(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電加工マシンの加工電極の実際の長さを決定する加工電極長さ決定方法において、
電極ホルダに保持した加工電極を接触素子に接触させる第１ステップと、
加工電極と接触素子が接触したままトリガポイントにおける接触電極に向かって更に移動させることによって電気的短絡回路を発生させ、トリガポイントの既知の位置から加工電極の遊端位置を決定する第２ステップと、
マシン制御装置により電極ホルダから突出する電極の長さを電極ホルダの位置及びトリガポイントの位置から決定する第３ステップと
よりなり、
前記接触素子は、
軸受の周りに回動自在に配置し、測定すべき加工電極と機械的及び電気的接触を生ずるようにし、前記接触電極との接触ポイントをこの接触電極から所定の距離に保持し、前記加工電極の押圧を受けて接触電極に向かって回動してこの接触電極に接触を生ずることができるようにし、また
前記接触素子と前記接触電極との間の電気的接触は不純物から保護された領域で生ずるものとした
ことを特徴とする放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【請求項２】
前記不純物から保護された領域は前記接触電極をカバーする保護キャップ内で前記電気的接触を生ずるようにした請求項１記載の放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【請求項３】
加工を実施しつつ電極の長さ測定を繰り返し行うことにより前記加工電極の磨耗をマシン制御装置によって決定する請求項１又は２記載の放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【請求項４】
電極の測定長さ及び決定した磨耗を使用し、前記測定処理を行いつつマシン制御装置を介して電極の加工経路制御を自動的に補正する請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【請求項５】
前記加工経路に沿って加工を行う場合に予測される加工電極の予め決められた予定値と比較して加工電極の測定した長さ又は磨耗の値が前記予定値を越えたか又はまだその値に達しないかによって前記加工電極の交換を決める請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【請求項６】
前記接触素子に複数個の接触面を設け、これらの接触面には異なる強さの力が作用するようにした請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の放電加工マシンの加工電極長さ決定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工を行いつつ放電加工マシンの加工電極の長さを決定する方法並びにこの方法を実施する測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
管状電極を制御経路に沿って案内する放電加工ミリング加工原理に従ってワークピースを加工するとき、ワークピースから材料を除去することは前記加工電極が短くなるという大きな加工電極の磨耗を伴う。この場合、加工を実施している間に電極の正確な長さを知ることは、適切な時点で加工電極を交換したり又は制御下の経路に沿って加工電極を移動する経路制御を補正する上で重要である。
【０００３】
普通の放電加工マシン特に、誘電液体浴内でワークピースを加工するキャビティシンキング放電加工マシンは、新しい加工電極をワークピース即ち、加工を開始する前に基準ポイントとして使用する測定領域に対して位置決めすることができる装置を設けている。米国特許第４，０３９，７７９号によれば、代表的には２４Ｖの規定電圧を加工電極とワークピース／基準ポイントに加え、加工電極をゆっくりとワークピース／基準ポイントに向けて移動させる。ワークピース／基準ポイントに向かう移動中、いわゆる短絡（ショートサーキット）又は電気接触を生じてから機械的接触を生ずる。即ち、加工電極とワークピース／基準ポイントとの間の所定距離即ち、いわゆるトリガポイントに達してから機械的接触を生ずる。この短絡は電気回路によって検出し、加工電極とワークピース又は基準ポイントとの間の相対距離がこの瞬間に決定される。矩形の電極がワークピース又は基準ポイントに向かって長手方向に移動する場合、電極の長さは電極ホルダの既知の座標及び短絡を検出した瞬間のトリガポイントから得ることができる。この電気的測定のため、加工電極又はワークピースの変形を招く機械的衝突を防止することができる。
【０００４】
しかし、このタイプの測定は、早期短絡を生じて位置測定を誤らせる恐れのある不純物が加工電極とワークピース又は基準ポイントとの間に存在しないことが要求される。ワークピースから除去され、また誘電流体中に懸濁している金属粒子又はワークピース又は電極の表面に存在する被膜は、通常予想される距離よりも大きい距離でも放電をトリガしてしまう。測定誤差は通常中間スペースに存在する最大粒子寸法の５倍〜１０倍の範囲内にある。従って、このような位置測定は新しい加工電極及びワークピース又は予めクリーニングした加工電極及びワークピースでしか行うことができない。更に、誘電流体は不純物を含んでいるため上述の中間スペースには誘電流体が存在しないことが必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術によれば、加工電極及びワークピースの手作業によるクリーニングを必要とするため、この測定原理の自動化は不可能であった。また同様に純粋な機械的測定も適用することができない。光学的測定方法も手作業によるクリーニングを必要としていた。
【０００６】
従って、本発明の目的は、放電加工マシンのホルダにクランプした加工電極の長さを、測定を実施するために加工電極及び基準ポイントの手作業によるクリーニングをすることなく、しかも通常の短絡検出を利用して決定することができる加工電極長さ決定方法を得るにある。本発明方法は簡単であり、自動化しても実施することができる。本発明の他の目的は上述の方法を実施することができる装置を得るにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は放電加工マシンの加工電極の実際の長さを決定する加工電極長さ決定方法において、電極ホルダに保持した加工電極を接触素子に接触させる第１ステップと、加工電極と接触素子が接触したままトリガポイントにおける接触電極に向かって更に移動させることによって電気的短絡回路を発生させ、トリガポイントの既知の位置から加工電極の遊端位置を決定する第２ステップと、マシン制御装置により電極ホルダから突出する電極の長さを電極ホルダの位置及びトリガポイントの位置から決定する第３ステップとよりなり、前記接触素子は、軸受の周りに回動自在に配置し、測定すべき加工電極と機械的及び電気的接触を生ずるようにし、前記接触電極との接触ポイントをこの接触電極から所定の距離に保持し、前記加工電極の押圧を受けて接触電極に向かって回動してこの接触電極に接触を生ずることができるようにし、また前記接触素子と前記接触電極との間の電気的接触は不純物から保護された領域で生ずるものとしたことを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明装置は、上述の方法を実施する測定装置において、測定すべき加工電極に機械的及び電気的に接触を生ずると予想される可動接触素子を、接触電極から所定距離の位置に保持し、またこの接触電極に電気的に接触することができるようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１０】
図１には、電圧（この実施の形態の場合２４Ｖ）を図示しない放電加工マシンの加工電極１に供給する。この加工電極１は、回動自在の軸受３に配置した接触素子２に機械的に接触する。接触素子２及び電気的に絶縁したばねサスペンション１２（図３参照）に配置したばね４により接触素子２が図示しない放電加工機の接地側に接続した接触電極５に接触するのを阻止する。加工電極１が接触素子２の方向に移動する場合に機械的接触を生じ、これにより電極と接触素子との間の電気的接触も生ずる。電極の接触素子に向かう移動を更に続けるには、ばねの引張力を補償するための僅かな機械的力だけでよい。この行程中、接触素子は接触電極に接近し、上述した電気的短絡が接触素子の加工電極とは反対側の側面（不純物から保護されている）と接触電極との間に生ずる。加工電極の長さは、加工電極ホルダの既知の座標と、測定装置の検出した短絡の瞬間のトリガポイントとから算出することができ、マシン制御装置によってこの加工電極の長さを計算する。
【００１１】
マシン制御装置は異なる時点で測定した加工電極長さの差から加工電極の磨耗を計算することができ、これに応じて加工電極の経路移動の補正を行ったり、加工電極の交換を行ったりすることができるようにする。
【００１２】
測定に必要な力は、１ｍｍ〜１２ｍｍの直径を有するツールに対して２５０〜３００ｇの間で選択すると好適である。この値では、測定ゾーンにおける不純物により生ずる干渉作用は図５に示すように大いに排除される。他の材料で構成した加工電極又は他の直径を有する加工電極に対しては、それに応じた力のばねを使用する。
【００１３】
クリーニング工程を行わない、又は誘電流体の除去を行わないと、従来技術の普通の測定装置、即ち、図５の（ａ）に示す測定装置では、粒子が最大２０μｍの場合約０．１２ｍｍの測定誤差が容易に生じてしまう。この測定誤差は、幾つかの粒子が電界内で一列に配列するために生ずる。図５の（ｂ）には、電極をクリーニングすることなしに測定誤差を約０．０１５ｍｍに減少することができることを示す。
【００１４】
図２には、非導電性材料例えば、プレキシガラスの保護キャップ６を設け、接触電極５及び接触素子２の接触電極に対向する側の側面を除去した粒子の不純物から保護する。この保護キャップは接触素子２を包囲し、接触素子２の回動に追従する。
【００１５】
他の実施例においては、接触電極及び接触素子の接触電極に対向する側面の完全な包囲は、不純物から保護する図示しない弾性管状シールの形式で実現することができる。この管状シールは測定装置の本体８のベース７に密接させて取り付ける。従って、誘電流体及び除去した粒子の接触電極の領域内への侵入を阻止する。このことは、測定装置を誘電流体によって完全に包囲する、即ち、誘電流体内に長さ全体を浸漬する加工電極も測定できることを意味する。
【００１６】
図３に示す実施例においては、回動軸線を２個の突起１１の形式として構成しており、この突起１１上にスチール製の接触素子２を載置する。突起１１はプレート１４内に埋設し、本体８から電気的に絶縁する。接触電極５をプレート１４内に埋設し、この接触電極５も突起として構成し、接触電極を突起１１を結ぶラインの垂直２等分線上に配置し、これらの突起とは電気的に絶縁しまた本体８とは電気的に接触させる。プレート１４は本体８に非導電性のねじ１５によって連結する。下側ばねサスペンション１２は本体８とは電気的に絶縁する。放電加工マシンの作業領域内での融通性のある設置を行うため、磁石１３を本体８のベースに埋設する。
【００１７】
図４には、全く異なる直径の２個の電極グループを単独の測定装置によって、即ち、ばね４を交換する必要なく測定することができる実施例を示す。大きな直径の電極（接触面積Ａ）を使用するときは、不純物を圧縮又は押圧することによって測定誤差を減少するために必要な圧力（Ｐ＝Ｆ／Ａ）を発生するのにより一層大きい力Ｆが必要となる。接触素子上に設けた２個の接触面９，１０の異なるレバーアームによって、これに応じた２個の異なる力のレンジ（範囲）が得られる。
【００１８】
【発明の効果】
このような測定装置を使用することは、放電ミリング加工中に加工電極の長さ測定に限定されるものではない。本発明による装置は、特に、伝統的なキャビティシンキング（ｃａｖｉｔｙ  ｓｉｎｋｉｎｇ）放電加工方法にも使用することができ、作業領域から流体の複雑な排水及び時間の浪費なく、また電極の手作業のクリーニングをすることなく測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】測定装置の線図的説明図である。
【図２】測定装置及び保護容器の側面図である。
【図３】本発明装置の好適な実施例の説明図であり、（ａ）は縦断面、（ｂ）は頂面図である。
【図４】２個の接触面を有する測定装置の平面図である。
【図５】不純物によって生ずる測定誤差を説明するための線図的説明図である。
【符号の説明】
１  電極
２  接触素子
３  軸受
４  ばね
５  接触電極
６  保護キャップ
７  ベース
８  本体
１４  プレート
１１  突起
１５  ねじ
１３  磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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