JPH048424A - 電解加工方法及び電解加工装置 - Google Patents
電解加工方法及び電解加工装置Info
- Publication number
- JPH048424A JPH048424A JP32843990A JP32843990A JPH048424A JP H048424 A JPH048424 A JP H048424A JP 32843990 A JP32843990 A JP 32843990A JP 32843990 A JP32843990 A JP 32843990A JP H048424 A JPH048424 A JP H048424A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machining
- current
- workpiece
- electrolytic
- pulse
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野]
この発明は、設定した加工間隙値を有して工具電極と被
加工物を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液
を介在させると共に、パルス電流を供給して上記被加工
物を加工する電解加工方法及び電解加工装置に関するも
のである。
加工物を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液
を介在させると共に、パルス電流を供給して上記被加工
物を加工する電解加工方法及び電解加工装置に関するも
のである。
第17図は例えば特開平1−216723号公報に示さ
れた従来の電解加工装置を示す概略構成図、第18図は
この電解加工装置によって加工された被加工物の加工面
形状を上下方向に誇張して示した断面図である。 図において、(11は被加工物、(2)は工具電極、(
3)は加工槽、(4)は電解加工液、(5)は加工電極
駆動手段1例えば駆動モータ、(6)は駆動モータ(5
)の回転運動を工具電極(2)の上下運動に変換する駆
動機構、(7)は加工液供給装置、(8)は加工液供給
用電磁弁、(9)は加工液供給用噴出ノズル、(10)
は工具電極(2)中の加工液噴出孔、 (11)は工具
電極(2) と被加工物(1)間にパルス電流を供給す
る電解電流電源、(12)は工具電極(2)の被加工物
(1)に対する位置、供給パルス電流の大きさ及び波形
並びに加工液(4)の供給量等を制御する制御装置、〔
13)は被加工物(1)と工具電極〔2)間の加工間隙
値が所定値になるように駆動モータ(5)に指令する電
極位置制御部、(14)は加工液供給装置(4)へ制御
指令を出力する加工液制御部、(15)は上記供給パル
ス電流のピーク電流値、パルス幅及びパルス周期を設定
し、その設定値に応じた指令を電解電流電源(11)に
出力する加工条件制御部で上記電解電流電源flllと
加工条件制御部〔15)の詳細については後述する。な
お、 (16)は制御装置i! f12)に外部から設
定値を入力する大刀装置である。 第19図は上記電解電流電源+Illと加工条件制御部
(15)の詳細を示す図である。 即ち、電解電流電源+111は直流電源部(7o)と充
放電部(71)とで構成され、直流電源部(7o)は、
変圧器(72)と整流器(73)とがらなり、変圧器(
72)により電圧を所定値に降下させ整流器(73)に
より整流して直流電流を得て、後述する蓄電器[74−
11〜[74−n)に供給する。 また、充放電部(71)は、加工間隙に電荷を放電する
複数個の蓄電器[74−11〜(74−n)と、これら
の各蓄電器+74−1)〜(74−n)に接続し、直流
電源部(70)側への電荷の逆流を阻止するダイオード
175−1)〜 (75−nlと、放電側へ電荷を放電
させるべく開閉される放電スイッチ(76−11〜[7
6−n)’と、前記各蓄電器(74−11〜(74−n
)を所定に充電すべく前記直流電源部(70)からの電
源を給断する充電スイッチ(77)とからなる。 上記加工条件制御部(15)は、蓄電器f74−1)〜
(74−nlの電圧値を検出する電圧検出器(78)と
、この電圧検出器(78)で検出した電圧値とD/A変
換器(79)からの出力値とを比較する電圧比較器(8
0)と、この電圧比較器(80)からの出力信号により
前記蓄電器[74−1)〜(74−n)の充電の完了及
び開始を検出する充電検出器(81)と、加工間隙に放
電される電荷の電流値を検出する電流検出器(82)と
、この電流検出器(82)で検出した電流値のピーク値
をホールドするピークホールド回路(83)と、このピ
ークホールド回路(83)でホールドしたピーク電流値
とD/A変換器(84)の出力値とを比較する電流比較
器(85)と、所定時間幅のパルスを発生するパルス発
生器(86)と加工間隙に放電する電荷の電流波形を設
定する電流波形設定器(87)からの入力信号により前
記各放電スイッチ(76−11〜(76−n)に開閉駆
動信号を出力するゲート回路(88)と、前記各蓄電器
[74−11〜(74−n)へ供給する充電電圧値を設
定しその信号を前記D/A変換器(79)に出力する充
電電圧設定器(89)と、加工間隙に流れる電流値を設
定し、その信号を前記D/A変換器(84)に出力する
電流設定器(90)と、前記蓄電器(74−11〜(7
4−n)の残留電荷を放電する電荷放電器(91)と、
この電荷放電器(91)に制御信号を出力する電荷放電
指令器(92)と、工具側12)と被加工物(1)の接
触を検知する接触検知器(93)と、前記人力装置(1
6)の入力データ等に基づき加工条件等を演算・処理す
るC P U [941等からなる。なお、図中符号(
95)は逆起電力によって各放電スイッチ(76−11
〜f76−nlが破壊するのを防止するダイオードであ
る。 従来装置は上記のように構成されており、次にその動作
について説明する。 まず、制御装置(12)中の電極位置制御部(13)に
設定された指令値によって駆動モータ(5)が作動し、
駆動機構(6)を介して工具電極(2)の位置が制御さ
れ、工具電極(2)が加工槽(3)中に被加工物(11
と設定された加工間隙値で対向する。その後、制御装置
(12)中の加工液制御部(14)の指令により加工液
供給装置(7)が作動し、加工槽(3)中に加工液(4
)が満たされ、後述する動作のように制御装置(12)
中の加工条件制御部(15)からの指令に応じ、電解電
流電源(11)から所定幅で所定ピーク値のパルス電捷
が所定周期で、工具電極(2)と被加工物m間に供給さ
れ、これら画電極(1) [21間の加工間隙に間欠的
な電解作用が生じる。 即ち、上記第19図に示す電解電流電源(illと加工
条件制御部(15)の動作を第20図のフローチャトに
より説明すると次の通りである。 被加工物+11 と工具電極(2)をそれぞれ所定位置
に固定し、電源を投入[1001する。そして、例えば
人力装置(16)の放電キー(図示せず)を押すと2上
記放電スイツチ(76−1)〜(76−n)がオンする
と共に、電荷放電指令器(92)から電荷放電器(91
)に制御信号が出力し、この信号により、前記ステップ
(1001でオンとなった電荷放電器(91)がオフす
る(101)。 電荷放電器(91)がオフすると、この電荷放電器(9
1)を構成する抵抗に所定の電流を流し得る時間Tl〜
TnをCP LJ (94)から読み込む(1021、
このTl〜Tnは、第21図(A)に示すように、上お
電荷放電器(91)の抵抗を介して放電する際に、抵抗
の平均消費電力を一定にするための時間であり、 TI
は、蓄電器(74−1)〜f74−n)の最大充電電圧
時に流し得る時間(第21図の面積Sl=電力に相当す
る時間)、■2〜Tnは、 TIの面積Slと同一面積
82〜Snが得られる時間である。なお、この時間TI
−Tnは、前記蓄電器(74−11〜(74−nlの静
電容量Cと上記電荷放電器(91)の抵抗の抵抗値Rと
による放電特性から予め求め、CP U (94)に記
憶したものである。 そして、上記TI−Tnに基づき所定の周期T、例えば
後述する所定電圧Vsを放電するに必要なTs待時間り
長い時間を算出(103)する。その後、第21図(B
l に示す特性から、上記Tl−Tnと同様に予め記憶
させである、■1〜Tnに対応する電圧v1〜l/nを
読み込む(104)。 電圧Vl=Vnを読み込むと、加工条件制御部(15)
の制御信号により、上記電圧検出器(78)が蓄電器(
75−11〜(75−n)の電圧v、(残留電荷)を検
ffl (1051し、この電圧Voが所定値Vs以下
か否かを判断(1061する。この判断(106)でN
Oの場合、即ち、蓄電器(74−1)〜(74−n)
(7)電圧v0がVsを越える場合は、ステップf10
41 で読み込んだv1〜Vnの中より、 Voの直上
位の電圧Viと、この電圧■1に対応する時間Tiを選
択(107)する。そして、Ti時間電荷を放電(10
8) L、T−Ti時間の待ち時間(109)をおいて
。 前記ステップ(105)に戻り、ステップ(1061で
YESになるまで繰り返す。 つまり、蓄電器(74−1)〜(74−n)の電圧Va
を、上記電荷放電器(91)の抵抗の電力規格値Wに相
当する電流を流し得る電圧Vsまで、電荷放電指令器(
92)の制御信号により電荷放電器(91)を一定周期
TでTi11. Ti÷2・・・時間順次オンさせるこ
とにより残留電荷を放電する。なお、前記放電スイッチ
(76−11〜f76−n)はオンした状態のままであ
る。 上記ステップ(1061でYES 、即ち蓄電器+74
−11〜f74−n)の電圧VaがVs以下になると、
予め設定した一定の時間1例えば前記時間Tl−Tnよ
り長い時間Ts重電荷放電(1101L、残留電荷の放
電を終了するとともに、電荷放電指令器(92)の制御
信号により電荷放電器(91)がオン(ill)する。 この一連の工程で、加工開始前に残留(前回の加工終了
時に残留)していた蓄電器(74−1)〜(74−n)
の残留電荷の放電が完了し、残留電荷がなくなると、こ
の状態で加工が開始され、まず電極(2)が下降して被
加工物(1)に接触する。この接触を上記接触検知器(
93)が検知fl121すると、 CPtJ(94)は
、この点を加工原点Aとして記憶するとともに、上記加
工液供給装置(7)を作動させ、加工槽(3)内に電解
液を供給(113)する。そして、電極(2)を上昇さ
せて入力装置(16)で入力した加工間隙を維持する位
置に電極(2)を設定fl14)する。 電極(2)が設定され加工間隙の電解液が静止[115
)したら、加工条件制御部(15)の制御信号により、
電解電流電源(11)の蓄電器f75−1)〜(75−
nlから被加工物(11の加工面積Sに応じた所定のパ
ルス電流を供給(116) L、このパルス電流のオフ
後に電極(2)を上昇[117)させる。 そして、上記加工液供給装M(7)により噴出ノズル(
9)又は噴出孔(lO)から加工間隙に新鮮な電解液を
噴出し、パルス電流の供給により溶出した加工間隙の電
解生成物を排除fl18)する。その後、電極(2)を
下降+119)させて被加工面に接触させ、この位置と
前記原点AとをCP U (94+で比較して加工深さ
を測定(120)する。 この加工深さが所定値になるまでステップ(114)〜
+1201を繰り返しく121) 、所定の加工深さに
達したら、加工条件制御部(15)の制御信号により、
蓄電器+74−11〜(74−n)から供給されるパル
ス電流を所定のパルス電流に切り換え(122) 、上
記ステップ+1141〜(1181と同様の加工(12
3)〜f127)を所定回数繰り返しく128) 、光
沢面を得て全ての加工を終了f129> する。 以上のように、加工中のパルス電流は、常に加工間隙に
おける電流密度が所定値となるよう、常に加工条件制御
部(15)及び電解電流電源(11)により制御されて
いる。この時の電解作用により加工された被加工物(1
)の上下方向に誇張して示した加工面形(8)状は第1
8図に示すように、工具電極(2)の内周部及び外周部
付近が多過加工状態となり異常加工形状が生じる。これ
は電解作用時に加工間隙の加工液(4)が静止状態であ
っても、これら工具電極(2)の内周部及び外周部付近
には熱対流や電解泡等により加工液(4)がより多く与
えられ、電解作用にむらが生ずるからである。 [発明が解決しようとする課B] 従来の電解加工装置は以上のように構成されており、加
工中の加工間隙における電流密度が所定値となるよう制
御されるのみであるので、電解加工時に加工間隙で生じ
る電解作用の反応むらに対して適正に対応できなく、そ
れによる異常加工部が生ずるという問題点があった。 また、所定の面粗さを得るために所定の加工深さを設定
し、この加工深さをパルス電流供給毎の加工深さ測定値
の累積で求め、それが設定された値になるまで加工を行
なうようになされているので、正確な面粗さを得るには
経験と繰返しデータによる加工量の設定が必要であり、
加工深さの測定も加工液中に電解生成物が混入した状態
もしくは工具電極又は被加工物に付着した状態の測定の
ため正確さが得られない。この測定誤差のため所定の加
工深さが得られず、多過加工となり不良製品が作られる
可能性が大きいなどの問題点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、加工間隙で生じる電解反応が均一して生じ
るようにできると共に、高精度の加工形状が得られる加
工条件を設定する電解加工方法及び電解加工装置を得る
ことを目的とする。 さらに、この発明の別の発明は、目標とする加工面粗さ
を正確に得ることができると共に、加工寸法も正確にで
きる電解加工方法及び電解加工装置を得ることを目的と
する。 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る電解加工方法は、工具電極と被加工物間
に電解液を介在させると共に、パルス電流を供給し、上
記パルス電流の総電流量を、上記被加工物の加工前の面
粗さと目標面粗さから設定することを特徴とするもので
ある。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法は、工具
電極と被加工物間に電解液を介在させると共にパルス電
流を供給し、上記パルス電流の総電流量を、上記被加工
物の加工前の面粗さと目標面粗さから設定すると共に、
上記パルス電流を、その総電流量を得る分割パルス電流
とするものである。 また、この発明に係る電解加工装置は、電解位置制御部
により設定された工具電極と被加工物間の加工間隙値と
、制御装置に人力される加工面積とから、予め定められ
た関係によりパルス電流の最適ピーク電流値と最適波形
変化率を演算し、この演算値を供給パルス電流値と・し
て設定する最適パルス電流演算手段を備えたものである
。 また、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、制御
装置に入力される被加工物の加工前の面粗さと目標面粗
さから単位加工面積当りの印加電流量を演算する単位面
積当り印加電流量演算手段、この手段の演算結果と制御
装置に入力される被加工物の加工面積から印加総電流量
を演算する印加総電流演算手段、この手段の演算結果と
設定されたピーク電流値とパルス幅とから総印加パルス
数を演算する総印加パルス数演算手段、この手段の演算
結果と設定された印加パルス間の基準休止時間とから加
工時間を演算する加工時間演算手段。 この手段の演算結果に応じて加工停止指令を出力する加
工停止手段、上記単位面積当印加電流量演算手段の演算
結果から加工拡大代を演算する加工拡大代演算手段、及
びこの手段と上記加工時間演算手段の演算結果を表示装
置にそれぞれ表示させる表示手段とを備えたものである
。 また、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、工具
電極と被加工物間に電解液を介在させると共に、パルス
電流を供給し、上記パルス電流のピーク電流値と波形形
状を設定値に調整する調整手段を備えたものである。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
電解生成物除去用に大量の加工液を間欠的に供給する加
工液間欠供給経路の外に、電解加工中微量の加工液を常
時供給する加工液常時供給経路を設けたものである。 〔作用〕 この発明による電解加工方法は、工具電極と被加工物間
に供給するパルス電流の総電流量を、被加工物の加工前
の面粗さと目標面粗さから設定することにより、加工間
隙に残留する電解生成物を無くする。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法は、工具
電極と被加工物間に供給するパルス電流を、被加工物の
加工前の面粗さと目標面粗さから設定すると共に、設定
されたパルス電流を、その総電流量を得る分割パルス電
流とし、加工間隙に残留する電解生成物を無(した上で
、被加工物を精密に加工する。 電解加工において、加工間隙における電解反応は両電極
間に存在する加工液の成分、加工液の量。 即ち加工間隙値と加工面積、ピーク電流値及び波形変化
率により左右される。従って、この発明の電解加工装置
においては、加工液の成分、加工間隙値及び加工面積に
対する電解反応が均一になるような最適のピーク電流値
及び波形変化率の関係を予め実験により求めておき、外
部から加工間隙値及び加工面積が設定されれば、上記予
め定められた関係から、最適ピーク電流値と波形変化率
が算出されて、その最適パルス波形の電解電流が供給さ
れ、電解反応が均一に行なわれ、反応むらのない高精度
な加工形状に電解加工される。 また、電解加工において、単位加工面積当りに投入され
るパルス電流量にほぼ比較する加工量が得られ、この加
工量に比例して電解加工面の面粗さが細かくなることが
判明した。従って、この発明の別の発明に係る電解加工
装置においては、各加工前の面粗さから所定の目標面粗
さを得るために必要な単位加工面積当りの印加電流量と
の関係を予め冥験により求めておき、外部から入力され
る被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから、上記予
め定められた関係により所要の単位加工面積当りの印加
電流量が算出され、この演算値と外部から入力される被
加工物の加工面積から印加されるべき総電流量が算出さ
れ、この総電流量と設定されたパルス電流のピーク電流
値とパルス幅とから総印加パルス数が算出され、この総
印加パルス数と設定された印加パルス間の基準休止時間
とから加工時間が算出され、この加工時間は自動電解加
工の停止に利用される。そして、この加工時間及び上記
単位加工面積当りの印加電流量から算出される加工拡大
代が加工開始前に表示される。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
工具電極と被加工物間に供給するパルス電流のピーク電
流値と波形形状を設定値に調整する調整手段が、電解反
応を均一化するように作用にして被加工物を精密に加工
する。 また、この発明の別の発明においては、工具電極と被加
工物との加工間隙に、パルス電流が供給されない休止時
間に加工面積1 cm”当り 0−II2/sin以上
の大量の加工液が間欠的に供給され電解生成物が除去さ
れ、パルス電流供給時には加工面積1 cm”当り0.
05I2/ sin以下の微量の加工液が供給され、電
解作用中に加工間隙に緩やかな加工液流が生じ電解作用
が均一化して異常加工状態が解消される。 〔実施例〕 以下この発明の実施例を図について説明する。 第1図はこの発明の一実施例における制御装置を示す概
略構成図、第2図は電解加工におけるパルス電流印加用
の基本回路を示す回路図、第3図はこの実施例における
印加パルス電流波形を示すタイムチャート、第4図は加
工面積及び加工間隙値に対する最適ピーク電流値及び最
適波形変化率を示す関係図、第5図は所要目標面粗さを
得るに必要な単位加工面積当り印加電流量を示す関係図
、第6図は単位加工面積当り印加電流量に対する加工深
さを示す関係図、第7図はこの実施例の動作を示すフロ
ーチャート、第8図はこの実施例によって加工された被
加工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断面図
である。なお、第17図はこの実施例にも共用できる。 図において、(12)はマイクロコンピュータ(以下マ
イコンという)等からなる制御装置、(17)は表示装
置、(18)は電極位置制御(13)により設定された
加工間隙値Gp(μm)と、入力装置(16)から入力
される加工面積Ar(cm”)とから、予め定められた
第4図に示す関係により第3図に示す供給パルス電流の
最適ピーク電流値IpfA)と最適波形変化率W f
(A/m5ecJ を演算し、これを設定し出力する最
適パルス電流演算手段、(19)は入力装置(16)か
ら入力される被加工物(1)の加工前の面粗さRIll
。 (μmlと加工後の目標面粗さRIIII(μm)から
、予め定められた第5図に示す関係により単位加工面積
当りの印加電流量Ia (A−sec/cm”)を演算
する単位面積当り印加電流量演算手段、(2o)はこの
手段(19)から入力される単位加工面積当りの印加電
流量Ia(^・sec/clI+2)と、入力装置(1
6)から入力される加工面積A r 1eI11”)と
から、印加総電流量fat(A−sec)を演算する印
加総電流量演算手段、(21)はこの手段(20)から
入力される印加総電流量fat[A−sec)と、最適
パルス電流演算手段(18)から人力されるパルスピー
ク電流値Ip(A> 、パルス波形変化率Wf(^/m
5ec)及びパルス幅Tp (s+5ecl とから
総印加パルス数ptを演算する総印加パルス数演算手段
、(22)はこの手段(21)から入力される総印加パ
ルス数ptと、予めメモリ(23)中に設定格納されて
いる印加パルス間の基準休止時間TO(m5ec )と
から加工時間T +a (sec)を演算する加工時間
演算手段、(24)は加工開始時点からの経過時間を測
定し、その時間が上記手段(22)から入力される加工
時間TII(SeC)に達したら、電解電流電源(11
1及び加工液供給装置(7)に加工停止指令を出力する
加工停止手段、(25)は単位面積当り印加電流量演算
手段(19)から人力される単位加工面積当りの印加電
流量Ia(^・see/cs”lから、予め定められた
第6図に示す関係により、加工深さDp(μm)、即ち
加工拡大代を演算する加工拡大代演算手段、(26)は
この手段(25)からの加工拡大代Dp(μlI)及び
加工時間演算手段(22)から入力される加工時間T
m (see)を表示装置(17)にそれぞれ表示させ
る表示手段である。 なお、最適パルス電流演算手段(18) 、単位面積当
り印加電流量演算手段(19)、印加総電流量演算手段
(20)、総印加パルス数演算手段(21)、加工時間
演算手段(22)、メモリ(23)、加工停止手段(2
4)、加工拡大代演算手段(25)、表示装置(26)
により制御装置(15)を構成する。なお、その他の部
分については第17図に示すものと同様であり説明を省
略する。 次にその動作を第7図のフローチャートに従って説明す
る。まず、加工に先立って制御装置(12)の加工条件
制御部(15)において加工条件の設定が開始され(ス
テップ(Sl)) 、ステップ(S2)で被加工物(1
)の加工面積Ar(cm”)が設定され、ステップ(S
3)で第4図曲線Gpに示す関係により加工間隙値Gp
(μm)が設定され(第4図については後述する)、ス
テップ(S4)で加工前の面粗さRm、(μre)と目
標面粗RI1.(uIll)がそれぞれ入力装置(16
)がら操作者によって設定される。次に、ステップ(S
5)で第5図に示す関係により加工前の面粗さRa。 (μmlから目標面粗Ra+(μm)を得るに必要な単
位加工面積当りの印加電流量1a(A−sec/c+a
”)が算出される。即ち、第5図の曲線A、B、Cは、
それぞれの左端の縦軸座標値が加工前の面粗さRma、
右端の縦軸座標値が目標面粗さRm+で、左端と右端と
の横軸間の長さが目標面粗さRm1を得るに必要な単位
加工面積当りの印加電流量Iaを表わし、曲線Aは加工
前の面粗さRm。が大、Bは中そしてCは小である場合
を示している。この第5図に示す関係は実験結果より求
められたもので、それらのデータは制御装置(12)の
マイコン中に予め入力されている。 単位加工面積当りの印加電流量1a(A−sec/cm
”)が求まると、このデータからステップ(S6)で第
6図に示す関係により加工深さDp(μm)、即ち加工
拡大代が算出される。第6図は、単位加工面積当りの印
加電流量1a(A−sec/cm”)によって加工され
る加工深さDp(u■)を示す関係図で、これも実験結
果より求められ、それらのデータは、制御装置(12)
のマイコン中に予め入力されている。これにより目標面
粗さを得るために必要な加工量、即ち加工拡大代が算出
され、ステップ(S7)でこの加工拡大代が制御装置(
12)に付設されたCRT等の表示装置(17)に表示
される。この加工拡大代が判明することにより、被加工
物[1)の最終加工形状が決定できる。次に、ステップ
(S8)において、ステップ(S5)で算出された単位
加工面積当りの印加電流量Ia(A−sec/cm”l
にステップ(S2)で設定された被加工物(1)の加
工面積Ar(c++1”)を乗することにより電解加工
に必要な印加総電流量fat (A−sec)が算出さ
れ、次にステップ(S9)〜(S151において、ステ
ップ(S2)で設定された被加工物(1)の加工面積A
r[cm”)及びステップ(S3)で設定された加工間
隙値G p (u mlに対して電解反応が均一となる
最適のパルス電流波形が決定される。まず、ステップ(
S9)でパルス幅T p (m5ec)が演算され、
ステップl5IO)で設定された加工間隙値Gp(μ+
a)が設定された加工面積Ar(cn+”)に対して所
定の標準加工間隙値であるかが判定され、それに応じス
テップ[3101〜(Sll)またはステップ+513
)〜(S15)で、第4図に示す関係により最適ピーク
電流値Ip(A)及び最適波形率W f (A/m5e
c)が選定される。第4図において曲線Gpは加工面積
A r (cm”) (横軸)に対する加工間隙値G
p(u■)(縦軸)を示すもので、通常は基準線上に乗
るよう加工間隙値Gpが設定されるが、他の加工との関
係で基準の加工間隙値に設定不可能な場合は、それぞれ
上下に平行移動させた加工間隙値に設定される。曲線I
pは設定された加工間隙値Gp(LLml(縦軸)に対
する最適ピーク電流値Ip(Al(横軸)を、曲線Wf
は設定された加工間隙値Gp(μm) (縦軸)に対す
る最適波形変化率W f (A/m5ec) (横軸
)をそれぞれ示している。例えば、設定された加工面積
がAr+であり、基準加工間隙値Gplに設定されてい
ればこの点を通る水平線と曲線Ipとの交点の横座標値
工pが最適ピーク電流値Ip(A)で、曲線Wfとの交
点の横座標値Wf、が最適波形変化率W f (A/w
sec)となり、これらがステップ(Sll)及びステ
ップ(S12)で選定される。また、基準加工間隙値G
p+に設定不可能でそれより小さい加工間隙値Gpzに
設定されていれば、その基準加工間隙値Gp+との差量
がステップ(s+3)で検出され、その分、下に平行移
動した水平線と曲線!pとの交点の横座標値Iptが最
適ピーク電流値Ip(A) 、曲線Wfとの交点の横座
標値Wf、が最適波形変化率Wff^/−5ec)とな
り、これらがステップ(S14)及びステップ(S15
1 で選定される。この第4図に示す関係も実験結果よ
り求められ、それらのデータは制御装置!!(12)の
マイコン中に予め入力されている。このようにして、第
3図に示すlパルスのパルス幅Tp(msee)、ピー
ク値電流値Ip fA)及び波形変化率Wf(A/m5
ec )が定まると、ステップfs16)で1パルスの
波形面積、即ちlパルスの電流量Iap(^・5ec)
が算出され、ステップ(S17)において、ステップ(
S8)で算出された印加総電流量I ap(A−sec
)をステップ(516)で算出された1パルスの電流量
Iap(A−sec)で除することにより、印加すべき
総パルス数ptが算出され、ステップ(S18)で予め
メモリ(23)中に設定格納されている印加パルス間の
基準休止時間T o (msec)が設定され、ステッ
プ(S19)において、ステップ(S9)で設定された
パルス幅Tp(msec )とステップ(SIIS)で
設定された基準休止時間T o (a+5ec)との和
に、ステップfs17)で算$された総パルス数ptを
乗することにより全パルス印加時間、即ち加工時間T+
m(see)が算出される。 この加工時間Tmがステップ(320)で表示装置(1
7)のCRT等に表示される。 以上で加工条件の設定は終了し、ステップ(321)で
加工動作が開始され、ステップ[522)で加工動作が
行われる。この加工動作は前述した従来例と同様なので
詳細説明は省略するが、上述のようにして設定されたパ
ルス電流のパルス幅Tp (msec)、ピーク電流値
Ip(A)及び波形変化率W f (A/m5ec)の
第3図に示すようなパルス電流波形を用いて電解加工す
る時の基本電気回路は第2図の通りで、パルス幅TI)
(msec)はトランジスタTR,のオンオフのタイ
ミング、ピーク電流値Ip[^)は印加電圧Vの大きさ
、波形変化率W f [A/m5ec)はピーク電流値
Ipとパルス幅Tp及びコンデンサ容量Cによって決定
される。従って、実験等により設定可能なピーク電流値
Ip、パルス幅Tpの各値に対する所定の波形変化率1
1fを得るためのコンデンサ容量Cの値を予め求めてお
き、これを制御装M (12)のマイコン中のメモリに
記憶させておき、選定されたパルス電流のピーク電流値
工p、パルス幅Tp及び波形変化率Wfに対して予め求
められた値に、コンデンサ容tcを切換えるようにすれ
ばよい。加工開始からの時間がステップfs19)で算
出された加工時間Tmに達したら、ステップ[5231
からステップ(S241 に進みパルス電流の印加及び
加工液の供給は停止され電解加工は終了する。 以上のようにこの実施例においては、最適のピーク電流
値IpiA! 、波形変化率Wf(^/m5ec)及び
パルス幅T p(mseclのパルス電流を印加するこ
とにより、第8図に示すような反応むらのない−様な電
解加工が行なわれる。これに対し従来は単に加工面積に
対する電流密度を所定に選定するみのであるから、例え
電流密度が同じであってもバルスミ流のピーク電流値1
pf^)、波形変化率Wf(^/5seclの如何によ
っては第18図に示すように電解反応の差異による異常
加工部が生じ高精度の加工形状が得られない。 また、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さ及び加工
面積を入力するのみで、目標面粗さを得るための加工時
間及び加工代が加工前に知ることができるとともに、目
標面粗さに加工されたら電解加工を自動停止することが
できる。 上記実施例では加工間隙値を加工面積と別に設定するよ
うにしたが、基準加工間隙値の設定が可能であれば加工
面積の設定のみで、これから基準加工間隙値を求めるよ
うにしてもよい。 なお、上記実施例では加工間隙の加工液が静止状態で加
工する所謂静止電解仕上加工について述べたが、パルス
電流波形を用いて加工する他の電解加工機についても同
様の加工データが得られればこの発明の目的は達成でき
るものである。 また、第9図はこの発明の他の実施例を説明するための
図で、電解加工装置の加工条件制御部の要部概略構成を
示し、第17図で示す装置構成図の加工条件制御部(1
5)に相当するものである。 なお、その他の部分については第17図と同様であり、
その説明は省略する。 この第9図において、(5G)は電解加工電流を分流し
て出力する分流器、(51)は分流器(50)の出力を
、基準の電流検出レベルと比較して信号を出力するコン
パレータ、(52)はコンパレータ(51)の出力とク
ロック信号とのAND信号により正常信号あるいは異常
信号を出力するAND回路、(53)はコンパレータ(
51)の出力信号の立ち上がり時を微分する立上り微分
回路、(54)はNOT素子、(55)はフリップフロ
ップで立上り微分回路(53)とNOT素子(54)の
出力信号に基づき所定の動作を行なうものである。又、
(56)はAND回路で、クロック信号とフリップフロ
ップ(55)の信号のAND信号に基づき、電解電流電
源(11)の図示しないトランジスタを動作させるもの
である。 この発明の実施例装置は上記のように構成されており、
次に上記実施例装置を使用したこの発明の実施例方法に
ついて説明する。 先ず、前記実施例の第4図において説明したように実験
的に求められた諸種の加工条件が設定された加工条件設
定表により、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さか
ら、被加工物を電解加工するに必要なパルス電流の総電
流量を設定する。なお、この実施例方法では被加工物に
対する電流密度を30A/cm”以上に設定している。 次にパルス電流のピーク電流値とパルス幅を設定するの
であるが、本発明者は多くの実験結果から、被加工物の
所定の面粗さを確保した上で高速度加工を実現させるの
に、設定したピーク電流値のもとで、パルス幅が与える
影響の大きいことを知見し、そしてそのパルス幅も第1
0図 (a>に示すように10m5ec〜50IIIS
eCの範囲における値が最適であることを知見した。 これは実験結果に基づ(検討から、次の理由であること
が判明した。 即ち、前記従来技術において説明したように、1個のパ
ルスを工具電極(2)と被加工物(11間の加工間隙に
供給し、その時発生する電解生成物を除去する為に、加
工間隙へ加工液(4)を噴出させるための休止時間を有
して次のパルスが供給されるのであるが、電解電流のパ
ルス幅が10m5ec未満の場合は、被加工物 [1)
の表面に加工した電解生成物が付着し、加工速度の低下
要因となる。 また、電解電流のパルス幅が50sesecを越えた値
になると、第11図に図解するように、設定したピーク
電流に丸み、いわゆる「ダレ」現象が生じ、このピーク
電流の変形、すなわち電解電流のパルス電流波形が変形
して、所望形状が得られない事に起因し、加工速度が低
下する。 次に前記方法により電解加工を行ない所望の加工精度を
得るのであるが、更に精度を重視する加工においては2
次の方法により加工する。 即ち、第10図(b)に示すように、前述の10m5e
c〜50m5ecに設定したパルス幅を3〜15分割し
1分割により得られる分割パルス幅Psの5〜20倍の
休止時間を設け、このようにして得られるパルス電流を
連続的に印加し、被加工物 (1)を電解加工する。な
お、ここで重要な事は、前記10m5ec〜50sse
cに設定した1個のパルス電流のパルス幅と、分割され
たパルス電流のパルス幅Psの和が等しくなること、す
なわち、同量のパルス幅を得ることである。 上記のように分割パルス幅Psを有するパルス電流で電
解加工すると、被加工物 (1)の加工速度を低下させ
ることなく加工精度を向上させた加工が得られる。 次に、電解加工の加工条件を第17図に示す入力装置(
16)で設定して加工を開始し、電解加工を進行させる
と、加工状態に従ってパルス電流のピーク電流値が変化
するため、第12図に示すように電流密度が変化する。 この電流密度は、第9図に示すように分流器(50)に
より電解電流を検出し、これをコンパレータ(51)に
て電流検出レベルと比較してその出力に応じて正常状態
か異常状態かを判定している。 すなわち、電解電流密度が3OA/cm”以下となる場
合が連続的に生じた時は異常状態としてパルス電流の供
給を停止し、加工を停止させる。 また、加工条件設定時に電解電流密度を30^/晶3以
上に設定し、加工中にパルス電流が一時的に変化し、電
流検出レベルよりピーク電流値が低下した場合、第9図
に示す立上がり微分回路(53)が動作し、異常検a信
号を出力してパルス電流波形のピーク電流値が電流検出
レベルより低下した部分をしゃ断する。この時の動作タ
イムチャートが第13図で示されている。 次に、加工中にパルス電流が設定値より低下した場合、
その原因によりパルス電流を適正に戻す必要がある。こ
のパルス電流を適正に戻す方法を示したのが第14図で
ある。このパルス電流を適正に戻すには、第15図に示
す実験的に求められたデータを使用する。例えば、パル
ス電流の波形の一部に低下する現象が発生したら、これ
は第15図の実験データから、印加電圧が高く加工間隙
の狭い場合に発生する現象であることが明らかとなる。 従って、第σ図の立上り微分回路(53)の動作により
、ピーク電流値の電流検出レベルより低下した部分をし
ゃ断するが、その後、パルス電流波形が正常化されない
場合は、印加電圧を低下させる調整もしくは加工間隙を
広げるように電極位置制御部(13)に信号を送り、加
工間隙を広(する。 また、パルス電流波形が加工初期からそのピーク電流値
が確保されない場合は、入力装置(16)から入力した
電極位置データが誤まりの場合と、電解加生成物が加工
間隙に留まった場合が考えられ、前者の場合は設定ミス
であるから設定変更すれば問題は解決される。後者の場
合は加工液の噴出圧力を設定値より高(し、加工間隙の
電解生成物を除去するか、もしくは第15図から見られ
るように、ピーク電流値は加工間隙を狭くすると高くな
るため、第9図のAND回路(52)の出力信号を電極
位置制御部(13)に送り、検出されたピーク電流値に
見合う電極位置に補正する。すなわち加工間隙を狭くし
てピーク電流値を正常化させる。 次に、ピーク電流値を正常化させる他の方法として、第
15図から明らかなように印加電圧を高くしてもよく1
次にこの方法について説明する。 第15図に示すパルス電流波形で、電圧が高く加工間隙
が狭い場合は、第3図に示す基準的パルス電流波形とな
らない。これは加工間隙が狭いため1個のパルス電流に
より発生する電解生成物が、この狭い加工間隙で可能な
電解作用の許容量を越えた場合に発生するため、前述の
ようにパルス電流波形の部分しゃ断を一時的に行なう。 なお、加工の進行に伴ない加工間隙に発生する電解生成
物は、加工の都度加工液供給袋W(7)から加工液(4
)を噴出させて除去されるが、残留電解物等により、パ
ルス電流の異常が検出されれば、加工液制御部(14)
で設定加工液噴出圧力の調整を行なう。 また、外部要因として入力装置(16)より加工面積が
入力されると、加工面積に対応する加工液噴出圧力すな
わち加工液量が設定される。 第16図はこの発明の更に異なる他の実施例装置を示し
、図において、(6o)は加工液供給装置(7)から電
磁弁(8)を介して噴出ノズル(9)及び噴出口(lO
)にいたる加工液間欠供給経路、c61)は調整用バル
ブ、(62)は流量計、(63)は加工液供給装置(7
)から調整用バルブ(61)及び流量計(62)を介し
て噴出ノズル(9)及び噴出口(10)にいたる加工液
常時供給経路である。なお、その他の部分については第
17図に示すものと同様であり、その説明を省略する。 次に動作について説明する。工具電極(2)と被加工物
[1)を加工槽(3)内に対向させて制御装置(12)
の電極位置制御部(13)の設定された指令値により駆
動モータ(5)が作動し、駆動機構(6)を介して工具
電極(2)の位置が制御され、被加工物(1)と設定さ
れた加工間隙値で対向する。次に制御装置(12)の加
工液制御部(14)の指令により加工液供給装置(7)
が作動し、加工槽(3)に加工液(4)が満たされた後
、流量計(62)が所定の設定量となるよう調整用バル
ブ(61)が制御されて、加工液間欠供給経路(60)
を経て噴出ノズル(9)および噴出口(10)に加工液
(4)が供給され、加工間隙に加工面積1 cm”当り
0.05I2/+sin以下の微量の加工液〔4)の流
れが生ずる。その後、制御装置(12)の加工条件制御
部(15)の指令により電解型流電! [111から所
定ピーク値、所定パルス幅のパルス電流が所定周期で、
工具電極(2)と被加工物(1)間の加工間隙に供給さ
れ、電解加工が開始される。このパルス電流とパルス電
流間の休止時間に、加工液制御部(14)の指令により
電磁弁(8)が短時間開放された後閉止されて、今度は
加工液間欠供給経路(60)を経て噴出ノズル(9)及
び噴出口(10)に多量の加工液(4)が供給され、加
工間隙への間欠的な加工液(4)の多量噴出が行なわれ
、加工間隙に電解作用で生じた電解生成物が除去される
。 このように、パルス電流供給時に加工間隙に微量の加工
液を対流させることにより、電解作用に必要な加工液量
が加工部分全体に生じ、静止液電解時に工具電極(2)
の内周部及び外周部付近に生じ易すがった電解作用で生
じる熱対流、電解泡対流による液の対流が加工間隙全体
に均一に生じる。 これにより、一部分が多過加工状態となる異常加工部が
生じず、第8図に示すように被加工物(1)の加工形状
は均一となる。 なお、前記加工液供給装置(7)は説明上図示を省略し
たが濾過機能、加工液循環機能、加工液噴出、噴射吸引
機能を有するものである。 〔発明の効果〕 以上の説明のように、この発明の電解加工方法によれば
、工具電極と被加工物間の加工間隙に供給するパルス電
流の総電流量を、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗
さから設定することにより、加工間隙に残留する電解生
成物を無(することができ、従って、加工速度の高速化
を図ることができる。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法によれば
、工具電極と被加工物間に供給するパルス電流の総電流
量を、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから設定
すると共に、設定されたパルス電流を、その総電流量を
得る分割パルス電流としたので、加工間隙に残留する電
解生成物を無(して加工速度の高速化を図った上で、被
加工物の加工精度を向上することができる。 また、この発明の電解加工装置によれば、電極位置制御
部により設定された加工間隙値と、制御装置に入力され
る加工面積とから、予め定められた関係によりパルス電
流の最適ピーク電流値と最適波形変化率を演算し、この
演算値を供給パルス電流値として設定する最適パルス電
流演算手段を設けたので、煩雑な加工前の加工条件の設
定がなくても反応むらのない均一な高精度な加工形状を
もつ電解加工を行なうことができる効果がある。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
制御装置に入力される被加工物の加工前の面粗さと目標
面粗さから単位加工面積当りの印加電流量を演算する単
位加工面積当り印加電流量演算手段、この手段の演算結
果と制御装置に入力される被加工物の加工面積から印加
総電流量を演算する印加総置流量演算手段、この手段の
演算結果と設定されたパルス電流のピーク電流値とパル
ス幅とから総印加パルス数を演算する総印加パルス数演
算手段、この手段の演算結果と設定された印加パルス間
の基準休止時間とから加工時間を演算する加工時間演算
手段、この手段の演算結果に応じて加工停止指令を出力
する加工停止手段、上記単位加工面積当臼り加電流量演
算手段の演算結果から加工拡大代を演算する加工拡大代
演算手段、及びこの手段と上記加工時間演算手段の演算
結果を表示装置にそれぞれ表示させる表示手段とを設け
たので、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さ及び加
工面積を入力するのみで、加工前に表示装置により目標
面粗さを得るための加工時間及び加工代が加工前に知る
ことができるとともに、これらが自動的に設定され製品
の仕上りにむらがない所望の面粗さへの電解加工が未経
験者でも容易に行なえる効果がある。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置によ
れば、工具電極と被加工物間に供給するパルス電流のピ
ーク電流値と波形形状を設定値に調整する調整手段を備
えることにより、電解加工時の電解反応を均一にして被
加工物の加工精度を向上させる効果を有する。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置によ
れば、電解生成物除去用に大量の加工液を間欠的に供給
する加工液間欠供給経路の外に、電解加工中微量の加工
液を常時供給する加工液常時供給経路を設けたので、電
解作用が均一化し、異常加工状態のない均一化され高精
度の加工形状への電解加工が可能な電解加工装置が安価
に得られる効果がある。
れた従来の電解加工装置を示す概略構成図、第18図は
この電解加工装置によって加工された被加工物の加工面
形状を上下方向に誇張して示した断面図である。 図において、(11は被加工物、(2)は工具電極、(
3)は加工槽、(4)は電解加工液、(5)は加工電極
駆動手段1例えば駆動モータ、(6)は駆動モータ(5
)の回転運動を工具電極(2)の上下運動に変換する駆
動機構、(7)は加工液供給装置、(8)は加工液供給
用電磁弁、(9)は加工液供給用噴出ノズル、(10)
は工具電極(2)中の加工液噴出孔、 (11)は工具
電極(2) と被加工物(1)間にパルス電流を供給す
る電解電流電源、(12)は工具電極(2)の被加工物
(1)に対する位置、供給パルス電流の大きさ及び波形
並びに加工液(4)の供給量等を制御する制御装置、〔
13)は被加工物(1)と工具電極〔2)間の加工間隙
値が所定値になるように駆動モータ(5)に指令する電
極位置制御部、(14)は加工液供給装置(4)へ制御
指令を出力する加工液制御部、(15)は上記供給パル
ス電流のピーク電流値、パルス幅及びパルス周期を設定
し、その設定値に応じた指令を電解電流電源(11)に
出力する加工条件制御部で上記電解電流電源flllと
加工条件制御部〔15)の詳細については後述する。な
お、 (16)は制御装置i! f12)に外部から設
定値を入力する大刀装置である。 第19図は上記電解電流電源+Illと加工条件制御部
(15)の詳細を示す図である。 即ち、電解電流電源+111は直流電源部(7o)と充
放電部(71)とで構成され、直流電源部(7o)は、
変圧器(72)と整流器(73)とがらなり、変圧器(
72)により電圧を所定値に降下させ整流器(73)に
より整流して直流電流を得て、後述する蓄電器[74−
11〜[74−n)に供給する。 また、充放電部(71)は、加工間隙に電荷を放電する
複数個の蓄電器[74−11〜(74−n)と、これら
の各蓄電器+74−1)〜(74−n)に接続し、直流
電源部(70)側への電荷の逆流を阻止するダイオード
175−1)〜 (75−nlと、放電側へ電荷を放電
させるべく開閉される放電スイッチ(76−11〜[7
6−n)’と、前記各蓄電器(74−11〜(74−n
)を所定に充電すべく前記直流電源部(70)からの電
源を給断する充電スイッチ(77)とからなる。 上記加工条件制御部(15)は、蓄電器f74−1)〜
(74−nlの電圧値を検出する電圧検出器(78)と
、この電圧検出器(78)で検出した電圧値とD/A変
換器(79)からの出力値とを比較する電圧比較器(8
0)と、この電圧比較器(80)からの出力信号により
前記蓄電器[74−1)〜(74−n)の充電の完了及
び開始を検出する充電検出器(81)と、加工間隙に放
電される電荷の電流値を検出する電流検出器(82)と
、この電流検出器(82)で検出した電流値のピーク値
をホールドするピークホールド回路(83)と、このピ
ークホールド回路(83)でホールドしたピーク電流値
とD/A変換器(84)の出力値とを比較する電流比較
器(85)と、所定時間幅のパルスを発生するパルス発
生器(86)と加工間隙に放電する電荷の電流波形を設
定する電流波形設定器(87)からの入力信号により前
記各放電スイッチ(76−11〜(76−n)に開閉駆
動信号を出力するゲート回路(88)と、前記各蓄電器
[74−11〜(74−n)へ供給する充電電圧値を設
定しその信号を前記D/A変換器(79)に出力する充
電電圧設定器(89)と、加工間隙に流れる電流値を設
定し、その信号を前記D/A変換器(84)に出力する
電流設定器(90)と、前記蓄電器(74−11〜(7
4−n)の残留電荷を放電する電荷放電器(91)と、
この電荷放電器(91)に制御信号を出力する電荷放電
指令器(92)と、工具側12)と被加工物(1)の接
触を検知する接触検知器(93)と、前記人力装置(1
6)の入力データ等に基づき加工条件等を演算・処理す
るC P U [941等からなる。なお、図中符号(
95)は逆起電力によって各放電スイッチ(76−11
〜f76−nlが破壊するのを防止するダイオードであ
る。 従来装置は上記のように構成されており、次にその動作
について説明する。 まず、制御装置(12)中の電極位置制御部(13)に
設定された指令値によって駆動モータ(5)が作動し、
駆動機構(6)を介して工具電極(2)の位置が制御さ
れ、工具電極(2)が加工槽(3)中に被加工物(11
と設定された加工間隙値で対向する。その後、制御装置
(12)中の加工液制御部(14)の指令により加工液
供給装置(7)が作動し、加工槽(3)中に加工液(4
)が満たされ、後述する動作のように制御装置(12)
中の加工条件制御部(15)からの指令に応じ、電解電
流電源(11)から所定幅で所定ピーク値のパルス電捷
が所定周期で、工具電極(2)と被加工物m間に供給さ
れ、これら画電極(1) [21間の加工間隙に間欠的
な電解作用が生じる。 即ち、上記第19図に示す電解電流電源(illと加工
条件制御部(15)の動作を第20図のフローチャトに
より説明すると次の通りである。 被加工物+11 と工具電極(2)をそれぞれ所定位置
に固定し、電源を投入[1001する。そして、例えば
人力装置(16)の放電キー(図示せず)を押すと2上
記放電スイツチ(76−1)〜(76−n)がオンする
と共に、電荷放電指令器(92)から電荷放電器(91
)に制御信号が出力し、この信号により、前記ステップ
(1001でオンとなった電荷放電器(91)がオフす
る(101)。 電荷放電器(91)がオフすると、この電荷放電器(9
1)を構成する抵抗に所定の電流を流し得る時間Tl〜
TnをCP LJ (94)から読み込む(1021、
このTl〜Tnは、第21図(A)に示すように、上お
電荷放電器(91)の抵抗を介して放電する際に、抵抗
の平均消費電力を一定にするための時間であり、 TI
は、蓄電器(74−1)〜f74−n)の最大充電電圧
時に流し得る時間(第21図の面積Sl=電力に相当す
る時間)、■2〜Tnは、 TIの面積Slと同一面積
82〜Snが得られる時間である。なお、この時間TI
−Tnは、前記蓄電器(74−11〜(74−nlの静
電容量Cと上記電荷放電器(91)の抵抗の抵抗値Rと
による放電特性から予め求め、CP U (94)に記
憶したものである。 そして、上記TI−Tnに基づき所定の周期T、例えば
後述する所定電圧Vsを放電するに必要なTs待時間り
長い時間を算出(103)する。その後、第21図(B
l に示す特性から、上記Tl−Tnと同様に予め記憶
させである、■1〜Tnに対応する電圧v1〜l/nを
読み込む(104)。 電圧Vl=Vnを読み込むと、加工条件制御部(15)
の制御信号により、上記電圧検出器(78)が蓄電器(
75−11〜(75−n)の電圧v、(残留電荷)を検
ffl (1051し、この電圧Voが所定値Vs以下
か否かを判断(1061する。この判断(106)でN
Oの場合、即ち、蓄電器(74−1)〜(74−n)
(7)電圧v0がVsを越える場合は、ステップf10
41 で読み込んだv1〜Vnの中より、 Voの直上
位の電圧Viと、この電圧■1に対応する時間Tiを選
択(107)する。そして、Ti時間電荷を放電(10
8) L、T−Ti時間の待ち時間(109)をおいて
。 前記ステップ(105)に戻り、ステップ(1061で
YESになるまで繰り返す。 つまり、蓄電器(74−1)〜(74−n)の電圧Va
を、上記電荷放電器(91)の抵抗の電力規格値Wに相
当する電流を流し得る電圧Vsまで、電荷放電指令器(
92)の制御信号により電荷放電器(91)を一定周期
TでTi11. Ti÷2・・・時間順次オンさせるこ
とにより残留電荷を放電する。なお、前記放電スイッチ
(76−11〜f76−n)はオンした状態のままであ
る。 上記ステップ(1061でYES 、即ち蓄電器+74
−11〜f74−n)の電圧VaがVs以下になると、
予め設定した一定の時間1例えば前記時間Tl−Tnよ
り長い時間Ts重電荷放電(1101L、残留電荷の放
電を終了するとともに、電荷放電指令器(92)の制御
信号により電荷放電器(91)がオン(ill)する。 この一連の工程で、加工開始前に残留(前回の加工終了
時に残留)していた蓄電器(74−1)〜(74−n)
の残留電荷の放電が完了し、残留電荷がなくなると、こ
の状態で加工が開始され、まず電極(2)が下降して被
加工物(1)に接触する。この接触を上記接触検知器(
93)が検知fl121すると、 CPtJ(94)は
、この点を加工原点Aとして記憶するとともに、上記加
工液供給装置(7)を作動させ、加工槽(3)内に電解
液を供給(113)する。そして、電極(2)を上昇さ
せて入力装置(16)で入力した加工間隙を維持する位
置に電極(2)を設定fl14)する。 電極(2)が設定され加工間隙の電解液が静止[115
)したら、加工条件制御部(15)の制御信号により、
電解電流電源(11)の蓄電器f75−1)〜(75−
nlから被加工物(11の加工面積Sに応じた所定のパ
ルス電流を供給(116) L、このパルス電流のオフ
後に電極(2)を上昇[117)させる。 そして、上記加工液供給装M(7)により噴出ノズル(
9)又は噴出孔(lO)から加工間隙に新鮮な電解液を
噴出し、パルス電流の供給により溶出した加工間隙の電
解生成物を排除fl18)する。その後、電極(2)を
下降+119)させて被加工面に接触させ、この位置と
前記原点AとをCP U (94+で比較して加工深さ
を測定(120)する。 この加工深さが所定値になるまでステップ(114)〜
+1201を繰り返しく121) 、所定の加工深さに
達したら、加工条件制御部(15)の制御信号により、
蓄電器+74−11〜(74−n)から供給されるパル
ス電流を所定のパルス電流に切り換え(122) 、上
記ステップ+1141〜(1181と同様の加工(12
3)〜f127)を所定回数繰り返しく128) 、光
沢面を得て全ての加工を終了f129> する。 以上のように、加工中のパルス電流は、常に加工間隙に
おける電流密度が所定値となるよう、常に加工条件制御
部(15)及び電解電流電源(11)により制御されて
いる。この時の電解作用により加工された被加工物(1
)の上下方向に誇張して示した加工面形(8)状は第1
8図に示すように、工具電極(2)の内周部及び外周部
付近が多過加工状態となり異常加工形状が生じる。これ
は電解作用時に加工間隙の加工液(4)が静止状態であ
っても、これら工具電極(2)の内周部及び外周部付近
には熱対流や電解泡等により加工液(4)がより多く与
えられ、電解作用にむらが生ずるからである。 [発明が解決しようとする課B] 従来の電解加工装置は以上のように構成されており、加
工中の加工間隙における電流密度が所定値となるよう制
御されるのみであるので、電解加工時に加工間隙で生じ
る電解作用の反応むらに対して適正に対応できなく、そ
れによる異常加工部が生ずるという問題点があった。 また、所定の面粗さを得るために所定の加工深さを設定
し、この加工深さをパルス電流供給毎の加工深さ測定値
の累積で求め、それが設定された値になるまで加工を行
なうようになされているので、正確な面粗さを得るには
経験と繰返しデータによる加工量の設定が必要であり、
加工深さの測定も加工液中に電解生成物が混入した状態
もしくは工具電極又は被加工物に付着した状態の測定の
ため正確さが得られない。この測定誤差のため所定の加
工深さが得られず、多過加工となり不良製品が作られる
可能性が大きいなどの問題点があった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、加工間隙で生じる電解反応が均一して生じ
るようにできると共に、高精度の加工形状が得られる加
工条件を設定する電解加工方法及び電解加工装置を得る
ことを目的とする。 さらに、この発明の別の発明は、目標とする加工面粗さ
を正確に得ることができると共に、加工寸法も正確にで
きる電解加工方法及び電解加工装置を得ることを目的と
する。 〔課題を解決するための手段〕 この発明に係る電解加工方法は、工具電極と被加工物間
に電解液を介在させると共に、パルス電流を供給し、上
記パルス電流の総電流量を、上記被加工物の加工前の面
粗さと目標面粗さから設定することを特徴とするもので
ある。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法は、工具
電極と被加工物間に電解液を介在させると共にパルス電
流を供給し、上記パルス電流の総電流量を、上記被加工
物の加工前の面粗さと目標面粗さから設定すると共に、
上記パルス電流を、その総電流量を得る分割パルス電流
とするものである。 また、この発明に係る電解加工装置は、電解位置制御部
により設定された工具電極と被加工物間の加工間隙値と
、制御装置に人力される加工面積とから、予め定められ
た関係によりパルス電流の最適ピーク電流値と最適波形
変化率を演算し、この演算値を供給パルス電流値と・し
て設定する最適パルス電流演算手段を備えたものである
。 また、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、制御
装置に入力される被加工物の加工前の面粗さと目標面粗
さから単位加工面積当りの印加電流量を演算する単位面
積当り印加電流量演算手段、この手段の演算結果と制御
装置に入力される被加工物の加工面積から印加総電流量
を演算する印加総電流演算手段、この手段の演算結果と
設定されたピーク電流値とパルス幅とから総印加パルス
数を演算する総印加パルス数演算手段、この手段の演算
結果と設定された印加パルス間の基準休止時間とから加
工時間を演算する加工時間演算手段。 この手段の演算結果に応じて加工停止指令を出力する加
工停止手段、上記単位面積当印加電流量演算手段の演算
結果から加工拡大代を演算する加工拡大代演算手段、及
びこの手段と上記加工時間演算手段の演算結果を表示装
置にそれぞれ表示させる表示手段とを備えたものである
。 また、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、工具
電極と被加工物間に電解液を介在させると共に、パルス
電流を供給し、上記パルス電流のピーク電流値と波形形
状を設定値に調整する調整手段を備えたものである。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
電解生成物除去用に大量の加工液を間欠的に供給する加
工液間欠供給経路の外に、電解加工中微量の加工液を常
時供給する加工液常時供給経路を設けたものである。 〔作用〕 この発明による電解加工方法は、工具電極と被加工物間
に供給するパルス電流の総電流量を、被加工物の加工前
の面粗さと目標面粗さから設定することにより、加工間
隙に残留する電解生成物を無くする。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法は、工具
電極と被加工物間に供給するパルス電流を、被加工物の
加工前の面粗さと目標面粗さから設定すると共に、設定
されたパルス電流を、その総電流量を得る分割パルス電
流とし、加工間隙に残留する電解生成物を無(した上で
、被加工物を精密に加工する。 電解加工において、加工間隙における電解反応は両電極
間に存在する加工液の成分、加工液の量。 即ち加工間隙値と加工面積、ピーク電流値及び波形変化
率により左右される。従って、この発明の電解加工装置
においては、加工液の成分、加工間隙値及び加工面積に
対する電解反応が均一になるような最適のピーク電流値
及び波形変化率の関係を予め実験により求めておき、外
部から加工間隙値及び加工面積が設定されれば、上記予
め定められた関係から、最適ピーク電流値と波形変化率
が算出されて、その最適パルス波形の電解電流が供給さ
れ、電解反応が均一に行なわれ、反応むらのない高精度
な加工形状に電解加工される。 また、電解加工において、単位加工面積当りに投入され
るパルス電流量にほぼ比較する加工量が得られ、この加
工量に比例して電解加工面の面粗さが細かくなることが
判明した。従って、この発明の別の発明に係る電解加工
装置においては、各加工前の面粗さから所定の目標面粗
さを得るために必要な単位加工面積当りの印加電流量と
の関係を予め冥験により求めておき、外部から入力され
る被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから、上記予
め定められた関係により所要の単位加工面積当りの印加
電流量が算出され、この演算値と外部から入力される被
加工物の加工面積から印加されるべき総電流量が算出さ
れ、この総電流量と設定されたパルス電流のピーク電流
値とパルス幅とから総印加パルス数が算出され、この総
印加パルス数と設定された印加パルス間の基準休止時間
とから加工時間が算出され、この加工時間は自動電解加
工の停止に利用される。そして、この加工時間及び上記
単位加工面積当りの印加電流量から算出される加工拡大
代が加工開始前に表示される。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
工具電極と被加工物間に供給するパルス電流のピーク電
流値と波形形状を設定値に調整する調整手段が、電解反
応を均一化するように作用にして被加工物を精密に加工
する。 また、この発明の別の発明においては、工具電極と被加
工物との加工間隙に、パルス電流が供給されない休止時
間に加工面積1 cm”当り 0−II2/sin以上
の大量の加工液が間欠的に供給され電解生成物が除去さ
れ、パルス電流供給時には加工面積1 cm”当り0.
05I2/ sin以下の微量の加工液が供給され、電
解作用中に加工間隙に緩やかな加工液流が生じ電解作用
が均一化して異常加工状態が解消される。 〔実施例〕 以下この発明の実施例を図について説明する。 第1図はこの発明の一実施例における制御装置を示す概
略構成図、第2図は電解加工におけるパルス電流印加用
の基本回路を示す回路図、第3図はこの実施例における
印加パルス電流波形を示すタイムチャート、第4図は加
工面積及び加工間隙値に対する最適ピーク電流値及び最
適波形変化率を示す関係図、第5図は所要目標面粗さを
得るに必要な単位加工面積当り印加電流量を示す関係図
、第6図は単位加工面積当り印加電流量に対する加工深
さを示す関係図、第7図はこの実施例の動作を示すフロ
ーチャート、第8図はこの実施例によって加工された被
加工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断面図
である。なお、第17図はこの実施例にも共用できる。 図において、(12)はマイクロコンピュータ(以下マ
イコンという)等からなる制御装置、(17)は表示装
置、(18)は電極位置制御(13)により設定された
加工間隙値Gp(μm)と、入力装置(16)から入力
される加工面積Ar(cm”)とから、予め定められた
第4図に示す関係により第3図に示す供給パルス電流の
最適ピーク電流値IpfA)と最適波形変化率W f
(A/m5ecJ を演算し、これを設定し出力する最
適パルス電流演算手段、(19)は入力装置(16)か
ら入力される被加工物(1)の加工前の面粗さRIll
。 (μmlと加工後の目標面粗さRIIII(μm)から
、予め定められた第5図に示す関係により単位加工面積
当りの印加電流量Ia (A−sec/cm”)を演算
する単位面積当り印加電流量演算手段、(2o)はこの
手段(19)から入力される単位加工面積当りの印加電
流量Ia(^・sec/clI+2)と、入力装置(1
6)から入力される加工面積A r 1eI11”)と
から、印加総電流量fat(A−sec)を演算する印
加総電流量演算手段、(21)はこの手段(20)から
入力される印加総電流量fat[A−sec)と、最適
パルス電流演算手段(18)から人力されるパルスピー
ク電流値Ip(A> 、パルス波形変化率Wf(^/m
5ec)及びパルス幅Tp (s+5ecl とから
総印加パルス数ptを演算する総印加パルス数演算手段
、(22)はこの手段(21)から入力される総印加パ
ルス数ptと、予めメモリ(23)中に設定格納されて
いる印加パルス間の基準休止時間TO(m5ec )と
から加工時間T +a (sec)を演算する加工時間
演算手段、(24)は加工開始時点からの経過時間を測
定し、その時間が上記手段(22)から入力される加工
時間TII(SeC)に達したら、電解電流電源(11
1及び加工液供給装置(7)に加工停止指令を出力する
加工停止手段、(25)は単位面積当り印加電流量演算
手段(19)から人力される単位加工面積当りの印加電
流量Ia(^・see/cs”lから、予め定められた
第6図に示す関係により、加工深さDp(μm)、即ち
加工拡大代を演算する加工拡大代演算手段、(26)は
この手段(25)からの加工拡大代Dp(μlI)及び
加工時間演算手段(22)から入力される加工時間T
m (see)を表示装置(17)にそれぞれ表示させ
る表示手段である。 なお、最適パルス電流演算手段(18) 、単位面積当
り印加電流量演算手段(19)、印加総電流量演算手段
(20)、総印加パルス数演算手段(21)、加工時間
演算手段(22)、メモリ(23)、加工停止手段(2
4)、加工拡大代演算手段(25)、表示装置(26)
により制御装置(15)を構成する。なお、その他の部
分については第17図に示すものと同様であり説明を省
略する。 次にその動作を第7図のフローチャートに従って説明す
る。まず、加工に先立って制御装置(12)の加工条件
制御部(15)において加工条件の設定が開始され(ス
テップ(Sl)) 、ステップ(S2)で被加工物(1
)の加工面積Ar(cm”)が設定され、ステップ(S
3)で第4図曲線Gpに示す関係により加工間隙値Gp
(μm)が設定され(第4図については後述する)、ス
テップ(S4)で加工前の面粗さRm、(μre)と目
標面粗RI1.(uIll)がそれぞれ入力装置(16
)がら操作者によって設定される。次に、ステップ(S
5)で第5図に示す関係により加工前の面粗さRa。 (μmlから目標面粗Ra+(μm)を得るに必要な単
位加工面積当りの印加電流量1a(A−sec/c+a
”)が算出される。即ち、第5図の曲線A、B、Cは、
それぞれの左端の縦軸座標値が加工前の面粗さRma、
右端の縦軸座標値が目標面粗さRm+で、左端と右端と
の横軸間の長さが目標面粗さRm1を得るに必要な単位
加工面積当りの印加電流量Iaを表わし、曲線Aは加工
前の面粗さRm。が大、Bは中そしてCは小である場合
を示している。この第5図に示す関係は実験結果より求
められたもので、それらのデータは制御装置(12)の
マイコン中に予め入力されている。 単位加工面積当りの印加電流量1a(A−sec/cm
”)が求まると、このデータからステップ(S6)で第
6図に示す関係により加工深さDp(μm)、即ち加工
拡大代が算出される。第6図は、単位加工面積当りの印
加電流量1a(A−sec/cm”)によって加工され
る加工深さDp(u■)を示す関係図で、これも実験結
果より求められ、それらのデータは、制御装置(12)
のマイコン中に予め入力されている。これにより目標面
粗さを得るために必要な加工量、即ち加工拡大代が算出
され、ステップ(S7)でこの加工拡大代が制御装置(
12)に付設されたCRT等の表示装置(17)に表示
される。この加工拡大代が判明することにより、被加工
物[1)の最終加工形状が決定できる。次に、ステップ
(S8)において、ステップ(S5)で算出された単位
加工面積当りの印加電流量Ia(A−sec/cm”l
にステップ(S2)で設定された被加工物(1)の加
工面積Ar(c++1”)を乗することにより電解加工
に必要な印加総電流量fat (A−sec)が算出さ
れ、次にステップ(S9)〜(S151において、ステ
ップ(S2)で設定された被加工物(1)の加工面積A
r[cm”)及びステップ(S3)で設定された加工間
隙値G p (u mlに対して電解反応が均一となる
最適のパルス電流波形が決定される。まず、ステップ(
S9)でパルス幅T p (m5ec)が演算され、
ステップl5IO)で設定された加工間隙値Gp(μ+
a)が設定された加工面積Ar(cn+”)に対して所
定の標準加工間隙値であるかが判定され、それに応じス
テップ[3101〜(Sll)またはステップ+513
)〜(S15)で、第4図に示す関係により最適ピーク
電流値Ip(A)及び最適波形率W f (A/m5e
c)が選定される。第4図において曲線Gpは加工面積
A r (cm”) (横軸)に対する加工間隙値G
p(u■)(縦軸)を示すもので、通常は基準線上に乗
るよう加工間隙値Gpが設定されるが、他の加工との関
係で基準の加工間隙値に設定不可能な場合は、それぞれ
上下に平行移動させた加工間隙値に設定される。曲線I
pは設定された加工間隙値Gp(LLml(縦軸)に対
する最適ピーク電流値Ip(Al(横軸)を、曲線Wf
は設定された加工間隙値Gp(μm) (縦軸)に対す
る最適波形変化率W f (A/m5ec) (横軸
)をそれぞれ示している。例えば、設定された加工面積
がAr+であり、基準加工間隙値Gplに設定されてい
ればこの点を通る水平線と曲線Ipとの交点の横座標値
工pが最適ピーク電流値Ip(A)で、曲線Wfとの交
点の横座標値Wf、が最適波形変化率W f (A/w
sec)となり、これらがステップ(Sll)及びステ
ップ(S12)で選定される。また、基準加工間隙値G
p+に設定不可能でそれより小さい加工間隙値Gpzに
設定されていれば、その基準加工間隙値Gp+との差量
がステップ(s+3)で検出され、その分、下に平行移
動した水平線と曲線!pとの交点の横座標値Iptが最
適ピーク電流値Ip(A) 、曲線Wfとの交点の横座
標値Wf、が最適波形変化率Wff^/−5ec)とな
り、これらがステップ(S14)及びステップ(S15
1 で選定される。この第4図に示す関係も実験結果よ
り求められ、それらのデータは制御装置!!(12)の
マイコン中に予め入力されている。このようにして、第
3図に示すlパルスのパルス幅Tp(msee)、ピー
ク値電流値Ip fA)及び波形変化率Wf(A/m5
ec )が定まると、ステップfs16)で1パルスの
波形面積、即ちlパルスの電流量Iap(^・5ec)
が算出され、ステップ(S17)において、ステップ(
S8)で算出された印加総電流量I ap(A−sec
)をステップ(516)で算出された1パルスの電流量
Iap(A−sec)で除することにより、印加すべき
総パルス数ptが算出され、ステップ(S18)で予め
メモリ(23)中に設定格納されている印加パルス間の
基準休止時間T o (msec)が設定され、ステッ
プ(S19)において、ステップ(S9)で設定された
パルス幅Tp(msec )とステップ(SIIS)で
設定された基準休止時間T o (a+5ec)との和
に、ステップfs17)で算$された総パルス数ptを
乗することにより全パルス印加時間、即ち加工時間T+
m(see)が算出される。 この加工時間Tmがステップ(320)で表示装置(1
7)のCRT等に表示される。 以上で加工条件の設定は終了し、ステップ(321)で
加工動作が開始され、ステップ[522)で加工動作が
行われる。この加工動作は前述した従来例と同様なので
詳細説明は省略するが、上述のようにして設定されたパ
ルス電流のパルス幅Tp (msec)、ピーク電流値
Ip(A)及び波形変化率W f (A/m5ec)の
第3図に示すようなパルス電流波形を用いて電解加工す
る時の基本電気回路は第2図の通りで、パルス幅TI)
(msec)はトランジスタTR,のオンオフのタイ
ミング、ピーク電流値Ip[^)は印加電圧Vの大きさ
、波形変化率W f [A/m5ec)はピーク電流値
Ipとパルス幅Tp及びコンデンサ容量Cによって決定
される。従って、実験等により設定可能なピーク電流値
Ip、パルス幅Tpの各値に対する所定の波形変化率1
1fを得るためのコンデンサ容量Cの値を予め求めてお
き、これを制御装M (12)のマイコン中のメモリに
記憶させておき、選定されたパルス電流のピーク電流値
工p、パルス幅Tp及び波形変化率Wfに対して予め求
められた値に、コンデンサ容tcを切換えるようにすれ
ばよい。加工開始からの時間がステップfs19)で算
出された加工時間Tmに達したら、ステップ[5231
からステップ(S241 に進みパルス電流の印加及び
加工液の供給は停止され電解加工は終了する。 以上のようにこの実施例においては、最適のピーク電流
値IpiA! 、波形変化率Wf(^/m5ec)及び
パルス幅T p(mseclのパルス電流を印加するこ
とにより、第8図に示すような反応むらのない−様な電
解加工が行なわれる。これに対し従来は単に加工面積に
対する電流密度を所定に選定するみのであるから、例え
電流密度が同じであってもバルスミ流のピーク電流値1
pf^)、波形変化率Wf(^/5seclの如何によ
っては第18図に示すように電解反応の差異による異常
加工部が生じ高精度の加工形状が得られない。 また、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さ及び加工
面積を入力するのみで、目標面粗さを得るための加工時
間及び加工代が加工前に知ることができるとともに、目
標面粗さに加工されたら電解加工を自動停止することが
できる。 上記実施例では加工間隙値を加工面積と別に設定するよ
うにしたが、基準加工間隙値の設定が可能であれば加工
面積の設定のみで、これから基準加工間隙値を求めるよ
うにしてもよい。 なお、上記実施例では加工間隙の加工液が静止状態で加
工する所謂静止電解仕上加工について述べたが、パルス
電流波形を用いて加工する他の電解加工機についても同
様の加工データが得られればこの発明の目的は達成でき
るものである。 また、第9図はこの発明の他の実施例を説明するための
図で、電解加工装置の加工条件制御部の要部概略構成を
示し、第17図で示す装置構成図の加工条件制御部(1
5)に相当するものである。 なお、その他の部分については第17図と同様であり、
その説明は省略する。 この第9図において、(5G)は電解加工電流を分流し
て出力する分流器、(51)は分流器(50)の出力を
、基準の電流検出レベルと比較して信号を出力するコン
パレータ、(52)はコンパレータ(51)の出力とク
ロック信号とのAND信号により正常信号あるいは異常
信号を出力するAND回路、(53)はコンパレータ(
51)の出力信号の立ち上がり時を微分する立上り微分
回路、(54)はNOT素子、(55)はフリップフロ
ップで立上り微分回路(53)とNOT素子(54)の
出力信号に基づき所定の動作を行なうものである。又、
(56)はAND回路で、クロック信号とフリップフロ
ップ(55)の信号のAND信号に基づき、電解電流電
源(11)の図示しないトランジスタを動作させるもの
である。 この発明の実施例装置は上記のように構成されており、
次に上記実施例装置を使用したこの発明の実施例方法に
ついて説明する。 先ず、前記実施例の第4図において説明したように実験
的に求められた諸種の加工条件が設定された加工条件設
定表により、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さか
ら、被加工物を電解加工するに必要なパルス電流の総電
流量を設定する。なお、この実施例方法では被加工物に
対する電流密度を30A/cm”以上に設定している。 次にパルス電流のピーク電流値とパルス幅を設定するの
であるが、本発明者は多くの実験結果から、被加工物の
所定の面粗さを確保した上で高速度加工を実現させるの
に、設定したピーク電流値のもとで、パルス幅が与える
影響の大きいことを知見し、そしてそのパルス幅も第1
0図 (a>に示すように10m5ec〜50IIIS
eCの範囲における値が最適であることを知見した。 これは実験結果に基づ(検討から、次の理由であること
が判明した。 即ち、前記従来技術において説明したように、1個のパ
ルスを工具電極(2)と被加工物(11間の加工間隙に
供給し、その時発生する電解生成物を除去する為に、加
工間隙へ加工液(4)を噴出させるための休止時間を有
して次のパルスが供給されるのであるが、電解電流のパ
ルス幅が10m5ec未満の場合は、被加工物 [1)
の表面に加工した電解生成物が付着し、加工速度の低下
要因となる。 また、電解電流のパルス幅が50sesecを越えた値
になると、第11図に図解するように、設定したピーク
電流に丸み、いわゆる「ダレ」現象が生じ、このピーク
電流の変形、すなわち電解電流のパルス電流波形が変形
して、所望形状が得られない事に起因し、加工速度が低
下する。 次に前記方法により電解加工を行ない所望の加工精度を
得るのであるが、更に精度を重視する加工においては2
次の方法により加工する。 即ち、第10図(b)に示すように、前述の10m5e
c〜50m5ecに設定したパルス幅を3〜15分割し
1分割により得られる分割パルス幅Psの5〜20倍の
休止時間を設け、このようにして得られるパルス電流を
連続的に印加し、被加工物 (1)を電解加工する。な
お、ここで重要な事は、前記10m5ec〜50sse
cに設定した1個のパルス電流のパルス幅と、分割され
たパルス電流のパルス幅Psの和が等しくなること、す
なわち、同量のパルス幅を得ることである。 上記のように分割パルス幅Psを有するパルス電流で電
解加工すると、被加工物 (1)の加工速度を低下させ
ることなく加工精度を向上させた加工が得られる。 次に、電解加工の加工条件を第17図に示す入力装置(
16)で設定して加工を開始し、電解加工を進行させる
と、加工状態に従ってパルス電流のピーク電流値が変化
するため、第12図に示すように電流密度が変化する。 この電流密度は、第9図に示すように分流器(50)に
より電解電流を検出し、これをコンパレータ(51)に
て電流検出レベルと比較してその出力に応じて正常状態
か異常状態かを判定している。 すなわち、電解電流密度が3OA/cm”以下となる場
合が連続的に生じた時は異常状態としてパルス電流の供
給を停止し、加工を停止させる。 また、加工条件設定時に電解電流密度を30^/晶3以
上に設定し、加工中にパルス電流が一時的に変化し、電
流検出レベルよりピーク電流値が低下した場合、第9図
に示す立上がり微分回路(53)が動作し、異常検a信
号を出力してパルス電流波形のピーク電流値が電流検出
レベルより低下した部分をしゃ断する。この時の動作タ
イムチャートが第13図で示されている。 次に、加工中にパルス電流が設定値より低下した場合、
その原因によりパルス電流を適正に戻す必要がある。こ
のパルス電流を適正に戻す方法を示したのが第14図で
ある。このパルス電流を適正に戻すには、第15図に示
す実験的に求められたデータを使用する。例えば、パル
ス電流の波形の一部に低下する現象が発生したら、これ
は第15図の実験データから、印加電圧が高く加工間隙
の狭い場合に発生する現象であることが明らかとなる。 従って、第σ図の立上り微分回路(53)の動作により
、ピーク電流値の電流検出レベルより低下した部分をし
ゃ断するが、その後、パルス電流波形が正常化されない
場合は、印加電圧を低下させる調整もしくは加工間隙を
広げるように電極位置制御部(13)に信号を送り、加
工間隙を広(する。 また、パルス電流波形が加工初期からそのピーク電流値
が確保されない場合は、入力装置(16)から入力した
電極位置データが誤まりの場合と、電解加生成物が加工
間隙に留まった場合が考えられ、前者の場合は設定ミス
であるから設定変更すれば問題は解決される。後者の場
合は加工液の噴出圧力を設定値より高(し、加工間隙の
電解生成物を除去するか、もしくは第15図から見られ
るように、ピーク電流値は加工間隙を狭くすると高くな
るため、第9図のAND回路(52)の出力信号を電極
位置制御部(13)に送り、検出されたピーク電流値に
見合う電極位置に補正する。すなわち加工間隙を狭くし
てピーク電流値を正常化させる。 次に、ピーク電流値を正常化させる他の方法として、第
15図から明らかなように印加電圧を高くしてもよく1
次にこの方法について説明する。 第15図に示すパルス電流波形で、電圧が高く加工間隙
が狭い場合は、第3図に示す基準的パルス電流波形とな
らない。これは加工間隙が狭いため1個のパルス電流に
より発生する電解生成物が、この狭い加工間隙で可能な
電解作用の許容量を越えた場合に発生するため、前述の
ようにパルス電流波形の部分しゃ断を一時的に行なう。 なお、加工の進行に伴ない加工間隙に発生する電解生成
物は、加工の都度加工液供給袋W(7)から加工液(4
)を噴出させて除去されるが、残留電解物等により、パ
ルス電流の異常が検出されれば、加工液制御部(14)
で設定加工液噴出圧力の調整を行なう。 また、外部要因として入力装置(16)より加工面積が
入力されると、加工面積に対応する加工液噴出圧力すな
わち加工液量が設定される。 第16図はこの発明の更に異なる他の実施例装置を示し
、図において、(6o)は加工液供給装置(7)から電
磁弁(8)を介して噴出ノズル(9)及び噴出口(lO
)にいたる加工液間欠供給経路、c61)は調整用バル
ブ、(62)は流量計、(63)は加工液供給装置(7
)から調整用バルブ(61)及び流量計(62)を介し
て噴出ノズル(9)及び噴出口(10)にいたる加工液
常時供給経路である。なお、その他の部分については第
17図に示すものと同様であり、その説明を省略する。 次に動作について説明する。工具電極(2)と被加工物
[1)を加工槽(3)内に対向させて制御装置(12)
の電極位置制御部(13)の設定された指令値により駆
動モータ(5)が作動し、駆動機構(6)を介して工具
電極(2)の位置が制御され、被加工物(1)と設定さ
れた加工間隙値で対向する。次に制御装置(12)の加
工液制御部(14)の指令により加工液供給装置(7)
が作動し、加工槽(3)に加工液(4)が満たされた後
、流量計(62)が所定の設定量となるよう調整用バル
ブ(61)が制御されて、加工液間欠供給経路(60)
を経て噴出ノズル(9)および噴出口(10)に加工液
(4)が供給され、加工間隙に加工面積1 cm”当り
0.05I2/+sin以下の微量の加工液〔4)の流
れが生ずる。その後、制御装置(12)の加工条件制御
部(15)の指令により電解型流電! [111から所
定ピーク値、所定パルス幅のパルス電流が所定周期で、
工具電極(2)と被加工物(1)間の加工間隙に供給さ
れ、電解加工が開始される。このパルス電流とパルス電
流間の休止時間に、加工液制御部(14)の指令により
電磁弁(8)が短時間開放された後閉止されて、今度は
加工液間欠供給経路(60)を経て噴出ノズル(9)及
び噴出口(10)に多量の加工液(4)が供給され、加
工間隙への間欠的な加工液(4)の多量噴出が行なわれ
、加工間隙に電解作用で生じた電解生成物が除去される
。 このように、パルス電流供給時に加工間隙に微量の加工
液を対流させることにより、電解作用に必要な加工液量
が加工部分全体に生じ、静止液電解時に工具電極(2)
の内周部及び外周部付近に生じ易すがった電解作用で生
じる熱対流、電解泡対流による液の対流が加工間隙全体
に均一に生じる。 これにより、一部分が多過加工状態となる異常加工部が
生じず、第8図に示すように被加工物(1)の加工形状
は均一となる。 なお、前記加工液供給装置(7)は説明上図示を省略し
たが濾過機能、加工液循環機能、加工液噴出、噴射吸引
機能を有するものである。 〔発明の効果〕 以上の説明のように、この発明の電解加工方法によれば
、工具電極と被加工物間の加工間隙に供給するパルス電
流の総電流量を、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗
さから設定することにより、加工間隙に残留する電解生
成物を無(することができ、従って、加工速度の高速化
を図ることができる。 また、この発明の別の発明に係る電解加工方法によれば
、工具電極と被加工物間に供給するパルス電流の総電流
量を、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから設定
すると共に、設定されたパルス電流を、その総電流量を
得る分割パルス電流としたので、加工間隙に残留する電
解生成物を無(して加工速度の高速化を図った上で、被
加工物の加工精度を向上することができる。 また、この発明の電解加工装置によれば、電極位置制御
部により設定された加工間隙値と、制御装置に入力され
る加工面積とから、予め定められた関係によりパルス電
流の最適ピーク電流値と最適波形変化率を演算し、この
演算値を供給パルス電流値として設定する最適パルス電
流演算手段を設けたので、煩雑な加工前の加工条件の設
定がなくても反応むらのない均一な高精度な加工形状を
もつ電解加工を行なうことができる効果がある。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置は、
制御装置に入力される被加工物の加工前の面粗さと目標
面粗さから単位加工面積当りの印加電流量を演算する単
位加工面積当り印加電流量演算手段、この手段の演算結
果と制御装置に入力される被加工物の加工面積から印加
総電流量を演算する印加総置流量演算手段、この手段の
演算結果と設定されたパルス電流のピーク電流値とパル
ス幅とから総印加パルス数を演算する総印加パルス数演
算手段、この手段の演算結果と設定された印加パルス間
の基準休止時間とから加工時間を演算する加工時間演算
手段、この手段の演算結果に応じて加工停止指令を出力
する加工停止手段、上記単位加工面積当臼り加電流量演
算手段の演算結果から加工拡大代を演算する加工拡大代
演算手段、及びこの手段と上記加工時間演算手段の演算
結果を表示装置にそれぞれ表示させる表示手段とを設け
たので、被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さ及び加
工面積を入力するのみで、加工前に表示装置により目標
面粗さを得るための加工時間及び加工代が加工前に知る
ことができるとともに、これらが自動的に設定され製品
の仕上りにむらがない所望の面粗さへの電解加工が未経
験者でも容易に行なえる効果がある。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置によ
れば、工具電極と被加工物間に供給するパルス電流のピ
ーク電流値と波形形状を設定値に調整する調整手段を備
えることにより、電解加工時の電解反応を均一にして被
加工物の加工精度を向上させる効果を有する。 更にまた、この発明の別の発明に係る電解加工装置によ
れば、電解生成物除去用に大量の加工液を間欠的に供給
する加工液間欠供給経路の外に、電解加工中微量の加工
液を常時供給する加工液常時供給経路を設けたので、電
解作用が均一化し、異常加工状態のない均一化され高精
度の加工形状への電解加工が可能な電解加工装置が安価
に得られる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例における制御装置を示す概
略構成図、第2図は電解加工におけるパルス電流印加用
の基本回路を示す回路図、第3図はこの実施例における
印加パルス電流波形を示すタイムチャート、第4図は加
工面積及び加工間隙に対する最適ピーク電流値及び最適
波形変化率を示す関係図、第5図は所要目標面粗さを得
るに必要な単位加工面積当り印加電流量を示す関係図、
第6図は単位加工面積当り印加電流量に対する加工深さ
を示す関係図、第7図はこの実施例の動作を示すフロー
チャート、第8図はこの実施例によって加工された被加
工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断面図、
第9図はこの発明の他の実施例を示す電解加工装置の加
工条件制御部の要部概略構成図、第1O図はこの実施例
に使用されるパルス電流を示す図、第11図はこの実施
例を示す電解加工方法の作用を説明するためのパルス電
流波形を示す図、第12図は電流密度を適正化するため
のピーク電流と加工面積との関係を示す図、第13図は
この実施例を示す電解加工装置の動作タイムチャートを
示す図、第14図はパルス電流の変化に伴い制御する要
因を示す図、第15図は電解加工の進行により変化する
パルス電流波形を実験的に求めた図、第16図はこの発
明の更に異なる他の実施例を示す概略構成図、第17図
はこの発明及び従来の電解加工装置の一例を示す概略構
成図、第18図は従来の電解加工装置によって加工され
た被加工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断
面図、第19図は従来装置の要部を示すブロック図、第
20図は第19図に示す装置の動作のフローチャートを
示す図、第21図はその作用を示す図である。 図において(1)は被加工物、(2)は工具電極、(4
)は加工液、(7)は加工液供給装置、(11)は電解
電流電源、(12)は制御装置、(I3)は電極位置制
御部、(14)は加工液制御部、(15)は加工条件制
御部、(16)は人力装置、(17)は表示装置、(1
8)は最適パルス電流演算手段、(19)は単位面積当
印加電流量演算手段、(20)は印加総置流量演算手段
、 (21)は総印加パルス数演算手段、(22)は加
工時間演算・手段、(24)は加工停止手段、(25)
は加工拡大代演算手段、(26)は表示手段、(60)
は加工液間欠供給経路、(61)は調整用バルブ、(6
2)は流量計、(63)は加工液常時供給経路である。 図中、同一符号は同一、あるいは相当部分を示す。
略構成図、第2図は電解加工におけるパルス電流印加用
の基本回路を示す回路図、第3図はこの実施例における
印加パルス電流波形を示すタイムチャート、第4図は加
工面積及び加工間隙に対する最適ピーク電流値及び最適
波形変化率を示す関係図、第5図は所要目標面粗さを得
るに必要な単位加工面積当り印加電流量を示す関係図、
第6図は単位加工面積当り印加電流量に対する加工深さ
を示す関係図、第7図はこの実施例の動作を示すフロー
チャート、第8図はこの実施例によって加工された被加
工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断面図、
第9図はこの発明の他の実施例を示す電解加工装置の加
工条件制御部の要部概略構成図、第1O図はこの実施例
に使用されるパルス電流を示す図、第11図はこの実施
例を示す電解加工方法の作用を説明するためのパルス電
流波形を示す図、第12図は電流密度を適正化するため
のピーク電流と加工面積との関係を示す図、第13図は
この実施例を示す電解加工装置の動作タイムチャートを
示す図、第14図はパルス電流の変化に伴い制御する要
因を示す図、第15図は電解加工の進行により変化する
パルス電流波形を実験的に求めた図、第16図はこの発
明の更に異なる他の実施例を示す概略構成図、第17図
はこの発明及び従来の電解加工装置の一例を示す概略構
成図、第18図は従来の電解加工装置によって加工され
た被加工物の加工面形状を上下方向に誇張して示した断
面図、第19図は従来装置の要部を示すブロック図、第
20図は第19図に示す装置の動作のフローチャートを
示す図、第21図はその作用を示す図である。 図において(1)は被加工物、(2)は工具電極、(4
)は加工液、(7)は加工液供給装置、(11)は電解
電流電源、(12)は制御装置、(I3)は電極位置制
御部、(14)は加工液制御部、(15)は加工条件制
御部、(16)は人力装置、(17)は表示装置、(1
8)は最適パルス電流演算手段、(19)は単位面積当
印加電流量演算手段、(20)は印加総置流量演算手段
、 (21)は総印加パルス数演算手段、(22)は加
工時間演算・手段、(24)は加工停止手段、(25)
は加工拡大代演算手段、(26)は表示手段、(60)
は加工液間欠供給経路、(61)は調整用バルブ、(6
2)は流量計、(63)は加工液常時供給経路である。 図中、同一符号は同一、あるいは相当部分を示す。
Claims (6)
- (1)設定した加工間隙値を有して工具電極と被加工物
を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液を介在
させると共に、パルス電流を供給して上記被加工物を加
工する電解加工方法において、上記パルス電流の総電流
量を、上記被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから
設定することを特徴とする電解加工方法。 - (2)設定した加工間隙値を有して工具電極と被加工物
を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液を介在
させると共に、パルス電流を供給して上記被加工物を加
工する電解加工方法において、上記パルス電流の総電流
量を、上記被加工物の加工前の面粗さと目標面粗さから
設定すると共に、上記パルス電流を、その総電流量を得
る分割パルス電流とすることを特徴とする電解加工方法
。 - (3)工具電極と被加工物とで形成される設定された加
工間隙値に応じた指令を工具電極駆動手段に出力する電
極位置制御部、上記工具電極と被加工物間に印加するパ
ルス電流のピーク電流値、パルス幅及びパルス周期を設
定し、その設定値に応じた指令を電解電流電源に出力す
る加工条件制御部を有する制御装置を備えた電解加工装
置において、上記電極位置制御部により設定された加工
間隙値と、上記制御装置に入力される加工面積とから、
予め定められた関係により上記パルス電流の最適ピーク
電流値と最適波形変化率を演算し、上記加工条件制御部
の加工条件として設定する最適パルス電流演算手段を備
えたことを特徴とする電解加工装置。 - (4)工具電極と被加工物とで形成される設定された加
工間隙値に応じた指令を工具電極駆動手段に出力する電
極位置制御部、上記工具電極と被加工物間に印加するパ
ルス電流のピーク電流値、パルス幅及びパルス周期を設
定し、その設定値に応じた指令を電解電流電源に出力す
る加工条件制御部、及び上記工具電極と被加工物間への
加工液の供給制御指令を加工液供給装置に出力する加工
液制御部を有する制御装置を備えた電解加工装置におい
て、上記制御装置に入力される被加工物の加工前の面粗
さと目標面粗さから単位加工面積当りの印加電流量を演
算する単位面積当り印加電流量演算手段、この手段の演
算結果と上記制御装置に入力される被加工物の加工面積
から印加総電流量を演算する印加総電流量演算手段、こ
の手段の演算結果と上記設定されたピーク電流値とパル
ス幅とから総印加パルス数を演算する総印加パルス数演
算手段、この手段の演算結果と設定された印加パルス間
の基準休止時間とから加工時間を演算する加工時間演算
手段、この手段の演算結果に応じて加工停止指令を出力
する加工停止手段、上記単位面積当印加電流量演算手段
の演算結果から加工拡大代を演算する加工拡大代演算手
段、及びこの手段と上記加工時間演算手段の演算結果を
表示装置にそれぞれ表示させる表示手段とを備えたこと
を特徴とする電解加工装置。 - (5)設定した加工間隙値を有して工具電極と被加工物
を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液を介在
させると共に、パルス電流を供給して上記被加工物を加
工する電解加工装置において、上記パルス電流のピーク
電流値と波形形状を設定値に調整する調整手段を備えた
ことを特徴とする電解加工装置。 - (6)設定した加工間隙値を有して工具電極と被加工物
を対向させ、上記工具電極と被加工物間に電解液を介在
させると共にパルス電流を供給し、加工間隙における電
解生成物を除去するために、上記パルス電流の休止時間
に加工液を間欠的に供給して上記被加工物を加工する電
解加工装置において、上記電解生成除去用に大量の加工
液を間欠的に供給する加工液間欠供給経路の外に、電解
加工中微量の加工液を常時供給する加工液常時供給経路
を設けたことを特徴とする電解加工装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32843990A JPH048424A (ja) | 1990-04-26 | 1990-11-28 | 電解加工方法及び電解加工装置 |
| KR1019910005690A KR910018111A (ko) | 1990-04-26 | 1991-04-10 | 전해가공방법 및 전해가공장치 |
| EP19910106581 EP0454081A3 (en) | 1990-04-26 | 1991-04-24 | Electrochemical machining process and electrochemical machining equipment |
| US07/691,619 US5143586A (en) | 1990-04-26 | 1991-04-25 | Electrochemical machining process and equipment |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10893390 | 1990-04-26 | ||
| JP2-108934 | 1990-04-26 | ||
| JP2-108933 | 1990-04-26 | ||
| JP32843990A JPH048424A (ja) | 1990-04-26 | 1990-11-28 | 電解加工方法及び電解加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH048424A true JPH048424A (ja) | 1992-01-13 |
Family
ID=26448755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32843990A Pending JPH048424A (ja) | 1990-04-26 | 1990-11-28 | 電解加工方法及び電解加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH048424A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534277A (ja) * | 1999-01-05 | 2002-10-15 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ | 材料を電気化学的に加工するための方法 |
| JP2005531417A (ja) * | 2002-05-24 | 2005-10-20 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 電解加工のための方法および装置 |
| US7066467B2 (en) | 2000-12-28 | 2006-06-27 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Sealing device for water pump bearings |
| JP2009010237A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 電解コンデンサおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP32843990A patent/JPH048424A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002534277A (ja) * | 1999-01-05 | 2002-10-15 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト・ツア・フェルデルング・デア・ヴィッセンシャフテン・エー・ファオ | 材料を電気化学的に加工するための方法 |
| US7066467B2 (en) | 2000-12-28 | 2006-06-27 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Sealing device for water pump bearings |
| JP2005531417A (ja) * | 2002-05-24 | 2005-10-20 | フェデラル−モーグル コーポレイション | 電解加工のための方法および装置 |
| US7850831B2 (en) | 2002-05-24 | 2010-12-14 | Federal Mogul World Wide, Inc. | Method and apparatus for electrochemical machining |
| JP2009010237A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 電解コンデンサおよびその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5143586A (en) | Electrochemical machining process and equipment | |
| US8067714B2 (en) | Squeezing detection control method for consumable electrode arc welding | |
| EP2223764B1 (en) | Wire electric discharge machine | |
| US9421626B2 (en) | Apparatus and method for electrical discharge machining modulation control | |
| US4213834A (en) | Electrochemical working method and system for effecting same | |
| US3825714A (en) | Method and apparatus for controlling the feed of an electrode-tool relative to a workpiece in electrical discharge machining | |
| US9321120B2 (en) | Plasma cutting method and system | |
| JPH048424A (ja) | 電解加工方法及び電解加工装置 | |
| EP0286685A1 (en) | Method of controlling wire cut discharge machining | |
| US3654424A (en) | Quotient circuit | |
| EP1533065B1 (en) | Wire electric discharge machining apparatus. | |
| CN101433987A (zh) | 电火花线切割机的线电极断线检测装置 | |
| US4527034A (en) | Electrode positioning method and apparatus for NC-EDM | |
| US20050218120A1 (en) | Energy balanced weld controller | |
| US5225053A (en) | Method for regulating the electrical current in an electrochemical working process | |
| JP4191589B2 (ja) | 放電加工方法及び当該放電加工方法を用いた放電加工装置 | |
| US3699301A (en) | Edm gap sensing | |
| JPH01241385A (ja) | 抵抗溶接機における通電制御方法 | |
| USRE28564E (en) | Electrochemical machining apparatus and method | |
| US20130186868A1 (en) | System and method for performing resistance spot welding | |
| JPH06262435A (ja) | 放電加工方法及び装置 | |
| JPH0644542Y2 (ja) | インバータ式抵抗溶接機の制御又は測定装置 | |
| JP3113305B2 (ja) | 放電加工機 | |
| JP3019670B2 (ja) | 放電加工装置 | |
| JPS63272422A (ja) | 通電加工装置 |