(57)【要約】【課題】加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置を得る。【解決手段】主軸４の駆動量を制御して被加工物２に対する電極１の垂直位置を制御するための軸送り制御部７と、電極１の先端の加工面から被加工物２の上面までの長さｈ、被加工物２の上面における電極１の外周長Ｌ、電極１の先端の加工面積Ｓ、電極１と被加工物２との隙間ｄ、電極１の先端幅ｗ、加工液の動粘度ｎおよび加工液のレイノルズ数Ｒｅの少なくとも１つを用いて、パルス放電後に電極１をジャンプ運動させるためのジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐの少なくとも一方を含むジャンプ条件を推論して軸送り制御部７に入力するジャンプ条件推論部８とを備え、軸送り制御部７は、ジャンプ条件推論部８が推論したジャンプ条件を用いて電極１をフィードフォワード制御する。【選択図】図１
2006123168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸の一端に取り付けられた電極と加工液を介して前記電極に対向配置された被加工物との間にパルス電圧を印加して、前記被加工物を加工するための形彫放電加工機のジャンプ制御装置であって、
前記主軸の駆動量を制御して前記被加工物に対する前記電極の垂直位置を制御するための軸送り制御部と、
前記電極の先端の加工面から前記被加工物の上面までの長さｈ、前記被加工物の上面における前記電極の外周長Ｌ、前記電極の先端の加工面積Ｓ、前記電極と前記被加工物との隙間ｄ、前記電極の先端幅ｗ、前記加工液の動粘度ｎおよび前記加工液のレイノルズ数Ｒｅの少なくとも１つを用いて、パルス放電後に前記電極をジャンプ運動させるためのジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐの少なくとも一方を含むジャンプ条件を推論して前記軸送り制御部に入力するジャンプ条件推論部とを備え、
前記軸送り制御部は、前記ジャンプ条件推論部が推論した前記ジャンプ条件を用いて前記電極をフィードフォワード制御することを特徴とする形彫放電加工機のジャンプ制御装置。
【請求項２】
前記ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｕ＝ｄ・ｈ・Ｌ／Ｓ
を用いて、前記ジャンプアップ量ｊｕを推論することを特徴とする請求項１に記載の形彫放電加工機のジャンプ制御装置。
【請求項３】
前記ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｕ＝２ｄ・ｈ／ｗ
を用いて、前記ジャンプアップ量ｊｕを推論することを特徴とする請求項１に記載の形彫放電加工機のジャンプ制御装置。
【請求項４】
前記ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｍｐ＝Ｒｅ・Ｌ・ｎ／Ｓ
を用いて、前記ジャンプアップ速度ｊｍｐを推論することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の形彫放電加工機のジャンプ制御装置。
【請求項５】
前記ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｍｐ＝２Ｒｅ・ｎ／ｗ
を用いて、前記ジャンプアップ速度ｊｍｐを推論することを特徴とする請求項１または請求項３に記載の形彫放電加工機のジャンプ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、加工液が介在された電極と被加工物との間にパルス電圧を印加して被加工物を加工するための形彫放電加工機のジャンプ制御装置に関し、特に加工形状の違いによらず、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、たとえば金型などを加工成形する場合には、電極と被加工物との間でパルス放電を発生させることにより、被加工物を溶融加工する形彫放電加工機が用いられている。
この種の形彫放電加工機においては、放電部における温度上昇を抑制したり、放電火花による出火を防止するために、電極と被加工物との間に加工液が介在されている。
【０００３】
また、放電加工中においては、被加工物の加工面からスラッジ（粉末）が発生するが、このようなスラッジを放置すると、電極と被加工物との間の放電精度が損なわれてしまうので、スラッジを速やかに排除する必要がある。
したがって、従来より、加工中に発生したスラッジをリアルタイムに除去するために、パルス放電後に形彫放電加工機の電極を上下運動させるためのジャンプ制御装置が提案されている。
【０００４】
この種の形彫放電加工機のジャンプ制御装置によれば、被加工物の加工面に対して電極が下降したときに、電極と被加工物との間の加工液が被加工物の加工面上に吐出されるので、これと同時にスラッジを加工面内から排出することができる。
しかし、ジャンプ速度（電極下降速度）が最適値よりも小さい場合には、加工面上での加工液拡散量が少なくなるので、電極を再上昇させたときにスラッジを含む加工液が再度加工面内に吸入されてしまい、結局、スラッジを排出できないことになる。
【０００５】
したがって、スラッジを速やかに且つ効果的に排除するためには、加工液の性質（粘性など）のみならず、電極駆動用の主軸の能力（強度など）を考慮して、電極のジャンプ条件（ジャンプアップ量およびジャンプ速度）を最適に設定する必要がある。
そこで、従来の形彫放電加工機のジャンプ制御装置として、加工位置における加工面積および加工深さなどのデータからジャンプアップ量を設定し、加工面積および隙間（放電ギャップ距離）からファジィ推論に基づいてジャンプ速度を自動設定し、ジャンプ動作を開始する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来装置においては、ジャンプ条件の設定に際して、放電条件に応じた電極と被加工物との間の距離（隙間）変化や、電極先端の加工面（電極底面）から被加工物上面までの加工面長さを考慮していない。
したがって、放電条件を大きく（電極と被加工物との間の距離を大きく）設定した場合や、加工形状がテーパ部や曲面を有する場合には、スラッジを排出することができなくなってしまう。
この結果、被加工物に対する加工工程が速やかに進まなくなるうえ、加工形状精度が十分に達成されなくなるおそれがある。
【０００７】
また、上記特許文献１に記載の従来装置においては、ファジー推論によりジャンプ条件を設定しているので、たとえば電極（被加工物の加工形状）がリブ形状であって加工面積が大きい場合には、電極のジャンプアップ量が必要量よりも小さく推論されてしまう。
しかしながら、スラッジを排出するためには、大きなジャンプアップ量を必要とするので、上記のような小さいジャンプアップ量では、スラッジを十分に排出することができなくなるおそれがある。
【０００８】
一方、他の従来装置として、電極のジャンプ動作の送り速度を２０ｍ／ｍｉｎ以上に設定し、電極の送り加減速度を１．０Ｇ以上に設定する技術が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
しかし、特許文献２に記載の従来装置の場合、電極の移動速度が許容値以上の大きな値に設定され得るので、電極上昇時に電極底面に負圧領域を発生させることになり、その結果、主軸の変形による機械の損傷や形状精度の悪化を招くおそれがある。
【０００９】
さらに、上記特許文献１、２に記載の従来装置では、いずれもフィードバック制御を用いており、加工中にジャンプ条件を段階的に最適値に制御しているので、スラッジ排出用のジャンプ条件が最適値に設定されるまでに長い加工時間を要してしまい、結局、加工精度も損なわれてしまう。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−３０９６３０号公報
【特許文献２】特開平１１−１８８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来の形彫放電加工機のジャンプ制御装置は以上のように、スラッジ排出用のジャンプ条件を設定する際に重要な加工条件が用いられていないうえ、フィードバック制御に基づいてジャンプ条件を設定しているので、加工時に速やかにジャンプ条件を最適化することができず、十分な加工精度を達成することができないという課題があった。
【００１２】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、加工前のフィードフォワード制御に基づいてジャンプ条件を設定することにより、加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、ジャンプ条件の設定に重要な加工条件を用いて推論を実行することにより、加工形状の違いによらず、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御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】
【００１３】
この発明による形彫放電加工機のジャンプ制御装置は、主軸の一端に取り付けられた電極と加工液を介して電極に対向配置された被加工物との間にパルス電圧を印加して、被加工物を加工するための形彫放電加工機のジャンプ制御装置であって、主軸の駆動量を制御して被加工物に対する電極の垂直位置を制御するための軸送り制御部と、電極の先端の加工面から被加工物の上面までの長さｈ、被加工物の上面における電極の外周長Ｌ、電極の先端の加工面積Ｓ、電極と被加工物との隙間ｄ、電極の先端幅ｗ、加工液の動粘度ｎおよび加工液のレイノルズ数Ｒｅの少なくとも１つを用いて、パルス放電後に電極をジャンプ運動させるためのジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐの少なくとも一方を含むジャンプ条件を推論して軸送り制御部に入力するジャンプ条件推論部とを備え、軸送り制御部は、ジャンプ条件推論部が推論したジャンプ条件を用いて電極をフィードフォワード制御するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による形彫放電加工機のジャンプ制御装置を概略的に示すブロック構成図である。
図１において、加工用の電極１は、被加工物２に対向配置されている。
被加工物２は、加工液を収納した加工漕３内に設置されており、被加工物２の加工面は、加工液により覆われている。
【００１６】
電極１は、主軸４の一端に固定されてＺ軸（垂直）方向に駆動される。
主軸４はモータ５を有し、モータ５は、モータ駆動装置６により駆動される。
モータ駆動装置６は、ジャンプ条件推論部８に関連した軸送り制御部７により制御される。すなわち、軸送り制御部７は、モータ駆動装置６を介して主軸４の駆動量を制御し、被加工物２に対する電極１の垂直位置を制御する。
【００１７】
ジャンプ条件推論部８は、ジャンプアップ量ｊｕを推論するジャンプアップ量推論部８ａと、ジャンプ速度ｊｍｐを推論するジャンプ速度推論部８ｂとを有し、各種パラメータ（後述する）に基づいて、ジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐをジャンプ条件として推論（または、推定演算）する。
【００１８】
すなわち、ジャンプ条件推論部８は、被加工物２の加工中に電極１と被加工物２との間に発生するスラッジを排出するために、電極１をジャンプ運動させるためのジャンプ条件を生成して軸送り制御部７に入力する。
加工電源装置９は、主軸４の一端に取り付けられた電極１と、加工液を介して電極１に対向配置された被加工物２との間に、直流電流からなる加工用のパルス電圧を印加する。
【００１９】
ユーザの操作によって各種データが入力される入力部１０は、加工前にユーザが決定したデータ（電極１の形状すなわち被加工物２の加工形状、加工液の動粘度ｎなど）に応じて各種の加工条件を設定し、ジャンプ条件に関連した各種の加工条件を加工電源装置９およびＮＣ部１１に入力する。
【００２０】
演算処理部を含むＮＣ部１１は、ユーザから入力されたデータ（加工形状などを含む加工条件）と、軸送り制御部７の制御量（加工中の加工状態）とに基づいて、ジャンプ推論に必要なパラメータを算出してジャンプ条件推論部８に入力する。
軸送り制御部７は、加工段階検出手段としての機能も具備しており、制御量（主軸４の移動量）に基づいて被加工物２の加工段階を検出する。
また、入力部１０にあらかじめ入力される加工条件は、加工段階に応じて異なる複数の設定値を含む。
【００２１】
ＮＣ部１１は、たとえば第１〜第４の演算部１１ａ〜１１ｄを有し、加工段階に応じた適正な加工条件に基づいて、ジャンプ条件の推論に必要な各種パラメータを算出するようになっている。
第１の演算部１１ａは、加工形状および加工状態に基づいて電極１の先端の加工面から被加工物２の上面までの加工面長さｈを算出し、第２の演算部１１ｂは、加工形状および加工状態に基づいて被加工物２の上面における電極１の外周長Ｌを算出する。
【００２２】
なお、加工面長さｈは、加工面に沿ったＺ軸方向の距離であり、加工面先端部までの深さが同一であっても、加工形状（テーパ部や曲面などの有無）によって異なる。
また、第３の演算部１１ｃは、加工形状および加工状態に基づいて電極１の先端の加工面積Ｓを算出し、第４の演算部１１ｄは、加工条件に基づいて電極１と被加工物２との間の隙間ｄを算出する。
【００２３】
ジャンプ条件推論部８は、被加工物２の加工前に、各種パラメータを用いたフィードフォワード制御に基づいて、ジャンプ条件を推論する。
これにより、ジャンプ条件推論部８は、被加工物２の加工開始時に、目標値となるジャンプ条件を速やかに生成することができる。
【００２４】
たとえば、ジャンプアップ量推論部８ａは、電極１の形状情報、隙間ｄおよび加工面長さｈを用いて、電極１の最適なジャンプアップ量ｊｕを推論する。
なお、パラメータ値に対応したマップデータに基づいてジャンプ条件を求めれば、あらかじめ推論されたジャンプ条件（データ値）をさらに短時間で生成するここができる。
【００２５】
図２は電極１と被加工物２との対向部を拡大して示す斜視図であり、ジャンプ条件推論部８で使用される加工形状パラメータを示している。
ここでは、被加工物２の加工が進行した状態を示し、電極１の先端ボス部および台形形状のテーパ部は、被加工物２内に挿入されているものとする。
【００２６】
図２においては、電極１の先端加工面から被加工物２の上面までの加工面長さｈと、被加工物２の上面における電極１の外周長Ｌと、電極１の先端の加工面積Ｓと、電極１と被加工物２との隙間ｄとが示されている。
【００２７】
ＮＣ部１１は、加工形状から電極先端の加工面積Ｓを算出し、また、加工形状および主軸４の送り量に対応して加工面長さｈおよび電極外周長Ｌを算出し、さらに、加工条件により隙間ｄを算出する。
なお、加工中に加工条件が変更されれば、ＮＣ部１１は、変更後の値に対応した隙間ｄを計算する。
【００２８】
また、図２のように、加工段階が進んで、たとえば電極１のテーパ部の一部が被加工物２内に挿入されれば、ＮＣ部１１は、加工段階に応じた加工面長さｈなどを算出する。
ＮＣ部１１において、上述したデータ値（各種パラメータ）が算出されると、スラッジの排出に必要なジャンプアップ量を推論するために、各データ値はジャンプ条件推論部８に送られる。
【００２９】
以下、ジャンプ条件推論部８内のジャンプアップ量推論部８ａで実行されるルールＡ１〜Ａ４について説明する。
以下の例は、対照としたパラメータ以外が変わらなかった場合を示している。
ジャンプアップ量推論部８ａにおいては、ジャンプアップ量ｊｕを求めるために、以下のパラメータが用いられるものとする。
【００３０】
ｈ：電極先端加工面からの被加工物上面までの加工面長さ
Ｌ：被加工物上面における電極外周長
ｄ：電極と被加工物との隙間
Ｓ：電極先端の加工面積
【００３１】
「ルールＡ１」：加工面長さｈについて、
加工面長さｈが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを大きくする。
加工面長さｈが小さくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくする。
【００３２】
「ルールＡ２」：電極１の外周長Ｌについて、
外周長Ｌが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを大きくする。
外周長Ｌが小さくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくする
【００３３】
「ルールＡ３」：隙間ｄについて、
隙間ｄが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを大きくする。
隙間ｄが小さくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくする。
【００３４】
「ルールＡ４」：加工面積Ｓについて、
加工面積Ｓが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくする。
Ｓが小さくなれば、ｊｕを大きくする。
【００３５】
こうして、ジャンプアップ量ｊｕが決定されると、軸送り制御部７にその指令（制御量）が送られ、モータ駆動装置８を駆動して主軸４をジャンプ運動させる。
【００３６】
図３はこの発明の実施の形態１によるジャンプ制御時の加工時間（ｈｏｕｒ）と加工深さ（ｍｍ）との関係を示す特性図である。
図３において、従来装置（破線参照）では、５時間の加工時間で２０ｍｍ程度の加工深さであったのに対し、この発明の実施の形態１（実線参照）では、５時間の加工時間で３０ｍｍ程度の加工深さが得られることが分かる。
【００３７】
すなわち、従来装置では、スラッジの排出が十分に行われずに長い加工時間を要するのに対し、この発明の実施の形態１によれば、加工前に電極１の形状データから加工後の形状および精度を予測し、スラッジが排出されにくい箇所（電極１の先端部および側面段差部などに対向した加工面）に注目してジャンプ条件を決定することにより、放電発生部のスラッジを迅速且つ良好に排出することができる。
【００３８】
したがって、被加工物２の加工形状の違いによらず、最適なジャンプ条件を見積もることができ、図３内の実線特性のように、加工時間を短縮することができる。
また、加工時間を短縮することのみならず、加工精度を向上させることができる。
【００３９】
図４は電極１の形状および被加工物２の加工形状を示す側断面図である。
図４において、従来装置では、スラッジの排出が十分でないことから、電極１の側面にスラッジが停留し、側面で二次的な放電を発生させることになり、この結果、加工形状側面に小さな湾曲部が形成されて、加工精度を悪化させていた。
【００４０】
これに対して、この発明の実施の形態１によれば、スラッジを確実且つ迅速に排出することにより、二次的な側面での放電を減少させて加工不安定状態を回避することができ、被加工物２の加工時間を短縮するとともに、加工精度を向上させることができる。
【００４１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、電極１と被加工物２との間に存在する加工液の動粘度ｎについて具体的に考慮しなかったが、ジャンプ条件推論部８において、前述のパラメータのみならず加工液の動粘度ｎを用いて、最低限必要なジャンプ速度ｊｍｐを推論（予測）してもよい。
【００４２】
すなわち、ジャンプ条件推論部８（図１参照）は、加工条件に基づく電極１と被加工物２との隙間ｄ、加工液の動粘度ｎ、電極１の形状情報（加工面長さｈ、電極外周長Ｌ）に基づいて、ジャンプアップ量ｊｕおよび最低限必要なジャンプ速度ｊｍｐを予測する。
【００４３】
この場合、ＮＣ部１１から各種パラメータが得られると、ジャンプ条件推論部８は、各種パラメータに基づいて前述のジャンプアップ量ｊｕを推論するとともに、さらに、加工液の動粘度ｎを用いて、スラッジの排出に必要なジャンプ速度ｊｍｐを推論する。
【００４４】
以下、この発明の実施の形態２によるジャンプ条件推論部８で実行されるルールＢ１、Ｂ２について説明する。
以下の例は、対照としたパラメータ以外が変わらなかった場合を示している。
【００４５】
この場合、ジャンプアップ量推論部８ａおよびジャンプ速度推論部８ｂは、ジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐを求めるために、以下のパラメータを用いるものとする。
【００４６】
Ｌ：被加工物上面における電極外周長
Ｓ：電極先端の加工面積
ｎ：加工液の動粘度
【００４７】
「ルールＢ１」：電極外周長Ｌについて
電極外周長Ｌが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを大きくし、ジャンプ速度ｊｍｐを大きくする。
電極外周長Ｌが小さくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくし、ジャンプ速度ｊｍｐを小さくする
【００４８】
「ルールＢ２」：加工面積Ｓについて
加工面積Ｓが大きくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを小さくし、ジャンプ速度ｊｍｐを小さくする。
加工面積Ｓが小さくなれば、ジャンプアップ量ｊｕを大きくし、ジャンプ速度ｊｍｐを小さくする。
【００４９】
「ルールＢ３」：動粘度ｎについて
動粘度ｎが大きくなれば、ジャンプ速度ｊｍｐを大きくする。
動粘度ｎが小さくなれば、ジャンプ速度ｊｍｐを小さくする。
【００５０】
こうして、ジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐが決定されると、軸送り制御部７にその指令（制御量）が送られ、モータ駆動装置８を駆動して主軸４をジャンプ運動させる。
【００５１】
一般に、ジャンプ速度ｊｍｐを大きく設定しすぎると、電極１と被加工物２との間に大気圧よりも小さい圧力領域（負圧領域）が発生して、加工液を蒸気化（キャビテーション）させることになる。
【００５２】
このように、加工液の蒸気化により気泡が発生すると、スラッジの排出効果は小さくなる。
また、前述のように、上記のような負圧領域は、電極２に対して許容値以上の大きな力を発生し、主軸４の変形を引き起こすおそれもある。
【００５３】
また、逆に、ジャンプ速度ｊｍｐを小さく設定しすぎると、前述のように、電極１の下降時にスラッジが加工部から周囲に排出されるものの十分に飛散せず、電極１の上昇時に再び加工部に流入して逆流現象を発生するおそれがある。
【００５４】
これに対して、この発明の実施の形態２によれば、最低限必要なジャンプ速度ｊｍｐを予測し、一端流出したスラッジの逆流を防止してスラッジを確実且つ迅速に排出することにより、加工不安定状態の発生を回避することができる。
【００５５】
したがって、加工時間の短縮に加えて、加工形状の精度を向上させることができる。
また、ジャンプ動作中の電極１と被加工物２との間の負圧発生を最小限に抑制することにより、さらにスラッジの排出が良好となるので、加工時間の短縮に加えて、主軸４の変形による加工精度の低下を抑制することができる。
【００５６】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、ジャンプアップ量ｊｕの算出式について具体的に言及しなかったが、加工面長さｈ、電極外周長Ｌ、加工面積Ｓおよび隙間ｄを用いた式によりジャンプアップ量ｊｕを算出してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態２では、ジャンプ速度ｊｍｐの算出式について具体的に言及しなかったが、隙間ｄ、電極外周長Ｌ、加工面積Ｓ、加工液の動粘度ｎ、無次元定数（加工液の慣性力と粘性力との比を表すレイノルズ数）Ｒｅを用いた式によりジャンプ速度ｊｍｐを算出してもよい。
【００５８】
この場合、各種パラメータは、加工液の慣性力と粘性力との比を表す無次元の定数（レイノルズ数）Ｒｅを含む。
なお、定数Ｒｅは、ジャンプ速度ｊｍｐに比例し、ジャンプ速度推論部８ｂにおいてジャンプ速度ｊｍｐを比較的大きい値に設定することにより、「１０」よりも大きい値に設定されるものとする。
【００５９】
まず、ジャンプ条件推論部８内のジャンプアップ量推論部８ａは、加工面長さｈと、被加工物上面における電極外周長Ｌと、電極先端の加工面積Ｓと、電極１と被加工物２との間の隙間ｄとを用いて、前述のルールＡ１〜Ａ４に基づく以下の（１）式により、電極１の最適なジャンプアップ量ｊｕを算出（推定演算）する。
【００６０】
ｊｕ＝ｄ・ｈ・Ｌ／Ｓ    ・・・（１）
【００６１】
上記（１）式から得られるジャンプアップ量ｊｕは、ジャンプ運動の直前に電極１の排出されにくい箇所にある加工液が、ジャンプ運動によって被加工物２の上面にまで到達できるために必要な値を表す。
【００６２】
また、ジャンプ条件推論部８内のジャンプ速度推論部８ｂは、電極１と被加工物２との隙間ｄと、被加工物上面における電極外周長Ｌと、電極先端の加工面積Ｓと、加工液の動粘度ｎと、「１０」以上の定数（レイノルズ数）Ｒｅとを用いて、前述のルールＢ１〜Ｂ３に基づく以下の（２）式により、最低限必要な電極１のジャンプ速度ｊｍｐを算出（推定演算）する。
【００６３】
ｊｍｐ＝Ｒｅ・Ｌ・ｎ／Ｓ    ・・・（２）
【００６４】
上記（２）式は、電極１と被加工物２との隙間ｄから排出される加工液の流速と、加工液の動粘度ｎと、代表寸法とにより表される無次元定数Ｒｅ（加工液の慣性力／粘性力）についての式を、ジャンプ速度ｊｍｐについて変形したものである。
【００６５】
図５は定数Ｒｅと加工速度（ｍｍ３／ｍｉｎ）との関係を示す特性図である。
図５において、定数Ｒｅの値が「１０」以下の領域では、加工液における粘性力の影響が大きくなるので、加工速度が低下する。
【００６６】
なぜなら、Ｒｅ≦１０によって粘性力の影響が大きくなると、電極１と被加工物２との間の極間に存在したスラッジを含む加工液は、被加工物２の上面に排出されるが、加工部付近から離れず、次のジャンプ運動によりスラッジが極間に逆流し、その結果、スラッジが極間から排出されずに、加工が不安定となるからである。
【００６７】
一方、定数Ｒｅが「１０」よりも大きい領域では、加工液における慣性力の影響が大きくなるので、加工速度が大きくなる。
なぜなら、Ｒｅ＞１０によって慣性力の影響が大きくなると、ジャンプ運動によってスラッジを加工部から遠くに飛散するので、その結果、加工が安定するからである。
【００６８】
上記（１）式および（２）式から、各加工の進行状態における最適なジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐを推論することができる。
図６はこの発明の実施の形態３によるジャンプ制御時の加工時間（ｈｏｕｒ）と加工深さ（ｍｍ）との関係を示す特性図である。
【００６９】
図６において、従来（破線参照）では、２時間の加工時間で２０ｍｍ程度の加工深さであったのに対し、この発明（実線参照）では、２時間の加工時間で３０ｍｍ程度の加工深さが得られることが分かる。
【００７０】
また、図７はこの発明の実施の形態３によるジャンプ制御時の加工形状を一部断面図で示す拡大斜視図である。
図７において、電極先端の角度θは６０度、電極の先端幅ｗは３ｍｍ、奥行きＨは６０ｍｍである。
【００７１】
この場合、電極先端の面積（＝ｗ・Ｈ）が１８０ｍｍ２となり、比較的大きいので、従来のジャンプ制御装置では、ジャンプアップ量ｊｕが小さく設定され、スラッジの排出が十分でなくなることから、大きな加工時間を必要とする。
【００７２】
これに対し、この発明の実施の形態３によれば、電極１の形状（加工形状）によらず、スラッジの排出を迅速且つ確実に行うことができ、加工時間を短縮することができる。
【００７３】
図８は被加工物２の側面加工後の加工面形状のプロファイルを示す説明図であり、横軸は加工面長さｈに対応し、縦軸は被加工物２の加工面の位置変動量に対応している。
【００７４】
図８において、（ａ）は従来装置による加工面のプロファイル、（ｂ）はこの発明の実施の形態３による加工面のプロファイルである。
また、図８（ａ）、（ｂ）において、それぞれ、横軸のひと目盛りは２ｍｍ、縦軸のひと目盛りは５０μｍに相当している。
【００７５】
従来装置では、図８（ａ）に示すように、スラッジの排出不良により大きく湾曲した形状となっていたが、この発明によれば、図８（ｂ）に示すように、加工形状の湾曲量を減少させることができる。
【００７６】
このように、この発明の実施の形態３によれば、スラッジの排出に必要なジャンプ条件を定量的に推論することができ、前述と同様に、スラッジの排出を迅速且つ確実に行うとともに、加工精度を向上させることができる。
また、電極１（加工形状）がリブ形状の場合でも、前述と同等の作用効果を奏する。
【００７７】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態３では、電極１（加工形状）がリブ形状の場合のジャンプ制御について具体的に言及しなかったが、電極１がリブ形状（縦横比（＝奥行きＨ／先端幅ｗ）が極めて大きい）の場合には、ジャンプ条件を近似式で求めてもよい。
【００７８】
図９はこの発明の実施の形態４が適用されるリブ形状の電極１を示す側断面図であり、電極１の奥行きＨ（図７参照）は、先端幅ｗに対して極めて長く設定されているものとする。
図９においては、加工面長さｈ、電極１と被加工物２との隙間ｄ、電極１の先端幅ｗが示されている。
【００７９】
図９に示した構成によれば、加工形状により、電極１の先端幅ｗが決定される。
また、加工形状と主軸４の送り量とに対応した電極先端の加工面から被加工物上面までの加工面長さｈが算出される。
【００８０】
電極１と被加工物２との隙間ｄは、加工条件により算出される。
なお、加工中において加工条件が変更されれば、その値に対応して、電極１と被加工物２との隙間ｄが計算される。
【００８１】
この場合、ジャンプ条件推論部８（図１参照）は、電極先端の加工面（または、電極底面）から被加工物上面までの加工面長さｈと、電極１の先端幅ｗと、電極１と被加工物２との隙間ｄとを用いた以下の（３）式により、最適なジャンプアップ量ｊｕを算出する。
【００８２】
ｊｕ＝２ｄ・ｈ／ｗ    ・・・（３）
【００８３】
また、ジャンプ条件推論部８は、電極１の先端幅ｗと、加工液の動粘度ｎと、定数（加工液の慣性力と粘性力との比を表すレイノルズ数）Ｒｅとを用いた以下の（４）式により、最適なジャンプ速度ｊｍｐを算出する。
【００８４】
ｊｍｐ＝２Ｒｅ・ｎ／ｗ    ・・・（４）
【００８５】
なお、上記（４）式内の定数Ｒｅは、前述の（２）式の場合と同様に「１０」よりも大きい値とする。
このように、（３）式および（４）式から、各加工状態におけるジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐの最適値を推論することができ、さらに制御を簡単にすることができる。
【００８６】
図１０はこの発明の実施の形態４によるジャンプ制御時の加工時間（ｍｉｎ）と加工深さ（ｍｍ）との関係を示す特性図である。
図１０において、従来（破線参照）では、１２０分（２時間）の加工時間で、４０ｍｍ程度の加工深さであったのに対し、この発明（実線参照）では、２時間の加工時間で６０ｍｍ程度の加工深さが得られることが分かる。
【００８７】
すなわち、従来装置では、図１０内の破線特性のように、加工深さが深くなるほど加工時間を要していたが、この発明の実施の形態４によれば、上記（３）式および（４）式により、加工深さが深くなっても、スラッジの排出が迅速且つ確実に行うことができ、加工時間を短縮することができる。
また、前述と同等の効果に加えて、簡略化された演算式に基づいてジャンプ条件を求めることができる。
【００８８】
以上のように、この発明の請求項１によれば、主軸の一端に取り付けられた電極と加工液を介して電極に対向配置された被加工物との間にパルス電圧を印加して、被加工物を加工するための形彫放電加工機のジャンプ制御装置であって、主軸の駆動量を制御して被加工物に対する電極の垂直位置を制御するための軸送り制御部と、電極の先端の加工面から被加工物の上面までの長さｈ、被加工物の上面における電極の外周長Ｌ、電極の先端の加工面積Ｓ、電極と被加工物との隙間ｄ、電極の先端幅ｗ、加工液の動粘度ｎおよび加工液のレイノルズ数Ｒｅの少なくとも１つを用いて、パルス放電後に電極をジャンプ運動させるためのジャンプアップ量ｊｕおよびジャンプ速度ｊｍｐの少なくとも一方を含むジャンプ条件を推論して軸送り制御部に入力するジャンプ条件推論部とを備え、軸送り制御部は、ジャンプ条件推論部が推論したジャンプ条件を用いて電極をフィードフォワード制御するようにしたので、加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
【００８９】
また、この発明の請求項２によれば、ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｕ＝ｄ・ｈ・Ｌ／Ｓ
を用いて、ジャンプアップ量ｊｕを推論するようにしたので、加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
【００９０】
また、この発明の請求項３によれば、ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｕ＝２ｄ・ｈ／ｗ
を用いて、ジャンプアップ量ｊｕを推論するようにしたので、加工形状の違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
また、特にリブ形状の場合に、ジャンプ条件の推論を簡略化させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
【００９１】
また、この発明の請求項４によれば、ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｍｐ＝Ｒｅ・Ｌ・ｎ／Ｓ
を用いて、ジャンプアップ速度ｊｍｐを推論するようにしたので、加工形状や加工液の動粘度ｎの違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
【００９２】
また、この発明の請求項５によれば、ジャンプ条件推論部は、以下の式
ｊｍｐ＝２Ｒｅ・ｎ／ｗ
を用いて、ジャンプアップ速度ｊｍｐを推論するようにしたので、加工形状や加工液の動粘度ｎの違いによらず、速やかに且つ確実にスラッジを排出して、加工時間を短縮するとともに加工精度を向上させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
また、特にリブ形状の場合に、ジャンプ条件の推論を簡略化させた形彫放電加工機のジャンプ制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】この発明の実施の形態１を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に用いられる各種パラメータを電極および被加工物とともに示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１による加工時間を説明するための特性図である。
【図４】この発明の実施の形態１による加工精度を説明するための側断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２による加工時間を説明するための特性図である。
【図６】この発明の実施の形態３による加工時間を説明するための特性図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるジャンプ制御時の加工形状を一部断面図で示す拡大斜視図である。
【図８】被加工物の加工部側面形状のプロファイルを示す説明図であり、（ａ）は従来装置による加工面のプロファイル、（ｂ）はこの発明の実施の形態３による加工面のプロファイルである。
【図９】この発明の実施の形態４が適用されるリブ形状の電極１を示す側断面図である。
【図１０】この発明の実施の形態４による加工時間を説明するための特性図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  電極、３  加工槽、４  主軸、７  軸送り制御部（加工段階検出手段）、８  ジャンプ条件推論部、８ａ  ジャンプアップ量推論部、８ｂ  ジャンプ速度推論部、９  加工電源装置、１０  入力部、１１  ＮＣ部、１１ａ〜１１ｄ  演算部、ｄ  隙間、ｈ  加工面長さ、ｊｕ  ジャンプアップ量、ｊｍｐ  ジャンプ速度、Ｌ  電極の外周長、Ｓ  加工面積。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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