(57)【要約】【課題】  本発明は、電解加工作業中に電極間ギャップの大きさ及び被加工物の厚さをモニタする方法を提供する。【解決手段】  被加工物（１２）からギャップ（３４）を介して配置された少なくとも１つの電極（２６）を有し、電極と被加工物との間に電位差ΔＶを印加することによって該電極を作動させる電解加工ツール組立体（１０）において、加工をモニタする方法は、少なくとも１つの超音波センサ（４２）を励起させて電極の表面（１０２）に向かって超音波を方向づける段階と、超音波センサを用いて電極の表面から反射超音波を受ける段階とを含む。反射超音波は、電極の表面からと被加工物の表面からとの多数の反射波を含む。本方法はさらに、電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサの励起を遅延させる段階を含む。【選択図】      図１
2005144659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物との間に電位差ΔＶを印加した時にギャップ（３４）を越えて該被加工物（１２）を加工するようになった少なくとも１つの電極（２６）と、
前記ギャップを通して電解液（３８）を流しかつ該電解液を前記ギャップから排出するための手段と、
前記少なくとも１つの電極を前記被加工物に向かって送込むための手段と、
前記電極の表面（１０２）に向かって超音波を方向づけ、かつ前記電極の表面からと前記被加工物の表面からとの複数の反射波を含む反射超音波を該電極の表面から受けるようになった少なくとも１つの超音波センサ（４２）と、
前記電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ前記超音波センサの励起を遅延させるようになった遅延発生器（１１０）と、を含む電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電極と被加工物（１２）との間に電位差ΔＶを印加することによって該少なくとも１つの電極（２６）を作動させて加工するようになった電源（４０）と、
前記少なくとも１つの超音波センサのそれぞれの１つに接続された少なくとも１つのパルサ・レシーバ（５４）と、
をさらに含み、
前記少なくとも１つのパルサ・レシーバの各々が、前記それぞれの超音波センサを励起しかつ前記それぞれの反射超音波を受けるようになっており、前記少なくとも１つのパルサ・レシーバの各々がさらに、前記電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後における前記ドエル時間Ｔｄ経過後に前記遅延発生器（１１０）によって起動されて前記それぞれの超音波センサを励起するようになっている、
請求項１記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項３】
前記遅延発生器（１１０）が、前記電源（４０）からの出力をモニタするようになっている、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項４】
前記電源（４０）が、複数のパルスを供給して複数のパルスオン期間中に前記少なくとも１つの電極（２６）と被加工物（１２）との間に電位差ΔＶを生成するようになっており、また前記遅延発生器（１１０）が、前記パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後に前記ドエル時間Ｔｄだけ前記少なくとも１つの超音波センサ（４２）の励起を遅延させるようになっている、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項５】
前記電源（４０）が、前記少なくとも１つの電極（２６）と被加工物（１２）との間に電位差ΔＶを印加するようになったＤＣ電源であり、該電解加工ツール組立体が、前記少なくとも１つの電極と被加工物との間の電位差ΔＶを繰返し低下させて、一連の測定期間ΔｔＭを生成するようになった制御装置（１２０）をさらに含み、
前記遅延発生器（１１０）が、前記測定期間ΔｔＭの１つの開始後に前記ドエル時間Ｔｄだけ前記超音波センサ（４２）の励起を遅延させるようになっている、
請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項６】
前記ドエル時間Ｔｄが、約７ミリセカンド（７ｍｓ）〜約１５ミリセカンド（１５ｍｓ）の範囲内にある、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項７】
前記遅延発生器（１１０）が、前記ドエル時間Ｔｄを調整するようになっている、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項８】
制御装置（１２０）をさらに含み、前記制御装置が、前記反射超音波を解析して（ａ）前記電極（２６）と被加工物（１２）との間のギャップ（３４）の大きさ及び（ｂ）前記被加工物の厚さのうちの少なくとも１つのを求めることによって複数のモニタリングデータを生成するようになっている、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項９】
前記制御装置（１２０）がさらに、前記モニタリングデータに対応して（ａ）前記少なくとも１つの電極（２６）を前記被加工物（１２）に向かって送込むための前記手段及び（ｂ）前記電源（４０）のうちの少なくとも１つを制御するようになっている、請求項８記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの超音波センサ（４２）の各々が、超音波変換器を含む、請求項２記載の電解加工ツール組立体（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には電解加工に関し、より具体的には、電解加工作業中に電極間ギャップの大きさ及び被加工物の厚さをモニタすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
電解加工（ＥＣＭ）は、１つ又はそれ以上の導電性ツールを用いて導電性被加工物を加工する一般的に用いられる方法である。加工中、ツールは、被加工物との間にギャップが形成されるように被加工物に対して設置される。ギャップは、硝酸ナトリウム水溶液のような加圧されかつ流動する水性電解液で満たされる。ツールと被加工物との間に直流電位差を確立して、導電性被加工物の制御されたデプレーティング（減損）を生じさせる。減損作用は、流動する電解液によって分離された負に帯電した電極（陰極）と正に帯電した被加工物（陽極）とによって形成された電解槽内で起こる。減損された材料は、流動する電解液によってギャップから除去され、また流動する電解液は化学反応によって生じた熱をも取り除く。陽極の被加工物は、一般的に陰極のツールの外形に合致した外形を呈する。
【０００３】
特定のツール形状の場合には、被加工物の寸法精度は、主としてギャップの分布によって定まる。ギャップの大きさは、適当な範囲に維持されるべきである。標準的なＥＣＭ工程において１００マイクロメートル以下のような小さすぎるギャップは、ツールと被加工物との間にアーキング又は短絡を招く可能性がある。大きすぎるギャップは、過度のギャップの変動及び加工速度の低下を招く可能性がある。従って、ツールと被加工物との間のギャップの大きさをモニタしかつ制御すること、又は被加工物の厚さを直接モニタすることは、ＥＣＭ許容差制御にとって重要である。例えば、タービン圧縮機ブレードを加工する際には、加工中にブレード厚さを直接測定して、所望の厚さが得られるようにすべきである。
【０００４】
ギャップの大きさ又は被加工物の厚さを検出する適当な手段がないことによって、ＥＣＭ精度制御が妨げられている。このような手段がない状態では、加工工程中に起こるギャップの大きさの変化を収集するために、費用のかかる試行錯誤実験の多くの繰返しを行わなければならない。ギャップの大きさは、一部の理由としてはツール表面上での熱又は気泡の発生のためにギャップ内で電解液の導電率が変化するので、加工工程中に大きく変化する可能性がある。ツールの送込み速度及びツールの位置決めにおける変動及び不正確さもまた、ギャップの大きさ及び被加工物の厚さが変化する一因となる可能性がある。従って、工程中でのギャップ検出又は被加工物厚さ検出は、ＥＣＭプロセス制御を改善するために重要である。
【０００５】
最近、ＥＣＭプロセス制御に対してギャップの大きさ及び被加工物の厚さを現場で測定する方法が提案されている。この方法では、超音波センサがＥＣＭツール内に埋め込まれ、ギャップの大きさ及び被加工物の厚さは超音波飛行時間測定値から得られる。センサは、ツール類を通して、ギャップ内の電解液を通して、また被加工物を通して伝搬する超音波を発生する。センサは、ツールの表面、被加工物の前面及び被加工物の背面からの反射を受けることになる。これらの反射信号の各々が受信される時間を比較することによって、ギャップの大きさ及び被加工物の厚さを求めることができる。
【０００６】
しかしながら、連続的な直流（ＤＣ）電圧を用いる従来型のＥＣＭ工程中に、陰極において気泡が絶えず発生し、この気泡が、ＥＣＭ電圧が一定のレベルを超えた場合に電解液を通しての超音波信号の伝搬を著しく減衰させる。一般的に言えば、電解液流量／入口圧力が大きければ大きいほどＥＣＭ電圧レベルも高くなることになるが、それでも超音波測定は適当に機能することができる。例えば、２平方インチの試料を加工するための入口圧力１５０ｐｓｉの場合、許容ＥＣＭ電圧レベルは約８ボルト（８Ｖ）である。しかしながら、ＥＣＭ電圧は、一般的には約１２ボルト〜約２０ボルト（１２〜２０Ｖ）の範囲内にある。本出願と同一の出願人の特許文献１には、電圧電源を低下させるか又は調整して気泡の発生を最少にすることが提案されている。同様に、本出願と同一の出願人の、特許文献２には、パルス電解加工で用いる時間間隔の間のような短時間の間、直流電源を切断してより精密な測定のために気泡の発生を最少にするようにすることが提案されている。しかしながら、ＥＣＭ電圧を調整することは、多分にＥＣＭ加工品質を損なうおそれがある。
【特許文献１】米国特許出願第０９／８１８８７４号
【特許文献２】米国特許第６３５５１５６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ＥＣＭ加工品質を損なわずにＥＣＭ加工作業を超音波モニタすることを改善するためには気泡の発生を低減するのが望ましいと言える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
つまり、本発明の１つの実施形態によって、電解加工ツール組立体における加工をモニタする方法を説明する。組立体は、被加工物からギャップを介して配置された少なくとも１つの電極を有する。電極と被加工物との間に電位差ΔＶを印加することによって該電極を作動させる。本方法は、少なくとも１つの超音波センサを励起させて電極の表面に向かって超音波を方向づける段階と、超音波センサを用いて電極の表面からの反射超音波を受ける段階とを含む。反射超音波は、電極の表面からと被加工物の表面からとの多数の反射波を含む。本方法はさらに、電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサの励起を遅延させる段階を含む。
【０００９】
さらに、多数のパルスを印加することによって電極を周期的に作動させるパルス式電解加工ツール組立体における加工をモニタする方法を説明する。本方法の場合には、超音波センサの励起は、パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後にドエル時間Ｔｄだけ遅延される。
【００１０】
さらに、被加工物を加工する電解加工方法を説明する。本電解加工方法は、被加工物に近接して配置された少なくとも１つの電極を作動させる段階を含む。電極及び被加工物は、ギャップによって分離される。本電解加工方法はさらに、ギャップを通して電解液を流す段階と、電解液をギャップから排出する段階と、電極を被加工物に向かって送込む段階と、超音波センサを用いてギャップ及び被加工物のうちの少なくとも１つをモニタする段階とを含む。モニタする段階は、超音波センサを励起して電極の表面に向かって超音波を方向づける段階と、超音波センサを用いて電極の表面から反射超音波を受ける段階とを含む。反射超音波は、電極の表面からと被加工物の表面からとの多数の反射波を含む。モニタする段階はさらに、電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサの励起を遅延させる段階を含む。
【００１１】
さらに、電解加工ツール組立体を説明する。本電解加工ツール組立体は、被加工物との間に電位差ΔＶを印加した時にギャップを越えて該被加工物を加工するようになった少なくとも１つの電極と、ギャップを通して電解液を流しかつ該電解液をギャップから排出するための手段と、少なくとも１つの電極を被加工物に向かって送込むための手段と、電極の表面に向かって超音波を方向づけかつ電極の表面から反射超音波を受けるようになった少なくとも１つの超音波センサとを含む。反射超音波は、電極の表面からと被加工物の表面からとの多数の反射波を含む。本電解加工ツール組立体はさらに、電極と被加工物との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサの励起を遅延させるようになった遅延発生器を含む。
【００１２】
図面全体にわたって同じ符号が同じ部品を表している添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、本発明のこれら及び他の特徴、態様及び利点が一層良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の電解加工ツール組立体１０の実施形態を、図１〜図４を参照して説明する。図１及び図４に示すように、電解加工（ＥＣＭ）ツール組立体１０は、電極２６と被加工物との間に電位差ΔＶを印加した時にギャップ３４を越えて被加工物１２を加工するようになった少なくとも１つの電極２６を含む。図１に示す実施例の場合には、被加工物１２は、シャンク部分１４及び翼形部分１６を備えたロータブレードである。翼形部１６は、前縁２２及び後縁２４で互いに接合された凹面形正圧側面１８と凸面形負圧側面２０とを有する。このロータブレードの実施例は、純粋に例示的のものあり、本ＥＣＭツール組立体１０は、他の被加工物にも同様に適用可能である。図４に示す実施例の場合には、ＥＣＭツール組立体１０は、１つの電極２６を有する。図１に示す実施例の場合には、ＥＣＭツール組立体１０は、被加工物１２の両側に配置された２つの電極２６、２８を含む。電極２６、２８は、被加工物１２を所望の形状に電解加工するような形状にされる。電極２６、２８の各々は、被加工物１２に対してそれぞれのギャップ３４、３６を形成する。図１に示す実施例の場合には、第１の電極２６は、被加工物１２に面する凸面形の加工面３０を有し、また第２の電極２８は、被加工物１２に面する凹面形の加工面３２を有する。加工する被加工物１２に応じて、ＥＣＭツール組立体１０は、図２に示す実施例よりも多いか又は少ない電極を有することができる。
【００１４】
ＥＣＭツール組立体１０はまた、例えば図１の矢印Ａで示すように、ギャップ３４を通して電解液３８を流しかつその電解液をギャップ３４から排出するための手段を含む。図１及び図２の実施例の場合には、電解液は、矢印Ａの方向にギャップ３４、３６を通って流れ、かつ該ギャップ３４、３６から排出される。電解液３８を流しかつ排出するための手段は公知であり、１つの実施例は、図２に概略的に示したポンプシステム１３０である。矢印Ａは、ＥＣＭツール組立体１０における１つの可能性のある流体流れ方向を示しただけであることに留意されたい。また、電解液３８を納容するために、１つ又は複数の電極２６と被加工物１２とは、電解液３８で満たした容器（図示せず）内に配置することができる。
【００１５】
ＥＣＭツール組立体１０はまた、少なくとも１つの電極２６を被加工物１２に向かって送込むための手段を含む。図１及び図２に示す実施例の場合には、２つの電極２６、２８は、矢印Ｆで示す方向に沿って被加工物１２に向かってまた被加工物１２から遠ざかるように移動可能になるように被加工物１２の両側に取り付けられる。電極２６を移動させるための手段は公知であり、１つの実施例は、図２に概略的に示すような、交流（ＡＣ）サーボモータを用いて電極を移動させるためのボールネジ機構を駆動する一般的なサーボ駆動システム１４０である。電極２６の移動は、フィードバックデータに応答する運動制御装置及び／又は操作員によって制御することができる。
【００１６】
図２に示すように、ＥＣＭツール組立体１０はまた、例えば超音波変換器４２のような少なくとも１つの超音波センサ４２を含み、該超音波センサ４２は、電極の表面１０２に向かって超音波を方向づけかつ電極の表面から反射超音波を受けるようになっている。反射超音波は、電極２６の表面１０２からと被加工物１２の表面１０４からとの多数の反射波を含む。図２の実施例の場合には、センサ４２は、電極２６内に埋め込まれる。その代わりに、センサ４２は、例えば電極２６の外部表面１０８上又は電極２６の外部表面１０８付近のような電極２６の外部表面上に又は電極２６の外部表面付近に配置することができる。例えば、図１に示すように、ＥＣＭツール組立体１０はまた、電極２６と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサの励起を遅延させるようになった遅延発生器１１０を含む。例示的なドエル時間Ｔｄは、約７ミリセカンド（７ｍｓ）〜約１５ミリセカンド１５（１５ｍｓ）の範囲内にある。１つの実施形態の場合には、遅延発生器１１０は、例えばドエル時間Ｔｄを短くするか又は長くするなど、ドエル時間Ｔｄを調節するようになっている。超音波センサ４２の励起をドエル時間Ｔｄだけ遅延させることによって、電極２６と被加工物１２との間の加工電位がオフになっているか又は低下している加工サイクルの一部の期間である加工オフタイム中に超音波センサを用いるように、超音波センサ４２の励起を加工サイクルに同期させることが可能になる利点がある。このことが、気泡を取除きかつ測定に対する電磁干渉を低減するのを助ける。
【００１７】
上述のように、ＥＣＭ電圧を低下させることは、ＥＣＭ加工品質を損なうおそれがある。従って、ＥＣＭ加工品質を損なうのを防止するためには短時間で電圧調整を完了することが望ましい。典型的なＥＣＭ条件では、気泡は、約１５ミリセカンド（１５ｍｓ）以下の時間で排出される。より具体的には、気泡は、約７〜１５ミリセカンド（７〜１５ｍｓ）で排出される。通常、電解液速度流量が大きければ大きいほど、気泡は速く排出される。さらに、超音波測定自体は、短時間しか掛からず、一般的に約５０マイクロセカンド（５０μｓ）以下のオーダである。これらの条件下では、実際の超音波測定時間枠だけでなく電解液が気泡を洗い流すための上述の遅延も含む超音波測定サイクルは、例えば約２０ミリセカンド（２０ｍｓ）以下のように比較的短くなるが、その時間の間に、超音波信号が著しく減衰されないように電圧レベルを低下させることができる。この時間は比較的短いので、ＥＣＭ加工品質が損なわれることがない利点がある。さらに、この遅延のために、気泡の適当な排出が起きて、比較的完全な超音波測定が可能になる。
【００１８】
より具体的な実施形態によると、ＥＣＭツール組立体１０はまた、電極２６と被加工物１２との間に電位差ΔＶを印加することによって電極２６を作動させて加工するようになった電源４０を含む。図１の実施例の場合には、電極２６、２８は、電源４０の負端子に接続されて陰極として機能し、また被加工物１２は、電源４０の正端子に接続されて陽極として機能する。このようにして、被加工物１２と電極２６との間に電位差ΔＶが確立され、それによって被加工物側面１８、２０の制御された減損を生じさせて被加工物１２をその所望の形状に加工する。ギャップ３４、３６を通る電解液３８の流れは、減損した材料を除去し、それによって減損材料が電極２６、２８に付着するのを防止する。図２の具体的な実施形態の場合には、少なくとも１つのパルサ・レシーバ５４が、超音波センサ４２のそれぞれの１つに接続される。パルサ・レシーバ５４の各々は、それぞれの超音波センサ４２を励起しかつそれぞれの反射超音波を受けるようになっている。パルサ・レシーバの各々はさらに、電極２６、２８と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後におけるドエル時間Ｔｄ経過後に遅延発生器１１０により起動されてそれぞれの超音波センサ４２を励起するようになっている。このタイミングについては、以下により詳細に説明する。
【００１９】
図１の具体的な実施形態の場合には、遅延発生器１１０は、電源４０からの出力をモニタするようになっている。電源は、多数のパルスを供給して電極２６と被加工物１２との間に電位差ΔＶを生成するように構成することができる。それに代えて、電源４０は、ＤＣ電源とすることができる。パルス式電源４０の実施形態の場合には、電源４０は、多数のパルスオン期間中にパルスを供給するようになっており、また遅延発生器１１０は、例えば図３に示すように、パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後にドエル時間Ｔｄの間、超音波センサ４２の励起を遅延させるようになっている。ＤＣ電源４０実施形態の場合には、電解加工ツール組立体はさらに、電極２６と被加工物１２との間に印加する電位差ΔＶを繰返し低下させて、例えば図３に示すように一連の測定期間ΔｔＭを生成するようになった制御装置１２０（図１参照）を含む。この後者のＤＣ電源４０の実施形態の場合には、遅延発生器１１０は、図３に示すように測定期間ΔｔＭの１つの開始後にドエル時間Ｔｄの間、超音波センサ４２の励起を遅延させるようになっている。
【００２０】
図２の具体的な実施形態の場合には、電解加工ツール組立体１０は、反射超音波を解析して（ａ）電極２６と被加工物１２との間のギャップ３４の大きさ及び（ｂ）被加工物１２の厚さのうちの少なくとも１つを求めることによってモニタリングデータの組を生成するようになった制御装置１２０を含む。より具体的には、制御装置１２０はさらに、モニタリングデータに対応して（ａ）電極２６を被加工物１２に向かって送込むための手段及び（ｂ）電源４０のうちの少なくとも１つを制御するようになっている。換言すれば、制御装置は、フィードバックループにおいてモニタリングデータを用いて、被加工物１２に対する電極２６の前進及び送込み速度を制御するようになっている。その用語を本明細書で用いる場合、用語「制御装置」は、本発明のタスクを実行するのに必要な計算又はコンピュータ演算と制御動作とを実行することができる任意の機械を意味することを意図している。本明細書で用いる場合、語句「〜するようになっている」は、当業者には明らかなように、制御装置が、本発明のタスクを実行するためのハードウェア及びソフトウェアの組合せを備えていることを意味する。
【００２１】
さらに、電解加工ツール組立体１０における加工をモニタする方法を、図１〜図４を参照して説明する。本モニタする方法は、少なくとも１つの超音波センサ４２を励起して電極の表面１０２に向かって超音波を方向づける段階を含む。例えば図３に示すように、超音波センサ４２は、例えばパルサ／レシーバ５４を用いてセンサ４２にパルスを与えることによって励起することができる。本モニタする方法はさらに、超音波センサ２６を用いて電極２６の表面１０２から反射超音波を受ける段階を含む。反射超音波は、電極２６の表面からと被加工物１２の表面１０４からとの多数の反射波を含む。本モニタする方法はさらに、例えば図３に示すように、電極２６と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサ４２の励起を遅延させる段階を含む。
【００２２】
より具体的な実施形態によると、本モニタする方法はさらに、反射超音波を解析して（ａ）電極２６と被加工物１２との間のギャップ３４の大きさ及び（ｂ）被加工物１２の厚さのうちの少なくとも１つを求める段階を含む。２つの材料の音響速度は公知であるので、ギャップ３４及び被加工物厚さは、計算可能である。上述のように、加工工程中にギャップ３４の大きさ及び／又は被加工物１２の厚さをモニタすることにより、フィーバックループにおいてこのデータを用いて被加工物１２に対する電極２６の前進及び／又は送込み速度を制御することが可能である。
【００２３】
１つの実施形態によると、電解加工ツール組立体１０は、パルス式電解加工ツール組立体であり、また電極２６は、多数のパルスオン期間中に電極と被加工物１２との間に電位差ΔＶを周期的に印加することによって作動される。この実施形態の場合には、超音波センサ４２の励起は、図３に示すように、パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後のドエル時間Ｔｄの間遅延される。別の実施形態の場合には、電解加工ツール組立体１０は、例えばＤＣ電源４０を用いる連続式電解加工ツール組立体である。この後者の実施形態の場合には、本モニタする方法はさらに、図３に示すように、電極２６と被加工物１２との間の電位差ΔＶを繰返し低下させて一連の測定期間ΔｔＭを生成する段階を含む。この後者の連続式実施形態の場合には、超音波センサ４２の励起は、図３に示すように、測定期間ΔｔＭの１つの開始後にドエル時間Ｔｄだけ遅延される。
【００２４】
具体的な実施形態によると、本モニタする方法はさらに、ドエル時間Ｔｄを調整する段階を含む。例えば、より短いパルスオフ時間（又はより短い測定期間ΔｔＭ）に適合させてより高い周波数のＥＣＭパルス励起を可能にするために、ドエル時間Ｔｄは短縮することができる。ドエル時間Ｔｄはまた、非活性／排出時間を長くするために延長することもできる。遅延を大きくすることにより、加工中に発生した気泡は、超音波信号の減衰を低減するためにより完全に排出することがきる。
【００２５】
図２に関して上述したように、一部の実施形態の場合には、電解加工ツール組立体１０は、その各々が被加工物１２からそれぞれのギャップ３４、３６を介して配置された少なくとも２つの電極２６、２８を含む。図２の実施形態の場合には、第１の超音波センサ４２は、励起されて電極２６の１つの表面１０２に向かって超音波を方向づけ、また第２の超音波センサ４４は、励起されて電極２８の別の表面１０６に向かって超音波を方向づける。この２電極の実施形態の場合には、それぞれの超音波センサ４２、４４を用いて反射超音波をそれぞれの電極２６，２８の各々の表面１０２、１０６から受け、超音波センサ４２、４４の各々の励起は、電極２６、２８と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後に少なくともドエル時間Ｔｄの間遅延される。より具体的には、同一直線上にある超音波センサ４２、４４の場合には、超音波センサ４２、４４の１方の励起は、電極２６、２８と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ遅延させることができるが、一方、超音波センサ４２、４４の他方の励起は、電極２６、２８と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間プラスオフセット量（Ｔｄ＋δ）だけ遅延させることができる。オフセット量δは、第１の励起した超音波センサ４２、４４からの超音波を減衰させるのに必要な時間よりも大きいか又はそれに等しい。
【００２６】
さらに、図１〜図４を参照して、パルス式電解加工（ＥＣＭ）ツール組立体１０における加工をモニタする方法を説明する。上述のように、パルス式ＥＣＭツール組立体１０の場合には、電極２６は、例えば図３に示すように、多数のパルスを印加することによって周期的に作動される。この実施形態の場合には、本方法は、少なくとも１つの超音波センサ４２を励起して（例えば、パルスを与えて）電極の表面１０２に向かって超音波を方向づける段階と、超音波センサを用いて電極の表面からと被加工物の表面１０４からとの多数の反射波を含む反射超音波を電極の表面から受ける段階と、パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサ４２の励起を遅延させる段階とを含む。本方法はさらに、ドエル時間Ｔｄを調整する段階を含むことができる。
【００２７】
図１〜図４を参照して、被加工物１２を加工する電解加工（ＥＣＭ）方法を説明する。本ＥＣＭ方法は、１つ又は複数の電極２６、２８を有するＥＣＭツール組立体１０に同様に適用可能である。本ＥＣＭ方法は、電極２６と被加工物１２とが例えば約１００ミクロン（１００μｍ）〜約２ミリメートル（２ｍｍ）のギャップ３４などのギャップ３４によって分離されるが接触はしていない状態で被加工物１２に近接して配置された少なくとも１つの電極２６を作動させる段階を含む。本ＥＣＭ方法はさらに、ギャップを通して電解液３８を流す段階を含む。電解液３８は、例えば図１に示すようにポンプ１３０を用いて約２０〜約２００ｐｓｉに連続的に加圧しかつ流すことができる。本ＥＣＭ方法はさらに、ギャップ３４から電解液を排出する段階を含む。このようにして、溶解した金属、熱及び気泡は、ギャップ３４から除去される。本ＥＣＭ方法はさらに、所望のギャップを維持するために被加工物１２に向かって電極２６を送込む段階と、超音波センサ４２を用いてギャップ３４及び被加工物１２のうちの少なくとも１つをモニタする段階とを含む。モニタする段階は、超音波センサ４２を励起して電極２６の表面１０２に向かって超音波を方向づける段階と、超音波センサ４２を用いて電極２６の表面１０２から反射超音波を受ける段階とを含む。上述のように、反射超音波は、電極の表面からと被加工物１２の表面１０４からとの多数の反射波を含む。モニタする段階はさらに、電極２６と被加工物１２との間の電位差ΔＶの低下が起きた後にドエル時間Ｔｄだけ超音波センサ４２の励起を遅延させる段階を含む。超音波センサ４２の励起をドエル時間Ｔｄだけ遅延させることによって、電極２６と被加工物１２との間の加工電位がオフになっているか又は低下している加工サイクルの一部の期間である加工オフタイム中にモニタする段階を実施するように、該モニタする段階を同期させることが可能になる利点がある。このことが、気泡を取除きかつ測定に対する電磁干渉を低減するのを助ける。より具体的な実施形態によると、モニタする段階はさらに、例えばドエル時間Ｔｄを短くするか又は長くするなど、ドエル時間Ｔｄを調節する段階を含む。
【００２８】
具体的な実施形態によると、モニタする段階はさらに、反射超音波を解析して（ａ）電極２６と被加工物１２との間のギャップ３４の大きさ及び（ｂ）被加工物１２の厚さのうちの少なくとも１つを求めることによってモニタリングデータを生成する段階を含む。より具体的には、本方法はさらに、モニタリングデータに対応して（ａ）電極を作動させること及び（ｂ）電極を送込むことのうちの少なくとも１つを制御する段階を含む。上述のように、フィードバックループにおいてモニタリングデータを用いて、電極２６の前進及び／又は送込み速度を制御することができる。
【００２９】
１つの実施形態の場合には、ＥＣＭツール組立体１０は、パルス式ＥＣＭツール組立体１０である。この実施形態の場合には、電位差ΔＶは多数のパルスオン期間中に電極２６と被加工物１２との間に周期的に印加され、また超音波センサ４２の励起は、パルスオン状態からパルスオフ状態への移行後にドエル時間Ｔｄだけ遅延される。
【００３０】
別の実施形態の場合には、ＥＣＭツール組立体１０は、連続式ＥＣＭツール組立体１０である。この実施形態の場合には、本方法はさらに、電極２６と被加工物１２との間の電位差ΔＶを繰返し低下させて一連の測定期間ΔｔＭを生成する段階を含み、超音波センサ４２の励起は、測定期間ΔｔＭの１つの開始後にドエル時間Ｔｄだけ遅延される。
【００３１】
本明細書では本発明の一部の特徴のみを示しかつ説明してきたが、当業者は多くの改良及び変更を想到するであろう。特許請求の範囲に示す参照符号は、本発明の技術的範囲を狭めるためのものではなくそれらを容易に理解するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の電解加工ツール組立体の実施形態を示す図。
【図２】図１の電解加工ツール組立体の断面図。
【図３】図１及び図２の電解加工ツール組立体における例示的な超音波測定タイミング図。
【図４】１つの電極を用いる本発明の電解加工ツール組立体の実施形態の例示的な測定システムブロック図。
【符号の説明】
【００３３】
１２  被加工物
１４  シャンク部分
１６  翼形部
１８  正圧側面
２０  負圧側面
２２  翼形部前縁
２４  翼形部後縁
２６、２８  電極
３０  凸面形加工面
３２  凹面形加工面
３４、３６  ギャップ
３８  電解液
４０  電源
４２、４４  超音波センサ
５４  パルサ・レシーバ
１１０  遅延発生器
１２０  制御装置
【図１】
2005144659.tif 000003
【図２】
2005144659.tif 000004
【図３】
2005144659.tif 000005
【図４】
2005144659.tif 000006
【外国語明細書】
2005144659000001.pdf