(57)【要約】  電気分解装置（２００）は、複数の電極（２０１ａ）を備え、加工液の金属イオンを電極（２０１ａ）に析出させる電極部（２０１）と、電極部（２０１）に電圧を印加する電源（２０３）とを備える。電気分解装置（２００）は、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、電極部（２０１）に金属イオンを析出させる第１電圧が電極部（２０１）へ印加されるように電源（２０３）を制御し、第１電圧が電極部（２０１）へ印加された後、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が電極部（２０１）へ印加されるように電源（２０３）を制御する制御部（２０４）を備える。
2019207635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を備え、加工液の金属イオンを前記電極に析出させる電極部と、
前記電極部に電圧を印加する電源と、
前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記電極部に前記金属イオンを析出させる第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御し、前記第１電圧が前記電極部へ印加された後、前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする電気分解装置。
【請求項２】
前記加工液のイオン交換を行い前記加工液の導電率を低下させるイオン交換樹脂と、
前記加工液をくみ上げるポンプでくみ上げられた前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させ、又は前記ポンプでくみ上げられた前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を遮断する開閉弁と、
を備え、
前記制御部は、
前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要があるとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させるように前記開閉弁を制御し、前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要がないとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を停止させるように前記開閉弁を制御することを特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気分解装置と、
被加工物を放電加工する放電加工部と、
を備えることを特徴とする放電加工装置。
【請求項４】
前記電極部は、前記放電加工部を内部に有する加工槽に設置され、前記加工槽内の前記加工液の金属イオンを析出させることを特徴とする請求項３に記載の放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の放電加工に利用する加工液を電気分解する電気分解装置及び電気分解装置を備えた放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被加工物を加工槽内の加工液中に浸して加工する放電加工装置が知られている。この種の放電加工装置では、ワイヤ電極と被加工物との間の隙間にパルス放電を生じさせて被加工物の放電加工が行われる。放電加工によって発生したスラッジが加工液中でイオン化することにより加工液の導電率が上昇すると、加工液が絶縁媒体としての機能を果たさなくなり、放電加工を行うことができなくなる。従って、放電加工においては、加工液の導電率の上昇を抑制する必要がある。【０００３】
特許文献１には、加工液の導電率が基準値を超えたときに加工液をイオン交換樹脂に通過させることにより、加工液の導電率の上昇を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１４１３１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に開示される技術では、イオン交換が一定量行われるとイオン交換樹脂のイオン交換機能が低下して、導電率の上昇を抑制することができなくなるため、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要がある。このようにイオン交換樹脂は消耗品であるため、特許文献１に開示される技術では、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要があるという課題があった。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定期的な交換を要する消耗品を用いることなく加工液の導電率の上昇を抑制できる電気分解装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電気分解装置は、複数の電極を備え、加工液の金属イオンを電極に析出させる電極部と、電極部に電圧を印加する電源とを備える。電気分解装置は、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、電極部に金属イオンを析出させる第１電圧が電極部へ印加されるように電源を制御し、第１電圧が電極部へ印加された後、加工液の導電率を低下させる必要があるとき、第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が電極部へ印加されるように電源を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電気分解装置は、定期的な交換を要する消耗品を用いることなく加工液の導電率の上昇を抑制できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図
【図２】図１に示す制御部の構成を示す図
【図３】図２に示す制御部の動作を示すフローチャート
【図４】図３に示す制御部の動作を示すタイミングチャート
【図５】本発明の実施の形態２に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図
【図６】図５に示す制御部の構成を示す図
【図７】図６に示す制御部の動作を示すフローチャート
【図８】図７に示す制御部の動作を示すタイミングチャート
【図９】図４に示す電流値と導電率の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態に係る電気分解装置及び放電加工装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図である。図２は図１に示す制御部の構成を示す図である。図１に示す放電加工装置１００は、加工槽１と、汚液槽２と、清液槽３と、第１配管４と、第２配管５と、第３配管６と、第１ポンプ１０と、第２ポンプ１１と、フィルタ２０と、ワイヤ電極３３を支持する上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２と、電気分解装置２００とを備える。
【００１２】
放電加工装置１００は、加工槽１において、加工電極であるワイヤ電極３３と被加工物３０との間の隙間にパルス放電を生じさせて被加工物３０の放電加工を行う工作機械である。
【００１３】
加工槽１は、被加工物３０の放電加工が行なわれる槽である。汚液槽２には、第１配管４を介して、加工槽１から加工液４０が流入する。汚液槽２に流入する加工液４０にはスラッジが混ざっており、汚液槽２内の加工液４０は、第１ポンプ１０でくみ上げられた後、第２配管５を介してフィルタ２０へ送られる。
【００１４】
フィルタ２０は、加工液４０に含まれるスラッジを濾過する濾過器である。フィルタ２０に送られた加工液４０は、フィルタ２０で濾過されることによって、スラッジが除去された清液として清液槽３へ送られる。
【００１５】
清液槽３には、フィルタ２０で濾過された加工液４０が流入する。清液槽３内の加工液４０は、第３配管６を介して再び加工槽１へ供給される。このようにして、加工液４０は、加工槽１、汚液槽２及び清液槽３を循環する。
【００１６】
加工液４０で満たされている加工槽１内には、上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２が被加工物３０と共に配置される。ワイヤ電極３３による被加工物３０への放電加工が行われると、放電加工によって生じたイオン性不純物であるスラッジが、加工槽１内の加工液４０中でイオン化する。これにより加工槽１内の加工液４０の導電率が上昇する。
【００１７】
加工液４０の導電率が上昇すると、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなり、放電加工を行うことができなくなる。電気分解装置２００は、加工液４０の導電率の上昇を抑制するために加工液４０を電気分解する装置である。
【００１８】
電気分解装置２００は、電極部２０１、電流検出器２０２、電源２０３及び制御部２０４を備える。
【００１９】
電極部２０１は、図１に示す加工槽１内に設置される。電極部２０１は、複数の電極２０１ａを備え、加工液４０中の金属イオンを電極２０１ａの表面に析出させることで、加工液４０の導電率を低下させる機能を有する。なお、隣接する電極２０１ａ同士の間の隙間は、数μｍ程度のスラッジが目詰まりしないようにするため、例えば数ｍｍ程度に設定される。これにより、隣接する電極２０１ａ同士がスラッジによって短絡することを抑制できる。
【００２０】
電極部２０１には、第１配線２１０の一端と第２配線２１１の一端とが接続される。第１配線２１０の他端と第２配線２１１の他端とは電源２０３に接続される。電源２０３の出力電圧は、第１配線２１０及び第２配線２１１を介して電極部２０１に印加される。
【００２１】
第２配線２１１には電流検出器２０２が設けられている。電流検出器２０２は、第２配線２１１に流れる電流を検出する。電流検出器２０２で検出された電流の値を示す電流情報は制御部２０４へ伝送される。
【００２２】
電流検出器２０２は、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）と呼ばれる計器用変流器を用いた電流センサであってもよいし、シャント抵抗を用いた電流センサであってもよい。また電流検出器２０２は、これらを組み合わせたものでもよい。なお電流検出器２０２は、第１配線２１０に設けて、この配線に流れる電流を検出してもよい。
【００２３】
次に制御部２０４の構成を説明する。図２に示す制御部２０４は、電流比較部２０４ａ及び電圧制御部２０４ｂを備える。
【００２４】
電流比較部２０４ａには、第１電流しきい値Ｉ１と第２電流しきい値Ｉ２とが設定されている。電流比較部２０４ａでは、電流検出器２０２で検出された電流値Ｉと第１電流しきい値Ｉ１とが比較され、また電流値Ｉと第２電流しきい値Ｉ２とが比較される。比較結果は、電圧制御部２０４ｂに入力される。比較結果は、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報などである。
【００２５】
第１電流しきい値Ｉ１は、例えば実際に放電加工ができなくなったときに電流検出器２０２で検出された電流の値よりも僅かに低い値に設定される。すなわち、第１電流しきい値Ｉ１は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値に設定される。具体的には第１電流しきい値Ｉ１は０．１ｍＡ〜１．０ｍＡである。なお、電流検出器２０２で検出される電流値Ｉは電流検出器２０２及び電極部２０１の仕様によっても変動するため、第１電流しきい値Ｉ１は、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値であればよく、０．１ｍＡ〜１．０ｍＡに限定されるものではない。
【００２６】
第２電流しきい値Ｉ２は、第１電流しきい値Ｉ１よりも高い値に設定される。第２電流しきい値Ｉ２は、Ｉ２＝Ｉ１×Ｖ２／Ｖ１・・・（１）の関係を満たす値で表すことができる。具体的には、第２電流しきい値Ｉ２は、第１電流しきい値Ｉ１の１００倍程度の値であり、例えば１０．０ｍＡ〜１００ｍＡである。第２電流しきい値Ｉ２は、電圧Ｖ２の値により決まる電流値であり、加工液４０中の金属イオンを電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出させることができるような値の電圧Ｖ２が印加されたときに流れる電流あれば、１０．０ｍＡ〜１００ｍＡに限定されるものではない。なお図４では、説明の便宜上、第２電流しきい値Ｉ２の絶対値が第１電流しきい値Ｉ１の１．２〜１．４倍程度の値で表記されている。
【００２７】
電圧制御部２０４ｂは、電流比較部２０４ａからの比較結果に基づき、加工液４０の導電率を低下させる必要があるとき、金属イオンを析出させる電圧が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する。
【００２８】
次に図３及び図４を用いて制御部２０４の動作について説明する。図３は図２に示す制御部の動作を示すフローチャートである。図４は図３に示す制御部の動作を示すタイミングチャートである。図４には上から順に、電極部２０１に印加される電圧と、電流検出器２０２で検出される電流とが示される。なお、電圧Ｖ２の極性は電圧Ｖ３の極性と異なるが、図４では、これらの電圧Ｖ２及び電圧Ｖ３が印加されたときに電流検出器２０２で検出される電流が絶対値で示されているため、電流Ｉの値が正の値となっている。
【００２９】
電圧制御部２０４ｂは、図４の時刻ｔ０のタイミングで電圧Ｖ１の電気信号が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ１）。
【００３０】
電圧Ｖ１の電気信号は、加工液４０の導電率を推定するために電極部２０１に印加される信号である。この電気信号は、図４に示すようにＨｉｇｈレベル、又はＬｏｗレベルの２値の電位を取る周期的に変化する電圧でもよいし、一定値として電圧Ｖ１を与える電気信号でもよい。以下では電圧Ｖ１の電気信号を単に電圧Ｖ１と称する。
【００３１】
電圧Ｖ１が印加されることにより、電流検出器２０２では電流値Ｉが検出される。検出される電流値Ｉと、印加される電圧Ｖ１と、加工液４０の導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ１・・・（２）の関係がある。σは加工液４０の導電率である。Ａは、電極部２０１が備える複数の電極２０１ａの内、互いに対向する電極２０１ａの対向部分の表面の面積と、対向する電極２０１ａ間の距離とによって定まる定数である。
【００３２】
上記（２）式より、σが増加するとＩは増加し、σが減少するとＩが減少することが分かる。このように電流値Ｉは、加工液４０の導電率と相関がある。なお、電圧Ｖ２が印加されているときには、電流値Ｉと電圧Ｖ２と導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ２・・・（３）の関係があるため、（３）式を利用することにより、電圧Ｖ２が印加されているときの加工液４０の導電率の推定が可能である。また、電圧Ｖ３が印加されているときには、電流値Ｉと電圧Ｖ３と導電率との間には、σＡ＝Ｉ／Ｖ３・・・（４）の関係があるため、（４）式を利用することにより、電圧Ｖ３が印加されているときの加工液４０の導電率の推定が可能である。
【００３３】
電圧制御部２０４ｂは、導電率測定センサを用いることなく、電極部２０１に流れる電流値Ｉを、加工液４０の導電率の変化を示す情報として利用することによって、加工液４０の導電率を推定することができる。
【００３４】
なお、電圧Ｖ１の印加は加工液４０の導電率を推定することを目的として行われるため、電圧Ｖ１が印加されているときには加工液４０の電気分解は行われない。従って、加工槽１内の加工液４０の導電率は、放電加工が継続されると、それに伴って上昇する。
【００３５】
電流比較部２０４ａは、検出される電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたか否かを判断し（ステップＳ２）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えていない場合（ステップＳ２，Ｎｏ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えるまでステップＳ１，Ｓ２の処理を繰り返す。
【００３６】
時刻ｔ１のタイミングで電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えた場合（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
【００３７】
第１情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、加工液４０の導電率が上昇することによって加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断し、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ３）。
【００３８】
電圧Ｖ２は、加工液４０中の金属イオンを電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出させるために、電極部２０１へ印加される第１電圧である。電圧Ｖ２は電圧Ｖ１よりも高い電圧である。金属イオンが電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出するまでには一定時間要するため、図４に示すように、電圧Ｖ２が印加され始めてから一定時間経過後に加工液４０中の導電率が低下し始める。
【００３９】
なお、電極部２０１の電極２０１ａの表面に析出した金属イオンは、その一部が酸化物として、陰極として機能する電極２０１ａの表面に残留する。この酸化物は、電極２０１ａの電気的物性を変化させてしまうため、電気分解性能が低下する原因になり、また導電率測定精度が低下する原因になる。制御部２０４は、この酸化物を分解するため、電圧Ｖ２の印加時に陰極として機能していた電極２０１ａを、陽極に切り替える動作を行う。この動作の詳細は後述する。なお、酸化物として電極２０１ａに析出する金属イオンは、加工液４０中の金属イオンの一部であるため、電極２０１ａに析出する金属イオンが分解されても、導電率の上昇には影響を与えることがない。
【００４０】
電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ２未満となったか否かを判断し（ステップＳ４）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となっていない場合（ステップＳ４，Ｎｏ）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となるまでステップＳ４の処理を繰り返す。
【００４１】
時刻ｔ２のタイミングで電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となった場合（ステップＳ４，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
【００４２】
第２情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、加工液４０の導電率が低下することによって加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が低いと判断し、電圧Ｖ１が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ５）。
【００４３】
その後、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたか否かを判断し（ステップＳ６）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えていない場合（ステップＳ６，Ｎｏ）、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えるまでステップＳ５，Ｓ６の処理を繰り返す。
【００４４】
時刻ｔ３のタイミングで電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えた場合（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたことを示す第１情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。
【００４５】
電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した後、再び第１情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、第２電圧である電圧Ｖ３が電極部２０１へ印加されるように、電源２０３を制御する（ステップＳ７）。第２電圧である電圧Ｖ３が印加されるタイミングは、印加電圧が電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した後に、電流値Ｉが第１電流しきい値Ｉ１を超えたときである。
【００４６】
電圧Ｖ３は電圧Ｖ２の極性とは逆極性の電圧である。この動作は、電圧Ｖ２の印加時に陰極として機能していた電極２０１ａを陽極に切り替えるためのものである。
【００４７】
なお、電圧Ｖ３は、その絶対値が電圧Ｖ２の絶対値に等しく、かつ、極性が電圧Ｖ２の極性と逆であればよく、電極部２０１の仕様、加工液４０の導電率の上限などに応じて設定される。また、電圧Ｖ３の印加を開始するタイミングは、例えば電圧Ｖ２から電圧Ｖ１へ変化した時点から一定時間経過後でもよいし、電圧Ｖ２の印加時間合計値が予め設定された設定値を超えたときでもよい。
【００４８】
図４に示すように、電圧Ｖ３の印加時に陰極として機能する電極２０１ａに金属イオンが析出することにより加工液４０の導電率が低下する。
【００４９】
電圧制御部２０４ｂは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったか否かを判断し（ステップＳ８）、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となっていない場合（ステップＳ８，Ｎｏ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となるまでステップＳ８の処理を繰り返す。
【００５０】
時刻ｔ４のタイミングで電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となった場合（ステップＳ８，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ａは、電流値Ｉが第２電流しきい値Ｉ２未満となったことを示す第２情報を電圧制御部２０４ｂへ通知する。第２情報が入力された電圧制御部２０４ｂは、ステップＳ１の処理を実行する。
【００５１】
従来のイオン交換樹脂を用いた場合、イオン交換が一定量行われるとイオン交換樹脂のイオン交換機能が低下し、導電率の上昇を抑制することができなくなる。そのため、定期的にイオン交換樹脂を交換する必要がある。
【００５２】
これに対して実施の形態１に係る電気分解装置２００を備えた放電加工装置１００は、加工液４０の導電率の変化を示す情報である電流値Ｉに基づいて加工液４０の導電率を低下させる必要があると判断したとき、金属イオンを析出させる第１電圧を、電極部２０１へ印加する。そのため、放電加工装置１００では、イオン交換樹脂のイオン交換機能が低下することがないため、イオン交換樹脂を用いることなく、加工液４０の導電率を低下させることができる。従って、イオン交換樹脂を用いる場合に比べて、放電加工装置１００のメンテナンス性が向上し、また放電加工装置１００のランニングコストの増加を抑制できる。
【００５３】
実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２に係る電気分解装置を備える放電加工装置の構成を示す図である。実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａは、電気分解装置２００に代えて電気分解装置２００Ａを備える。
【００５４】
また放電加工装置１００Ａは、上部ワイヤガイド３１と、下部ワイヤガイド３２と、第１ポンプ１０と、第２ポンプ１１と、フィルタ２０と、加工液４０をくみ上げる第３ポンプ１２とを備える。
【００５５】
電気分解装置２００Ａは、制御部２０４に代えて制御部２０４Ａを備える。また電気分解装置２００Ａは、電極部２０１、電流検出器２０２及び電源２０３に加えて、電磁弁２２及びイオン交換樹脂２３を備える。
【００５６】
電磁弁２２は、第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０をイオン交換樹脂２３へ通過させ、又は第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０のイオン交換樹脂２３への通過を遮断する機能を有する。イオン交換樹脂２３は、加工液４０のイオン交換を行うことにより加工液４０の導電率を制御する機能を有する。
【００５７】
次に図５に示す制御部２０４Ａの構成を説明する。図６は図５に示す制御部の構成を示す図である。
【００５８】
制御部２０４Ａは、実施の形態１の電流比較部２０４ａ及び電圧制御部２０４ｂに代えて、電流比較部２０４ｃ及び電圧制御部２０４ｄを備える。
【００５９】
電流比較部２０４ｃには、第１電流しきい値Ｉ１及び第２電流しきい値Ｉ２が設定されると共に、第３電流しきい値Ｉ３が設定される。
【００６０】
第３電流しきい値Ｉ３は、第２電流しきい値Ｉ２よりも高い値に設定される。第３電流しきい値Ｉ３は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断できる値に設定される。
【００６１】
電流比較部２０４ｃでは、電流検出器２０２で検出された電流値Ｉと第１電流しきい値Ｉ１とが比較され、また電流値Ｉと第２電流しきい値Ｉ２とが比較される。さらに、電流比較部２０４ｃでは、電流値Ｉと第３電流しきい値Ｉ３とが比較される。比較結果は、電圧制御部２０４ｄに入力される。
【００６２】
電圧制御部２０４ｄは、電流比較部２０４ｃからの比較結果に基づき、加工液４０の導電率を低下させる必要があるとき、金属イオンを析出させる電圧が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する。さらに電圧制御部２０４ｄは、電流比較部２０４ｃからの比較結果に基づき、第３ポンプ１２でくみ上げられた加工液４０をイオン交換樹脂２３に通過させる必要があるとき、電磁弁２２を開放するように制御する。
【００６３】
次に図７及び図８を用いて制御部２０４Ａの動作について説明する。図７は図６に示す制御部の動作を示すフローチャートである。図８は図７に示す制御部の動作を示すタイミングチャートである。図８には上から順に、電極部２０１に印加される電圧と、電流検出器２０２で検出される電流と、電磁弁の状態とが示される。
【００６４】
電気分解装置２００Ａの動作が開始されるときには、電磁弁２２が閉じており、イオン交換樹脂２３へ加工液４０が通過していないものとする。また図７において、ステップＳ１からステップＳ３までの処理動作と、ステップＳ４からステップＳ８までの処理動作とは実施の形態１と同様であるため、以下では実施の形態１と異なる処理動作のみ説明する。
【００６５】
ステップＳ３で電圧Ｖ２が印加された後、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えたか否かを判断し（ステップＳ３１）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えていない場合（ステップＳ３１，Ｎｏ）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えるまでステップＳ３１の処理を繰り返す。
【００６６】
時刻ｔ１’のタイミングで電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えた場合（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３を超えたことを示す第３情報を電圧制御部２０４ｄへ通知する。
【００６７】
第３情報が入力された電圧制御部２０４ｄは、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断し、電磁弁２２が閉塞状態から開放状態に変化するように電磁弁２２を制御する（ステップＳ３２）。
【００６８】
すなわち、電圧制御部２０４ｄは、加工液４０の導電率を低下させる必要がありかつイオン交換樹脂２３に加工液４０を通過させる必要があるとき、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御しながら、加工液４０をイオン交換樹脂２３へ通過させるように電磁弁２２を制御する。
【００６９】
これにより、電極部２０１の電気分解に、イオン交換樹脂２３のイオン交換がアシストされるため、加工液４０の導電率の上昇が抑制される。
【００７０】
電流比較部２０４ｃは、電磁弁２２が開放状態に変化したことによって電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になったか否かを判断し（ステップＳ３３）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になっていない場合（ステップＳ３３，Ｎｏ）、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になるまでステップＳ３３の処理を繰り返す。
【００７１】
時刻ｔ１’’のタイミングで電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になった場合（ステップＳ３３，Ｙｅｓ）、電流比較部２０４ｃは、電流値Ｉが第３電流しきい値Ｉ３以下になったことを示す第４情報を電圧制御部２０４ｄへ通知する。
【００７２】
第４情報が入力された電圧制御部２０４ｄは、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけで加工液４０の導電率の上昇を抑制できると判断し、電磁弁２２が開放状態から閉塞状態に変化するように電磁弁２２を制御する（ステップＳ３４）。
【００７３】
すなわち、電圧制御部２０４ｄは、加工液４０の導電率を低下させる必要がありかつイオン交換樹脂２３に加工液４０を通過させる必要がないとき、電圧Ｖ２が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御しながら、加工液４０のイオン交換樹脂２３への通過を停止させるように電磁弁２２を制御する。
【００７４】
なお、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、イオン交換樹脂２３を通過した加工液４０が清液槽３に供給されているが、放電加工装置１００Ａは、イオン交換樹脂２３を通過した加工液４０が加工槽１又は汚液槽２に供給されるように構成してもよい。
【００７５】
また、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、第３ポンプ１２が清液槽３に設けられているが、放電加工装置１００Ａは、第３ポンプ１２を加工槽１又は汚液槽２に設けるように構成してもよい。
【００７６】
また、実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、電磁弁２２が用いられているが、放電加工装置１００Ａは、電磁弁２２の代わりに、空気圧の供給又は停止により開閉する空気作動方式の開閉弁を備えるように構成してもよい。
【００７７】
以上に説明したように実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、例えば被加工物３０の加工量が多くなり加工液４０の導電率が急激に上昇した場合でも、電極部２０１の電気分解に、イオン交換樹脂２３のイオン交換がアシストされるため、加工液４０の導電率の上昇が抑制される。
【００７８】
また実施の形態２に係る放電加工装置１００Ａでは、電極部２０１による電気分解を補助するようにイオン交換樹脂２３が利用されるため、電極部２０１が利用されずにイオン交換樹脂２３のみが利用される場合に比べて、イオン交換樹脂２３の目詰まりが抑制され、イオン交換樹脂２３の交換周期を延ばすことができる。
【００７９】
なお、実施の形態１，２に係る放電加工装置１００，１００Ａでは、電極部２０１が加工槽１に設けられているが、放電加工装置１００，１００Ａは、電極部２０１が汚液槽２又は清液槽３に設けられるように構成してもよい。
【００８０】
汚液槽２又は清液槽３に電極部２０１が設けられた場合でも、加工液４０中の導電率の上昇を抑制できる。但し、加工槽１内の加工液４０の導電率は、汚液槽２又は清液槽３内の加工液４０の導電率よりも高い値を示す。また汚液槽２には、第１配管４を介して、加工槽１からの加工液４０が供給されるため、汚液槽２内の加工液４０の導電率の変化は、加工槽１内の加工液４０の導電率の変化よりも遅れる傾向がある。
【００８１】
従って、加工槽１に電極部２０１が設けられることにより、汚液槽２又は清液槽３に電極部２０１が設けられる場合に比べて、被加工物３０の周囲に存在する加工液４０の導電率の変化を正確に検出することができると共に、被加工物３０の周囲に存在する加工液４０の導電率を素早く低減することができる。従って、加工液４０の絶縁媒体としての機能を、十分に発揮させることができる。
【００８２】
また、実施の形態１，２に係る放電加工装置１００，１００Ａに用いられる電極部２０１の数は、１つに限定されず、２つ以上でもよい。
【００８３】
また、実施の形態１，２に係る電気分解装置２００，２００Ａは、放電加工装置１００，１００Ａ以外の工作機械に利用される加工液４０の電気分解にも利用できる。当該工作機械は、例えば、被加工物３０を加工液４０に浸さず上部ワイヤガイド３１及び下部ワイヤガイド３２のノズルから放出される加工液４０を利用して放電加工を行う加工装置、加工液４０を利用して加工を行うマシニングセンタなどである。
【００８４】
また、実施の形態１，２に係る電気分解装置２００，２００Ａでは、導電率の計測手段として電流検出器２０２が用いられているが、電気分解装置２００，２００Ａは、電流検出器２０２の代わりに、導電率計測センサを備えるように構成してもよい。導電率計測センサは、例えば加工液４０に接する２つの電極を備え、２つの電極間の抵抗値を測定して、２つの電極の単位面積当たりの当該抵抗値の逆数を、導電率として算出する。算出される導電率は、加工液４０の導電率の変化を示す情報である。
【００８５】
導電率計測センサを用いる場合、制御部２０４Ａは、電流比較部２０４ｃの代わりに導電率比較部を備える。導電率比較部には、導電率計測センサからの導電率が入力される。
【００８６】
導電率比較部には、例えば、第１導電率しきい値σ１と、第２導電率しきい値σ２と、第３導電率しきい値σ３とが設定される。第１導電率しきい値σ１は、例えば実際に放電加工ができなくなったときに測定された導電率の値よりも僅かに低い値に設定される。すなわち、第１導電率しきい値σ１は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、加工液４０が絶縁媒体としての機能を果たさなくなる可能性が高いと判断できる値に設定される。
【００８７】
第２導電率しきい値σ２は、第１導電率しきい値σ１よりも高い値に設定される。
【００８８】
第３導電率しきい値σ３は、第２導電率しきい値σ２よりも高い値に設定される。第３導電率しきい値σ３は、スラッジが加工液４０中でイオン化することによって加工液４０の導電率が上昇して、電極部２０１への電圧Ｖ２の印加だけでは加工液４０の導電率の上昇を抑制できない可能性が高いと判断できる値に設定される。
【００８９】
このように、複数の導電率しきい値が設定された導電率比較部を備える制御部では、電流比較部２０４ｃを備える場合と同様に、導電率計測センサで計測される導電率と、導電率しきい値とが比較され、その比較結果に応じて、電極部２０１へ印加される電圧制御又は電磁弁２２の開閉制御が行われる。
【００９０】
図９は図４に示す電流値と導電率の関係を示す図である。図９の横軸には電流値が示され、縦軸には、１時間当たりの導電率の低下量が示される。電流値は大きくなればなるほど導電率が低下し、電流値の上限が１Ａに設定されていれば十分な電気分解効果が期待できる。
【００９１】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  加工槽、２  汚液槽、３  清液槽、４  第１配管、５  第２配管、６  第３配管、１０  第１ポンプ、１１  第２ポンプ、１２  第３ポンプ、２０  フィルタ、２２  電磁弁、２３  イオン交換樹脂、３０  被加工物、３１  上部ワイヤガイド、３２  下部ワイヤガイド、３３  ワイヤ電極、４０  加工液、１００，１００Ａ  放電加工装置、２００，２００Ａ  電気分解装置、２０１  電極部、２０１ａ  電極、２０２  電流検出器、２０３  電源、２０４，２０４Ａ  制御部、２０４ａ，２０４ｃ  電流比較部、２０４ｂ，２０４ｄ  電圧制御部、２１０  第１配線、２１１  第２配線、４００  プロセッサ、４０１  メモリ。
【図１】
2019207635.tif 000003
【図２】
2019207635.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019207635.tif 000006
【図５】
2019207635.tif 000007
【図６】
2019207635.tif 000008
【図７】
2019207635.tif 000009
【図８】
2019207635.tif 000010
【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年10月31日(2018.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間をあけて加工液中に設置される複数の電極を備え、前記加工液の金属イオンを前記電極に析出させる電極部と、
前記電極部に電圧を印加する電源と、
前記電極部への前記電圧の印加によって前記複数の電極間を流れる第１電流を検出する電流検出器と、
前記電源を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第３電圧を前記電極部に印加して前記電流検出器によって前記第１電流を検出する第１電流検出動作を行い、
前記第１電流検出動作中に、検出された前記第１電流が第１しきい値を越えた場合、前記第３電圧より大きな第１電圧を前記電極部に印加して前記加工液中の前記金属イオンを前記電極部に析出させる第１電気分解動作を行い、
前記第１電気分解動作中に、検出された前記第１電流が前記第１しきい値より大きな第２しきい値より大きくなっている状態から前記第２しきい値より小さくなると、前記第１電気分解動作を停止し、前記第３電圧を前記電極部に印加して前記電流検出器によって前記第１電流を検出する第２電流検出動作を行い、
前記第２電流検出動作中に、検出された前記第１電流が前記第１しきい値を越えた場合、前記第３電圧より大きく、前記第１電圧と逆極性の第２電圧を前記電極部に印加して前記電極部に析出された前記金属イオンの酸化物を分解しかつ前記加工液中の前記金属イオンを前記電極部に析出させる第２電気分解動作を実行する
ことを特徴とする電気分解装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２電気分解動作中に、検出された前記第１電流が前記第２しきい値より大きくなっている状態から前記第２しきい値より小さくなると、前記第２電気分解動作を停止し、その後前記第１電流検出動作を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の電気分解装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１電流検出動作、前記第１電気分解動作、前記第２電流検出動作および前記第２電気分解動作を繰り返し複数回実行することを特徴とする請求項２に記載の電気分解装置。
【請求項４】
前記加工液のイオン交換を行い前記加工液の導電率を低下させるイオン交換樹脂と、
前記イオン交換樹脂を介した前記加工液の循環を制御する循環部と
をさらに備え、
前記制御部は、
前記第１電気分解動作中に、検出された前記第１電流が第２しきい値より大きな第３しきい値を越えた場合、前記加工液が前記イオン交換樹脂を介して循環されるように前記循環部を制御しかつ前記第１電圧を前記電極部に印加して前記加工液中の前記金属イオンを前記電極部に析出させる
ことを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の電気分解装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記第１電気分解動作中に、検出された前記第１電流が前記第１しきい値より大きくかつ前記第３しきい値より小さい場合、前記加工液が前記イオン交換樹脂を介して循環されないように前記循環部を制御しかつ前記第１電圧を前記電極部に印加して前記加工液中の前記金属イオンを前記電極部に析出させる
ことを特徴とする請求項４に記載の電気分解装置。
【請求項６】
複数の電極を備え、加工液の金属イオンを前記電極に析出させる電極部と、
前記電極部に電圧を印加する電源と、
前記加工液のイオン交換を行い前記加工液の導電率を低下させるイオン交換樹脂と、
前記加工液をくみ上げるポンプでくみ上げられた前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させ、又は前記ポンプでくみ上げられた前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を遮断する開閉弁と、
前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記電極部に前記金属イオンを析出させる第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御し、前記第１電圧が前記電極部へ印加された後、前記加工液の導電率を低下させる必要があるとき、前記第１電圧の極性とは逆極性の第２電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要があるとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液を前記イオン交換樹脂へ通過させるように前記開閉弁を制御し、前記加工液の導電率を低下させる必要がありかつ前記イオン交換樹脂に前記加工液を通過させる必要がないとき、前記第１電圧が前記電極部へ印加されるように前記電源を制御しながら、前記加工液の前記イオン交換樹脂への通過を停止させるように前記開閉弁を制御することを特徴とする電気分解装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１つに記載の電気分解装置と、
前記加工液が貯められる加工槽を有し、前記加工液中に入れられた被加工物を放電加工する放電加工部と、
を備えることを特徴とする放電加工装置。
【請求項８】
前記電極部は、前記放電加工部を内部に有する前記加工槽に設置され、前記加工槽内の前記加工液の金属イオンを析出させることを特徴とする請求項７に記載の放電加工装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電気分解装置は、隙間をあけて加工液中に設置される複数の電極を備え、加工液の金属イオンを電極に析出させる電極部と、電極部に電圧を印加する電源と、電極部への電圧の印加によって複数の電極間を流れる第１電流を検出する電流検出器と、電源を制御する制御部とを備える。制御部は、第３電圧を電極部に印加して電流検出器によって第１電流を検出する第１電流検出動作を行い、第１電流検出動作中に、検出された第１電流が第１しきい値を越えた場合、第３電圧より大きな第１電圧を電極部に印加して加工液中の金属イオンを電極部に析出させる第１電気分解動作を行い、第１電気分解動作中に、検出された前記第１電流が第１しきい値より大きな第２しきい値より大きくなっている状態から第２しきい値より小さくなると、第１電気分解動作を停止し、第３電圧を電極部に印加して電流検出器によって第１電流を検出する第２電流検出動作を行い、第２電流検出動作中に、検出された第１電流が第１しきい値を越えた場合、第３電圧より大きく、第１電圧と逆極性の第２電圧を電極部に印加して電極部に析出された金属イオンの酸化物を分解しかつ加工液中の金属イオンを電極部に析出させる第２電気分解動作を実行することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
電圧制御部２０４ｂは、図４の時刻ｔ０のタイミングで第３電圧である電圧Ｖ１の電気信号が電極部２０１へ印加されるように電源２０３を制御する（ステップＳ１）。
【国際調査報告】
2019207635.tif 000012
2019207635.tif 000013
2019207635.tif 000014
2019207635.tif 000015