WO2019207635A1 - 電気分解装置及び放電加工装置 - Google Patents

電気分解装置及び放電加工装置 Download PDF

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WO2019207635A1
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WO
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machining
voltage
conductivity
current
ion exchange
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PCT/JP2018/016544
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English (en)
French (fr)
Inventor
文太 岡田
洋二 中島
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/10—Supply or regeneration of working media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the present invention relates to an electrolysis apparatus for electrolyzing a machining fluid used for electric discharge machining of a workpiece and an electric discharge machining apparatus including the electrolysis apparatus.
  • an electric discharge machining apparatus for machining a workpiece by immersing it in a machining liquid in a machining tank.
  • pulse electric discharge is generated in the gap between the wire electrode and the workpiece, and electric discharge machining of the workpiece is performed.
  • the sludge generated by the electric discharge machining is ionized in the machining liquid and the electrical conductivity of the machining liquid is increased, the machining liquid does not function as an insulating medium, and the electric discharge machining cannot be performed. Therefore, in electrical discharge machining, it is necessary to suppress an increase in the conductivity of the machining fluid.
  • Patent Document 1 discloses a technique for suppressing an increase in electrical conductivity of a machining fluid by passing the machining fluid through an ion exchange resin when the electrical conductivity of the machining fluid exceeds a reference value.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an electrolyzer capable of suppressing an increase in the conductivity of a working fluid without using consumables that require periodic replacement.
  • the electrolysis apparatus of the present invention includes a plurality of electrodes, an electrode portion that deposits metal ions of a working fluid on the electrodes, and a power source that applies a voltage to the electrode portions With.
  • the electrolyzer controls the power supply so that a first voltage for depositing metal ions on the electrode portion is applied to the electrode portion, and the first voltage is applied to the electrode portion.
  • a controller for controlling the power supply is provided so that a second voltage having a polarity opposite to the polarity of the first voltage is applied to the electrode portion.
  • the electrolysis apparatus according to the present invention has an effect that it is possible to suppress an increase in the conductivity of the working fluid without using consumables that require periodic replacement.
  • the figure which shows the structure of the control part shown in FIG. The flowchart which shows operation
  • the figure which shows the structure of the control part shown in FIG. The flowchart which shows operation
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electric discharge machining apparatus including an electrolysis apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the control unit shown in FIG.
  • the electric discharge machining apparatus 100 shown in FIG. The second pump 11, the filter 20, the upper wire guide 31 and the lower wire guide 32 that support the wire electrode 33, and the electrolyzer 200 are provided.
  • the electric discharge machining apparatus 100 is a machine tool that performs electric discharge machining of the workpiece 30 by generating a pulse discharge in a gap between the wire electrode 33 that is a machining electrode and the workpiece 30 in the machining tank 1.
  • the processing tank 1 is a tank in which electric discharge machining of the workpiece 30 is performed.
  • the processing liquid 40 flows from the processing tank 1 into the dirty liquid tank 2 via the first pipe 4. Sludge is mixed in the processing liquid 40 flowing into the septic tank 2, and the processing liquid 40 in the septic tank 2 is pumped up by the first pump 10 and then sent to the filter 20 through the second pipe 5. It is done.
  • the filter 20 is a filter that filters sludge contained in the machining liquid 40.
  • the processing liquid 40 sent to the filter 20 is sent to the clean liquid tank 3 as a clear liquid from which sludge has been removed by being filtered by the filter 20.
  • the processing liquid 40 filtered by the filter 20 flows into the clean liquid tank 3.
  • the processing liquid 40 in the clean liquid tank 3 is supplied again to the processing tank 1 through the third pipe 6. In this way, the processing liquid 40 circulates in the processing tank 1, the dirty liquid tank 2, and the clean liquid tank 3.
  • the upper wire guide 31 and the lower wire guide 32 are disposed together with the workpiece 30 in the processing tank 1 filled with the processing liquid 40.
  • sludge that is an ionic impurity generated by electric discharge machining is ionized in the machining liquid 40 in the machining tank 1. Thereby, the electrical conductivity of the processing liquid 40 in the processing tank 1 increases.
  • the electrolysis apparatus 200 is an apparatus that electrolyzes the machining liquid 40 in order to suppress an increase in the conductivity of the machining liquid 40.
  • the electrolyzer 200 includes an electrode unit 201, a current detector 202, a power source 203, and a control unit 204.
  • the electrode part 201 is installed in the processing tank 1 shown in FIG.
  • the electrode unit 201 includes a plurality of electrodes 201a, and has a function of reducing the conductivity of the machining liquid 40 by precipitating metal ions in the machining liquid 40 on the surface of the electrode 201a.
  • the gap between the adjacent electrodes 201a is set to, for example, about several mm in order to prevent clogging with sludge of about several ⁇ m. Thereby, it can suppress that the adjacent electrodes 201a are short-circuited by sludge.
  • One end of the first wiring 210 and one end of the second wiring 211 are connected to the electrode unit 201.
  • the other end of the first wiring 210 and the other end of the second wiring 211 are connected to the power source 203.
  • the output voltage of the power source 203 is applied to the electrode unit 201 via the first wiring 210 and the second wiring 211.
  • a current detector 202 is provided in the second wiring 211.
  • the current detector 202 detects a current flowing through the second wiring 211.
  • Current information indicating the value of the current detected by the current detector 202 is transmitted to the control unit 204.
  • the current detector 202 may be a current sensor using an instrument current transformer called CT (Current Transformer), or may be a current sensor using a shunt resistor.
  • CT Current Transformer
  • the current detector 202 may be a combination of these.
  • the current detector 202 may be provided in the first wiring 210 to detect a current flowing through this wiring.
  • the control unit 204 illustrated in FIG. 2 includes a current comparison unit 204a and a voltage control unit 204b.
  • the first current threshold value I1 and the second current threshold value I2 are set in the current comparison unit 204a.
  • the current value I detected by the current detector 202 is compared with the first current threshold I1, and the current value I and the second current threshold I2 are compared.
  • the comparison result is input to the voltage control unit 204b.
  • the comparison result includes first information indicating that the current value I exceeds the first current threshold I1, second information indicating that the current value I is less than the second current threshold I2, and the like.
  • the first current threshold value I1 is set to a value slightly lower than the current value detected by the current detector 202 when, for example, electric discharge machining cannot actually be performed. In other words, the first current threshold I1 has a high possibility that the conductivity of the machining fluid 40 increases due to the ionization of sludge in the machining fluid 40, and the machining fluid 40 does not function as an insulating medium. It is set to a value that can be determined. Specifically, the first current threshold I1 is 0.1 mA to 1.0 mA. Since the current value I detected by the current detector 202 varies depending on the specifications of the current detector 202 and the electrode unit 201, the first current threshold value I1 is such that the machining liquid 40 functions as an insulating medium. Any value can be used as long as it can be determined that there is a high possibility of disappearance, and the value is not limited to 0.1 mA to 1.0 mA.
  • the second current threshold value I2 is set to a value higher than the first current threshold value I1.
  • the second current threshold value I2 is a value about 100 times the first current threshold value I1, for example, 10.0 mA to 100 mA.
  • the second current threshold value I2 is a current value determined by the value of the voltage V2, and a voltage V2 having a value capable of depositing metal ions in the machining liquid 40 on the surface of the electrode 201a of the electrode portion 201 is applied. As long as the current flows when it is applied, the current is not limited to 10.0 mA to 100 mA.
  • the absolute value of the second current threshold value I2 is represented by a value about 1.2 to 1.4 times the first current threshold value I1.
  • the voltage control unit 204b sets the power source 203 so that a voltage for depositing metal ions is applied to the electrode unit 201 when it is necessary to reduce the conductivity of the machining liquid 40. Control.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the control unit shown in FIG.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the control unit shown in FIG. FIG. 4 shows the voltage applied to the electrode unit 201 and the current detected by the current detector 202 in order from the top.
  • the polarity of the voltage V2 is different from the polarity of the voltage V3, in FIG. 4, the current detected by the current detector 202 when the voltage V2 and the voltage V3 are applied is indicated by an absolute value.
  • the current I is a positive value.
  • the voltage control unit 204b controls the power source 203 so that the electric signal of the voltage V1 is applied to the electrode unit 201 at the timing of time t0 in FIG. 4 (step S1).
  • the electric signal of voltage V1 is a signal applied to the electrode unit 201 in order to estimate the conductivity of the machining fluid 40. As shown in FIG. 4, this electric signal may be a periodically changing voltage that takes a binary potential of High level or Low level, or may be an electric signal that gives voltage V1 as a constant value. Hereinafter, the electric signal of voltage V1 is simply referred to as voltage V1.
  • the current detector 202 detects the current value I.
  • ⁇ A I / V1 (2) between the detected current value I, the applied voltage V1, and the conductivity of the machining fluid 40.
  • ⁇ is the conductivity of the machining fluid 40.
  • A is a constant determined by the surface area of the facing portion of the electrodes 201a facing each other and the distance between the facing electrodes 201a among the plurality of electrodes 201a provided in the electrode portion 201.
  • the voltage control unit 204b estimates the conductivity of the machining liquid 40 by using the current value I flowing through the electrode unit 201 as information indicating the change in the conductivity of the machining liquid 40 without using a conductivity measuring sensor. can do.
  • the machining liquid 40 is not electrolyzed when the voltage V1 is applied. Therefore, the electrical conductivity of the machining liquid 40 in the machining tank 1 increases with the electrical discharge machining.
  • the current comparison unit 204a determines whether or not the detected current value I exceeds the first current threshold I1 (step S2), and when the current value I does not exceed the first current threshold I1 ( In step S2, No), the current comparison unit 204a repeats the processes in steps S1 and S2 until the current value I exceeds the first current threshold value I1.
  • the current comparison unit 204a indicates that the current value I has exceeded the first current threshold value I1.
  • the first information is notified to the voltage control unit 204b.
  • the voltage control unit 204b to which the first information is input determines that there is a high possibility that the machining liquid 40 will not function as an insulating medium due to an increase in the conductivity of the machining liquid 40, and the voltage V2 is applied to the electrode unit 201.
  • the power source 203 is controlled so as to be applied to (step S3).
  • the voltage V2 is a first voltage applied to the electrode unit 201 in order to deposit metal ions in the machining liquid 40 on the surface of the electrode 201a of the electrode unit 201.
  • the voltage V2 is higher than the voltage V1. Since it takes a certain time for the metal ions to deposit on the surface of the electrode 201a of the electrode part 201, as shown in FIG. 4, the conductivity in the machining liquid 40 decreases after a certain time has elapsed since the voltage V2 started to be applied. start.
  • the control unit 204 performs an operation of switching the electrode 201a functioning as the cathode when the voltage V2 is applied to the anode. Details of this operation will be described later.
  • the metal ions deposited on the electrode 201a as an oxide are a part of the metal ions in the working fluid 40, and therefore the increase in conductivity is affected even if the metal ions deposited on the electrode 201a are decomposed. There is nothing.
  • the current comparison unit 204a determines whether or not the current value I is less than the first current threshold value I2 (step S4), and if the current value I is not less than the second current threshold value I2 (step S4). S4, No), the process of step S4 is repeated until the current value I becomes less than the second current threshold I2.
  • the current comparison unit 204a indicates that the current value I is less than the second current threshold value I2. Is notified to the voltage control unit 204b.
  • the voltage control unit 204b to which the second information is input determines that there is a low possibility that the machining liquid 40 does not function as an insulating medium due to a decrease in the conductivity of the machining liquid 40, and the voltage V1 is set to the electrode unit 201.
  • the power source 203 is controlled so as to be applied to (step S5).
  • the current comparison unit 204a determines whether or not the current value I exceeds the first current threshold value I1 (step S6), and if the current value I does not exceed the first current threshold value I1 (step S6). S6, No), the processes of steps S5 and S6 are repeated until the current value I exceeds the first current threshold value I1.
  • the current comparison unit 204a indicates that the current value I exceeds the first current threshold value I1.
  • the first information is notified to the voltage control unit 204b.
  • the voltage control unit 204b to which the first information is input again controls the power supply 203 so that the voltage V3, which is the second voltage, is applied to the electrode unit 201 (step S7). ).
  • the timing at which the voltage V3, which is the second voltage, is applied is when the current value I exceeds the first current threshold value I1 after the applied voltage has changed from the voltage V2 to the voltage V1.
  • the voltage V3 has a polarity opposite to that of the voltage V2. This operation is for switching the electrode 201a functioning as the cathode when the voltage V2 is applied to the anode.
  • the voltage V3 may have an absolute value equal to the absolute value of the voltage V2 and a polarity opposite to the polarity of the voltage V2, depending on the specifications of the electrode unit 201, the upper limit of the conductivity of the machining liquid 40, and the like. Is set.
  • the timing for starting the application of the voltage V3 may be, for example, after a predetermined time has elapsed from the time when the voltage V2 is changed to the voltage V1, or even when the total application time of the voltage V2 exceeds a preset value. Good.
  • the voltage control unit 204b determines whether or not the current value I is less than the second current threshold value I2 (step S8), and when the current value I is not less than the second current threshold value I2 (step S8). (S8, No), the current comparison unit 204a repeats the process of step S8 until the current value I becomes less than the second current threshold I2.
  • step S8 When the current value I becomes less than the second current threshold value I2 at the timing of time t4 (step S8, Yes), the current comparison unit 204a indicates that the current value I becomes less than the second current threshold value I2. Is notified to the voltage control unit 204b.
  • the voltage control unit 204b to which the second information is input executes the process of step S1.
  • the electric discharge machining apparatus 100 including the electrolysis apparatus 200 reduces the conductivity of the machining liquid 40 based on the current value I that is information indicating the change in the conductivity of the machining liquid 40.
  • a first voltage for depositing metal ions is applied to the electrode unit 201. Therefore, in the electric discharge machining apparatus 100, since the ion exchange function of the ion exchange resin does not decrease, the conductivity of the machining liquid 40 can be decreased without using the ion exchange resin. Therefore, compared with the case where ion exchange resin is used, the maintainability of the electric discharge machining apparatus 100 is improved, and an increase in running cost of the electric discharge machining apparatus 100 can be suppressed.
  • FIG. FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an electric discharge machining apparatus including an electrolysis apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the electric discharge machining apparatus 100A according to Embodiment 2 includes an electrolysis apparatus 200A instead of the electrolysis apparatus 200.
  • the electric discharge machining apparatus 100 ⁇ / b> A includes an upper wire guide 31, a lower wire guide 32, a first pump 10, a second pump 11, a filter 20, and a third pump 12 that pumps up the machining liquid 40.
  • the electrolyzer 200A includes a control unit 204A instead of the control unit 204.
  • the electrolyzer 200 ⁇ / b> A includes an electromagnetic valve 22 and an ion exchange resin 23 in addition to the electrode unit 201, the current detector 202, and the power source 203.
  • the solenoid valve 22 has a function of passing the machining liquid 40 pumped up by the third pump 12 to the ion exchange resin 23 or blocking the machining liquid 40 pumped up by the third pump 12 from passing through the ion exchange resin 23.
  • the ion exchange resin 23 has a function of controlling the conductivity of the machining liquid 40 by performing ion exchange of the machining liquid 40.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the control unit shown in FIG.
  • the control unit 204A includes a current comparison unit 204c and a voltage control unit 204d instead of the current comparison unit 204a and the voltage control unit 204b of the first embodiment.
  • a first current threshold value I1 and a second current threshold value I2 are set, and a third current threshold value I3 is set.
  • the third current threshold value I3 is set to a value higher than the second current threshold value I2.
  • the third current threshold value I3 is that the conductivity of the machining fluid 40 increases due to ionization of sludge in the machining fluid 40, and the conductivity of the machining fluid 40 increases only by applying the voltage V2 to the electrode portion 201. Is set to a value at which it can be determined that there is a high possibility of being unable to be suppressed.
  • the current comparison unit 204c the current value I detected by the current detector 202 is compared with the first current threshold value I1, and the current value I and the second current threshold value I2 are compared. Further, the current comparison unit 204c compares the current value I with the third current threshold I3. The comparison result is input to the voltage control unit 204d.
  • the voltage control unit 204d Based on the comparison result from the current comparison unit 204c, the voltage control unit 204d turns on the power source 203 so that a voltage for depositing metal ions is applied to the electrode unit 201 when it is necessary to reduce the conductivity of the machining liquid 40. Control. Furthermore, the voltage control unit 204d opens the solenoid valve 22 when the machining liquid 40 pumped up by the third pump 12 needs to pass through the ion exchange resin 23 based on the comparison result from the current comparison unit 204c. Control.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the control unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the control unit shown in FIG. FIG. 8 shows, in order from the top, the voltage applied to the electrode unit 201, the current detected by the current detector 202, and the state of the electromagnetic valve.
  • step S1 to step S3 and the processing operations from step S4 to step S8 are the same as those in the first embodiment, and therefore only the processing operations different from those in the first embodiment will be described below. .
  • the current comparison unit 204c determines whether or not the current value I exceeds the third current threshold I3 (step S31), and the current value I is the third current threshold. When the value I3 is not exceeded (No at Step S31), the process at Step S31 is repeated until the current value I exceeds the third current threshold I3.
  • the current comparison unit 204c determines that the current value I exceeds the third current threshold value I3.
  • the third information shown is notified to the voltage control unit 204d.
  • the voltage control unit 204d to which the third information is input determines that there is a high possibility that the increase in the conductivity of the machining fluid 40 cannot be suppressed only by applying the voltage V2 to the electrode unit 201.
  • the electromagnetic valve 22 is controlled to change to the open state (step S32).
  • the voltage control unit 204d supplies power so that the voltage V2 is applied to the electrode unit 201 when it is necessary to lower the conductivity of the machining liquid 40 and to pass the machining liquid 40 through the ion exchange resin 23. While controlling 203, the electromagnetic valve 22 is controlled so that the machining liquid 40 passes through the ion exchange resin 23.
  • the current comparison unit 204c determines whether or not the current value I has become equal to or lower than the third current threshold I3 due to the electromagnetic valve 22 being changed to the open state (step S33), and the current value I is the third current. If it is not less than or equal to the threshold value I3 (step S33, No), the process of step S33 is repeated until the current value I becomes equal to or less than the third current threshold value I3.
  • the current comparison unit 204c causes the current value I to become equal to or lower than the third current threshold value I3.
  • the fourth information indicating this is notified to the voltage control unit 204d.
  • the voltage control unit 204d to which the fourth information is input determines that the increase in the conductivity of the machining fluid 40 can be suppressed only by applying the voltage V2 to the electrode unit 201, and the electromagnetic valve 22 changes from the open state to the closed state.
  • the electromagnetic valve 22 is controlled so as to be performed (step S34).
  • the voltage control unit 204d supplies power so that the voltage V2 is applied to the electrode unit 201 when it is necessary to reduce the conductivity of the processing liquid 40 and it is not necessary to pass the processing liquid 40 through the ion exchange resin 23.
  • the electromagnetic valve 22 is controlled so as to stop the passage of the machining fluid 40 to the ion exchange resin 23.
  • the machining liquid 40 that has passed through the ion exchange resin 23 is supplied to the clean liquid tank 3, but the electric discharge machining apparatus 100A has a machining that has passed through the ion exchange resin 23. You may comprise so that the liquid 40 may be supplied to the processing tank 1 or the waste liquid tank 2.
  • FIG. 1 the electric discharge machining apparatus 100A according to Embodiment 2
  • the third pump 12 is provided in the clean liquid tank 3.
  • the electric discharge machining apparatus 100A replaces the third pump 12 with the machining tank 1 or the dirty liquid tank 2. You may comprise so that it may provide.
  • the electromagnetic valve 22 is used in the electric discharge machining apparatus 100A according to the second embodiment.
  • the electric discharge machining apparatus 100A is an air-operated opening / closing that opens and closes by supplying or stopping air pressure instead of the electromagnetic valve 22. You may comprise so that a valve may be provided.
  • the electric discharge machining apparatus 100A for example, even when the machining amount of the workpiece 30 is increased and the conductivity of the machining liquid 40 is rapidly increased, the electrolysis of the electrode unit 201 is performed. Since the ion exchange of the ion exchange resin 23 is assisted, an increase in the conductivity of the processing liquid 40 is suppressed.
  • the ion exchange resin 23 is used so as to assist the electrolysis by the electrode part 201, only the ion exchange resin 23 is used without using the electrode part 201. Compared to the case where the ion exchange resin 23 is clogged, clogging of the ion exchange resin 23 is suppressed, and the exchange cycle of the ion exchange resin 23 can be extended.
  • the electrode unit 201 is provided in the machining tank 1.
  • the electrode unit 201 is the septic tank 2 or the cleaning tank. You may comprise so that it may be provided in the liquid tank 3. FIG.
  • the electrode unit 201 is provided in the dirty liquid tank 2 or the clean liquid tank 3, an increase in conductivity in the processing liquid 40 can be suppressed.
  • the electrical conductivity of the processing liquid 40 in the processing tank 1 is higher than the electrical conductivity of the processing liquid 40 in the dirty liquid tank 2 or the clean liquid tank 3.
  • the processing liquid 40 from the processing tank 1 is supplied to the dirty liquid tank 2 through the first pipe 4, the change in the conductivity of the processing liquid 40 in the dirty liquid tank 2 is changed in the processing tank 1. There is a tendency to lag behind the change in the conductivity of the machining fluid 40.
  • the conductivity of the processing liquid 40 existing around the workpiece 30 compared to the case where the electrode part 201 is provided in the dirty liquid tank 2 or the clean liquid tank 3.
  • the change in rate can be detected accurately, and the conductivity of the machining fluid 40 existing around the workpiece 30 can be quickly reduced. Therefore, the function of the machining liquid 40 as an insulating medium can be sufficiently exhibited.
  • the number of electrode portions 201 used in the electric discharge machining apparatuses 100 and 100A according to the first and second embodiments is not limited to one, and may be two or more.
  • the electrolysis apparatuses 200 and 200A according to the first and second embodiments can be used for electrolysis of the machining fluid 40 used for machine tools other than the electric discharge machining apparatuses 100 and 100A.
  • the machine tool includes, for example, a machining apparatus that performs electrical discharge machining using the machining liquid 40 that is discharged from the nozzles of the upper wire guide 31 and the lower wire guide 32 without immersing the workpiece 30 in the machining liquid 40, and the machining liquid 40. Machining center that performs machining using
  • the current detector 202 is used as a conductivity measuring unit.
  • the electrolysis apparatuses 200 and 200A are replaced with the current detector 202.
  • a conductivity measuring sensor may be provided.
  • the conductivity measuring sensor includes, for example, two electrodes in contact with the machining fluid 40, measures the resistance value between the two electrodes, and calculates the reciprocal of the resistance value per unit area of the two electrodes as the conductivity. .
  • the calculated conductivity is information indicating a change in the conductivity of the machining liquid 40.
  • control unit 204A When using the conductivity measuring sensor, the control unit 204A includes a conductivity comparing unit instead of the current comparing unit 204c. The conductivity from the conductivity measurement sensor is input to the conductivity comparison unit.
  • a first conductivity threshold value ⁇ 1, a second conductivity threshold value ⁇ 2, and a third conductivity threshold value ⁇ 3 are set.
  • the first conductivity threshold value ⁇ 1 is set to a value slightly lower than the conductivity value measured when, for example, electrical discharge machining cannot actually be performed. That is, the first conductivity threshold value ⁇ 1 is highly likely that the conductivity of the machining fluid 40 increases due to the ionization of sludge in the machining fluid 40, and the machining fluid 40 does not function as an insulating medium. It is set to a value that can be determined.
  • the second conductivity threshold value ⁇ 2 is set higher than the first conductivity threshold value ⁇ 1.
  • the third conductivity threshold value ⁇ 3 is set to a value higher than the second conductivity threshold value ⁇ 2.
  • the third conductivity threshold value ⁇ 3 is that the conductivity of the machining fluid 40 increases due to ionization of sludge in the machining fluid 40, and the conductivity of the machining fluid 40 can be increased only by applying the voltage V2 to the electrode portion 201. It is set to a value at which it can be determined that there is a high possibility that the increase cannot be suppressed.
  • the control unit including the conductivity comparison unit in which a plurality of conductivity threshold values are set the conductivity measured by the conductivity measurement sensor and the conductivity are similar to the case of including the current comparison unit 204c.
  • the threshold value is compared, and voltage control applied to the electrode unit 201 or opening / closing control of the electromagnetic valve 22 is performed according to the comparison result.
  • FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the current value and the conductivity shown in FIG.
  • the horizontal axis in FIG. 9 indicates the current value, and the vertical axis indicates the amount of decrease in conductivity per hour. As the current value increases, the conductivity decreases, and a sufficient electrolysis effect can be expected if the upper limit of the current value is set to 1A.
  • the configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
  • 1 Processing tank 2 Soil tank, 3 Liquid tank, 4 1st piping, 5 2nd piping, 6 3rd piping, 10 1st pump, 11 2nd pump, 12 3rd pump, 20 filter, 22 Solenoid valve , 23 ion exchange resin, 30 workpiece, 31 upper wire guide, 32 lower wire guide, 33 wire electrode, 40 machining fluid, 100, 100A electric discharge machine, 200, 200A electrolyzer, 201 electrode part, 201a electrode, 202 current detector, 203 power supply, 204, 204A control unit, 204a, 204c current comparison unit, 204b, 204d voltage control unit, 210 first wiring, 211 second wiring, 400 processor, 401 memory.

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Abstract

電気分解装置（２００）は、複数の電極（２０１ａ）を備え、加工液の金属イオンを電極（２０１ａ）に析出させる電極部（２０１）と、電極部（２０１）に電圧を印加する電源（２０３）とを備える。電気分解装置（２００）は、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、電極部（２０１）に金属イオンを析出させる第１電圧が電極部（２０１）へ印加されるように電源（２０３）を制御し、第１電圧が電極部（２０１）へ印加された後、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が電極部（２０１）へ印加されるように電源（２０３）を制御する制御部（２０４）を備える。

Description

電気分解装置及び放電加工装置
　本発明は、被加工物の放電加工に利用する加工液を電気分解する電気分解装置及び電気分解装置を備えた放電加工装置に関する。
　従来より、被加工物を加工槽内の加工液中に浸して加工する放電加工装置が知られている。この種の放電加工装置では、ワイヤ電極と被加工物との間の隙間にパルス放電を生じさせて被加工物の放電加工が行われる。放電加工によって発生したスラッジが加工液中でイオン化することにより加工液の導電率が上昇すると、加工液が絶縁媒体としての機能を果たさなくなり、放電加工を行うことができなくなる。従って、放電加工においては、加工液の導電率の上昇を抑制する必要がある。
　特許文献１には、加工液の導電率が基準値を超えたときに加工液をイオン交換樹脂に通過させることにより、加工液の導電率の上昇を抑制する技術が開示されている。
特開平４－１４１３１９号公報
　しかしながら特許文献１に開示される技術では、イオン交換が一定量行われるとイオン交換樹脂のイオン交換機能が低下して、導電率の上昇を抑制することができなくなるため、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要がある。このようにイオン交換樹脂は消耗品であるため、特許文献１に開示される技術では、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要があるという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定期的な交換を要する消耗品を用いることなく加工液の導電率の上昇を抑制できる電気分解装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電気分解装置は、複数の電極を備え、加工液の金属イオンを電極に析出させる電極部と、電極部に電圧を印加する電源とを備える。電気分解装置は、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、電極部に金属イオンを析出させる第１電圧が電極部へ印加されるように電源を制御し、第１電圧が電極部へ印加された後、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が電極部へ印加されるように電源を制御する制御部を備えることを特徴とする。
　本発明に係る電気分解装置は、定期的な交換を要する消耗品を用いることなく加工液の導電率の上昇を抑制できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図 図１に示す制御部の構成を示す図 図２に示す制御部の動作を示すフローチャート 図３に示す制御部の動作を示すタイミングチャート 本発明の実施の形態２に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図 図５に示す制御部の構成を示す図 図６に示す制御部の動作を示すフローチャート 図７に示す制御部の動作を示すタイミングチャート 図４に示す電流値と導電率の関係を示す図
　以下に、本発明の実施の形態に係る電気分解装置及び放電加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は本発明の実施の形態１に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図である。図２は図１に示す制御部の構成を示す図である。図１に示す放電加工装置１００は、加工槽１と、汚液槽２と、清液槽３と、第１配管４と、第２配管５と、第３配管６と、第１ポンプ１０と、第２ポンプ１１と、フィルタ２０と、ワイヤ電極３３を支持する上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２と、電気分解装置２００とを備える。
　放電加工装置１００は、加工槽１において、加工電極であるワイヤ電極３３と被加工物３０との間の隙間にパルス放電を生じさせて被加工物３０の放電加工を行う工作機械である。
　加工槽１は、被加工物３０の放電加工が行なわれる槽である。汚液槽２には、第１配管４を介して、加工槽１から加工液４０が流入する。汚液槽２に流入する加工液４０にはスラッジが混ざっており、汚液槽２内の加工液４０は、第１ポンプ１０でくみ上げられた後、第２配管５を介してフィルタ２０へ送られる。
　フィルタ２０は、加工液４０に含まれるスラッジを濾過する濾過器である。フィルタ２０に送られた加工液４０は、フィルタ２０で濾過されることによって、スラッジが除去された清液として清液槽３へ送られる。
　清液槽３には、フィルタ２０で濾過された加工液４０が流入する。清液槽３内の加工液４０は、第３配管６を介して再び加工槽１へ供給される。このようにして、加工液４０は、加工槽１、汚液槽２及び清液槽３を循環する。
　加工液４０で満たされている加工槽１内には、上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２が被加工物３０と共に配置される。ワイヤ電極３３による被加工物３０への放電加工が行われると、放電加工によって生じたイオン性不純物であるスラッジが、加工槽１内の加工液４０中でイオン化する。これにより加工槽１内の加工液４０の導電率が上昇する。
　加工液４０の導電率が上昇すると、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなり、放電加工を行うことができなくなる。電気分解装置２００は、加工液４０の導電率の上昇を抑制するために加工液４０を電気分解する装置である。
　電気分解装置２００は、電極部２０１、電流検出器２０２、電源２０３及び制御部２０４を備える。
　電極部２０１は、図１に示す加工槽１内に設置される。電極部２０１は、複数の電極２０１ａを備え、加工液４０中の金属イオンを電極２０１ａの表面に析出させることで、加工液４０の導電率を低下させる機能を有する。なお、隣接する電極２０１ａ同士の間の隙間は、数μｍ程度のスラッジが目詰まりしないようにするため、例えば数ｍｍ程度に設定される。これにより、隣接する電極２０１ａ同士がスラッジによって短絡することを抑制できる。
　電極部２０１には、第１配線２１０の一端と第２配線２１１の一端とが接続される。第１配線２１０の他端と第２配線２１１の他端とは電源２０３に接続される。電源２０３の出力電圧は、第１配線２１０及び第２配線２１１を介して電極部２０１に印加される。
　第２配線２１１には電流検出器２０２が設けられている。電流検出器２０２は、第２配線２１１に流れる電流を検出する。電流検出器２０２で検出された電流の値を示す電流情報は制御部２０４へ伝送される。
　電流検出器２０２は、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と呼ばれる計器用変流器を用いた電流センサであってもよいし、シャント抵抗を用いた電流センサであってもよい。また電流検出器２０２は、これらを組み合わせたものでもよい。なお電流検出器２０２は、第１配線２１０に設けて、この配線に流れる電流を検出してもよい。
　次に制御部２０４の構成を説明する。図２に示す制御部２０４は、電流比較部２０４ａ及び電圧制御部２０４ｂを備える。
　電流比較部２０４ａには、第１電流しきい値Ｉ１と第２電流しきい値Ｉ２とが設定されている。電流比較部２０４ａでは、電流検出器２０２で検出された電流値Ｉと第１電流しきい値Ｉ１とが比較され、また電流値Ｉと第２電流しきい値Ｉ２とが比較される。比較結果は、電圧制御部２０４ｂに入力される。比較結果は、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報などである。
　第１電流しきい値Ｉ１は、例えば実際に放電加工ができなくなったときに電流検出器２０２で検出された電流の値よりも僅かに低い値に設定される。すなわち、第１電流しきい値Ｉ１は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値に設定される。具体的には第１電流しきい値Ｉ１は０．１ｍＡ～１．０ｍＡである。なお、電流検出器２０２で検出される電流値Ｉは電流検出器２０２及び電極部２０１の仕様によっても変動するため、第１電流しきい値Ｉ１は、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値であればよく、０．１ｍＡ～１．０ｍＡに限定されるものではない。
　第２電流しきい値Ｉ２は、第１電流しきい値Ｉ１よりも高い値に設定される。第２電流しきい値Ｉ２は、Ｉ２＝Ｉ１×Ｖ２／Ｖ１・・・（１）の関係を満たす値で表すことができる。具体的には、第２電流しきい値Ｉ２は、第１電流しきい値Ｉ１の１００倍程度の値であり、例えば１０．０ｍＡ～１００ｍＡである。第２電流しきい値Ｉ２は、電圧Ｖ２の値により決まる電流値であり、加工液４０中の金属イオンを電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出させることができるような値の電圧Ｖ２が印加されたときに流れる電流あれば、１０．０ｍＡ～１００ｍＡに限定されるものではない。なお図４では、説明の便宜上、第２電流しきい値Ｉ２の絶対値が第１電流しきい値Ｉ１の１．２～１．４倍程度の値で表記されている。
　電圧制御部２０４ｂは、電流比較部２０４ａからの比較結果に基づき、加工液４０の導電率を低下させる必要があるとき、金属イオンを析出させる電圧が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する。
　次に図３及び図４を用いて制御部２０４の動作について説明する。図３は図２に示す制御部の動作を示すフローチャートである。図４は図３に示す制御部の動作を示すタイミングチャートである。図４には上から順に、電極部２０１に印加される電圧と、電流検出器２０２で検出される電流とが示される。なお、電圧Ｖ２の極性は電圧Ｖ３の極性と異なるが、図４では、これらの電圧Ｖ２及び電圧Ｖ３が印加されたときに電流検出器２０２で検出される電流が絶対値で示されているため、電流Ｉの値が正の値となっている。
　電圧制御部２０４ｂは、図４の時刻ｔ０のタイミングで電圧Ｖ１の電気信号が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ１）。
　電圧Ｖ１の電気信号は、加工液４０の導電率を推定するために電極部２０１に印加される信号である。この電気信号は、図４に示すようにＨｉｇｈレベル、又はＬｏｗレベルの２値の電位を取る周期的に変化する電圧でもよいし、一定値として電圧Ｖ１を与える電気信号でもよい。以下では電圧Ｖ１の電気信号を単に電圧Ｖ１と称する。
　電圧Ｖ１が印加されることにより、電流検出器２０２では電流値Ｉが検出される。検出される電流値Ｉと、印加される電圧Ｖ１と、加工液４０の導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ１・・・（２）の関係がある。σは加工液４０の導電率である。Ａは、電極部２０１が備える複数の電極２０１ａの内、互いに対向する電極２０１ａの対向部分の表面の面積と、対向する電極２０１ａ間の距離とによって定まる定数である。
　上記（２）式より、σが増加するとＩは増加し、σが減少するとＩが減少することが分かる。このように電流値Ｉは、加工液４０の導電率と相関がある。なお、電圧Ｖ２が印加されているときには、電流値Ｉと電圧Ｖ２と導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ２・・・（３）の関係があるため、（３）式を利用することにより、電圧Ｖ２が印加されているときの加工液４０の導電率の推定が可能である。また、電圧Ｖ３が印加されているときには、電流値Ｉと電圧Ｖ３と導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ３・・・（４）の関係があるため、（４）式を利用することにより、電圧Ｖ３が印加されているときの加工液４０の導電率の推定が可能である。
　電圧制御部２０４ｂは、導電率測定センサを用いることなく、電極部２０１に流れる電流値Ｉを、加工液４０の導電率の変化を示す情報として利用することによって、加工液４０の導電率を推定することができる。
　なお、電圧Ｖ１の印加は加工液４０の導電率を推定することを目的として行われるため、電圧Ｖ１が印加されているときには加工液４０の電気分解は行われない。従って、加工槽１内の加工液４０の導電率は、放電加工が継続されると、それに伴って上昇する。
　電流比較部２０４ａは、検出される電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたか否かを判断し（ステップＳ２）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えていない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えるまでステップＳ１，Ｓ２の処理を繰り返す。
　時刻ｔ１のタイミングで電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えた場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
　第１情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、加工液４０の導電率が上昇することによって加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断し、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ３）。
　電圧Ｖ２は、加工液４０中の金属イオンを電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出させるために、電極部２０１へ印加される第１電圧である。電圧Ｖ２は電圧Ｖ１よりも高い電圧である。金属イオンが電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出するまでには一定時間要するため、図４に示すように、電圧Ｖ２が印加され始めてから一定時間経過後に加工液４０中の導電率が低下し始める。
　なお、電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出した金属イオンは、その一部が酸化物として、陰極として機能する電極２０１ａの表面に残留する。この酸化物は、電極２０１ａの電気的物性を変化させてしまうため、電気分解性能が低下する原因になり、また導電率測定精度が低下する原因になる。制御部２０４は、この酸化物を分解するため、電圧Ｖ２の印加時に陰極として機能していた電極２０１ａを、陽極に切り替える動作を行う。この動作の詳細は後述する。なお、酸化物として電極２０１ａに析出する金属イオンは、加工液４０中の金属イオンの一部であるため、電極２０１ａに析出する金属イオンが分解されても、導電率の上昇には影響を与えることがない。
　電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ２未満となったか否かを判断し（ステップＳ４）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となっていない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となるまでステップＳ４の処理を繰り返す。
　時刻ｔ２のタイミングで電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となった場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
　第２情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、加工液４０の導電率が低下することによって加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が低いと判断し、電圧Ｖ１が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ５）。
　その後、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたか否かを判断し（ステップＳ６）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えていない場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えるまでステップＳ５，Ｓ６の処理を繰り返す。
　時刻ｔ３のタイミングで電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えた場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
　電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した後、再び第１情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、第２電圧である電圧Ｖ３が電極部２０１へ印加されるように、電源２０３を制御する（ステップＳ７）。第２電圧である電圧Ｖ３が印加されるタイミングは、印加電圧が電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した後に、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたときである。
　電圧Ｖ３は電圧Ｖ２の極性とは逆極性の電圧である。この動作は、電圧Ｖ２の印加時に陰極として機能していた電極２０１ａを陽極に切り替えるためのものである。
　なお、電圧Ｖ３は、その絶対値が電圧Ｖ２の絶対値に等しく、かつ、極性が電圧Ｖ２の極性と逆であればよく、電極部２０１の仕様、加工液４０の導電率の上限などに応じて設定される。また、電圧Ｖ３の印加を開始するタイミングは、例えば電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した時点から一定時間経過後でもよいし、電圧Ｖ２の印加時間合計値が予め設定された設定値を超えたときでもよい。
　図４に示すように、電圧Ｖ３の印加時に陰極として機能する電極２０１ａに金属イオンが析出することにより加工液４０の導電率が低下する。
　電圧制御部２０４ｂは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったか否かを判断し（ステップＳ８）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となっていない場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となるまでステップＳ８の処理を繰り返す。
　時刻ｔ４のタイミングで電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となった場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。第２情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、ステップＳ１の処理を実行する。
　従来のイオン交換樹脂を用いた場合、イオン交換が一定量行われるとイオン交換樹脂のイオン交換機能が低下し、導電率の上昇を抑制することができなくなる。そのため、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要がある。
　これに対して実施の形態１に係る電気分解装置２００を備えた放電加工装置１００は、加工液４０の導電率の変化を示す情報である電流値Ｉに基づいて加工液４０の導電率を低下させる必要があると判断したとき、金属イオンを析出させる第１電圧を、電極部２０１へ印加する。そのため、放電加工装置１００では、イオン交換樹脂のイオン交換機能が低下することがないため、イオン交換樹脂を用いることなく、加工液４０の導電率を低下させることができる。従って、イオン交換樹脂を用いる場合に比べて、放電加工装置１００のメンテナンス性が向上し、また放電加工装置１００のランニングコストの増加を抑制できる。
実施の形態２．
　図５は本発明の実施の形態２に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａは、電気分解装置２００に代えて電気分解装置２００Ａを備える。
　また放電加工装置１００Ａは、上部ワイヤガイド３１と、下部ワイヤガイド３２と、第１ポンプ１０と、第２ポンプ１１と、フィルタ２０と、加工液４０をくみ上げる第３ポンプ１２とを備える。
　電気分解装置２００Ａは、制御部２０４に代えて制御部２０４Ａを備える。また電気分解装置２００Ａは、電極部２０１、電流検出器２０２及び電源２０３に加えて、電磁弁２２及びイオン交換樹脂２３を備える。
　電磁弁２２は、第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０をイオン交換樹脂２３へ通過させ、又は第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０のイオン交換樹脂２３への通過を遮断する機能を有する。イオン交換樹脂２３は、加工液４０のイオン交換を行うことにより加工液４０の導電率を制御する機能を有する。
　次に図５に示す制御部２０４Ａの構成を説明する。図６は図５に示す制御部の構成を示す図である。
　制御部２０４Ａは、実施の形態１の電流比較部２０４ａ及び電圧制御部２０４ｂに代えて、電流比較部２０４ｃ及び電圧制御部２０４ｄを備える。
　電流比較部２０４ｃには、第１電流しきい値Ｉ１及び第２電流しきい値Ｉ２が設定されると共に、第３電流しきい値Ｉ３が設定される。
　第３電流しきい値Ｉ３は、第２電流しきい値Ｉ２よりも高い値に設定される。第３電流しきい値Ｉ３は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断できる値に設定される。
　電流比較部２０４ｃでは、電流検出器２０２で検出された電流値Ｉと第１電流しきい値Ｉ１とが比較され、また電流値Ｉと第２電流しきい値Ｉ２とが比較される。さらに、電流比較部２０４ｃでは、電流値Ｉと第３電流しきい値Ｉ３とが比較される。比較結果は、電圧制御部２０４ｄに入力される。
　電圧制御部２０４ｄは、電流比較部２０４ｃからの比較結果に基づき、加工液４０の導電率を低下させる必要があるとき、金属イオンを析出させる電圧が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する。さらに電圧制御部２０４ｄは、電流比較部２０４ｃからの比較結果に基づき、第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０をイオン交換樹脂２３に通過させる必要があるとき、電磁弁２２を開放するように制御する。
　次に図７及び図８を用いて制御部２０４Ａの動作について説明する。図７は図６に示す制御部の動作を示すフローチャートである。図８は図７に示す制御部の動作を示すタイミングチャートである。図８には上から順に、電極部２０１に印加される電圧と、電流検出器２０２で検出される電流と、電磁弁の状態とが示される。
　電気分解装置２００Ａの動作が開始されるときには、電磁弁２２が閉じており、イオン交換樹脂２３へ加工液４０が通過していないものとする。また図７において、ステップＳ１からステップＳ３までの処理動作と、ステップＳ４からステップＳ８までの処理動作とは実施の形態１と同様であるため、以下では実施の形態１と異なる処理動作のみ説明する。
　ステップＳ３で電圧Ｖ２が印加された後、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えたか否かを判断し（ステップＳ３１）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えていない場合（ステップＳ３１，Ｎｏ）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えるまでステップＳ３１の処理を繰り返す。
　時刻ｔ１’のタイミングで電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えた場合（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えたことを示す第３情報を電圧制御部２０４ｄへ通知する。
　第３情報が入力された電圧制御部２０４ｄは、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断し、電磁弁２２が閉塞状態から開放状態に変化するように電磁弁２２を制御する（ステップＳ３２）。
　すなわち、電圧制御部２０４ｄは、加工液４０の導電率を低下させる必要がありかつイオン交換樹脂２３に加工液４０を通過させる必要があるとき、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御しながら、加工液４０をイオン交換樹脂２３へ通過させるように電磁弁２２を制御する。
　これにより、電極部２０１の電気分解に、イオン交換樹脂２３のイオン交換がアシストされるため、加工液４０の導電率の上昇が抑制される。
　電流比較部２０４ｃは、電磁弁２２が開放状態に変化したことによって電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になったか否かを判断し（ステップＳ３３）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になっていない場合（ステップＳ３３，Ｎｏ）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になるまでステップＳ３３の処理を繰り返す。
　時刻ｔ１’’のタイミングで電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になった場合（ステップＳ３３，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になったことを示す第４情報を電圧制御部２０４ｄへ通知する。
　第４情報が入力された電圧制御部２０４ｄは、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけで加工液４０の導電率の上昇を抑制できると判断し、電磁弁２２が開放状態から閉塞状態に変化するように電磁弁２２を制御する（ステップＳ３４）。
　すなわち、電圧制御部２０４ｄは、加工液４０の導電率を低下させる必要がありかつイオン交換樹脂２３に加工液４０を通過させる必要がないとき、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御しながら、加工液４０のイオン交換樹脂２３への通過を停止させるように電磁弁２２を制御する。
　なお、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、イオン交換樹脂２３を通過した加工液４０が清液槽３に供給されているが、放電加工装置１００Ａは、イオン交換樹脂２３を通過した加工液４０が加工槽１又は汚液槽２に供給されるように構成してもよい。
　また、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、第３ポンプ１２が清液槽３に設けられているが、放電加工装置１００Ａは、第３ポンプ１２を加工槽１又は汚液槽２に設けるように構成してもよい。
　また、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、電磁弁２２が用いられているが、放電加工装置１００Ａは、電磁弁２２の代わりに、空気圧の供給又は停止により開閉する空気作動方式の開閉弁を備えるように構成してもよい。
　以上に説明したように実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、例えば被加工物３０の加工量が多くなり加工液４０の導電率が急激に上昇した場合でも、電極部２０１の電気分解に、イオン交換樹脂２３のイオン交換がアシストされるため、加工液４０の導電率の上昇が抑制される。
　また実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、電極部２０１による電気分解を補助するようにイオン交換樹脂２３が利用されるため、電極部２０１が利用されずにイオン交換樹脂２３のみが利用される場合に比べて、イオン交換樹脂２３の目詰まりが抑制され、イオン交換樹脂２３の交換周期を延ばすことができる。
　なお、実施の形態１，２に係る放電加工装置１００，１００Ａでは、電極部２０１が加工槽１に設けられているが、放電加工装置１００，１００Ａは、電極部２０１が汚液槽２又は清液槽３に設けられるように構成してもよい。
　汚液槽２又は清液槽３に電極部２０１が設けられた場合でも、加工液４０中の導電率の上昇を抑制できる。但し、加工槽１内の加工液４０の導電率は、汚液槽２又は清液槽３内の加工液４０の導電率よりも高い値を示す。また汚液槽２には、第１配管４を介して、加工槽１からの加工液４０が供給されるため、汚液槽２内の加工液４０の導電率の変化は、加工槽１内の加工液４０の導電率の変化よりも遅れる傾向がある。
　従って、加工槽１に電極部２０１が設けられることにより、汚液槽２又は清液槽３に電極部２０１が設けられる場合に比べて、被加工物３０の周囲に存在する加工液４０の導電率の変化を正確に検出することができると共に、被加工物３０の周囲に存在する加工液４０の導電率を素早く低減することができる。従って、加工液４０の絶縁媒体としての機能を、十分に発揮させることができる。
　また、実施の形態１，２に係る放電加工装置１００，１００Ａに用いられる電極部２０１の数は、１つに限定されず、２つ以上でもよい。
　また、実施の形態１，２に係る電気分解装置２００，２００Ａは、放電加工装置１００，１００Ａ以外の工作機械に利用される加工液４０の電気分解にも利用できる。当該工作機械は、例えば、被加工物３０を加工液４０に浸さず上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２のノズルから放出される加工液４０を利用して放電加工を行う加工装置、加工液４０を利用して加工を行うマシニングセンタなどである。
　また、実施の形態１，２に係る電気分解装置２００，２００Ａでは、導電率の計測手段として電流検出器２０２が用いられているが、電気分解装置２００，２００Ａは、電流検出器２０２の代わりに、導電率計測センサを備えるように構成してもよい。導電率計測センサは、例えば加工液４０に接する２つの電極を備え、２つの電極間の抵抗値を測定して、２つの電極の単位面積当たりの当該抵抗値の逆数を、導電率として算出する。算出される導電率は、加工液４０の導電率の変化を示す情報である。
　導電率計測センサを用いる場合、制御部２０４Ａは、電流比較部２０４ｃの代わりに導電率比較部を備える。導電率比較部には、導電率計測センサからの導電率が入力される。
　導電率比較部には、例えば、第１導電率しきい値σ１と、第２導電率しきい値σ２と、第３導電率しきい値σ３とが設定される。第１導電率しきい値σ１は、例えば実際に放電加工ができなくなったときに測定された導電率の値よりも僅かに低い値に設定される。すなわち、第１導電率しきい値σ１は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値に設定される。
　第２導電率しきい値σ２は、第１導電率しきい値σ１よりも高い値に設定される。
　第３導電率しきい値σ３は、第２導電率しきい値σ２よりも高い値に設定される。第３導電率しきい値σ３は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断できる値に設定される。
　このように、複数の導電率しきい値が設定された導電率比較部を備える制御部では、電流比較部２０４ｃを備える場合と同様に、導電率計測センサで計測される導電率と、導電率しきい値とが比較され、その比較結果に応じて、電極部２０１へ印加される電圧制御又は電磁弁２２の開閉制御が行われる。
　図９は図４に示す電流値と導電率の関係を示す図である。図９の横軸には電流値が示され、縦軸には、１時間当たりの導電率の低下量が示される。電流値は大きくなればなるほど導電率が低下し、電流値の上限が１Ａに設定されていれば十分な電気分解効果が期待できる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　加工槽、２　汚液槽、３　清液槽、４　第１配管、５　第２配管、６　第３配管、１０　第１ポンプ、１１　第２ポンプ、１２　第３ポンプ、２０　フィルタ、２２　電磁弁、２３　イオン交換樹脂、３０　被加工物、３１　上部ワイヤガイド、３２　下部ワイヤガイド、３３　ワイヤ電極、４０　加工液、１００，１００Ａ　放電加工装置、２００，２００Ａ　電気分解装置、２０１　電極部、２０１ａ　電極、２０２　電流検出器、２０３　電源、２０４，２０４Ａ　制御部、２０４ａ，２０４ｃ　電流比較部、２０４ｂ，２０４ｄ　電圧制御部、２１０　第１配線、２１１　第２配線、４００　プロセッサ、４０１　メモリ。

Claims (4)

  1. 　複数の電極を備え、加工液の金属イオンを前記電極に析出させる電極部と、
    　前記電極部に電圧を印加する電源と、
    　前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記電極部に前記金属イオンを析出させる第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御し、前記第１電圧が前記電極部へ印加された後、前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御する制御部と、
    　を備えることを特徴とする電気分解装置。
  2. 　前記加工液のイオン交換を行い前記加工液の導電率を低下させるイオン交換樹脂と、
    　前記加工液をくみ上げるポンプでくみ上げられた前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させ、又は前記ポンプでくみ上げられた前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を遮断する開閉弁と、
    　を備え、
    　前記制御部は、
    　前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要があるとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させるように前記開閉弁を制御し、前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要がないとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を停止させるように前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。
  3. 　請求項１又は２に記載の電気分解装置と、
    　被加工物を放電加工する放電加工部と、
    　を備えることを特徴とする放電加工装置。
  4. 　前記電極部は、前記放電加工部を内部に有する加工槽に設置され、前記加工槽内の前記加工液の金属イオンを析出させることを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。
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