(57)【要約】【課題】  加工物の放電加工の改良された方法及び装置を提供すること。【解決手段】  浸食パルスが工具電極に及ぼされる、加工物の放電加工のための方法及び装置。浸食パルスの時間に電極に設定された電圧（Ｕｅ）が求められ、求められた電圧（Ｕｅ）の漸近的動き又は電圧から派生する値が求められた後に浸食パルスは中断される。浸食パルスの中断の前に、電流の増加を生じる。【選択図】  図３
2004306255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具電極による加工物の放電加工方法であって、
前記工具電極に浸食パルスを及ぼすステップと、
前記浸食パルスの持続中に前記工具電極に印加された電圧（Ｕｅ）を求めるステップと、
求めた電圧（Ｕｅ）の漸近的動き又は該漸近的動きから派生した値を検出するステップと、
前記漸近的動きを検出した後前記浸食パルスを中断するステップとを含む、工具電極による加工物の放電加工方法。
【請求項２】
前記漸近的動きから派生した値は、放電電力と、同時に流れる電流に対する前記求めた電圧の比とからなるグループから選択される、請求項１に記載の放電加工方法。
【請求項３】
前記浸食パルスの持続中の少なくとも一部において放電によって前記工具電極に流れる放電電流（Ｉｅ）を一定の値に維持するように該放電電流を制御すること、
検出された前記電圧（Ｕｅ）についての時間に関する導関数が所定の閾値（基準値）から降下するときの前記漸近的動きを検出することとを含む、請求項１に記載の放電加工方法。
【請求項４】
放電の開始を検出すること、前記浸食パルスを中断した後、第１の持続時間（ｔ０）を有するパルス間隔時間を導入することとを含み、前記第１の持続時間は、前記放電の開始と先行の前記浸食パルスの漸近的動きの検出との間の時間として定義される第２の持続時間（ｔｅ）に依存する、請求項３に記載の放電加工方法。
【請求項５】
前記第１の持続時間（ｔ０）は前記第２の持続時間（ｔｅ）に比例する、請求項４に記載の放電加工方法。
【請求項６】
前記第１の持続時間（ｔ０）は、前記浸食パルスの付与と前記放電の開始との間の時間として定義される点火遅延時間（ｔｉ）に依存する、請求項４に記載の放電加工方法。
【請求項７】
前記点火遅延時間（ｔｉ）が閾値から降下したときの最小値を前記第１の持続時間（ｔ０）に割り当てることを含む、請求項６に記載の放電加工方法。
【請求項８】
前記浸食パルスの持続時間に放電によって前記工具電極に流れる放電電流（Ｉｅ）を制御すること、
前記漸近的動きが検出された後に開始しかつ前記浸食パルスが中断されたときに終了する第３の持続時間中前記放電電流を所定の電流値に増加させることとを含む、請求項４に記載の放電加工方法。
【請求項９】
前記放電電流が包絡曲線間で上昇及び下降するようにそれぞれの上方及び下方の包絡曲線を用いて前記浸食パルスの持続時間中放電によって前記工具電極に流れる放電電流（Ｉｅ）を制御すること、前記放電電流（Ｉｅ）の電流値が最大であるときに前記浸食パルスを中断することとを含む、請求項１に記載の放電加工方法。
【請求項１０】
前記放電の開始と先行の前記浸食パルスでの前記漸近的動きの検出との間の時間として定義される前記第２の持続時間（ｔｅ）に依存する浸食パラメータを設定することを含む、請求項４に記載の放電加工方法。
【請求項１１】
工具電極に及ぼされる浸食パルスを生じる放電発生器を備え、前記浸食パルスの持続中に前記工具電極に印加された電圧（Ｕｅ）を求める、加工物の放電加工装置であって、
求めた電圧（Ｕｅ）の漸近的動き又は該漸近的動きから派生する値を検出した後に前記放電発生器に浸食パルスを中断させる、前記放電発生器に接続された機器を含む、加工物の放電加工装置。
【請求項１２】
前記漸近的動きから派生する値は、放電電力と、同時に流れる電流に対する前記求めた電圧の比とからなるグループから選択される、請求項１１に記載の放電加工装置。
【請求項１３】
放電発生器は、中断された浸食パルスの後に放電の開始を検出し、前記放電の開始と先行の前記浸食パルスでの前記漸近的動きの検出との間の時間として定義される第２の持続時間（ｔｉ）に依存する第１の持続時間（ｔ０）を有するパルス間隔時間を導入する、請求項１１に記載の放電加工装置。
【請求項１４】
前記放電発生器は、放電において浸食パルスの持続時間中前記工具電極を流れる前記放電電流（Ｉｅ）を制御し、前記放電発生器は、前記漸近的動きの検出後に開始しかつ前記浸食パルスの中断で終了する第３の持続時間中前記放電電流を所定の値に増加させるように制御する、請求項１３に記載の放電加工装置。
【請求項１５】
前記放電発生器は、前記放電電流（Ｉｅ）が包絡曲線間で上昇及び下降するようにそれぞれの上方及び下方の包絡曲線を用いて浸食パルスの持続時間に放電によって前記工具電極に流れる前記放電電流（Ｉｅ）を制御し、前記放電電流（Ｉｅ）が最も高いとき前記浸食パルスを中断する、請求項１１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、加工物の加工方法及び装置に関し、特に、工具電極による加工物の放電加工方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放電加工の主な困難なことの一つは、一方で除去速度の最適化、他方で加工される加工物の表面品質にある。加工された加工物は、望まれる最終的な粗さと正確な形状とを備えていなければならない。さらに、加工物表面の熱影響領域の大きさの最小化と起こりうる電極消耗の最小化とが望まれる。これらの境界条件は、加工時間と加工物の仕上げ費用とを決定する。
【０００３】
放電加工において、放電発生器は、制御された浸食パルス列を工具電極及び加工物に供給し、放電加工を可能にする。技術の現状によれば、以下に述べる種類のパルス列が通例である。
【０００４】
図１（ａ）に示す例のような、等周期パルス列。加工物に印加される電圧（ＵＦＳ）についての時間に関する推移が、連続する３つの浸食パルスによって示されている。所定のアイドル電圧Ｕｉまでの電圧の増加、浸食パルスが発生するまで一定に保たれたアイドル電圧Ｕｉの継続、放電（平均放電電圧Ｕｅによる）の間の電圧の降下、及び電圧のゼロへの降下による放電の中断が、特徴として見られる。持続時間ｔｉの浸食パルスの後にパルス間隔時間ｔｏが続き、次いで、新規の浸食パルスが発生する。
【０００５】
図１（ｂ）に、浸食パルスの間に工具電極に流れる電流ＩＦＳの推移を関連的に示す。この電流は、放電の間一定に保たれた平均放電電流Ｉｅに上昇し、浸食パルスの終了近くでゼロに降下する。等周期パルス列によって、パルス持続時間ｔｉ及びパルス間隔時間の持続時間ｔｏは一定に保たれる。この方法によれば、点火遅延時間（設定されたアイドル電圧Ｕｉと各アイドル電圧降下毎の電流増加との間の時間）の確率的又は統計的な動きは、各電気パルスのための放電エネルギー（放電率もまた一定に保たれている）を変化させ、したがって、材料の除去、相対的消耗及び最終粗さを変化させる。
【０００６】
例えば、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すような、放電時間ｔｅ及びパルス間隔時間ｔｏが一定に保たれた等エネルギーパルス列。これにおいては、より均一の技術的結果が得られる。等周期加工と比較して、等エネルギー加工は、単位時間毎に用いられる浸食パルスが少ないので、結果として、より低い除去率になる。
【０００７】
さらに、放電加工の技術の現状によれば、矩形又は台形の電気パルスが通例である。台形の電気パルスは、放電経路（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｃｈａｎｎｅｌ）の設定された立ち上がり段階（ｓｅｔ−ｂｕｉｌｄ−ｕｐ  ｐｈａｓｅ）の間におけるより低い電流密度により電極消耗はより低いという利点を有するが、より低い電流時間積分により除去率はより低いという不都合な点を有する。
【０００８】
ＰＣＴ公開ＷＯ０１／３２３４２号公報には、放電の開始からの予め決められた時間の後、非常に短くかつ三角形の高エネルギーの電流パルスと通常の電流パルスとを重ねる補助的電流発生器を接続することによって台形の電気パルスで加工の不都合な点を除去する試みが開示されている。電極消耗を低く保つために、予め決められた時間が経験的に確立され、このことが、電流密度を低くすることに貢献する。しかし、この場合において、特に超硬合金の加工において、除去を増大させることはできるが、他の条件がない各電気パルスと同じ時間で電極消耗を低くすることはできない。浸食過程が確率的であるので、各電流パルスのための電流密度は、それ自体の勾配に従う。さらに、補助的発生器の使用は複雑かつより高価である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、加工物の放電加工のための改良された方法及び装置を提供する。
【００１０】
本発明は、その第１の面によれば、浸食パルスが工具電極に及ぼされ、電圧が浸食パルスの持続時間中に求められる、加工物の放電加工方法を提供する。求められた電圧の漸近的動き、又は、例えば、放電エネルギー又は求められた電圧と電流との比のような、前記電圧から取り出された値の漸近的動きを示した後、浸食パルスは中断される。
【００１１】
第２の面によれば、本発明は、工具電極に適用される浸食パルスを生じる放電発生器による加工物の放電加工のための装置を提供する。放電発生器は、工具電極に及ぼされた浸食パルスの時間に加工物に印加された電圧を求める。放電発生器に接続された機器は、求められた電圧又は該電圧から派生する値の漸近的動きを検出した後に放電発生器に浸食パルスを中断させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ここでの説明とその説明に用いられる技術用語のより良い理解のために、放電加工の一般的な原理について、技術の現状に従って、浸食パルス列のための電圧ＵＦＳ及びそれに関係づけられる電流ＩＦＳを示す図１及び図２を用いて以下に説明する。
【００１３】
加工物の放電加工は、作動媒体（誘電性流体）内の２つの電極（加工物及び工具電極）間の放電過程による誘電材料の浸食を含む。浸食は、固定でなくかつ空間及び時間において互いから離された放電（火花）によって引き起こされる。加工物及び工具電極は、これらの間で加工間隙が規定されるような加工位置に置かれる。電極に（浸食パルス列のような）電圧が供給されたとき、加工媒体の絶縁耐力（誘電性流体の間隙幅及び電気伝導率によって設定される）を越えた後に高エネルギーの放電経路が形成される。適当な放電発生器は、浸食パルスを生じさせるために必要なエネルギーを供給する。技術の現状では、典型的には、静電気パルス発生器が用いられる。
【００１４】
材料除去に先行する物理的放電過程は、３つの連続する主段階、例えば、立ち上がり段階と、放電段階と、減少段階とに分割される。これらの３つの段階についての以下の説明において、正の電圧を有する浸食パルスは、アノードの役割を果たす工具電極に及ぼされると仮定する。本発明は、また、例えば、負の浸食パルスが及ぼされる他の浸食過程に適用される。
【００１５】
立ち上がり段階の間、放電経路は２つの電極間に生じる。放電発生器から、設定された電圧値を有する浸食パルスが電極に及ぼされる。放電経路を経て流れる電流ＩＦＳがないとき、いわゆるアイドル電圧Ｕｉが放電間隙に最大値として現れる。設定されたアイドル電圧Ｕｉは、特に、放電が発生する間隙幅を決定する。
【００１６】
いわゆる点火遅延の後、電流Ｉｅは放電経路の表面殻上をもっぱら流れ、アノードは電子衝撃によって部分的に蒸発され、これにより、電極の主な消耗が生じる。工具電極（アノードの役割を果たす）は、主として、放電間隙の電界で加速された陰電子からエネルギーを得る。この陰電子は、比較的に小さい質量を有し、したがって、比較的に短時間で加速される。
【００１７】
放電段階において、放電発生器によって供給された電気エネルギーは、結果として、材料、主に加工物の材料の蒸発を引き起こす。放電段階は、放電が発生しかつ対応する放電電流Ｉｅが流れたとき放電間隙に現れる時間依存放電電圧によって特徴づけられる。しばしば、材料の組合せに依存しかつ多くの場合に１５Ｖと３０Ｖとの間にある中間放電電圧Ｕｅが定義される。
【００１８】
放電電流Ｉｅは、発生器でプリセット値に調整することができる。しばしば、加工電圧は、加工中に放電間隙に設定された電圧の相加平均値として定義され、加工電流は、放電間隙を経て流れる放電電流Ｉｅの相加平均値として定義される。加工電圧及び加工電流は、浸食過程を設定しかつ監視するために用いられる２つの測定変数である。放電エネルギーは、放電中に放電間隙で変換されたエネルギーである。それは、単発放電の大きさを決定し、さらに、浸食された表面の構造をも決定する。
【００１９】
減少段階は、放電電流Ｉｅのスイッチングオフによって開始する。プラズマ経路は窪み、また、部分的に蒸発しかつ部分的に流動性材料が除かれる。したがって、正の極性での加工によって、減少段階の間に材料の除去が主として行われる。
【００２０】
優れた浸食過程では、短絡、アーク放電及びアイドル電圧パルスの発生を可能な限り回避するような放電条件が放電間隙に必要とされる。さらに、火花放電加工に関する詳細は、ヴィルフリエト・ケーニッヒ及びフリッツ・クロッケ（Ｗｉｌｆｒｉｅｄ  Ｋｏｎｉｇ−Ｆｒｉｔｚ  Ｋｌｏｃｋｅ）著「製造方法、除去及び生産（Ｆｅｒｔｉｇｕｎｇｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ，  Ａｂｔｒａｇｅｎ  ｕｎｄ  Ｇｅｎｅｒｉｅｒｅｎ）」（シュプリンガー（Ｓｐｒｉｎｇｅｒ）出版社、ＩＳＢＮ３−５４０−６３２０１−８）に見い出すことができる。
【００２１】
図３（ａ）は浸食パルスの電圧ＵＦＳを示す図、図３（ｂ）は放電段階（アイドル電圧Ｕｉの放電電圧Ｕｅへの降下後）の持続に関する図３（ａ）に示す電圧推移についての導関数−ｄＵＦＳ／ｄｔの対応する図、及び図３（ｃ）は工具電極へ流れる対応する電流ＩＦＳを示す図である。
【００２２】
放電プラズマによって生じた、アノード及びカソード上の放電クレータの大きさが放電時間ｔｅの直接関数として増加することは知られている。特定の時間の後、プラズマ基点はカソード表面上を移動することを開始し、より小さな従属的なクレータを生じさせる（アルント・カルデン（Ａｒｎｄ  Ｋａｒｄｅｎ）著「高性能の電極加工材料及び作業媒体を伴う放電浸食沈降加工（Ｆｕｎｋｅｎｅｒｏｓｉｖｅ  Ｓｅｎｋｂｅａｒｂｅｉｔｕｎｇ  ｍｉｔ  ｌｅｉｓｔｕｎｇｓ−ｓｔｅｉｇｅｒｎｄｅｎ  Ｅｌｅｋｔｒｏｄｅｎｗｅｒｋｓｔｏｆｆｅｎ  ｕｎｄ  Ａｒｂｅｉｔｓｍｅｄｉｅｎ）」（第２／２００１巻、シェイカー（Ｓｈａｋｅｒ）出版社、ＩＳＢＮ３−８２６５−８３９２−２）参照）。加工された加工物表面の粗さは火花基部の半径に対応する（ダリル・ディ・ビトント（Ｄａｒｙｌ  ｄｉ  Ｂｉｔｏｎｔｏ）らの著「放電加工プロセスの理論モデル（Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ  ｍｏｄｅｌｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｍａｃｈｉｎｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）」、「Ｉ．単純カソード浸食モデル（Ｉ．  Ａ．  ｓｉｍｐｌｅ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｅｒｏｓｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）」及び「ＩＩ．アノード浸食モデル（ＩＩ．  Ｔｈｅ  ａｎｏｄｅ  ｅｒｏｓｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）」（応用物理学雑誌（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ）、第６６巻第９号第４０９５−４１１１頁、１９８９年））。
【００２３】
放電持続時間ｔｅの増加に基づく火花基部の直径の増加により、プラズマ経路の電流密度は減少し、工具電極と加工物との間の放電電圧を減少させる（マティアス・ティム（Ｍａｔｔｈｉａｓ  Ｔｉｍｍ）著「電気による直線導電加工材料のための放電浸食切断（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｓｃｈｅ  Ｓｔｒｏｍｑｕｅｌｌｅ  ｆｕｒ  ｄａｓ  ｆｕｎｋｅｎｅｒｏｓｉｖｅ  Ｓｃｈｎｅｉｄｅｎ  ｖｏｎ  ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈ  ｓｃｈｌｅｃｈｔ  ｌｅｉｔｆａｈｉｇｅｎ  Ｗｅｒｋｓｔｏｆｆｅｎ）」（マクデブルク市にあるオットー・フォン・ゲリッケ大学（Ｏｔｔｏ−ｖｏｎ−Ｇｕｅｒｉｃｋｅ−Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔａｔ  Ｍａｇｄｅｂｕｒｇ）、１９９６年、論文、第３０頁以下）を参照せよ。）。
【００２４】
供給エネルギーと、加工物に供給された溶融半球体のカロリーエネルギーとの間の熱的バランスが得られたとき、火花基部の直径がさらに増加しない時間に放電電圧Ｕｅから減じることが可能である。さらに、放電パルスは、要求された粗さが得られたときから継続する必要はない。この点は、放電電圧Ｕｅの漸近的動きがあったときに到達される。
【００２５】
一定の放電電流Ｉｅの場合において、漸近的動きは実質的に一定の放電電圧Ｕｅである。放電電流が一定でないとき、放電電圧Ｕｅの漸近的動きは、時間を超過して放電電流Ｉｅの推移に依存してもよい。例えば、時間を超過する放電電流Ｉｅの直線増加に基づいて、放電電圧Ｕｅの漸近的動きは、また、時間に関して直線増加であるが、一般に、異なった増加率を有する。
【００２６】
特定の場合において、放電電圧Ｕｅから派生する他の値から漸近的動きを決定することは比較的容易であろう。この派生する値は、例えば、時間単位で記録された放電電圧Ｕｅと時間単位で流れる放電電流Ｉｅとの積によって決定される放電値とすることができる。時間単位で記録された放電電圧Ｕｅ及び時間単位で流れる同時的放電電流Ｉｅを分割することによって得られる値とすることもできる。
【００２７】
この明細書で用いられる用語「漸近的動き」は、放電電圧Ｕｅ（例えば、放電電力のような派生値）が釣り合い、かつ同時に流れる放電電流Ｉｅにより実質的に最大のクレータ直径が得られると考えられる動きとして理解される。各放電電流Ｉｅは、ちょうど１つの最大のクレータ直径を有し、したがって、時間のずれを有して現れる対応する放電電圧Ｕｅを有する。したがって、時間に関して変化する放電電流Ｉｅを有する漸近的動きは、時間に関して任意の「複雑な」動きとすることもでき、したがって、漸近値又は漸近線（直線）に限定されない。
【００２８】
図３（ａ）から図３（ｃ）において、放電電圧Ｕｅの漸近的動きは、縦の一点鎖線で示されている。一定の放電電流Ｉｅについて、漸近的動きは時間に関して一定の放電電圧Ｕｅである。例えば、この不変性は、漸近的動き（それぞれが、与えられた閾値より小さい。）に基づく主としてゼロに等しい、時間に関する間隙電圧ＵＦＳ（それぞれ放電電圧Ｕｅ）の導関数−ＤＵＦＳ／ｄｔによって決定することができる。さらに、導関数が、与えられた閾値より小さくなるときのわずか前に、図３は、放電電圧Ｕｅの導関数−ＤＵＦＳ／ｄｔが大きく降下する連続垂直線として描かれたさらに他の時間を示す（この時間は、放電電圧Ｕｅの漸近的動きの達成を決定するために用いることもできる。）。
【００２９】
銅／鋼の組合せ（工具電極／加工物）について、放電電圧Ｕｅの漸近的値は、例えば約２４Ｖである。しかし、この値は、すべての放電パルス及び工具電極／加工物の組合せのために同じではなく、浸食間隙上方の電圧における降下は、例えば放電電流Ｉｅ及び電極形状に依存する。さらに、浸食過程の既知の特徴は、そのほとんどについて、統計的特徴、加工間隙の常に変化する物理的条件に従う。
【００３０】
より複雑な放電電流Ｉｅの過程によって、放電電圧Ｕｅ又は放電エネルギーから取り出された他のパラメータは、漸近的動きの達成を決定するために用いてもよい。直線経路で変化する放電電流Ｉｅによって、放電電圧Ｕｅの時間に関する二次導関数が、与えられた閾値より下方に降下するとき監視することが可能である（放電電圧Ｕｅの過程の曲率は主としてゼロの方へ運動し、それぞれの過程は時間に関して直線である。）。
【００３１】
規定された火花基部直径に放電が達する速度は間隙内の巨視的位置と放電間隙内の局所的幾何学形状とに依存するので、この状態に達するためにパルスに必要な持続時間は一定ではない。例えば先行の火花放電から、ある溶融した材料は短時間に局所的に残されかつ新たな放電が先行の放電に近く発生したとき、要求された直径に達するために必要なエネルギー及び時間は少ない。
【００３２】
好ましくは、浸食過程は、以下のように前記した研究を適用することによって最適化される。最初に、（好ましくは一定の）放電電流Ｉｅの決定された値のための経験的な測定の支援によって、対応する表面粗さが検出され、前記表面粗さは、放電電圧Ｕｅが漸近的になったとき到達される。これらの放電電流Ｉｅ及び表面粗さの値の対は、得られるべき特定の表面粗さのために対応する放電電流が放電発生器によって設定されることを決定するために、放電発生器に技術パラメータとして保存される。
【００３３】
加工物の加工の間、各加工ステップのために、浸食パルス列は、望まれる加工粗さに達するように、与えられた放電電流Ｉｅで設定される。各放電パルスのために、放電電圧Ｕｅの漸近的動きが検出されるまで放電電流Ｉｅは流れる。このとき、電流密度及び電極消耗は最も低い。この後、放電パルスが中断されるか又は以下に説明する手順が中断の前に用いられる（放電電流Ｉｅの増加）。好ましくは、これらの浸食パルスによって、放電時間（放電電圧Ｕｅの漸近的動きが得られるまでの、放電電流Ｉｅの増加による放電の開始）は、安全率によって増加することができる。適応可能の放電時間によってこのようにして得られた浸食パルスの場合において、クレータの幾何学形状が一定であるとき、等幾何学形状パルス時間についていうことができる。
【００３４】
浸食パルスの中断の後、放電発生器は、好ましくは、経過した放電時間に比例するパルス間隔時間を導入する。好ましくは、このパルス間隔時間は、先行の浸食パルスの放電時間及び点火遅延時間の関数である。関数は、先行の浸食パルスの点火遅延時間が低閾値より大きいときパルス間隔時間が放電時間に比例するように、また、点火遅延時間が低閾値より低いときパルス間隔時間が一定であるように、選択することができる。
【００３５】
図６に、３つのパルス間隔時間２０，２１及び２２、先行の放電時間ｔｅに比例する持続時間ｔｏを示す。図６に示すパルス間隔時間２３は、例えば、時間２０，２１及び２２の中で最も長い時間２２とほぼ同じである持続時間ｔｏを有する。したがって、時間２３は、点火遅延時間が非常に小さいとき加工物材料が非常にしばしば蒸発後に完全には凝固しないので、例えば時間２０及び２１より大きく選択される。これは、電極のメタライゼーション（金属被膜）に先行し、アークの発生を起こすことによる。
【００３６】
パルス間隔時間の持続の任意の設定のために、指定された入力量とパルス間隔時間との間の単純相関がないとき、パルス間隔時間の持続時間を決定するために、指定された入力パラメータ（点火遅延時間ｔｄ、放電時間ｔｅ）の他にもさらなる入力パラメータ（例えば、間隙の導電率、短絡の頻度、過程の不安定性、放電中の高周波率等）を用いるファジー論理システム又は神経回路網を用いてもよい。関連する文献、例えば、ディルク・エフ・ダオブ（Ｄｉｒｋ  Ｆ．  Ｄａｕｗ）著の論文「放電加工のオンライン同定及び最適化（Ｏｎｌｉｎｅ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｏｐｔｉｍｉｓａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）」（ルーベンカトリック教徒大学（Ｋａｔｈｏｌｉｅｋｅ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｅｉｔ  Ｌｅｕｖｅｎ）の学位論文、１９８５年）を参照されたい。
【００３７】
前記した基準は、各放電パルスは必要である限りのみ持続することを保証し、時間毎の浸食パルスの数及び除去の数は最適化される。便宜上、減じられた工具電極消耗を有する高い除去率、表面粗さを増加させることなくかつ加工の品質を規定する他の特性（例えば、電極消耗、表面品質、寸法不足等）の低下を有することなく浸食パルス毎のより高い材料除去率を達成する。さらなる利点は、間隙幅は相対的に小さく、要求された品質目標に直ちに到達するという事実にある。さらに、放電の間において熱的影響によって損傷を受けた表面層は便宜上小さい。
【００３８】
望むならば、前記した基準は、粗仕上げ及び仕上げのために用いてもよい。
【００３９】
さらなる基準は、プラズマ経路の窪みでカソード側の溶融材料がより効率よく除かれかつ洗浄効果が上昇するように、パルスの終了のちょうど前の短時間にその電流振幅を増加させる特別の電気パルスを使用することである。さらに、放電パルスの終了での電流の増加は、加工物の溶融段階の再凝固を防止することを支援し、また、熱的に損傷を受けた境界層はより小さくなる。したがって、仕上げの間、この境界層を除去するために必要な時間は少ないので、全加工時間はより小さくなる。
【００４０】
そのような電気パルスは図７に概略的に示され、放電電圧の漸近的動きに達することによって、放電発生器の放電電流Ｉｅは、放電の間（例えば、放電電圧Ｕｅの漸近的動きに達する前に）、与えられた時間に関して放電電流Ｉｅより高い値に増加される。増加された電流値と「通常」の放電電流との間の関係は、成し遂げられるべき結果に依存して設定することができる。
【００４１】
さらに、放電段階において、立ち上がり段階の終了時及び可能な限りの側部の急勾配での降下の終了時の電極消耗（全開示が参考文献として本願に組み込まれた米国特許第５，１８７，３４１号明細書）を制限して、放電電流の電流パルスは、電流密度の漸増を、好ましくは開始時に示す（図７に示す電流パルス参照）。
【００４２】
最新の放電発生器は、例えば、全開示が参考文献として本願に組み込まれる米国特許第５，２８０，１５３号明細書に説明されているように、クロック技術において理解される。電流パルスの優先的な波形変換のための制御がＦＰＧＡ（フィールド・プログラマプル・ゲートアレイ）で実行されるので、ハードウェアのための補助費用（間接原価）を必要とすることなく、ただ一つの発生器は、開始時にゆっくり増加する電流と終了時の電流の減少とを実現することができる。
【００４３】
しばしばトランジスタをスイッチオン及びスイッチオフすることによって放電電流Ｉｅが調節される（低及び高の与えられた包絡曲線間でトランジスタが放電電流Ｉｅを維持する）とき、図７から９に示すように、特徴的な電流リップルを有する電流パルス形状が作られる。通常、電流リップルの側部の選択された上昇率は、スイッチイング周波数を可能な限り低く維持するために、非常に高くはない。前記したように、電流パルスの端部で減少する電流側部は、材料除去を最大にしかつ洗浄効果を助けるために可能な限り急勾配とすべきである。
【００４４】
したがって、放電発生器は、図９に示すように電流の振幅が最も高い時間でパルスが導入されるように開発される。これは、側部がその全過程にわたって可能な限り急勾配で降下することを確実にする。
【００４５】
これは、放電発生器の特別の開発をすることなく、逆の例を示す図８との比較において明らかになる。そこで、電流パルスは小振幅の電流でスイッチオフにされる。
【００４６】
図９に示す全降下電流側部は、平坦部分で開始し、急勾配部分によって決定された時間（電流リップルの時間の半分に対応する）のわずか後に終了する。この不都合は劣った洗浄効果をもたらす。しかし、優れた洗浄効果は、剛性の小さいかつ壊れやすいいわゆる白層を形成するために必要とされ、該白層は浸食過程の間に熱応力下での加工物の表面に伸びる。原理において、剛性の小さいかつ壊れやすい白層は、加工物の表面の品質を悪化させ、これによって、例えば、火花浸食で生産された穴あけ工具の寿命は低下する。
【００４７】
電流を増加させかつ急勾配降下電流側部を確実にするための２つの手段は、もちろん、組み合わされてよい。
【００４８】
図４は、好ましい実施例に従う、電流パルスの適応性ある中断のための機器の概略的な基本回路図を示し、放電電圧Ｕｅがその漸近的動きに到達したときを取り込むように開発されている。この機器は、例えば米国特許第５，２８０，１５３号明細書に記載されているように、放電発生器において機能的に統合されている。それは、一般に放電発生器によって取得される入力信号として間隙電圧ＵＦＳ（放電電圧Ｕｅに対応する。）を受けかつ例えば要素２０によって減衰されたこの電圧を発する減衰エレメント１０を含む。減衰された電圧は、次いで、平行に配列された２つの低域フィルタ１１及び１２によってそれぞれ濾過され、低域フィルタ１２の時定数は、低域フィルタ１１の１つより大きい。
【００４９】
点火遅延時間に、低域フィルタ１１及び１２の出力信号は最大値に制限される（そのような最大値は、例えば４０Ｖの間隙電圧に対応する。）。したがって、
低域フィルタは、他の制御信号を、入力信号として、例えば、点火遅延時間に論理的ローレベルを有しかつ放電時間ｔｅ（例えば放電電流の流れの間）に論理的ハイレベルを有する放電発生器から至る信号「放電」として受ける。この制御信号の増加する側部は、例えば火花電流Ｉｅがゼロとは異なる値（例えば、設定された最大放電電流Ｉｅの値の半分又は最大値）を既に有する時間に対応するように、遅延エレメントによって幾分遅らされてもよい。したがって、放電発生器の制御信号は、例えば放電電流Ｉｅがその半分の最大又は最大値に到達したとき、放電電流Ｉｅから直接決定することもできる。
【００５０】
低域フィルタ１１及び１２は、図５（ａ）に示す出力信号Ａ及びＢを供給する（上部水平線は前記した最大値を表す。）。信号Ａは瞬間の放電電圧Ｕｅを表し、低域フィルタ１１の時定数の対応する調整によってノイズのみが除去される。低域フィルタ１２の時定数の対応する調整によって、信号Ｂは、本質的に通過がソフト過程を有する信号Ａのより濾過変形されたものである。
【００５１】
両信号Ａ及びＢは、図５（ｂ）に示すように信号Ｃを出力する演算増幅器１３で減算をされる。放電段階の間、その推移は主としてクレータの広がる傾きに対応する。アイドル時間に、信号Ｃは、アイドル電圧に到達するとき及び以下の電圧降下にあるときパルスピークを有する。次いで、信号Ｃは、閾値記憶装置１４によって比較器１５において与えられた閾値基準と比較される。
【００５２】
比較器１５は、図５（ｃ）に示す出力信号Ｄを出力する。信号Ｃが閾値基準を超えている限り、信号Ｄは論理的ローレベルにあり、逆の場合には、論理的配ハイレベルにある（図５（ｃ）は、論理的ハイレベルを示しておらず、信号Ｄは実際に点火遅延時間に発生し、結局、これらは、比較器１５で既に抑制されてもよいが、後者は、また、制御信号「放電」が論理的ローレベルにある限り、制御信号「放電」を入力信号として受け、その出力を論理的ローレベルに保つ。）。
【００５３】
信号Ｄはアンド素子１６に入力され、該アンド素子は、入力として、放電発生器からの制御信号「放電」を受ける。信号「放電」は、前記したように、放電が推移内にありかつ放電電流Ｉｅが流れている限り、論理的ハイレベルにある。アンド素子１６は出力信号Ｅを出力し、該出力信号Ｅは、論理的ローレベルから論理的ハイレベルまで増加する側部によって放電電圧Ｕｅの漸近的動きに達することを示し、また、論理的ハイレベルから論理的ローレベルに減少する端部によって放電が終了することを示す。
【００５４】
電流パルスのこの特別のカットオフは、アナログ技術で実現するために非常に容易である。それはデジタル技術でももちろん実行可能であるが、その単一のコンポーネント（例えば、米国カリフォルニア州サン・ジョゼ市のロジック・ドライブ２０１１にあるザイリンクス（Ｘｉｌｉｎｘ）社）の前記した機能は、例えば、いわゆるＦＰＧＡコンポーネントで符号化される。選択的に、放電電圧Ｕｅの漸近的動きに達したとき、時間を決めるための他の変形回路が考えられる。例えば、放電時間に放電電圧Ｕｅを入力として受ける単に適宜に調整された高域フィルタは、放電電圧Ｕｅのほぼ一定の推移に達することに基づいて重要である出力値を通過させることができる。
【００５５】
「放電」信号の増加側部によって開始が示されかつ信号Ｅの増加側部によって終了が示される全放電時間は、瞬間の火花放電加工についてのさらなる情報（例えばただ一つのピークが浸食される短放電時間等について）を転換するために、また、決定された放電持続時間に依存する浸食パラメータを最終的に調整するために用いられることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】従来技術による等周期電流パルス列の電圧と時間（図１（ａ））及び関連する電流と時間（図１（ｂ））を示す図。
【図２】従来技術による等エネルギー電流パルス列の電圧と時間（図２（ａ））及び関連する電流と時間（図２（ｂ））を示す図。
【図３】本発明による等幾何学的形状の電流パルスの電圧と時間（図３（ａ））、関係する電圧についての時間に関する導関数（図３（ｂ））及び関連する電流と時間（図３（ｃ））を示す図。
【図４】本発明の実施例による浸食パルスを中断させるための機器の概略的回路図。
【図５】図４に示す機器の出力電圧と時間を示す図。
【図６】本発明のさらなる実施例による浸食パルスの電圧と時間を示す図であり、パルスの持続時間は放電時間と点火遅延時間とに依存する。
【図７】本発明のさらなる実施例による浸食パルスの電流を示す図であり、浸食パルスの中断の前に電流値が増加される。
【図８】従来技術による浸食パルスの電流を示す図であり、浸食パルスを中断するための機器と放電発生器に統合された電流制御装置とが浸食パルスの電流に基づいて同調されていない。
【図９】本発明のさらなる実施例による浸食パルスの電流を示す図であり、浸食パルスを中断するための機器と放電発生器に統合された電流制御装置とが浸食パルスの電流に基づいて同調されている。
【符号の説明】
【００５７】
１０  減衰エレメント
１１，１２  低域フィルタ
１３  演算増幅器
１４  閾値記憶装置
１５  比較器
１６  アンド素子
２０  要素
ＵＦＳ  電圧
Ｕｉ  アイドル電圧
Ｕｅ  平均放電電圧
ｔｉ  パルス持続時間
ｔｏ  パルス間隔時間ｏ
ＩＦＳ  電流
Ｉｅ  平均放電電流
ｔｅ  放電時間
Ｉｅ  放電電流
【図１】
2004306255.tif 000003
【図２】
2004306255.tif 000004
【図３】
2004306255.tif 000005
【図４】
2004306255.tif 000006
【図５】
2004306255.tif 000007
【図６】
2004306255.tif 000008
【図７】
2004306255.tif 000009
【図８】
2004306255.tif 000010
【図９】
2004306255.tif 000011
【外国語明細書】
2004306255.tif 000012
2004306255.tif 000013
2004306255.tif 000014
2004306255.tif 000015
2004306255.tif 000016
2004306255.tif 000017
2004306255.tif 000018
2004306255.tif 000019
2004306255.tif 000020
2004306255.tif 000021
2004306255.tif 000022
2004306255.tif 000023
2004306255.tif 000024
2004306255.tif 000025
2004306255.tif 000026
2004306255.tif 000027
2004306255.tif 000028
2004306255.tif 000029
2004306255.tif 000030
2004306255.tif 000031
2004306255.tif 000032
2004306255.tif 000033
2004306255.tif 000034
【図１】
2004306255.tif 000035
【図２】
2004306255.tif 000036
【図３】
2004306255.tif 000037
【図４】
2004306255.tif 000038
【図５】
2004306255.tif 000039
【図６】
2004306255.tif 000040
【図７】
2004306255.tif 000041
【図８】
2004306255.tif 000042
【図９】
2004306255.tif 000043