(57)【要約】【課題】放電加工のジャンプ動作において、ジャンプ動作の経路の設定に特段の困難が無く、かつジャンプ動作における加工電極とワークとの干渉を確実に防止することができる放電加工機、放電加工機のジャンプ制御方法及び放電加工プログラムを提供する。【解決手段】加工電極４とワーク３との極間にパルス電圧を印加してワーク３を放電加工する際に、加工電極４のジャンプ動作の経路を既加工軌跡に設定するジャンプ動作制御手段１２を具備することにより、特には困難性無く安全確実なジャンプ動作経路を設定することができ、ワーク３の損傷及び加工電極４の消耗を抑制することが可能となる。【選択図】図１
2009214248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工電極とワークとの極間にパルス電圧を印加してワークを放電加工するとともに、ジャンプ要求に応じて加工電極にジャンプ動作を行わせる放電加工機において、
加工電極のジャンプ動作の経路を既加工軌跡を折り返し点から逆に辿る経路に設定するジャンプ動作制御手段を具備することを特徴とした放電加工機。
【請求項２】
ワークの放電加工が揺動加工である請求項１に記載の放電加工機。
【請求項３】
放電によりワークを加工するための加工電極と、三次元座標空間を構成し相互に垂直なＸ軸・Y軸・Ｚ軸上で加工電極を移動させるための軸送りモータと、電圧検出手段で極間電圧を検出してワークと加工電極間に一定電圧で電気エネルギを加える様に加工電源と駆動手段の作動を制御する数値制御手段とを有し、加工槽内に載置したワークを加工する放電加工機において、前記送りモータによって加工電極をワークに対して加工進行方向に送り込み、また往復動の揺動を行わせる揺動制御手段と、ワークと加工電極との極間に介在する加工屑を排出するために、加工電極を、既加工軌跡に沿って逆方向に退行させるジャンプ動作（退避動作）を行わせるジャンプ動作制御手段とを有することを特徴とする放電加工機。
【請求項４】
加工電極とワークとの極間にパルス電圧を印加してワークを放電加工するとともに、ジャンプ要求に応じて加工電極にジャンプ動作を行わせる放電加工機のジャンプ制御方法において、
ジャンプ要求に応じて既加工軌跡を折り返し点から逆に辿ることによって加工電極をジャンプ動作させることを特徴とする放電加工機のジャンプ制御方法。
【請求項５】
ワークを放電加工する際には加工電極を加工進行方向に沿って往復する揺動加工を行い、既加工軌跡を逆に辿って行われるジャンプ動作では加工電極を直行させる請求項４に記載の放電加工機のジャンプ制御方法。
【請求項６】
ワークに対して放電加工を行うステップと、ジャンプタイマの割り込みステップと、加工電源からのワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を一時停止してジャンプ動作を開始するステップと、ジャンプタイマの割り込み時における加工電極による加工位置をジャンプ開始点として、既に加工が終了した既加工経路に沿って、ワークに対し加工電極が既加工経路を逆に辿って相対移動させて加工電極のジャンプを行うステップと、加工電極が所定のジャンプ動作終了位置に達すると、既加工軌跡に沿ってジャンプ開始位置に向けて加工電極を移動させるステップと、加工電極がジャンプ開始位置に達したと判定するとジャンプタイマをリセットし、加工電源からワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を再開するステップと、
からなることを特徴とする放電加工方法。
【請求項７】
ワークに対して放電加工を行うステップと、ジャンプタイマの割り込みステップと、加工電源からのワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を一時停止してジャンプ動作を開始するステップと、ジャンプタイマの割り込み時における加工電極による加工位置をジャンプ開始点として、既に加工が終了した既加工経路に沿って、ワークに対し加工電極が既加工経路を逆に辿って相対移動して加工電極のジャンプを行うステップと、加工電極が所定のジャンプ動作終了位置に達すると、既加工軌跡に沿ってジャンプ開始位置に向けて加工電極を移動させるステップと、加工電極がジャンプ開始位置に達したと判定するとジャンプタイマをリセットし、加工電源からワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を再開するステップと、
を放電加工機に実行させることを特徴とする放電加工プログラム。
【請求項８】
ワークに対して放電加工を行うステップが加工進行方向に沿って加工電極を往復させる加工電極の動作を含み、加工電極のジャンプを行うステップが所定のジャンプ動作終了位置に向けて加工電極を既加工軌跡に沿って直行させるステップである請求項７に記載の放電加工プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの放電加工において加工電極のジャンプ動作を制御する制御機能を備えた放電加工機、放電加工機のジャンプ制御方法、放電加工方法及び放電加工プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示された従来の放電加工機の機械本体の外観図を図６及び図７に示す。図６は一般的ラム型の放電加工機１ａの外観図であり、ワークテーブル２ａを固定し、三次元座標空間を構成し相互に垂直なＸ軸・Y軸・Ｚ軸上で加工電極４を移動する。
図７は一般的テーブル移動型の放電加工機１ｂの外観図であり、ワークテーブル２ｂをＸ、Ｙ軸方向へ移動し、加工電極４をＺ軸方向へ移動する。
【０００３】
いずれの場合もワーク（被加工物）は加工槽内に載置され、加工槽内に充満した絶縁油等の加工液中に浸漬し、加工電極４をワークの上方に所定の間隔をおいて対向配置し、加工電極４とワークとの極間にパルス電圧を加えて放電させると共に、加工電極４とワークとを自動送り機能により相対移動させてワークに所望の加工を施す。
この放電の際には、ワークのみならず加工電極４も損傷を受け、この損傷は放電エネルギが大きい程、放電が同じ場所で続く程大きくなる。
【０００４】
また、放電加工の際は、加工電極とワークとが離れ過ぎると放電できず、加工電極とワークとが近づき過ぎても短絡して加工できない。
従って、加工電極とワークとの相対移動は、極間に印加された電圧等を検出し、検出した極間電圧を一定にするため、加工間隙を一定にするように制御しつつ放電加工する。
【０００５】
ワークと加工電極４との相対移動は、加工の進行にともなって加工電極４を所定の加工経路に沿って移動する「加工送り」とワークの被加工位置から加工電極４を引き離す「ジャンプ動作」とを共に行うのが一般的である。
【０００６】
ジャンプ動作は、ポンピング作用により極間に発生した加工屑を排出することを目的として行われる。
このジャンプ動作によって、加工電極４がワークに対して相対移動し、その様にワークと加工電極４との間の極間距離を離すことで加工液が極間に流れ込み、その後加工電極４とワークとの極間距離を近づけることで加工屑を含む加工液が極間から押し流され排出される。
【０００７】
このジャンプ動作による加工屑の排出作用は、ジャンプの速度を上げストロークを大きくするほど効果が高まることから、ジャンプ動作移動距離は、揺動や加工送りに比べて一般に非常に大きい。
【０００８】
このジャンプ動作に関し特許文献２にはジャンプ操作時の工具電極のしなりを極力低減させて良好な加工面の仕上がりを確保することができる放電加工方法を提供する目的で、工具電極と被加工物とが相対的に離れる際には、工具電極を、被加工物の加工底面及び加工側面の相方に対して離れるように第１の中間位置まで相対移動させた後に被加工物の加工底面に対して実質的に垂直方向に離れるように最上昇位置まで相対移動させ、工具電極と被加工物とが相対的に接近する際には、工具電極を、被加工物の加工底面及び加工側面の相方に対して接近するように第２の中間位置まで相対移動させた後に被加工物の加工底面に対して実質的に垂直方向に接近させてもとの開離開始位置に復帰するように相対移動させる放電加工方法及び放電加工装置が開示された。
【０００９】
また特許文献３には加工屑の排出効率を向上させ、かつ電極に加わる正圧、負圧を軽減することができる放電加工装置を得ることを目的として、近接開離運動の速度を変える速度可変装置を設けて、一近接動作あるいは一開離動作中に動作速度を変えることを可能とした放電加工装置が開示された。
【特許文献１】特開２００６ー１４２４７９号公報
【特許文献２】特開平８−１１８１４９号公報
【特許文献３】特公平４−３１８０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の特許文献２及び特許文献３に開示された放電加工装置では、ジャンプ速度を大きくすることによってジャンプ動作による加工屑の排出効果を向上することができたとしても、反面、その様に速度を上げるほどジャンプ動作によって電極が待避する位置及びその経路の選択に注意を要し、干渉物の無い位置及び経路の設定が困難となるという問題がある。
【００１１】
しかも、揺動加工中にジャンプ動作に入る場合、加工電極はワークに対する加工中心軸から偏心した位置にあり、従って、加工電極側面とワークとが接近していたり、加工電極がワークの内側側に入り込んでいる様な場合には、ジャンプ動作の際にそのまま加工電極を待避させると加工電極に傷が付いたり、加工電極とワークとが干渉し、双方が損傷する問題があった。
【００１２】
本発明は従来技術に於ける問題点に鑑み、放電加工のジャンプ動作において、ジャンプ動作の経路の設定に特段の困難が無く、かつジャンプ動作における加工電極とワークとの干渉を確実に防止することができる放電加工機、放電加工機のジャンプ制御方法、放電加工方法及び放電加工プログラム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】
【００１３】
すなわち本発明の放電加工機は、加工電極とワークとの極間にパルス電圧を印加してワークを放電加工するとともに、ジャンプ要求に応じて加工電極にジャンプ動作を行わせる放電加工機において、加工電極のジャンプ動作の経路を既加工軌跡を折り返し点から逆に辿る経路に設定するジャンプ動作制御手段を具備することを特徴とする。
【００１４】
ワークの放電加工が揺動加工である様にしてもよい。
【００１５】
また本発明の放電加工機は、放電によりワークを加工するための加工電極と、三次元座標空間を構成し相互に垂直なＸ軸・Y軸・Ｚ軸上で加工電極を移動させるための軸送りモータと、電圧検出手段で極間電圧を検出してワークと加工電極間に一定電圧で電気エネルギを加える様に加工電源と駆動手段の作動を制御する数値制御手段とを有し、加工槽内に載置したワークを加工する放電加工機において、前記送りモータによって加工電極をワークに対して加工進行方向に送り込み、また往復動の揺動を行わせる揺動制御手段と、ワークと加工電極との極間に介在する加工屑を排出するために、加工電極を、既加工軌跡に沿って逆方向に退行させるジャンプ動作（退避動作）を行わせるジャンプ動作制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
さらに本発明の放電加工機のジャンプ制御方法は、加工電極とワークとの極間にパルス電圧を印加してワークを放電加工するとともに、ジャンプ要求に応じて加工電極にジャンプ動作を行わせる放電加工機のジャンプ制御方法において、ジャンプ要求に応じて既加工軌跡を折り返し点から逆に辿ることによって加工電極をジャンプ動作させることを特徴とする。
【００１７】
ワークを放電加工する際には加工電極を加工進行方向に沿って往復する揺動加工を行い、既加工軌跡を逆に辿って行われるジャンプ動作では加工電極を直行させる様にすることができる。
【００１８】
さらに本発明の放電加工方法は、ワークに対して放電加工を行うステップと、ジャンプタイマの割り込みステップと、加工電源からのワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を一時停止してジャンプ動作を開始するステップと、ジャンプタイマの割り込み時における加工電極による加工位置をジャンプ開始点として、既に加工が終了した既加工経路に沿って、ワークに対し加工電極が既加工経路を逆に辿って相対移動させて加工電極のジャンプを行うステップと、加工電極が所定のジャンプ動作終了位置に達すると、既加工軌跡に沿ってジャンプ開始位置に向けて加工電極を移動させるステップと、加工電極がジャンプ開始位置に達したと判定するとジャンプタイマをリセットし、加工電源からワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を再開するステップと、からなることを特徴とする。
【００１９】
加えて本発明の放電加工プログラムは、ワークに対して放電加工を行うステップと、ジャンプタイマの割り込みステップと、加工電源からのワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を一時停止してジャンプ動作を開始するステップと、ジャンプタイマの割り込み時における加工電極による加工位置をジャンプ開始点として、既に加工が終了した既加工経路に沿って、ワークに対し加工電極が既加工経路を逆に辿って相対移動させて加工電極のジャンプを行うステップと、加工電極が所定のジャンプ動作終了位置に達すると、既加工軌跡に沿ってジャンプ開始位置に向けて加工電極を移動させるステップと、加工電極がジャンプ開始位置に達したと判定するとジャンプタイマをリセットし、加工電源からワーク及び加工電極への電気エネルギの印加を再開するステップと、を放電加工機に実行させることを特徴とする。
【００２０】
この放電加工プログラムでは、ワークに対して放電加工を行うステップが加工進行方向に沿って加工電極を往復させる加工電極の動作を含み、加工電極のジャンプを行うステップが所定のジャンプ動作終了位置に向けて加工電極を既加工軌跡に沿って直行させるステップであるようにすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の放電加工機、放電加工機のジャンプ制御方法、放電加工方法及び放電加工プログラムによれば、加工電極のジャンプ動作の際にジャンプ動作の経路を既加工軌跡に設定することにより、ジャンプ動作前に使用した加工電極に付着、浮遊していた加工屑をジャンプ動作後に排出させる作用を有し、かつジャンプ動作の経路設定に特に困難性が無く、確実に加工電極とワークとの干渉等の問題が生じない経路を設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［第一の実施の形態］
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１には、本発明の放電加工機の主要部である構成ブロック図を示す。
放電加工機１は、放電によりワーク３を加工するための加工電極４と三次元座標空間を構成し相互に垂直なＸ軸・Y軸・Ｚ軸上で加工電極４を移動させるためのＸ軸送りモータ５ａとＹ軸送りモータ５ｂとＺ軸送りモータ５ｃとを有し、各軸送りモータ５ａ、ｂ、ｃに駆動電力を供給する駆動手段６を備える移動手段７７を有する。
なお、ワーク３は加工槽内に載置し、加工槽内に充満した加工液中に浸漬してある。
【００２３】
また各軸送りモータ５ａ、ｂ、ｃは一般的にボールねじ（図示せず）と組み合わせてあり、加工電極４を支持する機械ヘッド（図示せず）に接続してある状態で加工電極４を移動する。
各軸送りモータ５ａ、ｂ、ｃを含む移動手段７は加工電極４を支持するヘッドに取り付けてあり、Ｙ軸送りモータ５ｂは加工電極４をワーク３に対して加工進行方向に送り込み、またジャンプ動作（退避動作）を行わせる。
【００２４】
放電加工機１は、ワーク３及び加工電極４と電気的に接続してあり、その間に電気エネルギを加える加工電源８と駆動手段６及び加工電源８の作動を制御する数値制御手段９とを有する。
加工電源８からワーク３及び加工電極４への各々配線途中には、ワーク３と加工電極４との間の極間電圧を検出するために電圧検出手段１０が接続してある。
電圧検出手段１０で極間電圧を検出することにより、数値制御手段９は極間電圧を一定にするようにワーク３と加工電極４との加工間隙を制御する。
【００２５】
数値制御手段９は、加工制御手段１１とジャンプ動作制御手段１２と揺動制御手段１３とを有している。
加工制御手段１１は、電圧検出手段１０により検出した極間電圧を一定に保つために、ワーク３と加工電極４との間の加工間隙を一定に保つように制御しつつワーク３と加工電極４とが相対移動する。
【００２６】
ジャンプ動作制御手段１２は、ワーク３と加工電極４との極間に介在する加工屑を排出するために、加工電極４を、既加工軌跡に沿って退行させる。
ジャンプ動作は常時行われるものではなく、ジャンプタイマにより定期的に間隔を置いて実行する、その際に放電加工は一時的に中断する。
揺動制御手段１３は、加工電極４をワーク３に対して加工進行方向に送り込み、また後退させる往復動の揺動を行わせる。
【００２７】
本発明の放電加工機１は、加工プログラム等の加工指令又は加工情報を入力するための入力手段１４と入力した加工指令等を記憶するメモリ１５とを有し、メモリ１５には加工条件テーブル等が予め設定、記憶されている。
【００２８】
次に、本発明の放電加工機１の放電加工作動例を説明する。
図２に示すフローチャートは、本発明における放電加工機１による放電加工全体の流れを示す。また図３に示すフローチャートは本発明の放電加工機１によって行われるジャンプ動作の制御の流れを示す。
【００２９】
ステップＳ３１において、ジャンプ動作設定のためのジャンプタイマの設定や揺動加工の有無等を含む加工条件の設定は、入力手段１４を介して設定し、メモリ１５が記憶する。
ジャンプタイマの設定には、周期的にジャンプ動作する場合のジャンプ周期及び、極間電圧が設定電圧以下になった時にジャンプ動作する場合の設定電圧などが含まれる。
【００３０】
必要とする全ての設定後、ステップＳ３２で放電加工を開始する。
この時には、垂直方向の放電加工と共に加工電極４が加工進行方向に沿って往復する揺動が行われる。
放電加工の間、ステップＳ３１で設定したジャンプ動作の周期や設定電圧に従って逐次、ステップＳ３３に示すジャンプタイマの割り込みが行われる。
【００３１】
さらに放電加工の間は、電圧検出手段１０で極間電圧を検出して平滑化し（ステップＳ３４）、平滑化した極間電圧が予め設定した基準値と比較する（ステップＳ３５）。
比較結果が基準値よりも高い場合には、駆動手段６を介してＺ軸送りモータ５ｃが駆動し、加工電極４はワーク３へ向かって相対的に前進する（ステップＳ３６）。
また、比較結果が基準値よりも低い場合には、駆動手段６を介してＺ軸送りモータ５ｃが駆動し、加工電極４はワーク３から相対的に後退する（ステップＳ３７）。
それぞれの場合における前進量及び後退量は、基準値と極間電圧の検出値との差に応じて数値制御手段９の加工制御手段１１にて決定する。
揺動加工の場合における前進及び後退は、駆動手段６を介してＹ軸送りモータ１９を駆動し、加工電極４を加工進行方向に沿って前進又は後退させてワーク３に対し平行な方向に揺動する。
【００３２】
ステップＳ３３からステップＳ３７までは加工電極４が加工完了位置に達するまで継続する（ステップＳ３８）。
ステップＳ３３を除くステップＳ３２からステップＳ３８までは、加工制御手段１１にてそれぞれ垂直方向の加工電極４の送りである「加工送り」をし、揺動制御手段１３にて水平方向の加工電極４の送りである「揺動」をする。
【００３３】
ステップＳ３３に示すジャンプタイマの割り込みによって加工電極４はジャンプ動作する。
図４、図５に示すように、本発明の放電加工機１では、加工電極４のジャンプ動作の経路を既加工軌跡を折り返し点から逆に辿る経路に設定する。この様にジャンプ動作を制御することにより、既加工軌跡上には障害物が存在しないことが保証されることから、簡単な設定で確実にジャンプ動作が行われる経路を設定することができる。
【００３４】
図２のステップＳ３２からステップＳ３８までは、加工制御手段１１にてそれぞれ垂直方向の加工電極４の送りである「加工送り」をし、同時に揺動制御手段１３にて水平方向の加工電極４の送りである「揺動」Ｓを行いながら図４（ａ）〜（ｄ）に示すように、ワーク３の内側における放電加工が進行する。
【００３５】
次に、図２のステップＳ３３においてジャンプタイマの割り込みに応じてステップＳ３３−１で数値制御手段９により加工電源８からワーク３及び加工電極４への電気エネルギの印加が一時停止され、ジャンプ動作を開始する。
【００３６】
ジャンプ動作は、ジャンプタイマの割り込み時における加工電極４による加工位置をジャンプ開始点として、既加工軌跡上の各加工点を逆に辿ることによって行われる。
例えば表１及び図５に示す（i）〜（vi）の加工位置を辿ることによってジャンプ開始点（vii）に加工電極４が到達した場合には、（i）〜（vi）に示す加工位置を逆に辿ることによって表２に示す（viii）〜（xiv）に示すジャンプ経路が設定される。表１、図５及び表２に示す加工経路は説明の便宜のために多角形状を描くように設定されたものとしているが、実際の加工経路はさらに細かく細分化される結果、その経路は図４（ａ）〜（ｄ）に示すように疑似曲線を描くように設定される。
【００３７】
【表１】
2009214248.tif 000003
【００３８】
【表２】
2009214248.tif 000004
【００３９】
以上の表１、図５及び表２に示す加工経路においては、viiの位置を折り返し地点として（i）〜（vi）の既加工軌跡を逆に辿って（viii）〜（xiii）にジャンプ動作の経路が設定される。
その際、（i）〜（vi）に向かう当初の放電加工においては、図５にSの符号を付した矢印で示す様に各加工位置（i）〜（vi）において加工進行方向に沿って往復する揺動が行われる。しかし、既加工軌跡を逆に辿って行われるジャンプ動作では、（viii）〜（xiii）の経路を辿って特に揺動することなく、（xiii）の位置に加工電極４を既加工軌跡に沿って直行させる。
【００４０】
以上のようにジャンプ経路が設定されることによって、図３に示すステップＳ３３−２ではステップＳ３３までに既に加工が終了した既加工経路に沿って、移動手段７によりワーク３に対し加工電極４が既加工経路を逆に辿って相対移動する。
加工電極４が予め定めたジャンプ動作終了位置に達するまで、既加工軌跡を逆に辿って行われるジャンプ動作である加工電極４の移動を継続する。
【００４１】
加工電極４がジャンプ動作終了位置に達すると（ステップＳ３３−３）、加工電極４がジャンプ開始点に達するまで、既加工軌跡に沿ってジャンプ開始位置に向けて移動手段７により加工電極４を移動させる（ステップＳ３３−４）。
【００４２】
ステップＳ３３−５で加工電極４がジャンプ開始位置に達したと判定するとステップＳ３３−６でジャンプ動作が終了し、ジャンプタイマがリセットする。
同時に加工電源８からワーク３及び加工電極４への電気エネルギの印加を再開する。
【００４３】
本発明によれば、既に加工が終了した既加工経路に沿ってジャンプ動作を行うことができるので、特には困難性無く安全なジャンプ動作経路を設定することができ、ワークの損傷及び加工電極の消耗を抑制することが可能となる。
ワークの損傷及び加工電極の消耗を抑制することで、加工精度の向上を図ることができる。
【００４４】
さらに、加工電極に大きな電気エネルギを与えることも可能となることから、効果として加工時間の短縮を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の放電加工機の主要部を示す構成ブロック図である。
【図２】本発明の放電加工機の放電加工の全体の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の放電加工機の放電加工におけるジャンプ動作の流れを示すフローチャートである。
【図４】本発明の放電加工機によって行われる放電加工の態様を示す模式図である。
【図５】放電加工経路とジャンプ動作の関係を示す模式図である。
【図６】ラム型の放電加工機の外観図である。
【図７】テーブル移動型の放電加工機の外観図である。
【符号の説明】
【００４６】
１・・・放電加工機、３・・・ワーク、４・・・加工電極、６・・・移動手段、１１・・・加工制御手段、１２・・・ジャンプ動作制御手段、１３・・・揺動制御手段。 
【図１】
2009214248.tif 000005
【図２】
2009214248.tif 000006
【図３】
2009214248.tif 000007
【図４】
2009214248.tif 000008
【図５】
2009214248.tif 000009
【図６】
2009214248.tif 000010
【図７】
2009214248.tif 000011