JPS5854944B2 - 放電加工方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工方法と装置に関し、特に被加工材と加
工電極を対向方向に相対動作させて加工する縦加工動作
方向に対して略垂直な水平方向において加工電極と被加
工材との間に相対接近動作を与え、しかもこのとき相対
接近動作の水平面内における運動領域を複数象現に分割
するとともに象現毎に適宜選択した動作軌跡に従って相
対接近動作を与え得るようにして精密な放電加工を行い
得るようにした放電加工方法と装置に関する。

一般に金属等の被加工材を加工電極によって放電加工す
る場合にはその加工電極の形状・寸法を予め所望の被加
工形状・寸法に合わせて形成し、これを被加工材に対し
て対向させた状態で位置決めした後に加工電極と被加工
材との間に相対的な縦方向の接近動作を与え、放電現象
により被加工材を加工形状・寸法に形成する方法が採ら
れる。

然しなから、このように単に加工電極と被加工材との縦
方向の相対的加工動作により放電加工を行ったのみでは
加工寸法および加工面の表面仕上共に満足のゆく精度が
得られない。

従って最近の放電加工方法および装置においては、加工
電極と被加工材との縦方向の相対的加工動作によって放
電加工の荒加工工程又はこれより精度の向上した所謂中
仕上げ工程程度までを実行し、一方精密な加工寸法およ
び精密な加工仕上面を得るためには力日工電極又は被加
工材に水平方向の微動作を与えることにより該加工電極
と該被加工材との間に取り代に応じた水平方向の相対的
接近動作を繰り返し与えて仕上加工工程を進捗させる方
策が採られている。

しかし、この従来の水平方向の相対的接近運動は被加工
形状又は加工電極の形状に応じて常に一定した運動を被
加工面に沿って平均的に与えるものであるため狭少な隅
角部の精密放電加工や特定な加工面に局部的に精密な放
電加工を施すことは不可能である。

この結果として比較的単純な形状の加工面にしか満足の
ゆく精密な仕上げ加工を施すことができず、また局部的
な精密仕上加工を施すことができないことに起因して放
電加工の作業能率が良好でないという欠点がある。

本発明の主たる目的は上述のような従来の放電加工方法
および装置における欠点を改善することのできる放電加
工方法および装置を提供することにある。

更に本発明の他の目的はマイクロコンピュータによって
放電加工の精密な仕上げ工程を自動的に達成することの
できる放電加工方法および装置を提供することにある。

本発明によれば、加工電極と被加工材が対向する縦加工
動作方向に対して略垂直な水平方向において上記加工電
極と被加工材とを相対接近動作させることにより精密加
工を進捗せしめる放電加工方法であって、上記相対接近
動作の運動領域を水平面内における複数の象現に分割す
るとともに、各象現毎に相対接近動作の軌跡をそれぞれ
選択して逐次加工を進捗せしめることを特徴とする放電
加工方法が提供される。

更に本発明によれば、加工電極と被加工材が対向する縦
加工動作方向に対して略垂直な水平方向において上記加
工電極と被加工材とを相対接近動作させることにより精
密加工を進捗せしめる放電加工装置において、上記水平
方向の相対接近動作のパターンを水平面内の象現別に指
定する象現別指定パターン入力手段と、各象現の基本動
作パターンを発生するパターン発生手段と、上記パター
ン発生手段の基本動作パターンに比例した各象現の実際
の相対接近動作軌跡のステップ動作量を指定するステッ
プ量入力手段と、上記象現別指定パターン入力手段、パ
ターン発生手段、ステップ量入力手段のそれぞれの信号
から上記相対接近動作の実際のＸ、Ｙ移動量を算出して
記憶するメモリ一手段と、上記メモリ一手段のＸ、Ｙ移
動量を象現毎に逐次出力させる出力制御手段と、上記出
力制御手段の出力信号によって上記加工電極と被加工材
の間に上記相対接近動作を生せしめる作動手段とを具備
してなることを特徴とする放電加工装置が提供される。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基き、更に詳細
に説明する。

第１図は水平方向の相対的接近運動が行われる一般的な
放電加工方法を説明するために放電加工装置の加工部を
取出し図示した略示斜視図であり、１０は放電加工装置
の加ニスピンドルである。

この加ニスピンドル１０にはステム１４を有した所望形
状・寸法の電極１６が°Ｚ″軸（上・下方向）に移動可
能に把持結合され、また図示されていない電源部から放
電発生用の例えばパルス電圧が印加されるようになって
いる。

この電極１６と対向して放電加工装置のテーブル１２上
に被加工物（以下、ワークと言う）１８が載置されてい
る。

放電加工においてはワーク１８が電極１６に対する対向
電極を成し、電極１６がＺ軸下力に移動してワーク１８
に充分接近すると放電が発生し、その放電エネルギーに
よりワーク１８に電極１６の形状・寸法と加工部１８ａ
が放電加工されるものである。

第１図の例では雄電極１６に対応して超大加工部１８ａ
がワークに形成されていることを示している。

さて、前述のように超大加工部１８ａを荒加工する場合
には電極１６を順次Ｚ軸下方向に送ることにより放電加
工が進捗される。

然しながら超大加工部１８ａの仕上加工工程においては
、該超大加工部１８ａの放電加工面精度を向上させるた
めにテーブル１２を水平面内のＸ、Ｙ軸方向に微小量ず
つ送りを与えることによりワーク１８と電極１６とを水
平方向に接近動作させ、荒加工された超大加工部１８ａ
に仕上放電加工を施す方策が採られる。

この場合に従来の放電加工方法に依れば、テーブル１２
の水平面内におけるＸ、Ｙ軸方向の微小移動は単にＸ軸
方向、Ｙ軸方向に平均的に与えられるに過ぎないため、
極めて複雑な形状・寸法を超大加工部１８ａが有する場
合には必ずしも精密な仕上加工面を得られないのである
。

依って、本発明においては、加工部１８ａが第１図に示
すような雌形の加工形状のみならず、矩形の加工形状の
場合においても局部的な精密仕上加工を施し得るような
放電加工方法および放電加工装置を提供し、同時に放電
加工の作業能率を向上させるものである。

即ち、本発明においては加工電極１６とワーク１８とを
水平方向のＸ、Ｙ軸方向に相対的接近動作をさせるに当
り、運動領域を水平面内における複数の象現に分割する
とともに各象現毎に相対的接近動作の軌跡をそれぞれ選
択して逐次加工工程を進捗せしめることを特徴とするも
のであるが、以下におき、この水平面内運動領域におけ
る象現に付いて第２図に基き説明する。

第２図は便宜的に前述の超大加工部１８ａと電極１６と
を水平面により切断した場合の断面形状を示したもので
ある。

第２図において、本発明に依れば、ワーク１８をＸ軸方
向及びＹ軸方向に電極１６に対して相対的に接近運動さ
せる場合には、運動平面を点Ｐを中心にして例えば第１
、第２、第３、第４象現に分割するものである。

勿論、必要に応じて象現数を複数範囲において増減する
ことは可能である。

このように複数の象現に分割し、しかも各象現毎に相対
的接近運動の軌跡を選択実行せしめるものであり、例え
ば第２図の第１象現と第２象現については、上記軌跡は
円弧軌跡を含み、第３象現と第４象現については、上記
軌跡は矩形軌跡によって形成されるのである。

こ＼で注意すべきことは、従来の放電加工方法による水
平面内の相対的接近運動では円弧軌跡と矩形軌跡との両
者を本発明の方法のように実行することが全く不可能な
ことである。

従って従来の放電加工方法に依れば超大加工部１８ａの
円弧面の精密仕上を重視すれば矩形面の隅角部における
精密仕上は不充分なものとなり、逆に矩形面各部の精密
仕上げを重視すれば円弧面の精密仕上が不充分になる不
利を有するのである。

次に上述の放電加工方法を実施するための本発明による
放電加工装置の構成および作用・効果を第３図に示す実
施例に基き説明する。

さて、第３図は４象現に分割して各象現毎に選択した所
望の軌跡に従って逐次放電加工を進捗させるための構成
例を示すブロック図である。

同第３図において、２０は各象現において選定した軌跡
を水平面内でステップ状に経過する場合のステップ量、
つまり、上記の選定した軌跡に沿って電極１６とテーブ
ル１２上のワーク１８とがＸ、Ｙの平面内で相対接近動
作することによって放電加工を歩進動作的に進捗する場
合の単位歩進量をディジタル量とし設定入力するための
スイッチ装置であり、例えば最小ステップ量３〔μｍ〕
から最大ステップ量９．９９９（ｍｍ：］までを４桁の
ディジタルスイッチ２０ａ〜２０ｄによってオペレータ
が設定操作するものである。

このステップ量入力設定スイッチ装置２０によって設定
されたステップ量はステップ量ラッチメモリ２２に保持
される。

一方、３０は各象現において実行すべき相対接近運動の
軌跡をパターンの形状種別、例えば円形パターン、正方
形パターン、十字形パターン、Ｘ字形パターン等の種別
を指定するデータで指定入力するための象現別指定パタ
ーン入力装置であり、４個のスイッチ装置３０２〜３０
ｄを利用して象現毎に選定したパターンを指定入力させ
ることができるようになっている。

この場合に指定データは例えば番号数字からなる。

この象現別指定パターン入力装置３０の出力は、各象現
別に指定パターンを保持するパターンラッチメモリ３２
ａ〜３２ｄの各指定データメモリ部分に印加されている
。

即ち、このパターンラッチメモリ３２ａ〜３２ｄにおい
て、メモ’） ３２ ａは第１象現の指定パターンの指
定データを保持し、同様にしてメモ’Ｊ ３２ ｂ〜３
２ｄはそれぞれ第２〜第４象現の指定パターンの指定デ
ータを保持するものである。

このパターンラッチメモリ３２ａ〜３２ｄにおけるそれ
ぞれのパターンデータメモリ部分には同時に予め複数の
所定パターンを発生することができるように所謂基本パ
ターンを所定の複数個記憶せしめられたパターン発生回
路４０の出力が接続されている。

従って例えばパターンラッチメモリ３２ａにおいては、
象現別指定パターン入力装置３０のスイッチ装置３０ａ
によって指定されたパターンに該当する基本パターン、
例えば円形パターン、正方形パターン等のパターンデー
タがパターン発生回路４０から発生されて該パターンラ
ッチメモリ３２ａのパターンデータメモリ部分に保持さ
れるものである。

次いでパターンラッチメモ’Ｊ ３２ ａ〜３２ｄに保
持された指定パターンと前述のステップ量ラッチメモリ
２２に保持されたステップ量の内容とによって各象現に
おける実際の運動軌跡データが演算・作成され、象現側
に軌跡データラッチメモ’） ３４ ａ〜３４ｄにその
運動軌跡データのＸ軸、Ｙ量データが保持される。

このようにして軌跡デークラッチメモリ３４ａ〜３４ｄ
に各象現に応じた実際の運動軌跡データが保持されたと
きにスタート指令釦３８ａを押下して放電加工装置の作
動開始を指令すると、この指令信号はスタートパターン
発生回路２４に印加される。

このスタートパターン発生回路２４は指定されたパター
ンに従った運動軌跡を経て水平方向における加工電極と
被加工材との相対接近運動を実行し、精密放電加工を達
成する場合に該運動軌跡の開始座標点までの初期パター
ンを発生する回路であり、ステップ量ラッチメモリ２２
の保持するステップ量の内容に応じた初期パターンを発
生する。

スタートパターン発生回路２４から発生された初期パタ
ーンは母線４６．４８を介して放電加工装置のＸ、Ｙ駆
動装置（図示なし）に印加され、従ってＸ、Ｙ駆動装置
は例えば第１図に示したテーブル１２をＸ、Ｙ方向に１
駆動して指定パターンによる運動軌跡の開始座標点へ初
期パターンに従って相対的接近動作をする。

スタートパターン発生回路２４による初期パターンの発
生終了がスタートパターン排出終了検知回路２６によっ
て検知されると、この検知信号はプログラムカウンタ２
８に入力される。

プログラムカウンタ２８は上記検知信号を受信すると、
各象現側に指定パターンによる相対接近動作の軌跡に従
って精密放電加工を開始し得ることを感知して前述の軌
跡データラッチメモ’） ３４ ａ〜３４ｄに保持され
た実際の運動軌跡データを第１象現から順次にＸ、Ｙ母
線４６．４８に送出させるように制御動作する。

Ｘ、Ｙ母線４６゜４８に送出された実際の運動軌跡は前
述のＸ、Ｙ駆動装置に供給され、テーブル１２（第１図
）をＸ、Ｙ方向にそれぞれ駆動することによって指定パ
ターンによる相対接近動作の軌跡を各象現毎に経過させ
て所望の精密放電加工作用を達成させる。

この結果、最終象現、例えば第４象現における軌跡を経
過し了えると、加工電極と被加工材との相対的位置を再
び原点位置Ｐ（第２図）ｌこ復帰させるべくエンドパタ
ーン発生回路３６から終了パターンが発生される。

このエンドパターン発生回路３６から発生される終了パ
ターンはステップ量ラッチメモリ２２に保持されたステ
ップ量データに比例している。

エンドパターン発生回路３６から発生された終了パター
ンは既述の初期パターンの場合と同様にＸ、Ｙ母線４６
．４８に送出されＸ。

Ｙ駆動装置に供給されてテーブル１２（第１図）をＸ、
Ｙ方向に駆動して上述の原点位置Ｐへの復帰動作を実行
させる。

以上に説明した作動態様に依って１サイクルの放電加工
が進捗・終了せしめられるが、本実施例の構成に依れば
、プログラムカウンタ２８によって次サイクルの放電加
工を進捗させるようにすることもできる。

そして放電加工装置の作動を完全に停止させるためには
ストップ指令釦３８ｂを押下してストップ指令を上記プ
ログラムカウンタ２８に送出したときにこのプログラム
カウンタ２８によって軌跡データラッチメモ’） ３４
ａ〜３４ｄによる実際の運動軌跡データの送出を停止
するようにすればよい。

勿論、同一サイクル中においても必要に応じてストップ
指令釦３８ｂを押下してプログラムカウンタ２８の停止
指令機能を作動させ得ることは言うまでもない。

更にまた、プログラムカウンタ２８には電極１６（第１
図）と被加工材１８（第１図）との間の実際の間隙電圧
を受けて、該間隙電圧に応じた周波数のパルス信号を発
生する電圧制御型パルス発生器４２を接続し、このパル
ス信号の周波数に対応した速度によってプログラムカウ
ンタ２８から軌跡デークラッチメモ’） ３４ ａ〜３
４ｄにデータ送出を指令するようにサーボ制御すれば、
本発明による各象現毎の相対接近動作の軌跡を経過する
放電加工動作に対してその速度を制御することが可能に
なり、従って例えば加工電極１６と被加工材１８との間
隙に放電加工によるチップが停留している場合には上述
の放電加工速度を増速しでチップの排除を計ることも可
能である。

また同様にして放電停止状態検出回路４４をプログラム
カウンタ２８に接続して指定パターンｌこよる放電加工
動作中における放電停止状態を検出してこの検出信号を
プログラムカウンタ２８に印加するように構成すれば、
加工電極１６と被加工材１８との間隙において放電が停
止した場合には水平面内における各象現毎の相対接近動
作の軌跡を経過する放電加工工程を直ちに自動的に停止
させ、放電加工装置のアイドル動作を除去するようにも
できる。

なお、第３図に示すブロック図の構成において、各種パ
ターン発生回路は周知のＲＯＭ回路（リードオンリーメ
モリ）を用いて構成すればよく、また各種ラッチメモリ
手段はＲＡＭ回路（ランダムアクセスメモリ）を用いて
構成すればよい。

またこのように構成すれば、最近比較的安価に市販され
ているマイクロコンピュータ装置を利用して第３図の構
成を実現することも可能であり、従って本発明による放
電加工装置自体の価格低減を計ることもできる。

その場合にマイクロコンピュータ装置のプログラムによ
って各象現における相対接近動作の軌跡を選択するプロ
グラムを第一象現に就いて第４図のフローチャートに基
づいて説明する。

先ず、象現側指定パターン入力装置３０１こおけるスイ
ッチ装置３０ａの指定データをパターンラッチメモ’Ｊ
３２ ａ内の指定データメモリ部にメモリする（ステ
ップ■）。

次いで、上記のスイッチ装置３０ａからの指定データ、
つまりどのような指定番号がパターンラッチメモ’Ｊ
３２ ａ内の指定データメモリ部にメモリされたかを判
別する初期セットを行うが、このときは指定番号”０パ
を初期セットする（ステップ■）。

次にパターンラッチメモ’） ３２ ａの指定データが
どんなパターン種であるかの判別をおこない（ステップ
■）、判別がＮｏの場合には初期セットから１づつ一致
が得られるまでカウントを歩進（インクレメント）させ
る（ステップ■）。

またパターン種の判別でＹＥＳの場合には第一象現のＸ
、Ｙ符号セラ）（Ｘ符号＋１．Ｙ符号＋１）がおこなわ
れる。

この場合にパターン発生回路４０では第一象現に関する
基本パターンのデータしか発生しないので、第２〜第４
象現を選択した場合にはパターン発生回路４０からのパ
ターンデータに第２象現ではＸ符号−１、Ｙ符号＋１、
第３象現ではＸ符号−１、Ｙ符号−１、第４象現ではＸ
符号＋１、Ｙ符号−１をそれぞれセットする。

次にカウントで指定された指定パターンに該当するパタ
ーンをパターン発生回路４０より転送し、同時に上記ス
テップ■のＸ、Ｙ符号データを演算しておく（ステップ
■）。

更に転送されてパターンラッチメモ’Ｊ ３２ ａのパ
ターンラッチメモリ部分に入力されたデータとステップ
量デークラッチメモリ２２にセット、されたステップ量
とを演算して軌跡データラッチメモ’Ｊ３４ａに転送す
る（ステップ■）。

こうして軌跡選択を遂行した後、上記軌跡データラッチ
メモリ３４ａに入力された軌跡データのＸ、Ｙ軸データ
に従ってテーブル１２をＸ、Ｙ軸方向に各駆動させれば
よいのである。

上述したプログラムは第２〜第４象現についても同様に
マイクロコンピュータで遂行させればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電加工装置における加工部の構成を暗示する
部分斜視図、第２図は本発明による放電力ロ王方法およ
び放電加工装置に係る象現に付いて説明するための第１
図■−■線による断面図、第３図は本発明による放電加
工装置の構成における一実施例を示すブ田ツク図、第４
図はマイクロコンピュータによって軌跡選択する場合の
実施例を説明するフローチャートである。 図中、１０・・・・・・加ニスピンドル、１２・・・・
・・テーブル、１６・・・・・・電極、１８・・・・・
・被加工材、１８ａ・・・・・・加工部、２０・・・・
・・ステップ量入力設定スイッチ装置、２８・・・・・
・プログラムカウンク、３０・・・・・・象現側指定パ
ターン入力装置、３２ａ〜３２ｄ・・・・・・パターン
ラッチメモリ、３４ａ〜３４ａ・・・・・・軌跡データ
ラッチメモリ、４０・・・・・・パターン発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工電極と被加工材が対向する縦加工動作方向に対
   して略垂直な水平方向において上記加工電極と被加工材
   とを相対接近動作させることにより精密加工を進捗せし
   める放電加工方法であって、上記相対接近動作の運動領
   域を水平面内における複数の象現に分割するとともに各
   象現毎に相対接近動作の軌跡をそれぞれ選択して逐次加
   工を進捗せしめることを特徴とする放電加工方法。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の放電加工方法におい
   て、各象現における相対接近動作の軌跡選択をマイクロ
   コンピュータのプログラムによって遂行し、該マイクロ
   コンピュータの出力により前記加工電極と被加工材との
   水平方向における相対接近動作を生起せしめて逐次放電
   加工を進捗せしめる放電加工方法。 ３ 加工電極と被加工材が対向する縦加工動作方向に対
   して略垂直な水平方向において上記加工電極と被加工材
   とを相対接近動作させることにより精密加工を進捗せし
   める放電加工装置において、上記水平方向の相対接近動
   作のパターンを水平面内の象現別に指定する象現別指定
   パターン入力手段と、各象現の基本動作パターンを発生
   するパターン発生手段と、上記パターン発生手段の基本
   動作パターンに比例した各象現の実際の相対接近動作軌
   跡のステップ動作量を指定するステップ量入力手段と、
   上記象現別指定パターン入力手段、パターン発生手段、
   ステップ量入力手段のそれぞれの信号から上記相対接近
   動作の実際のＸ、Ｙ移動量を算出して記憶するメモリ一
   手段と、上記メモリ一手段のＸ、Ｙ移動量を象現毎に逐
   次出力させる出力制御手段と、上記出力制御手段の出力
   信号によって上記加工電極と被加工材の間に上記相対接
   近動作を生せしめる作動手段とを具備してなることを特
   徴とする放電加工装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の放電加工装置において
   、上記出力制御手段の出力制御作用を上記加工電極と被
   加工材の加工間隙に従ってサーボ制御するサーボ制御手
   段を具備する放電加工装置。