JPS6219325A - さら穴用電極の抜き取り方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明は、放電加工機または電食機において電極と被加
工物との間に短絡が生じた際のさら穴または端ぐり用電
極の制御された抜き取りの方法に関する。

一般に、電食中、電極と被加工物との間に加工間隙を与
えなければならない、すなわち、短絡を避けなければな
らない、短絡が発生すると、加工間隙を回復するために
、電極の被加工物に対する相対変位を取り除かねばなら
ない。

従来の放電加工機の１つでは、短絡が生じた際、電極の
抜き取り運動は、電極が最初に電食間口の中心方向へ、
すなわち加工面またはＸＹ面内を運動し１次いで前記開
口から垂直方向へ、すなわちＺ方向へ前記中心上の点か
ら抜かれるように起こる。電極は、その後、引き統〈放
電加工のために、前記開口中に再び挿入されなければな
らない、この作業手順は時間がかかり、しかも、ある場
合には短絡を十分迅速に除去することができず、また、
他の場合には短絡除去策が過度で、つまり、場合によっ
ては抜き取りセクションが短絡を除去するために必要で
あるより長いという不利益をこうむる。最後に、このタ
イプの抜き取り運動は、場合によって、電極の抜き取り
中に電極と被加工物の電食開口壁との間に衝突があるの
で。

より複雑な電食間口形状の場合には、採用することがで
きない。

（発明の要旨） 本発明の課題は、したがって、一方で、必要以上に長い
抜き取り運動を避け、他方で、短絡を可能な限り迅速に
除去するように、前記タイプの方法を改良することにあ
る。加えて、抜き取り運動の経路形状は、電食開口の幾
何学にできるだけ柔軟に適合可能でなければならない。

この課題は、短絡が生じたとき、電極をまず短絡点から
中間点へ予め移行した経路に沿って予め定められた第１
の経路の長さだけ戻し、そこで、短絡がなお存在するか
否かのチェックを行い、さらに、短絡がなお存在するな
らば、前記電極を前記中間点から離れた予め定められた
第２の経路に沿って動かすことにより解決される。

短絡が生じると、ざら穴加工電極は、まず、ラ　　　　
□ンダムに予め決定することができる所定距離だ　　　
゛け、それまでに移行した経路に沿って戻される。

多くの場合、電極はそれ自体で短絡を除去し、前　　　
　゛進運動が再開される。電極のＭＩＪｌの抜き取り経
路　　　　１の終端において、短絡が除去されたか否か
を確定すべくチェックがされる。短絡がなお存在する　
　　゛場合、電極は短絡点からさらに所定のＮＳ２の経
　　　路を前進される。この第２の経路は直線状であり
、したがって、この経路も抜き取りベクトル　　　　′
（ｗｉｔｈｄｒａｖａｌ　ｖｅｃｔｏｒ）と呼ばれる。

一般に、抜き取りベクトルは、電極が短絡点からできる
だけ迅速に離れるように方向付けられている。被加工物
の、電食された開口の幾何学に許される程度まで、電極
は上向きに傾斜する態様で移動される。

電食開口の幾何学への抜き取り経路の最適な、柔軟性の
ある適合のために、抜き取りベクトルは、連続的にか、
または短絡が生じたときに決定される。抜き取りベクト
ルは種々に定義される。

まず、機械の主たる軸（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の表示、すなわち
機械が向けられた座標系において定義することができる
。ざら穴加工中の運動経路が一層複雑になるとき、抜き
取りベクトルを決定することは非常に困難で、加工中に
機械のオペレータによってはほとんど変更することがで
きない、したがって、パラメータがより容易に制御でき
る、使用者が方向付けた座標系における抜き取りベクト
ルの定義に１選択が与えられる。抜き取りベクトルは、
したがって、後に説明するように定義されることが好ま
しい。

接線面が中間点（抜き取り点）に決定され、したがって
、全ての接線を前記中間点に含む、さらに、前記中間点
における垂直面が決定され、この垂直面は接線面および
加工面に対して直角である。加工面は前記中間点におけ
る接線を含み、該ｖｃ線は同時に電食経路における接線
である。これら３つの面（すなわち、加工面、接線面お
よび垂直面）は、したがって、相互に直角であり、また
機械の主たる軸（当然、ある場合には、加工面は機械の
Ｘ−Ｙ面と一致しうる。）とは独立した座標系を構成す
る。電食経路が主たる軸（機械のＸ軸またはＹ軸）と一
致すると、例外的な場合には、接線面および直角面は機
械の主たる軸を包含する。

抜き取りベクトルが位置する抜き取り面は、次いで、前
記の３つの面に対して傾斜される。前記抜き取り面は、
それが前記直角面に対して角度（β）だけ傾斜されるよ
うに、接線面に対して直角をなすことが好ましい、この
角度（β）は、それが主たる電食方向に対しての抜き取
りベクトルの傾斜角度を与えるので、オペレータに非常
に明瞭で、記述的である。加えて、抜き取りベクトルは
、接線面に対する角度（９０−α）だけ傾斜され、これ
もオペレータにとって非常に明瞭であるが、これは前記
角度が電食された凹所の壁に対する抜き取りベクトルの
傾斜を指示することにょる。

内角度は自由に予め選択することができ、また電食工程
中に変更することもできる。これは抜き取りベクトルの
長さにも適応し、その結果、抜き取りベクトルは格別な
要件に完全にしかも柔軟に適合することができる。

本発明による方法は、次の効果を奏する０、完全な「抜
き取り経路」の全パラメータを自由に予め選択すること
ができる。多くの場合、第１の経路に沿う運動は短絡を
避けるのに十分であり、そのため加工の中断はもはや生
じない、第２の経路に沿う電極の運動は、電極が非常に
迅速に短絡面から離れる運動をするので、起こりそうな
短絡を迅速に除去する。抜き取り運動中に電極と被加工
物との間に起こりうる衝突は、抜き取り運動の、自由に
予め選択しうるパラメータにより避けることができる。

電食されるべき被加工物または開口の輪郭の作用として
、抜き取り経路の各パラメータは電食工程中においても
変更することができ、その結果。

電極と被加工物との間の衝突は、常に避けられる。

（実施例の説明） 説明の目的上１図中、デカルト基準座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ
）の位置は１機械の主たる軸の位置に引かれ、かつ該主
軸の位置を示す。

第３．４．５図に、ざら大川の電極１が柱状体として示
されており、それは被加工物３に円錐形の開口２を既に
電食加工をしたものである。電食中、電極１はその縦軸
線の周りに全体に回転される。第１．２，４．５図にお
いて、開口は実質的に円筒状であり、これに対して第３
図では円錐状である０円錐状開口２の底部４は平面とみ
なされ、この平面は表示された加工面ＡＥであり、図　
　　　中、ｘＹ面と一致する。電極ｌと被加工物３との
間の相対運動は、既知の制御可能の運動手段により、た
とえば、いわゆるｘＹスライディング・キャリジによる
被加工物の運動、およびいわゆるＵＶ−スライディング
・キャリジによる電極の運動が、ひき起こされる０通常
の電食中、相対運動は予め設定されたプログラムに従っ
て既知の方法で行われる。

第１．２図を参照するに、電極ｌが矢印６の方向へ円形
の経路５に沿って動かされ、箇所ＰＫ（以下「短絡点」
という、）で短絡が生じ、これが既知の測定・監視装置
により 確定されるものとする。

本発明の特徴によれば、電極は１次いで、箇所ＰＲ（以
下「中間点」または「抜き取り点」という、）まで距離
δ（第１経路）だけ矢印７の方向へ電食中に横切った最
後の経路に沿って戻される。前記距離δの長さは予めプ
ログラムにされている。チェックは、今や、短絡が除去
されたか否かを確定するために中間点ＰＲでされる。

短絡が除去されている場合であれば、引き続く電食が矢
印６の方向へ経路５に沿って進められる。

しかしながら、中間点ＰＲになお短絡があるならば、電
極１は第２の予め定められた経路（以下「抜き取りベク
トル」という、）に沿って動かされる。この抜き取りベ
クトルＲは、直線的に上向きに傾斜する態様で伸びる。

したがって、抜き取りベクトルＲは、加工面すなわちＸ
Ｙ面に対して第１の角度αをなし、この角度は抜き取り
ベクトルＲと中間点Ｐ　・中心Ｍ間の連結線との間にあ
る０円形の横断面をもつ開口の場合では、連結線ＰＲ−
Ｍは中間点における垂直ベクトルである。

中心Ｍは、ＸＹ面に配置され、円形平面の電食された開
口２の場合、その円形の中心である。電食された開口２
の形状が円形から離れる場合、２つの角度α、βの定義
のために、使用は、短絡点Ｐ　または好ましくは中間点
ＰＲにおいて垂直なに 面についてされる。第１の経路の長さδが非常に短いな
らば、これら２つの点は、いずれの場合にも非常に近接
し、その結果短絡点に直角な面は著しい誤りを生じるこ
となしに、基準量として取られる。しかしながら、経路
長さδが長い場合、中間点ＰＲにおける直角な面は基準
ベクトルとして取られる。これは第４図に関連して詳し
く説明する。

抜き取り運動のパラメータは、第１の経路に沿う経路長
さδと、角度α、βと、第２経路Ｒの長さ、すなわち抜
き取りベクトルＲの絶対値ＩＲＩである。

これら全てのパラメータは自由に予め選択できる。これ
らのパラメータは、また、電食工程中に、電食される開
口の形状により必要とされるならば、抜き取り中の電極
ｌと被加工物３との間の接触を避けるために、変更する
ことができる。これらのパラメータは、さらに、電極が
抜き取り点ＰＲにおいて加工面に直角に動くように選択
することもできる。したがって、たとえば、臨界的な場
合において、パラメータβをゼロとすることができる。

第２経路の引き抜き経路を固定するとき、電極は衝突す
なわち短絡を起こす、被加工物の面上の点に近接しない
ことに留意しなければならない０図示の抜き取り経路は
、説明の目的上拡大されているが、実際は小さい。

ｗＳ１〜３図は幾分理想化された描写である。より現実
的な描写は第４．５図に示されている。電極によるさら
穴型食中、電極の直径は決つして無視できるほどのもの
ではない、したがって、電極の直径の部分は、被加工物
の「肉」中に切り込まれる。加工間隙は、したがって、
電極の外周の周りに成る量だけ第４図の平面中に伸びる
。したがって、短絡点より短絡面について述べること、
がより正確である。仮に、仮想の短絡点が電極の中心に
位置するならば、この短絡点ＰＫに直角な面は、円形の
輪郭をもつ電食開口の場合ですら中心には向けられず、
角度βの作用を明瞭にする、電食中主送り運動と反対の
成分をもつ方向（矢印６）へ向けられる。角度βが短絡
点ＰＫまたは中　　　　□凹点ＰＲ（第４図）において
直角な面に関係するか否かにより、前記角度野犬きさは
当然に変化する。角度β（極めて例外的な場合は別とし
て）は、常に鋭角であり、そのしるしは、ＸＹ面におけ
る抜き取りベクトルＲのベクトル成分Ｒ１は常に送り方
向（矢印６）と反対であるように固定される。

第５図は、角度αの理由を与える。電極１の下端は、電
食される開口の底部４から材料を除去することを木質的
に意図されている。当然に、電極は被加工物３の「肉ｊ
中に切り込まれなければならず、そのため１つのステッ
プが得られ、これが第５図に過度に大きく示されている
。実際の短絡点が電′極１の端面と底部４との間、また
は電極１の横の外周およびステップ（開口２）に生じる
か否かを確定することは可能でない、第１の場合。

電極はＺ方向へ向けて垂直方向上向きに抜かれ、第２の
場合、電極はＸ軸とは反対に、したがって、ステップか
ら水平方向へ抜かれねばならない。したがって、電極は
、角度αで傾斜する開口の外へ向けて動かされ、その結
果電極は底部４およびステップ２から同時に抜き取られ
る。第５図の実施例によれば、角度αは約４５’である
。電極の形状、電食される開口および経験的な数値によ
り、角度αは当然に他の値とすることができる。何度の
角度αで短絡がもっとも迅速に除去されるかを統計的に
確定することが可能である。同じことが角度βに適用さ
れる。したがって、抜き取りベクトルＲの長さをできる
だけ短く保ち、また、電食工程に中断をもたらす、電極
から離れたりまたこれに再び戻ったりする運動の時間損
失を減する企てがされる。

第６〜７図は、加工面が機械（ＸＹ面）の主軸と一致し
ない、より一般的な場合を示す、第６図は、加工面ＡＥ
を支持する電食経路ＥＢがＸＹ面に関して傾斜される１
球状の凹所の電食を図解的に示している。抜き取り点Ｐ
Ｒにおける抜き取りベクトルＲを決定するために、接線
Ｔが抜き取り点に適用され、この接線は同時に前記点Ｐ
Ｒの電食経路ＥＢにおける接線である。他の接線ＮＴは
接線Ｔに直角に抜き取り点に適用され、また、接線Ｎ−
ｒは接線Ｔに直角である。したがって１両接線Ｔおよび
ＮＴは第７，８図に示された。抜き取り点ＰＲにおいて
接線面ＴＥにわたる。

今や、接線面ＴＥに直角な明瞭に定義された面があり、
これは接線Ｔを含み、接線Ｎ１に直角である。この接線
面が加工面ＡＥである。接線面ＴＥおよび加工面ＡＥに
直角で、その結果接線ＮＴを含む第３の面は、垂直面Ｎ
Ｅと呼ばれる。

これらの３つの面ＡＥ、ＴＥおよびＮＥは、主たる機械
の軸とは独立したユーザが向けた座標系を構成する。抜
き取りベクトルＲは、その長さおよび２つの角度α、β
により、今や、ユーザのために格別明瞭に定義すること
ができる。

第７，８図から理解されるように、抜き取りベクトルは
接線面ＴＥに対して角度９０−αだけ傾斜されている。

この角度は、抜き取り点ＰＲにおける電食された開口の
壁から離れた抜き取りベクトルの傾斜を示す、抜き取り
ベクトルＲもまた垂直面ＮＥに対して角度βだけ傾斜さ
れ、該角度は主たる電食方向ＨＥに対しての抜き取りベ
クトルの傾斜を示す、角度βは、抜き取り運動が主たる
電食方向ＨＥに対して反対の成分をもつように選択され
る。

これらの定義に基づいて、垂直面ＮＥに対して角度βだ
け傾斜された抜き取り面ＲＥ（第８図）を定義すること
ができる。抜き取りベクトルは、次いでこの抜き取り面
ＲＥに配置され、接線面ＴＥに対して角度９０−αをも
つ、（この角度９０−αは、第１〜５図の実施例に従っ
て一定にされた。これにより、第１．３．５図において
、角度は加工面から測定された。）幾分より明瞭な描写
のために、第７図も垂直面ＮＥに平行な面ＮＥ’を示し
、かつ一層明瞭に角度α。

９０−α、βを示している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法におけるさら穴加工用電極の
抜き取り経路の斜視図、第２図は本発明による方法にお
ける抜き取り経路の成分を示すための加工面（ＸＹ面）
の平面図、第３図は被加工物を電食する際のさら穴用電
極の図解的な側断面図、第４図は抜き取り経路と共に１
円筒状の開口のさら穴型食中のさら穴用電極と被加工物
を示す乎断面図、第５図は電食開口の深さが制限されて
いる場合の抜き取り経路を示すための、さら穴用電極お
よび被加工物の側断面図、第６図は休憩の凹所を電食す
る場合の抜き取り経路の斜視図、第７図は抜き取りベク
トルおよび抜き取り面の図解的な斜視図および、第８図
は角度を変えて見た第７図と同様の斜視図である。 ｌ・・・電極、　　　　２・番・開口。 ３・・・被加工物、　　Ｐ　・・・短絡点。 Ｐ　−ｅ−中間点、　　δ・・・第１経路の長さ。 Ｒ＠Φ・第２経路、　　ＲＥ・争拳抜き取り面、ＴＥ・
・・接線面、　ＥＢφ・φ電食経路。 （９０−α）・・・第１の角度、 ＮＥ・φ・垂直面、　β・・・第２の角度、ＨＥ・・・
電食方向、 ／Ｒ／・・・第２の経路（Ｒ）の長さ。 α、β、δ、ｌＲＪ　・争・抜き取り経路のパラメータ
、 ｘ、ｙ、ｚ・・会第１および第２の抜き取り経路の座標
。 代理人　弁理士　松　永　宜　行 ８５Ｃ二゛こ 」二 ！― ！祉

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）さら穴用電極と被加工物との間に短絡が生じた場
   合の、放電加工機におけるさら穴用電極の制御された抜
   き取りの方法であって、短絡が生じたとき、前記電極を
   まず短絡点（Ｐ＿Ｋ）から中間点（Ｐ＿Ｒ）へ予め移行
   した経路（Ｐ＿Ｋ−Ｐ＿Ｒ）に沿って予め定められた第
   １の経路の長さ（δ）だけ戻し、そこで、短絡がなお存
   在するか否かのチェックを行い、さらに、短絡がなお存
   在するならば、前記電極を前記中間点から離れた予め定
   められた第２の経路（Ｒ）に沿って動かす、さら穴用電
   極の抜き取り方法。
2. （２）前記電極を中間点（Ｐ＿Ｒ）から上向きに傾斜す
   る態様で電食された被加工物の開口外に動かす、特許請
   求の範囲第（１）項に記載のさら穴電極の抜き取り方法
   。
3. （３）前記第２の経路（Ｒ）は直線状で、抜き取り面（
   ＲＥ）に配置され、該抜き取り面は、 ａ）中間点（Ｐ＿Ｒ）において接線面（ＴＥ）に直角で
   あり、また、 ｂ）接線面（ＴＥ）に対しておよび中間点における電食
   経路（ＥＢ）上の接線に対して直角な垂直面に対して傾
   斜している、特許請求の範囲第（２）項に記載のさら穴
   電極の抜き取り方法。
4. （４）前記第２の経路（Ｒ）は、前記接線面（ＴＥ）に
   対して第１の角度（９０−α）また垂直面（ＮＥ）に関
   して第２の角度（β）傾斜される、特許請求の範囲第（
   ３）項に記載のさら穴電極の抜き取り方法。
5. （５）前記第２の角度（β）は、第２の経路（Ｒ）が主
   たる電食方向（ＨＥ）とは反対に傾斜するように選択さ
   れる、特許請求の範囲第（４）項に記載のさら穴電極の
   抜き取り方法。
6. （６）前記第２の経路（Ｒ）の長さ／Ｒ／は変更可能で
   ある、特許請求の範囲第（１）項に記載のさら穴電極の
   抜き取り方法。
7. （７）前記第１および第２の経路からの抜き取り経路の
   パラメータ（α、β、δ、／Ｒ／）は電食工程中に変更
   することができる、特許請求の範囲第（１）項ないし第
   （６）項のいづれか１項に記載のさら穴電極の抜き取り
   方法。
8. （８）前記第１および第２の抜き取り経路の座標（Ｘ、
   Ｙ、Ｚ）は、電食工程中に連続的に変更される、特許請
   求の範囲第（１）項ないし第（７）項のいづれか１項に
   記載のさら穴電極の抜き取り方法。
9. （９）前記第１および第２の抜き取り経路の座標（Ｘ、
   Ｙ、Ｚ）は、短絡が生じた後にのみ決定される、特許請
   求の範囲第（１）項に記載のさら穴電極の抜き取り方法
   。
10. （１０）前記抜き取り面（ＲＥ）の位置および前記２つ
    の角度（α、β）は、電食工程中に連続的に決定される
    、特許請求の範囲第（１）項に記載のさら穴電極の抜き
    取り方法。
11. （１１）前記抜き取り面（ＲＥ）の位置および前記２つ
    の角度（α、β）は、短絡が生じたときにのみ決定され
    る、特許請求の範囲第（１）項に記載のさら穴電極の抜
    き取り方法。