JPH10156630A

JPH10156630A - 放電加工方法

Info

Publication number: JPH10156630A
Application number: JP33759196A
Authority: JP
Inventors: Ryuichi Oki; 隆一沖
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-16

Abstract

(57)【要約】【課題】短い加工時間で所望の加工底面精度を得るこ
とができる放電加工方法を提供する。【解決手段】工具電極１２と被加工物Ｗとを相対移動
させつつこれらの間に放電を生ぜしめて加工深さ方向に
加工を行なう放電加工方法において、前記加工深さ方向
に単位動作当たりに移動する加工制限量を規定し、加工
深さ方向に加工が進むに従って前記加工制限量を徐々に
小さくするようにする。これにより、加工時間の短縮化
と加工底面の精度向上を同時に図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、形彫放電加工等を
行なう放電加工方法に関し、より詳細には加工深さ方向
に対して垂直な平面内で工具電極と被加工物を相対移動
させながら放電加工を行なった場合の加工穴の底面と側
面に対する加工精度を向上させるとともに加工時間を短
縮させることができる放電加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工具電極と被加工物とを所定の
間隔をおいて対向配置し、電極と被加工物とで形成され
る間隙に放電電圧を印加して前記間隙に放電を発生させ
ると共に工具電極と被加工物とを相対移動させて被加工
物に加工を施し、所望の形状に加工するようにした形彫
放電加工装置が知られている。

【０００３】この種の形彫放電加工では、加工深さ方向
とその加工深さ方向に垂直な方向に加工を進めるように
した「揺動加工」或いは「寄せ加工」と呼ばれている放
電加工方法が知られている。具体的には、例えばまず、
予め機械切削加工により放電加工をする予定部分に前加
工した被加工物もしくは未加工の被加工物に対して、比
較的大きな放電加工条件の下、所要の形状の電極を用い
て被加工物を略所望の加工形状に放電加工する「荒加
工」が行なわれる。次に、加工深さ方向に加工を進める
だけでなく加工深さ方向に対して垂直な平面内で工具電
極と被加工物を相対移動させる揺動加工方法により、放
電加工条件を比較的弱い条件に切り換え、加工深さ方向
と同時に加工穴の側面方向にも加工を進めながら所望の
面粗度及び寸法形状に仕上げていく「仕上げ加工」が行
われる。このように被加工物を荒加工した後、仕上げ加
工工程で揺動加工を用いて加工する放電加工方法が一般
的に有利であることが知られている。

【０００４】ところで、荒加工により形成された加工穴
の形状が種々の条件や加工の環境により必ずしも使用し
た工具電極の形状の通りには加工されていないことが普
通である。具体的には、例えば、一般に、加工屑を加工
部分から除去するために用いられる加工液噴流の処理の
状態により電極と被加工物とで形成される間隙の状態が
悪くなると各加工部分での加工に差が生じる。また、複
雑な電極形状と荒加工工程で加工屑除去の促進の目的で
用いる揺動形状とが一致しないことにより、加工穴の底
面方向及び側面方向は不均一に除去されることがある。
あるいは、加工屑を介して発生する２次放電による加工
形状の変形や加工中の温度変化に伴う加工形状の歪みな
どにより、得られる加工後の形状も変形することが多々
ある。

【０００５】このような状態で荒加工された被加工物を
仕上げ加工する場合には、必ずしも加工深さ方向に対し
て垂直な平面に均一に加工が進むわけではない。このよ
うな不均一は、揺動加工における電極と被加工物との相
対移動軌跡が円柱形状や四角柱形状のような場合だけで
なく、例えば、放電加工条件を段階的に切り換えて徐々
に弱めて行き、それと同時に各加工条件変更時に工具電
極と被加工物間の相対移動距離を徐々に大きくして仕上
げていく、所謂拡大揺動加工（円錐形状、角錐形状等）
の加工方法により放電加工を行う場合でも発生する。

【０００６】これは、上述したように加工穴の側面が使
用した工具電極に対して完全な相似形とはならずに不均
一な除去状態であるために、次の加工工程における加工
穴の側面方向の加工取り代も不均一になっているからで
ある。そのために、周回する相対揺動軌跡の取り代の残
量が少ない部分では、次の加工工程における加工深さ方
向の加工の進行が速くなり、逆に、取り量が多い部分で
はなかなか進まないようになって電極が加工深さ方向に
対して行ったり来たりすることになる。そして、相対移
動軌跡中のどこかで加工予定深さに達するとその時点で
加工が終了してしまい、加工穴の側面の取り残しや加工
穴の底面が平坦に仕上がらないという問題が発生する。

【０００７】このような場合に有効な加工方法として、
加工深さ方向と側面方向とを所定の順番で加工しなが
ら、加工深さ方向に加工制限量を設定し、ある加工深さ
方向の所定の位置において加工が遅れている箇所が加工
されてから、その設定された加工制限量で決定される次
の加工深さ方向の位置まで加工を行ない、これを繰り返
しながら加工するようにした放電加工方法が知られてい
る。この加工方法は、その設定された加工制限量を超え
ない範囲で単位加工深さ距離だけ加工を進めてから単位
側面方向距離だけ加工を行ない、この加工制限量で決め
られる所定加工深さ方向の位置において最終仕上げ形状
における加工穴の底面と平行な面上で均一にしてから、
その加工制限量で決められる次の所定の加工深さ位置ま
での加工を行ない、所望の加工深さに到達するまでこの
ステップを繰り返すようにされているから、最終仕上げ
形状における加工穴の底面がほぼ均一にされるものであ
る。

【０００８】このような加工方法は特開昭５３−９１４
９５号公報、特公昭５８−１９４１５号公報や特開昭６
３−２６３２号公報等に開示されている。また、特開平
４−１９０１８号公報には、揺動平面を任意の領域に区
分し、少なくとも一つの領域で加工深さに達した時、異
なるサーボに切り替えて取り残しを防ぐ加工方法が示さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
ように加工深さ方向に対して加工制限量を設けて段階的
に加工を進める方法では、加工終期における最終的な加
工穴の底面精度や側面の取り残しの問題を考慮すると、
できるだけ加工制限量を小さく設定しなければならず、
そのために加工時間が相対的に長くかかることが避けら
れない。所望の加工深さ位置に到達する時間だけを考え
てみれば、加工制限量を大きく設定するべきであるが、
加工穴の側面の取り残しが多い部分に電極が相対移動し
た時や側面と底面とで同時に放電が発生した時などでは
急激に加工穴内の加工屑濃度が変化して加工屑との二次
放電が頻発して、加工穴精度が劣化したり、加工が不安
定になったり、、あるいは異常放電が起こりやすくなっ
たりする。したがって、加工精度、加工面粗度、及び加
工品質の面から考慮した場合、加工時間を犠牲にしてで
も所望の加工精度、加工面粗度、及び加工品質を得るこ
とが必要である。また、揺動平面を任意の領域に区分
し、少なくとも一つの領域で加工深さに達した時、異な
るサーボに切り替える加工方法も、加工穴の底面精度は
向上するが上記同様の問題を有している。

【００１０】加工穴を揺動加工を用いて加工する場合、
被加工物の入り口付近では加工屑の排出は良好に行なわ
れ、加工深さが増すごとに加工屑の排除が困難になると
ころから、加工屑濃度の急激な変化をできるだけ起こさ
ないようにする必要がある。また、ある程度加工穴の側
面が均一に加工されその側面方向に十分な距離が形成さ
れた状態では底面方向の加工が安定して行なえる。この
ような点に着目し、本発明は、上述した問題点に鑑み
て、より短い加工時間で所望の加工形状精度、加工面粗
度、加工穴の底面精度及び加工品質を得ることができる
放電加工方法を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、工具電極と被
加工物とを相対移動させつつこれらの間に放電を生ぜし
めて前記加工深さ方向に加工を行なう放電加工方法にお
いて、前記加工深さ方向に加工制限量を規定し、加工深
さ方向に加工が進むに従って前記加工制限量を徐々に小
さくするようにしたものである。

【００１２】このように構成することにより、ある加工
工程における加工の開始当初の加工屑排除が比較的良好
な時は大きな加工制限量で加工される。その時の加工穴
の側面に加工の進んでいない箇所と加工の進んでいる箇
所は加工状態が良好であるため安定して除去され、速い
速度で加工深さ方向に進む。そして、加工深さ方向へ進
行するに従って、徐々にこの加工制限量を小さくするの
で、急激な加工屑濃度の変化が起りにくく、継続して安
定した状態で加工が行なわれる。同時に次第に加工の進
んでいる箇所と進んでいない箇所の加工差が少なくな
る。最終的に、側面方向の加工が略終了して側面との間
隔が広がった状態で加工穴の底面の加工が安定して行な
われるので、高い加工精度で加工ができ、しかも、要し
た加工時間も短縮することが可能となる。

【００１３】すなわち、その加工工程の加工の初期の段
階では、上限値に近い大きい値となる第１の加工制限量
で加工してより迅速な加工を行ない、加工の中期では次
第に加工制限量を小さくして、加工の終期では下限値に
近い値となる第２の加工制限量で加工を行なうようにす
れば、加工精度と加工安定状態を確保しつつ更に迅速な
加工を行なうことが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る放電加工方
法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は本
発明方法を実施するための放電加工装置の概容を示すブ
ロック構成図である。この装置に水平な面上で互いに垂
直な２方向をそれぞれＸ軸とＹ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸に
垂直な軸方向をＺ軸として、まず、この装置全体につい
て説明する。

【００１５】図１に示されるように、この放電加工装置
２は、例えば断面矩形状になされた容器状の加工槽４を
有しており、この加工槽４は、相対移動手段の一部を構
成するＸ・Ｙ移動テーブル手段６上に支持固定されてい
る。Ｘ・Ｙ移動テーブル手段６は、Ｘ軸方向に移動する
Ｘ移動テーブル６Ａ上にこれと直交するＹ軸方向へ移動
するＹ移動テーブル６Ｂを載置して構成されており、各
テーブル６Ａ、６Ｂは、それぞれＸ軸駆動モータ８Ａ及
びＹ軸駆動モータ８Ｂにより前進後退可能になされてい
る。

【００１６】上記加工槽４内の底部の図示しない定盤上
に放電加工が施される被加工物Ｗが固定されると共に加
工電源の一方の極に接続され、また、この加工槽４内に
は例えば油系或いは油と水の混合物よりなる加工液１０
が満たされている。この加工槽４の上方には、例えば
銅、グラファイト、或いは銅タングステン等により形成
された工具電極１２をその下端部に取り付けた加工ヘッ
ド１４が配置されており、この加工ヘッド１４は、相対
移動手段の一部として垂直方向すなわちＺ軸方向に移動
させるＺ軸移動機構１６に取り付けられている。そし
て、このＺ軸移動機構１６に取り付けたＺ軸駆動モータ
１８を駆動することにより、加工ヘッド１４を昇降し得
るようになっている。従って、上記Ｘ、Ｙ移動テーブル
６Ａ，６Ｂ及びＺ軸移動機構１６を適宜駆動することに
より、工具電極１２と被加工物Ｗとを相対的に３次元的
に移動させることができるようになっている。

【００１７】上記電極１２とそれに所定の間隙をもって
対向配置された被加工物Ｗは、それぞれ電源部２０に電
気的に接続されていて、電極１２と被加工物Ｗとの間隙
に放電加工用のパルス状の電圧を間欠的に印加するよう
になっている。上記電源部２０からの上記電極１２及び
被加工物Ｗへの配線途中には、サーボ制御を行なうため
にそれぞれ電圧を検出する電圧検出線２２、２２が接続
されており、それぞれの検出値は、加工間隙の状態を検
知するための加工状態検知手段２４へ入力されて、この
間隙に滞留する加工屑等の生成物の生成状態を間接的に
検知し得るようになっている。そして、この検知結果
は、この装置全体の動作を制御する例えばマイクロコン
ピュータ等よりなるＮＣ制御手段２６へ入力するように
なっている。また、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各駆動モー
タ８Ａ、８Ｂ、１８は、上記ＮＣ制御手段２６に図示し
ないモータドライバを介して電気的に接続されており、
各モータに個別の駆動信号を供給してサーボ制御を行な
うようになっている。

【００１８】そして、このＮＣ制御手段２６には入力部
２８が接続されており、フロッピディスクなどを介し
て、或いはスイッチやボタンを操作してマニュアルによ
り、加工プログラムや加工に必要な各種の制御パラメー
タを入力できるようになっている。この制御パラメータ
には、本発明方法で必要とされる加工制限量も含まれ
る。

【００１９】次に、以上のように構成された装置に基づ
いて行なわれる本発明方法について説明する。まず、一
般的な流れとして、オペレータが入力部２８より、予め
組まれたプログラムや各種の制御パラメータを入力する
とＮＣ制御手段２６がこれを解析し、放電加工が開始さ
れる。すなわち、電源部２０からは、放電加工用のパル
ス電圧が電極１２と被加工物Ｗとの間に印加され、被加
工物Ｗとの間で放電を生ぜしめることによって加工を行
なう。この際、Ｘ移動テーブル６ＡとＹ移動テーブル６
Ｂ及びＺ軸移動機構１６を適宜駆動制御することにより
工具電極１２を被加工物Ｗに対して３次元的に相対移動
させ、放電に適するように両者が常に微小な間隙を隔て
て対向するようにサーボ制御される。

【００２０】加工間隙の状態は、常に加工状態検知手段
２４に検知され、電極１２は、加工深さ方向に行ったり
戻ったりのサーボ制御がなされ、更に適宜、必要なジャ
ンピングなどを電極１２に与えるなどして間隙が良好な
状態となるように制御している。そして、工具電極１２
を相対的に次第に加工深さ方向（加工穴の底面方向）及
び水平方向（加工穴の側面方向）へ揺動移動して所望の
形状に加工することになる。

【００２１】さて、本発明方法においては、電極１２が
加工深さ方向に相対移動する加工制限量を規定し、加工
深さ方向に加工が進むに従ってこの加工制限量を徐々に
小さくするようにしている。この場合、ある加工工程の
加工開始直後から直ちに加工制限量を小さくしていくの
ではなく、加工穴の深さ方向の所定の加工開始位置から
所定の加工長さだけは比較的大きな値の加工制限量を固
定値として設定して、加工時間が比較的かからないよう
にする。そして、その後、上述のように加工制限量を徐
々に小さくして加工穴の底面及び側面の凹凸やうねりを
生じさせないような安定加工を継続できるようにし、加
工の後期には加工制限量を許容される最も小さい値に固
定値として設定して、加工穴の底面と側面の加工精度を
高く維持するようにする。

【００２２】つまり、例えば、電極１２が加工穴に深く
入っていないときは、加工屑の排出が比較的スムーズに
行われているので、加工屑による２次放電や不良放電が
発生しにくく、ある箇所が他の箇所に比べて加工が進み
すぎるという問題が少ない。従って、加工制限量が比較
的大きい値でも加工穴の底面や側面における加工差は小
さく、加工制限量が比較的大きい値である分、加工時間
が短くできるので、加工制限量を大きな値に固定してお
くことが有利である。一方、電極１２が加工穴に深く入
るにつれて、加工液噴流の条件などにより差はあるが、
加工屑の排出が悪くなるので、２次放電や不良放電によ
る加工差も大きくなっていく。このとき、加工制限量を
徐々に小さい値にしていくので、安定した加工が継続さ
れて加工差が大きくならない。さらに、その加工工程の
後期で、加工制限量中の最も小さい値を固定として設定
して加工すれば、加工穴の側面や底面に未だ残る凹凸や
うねりを除去できるので有利である。したがって、その
加工工程の最初から最後まで加工差を大きくしないで加
工でき、加工穴の底面の凹凸や側面のうねりを生じさせ
ないでその加工工程を終了でき、且つ全体の加工時間が
短くできる。

【００２３】図２は、ある加工制限量で規定される電極
の相対移動軌跡の一例を示している。なお、加工制限量
Ｄｒと電極１２の相対移動軌跡との関係を説明するため
に、加工制限量Ｄｒを大きく表しており、各値の相互の
スケール関係も特に実寸を忠実に再現しているわけでは
ない。したがって、実際には、全体の加工穴の深さに対
する加工制限量Ｄｒの大きさは、図２で示されるよりも
小さい。また、Ｚｒは加工制限量Ｄｒで規定される加工
深さ位置であり、Ｚ₀ は、最終的な所望の加工形状にお
ける加工深さ位置である。

【００２４】一点鎖線で示された形状Ｗ１は所望の形状
であり、実線で示された形状Ｗ２はある時点での加工穴
の形状である。側面方向が中心的に加工されるように加
工している間は、電極１２の３次元的相対移動軌跡Ｐ１
の傾斜角度が比較的小さくなっている。また、加工深さ
方向が中心的に加工されるように加工をする間は、電極
１２の相対移動軌跡Ｐ２の傾斜角度が比較的大きくなっ
ている。電極１２のこのような相対移動は、加工制限量
で規定された加工部分の加工時間を短縮するのみなら
ず、安定した加工を得られるので、非常に有利である。
加工深さ位置Ｚ₀における最終的な加工穴の底面ＤＳと
平行な加工深さ位置Ｚｒで想定される平面ＺｒＳに到達
した電極１２は、加工深さ方向には進まないように揺動
方向にのみ１周〜３周周回させて、加工穴の各加工面を
“均す”ように加工すると、加工穴の底面の凹凸や側面
のうねりが効果的に取り除かれる。

【００２５】未加工の被加工物に放電加工を行う加工工
程以外の加工工程のときには、既に加工穴の一部が形成
されている状態であるから、そのような加工工程のとき
のある加工制限量で規定された加工底面は、文字通りの
底面ではなく、加工穴の側面部分にいわゆる段差が形成
されたような状態であることは言うまでもない。また、
このとき、サーボ制御により間隙を開離するサーボバッ
クについては、間隙の状態の回復を速やかに行うため
に、例えば、相対移動軌跡Ｐ３に示されるように、電極
１２を加工穴の中心方向に移動させることが好ましい。

【００２６】次に、上記した加工方法を図３乃至図５に
示す図を参照して詳細に説明する。図３は工具電極１２
の被加工物Ｗに対する相対的な加工深さ位置と加工制限
量をを模式的に示す図、図４は加工制限量の変化の状態
を示す図、図５は本発明方法を示すフローチャートであ
る。図３に示すように、被加工物Ｗに対して所望の加工
深さＤの円柱状の加工穴を形成する場合を例にとって説
明する。なお、図３において、説明しやすくするために
図２と同様、各値の相互のスケール関係も特に実寸を忠
実に再現しているわけではないので、加工深さに対する
加工制限量の値は小さい値である。また、ギャップなど
についてはμｍ単位の小さな値である。

【００２７】ここでは、加工開始直後から直ちに加工制
限量を減少させるのではなく、所定の深さ位置、すなわ
ち第１の加工制限量変更位置Ｚ_F までは、加工時間を短
縮するために大きな加工制限量を固定値として設定して
加工制限量を変化させないようにしている。また、この
位置Ｚ_F を経過した時から、加工制限量の値を徐々に小
さくし、加工終了点よりも少し上方の位置に第２の加工
制限量変更位置Ｚ_N を設けて、これ以降は加工精度をよ
り高くなるために小さな加工制限量を固定値として設定
し、加工終了位置まで加工制限量を変化させないように
している。

【００２８】従って、図４に示すように加工開始位置Ｚ
から第１の加工制限量変更位置Ｚ_Fまでは加工制限量を
Ｄ_F に固定し、変更位置Ｚ_F から第２の加工制限量変更
位置Ｚ_N までは各加工制限量で規定される加工深さ方向
の単位距離毎にＤ_F ２〜Ｄ_F６という具合に次第に小さ
くなり、変更位置Ｚ_N 以降は、最も小さい加工制限量Ｄ
_N に固定する。尚、ここで加工終点位置Ｚ₀はゼロとす
る。変更位置Ｚ_F からＺ_N までの加工制限量は、例えば
両変更位置における加工制限量を深さ方向に比例配分す
ることにより決定することができる。これらの各値Ｚ
_F ，Ｚ_N ，Ｄ_F ，Ｄ_N はパラメータとして加工開始に先
立って設定される。このとき、加工開始位置Ｚは、必ず
しも被加工物Ｗの上面と一致させる必要はなく、例えば
仕上げ加工工程においては、加工穴の加工深さ方向に進
んだ位置になる。

【００２９】上記加工制限量、側面方向への振幅ε、電
極減寸量Ｌ（電極は加工穴に対してギャップＧと振幅ε
を考慮した距離小さく製作される）、電極の加工深さ方
向と垂直な平面に投影される揺動軌跡形状などの揺動加
工に必要なパラメータは、加工に先だって予め設定され
る。なお、既述したように、ここでの各値の相互のスケ
ールは実寸を再現していない。

【００３０】さて、ここで図５に示すフローチャートを
参照して、本発明方法を説明する。このフローチャート
中に示されるパラメータについて、図４に示されるよう
に、Ｄ_C は現在の加工進行量を、Ｄ_F は第１の加工制限
量を、Ｄ_N は第２の加工制限量を、Ｄｒは現在設定され
ている設定加工制限量をそれぞれ示す。また、Ｚ_C は現
在の加工深さ方向の加工位置を、Ｚ_F は第１の加工制限
量変更位置を、Ｚ_N は第２の加工制限量変更位置をそれ
ぞれ示す。更に、θは加工深さ方向の軸中心において揺
動方向の起点からの開き角であり、実質的に周回方向に
おける揺動量を表している。θ_C は現在の開き角、θｒ
は設定される開き角であり、以下、この周回方向の設定
角度を単位揺動量と称する。

【００３１】まず、加工を開始する時には、実際に加工
に入る前に、各種の放電加工条件を設定する（Ｓ１）。
加工条件の設定は、従来公知の通りであり、少なくとも
基本的に加工を行なうのに必要なものを含む。尚、既述
した加工に必要な、例えば所望加工深さＤ、揺動振幅
ε、揺動軌跡などの必要なデータはＮＣプログラムにプ
ログラムするなどして設定されているものとして、この
フローチャート上では省略している。

【００３２】また、加工条件の設定とあわせて、各種の
パラメータを設定する。パラメータの設定は、少なくと
も第１及び第２の加工制限量Ｄ_F 、Ｄ_N と、第１及び第
２の加工制限量変更位置Ｚ_F 、Ｚ_N があり、好ましくは
単位揺動量θｒも設定する。単位揺動量θｒは１周〜３
周（３６０°〜１０８０°）の固定値とされ、特にオペ
レータが入力して設定する必要はないが、その加工の形
態に応じてオペレータが入力することで、例えば１／４
周（９０°）に設定するなどして、固定値を変更可能と
している。また、実施例では、各値Ｚ_F ，Ｚ_N ，Ｄ_F ，
Ｄ_N をオペレータが設定するようにしているが、演算に
よって求めたり、予めデータベースを作っておいて、加
工条件や所望の加工深さに基づいて自動的に選択して設
定させるなどようにしてもよい。

【００３３】このように各種のパラメータの設定が完了
したならば、実際に放電加工を開始する（Ｓ２）。ま
ず、設定された加工制限量Ｄｒを当初は第１の加工制限
量Ｄ_Fに固定して放電加工する（Ｓ３）。加工開始時に
は、現在の加工進行量Ｄ_C 及び揺動量θ_C は、共にゼロ
なので、それぞれのカウント値を”０”にリセットして
おく（Ｓ４）。

【００３４】次に、加工穴の側面方向を中心的に加工す
るようにする。側面方向を中心的に加工するということ
は、側面方向の加工が進むとともに加工深さ方向へはあ
まり進まないように工具電極と被加工物を相対移動制御
しつつ放電加工を行うことを意味している。このとき、
どの程度の時間この側面方向中心の加工を行うかは、後
述する電極と被加工物との両極間を制御するサーボの制
御回数の設定値により決定される。この制御回数Ｍの設
定値は、所定の好ましい値が予め設定されている。

【００３５】加工穴の側面方向を中心的に加工するとき
は、まず、制御回数Ｍのカウント値を“０”にリセット
して（Ｓ５）、加工制限量のカウント値Ｄ_C が先に設定
された加工制限量Ｄｒ（開始当初は第１の加工制限量Ｄ
_F ）に到達したかどうかを見る（Ｓ６）。加工開始当初
は加工が進んでおらず、Ｄｃ＜Ｄ_F であるので、次に、
制御回数Ｍが設定値に達したかどうかを見る（Ｓ７）。

【００３６】さらに、制御回数Ｍも加工開始当初はカウ
ント値が“０”であるから、前述したように側面方向を
中心的に加工する（Ｓ８）。そして、従来のサーボ制御
と同様に、極間が狭い場合は工具電極を相対的に被加工
物から離れるように、一方、極間が広い場合には工具電
極を相対的に被加工物に接近させるようにサーボ制御を
行って加工間隙が適切な距離に維持されるように極間を
制御する。このとき、図示されていないが、揺動方向の
進行を示すカウント値θ_C と加工制限量のカウント値Ｄ
_C は、それぞれ工具電極の相対的な前進または後退に応
じて加減算されている（Ｓ９）。

【００３７】次いで、サーボの制御回数Ｍのカウント値
を１加算して（Ｓ１０）、再度加工制限量のカウント値
Ｄ_C が先に設定されたＤ_F に到達したかどうかを見る
（Ｓ６）。これを制御回数Ｍが設定値に達するまで繰り
返し行う。

【００３８】サーボの制御回数Ｍが設定値に到達したら
（Ｓ７）、加工深さ方向を中心的にに加工するように切
り換える。この加工深さ方向を中心的に加工するという
ことは、加工深さ方向の加工が進むとともに側面方向へ
はあまり進まないように工具電極と被加工物とを相対移
動させつつ加工を行うことを意味している。このとき、
側面方向を中心的に加工するときと同様に、どの程度の
時間、加工深さ方向を中心的に加工するかは、サーボの
制御回数の設定値により決定される。この制御回数Ｎの
設定値は、制御回数Ｍと同様に所定の好ましい値が予め
設定されている。

【００３９】まず、制御回数Ｎのカウント値を“０”に
して（Ｓ１１）、加工制限量のカウント値Ｄ_C が先に設
定されたＤｒ（ここでは第１の加工制限量Ｄ_F ）に到達
したかどうかを見る（Ｓ１２）。先に側面方向を中心的
に加工したので、加工開始当初は加工深さ方向にはそれ
ほど加工が進んでいない上に、加工制限量が大きいＤ_F
であるから、常識的にはＤ_C ＜Ｄｒである。Ｄ_C ＜Ｄ_F
であったとすると、次に、制御回数Ｎが設定値に達した
かどうかを見る（Ｓ１３）。このとき、制御回数Ｎのカ
ウント値は“０”であるので、前述したように加工深さ
方向を中心的に加工する（Ｓ１４）。そして、サーボに
より加工間隙が適切な距離に維持されるように間隙を制
御する。このとき、図示されていないが、揺動方向のカ
ウント値θ_C と加工制限量のカウント値Ｄ_C は、それぞ
れ工具電極の相対的な前進または後退に応じて加減算さ
れている（Ｓ１５）。

【００４０】そして、制御回数Ｎのカウント値を１加算
し（Ｓ１６）、再度加工制限量のカウント値Ｄ_C が先に
設定されたＤ_F に到達したかどうかを見る（Ｓ６）。こ
れを繰り返して、制御回数Ｎが設定値に達したら、ステ
ップＳ６に戻って再び加工穴の側面方向を中心的に加工
する。このようにして、加工穴の側面方向中心の加工と
加工深さ方向中心の加工とを加工制限量のカウント値Ｄ
ｃが設定された加工制限量Ｄ_F になるまで交互に繰返し
行う。このときの電極１２の相対移動軌跡、すなわち電
極１２の相対的な動作は、図２で説明した通りである。

【００４１】加工側面方向中心の加工と加工深さ方向中
心の加工とを交互に繰返し行っている途中で、このとき
設定されている加工制限量Ｄ_F に到達する。加工制限量
Ｄ_Fに到達したら（Ｓ６またはＳ１２）、θ_C が予め設
定された設定値θｒ（例えば１周＝３６０°）になるま
で加工深さ方向には全く電極を送らずに加工穴の側面方
向にのみ設定された揺動形状の軌跡に沿って工具電極を
相対移動させて側面のみを加工する。これは、既述した
通り、加工面を均すように加工する動作であり、この段
階で、加工穴の側面のうねりを小さくし加工穴の底面の
凹凸を小さくしておくことができる。

【００４２】したがって、まずθ_C とθｒとを比較し
（Ｓ１７）、上述した加工穴の側面方向のみに加工を行
う（Ｓ１８）。言い換えれば、図２の点線で描かれた加
工制限量で規定される加工深さ位置における加工面にお
ける軌跡に沿うよう工具電極が周回するように、工具電
極と被加工物との間に加工用電圧を間欠的に印加させつ
つ両者を相対移動させる（Ｓ１９）。このとき、図示し
ないが、θ_C は、もちろん加工中に工具電極の相対的な
前進または後退に応じて加減算されている。そして、再
びθｃとθｒを比較する（Ｓ１７）。

【００４３】予め設定されたθｒに達したら、すなわち
ここでは、設定された揺動形状で規定された円形の軌跡
を１周したら、加工制限量Ｄ_F で規定された加工深さ位
置までの一加工を終了して、新しく加工制限量Ｄｒを設
定し直す。現在の加工位置Ｚ_C が予め設定された第１の
加工制限量変更位置Ｚ_F に達していなければ（Ｓ２
０）、設定値Ｄｒはそのまま第１の加工制限量Ｄ_F とす
る（Ｓ２１）。第１の加工制限量変更位置Ｚ_F に達し、
かつ第２の加工制限量変更位置Ｚ_N に達していない場合
には（Ｓ２２）、ＤｒはＤ_N ＋｛（Ｚ_C −Ｚ_N ）／（Ｚ
_F ＋Ｚ_N ）｝・（Ｄ_F −Ｄ_N ）とする（Ｓ２３）。この
演算により設定される加工制限量Ｄｒは、図４に示され
るように、比例的に徐々に小さくなる。したがって、加
工屑の排出がだんだんと悪くなるのにつれて、加工制限
量も徐々に小さく設定されて、安定した加工が継続され
る。また、加工穴の底面の加工差が修正し得る範囲で各
加工制限量で規定され、さらに、加工毎にその時の加工
面を均してから次の加工へ移行しているから、加工前段
に比較的大きな値の加工制限量で加工して加工穴の底面
に凹凸状に若干の加工差が生じても加工後段でその加工
差は是正され解消される。

【００４４】第２の加工制限量変更位置Ｚ_N に達してい
た場合には（Ｓ２２）、加工制限量をＤ_N とする（Ｓ２
４）。なお、ここで、加工制限量Ｄ_N は加工制限量Ｄ_F
よりも小さい値であり、またＤ_N は設定することができ
る加工制限量Ｄｒの最小値である。

【００４５】加工制限量を設定し直したら、加工が終了
したかどうかを判断し（Ｓ２５）、現在位置Ｚ_C が加工
終了位置Ｚ₀ に到達していなければ、ステップＳ４に戻
って各カウント値を“０”にリセットし、新しく設定さ
れた加工制限量Ｄｒに基づいて加工穴の側面方向中心の
加工と加工深さ方向中心の加工とを交互に繰返し行う。

【００４６】そして、これら加工を繰り返して、現在位
置Ｚ_C が加工終了位置Ｚ₀ に到達したら（Ｓ２５）、加
工深さ方向を現在の加工位置Ｚ_C ＝０の状態で、言い換
えれば工具電極を加工深さ方向には送らない状態で、設
定された揺動形状で規定される円形状の軌跡に沿って１
周電極と被加工物とを相対移動させて、側面方向にのみ
加工を行う（Ｓ２６）。このとき、どの程度の時間この
加工を行うかは、各々の加工の形態により異なるもので
あるが、１通り加工穴の底面を均すためには、少なくと
も１周はこの加工を行う方が好ましい。すなわち、加工
終了位置Ｚ₀ で加工穴の底面及び側面を加工するわけで
あるから、加工穴の底面及び側面の凹凸やうねりを取り
除くように均すためには少なくとも１周は必要であると
考えられるからである。しかしながら、長時間この加工
を繰り返していると、加工穴の側面が所望の形状よりも
加工され過ぎるおそれがあり、また、所望の加工位置に
到達した底面に放電が発生しにくくなっているといえど
も全く放電が発生しないとも限らず、加工穴の底面の精
度を害することがあるので、加工条件、所望の仕上げ面
粗度、加工穴の底面面積などにもよるが、１周〜３周程
度が好ましい。

【００４７】このとき、θを設定しないで周回させて、
サーボバック信号の発生をサンプリングしておき、例え
ば１０％以下の信号発生率であるときに終了させるよう
に構成することができる。すなわち、加工深さ方向へ電
極を進めていないので、その電極位置で加工穴の底面方
向に殆ど放電が発生しなくなったことを検出すれば、加
工穴の底面での取り残しがなくなったことが検知できる
からである。

【００４８】このとき、特に加工後段に位置する仕上げ
加工工程においては、加工開始当初から徐々に加工制限
量を小さくしながら加工を行う方が好ましい。これは、
この種の仕上げ加工工程では、加工穴の側面が加工され
て広がり、電極の寸法に対して加工穴の幅が大きくなっ
ているので、その加工工程の加工開始位置は、加工穴の
かなり深い位置に位置しているからである。このような
場合は、上述した図３及び図４における加工開始位置Ｚ
を第１の加工制限量変更位置Ｚ_F と一致させると考えれ
ばよい。したがって、上述した図５におけるステップＳ
３で、ＤｒをＤ_F と設定せずに、加工制限量Ｄｒ＝Ｄ_N
＋｛（Ｚ_C −Ｚ_N ）／（Ｚ_F ＋Ｚ_N ）｝・（Ｄ_F −Ｄ
_N ）で設定するようにすれば実施できる。

【００４９】このように、本発明方法では、加工深さ方
向に移動できる加工制限量を設定しておき、加工深さ方
向に加工が進むに従ってこの加工制限量を次第に小さく
設定するようにしたので、その加工工程における初期で
は相対的に加工時間が短くなる。また、その加工工程に
おける中期では、加工時間を比較的かけずに安定した加
工を行え、加工穴の側面のうねりを小さくできるととも
に、加工穴の底面の凹凸が発生しにくくなる。そして、
加工終期では、加工の迅速化よりも加工の精度に重点を
置くようにしたので、加工は安定して継続され、加工穴
の底面の凹凸も側面のうねりもなく、僅かに残っている
加工差も解消される。したがって、複数の加工工程で構
成される一つの放電加工工程全体での加工時間は大幅に
短縮されて、加工穴の底面及び側面の加工精度、加工面
粗度、及び加工品質を劣化させないで加工を行うことが
できる。

【００５０】尚、上記各パラメータは、加工深さや被加
工物の材質等の加工条件に応じて種々変更され、最適条
件となるように設定されるのは勿論である。また、加工
深さが浅い場合には、上記第１または第２の加工制限量
変更点等を設けないで或いは第１及び第２の加工制限量
変更点等を設けないで加工開始直後から加工制限量を次
第に小さくするようにして加工してもよいのは勿論であ
る。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の放電加工
方法によれば、次のように優れた作用効果を発揮するこ
とができる。加工深さ方向に加工制限量を規定し、加工
深さ方向に進むに従って、この加工制限量を次第に小さ
くなるように設定したので、より短い加工時間で所望の
加工形状精度、加工面粗度、加工穴の底面精度及び加工
品質を得ることができる。また、加工の初期に大きな加
工制限量を固定的に設けることにより、より加工時間の
短縮化を図ることができる。更には、加工の終期に小さ
な加工制限量を固定的に設けることにより、加工穴の底
面の精度を更に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための放電加工装置を示
すブロック構成図である。

【図２】本発明方法の電極の３次元的な相対移動軌跡と
加工制限量との関係を説明するための図である。

【図３】本発明方法の加工深さ方向の位置と各加工制限
量の値との関係を示す図である。

【図４】加工制限量の変化の一例を示すグラフである。

【図５】本発明方法の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

２放電加工装置４加工槽１２工具電極１４加工ヘッド２６ＮＣ制御手段２８入力部Ｄ_F 第１の加工制限量Ｄ_N 第２の加工制限量Ｚ_F 第１の加工制限量変更位置Ｚ_N 第２の加工制限量変更位置Ｗ被加工物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】工具電極と被加工物とを相対移動させつ
つこれらの間に放電を生ぜしめて加工深さ方向に加工を
行なう放電加工方法において、前記加工深さ方向に加工
制限量を規定し、前記加工深さ方向に加工が進むに従っ
て前記加工制限量を徐々に小さくするようにしたことを
特徴とする放電加工方法。
【請求項２】前記加工制限量は、一加工工程の終期の
段階で固定的に規定されることを特徴とする請求項１に
記載の放電加工方法。
【請求項３】前記加工制限量は、一加工工程の初期の
段階で第１の加工制限量に固定的に規定され、前記一加
工工程の終期の段階で第２の加工制限量に固定的に規定
されることを特徴とする請求項１に記載の放電加工方
法。
【請求項４】前記加工制限量で規定される加工深さ位
置において前記被加工物に対して前記工具電極を前記加
工深さ方向には進めないようにして加工穴の底面と加工
穴の側面を放電加工するようにしたことを特徴とする請
求項１、請求項２、または請求項３に記載の放電加工方
法。
【請求項５】前記工具電極と前記被加工物とを加工深
さ方向と垂直な平面方向に相対移動させるとともに、前
記平面方向の相対移動の距離を前記加工深さ方向に進む
に従って前記平面方向の相対移動の距離を徐々に大きく
するようにしたことを特徴とする請求項１、請求項２、
請求項３、または請求項４に記載の放電加工方法。