(57)【要約】【課題】加工液の種類や劣化度に関係なく所望の加工特性が得られる放電加工装置を得ること。【解決手段】加工液７の物性である体積抵抗率、静電容量、粘度のうちの少なくとも１つをモニタリングしそのモニタリング結果から対応する物性値を求めるモニタリング手段（センサー８、加工特性判定装置９）と、前記モニタリング手段が求めた物性値が示す加工液７の経時変化状態と予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群との比較に基づき印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件を制御する制御手段（加工条件生成装置１０）とを備えている。【選択図】        図１
2005103709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物と加工電極との間の微少な加工間隙を加工液で満たした状態で被加工物と加工電極との間にパルス状電圧を印加して被加工物に加工を施す放電加工装置において、
前記加工液の物性である体積抵抗率、静電容量、粘度のうちの少なくとも一つをモニタリングしそのモニタリング結果から対応する物性値を求めるモニタリング手段と、
前記モニタリング手段が求めた物性値が示す加工液の経時変化状態と予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群との比較に基づき印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記モニタリング手段が求めた物性値が示す加工液の経時変化状態と予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群との比較に基づき加工液の交換時期を報知する機能、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記モニタリング手段が求めた物性値が示す加工液の経時変化状態を時々刻々記憶し、加工液の物性値が初期値から予め設定した閾値にまで変化したとき、もしくは、時々刻々の加工液状態の変化に合わせて、その加工液の物性値に応じて予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群を参照し、印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件のうちの一つの加工条件の設定を変化させ、または、複数の加工条件の設定を変化させ、時々刻々の加工状態変化に応じた適応制御を行う機能、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記モニタリング手段が体積抵抗率、静電容量、粘度の全ての物性値を求めるときは、その全ての物性値から目的とする加工特性における加工液経時変化状態を判定することを特徴とする請求項１、２または３に記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群に基づき、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうち少なくとも１つの物性値に応じて最適化した加工条件を設定したデータベース、
を備えることを特徴とする請求項１、２または３に記載の放電加工装置。
【請求項６】
前記モニタリング手段は、
前記加工液の物性である体積抵抗率、静電容量、粘度のうちの少なくとも１つを計測して時々刻々の物性値変化を求める機能、
を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の放電加工装置。
【請求項７】
体積抵抗率が５．０Ｅ＋１２Ω・cm 〜１．０Ｅ＋１５Ω・cmで、静電容量が１．９ｐＦ〜２．２ｐＦで、粘度が１．５ｃＳｔ〜３．０ｃＳｔである物性を持つことを特徴とする放電加工装置用加工液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被加工物と加工電極との間の微少な加工間隙を加工液で満たした状態で被加工物と加工電極との間にパルス状電圧を印加して被加工物に高精度な加工を施す放電加工装置および放電加工装置用加工液に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
放電加工装置での加工条件は、新品加工液の体積抵抗率や粘度等の物性を考慮して定めるのが一般的である。しかし、放電加工装置にて使用される加工液は、放電エネルギーによって熱劣化や酸化劣化が起こり、分解物や脂肪酸、脂肪酸金属塩等を生成するので、使用時間に応じて物性が変化し、加工特性が低下するので、初期設定した加工特性が得られなくなる。
【０００３】
そこで、従来から、加工液をモニタリングし、そのモニタリング結果を加工条件にフィードバックして所望の加工特性を得る方法（例えば特許文献１）や、加工液を選定する方法（例えば特許文献２）、加工液の良否を検査する方法（例えば特許文献３）などが提案されている。
【０００４】
すなわち、特許文献１では、加工液の体積抵抗率を検出し、加工液の体積抵抗率が所定値以上低下したことを検出したとき直流電圧源の出力直流電圧を増大せる方法が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２では、油性放電加工液の加工速度を向上させることを目的に、硫黄を炭化水素に反応させて得られる含硫黄炭化水素、硫黄を油脂に反応させて得られる含硫黄油脂あるいはアルキルポリスルフィドの少なくとも１種を１〜２０重量％含む油性放電加工液を選択する方法が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３では、２個の電極を所定距離離隔させて一体に形成した検査用電極を用い、パルス電源装置の一方の極を通電線を介して第３の電極に接続すると共に他方の極を通電線を分岐した２本の分岐通電線を介して前記２個の電極に夫々接続し、電源装置から間歇的な電圧パルスを繰返し供給して繰返し放電を発生させ、前記２本の分岐通電線の夫々を流れる電流値から前記２個の電極の内のどちらの電極で放電が発生したかを判別検知し、放電発生電極が一方の電極から他方の電極に、又はその逆に代った回数の全放電発生回数に対する比率（放電点分散率）を求めて、該比率の値により被検査加工液の良否を判定する方法が開示されている。
【０００７】
なお、例えば特許文献４，５では、加工中の放電パルス状態を監視して加工の良否を判定し、良好な加工状態が得られるように加工用電源を制御し、安定な加工状態から外れた場合は加工効率を低下させる措置を講じて回避動作を行い、良好な状態に回復した場合には、回避動作から復帰動作に戻る適応制御機能を備えた放電加工装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１７４３３７号公報
【特許文献２】特開平５−１３８４４０号公報
【特許文献３】特開平１０−１５７３７号公報
【特許文献４】特開平２−２１２０４１号公報
【特許文献５】特開平５−１１６０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、体積抵抗率が低下すると放電電流が増加するので、出力電流電圧を増大させるとさらに放電電流が増加し、加工後のワーク面質の低下や面粗さの悪化等を引き起こす。体積抵抗率が低下すると絶縁が十分に回復しない状態での放電となるので集中放電が起こり、ワークにシミ（黒い点）等が発生する。また、出力電流電圧を増加させても集中放電の改善にはならない。その結果、加工特性の改善に繋がらないという問題がある。
【００１０】
また、特許文献２に記載の技術では、硫黄系化合物を添加してもベースオイルの種類や物性、他の成分により加工液としての物性は大きく変化するので、ベースオイルが異なれば意図する加工特性が得られない。また、一般的に加工速度が大き過ぎると仕上げ面粗さは低下するが、特許文献２に記載の技術では、この点を考慮していないので、仕上げ面粗さ考慮した加工特性が得られないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載の技術では、放電点分散率の低下がなくても加工液の経年劣化による体積抵抗率の低下で電流密度が増加し加工特性が低下する場合があり、誤った良否判定が起こるという問題点がある。
【００１２】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、加工液の種類や劣化度に関係なく所望の加工特性が得られる放電加工装置を得ることを目的とする。
【００１３】
また、この発明は、放電点分散を伴わない加工液の劣化であっても加工液の交換時期が判定できる放電加工装置を得ることを目的とする。
【００１４】
さらに、この発明は、ベースオイルと添加剤の組み合わせに関係なく加工速度、仕上げ面粗さが向上できる放電加工装置用加工液を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明は、被加工物と加工電極との間の微少な加工間隙を加工液で満たした状態で被加工物と加工電極との間にパルス状電圧を印加して被加工物に加工を施す放電加工装置において、前記加工液の物性である体積抵抗率、静電容量、粘度のうちの少なくとも一つをモニタリングしそのモニタリング結果から対応する物性値を求めるモニタリング手段と、前記モニタリング手段が求めた物性値が示す加工液の経時変化状態と予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群との比較に基づき印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうちの少なくとも一つをモニタリングして加工液の物性に応じた印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件を制御することにより最適な加工条件での加工を可能にしたので、加工液の種類や劣化度に関係なく所望の加工特性が得られる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、加工液の種類や劣化度に関係なく所望の加工特性が得られ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】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる放電加工装置および放電加工装置用加工液の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、この発明の一実施の形態である放電加工装置の構成を示すブロック図である。ここで、図１に示す放電加工装置について説明する前に、加工液について説明する。この発明が対象とする放電加工装置は、形彫放電加工装置であるが、この形彫放電加工装置で使用される形彫放電加工液に要求される性能としては、以下の７点が挙げられる。
【００２０】
すなわち、（１）粘度が低く、加工屑やタールなどを放電ギャップ外に放出しやすいこと。（２）絶縁性に優れること。（３）冷却性に優れること。（４）臭気が低く作業者に対して不快を与えないこと。（５）火点、沸点が高いこと。（６）化学的に安定であり、有害なガスを発生しないこと。（７）加工装置、ワークを腐食しないこと。形彫放電加工装置では、これらの性能を考慮し、低粘度の炭化水素系化合物あるいは低粘度の炭化水素系化合物に酸化防止剤や冷却特性向上剤等を添加した加工液が一般に使用されている。
【００２１】
一般に、加工条件は、新品加工液の体積抵抗率、粘度等の物性を考慮して設定されているが、加工液では、放電エネルギーにより熱劣化や酸化劣化が起こり、分解物、重合物や脂肪酸、脂肪酸金属塩等を生成するので、使用時間に応じてその物性が変化する。そして、使用時間に応じて加工液の物性が変化し、体積抵抗率が低下する。体積抵抗率が低下すると、絶縁が十分に回復しない状態での放電となるので集中放電が起こり、ワークにシミ（黒い点）等が発生する。その結果、加工特性が低下し、初期設定の加工特性が得られなくなる。したがって、加工液の種類や劣化度に関係なく所望の加工特性が得られるようにする措置が必要となる。
【００２２】
図２〜図４は、この発明の発明者らが形彫放電加工液の新品と劣化品に関して加工液物性と加工特性（加工速度と加工後のワークの仕上げ面粗さ）を詳しく分析・評価した結果を示す。なお、各図において、◆印は、加工液Ａ（新品）であり、■印は、加工液Ａの劣化品（３年使用）であり、●印は、加工液Ｂ（新品）であり、▲印は、加工液Ｃ（新品）であり、×印は、加工液Ｃの劣化品（１年使用）であり、＋印は、加工液Ｄ（新品）である。
【００２３】
図２は、荒加工速度と体積抵抗率との関係特性を示している。図２おいて、横軸は荒加工速度（mm3／ｍｉｎ）であり、縦軸は体積抵抗率（Ω・cm）である。図２に示すように、加工液が劣化するのに伴い、体積抵抗率（ＪＩＳＣ２１０１）は低下するが、荒加工速度は速くなる傾向を持つことが分かる。図２では、体積抵抗率が１．５Ｅ＋１４Ω・cmから１．５Ｅ＋１３Ω・cmに低下すると、荒加工速度は約１．６倍増加したことが示されている。
【００２４】
このことは、加工液では、放電エネルギーにより熱劣化や酸化劣化が起こり、分解物、重合物や脂肪酸、脂肪酸金属塩等や加工屑（金属粉）を生成するので、体積抵抗率が低下することを示していると考えられる。このとき、放電加工から見ると、通電性が向上したことにより絶縁回復までの時間が短くなるために、絶縁破壊までの時間が短くなった分、加工速度が向上することを示していると考えられる。
【００２５】
図３は、仕上げ面粗さと体積抵抗率との関係特性を示している。図３おいて、横軸は仕上げ面粗さ（μｍＲｙ）であり、縦軸は体積抵抗率（Ω・cm）である。図３に示すように、加工液が劣化するのに伴い、体積抵抗率（ＪＩＳＣ２１０１）が低下すると、仕上げ面粗さは悪くなる傾向を持つことが分かる。
【００２６】
このことは、加工液が劣化して体積抵抗率が低下すると、絶縁が十分に回復しない状態での放電となるので集中放電が起こり、ワークにシミ（黒い点）等が発生したために、加工面質が低下し、面粗さが低下することを示していると考えられる。
【００２７】
図４は、仕上げ面粗さと静電容量との関係特性を示している。図４おいて、横軸は仕上げ面粗さ（μｍＲｙ）であり、縦軸は静電容量（ｐＦ）である。図４に示すように、体積抵抗率と同様、静電容量（ＪＩＳＣ２１０１）が小さくなると、仕上げ面粗さは悪くなる傾向を持つことが分かる。図４では、静電容量が２．０６８ｐＦから１．９６ｐＦに低下すると、仕上げ面粗さは３．１００μｍＲｙから４．０７１μｍＲｙに悪化したことが示されている。このことは、静電容量が低下すると、加工液での電荷充電時間つまり無負荷電圧時間が短くなり、アークが発生しやすくなるために仕上げ面粗さが悪化することを示していると考えられる。
【００２８】
図５は、仕上げ面粗さと粘度との関係特性を示している。図５おいて、横軸は仕上げ面粗さ（μｍＲｙ）であり、縦軸は粘度（ｃＳｔ）である。図５に示すように、粘度（ＪＩＳＫ２２８３）が高くなると、仕上げ面粗さは悪くなる傾向を持つことが分かる。図５では、粘度が１．９５ｃＳｔから２．６７ｃＳｔに増加すると、仕上げ面粗さは３．１００μｍＲｙから４．０７１μｍＲｙに悪化したことが示されている。
【００２９】
このことは、粘度が低いほど、加工屑やタールなどを放電ギャップ外に放出しやすくなるので、安定な放電が可能になり、仕上げ面粗さが改善することを示していると考えられる。また、加工液の経年使用により低分子成分が揮発すると粘度が高くなるので、仕上げ面粗さは悪化することを示していると考えられる。
【００３０】
このように、放電加工特性に対する加工液の物性の影響は大きく、加工速度と仕上げ面粗さは加工液の物性よって相反する影響を受けるが、図２〜図５に示されるデータから、ベースオイルと添加剤の組み合わせに関係なく加工速度や仕上げ面粗さなどの加工特性の向上が図れる加工液を選定することができる。すなわち、体積抵抗率が５．０Ｅ＋１２Ω・cm 〜１．０Ｅ＋１５Ω・cm、静電容量が１．９ｐＦ〜２．２ｐＦ、粘度が１．５ｃＳｔ〜３．０ｃＳｔである物性を持つ加工液である。
【００３１】
そこで、現行の加工条件が変更できない等の理由で現行の加工条件を用いる場合に、上記のように選定した加工液を使用すれば、ベースオイルと添加剤の組み合わせに関係なく加工速度や仕上げ面粗さなどの加工特性の向上が図れることが分かる。
【００３２】
具体的には、例えば次のように選定すればよい。すなわち、加工速度を重視した加工を実施する場合は、体積抵抗率が低い加工液（例えば、５．０２Ｅ＋１２Ω・cm程度の加工液）を用いれば良い。また、面粗さを重視した加工を実施する場合は、体積抵抗率が高い加工液（例えば１．０Ｅ＋１５Ω・cm程度の加工液）、あるいは静電容量が低い加工液（例えば１．９ｐＦ程度加工液）、あるいは粘度が高い加工液（例えば２．５ｃＳｔ程度の加工液）を用いれば良い。
【００３３】
さて、図１に示すこの実施の形態による放電加工装置では、図２〜図５に示されるデータを用いて初期設定した加工条件を加工液の物性変化に応じて変更でき、また加工液の交換時期を報知することができるようになっている。まず、図１を参照して各部の構成等について説明する。
【００３４】
図１において、被加工物（ワーク）１は、テーブル２に載置されている。主軸３に取り付けられた加工用電極４は、ワーク１との間に微少な間隔を置いて対向配置されている。ワーク１と主軸３は、それぞれ、加工用電源５に接続されている。そして、図示省略したが、ワーク１と加工用電極４との間は、加工液貯蔵タンク６に貯蔵される加工液７によって満たされている。
【００３５】
加工液貯蔵タンク６内の加工液７には、センサー８が浸されている。センサー８は、加工液７の体積抵抗率、静電容量、粘度の少なくとも一つをモニターすることができればよい。センサー８は、少なくとも、体積抵抗率では５．０Ｅ＋１２Ω・cm〜１．０Ｅ＋１５Ω・cmの範囲が検出でき、静電容量では１．９ｐＦ〜２．２ｐＦの範囲が検出でき、粘度では１．５ｃＳｔ〜３．０ｃＳｔの範囲が検出できれば用いることができる。センサー８の検出信号は、加工特性判別装置９に入力される。
【００３６】
加工特性判別装置９は、加工の進行状況を監視し安定加工が行われているか否かの情報を加工条件生成装置１０に通知する従来装置が備える機能に加えて、センサー８の検出信号をサンプリングして時々刻々変化する加工液７の体積抵抗率、静電容量、粘度の各値を求め、それをモニタリング情報として加工条件生成装置１０に与える機能を備えている。
【００３７】
加工条件生成装置１０は、加工中の放電パルス状態を監視して加工の良否を判定し、その判定結果と加工特性判別装置９からの安定加工が行われているか否かの情報とに基づき適応制御を行う従来装置が備える機能に加えて、後述する加工条件データベース（図６）を持ち、加工特性判別装置９からのモニタリング情報と比較して加工液７の経時変化状態を判定し、それに応じて加工条件データベースから最適な加工条件を選定し、その選定した最適な加工条件に基づき加工液７への最適な印可電圧、パルス幅、加工電流特性（電流値と電流が流れている時間との関係であるＩＰ−ＯＮ特性）、休止時間等の加工条件を生成して主軸３と加工用電源４とを制御する機能を備えている。
【００３８】
このとき、加工条件生成装置１０では、加工特性判別装置９からのモニタリング情報が体積抵抗率、静電容量、粘度の全ての物性値を含むときは、その全ての物性値から目的とする加工特性における加工液経時変化状態を判定するようにしている。そして、その過程で加工液の劣化状態を判定し交換時期が到来したときは、表示部１１のランプを点灯し加工液７の交換時期を知らせるようになっている。
【００３９】
ここで、上記の加工条件の最適化に関しては、図２〜図５に示されるデータから、以下の点に留意する必要がある。すなわち、加工液の種類や加工液の劣化度によって加工液の体積抵抗率等が異なるので、同一の加工条件で加工しても、加工液の物性が異なれば同じ加工特性は得られない点である。そのため、要求する加工特性を得るには、加工液の物性に応じて加工条件を変更する必要がある。
【００４０】
例えば、体積抵抗率が低下した劣化加工液では新品加工液と比較して絶縁回復が遅いため、集中放電が発生するので、新品加工液と同等の加工特性を得るには、ＯＦＦ時間（休止時間）を長くする等の措置が必要になる。同様に、静電容量が低下した加工液や粘度が増加した加工液を用いる場合は、新品加工液と同等の加工特性を得る方法の１つとしてＯＦＦ時間を長くする等の措置が必要になる。
【００４１】
そこで、加工液の物性に応じて加工条件を定めることを可能とするために、図２〜図５に示されるデータから加工液の物性に応じて最適化した加工条件を求めてデータベース化し、加工条件生成装置１０に予め設定するようにしている。図６は、加工条件生成装置１０に設定する加工条件データベースの作成方法を説明する図である。図６では、加工液の物性として例えば体積抵抗率を取り上げ、図２を流用し、体積抵抗率によって加工液を分類Ａと分類Ｂと分類Ｃの３つに大きく分ける場合が示されている。
【００４２】
図６に示す加工条件データベースから、分類Ａに属する加工液について加工速度等の加工特性が最適となるように、印可電圧等の加工条件を求める。そして、加工条件の最適化は、分類Ａに属する加工液を用いて行うようにする。分類Ｂ、分類Ｃについても同様に実施し、各分類で最適な条件を求める。したがって、分類の数が多いほど、加工条件の設定が細かく行えるようになる。
【００４３】
次に、図７を参照してこの実施の形態による放電加工装置の動作について説明する。なお、図７は、加工液の劣化程度に応じて行われる各種の制御動作を説明するフローチャートである。
【００４４】
図７において、ステップＳＴ１では、加工条件生成装置１０は、加工液貯蔵タンク６に貯蔵される加工液７の物性に応じた加工条件を加工条件データベースから選択して設定する。これによって、加工液７への最適な印可電圧、パルス幅、ＩＰ−ＯＮ特性や休止時間等の加工条件が初期設定され、主軸３と加工用電源４とが制御され、ワーク１の加工が開始される。
【００４５】
ステップＳＴ２では、ワーク１の加工が開始されると、加工特性判別装置９はセンサー８からのモニタ結果をサンプリングし、時々刻々変化する加工液７の体積抵抗率、静電容量、粘度を求め、それを含むモニタリング情報を加工条件生成装置１０に与える。
【００４６】
ステップＳＴ３では、加工条件生成装置１０は、加工目標となる時間や位置に到達したか否かを判断する。加工目標に到達すると（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、従来の放電加工装置と同様に、加工を終了する。一方、加工目標に到達していない場合は（ステップＳＴ３：Ｎｏ）、作業者が加工状態をモニタリングして、加工状態に合わせる制御を行わせるために適応制御機能の使用を選択しているか否かを判断する（ステップＳＴ４）。
【００４７】
加工条件生成装置１０は、適応制御機能の使用が選択されていない場合は（ステップＳＴ４：Ｎｏ）、ステップＳＴ３に戻るが、適応制御機能の使用が選択されている場合は（ステップＳＴ４：Ｙｅｓ）、加工中の放電パルス状態を監視し加工の良否判定を行って適応制御を実施し、その過程で、加工特性判別装置９が安定な加工状態を示しているか否かを判断する（ステップＳＴ５）。
【００４８】
そして、加工条件生成装置１０は、加工特性判別装置９が安定な加工状態を示していない場合は（ステップＳＴ５：Ｎｏ）、加工の休止時間を初期状態よりも大きくすること、主軸３の電極引き上げ動作であるジャンプ制御のダウン時間を小さくすることの一方または双方の措置を採り（ステップＳＴ６）、加工状態が良好に回復するのを待って、つまりステップＳＴ５において、加工特性判別装置９が安定な加工状態を示す（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）のを待って、ステップＳＴ２に戻る。
【００４９】
このステップＳＴ６で行われる２つの措置は、いずれも加工効率を低下させる措置であるが、従来の適応制御（例えば特許文献４，５）では、以上のように、放電パルス状態を監視して加工の良否を判定し、良好な加工状態が得られるように加工用電源５を制御し、安定な加工状態から外れた場合は回避動作を行い、加工状態が良好に回復した場合には、回避動作から復帰動作に戻るような制御が行われている。
【００５０】
この実施の形態では、ステップＳＴ５において、加工特性判別装置９が安定な加工状態を示している場合（ステップＳＴ５：Ｙｅｓ）、つまり、従来の適応制御機能が動作しているときに、加工条件生成装置１０では、加工特性判別装置９が求めた物性値と加工条件データベースとに基づき加工液７の良否判定を行う新たな適応制御が実施される。その過程で、ステップＳＴ７の処理と、ステップＳＴ８の処理を行うようになっている。すなわち、従来の適応制御は、加工状態が電気的な変化のみで実施されているが、この実施の形態では、加工液の状態というもう一つに状態量を考慮した適応制御が行われる。
【００５１】
この実施の形態による新たな適応制御は、次のようにして実施される。すなわち、加工条件生成装置１０は、加工特性判別装置９が求めた物性値が示す加工液の経時変化状態を時々刻々記憶し、加工液の物性値が初期値から予め設定した閾値にまで変化したとき、もしくは、時々刻々の加工液状態の変化に合わせて、その加工液の物性値に応じて加工条件データベースを参照し、印可電圧、パルス幅、加工電流特性、休止時間等の加工条件のうちの一つの加工条件の設定を変化させ、または、複数の加工条件の設定を変化させ、時々刻々の加工状態変化に応じた制御を行うようになっている。
【００５２】
ステップＳＴ７では、表示部１１のランプを点灯して交換時期を報知すべきか否かを判断する。表示部１１のランプを点灯する場合には（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）、加工液の交換を待ってステップＳＴ２から処理動作が行われる。このステップＳＴ７の判断は、例えば次の２つの方法で行うことができる。
【００５３】
すなわち、（１）加工条件生成装置１０は、加工特性判別装置９からのモニタリング情報が示す体積抵抗率、静電容量、粘度の値から得られる加工液７の経時変化状態と加工条件データベースが要求する加工特性が得られなくなる基準とを比較してその基準内に入らなければ表示部１１のランプを点灯する（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）。
【００５４】
（２）また、加工条件生成装置１０は、使用している加工液７に対して、体積抵抗率、静電容量、粘度を評価項目とし予め求めておいた加工特性が良好な加工液のデータ群（加工条件データベース）からのマハラノビス距離を求め、マハラノビス距離が基準値より悪化すれば表示部１１のランプが点灯する（ステップＳＴ７：Ｙｅｓ）。なお、マハラノビスの距離は、変量のバラツキと変量間の相関関係を考慮した距離であって、データＸｉのマハラノビスの距離は、変量が１つの場合を考えると、変量Ｘが平均ｍ、標準偏差σの分布を持っていたとき、（Ｘｉ−ｍ）2／σ2となる。
【００５５】
次に、ステップＳＴ７の判断において、加工液７は劣化しているが交換時期でない場合は（ステップＳＴ７：Ｎｏ）、ステップ６での処理とは逆に加工の休止時間を初期状態よりも小さくすること、主軸３の電極引き上げ動作であるジャンプ制御のダウン時間を大きくすることの一方または双方の措置を採り（ステップＳＴ８）、ステップＳＴ２に戻る。
【００５６】
ステップＳＴ８の措置内容を具体的に説明する。すなわち、加工液７は劣化しているが交換時期でない場合は（ステップＳＴ７：Ｎｏ）、加工条件生成装置１０は、まず図２に相当する体積抵抗率と加工速度との関係からその加工速度の上昇率を求め、新油状態での加工液の加工速度との比を計算する。この比率は、加工効率の差と考えても問題ないのでＯＦＦ設定（休止時間）に比率をかけて延ばすようにする。
【００５７】
例えば、図２において、加工液Ａを◆印で示す新油の状態から使用して加工を行い、センサー８の検出信号から加工条件判定装置９が加工液Ａを■印で示す劣化品と同じ物性値を出力したとする。このとき、体積抵抗率と加工速度との関係を見ると、新油の加工液Ａは、体積抵抗率が１．０８Ｅ＋１３Ω・cmであり、加工速度が１４mm3/ｍｉｎであるのに対し、劣化品の加工液Ａでは、体積抵抗率が２．０Ｅ＋１２Ω・cmであり、加工速度が１９mm3/ｍｉｎであることから、加工速度向上率は、１．３６になる。
【００５８】
この場合、劣化品の加工液Ａでの加工速度では、加工効率が向上し過ぎている可能性がある。これを休止時間の操作で改善する場合は、劣化品の加工液Ａでの休止時間は、加工効率を計算する式（１）において加工効率を低下させるように設定すれば良い。
【数１】
2005103709.tif 000003
【００５９】
この例では、加工速度を１９mm3/ｍｉｎから１４mm3/ｍｉｎに低下さ
せるように加工効率を初期設定の７４％になるように計算させればよいので、
【数２】
2005103709.tif 000004
と計算して得られた休止時間を加工条件に用いればよいことになる。
【００６０】
つまり、前述のように、体積抵抗率が低下することは、熱劣化や酸化劣化を起こした加工液が発生する分解物、重合物や脂肪酸、脂肪酸金属塩等が加工間隙を汚濁させていることと同じと考える。この場合は、加工屑が多いときの対応と同じように休止操作すればよいとすると、新油と劣化油との加工速度の比を休止操作量に採用することで加工特性が改善されると考えられる。
【００６１】
表１は、新油状態の加工液と劣化して体積抵抗率の低下した加工液とで加工を行った結果を示している。
【表１】
2005103709.tif 000005
【００６２】
表１に示すように、体積抵抗率の低下した加工液では、加工速度が向上した反面、加工面質が劣化した。そこで、新油状態の加工液での加工速度まで低下するような休止時間に変更して加工を行ったところ加工速度はやや減少したが、加工面質の劣化を防ぐことが可能となった。
【００６３】
以上のように、この実施の形態によれば、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうち少なくとも１つをモニタリングし、加工液の物性に応じた印可電圧、パルス幅、ＩＰ−ＯＮN特性、休止時間等の加工条件を制御することにより最適な加工条件での加工を可能にしたので、加工液の種類や劣化度に関係なく常に最高の加工特性を得ることができる。
【００６４】
また、体積抵抗率が５．０Ｅ＋１２Ω・cm〜１．０Ｅ＋１５Ω・cmで、静電容量が１．９ｐＦ〜２．２ｐＦで、粘度が１．５ｃＳｔ〜３．０ｃＳｔである放電加工装置用加工液を用いるので、ベースオイルの種類や物性、他の成分が変わっても高速、高精度な加工が実現できる。また、現行の加工条件が変更できない場合に、加工液を最適なものに変えることができるので、加工特性を向上することができる。
【００６５】
また、加工液の交換時期は、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうち少なくとも一つをモニタリングして得られる加工液の経時変化状態、あるいは加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度の全てのモニタリング結果から得られる目的とする加工特性における加工液経時変化状態と、予め求めておいた良好な加工特性の加工液のデータ群との比較によって判定するので、放電点分散を伴わない加工液の劣化であっても正しく交換時期の判定が可能であり、正しく交換時期の報知が行える。
【００６６】
また、加工液の交換時期は、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうち少なくとも一つをモニタリングして得られる加工液の経時変化状態、あるいは加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度の全てのモニタリング結果から得られる目的とする加工特性における加工液経時変化状態と、予め求めておいた良好な加工特性の加工液のデータ群との比較によって加工状態に応じた適応制御方式を採用するので、加工液が劣化し絶縁回復が行われやすくなった状態のときに、加工条件を追込み過ぎることをなくすことができる。
【００６７】
また、予め用意した良好な加工特性を示す加工液のデータ群に基づき、加工液の体積抵抗率、静電容量、粘度のうち少なくとも１つの物性値に応じて最適化した加工条件を設定したデータベースを備えているので、加工液に応じた加工条件を選定するだけで、加工液の種類や劣化度に関係なく常に最高の加工特性を得ることができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上のように、この発明にかかる放電加工装置は、形彫放電加工装置において、加工液の診断を行い、加工特性を向上させるのに適している。また、この発明にかかる放電加工装置用加工液は、ベースオイルと添加剤の組み合わせに関係なく加工速度、仕上げ面粗さを向上させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】この発明の一実施の形態である放電加工装置の構成を示すブロック図である。
【図２】荒加工速度と体積抵抗率の関係を示す特性図である。
【図３】仕上げ面粗さと体積抵抗率の関係を示す特性図である。
【図４】仕上げ面粗さと静電容量の関係を示す特性図である。
【図５】仕上げ面粗さと粘度の関係を示す特性図である。
【図６】図１に示す加工条件生成装置に設定する加工条件データベース作成法を説明する図である。
【図７】図１に示す放電加工装置において加工液が劣化程度に応じて行われる各種の制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１  被加工物（ワーク）
２  テーブル
３  主軸
４  加工用電極
５  加工用電源
６  加工液貯蔵タンク
７  加工液
８  センサー
９  加工液特性判定装置
１０  加工条件生成装置
１１  表示部
【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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