JPH11285923A - 放電加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工形状ごとに案内体の取り替えを要し、ま
た高精度のリブ加工や３次元の自由曲面を加工できない
などの課題があった。 【解決手段】 電極テープ１を搬送する薄板状の案内体
２と、案内体２のｘ軸方向位置決め手段２５〜２８と、
ｙ軸方向位置決め手段２１〜２４と、ｚ軸方向位置決め
手段１５〜２０と、ｘ軸回り位置決め手段７と、ｚ軸回
り位置決め手段８，１３，１４とを備えて構成したの
で、案内体２をｘ，ｙ，ｚ軸方向の並進位置とｘ軸およ
びｚ軸回りの位置の５自由度で高精度に位置決めでき、
案内体２を取り替えず工作物３３に３次元の自由曲面を
創成できる。また、加工液３４の流動により加工溝３３
ａから加工くずを効率よく排出でき、高速かつ高精度の
リブ加工ができる。

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、工作物に３次元
の自由曲面を創成する放電加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】先ず、第１の従来技術について説明す
る。図１２は特開昭６０−１７７８２２号公報に開示さ
れた従来の放電加工装置を示す説明図、図１３は図１２
のＢ−Ｂ拡大断面図である。図において、５３は工作
物、５４は加工液、５５は加工槽５６内に設けられた定
盤、６４はローラ状の周端面に加工目的形状にほぼ相似
の成形面を有する案内体、６５は電極シャンク、６６は
サーボモータ６７が内蔵され、図示しない放電加工装置
本体のコラムまたは当該コラムから伸びるアームに取り
付けられたヘッド、６９は加工用電極としての金属製の
テープ電極６８を供給するテープ電極供給装置である。

【０００３】７０，７１はブレーキローラ、７２，７３
はテープ電極６８を真直ぐに矯正するテープ電極矯正ロ
ーラ、７４，７５は案内体６４との間にテープ電極６８
を噛み込んで成形する成形ローラである。７６，７７は
成形ローラ７４，７５によって成形されたテープ電極６
８を押し潰すテープ電極圧潰ローラ、７８，７９，８
０，８１はガイドローラ、８２はピンチローラ、８３は
キャプスタン、８４はテープ電極回収箱である。

【０００４】８５は工作物５３とテープ電極６８間に所
定の放電加工用電圧パルスを供給する加工電源、８６，
８７は加工槽５６をそれぞれｘ軸およびｙ軸方向へ移動
させるクロススライドテーブル、８８は加工槽５６に回
転運動を与えるためにクロススライドテーブル８６上に
設けられたターンテーブル、８９，９０，９１はそれぞ
れのクロススライドテーブル８６，８７、ターンテーブ
ル８８を駆動するモータである。

【０００５】次に動作について説明する。テープ電極６
８は、図１３に示すように、案内体６４と成形ローラ７
４，７５とによって案内体６４の工作物５３と相対向す
る成形面部分で所望の加工形状に成形され、加工用電極
となる。そして、テープ電極６８は、ヘッド６６内に内
蔵されたサーボモータ６７によって上下方向の移動が行
われ、工作物５３と所定の加工間隙を保って対向する。

【０００６】また、テープ電極６８は、テープ電極供給
装置６９からブレーキローラ７０，７１を経て、テープ
電極矯正ローラ７２，７３によってテープ電極６８の曲
がりや痕などが取り除かれる。その後テープ電極６８
は、成形ローラ７４，７５と案内体６４との間を通過す
ることによって所定形状に成形され、案内体６４に密着
することにより、案内体６４の成形面部分がテープ電極
６８によって覆われることになる。

【０００７】工作物５３は、クロススライドテーブル８
６，８７によってｘ軸およびｙ軸方向の移動が与えられ
るととともに、ターンテーブル８８によって回転運動が
与えられる。テープ電極６８と工作物５３の間には、所
定の電圧パルスが加工電源８５から供給され、これによ
って生じる放電浸食によって放電加工が進行する。

【０００８】加工の進行に伴ってテープ電極６８が消耗
するのに応じて、ピンチローラ８２およびキャプスタン
８３が連続的または間欠的に回動し、案内体６４から消
耗したテープ電極６８が取り除かれ、新たなテープ電極
６８により更新されることになる。消耗したテープ電極
６８は、案内体６４と成形ローラ７５間を通過し、テー
プ電極圧潰ローラ７６，７７で押し潰され、ピンチロー
ラ８２およびキャプスタン８３からガイドローラ７８，
７９，８０，８１を通過してテープ電極回収箱８４に回
収される。

【０００９】次に第２の従来技術について説明する。図
１４は特開昭６０−１７７８２３号公報に開示された従
来の放電加工装置を示す説明図、図１５は加工用電極部
分を示す拡大斜視図である。なお、以下の説明におい
て、既に説明した部材と同一もしくは相当する部材には
同一の符号を付して説明を省略もしくは簡略化する。図
において、９２，９３はテープ電極６８に電圧パルスを
供給する通電ピン、９４は工作物５３と相対向する成形
面９４ｂを有する案内体であり、筐体１０５に支持され
ている。９４ａは案内体９４に形成されたテープ電極挿
通孔、１１５はテープ電極供給装置６９を回動してテー
プ電極６８を送り出し、またはテープ電極供給装置６９
に制動力を与える制動ローラである。

【００１０】次に動作について説明する。案内体９４
は、ヘッド６６内に内蔵されたサーボモータ６７によっ
て上下方向の移動が行われ、工作物５３と所定の加工間
隙を保って対向する。テープ電極６８は、テープ電極供
給装置６９から案内体９４のテープ電極挿通孔９４ａ内
を通り、成形面９４ｂの一部に密着して移動し、連続的
または間欠的に回動する制動ローラ１１５、キャプスタ
ン８３、ピンチローラ８２から強い張力を受け、ガイド
ローラ７９により順次回収される。その際、図１５に示
すように、テープ電極６８は、その張力により成形面９
４ｂの一部分に沿ってこれに密着するように変形し、成
形面９４ｂの一部分はテープ電極６８によって覆われる
ことになる。

【００１１】また、テープ電極６８には、通電ピン９
２，９３を介して給電が行われる。テープ電極６８と工
作物５３間には、所定の電圧パルスが加工電源８５から
供給され、これによって生じる放電浸食により放電加工
が進行する。

【００１２】加工の進行に伴ってテープ電極６８が消耗
するのに応じて、制動ローラ１１５が連続的または間欠
的に回動し、キャプスタン８３およびピンチローラ８２
の回動に応じて成形面９４ｂの一部分を覆っていた消耗
したテープ電極６８が取り除かれる。そして、新たなテ
ープ電極６８により更新され、成形面９４ｂの一部分が
新たなテープ電極６８によって覆われる。また、消耗し
たテープ電極６８は、キャプスタン８３およびピンチロ
ーラ８２を通過して、ガイドローラ７９に回収される。
なお、工作物５３の位置決め動作は、上記従来技術１の
場合と同様であり、案内体９４の成形面９４ｂは一定の
高さに保たれる。

【００１３】次に第３の従来技術について説明する。図
１６〜図１９は雑誌「型技術」の第１１巻第８号（１９
９６年７月号）の２０８〜２０９ページに開示された従
来のリブ加工の様子を示す説明図であり、図１６は加工
液を噴射しないとき（ａ）と噴射するとき（ｂ）の放電
加工の状況を示す説明図、図１７は放電加工面に仕上が
り不良が生じた様子を示す説明図、図１８はリブ加工の
進行状況を示す説明図、図１９は厚さ０．５ｍｍの薄板
状の電極で加工したときの加工速度の比較を示すグラフ
図である。図において、１１０は電極、１１６は加工く
ず、１２０は噴射ノズル、１２５は気泡である。

【００１４】次に動作について説明する。加工液５４を
噴射しないときは、図１６（ａ）に示すように、電極１
１０を図中の矢印の方向に上下させることにより、すな
わち、電極１１０をピストン、工作物５３の加工溝をシ
リンダとしたポンピング作用により、加工液５４が工作
物５３と電極１１０の間を出入りする。この加工液５４
の出入りにより、電極１１０と工作物５３の間の加工く
ず１１６が加工溝から排出される。

【００１５】一方、加工液５４を噴射するときは、図１
６（ｂ）に示すように、噴射ノズル１２０によって、電
極１１０と工作物５３の間に加工液５４を噴射する。噴
射ノズル１２０側の加工くず１１６は、噴射ノズル１２
０の噴流により加工溝の底部を経由し、噴射ノズル１２
０と反対側の工作物５３と電極１１０との隙間から排出
される。しかし、図１７に示すように、噴射ノズル１２
０の反対側で加工くず１１６が溜まりやすく、放電加工
面に仕上がり不良が生じる。

【００１６】また、リブ加工の開始直後は、図１８
（ａ）に示すように、微細な気泡１２５が順調に排出さ
れるが、加工深さが深くなると、図１８（ｂ），（ｃ）
に示すように、気泡１２５の排出は徐々に悪くなり、つ
いには気泡１２５が全く排出されない状態となる場合が
ある。これを回避するために、電極１１０のジャンプ運
動のジャンプ量を加工深さと同程度（３０ｍｍ〜６０ｍ
ｍ）とし、かつ、加工しない電極引き上げの時間を短縮
するために、ジャンプ速度を通常の０．３ｍ／ｍｉｎ〜
２ｍ／ｍｉｎ程度に上げている。

【００１７】また、図１９に示すように、加工深さが１
０ｍｍ以上になると、加工深さが加工時間に対して比例
せずに少なくなっている。このことから、加工深さと電
極厚さの比が１０以上の場合に加工速度が低下している
ことが分かる。電極の厚さに対して加工深さが深いと、
加工溝の底部の加工くずが排出されにくくなり、また気
泡が溜まりやすいためにこのような傾向になる。しか
し、電極のジャンプ速度を上げることで、例えば、加工
深さが２５ｍｍに達する時間を４時間から２時間に半減
している。

【００１８】次に第４の従来技術について説明する。図
２０および図２１は三菱電機技報の第７１巻第４号（１
９９７年４月号）の３６５〜３７０ページに開示された
創成放電加工の様子を示す説明図であり、図２０は従来
の創成放電加工を示す原理図、図２１は通常の形彫放電
加工の加工進行過程（ａ）と創成放電加工の加工進行過
程（ｂ）との比較を示す説明図であり、図において、１
３０はパイプ電極である。

【００１９】次に動作について説明する。図２０に示す
ように、パイプ電極１３０をその軸回りに回転させた状
態で、横方向の加工を行うことにより、所望の輪郭形状
を加工する。その際に、パイプ電極１３０の内側から高
圧の加工液５４を供給し、加工ギャップの加工くずを排
出する。

【００２０】通常の形彫放電加工では、図２１（ａ）に
示すように、電極１１０の側面で加工するが、創成放電
加工では、図２１（ｂ）に示すように、パイプ電極１３
０の底面で加工する。このとき、パイプ電極１３０は消
耗するが、消耗しながらも平面を保ち、パイプ電極１３
０の先端周囲のエッジをシャープに保つことができる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電加工装置は
以上のように構成されているので、第１の従来技術およ
び第２の従来技術に係る放電加工装置にあっては、案内
体６４，９４の形状を工作物５３に転写するため、加工
形状ごとに案内体６４，９４を用意して取り替えなけれ
ばならないなどの課題があった。

【００２２】また、第３の従来技術に係る放電加工装置
にあっては、深いリブを加工するためには電極ジャンプ
運動の速度を大きくする必要があり、電極を動作させる
ための図示しないサーボモータやボールねじの発熱が大
きくなるとともに、振動や摩耗も大きくなり、加工精度
が低下するなどの課題があった。

【００２３】さらに、加工液５４を噴射するときには、
加工間隙に加工くず１１６が溜まりやすく、仕上げ面の
不良や加工間隙の増加によって加工精度が低下するなど
の課題があった。

【００２４】また、第４の従来技術に係る放電加工装置
にあっては、パイプ電極１３０の底面で加工するため、
加工形状は平面に限られ、３次元の自由曲面を加工でき
ないなどの課題があった。

【００２５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、電極または案内体を取り替えるこ
となく、３次元自由曲面など様々な形状を加工できる放
電加工装置を得ることを目的とする。

【００２６】また、この発明は高速かつ高精度にリブ加
工ができる放電加工装置を得ることを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る放電加工
装置は、電極テープを搬送する案内体をｘ軸方向に移動
させて位置決めするｘ軸方向位置決め手段と、前記案内
体をｙ軸方向に移動させて位置決めするｙ軸方向位置決
め手段と、前記案内体をｚ軸方向に移動させて位置決め
するｚ軸方向位置決め手段と、前記案内体をｘ軸回りに
回転させて位置決めするｘ軸回り位置決め手段と、前記
案内体をｚ軸回りに回転させて位置決めするｚ軸回り位
置決め手段とを備えたものである。

【００２８】この発明に係る放電加工装置は、案内体を
長さと厚さの比が１０以上の板状または棒状に形成し、
当該案内体の長手方向に沿って電極テープを連続的に搬
送することによって加工間隙の加工液を流動させるもの
である。

【００２９】この発明に係る放電加工装置は、電極テー
プに複数の突起を設けたものである。

【００３０】この発明に係る放電加工装置は、案内体の
先端部に凹部を形成し、圧力を上げた加工液を当該案内
体の内部から当該凹部に供給することによって当該案内
体と電極テープとの間に当該加工液の膜を形成するもの
である。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による放
電加工装置を示す側面図、図２は案内体付近を示す拡大
側面図、図３は工作物に３次元の自由曲面を創成する様
子を示す部分斜視図である。図において、ｘ，ｙ，ｚは
各々直交する座標軸、ψはｚ軸回りの回転角度、φはｘ
軸回りの傾斜角度、１は可撓性を有した導電性の電極テ
ープであり、例えば厚さを５μｍ〜２００μｍ程度、幅
を図１ないし図２の紙面垂直方向に１ｍｍ〜１００ｍｍ
程度に形成したものである。

【００３２】２は外周面に沿って電極テープ１を摺動さ
せる板状の案内体であり、例えばこれも導電性材料にて
電極テープ１とほぼ同一幅に形成され、先端部分には半
径１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の曲率が設けられている。

【００３３】３，４，５は後述するサーボモータ７に電
極テープ１が接触しないように当該電極テープ１を案内
するガイドローラであり、サーボモータ７の外周面に配
設されている。６ａ，６ｂは案内体２に配設され、電極
テープ１を案内体２の外周面に沿って摺動可能に案内す
るガイドローラである。

【００３４】７はそのロータシャフトを支持柱（ｚ軸回
り位置決め手段）８の下端部に固定され、案内体２の傾
斜角度φを制御するサーボモータ（ｘ軸回り位置決め手
段）であり、そのステータ側には案内体２の一端が固定
されている。このサーボモータ７は、案内体２を保持す
るとともにその傾斜角度φを高精度に制御するためにエ
ンコーダを内蔵し、微小な角度を精密に制御できるよう
に形成されている。なお、支持柱８は図示しないブラシ
などを備え、これを介して後述する加工電源２９によっ
て電流を供給できるように形成されている。また、支持
柱８と案内体２の間にも図示しないブラシなどを備え、
これを介して電気伝導性を持たせている。

【００３５】９，１０は電極テープ１を案内するガイド
ローラ、１１は電極テープ１を供給する供給ローラ、１
２は電極テープ１を回収する回収ローラ、１３は回転自
在に設けられた支持柱８の回転角度ψをサーボモータに
より制御する回転ステージ（ｚ軸回り位置決め手段）、
１４は回転ステージ１３を支持するヘッド（ｚ軸回り位
置決め手段）である。

【００３６】１５はヘッド１４を支持するアーム（ｚ軸
方向位置決め手段）、１６はアーム１５を支持するｚ軸
ステージ（ｚ軸方向位置決め手段）、１７はｚ軸ステー
ジ１６をｚ軸方向に位置決め制御するサーボモータ（ｚ
軸方向位置決め手段）である。１８はサーボモータ１７
の駆動トルクを伝達するボールねじ（ｚ軸方向位置決め
手段）、１９はボールねじ１８の推力をｚ軸ステージ１
６に伝達するナット（ｚ軸方向位置決め手段）、２０は
サーボモータ１７およびｚ軸ステージ１６を支持するコ
ラム（ｚ軸方向位置決め手段）である。

【００３７】２１はコラム２０を支持するｙ軸ステージ
（ｙ軸方向位置決め手段）、２２はｙ軸ステージ２１を
ｙ軸方向に位置決め制御するサーボモータ（ｙ軸方向位
置決め手段）、２３はサーボモータ２２の駆動トルクを
伝達するボールねじ（ｙ軸方向位置決め手段）、２４は
ボールねじ２３の推力をｙ軸ステージ２１に伝達するナ
ット（ｙ軸方向位置決め手段）である。

【００３８】２５はサーボモータ２２およびｙ軸ステー
ジ２１を支持するサドル（ｘ軸方向位置決め手段）、２
６はサドル２５をｘ軸方向に位置決め制御するサーボモ
ータ（ｘ軸方向位置決め手段）、２７はサーボモータ２
６のトルクを伝達するナット（ｘ軸方向位置決め手
段）、２８はサーボモータ２６およびサドル２５を保持
するベッド（ｘ軸方向位置決め手段）である。

【００３９】２９は支持柱８と鉄製の定盤３５に所定電
圧を印加する加工電源、３３は金属などの導電性材料か
らなる工作物、３４は工作物３３を浸漬する加工液、３
６は加工液３４を満たす加工槽である。なお、サーボモ
ータ７，１７，２２，２６や回転ステージ１３、加工電
源２９などは、予め定められたプログラムに従って、図
示しない制御装置によって一括して制御が行われるよう
に構成されている。

【００４０】次に動作について説明する。供給ローラ１
１を出た電極テープ１は、ガイドローラ９，６ａを経
て、案内体２の先端に密着しながら摺動し、ガイドロー
ラ６ｂ，４，５，１０を経て回収ローラ１２に巻き取ら
れる。この場合、案内体２の先端部分と電極テープ１と
は、電極テープ１の張力により密着している。この電極
テープ１の張力は、供給ローラ１１によって送り出し方
向と逆方向のブレーキトルクを与え、回収ローラ１２で
巻取り方向のトルクを加えることにより与えている。

【００４１】案内体２を支持する支持柱８の回転角度ψ
は、回転ステージ１３によって高精度に制御される。ま
た、この回転ステージ１３を支持するヘッド１４のｚ軸
位置は、アーム１５を介してサーボモータ１７、ボール
ねじ１８、ナット１９、ｚ軸ステージ１６により高精度
に制御される。さらに、このｚ軸ステージ１６を支持す
るコラム２０のｙ軸位置は、サーボモータ２２、ボール
ねじ２３、ナット２４、ｙ軸ステージ２１により高精度
に制御される。また、ｙ軸ステージ２１を支持するサド
ル２５のｘ軸位置は、サーボモータ２６、ナット２７な
どにより高精度に制御される。このように、案内体２
は、傾斜角度φ、回転角度ψ、並進位置ｘ、ｙ、ｚの５
自由度で高精度に位置決め制御されるので、電極テープ
１を工作物３３に対して任意の位置に高精度に移動で
き、図３に示すように、工作物３３に３次元の自由曲面
を創成することができる。

【００４２】支持柱８と定盤３５の間には、加工電源２
９によって所定の電圧が印加されている。なお、電極テ
ープ１に銅などの導電性材料を用いれば、支持柱８の電
位と電極テープ１の電位とをおおよそ等しくすることが
できる。工作物３３は定盤３５と密着しているので、電
極テープ１と微小な加工間隙で対向する工作物３３の所
定部分との間に放電が生じ、工作物３３を所望の形状に
放電加工することができる。

【００４３】放電の際には、電極テープ１は案内体２よ
りも熱源に近いことになる。したがって、加工電源２９
で与える電流の大きさや時間幅を電極テープ１の板厚に
応じて調整することにより、放電加工による案内体２の
消耗を回避することができる。例えば、電極テープ１と
案内体２の材料に銅を用い、工作物３３の材料に鉄を用
いた場合には、板厚１００μｍの電極テープ１で加工エ
ネルギーの大きな荒加工を行い、板厚３０μｍの電極テ
ープ１で加工エネルギーの小さな仕上げ加工を行えば、
案内体２の消耗を防ぐことができる。

【００４４】また、電極テープ１は板厚が小さく熱容量
も小さいが、単発放電での放電痕が電極テープ１の板厚
方向に突き抜けない深さとなるように電圧パルスを調整
すれば、新たな電極テープ１を搬送することで、案内体
２に放電痕が生じるのを防止できる。さらに、電極テー
プ１の材料に工作物３３の材料より熱伝導率が良いもの
を選べば、工作物３３の熱溶融を促進して加工効率を高
めることができる。

【００４５】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、案内体２は、傾斜角度φ、回転角度ψ、並進位置
ｘ、ｙ、ｚの５自由度で高精度に位置決め制御されるの
で、電極テープ１を工作物３３に対して任意の位置に高
精度に移動でき、工作物３３に３次元の自由曲面を創成
することができる効果が得られる。

【００４６】なお、上記実施の形態１においては、案内
体２を板状に形成するものとして説明したが、これに限
られず、棒状に形成してもよい。また、各部材の材質な
ども上述したものに限定されるものではない。

【００４７】実施の形態２．図４はこの発明の実施の形
態２による放電加工装置を示す部分側面図である。な
お、以下の説明において、既に説明した部材と同一の部
材には同一の符号を付して説明を省略する。本実施の形
態２は、案内体２を支持柱８に固定し、支持柱８をヘッ
ド１４に固定したものであり、その他の構成は上記実施
の形態１の場合と同様である。すなわち、本実施の形態
２は、案内体２をｘ、ｙ、ｚの３自由度で位置決めし、
深さ方向（ｚ方向）に放電加工できるように簡易に構成
したものである。具体的には、例えば、案内体２のｚ軸
方向の長さを５０ｍｍ、ｙ軸方向の厚さを１ｍｍとし、
案内体２の長さと厚さの比を５０としたものである。

【００４８】次に動作について説明する。図５はｚ軸方
向の放電加工の進行状況（ａ）および（ｂ）を示す断面
図であり、図において、３３ａは加工溝である。直方体
の工作物３３に対して、その表面から徐々に加工溝３３
ａを加工すべく、電極テープ１を案内体２とともにｚ軸
方向の位置を徐々に下げ、図５（ａ）に示す浅い加工溝
３３ａから、図５（ｂ）に示す深い加工溝３３ａへと加
工を進める。ｙ軸方向に薄い案内体２に対して、電極テ
ープ１はｚ軸方向に沿って摺動しており、加工溝３３ａ
のｚ軸方向深さの増加に対して加工溝３３ａのｙ軸方向
幅を広げることなく、狭く深い加工溝３３ａを加工す
る。なお、この狭く深い加工溝３３ａの加工は一般に
「リブ加工」と呼ばれ、加工溝３３ａのｚ軸方向深さと
ｙ軸方向幅の比は「アスペクト比」と呼ばれている。こ
のアスペクト比の大きいリブ加工は機械加工では困難で
あるが、放電加工によれば、その特長を生かして以下の
動作で加工することができる。

【００４９】図６は深い加工溝の放電加工状態を示す拡
大断面図であり、図において、５０は加工くずである。
電極テープ１を案内体２に沿って図中の矢印の方向に搬
送し、加工液３４の粘性により電極テープ１とともに加
工液３４を流動させて、加工液３４中の加工くず５０を
加工溝３３ａの外に排出する。このように、電極テープ
１の搬送によって加工くず５０を排出するため、案内体
２をｚ軸方向に引き上げるジャンプ動作を省略できる。

【００５０】図７は図６のＡ−Ａ部分における加工液３
４の流速分布を示す説明図である。加工液３４の電極テ
ープ１に接した部分は、電極テープ１と同じｚ軸方向速
度となり、加工液３４の工作物３３に接した部分は、工
作物３３と同じ速度ゼロとなる。レイノルズ数は、テー
プ速度ｖ＝８ｍ／ｍｉｎ、代表長Ｄ＝０．２ｍｍ、ν＝
２．２ｍｍ² ／s とすれば、ｖＤ／ν＝１２．１とな
り、加工溝３３ａ内の加工液３４の流れは粘性流れとな
る。また、電極テープ１が入って行く加工溝３３ａの入
り口側と、電極テープ１が出て行く加工溝３３ａの出口
側との圧力差はほとんどないため、流速分布は図７に示
したように、直線分布となる。

【００５１】次に加工くず５０の自重による沈降速度を
求める。加工くず５０の密度をρ_m 、半径をｒ、沈降速
度をｖ_p 、重力加速度をｇ、加工液３４の密度をρ_l と
すれば、次式（１）の運動方程式が成り立つ。 （４ρ_m πｒ³ ／３）（ｄｖ_p ／ｄｔ） ＝４（ρ_m −ρ_l ）πｒ³ ｇ−Ｃ_D πｒ² ρ_l ｖ² ／２ ・・・・・・（１） ここで、Ｃ_D は抵抗係数であり、加工くず５０を球と
し、その回りが層流とすれば、レイノルズ数Ｒｅは、次
式で与えられる。 Ｃ_D ＝２４／Ｒｅ Ｒｅ＝２ｖ_P ｒ／ν 定常状態の沈降速度を求めるため、式（１）の左辺をゼ
ロとして整理すると、沈降速度は次式（２）のように得
られる。 ｖ＝２ｇｒ² （ρ_m−ρ_l）／９νρ_l ・・・・・・（２）

【００５２】加工くず５０の自重による沈降速度ｖ_p
は、加工くず５０の平均半径をｒ＝０．０５ｍｍ、密度
をρ＝７．８×１０^-6ｋｇ／ｍｍ³ とし、加工液３４の
密度を０．８３×１０^-6ｋｇ／ｍｍ³ とすれば、ｖ_p ＝
２０．８ｍｍ／ｓ＝１２５０ｍｍ／ｍｉｎとなる。した
がって、電極テープ１の搬送速度を２５００ｍｍ／ｍｉ
ｎとすれば、加工溝３３ａの電極テープ１側半分の加工
くず５０に対して、自重による沈降速度よりも大きな上
向きの速度を与えて、加工溝３３ａの外に排出できる。

【００５３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、電極テープ１の搬送により加工液３４に流速を与え
ることによって、加工溝３３ａの深さによらず、加工く
ず５０の一定の排出性能を確保でき、従来の技術では不
可能であった高アスペクト比（例えば、１００）のリブ
加工ができる効果が得られる。また、放電加工で生じる
気泡が加工液３４とともに加工溝３３ａの外に運ばれ、
加工溝３３ａの深い部分に当該気泡が溜まるの防止で
き、放電を安定に保つことができる効果が得られる。

【００５４】なお、図８に示すように、上記実施の形態
１における案内体２が鉛直に立つように案内体２の傾斜
角度φを設定すれば、上記実施の形態２の場合と同様の
動作が得られる。ここで、図８は案内体２が鉛直に立つ
ように傾斜角度φを設定した状態を示す側面図である。
図８に示すように、傾斜角度φが変化したため、図１で
は電極テープ１と接触しなかったガイドローラ３によっ
て電極テープ１が案内され、サーボモータ７との接触を
回避している。また、この場合、図１で電極テープ１を
案内していたガイドローラ５には、電極テープ１は接触
していない。

【００５５】実施の形態３．図９はこの発明の実施の形
態３による放電加工装置の案内体先端部を示す拡大断面
図であり、図９において、１ａは電極テープ１と工作物
３３の間にある加工くず５０を掃き出すために、電極テ
ープ１に所定間隔で設けた突起である。また、この突起
１ａの表面は、放電の集中を避けるために不導体で被膜
してある。その他の構成は、上記実施の形態１の場合と
同様であるので、説明を省略する。

【００５６】次に動作について説明する。電極テープ１
を案内体２に沿って図９中の矢印の方向に搬送すると、
加工液３４はその粘性により電極テープ１とともに流動
する。加工くず５０は、その流動と突起１ａとによって
加工溝３３ａの外に排出される。この場合、突起１ａの
先端付近の加工液３４の流速は、電極テープ１の速度に
等しいため、上記実施の形態２の場合の流速よりもさら
に大きくなる。したがって、上記実施の形態２の場合よ
りも、加工くず５０を加工溝３３ａの外にさらに効率よ
く排出できる。なお、突起１ａの表面は不導体で被膜さ
れているので、放電の集中による損傷を避けることがで
きる。その他の動作は、上記実施の形態１の場合と同様
であるので、説明を省略する。

【００５７】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、電極テープ１に突起１ａを設けたことにより、加工
くず５０を加工溝３３ａの外にさらに効率よく排出でき
る効果が得られる。

【００５８】実施の形態４．図１０はこの発明の実施の
形態４による放電加工装置の案内体先端部を示す拡大断
面図、図１１は案内体先端部を示す拡大斜視図であり、
図１０および図１１において、２ａは案内体２の内部に
設けられた円筒穴、２ｂは案内体２の先端部に凹設され
た複数のポケット（凹部）、２ｃは円筒穴２ａとポケッ
ト２ｂとを連通するオリフィスである。その他の構成
は、上記実施の形態１の場合と同様であるので、説明を
省略する。

【００５９】次に動作について説明する。静圧を加えた
加工液３４を円筒穴２ａからオリフィス２ｃを介してポ
ケット２ｂに供給する。この静圧により、ポケット２ｂ
の近傍の案内体２と電極テープ１との間に加工液３４の
膜による隙間が形成され、電極テープ１はこの隙間を保
ちながら案内体２に沿って搬送されることとなる。この
ように、いわゆる静圧軸受の原理により、電極テープ１
を案内体２と接触することなく保持できるので、電極テ
ープ１と案内体２との摺動抵抗が軽減される。その他の
動作は、上記実施の形態１の場合と同様であるので、説
明を省略する。

【００６０】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、電極テープ１と案内体２との摺動抵抗を軽減でき、
案内体２の寿命を延ばすことができる効果が得られる。
また、当該摺動抵抗を軽減できるので、より大きな張力
を電極テープ１に加えることができ、案内体２の先端の
曲率半径を小さくして電極テープ１の位置決め精度を高
めることができる効果が得られる。

【００６１】なお、上記実施の形態４において示した円
筒穴２ａ、オリフィス２ｃ、ポケット２ｂを、上記実施
の形態２または上記実施の形態３においても適用するこ
とができ、その場合も上記実施の形態４と同様の効果を
期待できる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、電極
テープを搬送する案内体をｘ軸方向に移動させて位置決
めするｘ軸方向位置決め手段と、前記案内体をｙ軸方向
に移動させて位置決めするｙ軸方向位置決め手段と、前
記案内体をｚ軸方向に移動させて位置決めするｚ軸方向
位置決め手段と、前記案内体をｘ軸回りに回転させて位
置決めするｘ軸回り位置決め手段と、前記案内体をｚ軸
回りに回転させて位置決めするｚ軸回り位置決め手段と
を備えて構成したので、前記案内体をｘ，ｙ，ｚ軸方向
の並進位置とｘ軸およびｚ軸回りの位置の５自由度で高
精度に位置決めでき、当該案内体を取り替えることなく
前記工作物に３次元の自由曲面を創成することができる
効果がある。

【００６３】この発明によれば、案内体を長さと厚さの
比が１０以上の板状または棒状に形成し、当該案内体の
長手方向に沿って電極テープを連続的に搬送することに
よって加工間隙の加工液を流動させるように構成したの
で、溝の深さによらず、加工くずの一定の排出性能を確
保でき、従来の技術では不可能であった高アスペクト比
（例えば、１００）のリブ加工が高速かつ高精度に行え
る効果がある。また、放電加工で生じる気泡が加工液と
ともに溝の外に運ばれ、溝の深い部分に当該気泡が溜ま
るのを防止でき、放電を安定に保つことができる効果が
ある。

【００６４】この発明によれば、電極テープに複数の突
起を設けて構成したので、加工くずを溝の外にさらに効
率よく排出できる効果がある。

【００６５】この発明によれば、案内体の先端部に凹部
を形成し、圧力を上げた加工液を当該案内体の内部から
当該凹部に供給することによって当該案内体と電極テー
プとの間に当該加工液の膜を形成するように構成したの
で、前記電極テープと前記案内体との摺動抵抗を軽減で
き、当該案内体の寿命を延ばすことができる効果があ
る。また、当該摺動抵抗を軽減できるので、より大きな
張力を電極テープに加えることができ、案内体の先端の
曲率半径を小さくして電極テープの位置決め精度を高め
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による放電加工装置
を示す側面図である。

【図２】 案内体付近を示す拡大側面図である。

【図３】 工作物に３次元の自由曲面を創成する様子を
示す部分斜視図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による放電加工装置
を示す部分側面図である。

【図５】 ｚ軸方向の放電加工の進行状況を示す断面図
である。

【図６】 深い加工溝の放電加工状態を示す拡大断面図
である。

【図７】 図６のＡ−Ａ部分における加工液の流速分布
を示す説明図である。

【図８】 案内体が鉛直に立つように傾斜角度φを設定
した状態を示す側面図である。

【図９】 この発明の実施の形態３による放電加工装置
の案内体先端部を示す拡大断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４による放電加工装
置の案内体先端部を示す拡大断面図である。

【図１１】 案内体先端部を示す拡大斜視図である。

【図１２】 特開昭６０−１７７８２２号公報に開示さ
れた従来の放電加工装置を示す説明図である。

【図１３】 図１２のＢ−Ｂ拡大断面図である。

【図１４】 特開昭６０−１７７８２３号公報に開示さ
れた従来の放電加工装置を示す説明図である。

【図１５】 加工用電極部分を示す拡大斜視図である。

【図１６】 は加工液を噴射しないとき（ａ）と噴射す
るとき（ｂ）の放電加工の状況を示す説明図である。

【図１７】 放電加工面に仕上がり不良が生じた様子を
示す説明図である。

【図１８】 リブ加工の進行状況を示す説明図である。

【図１９】 厚さ０．５ｍｍの薄板状の電極で加工した
ときの加工速度の比較を示すグラフ図である。

【図２０】 従来の創成放電加工を示す原理図である。

【図２１】 通常の形彫放電加工の加工進行過程（ａ）
と創成放電加工の加工進行過程（ｂ）との比較を示す説
明図である。

【符号の説明】

１ 電極テープ、１ａ 突起、２ 案内体、２ｂ ポケ
ット（凹部）、７ サーボモータ（ｘ軸回り位置決め手
段）、８ 支持柱（ｚ軸回り位置決め手段）、１３ 回
転ステージ（ｚ軸回り位置決め手段）、１４ ヘッド
（ｚ軸回り位置決め手段）、１５ アーム（ｚ軸方向位
置決め手段）、１６ ｚ軸ステージ（ｚ軸方向位置決め
手段）、１７ サーボモータ（ｚ軸方向位置決め手
段）、１８ ボールねじ（ｚ軸方向位置決め手段）、１
９ ナット（ｚ軸方向位置決め手段）、２０ コラム
（ｚ軸方向位置決め手段）、２１ ｙ軸ステージ（ｙ軸
方向位置決め手段）、２２ サーボモータ（ｙ軸方向位
置決め手段）、２３ ボールねじ（ｙ軸方向位置決め手
段）、２４ ナット（ｙ軸方向位置決め手段）、２５
サドル（ｘ軸方向位置決め手段）、２６ サーボモータ
（ｘ軸方向位置決め手段）、２７ ナット（ｘ軸方向位
置決め手段）、２８ ベッド（ｘ軸方向位置決め手
段）、３３ 工作物、３４ 加工液。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電極テープと、前記電極テープを搬送す
   る案内体と、前記電極テープと工作物との加工間隙を保
   持し当該加工間隙に加工液を供給しながら放電を発生さ
   せて当該工作物を放電加工する放電加工装置において、
   前記案内体をｘ軸方向に移動させて位置決めするｘ軸方
   向位置決め手段と、前記案内体をｙ軸方向に移動させて
   位置決めするｙ軸方向位置決め手段と、前記案内体をｚ
   軸方向に移動させて位置決めするｚ軸方向位置決め手段
   と、前記案内体をｘ軸回りに回転させて位置決めするｘ
   軸回り位置決め手段と、前記案内体をｚ軸回りに回転さ
   せて位置決めするｚ軸回り位置決め手段とを備えたこと
   を特徴とする放電加工装置。
2. 【請求項２】 案内体を長さと厚さの比が１０以上の板
   状または棒状に形成し、当該案内体の長手方向に沿って
   電極テープを連続的に搬送することによって加工間隙の
   加工液を流動させることを特徴とする請求項１記載の放
   電加工装置。
3. 【請求項３】 電極テープに複数の突起を設けたことを
   特徴とする請求項２記載の放電加工装置。
4. 【請求項４】 案内体の先端部に凹部を形成し、圧力を
   上げた加工液を当該案内体の内部から当該凹部に供給す
   ることによって当該案内体と電極テープとの間に当該加
   工液の膜を形成することを特徴とする請求項２または請
   求項３記載の放電加工装置。