JPH0724651A - 放電加工装置及び放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電加工装置および放電加工方法において、
ワークに対して電極を滑らかな移動軌跡に沿って移動さ
せ、滑らかなワークの加工形状を得ることのできる放電
加工装置及び放電加工方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 電極４ａを把持した回転可能なホルダ８を、
放電加工装置１の機械中心に対してオルダム継手３０に
よって任意の方向に摺動可能に設け、ホルダ８を外周円
の軸心に対して内周円の軸心が偏心した内偏心リング４
０、中偏心リング５０、外偏心リング６４によって保持
し、各偏心リングをサーボモータ４８，６０，７４によ
ってそれぞれ偏心回転運動させることによって、ホルダ
８に保持された電極４ａを任意の移動軌跡に沿って自転
かつ公転移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は放電加工装置及び放電加
工方法に関し、特に電極とワークとを相対運動させなが
らワークに所望の放電加工を施す放電加工装置及び放電
加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】工作機械を用いた金属材料の加工方法に
は様々なものが有るが、材料となる物質の機械的強度に
関係なく加工を行うことが可能であり、高精度の加工が
可能な放電加工が多く利用されている。

【０００３】放電加工によって加工されるものの一つに
歯車の金型がある。歯車は、つぎつぎに噛み合う歯によ
って運動を伝達する機械の重要な構成要素である。特
に、正確な速比の回転運動と、大きな動力をきわめて小
さな構造で効率よく伝達することができることから、計
器や時計等の小形歯車から中形の自動車の変速機のギ
ア、大形のものでは数万馬力の舶用タービン減速歯車に
至るまできわめて広い分野で使用されている。

【０００４】一般に歯車は、加工精度の善し悪しによっ
て振動や騒音の大きさが左右されるため、加工精度の向
上が切望されている。特に最近、居住性が重要視される
自動車の分野では、振動・騒音の発生原因を排除するた
めに歯車の加工精度向上が求められている。

【０００５】従来、歯車の形成は、歯切盤による機械加
工法、鍛造法、放電加工法等があるが、生産性を考慮す
ると比較的容易に低コストで大量生産することのできる
鍛造法（押出し鍛造法や焼結鍛造法）が採用されてい
る。鍛造の場合、鍛造用の金型の精度の善し悪しがその
まま歯車の精度に影響を与えるため、高精度の金型を得
ることが重要である。

【０００６】従来の放電加工は、Ｘ方向、Ｙ方向に移動
可能なＸＹ移動テーブル上に素材（ワーク）を固定保持
して、このワークに対して、形成する加工形状と同形状
の放電加工用電極を接近させ、前記ＸＹ移動テーブルの
Ｘ方向の移動とＹ方向の移動とを組み合わせることによ
って、放電加工用電極とワークとの相対位置を変化させ
て、ワークを所望の加工形状に加工していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の放電加
工装置では、ワークの電極に対する相対移動をＸＹ移動
テーブルによって行っていたため、Ｘ方向のみ、または
Ｙ方向のみの移動の軌跡は滑らかに描くことができた
が、斜め方向の移動や曲線的な移動はＸ方向、Ｙ方向へ
の微小移動の組み合わせによって行う必要があり、移動
の軌跡は階段状になってしまっていた。従って、電極に
対するワークの動きも階段状にガタガタしたものになり
滑らかな移動の軌跡を描くことができず、加工されるワ
ークも滑らかな加工形状を得ることができないという問
題があった。

【０００８】そこで本発明は、ワークに対して電極を滑
らかな移動軌跡に沿って移動させることを可能にし、滑
らかなワークの加工形状を得ることのできる放電加工装
置及び放電加工方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するため、第１として、ワークと電極とを近接させ
ると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極によ
りワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電加工
装置において、前記電極を把持すると共に、放電加工装
置の機械中心に対して任意の方向に摺動可能に設けられ
た回転軸と、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心
した第１偏心リングであって、前記内周円に前記回転軸
を保持する第１偏心リングと、前記回転軸と第１偏心リ
ングとを内周円に保持する少なくとも１つ設けられた外
郭偏心リングと、前記第１偏心リングと外郭偏心リング
とを回転駆動させて、その回転運動によって前記回転軸
に所定の移動量を与える回転駆動制御部と、を有するこ
とを特徴とするものである。

【００１０】また、第２として、ワークと電極とを近接
させると共にワークと電極とを相対同期運動させ、電極
によりワークを放電加工して所望の加工形状を得る放電
加工方法において、前記電極を把持し、放電加工装置の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能な回転軸を設
け、外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心した第１
偏心リングの内周円に前記回転軸を保持し、さらに、前
記回転軸と第１偏心リングとを内周円に保持する外郭偏
心リングを少なくとも１つ設け、前記第１偏心リング
と、外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ制御すること
によって、回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させ、
前記電極の形状と前記回転軸の移動軌跡とによってワー
クの加工形状を決定することを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明の放電加工装置においては、電極を把持
した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対して任意の
方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の軸心に対し
て内周円の軸心が偏心した第１偏心リングの内周円に保
持し、さらに該第１偏心リングを偏心した内周円を有す
る外郭偏心リングの内周円に保持させる。そして、第１
偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によって
それぞれ偏心回転運動させることによって、第１偏心リ
ングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って移動
させる。

【００１２】従って電極を固定した回転軸は偏心リング
の偏心回転運動によって、任意の偏心量と偏心速度で移
動することが可能となり、ワークと電極の相対運動が滑
らかに成り、滑らかなワークの加工形状を得ることので
きる。

【００１３】また、本発明の放電加工方法においては、
第１偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
制御することによって、第１偏心リングに保持された回
転軸を任意の移動軌跡に沿って移動させることが可能で
あり、電極とワークとの任意の相対運動によって様々な
ワーク形状の加工を容易に行うことができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を利用して説明する。

【００１５】図１に示す放電加工装置１はワークをチャ
ッキングした状態のままで、工具を自動交換することに
よって、放電加工の他に研削加工、ラップ仕上げ加工等
の一連の加工及びワークの加工精度の測定を行うことの
できる総合加工装置である。本実施例では、歯車形状の
加工を例に取って説明する。

【００１６】前述した放電加工装置１は、複数の加工工
具、例えば、放電加工用の電極、研削加工用の研削砥
石、ラップ仕上げ用のラップ砥石等を順次交換し、素材
から歯車形状の完成に至るまで一連の加工（放電加工、
研削加工、ラップ仕上げ加工等）及び精度測定を行うも
のである。すなわち、ロボットアーム２ａを有する工具
自動交換装置２によって供給される工具４（放電加工の
場合は電極４ａ、研削加工の場合は研削砥石、ラップ仕
上げの場合はラップ砥石、精度測定の場合は測定治具
等）は、割出位置決装置を有する割出回転装置６と連動
するホルダ８に保持されている。また、ホルダ８と割出
回転装置６はコラム１０に沿って上下する回転ヘッド部
１２に内蔵されている。被加工品であるワーク１４は複
数の爪１６ａを有しサーボモータ等の回転機構（不図
示）によって回転自在なチャック１６によって固定され
ている。このチャック１６はチャック回転機構を内蔵す
るベース１８に回転自在に取付けられ、さらに、このベ
ース１８はＸ軸、Ｙ軸方向へ移動可能な駆動機構を有す
るサドルテーブル２０に保持されている。また、このサ
ドルテーブル２０上面には、ワーク１４、チャック１
６、ベース１８を囲み、加工作業者の加工中の安全を確
保すると共に、前記ワーク１４に噴射・供給される加工
液を一時的に貯蔵する加工槽２２を有している。この加
工槽２２には加工に応じた加工液が加工液供給装置２４
から供給される。また、この加工液供給装置２４は加工
液の貯蔵・沈殿・ろ過等を行なう機能も有している。こ
の放電加工装置１には、この他、集中コントロール装
置、制御装置等を備えている。

【００１７】図２に本発明の特徴である割出回転装置６
に内蔵された偏心回転機構の略断面図を示す。

【００１８】所定の歯車形状を有する電極４ａは回転軸
であるホルダ８に固定されている。このホルダ８はオル
ダム継手３０と駆動軸３２を介して、放電加工装置１の
機械中心に対して任意の方向に摺動可能であると共に、
リング状の軸受３４によって保持され、回転位置・速度
検出部３６を有するサーボモータ３８によって回転自在
に保持されている。前記ホルダ８の外側には内周円と外
周円の中心軸が偏心した偏心リングが複数重ねて（本実
施例では３重）配置されている。つまり、第１偏心リン
グとして内偏心リング４０がホルダ８の外側に軸受３４
を介して回転自在に配置されている。この内偏心リング
４０には被駆動ギア４２が固定され、駆動ギア４４を介
して回転位置・速度検出部４６を有するサーボモータ４
８によって精密に制御されかつ回転駆動する。さらに、
内偏心リング４０の外側には外郭偏心リングとして中偏
心リング５０が軸受５２を介して回転自在に配置されて
いる。この中偏心リング５０には被駆動ギア５４が固定
され、駆動ギア５６を介して回転位置・速度検出部５８
を有するサーボモータ６０によって精密に制御されかつ
回転駆動する。前記内偏心リング４０を駆動するサーボ
モータ４８は中偏心リング５０に固定された取付け台６
２に固定されている。同様に中偏心リング５０の外側に
は２個目の外郭偏心リングとして外偏心リング６４が軸
受６６を介して回転自在に配置されている。この外偏心
リング６４は被駆動ギア６８が固定され、駆動ギア７０
を介して回転位置・速度検出部７２を有するサーボモー
タ７４によって精密に制御されかつ回転駆動する。前記
サーボモータ７４は割出回転装置６の壁面に固定され、
外偏心リング６４は軸受７６によって、割出回転装置６
に回転自在に保持されている。また、中偏心リング５０
を駆動するサーボモータ６０は外偏心リング６４に固定
された取付け台７８に固定されている。従って、電極４
ａを把持するホルダ８と内偏心リング４０、中偏心リン
グ５０、外偏心リング６４とが回転自在に割出回転装置
６に内蔵された構造を形成する。

【００１９】図３は図２のＡ−Ａ断面を示したものであ
り、内偏心リング４０または中偏心リング５０はそれぞ
れ独立したサーボモータ４８，６０によって任意の回転
量だけ回転すことによってホルダ８は放電加工装置１の
機械中心にある割出回転装置６に固定されたサーボモー
タ３８の回転軸に対して偏心する。そして内偏心リング
４０及び中偏心リング５０の両方を任意の方向に回転さ
せることによって、ホルダ８に必要な偏心量を与えるこ
とが可能となる。従って、ホルダ８の偏心量とその方向
及び偏心速度は回転位置・速度検出部４６，５８を有す
るサーボモータ４８，６０によって精密に制御される。
この時、ホルダ８の偏心がスムーズに行われ、かつサー
ボモータ３８の回転を確実にホルダ８に伝達する手段と
してオルダム継手３０が用いられている。

【００２０】このように、ホルダ８に把持された電極４
ａはサーボモータ３８によって制御された任意の回転数
で回転すると共に、内偏心リング４０、中偏心リング５
０によって任意の偏心量が与えられ、さらに、外偏心リ
ング６４が任意の回転数で回転することによってホルダ
８と内偏心リング４０と中偏心リング５０とが外偏心リ
ング６４と一体と成って回転することに成り、図２にお
いて、電極４ａは４ａ-1，４ａ-2の範囲で、ホルダ８は
８-1，８-2の範囲で、オルダム継手３０は３０-1，３０
-2の範囲でそれぞれ偏心運動を行う。

【００２１】図４に各偏心リング４０，５０，６４及び
ホルダ８の移動モデルを示す。点Ｏ₀ は外偏心リング６
４の回転中心（ホルダ８の公転中心）とホルダ８の回転
中心（ホルダ８の自転中心）が一致している状態を示
し、この状態から、内偏心リング４０のみをＬ方向に回
転させると、ホルダ８の回転中心Ｏは破線で示す移動軌
跡Ｏ₁ のように成る。また、中偏心リング５０のみをＲ
方向に回転させると、ホルダ８の回転中心Ｏ₀ は破線で
示す移動軌跡Ｏ₂ のように成る。つまり、内偏心リング
４０だけを回転させた時のホルダ８の回転中心Ｏ₀ の移
動軌跡Ｏ₁ 上の任意の点Ｐは、外偏心リング６４の回転
中心（ホルダ８の公転中心）Ｏ₀ を中心に回転すること
に成り、ホルダ８は２点鎖線で示す移動軌跡Ｏ₃ 上を運
動することに成る。つまり、ホルダ８は０₀ を中心に自
転しながら公転することになる。また、内偏心リング４
０、中偏心リング５０を反対方向に回転させることによ
り、移動軌跡Ｏ₁ と移動軌跡Ｏ₂ のＸ方向の移動成分が
互いに打ち消し合うことによって、点ＰをＹ−Ｙ方向に
のみ偏心させることが可能になる。さらに、内偏心リン
グ４０、中偏心リング５０を同方向に回転させることに
よりホルダ８の偏心の軌跡を約２倍にすることができ
る。つまり、回転中心Ｏ₀ を起点とした偏心の軌跡は両
者をＬ方向に回転させると移動軌跡Ｏ₁ の約２倍に成
り、両者をＲ方向に回転させると移動軌跡Ｏ₂ の約２倍
にすることができる。従って、図２に示したサーボモー
タ４８，６０，７４を制御することによって、様々な動
きを組み合わせることが可能であり、ホルダ８を任意の
偏心量と偏心方向で制御可能となる。

【００２２】図５は本発明の放電加工装置の偏心同期運
動を実現する構成の一例を示した概略図である。電極４
ａはホルダ８に取り付けられ、回転位置・速度検出部３
６を有するサーボモータ３８を含む割出回転装置６に保
持されている。

【００２３】また、前述したように割出回転装置６には
偏心回転機構が内蔵されており、各偏心リングは回転位
置・速度検出部４６，５８，７２を有するサーボモータ
４８，６０，７４によってホルダ８を任意の移動軌跡に
沿って偏心回転駆動させる。

【００２４】一方、ワーク１４は、ベース１８に回転自
在に取り付けられ複数の爪１６ａを有するチャック１６
に保持されている。このチャック１６は、回転位置・速
度検出部９０を有し、チャック１６の回転速度や位置を
フィードバック制御可能なサーボモータ９２によって前
記電極４ａの回転と同期しながら回転駆動する。

【００２５】さらに、チャック１６を搭載するベース１
８は、Ｘ方向送り機構によって左右方向に駆動する。Ｘ
方向送り機構が例えばボールネジ９６から成る場合、雌
ネジ部９８に固定されたベース１８は、ベッド１００に
係合し、回転位置・速度検出部１０２を有するサーボモ
ータ１０４によってベース１８をＸ方向（図中左右方
向）に高精度に移動させる。また、ベース１８を搭載す
るサドルテーブル２０は、Ｙ方向送り機構によって前後
方向に駆動する。Ｙ方向送り機構が例えばボールネジか
ら成る場合、雌ネジ部１０６に固定されたサドルテーブ
ル２０は、回転位置・速度検出部１０８を有するサーボ
モータ１１０によってサドルテーブル２０をＹ方向（図
中前後方向）に高精度に移動させる。そして、Ｘ方向、
Ｙ方向の駆動を組み合わせることによって、ワーク１４
の回転運動の偏心方向や偏心量を自由に変えることがで
きる。

【００２６】また、前記各サーボモータ３８，４８，６
０，７４，９２，１０４，１１０は、ＮＣコントローラ
１１２によって関連するサーボモータ同志が所定の動作
をするように制御される。特に放電加工時にはＮＣコン
トローラ１１２および位置・速度制御部１１４で電極４
ａを自転させるサーボモータ３８と、公転させるサーボ
モータ４８，６０，７４の回転速度と回転量を常に検出
しフィードバックして比較演算しながら制御して回転速
度と回転量を精密に保つ。同様に、電極４ａがワーク１
４に追従するように動作するサーボモータ９２，１０
４，１１０は、ワーク１４の回転位置・回転速度と回転
量を常に検出しフィードバックして比較演算しながら制
御する位置・速度制御部１１４により回転速度と回転量
が制御される。そして、ＮＣコントローラ１１２、位置
・速度制御部１１４の信号に連動しながら放電加工条件
を制御する放電加工条件制御部１１６によって加工が進
められる。このようにワーク１４と電極４ａは互いに回
転しながら偏心同期運動を行うため、両者の相対的な位
置関係が常に変化しワーク１４と電極４ａとの接近部分
は常に線状となり、スラッジの排出・排除を容易に行う
ことが可能になると共に、加工液の循環をスムーズに行
うことができる。また、ワーク８と電極４ａとを滑らか
に相対移動させながら、その接近量を常に一定にするこ
とが可能になり、外的要因による放電加工の加工条件の
変動を排除することができる。従って、理想加工形状に
限りなく近い高精度な放電加工を可能にすることができ
る。

【００２７】同様な加工方法により、例えば内歯の段付
き歯車形状で、かつ底面側の方が内径が大きな場合でも
容易に放電加工することが可能である。

【００２８】さらに、実施例においては、歯筋方向の相
対運動をワーク１４と電極４ａ間に与えるために、割出
回転装置６をＺ方向送り機構によって上下方向に駆動す
る構成を有している。Ｚ方向送り機構が例えばボールネ
ジ１１８から成る場合、雌ネジ部１２０に固定された割
出回転装置６は、コラム１０に係合し回転位置・速度検
出部１２２を有するサーボモータ１２４によってＺ方向
（図中上下方向）に滑らかに駆動する。

【００２９】本実施例ではワークの内周部を電極が自転
しながら公転して放電加工する場合を例にとって説明し
たが、ワークの外周部を加工する場合も同様であり、Ｎ
Ｃコントローラ１１２と位置・速度制御部１１４と放電
加工制御部１１６とが連動しつつ、各サーボモータを駆
動してワークの外周部を加工することができる。

【００３０】以上のように本実施例の放電加工装置によ
れば、平歯車、はすば歯車、やまば歯車、ラック＆ピニ
オン等の加工を行うことができる他、電極４ａに対して
ワーク１４を固定するチャック１６を含むサドルテーブ
ル２０を所望の角度θだけ傾いて配置することによっ
て、すばかさ歯車やゼロールベベルギア、ハイポイドギ
ア等のかさ歯車の加工を行うことができる。

【００３１】また、電極の偏心速度と偏心量を変化させ
ることによって、単一の形状の電極、例えば、所定の歯
車諸元を有する総形歯車形状、円筒状や方形の電極によ
って複数の形状ワークの放電加工を行うことが可能で
る。従って、準備する電極種類のを削減や放電加工時間
の短縮等、放電加工費の削減を行うことができる。

【００３２】また、本実施例の放電加工装置によれば、
ワークをワーク軸に固定したままの状態、つまりワーク
をチャッキングしたままの状態で、ロボットアームを有
する工具自動交換装置によって供給される工具（研削加
工の場合は研削砥石、ラップ仕上げの場合はラップ砥
石、精度測定の場合は測定治具等）によって放電加工に
続く研削加工、ラップ仕上げ加工、および精度測定を行
うことができる。

【００３３】この場合も、放電加工と同様にワークに歯
車形状の研削砥石、またはラップ砥石を接触させ、前記
ワークと前記砥石とを偏心同期運動させながら、ワーク
と砥石との両軸間に削り量制御を与えながら、研削加
工、またはラップ仕上げ加工をして所望の歯車形状を得
る。従って、砥石はワークに対して自転しながら公転
し、砥石はワークの実際の噛み合い部分を研削加工、ラ
ップ仕上げするため噛み合い時と同じ接触状態の歯車形
状を得ることができる。また、研削加工、ラップ仕上げ
は偏心同期運動によって十分に行うことができるが、切
削砥石、ラップ砥石等を砥石の回転軸に平行な方向、つ
まり、砥石を保持する回転ヘッド部をＺ方向送り機構に
よって上下に駆動し、砥石を加工される歯車形状の歯筋
に沿って相対往復運動させることによって、より効果的
な精度の高い研削加工、ラップ仕上げ加工を行うことが
できる。また、相対往復運動を高周波振動によって与え
ることによって、さらに効果的な加工を行うことができ
る。

【００３４】さらに、本実施例の放電加工装置にワーク
チャッキングしたままの状態で、一連の放電加工、研削
加工、ラップ仕上げ加工が終了し、所望の歯車形状に加
工されたワークについて、そのワークと加工形状測定用
のマスタギアとの形状誤差を測定することができる。そ
の測定方法および測定治具の概略を図６，７に示す。本
実施例の放電加工装置の独立して駆動する偏心リング４
０，５０，６４によって実現するホルダ８とワーク１４
との偏心同期運動を利用することによって、自転可能に
軸支された歯車形状のワーク１４と加工形状測定用の総
型マスターギア２００ａとを滑らかな理想噛合い軌跡で
噛合い運動させることができる。この滑らかな理想噛合
運動によって両者に加わる無駄な外力を排除することが
できる。そして、前記理想噛合い軌跡で噛合い運動させ
るために総型マスターギア２００ａとワーク１４に対し
て行われる修正制御量や総型マスターギア２００ａのず
れ量を変位量をして検出部によって検出して、ワーク１
４と総型マスターギア２００ａとの形状誤差を測定する
ことができる。

【００３５】それぞれの駆動源によって自転するワーク
１４と総型マスターギア２００ａは、遊星歯車機構のプ
ラネット・ピニオンギアと、インターナルギアとが噛み
合いながら運動するがごとく同期運動を行う。つまり、
放電加工装置１の機械中心にあるホルダ８に取り付けら
れた所定の歯車形状を有する総型マスターギア２００ａ
は、図７に示すようにチャック１６の複数の爪１６ａに
保持されたワーク１４の内周部を図中矢印Ｌ₁ 方向に自
転する。この時、総型マスターギア２００ａはワーク１
４の微妙な形状誤差を検出するためにワーク１４を径方
向に一定の付勢力で付勢するように配置される。一方、
ワーク１４は、サドルテーブル２０に保持されたベース
１８に回転自在に取り付けられ、前記総型マスターギア
２００ａと共に図７中矢印Ｌ₂ 方向に回転する。この
時、ワーク１４を保持するチャック１６はベース１８内
部に設けられた回転位置・速度検出部９０によってワー
ク１４が総型マスターギア２００ａの自転速度に追従す
るように監視されながら、フィードバック制御可能なサ
ーボモータ９２によって回転駆動する。

【００３６】従って、ワーク１４が総型マスタギア２０
０ａに追従するように別々の駆動源によって制御されな
がら自転するので、通常、総型マスタギア２００ａとワ
ーク１４との間に働く力は、総型マスタギア２００ａが
ワーク１４の微妙な形状誤差を検出するためにワーク１
４を径方向に付勢する（図６では外側に向かって付勢す
る）付勢力だけとなり、ワーク１４が総型マスターギア
２００ａの要求する形状に加工されている場合、総型マ
スタギア２００ａとワーク１４との間にはお互いの歯面
を押圧する押圧力は働かず、ワーク１４の自転速度を修
正制御することなく、また総型マスターギア２００ａの
回転軸や回転速度にずれを生じることなくい理想噛合い
軌跡に沿って噛合い運動を行う。

【００３７】また、ワーク１４が総型マスターギア２０
０ａの要求する形状に加工されていない場合、つまりワ
ーク１４が加工誤差を有する場合、ワーク１４は自の自
転速度を総型マスターギア２００ａの自転速度に合わせ
るように修正制御を行うと共に、噛合い運動中に総型マ
スターギア２００ａの回転軸や回転速度にずれを生じさ
せる。このワーク１４の自転速度の修正制御や総型マス
ターギア２００ａの微妙なずれ量を検出部によって検出
してワーク１４と総型マスターギア２００ａとの形状誤
差を算出する。

【００３８】図８〜図１１を用いて前記総型マスターギ
ア２００ａを有する測定治具２００のずれ量検出部の構
造例を示す。

【００３９】図８は測定治具２００の縦断面図を示した
もので、測定治具２００と一体か、または組み付け接合
されたケース２３０と、その蓋２３１が空間２３２を形
成している。この空間２３２に内蔵され、ケース２３０
に固定されたオルダム継手２３３に、一方向にのみスラ
イドするオルダム継手２３４が配置されている。このオ
ルダム継手２３４は円周上に茶筅状に繋がった板バネ２
３５によって常に中心方向に復帰するように付勢されて
いる。さらに前記オルダム継手２３４に対して直角方向
の一方向にのみスライドするオルダム継手２３６が配置
されている。該オルダム継手２３６も前記オルダム継手
２３４と同様に円周上に茶筅状に繋がった板バネ２３７
によって常に中心方向に復帰するように付勢されてい
る。これらのオルダム継手の組み合わせによりあらゆる
方向に移動可能なオルダム継手になる。また、前記オル
ダム継手２３６には、総型マスタギア２００ａを保持す
る保持軸２３８が一体または組み付け接合され、該保持
軸２３８には位置決めキー２３９を介してワッシャ２４
０およびボルト２４１によって総型マスタギア２００ａ
が固定されている。

【００４０】前記オルダム継手２３４，２３６の外周部
分には図９に示すように電気、磁気、光等を利用した微
小変位量検出センサ２４２，２４３が設けられている。
図から明らかなように、微小変位量検出センサ２４２，
２４３は摺動可能なセンサヘッド２２４ａ，２４３ａを
有し、オルダム継手２３４，２３６が変位していない状
態を基準としてセンサヘッドのずれ量を検出して出力す
る。図９においては、オルダム継手２３４が＋Ｙ方向に
移動し中心がＯ₀₀からＯ₁₁に変位した状態を微小変位量
検出センサ２４２で検出している状態を示し、オルダム
継手２３６が−Ｘ方向に移動し中心がＯ₀₀からＯ₂₂に変
位した状態を微小変位量検出センサ２４３で検出してい
る状態を示している。この実施例では夫々のオルダム継
手の片側に微小変位量検出センサを配置して例を示した
が、両側に設けて対向する両者の検出量を比較演算する
ことによって、より正確な測定を行うことができる。

【００４１】図１０は測定治具２００の総型マスタギア
２００ａがワーク１４の形状によって変位する状態を示
す模式図である。

【００４２】ワーク１４が所望の加工精度内で仕上げら
れている場合、ワーク１４と総型マスタギア２００ａと
が噛合い運動した時、総型マスタギア２００ａはＯ₀₀を
中心とした理想噛合い軌跡に沿って噛合い運動を行う。
しかし、ワーク１４が所望の加工精度外で仕上げられて
いる場合には、測定治具２００に内蔵されたオルダム継
手が前述したように変位し、総型マスタギア２００ａが
理想噛合い運動からずれ、Δｘ、ΔｙずれたＯ₀₀やＯ₂₂
を中心とした噛合い運動を行う。前記微小変位量検出セ
ンサ２４２，２４３はこの現実噛合い運動と理想噛合い
運動とのずれを検出し、演算することにより歯車形状の
測定を行うことが可能となる。なお、図１０においては
ワーク１４の半径方向の形状誤差を正確に検出するため
に、総型マスタギア２００ａの歯先部分に凸部２００ｂ
が形成され、ワーク１４の歯底部分１４ａに完全に当た
るようになっている。

【００４３】また、図１１は総型マスタギア２００ａの
歯先部分を切除して、ワーク１４の歯底部分１４ａに総
型マスタギア２００ａの歯先部分が当たらないようにし
て、ワーク１４の円周方向の形状誤差を正確に検出する
ようになっている。また、このように総型マスタギア２
００ａが変位した場合でもワーク１４は総型マスタギア
２００ａの自転速度に対応して自らの自転速度を修正す
るので、ワーク１４と総型マスタギア２００ａの間に不
必要な外力は働かず、総型マスタギア２００ａの変位に
よる形状誤差の検出は正確に行われる。なお、この時の
歯車形状の形状誤差は総型マスタギア２００ａの変位に
よるって検出された形状誤差とワーク１４の自転速度の
修正制御によって算出された形状誤差によって示され
る。

【００４４】総型のマスタギア２００ａの歯筋方向の厚
みは適宜選択することによって、必要に応じたワーク１
４の歯車形状の測定を行うことができる。つまり、歯筋
方向の厚みを厚くすれば、ワーク１４の細部の形状誤差
を検出することはできないが、歯車の使用状態における
歯車形状の全体バランスについて測定することができ
る。

【００４５】また、図１２に示すように、総型のマスタ
ギア２００ａの歯筋方向の厚みを薄くして、ワークの歯
筋方向のごく狭い領域の噛合わせ運動による測定を行
い、必要な要求精度にあった任意のピッチだけ総型のマ
スタギア２００ａの歯筋方向へ送りを順次実施すること
によって、ワーク全体の細部の形状誤差を検出すること
ができる。従って、歯車の金型のように歯型修正が部分
的に行われている場合でも歯形の加工誤差なのか修正形
状なのかの判断を容易に行うことができる。なお、総型
のマスタギア２００ａの形状は強度・剛性の点から図１
２（ａ），（ｂ），（ｃ）のような形状が考えられる
が、必要に応じて形状を変えても同様の効果を得ること
ができる。

【００４６】図１３に測定治具２００の他の実施例を示
す。

【００４７】測定治具２００の上部オルダム継手部、つ
まりケース２３０と、その蓋２３１とで形成する空間２
３２の内部にケース２３０に固定されたオルダム継手２
３３と、茶筅状に繋がった板バネ２３５，２３７によっ
て付勢されるオルダム継手２３４，２３６等の構成は図
８に示した測定治具２００と同様である。本実施例で
は、総型マスタギア２００ａの微小な回転方向の変位を
検出するために、トーションバー２５０を設けている。
トーションバー２５０を設けることに伴って剛性が低下
して該トーションバー２５０の曲げ変形を押さえるため
に、下部オルダム継手２５１，２５２，２５３および下
部ケース２５４を設けている。前記オルダム継手２５
２，２５３は上部オルダム継手２３４，２３６と同様に
円周上に茶筅状に繋がった板バネ２５５，２５６によっ
て常に中心方向に復帰するように付勢されている。さら
に、本実施例の測定治具３には総型マスタギア２００ａ
の微小な回転変位量を検出するためにロータリーエンコ
ーダが配設されている。このロータリーエンコーダは、
例えば半導体レーザ等から成り、受発光部２５７ａを有
するセンサヘッド２５７がオルダム継手２５３の下部に
設けられ、受発光部２５７ａの間を移動角度を読み取る
ためのスリットが刻まれたディスク２５８が回転可能な
間隔を有して配置されている。そのディスク２５８は、
取り付け台２５９を介して、総型マスタギア２００ａを
回転させる保持軸２３８に固定されると共に、総型マス
タギア２００ａでワーク１４を測定する時、曲げ変形に
よる誤差をなくすために、分割して取り付けられるリテ
ーナ２６０と協力して保持軸２３８の回転を阻害しない
ように構成されている。この測定治具２００によれば、
回転方向の微小変位を検出し出力する装置のみを動作さ
せて、累積ピッチ誤差や隣接ピッチ誤差も測定可能であ
る。

【００４８】以上説明したように、本発明の放電加工装
置によれば、複数の偏心リングによって工具を把持した
回転軸を任意の方向に滑らかに移動させることができる
ので、放電加工およびそれに続く研削加工、ラップ加
工、加工形状の測定を高精度に行い滑らかな加工面を有
するワーク加工を実現することができる。

【００４９】以上説明した本実施例では、歯車形状の加
工を例に取って説明したが、他の加工、例えば自動車の
ホイールやエンジン部品等の放電加工を利用する加工に
適用することができることは言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】本発明に基づく放電加工装置によれば、
電極を把持した回転軸を、放電加工装置の機械中心に対
して任意の方向に摺動可能に設け、該回転軸を外周円の
軸心に対して内周円の軸心が偏心した第１偏心リングの
内周円に保持し、さらに該第１偏心リングを偏心した内
周円を有する外郭偏心リングの内周円に保持させて、第
１偏心リングと外郭偏心リングを回転駆動制御部によっ
てそれぞれ偏心回転運動させることによって、第１偏心
リングに保持された回転軸を任意の移動軌跡に沿って任
意の偏心速度と偏心量で移動させることが可能に成る。
従って、ワークと電極との相対運動が滑らかに行われワ
ークの加工面を滑らかにすることができて、高精度の加
工形状を得ることができる。

【００５１】また、本発明の放電加工方法においては、
第１偏心リングと外郭偏心リングとの回転量をそれぞれ
に制御することによって、第１偏心リングに保持された
回転軸を任意の移動軌跡に沿って任意の偏心速度と偏心
量で移動させることが可能であり、電極とワークとの相
対運動によって任意の形状のワークの加工を容易に行う
ことができる。従って、電極の偏心速度と偏心量を変化
させることによって、単一の形状の電極で複数の形状の
放電加工を行うことが可能であり、電極の種類の削減や
放電加工時間の短縮等、放電加工費の削減を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく放電加工装置の概略図である。

【図２】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構を
示す断面図である。

【図３】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構の
偏心リングの部分断面図である。

【図４】本発明に基づく放電加工装置の偏心回転機構の
ホルダの回転中心の移動軌跡を示す説明図である。

【図５】本発明に基づく放電加工装置の偏心同期運動を
実現する構成を説明する説明図である。

【図６】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る側断面図である。

【図７】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定のワークと総型マスタギアの位置関係を説明す
る説明図である。

【図８】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定に用いる測定治具の断面図である。

【図９】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車形
状の測定に用いる測定治具の微小変位量検出センサの取
り付け状態を説明する説明図である。

【図１０】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定時のワークと総型マスタギアの噛合い状態を
説明する説明図である。

【図１１】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定時のワークと他の形状の総型マスタギアの噛
合い状態を説明する説明図である。

【図１２】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定に用いる総型マスタギアの歯先形状を示す説
明図である。

【図１３】本発明に基づく放電加工装置を利用した歯車
形状の測定に用いる他の測定治具の断面図である。

【符号の説明】

１ 加工装置 ４ａ 電極 ６ 割出回転装置 ８ ホルダ １４ ワーク ３０ オルダム継手 ３８，４８，６０，７４ サーボモータ ３６，４６，５８，７２ 回転位置・速度検出部 ４０ 内偏心リング（第１偏心リング） ５０ 中偏心リング（外郭偏心リング） ６４ 外偏心リング（外郭偏心リング）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークと電極とを近接させると共にワー
   クと電極とを相対同期運動させ、電極によりワークを放
   電加工して所望の加工形状を得る放電加工装置におい
   て、 前記電極を把持すると共に、放電加工装置の機械中心に
   対して任意の方向に摺動可能に設けられた回転軸と、 外周円の軸心に対して内周円の軸心が偏心した第１偏心
   リングであって、前記内周円に前記回転軸を保持する第
   １偏心リングと、 前記回転軸と第１偏心リングとを内周円に保持する少な
   くとも１つ設けられた外郭偏心リングと、 前記第１偏心リングと外郭偏心リングとを回転駆動させ
   て、その回転運動によって前記回転軸に所定の移動量を
   与える回転駆動制御部と、 を有することを特徴とする放電加工装置。
2. 【請求項２】 ワークと電極とを近接させると共にワー
   クと電極とを相対同期運動させ、電極によりワークを放
   電加工して所望の加工形状を得る放電加工方法におい
   て、 前記電極を把持し、放電加工装置の機械中心に対して任
   意の方向に摺動可能な回転軸を設け、外周円の軸心に対
   して内周円の軸心が偏心した第１偏心リングの内周円に
   前記回転軸を保持し、さらに、前記回転軸と第１偏心リ
   ングとを内周円に保持する外郭偏心リングを少なくとも
   １つ設け、 前記第１偏心リングと、外郭偏心リングとの回転量をそ
   れぞれ制御することによって、回転軸を任意の移動軌跡
   に沿って移動させ、前記電極の形状と前記回転軸の移動
   軌跡とによってワークの加工形状を決定することを特徴
   とする放電加工方法。