(57)【要約】【課題】加工初期からの位相ずれ量を低減し加工経路全体での加工誤差を低減する。【解決手段】軸線Ｃに沿って延在して先端部が軸線Ｃの回りに異方性を有して形成された電極棒２を回転させつつ電極棒２の先端部から電解液を流出させて電極棒２の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置に適用される加工位置補正装置であって、電極棒２に設けられた特徴点の回転位置を検出する位置検出部１３Ａを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って延在して先端部が前記軸線の回りに異方性を有して形成された電極棒を回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置に適用される加工位置補正装置であって、
前記電極棒に設けられた特徴点の回転位置を検出する位置検出部を備える加工位置補正装置。
【請求項２】
前記被加工材と共に位置決め固定されて前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に挿通し支持する支持部を含み、前記支持部に前記位置検出部が取り付けられる請求項１に記載の加工位置補正装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材である請求項２に記載の加工位置補正装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材に対して着脱可能に設けられ位置決めして固定される請求項２に記載の加工位置補正装置。
【請求項５】
前記電極棒は、
軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなる電極と、
前記電極の先端面を露出させるように前記電極の外周面に被覆された絶縁層と、
前記電極棒の先端部の周方向位置の一部に設けられて前記電極棒の内側から径方向外側に向かって形成された径方向出口と、
を含み、
前記位置検出部において前記径方向出口を前記特徴点として検出する請求項１〜４のいずれか１つに記載の加工位置補正装置。
【請求項６】
軸線に沿って延在して先端部が前記軸線の回りに異方性を有して形成された電極棒を回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置であって、
前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に支持する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドにおける前記電極棒の回転位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の加工位置補正装置から取得した回転位置を基準として前記加工ヘッドを制御する電解加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解液を介して電極と被加工材とに通電することにより被加工材を溶解させて加工する電解加工装置に用いられる加工位置補正装置および電解加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンのタービン翼は、その内部にタービン翼を冷却する冷却媒体を流通させるための冷却孔が形成されている。冷却孔による冷却効率を高めるためには、冷却孔の形状をタービン翼の幾何形状に沿って湾曲させることが好ましい。
【０００３】
従来、例えば、特許文献１に記載の電解加工工具は、所望の曲率の曲がり孔を容易に形成することを目的としている。この電解加工工具は、軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する伝導性材料からなり内側を先端側に向かって電解液が流通する電極と、電極の先端面を露出させるように電極の外周面に被覆された絶縁層と、電極の周方向位置の一部に電極の内側を流通する電解液を工具本体の径方向外側に向かって導出する流体導出部と、を有する。この電解加工工具によれば、電解液を介して電極の先端面と被加工材の加工孔の内側との間に通電されることにより、被加工材が溶解して加工孔がより深く加工されていく。そして、電極の内側を流通する電解液は、電極の先端から導出される他、一部は流体導出部から工具本体の径方向外側へと向かって導出される。この際、流体導出部から導出された電解液が加工孔の内面に流体作用力を付与することにより、工具本体にはその反力が付与される。これにより、工具本体が反力の方向に撓むように変位し、変位量に応じて電極の先端面と加工孔の内面との電流密度分布が局所的に大きくなる。その結果、工具本体の周方向位置において工具本体が反力により変位した側の加工量が大きくなり、加工孔が湾曲して形成される。
【０００４】
また、従来、例えば、特許文献２に記載の制御装置は、目標経路に対し高精度かつ再現性の高い曲がり孔を加工することができる電解加工装置の制御装置を提供することを目的としている。この制御装置は、先端に軸回りに異方性を有した電極棒を回転させつつ、電極棒先端から電解液を流出させて電極棒先端の範囲を電解加工する電解加工装置において、電極棒の先端に関する位置情報である先端計測情報を取得する先端計測情報取得部と、予め設定された目標経路情報に基づいて設定された平面曲線が記憶された経路情報記憶部と、平面曲線上における加工目標位置と先端計測情報とから得られる平面曲線の曲線法線方向の偏差に基づいて電解液の流量を算出する流量算出部と、流量算出部が算出した流量と平面曲線上における加工目標位置と先端計測情報とから得られる平面曲線を含む平面の法線方向の偏差とに基づいて、電極棒の軸線回りの向きを決定する電極向き算出部と、を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１３６１４０号公報
【特許文献２】特開２０１６−１３７５２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、特許文献１に記載の電解加工工具により、所望の曲率の曲がり孔を形成することができるが、加工ヘッドへの電極の取り付け位相（軸線に対する流体導出部の回転方向の位置）がずれると、加工の方位にずれが生じ、加工誤差の要因となる。例えば、被加工材の長さが８００ｍｍ以上でありこの被加工材に孔を加工する電極の長さが１０００ｍｍ以上であると、電極を加工ヘッドに取り付ける際、位相角を誤差なく取り付けることは難しい。また、電極は可撓性を有するため、加工ヘッド側に取り付ける基端と先端とでは位相がずれるおそれがある。
【０００７】
そこで、特許文献２に記載の制御装置により、目標経路に対し高精度かつ再現性の高い曲がり孔を加工することができるが、加工位置を計測し制御する以前の加工初期からの位相ずれ量が大きい場合は、加工経路全体での加工誤差が大きくなる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、加工初期からの位相ずれ量を低減し加工経路全体での加工誤差を低減することのできる加工位置補正装置および電解加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る加工位置補正装置は、軸線に沿って延在して先端部が前記軸線の回りに異方性を有して形成された電極棒を回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置に適用される加工位置補正装置であって、前記電極棒に設けられた特徴点の回転位置を検出する位置検出部を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る加工位置補正装置では、前記被加工材と共に位置決め固定されて前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に挿通し支持する支持部を含み、前記支持部に前記位置検出部が取り付けられることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る加工位置補正装置では、前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材であることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る加工位置補正装置では、前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材に対して着脱可能に設けられ位置決めして固定されることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る加工位置補正装置では、前記電極棒は、軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなる電極と、前記電極の先端面を露出させるように前記電極の外周面に被覆された絶縁層と、前記電極棒の先端部の周方向位置の一部に設けられて前記電極棒の内側から径方向外側に向かって形成された径方向出口と、を含み、前記位置検出部において前記径方向出口を前記特徴点として検出することが望ましい。
【００１４】
上述の目的を達成するために、本発明の一態様に係る電解加工装置は、軸線に沿って延在して先端部が前記軸線の回りに異方性を有して形成された電極棒を回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置であって、前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に支持する加工ヘッドと、前記加工ヘッドにおける前記電極棒の回転位置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、上述したいずれか１つに記載の加工位置補正装置から取得した回転位置を基準として前記加工ヘッドを制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電極棒に設けられた特徴点を検出する位置検出部を備えることで、検出した回転位置を原点とし電極棒の電極位相（回転位置）の基準とするようにゼロ点補正することができる。このため、ゼロ点補正後、加工目標位相へ電極位相を調整することで、加工初期からの位相ずれ量を低減し加工経路全体での加工誤差を低減することができる。従って、電極棒の電極位相を補正することにより、特に長尺の曲がり孔加工における加工誤差を低減することができ、加工精度、加工歩留まり、および設計自由度の向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る電解加工装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る電解加工装置の概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る電解加工装置における電極棒の概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の拡大概略図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の検出例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の動作ステップ図である。
【図８】図８は、加工誤差の説明図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の特徴点の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の特徴点の他の例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の他の例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る電解加工装置の概略図である。図２は、本実施形態に係る電解加工装置の概略図である。図３は、本発明の実施形態に係る電解加工装置における電極棒の概略図である。
【００１９】
本実施形態の電解加工装置は、図１に示すように、被加工材（例えば、ガスタービンのタービン翼）１００に電解加工により冷却孔（以下、孔という）１００Ａを加工するものである。電解加工装置は、加工ヘッド１と、電極棒２と、回転機構３と、昇降機構４と、固定台５と、案内部材６と、電解液供給部７と、加工槽８と、電源９と、制御部１０と、記憶部１１と、入出力部１２と、加工位置補正装置１３と、を含む。
【００２０】
加工ヘッド１は、図１および図２に示すように、電極棒２の基端部を把持する把持部１Ａを有している。把持部１Ａは、被加工材１００に加工する複数の孔１００Ａに応じて複数（図２では４つ）設けられている。
【００２１】
電極棒２は、図３に示すように、電極２Ａと、電気絶縁層２Ｂと、径方向出口２Ｃと、軸方向出口２Ｄと、を有している。
【００２２】
電極２Ａは、軸線Ｃに沿って延在し円筒形状に形成されている。電極２Ａは、外径が、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の筒状体である。電極２Ａは、導電性および可撓性を有するように、例えば、ステンレス合金、銅、またはチタンなどの材料から構成されている。電極２Ａは、その筒状体の内部に電解液を流通する流路２Ａａが形成されている。電極２Ａは、その基端部において電源９が接続可能であり、かつ流路２Ａａに電解液供給部７が接続可能である。
【００２３】
電気絶縁層２Ｂは、電極２Ａの外周面２Ａｂを覆うものである。電気絶縁層２Ｂは、例えば電気絶縁性を有するポリエステル系の樹脂などから構成されている。電気絶縁層２Ｂは、電極２Ａの先端面２Ａｃ、および先端側面２Ａｄを覆って設けられておらず、先端面２Ａｃおよび先端側面２Ａｄが露出している。先端側面２Ａｄは、その数、大きさ、電極２Ａの軸線Ｃの延在方向での位置、および形状は特に限定されない。
【００２４】
径方向出口２Ｃは、軸線Ｃを間において先端側面２Ａｄの反対側（軸線Ｃを基準とする対称位置）に開口して設けられ、電極２Ａおよび電気絶縁層２Ｂを径方向に貫通して流路２Ａａを外部に連通させる。ここで、径方向とは、軸線Ｃと直交する方向をいう。径方向出口２Ｃの開口形状は特に限定されることはなく、矩形形状や円形状であってもよい。径方向出口２Ｃの数は、先端側面２Ａｄの反対側にて偏っていれば、１つに限定されることはなく、径方向出口２Ｃの大きさも特に限定されることはない。
【００２５】
軸方向出口２Ｄは、軸線Ｃに沿って電極２Ａの先端で円筒形状が開口して設けられ、流路２Ａａを外部に連通させる。
【００２６】
回転機構３は、加工ヘッド１において把持部１Ａを軸線Ｃの回りに回転させるもので、図には明示しないが、モータにより把持部１Ａを回転させ、把持部１Ａの回転に伴って把持部１Ａに把持された電極棒２を軸線Ｃの回りに回転させる。回転機構３は、把持部１Ａ（電極棒２）の回転角度を検出する回転検出器３Ａを有している。
【００２７】
昇降機構４は、加工ヘッド１を軸線Ｃに沿って昇降させるもので、図には明示しないが、モータにより加工ヘッド１を昇降させ、加工ヘッド１の昇降に伴って把持部１Ａに把持された電極棒２を軸線Ｃに沿って昇降させる。昇降機構４は、加工ヘッド１（電極棒２）の昇降位置を検出する位置検出器４Ａを有している。
【００２８】
固定台５は、被加工材１００および案内部材６を固定する。固定台５は、固定部５Ａと、第一支持部５Ｂと、第二支持部５Ｃと、を有している。固定部５Ａは、不動の装置基盤１５に固定されている。第一支持部５Ｂは、被加工材１００を支持するもので、相互に直交する垂直軸、第一水平軸および第二水平軸に対する軸延在方向および軸回り方向に移動可能であり、被加工材１００の垂直位置および水平位置を調整する。第二支持部５Ｃは、案内部材６を支持するもので、相互に直交する垂直軸、第一水平軸および第二水平軸に対する軸延在方向および軸回り方向に移動可能であり、案内部材６の垂直位置および水平位置を調整する。これにより、固定台５は、被加工材１００および案内部材６の垂直位置および水平位置を合わせて調整する。
【００２９】
案内部材６は、固定台５に支持され、被加工材１００の直上に配置される。案内部材６は、加工ヘッド１側と被加工材１００側とを上下方向に連通するガイド孔６Ａが形成されている。ガイド孔６Ａは、電極棒２を上下方向に挿通しつつ電極棒２を軸線Ｃの回りに回転可能に支持するもので、被加工材１００に加工する複数の孔１００Ａに応じて複数（図２では４つ）設けられている。ガイド孔６Ａは、被加工材１００に加工する孔１００Ａの位置や、孔１００Ａを被加工材１００に加工するうえで電極棒２の先端部を導入する角度（向き）に合わせて形成されている。従って、ガイド孔６Ａに挿入した電極棒２を昇降機構４により下降させることで、被加工材１００に加工する孔１００Ａの位置に合うように電極棒２の先端部が被加工材１００に至り、かつ加工する孔１００Ａの角度に合うように電極棒２の先端部が被加工材１００に至るように案内される。
【００３０】
電解液供給部７は、電極棒２における電極２Ａの流路２Ａａに電解液を供給する。電解液供給部７は、図には明示しないが、電解液を貯留する貯留部に供給管およびポンプが接続されており、供給管が加工ヘッド１を介して電極２Ａの流路２Ａａに接続されている。電解液は、例えば、硝酸や硝酸ソーダなどが使用される。
【００３１】
加工槽８は、加工ヘッド１の電極棒２が取り付けられる周辺および固定台５の周辺を覆う。これにより、加工槽８は、加工中の被加工材１００を保護すると共に電解液の飛散を防止する。
【００３２】
電源９は、電解加工装置に電力を供給する。
【００３３】
制御部１０は、例えば、コンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）のようなマイクロプロセッサを含む。制御部１０は、図には明示しないが、ディスプレイを含む表示装置や、キーボードおよびマウスなどを含む入力装置や、スピーカーを含む音声出力装置や、制御部１０の演算処理を実行させるためのコンピュータプログラムなどのデータが記録された記録媒体からデータを読み出すドライブ装置を有する。記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスクなどのように情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリなどの様に情報を電気的に記録する半導体メモリなど、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【００３４】
記憶部１１は、制御部１０に含まれるもので、ＲＯＭやＲＡＭのようなメモリおよびストレージを含み、制御部１０における演算処理を実施するためのコンピュータプログラムが記憶されている。
【００３５】
入出力部１２は、各種データの入出力を行うものである。具体的に、入出力部１２は、加工位置補正装置１３と制御部１０に接続され、加工位置補正装置１３から入力したデータを制御部１０に出力する。
【００３６】
加工位置補正装置１３は、詳細を後述するが、電極棒２に設けられた特徴点に基づいて電極棒２の先端部の回転位置を検出する。検出したデータは、上述したように入出力部１２を介して制御部１０に出力される。
【００３７】
制御部１０は、入出力部１２（加工位置補正装置１３）からのデータおよび記憶部１１のコンピュータプログラムに基づいて、電解加工装置（回転機構３、昇降機構４、電解液供給部７、および電源９）を制御する。
【００３８】
具体的に、制御部１０は、加工位置補正装置１３から取得した電極棒２の先端部の回転位置を記憶部１１に記憶する。そして、制御部１０は、記憶部１１のコンピュータプログラムに基づいて、昇降機構４により電極棒２の先端部を被加工材１００に至らせる。また、制御部１０は、電源９から電極棒２の電極２Ａに電力を供給すると共に、電解液供給部７から電極２Ａの流路２Ａａに電解液を供給する。これにより、電解液を介して電極２Ａの先端面と被加工材との間に通電されることにより、被加工材１００が溶解して孔１００Ａが加工される。また、制御部１０は、孔１００Ａを湾曲して加工する場合、回転機構３により電極棒２を回転させる。図３に示すように、電極２Ａの流路２Ａａを流通する電解液Ｗは、電極２Ａの先端面の軸方向出口２Ｄから導出される他、一部は径方向出口２Ｃから電極棒２の径方向外側へと向かって導出される。この際、径方向出口２Ｃから導出された電解液Ｗが孔１００Ａの内面に流体作用力Ｆ１を付与することにより、電極棒２の先端部にはその反力Ｆ２が付与される。これにより、電極棒２の先端部が反力Ｆ２の向く方向Ｍに撓むように変位し、変位量に応じて電極棒２の先端面と孔１００Ａの内面との電流密度分布が局所的に大きくなる。その結果、電極棒２の周方向位置において電極棒２が反力Ｆ２により変位した側の加工量が大きくなり、孔１００Ａが湾曲して形成される。
【００３９】
図４は、本実施形態に係る加工位置補正装置の概略図である。図５は、本実施形態に係る加工位置補正装置の拡大概略図である。図６は、本実施形態に係る加工位置補正装置の検出例を示す図である。図７は、本発明の実施形態に係る加工位置補正装置の動作ステップ図である。図８は、本実施形態に係る加工位置補正装置の特徴点の他の例を示す図である。図９および図１０は、本実施形態に係る加工位置補正装置の特徴点の他の例を示す図である。図１１は、本実施形態に係る加工位置補正装置の他の例の概略図である。
【００４０】
加工位置補正装置１３は、図４および図５に示すように、位置検出部１３Ａを有している。位置検出部１３Ａは、電極棒２に設けられた特徴点を検出し、この特徴点に基づいて電極棒２の先端部の回転位置を検出する。特徴点は、本実施形態では電極棒２に形成された径方向出口２Ｃや、電極２Ａの先端側面２Ａｄがある。位置検出部１３Ａは、径方向出口２Ｃや、電極２Ａの先端側面２Ａｄを検出するように、例えば、近接センサ（光電式、磁気式、渦電流式、接触式、レーザ検知など）や画像センサ（撮像素子）がある。また、位置検出部１３Ａは、電極２Ａの先端側面２Ａｄを検出するように、例えば金属部を検出する電気導通センサや画像センサ（撮像素子）がある。位置検出部１３Ａは、案内部材６に取り付けられて、ガイド孔６Ａに挿通された電極棒２の特徴点を検出する。
【００４１】
加工位置補正装置１３は、ガイド孔６Ａに挿通された電極棒２を回転機構３で回転した状態で電極棒２の特徴点を検出することで、特徴点を基準とした回転位置を検出することができる。図６では、検出位置から検出対象までの距離に応じて検出信号のＯＮ／ＯＦＦを切り替える光電式の近接センサを用いたデータの一例を示している。光電式の近接センサの場合、図６に実線で示すように、径方向出口２Ｃおよび先端側面２Ａｄを検出するが、センサ検出強度は径方向出口２Ｃが大きい。このため、センサ検出強度において検出閾値を設けることで、図６に一点鎖線で示すように、径方向出口２Ｃのみの検出信号をＯＮ／ＯＦＦできるようにする。これにより、径方向出口２Ｃの回転方向の中心位置が算出され、この径方向出口２Ｃの回転方向の中心位置を原点として電極棒２の先端部の電極位相（回転位置）の基準とすることができる。
【００４２】
そして、図７に示すように、加工位置を補正する動作は、制御部１０により行われる。オペレータにより電極棒２を加工ヘッド１に取り付けた後（ステップＳ１）、制御部１０は、昇降機構４を制御して電極棒２を案内部材６のガイド孔６Ａに挿入する（ステップＳ２）。このとき、制御部１０は、昇降機構４による昇降位置を取得して電極２Ａの先端部が位置検出部１３Ａの高さになるように調整する（ステップＳ３）。その後、制御部１０は、回転機構３を制御して電極棒２を軸線Ｃの回りに回転させつつ、１回転ごとに位置検出部１３Ａから検出信号を１回入力し、径方向出口２Ｃの中心位置をＮ回算出する（ステップＳ４）。ここで、Ｎ回とは複数回である。そして、Ｎ回中で中心位置算出の結果の偏差がＸ以下である場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部１０は、中心位置を原点とし電極棒２の電極位相（回転位置）の基準とするようにゼロ点補正する（ステップＳ６）。制御部１０は、補正した電極棒２の電極位相（回転位置）の基準を記憶部１１に記憶する。その後、制御部１０は、正常終了として（ステップＳ７）、本動作を終了する。そして、その後の加工動作において、制御部１０は、補正した電極棒２の電極位相（回転位置）の基準に基づいて回転機構３により電極棒２を回転させる。一方、ステップＳ５において、Ｎ回中で中心位置算出の結果の偏差がＸ以下でない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部１０は、Ｎｏの判定がＹ回目（例えば、３回目）であるかを判断し（ステップＳ８）、Ｙ回目でなければ（ステップＳ８：Ｎｏ）、ステップＳ４に戻り径方向出口２Ｃの中心位置をＮ回算出する。また、Ｙ回目である場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、中心位置算出の結果の偏差がＸを超えた回数がＹ回以上だったため（ステップＳ９）、異常終了として（ステップＳ１０）、本動作を終了する。そして、その後、オペレータにより偏差がＸを超えた原因を検査し、例えば、電極棒２の加工ヘッド１への取り付けが不十分であった場合に、電極棒２を加工ヘッド１に取り付けし直して、再び本動作を行う。
【００４３】
このように、本実施形態の加工位置補正装置１３および電解加工装置によれば、電極棒２に設けられた特徴点を検出する位置検出部１３Ａを備えることで、検出した回転位置を原点とし電極棒２の電極位相（回転位置）の基準とするようにゼロ点補正することができる。このため、ゼロ点補正後、加工目標位相へ電極位相を調整することで、加工初期からの位相ずれ量を低減し加工経路全体での加工誤差を低減することができる。従って、電極棒２の電極位相を補正することにより、特に長尺の曲がり孔加工における加工誤差を低減することができ、加工精度、加工歩留まり、および設計自由度の向上につながる。
【００４４】
ここで、加工誤差について説明する。図８は、加工誤差の説明図である。図８（ａ）は、電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正した場合を示し、図８（ｂ）は、電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正していない場合を示す。
【００４５】
図８（ｂ）に示すように、電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正していない場合は、被加工材１００に孔１００Ａを加工する設計上の電極棒２の目標経路Ｒ１に対し、加工開始Ｒ２ａから加工初期Ｒ２ｂに至り加工経路Ｒ２の位相ずれ量が大きい。このため、加工初期Ｒ２ｂから加工経路Ｒ２を目標経路Ｒ１に修正しようとしても、孔１００Ａを滑らかに繋げていくため直ちに目標経路Ｒ１に修正できないため、目標経路Ｒ１と加工経路Ｒ２との最大加工誤差が大きく、目標経路Ｒ１に修正するまでにオーバーシュートが大きい。
【００４６】
これに対し、本実施形態の加工位置補正装置１３および電解加工装置では、図８（ａ）に示すように、電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正することで、被加工材１００に孔１００Ａを加工する設計上の電極棒２の目標経路Ｒ１に対し、加工開始Ｒ２ａから加工初期Ｒ２ｂに至り加工経路Ｒ２の位相ずれ量が小さくなる。このため、加工初期Ｒ２ｂから加工経路Ｒ２を目標経路Ｒ１に修正する必要が生じても、直ちに目標経路Ｒ１に修正できるため、目標経路Ｒ１と加工経路Ｒ２との最大加工誤差が小さく、目標経路Ｒ１に修正するまでのオーバーシュートも小さくなる。
【００４７】
また、本実施形態の加工位置補正装置１３および電解加工装置では、被加工材１００と共に位置決め固定されて電極棒２を軸線Ｃの回りに回転可能に挿通し支持する支持部（案内部材６）を含み、支持部（案内部材６）に位置検出部１３Ａが取り付けられることが望ましい。
【００４８】
即ち、被加工材１００と共に位置決め固定される支持部（案内部材６）に位置検出部１３Ａを取り付けることで、電極棒２の支持位置をこれから加工する被加工材１００に対して位置決めし、この形態で電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正することができる。この結果、加工誤差をより低減することができる。
【００４９】
また、本実施形態の加工位置補正装置１３および電解加工装置では、支持部は、被加工材１００に電極棒２を案内する案内部材６であることが望ましい。
【００５０】
即ち、電極棒２の支持位置をこれから加工する被加工材１００に対して位置決めするための構成を、被加工材１００に電極棒２を案内する案内部材６で兼用することができ、部品点数を減らし、装置の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、本実施形態の加工位置補正装置１３および電解加工装置では、位置検出部１３Ａにおいて径方向出口２Ｃもしくは先端側面２Ａｄを特徴点として検出することが望ましい。
【００５２】
即ち、被加工材１００に湾曲した孔１００Ａを加工するための構成を特徴点として検出することで新たに特徴点を設ける必要がない。このため、電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正するための構成数を低減することができる。
【００５３】
ここで、特徴点は、上述した径方向出口２Ｃや先端側面２Ａｄに限らない。図９および図１０は、本実施形態に係る加工位置補正装置の特徴点の他の例を示す図である。
【００５４】
図９に示す特徴点は、電極棒２の表面において軸線Ｃに沿って連続して描かれた直線２Ｅである。直線２Ｅは、例えば、先端側面２Ａｄの中心を軸線Ｃに沿って延長した線上に描かれている。従って、直線２Ｅを位置検出部１３Ａにて検出することで、先端側面２Ａｄの回転位置を検出することができる。また、直線２Ｅは、軸線Ｃに沿って連続して描かれていることから加工中にリアルタイムで検出することができる。
【００５５】
図１０に示す特徴点は、電極棒２の表面において加工される孔１００Ａの曲がりに対応する電極棒２の回転位置に合わせて軸線Ｃの延在方向に対して連続して旋回して描かれた曲線２Ｆである。従って、曲線２Ｆを位置検出部１３Ａにて検出するように下降中の電極棒２を回転させることで、孔１００Ａを所定の曲がりに加工することができる。また、曲線２Ｆは、軸線Ｃに沿って連続して描かれていることから加工中にリアルタイムで検出することができる。
【００５６】
図１１は、本実施形態に係る加工位置補正装置の他の例の概略図である。
【００５７】
図１１に示す加工位置補正装置１３は、案内部材６とは別体で支持部１３Ｂを有している。支持部１３Ｂは、電極棒２を上下方向に挿通しつつ電極棒２を軸線Ｃの回りに回転可能に支持する支持孔１３Ｂａが形成されている。また、支持部１３Ｂは、支持孔１３Ｂａの位置に合わせて位置検出部１３Ａが設けられる。支持孔１３Ｂａおよび位置検出部１３Ａは、電解加工装置に取り付けられる電極棒２の数分設けられている。この支持部１３Ｂは、案内部材６に対して着脱可能に設けられ位置決機構１３Ｃにより位置決めして固定される。位置決機構１３Ｃは、案内部材６に対して支持部１３Ｂの支持孔１３Ｂａの垂直位置および水平位置を規定するものである。この位置決機構１３Ｃを介して支持部１３Ｂを案内部材６に固定することで、電極棒２の支持位置をこれから加工する被加工材１００に対して垂直位置および水平位置を位置決めし、この形態で電極棒２の電極位相（回転位置）をゼロ点補正することができる。
【００５８】
このように、本実施形態の加工位置補正装置１３では、被加工材１００に電極棒２を案内する案内部材６に対して着脱可能に設けられ位置決めして固定される支持部１３Ｂを備える。
【００５９】
電解液として、例えば、硝酸や硝酸ソーダなどが使用される場合、この電解液が位置検出部１３Ａに影響を及ぼす場合、位置検出部１３Ａの寿命が短くなるおそれがある。本実施形態の加工位置補正装置１３によれば、支持部１３Ｂが案内部材６に対して着脱可能に設けられていることから、加工中は支持部１３Ｂを案内部材６から外せるため、電解液が位置検出部１３Ａに影響を及ぼす事態を回避することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  加工ヘッド
１Ａ  把持部
２  電極棒
２Ａ  電極
２Ａａ  流路
２Ａｂ  外周面
２Ａｃ  先端面
２Ａｄ  先端側面
２Ｂ  電気絶縁層
２Ｃ  径方向出口
２Ｄ  軸方向出口
２Ｅ  直線
２Ｆ  曲線
３  回転機構
３Ａ  回転検出器
４  昇降機構
４Ａ  位置検出器
５  固定台
５Ａ  固定部
５Ｂ  第一支持部
５Ｃ  第二支持部
６  案内部材
６Ａ  ガイド孔
７  電解液供給部
８  加工槽
９  電源
１０  制御部
１１  記憶部
１２  入出力部
１３  加工位置補正装置
１３Ａ  位置検出部
１３Ｂ  支持部
１３Ｂａ  支持孔
１３Ｃ  位置決機構
１５  装置基盤
１００  被加工材
１００Ａ  孔
Ｃ  軸線
Ｆ１  流体作用力
Ｆ２  反力
Ｍ  反力の向く方向
Ｒ１  目標経路
Ｒ２  加工経路
Ｗ  電解液
【図１】
2019155504.tif 000003
【図２】
2019155504.tif 000004
【図３】
2019155504.tif 000005
【図４】
2019155504.tif 000006
【図５】
2019155504.tif 000007
【図６】
2019155504.tif 000008
【図７】
2019155504.tif 000009
【図８】
2019155504.tif 000010
【図９】
2019155504.tif 000011
【図１０】
2019155504.tif 000012
【図１１】
2019155504.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月13日(2019.2.13)
【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】
軸線に沿って延在した電極棒を前記軸線の回りに回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置に適用される加工位置補正装置であって、
前記電極棒に設けられた特徴点の回転位置を検出する位置検出部を備える加工位置補正装置。
【請求項２】
前記被加工材と共に位置決め固定されて前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に挿通し支持する支持部を含み、前記支持部に前記位置検出部が取り付けられる請求項１に記載の加工位置補正装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材である請求項２に記載の加工位置補正装置。
【請求項４】
前記支持部は、前記被加工材に前記電極棒を案内する案内部材に対して着脱可能に設けられ位置決めして固定される請求項２に記載の加工位置補正装置。
【請求項５】
前記電極棒は、
軸線に沿って延びる筒状をなして可撓性を有する導電性材料からなる電極と、
前記電極の先端面を露出させるように前記電極の外周面に被覆された絶縁層と、
前記電極棒の先端部の周方向位置の一部に設けられて前記電極棒の内側から径方向外側に向かって形成された径方向出口と、
を含み、
前記位置検出部において前記径方向出口を前記特徴点として検出する請求項１〜４のいずれか１つに記載の加工位置補正装置。
【請求項６】
軸線に沿って延在した電極棒を前記軸線の回りに回転させつつ前記電極棒の先端部から電解液を流出させて前記電極棒の先端部の範囲において被加工材を電解加工する電解加工装置であって、
前記電極棒を前記軸線の回りに回転可能に支持する加工ヘッドと、
前記加工ヘッドにおける前記電極棒の回転位置を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の加工位置補正装置から取得した回転位置を基準として前記加工ヘッドを制御する電解加工装置。