JPH08294820A

JPH08294820A - 放電加工装置

Info

Publication number: JPH08294820A
Application number: JP7279196A
Authority: JP
Inventors: Tomoko Sendai; 知子千代; Tatsushi Sato; 達志佐藤; Yoshihito Imai; 祥人今井
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【課題】任意の電極および被加工物形状や電極動作に
対応する加工シミュレーションが困難である。【解決手段】電極および被加工物の形状を仮想的な粒
子１２ａ、１３ａの集合体１２、１３としてそれぞれ表
現し電極の消耗量および被加工物の加工量に応じて各粒
子１２ａ、１３ａを順次消去することにより、電極およ
び被加工物の形状をそれぞれシミュレーションする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電極と被加工物
との間隙に放電させることにより被加工物を加工する放
電加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、放電加工は電極の消耗を伴う
加工法であり、この電極の消耗が被加工物の形状精度に
大きく影響する。しかしながら、電極が複雑であった
り、非接触加工であることから、加工中の電極の形状を
予測することが困難であるため、作業者は加工速度を犠
牲にして、なるべく電極消耗の少ない加工条件を選択し
て加工を行ったり、電極が消耗する前に無駄な電極の交
換を行う等していた。

【０００３】もし、予め電極の加工中の形状がわかれ
ば、電極が消耗する限界ぎりぎりまで加工速度を上げた
加工条件を選ぶことができる上に、電極の交換のタイミ
ングも容易につかむことができ無駄を省くことができ
る。

【０００４】電極の消耗をシミュレーションした例とし
ては、東京農工大学の国技、森氏による研究報告「形彫
り放電加工における工作物形状シミュレーション」電気
加工学会誌ＶＯＬ．２８Ｎｏ．５９がある。このシミュ
レーション方法を図２１に示すフロー図に沿って説明す
る。まず、電極表面の２次元形状データを多数のデータ
点からなる折線で図２２に示すように表す（ステップＳ
₁）。図２２中、１は多数のデータ点１ａからなる電
極、２は被加工物、３は電極１の消耗量を表し、３ａは
消耗を表すベクトル、４は被加工物２の加工量を表し、
４ａは加工を表すベクトル、５は仮想的な放電の発生位
置である。

【０００５】次に、電極１の表面の形状から加工ギャッ
プ分布を計算により求める（ステップＳ₂）。次いで、
このようにして求められたギャップ分布内の最小ギャッ
プが、設定された値を持つように電極１を少し送る（ス
テップＳ₃）。次いで、電極１の形状と加工ギャップ分
布から、電極面に沿った電極消耗体積分布を一斉に計算
する（ステップＳ₄）。次いで、電極消耗体積から電極
消耗深さの分布を計算し、各データ点１ａを法線方向に
一斉に移動させる（ステップＳ₅）。そして最後に、シ
ミュレーションの精度を高めるため、各データ点１ａの
間隔が等しくなるように、電極形状の再定義を行い（ス
テップＳ₆）、加工終了（ステップＳ₇）の深さまでステ
ップＳ₂〜Ｓ₆の動作を繰り返す。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電加工装置は
以上のような方法で加工シミュレーションが成されてい
るので、電極および被加工物の形状や、電極動作には制
限があり、又、電極消耗等についての考慮が成されてい
ないので、電極交換の無駄が起こる等の問題点があっ
た。

【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ために成されたもので、任意の電極および被加工物形状
や電極動作に対応する加工シミュレーションが可能で、
加工速度が速い条件で電極交換を無駄なく行うことが可
能な放電加工装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【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、電極および被加工物の形状を仮想的
な粒子の集合体としてそれぞれ表現し電極の消耗量およ
び被加工物の加工量に応じて各粒子を順次消去すること
により、電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレ
ーションするようにしたものである。

【０００９】又、この発明の請求項２に係る放電加工装
置は、電極および被加工物の形状を仮想的な粒子の集合
体としてそれぞれ表現し電極の消耗量および被加工物の
加工量に応じて各粒子を各集合体から順次分離すること
により、電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレ
ーションするようにしたものである。

【００１０】又、この発明の請求項３に係る放電加工装
置は、請求項１または２において、放電所定回数当たり
の電極の消耗量および被加工物の加工量を、電極および
被加工物の粒子の大きさで表すようにしたものである。

【００１１】又、この発明の請求項４に係る放電加工装
置は、請求項３において、放電所定回数当たりの電極の
消耗量および被加工物の加工量に比例して粒子の大きさ
を変化させるようにしたものである。

【００１２】又、この発明の請求項５に係る放電加工装
置は、請求項１または２において、電極と被加工物とを
徐々に接近させ電極および被加工物のそれぞれ対応する
両粒子間の距離が放電ギャップ以下になったら両粒子を
それぞれ消去または両集合体から分離させるようにした
ものである。

【００１３】又、この発明の請求項６に係る放電加工装
置は、電極および被加工物の形状を電極および被加工物
が対応する方向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそ
れぞれ表現し電極の消耗量および被加工物の加工量に応
じて各線分の一部を順次消去することにより、電極およ
び被加工物の形状をそれぞれシミュレーションするよう
にしたものである。

【００１４】又、この発明の請求項７に係る放電加工装
置は、電極および被加工物の形状を電極および被加工物
が対応する方向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそ
れぞれ表現し電極の消耗量および被加工物の加工量に応
じて各線分の一部を各線分から順次分離することによ
り、電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレーシ
ョンするようにしたものである。

【００１５】又、この発明の請求項８に係る放電加工装
置は、請求項６または７において、放電所定回数当たり
の電極の消耗量および被加工物の加工量を、電極および
被加工物の線分の長さで表すようにしたものである。

【００１６】又、この発明の請求項９に係る放電加工装
置は、請求項８において、放電所定回数当たりの電極の
消耗量および被加工物の加工量に比例して線分の長さを
変化させるようにしたものである。

【００１７】又、この発明の請求項１０に係る放電加工
装置は、加工の進行に伴う電極および被加工物の形状の
変化を画面に表示するようにしたものである。

【００１８】又、この発明の請求項１１に係る放電加工
装置は、加工の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設
定し電極の形状が限界消耗形状に達すると電極の交換の
指令を行うようにしたものである。

【００１９】又、この発明の請求項１２に係る放電加工
装置は、加工の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設
定し電極の形状が限界消耗形状に達すると加工の条件変
更の指令を行うようにしたものである。

【００２０】又、この発明の請求項１３に係る放電加工
装置は、加工の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設
定するとともに加工速度優先で且つ電極の形状が限界消
耗形状に達しない加工条件を予め設定するようにしたも
のである。

【００２１】又、この発明の請求項１４に係る放電加工
装置は、電極の形状を所定の厚さと高さとを有する仮想
的な同心状円筒の集合体として表現するとともに被加工
物の形状を仮想的な粒子の集合体として表現し、電極の
消耗量および被加工物の加工量に応じて同心状円筒およ
び粒子を順次消去することにより、電極および被加工物
の形状をそれぞれシミュレーションするようにしたもの
である。

【００２２】又、この発明の請求項１５に係る放電加工
装置は、請求項１４において、電極は板状に形成され回
転軸を中心として回転させた軌跡を電極の仮想的な形状
と定義したものである。

【００２３】又、この発明の請求項１６に係る放電加工
装置は、請求項１４または１５において、電極および被
加工物の同心状円筒および粒子の大きさは、放電所定回
数当たりの電極の消耗量および被加工物の加工量をそれ
ぞれ表すようにしたものである。

【００２４】又、この発明の請求項１７に係る放電加工
装置は、請求項１４または１５において、電極と被加工
物とを徐々に接近させ電極および被加工物のそれぞれ対
応する同心状円筒と粒子との間の距離が放電ギャップ以
下になったら同心状円筒および粒子をそれぞれ消去させ
るようにしたものである。

【００２５】又、この発明の請求項１８に係る放電加工
装置は、電極のＸ方向の厚さをｄ、電極消耗率をｗ、所
望の加工深さをｈとそれぞれした場合、電極の送り勾配
ａはｈ／（ｄ／ｗ）の式に基づいて設定するようにした
ものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図に基づ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１における
放電加工装置の要部の構成を示すブロック図、図２は図
１における放電加工装置の動作を示すフロー図、図３は
図１における放電加工装置に適用される発明の概念を説
明するための模式図である。図において、６は入力部、
７は加工シミュレーション部、８は加工条件データ格納
部、９は出力部、１０は表示部、１１は入力部６、加工
シミュレーション部７、加工条件データ格納部および出
力部９で構成される加工シミュレーションシステムであ
る。

【００２７】次に、上記のように構成された実施の形態
１における放電加工装置の動作を図２について説明す
る。まず、加工パスから入力部６を介して電極図形、被
加工物図形、加工条件等の情報を入力する（ステップＳ
₁₁）。ところで、加工条件データ格納部８には予め各加
工条件に対応する放電一回当たりの電極消耗量、被加工
物加工量、放電ギャップが設定されて格納されている。
次いで、入力された電極形状、被加工物形状を、加工シ
ミュレーション部７において、加工条件データ格納部に
格納された放電一回当たりの電極消耗量、被加工物加工
量等のデータにしたがって、図３に示すように電極およ
び被加工物の各形状を粒子の集合体で表す（ステップＳ
₁₂）。

【００２８】図３において、１２は例えば球状の各粒子
１２ａで構成され電極の形状を表す集合体、１３は例え
ば球状の各粒子１３ａで構成され被加工物の形状を表す
集合体である。そして、各粒子１２ａ、１３ａの一粒の
大きさは電極消耗量および被加工物加工量に等しく表さ
れている。次いで、電極を送って被加工物に少しずつ近
付ける（ステップＳ₁₃）。そして、電極が被加工物に十
分近付くと、電極と被加工物との間の最も近付いた箇所
に放電が起こる。

【００２９】したがって、最も近付いた箇所の両粒子１
２ａ、１３ａ間の距離を計算し（ステップＳ₁₄）、その
最小距離が放電ギャップより小であることが確認された
（ステップＳ₁₅）時点、すなわち、放電が起こった時点
で、図３（Ａ）においてハッチングで示した両粒子１２
ａ、１３ａを図３（Ｂ）に示すように消去する（ステッ
プＳ₁₆）。次に、電極の位置をそのままにして再度放電
する箇所があれば、同様にして図３（Ｂ）においてハッ
チングで示した両粒子１２ａ、１３ａを図３（Ｃ）に示
すように消去する。そして、放電する箇所が無くなれ
ば、図３（Ｄ）に示すように、さらに電極を少し被加工
物側に近付け、以下、指定された深さまで上記動作を繰
り返し（ステップＳ₁₇）加工を終了する。これらの形状
変化は順次出力部９を介して出力され、表示部１０にお
いて適宜表示される。

【００３０】なお、図４はこのようにして表示部１０に
おいて表示された一例を示す模式図であり、電極１と被
加工物２と１ｍｍずつ重ねて、電極１をＺ方向に動かし
た場合の電極１および被加工物２の形状を表すものであ
る。

【００３１】このように上記実施の形態１によれば、電
極および被加工物の形状を仮想的な粒子の集合体として
それぞれ表現するようにしたので、任意の電極形状およ
び被加工物形状、電極動作に対応する加工シミュレーシ
ョンが容易にできるようになり、又、電極消耗や被加工
物形状を表示部の画面に表示するようにしたので、電極
設計や加工条件決定が容易になるという効果がある。

【００３２】実施の形態２．尚、上記実施の形態１で
は、加工条件データ格納部８において、放電一回当たり
の電極消耗量と被加工物加工量とが設定されている場合
について説明したが、放電所定回数当たりの電極消耗量
および被加工物加工量を設定するようにしても良く、
又、代わりに電極体積消耗率を設定しても良く、その場
合は、消耗率がそのまま電極と被加工物の粒子の一粒の
大きさの差を表すことになる。すなわち、例えば電極体
積消耗率５０％の場合は、被加工物を表す粒子一粒の大
きさは電極を表す粒子一粒の大きさの２倍となる。

【００３３】実施の形態３．又、上記実施の形態１で
は、電極の消耗量および被加工物の加工量に応じて各粒
子を順次消去するようにしたが、電極の消耗量および被
加工物の加工量に応じて各粒子を各集合体から順次分離
させて、両集合体の間に浮遊させるようにしても良く、
上記実施の形態１と同様の効果を発揮し得ることは勿論
のこと、浮遊している各粒子を加工屑として模擬するこ
とができるので、より現実的な加工シミュレーションを
行うことが可能になる。

【００３４】実施の形態４．図５はこの発明の実施の形
態４における放電加工装置の動作を示すフロー図、図６
は図５における放電加工装置に適用される発明の概念を
説明するための模式図である。尚、上記実施の形態１で
は、電極の表面上どの位置においても電極消耗は等しい
と仮定して説明したが、実際には加工屑の影響や形状の
違い等によって変化する。例えば、角部の電極消耗は平
面部より大きいと言われている。したがって、本実施の
形態では集合体を形成する粒子の大きさを、放電所定回
数当たりの電極消耗量に比例して順次変化させるように
したものである。

【００３５】なお、図５におけるステップＳ₁₁〜Ｓ₁₆、
Ｓ₁₇は、図２に示す実施の形態１におけるものと同様な
ので説明を省略する。そして、ステップＳ₁₆で該当する
粒子が消去され仮に図６（Ａ）に示すような状態になる
と、まず、下、左右いずれにも粒子が存在している場合
には平面部と見なし、下および左右のいずれか一方に粒
子が存在していない場合には角部と見なし、図６（Ｂ）
に示すように、角部の粒子を消耗量に比例した大きさの
粒子に変換する（ステップＳ₁₈）。さらに、消耗が進行
して図６（Ｃ）に示すような状態になると、角部の粒子
の大きさを図６（Ｄ）に示すように変換する。そして、
以下順次この動作を繰り返して指定された深さまで達す
ると、加工を終了する（ステップＳ₁₇）。

【００３６】このように上記実施の形態４によれば、電
極消耗量の多い角部の粒子の大きさを平面部の粒子の大
きさより大に表すようにしたので、より一層精度の良い
加工シミュレーションができるという効果がある。

【００３７】実施の形態５．尚、上記実施の形態４で
は、角部であるか否かを粒子の大きさに反映させた場合
について説明したが、これに限定されるものではなく、
要するに放電所定回数当たりの電極消耗量に比例して粒
子の大きさを変化させるようにすれば良く、上記実施の
形態４の場合と同様の効果を発揮し得ることは言うまで
もない。

【００３８】実施の形態６．図７はこの発明の実施の形
態６における放電加工装置の動作を示すフロー図、図８
はこの発明の概念を説明するための模式図である。な
お、構成は図１に示すブロック図と同様なので流用す
る。以下、実施の形態６における放電加工装置の動作を
図７について説明する。

【００３９】まず、加工パスから入力部６を介して電極
図形、被加工物図形、加工条件等の情報を入力する（ス
テップＳ₂₁）。ところで、加工条件データ格納部８には
予め各加工条件に対応する放電一回当たりの電極消耗
量、被加工物加工量、放電ギャップが設定されて格納さ
れている。次いで、入力された電極形状、被加工物形状
を、加工シミュレーション部７において、加工条件デー
タ格納部８に格納された放電一回当たりの電極消耗量、
被加工物加工量等のデータにしたがって、図８に示すよ
うに電極および被加工物の各形状を対応する方向にそれ
ぞれ並行な線分の集合体で表す（ステップＳ₂₂）。

【００４０】図８において、１４は各線分１４ａで構成
され電極の形状を表す集合体、１５は各線分１５ａで構
成され被加工物の形状を表す集合体である。そして、各
線分１４ａ、１５ａの長さは所定回数当たりの電極消耗
量および被加工物量に等しく表されている。次いで、電
極を送って被加工物に少しずつ近付ける（ステップ
Ｓ₂₃）。そして、電極が被加工物に十分近付くと、電極
と被加工物との間の最も近付いた箇所に放電が起こる。

【００４１】したがって、最も近付いた箇所の両線分１
４ａ、１５ａ間の距離を計算し（ステップＳ₂₄）、その
最小距離が放電ギャップより小であることが確認された
（ステップＳ₂₅）時点、すなわち、放電が起こった時点
で、図８において太線で示した両線分１４ａ、１５ａの
先端の一部を消耗量および加工量に応じた分だけ消去す
る（ステップＳ₂₆）。次に、電極の位置をそのままにし
て再度放電する箇所があれば、図示はしないが同様にし
てその箇所の両線分の先端の一部を消去する。そして、
放電する箇所が無くなれば、さらに電極を少し被加工物
側に近付け、以下、指定された深さまで上記動作を繰り
返し（ステップＳ₂₇）加工を終了する。これらの形状変
化は順次出力部９を介して出力され、表示部１０におい
て適宜表示される。

【００４２】このように上記実施の形態６によれば、電
極および被加工物の形状を仮想的な線分の集合体として
それぞれ表現するようにしたので、３次元形状も可能と
なり任意の電極形状および被加工物形状、電極動作に対
応する加工シミュレーションが容易にできるようにな
り、又、電極消耗や被加工物形状を表示部の画面に表示
するようにしたので、電極設計や加工条件決定が容易に
なるという効果がある。

【００４３】実施の形態７．尚、上記実施の形態６で
は、電極の消耗量および被加工物の加工量に応じて各線
分の一部を順次消去するようにしたが、電極の消耗量お
よび被加工物の加工量に応じて各線分の一部を各集合体
から順次分離させて、両集合体の間に浮遊させるように
しても良く、上記実施の形態６と同様の効果を発揮し得
ることは勿論のこと、浮遊している各線分の一部を加工
屑として模擬することができるので、より現実的な加工
シミュレーションを行うことが可能になる。

【００４４】実施の形態８．図９はこの発明の実施の形
態８における放電加工装置の要部の構成を示すブロック
図、図１０は図９における放電加工装置の動作を示すフ
ロー図である。図において、図１に示す実施の形態１と
同様な部分は同一符号を付して説明を省略する。１６は
限界消耗形状設定部で、電極が限界消耗形状に到達する
までに消去される粒子の数（限界消去粒子数）が予め設
定され入力されている。１７は出力部９から出力される
電極交換指令、１８は６〜９、１６で構成される加工シ
ミュレーションシステムである。

【００４５】次に、上記のように構成された実施の形態
８における放電加工装置の動作を図１０について説明す
る。なお、図１０におけるステップＳ₁₁〜Ｓ₁₆、Ｓ
₁₇は、図２に示す実施の形態１におけるものと同様なの
で説明を省略する。そして、ステップＳ₁₆で該当する粒
子が順次消去されて電極の消耗が進行すると、加工シミ
ュレーション部７では、消去された粒子数を限界消耗形
状設定部１６に入力されている限界消去粒子数と比較し
（ステップＳ₁₉）、これを越えると電極の消耗が限界に
達したと判断し出力部９を介して電極交換指令１７を送
出する。

【００４６】このように上記実施の形態８によれば、加
工の進行に伴う電極の限界消去粒子数を予め設定し、消
去粒子数が限界消去粒子数を越えると電極交換指令１７
を出すようにしているので、電極交換のタイミングが明
確になり、電極交換の無駄を省くことが可能となる。

【００４７】実施の形態９．尚、上記実施の形態８で
は、限界消去粒子数を電極の消耗限界の判断基準として
いるが、例えば電極の角部の「丸み」等のような形状の
一部の特徴を判断基準としても良く、上記実施の形態８
と同様の効果を得ることができる。

【００４８】実施の形態１０．又、上記実施の形態８で
は、実施の形態１の場合と同様に電極の形状を粒子の集
合体で表した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、実施の形態６の場合と同様に電極の形
状を線分の集合体で表した場合に適用しても同様の効果
を発揮し得ることは言うまでもない。

【００４９】実施の形態１１．図１１はこの発明の実施
の形態１１における放電加工装置の要部の構成を示すブ
ロック図、図１２は図１１における放電加工装置の動作
を示すフロー図である。本実施の形態では、上記実施の
形態８と同様にステップＳ₁₁〜Ｓ₁₆、Ｓ₁₉の工程を経
て、消去粒子数が限界消去粒子数を越えたと判断される
と、加工シミュレーション部７から出力部９を介して加
工条件変更指令が送出され（ステップＳ₂₈）、表示部１
０に例えば「加工条件を変更して下さい」等のメッセー
ジで表示される。なお、この加工条件変更指令はメッセ
ージに限定されるものではなく、何らかのマークで表す
等しても良く、又、表示部１０で表示しなくともブザー
等で警報を出すようにしても良いことは言うまでもな
い。

【００５０】このように上記実施の形態１１によれば、
消去粒子数が限界消去粒子数を越えたと判断されると、
加工条件変更指令を送出して表示するようにしているの
で、加工条件の適否を容易に把握することができるよう
になり、加工精度を必要最小限に満足する範囲内で加工
速度を十分に上げることが可能になる。

【００５１】実施の形態１２．図１３はこの発明の実施
の形態１２における放電加工装置の要部の構成を示すブ
ロック図、図１４は図１３における放電加工装置の動作
を示すフロー図である。本実施の形態では、ステップＳ
₁₁で入力される基本加工条件は、加工速度優先の電極消
耗の大きい加工条件が入力される。そして、上記実施の
形態１１と同様にステップＳ₁₂〜Ｓ₁₆、Ｓ₁₉の工程を経
て、消去粒子数が限界消去粒子数を越えたと判断される
と、加工条件データ格納部８から加工速度を若干犠牲に
した電極消耗の小さい加工条件を抽出して、加工条件の
変更を行い（ステップＳ₂₉）、再度ステップＳ₁₂に戻っ
て加工シミュレーションのやり直しを行う。以下、同様
の動作を繰り返して、消去粒子数が限界消去粒子数を越
えなければ、その時の加工条件を適切な加工条件として
出力部９を介し適切な加工条件指令として送出する（ス
テップＳ₃₀）。

【００５２】このように上記実施の形態１２によれば、
消去粒子数が限界消去粒子数を越えると、加工条件の変
更を行って適切な加工条件を求めるようにしているの
で、操作に熟練を要することなく精度の高い加工が可能
になる。

【００５３】実施の形態１３．図１５はこの発明の実施
の形態１３における放電加工装置の電極の形状を模式し
て示す断面斜視図、図１６はこの発明の実施の形態１３
に適用される発明の概念を説明するための斜視図、図１
７はこの発明の実施の形態１３における放電加工装置の
動作を示すフロー図である。尚、上記各実施の形態にお
いては、特に電極が回転する場合についての説明は行わ
なかったが、この実施の形態１３においては電極が回転
する場合について説明する。

【００５４】すなわち、電極が回転する場合は、例えば
上記実施の形態１において図３に示す電極の形状を表す
集合体１２の各粒子１２ａを、電極回転に追従して移動
させながら各粒子１２ａのシミュレーション操作を行え
ば良いが、回転電極は同一平面上で且つ電極中心から同
一距離にある粒子は消耗状態が同じであることに着目
し、モデルをさらに単純化する。今、電極回転数を無限
大だと仮定すると、図１５に示すように電極２１を回転
軸を中心とした一定の層厚さが所定の幅を有した同心状
円筒２１ａ〜２１ｅ集合体で表現することができる。

【００５５】そして、各同心状円筒２１ａ〜２１ｅの層
厚さと幅は、被加工物２２側の一粒子と例えば同心状円
筒２１ａとの体積比が電極消耗率を表すように定義す
る。図１５において、同心状円筒の半径を中心からそれ
ぞれｒ₀、ｒ₁、・・・ｒ_n、ｒ_n+1、高さをｈ、被加工物
２２側一粒子の体積をｖ、電極消耗率をｗとしたとき、
（ｒ_n−ｒ_n-1）²・πｈ＝ｖ・ｗとなるようにｈとｒ_nを
決定する。

【００５６】次に、上記のような概念が適用された実施
の形態１３における放電加工装置の動作を図１７につい
て説明する。まず、電極図形、被加工物図形、加工条件
等の情報を入力する（ステップＳ₁₁）。次いで、入力さ
れた電極形状および被加工物形状を予めデータ格納部に
格納された放電一回当たりの電極消耗量、被加工物加工
量のデータにしたがって、図１５に示すように電極２１
および被加工物２２の各形状を同心状円筒および粒子の
集合体で表す（ステップＳ₃₁）。次に、電極２１を送っ
て被加工物２２に少しずつ近付ける（ステップＳ₁₃）。
そして、電極２１が被加工物２２に十分近付くと、電極
２１と被加工物２２との間の最も近付いた箇所に放電が
起こる。

【００５７】したがって、図１６（Ａ）に示すように最
も近付いた箇所の同心状円筒２１ｅと粒子２２ａとの間
の距離を計算し（ステップＳ₃₂）、その最小距離が放電
ギャップより小であることが確認された（ステップ
Ｓ₁₅）時点、すなわち、放電が起こった時点で、図１６
（Ｂ）に示すように同心状円筒２１ｅと粒子２２ａを消
去する（ステップＳ₃₃）。そして、放電する箇所がなく
なれば電極２１を少し近付け、以下、指定された深さま
で上記動作を繰り返し加工を終了する（ステップ
Ｓ₃₄）。これらの形状変化は順次出力部を介して出力さ
れ表示部において適宜表示される。

【００５８】このように上記実施の形態１３によれば、
回転する電極を同心状円筒の集合体として仮想的に表現
するようにしたので、例えば実施の形態１におけるよう
に粒子の集合体として表現するものと比較し、さらに容
易に任意の電極形状に対応する加工シミュレーションが
精度良くできるようになる。

【００５９】実施の形態１４．図１８はこの発明の実施
の形態１４における放電加工装置の電極の形状を示す斜
視図、図１９は図１８における電極の形状を模式して示
す断面斜視図である。上記実施の形態１３では電極２１
の形状が棒状の場合について説明したが、本実施の形態
１４は図１８に示すように電極２３の形状が板状である
場合に適用されるものである。

【００６０】今、電極２３を図中矢印で示すように回転
させた場合の軌跡は、被加工物の一粒子に対応する電極
消耗体積が、電極中心部分からの距離にかかわらず一定
であることに着目すると、図１９に示すように幅が均等
な同心状円筒２３ａ〜２３ｅの集合体で表現することが
できる。したがって、上記実施の形態１３におけると同
様に図１７に示すフローに基づいて動作させるようにす
れば、上記実施の形態１３と同様の効果を発揮し得るこ
とは言うまでもない。

【００６１】実施の形態１５．又、上記実施の形態１
３、１４において、放電所定回数当たりの電極の消耗量
および被加工物の加工量を、電極の同心状円筒および被
加工物の粒子の大きさで表すようにすれば、任意の電極
形状および被加工物形状、電極動作に対応する加工シミ
ュレーションを精度良く行うことができる。

【００６２】実施の形態１６．図２０はこの発明の実施
の形態１６における放電加工装置に適用される発明の概
念を説明するための模式図である。電極の長さ方向消耗
量を補正するための軸方向成分の送り（Ｚ方向）を、水
平方向成分の送り（ＸＹ方向）と合成しながら加工を行
うと、加工深さが一定の定常状態になることが図２０に
示すようにシミュレーションにより判明した。又、この
定常状態における電極２４の送り勾配をａ、電極２４の
水平送り方向の厚さをｄ、電極消耗率をｗ、被加工物２
５の加工深さをｈとすると、ｈ＝ａ・ｄ／ｗの関係式が
成立することが判明した。

【００６３】よって、実施の形態１６では上式を変形し
てａ＝ｈ／（ｄ／ｗ）の式で得られる送り勾配ａで電極
２４を動作させて加工するようにしたので、シミュレー
ションを行うことなく、被加工物２５に対して所望の深
さｈで加工することが可能になる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、電極および被加工物の形状を仮想的な粒子の集合
体としてそれぞれ表現し電極の消耗量および被加工物の
加工量に応じて各粒子を順次消去することにより、電極
および被加工物の形状をそれぞれシミュレーションする
ようにしたので、任意の電極形状および被加工物形状、
電極動作に対応する加工シミュレーションが容易にでき
る放電加工装置を提供することができる。

【００６５】又、この発明の請求項２によれば、電極お
よび被加工物の形状を仮想的な粒子の集合体としてそれ
ぞれ表現し電極の消耗量および被加工物の加工量に応じ
て各粒子を各集合体から順次分離することにより、電極
および被加工物の形状をそれぞれシミュレーションする
ようにしたので、任意の電極形状および被加工物形状、
電極動作に対応する加工シミュレーションが容易にで
き、且つ加工屑の状態も把握することができる放電加工
装置を提供することができる。

【００６６】又、この発明の請求項３によれば、請求項
１または２において、放電所定回数当たりの電極の消耗
量および被加工物の加工量を、電極および被加工物の粒
子の大きさで表すようにしたので、任意の電極形状およ
び被加工物形状、電極動作に対応する加工シミュレーシ
ョンが精度良くできる放電加工装置を提供することがで
きる。

【００６７】又、この発明の請求項４によれば、請求項
３において、放電所定回数当たりの電極の消耗量および
被加工物の加工量に比例して粒子の大きさを変化させる
ようにしたので、任意の電極形状および被加工物形状、
電極動作に対応する加工シミュレーションが精度良くで
きる放電加工装置を提供することができる。

【００６８】又、この発明の請求項５によれば、請求項
１または２において、電極と被加工物とを徐々に接近さ
せ電極および被加工物のそれぞれ対応する両粒子間の距
離が放電ギャップ以下になったら両粒子をそれぞれ消去
または両集合体から分離させるようにしたので、任意の
電極形状および被加工物形状、電極動作に対応する加工
シミュレーションが容易にでき、且つ加工屑の状態も把
握することができる放電加工装置を提供することができ
る。

【００６９】又、この発明の請求項６によれば、電極お
よび被加工物の形状を電極および被加工物が対応する方
向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそれぞれ表現し
電極の消耗量および被加工物の加工量に応じて各線分の
一部を順次消去することにより、電極および被加工物の
形状をそれぞれシミュレーションするようにしたので、
任意の電極形状および被加工物形状、電極動作に対応す
る加工シミュレーションが容易にできる放電加工装置を
提供することができる。

【００７０】又、この発明の請求項７によれば、電極お
よび被加工物の形状を電極および被加工物が対応する方
向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそれぞれ表現し
電極の消耗量および被加工物の加工量に応じて各線分の
一部を各線分から順次分離することにより、電極および
被加工物の形状をそれぞれシミュレーションするように
したので、任意の電極形状および被加工物形状、電極動
作に対応する加工シミュレーションが容易にでき、且つ
加工屑の状態も把握することができる放電加工装置を提
供することができる。

【００７１】又、この発明の請求項８によれば、請求項
６または７において、放電所定回数当たりの電極の消耗
量および被加工物の加工量を、電極および被加工物の線
分の長さで表すようにしたので、任意の電極形状および
被加工物形状、電極動作に対応する加工シミュレーショ
ンが精度良くできる放電加工装置を提供することができ
る。

【００７２】又、この発明の請求項９によれば、請求項
８において、放電所定回数当たりの電極の消耗量および
被加工物の加工量に比例して線分の長さを変化させるよ
うにしたので、任意の電極形状および被加工物形状、電
極動作に対応する加工シミュレーションが精度良くでき
る放電加工装置を提供することができる。

【００７３】又、この発明の請求項１０によれば、加工
の進行に伴う電極および被加工物の形状の変化を画面に
表示するようにしたので、電極設計や加工条件の決定が
容易な放電加工装置を提供することができる。

【００７４】又、この発明の請求項１１によれば、加工
の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設定し電極の形
状が限界消耗形状に達すると電極の交換の指令を行うよ
うにしたので、電極交換のタイミングが明確となり、電
極交換の無駄を省くことが可能な放電加工装置を提供す
ることができる。

【００７５】又、この発明の請求項１２によれば、加工
の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設定し電極の形
状が限界消耗形状に達すると加工の条件変更の指令を行
うようにしたので、加工精度を必要最小限に満足する範
囲内で加工速度を十分に上げることが可能な放電加工装
置を提供することができる。

【００７６】又、この発明の請求項１３によれば、加工
の進行に伴う電極の限界消耗形状を予め設定するととも
に加工速度優先で且つ電極の形状が限界消耗形状に達し
ない加工条件を予め設定するようにしたので、操作に熟
練を要することなく精度の高い加工が可能な放電加工装
置を提供することができる。

【００７７】又、この発明の請求項１４によれば、電極
の形状を所定の厚さと高さとを有する仮想的な同心状円
筒の集合体として表現するとともに被加工物の形状を仮
想的な粒子の集合体として表現し、電極の消耗量および
被加工物の加工量に応じて同心状円筒および粒子を順次
消去することにより、電極および被加工物の形状をそれ
ぞれシミュレーションするようにしたので、任意の電極
形状および被加工物形状、電極動作に対応する加工シミ
ュレーションが容易にできる放電加工装置を提供するこ
とができる。

【００７８】又、この発明の請求項１５によれば、請求
項１４において、電極は板状に形成され回転軸を中心と
して回転させた軌跡を電極の仮想的な形状と定義したの
で、板状の電極および被加工物形状、電極動作に対応す
る加工シミュレーションが精度良くできる放電加工装置
を提供することができる。

【００７９】又、この発明の請求項１６によれば、請求
項１４または１５において、電極および被加工物の同心
状円筒および粒子の大きさは、放電所定回数当たりの電
極の消耗量および被加工物の加工量をそれぞれ表すよう
にしたので、任意の電極形状および被加工物形状、電極
動作に対応する加工シミュレーションが精度良くできる
放電加工装置を提供することができる。

【００８０】又、この発明の請求項１７によれば、請求
項１４または１５において、電極と被加工物とを徐々に
接近させ電極および被加工物のそれぞれ対応する同心状
円筒と粒子との間の距離が放電ギャップ以下になったら
同心状円筒および粒子をそれぞれ消去させるようにした
ので、任意の電極形状および被加工物形状、電極動作に
対応する加工シミュレーションが容易にできる放電加工
装置を提供することができる。

【００８１】又、この発明の請求項１８によれば、電極
のＸ方向の厚さをｄ、電極消耗率をｗ、所望の加工深さ
をｈとそれぞれした場合、電極の送り勾配ａはｈ／（ｄ
／ｗ）の式に基づいて設定するようにしたので、シミュ
レーションを行うことなく所望の深さの加工が可能な放
電加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１における放電加工装
置の要部の構成を示すブロック図である。

【図２】図１における放電加工装置の動作を示すフロ
ー図である。

【図３】図１における放電加工装置に適用される発明
の概念を説明するための模式図である。

【図４】図１における表示部に表示された電極および
被加工物の一例を示す模式図である。

【図５】この発明の実施の形態４における放電加工装
置の動作を示すフロー図である。

【図６】図５における放電加工装置に適用される発明
の概念を説明するための模式図である。

【図７】この発明の実施の形態６における放電加工装
置の動作を示すフロー図である。

【図８】図７における放電加工装置に適用される発明
の概念を説明するための模式図である。

【図９】この発明の実施の形態８における放電加工装
置の要部の構成を示すブロック図である。

【図１０】図９における放電加工装置の動作を示すフ
ロー図である。

【図１１】この発明の実施の形態１１における放電加
工装置の要部の構成を示すブロック図である。

【図１２】図１１における放電加工装置の動作を示す
フロー図である。

【図１３】この発明の実施の形態１２における放電加
工装置の要部の構成を示すブロック図である。

【図１４】図１３における放電加工装置の動作を示す
フロー図である。

【図１５】この発明の実施の形態１３における放電加
工装置の電極の形状を模式して示す断面斜視図である。

【図１６】この発明の実施の形態１３に適用される発
明の概念を説明するための斜視図である。

【図１７】この発明の実施の形態１３における放電加
工装置の動作を示すフロー図である。

【図１８】この発明の実施の形態１４における放電加
工装置の電極の形状を示す斜視図である。

【図１９】図１８における電極の形状を模式して示す
断面斜視図である。

【図２０】この発明の実施の形態１６における放電加
工装置に適用される発明の概念を説明するための模式図
である。

【図２１】従来の放電加工装置の加工シミュレーショ
ンの一例を示すフロー図である。

【図２２】図１５における加工シミュレーションの概
念を説明するための模式図である。

【符号の説明】

１，２１，２３，２４電極、２，２２，２５被加工
物、６入力部、７加工シミュレーション部、８加
工条件データ格納部、９出力部、１０表示部、１
１，１８加工シミュレーションシステム、１２，１
３，１４，１５集合体、１２ａ，１３ａ粒子、１４
ａ，１５ａ線分、１７電極交換指令、１９加工条
件変更指令、２０適切な加工条件指令、２１ａ〜２１
ｅ，２３ａ〜２３ｅ同心状円筒。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極と被加工物との間隙に放電させて上
記被加工物を加工する放電加工装置において、上記電極
および被加工物の形状を仮想的な粒子の集合体としてそ
れぞれ表現し上記電極の消耗量および上記被加工物の加
工量に応じて上記各粒子を順次消去することにより、上
記電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレーショ
ンするようにしたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】電極と被加工物との間隙に放電させて上
記被加工物を加工する放電加工装置において、上記電極
および被加工物の形状を仮想的な粒子の集合体としてそ
れぞれ表現し上記電極の消耗量および上記被加工物の加
工量に応じて上記各粒子を上記各集合体から順次分離す
ることにより、上記電極および被加工物の形状をそれぞ
れシミュレーションするようにしたことを特徴とする放
電加工装置。
【請求項３】電極および被加工物の粒子の大きさは、
放電所定回数当たりの上記電極の消耗量および上記被加
工物の加工量をそれぞれ表すことを特徴とする請求項１
または２記載の放電加工装置。
【請求項４】放電所定回数当たりの電極の消耗量およ
び被加工物の加工量に比例して粒子の大きさを変化させ
るようにしたことを特徴とする請求項３記載の放電加工
装置。
【請求項５】電極と被加工物とを徐々に接近させ上記
電極および被加工物のそれぞれ対応する両粒子間の距離
が放電ギャップ以下になったら上記両粒子をそれぞれ消
去または両集合体から分離させるようにしたことを特徴
とする請求項１または２記載の放電加工装置。
【請求項６】電極と被加工物との間隙に放電させて上
記被加工物を加工する放電加工装置において、上記電極
および被加工物の形状を上記電極および被加工物が対応
する方向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそれぞれ
表現し上記電極の消耗量および上記被加工物の加工量に
応じて上記各線分の一部を順次消去することにより、上
記電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレーショ
ンするようにしたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項７】電極と被加工物との間隙に放電させて上
記被加工物を加工する放電加工装置において、上記電極
および被加工物の形状を上記電極および被加工物が対応
する方向にそれぞれ並行な線分の集合体としてそれぞれ
表現し上記電極の消耗量および上記被加工物の加工量に
応じて上記各線分の一部を上記各線分から順次分離する
ことにより、上記電極および被加工物の形状をそれぞれ
シミュレーションするようにしたことを特徴とする放電
加工装置。
【請求項８】電極および被加工物の線分の長さは、放
電所定回数当たりの上記電極の消耗量および上記被加工
物の加工量をそれぞれ表すことを特徴とする請求項６ま
たは７記載の放電加工装置。
【請求項９】放電所定回数当たりの電極の消耗量およ
び被加工物の加工量に比例して線分の長さを変化させる
ようにしたことを特徴とする請求項８記載の放電加工装
置。
【請求項１０】電極と被加工物との間隙に放電させて
上記被加工物を加工する放電加工装置において、上記加
工の進行に伴う上記電極および被加工物の形状の変化を
画面に表示するようにしたことを特徴とする放電加工装
置。
【請求項１１】電極と被加工物との間隙に放電させて
上記被加工物を加工する放電加工装置において、上記加
工の進行に伴う上記電極の限界消耗形状を予め設定し上
記電極の形状が上記限界消耗形状に達すると上記電極の
交換の指令を行うことを特徴とする放電加工装置。
【請求項１２】電極と被加工物との間隙に放電させて
上記被加工物を加工する放電加工装置において、上記加
工の進行に伴う上記電極の限界消耗形状を予め設定し上
記電極の形状が上記限界消耗形状に達すると上記加工の
条件変更の指令を行うことを特徴とする放電加工装置。
【請求項１３】電極と被加工物との間隙に放電させて
上記被加工物を加工する放電加工装置において、上記加
工の進行に伴う上記電極の限界消耗形状を予め設定する
とともに加工速度優先で且つ上記電極の形状が上記限界
消耗形状に達しない加工条件を予め設定することを特徴
とする放電加工装置。
【請求項１４】回転する電極と被加工物との間隙に放
電させて上記被加工物を加工する放電加工装置におい
て、上記電極の形状を所定の厚さと高さとを有する仮想
的な同心状円筒の集合体として表現するとともに上記被
加工物の形状を仮想的な粒子の集合体として表現し、上
記電極の消耗量および上記被加工物の加工量に応じて上
記同心状円筒および粒子を順次消去することにより、上
記電極および被加工物の形状をそれぞれシミュレーショ
ンするようにしたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項１５】電極は板状に形成され回転軸を中心と
して回転させた軌跡を電極の仮想的な形状と定義したこ
とを特徴とする請求項１４記載の放電加工装置。
【請求項１６】電極および被加工物の同心状円筒およ
び粒子の大きさは、放電所定回数当たりの上記電極の消
耗量および上記被加工物の加工量をそれぞれ表すことを
特徴とする請求項１４または１５記載の放電加工装置。
【請求項１７】電極と被加工物とを徐々に接近させ上
記電極および被加工物のそれぞれ対応する同心状円筒と
粒子との間の距離が放電ギャップ以下になったら上記同
心状円筒および粒子をそれぞれ消去させるようにしたこ
とを特徴とする請求項１４または１５記載の放電加工装
置。
【請求項１８】電極と被加工物との間隙に放電させ上
記電極の長さ方向消耗量を補正する軸方向成分の送り
（Ｚ方向）を水平方向成分の送り（ＸＹ方向）と合成し
ながら上記被加工物を加工する放電加工装置において、
上記電極のＸ方向の厚さをｄ、電極消耗率をｗ、所望の
加工深さをｈとそれぞれした場合、上記電極の送り勾配
ａはｈ／（ｄ／ｗ）の式に基づいて設定されていること
を特徴とする放電加工装置。