(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解加工電圧が印加されて被加工物に電解加工を行う複数の電極と、複数の電極を上下動する電極駆動部と、電解加工液を供給する電解加工液供給部と、前記複数の電極に電解加工電圧を印加する電解加工電圧印加部と、前記複数の電極にそれぞれ流れる電解加工電流を個別に検出する電解加工電流検出部と、前記電解加工電流検出部で検出された前記電解加工電流と電解加工を行うために予め設定された基準電流とに基づいて、前記電極駆動部、前記電解加工電圧印加部、および前記電解加工液供給部を制御する制御部とを少なくとも備え、前記複数の電極を用いて前記電解加工液を供給しながら前記被加工物を電解加工する電気化学的穿孔加工装置において、
前記制御部は、前記被加工物の電解加工中に、前記電極を所定量上昇させるように前記電極駆動部を制御するとともに前記電極への前記電解加工電圧の印加を停止するように記電解加工電圧印加部を制御して前記電解加工を中断させ、更に前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御する制御部であり、
前記制御部は、前記被加工物の電解加工中に、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御し、かつ、前記被加工物の電解加工中に、前記電解加工電流検出部で検出された前記複数の電極にそれぞれ流れる各電解加工電流の内、少なくとも１つの電解加工電流が前記基準電流から予め設定された所定範囲にないと判断したとき、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電極から供給される前記電解加工液の流量が前記電解加工の中断の繰り返しに対応して多くなるように、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御することを特徴とする電気化学的穿孔加工装置。
【請求項２】
電解加工電圧が印加された複数の電極により被加工物に電解加工を行う工程と、電極駆動部により前記複数の電極を上下動する工程と、電解加工液供給部により電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程と、電解加工電圧印加部により前記複数の電極に電解加工電圧を印加する工程と、前記複数の電極毎に対応して配設された電解加工電流検出部により、前記複数の電極にそれぞれ流れる電解加工電流を個別に検出する工程と、制御部により、前記電解加工電流と電解加工を行うために予め設定された基準電流とに基づいて、前記電極駆動部、前記電解加工液供給部、前記電解加工電圧印加部を制御する工程と、前記制御部により、前記被加工物の電解加工中に、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程と、前記制御部により、前記被加工物の電解加工中に、前記電解加工電流検出部で検出された前記複数の電極にそれぞれ流れる各電解加工電流の内、少なくとも１つの電解加工電流が前記基準電流から予め設定された所定範囲にないと判断されたとき、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電極から供給される前記電解加工液の流量が前記電解加工の中断の繰り返しに対応して多くなるように、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程とを少なくとも備えることを特徴とする電気化学的穿孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料の被加工物に対して、複数の電極を用いて電解加工液を供給しながら被加工物の細長い被加工穴を電気化学的加工（以下、電解加工ともいう）する電気化学的穿孔加工装置および電気化学的穿孔加工方法の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属材料の被加工物に複数の細長い被加工穴を加工する電気化学的穿孔加工装置として、複数の電極を用いて電解加工液を供給しながら各電極と被加工物との間に直流電圧を印加して行われる電解作用により、被加工物の被加工部の金属を電解加工液中に溶出させて被加工物に穿孔する電気化学的穿孔加工装置が知られている。
【０００３】
この種の電気化学的穿孔加工装置においては、被加工物に対して複数の電極で同時に複数の被加工穴を電解加工するにあたり、複数の電極にそれぞれ供給される電流が１本のリード線から共通に供給されることが多い。その場合、１本のリード線に流れる電流が検出され、検出された電流に基づいて複数の電極に供給する電流が制御されて電解加工が行われる。しかし、このように１本のリード線に流れる電流を検出し、検出した電流に基づいて複数の電極に供給する電流を制御すると、複数の電極の内の少なくとも１つの電極において、当該電極の偏消耗や電解加工液の劣化、被加工物の鋳造の際の不純物の介在などによる孔曲がり、孔径公差はずれ、当該電極の短絡発生等により、加工不良が発生したりあるいは加工不良の兆候が生じたりしたとき、当該電極についての異常発生状態を早期に検出することが難しい。
【０００４】
そこで、複数の電極への給電を互いに分離して給電し、各電極に流れる電解加工電流を個別の電流検出器でそれぞれ個別で検出し、検出した各電解加工電流に基づいて各電極毎に電解加工の異常発生の徴候を個別に監視する電気化学的穿孔加工装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置によれば、各電極毎に電解加工の異常発生の徴候を個別に監視することで、電解加工の不具合の発生を未然に防ぐことが可能となるとともに、電解加工の異常の徴候が発生したとき、異常警報を発しかつ電解加工を中止することで、電解加工中の人的監視業務を不要とし、被加工物を廃棄することなく、高精度かつ高効率での電気化学的穿孔加工が可能となる。
【０００５】
一方、複数の電極の先端（下端）が被加工物の被加工穴の底面に当接して複数の電極が被加工物を押圧する押圧力の反力で電極の長手方向と直交する方向に湾曲して撓んだとき、この反力の大きさに基づいて複数の電極と被加工物とが短絡したと判断し、複数の電極への電解加工電圧の印加を停止して電解加工を中断するとともに、複数の電極を上昇させて一旦各電極の先端が被加工穴の底面に当接した状態で直線状にした後、複数の電極の先端と被加工穴の底面とのクリアランスを電解加工に必要なクリアランスに設定して電解加工を再スタートさせる電解加工装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５５２４３号公報。
【特許文献２】特開２００８−１８８７３０号公報、段落００９１、図３ないし図５。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図１３に示すように金属材料の被加工物ａには、電解加工液で溶解しない不溶解物ｂが混在している。例えば、タービン用鋳造材であるインコネル７３８（商品名：スペシャルメタル社製）は、表１に示す金属組成を有している。
【０００８】
【表１】
0005582637.tif 000002
【０００９】
表１に示すように、この金属材料はニッケル（Ｎｉ）をベースに多くの金属や不純物質が混在する。電解加工液が例えば硝酸水溶液（濃度１７重量％）である場合、表１中のタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）等は溶解し難い。このため、電解加工により加工された被加工穴ｃ内に、このような不溶解物ｂが被加工物ａから離間して存在するようになる。そして、不溶解物ｂが電解加工中に電極ｄの先端（図１３において下端）と被加工穴ｃの底面との間に挟持される場合がある。このように不溶解物ｂが電極ｄと被加工穴ｃの底部との間に挟持されると、不溶解物ｂが比較的導電性の高い（電気抵抗の小さい）物質（例えば、Ｗ）である場合には電極ｄに流れる電流が電解加工の理想とする（電解加工に必要とする）基準電流よりかなり増大して異常電流が発生し、また不溶解物ｂが比較的導電性の低い（電気抵抗の大きい）物質（例えば、Ｔａ）である場合には電極ｄに流れる電流が基準電流よりかなり減少して異常電流が発生する。このような異常電流が発生すると、電解加工を安定して行うことが難しくなる。
また、図１４に示すように不溶解物ｂが電極ｄの加工進行方向ｅに対してわずかに干渉した場合は、電極ｄの進行方向が不溶解物ｂと逆方向に変えられてしまい、結果として形成される穴が曲がりまっすぐな穴を加工することができなくなるおそれがある。
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置では、電解加工の異常の徴候が発生されたとき、電解加工が中止されるので、前述のような不溶解物ｂによる異常電流が発生しても、電解加工が中止されてしまう。このように不溶解物ｂによる異常電流が発生したとき、電解加工が一々中止されると、電気化学的穿孔加工を精度よくかつ効率よく行うことが難しい。したがって、特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置では高精度かつ高効率での電気化学的穿孔加工が可能ではあるが、電解加工の精度および効率において更に一層の高くする余地があるという問題がある。
【００１１】
そこで、特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置に、特許文献２に記載の電解加工装置における前述の電解加工の一旦中断後に電解加工を再スタートさせる技術事項を単に適用することが考えられる。しかしながら、特許文献２に記載の電解加工装置における電解加工の中断後の再スタートでは、前述の不溶解物ｂについてまったく考慮されていない。したがって、電極と被加工穴の底面とのクリアランスが電解加工に必要なクリアランスに設定するに必要な量だけ電極を上昇させるだけである。このため、不溶解物ｂの大きさが電解加工に必要なクリアランスより大きい場合、電極ｄを下降させてもこの不溶解物ｂが電極ｄと被加工穴ｃの底面との間に再び挟持され、電極ｄと被加工穴ｃの底面とのクリアランスを電解加工に必要なクリアランスに設定することは難しい。しかも、電解加工中に電極ｄの先端と被加工穴ｃの底面との間に不溶解物ｂが挟持されたとき、単に電極ｄを上昇させても不溶解物ｂは除去されず、被加工穴ｃ内に存在したままであり、電解加工を再スタートさせるために電極ｄを降下させたとき、不溶解物ｂが電極ｄと被加工穴ｃの底
面との間に再び挟持されてしまう可能性がある。
このように、特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置に、特許文献２に記載の技術事項を単に適用しても、前述の不溶解物ｂによる問題を解決することはできない。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、被加工物に電解加工液で溶解しない不溶解物が混在していても、電解加工の精度および効率を更に一層向上させることのできる電気化学的穿孔加工装置および電気化学的穿孔加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の課題を解決するために、本発明の電気化学的穿孔加工装置は、電解加工電圧が印加されて被加工物に電解加工を行う複数の電極と、複数の電極を上下動する電極駆動部と、電解加工液を供給する電解加工液供給部と、前記複数の電極に電解加工電圧を印加する電解加工電圧印加部と、前記複数の電極にそれぞれ流れる電解加工電流を個別に検出する電解加工電流検出部と、前記電解加工電流検出部で検出された前記電解加工電流と電解加工を行うために予め設定された基準電流とに基づいて、前記電極駆動部、前記電解加工電圧印加部、および前記電解加工液供給部を制御する制御部とを少なくとも備え、前記複数の電極を用いて前記電解加工液を供給しながら前記被加工物を電解加工する電気化学的穿孔加工装置において、前記制御部が、前記被加工物の電解加工中に、前記電極を所定量上昇させるように前記電極駆動部を制御するとともに前記電極への前記電解加工電圧の印加を停止するように記電解加工電圧印加部を制御して前記電解加工を中断させ、更に前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御する制御部であり、前記制御部が、前記被加工物の電解加工中に、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御し、かつ、前記被加工物の電解加工中に、前記電解加工電流検出部で検出された前記複数の電極にそれぞれ流れる各電解加工電流の内、少なくとも１つの電解加工電流が前記基準電流から予め設定された所定範囲にないと判断したとき、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電極から供給される前記電解加工液の流量が前記電解加工の中断の繰り返しに対応して多くなるように、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給するように電解加工液供給部を制御することを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の電気化学的穿孔加工方法は、電解加工電圧が印加された複数の電極により被加工物に電解加工を行う工程と、電極駆動部により前記複数の電極を上下動する工程と、電解加工液供給部により電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程と、電解加工電圧印加部により前記複数の電極に電解加工電圧を印加する工程と、前記複数の電極毎に対応して配設された電解加工電流検出部により、前記複数の電極にそれぞれ流れる電解加工電流を個別に検出する工程と、制御部により、前記電解加工電流と電解加工を行うために予め設定された基準電流とに基づいて、前記電極駆動部、前記電解加工液供給部、前記電解加工電圧印加部を制御する工程と、前記制御部により、前記被加工物の電解加工中に、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程と、前記制御部により、前記被加工物の電解加工中に、前記電解加工電流検出部で検出された前記複数の電極にそれぞれ流れる各電解加工電流の内、少なくとも１つの電解加工電流が前記基準電流から予め設定された所定範囲にないと判断されたとき、予め設定された基準時間毎に周期的に前記電解加工を中断させるとともに、前記電極から供給される前記電解加工液の流量が前記電解加工の中断の繰り返しに対応して多くなるように、前記電解加工液を前記被加工物の被加工部に供給する工程とを少なくとも備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
このように構成された本発明の電気化学的穿孔加工装置および電気化学的穿孔加工方法によれば、電解加工中に、電極を所定量上昇（ジャンプ）させかつ電解加工電圧の印加を停止して電解加工を一旦中断させるとともに、電解加工液を継続して供給する。そして、電解加工中にこの電解加工の中断および電解加工液の供給を周期的に繰り返し行う。これにより、被加工物に混在し電解加工液で溶解しない不溶解物が各被加工部に存在しても、電解加工の中断時に供給される電解加工液により、被加工部から除去することが可能となる。したがって、被加工部に存在する不溶解物による電解加工電流の異常電流の発生を抑制することができ、安定した電解加工を行うことができる。その結果、電解加工の精度および効率を更に一層向上させることが可能となる。
【００１９】
また、本発明の電気化学的穿孔加工装置および電気化学的穿孔加工方法によれば、前述の本発明の作用効果に加えて、更に複数の電極の各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲でないときに、前述と同様の電解加工の中断およびこの中断時の電解加工液の供給が行われる。したがって、電解加工の中断時に不溶解物の除去作業が行われるが、この除去作業を効率よく行うことが可能となるとともに、被加工物に対する被加工部の電解加工に要する時間を短縮することができる。また、電解加工の中断により不溶解物の除去作業を行った後、１サイクルの電解加工が終了しない間に、各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲でないときが再び発生したときにも電解加工の中断が再び行われる。これにより、電解加工の中断による不溶解物の除去作業を効果的に行うことができる。その場合、電解加工の中断による不溶解物の除去作業の繰り返しに対応して、電極から供給される電解加工液の流量を多くなるように制御することが、不溶解物をより効果的に除去するうえで好ましい。こうして、被加工部に存在する不溶解物による電解加工電流の異常電流の発生を抑制することができ、安定した電解加工を行うことができる。その結果、電解加工の精度および効率を更に一層向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る電気化学的穿孔加工装置の実施形態の一例を模式的に示す図である。
【図２】電極の拡大部分断面図である。
【図３】電極を図１におけるIII方向から見て模式的に示す図である。
【図４】（ａ）は電極保持部材の正面図、（ｂ）は電極保持部材の平面図である。
【図５】各電極に流れる電解加工電流の検出を説明する図である。
【図６】電解加工の基準電流に対する異常電流を説明する図である。
【図７】正常な電解加工時の各電極の電解加工の基準電流を説明する図である。
【図８】電気抵抗の大きい不溶解物により発生する異常電流を説明する図である。
【図９】電気抵抗の小さい不溶解物により発生する異常電流を説明する図である。
【図１０】（ａ）ないし（ｄ）は電解加工の過程を説明する図である。
【図１１】本発明に係る電気化学的穿孔加工装置の実施形態の一例における電解加工の制御のフローを示す図である。
【図１２】本発明に係る電気化学的穿孔加工装置の実施形態の他の例における電解加工の制御のフローを示す図である。
【図１３】従来の電気化学的穿孔加工装置における電解加工の問題の一例を説明する図である。
【図１４】従来の電気化学的穿孔加工装置における電解加工の問題の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を用いて、本発明を実施するための形態について説明する。
図１は本発明に係る電気化学的穿孔加工装置の実施の形態の一例を模式的に示す図、図２は電極の拡大部分断面図、図３は電極を図１におけるIII方向から見て模式的に示す図
、図４（ａ）は電極保持部材の正面図、および図４（ｂ）は電極保持部材の平面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、この例の電気化学的穿孔加工装置１の構成は、前述の特許文献１に記載の電気化学的穿孔加工装置の構成と部分的に異なるが、基本的には同じである。この例の電気化学的穿孔加工装置１は、加工槽２と、この加工槽２内に固設されるとともに、例えば鉄鋼材料のような金属材料からなる被加工物（ワーク）３が載置固定されるテーブル４と、テーブル４の上方に配設された電解加工用の電極５と、この電極５を保持する電極保持体６、電極保持体６の一体に設けられた加工液つぼ７と、電極５、電極保持体６および加工液つぼ７を一体に鉛直方向（図１において上下方向）に駆動するための例えばサーボモータからなる駆動モータ（Ｍ）８と、駆動モータ８の回転駆動力を直進運動の鉛直方向運動（上下方向運動）に変換するための、例えばボールねじ機構等の運動変換機構９と、電解加工液１０（例えば、硝酸水溶液（濃度１７重量％）等）を貯留したタンク１１と、タンク１１内の電解加工液１０を加工液つぼ７に送給するポンプ１２と、ポンプ１２の吐出側に設けられたフィルタ１３と、加工液つぼ７とフィルタ１３との間に配設された流量調整弁１４と、被加工物３と電極５との間に印加される電解加工電圧、駆動モータ８の駆動、ポンプ１２の駆動、および流量調整弁１４の流量（開弁量）をそれぞれ制御する制御部である制御盤１５と、電極保持体６の通電ブロック６ａと制御盤１５との間に配設された分岐センサユニット１６とを備えている。その場合、駆動モータ８と運動変換機構９とにより、本発明の電極駆動部が構成される。
【００２３】
電極５は、チタン又はチタン合金のような電解され難い導電性材料により、その横断面外形輪郭を加工すべき孔の内径輪郭と対応させて中空管状に形成された芯管５αと、この芯管５αの外周に装着された耐酸性絶縁材の絶縁被覆材５βとから直線状に形成される。また、電極保持体６は導電性の通電ブロック６ａと、この通電ブロック６ａが一体に固設された箱状の絶縁材からなる保持部材６ｂとを有している。図３および図４（ａ）,（ｂ
）に示すように、電極５は、直線状に所定間隔を隔てて複数個（図示例では５個；符号５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅ）配設されている。なお、電極の数は５個に限定されることはなく、被加工物３に形成される細孔の数に応じて任意の複数個設けることができる。以下の説明では、電極は５個設けられるものとする。その場合、通電ブロック６ａは各電極５に対応して６個の通電ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5が配設されており、各通電
ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5は、互いに絶縁されている。そして、各電極５
の芯管５αの上端部は、それぞれ対応する電極保持体６の通電ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5（なお、図２には図示の便宜上単に６ａと表す）を貫通して加工液つぼ７
内に突設されている。
【００２４】
図２に示すように、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅ（なお、図２には図示の便宜上単に５と表す）は、それぞれ導電性の所定数（図示例では２個）の止めねじ１７を対応する各通電ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5に螺合締結することにより対応する各通
電ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5に電気的機械的に固定されている。更に、各
電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端（下端）は、いずれも水平面に対して傾斜角αの截頭円錐台面に形成されている。
【００２５】
図１に示すように、加工液つぼ７とタンク１１とは加工液流動管路１８で接続されており、この加工液流動管路１８中に、ポンプ１２、フィルタ１３、および流量調整弁１４がタンク１１から加工液つぼ７に向かってこれらの順に配設されている。そして、電解加工時にタンク１１内の電解加工液１０がポンプ１２によって吸い込み吐出され、ポンプ１２から吐出された電解加工液１０は、フィルタ１３および流量調整弁１４を介して加工液つぼ７に供給される。このとき、加工液つぼ７に供給される電解加工液の液量が流量調整弁１４によってその電解加工に対応した量に調整される。更に、加工液つぼ７に供給された電解加工液１０は、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの芯管５αを通って各電極５ａ,５
ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの各先端（下端）から被加工物３の被加工部である被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅ（各符号は、図３に図示；図１には図示の便宜上３αと表す）の底部近
傍に供給されるようになっている。更に、被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅに供給された電解加工液１０は、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの外周を通って流動して各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの上方から流出し加工槽２内に貯留される。最後に、加工槽２内に貯留された電解加工液１０は、再びタンク１１に戻るように構成されている。
【００２６】
図１に示すように、制御盤１５は、電解加工電圧印加部である直流の電源装置１９と、入力装置２０と、表示装置２１と、制御装置２２とを有する。また、制御装置２２は、監視装置２３と、タイマ２４と、モータ制御部２５と、流量調整弁制御部２６と、ポンプ制御部２７とを有する。また、分岐センサユニット１６は、給電分岐部２８と電流検出部２９（本発明の電解加工電流検出部に相当）とを有する。
【００２７】
電源装置１９は、その−極側が電気配線であるリード線３０を介して電極保持体６の通電ブロック６ａに電気的に接続されるとともに、＋極側が電気配線であるリード線３１を介して被加工物３に電気的に接続される。これにより、電極５と被加工物３との間に直流電圧の電解加工電圧が電源装置１９から印加されるようになっている。その場合、図３に示すように電源装置１９の−極側が給電分岐部２８により５つの給電部２８ａ,２８ｂ,２８ｃ,２８ｄ,２８ｅに分岐される。そして、各給電部２８ａ,２８ｂ,２８ｃ,２８ｄ,２８ｅがそれぞれ対応する各リード線３０ａ,３０ｂ,３０ｃ,３０ｄ,３０ｅおよび各通電ブロック６ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5を介して各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに電気的
に接続される。
【００２８】
電流検出部２９は給電分岐部２８と通電ブロック６ａとの間に配設される。図３および図５に示すように、この電流検出部２９は各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに対応して配設されたホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅを有する。各ホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅは、それぞれ対応する各リード線３０ａ,３０ｂ,３０ｃ,３０ｄ,３０ｅに対応して配設される。各ホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅは、それぞれ対応する各リード線３０ａ,３０ｂ,３０ｃ,３０ｄ,３０ｅを流れる電流を検出するとともに、検出した電流をそれぞれ各出力配線３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,３２
ｄ,３２ｅから出力するようになっている。各ホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅは、小型の例えば、Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ ＬＴＳ６−ＮＰ（ス
イス国 ＬＥＭ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ社）が用いられる。なお、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,
５ｄ,５ｅに流れる電流を検出するに際して、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの上端が
共通の加工液つぼ７内に存在しても不都合となることは、実際上全くないことが確かめられている。
【００２９】
監視装置２３は基準値メモリ３３と比較評価処理部３４とを有する。基準値メモリ３３
は、入力装置２７から入力された被加工物３の電解加工における基準電流を基準電流値あるいは基準電流波形パターンで格納するとともに、同じく入力装置２７から入力された基準電流値あるいは基準電流波形パターンからの所定範囲を格納する。
【００３０】
この例の電気化学的穿孔加工装置１による１回（１サイクル）の電解加工における電解加工電流は、例えば図６および図７に実線で示すように理想的な電解加工中の電流である基準電流である（なお、図７には基準電流は正常加工時の加工電流と表記されている。）。この基準電流は予め実験などを行って１サイクルの理想的な基準電流値或いは基準電流波形パターンとして基準値メモリ３３（図１に図示）に格納される。したがって、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅにこのような１サイクル分の電解加工電流で流れるように、それぞれ各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに直流電圧の電解加工電圧が印加される。そして、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに１サイクル分の電解加工電圧が所定時間印加されて被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅが電解加工される。この１サイクルの電解加工が終了すると、被加工物３の次の１サイクル分の電解加工電圧が同様にして印加される。以下、各被加工物３に対してこのサイクルが繰り返されるようになっている。
【００３１】
また、比較評価処理部３４は、各ホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅと各出力配線３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,３２ｄ,３２ｅを介して電気的に接続される。したがって、この比較評価処理部３４には、各ホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅで検出された各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに流れる電解加工電流が電解加工電流値あるいは電解加工電流波形パターンで供給される。
【００３２】
そして、比較評価処理部３４は、基準電流および各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに流れる各電解加工電流をそれぞれ表示装置２１に出力するとともに、表示装置２１はこれらの基準電流および各電解加工電流をそれぞれ表示する。また、比較評価処理部３４は、各電解加工電流を基準電流と比較評価して各電解加工電流が基準電流から予め定められている許容可能な所定範囲を超えて異常電流を発生して将来加工異常を発生させる徴候であると判断する。
【００３３】
図６および図７に示すように、電解加工中の各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの各電解加工電流がいずれも図６に実線で示す基準電流であると、被加工物３に対して被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅが正常に電解加工される。例えば、電解加工中の電解加工電流が図６に実線で示す基準電流に沿って各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの少なくとも１つに流れなく、図６に点線で示すように基準電流から外れた異常電流に沿って流れるとする。そして、電解加工開始から時点ｔ１でこの異常電流が基準電流から所定範囲から外れたとする。このとき、比較評価処理部３４は、加工異常を発生する可能性があると判断して異常信号を表示装置２３に出力する。表示装置２１はこの異常信号に基づいて加工異常が発生する可能性がある警告を警告文字または警告音で表示する。更に、比較評価処理部３４はこの異常信号を電源装置１９、モータ制御部２５、およびポンプ制御部２７に表示装置２１を介してあるいは直接に出力する。これにより、電解加工電圧の印加、駆動モータ８の駆動、およびポンプ１２の駆動が停止され、被加工物３の電解加工が中止される（電極駆動部、電解加工液供給部、および電解加工電圧印加部の制御工程）。
【００３４】
なお、電解加工電流が基準電流から所定範囲から外れる状態としては、次の２通りの状態がある。すなわち、１つの状態は、前述の図６に点線で示すように電解加工電流が基準電流より低く所定範囲から外れる状態である。この状態は、例えばＴａ等の導電性が低い（電気抵抗が大きい）不溶解物３５が電極の先端と被加工穴との間に挟持された場合である。図８には、１つの電極に流れる電解加工電流が他の電極に流れる電解加工電流（基準電流あるいはほぼ基準電流）よりかなり小さな電流であることが示されている。また、他の１つの状態は、前述の図６に点線で示す場合と逆に電解加工電流が基準電流より高く所
定範囲から外れる状態である。この状態は、例えばＷ。Ｍｏ等の導電性が高い（電気抵抗が小さい）不溶解物３５が電極の先端と被加工穴との間に挟持された場合である。図９には、１つの電極に流れる電解加工電流が他の電極に流れる電解加工電流（基準電流あるいはほぼ基準電流）よりかなり大きな電流であることが示されている。
【００３５】
この例の電気化学的穿孔加工装置１および電気化学的穿孔加工方法においては、電解加工液１０を各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端（下端）から供給させながら各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを下降させて被加工物３の電解加工を行うにあたって、電解加工を次の通りに行うようにしている。すなわち、図１０（ａ）に示すように、電解加工電圧を各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに印加するとともに電解加工液１０を各電極５ａ,５
ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端（下端）から点線の矢印方向に供給させながら、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを実線の矢印方向に下降させて被加工物３に対して各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工を行う。図１０（ｂ）に示すように電解加工開始後予め設
定された第１の基準時間（ｓｅｃ；例えば、１０秒））経過したとき、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの下降を停止し、図１０（ｃ）に示すように各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを所定量上昇させた（ジャンプさせた）後停止させる。このとき、電解加工電圧の印加を停止するが、電解加工液１０の供給はそのまま継続する。すなわち、電解加工を一旦中断する。
【００３６】
そして、図１０（ｂ）に示すように被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの底部に不溶解物３５が存在している場合、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの上昇と電解加工液１０の供給の継続とにより、図１０（ｃ）に示すように被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの底部の不溶解物３５は、供給された電解加工液により上方に移動されて被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの上端から脱出する。したがって、この不溶解物３５が各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端と被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの底部との間に挟持されることが抑制される。
【００３７】
各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの所定量上昇後予め設定された第２の基準時間（ｓｅｃ）経過したとき、図１０（ｄ）に示すように各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを元の加工位置まで再び下降するとともに電解加工電圧を再び印加して電解加工を再開する。そして、電解加工の再開後第１の基準時間（ｓｅｃ）経過したとき、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの下降を停止して各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを所定量上昇させるとともに、電解加工電圧の印加を停止しかつ電解加工液１０の供給はそのまま継続する。すなわち、電解加工を再び中断するとともに、不溶解物３５の除去を行う。更に、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの所定量上昇後第２の基準時間（ｓｅｃ）経過後各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを再び下降するとともに電解加工電圧を再び印加して電解加工を再開する。
【００３８】
このように、この例の電気化学的穿孔加工装置１では、１回の電解加工中に各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの上下動と電解加工電圧の印加および印加停止とを周期的（例えば、電解加工開始後１０秒毎）に繰り返しながら、つまり、電解加工の中断を周期的に繰り返しながら、被加工物３の被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工を行うようにしている。そこで、制御装置２２のタイマ２４には、入力装置２０により前述の第１および第２の基準時間（ｓｅｃ）が被加工物３に対応して格納されている。
【００３９】
次に、この例の電気化学的穿孔加工装置１による被加工物３に対する加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工の作動制御について説明する。図１１は、被加工物に対する加工穴の電解加工の作動制御のフローを示す図である。
図１１に示すように、まずステップＳ１で、電解加工の前述の基準電流が被加工物３に対応して設定され、基準値メモリ３３に格納される。次いで、ステップＳ２で前述の第１
および第２の基準時間が被加工物３に対応して設定され、タイマ２４に格納される。次に、ステップＳ３で流量調整弁制御部２６により流量調整弁９の開弁量（電解加工液の流量）が被加工物３に対応して調整される。
【００４０】
そして、ステップＳ４で被加工物３に対する加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工が開始される。すなわち、電源装置１９から直流電圧の電解加工電圧が各電極５ａ,５
ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに印加される（電解加工電圧印加工程）。また、モータ制御部２５に
より駆動モーター８が正転（電極を下降させる方向の回転）駆動されるとともに、ポンプ制御部２７によりポンプ１２が駆動される。これにより、タンク１１内の電解加工液が加工液つぼ７内に送給されるとともに各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの内部孔を通して各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端から供給され（電解加工液供給工程）かつ各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅが下降されながら電極上下動工程）、電解加工が行われる（電解加工工程）。この電解加工中に、ステップＳ５で各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅに流れる電解加工電流が、それぞれホールセンサ２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅで測定される（電解加工電流検出工程）。そして、ステップＳ６で各電解加工電流の少なくとも１つの電解加工電流が基準電流から予め設定された所定範囲以内にあるか否かが判断される。
【００４１】
ステップＳ６で各電解加工電流がいずれも基準電流から所定範囲以内にあると判断されると、ステップＳ７で各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの１サイクル目の電解加工が終了したか否かが判断される。電解加工が終了していないと判断されると、ステップＳ８で電解加工時間が前述の第１の基準時間を経過したか否かが判断される。ステップＳ８で電解加工時間が第１の基準時間を経過していないと判断されると、ステップＳ５の処理に移行して、ステップＳ５ないしＳ８の処理が繰り返される。
【００４２】
ステップＳ８で電解加工時間が第１の基準時間を経過したと判断されると、ステップＳ９で駆動モーター８が停止された後、所定回転量逆転（電極を上昇させる方向の回転）駆動される。その後、駆動モーター８が再び停止される。したがって、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅが所定量上昇する（電極上下動工程）。このとき、電解加工電圧の印加が停止されるが、ポンプ１２の駆動は継続される。次に、ステップＳ１０で前述の第２の基準時間が経過したか否かが判断される。第２の基準時間が経過していないと判断されると、このステップＳ１０の処理が繰り返される。これにより、電解加工が中断される。そして、被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅに不溶解物３５が存在する場合、この不溶解物３５は、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端から供給される電解加工液により被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅから除去される（電解加工中断および電解加工液供給工程）。
【００４３】
ステップＳ１０で第２の基準時間が経過したと判断されると、ステップＳ１１で電解加工が再開される。すなわち、モータ制御部２５により駆動モーター８が正転駆動されるとともに、ポンプ制御部２７によりポンプ１２が駆動される。これにより、タンク１１内の電解加工液が加工液つぼ７内に送給されるとともに各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの内部孔を通して各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの先端から供給されかつ各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅが下降されながら、電解加工が行われる。電解加工が再開始されると、ステップＳ５の処理に再び移行し、ステップＳ５以降の処理が繰り返される。
【００４４】
ステップＳ７で各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工が終了したと判断されると、ステップＳ１２で駆動モーター８の駆動が停止され、更に駆動モーター８が所定回転量逆回転された後、駆動停止される。また、ポンプ１２の駆動が停止されるとともに、電解加工電圧の印加が停止される。これにより、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅが各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅから脱出して初期の非作動位置に戻る。こうして、１回目の各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工が終了する。
【００４５】
ステップＳ６で各電解加工電流の少なくとも１つの電解加工電流が基準電流から所定範囲でないと判断されると、ステップＳ１３で表示装置２１に異常電流が発生したと警告が表示されるとともに、ステップＳ１４で電解加工が中止され、ステップＳ１２の処理が行われる。このようにして、この例の電気化学的穿孔加工装置１では、電解加工中、電解加工電流が所定範囲にあるときは電極が周期的に上下動されかつ電解加工電圧の印加および印加停止が繰り返されて電解加工を周期的に繰り返し中断しながら電解加工が行われるとともに、電解加工電流が所定範囲を超えたときは警告を発しかつ電解加工を中止する。
【００４６】
この例の電気化学的穿孔加工装置１によれば、電解加工中に、電解加工開始後第１の基準時間が経過したとき、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを所定量上昇（ジャンプ）させかつ電解加工電圧の印加を停止して電解加工を一旦中断させるとともに、電解加工液１０を継続して供給する。そして、電解加工中にこの電解加工の中断および電解加工液１０の供給を周期的に繰り返し行う。これにより、被加工物３に混在し電解加工液１０で溶解しない不溶解物３５が各被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの少なくとも１つに存在しても、電解加工の中断時に供給される電解加工液１０により、被加工穴から除去することが可能となる。したがって、被加工穴内に存在する不溶解物３５による電解加工電流の異常電流の発生を抑制することができ、安定した電解加工を行うことができる。その結果、電解加工の精度および効率を更に一層向上させることが可能となる。
【００４７】
次に、本発明に係る電気化学的穿孔加工装置１の実施の形態の他の例について説明する。
前述の例の電気化学的穿孔加工装置１では、電解加工を周期的に中断しながら電解加工を行うようにしているが、この例の電気化学的穿孔加工装置１では、電解加工を周期的に中断しなく、電解加工電流が所定範囲を超えたときに電極を一旦上昇させかつ電解加工電圧の印加を停止して電解加工を一旦中断し、不溶解物の除去作業を行い、その後電解加工を再開始するようにしている。
【００４８】
図１２は、この例の電気化学的穿孔加工装置による電解加工の作動制御のフローを示す、図１１と同様の図である。なお、図１１に示すフローの処理と同じ処理を行うステップには、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００４９】
図１２に示すように、ステップＳ１ないしＳ７までの処理は、前述の例と同じである。次に、ステップＳ７で電解加工が終了していないと判断されると、ステップＳ５に移行してステップＳ５以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ７で電解加工が終了したと判断されると、前述の例と同じステップＳ１２での処理が行われる。
【００５０】
また、ステップＳ６で各電解加工電流の少なくとも１つの電解加工電流が基準電流から所定範囲でないと判断されると、前述の例と同じステップＳ９ないしＳ１１の処理が繰り返される。なお、図１２に示す例のステップＳ１０での電動モータ９の逆転駆動停止後から経過した電解加工時間と比較する基準時間は、前述の図１１に示す例の第２の基準時間と単に標記が異なるだけで実際には同じである。
【００５１】
そして、ステップＳ１１で電解加工再開始されると、ステップＳ１５で各電極５ａ,５
ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅの各電解加工電流が測定される。このステップＳ１５での電解加工電
流の測定は、ステップＳ５での電解加工電流の測定と同じ処理である。次に、ステップＳ１６で各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流電流から所定範囲であるか否かが判断される。このステップＳ１６での電解加工電流の比較評価も、ステップＳ６での電解加工電流の比較評価と同じ処理である。
【００５２】
ステップＳ１６で各電解加工電流のすべてが基準電流電流から所定範囲であると判断されると、ステップＳ７に移行し、ステップ７以降の処理が行われる。また、ステップＳ１６で各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流電流から所定範囲でないと判断されると、ステップＳ１７で前述の例のステップＳ１３と同じ警告表示が行われるとともに、ステップＳ１８で前述の例のステップＳ１４と同じように電解加工が中止され、その後ステップＳ１２での処理に移行する。
【００５３】
この例の電気化学的穿孔加工装置１によれば、前述の例のように電解加工の中断が所定時間毎に周期的に行われず、各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲でないときに電解加工の中断および電解加工液の供給が行われる（電解加工中断および電解加工液供給工程）。したがって、電解加工の中断による不溶解物３５の除去作業を効率よく行うことが可能となるとともに、被加工物３に対する被加工穴３ａ,３ｂ,３ｃ,３ｄ,３ｅの電解加工に要する時間を短縮することができる。また、電解加工の中断により不溶解物３５の除去作業を行った後、１サイクルの電解加工が終了しない間に、各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲でないときが再び発生したときにも電解加工の中断が再び行われる。これにより、電解加工の中断による不溶解物３５の除去作業を効果的に行うことができる。その場合、電解加工の中断による不溶解物３５の除去作業の繰り返しに対応して、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅから供給される電解加工液１０の流量を多くなるように制御することが、不溶解物３５をより効果的に除去するうえで好ましい。電解加工液１０の流量を多くする方法としては、流量調整弁１４の開弁量大きくする方法およびポンプ１２の吐出量を増大する方法の少なくとも１つを採用することができる。
この例の電気化学的穿孔加工装置１の他の構成および他の作用効果は、前述の例と同じである。
【００５４】
なお、本発明の電気化学的穿孔加工装置は、前述の実施の形態の各例に限定されることはなく、種々の設計変更が可能である。例えば、前述の２つの例を組み合わせることもできる。すなわち、各電解加工電流のすべてが基準電流から所定範囲にあるときに、電解加工の中断を所定時間毎に周期的に繰り返し行うとともに、各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲にないときにも、電解加工の中断を行う。その場合、各電解加工電流の少なくとも１つが基準電流から所定範囲にないときの電解加工の中断では、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅから供給される電解加工液１０の流量を多くなるように制御することが、不溶解物３５をより効果的に除去するうえで好ましい。電解加工液１０の流量を多くする方法は、前述の例と同じである。
【００５５】
また、複数の電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを同時に上下動させる必要がない場合には、電動モータ９を複数の電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅ毎に設けて、各電極５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅを互いに独立して上下動させることもできる。
要は、本発明は特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で種々の設計変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る電気化学的穿孔加工装置は、金属材料の被加工物に対して、複数の電極を用いて電解加工液を供給しながら被加工物の細長い被加工穴を電解加工する電気化学的穿孔加工装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…電気化学的穿孔加工装置、２…加工槽、３…被加工物（ワーク）、３ａ,３ｂ,３ｃ,
３ｄ,３ｅ…被加工穴、５,５ａ,５ｂ,５ｃ,５ｄ,５ｅ…電極、６…電極保持体、６ａ,６
ａ1,６ａ2,６ａ3,６ａ4,６ａ5…通電ブロック、７…加工液つぼ、８…駆動モータ、９…
運動変換機構、１０…電解加工液、１２…ポンプ、１４…流量調整弁、１５…制御盤、１
６…分岐センサユニット、１９…電源装置、２０…入力装置、２１…表示装置、２２…制御装置、２３…監視装置、２４…タイマ、２５…モータ制御部、２６…流量調整弁制御部、２７…ポンプ制御部、２８…給電分岐部、２８ａ,２８ｂ,２８ｃ,２８ｄ,２８ｅ…給電部、２９…電流検出部、２９ａ,２９ｂ,２９ｃ,２９ｄ,２９ｅ…ホールセンサ、３０,３
０ａ,３０ｂ,３０ｃ,３０ｄ,３０ｅ,３１…リード線、３２ａ,３２ｂ,３２ｃ,３２ｄ,３
２ｅ…出力配線、３３…基準値メモリ、３４…比較評価処理部、３５…不溶解物
【図１】
0005582637.tif 000003
【図２】
0005582637.tif 000004
【図３】
0005582637.tif 000005
【図４】
0005582637.tif 000006
【図５】
0005582637.tif 000007
【図６】
0005582637.tif 000008
【図７】
0005582637.tif 000009
【図８】
0005582637.tif 000010
【図９】
0005582637.tif 000011
【図１０】
0005582637.tif 000012
【図１１】
0005582637.tif 000013
【図１２】
0005582637.tif 000014
【図１３】
0005582637.tif 000015
【図１４】
0005582637.tif 000016