(57)【要約】【課題】  小径深孔の加工を行う電解加工法において、短絡等の加工不良を早期に検出するとともに加工コストの削減を図ることができる短絡検出装置、電解加工装置および短絡検出方法を提供する。【解決手段】  被加工物３との間に電解電圧を印加するとともに被加工物３との間に電解液を供給する加工部５を、被加工物３に対して接近離間する方向に移動させる際に、加工部５に働く荷重のうち、接近離間方向成分の変化を検出する荷重検出部９が設けられていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する加工部を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記加工部に働く荷重のうち、前記接近離間方向成分の変化を検出する荷重検出部が設けられていることを特徴とする短絡検出装置。
【請求項２】
前記加工部には、前記加工部を支持するとともに、前記加工部とともに前記接近離間方向に移動可能、かつ、前記加工部に対して前記接近離間方向に相対移動可能に配置された支持部が配置され、
前記荷重検出部には、前記加工部および前記支持部のいずれか一方に配置された荷重を検出する検出素子が設けられ、他方に前記加工部および前記支持部の相対移動に基づいて前記検出素子を押圧する押圧部が設けられていることを特徴とする請求項１記載の短絡検出装置。
【請求項３】
前記加工部には、前記被加工物と対向して配置された複数の電極と、該複数の電極を保持する保持部とが設けられ、
前記荷重検出部には、前記複数の電極のそれぞれについて、前記接近離間方向の荷重の変化を検出する複数の検出素子が設けられ、
該複数の検出素子が、前記複数の電極と前記保持部との間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の短絡検出装置。
【請求項４】
前記荷重検出部から出力された検出信号から、少なくとも前記被加工物と前記加工部との短絡に係る荷重の変化を抽出するフィルタ部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の短絡検出装置。
【請求項５】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する筒状の電極を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記電極における前記接近離間方向と交差する方向への変形を検出する形状変化検出部が設けられていることを特徴とする短絡検出装置。
【請求項６】
前記形状変化検出部には、前記電極における前記交差する方向への変形を電気信号に変換する変換部が設けられていることを特徴とする請求項５記載の短絡検出装置。
【請求項７】
前記形状変化検出部には、前記電極の側面に固定される薄板部材が設けられ、
前記変換部は、前記薄板部材の変形を電気信号に変換することを特徴とする請求項６記載の短絡検出装置。
【請求項８】
前記被加工物と対向して配置され、前記電極を前記接近離間方向に沿ってガイドするガイド部が設けられ、
前記変換部は、前記ガイド部に配置され、前記電極と前記ガイド部との接触部に働く押圧力を電気信号に変換することを特徴とする請求項６記載の短絡検出装置。
【請求項９】
前記形状変化検出部には、前記電極の側面に接触または近接して配置される索状体が設けられ、
前記変換部は前記索状体に働く張力を電気信号に変換することを特徴とする請求項６記載の短絡検出装置。
【請求項１０】
前記形状変化検出部には、前記電極の前記交差する方向への変形を画像として取得する撮像部と、取得した画像を解析して前記変形を検出する画像解析部と、が設けられていることを特徴とする請求項５記載の短絡検出装置。
【請求項１１】
前記電極に対して照明光を照射する照明部が設けられ、
前記画像解析部は、前記電極の変形にともなう電極の影の変形を検出することを特徴とする請求項１０記載の短絡検出装置。
【請求項１２】
前記照明部は、前記電極に向けて平行光を出射し、
前記撮像部は、前記電極を挟んで前記照明部と対向して配置され、
前記画像解析部は、前記電極の変形による影の変形を検出することを特徴とする請求項１１記載の短絡検出装置。
【請求項１３】
前記電極に対してスリットを通過した照明光を照射する照明部が設けられ、
前記撮像部は、前記電極における前記照明部により照明された部分を撮像する位置に配置され、
前記画像解析部は、前記電極における前記照明部により照明された部分の移動を検出することを特徴とする請求項１０記載の短絡検出装置。
【請求項１４】
前記電極の側面に、蛍光を発する帯状の蛍光部が設けられ、
前記撮像部は、前記蛍光部から発せられた蛍光を撮像し、
前記画像解析部は、蛍光を発する前記蛍光部の移動を検出することを特徴とする請求項１０記載の短絡検出装置。
【請求項１５】
前記撮像部は、前記電極の移動とともに前記接近離間方向に移動することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の短絡検出装置。
【請求項１６】
前記画像解析部における、画像解析領域が前記電極の移動とともに前記接近離間方向に移動することを特徴とする請求項１０から１４のいずれかに記載の短絡検出装置。
【請求項１７】
前記形状変化検出部には、前記電極の側面と対向する位置に配置された磁界を検出する磁界検出素子が設けられ、
前記磁界検出素子は、前記電極が形成する磁界強度の変化を検出することを特徴とする請求項５記載の短絡検出装置。
【請求項１８】
前記形状変化検出部は、前記電極における前記交差する方向の変位を計測するレーザ変位計であることを特徴とする請求項５記載の短絡検出装置。
【請求項１９】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する加工部を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記電極を流れる電流を検出する電流検出素子が設けられ、
前記電流検出素子は、前記電極に流れる電流の変化を検出することを特徴とする短絡検出装置。
【請求項２０】
被加工物と、該被加工物に対向して配置された電極との間に交流電圧を印加する電源部と、
前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流を計測する計測部と、
該計測部の出力を解析する解析部と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出装置。
【請求項２１】
被加工物に対向して配置された電極を、接近離間する方向に駆動する駆動部に供給される電力を計測する電力計と、
該電力計の出力の変動を検出する変動検出部と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出装置。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の短絡検出装置が設けられたことを特徴とする電解加工装置。
【請求項２３】
請求項２に記載の短絡検出装置が設けられ、
前記加工部と前記支持部との間には、前記加工部の自重を支えるとともに、前記加工部を前記支持部に対して相対移動可能に支える弾性部が設けられていることを特徴とする電解加工装置。
【請求項２４】
請求項５から１８に記載の短絡検出装置と、
前記被加工物と対向して配置され、前記電極を前記接近離間方向に沿ってガイドするガイド部と、
前記電極における前記被加工物と対向する一の端部および他の端部のうち、該他の端部を保持する保持部と、が設けられ、
前記一の端部および前記ガイド部を結ぶ線上から外れた位置に、前記他の端部が配置されていることを特徴とする短絡検出方法。
【請求項２５】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、加工部が前記被加工物に対して接近する加工工程と、
前記加工部に働く荷重のうち、前記接近方向成分の変化を検出する荷重検出工程と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【請求項２６】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、
前記電極の変形のうち、前記接近方向と交差する方向の変形を検出する変形検出工程と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【請求項２７】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、
前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流の電流値の変化を検出する電流値検出工程と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【請求項２８】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、
前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流の周波数変化を検出する周波数検出工程と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【請求項２９】
被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、
前記電極を前記被加工物に接近移動させるために消費される電力の変化を検出する消費電力検出工程と、
が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短絡検出装置、電解加工装置および短絡検出方法、特に、電解加工法を用いて同時に複数の小径深孔を加工する際における電極の短絡を検出する短絡検出装置、電解加工装置および短絡検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガスタービンやジェットエンジンなどに用いられる動翼や静翼における冷却孔は、孔径が小さく、かつ孔径に対して孔の深さが深い小径深孔として形成されている。このような動翼や静翼などのように、ドリル加工ができない耐熱合金などに対して小径深孔を加工するには、電解加工法が用いられることが多い（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上述の電解加工法においては、電極の短絡がしばしば発生していた。この電極の短絡を放置したまま加工を続けると、動翼などの場合では冷却孔の孔径が規格寸法よりも大きくなる等の不具合により、規格外として廃棄されていた。
したがい、歩留まりを向上させるためには、電極の短絡が発生した場合に、直ちに電解加工を停止して、電極の短絡等を補修する必要があった。
【０００４】
現状では、作業者が上述の電解加工を行う加工装置を監視し、電極のたわみを目視で発見することにより電極の短絡を検知する方法が取られている。
また、特許文献１には、電解加工時において、電解加工用直流電流の増加に基づいて電極の短絡を検出する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０４−０３１５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、作業者が加工装置を監視する方法では、作業者は加工状況を監視し続けなければならず、作業者の加工工数が増大するとともに、作業効率が低下するという問題があった。
【０００６】
電極の短絡を作業者の目視により検知する方法では、検知する精度が低くなりやすく、検知が遅れる場合があった。電極の短絡の検知が遅れると、加工された小径深孔の孔径が大きくなる等、規格寸法を逸脱してしまうという問題があった。
【０００７】
特許文献１に記載の電解加工用直流電流の増加に基づいて電極の短絡を検出する技術を電極が複数備えられた加工装置に適用した場合、電極の短絡を正確に検出できないという問題があった。例えば、複数の電極のうち１つの電極が短絡した場合、短絡した電極には過大な電流が流れ、残りの正常な電極には正常な電流が流れる。加工装置全体としては、短絡による電流の増加が小さくなり、電極の数によっては上述の電流の増加が電流のばらつきに埋もれてしまい、電極の短絡を早期に、かつ、正確に検出できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小径深孔の加工を行う電解加工法において、短絡等の加工不良を早期に検出するとともに加工コストの削減を図ることができる短絡検出装置、電解加工装置および短絡検出方法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】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の短絡検出装置は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する加工部を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記加工部に働く荷重のうち、前記接近離間方向成分の変化を検出する荷重検出部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、加工部と被加工物とが短絡した場合、接近離間方向への被加工物の加工が止まる一方、加工部は被加工物に接近し続ける。被加工物と接触した加工部には、被加工物から上記接近離間方向のうちの離間方向に働く反力（荷重）が作用する。荷重検出部において、上述のような接近離間方向に働く荷重の変化を直接計測するため、高精度の検出を行うことができるとともに検出の信頼性を高めることができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００１１】
上記発明においては、前記加工部には、前記加工部を支持するとともに、前記加工部とともに前記接近離間方向に移動可能、かつ、前記加工部に対して前記接近離間方向に相対移動可能に配置された支持部が配置され、前記荷重検出部には、前記加工部および前記支持部のいずれか一方に配置された荷重を検出する検出素子が設けられ、他方に前記加工部および前記支持部の相対移動に基づいて前記検出素子を押圧する押圧部が設けられていることが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、加工部と被加工物とが短絡した場合、加工部に作用する反力により加工部と支持部とは相対移動する。この相対移動により検出素子は押圧部に押圧され、加工部に作用する反力を検出することができる。
【００１３】
上記発明においては、前記加工部には、前記被加工物と対向して配置された複数の電極と、該複数の電極を保持する保持部とが設けられ、前記荷重検出部には、前記複数の電極のそれぞれについて、前記接近離間方向の荷重の変化を検出する複数の検出素子が設けられ、該複数の検出素子が、前記複数の電極と前記保持部との間に配置されていることが望ましい。
【００１４】
本発明によれば、複数の電極のそれぞれに作用する接近離間方向の荷重の変化を、電極と保持部との間に配置された検出素子で検出することにより、複数の電極のそれぞれについて短絡の発生を検出することができる。
特に、電極の数が増えた場合には、複数の電極全体の荷重に対して、一本の電極の短絡による荷重の変化の割合は小さくなることから、短絡の検出は難しくなる。このような場合に、複数の電極のそれぞれについて短絡の発生を検出することで、短絡の発生を早期、かつ、確実に検出することができる。
【００１５】
上記発明においては、前記荷重検出部から出力された検出信号から、少なくとも前記被加工物と前記加工部との短絡に係る荷重の変化を抽出するフィルタ部が設けられていることが望ましい。
【００１６】
本発明によれば、荷重検出部に検出された荷重や、荷重検出部から出力された検出信号に外乱に起因するノイズが含まれていても、フィルタ部により被加工物と加工部との短絡に係る荷重の変化を抽出することができ、短絡の発生を確実に検出することができる。
【００１７】
本発明の短絡検出装置は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する筒状の電極を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記電極における前記接近離間方向と交差する方向への変形を検出する形状変化検出部が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、接近離間方向への被加工物の加工が止まる一方、電極は被加工物に接近し続ける。そのため、筒状の電極は被加工物に押し付けられ、上述の接近離間方向と交差する方向に変形する。形状変化検出部において、上述のような電極の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００１９】
上記発明においては、前記形状変化検出部には、前記電極における前記交差する方向への変形を電気信号に変換する変換部が設けられていることが望ましい。
【００２０】
本発明によれば、変換部から上述の変形に係る電気信号を出力することにより、上述の短絡の発生を自動的に判断することができる。
【００２１】
上記発明においては、前記形状変化検出部には、前記電極の側面に固定される薄板部材が設けられ、前記変換部は、前記薄板部材の変形を電気信号に変換することが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、電極における上述の交差する方向への変形により、電極の側面に固定された薄板部材も変形する。上述の薄板部材の変形を、変換部により電気信号に変換することで、上述のような電極の変形を検出することができるとともに、上述の短絡の発生を自動的に判断することができる。
【００２３】
上記発明においては、前記被加工物と対向して配置され、前記電極を前記接近離間方向に沿ってガイドするガイド部が設けられ、前記変換部は、前記ガイド部に配置され、前記電極と前記ガイド部との接触部に働く押圧力を電気信号に変換することが望ましい。
【００２４】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、電極は上述の交差する方向に変形し、ガイド部に配置された変換部と接触する。変換部は電極との接触により作用する押圧力に基づいて電気信号を出力するため、上述のような電極の変形を検出することができるとともに、上述の短絡の発生を自動的に判断することができる。
【００２５】
上記発明においては、前記形状変化検出部には、前記電極の側面に接触または近接して配置される索状体が設けられ、前記変換部は前記索状体に働く張力を電気信号に変換することが望ましい。
【００２６】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、電極は上述の交差する方向に変形し、電極の側面に接触または近接して配置された索状体を押しのけつつ撓んでゆく。索状体に働く張力は電極に押しのけられることにより変化し、この変化を変換部により電気信号に変換することで、上述のような電極の変形を検出することができるとともに、上述の短絡の発生を自動的に判断することができる。
【００２７】
上記発明においては、前記形状変化検出部には、前記電極の前記交差する方向への変形を画像として取得する撮像部と、取得した画像を解析して前記変形を検出する画像解析部と、が設けられていることが望ましい。
【００２８】
本発明によれば、電極における上述の交差する方向への変形を画像として取得し、取得した画像に基づいて上述の変形を検出するため、非接触で電極の変形を検出することができる。
【００２９】
上記発明においては、前記電極に対して照明光を照射する照明部が設けられ、前記画像解析部は、前記電極の変形にともなう電極の影の変形を検出することが望ましい。
【００３０】
本発明によれば、照明部から照射された照明光により電極の背後には影が形成され、形成された影は電極の変形にともない変形する。画像解析部において、上述の取得された画像を解析する際に、電極による影の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
画像解析部において影の変形を検出する際に、二値化処理により影を抽出することができるため、演算処理に係る負荷を軽減し、影の変形検出に要する時間を短縮することができる。
【００３１】
上記発明においては、前記照明部は、前記電極に向けて平行光を出射し、前記撮像部は、前記電極を挟んで前記照明部と対向して配置され、前記画像解析部は、前記電極の変形による影の変形を検出することが望ましい。
【００３２】
本発明によれば、電極の影は撮像部上に形成されるため、撮像部は電極を影として撮像することができる。電極の変形にともない電極の影も移動するため、画像解析部における影の変形を検出することにより、電極の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。照明部から照射される照明光を平行光とすることで、電極の変形にともなう電極の影の移動を、より正確に検出することができる。
【００３３】
上記発明においては、前記電極に対してスリットを通過した照明光を照射する照明部が設けられ、前記撮像部は、前記電極における前記照明部により照明された部分を撮像する位置に配置され、前記画像解析部は、前記電極における前記照明部により照明された部分の移動を検出することが望ましい。
【００３４】
本発明によれば、スリットを通過した照明光は、電極の一部（例えば電極の側面における帯状の領域など）を照明し、照明された部分の画像が撮像部により取得される。電極が変形すると、上述の照明された部分の位置が動くことから、画像解析部により上述の照明された部分の移動を検出することにより、電極の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００３５】
上記発明においては、前記電極の側面に、蛍光を発する帯状の蛍光部が設けられ、前記撮像部は、前記蛍光部から発せられた蛍光を撮像し、前記画像解析部は、蛍光を発する前記蛍光部の移動を検出することが望ましい。
【００３６】
本発明によれば、蛍光部から発せられた蛍光は撮像部に入射して蛍光の画像が取得される。電極が変形すると、蛍光部の位置も動くことから、画像解析部により上述の蛍光の移動を検出することにより、電極の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００３７】
上記発明においては、前記撮像部は、前記電極の移動とともに前記接近離間方向に移動することが望ましい。
【００３８】
本発明によれば、撮像部と電極との相対位置関係を一定に保つことができるため、撮像部は電極の変形にかかる画像を取得することができ、電極の変形をより確実に検出することができる。
【００３９】
上記発明においては、前記画像解析部における、画像解析領域が前記電極の移動とともに前記接近離間方向に移動することが望ましい。
【００４０】
本発明によれば、撮像部を電極の移動に合わせて移動させる機構を設けることなく、電極の変形をより確実に検出することができる。
【００４１】
上記発明においては、前記形状変化検出部には、前記電極の側面と対向する位置に配置された磁界を検出する磁界検出素子が設けられ、前記磁界検出素子は、前記電極が形成する磁界強度の変化を検出することが望ましい。
【００４２】
本発明によれば、電極には電解電流が流れているため、電極の周囲には磁界が形成されている。磁界は、電極を中心に形成されているため、電極の移動に合わせて磁界も移動する。電極の側面と対向する位置に配置された磁界検出素子は、上述の磁界の移動による磁界強度の変化を検出することにより、電極の変形を検出することができる。
【００４３】
上記発明においては、前記形状変化検出部は、前記電極における前記交差する方向の変位を計測するレーザ変位計であることが望ましい。
【００４４】
本発明によれば、筒状の電極における上述の接近離間方向と交差する方向に変形を、レーザ変位計により直接検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００４５】
本発明の短絡検出装置は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給する加工部を、前記被加工物に対して接近離間する方向に移動させる際に、前記電極を流れる電流を検出する電流検出素子が設けられ、前記電流検出素子は、前記電極に流れる電流の変化を検出することを特徴とする。
【００４６】
本発明によれば、電極には電解電流が流れ、電極と被加工物との短絡（接触）により、電極、被加工物および電解液などから構成される電解電流の流れる電気回路の抵抗等の特性が変化する。この電気回路の特性変化により、電解電流の周波数が変化する。電流検出素子において電極を流れる電解電流の周波数変化を検出することにより、上述の短絡を検出することができる。
【００４７】
本発明の短絡検出装置は、被加工物と、該被加工物に対向して配置された電極との間に交流電圧を印加する電源部と、前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流を計測する計測部と、該計測部の出力を解析する解析部と、が設けられていることを特徴とする。
【００４８】
本発明によれば、電源部、計測部、電極および被加工物などから構成される電気回路に交流電流を流し、解析部において交流電流の周波数変化を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
上述の電気回路の特性は、電極および被加工物が短絡している場合と、短絡していない場合とでは異なるため、上述の回路を流れる交流電流の周波数が変化する。解析部において計測部の出力を解析することにより、このような交流電流の周波数変化を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００４９】
本発明の短絡検出装置は、被加工物に対向して配置された電極を、接近離間する方向に駆動する駆動部に供給される電力を計測する電力計と、該電力計の出力の変動を検出する変動検出部と、が設けられていることを特徴とする。
【００５０】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、接近離間方向への被加工物の加工が止まる一方、電極は被加工物に接近し続ける。そのため、筒状の電極は被加工物に押し付けられて上述の接近離間方向と交差する方向に変形することから、駆動部に供給される電力が増加する。電力計および変動検出部により、駆動部に供給される電力の増加を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００５１】
本発明の電解加工装置は、上記本発明の短絡検出装置が設けられたことを特徴とする。
【００５２】
本発明によれば、上記本発明の短絡検出装置が設けられていることにより、被加工物の加工時における短絡等による加工不良を早期に検出することができる。また、短絡の検出を行うことができるため、短絡の発生を監視する作業員を配置する必要がなくなり、加工コストの削減を図ることができる。
【００５３】
本発明の電解加工装置は、上記本発明の短絡検出装置が設けられ、前記加工部と前記支持部との間には、前記加工部の自重を支えるとともに、前記加工部を前記支持部に対して相対移動可能に支える弾性部が設けられていることを特徴とする。
【００５４】
本発明によれば、加工部の自重は弾性部が支持するため、検出素子は短絡発生時に変化する荷重のみを検出することができる。そのため、弾性部がない場合と比較して、検出精度の高い検出素子を用いることができ、短絡の検出精度を向上させることができる。
【００５５】
本発明の電解加工装置は、上記本発明の短絡検出装置と、前記被加工物と対向して配置され、前記電極を前記接近離間方向に沿ってガイドするガイド部と、前記電極における前記被加工物と対向する一の端部および他の端部のうち、該他の端部を保持する保持部と、が設けられ、前記一の端部および前記ガイド部を結ぶ線上から外れた位置に、前記他の端部が配置されていることを特徴とする。
【００５６】
本発明によれば、電極は撓んだ状態とされ、撓んだ状態で被加工物に向けて移動される。この状態で、電極と被加工物とが短絡した場合、電極は予め撓んだ状態からさらに撓みが大きく方向に変形する。そのため、電極に予め与えられた撓み形状により電極の変形方向を制御することができ、電極の変形が検出しやすくなる。
【００５７】
本発明の短絡検出方法は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、加工部が前記被加工物に対して接近する加工工程と、前記加工部に働く荷重のうち、前記接近方向成分の変化を検出する荷重検出工程と、
が設けられていることを特徴とする。
【００５８】
本発明によれば、加工部と被加工物とが短絡した場合、接近方向への被加工物の加工が止まる一方、加工部は被加工物に接近し続ける。被加工物と接触した加工部には、被加工物から上記接近方向とは反対向きの離間方向に働く反力（荷重）が作用する。荷重検出工程において、上述のような加工部に働く荷重のうち、接近方向成分の変化を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００５９】
本発明の短絡検出方法は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、前記電極の変形のうち、前記接近方向と交差する方向の変形を検出する変形検出工程と、が設けられていることを特徴とする。
【００６０】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、接近方向への被加工物の加工が止まる一方、電極は被加工物に接近し続ける。そのため、筒状の電極は被加工物に押し付けられ、上述の接近方向と交差する方向に変形する。形状変化検出工程において、上述のような電極の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００６１】
本発明の短絡検出方法は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流の電流値の変化を検出する電流値検出工程と、が設けられていることを特徴とする。
【００６２】
本発明によれば、電極および被加工物などから構成される電気回路の特性は、電極および被加工物が短絡している場合と、短絡していない場合とでは異なる。そのため、電流値検出工程において電極および被加工物を流れる交流電流の電流値の変化を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００６３】
本発明の短絡検出方法は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、前記被加工物と前記電極との間に流れる交流電流の周波数変化を検出する周波数検出工程と、が設けられていることを特徴とする短絡検出方法。
【００６４】
本発明によれば、電極および被加工物などから構成される電気回路の特性は、電極および被加工物が短絡している場合と、短絡していない場合とでは異なる。そのため、周波数検出工程において電極および被加工物を流れる交流電流の周波数を解析し、周波数の変化を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【００６５】
本発明の短絡検出方法は、被加工物との間に電解電圧を印加するとともに前記被加工物との間に電解液を供給しつつ、筒状の電極が前記被加工物に対して接近する加工工程と、前記電極を前記被加工物に接近移動させるために消費される電力の変化を検出する消費電力検出工程と、が設けられていることを特徴とする。
【００６６】
本発明によれば、電極と被加工物とが短絡した場合、接近方向への被加工物の加工が止まる一方、電極は被加工物に接近し続ける。そのため、筒状の電極は被加工物に押し付けられて上述の接近方向と交差する方向に変形することから、電極の移動に消費される電力が増加する。消費電力検出工程において、上述の消費される電力の増加を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【発明の効果】
【００６７】
本発明の短絡検出装置および電解加工装置によれば、荷重検出部において、加工部に働く接近離間方向の荷重の変化を直接計測するため、高精度の検出を行うことができるとともに検出の信頼性を高めることができ、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の短絡検出装置および電解加工装置によれば、形状変化検出部において、電極の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００６８】
本発明の短絡検出装置および電解加工装置によれば、電流検出素子において電極を流れる電解電流の周波数変化を検出することにより、上述の短絡を検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の短絡検出装置および電解加工装置によれば、解析部において交流電流の周波数変化を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００６９】
本発明の短絡検出装置および電解加工装置によれば、電力計および変動検出部により、駆動部に供給される電力の増加を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００７０】
本発明の短絡検出方法によれば、荷重検出工程において、上述のような加工部に働く荷重のうち、接近方向成分の変化を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の短絡検出方法によれば、形状変化検出工程において、上述のような電極の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００７１】
本発明の短絡検出方法によれば、電流値検出工程において電極および被加工物を流れる交流電流の電流値の変化を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
本発明の短絡検出方法によれば、周波数検出工程において電極および被加工物を流れる交流電流の周波数を解析し、周波数の変化を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【００７２】
本発明の短絡検出方法によれば、消費電力検出工程において、上述の消費される電力の増加を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができるため、加工不良を早期に検出するとともに、加工コストの削減を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る電解加工装置および電解加工装置に設けられた短絡検出装置ついて図１および図２を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
電解加工装置１には、図１に示すように、ガスタービン等の動翼や静翼などであるワーク（被加工物）３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置９と、が設けられている。
【００７４】
加工部５には、ワーク３に小径深孔を電解加工する複数の電極１１と、電極１１を保持する電極ホルダ（保持部）１３と、電極１１をガイドするガイド部１５と、電解加工に用いる電解液を供給する電解液供給部１７と、ワーク３と電極１１との間に流す電解電流を供給する電源１９と、が設けられている。また加工部５には、電極ホルダ１３等を支持する支持部２１が配置されている。
【００７５】
電極１１は、筒状に形成された導電性を有する材料から形成されたものである。電極１１の内部は電解加工時に用いられる電解液をワーク３に供給する流路の一部を構成し、電極１１を形成する材料は、上述の電解液に対する耐性を有する材料でもある。
複数の電極１１は、ワーク３に形成される小径深孔の配置形状に合わせて配列され、本実施形態においては、複数の電極１１を略直線状に並べた実施例に適用して説明する。
【００７６】
図２は、図１の電解ホルダの構成を説明する部分拡大図である。
電極ホルダ１３は、図１および図２に示すように、電極１１を保持するとともに、電極１１の内部に電解液を供給するものである。電極ホルダ１３の内部には、電解液供給部１７から供給された電解液が流入する流入流路２２と、流入した電解液を一時的に貯留するチャンバ２３が形成されている。電極１１は、チャンバ２３と連通するように開口した端部がチャンバ２３内に配置されている。
一方、電極ホルダ１３は、電極１１と同様に、導電性を有するとともに電解液に対する耐性を有する材料を用いて形成され、電極１１と通電可能に接触している。
【００７７】
ガイド部１５は、電極１１をワーク３に向かって導き、電極１１の変形を防止するものである。ガイド部１５には、電極１１が挿通されるガイド孔２５が形成されている。ガイド部１５は、電解液に対する耐性を有する材料から形成されている。
【００７８】
支持部２１は、電極ホルダ１３を支持するとともに、電極ホルダ１３とともにワーク３に接近離間する方向に移動するものである。支持部２１には、電極ホルダ１３に設けられたスライド軸２７が挿通されるリニアスライド２９が設けられ、短絡検出装置９のロードセル３７が配置されている。
【００７９】
スライド軸２７およびリニアスライド２９は、電極ホルダ１３の移動方向（図１の上下方向）に延びて配置され、支持部２１および電極ホルダ１３は相対移動可能に組み合わされている。スライド軸２７およびリニアスライド２９は、電極ホルダ１３の回転を防止し、平行移動可能な配置で設けられている。本実施形態においては、複数の電極１１が並ぶ方向（図１の左右方向）における電極ホルダ１３の両端に配置されている例に適用して説明する。
【００８０】
スライド軸２７の端部には、電極ホルダ１３および電極１１の自重を支えるカウンターバネ（弾性体）３１と、支持部２１と電極ホルダ１３との相対位置を調節する調節部３３が設けられている。
カウンターバネ３１はコイルバネなどの弾性体であり、電解加工装置１が設置された場所における振動を吸収するできるバネ定数を有するものが選択されている。
調節部３３はカウンターバネ３１を押圧することにより、支持部２１と電極ホルダ１３との相対位置を調節して、センシング端子３５とロードセル３７との相対位置を調節するものである。
【００８１】
電解液供給部１７は、電解加工に用いられる電解液を供給するものであって、使用される電解液は、ワーク３の材質などに基づいて選択されている。
電源１９は、電解加工に用いられる電解電流を供給するものであって、電極ホルダ１３とワーク３とに通電可能に接続されている。
駆動部７は、支持部２１、電極ホルダ１３および電極１１を昇降させ、ワーク３に小径深孔を形成させるものである。駆動部７には制御部３９から制御信号が入力され、制御信号に基づいて電極１１等の昇降を行っている。
【００８２】
短絡検出装置９は、電極１１とワーク３との短絡を検出するものである。短絡検出装置９には、図１に示すように、センシング端子（押圧部、荷重検出部）３５と、ロードセル（検出素子、荷重検出部）３７と、制御部３９と、が設けられている。
センシング端子３５は電極ホルダ１３に設けられ、電極ホルダ１３から支持部２１に向かって（図１では上方に向かって）延び、支持部２１に形成された貫通孔４１を通って、支持部２１の内部に配置されたロードセル３７と接触するように配置された棒状の部材である。センシング端子３５の支持部２１側の端部は凸状の球面に形成され、この球面においてロードセル３７と接触するように配置されている。
【００８３】
ロードセル３７は、電極１１とワーク３との短絡により、電極１１に働く上向きの力（反力）を検出するものである。ロードセル３７は支持部２１の内部に受圧面４３を下向きにして、受圧面４３とセンシング端子３５とを接触させて配置されている。受圧面４３は、センシング端子３５の端部形状に合わせた凹状の球面に形成されている。ロードセル３７とセンシング端子３５との相対位置関係は、上述の調節部３３により調節される。
【００８４】
制御部３９は、ロードセル３７の出力信号に基づいて、電極１１とワーク３とが短絡したか否かを判断するとともに、電極１１とワーク３とが短絡した場合、ワーク３の加工を中止させるものである。
制御部３９にはロードセル３７の出力信号が入力されている一方、制御部３９から駆動部７に制御信号が出力されている。ロードセル３７から入力される出力信号は、ロードセル３７がセンシング端子３５により押圧された押圧力にかかる信号である。制御部３９から出力される制御信号は、駆動部７による電極１１の上昇および下降を制御する信号である。
【００８５】
支持部２１の内部は、電解液や、電解液が気化したガスなどが侵入しない構造とされている。具体的には、気密構造とされていたり、外部から空気などの気体が供給（エアパージ）されたりしている。このような構成とすることで、電解液に対する耐性のないロードセル３７等を用いることができる。
なお、電解液に対する耐性のあるロードセル３７等を用いる場合には、支持部２１の内部を気密構造などにする必要はない。
【００８６】
次に、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工について説明する。
電解加工装置１による加工を行う場合、図１に示すように、電解液供給部１７から電解液が電極ホルダ１３に供給される。電解液は、図２に示すように、流入流路２２を介してチャンバ２３に流入し、一時的にチャンバ２３に貯留される。その後、電解液はチャンバ２３から電極１１の内部を通って電極１１とワーク３との間に供給される。一方、図１に示すように、電極１１とワーク３との間には、電源１９により電解電流が流される。
【００８７】
電極１１とワーク３との間には所定の間隔が形成され、上述のように供給された電解液および電解電流により、電極１１の直径に応じた穴の電解加工が行われる。
駆動部７は、ワーク３の電解加工の進み具合に合わせて、上述の所定の間隔を保つように電極１１を下降させる。すると、加工された穴の底面近傍で電解加工がさらに行われ、穴の深さが深くなる。このようにして、電極１１の先端を所定の深さまで下降させ、例えばワーク３を貫通した小径深孔が加工される（加工工程）。
【００８８】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、ワーク３から短絡した電極１１に反力が作用する。
反力が電極１１に作用すると、カウンターバネ３１における力のバランス、つまり電極ホルダ１３および電極１１の自重による下向きの力と、カウンターバネ３１による上向きの力とのバランスが崩れ、電極ホルダ１３は、支持部２１に対して相対的に上向きに移動する。
【００８９】
支持部２１に対する電極ホルダ１３の相対移動により、センシング端子３５はロードセル３７に押し付けられる。ロードセル３７へのセンシング端子３５の押し付け力は、電極１１がワーク３から受けた反力と等しくなる。
ロードセル３７は、センシング端子３５から受けた押し付け力に基づいて、電気信号である出力信号を制御部３９に出力する。制御部３９は、入力された電気信号に基づいて、電極１１とワーク３とが短絡したか否かを判断する（変形検出工程）。
例えば、ロードセル３７に検出された押し付け力が所定の閾値を超えたか否かに基づいて判断される。判断に用いられる所定の閾値は、電極１１を形成する材料や、電極１１の直径により変化する値である。
【００９０】
短絡が発生したと判断した場合には、制御部３９は、駆動部７に対して電極ホルダ１３および電極１１の下降を停止させる制御信号を出力する。同時に、電解液供給部１７に対して電解液の供給を停止する信号と、電源１９に対して電解電圧の印加を停止する信号とを出力する。これにより、電解加工装置１による電解加工を停止し、ワーク３に加工される小径深孔の孔径増加を防止する。
【００９１】
図３から図５は、図１の電解加工装置における自動化を説明する模式図である。
制御部３９が、図３に示すような短絡発生時の電極ホルダ１３および電極１１を把握している場合には、以下に説明する制御を行って自動的に加工の再スタートを行ってもよい。
まず、制御部３９は、図４に示すように、電極１１の先端がワーク３に形成された穴の底面と接触する状態まで電極ホルダ１３および電極１１を上昇させる。その後、電極ホルダ１３および電極１１をさらに上昇させて、図５に示すように、電極１１の先端と、ワーク３に形成された穴の底面との間に電解加工を行うのに必要なクリアランスＣＬを形成する。クリアランスＣＬは電解加工の条件により異なり、例えば、約０．３ｍｍから約０．６ｍｍの範囲を例示することができる。
【００９２】
上記の構成によれば、電極１１とワーク３とが短絡した場合、ワーク３と接触した電極１１には、ワーク３から上記接近離間方向のうちの離間方向に働く反力（荷重）が作用する。ロードセル３７は、上述のような接近離間方向に働く荷重の変化を直接計測するため、高精度の検出を行うことができるとともに検出の信頼性を高めることができ、上述の短絡等による加工不良を早期に検出することができる。また、短絡の検出を行うことができるため、短絡の発生を監視する作業員を配置する必要がなくなり、加工コストの削減を図ることができる。
【００９３】
電極１１とワーク３とが短絡した場合、電極１１に作用する反力により加工部５と支持部２１とは相対移動する。この相対移動によりセンシング端子３５はロードセル３７に押圧され、電極１１に作用する反力を検出することができる。
【００９４】
加工部５の自重はカウンターバネ３１が支持するため、ロードセル３７は短絡発生時に変化する荷重のみを検出することができる。そのため、カウンターバネ３１がない場合と比較して、検出精度の高いロードセル３７を用いることができ、短絡の検出精度を向上させることができる。
例えば、加工部５の自重が約５ｋｇ程度であって、電極１１の直径が１．７ｍｍから２ｍｍ程度の場合、短絡により変化する荷重（発生する反力）は１００ｇから２００ｇ程度となる。そのため、本実施形態では、キログラム単位の荷重を計測するロードセル３７を用いる必要はなく、グラム単位の荷重の変化を計測するロードセル３７を用いることができ、短絡の検出精度を向上させることができる。
【００９５】
〔第１の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図６を参照して説明する。
本変形例の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図６を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図６は、本変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９６】
電解加工装置１０１には、図６に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図６の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１０９と、が設けられている。
【００９７】
短絡検出装置１０９は、電極１１とワーク３との短絡を検出するものである。短絡検出装置１０９には、図６に示すように、センシング端子（押圧部、荷重検出部）１３５と、ロードセル（検出素子、荷重検出部）１３７と、制御部３９と、が設けられている。
センシング端子１３５は、複数のスライド軸２７の端部に配置された板部１２７に設けられ、板部１２７から電極ホルダ１３に向かって（図６では下方に向かって）延びる棒状の部材である。センシング端子１３５は、端部が支持部２１の内部に配置されたロードセル３７と接触するように配置されている。
【００９８】
ロードセル１３７は、電極１１とワーク３との短絡により、電極１１に働く上向きの力（反力）を検出するものである。ロードセル１３７は支持部２１の内部に受圧面４３を上向きにして、受圧面４３とセンシング端子１３５とを接触させて配置されている。受圧面４３には、加工部５の自重が全て加えられている。
なお、ロードセル１３７およびセンシング端子１３５は、加工部５の重心位置と一致するように配置されることが望ましい。
【００９９】
次に、本変形例の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１００】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、ワーク３から短絡した電極１１に反力が作用する。
反力が電極１１に作用すると、それまで受圧面４３に加えられていた加工部５の自重に係る下向きの力が、上向きの反力が作用した分だけ小さくなる。
【０１０１】
ロードセル１３７は、センシング端子１３５から受けた押し付け力に基づいて、電気信号である出力信号を制御部３９に出力する。制御部３９は、入力された電気信号に基づいて、電極１１とワーク３とが短絡したか否かを判断する（荷重検出工程）。
例えば、ロードセル１３７に検出された力の変化の幅が、所定の閾値を超えたか否かに基づいて判断される。判断に用いられる所定の閾値は、電極１１を形成する材料や、電極１１の直径により変化する値である。
【０１０２】
短絡が発生したと判断した場合には、制御部３９は、駆動部７に対して、電極ホルダ１３および電極１１の下降を停止させる制御信号を出力する。その後、制御部３９は、電極ホルダ１３および電極１１を上昇させる制御信号を出力してもよい。
【０１０３】
なお、上述のように、センシング端子１３５が板部１２７に設けられ、ロードセル１３７が支持部２１に設けられていてもよいし、センシング端子１３５が支持部２１に設けられ、ロードセル１３７が板部１２７に設けられていてもよく、特に限定するものではない。
また、上述のように、リニアスライド２９にスライド軸２７を挿通させてもよいし、支持部２１にリニアスライド２９が設けられていなくてもよく、特に限定するものではない。
【０１０４】
上記の構成によれば、第１の実施形態と比較して、カウンターバネ３１を設けておらず、カウンターバネ３１のばらつき（例えばバネ定数のばらつき）を受けないことから、安定して短絡の検出を行うことができる（図１参照。）。
ロードセル１３７に加工部５の全荷重をかけるため、第１の実施形態のように、ロードセル１３７とセンシング端子１３５との相対位置を調節する必要がなく、短絡に検出を容易にすることができる。
【０１０５】
〔第１の実施形態の第２変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図７から図９を参照して説明する。
本変形例の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図７から図９を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図７は、本変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０６】
電解加工装置２０１には、図７に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図７の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置２０９と、が設けられている。
【０１０７】
短絡検出装置２０９は、電極１１とワーク３との短絡を検出するものである。短絡検出装置２０９には、図７に示すように、センシング端子３５と、ロードセル３７と、ローパスフィルタ（フィルタ部）２３８と、制御部３９と、が設けられている。
ローパスフィルタ２３８は、ロードセル３７と制御部３９との間に配置され、ロードセル３７から出力された出力信号に含まれる高周波のノイズ成分を取り除くものである。ローパスフィルタ２３８は、高周波のノイズ成分を取り除き、電極１１とワーク３との短絡によって変化する荷重の変化に係る電気信号を制御部３９に入力するものである。
【０１０８】
次に、本変形例の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。なお、短絡が発生してから、ロードセル３７が短絡による反力を検出するまでの説明は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１０９】
図８は、図７のロードセルが出力した出力信号の時間変化を説明するグラフである。
ロードセル３７は、センシング端子３５から受けた押し付け力に基づいて、図８に示すような、電気信号である出力信号をローパスフィルタ２３８に出力する。ロードセル３７から出力された出力信号には、他の工作機械などから発生した振動に起因する高周波のノイズＮが含まれている。高周波のノイズＮの原因としては、上述の他の工作機械による振動に限られることなく、例えば、電解加工装置２０１に作業者が接触したことによる振動も原因となる可能性があり、特に限定するものではない。
【０１１０】
図９は、図７のローパスフィルタが出力する出力信号の時間変化を説明するグラフである。
ローパスフィルタ２３８は、ロードセル３７から入力された出力信号からノイズＮを除去して、図９に示すような、センシング端子３５から受けた押し付け力に係る出力信号を制御部３９に出力する。
制御部３９は、入力された電気信号に基づいて、電極１１とワーク３とが短絡したか否かを判断し、判断に基づいた制御信号を駆動部７に出力する。
【０１１１】
なお、上述の変形例のように、所定の周波数より高い周波数のノイズＮを除去するローパスフィルタ２３８をロードセル３７と制御部３９との間に配置してもよいし、制御部３９において、ロードセル３７からの出力信号を、所定の時間における平均値からなる出力信号に変換して短絡の発生の判断に用いてもよく、特に限定するものではない。
制御部３９における短絡発生の判断の際に、ロードセル３７からの出力が所定の期間連続して所定の閾値を越えた場合に、短絡が発生したと判断してもよく、特に限定するものではない。
【０１１２】
さらに、ローパスフィルタ２３８によるノイズＮの除去と、制御部３９における出力信号の時間平均を算出して短絡の発生を検出する方法等と、を組み合わせて用いてもよく、特に限定するものではない。
【０１１３】
上記の構成によれば、ロードセル３７に検出された荷重や、ロードセル３７から出力された出力信号に外乱に起因する高周波のノイズが含まれていても、ローパスフィルタ２３８によりワーク３と電極１１との短絡に係る荷重の変化を抽出することができ、短絡の発生を確実に検出することができる。
なお、上述の出力信号の時間平均を算出して短絡の発生を検出する方法等と比較して、ローパスフィルタ２３８を用いる方法は、電解加工装置２０１に常時振動が加えられる場合に、ノイズＮを有効に取り除くことができ、短絡の発生を確実に検出することができる。
【０１１４】
なお、上述の変形例のように、第１の実施形態にローパスフィルタ２３８を設けてもよいし、第１の実施形態の第１変形例にローパスフィルタ２３８を設けてもよく、特に限定するものではない。
【０１１５】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図１０から図１２を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１０から図１２を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１０は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１６】
電解加工装置３０１には、図１０に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部３０５と、加工部３０５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１０の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置３０９と、が設けられている。
【０１１７】
加工部３０５には、ワーク３に小径深孔を電解加工する複数の電極１１と、電極１１を保持する電極ホルダ（保持部）３１３と、電極１１をガイドするガイド部１５と、電解加工に用いる電解液を供給する電解液供給部１７と、ワーク３と電極１１との間に流す電解電流を供給する電源１９と、が設けられている。
【０１１８】
図１１は、図１０の電解ホルダの構成を説明する部分拡大図である。
電極ホルダ３１３は、図１０および図１１に示すように、電極１１を保持するとともに、電極１１に働く力を計測するロードセル３３７を保持するものである。
電極ホルダ３１３には、流入流路２２およびチャンバ２３が形成された第１筐体３１５と、耐性Ｏリング３２５が配置されるＯリング溝３２７が形成された第２筐体３１７と、ロードセル３３７が配置される切欠き部３２９が形成された第３筐体３１９と、カバー３２１と、これらの部材を一つにまとめて固定するホルダ用ボルト３２３と、が設けられている。
耐性Ｏリング３２５は電解液に対する耐性を有するものであり、第２筐体３１７および第３筐体３１９の間に配置され、ロードセル３３７が配置される切欠き部３２９への電解液の侵入を防止するものである。
【０１１９】
図１２は、図１１の第３筐体の構成を説明する模式図である。
第３筐体３１９には、図１１および図１２に示すように、電極１１を側面から押圧して第３筐体３１９に固定する電極固定ボルト３３１が螺合されるボルト孔３３３と、ロードセル３３７の出力信号を制御部３９に伝達するケーブル３３５が通るケーブル溝３３７と、が形成されている。
【０１２０】
短絡検出装置３０９は、電極１１とワーク３との短絡を検出するものである。短絡検出装置３０９には、図１０に示すように、複数のロードセル（検出素子、荷重検出部）３３７と、制御部３９と、が設けられている。
ロードセル３３７は、電極１１とワーク３との短絡により、各電極１１に働く上向きの力（反力）を検出するものである。ロードセル３３７は上述のように第３筐体３１９とカバー３２１との間に配置されている。
【０１２１】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１２２】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、ワーク３から短絡した電極１１に反力が作用する。
電極１１に作用した反力は、電極ホルダ３１３内に配置された短絡した電極１１に対応するロードセル３３７に検出される（荷重検出工程）。ロードセル３３７は、検出した反力に基づいて出力信号を制御部３９に出力し、制御部３９は入力された出力信号に基づいて短絡の発生を判断する。
短絡発生の判断方法等は、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。
【０１２３】
上記の構成によれば、複数の電極１１のそれぞれに作用する接近離間方向の反力（荷重）の変化を、電極１１と電極ホルダ３１３との間に配置されたロードセル３３７で検出することにより、複数の電極１１のそれぞれについて短絡の発生を検出することができる。つまり、短絡した電極１１の特定が可能となる。
【０１２４】
特に、電極１１の数が増えた場合には、複数の電極１１全体の荷重に対して、一本の電極１１の短絡による荷重の変化の割合は小さくなることから、短絡の検出は難しくなる。このような場合に、複数の電極１１のそれぞれについて短絡の発生を検出することで、短絡の発生を早期、かつ、確実に検出することができる。
【０１２５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図１３および図１４を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１３および図１４を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１３は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１２６】
電解加工装置４０１には、図１３に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１３の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置４０９と、が設けられている。
【０１２７】
図１４は、図１３の短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
短絡検出装置４０９には、図１３および図１４に示すように、電極１１に貼り付けられる薄板（薄板部材）４１１と、薄板４１１の撓みを検出するひずみゲージ（変換部、形状変化検出部）４１３および動ひずみ計（変換部、形状変化検出部）４１５と、が設けられている。
【０１２８】
薄板４１１は略矩形状に形成され、電極１１の長手方向に対して交差する方向に延びるように配置されている。薄板４１１は複数の電極１１の側面であって、電極ホルダ１３とガイド部１５との間に貼り付けられ、薄板４１１は、電極１１の変形にともない撓むように貼り付けられている。
【０１２９】
薄板４１１の表面にはひずみゲージ４１３が配置され、ひずみゲージ４１３は動ひずみ計４１５に接続されている。なお、ひずみゲージ４１３は、図１３に示すように、１つで全ての電極１１の配置位置を覆うように配置されていてもよいし、薄板４１１のいくつかの領域に分割して、分割した領域ごとに１つのひずみゲージ４１３を配置してもよく、特に限定するものではない。
動ひずみ計４１５の出力は制御部３９に入力され、制御部３９は動ひずみ計４１５の出力に基づいて短絡の発生を判断している。
【０１３０】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３１】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。電極１１の撓みは、電極ホルダ１３とガイド部１５との間で発生し、電極１１の長手方向と交差する方向に変形する撓み（座屈）となる。
【０１３２】
電極１１に貼り付けられた薄板４１１にも電極１１の撓みによって撓みが発生し、ひずみゲージ４１３により薄板４１１の撓みが検出される（変形検出工程）。ひずみゲージ４１３により検出された撓みは動ひずみ計４１５により電気信号である出力に変換され、制御部３９に出力される。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３３】
上記の構成によれば、電極１１の撓みにより、電極１１の側面に貼り付けられ、固定された薄板４１１も撓み、変形する。この薄板４１１の変形を、ひずみゲージ４１３および動ひずみ計４１５により電気信号に変換することで、上述のような電極１１の撓みを検出することができるとともに、短絡の発生を制御部３９において自動的に判断することができる。
【０１３４】
〔第３の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第３の実施形態の第１変形例について図１５および図１６を参照して説明する。
本変形例の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第３の実施形態と同様であるが、第３の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図１５および図１６を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１５は、本変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１３５】
電解加工装置５０１には、図１５に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１５の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置５０９と、が設けられている。
【０１３６】
図１６は、図１５の短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
短絡検出装置５０９には、図１５および図１６に示すように、ガイド部５１５のガイド孔２５に貼り付けられたひずみゲージ（変換部、形状変化検出部）５１３および動ひずみ計４１５と、が設けられている。
ひずみゲージ５１３は、ガイド孔２５の内周面に沿って円筒状に配置され、ガイド孔２５の上方に配置されている。
【０１３７】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１３８】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。電極１１の撓みは、電極ホルダ１３とガイド部１５との間で発生し、電極１１の長手方向と交差する方向に変形する撓み（座屈）となる。
【０１３９】
電極１１は撓みが発生すると、図１５に示すように、ガイド孔２５の上側の内周面に配置されたひずみゲージ５１３と接触する。ひずみゲージ５１３は電極１１との接触により変形し、電極１１による押圧力を検出する（変形検出工程）。動ひずみ計４１５は、ひずみゲージ５１３が検出した押圧力を電気信号に変換して制御部３９に出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１４０】
上記の構成によれば、電極１１とワーク３とが短絡した場合、電極１１は撓み、ガイド部５１５に配置されたひずみゲージ５１３と接触する。ひずみゲージ５１３および動ひずみ計４１５は電極１１との接触により作用する押圧力に基づいて電気信号を出力するため、上述のような電極１１の撓みを検出することができるとともに、短絡の発生を制御部３９において自動的に判断することができる。
【０１４１】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について図１７および図１８を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１７および図１８を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１７は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１４２】
電解加工装置６０１には、図１７に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１７の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置６０９と、が設けられている。
【０１４３】
短絡検出装置６０９には、図１７に示すように、複数の電極１１の側面に沿って配置されるワイヤ（索状体、形状変化検出部）６１１と、ワイヤ６１１の張力を計測する張力計（変換部、形状変化検出部）６１３と、ワイヤ６１１を保持する第１ワイヤホルダ６１５および第２ワイヤホルダ６１７と、が設けられている。
【０１４４】
ワイヤ６１１は電極１１の撓みを張力の変化に変換するものであるため、延性が低い（伸縮性の低い）材料等から形成されるとともに、電解液に対する耐性を有する材料から形成されている。このような材料としては、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４や、ＳＵＳ３０４Ｌや、ＳＵＳ３１６や、ＳＵＳ３１６Ｌなど）や、ケブラー繊維などを挙げることができる。
ワイヤ６１１の一方の端部は第１ワイヤホルダ６１５に固定され、他方の端部は張力計６１３に固定されている。ワイヤ６１１は、電極ホルダ１３とガイド部１５との間で、電極１１の長手方向に交差する方向（図１７の左右方向）に延びるように配置されている。
【０１４５】
なお、ワイヤ６１１として導電性のある材料を用いている場合には、ワイヤ６１１の表面に絶縁コーティングなどの絶縁性を有する皮膜を形成し、電極１１の表面に設けられた絶縁膜と合わせて絶縁性を向上させてもよい。
【０１４６】
図１８は、図１７のワイヤの配置位置を説明する図である。
図１８に示すように、電極ホルダ１３は、電極１１におけるワーク３側の端部と、ガイド部１５とを結ぶ線上から外れた位置（図１８では右側に外れた位置）に配置されている。そのため、電極ホルダ１３とガイド部１５との間の電極１１は、撓み（図１８では左側に凸な円弧状の撓み）を持った状態で保持される。
ワイヤ６１１は、電極１１における凸状に突出した側面（図１８では左側の側面）と接触、または、電極１１の撓みを検出できる所定の間隔をあけて配置されている。
【０１４７】
張力計６１３はワイヤ６１１の張力を計測するものであり、第１ワイヤホルダ６１５および第２ワイヤホルダ６１７とともにワイヤ６１１を保持するものである。張力計６１３はワイヤ６１１の張力に基づいて電気信号である出力を制御部３９に出力している。
【０１４８】
第１ワイヤホルダ６１５および第２ワイヤホルダ６１７は、張力計６１３とともにワイヤ６１１を保持するものである。第１ワイヤホルダ６１５にはワイヤ６１１の端部が固定されている。第２ワイヤホルダ６１７には、ワイヤ６１１が相通される貫通孔（図示せず）が設けられ、張力計６１３がワイヤ６１１の張力変動などを計測できるように構成されている。
【０１４９】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５０】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１の撓みが大きくなる。つまり、電極ホルダ１３の位置をずらすことにより、予め電極１１に与えられていた撓みが大きくなる。
【０１５１】
電極１１の撓みが大きくなる際に、図１８に示すように、電極１１はワイヤ６１１を押しのけつつ撓んでゆく。ワイヤ６１１は、押しのけられることにより張力が高くなり、この張力の変動が張力計６１３に検出される（変形検出工程）。張力計６１３は、ワイヤ６１１の張力に基づいて電気信号を生成して、制御部３９に出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１５２】
上記の構成によれば、電極１１とワーク３とが短絡した場合、電極１１は撓みが大きくなる方向に変形し、電極１１の側面に接触または近接して配置されたワイヤ６１１を押しのけつつ撓んでゆく。ワイヤ６１１に働く張力は電極１１に押しのけられることにより変化し、この変化を張力計６１３により電気信号に変換することで、上述のような電極１１の変形を検出することができるとともに、短絡の発生を制御部３９において自動的に判断することができる。
【０１５３】
電極ホルダ１３の配置位置を、電極１１におけるワーク３側の端部と、ガイド部１５とを結ぶ線上から外れた位置とすることで、電極１１は予め撓んだ状態とされ、撓んだ状態でワーク３に向けて移動される。この状態で、電極１１とワーク３とが短絡した場合、電極１１は予め撓んだ状態からさらに撓みが大きく方向に変形する。そのため、電極１１に予め与えられた撓み形状により電極１１の変形方向を制御することができ、電極１１の変形の検出が容易となる。
【０１５４】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の第５の実施形態について図１９から図２４を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図１９から図２４を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１９は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１５５】
電解加工装置７０１には、図１９に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図１９の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置７０９と、が設けられている。
【０１５６】
短絡検出装置７０９には、図１９に示すように、電極１１の変形を撮像するカメラ（撮像部、形状変化検出部）７１１と、電極１１に照明光を照射する照明部７１３と、カメラ７１１により撮像された画像を解析する画像解析部（形状変化検出部）７１５と、が設けられている。
【０１５７】
図２０は、図１９のカメラの配置位置を説明する模式図である。図２１は、図２０の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
カメラ７１１は、電極ホルダ１３とガイド部１５との間の電極１１の変形を撮像し、画像データに変換するものである。変換された画像データは画像解析部７１５に出力されている。カメラ７１１としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの撮像素子を挙げることができる。
【０１５８】
カメラ７１１は、図１９から図２１に示すように、電極１１が直線状に配置されている場合には、電極１１の列を含む平面に対して斜めに電極１１の変形を撮像する位置および向きに配置されている。
カメラ７１１は、電極ホルダ１３および電極１１と同期して接近離間する方向に移動するように構成されている。例えば、取り付け用の部材を介して支持部２１（図１参照。）に取り付けられている。
【０１５９】
照明部７１３は電極１１に照明光を照射するものであって、図１９および図２１に示すように、電極１１の列を含む平面に対して斜めに照明光を照射するとともに、カメラ７１１と対向する位置および向きに配置されている。
画像解析部７１５は、画像データにおける明るさの変化を検出するものである。
【０１６０】
図２０に示すように、電極ホルダ１３は、電極１１におけるワーク３側の端部と、ガイド部１５とを結ぶ線上から外れた位置（図２０では右側に外れた位置）に配置されている。そのため、電極ホルダ１３とガイド部１５との間の電極１１は、撓み（図２０では左側に凸な円弧状の撓み）を持った状態で保持される。
カメラ７１１および照明部７１３は、電極１１における凸状に突出した側面（図２０では左側の側面）側に配置されている。
【０１６１】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６２】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１の撓みが大きくなる。つまり、電極ホルダ１３の位置をずらすことにより、図２１に示すように、予め電極１１に与えられていた撓みが大きくなる。
【０１６３】
図２２は、図２１のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
カメラ７１１は、電極１１の画像を撮像し、撮像データを画像解析部７１５に出力する。カメラ７１１により撮像された画像には、図２２に示すように、電極１１における照明部７１３により照明された領域と、電極１１の影の領域とが含まれている。短絡が発生して電極１１の撓みが大きくなると、カメラ７１１からみた電極１１の影の領域Ｓが大きくなる。画像解析部７１５は電極１１の影の領域Ｓの変化を検出することにより、短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
【０１６４】
図２３は、図１９の画像解析部における短絡発生の判断方法を説明するグラフである。
画像解析部７１５は、図２３に示すように、画像データにおける電極１１に対応する領域のなかで、所定の閾値より明るさが暗くなる部分があるか判断する。図２３の実線で示すように、所定の閾値より明るさが暗くなる部分Ｐがある場合には、短絡が発生したと判断され、点線で示すように、所定の閾値より明るさが暗くなる部分Ｐがない場合には、短絡は発生していないと判断される。
短絡が発生したと判断した場合には、画像解析部７１５は制御部３９に短絡発生信号を出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１６５】
上記の構成によれば、電極１１の撓みを画像として取得し、取得した画像に基づいて上述の撓みを検出するため、非接触で電極１１の撓み、つまり、短絡の発生を検出することができる。
短絡検出装置７０９に用いられる構成要素が、カメラ７１１および照明部７１３であるので、他の短絡検出方法と比較して構成要素の数を減らすことができる。
【０１６６】
照明部７１３から照射された照明光により電極１１の背後には影が形成され、形成された影は電極１１の変形にともない大きくなる。画像解析部７１５において、上述の取得された画像を解析する際に、電極１１による影の領域の変形を検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
画像解析部７１５において影の領域の変形を検出する際に、二値化処理により影の領域を抽出することができるため、演算処理に係る負荷を軽減し、影の領域の変形検出に要する時間を短縮することができる。
【０１６７】
なお、電極１１の側面に明色系の塗料などを塗布することにより、影の領域との明るさの差を大きくして、影の領域の検出を容易にしてもよく、特に限定するものではない。
【０１６８】
図２４は、照明部の他の配置例を説明する模式図である。
上述の実施形態のように、照明部７１３をカメラ７１１と対向する位置に配置してもよいし、図２４に示すように、カメラ７１１と同じ側に配置してもよく、特に限定するものではない。この場合、電極１１の側面に再帰反射塗料を塗布して、影の領域の検出を容易にしてもよく、特に限定するものではない。
【０１６９】
〔第６の実施形態〕
次に、本発明の第６の実施形態について図２５から図２７を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図２５から図２７を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２５は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１７０】
電解加工装置８０１には、図２５に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図２５の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置８０９と、が設けられている。
【０１７１】
短絡検出装置８０９には、図２５に示すように、電極１１の変形を撮像するカメラ（撮像部、形状変化検出部）８１１と、電極１１に照明光を照射する照明部８１３と、カメラ８１１により撮像された画像を解析する画像解析部（形状変化検出部）８１５と、が設けられている。
【０１７２】
図２６は、図２５の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
カメラ８１１は、電極ホルダ１３とガイド部１５との間の電極１１の変形を撮像し、画像データに変換するものである。変換された画像データは画像解析部８１５に出力されている。
カメラ８１１は、図２６に示すように、電極１１が直線状に配置されている場合には、電極１１の列を含む平面上に電極１１向きに配置されている。
カメラ８１１は、電極ホルダ１３および電極１１と同期して接近離間する方向に移動するように構成されている。例えば、取り付け用の部材を介して支持部２１（図１参照。）に取り付けられている。
【０１７３】
照明部８１３はスリット状の開口を備え、スリット状の開口から電極１１に向けて照明光を照射するものであって、図２６に示すように、電極１１の列を含む平面上に配置され、カメラ８１１に向けて照明光を照射する向きに配置されている。照明部８１３から照射される照明光は平行光であることが望ましい。
画像解析部８１５は、画像データにおける明るさの変化を検出するものである。
【０１７４】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７５】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１の撓みが大きくなる。つまり、電極ホルダ１３の位置をずらすことにより、図２１に示すように、予め電極１１に与えられていた撓みが大きくなる。
【０１７６】
図２７は、図２５のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
一方、照明部８１３から照射された照明光のうち、電極１１に遮られなかった照明光は、カメラ８１１に直接入射する。カメラ８１１は、図２７に示すように、照明部８１３から照射された照明光と電極１１の影から構成される画像を撮像する。
カメラ８１１から出力された画像データは、画像解析部８１５に入力され、電極１１の影の幅に基づいて短絡の発生が判断される（変形検出工程）。電極１１の影の幅は、短絡が発生していない場合には電極１１の直径と等しい幅ＷＤとなり、短絡が発生すると、短絡した電極１１が撓むことにより幅ＷＤから幅ＷＳに増加する。画像解析部８１５は、この影の幅の変化を検出することにより、短絡の発生を判断する。
【０１７７】
短絡が発生したと判断した場合には、画像解析部８１５は制御部３９に短絡発生信号を出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１７８】
上記の構成によれば、電極１１の影はカメラ８１１上に形成されるため、カメラ８１１は電極１１を影として撮像することができる。電極１１の変形にともない電極１１の影も移動するため、画像解析部８１５における影の変形を検出することにより、電極１１の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
照明部８１３から照射される照明光を平行光とすることで、電極１１の変形にともなう電極１１の影の移動を、より正確に検出することができる。
【０１７９】
〔第７の実施形態〕
次に、本発明の第７の実施形態について図２８から図３１を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図２８から図３１を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２８は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１８０】
電解加工装置９０１には、図２８に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図２８の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置９０９と、が設けられている。
【０１８１】
短絡検出装置９０９には、図２８に示すように、電極１１の変形を撮像するカメラ（撮像部、形状変化検出部）９１１と、電極１１に照明光を照射する照明部９１３と、カメラ９１１により撮像された画像を解析する画像解析部（形状変化検出部）９１５と、が設けられている。
【０１８２】
図２９は、図２８の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。図３０は、図２８の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する他の模式図である。
カメラ９１１は、電極ホルダ１３とガイド部１５との間の電極１１の変形を撮像し、画像データに変換するものである。変換された画像データは画像解析部９１５に出力されている。
カメラ９１１は、図２８から図３０に示すように、電極１１が直線状に配置されている場合には、電極１１の列を含む平面と対向する位置に、電極１１に向けて配置されている。
カメラ９１１は、電極ホルダ１３および電極１１と同期して接近離間する方向に移動するように構成されている。例えば、取り付け用の部材を介して支持部２１（図１参照。）に取り付けられている。
【０１８３】
照明部９１３はスリット状の開口を備え、スリット状の開口から電極１１に向けて照明光を照射するものであって、図２８および図２９に示すように、電極１１の列を含む平面と対向する位置であって、カメラ９１１よりも上方に配置されている。
画像解析部９１５は、画像データにおける明るさの変化を検出するものである。
【０１８４】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８５】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１の撓み発生する。
【０１８６】
図３１は、図２８のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
一方、照明部９１３から照射された照明光は、電極１１の側面を帯状に照明する。カメラ９１１は、図３１に示すように、電極１１の側面における照明部９１３により帯状に照明された照明領域ＢＡの画像を撮像する。
カメラ９１１から出力された画像データは、画像解析部９１５に入力され、照明領域ＢＡの位置に基づいて短絡の発生が判断される。照明領域ＢＡの位置は、短絡が発生して電極１１の撓みが発生すると、撓みにより移動する。画像解析部９１５は、照明領域ＢＡの移動を検出することにより、短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
【０１８７】
短絡が発生したと判断した場合には、画像解析部９１５は制御部３９に短絡発生信号を出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１８８】
上記の構成によれば、照明部９１３からスリットを通過して照射された照明光は、電極１１の側面における帯状の領域ＢＡを照明し、領域ＢＡの画像がカメラ９１１により取得される。電極１１が変形すると、上述の領域ＢＡの位置が動くことから、画像解析部９１５により上述の領域ＢＡの移動を検出することにより、電極１１の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
【０１８９】
なお、上述のように、カメラ９１１の上方に照明部９１３を配置してもよいし、カメラ９１１の下方に照明部９１３を配置してもよく、特に限定するものではない。さらに、カメラ９１１と照明部９１３との配置位置を入れ替えてもよく、特に限定するものではない。
【０１９０】
〔第８の実施形態〕
次に、本発明の第８の実施形態について図３２から図３４を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３２から図３４を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３２は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１９１】
電解加工装置１００１には、図３２に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図３２の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１００９と、が設けられている。
【０１９２】
短絡検出装置１００９には、図３２に示すように、電極１１の変形を撮像するカメラ（撮像部、形状変化検出部）１０１１と、カメラ１０１１により撮像された画像を解析する画像解析部９１５と、が設けられている。
【０１９３】
図３３は、図３２の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
カメラ１０１１は、図３２および図３３に示すように、電極１１が直線状に配置されている場合には、電極１１の列を含む平面と対向する位置であって上方に、電極１１に向けて配置されている。
カメラ１０１１は、電極ホルダ１３および電極１１と同期して接近離間する方向に移動するように構成されている。例えば、取り付け用の部材を介して支持部２１（図１参照。）に取り付けられている。
【０１９４】
電極１１の側面には、帯状の蛍光塗料が塗布された蛍光領域（蛍光部）ＦＡが設けられている。蛍光領域ＦＡは、電極ホルダ１３とガイド部１５との間で、電極１１の長手方向と交差する方向（図３２の左右方向）に並んで配置されている。
【０１９５】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９６】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。
【０１９７】
図３４は、図３２のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
一方、蛍光領域ＦＡから発せられた蛍光は、図３４に示すように、カメラ１０１１により撮像される。
カメラ１０１１から出力された画像データは、画像解析部１０１５に入力され、蛍光領域ＦＡの位置に基づいて短絡の発生が判断される。蛍光領域ＦＡの位置は、短絡が発生して電極１１の撓みが発生すると、撓みにより移動する。画像解析部１０１５は、蛍光領域ＦＡの移動を検出することにより、短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
【０１９８】
短絡が発生したと判断した場合には、画像解析部１０１５は制御部３９に短絡発生信号を出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０１９９】
上記の構成によれば、蛍光領域ＦＡから発せられた蛍光はカメラ１０１１に入射して蛍光の画像が取得される。電極１１が変形すると、蛍光領域ＦＡの位置も動くことから、画像解析部１０１５により上述の蛍光の移動を検出することにより、電極１１の変形を検出することができ、上述の短絡を早期に検出することができる。
【０２００】
〔第９の実施形態〕
次に、本発明の第９の実施形態について図３５および図３６を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第５の実施形態と同様であるが、第５の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３５および図３６を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明しその他の構成要素等の説明を省略する。
図３５は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第５の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２０１】
電解加工装置７０１Ａには、図３５に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図３５の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置７０９Ａと、が設けられている。
【０２０２】
短絡検出装置７０９Ａには、図３５に示すように、電極１１の変形を撮像するカメラ（撮像部、形状変化検出部）７１１Ａと、電極１１に照明光を照射する照明部７１３と、カメラ７１１Ａにより撮像された画像を解析する画像解析部（形状変化検出部）７１５Ａと、が設けられている。
【０２０３】
カメラ７１１Ａは支持部２１（図１参照。）とは別に固定され、電極ホルダ１３および電極１１が上昇および下降しても移動することがない。
画像解析部７１５Ａには、図３５に示すように、電極ホルダ１３および電極１１の位置を数値制御する駆動部７から、電極ホルダ１３および電極１１の位置情報が入力されている。
【０２０４】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２０５】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１の撓みが大きくなる。つまり、電極ホルダ１３の位置をずらすことにより、予め電極１１に与えられていた撓みが大きくなる。
【０２０６】
図３６は、図３５のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
カメラ７１１Ａは、電極１１の画像を撮像し、撮像データを画像解析部７１５Ａに出力する。画像解析部７１５Ａは、図３６に示すように、画像解析領域ＡＲ内の解析を行う。画像解析領域ＡＲは、駆動部７から入力された位置情報に基づいて、電極１１の長手方向に対応した方向に移動される。
画像解析部７１５Ａは、画像解析領域ＡＲ内の電極１１の影の領域Ｓの変化を検出することにより、短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
【０２０７】
短絡が発生したと判断した場合には、画像解析部７１５Ａは制御部３９に短絡発生信号を出力する。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２０８】
上記の構成によれば、画像解析領域ＡＲを移動させるため、カメラ７１１Ａを電極１１の移動に合わせて移動させる機構を設けることなく、電極１１の変形をより確実に検出することができる。
カメラ７１１Ａを電極１１等の移動に合わせて移動させる機構を設ける必要がなくなるため、カメラ７１１Ａの取り付けが容易となる。
【０２０９】
〔第１０の実施形態〕
次に、本発明の第１０の実施形態について図３７を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３７を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３７は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２１０】
電解加工装置１１０１には、図３７に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図３７の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１１０９と、が設けられている。
【０２１１】
短絡検出装置１１０９には、図３７に示すように、各電極１１の側面までの距離を測定する複数のレーザ変位計（形状変化検出部）１１１１が設けられている。
レーザ変位計１１１１は電極１１の側面に対向する位置であって電極ホルダ１３とガイド部１５との間に配置され、電極１１の側面に向けてレーザ光を出射する向きに配置されている。レーザ変位計１１１１による測定結果に係る出力信号は、制御部３９に出力されている。
【０２１２】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２１３】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。
【０２１４】
電極１１の撓みはレーザ変位計１１１１により、レーザ変位計１１１１と電極１１の側面までの距離の変化として計測される。レーザ変位計１１１１は、計測した距離の変化に基づく出力信号を制御部３９に出力する。制御部３９は、入力された出力信号に基づいて短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２１５】
上記の構成によれば、電極１１における上述の撓みを、レーザ変位計１１１１により直接検出することにより、上述の短絡を早期に検出することができる。
【０２１６】
〔第１１の実施形態〕
次に、本発明の第１１の実施形態について図３８および図３９を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図３８および図３９を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３８は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２１７】
電解加工装置１２０１には、図３８に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図３８の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１２０９と、が設けられている。
【０２１８】
短絡検出装置１２０９には、図３８に示すように、各電極１１により形成される磁界の強度を測定する複数のホール素子（磁界検出素子、形状変化検出部）１２１１が設けられている。
ホール素子１２１１は電極１１の側面に対向する位置であって電極ホルダ１３とガイド部１５との間に配置され、測定結果に係る出力信号は、制御部３９に出力されている。
【０２１９】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２２０】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。
【０２２１】
図３９は、図３８のホール素子による電極の撓みの検出を説明する模式図である。
電極１１には、図３９に示すように、電源１９により電解電流が流れ、電解電流による磁界ＭＦが電極１１の周囲に形成されている。電極１１に撓みが発生すると、電極１１に移動にともない磁界ＭＦにも変形が生じる。ホール素子１２１１に検出される磁界ＭＦの磁界強度は、磁界ＭＦの変形にともない変化する。
ホール素子１２１１は、検出した磁界の強度に基づく出力信号を制御部３９に出力する。制御部３９は、入力された出力信号に基づいて短絡の発生を判断する（変形検出工程）。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２２２】
上記の構成によれば、電極１１の周囲には電解電流による磁界ＭＦが形成されている。磁界ＭＦは、電極１１を中心に形成されているため、電極１１の移動に合わせて磁界ＭＦも移動する。電極１１の側面と対向する位置に配置されたホール素子１２１１は、上述の磁界ＭＦの移動による磁界ＭＦの強度の変化を検出することにより、電極１１の変形を検出することができる。
ホール素子１２１１による磁界ＭＦの強度変化を検出するため、検出方向に限定がなく、電極１１が３６０度どの方向に撓んでも短絡を検出することができる。
【０２２３】
〔第１２の実施形態〕
次に、本発明の第１２の実施形態について図４０および図４１を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１１の実施形態と同様であるが、第１１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４０および図４１を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図４０は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２２４】
電解加工装置１３０１には、図４０に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図４０の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１３０９と、が設けられている。
【０２２５】
短絡検出装置１３０９には、図４０に示すように、各電極１１を流れる電解電流の値を測定する複数のコイル（電流検出素子）１３１１が設けられている。
コイル１３１１は電極１１の周囲を取り囲むように配置されたコイルであって、本実施の形態では、複数の電極１１に対して一つのコイル１３１１を配置する例に適用して説明する。コイル１３１１による検出信号は、制御部３９に出力されている。
【０２２６】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２２７】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態では、電解液を介して電解電流が電極１１とワーク３との間を流れる場合と比較して、電極１１とワーク３との間で直接電解電流が流れるため、電解電流が流れる回路の特性が変化し、電解電流の値が変化する。
【０２２８】
図４１は、図３９のコイルによる電極の短絡検出を説明する模式図である。
電極１１には、図４１に示すように、電源１９により電解電流が流れ、コイル１３１１に電解電流の電流値に応じた電流が誘起される。そのため、電極１１とワーク３とが短絡した場合、コイル１３１１には電解電流の電流値の変化に応じた電流が励起される。
コイル１３１１に励起された電流は出力信号として制御部３９に入力される。制御部３９は、入力された出力信号に基づいて短絡の発生を判断する（電流値検出工程）。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２２９】
上記の構成によれば、電極と被加工物との短絡により変化した電解電流の電流値を、コイル１３１１により検出することができ、コイル１３１１から出力された出力信号に基づいて上述の短絡を検出することができる。
【０２３０】
〔第１３の実施形態〕
次に、本発明の第１３の実施形態について図４２を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４２を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図４２は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２３１】
電解加工装置１４０１には、図４２に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図４２の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１４０９と、が設けられている。
【０２３２】
短絡検出装置１４０９には、図４２に示すように、電極１１とワーク３との間に短絡検出用の交流電圧を印加する検出用電源（電源部）１４１１と、電極１１とワーク３との間を流れる短絡検出用の交流電流を計測する電流計（計測部）１４１３と、交流電流の周波数を解析する解析部１４１５と、が設けられている。
【０２３３】
検出用電源１４１１は電極ホルダ１３とワーク３と電気的に接続され、電解加工に用いられる電解電圧よりも微小な短絡検出用の交流電圧を印加するものである。
電流計１４１３は、検出用電源１４１１とワーク３との間、または、検出用電源１４１１と電極ホルダ１３との間に直列に接続され、電極１１とワーク３との間に流れる短絡検出用の交流電流を計測するものである。
解析部１４１５は、電流計１４１３により計測された短絡検出用の交流電流の周波数解析を行う解析装置である。解析部１４１５としては、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）アナライザを用いることができる。解析部１４１５における解析結果は、制御部３９に入力されている。
【０２３４】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２３５】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態では、短絡検出用の交流電流が電解液を介して電極１１とワーク３との間を流れる場合と比較して、電極１１とワーク３との間で直接交流電流が流れることから交流電流が流れる電気回路の特性が変化し、電解電流の周波数が変化する。
【０２３６】
電流計１４１３は、つねに電極１１とワーク３との間に流れる短絡検出用の交流電力を計測し、解析部１４１５は、電流計１４１３により計測された交流電流の周波数を解析し続ける。解析部１４１５において求められた交流電流の周波数の値は、出力信号として制御部３９に入力される。制御部３９は、出力信号として入力された周波数の値の変化に基づいて、短絡の発生を判断する（周波数検出工程）。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２３７】
上記の構成によれば、検出用電源１４１１、電流計１４１３、電極１１およびワーク３などから構成される電気回路に短絡検出用の交流電流を流し、解析部において短絡検出用の交流電流の周波数変化を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【０２３８】
〔第１４の実施形態〕
次に、本発明の第１４の実施形態について図４３を参照して説明する。
本実施形態の電解加工装置および短絡検出装置の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、短絡検出装置周辺の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、図４３を用いて短絡検出装置周辺の構成のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図４３は、本実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０２３９】
電解加工装置１５０１には、図４３に示すように、ワーク３に小径深孔を加工する加工部５と、加工部５をワーク３に向けて接近離間する方向（図４２の上下方向）へ移動させる駆動部７と、加工部５の電極１１とワーク３との短絡を検出する短絡検出装置１５０９と、が設けられている。
【０２４０】
駆動部７には、図４３に示すように、電極ホルダ１３および電極１１を支持する上下軸１５１５と、電極ホルダ１３および電極１１をワーク３に接近離間させる方向（図４３の上下方向）に駆動するスライド軸１５１７およびモータ（駆動部）１５１９と、が設けられている。
【０２４１】
短絡検出装置１５０９には、制御部３９からモータ１５１９に供給される電流を計測するクランプメータ（電力計）１５１１および電力計１５１３が設けられている。電力計１５１３はクランプメータ１５１１から出力される検出信号に基づいてモータ１５１９の消費電力を算出し、算出された消費電力の値にかかる出力信号を制御部（変動検出部）３９に出力している。
【０２４２】
次に、本実施形態の特徴である電極とワークとの短絡の検出について説明する。
なお、上記の構成からなる電解加工装置による小径深孔の加工については、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２４３】
電極１１とワーク３とが接触して、短絡が発生すると、電極１１とワーク３との間で電解加工が行われなくなる。この状態でさらに電極ホルダ１３および電極１１の下降が行われると、短絡した電極１１はワーク３に押し付けられ、電極１１に撓みが発生する。モータ１５１９には、電極１１に撓みを発生させるために必要な動力が新たに付加され、モータ１５１９の消費電力が増加する。
【０２４４】
クランプメータ１５１１は、上述のように制御部（変動検出部）３９からモータ１５１９に供給される電流の増加を検出し、検出信号を電力計１５１３に出力する。電力計１５１３は、クランプメータ１５１１の検出信号に基づいてモータ１５１９の消費電力を算出し、算出された消費電力の値を出力信号として制御部３９に出力する。
制御部３９は、電力計１５１３から入力された出力信号に基づいて電極１１とワーク３との短絡発生を判断する（消費電力検出部）。
以後の短絡の検出における作用は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【０２４５】
上記の構成によれば、電極１１とワーク３とが短絡した場合、接近離間方向へのワーク３の加工が止まる一方、電極１１はワーク３に接近し続ける。そのため、電極１１はワーク３に押し付けられて上述の接近離間方向と交差する方向に変形することから、モータ１５１９に供給される電力が増加する。そのため、クランプメータ１５１１、電力計１５１３および制御部３９により、モータ１５１９に供給される電力の増加を検出することで、上述の短絡を早期に検出することができる。
【０２４６】
電解加工装置１５０１に、レーザ変位計１１１１などと比較して安価であり、取り付けが容易なクランプメータ１５１１および電力計１５１３を用いることで、電極１１とワーク３との短絡を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図２】図１の電解ホルダの構成を説明する部分拡大図である。
【図３】図１の電解加工装置における自動化を説明する模式図である。
【図４】図１の電解加工装置における自動化を説明する模式図である。
【図５】図１の電解加工装置における自動化を説明する模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の第１変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の第２変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図８】図７のロードセルが出力した出力信号の時間変化を説明するグラフである。
【図９】図７のローパスフィルタが出力する出力信号の時間変化を説明するグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１１】図１０の電解ホルダの構成を説明する部分拡大図である。
【図１２】図１１の第３筐体の構成を説明する模式図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１４】図１３の短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態の第１変形例における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１６】図１５の短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図１８】図１７のワイヤの配置位置を説明する図である。
【図１９】本発明の第５の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図２０】図１９のカメラの配置位置を説明する模式図である。
【図２１】図２０の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
【図２２】図２１のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
【図２３】図１９の画像解析部における短絡発生の判断方法を説明するグラフである。
【図２４】照明部の他の配置例を説明する模式図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図２６】図２５の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
【図２７】図２５のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
【図２８】本発明の第７の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図２９】図２８の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
【図３０】図２８の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する他の模式図である。
【図３１】図２８のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
【図３２】本発明の第８の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図３３】図３２の電極の変形と、カメラおよび照明の配置位置との関係を説明する模式図である。
【図３４】図３２のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
【図３５】本発明の第９の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図３６】図３５のカメラにより撮像された画像を説明する模式図である。
【図３７】本発明の第１０の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図３８】本発明の第１１の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図３９】図３８のホール素子による電極の撓みの検出を説明する模式図である。
【図４０】本発明の第１２の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図４１】図３９のコイルによる電極の短絡検出を説明する模式図である。
【図４２】本発明の第１３の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【図４３】本発明の第１４の実施形態における電解加工装置および短絡検出装置の構成を説明する模式図である。
【符号の説明】
【０２４８】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１３０１，１４０１，１５０１  電解加工装置
３  ワーク（被加工物）
５，３０５  加工部
９，１０９，２０９，３０９，４０９，５０９，６０９，７０９，８０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９，１３０９，１４０９，１５０９  短絡検出装置
１１  電極
１３，３１３，５１３  電極ホルダ（保持部）
１５，５１５  ガイド部
２１  支持部
３１  カウンターバネ（弾性体）
３５，１３５  センシング端子（押圧部、荷重検出部）
３７，１３７，３３７  ロードセル（検出素子、荷重検出部）
３９  制御部（変動検出部）
２３８  ローパスフィルタ（フィルタ部）
４１１  薄板（薄板部材）
４１３  ひずみゲージ（変換部、形状変化検出部）
６１１  ワイヤ（索状体、形状変化検出部）
６１３  張力計（変換部、形状変化検出部）
７１１，８１１，９１１，１０１１  カメラ（撮像部、形状変化検出部）
７１３，８１３，９１３  照明部
７１５，８１５，９１５，１０１５  画像解析部（形状変化検出部）
１１１１  レーザ変位計（形状変化検出部）
１２１１  ホール素子（磁界検出素子、形状変化検出部）
１３１１  コイル（電流検出素子）
１４１１  検出用電源（電源部）
１４１３  電流計（計測部）
１４１５  解析部
１５１１  クランプメータ（電力計）
１５１９  モータ（駆動部）
ＦＡ  蛍光領域（蛍光部）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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