JPH08294821A

JPH08294821A - 放電加工方法

Info

Publication number: JPH08294821A
Application number: JP12709795A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Kazuyasu; 俊平一安; Masanori Furuya; 政典古谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-04-27
Filing date: 1995-04-27
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【目的】放電位置に合った最適の放電条件で放電を起
こして効率良く放電加工できるようにする。【構成】ワーク１０を挿通させたワイヤ電極１４にパ
ルス電源１９からパルス電流を供給し、ワーク１０とワ
イヤ電極１４との間に放電を起して加工を進める放電加
工において、ワーク１０とワイヤ電極１４との間に絶縁
破壊が起こる放電立上り時にワイヤ電極に流れる電流
を、ワーク１０の前・後の２箇所に設置した電流センサ
２２ａ，２２ｂにて検出し、その検出信号を放電位置検
出装置２３に取り込んで、前記２箇所の電流値の差分値
から放電立上り位置を検出し、その位置が仕上げ加工域
Ａである時は仕上げ加工条件で、荒加工域Ｂである時は
荒加工条件で放電が起こるように制御装置２１によりワ
ーク電源１９を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】放電加工は、電極にパルス電流を供給
し、被加工物との間に放電を生じさせて加工を進める加
工法で、硬質材料の加工も可能であるところから、型彫
や切断などに多用されている。図５は、ワーク１を所定
の輪郭線Ｌでくり抜いて抜き型を製作する場合を示した
もので、テーブル２上にセットしたワーク１を挿通して
ワイヤ電極３を延ばし、ワイヤ電極３を矢印ａのように
一定方向へ送ると共に、テーブル２を回転または移動さ
せてワイヤ電極３を前記輪郭線Ｌに沿って移動させて、
その内側をスクラップ４として切り落とすようにする。

【０００３】このような放電加工において、その加工能
率および仕上げ面粗さは、電極に供給する電流値（ピー
ク電流値）に依存し、供給電流値が高くなるほど加工能
率が大きくなり、逆に仕上げ面粗さは悪化する。そこで
従来は、図７に示すように、始めにワイヤ電極３に対す
る供給電流値を高くして荒加工を行い（）、続いてワ
イヤ電極３に対する供給電流値を下げて、スクラップ４
を切り落とした後のワーク１の内面（荒加工面）１ａの
仕上げ加工を行う（）、ようにしていた。

【０００４】ところで、抜き型の場合は、図６に符号５
にて示すように、内面の上側部分が刃部５ａとして、そ
の下側部分が逃がし部５ｂとしてそれぞれ構成されるた
め、逃がし部５ｂでは面精度を必要としないことにな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の放電加工方法によれば、前記したようにワーク１の
荒加工面１ａに対して全面仕上げ加工を行っているた
め、最終の加工面は段差のない一様な仕上げ加工面１ｂ
となり（図７）、図７に示すように、前記逃がし部
５ｂ（図６）を形成すべくさらに工具６による機械加工
が必要になっていた。すなわち、面精度を必要としない
逃がし部５ｂに対応する部分を加工能率の悪い条件で仕
上げ加工しなければならないばかりか、せっかく仕上げ
加工した部分を機械加工により削除しなければならず、
きわめて無駄が多くて生産性の低下や加工コストの増大
が避けられないという問題があった。

【０００６】なお、例えば図８に示すように、予め逃が
し部５ｂに対応する部分１ｃを工具６により機械加工し
た（）後、ワイヤ電極３により刃部５ａに対応する部
分１ｄを放電加工する（）ことも考えられるが、この
場合は、コストのかかる機械加工が依然として必要であ
ることに加え、ノズル７から噴出する加工液の流れが段
差部分８で乱れてワイヤ電極３に振動が発生し、加工精
度が悪化するという新たな問題が生じ、根本的な解決に
は至らない。

【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、その課題とするところは、放電位置に合った最適
の放電条件を選択することにより、効率よく放電加工を
なし得るようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ワークと電極との間に絶縁破壊が起こる
放電立上りの位置を検出し、前記検出位置に応じた放電
条件を選択して放電を生じさせるようにしたことを特徴
とする。

【０００９】本発明は、上記検出位置が荒加工域にある
ときは荒加工の放電条件を選択し、該検出位置が仕上げ
加工域にあるときは仕上げ加工の放電条件を選択する構
成とすることができる。この場合、前記荒加工域は、逃
がし部であっても良い。

【００１０】

【作用】上記のように構成した放電加工方法において
は、放電が起こる位置を把握し、その位置に合った最適
の放電条件を選択して放電を起こすことで、例えば荒加
工で良い部分は荒加工条件で放電を起こして効率良く放
電加工を行うことができ、しかも必要な面精度も確保で
きるので、複数工程を経ることなく１工程で加工を終了
させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１２】図１は、本発明にかゝる放電加工方法を実
行する装置構成を示したものである。本実施例は、前出
図５に示す態様でワークを加工して抜き型を製作するも
のでワーク１０を載置固定するテーブル１１は、Ｘ軸サ
ーボ機構１２とＹ軸サーボ機構１３とにより、Ｘ軸方向
（紙面の左右方向）とＹ軸方向（紙面に垂直な方向）と
に移動可能となっている。また、ワイヤ電極１４は、供
給リール１５から上プーリ１６を経て下方へ引出され、
ワーク１０を挿通した後、下プーリ１７を経て巻取りリ
ール１８に巻取られ、これには加工電源（パルス電源）
１９から給電子２０を介してパルス電流が供給されるよ
うになっている。前記テーブル１１を移動させるＸ軸お
よびＹ軸サーボ機構１２，１３の作動、並びにワイヤ電
極１４を巻取る巻取りリール１８の作動は制御装置２１
により制御されるようになっており、制御装置２１に
は、これらの作動を制御するための加工条件が予め記憶
されている。

【００１３】一方、ワイヤ電極１４の、ワーク１０の前
・後位置に対応する部分には電流センサ２２ａ，２２ｂ
が介装され、これら電流センサ２２ａ，２２ｂの信号
は、別途設置した放電位置検出装置２３に送出されるよ
うになっている。放電位置検出装置２３は、２つの電流
センサ２２ａ，２２ｂで検出した電流値の差分値から、
ワーク１０とワイヤ電極１４との間における任意の放電
位置Ｐを検出する機能を有するもので、その信号は前記
制御装置２１へ送出されるようになっている。制御装置
２１は、前記放電位置Ｐに応じた放電条件を記憶する記
憶部（図示略）と、前記放電位置検出装置２３からの信
号に基いて前記記憶部に記憶した内容から対応する放電
条件を選択しかつ設定する選択設定部（図示略）とを有
している。前記放電条件は、パルス電流のピーク電流値
Ｉp とパルス発信時間τp とを含み、パルス電源１９は
前記制御装置２１内の選択設定部からの指令でワイヤ電
極１４に対して前記放電位置Ｐに応じた所定のパルス電
流を供給する。

【００１４】こゝで、ワーク１０に対する加工域は、そ
の上側部分が図４に示す抜き型２５の刃部２５ａに対応
する仕上げ加工域Ａ、その下側部分が抜き型２５の逃が
し部２５ｂに対応する荒加工域Ｂとしてそれぞれ設定さ
れており、前記放電条件は、この仕上げ加工域Ａと荒加
工域Ｂとで分けて記憶されている。

【００１５】以下、上記放電加工装置を用いて行う本発
明の放電加工方法を、図２のタイムチャートおよび図３
のフローチャートも参照して説明する。

【００１６】放電加工に際しては、予め制御装置２１
に、ワーク１０の切断形状に関するパラメータを入力す
る（Ｓ１）と共に、仕上げ加工域Ａおよび荒加工域Ｂに
応じた放電条件を入力する（Ｓ２）。そして、加工開始
の信号により制御装置２１からの指令でパルス電源１９
からワイヤ電極１４に所定の電圧Ｖp を印加する（図２
）と共に、巻取りリール１８を駆動してワイヤ電極１
４を所定の速度ｖで送り、同時にＸ軸およびＹ軸サーボ
機構１２，１３をオン作動する（Ｓ３）。

【００１７】上記加工開始により、ワーク１０とワイヤ
電極１４とが最も接近する位置Ｐ₁（図２）で、両者の
間に絶縁破壊が起こり、図２のに示すように電圧Ｖが
降下すると同時に、ピーク電流Ｉが増大し、放電立ち上
りの状態となる（Ｓ４）。このピーク電流Ｉの増大は２
つの電流センサ２２ａ，２２ｂにより検出されており、
放電位置検出装置２３は、この２つの電流センサ２２
ａ，２２ｂの検出信号に基づいて、ワーク１０とワイヤ
電極１４との間に絶縁破壊が起こる位置すなわち放電立
上りの位置Ｐ₁ を検出し、その信号を制御装置２１へ送
出する。制御装置２１は、前記放電位置検出装置２３か
らの信号に基づいて、前記放電立上りの位置Ｐ₁ が仕上
げ加工域Ａにあるか、荒加工域Ｂにあるかを認識し（Ｓ
５）、ステップＳ６で、予め記憶した仕上げ加工条件ま
たは荒加工条件を選択し、続くステップＳ７でその条件
に見合う指令値を設定する。なお、この指令値は、仕上
げ加工条件の場合は、ピーク電流値Ｉp を低めかつパル
ス時間τp を長めにする内容であり、荒加工条件の場合
は、ピーク電流値Ｉp を高めかつパルス時間τp を短く
する内容である。

【００１８】そして、図２に示すように絶縁破壊が完
全に進行すると、前記放電立上りの位置Ｐ₁ で放電が生
じ、所定のピーク電流値Ｉp で所定のパルス時間τp だ
け放電が継続し、その位置Ｐ₁ の加工が進行する。その
後、放電立上りの位置は他の接近位置へ移動し、その位
置で上記ステップが繰り返されて加工がなされ、これが
ワーク１０の厚さ方向（電極送り方向）で繰り返され
て、この電極送り方向での全加工を完了する（Ｓ９）。
この電極送り方向での加工は、極めて短時間に完了し、
所定の時間Ｔs だけ放電が停止する。本実施例では、こ
の停止時間を監視し、ステップＳ９の前のステップＳ８
において、前記所定の時間Ｔs を越えたらその加工点で
の加工を完了したと判断して前記ステップ９へ処理を進
め、一方、停止時間が所定の時間Ｔs 以下であれば、そ
の加工点での加工がいまだ完了していないと判断して、
処理をステップＳ４へ戻し、前記した処理を繰り返す。
なお、仕上げ加工域での加工面が所定の状態に至ったと
きには、次に仕上げ加工域に放電が発生しようとすると
きは、その放電を中心するように制御することもでき
る。この場合、所定の状態に至ったか否かは、時間をパ
ラメータにしてもよく、あるいは面粗度を直接測定して
もよい。

【００１９】ワイヤ電極１４は、Ｘ軸およびＹ軸サーボ
機構１２，１３の作動により所定の輪郭線Ｌ（図５）に
沿って移動し、各移動点で上記放電が繰り返されワーク
１０の加工は終了し、図４に示す抜き型２５が完成す
る。このように加工された抜き型２５では、前記荒加工
域Ｂに相当する下側部分の面粗さが極めて大きいため、
実質的に逃がし部２５ｂとして機能し、製品としての価
値が損なわれることはない。

【００２０】なお、上記実施例において、ワイヤ電極１
４を用いた、いわゆるワイヤ放電加工への適用を示した
が、本発明は、製品形状を反転した電極を用いて行う、
例えば型彫りにも適用できることはもちろんである。

【００２１】

【発明の効果】本発明にかゝる放電加工方法によれば、
放電が起こる位置に合った最適の放電条件で放電を起こ
して、必要な面精度を確保しながら高能率に放電加工を
することができ、コスト的にも有利となる。また、１工
程での加工が可能であることから、従来のように複数工
程で加工する場合に比して電極の消耗が著しく低減さ
れ、この面からもコスト低減を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる放電加工方法を実行する装置の
一例を示す模式図である。

【図２】放電現象と電流、電圧との関係を示すタイムチ
ャートである。

【図３】本放電加工方法における処理フローを示すフロ
ーチャートである。

【図４】本放電加工方法で得られる加工品（抜き型）の
形状を示す断面図である。

【図５】ワイヤ放電加工の一般的実施態様を模式的に示
す斜視図である。

【図６】加工品としての抜き型の一般的形状を示す断面
図である。

【図７】従来の抜き型の製作工程を模式的に示す断面図
である。

【図８】従来の抜き型の製作工程の他の態様を模式的に
示す断面図である。

【符号の説明】

１０ワーク１４ワイヤ電極１９パルス電源２１制御装置２２ａ電流センサ２２ｂ電流センサ２３放電位置検出装置Ａ仕上げ加工域Ｂ荒加工域Ｐ放電立上り位置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークと電極との間に放電を生じさせて
ワークを加工する放電加工方法において、前記ワークと
前記電極との間に絶縁破壊が起こる放電立上りの位置を
検出し、前記検出位置に応じた放電条件を選択して放電
を生じさせることを特徴とする放電加工方法。
【請求項２】検出位置が荒加工域にあるときは荒加工
の放電条件を選択し、該検出位置が仕上げ加工域にある
ときは仕上げ加工の放電条件を選択することを特徴とす
る請求項１に記載の放電加工方法。
【請求項３】荒加工域が、逃がし部に相当することを
特徴とする請求項２に記載の放電加工方法。