JP2007253273A - 放電加工方法および放電加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】確実かつ容易に取残しの少ない放電加工を行なうこと。
【解決手段】指令位置が目標位置に到達した後、サンプリング時間の計測を開始するとともに現在位置を取得する。そして、目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と前記現在位置との差分量を計算する。サンプリング時間中、現在位置を取得して差分量を積算する。所定サンプリング時間後に前記差分量の積算値をサンプリング回数で除算して平均値を求める。平均値が０以下になったときに加工を終了する。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電加工において現在位置が所定の許容範囲内に収まったときに加工を終了とする放電加工方法に関する。

放電加工は、工具電極と工具電極に対向配置される被加工物との間に形成される加工間隙に所定の電圧パルスを印加して加工間隙に繰返し放電を発生させ放電エネルギによって被加工物を加工する。形彫放電加工では、一般に、加工プログラムにプログラムされた目標位置に到達したときに加工が終了される。例えば、モータ制御装置がモータに出力する指令位値をカウントし、指令位値が目標位置に到達したときに放電加工が終了したと判断される。このとき、目標位置は、実際の加工深さに対して工具電極の消耗を考慮してギャップ分差し引いた位置に設定されている。

ところで、モータによって工具電極を加工間隙を隔てて前進後退させている性質上、モータのたまりパルスが発生する。そのため、実際の加工は目標位置まで進んでいないにも関わらず指令位値（現在位置）が目標位置に達してしまい、加工が終了したと認識される問題が生じる。その結果、指令位値が目標位置に到達したときに放電加工が終了したと判断すると、加工底面に予定していない多くの取残しが生じる。

このような問題に対処できる方法として、特許文献１に開示されるように極間の平均電圧から加工の終了を判定する方法がある。また、特許文献２に開示されるように加工時間を設定して加工を行なう方法がある。
特開平９−１７４３３４号公報 特公昭６０−３９３３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されるような方法では、負圧による加工間隙の拡大によって終了の判断を誤認するおそれがある。あるいは底面に段差がある場合に片浮きによって終了の判断を誤認するおそれがある。また、特許文献２に開示されるような方法では、加工時間の設定に熟練を要し、不必要に加工時間が長くなったりするおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて、より確実かつ容易に取残しの少ない放電加工を行なうことを目的とする。

本発明の放電加工方法は、指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置まで到達した後に、複数の現在位置データから平均値を求め、前記現在位置の平均値が所定の許容値の範囲内に収まったときに加工を終了とする。

また、本発明の放電加工方法は、指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置に到達した後に現在位置を取得して目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と前記現在位置との差分量を積算する工程と、所定サンプリング時間後に差分量の積算値をサンプリング回数で除算して平均値を求める工程と、平均値が０以下になったときに加工を終了する工程と、を有する。

また、本発明の放電加工装置は、指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置に到達した後に現在位置を取得して目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と前記現在位置との差分量を積算する積算値計算手段と、所定サンプリング時間後に前記差分量の積算値をサンプリング回数で除算して平均値を求める平均値計算手段と、前記平均値が０以下になったときに加工を終了する判定手段と、を有する。

本発明によると、指令位値が目標位置に到達後、得られる現在位置の平均値が目標位置に近似したときに加工を終了と判定する。目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と現在位置との差分量の平均値が０以下であるときは、現在位置の平均値が目標位置から予め設定された所定の許容値の範囲内に収まったとみなすことができる。したがって、現在位置が確実に目標位置に近似したときに加工が終了したと判断される。

本発明は、現在位置の平均値が予め設定された所定の許容値の範囲内に収まったかどうかで加工が終了と判定しているから、振動やオーバシュートによって現在位置が目標位置に到達することによる誤判定がない。また、所定の許容値の範囲内に収まったかどうかで加工が終了と判定しているから、実際の加工で長時間現在位置の平均値が目標位置に到達しないで加工の終了が判定されないことがない。その結果、誤認や誤判定のおそれが小さく、加工時間を設定する必要がなく、確実かつ容易に取残しの少ない放電加工を行なうことができる。

図１は、本発明の放電加工方法を示すフローチャートである。図２は、本発明の放電加工方法を実施する装置を示すブロック図である。図３は目標位置と許容値および現在位置を示す図である。

加工終了判断部１は、数値制御装置に含まれる。図３に示されるように、目標位置ｚは、被加工物Ｗに対して予め工具電極Ｅの消耗を考慮して最終的に必要とする加工深さからギャップＧ分差し引いた位置に設定され加工プログラムにプログラムされる。目標位置は、数値制御装置からモータ制御装置２に出力される。モータ制御装置２は、数値制御装置からの目標位置の位置データを含む指令データに基づいてモータ３に指令位値を出力するとともに数値制御装置に指令位値を参照データとして出力する。

放電加工中は、加工間隙に所定の電圧パルスが印加され繰返し放電が発生される。その間、数値制御装置は、比較部５において指令位値が目標位置に到達したかどうかを見ている（Ｓ１）。

加工終了判断部１は、積算値計算部１０において、指令位値が目標位置に到達したらサンプリング時間の計測を開始する（Ｓ２）。サンプリング時間は、５００ｍｓｅｃとする。そして、所定の時間間隔、１ｍｓｅｃごとに現在位置を取得する（Ｓ３）。現在位置は、位置検出器４から得る。この時点で、現在位置が目標位置に到達したことが検出されたとしても、振動やたまりパルスによって実際の加工は目標位置まで進んでおらず、予定していない取残しが生じている。

積算値計算部１０では、現在位置を取得するたびに、目標位置ｚから予め設定された許容値Δを差し引いた値と現在位置ｚｒとの差分量ｄを計算する（Ｓ４）。そして、差分量ｄを以前の値に加算して差分量の積算値（累積値）を求めるとともに、サンプリング回数を記録する（Ｓ５）。

許容値Δは、予め見込んである取残し量に基づいて事前に設定される。例えば、許容値は加工条件により数μｍのオーダで設定される。実際の加工では、単位時間ごとの複数の現在位置の平均値が長時間にわたり目標位置に到達しないことが予想されるので、単に現在位置が目標位置に到達するかどうかで判断するのではなく、許容値を設定し、現在位置が所定の範囲内に収まったかどうかで加工が終了したかどうかを判断するようにしている。

次に、加工終了判断部１は、平均値計算部２０において、所定サンプリング時間が経過したら（Ｓ６）、差分量ｄの積算値を記録されているサンプリング回数で除して差分量ｄの平均値を求める（Ｓ７）。

差分量ｄの平均値が求められたら、加工終了判断部１の判定部３０において、差分量ｄの平均値が０以下であるかどうかを見る（Ｓ８）。差分量の平均値が０以上である場合は、複数の現在位置の平均値が所定の許容値の範囲内に収まっていないので、サンプリングタイムをリセットして（Ｓ９）、再度所定の単位時間ごとに現在位置を取得して積算し差分量の平均値を求める（Ｓ２−Ｓ７）。差分量ｄの平均値が０以下である場合は、現在位置の平均値が許容値以内にあるので、加工が終了したと判断し、モータ制御装置２からの指令位値の出力を止めて加工を終了する。

以上のプロセスでは、現在位置は、振動やオーバシュートによって実際に加工がされている位置よりも進んで検出されることがあるので、所定の時間間隔で複数の現在位置を取得して平均値で判断している。モータ制御装置２は、数値制御装置から得られる目標位置の位置データを越えて指令位値を出力しないから、加工し過ぎたり、工具電極や被加工物が傷つくことはない。

このようにある時間内の目標位置から許容値を差し引いた値と現在位置との差分量の平均値によって、現在位置が確実に目標位置から許容値以内の位置にあることがわかる。したがって、単位時間当たりに検出される現在位置の平均値が目標位置に近似したことによって加工の終了を判断している。

本発明は、放電加工における加工の終了を判断する技術に適用される。本発明によって確実かつ容易に取残しの少ない放電加工を行なうことができる。

本発明の放電加工方法を示すフローチャートである。 本発明の放電加工装置を示すブロック図である。 本発明における目標位置と現在位置および許容範囲の関係を示す工具電極と被加工物の模式図である。

符号の説明

１ 加工終了判断部
２ モータ制御装置
３ モータ
４ 位置検出器
５ 比較部
１０ 積算値計算部
２０ 平均値計算部
３０ 判定部

Claims (3)

1. 指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置まで到達した後に、複数の現在位置データから現在位置の平均値を求め、前記現在位置の平均値が所定の許容値の範囲内に収まったときに加工を終了とする放電加工方法。
2. 指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置に到達した後に現在位置を取得して目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と前記現在位置との差分量を積算する工程と、所定サンプリング時間後に前記差分量の積算値をサンプリング回数で除算して平均値を求める工程と、前記平均値が０以下になったときに加工を終了する工程と、を有する放電加工方法。
3. 指令位値が加工プログラムにプログラムされた目標位置に到達した後に現在位置を取得して目標位置から予め設定された許容値を差し引いた値と前記現在位置との差分量を積算する積算値計算手段と、所定サンプリング時間後に前記差分量の積算値をサンプリング回数で除算して平均値を求める平均値計算手段と、前記平均値が０以下になったときに加工を終了する判断手段と、を有する放電加工装置。

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