステップＳＴ３０，ステップＳＴ２４，ス
テップＳＴ２５，ステップＳＴ２６，ステップＳＴ２
７，ステップＳＴ２８は上記図９と同様の操作を行う。
ステップＳＴ４８では主軸装着電極に関わるステップＳ
Ｔ４５，ステップＳＴ４７で得られた計測情報とステッ
プＳＴ２７の基準子１７の計測情報から電極を主軸に装
着した場合の計測点の位置を計算，記憶し、図９のステ
ップＳＴ３２の操作と同様、基準子１７により前記電極
の精密自動計測を行い、計測結果を記憶する。ステップ
ＳＴ３３，ステップＳＴ３４，ステップＳＴ３５，ステ
ップＳＴ３６は図９と同様の操作を行う。

【００６０】実施例６．また、工具マガジン１６ｃの装
着精度が高い場合、計測点近傍計測手段による電極１ａ
の計測点の計測を工具マガジン１６ｃ上に装着された状
態で行ってもよい。図１５に本発明の計測点近傍計測手
段による電極の計測方法を用いた放電加工機の操作手順
のフローチャートを示す。

【００６１】図１２の放電加工機に基づいて説明する。
ただし、工具マガジン１６ｃの各電極装着穴（図示しな
い）の３次元位置は予め計測されているものとする（放
電加工機の設計値からも計算可能である）。

【００６２】ステップＳＴ２４，ステップＳＴ２５，ス
テップＳＴ２６，ステップＳＴ２７は図９のそれと同じ
操作を行う。ステップＳＴ４９で計測点近傍計測手段で
工具マガジン１６ｃ上の電極の前記計測点を計測し記憶
する。ステップＳＴ３０は図９のそれと同じ操作を行
う。ステップＳＴ５０では工具マガジン１６ｃを回転さ
せ次に計測する電極を計測点近傍計測手段の計測範囲内
に移動させる。ステップＳＴ２８は図９のそれと同じ操
作を行う。

【００６３】ステップＳＴ５１では主軸装着電極に関わ
るステップＳＴ５０の計測情報と既知の電極装着穴の３
次元位置とステップＳＴ２７の基準子１７の精密計測情
報から前記電極を主軸に装着した場合の計測点の３次元
位置を計算，記憶し、図９のステップＳＴ３２と同様、
基準子１７による前記電極の精密自動計測を行い計測結
果を記憶する。ステップＳＴ３３，ステップＳＴ３４，
ステップＳＴ３５，ステップＳＴ３６は図９と同様の操
作を行う。

【００６４】本実施例の計測点近傍計測手段は広い計測
範囲を必要とするため、実施例２あるいは実施例４の計
測装置を用いなければならないが、計測作業が工具マガ
ジン上で行われるので、電極を主軸等に装着する手間が
省ける上、加工中でも計測できるメリットがある。

【００６５】このようにして、この実施例の構成によれ
ば、以下に記載されたような効果を奏する。

【００６６】計測点近傍計測手段を放電加工機に設置す
ることにより、作業者による電極，ワークの計測作業が
簡単になり、作業者の負担が減り段取り時間を短縮でき
る。

【００６７】また、計測点近傍計測手段にポイント指示
装置と視覚センサを用いることにより、操作性のよい計
測ができる。

【００６８】また、計測点近傍計測手段に電極，ワーク
上に印された計測点の目印と視覚センサを用いることに
より、操作性のよい計測ができる。

【００６９】また、計測点近傍計測手段を複数の関節を
持ったアーム構造とすることにより、操作性がよく死角
が少ない計測ができる。

【００７０】また、計測点近傍計測手段で電極を計測す
る際に該電極を定盤上に取り付けて計測することによ
り、死角の発生を少なくすることができる。

【００７１】また、計測点近傍計測手段で電極を計測す
る際に電極を工具マガジン上に装着して計測することに
より、計測時間が短く加工中でも計測することができ
る。

【００７２】複数の電極で放電加工を行う場合、計測点
近傍計測手段を用いた電極，ワークの計測は、放電加工
前の段取り工程でまとめて行うことにより、放電加工の
連続無人運転が可能となる。

【００７３】実施例７．また、図１６は他の実施例を示
し、５１は電極の基準面上の計測点のおおまかな位置を
予め計測しておく外段取り装置であり、この外段取り装
置５１は設置台５２，電極装着ブロック５３，ポイント
指示装置５４，視覚センサとしてのＰＳＤカメラ５５，
カメラスタンド５６および計測情報処理手段としての計
測信号処理装置５７から構成されている。

【００７４】また、５８は計測する電極であり、電極装
着ブロック５３は電極装着治具６と同様の構成となって
おり、電極５８を加工面が上になるように装着し固定す
るものである。ポイント指示装置５４は例えば図２のよ
うな構成となっている。ＰＳＤカメラ５５はＬＥＤ等の
点光源の２次元の座標値が計測できる視覚センサで、こ
のような２台のＰＳＤカメラを用いて３角測量を行うこ
とによって点光源の３次元位置計測ができる。また、こ
れらのＰＳＤカメラ５５はそれぞれの視野内に計測する
電極５８等がはいるよう設置される。

【００７５】計測信号処理装置５７はＣＰＵ，メモリ
ー，入出力インターフェイスをもち、２台のＰＳＤカメ
ラ５５の計測情報とスイッチ１９ｃの情報を入力し、ス
イッチ１９ｃが入力された時の点光源１９ｂの３次元座
標の計算や計測情報の処理，記憶および外部機器への入
出力等を行う。ここでポイント指示装置５４，ＰＳＤカ
メラ５５および計測信号処理装置５７は計測点近傍計測
手段を構成している。

【００７６】この外段取り装置５１においては、前述の
ようなポイント指示装置５４，ＰＳＤカメラ５５，計測
信号処理装置５７からなる３次元計測装置を用いて、電
極５８の３次元位置の計測を行うことができる。この３
次元計測装置の操作方法は作業者が計測点近傍にポイン
ト指示装置５４の点光源１９ｂを当てるか接近させるか
して、スイッチ１９ｃを入力するのみであり、簡単で操
作性がよい。

【００７７】その後の信号処理は計測信号処理装置５７
が行い、スイッチ１９ｃの前記入力タイミングでＰＳＤ
カメラ５５からの計測値を入力し、その時の点光源１９
ｂの３次元位置を計算する。このように電極５８の計測
点の３次元計測を行うが、ここで必要とされる３次元計
測情報は電極５８の計測点の位置と電極装着ブロック５
３との相対位置である。

【００７８】そこで計測信号処理装置５７では予め計測
されている電極装着ブロック５３の３次元計測情報と電
極５８の計測点の３次元計測情報から、電極装着ブロッ
ク５３と電極５８の計測点の相対位置を計算し出力す
る。５９は計測信号処理装置５７とＮＣ１０との情報通
信を行うためのケーブルであり、外段取り装置５１の計
測結果等を放電加工機に転送する。

【００７９】上記外段取り装置５１の３次元計測装置
は、基準子１７，測定子１８による計測のように放電加
工機のＸ，Ｙ，Ｚ軸の駆動が不要で、操作性に優れ、簡
易な計測を実現できる。只、一般にこのようなＰＳＤカ
メラ５５を用いた３次元計測方法は精度が悪く、数１０
ミクロン以下の高精度を要求される計測には適さない。

【００８０】また、放電加工機上のワーク２、電極１ａ
等の位置計測は数ミクロンオーダの計測精度が必要であ
る。そこで本発明ではワーク２，電極１ａ等の精密計測
は基準子１７、測定子１８により行うが、これらの計測
を自動的に行えるように、外段取り装置５１のＰＳＤカ
メラ５５による３次元計測装置を用いて、予め電極５８
の計測点の位置計測を行っておく。この計測によって、
計測点の近傍の位置が計測されることになる。

【００８１】計測点近傍の位置が計測されておれば、計
測結果に基づいて、基準子１７，測定子１８の計測経路
を計算すればよく、基準子１７，測定子１８による電極
１ａ、ワーク２の精密計測および相対位置は制御プログ
ラム化することで自動化が図れる。前記のような計測点
の近傍の位置を計測する目的で用いられる３次元計測装
置を、ここでも計測点近傍計測手段と称する。

【００８２】また、複数の電極を用いて放電加工を行う
場合、電極交換毎に基準子１７を用いた電極の精密な位
置計測を作業者が行わねばならないが、外段取り装置５
１で予めすべての電極の計測点の３次元計測を行い、計
測結果をＮＣ１０に転送し、そして放電加工機の工具自
動交換装置１６ａにすべての電極を取り付けておけば、
電極交換毎にＮＣ１０に転送された計測結果を読みだせ
ば、電極の精密な位置計測作業は自動化できる。そのた
め放電加工中は作業者が介在する必要がなくなり連続無
人運転が可能となる。

【００８３】電極５８の計測点としては例えば図１７の
ようなものが考えられる。図１７は電極５８の計測点を
示した図で、Ｐ３ａ，Ｐ３ｂ，Ｐ３ｃ，Ｐ３ｄ，Ｐ３
ｅ，Ｐ３ｆの側面６点とＰ３ｇの上面１点を計測点とし
ている。ただ、計測点の位置によってはＰＳＤカメラ５
５の死角になるおそれがあるが、その場合、電極装着ブ
ロック５３の位置、方向を変更して死角をなくすように
対処する。

【００８４】次に図１６における放電加工装置を用いた
段取り工程から加工工程までの一連の操作手順を図１８
のフローチャートで示す。ステップＳＴ６１では、外段
取り装置５１の計測点近傍計測手段を用いて加工順に電
極５８の計測点の３次元位置を計測し、計測信号処理装
置５７で計測情報の処理および記憶を行う。ステップＳ
Ｔ６２では、記憶した計測情報を放電加工機のＮＣ１０
へケーブル５９を用いて転送する。

【００８５】ステップＳＴ６３では、外段取り装置５１
で計測された電極５８を加工順に工具マガジン１６ｃに
装着する。ステップＳＴ６４ではワーク２を定盤４に取
り付ける。ステップＳＴ６５では、工具マガジン１６ｃ
に装着されている測定子１８を主軸に装着し、前記ワー
ク２および基準子１７の３次元位置、姿勢を精密計測
し、計測結果を記憶しておく。

【００８６】ステップＳＴ６６では電極交換を行い、電
極を加工順に工具マガジン１６ｃから取り出し、主軸に
装着する。ステップＳＴ６７では主軸に装着された電極
１ａに関わる外段取り装置５１の計測情報に基づいて、
計測点の放電加工機座標上での３次元位置を計算、記憶
する。

【００８７】ステップＳＴ６８では基準子１７の精密計
測情報と、ステップＳＴ６７で計算された計測情報に基
づいて、基準子１７を用いた電極１ａの計測経路を計算
し、計算結果に基づいて基準子１７による電極１ａの精
密計測を自動的に行い、計測情報を記憶する。

【００８８】ステップＳＴ６９では、ステップＳＴ６５
で得たワーク２およびステップＳＴ３４で得た電極１ａ
の精密計測情報から電極１ａの傾きを求め、電極姿勢修
正値を計算するとともに、ワーク２と電極１ａを精密に
位置決めするための相対位置決め座標を計算し記憶す
る。

【００８９】ステップＳＴ７０では主軸に装着された１
ａの前記姿勢修正値および相対位置決め座標に基づい
て、電極姿勢修正装置１５を駆動して電極１ａの姿勢を
修正するとともに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を駆動し、ワーク２と
電極１ａの位置決めを行う。ステップＳＴ７１は放電加
工工程であり、加工が終了すればステップＳＴ７２へ移
行する。

【００９０】ステップＳＴ７２では電極交換するか否か
を判断する。もし、まだ加工をしていない電極があるな
らＹＥＳ、なければＮＯへと分岐する。このようにして
順次電極を交換し加工を行う。本手順ではステップＳＴ
６１，ステップＳＴ６３，ステップＳＴ６４の操作は作
業者が介在するが、その他はプログラム化され自動化で
きる。なお、放電加工機上での記憶，計算等の情報処理
はＮＣ１０で行う。

【００９１】なお、ここでは視覚センサにＰＳＤカメラ
を用いた場合について説明したが、ＣＣＤカメラでも所
期の目的を達し得ることはいうまでもない。

【００９２】実施例８．また、図１６の外段取り装置５
１のポイント指示装置５４とＰＳＤカメラ５５の３次元
計測手段の代わりに、複数の関節で構成されるアーム構
造を持った図１９に示すような機械式の３次元計測手段
を用いてもよい。同図において、６１は前記機械式の３
次元計測手段で、これが３つの関節６１ａ，６１ｂ，６
１ｃと先端に６１ｄのタッチセンサを備え、各関節には
関節角度が計測できる角度センサを持つ構成になってい
る。角度センサやタッチセンサの計測信号は計測信号処
理装置５７に入力される。

【００９３】計測方法は作業者が計測点にタッチセンサ
６１ｄを接触させることで計測点の教示を行い、前記各
関節の角度とアームの長さから３次元位置を計算して求
めるものである。この３次元計測手段は実施例７で述べ
たＰＳＤカメラを用いたものに比べて多少操作性が悪く
なるが、死角が少ないというメリットがある。

【００９４】なお、３次元計測手段６１の関節数を増や
せば自由度が増し、操作性がよくなることはいうまでも
ない。

【００９５】実施例９．さらに、外段取り装置５１とＮ
Ｃ１０の通信手段を、フロッピーディスクを用いて行っ
てもよい。そのため、外段取り装置５１とＮＣ１０にフ
ロッピーディスクドライブを設ける必要がある。これに
より外段取り装置と放電加工機がケーブルで繋がれてい
ない場合でも、計測情報の通信が行える。

【００９６】実施例１０．また、外段取り装置５１とＮ
Ｃ１０の通信手段を、ツールＩＤシステムを用いて行っ
てもよい。ツールＩＤシステムは工具情報を工具自身に
持たせるもので、工具に張りつけるＲＯＭや磁気記憶素
子等の記憶媒体を持つＩＤチップとＩＤチップにデータ
を書き込むデータライト装置およびＩＤチップのデータ
を読みだすデータリード装置を持つ。

【００９７】この発明の放電加工システムにツールＩＤ
システムを用いた場合の実施例を図２０に示す。符号１
〜１８，５１〜５９は図１６と同じ構成である。７１は
ＩＤチップ、７２はデータライト装置、７３はデータリ
ード装置である。ＩＤチップ７１は例えば電極のシャン
ク部に固定される。データライト装置７２は、例えば電
極装着ブロック５３上に固定され、計測信号処理装置５
７からの計測情報をＩＤチップ７１に書き込む。

【００９８】こうして、データの書き込みが終了した電
極５８は、放電加工機の工具マガジン１６ｃに装着す
る。データリード装置７３は例えば工具自動交換装置１
６ａ上に固定し、ＩＤチツプ７１に書き込まれた前記電
極５８の計測情報を読み取り、ＮＣ１０へデータを送
る。このようにして外段取り装置５１とＮＣ１０の間の
データ通信を行うと、電極自身が計測データを持ってい
るので、電極と計測データの対応がとりやすく、段取り
作業のミスの低減が期待できる。

【００９９】なお、ＩＤチップ７１に電極５８の使用順
序やワークの情報および加工情報を入力しておけば、よ
りミスが少なくなり、作業の効率化が期待できることは
いうまでもない。

【０１００】また、ＩＤチップ７１の代わりにバーコー
ドを用いても所期の目的を実現できる。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、この請求項１の発明によ
れば、工具の位置を計測する工具計測手段と、前記工具
位置の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段
とを備え、工具制御手段に、前記計測点近傍の計測結果
に基づいて工具の計測経路を発生させて工具の相対位置
を制御させ、前記工具計測手段による工具の位置計測を
行わせるように構成したので、予め加工前に使用する全
ての工具の概略位置を作業者が工具計測手段を用いて計
測しておくだけで、工具の精密な位置決めを自動的に行
うことができ、この結果、被加工物と工具の精密な位置
決めを容易にし、段取り作業の効率化を図ることができ
るものが得られる効果がある。

【０１０２】この請求項２の発明によれば、被加工物の
位置を計測する被加工物計測手段と、前記被加工物位置
の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段とを
備え、被加工物制御手段に、前記計測点近傍の計測結果
に基づいて被加工物の計測経路を発生させて被加工物の
相対位置を制御させ、前記被加工物計測手段による被加
工物の位置計測を行わせるように構成したので、予め加
工前に被加工物の概略位置を作業者が被加工物計測手段
を用いて計測しておくだけで、被加工物の精密な位置決
めを自動的に行うことができ、この結果、被加工物と工
具の精密な位置決めを容易にし、段取り作業の効率化を
図ることができるものが得られる効果がある。

【０１０３】この請求項３の発明によれば、工具の位置
を計測する工具計測手段と、前記被加工物の位置を計測
する被加工物計測手段と、前記工具位置の計測点近傍の
位置を計測し、前記被加工物位置の計測点近傍の位置を
計測する計測点近傍計測手段とを備え、工具制御手段
に、前記計測点近傍の計測結果に基づいて、工具の計測
経路を発生させて工具の相対位置を制御させ、前記工具
計測手段による工具の位置計測を行わせるとともに、被
加工物制御手段に、前記計測点近傍の計測結果に基づい
て被加工物の計測経路を発生させて被加工物の相対位置
を制御させ、前記被加工物計測手段による被加工物の位
置計測を行わせるように構成したので、加工前に被加工
物の概略位置と使用する全ての工具の概略位置を作業者
が工具計測手段および被加工物計測手段を用いて計測し
ておくだけで、被加工物と工具の精密な位置決めを容易
にし、段取り作業の効率化を図ることができるものが得
られる効果がある。

【０１０４】また、この請求項４の発明によれば、工具
の位置計測用の計測基準点の近傍を計測する計測点近傍
計測手段および該計測点近傍計測手段による計測情報を
処理する計測情報処理手段を有する外段取り装置と、放
電加工機内に取り付けられ、工具の位置を精密に計測す
る工具計測手段と、前記外段取り装置の計測結果に基づ
いて工具の計測経路を発生して工具の相対位置を制御
し、前記工具計測手段により工具の位置計測を自動的に
行う工具制御手段とを備え、通信手段に、前記外段取り
装置と前記放電加工機との間の情報交換を行わせるよう
に構成したので、作業者による工具の計測作業は外段取
り装置で簡単に行うことができ、面倒な放電加工機上の
工具の精密な位置計測作業および被加工物と工具の位置
決め作業は自動化される。このため計測作業，位置決め
作業に熟練度を必要とせず、作業者の負担が減り、段取
り作業時間の短縮化を期待できる効果がある。

【０１０５】さらに、この請求項５の発明によれば、自
動位置決め手段によって、被加工物計測手段による被加
工物の測定結果と工具制御装置からの工具計測手段によ
る工具の測定結果とに基づき、これら被加工物と工具と
の位置決めを自動的に行うように構成したので、１つの
被加工物を複数本の工具で加工する場合でも、工具交換
時に作業者が介在する必要もなく、連続無人運転も可能
となり、かつ被加工物の加工精度が高いものが得られ
る。さらに、外段取り装置と放電加工機との計測情報の
通信に工具に取り付けられた記録媒体を用いると、工具
と計測データの対応がとりやすく、段取り作業のミスの
低減が期待できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の放電加工機の構成図であ
る。

【図２】この発明の実施例１の計測点近傍計測手段にお
ける計測点のポイント指示装置を示す斜視図である。

【図３】この発明の実施例１の計測点近傍計測手段にお
けるカメラの配置を示す図である。

【図４】本発明の計測点を示すワークの斜視図である。

【図５】本発明の計測点を示す電極の斜視図である。

【図６】本発明の計測点を示す基準子の斜視図である。

【図７】本発明の測定子による計測経路を示すワークの
斜視図である。

【図８】本発明の基準子による計測経路を示す電極の斜
視図である。

【図９】本発明の実施例１の放電加工機の操作手順を示
すフローチャート図である。

【図１０】本発明の実施例２のカメラのカメラスタンド
を示す正面図である。

【図１１】本発明の実施例３の放電加工機の構成図であ
る。

【図１２】本発明の実施例４の放電加工機の構成図であ
る。

【図１３】本発明の実施例５の電極の計測装置を示す正
面図である。

【図１４】本発明の実施例５の放電加工機の操作手順を
示すフローチャート図である。

【図１５】本発明の実施例６の放電加工機の操作手順を
示すフローチャート図である。

【図１６】本発明の実施例７の放電加工装置の構成図で
ある。

【図１７】図１６における電極の基準面の計測点を示す
説明図である。

【図１８】本発明の実施例７の放電加工装置の操作手順
を示すフローチャート図である。

【図１９】本発明の実施例８の放電加工装置の構成図で
ある。

【図２０】本発明の実施例１０の放電加工装置の構成図
である。

【図２１】従来の放電加工機の構成図である。

【図２２】従来の計測点を示すワークの斜視図である。

【図２３】従来の計測点を示す電極の斜視図である。

【図２４】基準子と測定子の相対位置決めするための計
測経路図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｅ電極（工具）２ワーク（被加工物）１０ＮＣ（工具制御手段）（被加工物制御手段）１７基準子（工具計測手段）１８測定子（被加工物計測手段）１９ポイント指示装置２０ＰＳＤカメラ（計測点近傍計測手段）２２計測信号処理装置（計測点近傍計測手段）３８ＣＣＤカメラ（視覚センサ）（計測点近傍計測手
段）３９計測点の目印（計測点近傍計測手段）４０計測信号処理装置４１ａ複数の関節で構成される機械式の３次元計測装
置（計測点近傍計測手段）４２計測信号処理装置（計測点近傍計測手段）５１外段取り装置５４ポイント指示装置（計測点近傍計測手段）５５ＰＳＤカメラ（計測点近傍計測手段）５７計測信号処理装置（計測情報処理手段）（計測点
近傍計測手段）５８電極（工具）５９ケーブル（通信手段）

【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】放電加工機および放電加工装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【００１３】

【００１７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る放
電加工機は、工具の位置を計測する工具計測手段と、前
記工具の位置計測点近傍の位置を精密に計測する計測点
近傍計測手段とを備え、工具制御手段に、前記計測点近
傍計測手段の計測結果に基づいて工具の計測経路を発生
させて工具の相対位置を制御させ、前記工具計測手段に
よる工具の位置計測を自動的に行わせるようにしたもの
である。

【００１８】請求項２の発明に係る放電加工機は、被加
工物の位置を計測する被加工物計測手段と、前記被加工
物の位置計測点近傍の位置を精密に計測する計測点近傍
計測手段とを備え、被加工物制御手段に、前記計測点近
傍計測手段の計測結果に基づいて被加工物の計測経路を
発生させて被加工物の相対位置を制御させ、前記被加工
物計測手段による被加工物の位置計測を自動的に行わせ
るようにしたものである。

【００１９】請求項３の発明に係る放電加工機は、工具
の位置を精密に計測する工具計測手段と、前記被加工物
の位置を精密に計測する被加工物計測手段と、前記工具
の位置計測点の近傍の位置を計測し、前記被加工物の位
置計測点の近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段と
を備え、工具制御手段に、前記計測点近傍計測手段の計
測結果に基づいて、工具の計測経路を発生させて工具の
相対位置を制御させ、前記工具計測手段による工具の位
置計測を自動的に行わせるとともに、被加工物制御手段
に、前記計測点近傍計測手段の計測結果に基づいて被加
工物の計測経路を発生させて被加工物の相対位置を制御
させ、前記被加工物計測手段による被加工物の位置計測
を自動的に行わせるようにしたものである。

【００２０】請求項４の発明に係る放電加工装置は、工
具の位置計測点の近傍の位置を計測する計測点近傍計測
手段および該計測点近傍計測手段による計測情報を処理
する計測情報処理手段を有する外段取り装置と、前記放
電加工機内に取り付けられ、工具の位置を精密に計測す
る工具計測手段と、前記外段取り装置の計測結果に基づ
いて工具の計測経路を発生して工具の相対位置を制御
し、前記工具計測手段により工具の位置計測を自動的に
行う工具制御手段とを備え、通信手段に、前記外段取り
装置と前記放電加工機との間の情報交換を行わせるよう
にしたものである。

【００２１】請求項５の発明に係る放電加工装置は、工
具の位置計測点の近傍の位置を計測する計測点近傍計測
手段および該計測点近傍計測手段による計測情報を処理
する計測情報処理手段を有する外段取り装置と、前記放
電加工機内に取り付けられ、工具の位置を精密に計測す
る工具計測手段と、被加工物の位置を精密に計測する被
加工物計測手段と、前記外段取り装置の計測結果に基づ
いて工具の計測経路を発生して工具の相対位置を制御
し、前記工具計測手段により工具の位置計測を自動的に
行う工具制御手段と、前記被加工物計測手段で計測され
た被加工物の計測結果と前記工具制御手段によって得ら
れた工具の計測結果に基づいて自動的に被加工物と工具
の位置決めを行う位置決め手段とを備え、通信手段に、
前記外段取り装置と前記放電加工機との間の情報交換を
行わせるようにしたものである。

【００２２】

【作用】請求項１の発明における計測点近傍計測手段は
工具の位置計測点の近傍の位置を熟練度を要しない程度
の簡単な操作で計測できるように働く。また、工具制御
手段は、前記計測点近傍計測手段の計測結果に基づい
て、自動的に工具の精密な位置計測作業を行なうように
働く。

【００２３】請求項２の発明における計測点近傍計測手
段は、被加工物の位置計測点の近傍の位置を熟練度を要
しない程度の簡単な操作で計測できるように働く。ま
た、被加工物制御手段は、前記計測点近傍計測手段の計
測結果に基づいて、自動的に被加工物の精密な位置計測
作業を行なうように働く。

【００２４】請求項３の発明における計測点近傍計測手
段は、工具の位置計測点及び被加工物の位置計測点の近
傍の位置を熟練度を要しない程度の簡単な操作で計測で
きるように働く。また、工具制御手段及び被加工物制御
手段は、前記計測点近傍計測手段の計測結果に基づい
て、自動的に工具及び被加工物の精密な位置計測作業を
行なうように働く。

【００２５】請求項４の発明における外段取り装置の計
測点近傍計測手段は、工具の位置計測点の近傍の位置を
熟練度を要しない程度の簡単な操作で計測できるように
働く。また、工具制御手段は、前記外段取り装置の計測
点近傍計測手段の計測結果に基づいて、自動的に放電加
工機上での工具の精密な位置計測作業を行なうように働
く。

【００２６】請求項５の発明における外段取り装置の計
測点近傍計測手段は、工具の位置計測点の近傍の位置を
熟練度を要しない程度の簡単な操作で計測できるように
働く。また、工具制御手段は、前記外段取り装置の計測
点近傍計測手段の計測結果に基づいて、自動的に放電加
工機上での工具の精密な位置計測作業を行なうように働
く。また、位置決め手段は被加工物と前記工具の位置決
めを自動的に行なうように働く。

【００２７】

【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、１〜１８までは前記図２１に示す
従来の放電加工機と同一であるから、同一部分には同一
符号を付して重複説明を省略する。図１において、１９
はポイント指示装置であり、例えば図２に示すように作
業者が握りやすいように設計された握り棒１９ａの先端
部にＬＥＤ等のような点光源１９ｂを設け、計測タイミ
ングを入力するスイッチ１９ｃを備えた構成である。こ
のポイント指示装置１９は計測点を指示するために用い
るものであり、点光源１９ｂを計測点近傍に持ってい
く。

【００２９】２２は計測信号処理装置であり、２台のＰ
ＳＤカメラの計測情報とスイッチ１９ｃの情報を入力
し、三角測量の原理で点光源１９ｂの３次元位置を計算
する。この計測信号処理装置２２はＮＣ１０と接続され
ており、計算した３次元位置をＮＣ１０に伝達する。２
３はセンサ設置台であり、加工槽３に固定されている。

【００３４】ワーク２，電極１ａの３次元位置を計測す
るための計測点としては例えば図４，図５のようなもの
が考えられる。図４はワーク２の計測点を示した図で、
Ｐ４ａ，Ｐ４ｂ，Ｐ４ｃ，Ｐ４ｄの側面４点とＰ４ｅの
上面１点を計測点としている。また、図５は電極１ａの
計測点を示した図で、Ｐ５ａ，Ｐ５ｂ，Ｐ５ｃ，Ｐ５
ｄ，Ｐ５ｅ，Ｐ５ｆの側面６点とＰ５ｇの底面１点を計
測点としている。図６には基準子１７の位置を計測する
ための計測点Ｐ６を示している。これらの計測点を作業
者が計測点近傍計測手段で位置計測を行う。

【００３６】図９は計測点近傍計測手段を用いた放電加
工の段取り工程から加工工程までの操作手順のフローチ
ャートを示す。ステップＳＴ２４ではワーク２を定盤４
に固定し、使用する電極１ａ，１ｂ，１ｃ等を工具マガ
ジン１６ｃに装着する。ステップＳＴ２５では工具マガ
ジン１６ｃに装着されている測定子１８を工具自動交換
装置１６ａで主軸（電極装着治具６）に装着する。

【００５０】そこで図３のＰＳＤカメラ２０のようにＣ
ＣＤカメラ３８を２台配置し、目印３９の三角測量を行
うことで３次元位置を計測することができる。目印３９
はＣＣＤカメラ３８が認識しやすいような形，色とし、
基準子１７，測定子１８による精密計測の妨げにならな
いようなもので構成される。

【００６５】このような実施例の構成によれば、以下に
記載されたような効果を奏する。

【００７３】実施例７．また、図１６は他の実施例を示
し、５１は電極の計測測定点の近傍の位置を予め計測し
ておく外段取り装置であり、この外段取り装置５１は設
置台５２，電極装着ブロック５３，ポイント指示装置５
４，視覚センサとしてのＰＳＤカメラ５５，カメラスタ
ンド５６および計測情報処理手段としての計測信号処理
装置５７から構成されている。

【００７４】また、５８は計測する電極であり、電極装
着ブロック５３は電極装着治具６と同様の構成となって
おり、電極５８を加工面が上になるように装着し固定す
るものである。ポイント指示装置５４は例えば図２のよ
うな構成となっている。ＰＳＤカメラ５５はＬＥＤ等の
点光源の２次元の座標値が計測できる視覚センサで、こ
のような２台のＰＳＤカメラを用いて三角測量を行うこ
とによって点光源の３次元位置計測ができる。また、こ
れらのＰＳＤカメラ５５はそれぞれの視野内に計測する
電極５８等がはいるよう設置される。

【００８１】計測点近傍の位置が計測されておれば、計
測結果に基づいて、基準子１７，測定子１８の計測経路
を計算すればよく、基準子１７，測定子１８による電極
１ａ、ワーク２の精密計測および相対位置の制御はプロ
グラム化することで自動化が図れる。前記のような計測
点の近傍の位置を計測する目的で用いられる３次元計測
装置を、ここでも計測点近傍計測手段と称する。

【００８８】ステップＳＴ６９では、ステップＳＴ６５
で得たワーク２およびステップＳＴ６８で得た電極１ａ
の精密計測情報から電極１ａの傾きを求め、電極姿勢修
正値を計算するとともに、ワーク２と電極１ａを精密に
位置決めするための相対位置決め座標を計算し記憶す
る。

【００８９】ステップＳＴ７０では主軸に装着された電
極１ａの前記姿勢修正値および相対位置決め座標に基づ
いて、電極姿勢修正装置１５を駆動して電極１ａの姿勢
を修正するとともに、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を駆動し、ワーク２
と電極１ａの位置決めを行う。ステップＳＴ７１は放電
加工工程であり、加工が終了すればステップＳＴ７２へ
移行する。

【００９６】実施例１０．また、外段取り装置５１とＮ
Ｃ１０の通信手段を、ツールＩＤシステムを用いて行っ
てもよい。ツールＩＤシステムは工具情報を工具自身に
持たせるもので、ＲＯＭや磁気記憶素子等の記憶媒体を
構成要素に持つＩＤチップとＩＤチップにデータを書き
込むデータライト装置およびＩＤチップのデータを読み
だすデータリード装置からなる。ＩＤチップは工具に取
り付けて用い、工具情報を書き込む。

【０１０１】

【発明の効果】以上のように、この請求項１の発明によ
れば、工具の位置を精密に計測する工具計測手段と、前
記工具位置の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計
測手段とを備え、工具制御手段に、前記計測点近傍計測
手段の計測結果に基づいて工具の計測経路を発生させて
工具の相対位置を制御させ、前記工具計測手段による工
具の位置計測を自動的に行わせるように構成したので、
作業者が行なう工具の計測作業は簡単なものとなり、難
しい工具の精密な位置計測作業は自動的に行なうことが
でき、この結果、被加工物と工具の精密な位置決めを容
易にし、段取り作業の効率化を図ることができるものが
得られる効果がある。

【０１０２】この請求項２の発明によれば、被加工物の
位置を精密に計測する被加工物計測手段と、前記被加工
物の位置計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手
段とを備え、被加工物制御手段に、前記計測点近傍計測
手段の計測結果に基づいて被加工物の計測経路を発生さ
せて被加工物の相対位置を制御させ、前記被加工物計測
手段による被加工物の位置計測を自動的に行わせるよう
に構成したので、作業者が行なう被加工物の計測作業は
簡単なものとなり、難しい被加工物の精密な位置計測作
業は自動的に行なうことができ、この結果、被加工物と
工具の精密な位置決めを容易にし、段取り作業の効率化
を図ることができるものが得られる効果がある。

【０１０３】この請求項３の発明によれば、工具の位置
を精密に計測する工具計測手段と、前記被加工物の位置
を計測する被加工物計測手段と、前記工具の位置計測点
近傍の位置を精密に計測し、前記被加工物の位置計測点
近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段とを備え、工
具制御手段に、前記計測点近傍計測手段の計測結果に基
づいて、工具の計測経路を発生させて工具の相対位置を
制御させ、前記工具計測手段による工具の位置計測を自
動的に行わせるとともに、被加工物制御手段に、前記計
測点近傍計測手段の計測結果に基づいて被加工物の計測
経路を発生させて被加工物の相対位置を制御させ、前記
被加工物計測手段による被加工物の位置計測を自動的に
行わせるように構成したので、作業者が行なう工具及び
被加工物の計測作業は簡単なものとなり、難しい工具及
び被加工物の精密な位置計測作業は自動的に行なうこと
ができ、この結果、工具と被加工物の精密な位置決めを
容易にし、段取り作業の効率化を図ることができるもの
が得られる効果がある。

【０１０４】また、この請求項４の発明によれば、工具
の位置計測点の近傍の位置を計測する計測点近傍計測手
段および該計測点近傍計測手段による計測情報を処理す
る計測情報処理手段を有する外段取り装置と、放電加工
機内に取り付けられ、工具の位置を精密に計測する工具
計測手段と、前記外段取り装置の計測結果に基づいて工
具の計測経路を発生して工具の相対位置を制御し、前記
工具計測手段により工具の位置計測を自動的に行う工具
制御手段とを備え、通信手段に、前記外段取り装置と前
記放電加工機との間の情報交換を行わせるように構成し
たので、作業者による工具の計測作業は外段取り装置で
簡単に行うことができ、面倒な放電加工機上の工具の精
密な位置計測作業および被加工物と工具の位置決め作業
は自動化される。このため計測作業，位置決め作業に熟
練度を必要とせず、作業者の負担が減り、段取り作業時
間の短縮化を期待できる効果がある。

【０１０５】さらに、この請求項５の発明によれば、位
置決め手段によって、被加工物計測手段による被加工物
の精密な測定結果と工具制御手段による工具計測手段を
用いた工具の精密な工具の測定結果とに基づき、これら
被加工物と工具との位置決めを自動的に行うように構成
したので、１つの被加工物を複数本の工具で加工する場
合でも、工具交換時に作業者が介在する必要もなく、連
続無人運転も可能となり、かつ被加工物の加工精度が高
いものが得られる。さらに、外段取り装置と放電加工機
との計測情報の通信に工具に取り付けられた記録媒体を
用いると、工具と計測データの対応がとりやすく、段取
り作業のミスの低減が期待できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図４】本発明の計測点を示すワークの斜視図である。

【図５】本発明の計測点を示す電極の斜視図である。

【図６】本発明の計測点を示す基準子の斜視図である。

【図２１】従来の放電加工機の構成図である。

【図２２】従来の計測点を示すワークの斜視図である。

【図２３】従来の計測点を示す電極の斜視図である。

【符号の説明】１ａ〜１ｅ電極（工具）２ワーク（被加工物）１０ＮＣ（工具制御手段）（被加工物制御手段）１７基準子（工具計測手段）１８測定子（被加工物計測手段）１９ポイント指示装置（計測点近傍計測手段）２０ＰＳＤカメラ（計測点近傍計測手段）２２計測信号処理装置（計測点近傍計測手段）３８ＣＣＤカメラ（視覚センサ）（計測点近傍計測手
段）３９計測点の目印（計測点近傍計測手段）４０計測信号処理装置（計測点近傍計測手段）４１ａ複数の関節で構成される機械式の３次元計測装
置（計測点近傍計測手段）４２計測信号処理装置（計測点近傍計測手段）５１外段取り装置５４ポイント指示装置（計測点近傍計測手段）５５ＰＳＤカメラ（計測点近傍計測手段）５７計測信号処理装置（計測情報処理手段）（計測点
近傍計測手段）５８電極（工具）５９ケーブル（通信手段）

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１６】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１８】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者弥富剛名古屋市東区矢田南五丁目１番14号三菱電機株式会社名古屋製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置した工具と被加工物との間に放
電を発生させて該被加工物を加工する放電加工機におい
て、前記工具の位置を計測する工具計測手段と、前記工
具位置の計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手
段と、前記計測点近傍の計測結果に基づいて工具の計測
経路を発生して工具の相対位置を制御し、前記工具計測
手段による工具の位置計測を行う工具制御手段とを備え
たことを特徴とする放電加工機。
【請求項２】対向配置した工具と被加工物との間に放
電を発生させて該被加工物を加工する放電加工機におい
て、前記被加工物の位置を計測する被加工物計測手段
と、前記被加工物位置の計測点近傍の位置を計測する計
測点近傍計測手段と、前記計測点近傍の計測結果に基づ
いて被加工物の計測経路を発生して被加工物の相対位置
を制御し、前記被加工物計測手段による被加工物の位置
計測を行う被加工物制御手段とを備えたことを特徴とす
る放電加工機。
【請求項３】対向配置した工具と被加工物との間に放
電を発生させて該被加工物を加工する放電加工機におい
て、前記工具の位置を計測する工具計測手段と、前記被
加工物の位置を計測する被加工物計測手段と、前記工具
位置の計測点近傍の位置を計測し、前記被加工物位置の
計測点近傍の位置を計測する計測点近傍計測手段と、前
記計測点近傍の計測結果に基づいて、工具の計測経路を
発生して工具の相対位置を制御し、前記工具計測手段に
よる工具の位置計測を行う工具制御手段と、前記計測点
近傍の計測結果に基づいて被加工物の計測経路を発生し
て被加工物の相対位置を制御し、前記被加工物計測手段
による被加工物の位置計測を行う被加工物制御手段とを
備えたことを特徴とする放電加工機。
【請求項４】対向配置した工具と被加工物との間に放
電を発生させて該被加工物を加工する放電加工機を備え
た放電加工装置において、前記工具の位置を計測用の計
測基準点の近傍を計測する計測点近傍計測手段および該
計測点近傍計測手段による計測情報を処理する計測情報
処理手段を有する外段取り装置と、前記放電加工機内に
取り付けられ、工具の位置を精密に計測する工具計測手
段と、前記外段取り装置の計測結果に基づいて工具の計
測経路を発生して工具の相対位置を制御し、前記工具計
測手段により工具の位置計測を自動的に行う工具制御手
段と、前記外段取り装置と前記放電加工機との間の情報
交換を行う通信手段とを備えたことを特徴とする放電加
工装置。
【請求項５】対向配置した工具と被加工物との間に放
電を発生させて該被加工物を加工する放電加工機を備え
た放電加工装置において、前記工具の位置を計測用の計
測基準点の近傍を計測する計測点近傍計測手段および該
計測点近傍計測手段による計測情報を処理する計測情報
処理手段を有する外段取り装置と、前記放電加工機内に
取り付けられ、工具の位置を精密に計測する工具計測手
段と、被加工物の位置を精密に計測する被加工物計測手
段と、前記外段取り装置の計測結果に基づいて工具の計
測経路を発生して工具の相対位置を制御し、前記工具計
測手段により工具の位置計測を自動的に行う工具制御手
段と、前記被加工物計測手段で計測された被加工物の計
測結果と前記工具制御手段によって得られた工具の計測
結果に基づいて自動的に被加工物と工具の位置決めを行
う自動位置決め手段と、前記外段取り装置と前記放電加
工機との間の情報交換を行う通信手段とを備えたことを
特徴とする放電加工装置。