(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の加工部位を洗浄した後に電気加工条件で推定される加工間隙よりも小さい加工代に従う微小加工送り量を入力する手段と、加工面積を設定する手段と、要求される最終仕上面粗さを損なわずに前記加工代の寸法を放電加工するのに適応する電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量のデータベースを記憶する手段と、前記入力された微小加工送り量と前記設定された加工面積から前記加工代を除去する除去量を計算する手段と、前記設定された電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量を前記データベースから抽出する手段と、前記計算された前記加工代を除去する除去量と前記抽出された加工速度または放電一発ごとの除去量とから前記加工代を除去する加工時間または放電回数を算出する手段と、立上がりと立下がりに要する時間が１マイクロ秒以下でオンオフする動作特性を有する高速スイッチング素子と６０Ω以上の電流制限抵抗素子と逆流阻止ダイオードとが直列に接続された直列回路を互いに並列に接続し前記直列回路の各電流制限抵抗素子の抵抗値がそれぞれ異なるスイッチング回路と前記スイッチング回路に直列に接続された９０Ｖ以上の直流電源とを含んでなりインダクタンスが可能な限り小さくされている放電加工回路と放電の発生を検出する放電検出装置とを備え選択的に前記スイッチング素子を加工間隙に放電が発生してから予め設定されたオン時間導通させた後にオフさせて０．２〜２アンペアで０．５〜５マイクロ秒の同一エネルギの放電を加工間隙に繰返し発生させる手段と、前記設定された電気加工条件で放電加工を開始した後に前記放電検出装置が最初の放電の発生を検出してから加工時間または放電回数を計数して計数値が前記算出された加工時間または前記放電回数に達したとき放電加工を終了させる手段と、を有する形彫放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代を放電加工する形彫放電加工装置に関する。具体的には、微小加工送り量と、加工面積と、加工時間または放電回数とに基づいて放電加工する形彫放電加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
所望の加工形状と相似のいわゆる総型の工具電極を使用して、工具電極の形状を被加工物に転写するようにして放電加工を行なう形彫放電加工方法が広く実施されている。放電加工の加工特性として、加工間隙に間欠的に発生される放電一発当たりの放電エネルギの大きさが大きくなればなるほど得られる加工面粗さは粗くなるが単位時間当たりの取り量は大きくなるから加工時間は比較的短くなるという関係がある。したがって、所望の仕上面粗さをより短時間で加工するために、一般に、電気加工条件（オン時間、オフ時間、電流値、加工電圧等）を段階的に小さい値にしていき順次放電エネルギを小さくして加工するように荒加工から仕上げ加工までの複数の加工工程に分けて放電加工を行なうようにされている。
【０００３】
近年の形彫放電加工は数値制御化され、ほとんどの汎用の形彫放電加工装置にはコンピュータ数値制御装置（CNC、 Computerized Numerical Controller）が設けられており、予め作成された加工プログラム（ＮＣプログラム）に従い放電エネルギの供給および工具電極と被加工物との相対送りが制御されるように構成されている。コンピュータ数値制御装置を備えた形彫放電加工装置の多くは、加工面積と所望の最終仕上面粗さを得ることができる放電一発当たりの放電エネルギとから加工時間を推測して、所要の電極減寸値（縮小値）で可能な限り短い加工時間で加工し得る加工条件を選択して加工プログラムを作成する自動プログラミングの機能を備えている。自動プログラミングに関する技術は、具体的には、例えば、特許文献１に開示されている。また、特に、加工時間を見積もる方法が特許文献２に開示されている。このように、形彫放電加工では、一般に、加工プログラムにプログラムされた加工深さ（送り量）に到達したときに加工が終了される。
【０００４】
ところで、繰返し同じ加工を行なう場合であっても、全く同じ加工環境で加工を行なうことは実質的に不可能である。特に、放電加工は、放電のメカニズムが複雑であり、不確定要素が多いことから、加工結果に対する要求が高くなるにつれて、十分な再現性が得られなくなっているのが現状である。したがって、相当精度のよい放電加工を行なっても、目標とする仕上げ寸法と仕上面粗さが放電加工ごとにばらつくことがある。最終の仕上げ寸法が所望の値を超えてしまうとき、端的に言えば、加工し過ぎてしまったときは、被加工物を修正することは不可能であり、致命的な失敗になるので、実際の放電加工では、加工送り量を所望の加工深さに対して数μｍ〜数十μｍ程度小さめにして加工するようにしている。
【０００５】
そのため、所期の一連の放電加工で得られる加工形状精度は数μｍが限界である。したがって、数μｍ以下の加工形状精度の製品を得るためには、取り残しを磨きによって調整するなど、熟練した作業者であっても困難で時間のかかる工程を必要とする。当然、加工代の寸法が大きいとき、取り残した面積が大きいとき、加工形状が複雑であるときは、磨きで仕上げることはほとんど不可能である。もっとも、加工形状精度に対する要求が１０μｍ前後のオーダでそれほど高いものでなければ、いくらかの取り残しは重大な問題にならないかも知れない。しかしながら、近年、加工形状精度で数μｍ以下、仕上面粗さで数μｍＲｚ以下が要求される精密加工が非常に多くなっているので、しばしば取り残しを除去する再加工（追込み加工、追い加工）が行なわれる。
【０００６】
所期の放電加工を行なった後に追込み加工をするために寸法誤差を測定するとき、正確な寸法誤差を測定するために被加工物の加工部位を洗浄して測定するのが常識である。具体的には、洗浄剤と洗浄器具を用いて加工面の僅かな凹凸に存在する微細なチップを含めて完全に除去する。そして、放電加工の基準面、例えば、被加工物の上面を基準の高さとして加工面までの寸法を測定し所望の加工深さとの差によって取り残した加工代の寸法を得る。
【０００７】
通常、放電加工中に発生する放電は、工具電極と被加工物との間で直接発生する一次放電（直接的放電）と、加工間隙に存在する微小なチップ（加工屑）などを介在させて発生する二次放電（間接的放電）があり、通常の放電加工における加工間隙の大きさは、設定された電気加工条件の加工電圧と放電電流値（放電エネルギ）から推定されている。ところが、寸法誤差を測定した後は被加工物が洗浄されているので、追込み加工を開始する時点で二次放電はほとんど発生せず、ほぼ加工間隙に印加される電圧のみに依存する一次放電だけが発生する状態であり、実際の加工間隙は二次放電を見込んで推定している大きさよりも狭くなっている。
【０００８】
そのため、追込み加工するときに、測定された加工代の寸法だけ工具電極を送って放電加工しようとしても、予定の位置（追込み加工のときの電気加工条件で推定される加工間隙）で放電が発生しないという事態が生じる。もともと所期の放電加工で取りきれない加工代の寸法は十数μｍ以下であるから、設定された送り量では、工具電極が放電が発生しないまま突っ込むような状態になり、設定された送り量に到達してしまって所要の寸法を加工しないまま終了してしまう。例えば、図４に示されるように、設定された電気加工条件における予定の位置Ａにおける加工間隙長Ｈと放電が発生する放電ギャップ長Ｇとの差ｄよりも小さい加工代Ｚを放電加工しようとする場合は、加工代Ｚに従い工具電極１７を微小加工送り量ｄＺ送って位置Ｂまで到達させても、さらにΔｄ送り込んで点線で示される位置Ｃまで到達しない限り放電は発生しないので、加工代Ｚは放電加工されない。
【０００９】
そこで、さらに送り量を増やして加工を行なうようにするが、加工がある程度進んで加工間隙に加工屑が介在し始めた後は加工間隙が広がるので、追込み加工で除去する寸法が数μｍ程度であると今度は加工をし過ぎてしまう虞れがある。また、僅かな加工を行なうのにより多く送り量を設定して加工をすることになり、しかも所望の仕上面粗さを得るために小さい電気加工条件で加工するものであるから、僅かな加工で加工時間が非常に長くなるし、工具電極の消耗も多くなる。この点について、特許文献３が参照される。
【００１０】
ところで、送り量によらずに、経験的あるいは計算によって所望の仕上面粗さに仕上げるのにどの程度の加工時間がかかるかを見込んで、その加工時間だけさらに放電加工をして最終仕上面粗さを得る方法がある（以下、時間加工と称する）。時間加工を実施するための具体的な装置の一例が特許文献４に開示されている。また、時間加工の具体的な方法は、特許文献５、特許文献６、特許文献７などに開示されている。時間加工は、特に除去する寸法が加工間隙よりも小さいときには大幅に加工時間が短縮されるとともに所望の加工面粗さに仕上げることができる点で極めて有効な加工方法として、より多く用いられる傾向にある。
【００１１】
時間加工の基本的な考え方は加工面を仕上げる、言い換えれば加工面粗さをより微細なものにするというものであり、加工面の突部を除去して凹凸の差を小さくしようとするものであることから、送り量（追込み量）よりも突部の除去について主眼が置かれている。一般に、加工時間は、加工面積と電気加工条件に従う単位面積当たりの加工時間によって計算して設定することができる。また、単位面積当たりの加工時間は、実測データによって得ることができる。そのため、加工面の突部を除去して仕上げ加工をするという考え方からすれば、設定した加工時間と実際の加工時間との間にある程度の誤差があったとしても所望の仕上面粗さまで仕上げることができる。
【００１２】
【特許文献１】特開昭６２−１３０１３０号公報
【特許文献２】特公平５−４９４１５号公報
【特許文献３】特開２００１−９６３９号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献４】特公昭６０−３９３３号公報（第２頁〜第４頁）
【特許文献５】特許第２７１７４７４号公報（第２頁〜第３頁）
【特許文献６】特公平４−５７４５４号公報（第３頁〜第５頁）
【特許文献７】特開２００１−９６４１号公報（第３頁〜第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、そもそも、仕上げ加工は、平均加工電流値で５Ａ（アンペア）以下の比較的小さな加工エネルギで加工するために加工時間が長くかかりがちである。したがって、このような仕上げ加工で使用される放電加工回路は、放電の繰返し周波数を高くすることによって加工時間を必要以上に長くしないように構成されている。このように放電の繰返し周波数をより高くできる構成の放電加工回路としては、例えば、加工間隙に電圧が印加されてから放電が発生するまでの不特定の遅延時間とは無関係に、設定されたオン時間とオフ時間に基づいて加工電流が供給されるマルチ発振回路やコンデンサ放電回路がある。この種の放電加工回路を使用して仕上面粗さが数μｍＲｚの放電加工を行なう場合は、放電一発ごとの放電電流パルスの放電電流値にばらつきが生じているので、時間加工を行なうときは、設定された加工時間が計算で得られたものであっても、実測で得られたものであっても、その結果もばらついている。
【００１４】
上述したように、加工面粗さを仕上げる場合は、ばらつきがあっても所期の目的は達成できるが、追込み加工の場合は、加工形状精度を得ようとするものであるから、加工面の凹凸の突部を除去して所望の最終仕上面粗さを得るばかりではなく、凹凸の窪み部分も放電加工によって除去し加工代の寸法を正確に加工する必要がある。したがって、送り量は極めて重要な要素になる。時間加工は、送り量を直接パラメータとして設定しないから、加工代の寸法を正確に加工するためには、より正確な加工時間を設定する必要があるが、現実的には、設定される加工時間が短い場合は依然取り残されたままになってしまうので、それを見込んで除去するべき寸法に対して不必要に長い加工時間が設定される傾向にあり、効率的ではなく、工具電極の消耗も多くなる問題が残る上に、加工結果のばらつきから加工し過ぎる危険性も残る。
【００１５】
このように、より高い精度で追込み加工を行なう場合は、従来の時間加工における加工面を仕上げるという考えはもはや通用しなくなっている。結局、時間加工を利用して追込み加工を行ない所望の加工形状寸法を得ようとする場合は、長年にわたり数多くの同種の加工を行なってきた熟練作業者の経験に頼っているのが現状である。そのため、実際には、加工を一時中断して加工寸法を再度測定して確認する作業が必要となり、追込み加工の加工効率や作業能率はあまり高いとは言えず、改善されるべき余地がある。また、放電加工の自動化の妨げになっている。このようなことから、追込み加工を加工代の寸法（送り量）を基準にして行なうことができ、かつより正確に実施できる新規な形彫放電加工方法および形彫放電加工装置が望まれている。
【００１６】
本発明は、上記課題に鑑みて、設定された電気加工条件における加工間隙よりも小さい、とりわけ、加工間隙長と放電が発生する放電ギャップ長との差よりも小さいような微小な加工代を放電加工するときに、より容易かつより正確に加工が行える形彫放電加工装置を提供することを目的とする。その他、本発明の利点の詳細は、追って詳述される。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の形彫放電加工装置は、設定された電気加工条件における加工間隙よりも小さい微小な加工代を放電加工する形彫放電加工方法において、微小加工送り量を入力する工程と、加工面積を設定する工程と、入力された微小加工送り量と設定された加工面積から除去量を計算する工程と、計算された除去量と設定された電気加工条件に対応する加工速度または／および放電一発ごとの除去量とから加工時間または／および放電回数を算出する工程と、設定された電気加工条件で放電加工を開始した後、算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了する工程と、を実施できる構成を含んでなる。
【００１８】
また、特に、所期の放電加工を行なった後に追込み加工して所望の加工形状寸法を得る形彫放電加工装置であって、所期の放電加工を終了後に目標仕上げ寸法に対する追込み加工するべき寸法を測定し、測定した寸法と、加工面積と、追込み加工に適する電気加工条件を設定して、測定した寸法と加工面積とから追込み加工における除去量を計算する。そして、計算した追込み加工における除去量と追込み加工に適する電気加工条件に対応する加工速度から加工時間を算出し、または追込み加工に適する電気加工条件に対応する放電一発ごとの除去量から追込み加工するべき寸法を除去するのに必要な放電回数を計算して、追込み加工に適する電気加工条件で同一エネルギの放電電流パルスを供給して計算された加工時間または放電回数追込み加工するようにする。
【００１９】  具体的に、本発明の形彫放電加工装置は、被加工物の加工部位を洗浄した後に電気加工条件で推定される加工間隙よりも小さい加工代に従う微小加工送り量を入力する手段と、加工面積を設定する手段と、要求される最終仕上面粗さを損なわずに加工代の寸法を放電加工するのに適応する電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量のデータベースを記憶する手段と、前記入力された微小加工送り量と設定された加工面積から加工代を除去する除去量を計算する手段と、設定された電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量をデータベースから抽出する手段と、計算された前記加工代を除去する除去量と抽出された加工速度または放電一発ごとの除去量とから加工代を除去する加工時間または放電回数を算出する手段と、立上がりと立下がりに要する時間が１マイクロ秒以下でオンオフする動作特性を有する高速スイッチング素子と６０Ω以上の電流制限抵抗素子と逆流阻止ダイオードとが直列に接続された直列回路を互いに並列に接続し直列回路の各電流制限抵抗素子の抵抗値がそれぞれ異なるスイッチング回路とスイッチング回路に直列に接続された９０Ｖ以上の直流電源とを含んでなりインダクタンスが可能な限り小さくされている放電加工回路と放電の発生を検出する放電検出装置とを備え選択的にスイッチング素子を加工間隙に放電が発生してから予め設定されたオン時間導通させた後にオフさせて０．２〜２アンペアで０．５〜５マイクロ秒の同一エネルギの放電を加工間隙に繰返し発生させる手段と、設定された電気加工条件で放電加工を開始した後に放電検出装置が最初の放電の発生を検出してから加工時間または放電回数を計数して計数値が算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了させる手段と、を有する。【００２０】
例えば、本発明の形彫放電加工装置は、９０Ｖ以上の電源電圧を有する直流電源１６と、スイッチング素子ＳＷと電流制限抵抗素子Ｒとを直列に接続した複数の直列回路１５を直流電源１６に直列かつ互いに並列に接続するとともに１μｓｅｃ以下でオンオフするスイッチング素子と６０〜３００Ωの電流制限抵抗とを直列に接続しμｍ単位の放電加工を行なうための直列回路１１〜１４を１以上直列回路１５に並列に接続してなるスイッチング回路と、を含んでなる加工電源装置１と、放電の発生を検出する放電検出装置６と、加工時間を計測し加工時間が設定された加工時間に達したときに信号を出力する加工時間計測装置６０または放電回数を計測し放電回数が設定された放電回数に達したときに信号を出力する放電回数計測装置７０と、直列回路１１〜１４のスイッチング素子を放電検出装置６の出力に基づいてオンし設定された電気加工条件のオン時間後にオフするようにオンオフ制御して同一エネルギでμｍ単位の放電加工を行える微小な放電電流値の放電電流パルスを加工間隙にするとともに、加工時間計測装置の出力によって前記スイッチング素子のオンオフ制御を停止して前記放電電流パルスの供給を終了する演算装置１０およびゲート信号発生回路５０とを含む制御装置２と、を備える。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の形彫放電加工装置は、設定された電気加工条件における加工間隙よりも小さい微小な加工代、とりわけ、加工間隙長と放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代に従う加工送り量を入力するとともに加工面積を設定して除去量を計算し、計算された除去量と設定された電気加工条件の加工速度または放電一発ごとの除去量とから加工時間または放電回数を算出する。そして、このように算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了する。そのため、加工代に基づいてμｍ単位の微小な加工代の放電加工をより容易かつより正確に実施し得る。その結果、微小な加工代を放電加工する形彫放電加工において、優れた加工形状精度を得ることができるとともに加工効率と作業能率が向上する効果を奏する。
【００２２】
また、本発明の形彫放電加工装置は、目標仕上げ寸法に対する追込み加工するべき寸法を測定して、測定した寸法と、加工面積と、追込み加工に適する電気加工条件を設定して、追込み加工に適する電気加工条件に対応する加工速度から加工時間を算出するか、または放電一発ごとの除去量から追込み加工するべき寸法を除去するのに必要な放電回数を算出する。そして、追込み加工に適する電気加工条件で同一エネルギの放電電流パルスを供給して算出された加工時間、または放電回数、追込み加工する。そのため、測定された寸法に基づいてμｍ単位の微小な加工代の追込み加工をより容易かつより正確に実施し得る。その結果、追込み加工において優れた加工形状精度を得ることができるとともに加工効率と作業能率が向上する効果を奏する。
【００２３】
本発明の形彫放電加工装置は、入力された微小加工送り量と、設定された加工面積とから除去量を計算するとともに、設定された電気加工条件に基づいてデータベースから加工速度または放電一発ごとの除去量を抽出し、計算された除去量と抽出された加工速度または放電一発ごとの除去量とから加工時間または放電回数を算出する構成である。また、０．２Ａ〜２Ａで０．５μｍ〜５μｍの放電を加工間隙に発生させる加工電源装置を有し、上記のように算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了させる構成である。そのため、加工代に基づいてμｍ単位で微小な加工代の放電加工をより容易かつより正確に実施し得る。その結果、加工間隙よりも小さい加工代を放電加工する形彫放電加工において、優れた加工形状精度を得ることができるとともに加工効率と作業能率が向上する効果を奏する。とりわけ難しいと言われる、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代の放電加工に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１は、本発明の好ましい形彫放電加工装置の概容を示す。形彫放電加工装置は、形彫放電加工機の本機の他に、電源ユニット内に設けられる加工電源装置１と制御装置２とを備える。送り装置は、少なくともヘッド３、テーブル４、サドル５の各移動体を含み、各移動体を移動させる送り機構と、各移動体の移動を案内するガイド機構と、各移動体の位置を検出する位置検出装置とを有する。各送り機構は、リニアモータのようなサーボモータ９１、９２、９３を有する。ヘッド３は図示しないコラムに設けられ、鉛直１軸方向（Ｚ軸）に往復移動される。テーブル４は、サドル５上に載置され、水平１軸方向（Ｘ軸）に往復移動される。サドル５は、ベッド上に載置され、Ｘ軸に垂直な水平１軸方向（Ｙ軸）に往復移動される。
【００２５】
加工電源装置１、制御装置２、および放電検出装置６は、放電一発ごとの放電エネルギが一定になるように加工間隙に放電電流パルスを供給する手段の一例である。また、加工電源装置１は、ピーク電流値が０．２Ａ〜２Ａで放電時間が０．５μｓｅｃ〜５μｓｅｃの放電を加工間隙に繰返し発生させることができる手段の一例である。
【００２６】
加工電源装置１は、スイッチング素子ＳＷと電流制限抵抗素子Ｒと逆流阻止ダイオードＤとが直列に接続された直列回路１１〜１５を互いに並列に接続したスイッチング回路と、スイッチング回路に直列に接続された電圧可変の直流電源１６と、を含んでなる。そして、加工電源装置１と、直流電源１６の一方の極に接続される工具電極１７と他方の極に接続される被加工物１８とで形成される加工間隙（放電ギャップ）とを含んで放電加工回路が形成される。加工電源装置１は、加工間隙が設けられる形彫放電加工機（本機）に近い位置に設けられるが、加工電源装置１と本機との間には避けることのできない距離が存在するのでシールド線や同軸ケーブルのような低インダクタンス線１９を用いて加工電源装置１と本機を接続するなどして放電加工回路のインダクタンスが可能な限り小さくされている。
【００２７】
スイッチング回路の各直列回路１１〜１５は、スイッチング素子ＳＷの導通を制御することによって選択的に接続することができる。例えば、直列回路１１のスイッチング素子ＳＷをオンさせると、直列回路１１が接続されて放電加工回路が形成される。したがって、各直列回路１１〜１５の電流制限抵抗素子Ｒの抵抗値を異ならせることによって、加工間隙に供給される放電電流パルスのピーク電流値を変化させることができる。また、スイッチング素子ＳＷのオン時間によって放電電流パルスのパルス幅を調整することができる。さらに、スイッチング素子ＳＷのいくつかを選択的に同時あるいは時間的にずらして導通させることによって、各直列回路１１〜１５の接続状態を変化させて、加工間隙に供給される放電電流パルスの平均加工電流値を調整することができる。
【００２８】
スイッチング素子ＳＷは、スイッチング素子ＳＷがオンしてから数Ａのピーク電流値に到達するまでの立上がりとピーク電流値からオフするまでの立下がりに要する時間が１μｓｅｃ以下、好ましくは、５００ｎｓｅｃ（ナノ秒）でオンオフできる動作特性を有する電界効果トランジスタのような高速スイッチング素子である。仕上げ加工のときは、放電加工回路のインダクタンスが可能な限り小さくされており、放電が発生するまでの遅延時間を考慮すれば、高速スイッチング素子ＳＷのオンオフ動作によって０．５μｓｅｃ〜５μｓｅｃの極めて短いパルス幅の放電電流パルスを供給することができる。したがって、実質的に放電の繰返し周波数を高くすることができる。
【００２９】
直列回路１１、１２、１３、１４は、ピーク電流値が２Ａ以下の放電電流パルスを供給するための、いわば超仕上げ加工回路である。直列回路１１〜１４の電流制限抵抗素子Ｒの抵抗値はそれぞれ４５０Ω、２４０Ω、１２０Ω、６０Ωである。直流電源１６の電源電圧値は、９０Ｖ、１２０Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖである。したがって、例えば、工具電極が銅電極の場合で、他の直列回路が遮断され直流電源１６から９０Ｖの電圧が供給されるとき、直列回路１１によってピーク電流値がおよそ０．２Ａ（極間ショート時、以下同じ）の放電電流パルスを加工間隙に供給することができる。同様に、直列回路１２によっておよそ０．３７Ａ、直列回路１３によっておよそ０．７５Ａ、直列回路１４によっておよそ１．５Ａの放電電流パルスをそれぞれ供給することができる。また、例えば、直流回路１２と直流回路１３を同時に接続したときは、ピーク電流値がおよそ１．１１Ａの放電電流パルスを供給することができる。
【００３０】
加工電源装置１のような構成の加工電源装置の場合、放電電流が０．１Ａ〜０．２Ａ（ｍＡオーダ）以上で十分放電加工可能である。ただし、μｍ単位の正確な加工が行えることが最も重要なことであり、必要以上放電電流が小さい放電電流パルスを供給する必要がない。この目的に適する放電電流パルスは、０．２Ａ〜２Ａであり、実施の形態の加工電源装置１は、０．２Ａ〜１．５Ａを供給することができる構成にされている。
【００３１】
実施の形態の直流電源１６は、９０Ｖ以上の複数の電圧値の電圧を供給することができる。また、２００Ｖ以上の直流電源と１５０Ω以上の抵抗値を有する抵抗素子を挿入した印加電圧を高くするための図示しない高圧回路を並列に接続することができる。したがって、直流電源の電圧を高い電圧値に設定して、このような高電圧を印加して放電加工することによって、放電ギャップが広い状態でμｍ単位の加工代を取り除くような放電加工において、より安定して放電加工するようにさせることができる。また、加工間隙に電圧が印加されてから放電が発生するまでの遅延時間を短くして繰返し周波数を高めるようにすることができる。
【００３２】
直列回路１５は、接続する直列回路の組合せによって荒加工工程から仕上げ加工工程までで使用されるピーク電流値の放電電流パルスを供給する。複数の直列回路１５−１〜１５−Ｎの各電流制限抵抗素子Ｒの抵抗値が同じであっても異なっても構わない。実施の形態では、複数の直列回路１５−１〜１５−Ｎの各電流制限抵抗素子Ｒの抵抗値を３０Ωとしている。したがって、例えば、４つの直列回路を同時に接続したときは、設定された直流電源１６の電圧が９０Ｖで、およそ１２Ａのピーク電流値の放電電流パルスが供給される。
【００３３】
以上の構成を有する加工電源装置１は、スイッチング回路のスイッチング素子ＳＷをオンオフを制御して、１以上の直列回路を選択的に接続することによって、荒加工から超仕上げ加工までの所定のピーク電流値の放電電流パルスを供給することができる。そして、直列回路１１〜１４を有する加工電源装置１は、一般的な仕上げ加工で使用される放電電流パルスの放電電流値（加工電流）が５Ａ以下としても、微小な加工代をμｍ単位で除去する放電加工に適する５μｓｅｃ以下のパルス幅で数百ｍＡ〜２Ａ程度のさらに小さい放電電流値の放電電流パルスを加工間隙に発生させることができる。なお、加工電源装置１に、スイッチング素子のブリッジ回路などで構成される極性切換回路を組み合わせて設けることができる。
【００３４】
したがって、加工電源回路１は、追込み加工のように設定された電気加工条件における加工間隙と放電ギャップとの差よりも小さい数μｍの微小な加工代を除去する加工に適する電気加工条件での放電加工を可能にする。例えば、工具電極が銅、被加工物が鋼で、加工面積が５×１０ｍｍ２のとき、直列回路１２を使用して、ピーク電流値が０．４Ａでパルス幅が１μｓｅｃの微小な放電電流パルスを正確に供給することができ、単位時間当たりの除去寸法が０．０８μｍ／ｍｉｎ〜０．１μｍ／ｍｉｎ程度のμｍ単位の放電加工が可能である。
【００３５】
スイッチング素子ＳＷは、後述の制御装置２によって、加工間隙に放電が発生してから予め設定されたオン時間導通させた後、オフするように制御される。加工電源装置１は、スイッチング回路と直流電源を有する非蓄勢式の加工電源装置であって直接放電電流を制御する構成であり、放電の発生を検出してスイッチング素子のオン時間を一定にする構成とすることによって、避けることのできない放電が発生するまでの不特定の遅延時間に関わらず、放電電流パルスのパルス幅は一定に制御される。そのため、加工間隙に供給される放電電流パルスにばらつきが発生しない。このタイプの加工電源装置は、短いパルス幅の放電電流パルスを供給することが困難であり、加工時間も長くかかる傾向にあるため、“超仕上げ加工”領域で採用され得なかった。
【００３６】
このように、高速スイッチング素子を備え可能な限りインダクタンスが小さくされた加工電源装置１は、仕上げ加工で広く使用されている、いわゆるマルチ発振回路やコンデンサ放電回路によらずに、５μｓｅｃ以下の短いパルス幅、特にパルス幅が僅か１μｓｅｃ以下で設定どおりのピーク電流値の放電電流パルスを供給することを可能にする。そして、制御装置２によってスイッチング素子ＳＷのオン時間を制御することで、放電電流パルスのパルス幅を一定にすることができる。したがって、直列回路１１〜１４を有する加工電源装置１は、追込み加工のようなμｍ単位の加工領域において、放電一発ごとの放電電流パルスの波形のばらつきが避けられないマルチ発振回路やコンデンサ放電回路に対して波形のばらつきがない微小な放電電流パルスを供給できる。このようなことから、加工電源装置１は、追込み加工のような放電加工で、より正確に安定して放電電流パルスを供給することができる。
【００３７】
制御装置２は、具体的には、演算装置１０と、入力装置２０と、表示装置３０と、記憶装置４０と、ゲート信号発生回路５０と、加工時間計測装置６０と、放電回数計測装置７０と、位置識別装置８０と、モータ制御回路９０と含んで構成される。加工時間計測装置６０と放電回数計測装置７０とは、何れか一方が設けられていればよい。放電の発生を検出する放電検出装置６は、加工間隙を挟んで両極の電圧差から加工間隙の電圧の降下を検出し、あるいは放電加工回路の電流を検出して加工間隙に電流が流れたことを検出して、放電検出信号を出力する。
【００３８】
演算装置１０は、少なくとも１つのＣＰＵ、キャッシュメモリ、ＲＯＭ、ＣＰＵコントローラ、いくつかのインターフェースとを含んでなる主制御回路である。入力装置２０は、キーボード、スイッチ、パーソナルコンピュータで使用されるようなマウス、記憶媒体のドライブ装置を含む。表示装置３０は、陰極線管（ＣＲＴ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。記憶装置４０は、メモリモジュール（ＳＤＲＡＭ）およびハードディスクドライブである。
【００３９】
ゲート信号発生回路５０のより具体的な構成が図２に示される。ゲート信号発生回路５０は、スイッチング素子を選択する選択回路５１と、オフ時間を計数するオフ時間計数回路５２と、オン信号を出力するオン信号出力回路５３とで構成される。選択回路５１は、主にメモリのような記憶回路で構成される。オフ時間計数回路５２とオン信号出力回路５３は主にカウンタで構成される。
【００４０】
選択回路５１は、演算装置１０から送信されてくる選択データＳＴを入力端子から入力して、入力した選択データＳＴに対応して１以上の出力端子からゲート信号Ｇ１〜Ｇｎを出力する。選択回路５１の各出力端子は、アンドゲートでなるゲートアレイ５４を介して各スイッチング素子ＳＷのゲートに接続される。選択データＳＴは、オンオフ制御するべきスイッチング素子ＳＷを選択するデータである。選択されるスイッチング素子ＳＷは、設定された電気加工条件に従う平均加工電流値の放電電流を供給するために予め設計されている１以上の直列回路を接続させるスイッチング素子である。
【００４１】
オフ時間計数回路５２は、演算装置１０から送信されてくるオフ時間のデータＯＦを入力してセットする。オフ時間計数回路５２は、オン信号出力回路５３からのオン信号Ｏ１が入力されなくなったときに時間のカウントを開始する。オフ時間計数回路５２は、時間のカウント値がセットされたオフ時間に達したときにオン時間出力回路５３にオフ時間終了信号Ｓ１を出力し、カウントした時間をリセットする。
【００４２】
オン信号出力回路５３は、演算装置１０から送信されてくるオン時間のデータＯＮを入力してセットする。オン信号出力回路５３は、オフ時間計数回路５２のオフ時間終了信号Ｓ１を入力したときにゲートアレイ５４にオン信号Ｏ１を出力し、同時に時間のカウントを開始する。オン信号出力回路５３は、時間のカウント値がセットされたオン時間に達したときにオン信号Ｏ１の出力を停止するとともにカウントした時間をリセットする。オフ時間計数回路５２には常時オン信号Ｏ１の反転信号Ｏ２が出力されており、オン信号Ｏ１がオン信号出力回路５３から出力されなくなると、オフ時間計数回路５２が再び時間のカウントを開始する。選択回路５１からは選択されたゲート信号が常時出力されているので、選択されたゲート信号が設定されたオン時間とオフ時間のタイミングで出力される。
【００４３】
また、オン信号出力回路５３は、図示しないデータセレクタ（切換スイッチ）を備えている。演算装置１０からオン時間のデータＯＮとともに、加工間隙に電圧が印加されてから放電が発生するまでの遅延時間の間、時間をカウントしないようにカウンタを保持するオンクランプデータＯＣを入力したときは、データセレクタによって放電検出装置６からの放電検出信号Ｓ２の入力を受け付ける。データセレクタによって放電検出信号Ｓ２の入力が許可されている場合は、オフ時間計数回路５３からオフ時間終了信号Ｓ１を入力してオン信号Ｏ１を出力しても時間のカウントを開始せずに、放電検出信号Ｓ２を入力してから時間のカウントを開始する。
【００４４】
制御装置２は、微小加工送り量を入力する手段と、加工面積を設定する手段と、電気加工条件に対応する加工速度のデータベースを記憶する手段と、入力された微小加工送り量と設定された加工面積から除去量を計算する手段と、設定された電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量をデータベースから抽出する手段と、計算された除去量と抽出された加工速度または放電一発ごとの除去量とから加工時間または放電回数を算出する手段と、設定された電気加工条件で放電加工を開始した後、算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了させる手段と、を含む。
【００４５】
微小加工送り量を入力する手段は、例えば、演算装置１０と、入力装置２０と、記憶装置４０とで構成される。作業者は、加工代の寸法に従って送り量を、入力装置２０からキーボードやスイッチによって数値を直接入力するか、あるいは既存のもしくは新規の加工プログラムによって入力する。また、追込み加工のときのように、図示しない測定装置によって加工代の寸法が得られるときは、測定装置から測定された寸法のデータを入力して自動的に送り量を設定することができる。演算装置１０は、入力された送り量のデータまたは送り量のデータを含む加工プログラムを記憶装置４０に記憶させる。この種の加工における設定された電気加工条件における加工間隙よりも小さい微小な加工代は、せいぜい十数μｍである。そして、この種の加工の大半は、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電ギャップ長との差よりも小さい１μｍ〜５μｍ程度の微小な加工代を放電加工することが要求される。
【００４６】
演算装置１０と、入力装置２０と、記憶装置４０とは、加工面積を設定する手段を構成する。加工面積は、演算装置１０によって作業者が入力装置２０から入力する加工形状に関する数値データから計算され記憶装置４０に記憶させ設定する。または、作業者が直接加工面積のデータを入力することができる。あるいは、演算装置１０は、金型設計用の三次元コンピュータ支援設計システム（CAD、Computer Aided Design System）で作成された金型もしくは工具電極の三次元形状データを得て、三次元形状データから加工面積を演算して記憶装置４０に記憶させる。また、演算装置１０と、入力装置２０と、記憶装置４０とは、電気加工条件を設定する手段を構成する。電気加工条件は、数値制御コード（Ｃコード）を用いて加工プログラムに記述され、記憶装置４０に記憶され設定される。
【００４７】
各電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量のデータベースを記憶する手段は、記憶装置４０である。より具体的には、記憶装置４０は、すでに作成されている工具電極１７と被加工物１８の材質に対応する複数の電気加工条件の組合せのデータを蓄積している電気加工条件のデータベースを利用して、各電気加工条件の組合せに対応する体積加工速度（ｍｍ３／ｍｉｎ）と放電一発ごとの除去量（ｍｍ３）のデータを電気加工条件のデータに関連付けてデータベースとして記憶している。実施の形態では、加工速度と放電一発ごとの除去量のデータは、追込み加工のような微小な加工代の放電加工をより正確に実現させるために、実験によって測定され得られたデータを記憶させている。
【００４８】
また、入力された微小加工送り量と設定された加工面積から除去量を計算する手段と、設定された電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量をデータベースから抽出する手段と、計算された除去量と抽出された加工速度または放電一発ごとの除去量とから加工時間または放電回数を算出する手段と、設定された電気加工条件で放電加工を開始した後、算出された加工時間または放電回数に達したとき放電加工を終了させる手段は、演算装置１０である。
【００４９】
除去量は、加工深さと加工面積で得ることができる。微小加工送り量は、加工代に従うものであり、除去量Ｖ（ｍｍ３）は、加工面積をＳ（ｍｍ２）、微小加工送り量をｄ（ｍｍ）とすると、Ｖ＝Ｓ・ｄで計算できる。設定されている電気加工条件に対応する体積加工速度は、記憶装置４０に記憶されているデータベースから抽出することができる。体積加工速度をＶｍ（ｍｍ３／ｍｉｎ）とすると、微小な加工代を除去する加工工程に要する加工時間Ｔ（ｍｉｎ）は、Ｔ＝Ｖ／Ｖｍで算出することができる。また、設定されている電気加工条件に対応する放電一発当たりの除去量は、記憶装置４０に記憶されているデータベースから抽出することができる。したがって、一発当たりの除去量をＶｐ（ｍｍ３）とすると、微小な加工代を除去する加工工程で必要な放電回数Ｐは、Ｐ＝Ｖ／Ｖｐで算出することができる。
【００５０】
加工時間計測装置６０は、加工時間が設定された加工時間に達したときに信号を出力する。加工時間計測装置６０は、例えば、比較回路（コンパレータ）と、加算回路（カウンタ）と、時間信号発生回路（クロック）とで構成される。演算装置１０は、算出された加工時間をコンパレータのデータ端子にセットする。演算装置１０がゲート信号発生回路５０を駆動して加工間隙に電圧が印加され、放電ギャップに最初の放電が発生すると、放電検出装置６が放電の発生を検出して放電検出信号を出力する。演算装置１０は、設定された電気加工条件で放電加工を開始した後、放電検出装置６からの放電検出信号を入力すると、加工時間計測装置６０を作動させる。
【００５１】
加工時間計測装置６０は、演算装置１０の命令によってカウンタを動作して時間信号（例えば、１秒１パルスのクロック）を計数し、計数値をコンパレータに出力する。加工時間計測装置６０は、カウンタからの計数値がセットされている加工時間と一致したときに、終了信号を出力し、データをリセットする。演算装置１０は、加工時間計測装置６０からの終了信号を入力したときに、加工時間計測装置６０の作動を停止させるとともに、モータ制御装置９０の指令信号の出力を止めさせて、加工送りを停止させる。同時に、演算装置１０は、ゲート信号発生回路５０の選択回路５１にセットされた選択データをクリアしてゲート信号の出力を停止させる。したがって、放電加工は、算出された加工時間に達したときに終了する。
【００５２】
放電回数計測装置７０は、例えば、コンパレータとカウンタで構成される。演算装置１０は、算出された放電回数（放電パルス数）をコンパレータのデータ端子にセットする。演算装置１０がゲート信号発生回路５０を駆動して加工間隙に電圧が印加され、放電ギャップに最初の放電が発生すると、放電検出装置６が放電の発生を検出して放電検出信号を出力する。設定された電気加工条件で放電加工を開始された後、放電回数計測装置７０は、カウンタに放電検出装置６から放電が発生するごとに出力される放電検出信号をカウントさせ、計数値をコンパレータに出力させる。放電回数計測装置７０は、コンパレータに入力されるカウンタからの計数値がセットされている放電回数と一致したときに、終了信号を出力し、データをリセットする。
【００５３】
演算装置１０は、放電回数計測装置７０からの終了信号を入力したときに、放電回数計測装置７０の作動を停止させるとともに、モータ制御装置９０の指令信号の出力を止めさせて、加工送りを停止させる。同時に、演算装置１０は、ゲート信号発生回路５０の選択回路５１にセットされた選択データをクリアしてゲート信号の出力を停止させる。したがって、放電加工は、算出された放電回数に達したときに終了する。
【００５４】
制御装置２は、放電加工中は、各軸送り装置をサーボ送りさせる。演算装置１０は、加工プログラムを解読し数値制御データを生成して解析する。そして、演算装置１０は、移動指令データをモータ制御装置９０に出力する。モータ制御装置９０は、移動指令データに従い移動指令値を計算し、計算した指令値に従って制御量を出力する。そして、制御量に基づいてパワーアンプを通して制御電流を各軸送り装置のサーボモータに出力するとともに、図示しない位置検出装置からのフィードバック信号によって制御量を補償して、リニアモータ９１〜９３のようなサーボモータをサーボ制御する。なお、位置認識装置８０は、図示しないリニアスケールからの位置検出信号を受けて、設定された加工深さと現在位置を比較している。
【００５５】
次に、本発明の形彫放電加工方法および形彫放電加工装置の動作を説明する。図３は、本発明の形彫放電加工方法の好ましい実施の形態を示すフローチャートである。図３は、実施の形態の形彫放電加工方法のプロセスにおける主要な工程のみを示す。以下に説明される実施の形態の形彫放電加工方法は、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電が発生する放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代の放電加工の例として、所期の放電加工によって得られた寸法が要求される寸法に対して１μｍ以上の誤差が発生しているときの再加工（追込み加工）の例が示される。
【００５６】
最初に未加工の被加工物を放電加工するときは、作業者は、自動プログラム作成ツール（ソフトウェア）を起動して表示装置３０に自動プログラム作成ツールのメニュ画面を表示させ、メニュ画面の指示に従って入力装置２から加工形状寸法、所望の最終仕上面粗さ、工具電極および被加工物の材質、電極減寸値、使用する工具電極の本数を制御装置２に与える。入力されるデータは、記憶装置４０に記憶され設定される。なお、説明を簡単にするために、工具電極を水平方向に移動させる、いわゆる揺動加工については説明を省略する。
【００５７】
加工面積は、作業者が直接入力することができるが、加工形状寸法から演算装置１０に演算させることができる。また、金型設計用の三次元ＣＡＤシステムで作成された金型または工具電極の三次元形状データを制御装置２に与えて、三次元形状データから演算装置１０に加工面積を演算させることができる。なお、三次元ＣＡＤシステムは、種々公知の演算機能を具備しており、三次元ＣＡＤシステムに寸法を与えることによって、三次元ＣＡＤシステムに加工面積や体積（除去量）を計算させることも可能である。したがって、制御装置２が要求するパラメータは、作業者が直接入力することを必ずしも要件としない。
【００５８】
演算装置１０は、要求される最終仕上げ面粗さに適応する最終仕上げ加工工程の電気加工条件を選定し、最終仕上げ加工工程の電気加工条件に基づいて荒加工工程から最終仕上げ加工工程直前の仕上げ加工工程の電気加工条件と送り量を設定する。そして、加工プログラムを生成して記憶装置４０に記憶させるとともに表示装置３０に表示させる。そして、生成された加工プログラムに従って設定された電気加工条件で荒加工から仕上げ加工までの所期の放電加工が行なわれる。
【００５９】
所期の放電加工が終了したら、目標の仕上げ寸法に対する取り残した加工残の寸法を測定する。具体的には、測定前に空気圧、液圧、機械的または測定子の接触圧等により加工面や基準面に堆積しているゴミを完全に除去してから、所期の放電加工で得られた加工面とその加工面に可能な限り近い基準面との相対位置を測定する方法で行なう。例えば、段差を有する加工穴の底面において、ピックテスタ、電気マイクロ、タッチトリガプローブ、電気的接触感知などによって放電加工で行なった加工面の相対位置を測定するとともに、平滑である加工面に最も近い別の面を基準面としてその相対位置を測定し、その相対位置の差と所望の加工深さとで加工残の寸法を得る。このとき、検出子を加工面上で走査させて、平均的な加工面の寸法を測定値とする。
【００６０】
この測定方法は、放電加工面と基準面との間を可能な限り近くしているので、所期の放電加工の基準面（一般に被加工物の上面）を基準にして測定する方法に比べて放電加工時の環境に最も近い環境で測定でき、温度変化などの影響を受けにくく、測定誤差をほとんどなくすことを可能にする。また、測定誤差をほとんどなくすることができるこの測定方法は、測定前の洗浄工程を自動化することと相俟って、寸法誤差（加工残の寸法）がより正確に得られるため、測定工程の自動化を可能にする。なお、洗浄工程と測定工程を自動化する場合は、設定によって工具電極の待避プログラムと測定装置の移動およびデータ取得の自動動作プログラムを起動するようにしておく。また、測定装置で得られた加工残の寸法は、制御装置２に入力されて記憶装置４０に記憶される。
【００６１】
要求される寸法に対して許容寸法以上の取り残しがある場合は、追込み加工を行なう。最初に、加工代に従う微小加工送り量を制御装置２に入力する（Ｓ１）。所期の放電加工の後に取り残した加工残を追込み加工で除去するケースでは、寸法誤差を測定しているので、測定装置から測定値を制御装置２に入力させることができる。再加工するべき加工代の寸法が与えられると記憶装置４０に記憶される。したがって、加工代の寸法に従い自動的に微小加工送り量を入力させることができる。入力される微小加工送り量のデータは、加工プログラムの中に記述して設定される。
【００６２】
次に、加工面積を設定する（Ｓ２）。所期の放電加工の後に加工残を追込み加工で除去するケースでは、所期の放電加工を行なうときに設定された加工面積のデータを利用することができる。また、三次元ＣＡＤシステムの三次元形状データに基づき、再加工するべき寸法と三次元形状データから加工面積を計算させることができる。例えば、直彫りの切削加工で形成された加工穴を放電加工によって仕上げるような再加工を行なうケースでは、直彫りの切削加工の加工プログラムを利用することができ、新たに加工形状寸法を入力装置２０を通して制御装置２に入力して演算装置１０に加工面積を計算させ、または作業者が直接加工面積を入力して、加工面積のデータを記憶装置４０に記憶させ設定する。
【００６３】
また、追込み加工工程における電気加工条件を設定する。追込み加工のような再加工用の電気加工条件は、要求される最終仕上面粗さを損なわずに、加工間隙より小さい十数μｍ以下、大半は１μｍ〜５μｍの加工代の寸法を放電加工するのに適応する電気加工条件が設定される。具体的には、５μｓｅｃ以下のパルス幅で０．２Ａ〜２Ａ程度の小さい放電電流値の放電を加工間隙に発生させることができる電気加工条件であり、電気加工条件は、数値制御コード（Ｃコード）で加工プログラムに書き込まれることで設定され、同時に回路条件（適用する放電加工回路）も数値制御コードで設定される。
【００６４】
微小加工送り量（加工代の寸法）、加工面積、および電気加工条件が設定されたら、微小加工送り量と加工面積から追込み加工における除去量を演算装置１０に計算させる（Ｓ３）。追込み加工における除去量は、除去量をＶ（ｍｍ３）、設定された加工面積をＳ（ｍｍ２）、微小加工送り量をｄ（ｍｍ）として、Ｖ＝Ｓ・ｄで計算される。そして、設定された電気加工条件に対応する体積加工速度または放電一発ごとの単位除去量を演算装置１０に記憶装置４０に記憶されたデータベースから抽出させる（Ｓ４、Ｓ８）。このとき、三次元ＣＡＤで作成された製品のソリッドモデルの三次元データがある場合は、加工代の寸法と三次元形状データから三次元ＣＡＤシステムに体積を計算させて、直接除去量を得ることができる。
【００６５】
次に、計算された除去量と設定された電気加工条件に対応する加工速度または放電一発ごとの除去量とから演算装置１０に加工時間または放電回数を算出させる（Ｓ５、Ｓ９）。追込み加工における加工時間（ｍｉｎ）は、加工時間をＴ、データベースから抽出された体積加工速度（ｍｍ３／ｍｉｎ）をＶｍとすると、Ｔ＝Ｖ／Ｖｍで算出される。また、放電回数は、放電回数をＰ、放電一発当たりの除去量をＶｐとすると、Ｐ＝Ｖ／Ｖｐで算出される。算出された加工時間は、演算装置１０によって加工時間計測装置６０に設定される。または、算出された放電回数は、演算装置１０によって放電回数計測装置７０に設定される。
【００６６】
微小加工送り量と電気加工条件は、加工プログラムの中に記述されて記憶されているので、加工プログラムに従って制御装置２を運転することにより、設定された電気加工条件で放電加工が開始される（Ｓ６、Ｓ１０）。追込み加工のような設定された電気加工条件における加工間隙と放電が発生する放電ギャップとの差よりも小さい微小な加工代を放電加工するのにあたっては、μｍ単位の放電加工をより正確に行なわせるために、放電一発ごとの放電エネルギが一定になるように加工間隙にパルス幅１μｓｅｃ〜５μｓｅｃ以下でピーク電流値０．２Ａ〜２Ａ程度の小さい放電電流値の放電電流パルスを発生させる手段を使用する。より具体的には、設定された電気加工条件に従い、演算装置１０は、ゲート信号発生回路５０を操作してスイッチング回路のうち直列回路１１〜１４を選択的に導通させる。また、放電検出装置６からの放電検出信号をゲート信号発生回路５０に入力させて、スイッチング素子ＳＷを、加工間隙に放電が発生してから予め設定されたオン時間導通させた後、オフするように制御させる。
【００６７】
放電加工が開始された後、加工時間計数装置６０が加工時間を計測し、または放電回数計測装置７０が放電回数をカウントする。そして、加工時間が加工時間計数装置６０にセットされた加工時間に達したとき、または放電回数が放電回数計測装置７０にセットされた放電回数に達したとき、演算装置１０によって放電加工を終了させる（Ｓ７、Ｓ１１）。
【００６８】
以上に説明されたプロセスでは、所期の放電加工を行なった後に追込み加工を行なう例を示しているが、例えば、直彫りの切削加工で形成された加工穴を放電加工によって仕上げるケース、工具電極の消耗によって生じた加工面の段差を除去する部分的に放電加工するケース、あるいは、加工穴の側面を仕上げるケースなどについても同様にして実施できる。このように、本発明の形彫放電加工方法は、加工間隙よりも小さい微小な加工代、とりわけ、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電が発生する放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代を放電加工する場合に、その放電加工の前段に加工を行なっているかどうか、あるいは前段の加工方法が放電加工であるかどうかに限定されず、利用することができる。
【００６９】
また、上記プロセスは、加工時間による方法と放電回数による方法が示されているが、加工時間と放電回数の何れか一方で放電加工の終了を判断させればよい。また、両方の方式を同時に行なって加工時間に達したときまたは放電回数に達したときの何れかで放電加工を終了するようにしてもよい。
【００７０】
本発明の形彫放電加工方法、形彫放電加工装置の制御装置、および形彫放電加工装置の構成は、既にいくつかの例が挙げられているが、実施の形態で説明された具体的な構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない限り、設計変更、置換、変形が可能である。また、他の方法や装置と組み合わせて使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、既に知られている形彫放電加工に利用できる。本発明の形彫放電加工方法および形彫放電加工装置の構成によって、加工間隙よりも小さい加工代、とりわけ、設定された電気加工条件における加工間隙長と放電が発生する放電ギャップ長との差よりも小さい微小な加工代を放電加工する形彫放電加工において、優れた加工形状精度を得ることができるとともに加工効率と作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の形彫放電加工装置の実施の形態の概容を示すブロック図である。
【図２】本発明の形彫放電加工装置のゲート信号発生回路の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の形彫放電加工方法の主要なプロセスを示すフローチャートである。
【図４】加工間隙と放電ギャップと加工代との関係を模式的に示す工具電極および加工部位の断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  加工電源装置
２  制御装置
３  ヘッド
４  テーブル
５  サドル
６  放電検出装置
１０  演算装置
１１〜１５  直列回路（スイッチング回路）
１６  直流電源
１７  工具電極
１８  被加工物
２０  入力装置
３０  表示装置
４０  記憶装置
５０  ゲート信号発生回路
６０  加工時間計測装置
７０  放電回数計測装置
８０  位置認識装置
９０  モータ制御装置
【図１】
0004678711.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004678711.tif 000004
【図４】
0004678711.tif 000005