(57)【要約】      （修正有）【課題】加工面積又は第１，第２極間静電容量に基づき、放電パルス等の電気的な加工条件を設定し、極間状態に応じた適正な測定周期で加工条件を変更し、ジャンプ動作等の制御する。【解決手段】電極Ｅを精密に移動可能なＺ軸移動機構４と、電極Ｅの移動距離を検知する位置制御部１６と、被加工物Ｗの加工部位と電極Ｅとの間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定部１２及び静電容量測定制御部１７と、放電加工中に、Ｚ軸移動機構４により電極Ｅを第１，第２移動位置に移動させ、位置制御部１６により検知した第１，第２極間距離及び静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７により測定した第１，第２合計静電容量を用いて、加工面の加工面積を演算する加工面積演算部２１と電極前進端面と加工面間の第１，第２極間静電容量を演算する静電容量演算部２２を備えている。【選択図】図２
2011093035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と被加工物の間の間隙に加工液を供給し、前記電極から被加工物へ放電パルスを印加して前記被加工物を放電加工する放電加工装置において、
前記電極を移動可能で且つ電極の加工進行方向前進端面から被加工物の加工面までの極間距離を変更可能な移動手段と、
前記電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、
前記電極に前記間隙を隔てて対向する被加工物の加工部位と前記電極との間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、
放電加工中に、前記移動手段により前記電極を複数位置に移動させ、前記移動距離検知手段により検知した複数の極間距離及び前記静電容量測定手段により測定した複数の合計静電容量を用いて、前記加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記演算手段により演算された前記加工面積又は前記極間静電容量に基づいて放電加工の加工条件を設定する加工条件設定手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ２、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））／（ε（ｄ１・ｈ１−ｄ２・ｈ２））
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３と第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４と第４合計静電容量Ｃ４、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（（ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）））／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ１−ｈ３）×（ｈ３−ｈ２））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１２（ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２２（ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１２（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３２
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４２（Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２２（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３２（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４２
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させて測定した目標極間距離である第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ１、前記電極を第２移動位置に移動させて測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ２、電極前進端面と電極の軸心の間の角度θ、            前記加工液の誘電率ε、前記加工面積Ｓ、前記合計静電容量Ｃとしたとき、
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））ｓｉｎθ／（ε（ｄ１・ｈ１−ｄ２・ｈ２））
Ｃ＝εＳ／（ｈ１・ｓｉｎθ）  又は  Ｃ＝εＳ／（ｈ２・ｓｉｎθ）  
に表す式を用いて演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記加工条件設定手段は、前記静電容量測定手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して放電加工条件を変更する測定周期を前記演算された加工面積又は極間静電容量に基づいて変更することを特徴とする請求項２〜５の何れか１つに記載の放電加工装置。
【請求項７】
前記加工条件設定手段は、前記演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように前記電極へ供給する加工電流を設定することを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の放電加工装置。
【請求項８】
前記加工条件設定手段は、前記加工電流の電流密度を所定の電流密度以下に設定することを特徴とする請求項７に記載の放電加工装置。
【請求項９】
前記加工条件設定手段は、前記電極に供給する加工電流と、前記加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定する放電パルス設定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の放電加工装置。
【請求項１０】
前記加工条件設定手段は、前記極間距離の誤差距離αに基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を有することを特徴とする請求項４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、電極と被加工物間に放電させることにより、電極の前進端面に対向する被加工物の加工面を放電加工する放電加工装置に関し、放電加工中に加工面の加工面積又は電極と加工面間の極間静電容量を精度良く演算し、適正な加工条件を設定可能にした放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電極と被加工物とを対向させ、電極の加工進行方向前進端面と被加工物の加工面間の極間間隙に放電させて被加工物を電極と同じ形状に加工することが行われている。この放電加工処理では、放電電流のピーク電流値、放電パルス幅（パルスオン時間、オフ時間）等の電気的な加工条件によって加工速度、加工面粗度、加工形状精度、電極の消耗等に関わる加工特性が大きな影響を受ける。つまり、小さな加工面積に対して大きな加工電流を流した場合、電極の破損や異常消耗が生じ、また、大きな加工面積に対して小さな加工電流を流した場合、加工速度が極端に遅くなることから、加工条件は加工面積に基づいて設定されている。
【０００３】
特許文献１に記載された放電加工装置においては、予め被加工物の加工深さと加工幅のデータを準備し、加工中に電極を移動して加工部位のＸ軸方向の幅とＹ軸方向の幅を夫々検出することによって加工面積を算出し、この加工面積から放電ギャツプ（極間距離）を設定している。
【０００４】
特許文献２に記載された放電加工装置においては、電極と被加工物の加工部位（電極側面と電極下面に臨む部位）間の合計された静電容量を検出可能な静電容量検出手段を備え、静電容量が増大したとき、電圧極性を切換えるように構成してある。極間の印加電圧を低下させて極間距離を減少すると共に極間の静電容量を増加することによって、電極の消耗を抑制すると共に加工速度の低下を防止している。
【０００５】
特許文献３に記載された放電加工装置においては、有効放電パルスと無効放電パルスを判別するパルス判別部と、加工処理の軸方向の進み量Ｌを測定する進み量測定装置と、放電パルスの数ｎを単位時間の進み量Ｌによって除算する除算部と、単発放電による除去体積ｖと除算データｎ／Ｌに基づき加工面積Ｓを算出する加工面積演算部を備えている。加工面積演算部は、放電加工中において加工面積を単発放電による除去体積ｖと除算データｎ／Ｌと次式で表すことにより加工面積を算出し、加工電流値が加工面積に略比例するように加工条件を変更している。加工量をＶとすると、Ｖ＝Ｓ・Ｌ＝ｖ・ｎ  即ち、Ｓ＝ｖ・ｎ／Ｌと表すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２５２６号公報
【特許文献２】特開２０００−８４７３７号公報
【特許文献３】特開平９−３８８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１の放電加工装置では、加工中において電極をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させるため、放電加工処理に必要な加工動作とは別に加工面積を検出するための検出動作を行う必要がある。しかも、加工進行方向において電極が単純な形状の前進端面を備える場合、加工面積の誤差を少なく抑えることができるが、前進端面が複雑形状、つまり、前進端面に凹凸が形成された複雑な加工を行う場合、精度の良い加工面積を算出することが困難である。
【０００８】
前記特許文献２の放電加工装置では、電極と被加工物の加工部位との静電容量を検出しているため、実際に加工処理に寄与しない電極側面と被加工物間の静電容量が静電容量検出値に含まれている。つまり、精度の良い加工条件を設定するためには、誤差に相当する電極側面と被加工物間の静電容量を除いて、電極の加工進行方向の前進端面と被加工物の加工面との間の静電容量（極間静電容量）を検出する必要がある。
【０００９】
前記放電加工装置では、電極と被加工物間の間隙に加工液を流動させて加工屑の排出を図っているが、加工深さが深くなるほど加工屑が間隙から排出されにくくなる。
特許文献３の放電加工装置では、加工屑が加工面上に堆積している場合、加工屑と電極との間に有効放電が生じるため、除去体積ｖと有効放電パルス数ｎの誤差が大きくなる。そのため、加工深さが深くなるほど加工面積の誤差が大きくなり、その加工面積に基づいて設定される加工条件の適正値からのズレが大きくなる。
【００１０】
加工精度の良い放電加工を行うためには、被加工物の加工面上に堆積した加工屑や、電極移動手段のギア機構のバックラッシュ等の誤差要素を考慮して加工条件を設定することが必要である。しかし、これらの誤差要素を加味して電極と加工面間の極間距離を求め、加工条件を設定する技術について示唆するものは存在しない。
【００１１】
他方、電極の前進端面が凸凹を有する複雑形状の場合、放電加工中の加工面積が急変する部位において、加工面積を確実に検知することにより加工条件（放電電流や放電パルス）を急変させることが容易ではない。そこで、従来では、電極を複数分割し、複数回の放電加工により加工することも頻繁に採用されている。しかし、この場合、分割した電極の数と同数の回数だけ放電加工をしなければならないため、１つの被加工物に対する放電加工処理時間が増大し、電極のコストが増大する等の問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、放電加工中に加工面の加工面積又は電極前進端面と加工面間の極間静電容量を精度良く演算できる放電加工装置、加工屑や、電極を移動させるための移動駆動機構におけるバックラッシュ等を加味した加工条件を設定可能な放電加工装置、加工不良を発生させることなく放電加工回数を低減可能な放電加工装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の放電加工装置は、電極と被加工物の間の間隙に加工液を供給し、前記電極から被加工物へ放電パルスを印加して前記被加工物を放電加工する放電加工装置において、前記電極を移動可能で且つ電極の加工進行方向前進端面から被加工物の加工面までの極間距離を変更可能な移動手段と、前記電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、前記電極に前記間隙を隔てて対向する被加工物の加工部位と前記電極との間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、放電加工中に、前記移動手段により前記電極を複数位置に移動させ、前記移動距離検知手段により検知した複数の極間距離及び前記静電容量測定手段により測定した複数の合計静電容量を用いて、前記加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記演算手段により演算された前記加工面積又は前記極間静電容量に基づいて放電加工の加工条件を設定する加工条件設定手段を設けたことを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ２、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））／（ε（ｄ１・ｈ１−ｄ２・ｈ２））
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３と第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４と第４合計静電容量Ｃ４、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（（ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２
（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）））／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ１−ｈ３）
×（ｈ３−ｈ２））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１２（ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２２（ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１２（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３２
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４２（Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２２（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３２（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４２
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させて測定した目標極間距離である第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ１、前記電極を第２移動位置に移動させて測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２と被加工物の表面から電極先端までの距離ｄ２、電極前進端面と電極の軸心の間の角度θ、前記加工液の誘電率ε、前記加工面積Ｓ、前記極間静電容量Ｃとしたとき、
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））ｓｉｎθ／（ε（ｄ１・ｈ１
−ｄ２・ｈ２））
Ｃ＝εＳ／（ｈ１・ｓｉｎθ）  又は  Ｃ＝εＳ／（ｈ２・ｓｉｎθ）  
に表す式を用いて演算することを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項２〜５の何れか１つの発明において、前記加工条件設定手段は、前記静電容量測定手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して      放電加工条件を変更する測定周期を前記演算された加工面積又は極間静電容量に基づいて変更することを特徴としている。
請求項７の発明は、請求項２〜６の何れか１つの発明において、前記加工条件設定手段は、前記演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように前記電極へ供給する加工電流を設定することを特徴としている。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記加工条件設定手段は、前記加工電流の電流密度を所定の電流密度以下に設定することを特徴としている。
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記加工条件設定手段は、前記電極に供給する加工電流と、前記加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定する放電パルス設定手段を備えたことを特徴としている。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項４の発明において、前記加工条件設定手段は、前記極間距離の誤差距離αに基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、電極を移動可能な移動手段と、電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、放電加工中に、電極を複数位置に移動させて検知された複数の極間距離及び測定された複数の合計静電容量を用いて加工面の加工面積又は加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段とを設けたため、次のような効果が得られる。
電極の前進端面に対向する被加工物の加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を精度良く演算することができる。つまり、加工面積又は極間静電容量を、電極を移動させた複数位置における極間距離と電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を用いて演算するため、加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を精度よく演算することができる。
【００２２】
また、実際に測定した合計静電容量と極間距離を用いるため、急激な加工面積の増加が生じた場合でも、精度の良い加工面積又は極間静電容量の演算が可能であり、電極を分割することなく且つ加工不良を発生させることなく精度よく加工することができ、しかも放電加工回数を低減することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、放電加工中の加工面積又は極間静電容量に基づいて加工条件を設定する加工条件設定手段を設けたため、加工面積の変化や加工屑の発生等の極間状態に応じた適正な加工条件を設定することができる。
請求項３の発明によれば、加工面積を演算する演算処理の負荷を少なくできるため、演算処理速度が速く且つ正確な加工面積の演算を実行できる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、被加工物の表面から加工面までの距離が未知の場合であっても、加工面積の演算と誤差距離の演算を実行できる。しかも、誤差距離の算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮した加工条件を設定することができる。
請求項５の発明によれば、複雑形状に形成された電極前進端面と加工面間の極間静電容量であって加工面積に比例する極間静電容量を正確に演算することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、前記静電容量演算手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して放電加工条件を変更する測定周期を加工面積又は極間静電容量に基づいて変更するため、電極前進端面の形状変化に追従するように測定周期を設定することができ、適正な放電加工条件を設定することができる。
請求項７の発明によれば、加工条件設定手段により演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように電極へ供給する加工電流値を制御するため、電流の過剰供給に起因する電極の異状消耗を防止することができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、加工条件設定手段は、電流密度を所定の電流密度以下に制御するため、加工速度低下等の不具合の発生を防止することができる。
請求項９の発明によれば、放電パルス設定手段により、電極に供給する加工電流値と、加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定することができる。
請求項１０の発明によれば、極間距離の誤差距離に基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を設けたため、加工によって発生する加工屑を加工面上から確実に排除することができ、加工処理速度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係る放電加工装置の全体図である。
【図２】放電加工装置のブロック図である。
【図３】静電容量測定部を示す回路図である。
【図４】電極と被加工物の加工面間のコンデンサの電圧を説明する説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は夫々加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は加工液の誘電率の検出手順を説明する図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は夫々極間静電容量演算の為の諸元を説明する図である。
【図８】加工面積に基づく放電加工条件テーブルを示す図表である。
【図９】極間静電容量に基づく放電加工条件テーブルを示す図表である。
【図１０】ジャンプ周期マップを示す線図である。
【図１１】ジャンプ量マップを示す線図である。
【図１２】加工条件設定処理のフローチャートである。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々実施例２に係る加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ）,（ｄ）は夫々実施例３に係る加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）,（ｄ）は夫々実施例４に係る極間静電容量演算の為の諸元を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１に示すように、放電加工装置Ｍは、電極Ｅと被加工物Ｗの間の間隙に加工液を供給し、前記電極Ｅから被加工物Ｗへ放電パルスを印加して被加工物Ｗを放電加工する装置である。この放電加工装置Ｍは、加工機本体１と、制御装置２と、加工液槽７等の周辺機器を有する。加工機本体１は、電極Ｅが装備されるヘッド３と、このヘッド３を上下方向（Ｚ軸）に往復移動可能な送り装置としてのＺ軸移動機構４（移動手段）と、被加工物Ｗを収容した加工液槽７を図１の左右方向（Ｘ軸）に水平に往復移動可能なＸ軸移動機構５と、加工液槽７を左右方向に直交する前後方向（Ｙ軸）に水平に往復移動可能なＹ軸移動機構６と、被加工物Ｗを収容し且つ加工液を貯留可能な加工液槽７と、基台８と、ケーブル２５等から形成されている。電極Ｅは、ヘッド３の下端部に脱着可能に装備された取付板に装着されている。
【００３０】
Ｚ軸移動機構４は、基台８上に装備された、Ｚ軸方向に沿って延びる１対のＺ軸送りガイドとボールネジ機構とＺ軸モータ等で構成され、制御装置２で数値制御されるＺ軸モータの駆動によりヘッド３がＺ軸方向へ移動駆動される。
Ｘ軸移動機構５は、Ｘ軸可動台と、基台８に装備されたＸ軸方向に沿って延びる１対のＸ軸送りガイドとボールネジ機構とＸ軸モータ等で構成され、制御装置２で数値制御されるＸ軸モータの駆動によりＸ軸可動台がＸ軸方向へ移動駆動される。Ｙ軸移動機構６は、Ｙ軸可動台と、Ｘ軸可動台に装備されたＹ軸方向に沿って延びる１対のＹ軸送りガイドとボールネジ機構とＹ軸モータ等で構成されている。制御装置２で数値制御されるＹ軸モータの駆動によりＹ軸可動台と加工液槽７がＹ軸方向へ移動駆動される。
【００３１】
加工液槽７は、Ｙ軸移動機構６のＹ軸可動台の上端に固定されている。制御装置２は、加工機本体１に隣接して設置され、ケーブル２５を介して電力と制御信号を加工機本体１へ供給している。以上によって、電極Ｅと被加工物Ｗは、Ｚ軸方向と水平なＸ，Ｙ軸方向へ相対移動可能に構成されている。
【００３２】
Ｚ軸移動機構４は、ヘッド３をＺ軸方向に移動することにより、電極ＥのＺ軸方向位置を変更可能であり且つ電極Ｅの加工進行方向前進端面から被加工物Ｗの加工面までの極間距離を変更可能になっている。以下、電極Ｅの加工進行方向前進端面と対向する被加工物Ｗの面部分を被加工物Ｗの加工面と定義し、加工面の面積を加工面積と定義する。尚、電極Ｅは、銅製又はグラファイト製であるが、被加工物Ｗが超硬合金の場合には、銅タングステン製とすることもある。
【００３３】
図２に示すように、制御装置２は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとインターフェース等を含むコンピュータからなり各種演処理を実行する演算処理部９と、放電加工用の直流電力を供給する加工電源回路１０と、電極Ｅと被加工物Ｗ間に発生した放電状態を検知する放電検知部１１と、電極Ｅの側面及び下面に間隙を隔てて対向する被加工物Ｗの加工部位と電極Ｅ間の静電容量（以下、合計静電容量とする）を測定する静電容量測定部１２と、放電加工のための放電パルスを電極Ｅと被加工物Ｗに供給する放電制御部１３と、加工電流測定部１４と、演算モード切換スイッチ１５等を備えている。尚、電極Ｅの前進端面とこの前進端面と対向する被加工物Ｗの加工面との間の静電容量を極間静電容量として以下の説明を行う。
【００３４】
図３に示すように、静電容量測定部１２は、電源Ｖｃからの給電線に介装されたスイッチング用トランジスタ１２ｓと、給電線に接続された定電流回路１２ａと、上記の給電線に接続されて一定周期のパルス（パルスON時間とOFF時間が等しい）を出力可能なパルス出力回路１２ｂと、トランジスタ１２ｃと、抵抗１２ｄと、電圧検出回路１２ｅ等を備えている。
【００３５】
前記トランジスタ１２ｓのベース側端子１２ｘと、電圧検出回路１２ｅの出力端子１２ｖは、静電容量測定制御部１７に接続されている。静電容量測定制御部１７からの駆動信号でトランジスタ１２ｓをオンにし、静電容量測定部１２を作動させる。そして、電圧検出回路１２ｅの出力端子１２ｖからの出力信号を静電容量測定制御部１７で処理することで合計静電容量の測定を行うように構成してある。つまり、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７とが「静電容量測定手段」に相当する。
【００３６】
電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位とが間隙を隔てて対向しているため、両者間の間隙とその間隙内の加工液を介してコンデンサ１２ｆを構成している。静電容量測定部１２では、電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位（電極側面と電極前進端面に対向する部位）とにパルス出力回路１２ｂから周期的に直流電流ｉを供給し、電圧検出回路１２ｅにより電極Ｅの電圧Ｖを検出し、静電容量測定制御部１７において前記の電圧Ｖから演算される平均電圧Ｖｍと、直流電流ｉと、コンデンサ１２ｆに直流電流ｉを供給する時間ｔｏに基づいて、前記合計静電容量を演算する。      
【００３７】
図４に示すように、パルス出力回路１２ｂからパルスを出力すると、トランジスタ１２ｃがオンして点Ｐは接地され、電圧検出回路１２ｅで検出する電圧が零になり、コンデンサ１２ｆから放電される。トランジスタ１２ｃがオフになると、そのオフの間（時間ｔｏ）コンデンサ１２ｆに充電されていき、電圧検出回路１２ｅにより検出する電圧Ｖがリニアに増大する。静電容量測定制御部１７は、出力端子１２ｖから供給される検出電圧Ｖの電圧信号を受けてＡ／Ｄ変換し、その平均電圧Ｖｍを演算する。そして、コンデンサ１２ｆの合計静電容量Ｃ、電気量Ｑとすると、Ｑ＝ｉ×２ｔｏであるから、Ｃ＝Ｑ／Ｖｍ＝ｉ×２ｔｏ／Ｖｍの式により上記の合計静電容量Ｃを求めることができる。
尚、静電容量測定部１２は、前述の構成に限られるものではなく、少なくとも電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位との間の合計静電容量Ｃを測定可能であれば種々の構成を採用可能である。
【００３８】
放電制御部１３は、電源回路１０から給電されて、電極Ｅと被加工物Ｗに対して、後述の加工条件設定部１９において設定された放電パルスを印加するものである。加工電流測定部１４は、放電パルスで供給される電流を電流計１４ａを介して測定し、その検出電流を演算処理部９へ供給する。こうして、放電パルスを印加している場合、電極前進端面と被加工物Ｗの加工面間の極間間隙が放電可能な所定の距離になると、放電が始まり加工を開始する。
【００３９】
演算モード切換スイッチ１５は、放電加工処理開始前に、演算処理部９において      加工面の加工面積に基づいて加工条件を設定する加工面積演算モードと、極間静電容量に基づいて加工条件を設定する静電容量演算モードとを択一的に選択設定可能に構成されている。尚、演算モード切換スイッチ１５を省略し、最初に加工面の加工面積を演算し、加工面積の算出が困難な場合に自動的に極間静電容量を演算するように構成してもよい。
【００４０】
演算処理部９は、Ｚ軸移動機構４を制御する位置制御部１６（移動距離検知手段）と、静電容量測定制御部１７と、演算手段１８と、加工条件設定部１９（加工条件設定手段）と、Ｘ，Ｙ制御部２０等から形成されている。
位置制御部１６は、Ｚ軸移動機構４によりヘッド３を上下方向に移動駆動することにより電極Ｅの前進端面から加工面までの極間距離を変更可能に形成されている。位置制御部１６は、電極Ｅの前進端面から加工面までの極間距離を検出可能に形成されている。
【００４１】
静電容量測定制御部１７は、前述した処理に加えて、後述する測定周期演算部２４から静電容量測定部１２により合計静電容量を測定する測定周期の信号を受けて、その測定周期毎にトランジスタ１２ｓをオンすることで静電容量測定部１２の作動時期を制御している。この放電加工装置Ｍは、一般的な放電加工装置と同様に、被加工物別の加工プログラムを用い、その加工プログラムを数値制御プログラムで解析しながら、位置制御部１６によってＺ軸移動機構４を数値制御し、Ｘ，Ｙ制御部２０によりＸ軸，Ｙ軸移動機構５，６を数値制御することにより、被加工物Ｗに対して電極Ｅを、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に位置制御しながら放電加工するように構成されている。それらの構成については、本発明と直接関係しないので詳細な説明は省略する。Ｘ，Ｙ制御部２０は、上記のようにＸ軸移動機構５と、Ｙ軸移動機構６を夫々駆動制御するものである。
【００４２】
演算手段１８は、加工面積演算モードのとき加工面積を演算する加工面積演算部２１と、静電容量演算モードのとき極間静電容量を演算する静電容量演算部２２とを備えている。
図５に示すように、加工面積演算部２１は、放電加工中（放電加工の途中時点）において、Ｚ軸移動機構４により電極Ｅを上下方向に異なる複数位置に移動させ、位置制御部１６により検知した上下方向に異なる複数位置である第１，第２移動位置ｄ１，ｄ２（被加工物Ｗの表面から電極前進端面までの距離）における第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７によって測定した前記第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２に対応した２位置の第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を用いて、被加工物Ｗの加工面Ｗｆの加工面積Ｓを演算するように形成されている。尚、電極Ｅとして、例えば、略水平状の前進端面Ｅｆを備えた柱形状の電極を例にして説明するが、電極Ｅは必ずしも柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的または不連続的に変化するような電極であってもよい。
【００４３】
上記について具体的に説明すると、電極Ｅを被加工物Ｗの加工面Ｗｆに接触させて極間距離を零に初期化する。次に、図５（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極Ｅを第１移動位置ｄ１まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ１、電極前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆ間の極間静電容量Ｃｐ１、加工面Ｗｆの加工面積Ｓ、第１極間距離ｈ１、電極Ｅの側面Ｅｓと被加工物Ｗ間の静電容量Ｃａ、加工液の誘電率εとすると、第１合計静電容量Ｃ１は次式（１）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ１＝Ｃｐ１＋Ｃａ                                                  …（１）
但し、Ｃｐ１＝εＳ／ｈ１である。
【００４４】
次に、図５（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極Ｅを第２移動位置ｄ２まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ２、電極前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆとの極間静電容量Ｃｐ２、電極前進端面Ｅｆから加工面Ｗｆまでの第２極間距離ｈ２とすると、第２合計静電容量Ｃ２は次式（２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ２＝Ｃｐ２＋Ｃａ・ｄ２／ｄ１                                      …（２）
但し、Ｃｐ２＝εＳ／ｈ２である。
【００４５】
前記式（１）と式（２）を加工面積Ｓについて求めると、加工面積Ｓは、次式（３）によって表すことができる。
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））／（ε（ｄ１・ｈ１−ｄ２・ｈ２））
…（３）
尚、被加工物Ｗの表面から電極前進端面までの距離ｄ１，ｄ２は、被加工物Ｗの表面から加工面Ｗｆまでの距離が位置制御部１６において既知であるため、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と誘電率εを用いて算出することができる。
【００４６】
加工液の誘電率εを検出する技術の一例について説明する。
加工液の誘電率εは、加工面積が既知である標準電極Ｅａを用いて求める。図６（ａ）に示すように、標準電極Ｅａを被加工物Ｗの表面と接触させて電極Ｅａの極間距離を零に初期化する。次に、図６（ｂ）に示すように、標準電極Ｅａを被加工物Ｗの表面から距離ｈ０の位置まで移動し、この位置における合計静電容量Ｃ０を静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７により測定する。標準電極Ｅａの被加工物Ｗに対向する面積をＳ０とすると、誘電率εは次式（４）で表すことができる。
ε＝ｈ０・Ｃ０／Ｓ０                                                …（４）
【００４７】
以上により、前記式（３）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２、被加工物Ｗの表面から電極前進端面Ｅｆまでの距離ｄ１，ｄ２及び誘電率εを代入することによって被加工物Ｗの加工面Ｗｆの加工面積Ｓを演算する。
また、加工面積Ｓの演算値を用いて第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２を演算することにより、極間静電容量の増減傾向から加工屑の有無等を検出することができる。つまり、Ｚ軸移動機構４の駆動をバックラッシュの発生しないボールネジ機構やリニアモータ等によって行う場合、ｈ１＝ｈ２／２としたとき、理論上、Ｃｐ１＝２Ｃｐ２となる。それ故、第２極間静電容量Ｃｐ２が第１極間静電容量Ｃｐ１の１／２の値よりも小さいときは被加工物Ｗの加工面上に加工屑が堆積していることを検出でき、第２極間静電容量Ｃｐ２が１／２Ｃｐ１よりも小さいほど、被加工物Ｗの加工面上の加工屑の堆積量が大きいことを検出することができる。
【００４８】
次に、電極Ｅの前進端面が水平面に対して傾斜している場合など、静電容量演算モードにおいて、電極Ｅの前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆ間の極間静電容量を演算する例について、図７に基づいて説明する。静電容量演算部２２は、放電加工中において、Ｚ軸移動機構４により電極Ｅを上下方向に異なる複数の位置に移動させ、位置制御部１６により検知した複数位置、例えば、第１，第２移動位置ｄ21，ｄ22における第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22と、静電容量測定部１２及び静電容量測定制御部１７によって測定した前記第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22に対応した２位置の第１，第２合計静電容量Ｃ21，Ｃ22を用いて、電極ＥＡの前進端面Ｅｆと被加工物Ｗの加工面Ｗｆとの極間静電容量を演算するように構成されている。
【００４９】
電極ＥＡは、例えば、電極前進端面Ｅｆと電極軸心の間に角度θ（０°＜θ＜９０°）のある柱形状であり、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離ｄ21，ｄ22は位置制御部１６において既知である。    
【００５０】
まず、電極ＥＡを被加工物Ｗの加工面と接触させて極間距離を零に初期化する。次に、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極ＥＡを第１移動位置ｄ21まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ21、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ21、加工面積ＳＡ、電極ＥＡの前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ21、電極ＥＡの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、鉛直面に対する電極前進端面の角度θとすると、第１合計静電容量Ｃ21は前記式（１）と同様に表すことができ、測定により検知される。そして、次式（５）に示す極間静電容量Ｃｐ21を式（１）へ代入すると、第１合計静電容量Ｃ21は次式（６）によって表すことができる。
Ｃｐ21＝εＳＡ／（ｈ21・ｓｉｎθ）                                    …（５）
Ｃ21＝εＳＡ／（ｈ21・ｓｉｎθ）＋Ｃａ                                …（６）
【００５１】
次に、図７（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４によりヘッド３を上方向に移動駆動し、電極ＥＡを第２移動位置ｄ22まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ22、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ22、第２極間距離ｈ22、第１，第２移動位置ｄ21，ｄ22とすると、第２合計静電容量Ｃ22は前記式（２）と同様に表すことができる。そして、次式（７）に示す極間静電容量Ｃｐ22を式（２）へ代入すると、第２合計静電容量Ｃ22は次式（８）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃｐ22＝εＳＡ／（ｈ22・ｓｉｎθ）                                    …（７）
Ｃ22＝εＳＡ／（ｈ22・ｓｉｎθ）＋Ｃａ・ｄ22／ｄ21                    …（８）
【００５２】
前記式（６）と式（８）を被加工物Ｗの加工面の加工面積ＳＡについて解くと、加工面積ＳＡは、次式（９）によって表すことができる。
ＳＡ＝（ｈ21・ｈ22（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22））
×ｓｉｎθ／（ε（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22））          …（９）
【００５３】
ここで、前記式（５）に前記式（９）を代入することによって、第１移動位置ｄ21における極間静電容量Ｃｐ21は次式（１０）によって表すことができる。
Ｃｐ21＝ｈ22（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22）／（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22）…（１０）
前記式（７）に前記式（９）を代入することによって、第２移動位置ｄ22における極間静電容量Ｃｐ22は次式（１１）によって表すことができる。
Ｃｐ22＝ｈ21（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22）／（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22）…（１１）
【００５４】
以上により、前記式（１０）又は式（１１）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ21，Ｃ22、第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22、被加工物Ｗから電極ＥＡの先端までの距離ｄ21，ｄ22、誘電率εを代入することによって、電極前進端面と電極ＥＡの軸心の間の角度θを備えるような複雑形状の前進端面を備えた電極ＥＡの場合であっても、θを含まない式で第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を演算することができる。極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22は、加工面積ＳＡに比例する物理量であるため、例えば、前記極間距離ｈ21を目標極間距離に設定しておき、前記極間静電容量Ｃｐ22に基づいて加工条件設定部１９により後述するように放電加工条件を設定する。また、前記と同様に、第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22の少なくとも何れか一方の増減傾向から、加工屑の発生状況等の極間状態を検出できる。尚、図７に示す電極ＥＡとしては、柱形状の電極を例にして説明したが、電極は必ずしも、柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的に又は不連続的に変化するような電極であってもよい。また、電極の前進端面に等しい傾斜角又は異なる傾斜角の複数の傾斜面を有するような電極であってもよい。
【００５５】
加工条件設定部１９は、放電パルス設定部２３と、測定周期演算部２４と、ジャンプ動作演算部２５とを備えている。放電パルス設定部２３は、図８に示す加工条件テーブルと、図９に示す加工条件テーブルとを備えている。尚、図８、図９は、銅製の電極、鋼製の被加工物、加工液の誘電率ε＝１５．９３７２×１０−１２の場合の加工条件であり、図９は極間距離５μｍのときの極間静電容量である。
【００５６】
加工条件設定部１９は、加工面積演算モードが設定されている場合には、図８に示す加工条件テーブルに、前記のように演算により求めた加工面積Ｓを適用することで、放電パルスのピーク電流と、放電パルスのON時間およびOFF時間を設定する。ピーク電流は、加工面積Ｓにほぼ比例する値に設定してある。また、この電流密度が５Ａ／ｃｍ２以下の値であって約５Ａ／ｃｍ２に設定されている。尚、放電パルスの電圧は放電制御部１３により適宜設定される。そして、上記のように設定した放電加工条件のデータを放電制御部１３へ供給し、その放電パルスに基づいて放電加工が実行される。
【００５７】
加工条件設定部１９は、静電容量演算モードが設定されている場合には、図９に示す加工条件テーブルに、前記のように演算により求めた第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22のうちの好ましくは第１極間静電容量Ｃｐ21を適用することで、放電パルスのピーク電流と、放電パルスのON時間およびOFF時間を設定する。ピーク電流は、極間静電容量にほぼ比例する値に設定してある。また、電流密度は２５Ａ／ｎＦ以下の値であって約２５Ａ／ｎＦに設定されている。そして、上記のように設定した放電加工条件のデータを放電制御部１３へ供給し、その放電パルスに基づいて放電加工が実行される。
尚、図８，図９に示す加工条件テーブルは、一例にすぎず、加工液の誘電率や電極の材質と被加工物の材質の組み合わせ、若しくは加工条件等によって適宜変更可能である。
【００５８】
測定周期演算部２４は、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７とによって、合計静電容量を測定し且つ加工条件を変更する測定周期を予め設定したマップを有している。このマップは加工面積Ｓ，ＳＡ（又は電極前進端面と加工面間の極間静電容量）をパラメータとして測定周期を設定してある。加工面積Ｓ，ＳＡが小さいほど電極の前進速度が大きいことから、加工面積Ｓ，ＳＡ（又は上記の極間静電容量）が増大するほど測定周期を大きくするように、上記のマップが設定されている。
【００５９】
ジャンプ動作演算部２５は、極間距離の誤差距離αに基づいて、電極Ｅ，ＥＡのジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量を設定するように形成されている。尚、電極のジャンプ動作とは、加工面上に堆積した加工屑を流動させて間隙外へ排出する為に、電極を上下運動させる動作のことである。被加工物Ｗの加工面上に堆積した加工屑の高さとしての誤差距離αとジャンプ周期とジャンプ移動量との関係は、図１０、図１１に示すように予めマップやテーブルの形で予め設定され、メモリに格納されている。
【００６０】
但し、極間距離の誤差距離αの算出技術については、実施例３、４において説明するが、図５や図７のように加工面積や極間静電容量を算出する場合であって、誤差距離αを算出しない場合には、デフォルト値の誤差距離（例えば、４μｍ）を適用してもよい。
図１０のマップは、誤差距離αが増大するほどジャンプ周期が小さくなるように設定され、図１１のマップは、誤差距離αが増大するほどジャンプ移動量が増大するように設定されている。尚、図１０，図１１に示すマップは、一例にすぎず、加工形状や加工条件等によって適宜変更可能である。
【００６１】
次に、前記加工条件設定部１９が行う放電加工条件設定処理について図１２のフローチャートに基づいて説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。また、この放電加工条件設定処理は、図５に示す例について加工面積演算モードにおいて行う処理である。
まず、放電加工装置Ｍが起動されると、加工液の誘電率εや選択された演算モードの種類等の各種信号を読込む（Ｓ１）。Ｓ２では、放電加工処理の開始スイッチがオン操作されたか否か判定する。Ｓ２の判定の結果、放電加工処理を開始する場合、Ｓ３に移行し、加工液の誘電率データを保有しているか否か判定する。Ｓ２の判定の結果、放電加工処理を開始しない場合、Ｓ１へリターンする。
【００６２】
Ｓ３の判定の結果、誘電率データを保有している場合、Ｓ４へ移行して極間距離と合計静電容量を測定する。Ｓ３の判定の結果、誘電率データを保有していない場合、Ｓ５へ移行し、前記標準電極を用いて前記のようにして加工液の誘電率εを検出した後、Ｓ４へ移行する。
【００６３】
Ｓ４では、位置制御部１６とＺ軸移動機構４によって電極前進端面を第１，第２移動位置に順次駆動し、夫々の移動位置における第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と被加工物Ｗの表面から加工面までの距離ｄ１，ｄ２を測定する。また、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７によって第１，第２移動位置における第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を測定する。
【００６４】
次に、Ｓ６において、加工面積演算モードが選択されているか否か判定する。
Ｓ６の判定の結果、加工面積演算モードが選択されている場合、Ｓ７において加工面積演算処理を行う。加工面積演算部２１は、式（３）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２及び距離ｄ１，ｄ２を代入することによって加工面積Ｓを演算する。加工面積の演算後、Ｓ９に移行する。
【００６５】
Ｓ９では、演算された加工面積に基づいて図８の加工条件テーブルを用いて加工条件を設定する。ここで設定される加工条件は、ピーク電流値等の放電加工の電気的条件、電極Ｅのジャンプ周期及びジャンプ移動量等を含む。加工条件の設定後、Ｓ１０に移行して放電加工処理を開始する。尚、合計静電容量を測定する測定周期は静電容量測定制御部１７により演算される。
【００６６】
放電加工処理開始後、測定周期タイミングか否か判定を行う（Ｓ１１）。Ｓ１１の判定の結果、測定周期タイミングの場合、Ｓ４へ移行し、極間距離と合計静電容量等の測定を行う。
Ｓ１１の判定の結果、測定周期タイミングではない場合、Ｓ１２へ移行し放電加工処理終了の判定を行う。Ｓ１２判定の結果、放電加工処理終了の場合、本制御を終了し、放電加工処理が終了しない場合、Ｓ１０へ移行し放電加工処理を継続する。
【００６７】
尚、図７に示す例について、静電容量演算モードにおいて実行する放電加工条件設定処理についても前記とほぼ同様である。
Ｓ６の判定の結果、静電容量演算モードが選択されている場合、Ｓ８へ移行して静電容量演算処理を行う。静電容量演算部２２は、式（１０）又は式（１１）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２及び距離ｄ１，ｄ２を代入することによって第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２の少なくとも何れか一方について演算する。尚、第１極間距離ｈ１は、目標極間距離である。
【００６８】
極間静電容量の演算後、Ｓ９に移行し、演算された極間静電容量に基づいて図９の加工条件テーブルを用いて加工条件を設定する。加工条件の設定後、Ｓ１０に移行して放電加工処理を開始する。
【００６９】
次に、上記の放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
測定した第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と、測定した電極と被加工物の加工部位間の第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を用いて加工面積を算出するため、被加工物Ｗの加工面の加工面積Ｓを精度よく求めることができる。また、電極前進端面が複雑形状のため、加工面積ＳＡの演算が困難である場合でも、加工面積ＳＡと略比例関係にある第１極間静電容量Ｃｐ21或いは第２極間静電容量Ｃｐ22を、上記と同様に精度よく求めることができる。
【００７０】
それ故、加工面積Ｓ(又は、ＳＡ)又は第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の高精度の演算値に基づいて放電加工条件を適正に設定することができる。しかも、前記演算に電極前進端面と加工面間の第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２（又はｈ21，ｈ22）、を用いるため、第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の値に対して加工面上に堆積した加工屑高さを誤差距離として反映することができ、適正な加工条件を設定することができる。
【００７１】
更に、実際に測定した第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）と第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２(又はｈ21，ｈ22)を用いるため、急激な加工面積Ｓ(又はＳＡ)の増加が生じた場合でも、精度の良い加工面積Ｓ(又はＳＡ)又は第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の演算が可能であり、電極を分割することなく且つ加工不良を発生させることなく加工することができ、放電加工回数を低減することができる。
【００７２】
演算された加工面積Ｓ，ＳＡ又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22に基づいて放電加工の加工条件を設定する加工条件設定部１９を備えているため、加工面積の大きさや加工面の極間静電容量に基づく極間状態に応じた適正な測定周期、放電加工の電気的条件、ジャンプ動作のジャンプ周期、ジャンプ移動量等を適切に設定することができる。
【００７３】
加工面積演算部２１は、式（３）に基づいて加工面積Ｓを演算するため、演算のための制御負荷を少なくすることができ、加工面積の演算処理速度を速くすることができる。
静電容量演算部２２は、式（９）〜式（１１）に基づいて極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を演算するため、電極前進端面が複雑形状であっても、加工面積ＳＡに比例した極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を正確に演算することができる。
【００７４】
加工条件設定部１９は、加工面積Ｓ，ＳＡ（又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22）に基づいて測定周期を変更しているため、電極前進端面の形状変化に適した測定周期にて電気的条件を変更設定することができ、適正な加工条件を設定することができる。加工条件設定部１９は、加工面積Ｓ，ＳＡ又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22に略比例するように電極Ｅ，ＥＡへ供給する加工電流値を制御するため、電流の過剰供給に起因する電極Ｅ，ＥＡの異常消耗を防止することができる。そして、電極Ｅ，ＥＡへの供給電流を所定の電流密度以下になるように設定するため、加工速度低下等の不具合の発生を防止することができる。
【実施例２】
【００７５】
次に、実施例２について図１３に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であったのに対して、実施例２では距離Ｄが未知としている。
【００７６】
柱形状の電極ＥＢを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＢの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１３（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを上方に移動駆動し、電極ＥＢを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ31、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ31、加工面積ＳＢ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ31、電極ＥＢの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄとすると、第１合計静電容量Ｃ31は次式（１２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ31＝Ｃｐ31＋Ｃａ（Ｄ−ｈ31）／Ｄ                                  …（１２）
但し、極間静電容量Ｃｐ31＝εＳＢ／ｈ31である。
【００７７】
次に、図１３（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＢを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ32、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ32、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ32とすると、第２合計静電容量Ｃ32は次式（１３）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ32＝Ｃｐ32＋Ｃａ（Ｄ−ｈ32）／Ｄ                                  …（１３）
但し、極間静電容量Ｃｐ32＝εＳＢ／ｈ32である。
【００７８】
次に、図１３（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＢを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ33、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ33、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ33とすると、第３合計静電容量Ｃ33は次式（１４）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ33＝Ｃｐ33＋Ｃａ（Ｄ−ｈ33）／Ｄ                                  …（１４）
但し、極間静電容量Ｃｐ33＝εＳＢ／ｈ33である。
【００７９】
前記式（１２）〜式（１４）を加工面積ＳＢについて解くと、加工面積ＳＢは、次式（１５）によって表すことができる。
ＳＢ＝ｈ31・ｈ32・ｈ33（ｈ31（Ｃ32−Ｃ33）＋ｈ32（Ｃ33−Ｃ31）
＋ｈ33（Ｃ31−Ｃ32））／（ε（ｈ31−ｈ32）（ｈ32−ｈ33）（ｈ33−ｈ31））
…（１５）
【００８０】
加工面積演算部２１は、演算された加工面積ＳＢに基づいて各極間静電容量Ｃｐ31，Ｃｐ32，Ｃｐ33及び被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄを演算している。
放電パルス設定部２３は、加工電流測定部１４によって検出された加工電流値と加工面積ＳＢを用いて電流密度を演算し、この電流密度が所定の電流密度以下になるように制御している。加工条件設定部１９は、実施例１と同様に、加工面積ＳＢを図８の加工条件テーブルに適用することで、放電パルスなどの電気的加工条件を設定する。
【００８１】
次に、実施例２の放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
基本的に実施例１と同様の作用、効果を奏する。しかも、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが不明の場合でも、第１〜第３移動位置の極間距離ｈ31〜ｈ33と合計静電容量Ｃ31〜Ｃ33の検出により適正な加工条件を設定することができる。
尚、図１３に示す電極ＥＢは柱形状の電極を例にして説明したが、電極ＥＢは必ずしも柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的に又は不連続的に変化するような電極であってもよい。
【実施例３】
【００８２】
次に、実施例３について図１４に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であるのに対して、実施例３では距離Ｄが未知とされ、且つ測定した極間距離に誤差距離αを含む点である。尚、誤差距離αは、被加工物Ｗの加工面上に堆積した加工屑やＺ軸移動機構４のギア系のバックラッシュ等に起因しており、バックラッシュが生じない場合、正の値として加工面上の加工屑の堆積量を表し、バックラッシュが生じる場合、負の値としてのバックラッシュ量と正の値としての加工屑の堆積量との合算値を表している。
【００８３】
柱形状の電極ＥＣを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＣの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１４（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを上方に移動駆動し、電極ＥＣを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ41、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ41、加工面積ＳＣ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ41、電極ＥＣの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄ、誤差距離αとすると、第１合計静電容量Ｃ41は次式（１６）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ41＝Ｃｐ41＋Ｃａ（Ｄ−ｈ41−α）／Ｄ                              …（１６）
但し、極間静電容量Ｃｐ41＝εＳＣ／（ｈ41＋α）である。
【００８４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＣを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ42、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ42、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ42とすると、第２合計静電容量Ｃ42は次式（１７）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ42＝Ｃｐ42＋Ｃａ（Ｄ−ｈ42−α）／Ｄ                              …（１７）
但し、極間静電容量Ｃｐ42＝εＳＣ／（ｈ42＋α）である。
【００８５】
次に、図１４（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＣを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ43、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ43、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ43とすると、第３合計静電容量Ｃ43は次式（１８）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ43＝Ｃｐ43＋Ｃａ（Ｄ−ｈ43−α）／Ｄ                              …（１８）
但し、極間静電容量Ｃｐ43＝εＳＣ／（ｈ43＋α）である。
【００８６】
次に、図１４（ｄ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第３移動位置から更に上方に移動駆動し、電極Ｅを第４移動位置まで移動する。このとき、第４合計静電容量Ｃ44、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ44、電極前進端面から加工面までの第４極間距離ｈ44とすると、第４合計静電容量Ｃ44は次式（１９）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ44＝Ｃｐ44＋Ｃａ（Ｄ−ｈ44−α）／Ｄ                              …（１９）
但し、極間静電容量Ｃｐ44＝εＳ／（ｈ44＋α）である。
【００８７】
前記式（１６）〜式（１９）を加工面積ＳＣについて解くと、加工面積ＳＣは、誤差距離αを含む次式（２０）によって表すことができる。
ＳＣ＝（（ｈ41＋α）×（ｈ42＋α）×（ｈ43＋α）×（ｈ41（Ｃ42−Ｃ43）＋ｈ42（Ｃ43−Ｃ41）＋ｈ43（Ｃ41−Ｃ42）））／（ε（ｈ41−ｈ42）×（ｈ41−ｈ43）×（ｈ43−ｈ42））                                                            …（２０）
【００８８】
誤差距離αについて求めると、次式（２１）によって表すことができる。
α＝Ａ／Ｂ                                                          …（２１）
但し、Ａ＝ｈ41２（ｈ42（ｈ43（Ｃ42−Ｃ43）＋ｈ44（Ｃ44−Ｃ42））
＋ｈ43ｈ44（Ｃ43−Ｃ44））−ｈ41（ｈ42２（ｈ43（Ｃ41−Ｃ43）
＋ｈ44（Ｃ44−Ｃ41））＋ｈ42（ｈ43＋ｈ44）（ｈ43−ｈ44）（Ｃ42−Ｃ41）＋ｈ43ｈ44（ｈ43（Ｃ41−Ｃ44）＋ｈ44（Ｃ43−Ｃ41）））−ｈ42ｈ43ｈ44（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ41２（ｈ42（Ｃ43−Ｃ44）＋ｈ43（Ｃ44−Ｃ42）
＋ｈ44（Ｃ42−Ｃ43））−ｈ41（ｈ42２（Ｃ43−Ｃ44）＋ｈ43２
（Ｃ44−Ｃ42）＋ｈ44２（Ｃ42−Ｃ43））＋ｈ42２（ｈ43（Ｃ41−Ｃ44）
＋ｈ44（Ｃ43−Ｃ41））−ｈ42（ｈ43２（Ｃ41−Ｃ44）＋ｈ44２
（Ｃ43−Ｃ41））＋ｈ43ｈ44（ｈ43−ｈ44）（Ｃ41−Ｃ42）
【００８９】
図１０，図１１に示すように、ジャンプ動作演算部２５は、誤差距離αが大きいほど、電極ＥＣのジャンプ周期を短く設定すると共に、誤差距離αが大きいほど、ジャンプによる移動量を大きく設定している。また、予めギア系のバックラッシュによる電極ＥＣの位置誤差を測定することにより、このバックラッシュ量でもって誤差距離αを補正することによって、加工面上に堆積した加工屑の堆積量を精度よく算出することができる。
【００９０】
次に、実施例３に係る放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
基本的に実施例１と同様の作用、効果を奏する。しかも、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが不明の場合でも、第１〜第４移動位置の極間距離ｈ41〜ｈ44と合計静電容量Ｃ41〜Ｃ44の検出によって加工面積ＳＣを精度よく演算し、適正な加工条件を設定することができる。しかも、誤差距離αの算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮して加工面積ＳＣを精度よく演算し、加工条件を適切に設定することができる。
尚、図１４に示す電極ＥＣは柱形状の電極を例として説明したが、電極は必ずしも柱形状である必要はなく、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的又は不連続的に変化する電極であってもよい。
【実施例４】
【００９１】
次に、実施例４について図１５に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であるのに対して、実施例４では距離Ｄが未知とされ、測定した極間距離に誤差距離αを含むと共に電極前進端面が複雑形状とされる点である。
【００９２】
電極前進端面と電極軸心（鉛直面）間の角度θ（０°＜θ＜９０°）を備えた柱形状の電極ＥＤを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＤの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１５（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを上方に移動駆動し、電極ＥＤを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ51、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ51、加工面積ＳＤ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ51、電極ＥＤの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄ、誤差距離α、電極前進端面と電極の間の角度θとすると、第１合計静電容量Ｃ51は次式（２２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ51＝εＳＤ／（（ｈ51＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ51−α）／Ｄ  …（２２）
但し、極間静電容量Ｃｐ51＝εＳＤ／（（ｈ51＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９３】
次に、図１５（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ52、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ52、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ52とすると、第２合計静電容量Ｃ52は次式（２３）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ52＝εＳＤ／（（ｈ52＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ52−α）／Ｄ  …（２３）
但し、極間静電容量Ｃｐ52＝εＳＤ／（（ｈ52＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９４】
次に、図１５（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ53、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ53、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ53とすると、第３合計静電容量Ｃ53は次式（２４）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ53＝εＳＤ／（（ｈ53＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ53−α）／Ｄ  …（２４）
但し、極間静電容量Ｃｐ53＝εＳＤ／（（ｈ53＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９５】
次に、図１５（ｄ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第３移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第４移動位置まで移動する。このとき、第４合計静電容量Ｃ54、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ54、電極前進端面から加工面までの第４極間距離ｈ54とすると、第４合計静電容量Ｃ54は次式（２５）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ54＝εＳＤ／（（ｈ54＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ54−α）／Ｄ  …（２５）
但し、極間静電容量Ｃｐ54＝εＳＤ／（（ｈ54＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９６】
前記式（２２）〜式（２５）を加工面積ＳＤについて解くと、加工面積ＳＤは誤差距離αを含む次式（２６）によって表すことができる。
ＳＤ＝（（ｈ51＋α）×（ｈ52＋α）×（ｈ53＋α）×（ｈ51（Ｃ52−Ｃ53）
＋ｈ52（Ｃ53−Ｃ51）＋ｈ53（Ｃ51−Ｃ52））×ｓｉｎθ）／
（ε（ｈ51−ｈ52）×（ｈ52−ｈ53）×（ｈ53−ｈ51））            …（２６）
また、同様に式（２２）〜式（２５）を誤差距離αについて解くことによって、誤差距離αを求めることができる。
【００９７】
ここで、前記極間静電容量Ｃｐ51の式に前記式（２６）を代入することによって、第１移動位置ｄ51における極間静電容量Ｃｐ51は次式（２７）によって表すことができる。
Ｃｐ51＝（（ｈ52＋α）×（ｈ53＋α）×（ｈ51（Ｃ52−Ｃ53）
＋ｈ52（Ｃ53−Ｃ51）＋ｈ53（Ｃ51−Ｃ52）））／
（（ｈ51−ｈ52）×（ｈ52−ｈ53）×（ｈ53−ｈ51））              …（２７）
同様に、加工面積ＳＤに基づいて極間静電容量Ｃｐ52〜Ｃｐ54を演算することができる。
【００９８】
以上により、電極前進端面と電極ＥＤの軸心の間の角度θを備えるような複雑形状の前進端面を備えた電極ＥＤの場合であっても、θを含まない式で極間静電容量Ｃｐ51〜Ｃｐ54を演算することができる。しかも、誤差距離αの算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮した加工条件を設定することができる。尚、図１５の電極ＥＤとして、柱形状の電極を例として説明したが、電極は必ずしも、柱形状である必要はなく、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的又は不連続的に変化するような電極でもよい。また、電極の前進端面に等しい傾斜角又は異なる傾斜角の複数の傾斜面を有する電極であってもよい。
【００９９】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、電極を上下方向に移動して加工処理を行う例を説明したが、本発明は電極を水平に左右方向又は前後方向へ移動して加工処理を行う放電加工装置にも適用可能である。
【０１００】
２〕前記実施例においては、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の電極の送り機構をボールネジ機構とモータ等によって構成した例を説明したが、少なくともＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ電極を移動可能であれば良く、送り機構をリニアモータ等によって構成することも可能である。
【０１０１】
３〕前記実施例においては、加工条件設定部が所定の基準電流密度以下になるようにピーク電流値とパルスオン時間（パルス幅）とパルスオフ時間とを制御する例を説明したが、加工面粗度の安定化を狙いとして、パルスオン時間を一定幅（時間）としてパルスオフ時間の調整により基準電流密度以下に制御することも可能である。
【０１０２】
４〕前記実施例においては、電極が銅、被加工物が鋼の組み合わせであったため、基準電流密度を５Ａ／ｃｍ２と２５Ａ／ｎＦとした例を説明したが、電極と被加工物の組み合わせが異なる材質の場合、別途加工条件テーブルを設定するものとする。また、予め、電極材質と被加工物の材質の組み合わせについて複数種類の加工条件テーブルを準備しておき、電極と被加工物の組み合わせに該当する加工条件テーブルを選択可能に構成してもよい。
【０１０３】
５〕前記実施例においては、第１〜第４移動位置の極間距離及び合計静電容量を測定する例を説明したが、加工面形状によって測定回数を適宜設定することが可能であり、演算処理能力に応じて更に多くの移動位置における極間距離及び合計静電容量を測定することも可能である。
【０１０４】
６〕前記実施例においては、加工面積演算モードと静電容量演算モードを切換可能な演算モード切換スイッチを設けた例を説明したが、加工面積と極間静電容量の両方を演算する構成にしてもよく、加工プログラム等に基づき何れか一方を自動選択する構成にしてもよい。
【０１０５】
７〕前記実施例においては、合計静電容量の測定及び加工面積等の演算周期を演算結果としての加工面積等に基づいて設定した例を説明したが、被加工物に対する加工が一定距離進行する毎に測定及び演算を行うことも可能である。
【０１０６】
８〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、電極と被加工物との間に放電させることで被加工物を放電加工する放電加工装置において、放電加工中に放電加工面の加工面積又は電極前進端面と被加工物の加工面間の極間静電容量を精度良く演算し、加工面積の変化や加工屑の発生等の極間状態に応じた適正な加工条件を設定することで、放電加工の生産性と加工品質を高める。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｍ          放電加工装置
Ｗ          被加工物
Ｅ〜ＥＤ    電極
１          加工機本体
２          制御装置
４          Ｚ軸移動機構
９          演算処理部
１２        静電容量測定部
１３        放電制御部
１６        位置制御部
１７        静電容量測定制御部
１８        演算手段
１９        加工条件設定部
２１        加工面積演算部
２２        静電容量演算部
２３        放電パルス設定部
２４        測定周期演算部
２５        ジャンプ動作演算部
【図１】
2011093035.tif 000003
【図２】
2011093035.tif 000004
【図３】
2011093035.tif 000005
【図４】
2011093035.tif 000006
【図５】
2011093035.tif 000007
【図６】
2011093035.tif 000008
【図７】
2011093035.tif 000009
【図８】
2011093035.tif 000010
【図９】
2011093035.tif 000011
【図１０】
2011093035.tif 000012
【図１１】
2011093035.tif 000013
【図１２】
2011093035.tif 000014
【図１３】
2011093035.tif 000015
【図１４】
2011093035.tif 000016
【図１５】
2011093035.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年5月24日(2010.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極と被加工物間に放電させることにより、電極の前進端面に対向する被加工物の加工面を放電加工する放電加工装置に関し、放電加工中に加工面の加工面積又は電極と加工面間の極間静電容量を精度良く演算し、適正な加工条件を設定可能にした放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電極と被加工物とを対向させ、電極の加工進行方向前進端面と被加工物の加工面間の極間間隙に放電させて被加工物を電極と同じ形状に加工することが行われている。この放電加工処理では、放電電流のピーク電流値、放電パルス幅（パルスオン時間、オフ時間）等の電気的な加工条件によって加工速度、加工面粗度、加工形状精度、電極の消耗等に関わる加工特性が大きな影響を受ける。つまり、小さな加工面積に対して大きな加工電流を流した場合、電極の破損や異常消耗が生じ、また、大きな加工面積に対して小さな加工電流を流した場合、加工速度が極端に遅くなることから、加工条件は加工面積に基づいて設定されている。
【０００３】
特許文献１に記載された放電加工装置においては、予め被加工物の加工深さと加工幅のデータを準備し、加工中に電極を移動して加工部位のＸ軸方向の幅とＹ軸方向の幅を夫々検出することによって加工面積を算出し、この加工面積から放電ギャツプ（極間距離）を設定している。
【０００４】
特許文献２に記載された放電加工装置においては、電極と被加工物の加工部位（電極側面と電極下面に臨む部位）間の合計された静電容量を検出可能な静電容量検出手段を備え、静電容量が増大したとき、電圧極性を切換えるように構成してある。極間の印加電圧を低下させて極間距離を減少すると共に極間の静電容量を増加することによって、電極の消耗を抑制すると共に加工速度の低下を防止している。
【０００５】
特許文献３に記載された放電加工装置においては、有効放電パルスと無効放電パルスを判別するパルス判別部と、加工処理の軸方向の進み量Ｌを測定する進み量測定装置と、放電パルスの数ｎを単位時間の進み量Ｌによって除算する除算部と、単発放電による除去体積ｖと除算データｎ／Ｌに基づき加工面積Ｓを算出する加工面積演算部を備えている。加工面積演算部は、放電加工中において加工面積を単発放電による除去体積ｖと除算データｎ／Ｌと次式で表すことにより加工面積を算出し、加工電流値が加工面積に略比例するように加工条件を変更している。加工量をＶとすると、Ｖ＝Ｓ・Ｌ＝ｖ・ｎ  即ち、Ｓ＝ｖ・ｎ／Ｌと表すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１７２５２６号公報
【特許文献２】特開２０００−８４７３７号公報
【特許文献３】特開平９−３８８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記特許文献１の放電加工装置では、加工中において電極をＸ軸方向とＹ軸方向に移動させるため、放電加工処理に必要な加工動作とは別に加工面積を検出するための検出動作を行う必要がある。しかも、加工進行方向において電極が単純な形状の前進端面を備える場合、加工面積の誤差を少なく抑えることができるが、前進端面が複雑形状、つまり、前進端面に凹凸が形成された複雑な加工を行う場合、精度の良い加工面積を算出することが困難である。
【０００８】
前記特許文献２の放電加工装置では、電極と被加工物の加工部位との静電容量を検出しているため、実際に加工処理に寄与しない電極側面と被加工物間の静電容量が静電容量検出値に含まれている。つまり、精度の良い加工条件を設定するためには、誤差に相当する電極側面と被加工物間の静電容量を除いて、電極の加工進行方向の前進端面と被加工物の加工面との間の静電容量（極間静電容量）を検出する必要がある。
【０００９】
前記放電加工装置では、電極と被加工物間の間隙に加工液を流動させて加工屑の排出を図っているが、加工深さが深くなるほど加工屑が間隙から排出されにくくなる。
特許文献３の放電加工装置では、加工屑が加工面上に堆積している場合、加工屑と電極との間に有効放電が生じるため、除去体積ｖと有効放電パルス数ｎの誤差が大きくなる。そのため、加工深さが深くなるほど加工面積の誤差が大きくなり、その加工面積に基づいて設定される加工条件の適正値からのズレが大きくなる。
【００１０】
加工精度の良い放電加工を行うためには、被加工物の加工面上に堆積した加工屑や、電極移動手段のギア機構のバックラッシュ等の誤差要素を考慮して加工条件を設定することが必要である。しかし、これらの誤差要素を加味して電極と加工面間の極間距離を求め、加工条件を設定する技術について示唆するものは存在しない。
【００１１】
他方、電極の前進端面が凸凹を有する複雑形状の場合、放電加工中の加工面積が急変する部位において、加工面積を確実に検知することにより加工条件（放電電流や放電パルス）を急変させることが容易ではない。そこで、従来では、電極を複数分割し、複数回の放電加工により加工することも頻繁に採用されている。しかし、この場合、分割した電極の数と同数の回数だけ放電加工をしなければならないため、１つの被加工物に対する放電加工処理時間が増大し、電極のコストが増大する等の問題があった。
【００１２】
本発明の目的は、放電加工中に加工面の加工面積又は電極前進端面と加工面間の極間静電容量を精度良く演算できる放電加工装置、加工屑や、電極を移動させるための移動駆動機構におけるバックラッシュ等を加味した加工条件を設定可能な放電加工装置、加工不良を発生させることなく放電加工回数を低減可能な放電加工装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１の放電加工装置は、電極と被加工物の間の間隙に加工液を供給し、前記電極から被加工物へ放電パルスを印加して前記被加工物を放電加工する放電加工装置において、前記電極を移動可能で且つ電極の加工進行方向前進端面から被加工物の加工面までの極間距離を変更可能な移動手段と、前記電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、前記電極に前記間隙を隔てて対向する被加工物の加工部位と前記電極との間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、放電加工開始後の測定周期タイミング毎に、前記放電加工を中断した状態で、前記移動手段により前記電極を複数位置に移動させ、前記移動距離検知手段により検知した複数の極間距離及び前記静電容量測定手段により測定した複数の合計静電容量を用いて、前記加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記加工面積又は前記極間静電容量に基づいて放電加工パルスに関する加工条件を設定する加工条件設定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記加工条件設定手段は、前記加工面積をパラメータとして放電加工パルスに関するピーク電流とパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間を予め設定した第１の加工条件テーブルと、前記極間静電容量をパラメータとして放電加工パルスに関するピーク電流とパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間を予め設定した第２の加工条件テーブルを有することを特徴としている。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１及び第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２及び第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３及び第３合計静電容量Ｃ３、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓとしたとき、Ｓ＝ｈ１・ｈ２・ｈ３（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）  
＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）／（ε（ｈ１−ｈ２）（ｈ２−ｈ３）（ｈ３−ｈ１））
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴としている。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３と第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４と第４合計静電容量Ｃ４、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（（ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２
（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）））／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ１−ｈ３）
×（ｈ３−ｈ２））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１2 （ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２2（ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１2 （ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２2 （Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３2 
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４2 （Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３２（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４2 
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴としている。
【００１７】
請求項５の発明は、請求項１又は２の発明において、前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１及び第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２及び第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３及び第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４及び第４合計静電容量Ｃ４、電極前進端面と電極の軸心の間の角度θ、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓ、前記極間静電容量Ｃとしたとき、
Ｓ＝( （ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２））×ｓｉｎθ) ／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ２−ｈ３）×（ｈ３−ｈ１））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１2 （ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１2 （ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２2 （Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３2 
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４2 （Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３2 （Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４2 
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
Ｃ＝εＳ／（（ｈ１＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ２＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ３＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ４＋α）ｓｉｎθ）
に表す式を用いて前記加工面積及び極間静電容量を演算することを特徴としている。
【００１８】
請求項６の発明は、請求項２〜５の何れか１つの発明において、前記加工条件設定手段は、前記静電容量測定手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して放電加工条件を変更する測定周期を前記演算された加工面積又は極間静電容量に基づいて変更することを特徴としている。
請求項７の発明は、請求項２〜６の何れか１つの発明において、前記加工条件設定手段は、前記演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように前記電極へ供給する加工電流を設定することを特徴としている。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項７の発明において、前記加工条件設定手段は、前記加工電流の電流密度を所定の電流密度以下に設定することを特徴としている。
請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記加工条件設定手段は、前記電極に供給する加工電流と、前記加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定する放電パルス設定手段を備えたことを特徴としている。
【００２０】
請求項１０の発明は、請求項４の発明において、前記加工条件設定手段は、前記極間距離の誤差距離αに基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、電極を移動可能な移動手段と、電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、放電加工開始後の測定周期タイミング毎に、放電加工を中断した状態で、電極を複数位置に移動させて検知された複数の極間距離及び測定された複数の合計静電容量を用いて加工面の加工面積又は加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段と、前記演算手段により演算された前記加工面積又は前記極間静電容量に基づいて放電加工パルスに関する加工条件を設定する加工条件設定手段とを設けたため、次のような効果が得られる。
電極の前進端面に対向する被加工物の加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を精度良く演算することができる。つまり、加工面積又は極間静電容量を、電極を移動させた複数位置における極間距離と電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を用いて演算するため、加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を精度よく演算することができ、放電加工開始後の放電加工を中断した状態で求めた加工面積又は極間静電容量の高精度の演算値に基づいて、加工面積の変化や加工屑の発生等の極間状態に応じて放電加工パルスに関する加工条件を適正に設定することができる。
【００２２】
また、実際に測定した合計静電容量と極間距離を用いるため、急激な加工面積の増加が生じた場合でも、精度の良い加工面積又は極間静電容量の演算が可能であり、電極を分割することなく且つ加工不良を発生させることなく精度よく加工することができ、しかも放電加工回数を低減することができる。
【００２３】
請求項２の発明によれば、放電加工条件設定手段により、第１，第２の加工条件テーブルに基づいて、放電加工パルスのピーク電流と、バルスＯＮ時間と、パルスＯＦＦ時間とを設定することができる。
請求項３の発明によれば、被加工物の表面から加工面までの距離が未知の場合であっても、加工面積を演算する演算処理の負荷を少なくできるため、演算処理速度が速く且つ正確な加工面積の演算を実行できる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、被加工物の表面から加工面までの距離が未知の場合であっても、加工面積の演算と誤差距離の演算を実行できる。しかも、誤差距離の算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮した加工条件を設定することができる。
請求項５の発明によれば、被加工物の表面から加工面までの距離が未知の場合であっても、複雑形状に形成された電極前進端と加工面間の極間静電容量であって正確に加工面積に比例する極間静電容量と誤差距離の演算を実行できる。しかも、誤差距離の算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮した加工条件を設定することができる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、前記静電容量演算手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して放電加工条件を変更する測定周期を加工面積又は極間静電容量に基づいて変更するため、電極前進端面の形状変化に追従するように測定周期を設定することができ、適正な放電加工条件を設定することができる。
請求項７の発明によれば、加工条件設定手段により演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように電極へ供給する加工電流値を制御するため、電流の過剰供給に起因する電極の異状消耗を防止することができる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、加工条件設定手段は、電流密度を所定の電流密度以下に制御するため、加工速度低下等の不具合の発生を防止することができる。
請求項９の発明によれば、放電パルス設定手段により、電極に供給する加工電流値と、加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定することができる。
請求項１０の発明によれば、極間距離の誤差距離に基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を設けたため、加工によって発生する加工屑を加工面上から確実に排除することができ、加工処理速度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１に係る放電加工装置の全体図である。
【図２】放電加工装置のブロック図である。
【図３】静電容量測定部を示す回路図である。
【図４】電極と被加工物の加工面間のコンデンサの電圧を説明する説明図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は夫々加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は加工液の誘電率の検出手順を説明する図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は夫々極間静電容量演算の為の諸元を説明する図である。
【図８】加工面積に基づく放電加工条件テーブルを示す図表である。
【図９】極間静電容量に基づく放電加工条件テーブルを示す図表である。
【図１０】ジャンプ周期マップを示す線図である。
【図１１】ジャンプ量マップを示す線図である。
【図１２】加工条件設定処理のフローチャートである。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は夫々実施例２に係る加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図１４】（ａ），（ｂ），（ｃ）, （ｄ）は夫々実施例３に係る加工面積演算の為の諸元を説明する図である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）, （ｄ）は夫々実施例４に係る極間静電容量演算の為の諸元を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例について図１〜図１２に基づいて説明する。
図１に示すように、放電加工装置Ｍは、電極Ｅと被加工物Ｗの間の間隙に加工液を供給し、前記電極Ｅから被加工物Ｗへ放電パルスを印加して被加工物Ｗを放電加工する装置である。この放電加工装置Ｍは、加工機本体１と、制御装置２と、加工液槽７等の周辺機器を有する。加工機本体１は、電極Ｅが装備されるヘッド３と、このヘッド３を上下方向（Ｚ軸）に往復移動可能な送り装置としてのＺ軸移動機構４（移動手段）と、被加工物Ｗを収容した加工液槽７を図１の左右方向（Ｘ軸）に水平に往復移動可能なＸ軸移動機構５と、加工液槽７を左右方向に直交する前後方向（Ｙ軸）に水平に往復移動可能なＹ軸移動機構６と、被加工物Ｗを収容し且つ加工液を貯留可能な加工液槽７と、基台８と、ケーブル２５等から形成されている。電極Ｅは、ヘッド３の下端部に脱着可能に装備された取付板に装着されている。
【００３０】
Ｚ軸移動機構４は、基台８上に装備された、Ｚ軸方向に沿って延びる１対のＺ軸送りガイドとボールネジ機構とＺ軸モータ等で構成され、制御装置２で数値制御されるＺ軸モータの駆動によりヘッド３がＺ軸方向へ移動駆動される。
Ｘ軸移動機構５は、Ｘ軸可動台と、基台８に装備されたＸ軸方向に沿って延びる１対のＸ軸送りガイドとボールネジ機構とＸ軸モータ等で構成され、制御装置２で数値制御されるＸ軸モータの駆動によりＸ軸可動台がＸ軸方向へ移動駆動される。Ｙ軸移動機構６は、Ｙ軸可動台と、Ｘ軸可動台に装備されたＹ軸方向に沿って延びる１対のＹ軸送りガイドとボールネジ機構とＹ軸モータ等で構成されている。制御装置２で数値制御されるＹ軸モータの駆動によりＹ軸可動台と加工液槽７がＹ軸方向へ移動駆動される。
【００３１】
加工液槽７は、Ｙ軸移動機構６のＹ軸可動台の上端に固定されている。制御装置２は、加工機本体１に隣接して設置され、ケーブル２５を介して電力と制御信号を加工機本体１へ供給している。以上によって、電極Ｅと被加工物Ｗは、Ｚ軸方向と水平なＸ，Ｙ軸方向へ相対移動可能に構成されている。
【００３２】
Ｚ軸移動機構４は、ヘッド３をＺ軸方向に移動することにより、電極ＥのＺ軸方向位置を変更可能であり且つ電極Ｅの加工進行方向前進端面から被加工物Ｗの加工面までの極間距離を変更可能になっている。以下、電極Ｅの加工進行方向前進端面と対向する被加工物Ｗの面部分を被加工物Ｗの加工面と定義し、加工面の面積を加工面積と定義する。尚、電極Ｅは、銅製又はグラファイト製であるが、被加工物Ｗが超硬合金の場合には、銅タングステン製とすることもある。
【００３３】
図２に示すように、制御装置２は、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとインターフェース等を含むコンピュータからなり各種演処理を実行する演算処理部９と、放電加工用の直流電力を供給する加工電源回路１０と、電極Ｅと被加工物Ｗ間に発生した放電状態を検知する放電検知部１１と、電極Ｅの側面及び下面に間隙を隔てて対向する被加工物Ｗの加工部位と電極Ｅ間の静電容量（以下、合計静電容量とする）を測定する静電容量測定部１２と、放電加工のための放電パルスを電極Ｅと被加工物Ｗに供給する放電制御部１３と、加工電流測定部１４と、演算モード切換スイッチ１５等を備えている。尚、電極Ｅの前進端面とこの前進端面と対向する被加工物Ｗの加工面との間の静電容量を極間静電容量として以下の説明を行う。
【００３４】
図３に示すように、静電容量測定部１２は、電源Ｖｃからの給電線に介装されたスイッチング用トランジスタ１２ｓと、給電線に接続された定電流回路１２ａと、上記の給電線に接続されて一定周期のパルス（パルスON時間とOFF 時間が等しい）を出力可能なパルス出力回路１２ｂと、トランジスタ１２ｃと、抵抗１２ｄと、電圧検出回路１２ｅ等を備えている。
【００３５】
前記トランジスタ１２ｓのベース側端子１２ｘと、電圧検出回路１２ｅの出力端子１２ｖは、静電容量測定制御部１７に接続されている。静電容量測定制御部１７からの駆動信号でトランジスタ１２ｓをオンにし、静電容量測定部１２を作動させる。そして、電圧検出回路１２ｅの出力端子１２ｖからの出力信号を静電容量測定制御部１７で処理することで合計静電容量の測定を行うように構成してある。つまり、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７とが「静電容量測定手段」に相当する。
【００３６】
電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位とが間隙を隔てて対向しているため、両者間の間隙とその間隙内の加工液を介してコンデンサ１２ｆを構成している。静電容量測定部１２では、電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位（電極側面と電極前進端面に対向する部位）とにパルス出力回路１２ｂから周期的に直流電流ｉを供給し、電圧検出回路１２ｅにより電極Ｅの電圧Ｖを検出し、静電容量測定制御部１７において前記の電圧Ｖから演算される平均電圧Ｖｍと、直流電流ｉと、コンデンサ１２ｆに直流電流ｉを供給する時間ｔｏに基づいて、前記合計静電容量を演算する。      
【００３７】
図４に示すように、パルス出力回路１２ｂからパルスを出力すると、トランジスタ１２ｃがオンして点Ｐは接地され、電圧検出回路１２ｅで検出する電圧が零になり、コンデンサ１２ｆから放電される。トランジスタ１２ｃがオフになると、そのオフの間（時間ｔｏ）コンデンサ１２ｆに充電されていき、電圧検出回路１２ｅにより検出する電圧Ｖがリニアに増大する。静電容量測定制御部１７は、出力端子１２ｖから供給される検出電圧Ｖの電圧信号を受けてＡ／Ｄ変換し、その平均電圧Ｖｍを演算する。そして、コンデンサ１２ｆの合計静電容量Ｃ、電気量Ｑとすると、Ｑ＝ｉ×２ｔｏであるから、Ｃ＝Ｑ／Ｖｍ＝ｉ×２ｔｏ／Ｖｍの式により上記の合計静電容量Ｃを求めることができる。
尚、静電容量測定部１２は、前述の構成に限られるものではなく、少なくとも電極Ｅと被加工物Ｗの加工部位との間の合計静電容量Ｃを測定可能であれば種々の構成を採用可能である。
【００３８】
放電制御部１３は、電源回路１０から給電されて、電極Ｅと被加工物Ｗに対して、後述の加工条件設定部１９において設定された放電パルスを印加するものである。加工電流測定部１４は、放電パルスで供給される電流を電流計１４ａを介して測定し、その検出電流を演算処理部９へ供給する。こうして、放電パルスを印加している場合、電極前進端面と被加工物Ｗの加工面間の極間間隙が放電可能な所定の距離になると、放電が始まり加工を開始する。
【００３９】
演算モード切換スイッチ１５は、放電加工処理開始前に、演算処理部９において      加工面の加工面積に基づいて加工条件を設定する加工面積演算モードと、極間静電容量に基づいて加工条件を設定する静電容量演算モードとを択一的に選択設定可能に構成されている。尚、演算モード切換スイッチ１５を省略し、最初に加工面の加工面積を演算し、加工面積の算出が困難な場合に自動的に極間静電容量を演算するように構成してもよい。
【００４０】
演算処理部９は、Ｚ軸移動機構４を制御する位置制御部１６（移動距離検知手段）と、静電容量測定制御部１７と、演算手段１８と、加工条件設定部１９（加工条件設定手段）と、Ｘ，Ｙ制御部２０等から形成されている。
位置制御部１６は、Ｚ軸移動機構４によりヘッド３を上下方向に移動駆動することにより電極Ｅの前進端面から加工面までの極間距離を変更可能に形成されている。位置制御部１６は、電極Ｅの前進端面から加工面までの極間距離を検出可能に形成されている。
【００４１】
静電容量測定制御部１７は、前述した処理に加えて、後述する測定周期演算部２４から静電容量測定部１２により合計静電容量を測定する測定周期の信号を受けて、その測定周期毎にトランジスタ１２ｓをオンすることで静電容量測定部１２の作動時期を制御している。この放電加工装置Ｍは、一般的な放電加工装置と同様に、被加工物別の加工プログラムを用い、その加工プログラムを数値制御プログラムで解析しながら、位置制御部１６によってＺ軸移動機構４を数値制御し、Ｘ，Ｙ制御部２０によりＸ軸，Ｙ軸移動機構５，６を数値制御することにより、被加工物Ｗに対して電極Ｅを、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向に位置制御しながら放電加工するように構成されている。それらの構成については、本発明と直接関係しないので詳細な説明は省略する。Ｘ，Ｙ制御部２０は、上記のようにＸ軸移動機構５と、Ｙ軸移動機構６を夫々駆動制御するものである。
【００４２】
演算手段１８は、加工面積演算モードのとき加工面積を演算する加工面積演算部２１と、静電容量演算モードのとき極間静電容量を演算する静電容量演算部２２とを備えている。図５に示すように、加工面積演算部２１は、放電加工中（放電加工の途中時点）において、Ｚ軸移動機構４により電極Ｅを上下方向に異なる複数位置に移動させ、位置制御部１６により検知した上下方向に異なる複数位置である第１，第２移動位置ｄ１，ｄ２（被加工物Ｗの表面から電極前進端面までの距離）における第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７によって測定した前記第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２に対応した２位置の第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を用いて、被加工物Ｗの加工面Ｗｆの加工面積Ｓを演算するように形成されている。尚、電極Ｅとして、例えば、略水平状の前進端面Ｅｆを備えた柱形状の電極を例にして説明するが、電極Ｅは必ずしも柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的または不連続的に変化するような電極であってもよい。
【００４３】
上記について具体的に説明すると、電極Ｅを被加工物Ｗの加工面Ｗｆに接触させて極間距離を零に初期化する。次に、図５（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極Ｅを第１移動位置ｄ１まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ１、電極前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆ間の極間静電容量Ｃｐ１、加工面Ｗｆの加工面積Ｓ、第１極間距離ｈ１、電極Ｅの側面Ｅｓと被加工物Ｗ間の静電容量Ｃａ、加工液の誘電率εとすると、第１合計静電容量Ｃ１は次式（１）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ１＝Ｃｐ１＋Ｃａ                                                  …（１）
但し、Ｃｐ１＝εＳ／ｈ１である。
【００４４】
次に、図５（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極Ｅを第２移動位置ｄ２まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ２、電極前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆとの極間静電容量Ｃｐ２、電極前進端面Ｅｆから加工面Ｗｆまでの第２極間距離ｈ２とすると、第２合計静電容量Ｃ２は次式（２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ２＝Ｃｐ２＋Ｃａ・ｄ２／ｄ１                                      …（２）
但し、Ｃｐ２＝εＳ／ｈ２である。
【００４５】
前記式（１）と式（２）を加工面積Ｓについて求めると、加工面積Ｓは、次式（３）によって表すことができる。
Ｓ＝（ｈ１・ｈ２（Ｃ２・ｄ１−Ｃ１・ｄ２））／（ε（ｄ１・ｈ１−ｄ２・ｈ２））
…（３）
尚、被加工物Ｗの表面から電極前進端面までの距離ｄ１，ｄ２は、被加工物Ｗの表面から加工面Ｗｆまでの距離が位置制御部１６において既知であるため、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と誘電率εを用いて算出することができる。
【００４６】
加工液の誘電率εを検出する技術の一例について説明する。
加工液の誘電率εは、加工面積が既知である標準電極Ｅａを用いて求める。図６（ａ）に示すように、標準電極Ｅａを被加工物Ｗの表面と接触させて電極Ｅａの極間距離を零に初期化する。次に、図６（ｂ）に示すように、標準電極Ｅａを被加工物Ｗの表面から距離ｈ０の位置まで移動し、この位置における合計静電容量Ｃ０を静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７により測定する。標準電極Ｅａの被加工物Ｗに対向する面積をＳ０とすると、誘電率εは次式（４）で表すことができる。
ε＝ｈ０・Ｃ０／Ｓ０                                                …（４）
【００４７】
以上により、前記式（３）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２、被加工物Ｗの表面から電極前進端面Ｅｆまでの距離ｄ１，ｄ２及び誘電率εを代入することによって被加工物Ｗの加工面Ｗｆの加工面積Ｓを演算する。
また、加工面積Ｓの演算値を用いて第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２を演算することにより、極間静電容量の増減傾向から加工屑の有無等を検出することができる。つまり、Ｚ軸移動機構４の駆動をバックラッシュの発生しないボールネジ機構やリニアモータ等によって行う場合、ｈ１＝ｈ２／２としたとき、理論上、Ｃｐ１＝２Ｃｐ２となる。それ故、第２極間静電容量Ｃｐ２が第１極間静電容量Ｃｐ１の１／２の値よりも小さいときは被加工物Ｗの加工面上に加工屑が堆積していることを検出でき、第２極間静電容量Ｃｐ２が１／２Ｃｐ１よりも小さいほど、被加工物Ｗの加工面上の加工屑の堆積量が大きいことを検出することができる。
【００４８】
次に、電極Ｅの前進端面が水平面に対して傾斜している場合など、静電容量演算モードにおいて、電極Ｅの前進端面Ｅｆと加工面Ｗｆ間の極間静電容量を演算する例について、図７に基づいて説明する。静電容量演算部２２は、放電加工中において、Ｚ軸移動機構４により電極Ｅを上下方向に異なる複数の位置に移動させ、位置制御部１６により検知した複数位置、例えば、第１，第２移動位置ｄ21，ｄ22における第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22と、静電容量測定部１２及び静電容量測定制御部１７によって測定した前記第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22に対応した２位置の第１，第２合計静電容量Ｃ21，Ｃ22を用いて、電極ＥＡの前進端面Ｅｆと被加工物Ｗの加工面Ｗｆとの極間静電容量を演算するように構成されている。
【００４９】
電極ＥＡは、例えば、電極前進端面Ｅｆと電極軸心の間に角度θ（０°＜θ＜９０°）のある柱形状であり、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離ｄ21，ｄ22は位置制御部１６において既知である。    
【００５０】
まず、電極ＥＡを被加工物Ｗの加工面と接触させて極間距離を零に初期化する。次に、図７（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４を駆動制御し、電極ＥＡを第１移動位置ｄ21まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ21、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ21、加工面積ＳＡ、電極ＥＡの前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ21、電極ＥＡの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、鉛直面に対する電極前進端面の角度θとすると、第１合計静電容量Ｃ21は前記式（１）と同様に表すことができ、測定により検知される。そして、次式（５）に示す極間静電容量Ｃｐ21を式（１）へ代入すると、第１合計静電容量Ｃ21は次式（６）によって表すことができる。
Ｃｐ21＝εＳＡ／（ｈ21・ｓｉｎθ）                                    …（５）
Ｃ21＝εＳＡ／（ｈ21・ｓｉｎθ）＋Ｃａ                                …（６）
【００５１】
次に、図７（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４によりヘッド３を上方向に移動駆動し、電極ＥＡを第２移動位置ｄ22まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ22、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ22、第２極間距離ｈ22、第１，第２移動位置ｄ21，ｄ22とすると、第２合計静電容量Ｃ22は前記式（２）と同様に表すことができる。そして、次式（７）に示す極間静電容量Ｃｐ22を式（２）へ代入すると、第２合計静電容量Ｃ22は次式（８）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃｐ22＝εＳＡ／（ｈ22・ｓｉｎθ）                                    …（７）
Ｃ22＝εＳＡ／（ｈ22・ｓｉｎθ）＋Ｃａ・ｄ22／ｄ21                    …（８）
【００５２】
前記式（６）と式（８）を被加工物Ｗの加工面の加工面積ＳＡについて解くと、加工面積ＳＡは、次式（９）によって表すことができる。
ＳＡ＝（ｈ21・ｈ22（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22））
×ｓｉｎθ／（ε（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22））                          …（９）
【００５３】
ここで、前記式（５）に前記式（９）を代入することによって、第１移動位置ｄ21における極間静電容量Ｃｐ21は次式（１０）によって表すことができる。
Ｃｐ21＝ｈ22（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22）／（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22）…（１０）
前記式（７）に前記式（９）を代入することによって、第２移動位置ｄ22における極間静電容量Ｃｐ22は次式（１１）によって表すことができる。
Ｃｐ22＝ｈ21（Ｃ22・ｄ21−Ｃ21・ｄ22）／（ｄ21・ｈ21−ｄ22・ｈ22）…（１１）
【００５４】
以上により、前記式（１０）又は式（１１）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ21，Ｃ22、第１，第２極間距離ｈ21，ｈ22、被加工物Ｗから電極ＥＡの先端までの距離ｄ21，ｄ22、誘電率εを代入することによって、電極前進端面と電極ＥＡの軸心の間の角度θを備えるような複雑形状の前進端面を備えた電極ＥＡの場合であっても、θを含まない式で第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を演算することができる。極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22は、加工面積ＳＡに比例する物理量であるため、例えば、前記極間距離ｈ21を目標極間距離に設定しておき、前記極間静電容量Ｃｐ22に基づいて加工条件設定部１９により後述するように放電加工条件を設定する。また、前記と同様に、第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22の少なくとも何れか一方の増減傾向から、加工屑の発生状況等の極間状態を検出できる。尚、図７に示す電極ＥＡとしては、柱形状の電極を例にして説明したが、電極は必ずしも、柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的に又は不連続的に変化するような電極であってもよい。また、電極の前進端面に等しい傾斜角又は異なる傾斜角の複数の傾斜面を有するような電極であってもよい。
【００５５】
加工条件設定部１９は、放電パルス設定部２３と、測定周期演算部２４と、ジャンプ動作演算部２５とを備えている。放電パルス設定部２３は、図８に示す加工条件テーブルと、図９に示す加工条件テーブルとを備えている。尚、図８、図９は、銅製の電極、鋼製の被加工物、加工液の誘電率ε＝１５．９３７２×１０−１２の場合の加工条件であり、図９は極間距離５μｍのときの極間静電容量である。
【００５６】
加工条件設定部１９は、加工面積演算モードが設定されている場合には、図８に示す加工条件テーブルに、前記のように演算により求めた加工面積Ｓを適用することで、放電パルスのピーク電流と、放電パルスのON時間およびOFF 時間を設定する。ピーク電流は、加工面積Ｓにほぼ比例する値に設定してある。また、この電流密度が５Ａ／ｃｍ２以下の値であって約５Ａ／ｃｍ２に設定されている。尚、放電パルスの電圧は放電制御部１３により適宜設定される。そして、上記のように設定した放電加工条件のデータを放電制御部１３へ供給し、その放電パルスに基づいて放電加工が実行される。
【００５７】
加工条件設定部１９は、静電容量演算モードが設定されている場合には、図９に示す加工条件テーブルに、前記のように演算により求めた第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22のうちの好ましくは第１極間静電容量Ｃｐ21を適用することで、放電パルスのピーク電流と、放電パルスのON時間およびOFF 時間を設定する。ピーク電流は、極間静電容量にほぼ比例する値に設定してある。また、電流密度は２５Ａ／ｎＦ以下の値であって約２５Ａ／ｎＦに設定されている。そして、上記のように設定した放電加工条件のデータを放電制御部１３へ供給し、その放電パルスに基づいて放電加工が実行される。
尚、図８，図９に示す加工条件テーブルは、一例にすぎず、加工液の誘電率や電極の材質と被加工物の材質の組み合わせ、若しくは加工条件等によって適宜変更可能である。
【００５８】
測定周期演算部２４は、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７とによって、合計静電容量を測定し且つ加工条件を変更する測定周期を予め設定したマップを有している。このマップは加工面積Ｓ，ＳＡ（又は電極前進端面と加工面間の極間静電容量）をパラメータとして測定周期を設定してある。加工面積Ｓ，ＳＡが小さいほど電極の前進速度が大きいことから、加工面積Ｓ，ＳＡ（又は上記の極間静電容量）が増大するほど測定周期を大きくするように、上記のマップが設定されている。
【００５９】
ジャンプ動作演算部２５は、極間距離の誤差距離αに基づいて、電極Ｅ，ＥＡのジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量を設定するように形成されている。尚、電極のジャンプ動作とは、加工面上に堆積した加工屑を流動させて間隙外へ排出する為に、電極を上下運動させる動作のことである。被加工物Ｗの加工面上に堆積した加工屑の高さとしての誤差距離αとジャンプ周期とジャンプ移動量との関係は、図１０、図１１に示すように予めマップやテーブルの形で予め設定され、メモリに格納されている。
【００６０】
但し、極間距離の誤差距離αの算出技術については、実施例３、４において説明するが、図５や図７のように加工面積や極間静電容量を算出する場合であって、誤差距離αを算出しない場合には、デフォルト値の誤差距離（例えば、４μｍ）を適用してもよい。
図１０のマップは、誤差距離αが増大するほどジャンプ周期が小さくなるように設定され、図１１のマップは、誤差距離αが増大するほどジャンプ移動量が増大するように設定されている。尚、図１０，図１１に示すマップは、一例にすぎず、加工形状や加工条件等によって適宜変更可能である。
【００６１】
次に、前記加工条件設定部１９が行う放電加工条件設定処理について図１２のフローチャートに基づいて説明する。尚、Ｓｉ（ｉ＝１，２…）は各ステップを示す。また、この放電加工条件設定処理は、図５に示す例について加工面積演算モードにおいて行う処理である。まず、放電加工装置Ｍが起動されると、加工液の誘電率εや選択された演算モードの種類等の各種信号を読込む（Ｓ１）。Ｓ２では、放電加工処理の開始スイッチがオン操作されたか否か判定する。Ｓ２の判定の結果、放電加工処理を開始する場合、Ｓ３に移行し、加工液の誘電率データを保有しているか否か判定する。Ｓ２の判定の結果、放電加工処理を開始しない場合、Ｓ１へリターンする。
【００６２】
Ｓ３の判定の結果、誘電率データを保有している場合、Ｓ４へ移行して極間距離と合計静電容量を測定する。Ｓ３の判定の結果、誘電率データを保有していない場合、Ｓ５へ移行し、前記標準電極を用いて前記のようにして加工液の誘電率εを検出した後、Ｓ４へ移行する。
【００６３】
Ｓ４では、位置制御部１６とＺ軸移動機構４によって電極前進端面を第１，第２移動位置に順次駆動し、夫々の移動位置における第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と被加工物Ｗの表面から加工面までの距離ｄ１，ｄ２を測定する。また、静電容量測定部１２と静電容量測定制御部１７によって第１，第２移動位置における第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を測定する。
【００６４】
次に、Ｓ６において、加工面積演算モードが選択されているか否か判定する。
Ｓ６の判定の結果、加工面積演算モードが選択されている場合、Ｓ７において加工面積演算処理を行う。加工面積演算部２１は、式（３）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２及び距離ｄ１，ｄ２を代入することによって加工面積Ｓを演算する。加工面積の演算後、Ｓ９に移行する。
【００６５】
Ｓ９では、演算された加工面積に基づいて図８の加工条件テーブルを用いて加工条件を設定する。ここで設定される加工条件は、ピーク電流値等の放電加工の電気的条件、電極Ｅのジャンプ周期及びジャンプ移動量等を含む。加工条件の設定後、Ｓ１０に移行して放電加工処理を開始する。尚、合計静電容量を測定する測定周期は静電容量測定制御部１７により演算される。
【００６６】
放電加工処理開始後、測定周期タイミングか否か判定を行う（Ｓ１１）。Ｓ１１の判定の結果、測定周期タイミングの場合、Ｓ４へ移行し、極間距離と合計静電容量等の測定を行う。Ｓ１１の判定の結果、測定周期タイミングではない場合、Ｓ１２へ移行し放電加工処理終了の判定を行う。Ｓ１２判定の結果、放電加工処理終了の場合、本制御を終了し、放電加工処理が終了しない場合、Ｓ１０へ移行し放電加工処理を継続する。
【００６７】
尚、図７に示す例について、静電容量演算モードにおいて実行する放電加工条件設定処理についても前記とほぼ同様である。
Ｓ６の判定の結果、静電容量演算モードが選択されている場合、Ｓ８へ移行して静電容量演算処理を行う。静電容量演算部２２は、式（１０）又は式（１１）に対して第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２、第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２及び距離ｄ１，ｄ２を代入することによって第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２の少なくとも何れか一方について演算する。尚、第１極間距離ｈ１は、目標極間距離である。
【００６８】
極間静電容量の演算後、Ｓ９に移行し、演算された極間静電容量に基づいて図９の加工条件テーブルを用いて加工条件を設定する。加工条件の設定後、Ｓ１０に移行して放電加工処理を開始する。
【００６９】
次に、上記の放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
測定した第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２と、測定した電極と被加工物の加工部位間の第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２を用いて加工面積を算出するため、被加工物Ｗの加工面の加工面積Ｓを精度よく求めることができる。また、電極前進端面が複雑形状のため、加工面積ＳＡの演算が困難である場合でも、加工面積ＳＡと略比例関係にある第１極間静電容量Ｃｐ21或いは第２極間静電容量Ｃｐ22を、上記と同様に精度よく求めることができる。
【００７０】
それ故、加工面積Ｓ( 又は、ＳＡ) 又は第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の高精度の演算値に基づいて放電加工条件を適正に設定することができる。しかも、前記演算に電極前進端面と加工面間の第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２（又はｈ21，ｈ22）、を用いるため、第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の値に対して加工面上に堆積した加工屑高さを誤差距離として反映することができ、適正な加工条件を設定することができる。
【００７１】
更に、実際に測定した第１，第２合計静電容量Ｃ１，Ｃ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）と第１，第２極間距離ｈ１，ｈ２( 又はｈ21，ｈ22) を用いるため、急激な加工面積Ｓ( 又はＳＡ) の増加が生じた場合でも、精度の良い加工面積Ｓ( 又はＳＡ) 又は第１，第２極間静電容量Ｃｐ１，Ｃｐ２（又はＣｐ21，Ｃｐ22）の演算が可能であり、電極を分割することなく且つ加工不良を発生させることなく加工することができ、放電加工回数を低減することができる。
【００７２】
演算された加工面積Ｓ，ＳＡ又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22に基づいて放電加工の加工条件を設定する加工条件設定部１９を備えているため、加工面積の大きさや加工面の極間静電容量に基づく極間状態に応じた適正な測定周期、放電加工の電気的条件、ジャンプ動作のジャンプ周期、ジャンプ移動量等を適切に設定することができる。
【００７３】
加工面積演算部２１は、式（３）に基づいて加工面積Ｓを演算するため、演算のための制御負荷を少なくすることができ、加工面積の演算処理速度を速くすることができる。
静電容量演算部２２は、式（９）〜式（１１）に基づいて極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を演算するため、電極前進端面が複雑形状であっても、加工面積ＳＡに比例した極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22を正確に演算することができる。
【００７４】
加工条件設定部１９は、加工面積Ｓ，ＳＡ（又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22）に基づいて測定周期を変更しているため、電極前進端面の形状変化に適した測定周期にて電気的条件を変更設定することができ、適正な加工条件を設定することができる。加工条件設定部１９は、加工面積Ｓ，ＳＡ又は加工面積ＳＡの代わりの第１，第２極間静電容量Ｃｐ21，Ｃｐ22に略比例するように電極Ｅ，ＥＡへ供給する加工電流値を制御するため、電流の過剰供給に起因する電極Ｅ，ＥＡの異常消耗を防止することができる。そして、電極Ｅ，ＥＡへの供給電流を所定の電流密度以下になるように設定するため、加工速度低下等の不具合の発生を防止することができる。
【実施例２】
【００７５】
次に、実施例２について図１３に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であったのに対して、実施例２では距離Ｄが未知としている。
【００７６】
柱形状の電極ＥＢを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＢの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１３（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを上方に移動駆動し、電極ＥＢを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ31、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ31、加工面積ＳＢ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ31、電極ＥＢの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄとすると、第１合計静電容量Ｃ31は次式（１２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ31＝Ｃｐ31＋Ｃａ（Ｄ−ｈ31）／Ｄ                                  …（１２）
但し、極間静電容量Ｃｐ31＝εＳＢ／ｈ31である。
【００７７】
次に、図１３（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＢを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ32、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ32、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ32とすると、第２合計静電容量Ｃ32は次式（１３）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ32＝Ｃｐ32＋Ｃａ（Ｄ−ｈ32）／Ｄ                                  …（１３）
但し、極間静電容量Ｃｐ32＝εＳＢ／ｈ32である。
【００７８】
次に、図１３（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＢを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＢを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ33、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ33、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ33とすると、第３合計静電容量Ｃ33は次式（１４）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ33＝Ｃｐ33＋Ｃａ（Ｄ−ｈ33）／Ｄ                                  …（１４）
但し、極間静電容量Ｃｐ33＝εＳＢ／ｈ33である。
【００７９】
前記式（１２）〜式（１４）を加工面積ＳＢについて解くと、加工面積ＳＢは、次式（１５）によって表すことができる。
ＳＢ＝ｈ31・ｈ32・ｈ33（ｈ31（Ｃ32−Ｃ33）＋ｈ32（Ｃ33−Ｃ31）
＋ｈ33（Ｃ31−Ｃ32））／（ε（ｈ31−ｈ32）（ｈ32−ｈ33）（ｈ33−ｈ31））
…（１５）
【００８０】
加工面積演算部２１は、演算された加工面積ＳＢに基づいて各極間静電容量Ｃｐ31，Ｃｐ32，Ｃｐ33及び被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄを演算している。
放電パルス設定部２３は、加工電流測定部１４によって検出された加工電流値と加工面積ＳＢを用いて電流密度を演算し、この電流密度が所定の電流密度以下になるように制御している。加工条件設定部１９は、実施例１と同様に、加工面積ＳＢを図８の加工条件テーブルに適用することで、放電パルスなどの電気的加工条件を設定する。
【００８１】
次に、実施例２の放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
基本的に実施例１と同様の作用、効果を奏する。しかも、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが不明の場合でも、第１〜第３移動位置の極間距離ｈ31〜ｈ33と合計静電容量Ｃ31〜Ｃ33の検出により適正な加工条件を設定することができる。
尚、図１３に示す電極ＥＢは柱形状の電極を例にして説明したが、電極ＥＢは必ずしも柱形状である必要はないし、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的に又は不連続的に変化するような電極であってもよい。
【実施例３】
【００８２】
次に、実施例３について図１４に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であるのに対して、実施例３では距離Ｄが未知とされ、且つ測定した極間距離に誤差距離αを含む点である。尚、誤差距離αは、被加工物Ｗの加工面上に堆積した加工屑やＺ軸移動機構４のギア系のバックラッシュ等に起因しており、バックラッシュが生じない場合、正の値として加工面上の加工屑の堆積量を表し、バックラッシュが生じる場合、負の値としてのバックラッシュ量と正の値としての加工屑の堆積量との合算値を表している。
【００８３】
柱形状の電極ＥＣを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＣの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１４（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを上方に移動駆動し、電極ＥＣを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ41、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ41、加工面積ＳＣ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ41、電極ＥＣの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄ、誤差距離αとすると、第１合計静電容量Ｃ41は次式（１６）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ41＝Ｃｐ41＋Ｃａ（Ｄ−ｈ41−α）／Ｄ                              …（１６）
但し、極間静電容量Ｃｐ41＝εＳＣ／（ｈ41＋α）である。
【００８４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＣを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ42、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ42、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ42とすると、第２合計静電容量Ｃ42は次式（１７）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ42＝Ｃｐ42＋Ｃａ（Ｄ−ｈ42−α）／Ｄ                              …（１７）
但し、極間静電容量Ｃｐ42＝εＳＣ／（ｈ42＋α）である。
【００８５】
次に、図１４（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＣを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ43、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ43、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ43とすると、第３合計静電容量Ｃ43は次式（１８）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ43＝Ｃｐ43＋Ｃａ（Ｄ−ｈ43−α）／Ｄ                              …（１８）
但し、極間静電容量Ｃｐ43＝εＳＣ／（ｈ43＋α）である。
【００８６】
次に、図１４（ｄ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＣを第３移動位置から更に上方に移動駆動し、電極Ｅを第４移動位置まで移動する。このとき、第４合計静電容量Ｃ44、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ44、電極前進端面から加工面までの第４極間距離ｈ44とすると、第４合計静電容量Ｃ44は次式（１９）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ44＝Ｃｐ44＋Ｃａ（Ｄ−ｈ44−α）／Ｄ                              …（１９）
但し、極間静電容量Ｃｐ44＝εＳ／（ｈ44＋α）である。
【００８７】
前記式（１６）〜式（１９）を加工面積ＳＣについて解くと、加工面積ＳＣは、誤差距離αを含む次式（２０）によって表すことができる。
ＳＣ＝（（ｈ41＋α）×（ｈ42＋α）×（ｈ43＋α）×（ｈ41（Ｃ42−Ｃ43）＋ｈ42（Ｃ43−Ｃ41）＋ｈ43（Ｃ41−Ｃ42）））／（ε（ｈ41−ｈ42）×（ｈ41−ｈ43）×（ｈ43−ｈ42））                                                            …（２０）
【００８８】
誤差距離αについて求めると、次式（２１）によって表すことができる。
α＝Ａ／Ｂ                                                          …（２１）
但し、Ａ＝ｈ412 （ｈ42（ｈ43（Ｃ42−Ｃ43）＋ｈ44（Ｃ44−Ｃ42））
＋ｈ43ｈ44（Ｃ43−Ｃ44））−ｈ41（ｈ422（ｈ43（Ｃ41−Ｃ43）
＋ｈ44（Ｃ44−Ｃ41））＋ｈ42（ｈ43＋ｈ44）（ｈ43−ｈ44）（Ｃ42−Ｃ41）＋ｈ43ｈ44（ｈ43（Ｃ41−Ｃ44）＋ｈ44（Ｃ43−Ｃ41）））−ｈ42ｈ43ｈ44（ｈ42（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ43（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ44（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ412 （ｈ42（Ｃ43−Ｃ44）＋ｈ43（Ｃ44−Ｃ42）
＋ｈ44（Ｃ42−Ｃ43））−ｈ41（ｈ422 （Ｃ43−Ｃ44）＋ｈ432 
（Ｃ44−Ｃ42）＋ｈ442 （Ｃ42−Ｃ43））＋ｈ422 （ｈ43（Ｃ41−Ｃ44）
＋ｈ44（Ｃ43−Ｃ41））−ｈ42（ｈ432 （Ｃ41−Ｃ44）＋ｈ442 
（Ｃ43−Ｃ41））＋ｈ43ｈ44（ｈ43−ｈ44）（Ｃ41−Ｃ42）
【００８９】
図１０，図１１に示すように、ジャンプ動作演算部２５は、誤差距離αが大きいほど、電極ＥＣのジャンプ周期を短く設定すると共に、誤差距離αが大きいほど、ジャンプによる移動量を大きく設定している。また、予めギア系のバックラッシュによる電極ＥＣの位置誤差を測定することにより、このバックラッシュ量でもって誤差距離αを補正することによって、加工面上に堆積した加工屑の堆積量を精度よく算出することができる。
【００９０】
次に、実施例３に係る放電加工装置Ｍの作用、効果について説明する。
基本的に実施例１と同様の作用、効果を奏する。しかも、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが不明の場合でも、第１〜第４移動位置の極間距離ｈ41〜ｈ44と合計静電容量Ｃ41〜Ｃ44の検出によって加工面積ＳＣを精度よく演算し、適正な加工条件を設定することができる。しかも、誤差距離αの算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮して加工面積ＳＣを精度よく演算し、加工条件を適切に設定することができる。
尚、図１４に示す電極ＥＣは柱形状の電極を例として説明したが、電極は必ずしも柱形状である必要はなく、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的又は不連続的に変化する電極であってもよい。
【実施例４】
【００９１】
次に、実施例４について図１５に基づいて説明する。
実施例１との相違点は、実施例１では被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄが既知であるのに対して、実施例４では距離Ｄが未知とされ、測定した極間距離に誤差距離αを含むと共に電極前進端面が複雑形状とされる点である。
【００９２】
電極前進端面と電極軸心（鉛直面）間の角度θ（０°＜θ＜９０°）を備えた柱形状の電極ＥＤを被加工物Ｗの加工面と接触させて電極ＥＤの移動位置（極間距離）を初期化する。次に、図１５（ａ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを上方に移動駆動し、電極ＥＤを第１移動位置まで移動する。このとき、第１合計静電容量Ｃ51、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ51、加工面積ＳＤ、電極前進端面から加工面までの第１極間距離ｈ51、電極ＥＤの側面と被加工物Ｗとの静電容量Ｃａ、加工液の誘電率ε、被加工物Ｗの表面から加工面までの距離Ｄ、誤差距離α、電極前進端面と電極の間の角度θとすると、第１合計静電容量Ｃ51は次式（２２）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ51＝εＳＤ／（（ｈ51＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ51−α）／Ｄ    …（２２）
但し、極間静電容量Ｃｐ51＝εＳＤ／（（ｈ51＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９３】
次に、図１５（ｂ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第１移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第２移動位置まで移動する。このとき、第２合計静電容量Ｃ52、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ52、電極前進端面から加工面までの第２極間距離ｈ52とすると、第２合計静電容量Ｃ52は次式（２３）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ52＝εＳＤ／（（ｈ52＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ52−α）／Ｄ    …（２３）
但し、極間静電容量Ｃｐ52＝εＳＤ／（（ｈ52＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９４】
次に、図１５（ｃ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第２移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第３移動位置まで移動する。このとき、第３合計静電容量Ｃ53、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ53、電極前進端面から加工面までの第３極間距離ｈ53とすると、第３合計静電容量Ｃ53は次式（２４）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ53＝εＳＤ／（（ｈ53＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ53−α）／Ｄ    …（２４）
但し、極間静電容量Ｃｐ53＝εＳＤ／（（ｈ53＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９５】
次に、図１５（ｄ）に示すように、Ｚ軸移動機構４により電極ＥＤを第３移動位置から更に上方に移動駆動し、電極ＥＤを第４移動位置まで移動する。このとき、第４合計静電容量Ｃ54、電極前進端面と加工面との極間静電容量Ｃｐ54、電極前進端面から加工面までの第４極間距離ｈ54とすると、第４合計静電容量Ｃ54は次式（２５）によって表すことができ、測定により検知される。
Ｃ54＝εＳＤ／（（ｈ54＋α）ｓｉｎθ）＋Ｃａ（Ｄ−ｈ54−α）／Ｄ    …（２５）
但し、極間静電容量Ｃｐ54＝εＳＤ／（（ｈ54＋α）ｓｉｎθ）である。
【００９６】
前記式（２２）〜式（２５）を加工面積ＳＤについて解くと、加工面積ＳＤは誤差距離αを含む次式（２６）によって表すことができる。
ＳＤ＝（（ｈ51＋α）×（ｈ52＋α）×（ｈ53＋α）×（ｈ51（Ｃ52−Ｃ53）
＋ｈ52（Ｃ53−Ｃ51）＋ｈ53（Ｃ51−Ｃ52））×ｓｉｎθ）／
（ε（ｈ51−ｈ52）×（ｈ52−ｈ53）×（ｈ53−ｈ51））                …（２６）
また、同様に式（２２）〜式（２５）を誤差距離αについて解くことによって、誤差距離αを求めることができる。
【００９７】
ここで、前記極間静電容量Ｃｐ51の式に前記式（２６）を代入することによって、第１移動位置ｄ51における極間静電容量Ｃｐ51は次式（２７）によって表すことができる。
Ｃｐ51＝（（ｈ52＋α）×（ｈ53＋α）×（ｈ51（Ｃ52−Ｃ53）
＋ｈ52（Ｃ53−Ｃ51）＋ｈ53（Ｃ51−Ｃ52）））／
（（ｈ51−ｈ52）×（ｈ52−ｈ53）×（ｈ53−ｈ51））                  …（２７）
同様に、加工面積ＳＤに基づいて極間静電容量Ｃｐ52〜Ｃｐ54を演算することができる。
【００９８】
以上により、電極前進端面と電極ＥＤの軸心の間の角度θを備えるような複雑形状の前進端面を備えた電極ＥＤの場合であっても、θを含まない式で極間静電容量Ｃｐ51〜Ｃｐ54を演算することができる。しかも、誤差距離αの算出によって、加工屑やバックラッシュ等を考慮した加工条件を設定することができる。尚、図１５の電極ＥＤとして、柱形状の電極を例として説明したが、電極は必ずしも、柱形状である必要はなく、放電加工の進行に応じて加工面積が連続的又は不連続的に変化するような電極でもよい。また、電極の前進端面に等しい傾斜角又は異なる傾斜角の複数の傾斜面を有する電極であってもよい。
【００９９】
次に、前記実施例を部分的に変更した変形例について説明する。
１〕前記実施例においては、電極を上下方向に移動して加工処理を行う例を説明したが、本発明は電極を水平に左右方向又は前後方向へ移動して加工処理を行う放電加工装置にも適用可能である。
【０１００】
２〕前記実施例においては、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の電極の送り機構をボールネジ機構とモータ等によって構成した例を説明したが、少なくともＸ，Ｙ，Ｚ軸方向へ電極を移動可能であれば良く、送り機構をリニアモータ等によって構成することも可能である。
【０１０１】
３〕前記実施例においては、加工条件設定部が所定の基準電流密度以下になるようにピーク電流値とパルスオン時間（パルス幅）とパルスオフ時間とを制御する例を説明したが、加工面粗度の安定化を狙いとして、パルスオン時間を一定幅（時間）としてパルスオフ時間の調整により基準電流密度以下に制御することも可能である。
【０１０２】
４〕前記実施例においては、電極が銅、被加工物が鋼の組み合わせであったため、基準電流密度を５Ａ／ｃｍ２と２５Ａ／ｎＦとした例を説明したが、電極と被加工物の組み合わせが異なる材質の場合、別途加工条件テーブルを設定するものとする。また、予め、電極材質と被加工物の材質の組み合わせについて複数種類の加工条件テーブルを準備しておき、電極と被加工物の組み合わせに該当する加工条件テーブルを選択可能に構成してもよい。
【０１０３】
５〕前記実施例においては、第１〜第４移動位置の極間距離及び合計静電容量を測定する例を説明したが、加工面形状によって測定回数を適宜設定することが可能であり、演算処理能力に応じて更に多くの移動位置における極間距離及び合計静電容量を測定することも可能である。
【０１０４】
６〕前記実施例においては、加工面積演算モードと静電容量演算モードを切換可能な演算モード切換スイッチを設けた例を説明したが、加工面積と極間静電容量の両方を演算する構成にしてもよく、加工プログラム等に基づき何れか一方を自動選択する構成にしてもよい。
【０１０５】
７〕前記実施例においては、合計静電容量の測定及び加工面積等の演算周期を演算結果としての加工面積等に基づいて設定した例を説明したが、被加工物に対する加工が一定距離進行する毎に測定及び演算を行うことも可能である。
【０１０６】
８〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、電極と被加工物との間に放電させることで被加工物を放電加工する放電加工装置において、放電加工中に放電加工面の加工面積又は電極前進端面と被加工物の加工面間の極間静電容量を精度良く演算し、加工面積の変化や加工屑の発生等の極間状態に応じた適正な加工条件を設定することで、放電加工の生産性と加工品質を高める。
【符号の説明】
【０１０８】
Ｍ          放電加工装置
Ｗ          被加工物
Ｅ〜ＥＤ    電極
１          加工機本体
２          制御装置
４          Ｚ軸移動機構
９          演算処理部
１２        静電容量測定部
１３        放電制御部
１６        位置制御部
１７        静電容量測定制御部
１８        演算手段
１９        加工条件設定部
２１        加工面積演算部
２２        静電容量演算部
２３        放電パルス設定部
２４        測定周期演算部
２５        ジャンプ動作演算部
【手続補正２】
【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】
電極と被加工物の間の間隙に加工液を供給し、前記電極から被加工物へ放電パルスを印加して前記被加工物を放電加工する放電加工装置において、
前記電極を移動可能で且つ電極の加工進行方向前進端面から被加工物の加工面までの極間距離を変更可能な移動手段と、
前記電極の移動距離を検知する移動距離検知手段と、
前記電極に前記間隙を隔てて対向する被加工物の加工部位と前記電極との間の合計静電容量を測定可能な静電容量測定手段と、
放電加工開始後の測定周期タイミング毎に、前記放電加工を中断した状態で、前記移動手段により前記電極を複数位置に移動させ、前記移動距離検知手段により検知した複数の極間距離及び前記静電容量測定手段により測定した複数の合計静電容量を用いて、前記加工面の加工面積又はこの加工面積に比例する極間静電容量を演算する演算手段と、
前記演算手段により演算された前記加工面積又は前記極間静電容量に基づいて放電加工パルスに関する加工条件を設定する加工条件設定手段と、
を備えたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記加工条件設定手段は、前記加工面積をパラメータとして放電加工パルスに関するピーク電流とパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間を予め設定した第１の加工条件テーブルと、前記極間静電容量をパラメータとして放電加工パルスに関するピーク電流とパルスＯＮ時間とパルスＯＦＦ時間を予め設定した第２の加工条件テーブルを有することを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置
【請求項３】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１及び第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２及び第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３及び第３合計静電容量Ｃ３、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝ｈ１・ｈ２・ｈ３（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）  
＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）／（ε（ｈ１−ｈ２）（ｈ２−ｈ３）（ｈ３−ｈ１））      に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１と第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２と第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３と第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４と第４合計静電容量Ｃ４、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、加工面積Ｓとしたとき、
Ｓ＝（（ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２）））／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ１−ｈ３）×（ｈ３−ｈ２））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１2 （ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１2 （ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２2 （Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３2 
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４2 （Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３2 （Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４2 
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
に表す式を用いて前記加工面積を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記演算手段は、前記電極を第１移動位置に移動させた状態において測定した第１極間距離ｈ１及び第１合計静電容量Ｃ１、前記電極を第２移動位置に移動させた状態において測定した第２極間距離ｈ２及び第２合計静電容量Ｃ２、前記電極を第３移動位置に移動させた状態において測定した第３極間距離ｈ３及び第３合計静電容量Ｃ３、前記電極を第４移動位置に移動させた状態において測定した第４極間距離ｈ４及び第４合計静電容量Ｃ４、電極前進端面と電極の軸心の間の角度θ、極間距離の誤差距離α、加工液の誘電率εとし、前記加工面積Ｓ、前記極間静電容量Ｃとしたとき、
Ｓ＝( （ｈ１＋α）×（ｈ２＋α）×（ｈ３＋α）×（ｈ１（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ２（Ｃ３−Ｃ１）＋ｈ３（Ｃ１−Ｃ２））×ｓｉｎθ) ／（ε（ｈ１−ｈ２）×（ｈ２−ｈ３）×（ｈ３−ｈ１））
α＝Ａ／Ｂ
但し、Ａ＝ｈ１2 （ｈ２（ｈ３（Ｃ２−Ｃ３）＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ２））
＋ｈ３ｈ４（Ｃ３−Ｃ４））−ｈ１（ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ３）
＋ｈ４（Ｃ４−Ｃ１））＋ｈ２（ｈ３＋ｈ４）（ｈ３−ｈ４）（Ｃ２−Ｃ１）＋ｈ３ｈ４（ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１）））−ｈ２ｈ３ｈ４（ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））
Ｂ＝ｈ１2 （ｈ２（Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３（Ｃ４−Ｃ２）
＋ｈ４（Ｃ２−Ｃ３））−ｈ１（ｈ２2 （Ｃ３−Ｃ４）＋ｈ３2 
（Ｃ４−Ｃ２）＋ｈ４2 （Ｃ２−Ｃ３））＋ｈ２2 （ｈ３（Ｃ１−Ｃ４）
＋ｈ４（Ｃ３−Ｃ１））−ｈ２（ｈ３2 （Ｃ１−Ｃ４）＋ｈ４2 
（Ｃ３−Ｃ１））＋ｈ３ｈ４（ｈ３−ｈ４）（Ｃ１−Ｃ２）
Ｃ＝εＳ／（（ｈ１＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ２＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ３＋α）ｓｉｎθ）  又は
Ｃ＝εＳ／（（ｈ４＋α）ｓｉｎθ）
に表す式を用いて前記加工面積及び極間静電容量を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記加工条件設定手段は、前記静電容量測定手段により電極と被加工物の加工部位間の合計静電容量を測定して放電加工条件を変更する測定周期を前記演算された加工面積又は極間静電容量に基づいて変更することを特徴とする請求項２〜５の何れか１つに記載の放電加工装置。
【請求項７】
前記加工条件設定手段は、前記演算された加工面積又は極間静電容量に略比例するように前記電極へ供給する加工電流を設定することを特徴とする請求項２〜６の何れか１つに記載の放電加工装置。
【請求項８】
前記加工条件設定手段は、前記加工電流の電流密度を所定の電流密度以下に設定することを特徴とする請求項７に記載の放電加工装置。
【請求項９】
前記加工条件設定手段は、前記電極に供給する加工電流と、前記加工面積又は極間静電容量とに対応する放電パルスを設定する放電パルス設定手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載の放電加工装置。
【請求項１０】
前記加工条件設定手段は、前記極間距離の誤差距離αに基づいてジャンプ動作のジャンプ周期とジャンプ量の少なくとも一方を設定するジャンプ動作演算手段を有することを特徴とする請求項４に記載の放電加工装置。