JP2969028B2 - 放電加工方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工方法及び装置に
関し、特に電極形状に対応して最適な揺動軌跡を自動修
正する放電加工方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】型彫り放電加工時、加工電極を被加工物
であるワークに対して揺動させながらワークに所定形状
の凹部を放電形成したり穴の内側面を所定形状に放電加
工する、いわゆる揺動型の放電加工では、所望の加工形
状の電極を用いることにより電極形状に相似形状の加工
を施すことができる。かかる揺動型の放電加工方法の詳
細は特公昭５５ー１６７７３号公報に開示されている。
揺動運動の周回経路（揺動パターン）としては、通常、
四角パターンや円形パターンのような単純パターンが用
いられる。

【０００３】また、予め加工形状に対応して電極形状を
数値データとして記憶しておき、記憶された上記数値デ
ータに基づいて揺動パターン（軌跡）を決定する手法が
本願出願人になる特開平３−７９２３３号に開示されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
揺動型の放電加工では、加工形状に対応する電極形状を
予め数値データとして表し、この数値データに基づいて
揺動パターンを決定し、該電極形状に相似な加工形状を
得るように加工している。しかしながら、かかる放電加
工方法は、電極形状データに基づいて揺動パターンを演
算により決定しなければならないため、ユーザは電極形
状毎に電極形状データを登録しなければならず、複雑な
電極形状の場合にはその形状データの登録は、煩雑な作
業を必要とする。

【０００５】そこで、本発明の目的は、複雑な電極形状
であっても自動的に最適な揺動パターンを生成し、高精
度な加工形状を得ることができる放電加工方法及び装置
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による放電加工方法は、ワークに対して電極
を所定の揺動パターンに沿って揺動しながら放電加工す
る放電加工方法において、前記揺動パターンの周回経路
を複数の領域に分割し、前記分割した各領域毎の前記電
極の移動指令データ、及び前記電極とワーク間の極間平
均電圧と前記分割した各領域毎の極間電圧との差に応じ
た移動補正データを予め格納し、放電加工中に前記電極
とワーク間の極間平均電圧を求め、前記分割した各領域
毎の極間電圧と前記求めた極間平均電圧との差を検出し
たとき、前記分割した各領域毎の移動指令データを前記
移動補正データに基づいて前記複数の分割領域における
前記極間平均電圧が略等しくなるように修正し、前記修
正した移動指令データに従って前記電極を移動させ、前
記揺動パターンが前記電極の形状と相似形になるように
前記電極の移動方向を逐次修正しながら揺動加工する。

【０００７】また、本発明による放電加工装置は、ワー
クに対して電極を所定の揺動パターンに沿って揺動しな
がら放電加工する放電加工装置において、前記揺動パタ
ーンの周回経路を複数の領域に分割し、前記分割した各
領域毎の前記電極の移動を指令する揺動指令テーブルを
作成する第１の手段と、前記第１の手段で作成された前
記揺動指令テーブルに前記分割した各領域毎の移動指令
データを格納する第２の手段と、前記電極とワーク間の
極間平均電圧と前記第１の手段で分割した各領域毎の極
間電圧との電圧差に応じた移動補正データを格納する第
３の手段と、前記電極とワーク間の極間電圧を検出する
第４の手段と、前記第４の手段で検出した極間電圧を揺
動の周回経路について平均した極間平均電圧と前記第１
の手段で分割した各領域毎の極間電圧との電圧差を求め
る第５の手段と、前記第５の手段で求めた電圧差に応じ
た前記移動補正データに基づいて、前記第２の手段に格
納されている前記揺動指令テーブルの該当領域の移動指
令データを前記複数の分割領域における前記極間平均電
圧が略等しくなるように修正し格納する第６の手段と、
前記第２の手段から出力される前記揺動指令テーブルで
定まる揺動パターンに従って前記電極を揺動動作させる
第７の手段とを備えて構成される。

【０００８】

【作用】本発明では、電極の揺動パターンを決定する
際、電極とワーク間の極間電圧より得られるギャップを
モニタ−し、該ギャップが一定となるように逐次揺動パ
ターンを修正することにより、複雑な電極形状であって
も、正方形や円形の単純な初期揺動パターンから自動的
に電極形状に相似な揺動パターンを得ている。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による放電加工方法を
実現するための基本的装置を示す構成図である。電極１
と被加工物であるワーク２間には放電加工のために加工
電源８から電圧が印加されており、電極１とワーク２間
の極間電圧が極間電圧検出部３で検出され、検出された
極間電圧に対応する極間のギャップ情報が得られる。揺
動パターン作成部４は、極間電圧検出部３からのギャッ
プ情報に基づいて電極の揺動周回にわたって平均極間電
圧が一定となるような揺動パターンを後述する手法で作
成する。駆動部５は、揺動パターン作成部４で作成され
た揺動パターンに従って電極を移動させるため送り軸駆
動モータ６を駆動する。

【００１０】本発明は、揺動周回時に電極とワーク間の
極間電圧から得られるギャップ情報に基づいて揺動周回
経路におけるすべての平均極間電圧が一定となるように
逐次揺動パターンを修正していき、複雑な電極形状であ
っても、最終的に電極形状に相似な揺動パターンを作成
して高精度な加工を行う。したがって、例えば、図２
（Ａ）に示すような五角形の電極を用いた場合、最初の
揺動パターンが同図（Ｂ）のような正方形パターンであ
ったとしても、上述のようにギャップＬGが一定となる
ようなパターンを逐次修正しながら作成していけば（同
図（Ｃ）参照）順次、揺動パターンは電極形状に近付い
て行き、最終的に電極形状（Ａ）と相似な五角形の揺動
パターン（Ｄ）が得られる。

【００１１】次に、ギャップが一定となるように揺動パ
ターンの逐次修正、作成処理について説明する。加工開
始時、例えば正方形揺動パターンを用い、電極としては
図３に示すような六角形を用い、揺動半径（正方形振動
の振り幅の半分）を１００μｍとしたとき、ＮＣプログ
ラムから作成される各揺動指令テーブル（揺動パターン
経路をｎ分割したとき）は、図３のＲ１，Ｒ２，Ｒ３，
…の各領域に対応し、各揺動テーブル＃１，＃２，＃
３，…，＃６，…，＃ｎは、インクリメンタル表示の場
合、図４のように表わされる。つまり、揺動指令テーブ
ル＃１〜＃３まではｘ軸方向のインクリメンタルは零
で、ｙ軸方向のインクリメンタルは２０μｍずつ指示さ
れ、送り速度が５０ｍｍ／ｍｉｎで指定されている。

【００１２】揺動指令テーブル＃３を終了した時点で、
該テーブル＃３の処理過程で得られる平均極間電圧（ギ
ャップ間隔に対応）から予め定めた基準値を減算して得
られる電圧差Ｖを検出する。この電圧差Ｖは、該基準値
に相当する基準ギャップから現在の電極位置がどの程度
ずれているかを示すもので、ギャップを一定化するた
め、ずれ量に応じて揺動指令テーブルのインクリメント
ベクトル（中心を結ぶ方向のベクトル）を補正する。該
電圧差と補正量との関係の一例が図６に示されている。

【００１３】さて、揺動指令テーブル＃３の処理で得ら
れた電圧差が−６Ｖであれば図６から補正量として−２
μｍが得られる。したがって、補正後の移動ベクトルと
しては、図５のＶを求めれば良い。すなわち、揺動指令
テーブル＃３は、ベクトルＶ1に相当し、この場合、−
２μｍの補正量（中心に向かう２μｍ長のベクトルＶ
2）が必要であり、ベクトルＶ1とＶ2を合成した合成ベ
クトルＶが揺動指令テーブル＃３の修正された指令とな
る。図５において、ベクトルＶ1の始点座標は（０，
０）で中心からｘ方向１００μｍ離れており、終点座標
は（０，２０）であるから、角度θ2＝tan-1 100/20＝7
8.6度が得られ、結局、移動ベクトルＶについてのｘ方
向のインクリメンタルは−１．９μｍ、ｙ方向のインク
リメンタルは１９．６μｍが得られるから、修正後の揺
動指令テーブルは図７のようになる。以後、順次他の揺
動指令テーブルの処理が続行される。

【００１４】こうした修正前後の揺動パターンの変化が
図８に図示されている。（Ａ）に示すようなｙ方向だけ
のインクリメントが行われる揺動パターンに対して、上
記修正が施された後は、（Ｂ）に示すようにテーブル＃
３で左方向にずれ、電極形状に順次近付いていくことに
なる。すなわち、図９に揺動パターン形状の変化が示さ
れるように、揺動開始時の初期パターンは（Ａ）のよう
な正方形であるが、上述修正が繰り返されることによっ
て順次、電極形状の六角形に近付き（同図（Ｂ））、最
終的には（Ｃ）に示す如く電極形状と相似な六角形揺動
パターンが作成される。

【００１５】図１０には本発明による放電加工方法を実
現する装置の具体的構成例が示されている。移動指令作
成部１１は、加工プログラムデータを受け、電極の揺動
指令テーブルを作成して制御部１２に供給する。制御部
１２は、供給された揺動指令テーブルをメモリ１２Ａに
格納するとともに、前述のような修正を施した揺動指令
テーブルを同メモリ１２Ａに格納する。サーボ速度発生
部１３と揺動速度発生部１４は、メモリ１２Ａから読み
出した揺動指令テーブルに基づいて公知の手法で求めた
サーボ速度と揺動速度を指定するパルスをそれぞれ発生
する。パルス合成部１５は、サーボ速度発生部１３と揺
動速度発生部１４からのパルスを合成してｘ，ｙ及びｚ
方向の軸送り用モータ６ｘ，６ｙ及び６ｚに対応パルス
を出力する。これらモータ６ｘ，６ｙ及び６ｚにより送
りねじ７ｘ，７ｙ及び７ｚが駆動され、電極１の移動が
制御される。

【００１６】電極１とワーク２には放電加工用の電圧が
加工電源８から印加されており、電極１とワーク２間の
極間電圧が極間電圧検出部３で検出される。ここで、検
出された極間電圧は、制御部１２に送出され、前述した
ギャップ一定化のための揺動指令テーブルの修正処理が
施される。

【００１７】図１１には、図１０の揺動指令テーブル作
成部１１と制御部１２における揺動指令テーブルの修正
処理手順がフローチャートとして示されている。処理開
始後、先ず揺動指令テーブル作成部１１が、ＮＣ加工プ
ログラムから揺動に関するプログラムを検索し、検索さ
れた揺動パターン（軌跡）の周回経路をｎ分割し、ｎ個
の揺動指令テーブルを作成した後（ステップＳ１）、加
工がスタートする（ステップＳ２）。次に、該揺動指令
テーブルが制御部１２のメモリ１２Ａに転送され、格納
される（ステップＳ３）。これら揺動指令テーブルデー
タ（揺動移動距離、速度等）に基づいてサーボ速度発生
部１３と揺動速度発生部１４はモータ６ｘ，６ｙ及び６
ｚに送出すべき出力パルスを求めパルス合成部１５に送
出する（ステップＳ４）。極間電圧検出部３は、極間電
圧を検出し（ステップＳ５）、揺動指令テーブル単位で
の平均極間電圧を求める（ステップＳ６）。その後、当
該揺動指令テーブルの処理が完了したか否かを判断し
（ステップＳ７）、完了していなければステップＳ４の
処理に戻り、完了していれば、前記基準電圧からステッ
プＳ６で得られた平均極間電圧を減算し（ステップＳ
８）、得られた電圧差から図６に示すような表を用いて
補正量を読み取る（ステップＳ９）。そして、該補正量
を用いて揺動指令テーブルを修正し、新しい揺動パター
ン（軌跡）の移動ベクトルを演算し（ステップＳ１
０）、得られた揺動指令テーブルを制御部１２のメモリ
１２Ａに転送して書き込む（ステップＳ１１）。続い
て、すべての加工が完了したか否かを判断し（ステップ
Ｓ１２）、完了していなければステップＳ３の処理に戻
り、完了していれば処理を終了する。

【００１８】尚、上記実施例において、補正量を用いた
揺動指令テーブルの修正により、電極移動が目標位置に
到達できなかったり、目標位置をオーバーすることがあ
るが、このような問題は、以後のテーブル修正処理を行
う際に補正を施すことにより解決できる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による放電
加工方法及び装置は、電極の揺動パターンを決定する
際、電極とワーク間の平均極間電圧をモニタ−し、該平
均極間電圧が一定となるように逐次揺動パターンを修正
しているので、複雑な電極形状であっても、事前に該電
極形状データに基づく揺動パターンを演算等により求め
る必要がなくなり、自動的に電極形状に相似な揺動パタ
ーンが得られ、きわめて使用性が高く、且つ高精度な放
電加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電加工方法を実現するための基
本構成例図である。

【図２】本発明により順次揺動パターンが更新されてい
く様子を示す図である。

【図３】本発明の実施例において、六角形の電極形状対
応の揺動軌跡をｎ分割した各揺動指令テーブルの区間を
示す図である。

【図４】図３における揺動指令テーブルの例を示す図で
ある。

【図５】本発明の実施例におけるギャップ一定化のため
の揺動指令テーブルの更新例を説明するための図であ
る。

【図６】本発明の実施例における極間電圧差と補正量と
の関係を示す図である。

【図７】本発明の実施例における更新後の揺動指令テー
ブルの例を示す図である。

【図８】図７の更新による揺動指令テーブルに基づいて
電極の移動軌跡の変化を示す図である。

【図９】本発明の実施例における揺動パターンの変化を
示す図である。

【図１０】本発明による放電加工方法を実現するための
具体的構成図である。

【図１１】図１０の主に制御部における動作処理手順を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ 電極 ２ ワーク ３ 極間電圧検出部 ４ パターン作成部 ５ モータ駆動部 ６，６Ｘ，６Ｙ，６Ｚ モータ ７，７Ｘ，７Ｙ，７Ｚ 送りねじ ８ 加工電源 １１ 揺動指令テーブル作成部 １２ 制御部 １２Ａ メモリ １３ サーボ速度発生部 １４ 揺動速度発生部 １５ パルス合成部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークに対して電極を所定の揺動パターン
   に沿って揺動しながら放電加工する放電加工方法におい
   て、 前記揺動パターンの周回経路を複数の領域に分割し、 前記分割した各領域毎の前記電極の移動指令データ、及
   び前記電極とワーク間の極間平均電圧と前記分割した各
   領域毎の極間電圧との差に応じた移動補正データを予め
   格納し、 放電加工中に前記電極とワーク間の極間平均電圧を求
   め、 前記分割した各領域毎の極間電圧と前記求めた極間平均
   電圧との差を検出したとき、前記分割した各領域毎の移
   動指令データを前記移動補正データに基づいて前記複数
   の分割領域における前記極間平均電圧が略等しくなるよ
   うに修正し、 前記修正した移動指令データに従って前記電極を移動さ
   せ、前記揺動パターンが前記電極の形状と相似形になる
   ように前記電極の移動方向を逐次修正しながら揺動加工
   することを特徴とした放電加工方法。
2. 【請求項２】ワークに対して電極を所定の揺動パターン
   に沿って揺動しながら放電加工する放電加工装置におい
   て、 前記揺動パターンの周回経路を複数の領域に分割し、前
   記分割した各領域毎の前記電極の移動を指令する揺動指
   令テーブルを作成する第１の手段と、 前記第１の手段で作成された前記揺動指令テーブルに前
   記分割した各領域毎の移動指令データを格納する第２の
   手段と、 前記電極とワーク間の極間平均電圧と前記第１の手段で
   分割した各領域毎の極間電圧との電圧差に応じた移動補
   正データを格納する第３の手段と、 前記電極とワーク間の極間電圧を検出する第４の手段
   と、 前記第４の手段で検出した極間電圧を揺動の周回経路に
   ついて平均した極間平均電圧と前記第１の手段で分割し
   た各領域毎の極間電圧との電圧差を求める第５の手段
   と、 前記第５の手段で求めた電圧差に応じた前記移動補正デ
   ータに基づいて、前記第２の手段に格納されている前記
   揺動指令テーブルの該当領域の移動指令データを前記複
   数の分割領域における前記極間平均電圧が略等しくなる
   ように修正し格納する第６の手段と、 前記第２の手段から出力される前記揺動指令テーブルで
   定まる揺動パターンに従って前記電極を揺動動作させる
   第７の手段と、 を備えて成ることを特徴とした放電加工装置。