JPH06114637A - 形彫放電加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放電加工を重ねる毎にＮＣプログラムを容易
に更新し、加工形状や仕上げ面粗度を損なうことなく放
電加工時間を短縮させ、全体の加工効率を向上させる。 【構成】 放電加工方法において、放電加工が終了した
後に加工によって得られた加工の結果を記録するステッ
プと、上記加工の結果を評価するステップと、この評価
に基づいてＮＣプログラムの少なくとも１種類の加工条
件を変更するステップと、この変更によりＮＣプログラ
ムを修正すると共に上記加工に使用した加工条件のうち
の少なくとも１箇所を修正し、その修正した記録を記憶
するステップと、次に、修正したＮＣプログラムを用い
て再度放電加工を行うステップと、この修正を放電加工
の度に繰り返し行うステップとよりなり、加工を重ねる
毎に加工精度を損なうことなく加工時間を短縮する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工具電極（以下電極）
と被加工物とを対向配置し、電極と被加工物とを相対移
動させると共に両極間にパルス状の電圧を印加して被加
工物に加工を施すようになした放電加工機において、所
望の形状、面粗度などを得れるように種々のパラメータ
に基づいて好適な加工条件の設定された、ＮＣプログラ
ムを基に同種の加工を行い、同種の加工を重ねる度によ
り最適なＮＣプログラムを作成するようにした形彫放電
加工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、放電加工では印加するパルス電
圧のオン、オフの時間、平均加工電流値あるいはサーボ
基準電圧値などの電気的加工条件によって加工速度や加
工精度が大きく変動する。また、取り代値、電極送り込
み量，加工液噴流の圧力、流量や極性切換の有無などの
加工条件の違いは加工の結果に影響を与えている。そし
てまた、これらの加工条件の相互の関係によって加工面
粗度や加工速度或いは加工形状精度が影響を受ける。被
加工物に所望の加工をより適切になす、つまり電極や被
加工物の材質、形状を損なうことなく、できる限り加工
の速度を上げるためには一般に荒・中・仕上げなど数段
階に分けて各々にこれら種々の加工条件を適値に設定し
て加工を行い、最終的に所望の加工面粗度や形状に近づ
けるようにしている。

【０００３】電気的加工条件を強い放電エネルギーが生
ずるような大きめの値に設定した場合は、１回の放電毎
の取り量が多くなるので加工精度が速いが、得られる面
粗度が荒く形状の精度は低くなる。これに対して上記電
気的加工条件を弱い放電エネルギーが生ずるような小さ
な値に設定した場合は、１回の放電毎の取り量は少なく
なるので加工速度は遅くなるが、その反面加工面粗度や
形状精度は向上する。このことから一旦大まかに加工し
て、全体の加工を数段階に分けて順に加工条件を小さく
設定し直しながら加工を行うようにするものである。

【０００４】更に、電極と被加工物との間には所要の間
隙が維持されるものであるから、電極は所望の加工形状
よりも小さく作成されなければならない。加工形状より
電極を小さくした分の値は電極減寸量或いは電極縮小代
と呼ばれているが、この値は電極製作上の問題などを考
慮して決定されている。また、放電加工では加工の進行
に伴って被加工物だけでなく工具電極もまた放電エネル
ギーによって除去され消耗する。この消耗度は種々の加
工条件の影響を受けている。更に同一の加工を複数回行
う時には、同じ電極を繰り返し使用することが多い。

【０００５】従って、加工形状寸法とそれより小さく作
成された電極との寸法差である電極減寸量と電極消耗に
応じて、電極を加工深さ方向或いは側面方向に送り込む
量が適切に設定されなければならない。古くは作業者が
所要の加工に対して電極減寸量を決定し、この電極減寸
量、加工面粗度、加工形状等から加工時間を考慮しつつ
加工計画を立案し、加工計画に基づいて各加工段階の加
工条件と各加工段階の送り込み量や揺動量を決定しＮＣ
プログラム化することにより、加工を進めるようになさ
れていた。この設定には経験と熟練を要するものである
から、長い作業時間を有すると共に放電加工に熟達した
作業者を必要としていた。

【０００６】これに対して特公昭６０−２６６４８号公
報に開示された装置では、熟練者がその経験で設定した
電気加工条件の組み合わせで加工を行い、その時の加工
条件を記憶させておき、同一種類の加工を行う時にこの
記憶させておいた電気加工条件の組み合わせを読み込ん
で設定し、次の加工における作業時間の短縮を行うよう
にしている。しかし、このような装置にあっては最初に
電気加工条件を設定する際に熟練作業者が加工精度や加
工時間を考慮しながら電極減寸量を決定し、種々の加工
パラメータを基に適切な電気加工条件を求め、電極の送
り込み量や電極の揺動幅の指令値を設定したりしなけれ
ばならない。また、熟練作業者の設定した電気加工条件
が必ずしも次の加工で良い結果をもたらすとは限らな
い。この装置とは別に、パラメータを与えることによっ
て自動的に最適な加工条件を選択すると共にＮＣプログ
ラムを自動的に作成するようにした装置として例えば特
開昭６２−１３０１３０号公報乃至特開昭６２−１３０
１３１号公報に開示された装置がある。

【０００７】この装置では電極及び被加工物の材質、加
工面積、所望の仕上げ面粗度、加工深さのデータを基に
その加工に適当な電極減寸量と加工時間の関係を示すデ
ータを１種類から数種類算出して表示する。作業者は電
極製作上の問題などを考慮して、この表示された電極減
寸量と加工時間との関係を示すデータのうちから選択す
る。そして選択された電極減寸量と加工時間とに適応す
る加工条件切換の段階数と各加工段階における加工条件
の組み合わせとを設定すると共に、所要の加工深さから
各加工段階の電極送り込み量や揺動量を算出し、ＮＣプ
ログラムを作成するようになされている。こうした作業
者が加工計画の立案する際の作業の煩雑さを解消する試
みとして、特開昭６２−１９３２４号公報、特開昭６２
−１７３１４２号公報、特開昭６２−１７３１４４号公
報或いは特開昭６２−７２３１号公報、特開平３−１３
６７２５号公報等、種々の方法が提案されており、これ
らの装置によれば作業者は作業時間を短縮して適する加
工条件や各種指令値を設定できる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、放電加工では
上述した通り加工条件や加工環境或いは個々の機械が有
する条件が微妙に且つ複雑に絡み合って加工の結果に影
響を与えており、その加工で使用した加工条件や設定指
令値が必ずしもよい結果をもたらすとは限らず、その場
合、加工条件を変更しＮＣプログラムを修正することは
容易ではなく、経験と手間のかかる作業である。またそ
れらの条件で所望の加工精度が得られたとしても、更に
良い加工が可能である場合もあるし、所望の加工精度を
犠牲にすることなく、加工速度を速くすることができる
加工条件の設定とＮＣプログラムの作成が可能である可
能性がある。本発明の目的はこの課題を解消し、作業者
が従来よりも容易に加工条件の変更とＮＣプログラムの
修正を行い、加工を重ねる度に良い加工結果を得れるよ
うにし、また加工精度を落としめることなく加工速度の
向上を計り、より一層全体の加工の効率を向上させるこ
とができる放電加工方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、数値制御装置を用い、入力装置を介し
て複数のパラメータ及び期待される加工結果の数値を入
力することにより、上記複数のパラメータ及び上記期待
される加工の結果に適する各加工段階に応じた加工条件
を自動的に設定し、上記設定された加工条件に基づいて
作成されたＮＣプログラムを用いて放電加工を行うよう
にした放電加工方法において、上記放電加工が終了した
後に、上記放電加工によって得られた加工の結果を記憶
装置または記録媒体に記録するステップと、上記期待さ
れる加工の結果と上記放電加工の結果とを比較すること
により、上記加工の結果を評価するステップと、上記評
価に基づいて少なくとも上記ＮＣプログラムの１箇所を
修正するステップと、上記加工条件の変更に伴って上記
放電加工によって使用した上記加工条件のうちの少なく
とも１種類を変更し、上記放電加工の修正した記録を記
憶装置に記憶させるステップと、上記修正されたＮＣプ
ログラムを用いて再度放電加工を行うステップと、上記
ＮＣプログラムの修正を放電加工の度に繰り返し行うス
テップとから成り、望ましいＮＣプログラムを作成する
ようにしたものである。

【００１０】

【作用】本発明の放電加工方法によれば、最初に設定し
た各加工段階の電気的加工条件、各加工段階の電極の送
り込み量もしくは揺動振幅等で放電加工を行った後、そ
の加工の加工結果に基づいて、より加工精度を目標値に
近づけ、もしくはより加工効率がよく加工時間を短縮可
能にするように、ＮＣプログラム中の指令値を設定し直
して加工条件を変更するようにしたので、繰り返し加工
を行う間に最終的に最も加工効率がよく加工時間が短縮
できる設定値を得ることが可能になる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明に係る形彫放電加工方法の実
施例を添付図面に基づいて詳述する。図１は放電加工装
置の基本的構成の一例を示すブロック図である。まずこ
のブロック図を用いて本発明の方法で用いられる装置の
概略を簡単に説明する。Ｅは電極、Ｗは被加工物であり
所要の間隙をおいて対向配置されている。Ｘ軸方向には
モータＭＸによりＸ軸方向移動テーブル１が水平方向に
往復移動が、Ｙ軸方向にはモータＭＹによりＹ軸方向移
動テーブル２が水平方向に往復移動が可能になってい
る。また、モータＭＺによって加工ヘッド部３が垂直方
向に上下動可能になっている。

【００１２】４は駆動制御装置で加工制御装置５からの
指令信号に基づいてモータＭＸ、ＭＹ乃至ＭＺを駆動も
しくは停止させてテーブル１、２乃至加工ヘッド部３を
移動させることにより、電極Ｅと被加工物Ｗが相対移動
される。また駆動制御装置４は各軸に設けられた位置検
出装置１４乃至１６の検出信号により移動指令に対する
誤差を補正すると共に、現在位置信号を加工制御装置５
に送る。加工制御装置５は指定されたシステムプログラ
ムやＮＣプログラムに従って演算処理を行い、各装置に
制御信号を送る。また、外部からの情報を取り入れて演
算処理を行っている。尚、加工制御装置５の中心構成で
あるＣＰＵ、ＲＯＭ等の部材は勿論１つでも複数設けら
れていてもよい。

【００１３】６は入力装置で、パラメータ或いは所定の
指令をスイッチによる入力の他、記号や数値等を用いて
入力できるように構成されている。７は表示装置であり
加工制御装置５から指令及びデータを受け取って画面上
に数値、図形或いはグラフ等を適宜表示する。尚、この
表示装置７が入力の機能を有しているものもある。８は
外部データ記憶媒体で、フロッピーディスクなどの記憶
手段に記憶されたＮＣプログラム、や加工条件リスト或
いはシステムプログラム等のデータを取り入れることが
可能になっている。９は一時記憶装置で予め設定されて
いるデータの他、作動中に得られた種々の入力値や記録
値、外部データを保管しておく。１０は外部記録装置で
一時記憶装置９と外部データ記憶媒体８と同様に種々の
データを保管できる。

【００１４】１１は検出回路であって、極間の電圧或い
は電流を検出してその信号をディジタル化すると共に所
定の基準信号と比較して極間状態検出信号を加工制御装
置５に送る。１２は加工パルス発生装置で、加工電源回
路１３に設けられた図示しないスイッチングトランジス
タをオン、オフ制御することによって極間に供給される
加工電圧パルスのオン時間・オフ時間を決定することが
できる。尚、被加工物Ｗは加工槽１７内に設置され、放
電加工液１８に浸漬されると共に、加工中は新鮮な加工
液を図示しない加工液供給装置より循環供給することが
できる。１９はプリンタで加工状態を示すグラフやＮＣ
プログラム等を出力できる。尚、以上は本発明の方法を
行うことのできる基本的態様を表したものであり、この
装置の態様に限らないことは勿論である。

【００１５】さて次に本発明の方法を説明する前に電極
の送り込み量や揺動量、取り代或いは面粗度やオフセッ
トなどの関係について説明しておく。図２は電極と被加
工物との関係を示している。この図示例にあっては、最
初に加工を開始し、第１加工段階を終了後、第２加工段
階へ移行している状態を示す。基準位置にある電極はそ
こを起点として加工送りを開始する。電極基準位置から
第１加工段階終了時点の電極の端部までの距離が第１加
工段階の電極送り込み量となる。また、被加工物面から
第１加工段階終了時点で位置する電極端部までの部分が
第１加工段階での取り代である。

【００１６】放電加工面は均一ではなく細かくでこぼこ
になっている。これを加工面粗度とし、この細かいでこ
ぼこの部分の山と谷の距離で表す。そして例えば第１加
工段階で得られた加工面粗度の山に当たる部分から第１
加工段階の終了後の電極の先端部までの距離が第１加工
段階のオーバカットである。基準位置にある電極の側面
から目標最終仕上げ面までの距離が電極減寸量であり、
電極が側面方向に移動する時に、一般に基準位置の電極
側面から最も被加工物の加工部側面に近づいた位置まで
が電極の揺動量（或いは片側揺動振幅、ステップ量）で
ある。尚、オフセットは目標形状から電極端面までの距
離であり、仕上げ加工の時はオーバカット量に一致す
る。

【００１７】図３は、加工深さ方向の関係について示す
もので、Ｈは送り込み量、Ｇはオーバカット、Ｒは加工
面粗度である。この図は向かって左側より加工が進展し
ていく様子を表している。第１加工段階を最初の荒加工
とし、第３加工段階を最終の仕上げ加工としている。各
加工段階の加工条件は各々設定され、ＮＣプログラムで
はコードによって複数種類の加工条件が組み合わされた
１組の加工条件列を各加工段階毎に有している。

【００１８】第１加工段階から第３加工段階まで順に加
工条件を比較的小さい値に設定しているので、電極送り
込み量、オーバカット、加工面粗度或いはオフセット値
は各々小さい値になっていく。尚、オフセット値は既述
した通り、最終加工段階では最終仕上げ加工面に対して
最終仕上げ面粗度がそれよりも下に位置するようになっ
ているので、最終仕上げ加工段階でのオフセット値はオ
ーバカット量と一致する。従って、第１加工段階のオフ
セット値をＸ１、第２加工段階のオフセット値をＸ２と
すると、第２加工段階の送り込み量Ｈ２はＸ１−Ｘ２と
なる。

【００１９】図４は、側面方向についての関係を示す図
で、上側から順に加工が進展していく様子を表してい
る。この場合、側面における揺動振幅（ステップ量）を
示す。ここでＬは電極減寸量、Ｇは側面のオーバカット
量、εは揺動量、Ｒは側面の加工面粗度である。尚この
図では、第１加工段階については揺動加工を行わないも
のとして表している。

【００２０】側面方向の移動については揺動量εで表さ
れるが、側面のオフセット値をＸとすると、各加工段階
の揺動量εはＬ−Ｘとなる。尚、側面方向のオフセット
値は、電極の形状がテーパ状である場合には角度θを基
準として計算される。各加工段階と加工計画、各加工条
件群及びＮＣプログラムの関係を第５図に示しておく。
この関係は特にこの態様に限らないが、一般には組み合
わせか個別かに関わらず加工条件のファイルを有してお
り、電気的加工条件乃至揺動加工の有無や噴流の有無、
極性切換の有無などの加工条件をＮＣプログラム内に加
工条件番号を付して保存するようになっている。これら
は表示装置７で随時表示することができ、作業者は必要
に応じて表示装置７の画面に出力して、その内容を作業
者が確認したり修正したりすることが可能である。尚、
これら設定の詳細は従来と同種のことであるので記号や
内容の詳細な説明を省略する。

【００２１】次に図６のフローチャートを用いて最初の
ＮＣプログラムを作成する方法について説明する。ま
ず、最初に作業者は、予め加工条件指令値、移動指令値
等を含んだ所望の形状を加工するためのＮＣプログラム
を作成し外部データ記憶媒体８、外部記録装置１０もし
くは一時記憶装置９に記憶させておく。このＮＣプログ
ラムの作成にあたっては従来から種々の方法があり、最
初の加工では従来の方法で行うことができるが、ここで
は以下のように設定する。作業者は表示装置７に表示さ
れた指示に従って、電極の材質、加工の形態、加工の形
状を選択して入力する（Ｓ１）。更に、加工底面積及び
目的の仕上げ面粗度を入力する（Ｓ２）。また電極使用
本数、電極がテーパ形状の場合にはその最小勾配角度θ
を入力しておく。

【００２２】次に加工制御装置５は、加工除去する全体
の体積を求めてとり得る最大の平均加工電流値を求め
る。これにより第１加工段階で可能性のある最大の加工
条件が認識される。上記入力されたパラメータに対応す
る採用できる電極減寸量を示した記憶データを抽出す
る。そして目的とする仕上げ面粗度の値に適した平均加
工電流値ＩＰを含む加工条件を記憶装置より抽出して加
工条件の組み合わせを形成する。認識された最大及び最
小の平均加工電流値より加工段階とその条件が順次決定
される。

【００２３】次いで最終加工段階から予め記録されてい
る加工速度のデータから対応する加工速度を求め、面粗
度とにより最終加工段階の推定加工時間が判明する。こ
の演算を順次各加工段階毎に行うことによって各加工段
階の推定加工時間が算出され、これら各加工段階の推定
加工時間を合計した時間が加工全体の推定加工時間とな
る（Ｓ３）。加工可能な電極減寸量と加工時間との関係
を示す複数の対応表を表示装置７上に表示する（Ｓ
４）。ここで基本的には作業者は電極製作可能な電極減
寸量で且つ最も加工時間の短いものを選択すればよい
（Ｓ５）。

【００２４】次に作業者は加工深さを入力する。加工制
御装置５は先の選択された電極減寸量と入力された加工
深さを基に、先に指定された所望の仕上げ面粗度を得ら
れる加工段階数とそれに対応する電気的加工条件の組み
合わせを複数の加工条件列の中から選択して設定する
（Ｓ６）。また、作業者は揺動加工を行う場合の揺動形
状を入力し、加工制御装置５は選択された電気加工条件
に対応する各加工段階の電極送り込み量Ｈ及び電極揺動
振幅εを求める。

【００２５】そして次に作業者は表示されたメニュに従
って電極揺動の形状を選択設定する（Ｓ７）。最後に電
極の深さ方向送り込み量Ｈ、電極揺動振幅ε、電気加工
条件組み合わせなどを基にＮＣプログラム化して記録す
る。作業者は作成されたＮＣプログラムを一旦表示し
て、必要ならばその一部を修正し、所望のＮＣプログラ
ムとする（Ｓ８）。加工の準備が完了したら、作業者は
図示しない入力装置６等のスイッチを押圧することによ
り加工開始を指示する（Ｓ９）。加工中、加工制御装置
５は検出回路１１からの極間状態検出信号を得て逐次変
化している加工の状態に合わせて、予め設定されている
加工送り込み量もしくは加工条件を基準にして段階的に
値を上下させるように、駆動制御装置４や加工パルス発
生装置１２等に適切な指令値を送って常に良好な加工状
態を維持するようにしている。

【００２６】以上はこれまでの通り従来の種々の方法で
行ってもよいが、所望の加工精度を犠牲にすることな
く、作業者の作業が容易であり、作業時間が短縮される
ように効率よく行うように考慮されるべきである。この
放電加工中にこの加工で実際にかかった加工時間を各加
工段階をグラフ化できるよう連続して記憶しておく。そ
の他に電極の挙動の記録、放電効率データ等を各々所定
のサンプリング期間での値を連続して記録する等して記
憶させておく（Ｓ１０）。尚、放電効率とは所定時間に
おける放電繰り返し数を示すものであるが、ここでは所
定のサンプリング期間中に理想のゲート数と実際のゲー
ト数とを用いて表している。

【００２７】これらの加工中のデータは次の加工の参照
に使用される。尚、後に比較させやすいように全体のデ
ータ数を一定にさせておく必要があるので、データ記録
の期間或いはサンプリング期間は最初に推定される加工
時間とデータ数とで決定するとよい。それらの加工の記
録は外部記録装置１０か外部記録媒体８に保存する。こ
のとき同時に使用した電極の材質、被加工物の材質、電
極の使用回数、目的の面粗度、電気的加工条件、電極減
寸量等全ての設定値及びＮＣプログラムが保存されてお
り、ファイルとして記号や番号等で記録しておくとよ
い。

【００２８】以上のようにして放電加工が終了すると
（Ｓ１１）、次の加工で加工精度を損なうことなく、よ
り加工時間を短縮化するために、この加工で使用したＮ
Ｃプログラムを容易に修正するようにする。通常放電加
工ではこの時点で所望の製品に対して若干の狂いが生じ
ている。また、加工時間がよりかからない設定の方法が
あるかもしれない。そこで以後はこの加工の結果を生か
して次なる加工精度をおとしめることなく、より高効率
で行うことができるようにＮＣプログラムを変更するよ
うにする。

【００２９】本発明のＮＣプログラムの更新の方法を図
６ないし図９を用いて説明する。作業者はまず、加工結
果として側面及び底面仕上がり面粗度を測定する（Ｓ１
３）。これは作業者が直接測定しても、またレーザ等に
よる測定装置を具備させることにより自動的に測定して
もよいが、ここでは作業者が測定するものとして説明す
る。この測定結果は入力装置６を介して外部記録装置１
０等に記録しておく。

【００３０】次に加工形状の側面方向及び深さ方向に対
して目的とした加工形状と実際の加工形状との寸法差
を、面粗度のときと同様に測定して記録しておく。この
データについてもレーザ等による測定装置を用いて自動
的に測定して記録することができるが、作業者が行うも
のとして説明することにする。同様にして電極消耗長を
記録しておく。この電極消耗長は消耗率αと電極消耗長
ｌ、加工深さｄ及び使用回数ａとの関係で、ｌ＝α・ｄ
・ａで表される。この電極消耗長のデータは同じ電極を
何度も繰り返し使用するときに電極の送り込み量或いは
揺動量を補正する際に使用する。

【００３１】まず、第１の方法について説明する。この
方法は加工時間によって過去の加工データからより好ま
しい底面（加工深さ方向）の電極送り込み量、側面（側
面方向の送り込み量）或いはオフセットの値を算出する
ものである。尚、加工時間の短縮、面粗度の向上に関し
て、ここでは次の鑑点で行う。面粗度は電気的加工条件
の設定が適正であっても電極送り込み量の設定が不適切
であれば取り残しがでて悪くなる。また、放電加工では
仕上げ加工段階になる程、加工速度が遅くなるので仕上
げ加工段階の取り代が多いと全体の加工時間が長くな
る。そこでこの方法では主に加工時間の短絡をはかるも
のとして、送り込み量の修正をし、この修正に伴って変
更すべき値を全て自動的に変更するようにする。加工制
御装置５は要求する面粗度の許容値Ｒｒと測定された実
際に得られた面粗度Ｒａとを比較する（Ｓ１５）。実際
の面粗度Ｒａが許容値Ｒｒ以下（ＹＥＳ）であれば、面
粗度の面からは問題がなかったと判定される。この許容
値Ｒｒは、 Ｒｒ＝Ｒｐ・（１＋Ｒｋ〔％〕）μｍＲｍａｘ ……………… （１） で規定している。但し、Ｒｐは目標面粗度であり、Ｒｋ
はＲｐに対して割合で示される値である。

【００３２】例えば目標面粗度Ｒｐが１０μｍであり、
製品に認められる値が目標面粗度の１０％以内であると
きには、許容値Ｒｒは１１μｍとなる。従ってこの場
合、実際に得られた面粗度Ｒａが１１μｍ以下であるな
らば加工面粗度は良いことになる。実測値Ｒａが許容値
Ｒｒよりも悪かった場合（ＮＧ）には、面粗度をよくし
ようとするために取り残しを減らさなければならない。
そこで加工深さ方向の送り込み量または側面方向の送り
込み量（以下単に送り込み量とする）を少し増加させて
次の加工を行うようにすればよい。尚、ＮＣプログラム
上ではオフセットが変更される。尚、取り代、送り込み
量、オフセット等の関係は既述の通りであるので、ここ
では説明を省略する。

【００３３】さてそこで、前回の加工に先立って見積も
られた推定加工時間Ｔｐと実際にかかった加工時間Ｔａ
を記録データから読み込んで、加工段階毎に実際の加工
時間Ｔａを推定加工時間Ｔｐで除算して比較する（Ｓ１
６）。この結果、実際の加工時間が加工前に予測した加
工時間に対してどの程度であったが判断される。そして
各加工段階の各比較結果を比較して、最も加工時間が目
標に対して長くかかった加工段階での送り込み量を増加
させる（Ｓ１７）。尚、ＮＣプログラム上ではその前の
段階全てのオフセットが変更される。１０図（ａ）の例
では送り込み量例えば第３加工段階での加工時間Ｔａ３
の達成率が最も高かった場合、この加工段階の送り込み
量を増加させる。送り込み量を増加させることは一般に
は結果的に取り代を増やすことである。ここでは底面基
準値に対して取り代値を１０μｍ増加させているが、こ
の増加幅は常に加工し過ぎが行われないように考慮され
ている。このようにすることで加工送り込み量の不足を
解消し、所望の面粗度に近づけることができる。尚、第
３加工段階での送り込み量を変更することは、ＮＣプロ
グラム上では第１乃至第２加工段階のオフセットが変更
されなければならないことは上述の通りである。

【００３４】この変更された送り込み量に基づいてＮＣ
プログラムのオフセットを更新し（Ｓ１８）、このＮＣ
プログラムによって次の加工を行う（Ｓ９）。このこと
により、次の加工ではより面粗度の良い加工が期待でき
る。一方、実際の面粗度Ｒａが許容値Ｒｒ以下であった
場合（ＯＫ）は、少なくとも仕上がり状態が悪くないこ
とを示す（Ｓ１５）。しかし、より短い加工時間でこの
面粗度Ｒａを得れる可能性が充分ある。

【００３５】従って、各加工段階の実際の加工時間Ｔａ
が目標とされた加工時間Ｔｐに対して時間がかかりすぎ
ていないか否かを調べ、時間のかかっている加工段階の
送り込み量を減らすことによって全体の加工時間を短縮
するようにする。ここでは許容時間Ｔｒを指定して、実
際にかかった加工時間Ｔａとこの許容時間Ｔｒとを各加
工段階毎に比較することによって、加工時間の良否を判
断する（Ｓ１９）。 Ｔｒ＝Ｔｐ・（１＋Ｔｋ〔％〕）ｍｉｎ ……………………… （２） 但し、Ｔｐは目標とされた加工時間で、Ｔｋは目標加工
時間Ｔｐに対して割合で示される値である。

【００３６】例えば、目標とされた加工時間が３８分で
あり、その２５％までが許される遅れであった場合に
は、許容時間Ｔｒは４７分３０秒となる。実際の加工時
間Ｔａが目標加工時間Ｔｐよりも許容範囲を越えてかか
り過ぎていた場合には、前回の加工に先立って見積もら
れた推定加工時間Ｔｐと実際にかかった加工時間Ｔａを
記録データから読み込んで、加工条件毎に実際の加工時
間Ｔａを推定加工時間Ｔｐで除算して比較する。そし
て、実際の加工時間が加工前に予測した加工時間に対し
てどの程度であったが判断される。その結果、各加工段
階の各比較結果を比較して最も目標に対して加工時間の
かかっていない加工段階での送り込み量を減少させる
（Ｓ２０）。この時も既述の通り、ＮＣプログラムでは
オフセットが減少されることになる。

【００３７】図１０（ｂ）の例では例えば第３加工段階
での加工時間Ｔａ３の達成率が最も低かった場合、この
加工段階の送り込み量を減少させる。送り込み量を増加
させることは結果的に取り代も増加させることであり、
ここでは底面基準値に対して取り代値を１０μｍ減少さ
せているが、この減少値は常に各設定電気的加工条件に
応じて考慮されている。そのため、上記比較結果の最も
良かった加工段階が既に送り込み量を変更できない場合
には、その次に上記比較結果の良かった加工段階の送り
込み量を変更することになる。この作業によってＮＣプ
ログラムが更新され（Ｓ１８）、このＮＣプログラムを
次の加工で使用する（Ｓ９）。このＮＣプログラムを使
用することによって、次の加工では加工精度を失わない
程度に加工時間を短縮できる。

【００３８】各加工段階ともに加工時間が推定加工時間
以内にあった場合には、その加工における略最適な加工
条件の指令値を得ていると判断され、よってＮＣプログ
ラムの更新を完了したものとする（Ｓ２２）。このＮＣ
プログラムを用いることにより、以降の加工では期待さ
れる面粗度を得ながら、より加工時間を短縮した加工が
行えることになる。尚、第２の方法によるＮＣプログラ
ムの更新を行う場合には、更に第２の方法によってＮＣ
プログラムの更新を試みる（Ｓ２１）。

【００３９】次に第２の方法を説明する。この方法は加
工精度及び加工時間の目標が達成されない場合に過去の
加工の情報を基に消去法により原因を求めてＮＣプログ
ラムの修正を行うものである。この方式は次の鑑点に基
づいている。第１の方法でも説明したが、つまり面粗度
が悪い場合は電気的加工条件が適正であっても送り込み
量が適正でないと前の加工段階の面が残り、取り残しが
できる。また、仕上げ加工段階の取り代が多いと加工時
間が長くなる。この方法では各加工段階を調べるように
して原因を判明させるため、面粗度の向上側では送り込
み量、加工時間の短縮側ではオフセットを修正する。

【００４０】まず要求する面粗度の許容値Ｒｒと、今回
の加工で測定された実際に得られた面粗度Ｒｂとを比較
する（Ｓ２３）。実際の面粗度Ｒｂが許容値Ｒｒ以下で
あれぱ、面粗度の面からは問題がなかったと判定され
る。この比較については第１の方法で面粗度を比較する
Ｓ１の時の方法と同一である。実際の面粗度Ｒｂが許容
値Ｒｒよりも悪かった場合（ＮＧ）には、加工の送り込
み量が不足気味で取り残しがある状態であると判断され
る。

【００４１】この場合には、まず過去の加工の記録デー
タを探索して、面粗度が許容値より良かったことがあっ
たかどうかが判断される（Ｓ２４）。過去の加工で面粗
度が許容値より良かったことがなかった場合（ＮＯ）に
は、更に過去のデータを探索し、今回が初めて面粗度が
悪いために修正を行うケースかどうかをみる（Ｓ２
５）。これは荒い加工段階から順に修正するために最初
の修正点を第１加工段階とする必要があるからである。
ここで過去に面粗度が悪くてＮＣプログラムを更新した
ことがある場合（ＹＥＳ）には、その結果前回よりも今
回の加工の方が面粗度が良くなったかどうかを、前回の
加工の面粗度Ｒｂと今回の加工の面粗度Ｒｃとを比較し
て求める（Ｓ２６）。この比較は前回の加工の面粗度Ｒ
ａを用いて評価値Ｒｒ’を求め、今回の加工の面粗度Ｒ
ｃが評価値Ｒｒ’より以内であれば、加工の面粗度は向
上したものとする。 Ｒｒ’＝Ｒｂ・（１−Ｒｋ’〔％〕）μｍＲｍａｘ ………… （３） 但し、Ｒｋ’は指定された割合である。

【００４２】今回の加工の面粗度Ｒｂが前回の加工の面
粗度Ｒｂより良くなっている場合（ＯＫ）には、前回に
ＮＣプログラムを更新した際に変更した加工段階のオフ
セットを更に増加させて加工不足を解消させるようにす
る（Ｓ２７）。これは、ＮＣプログラム上では、前回に
ＮＣプログラムを更新した際に変更したオフセットであ
る（Ｓ２８）。加工面粗度Ｒｃが前回の加工面粗度Ｒｂ
より悪くなっている場合（ＮＯ）には、前回にＮＣプロ
グラムのオフセットを更新した際に送り込み量を変更し
た加工段階では面粗度が向上しなかったことがわかるの
で、次に変更できる次の加工段階の加工条件があるかど
うかを調べる（Ｓ２９）。

【００４３】次に変更できる別の加工段階の加工条件が
存在する場合（ＹＥＳ）には、オフセットを前回の値に
一旦戻してその加工段階の送り込み量を増加させる（Ｓ
３０）。これによって今回のＮＣプログラムの更新を終
え（Ｓ３０）、次の加工を行う（Ｓ９）。次に変更でき
る別の加工段階の加工条件が存在しなかった場合（Ｎ
Ｏ）には、オフセットを前回の値に一旦戻して現在ある
加工段階の最終仕上げ加工条件の下に所定の平均加工電
流に応じて例えば図５（ｃ）のように加工段階を追加す
る（Ｓ３１）。

【００４４】先のＳ２５で、面粗度が悪かったために面
粗度を向上させるようにＮＣプログラムを更新するとい
うことが過去になかった場合（ＮＯ）には、まず第１加
工段階の送り込み量を少なくするか、送り込み量と電極
減寸値との関係で送り込み量の変更ができない場合は平
均加工電流値をオン時間・オフ時間等の電気的加工条件
を１段階下げて放電加工エネルギーを弱める（Ｓ３
２）。第１加工段階は最初の荒加工の段階であり、この
段階の加工送り込み量をふやすかまたは平均加工電流値
を下げることによって、初期加工での加工し過ぎを防止
しておこうとするものである。これによって今回のＮＣ
プログラムの更新を終え（Ｓ２８）、次の加工を行う
（Ｓ９）。

【００４５】さて先のＳ２４で過去に面粗度が良かった
こと、つまり実際の面粗度が許容値以下であった場合に
は、前回のＮＣプログラムの更新によって面粗度を悪く
した可能性がある。そこで、前回変更した加工段階のＮ
Ｃプログラムのオフセットを変更前の値に戻すようにす
る（Ｓ３３）。ここで送り込み量ではなくオフセットを
変更する理由を簡単に述べておく。送り込み量の場合そ
の加工段階だけ変更することになるがオフセットの場合
はその加工段階より上の加工段階も順に変更されること
になり、オフセットを中心に考えることにより、原因を
明らかにし、効果的に修正することができるのである。
従って、少なくともその加工段階のオフセットはそれ以
上は変更できないものとする（Ｓ３４）。そこで、別の
段階の加工条件が存在するかどうかを調べる（Ｓ３
５）。

【００４６】別の段階の加工条件が存在するのであれば
（ＹＥＳ）、更新限界になった加工段階の加工条件より
強い１段上の加工段階のオフセットを減らす（Ｓ３
６）。尚、ここで下の加工段階を変更の対象としないの
は、既にこれより下の加工段階は変更しきっているから
である。これによって今回のＮＣプログラムの更新を終
え（Ｓ２８）、次の加工を行う（Ｓ９）。上の段階の加
工条件が存在しないのであれば（ＮＯ）、全ての加工段
階の加工条件において面粗度と加工時間が両立し得る限
界と判断される（Ｓ３７）。

【００４７】ところで、次に上記ＮＣプログラムを用い
て加工したときに、面粗度が悪くなったり加工時間がか
かりすぎたりする場合がないとも限らず、ここでは更に
安定して結果を得るかどうかを見て万全を期すために、
もう一度、上記ＮＣプログラムで加工を行うと共にＮＣ
プログラムの更新を試みるようにする。一方、前回の加
工終了後、ＮＣプログラムで加工を行ったときに、既に
面粗度と加工時間が両立し得る全ての加工段階における
オフセットの変更が限界に達したと判断されていた場合
は、ＮＣプログラムの更新が完了したと判断される（Ｓ
３８）。このように判断されたＮＣプログラムを用いて
加工を行う場合は、図６のフローチャートに示す放電加
工終了後、ＮＣプログラムの更新が完了したかどうかを
確認し（Ｓ１２）、ＮＣプログラムの更新が完了してい
ないとされた場合は、Ｓ３９でオフセットの変更の限界
と判断されていた場合でも、再度ＮＣプログラムの更新
を試みる（Ｓ１４）。

【００４８】さて一方、Ｓ２３において前回の加工の面
粗度が許容値以内にあり、良いと判断された場合（Ｏ
Ｋ）には、まず過去に面粗度が良かったにも関わらず更
に加工時間を短縮することができるかどうかを見るため
にＮＣプログラムを更新したことがあるかどうかを調べ
る（Ｓ３９）。つまりこのことはここでは下の方の加工
段階から修正していくので、初めての場合は最初に修正
すべき加工段階を最終加工段階から１つ上の加工段階に
しなければならないことによる。その結果ＮＣプログラ
ムを更新したことがある場合（ＹＥＳ）には、前回変更
した加工段階のオフセットを減らして更に加工時間を短
くするようにする（Ｓ４１）。そしてオフセットの変更
に伴って、加工条件の取り代、送り込み量或いは揺動量
を更新し（Ｓ４２）、次の加工を行う（Ｓ９）。ＮＣプ
ログラムを更新したことがなければ（ＮＯ）、最終加工
段階の１つ上の加工段階のオフセットを減らす（Ｓ４
１）。尚、最終加工段階のオフセットは形状精度を損ね
るので変更しない。この変更に伴いＮＣプログラムを更
新する（Ｓ４２）。

【００４９】以上のようにして、加工を繰り返す度にそ
の都度加工結果と加工のデータを参照しながら送り込み
量或いはオフセット値を変更するようにしたので、所望
の面粗度を得つつ、加工時間をより短縮し得るＮＣプロ
グラムを作成することができる。従って、加工を繰り返
す毎に、加工精度を損なうことなく加工時間をより短縮
した加工を行うことができる。

【００５０】ところでここでは加工面粗度によってオフ
セット値を更新するようにしていた。しかし、例えば先
に形状精度のデータも得ている。この寸法差はオーバカ
ットの見込み違いによる可能性が極めて高い。この得ら
れた形状精度の加工結果のデータと許容の形状データ値
と比較することでオーバカットの量を順次修正すること
により、より形状精度の高い加工が行えるものであるか
ら、形状精度に関してもまた上述したようなＮＣプログ
ラム更新と同様の作業が行えるものである。

【００５１】ここでは一部を除いて電気的加工条件の更
新を行っていない。電気的加工条件は不安定な要素が多
く、特に最終仕上げ段階の場合には加工の形状を損ねる
危険があるから、加工時間を短くするために電気的加工
条件を積極的に変更することを避けているためである
が、更に第３の方法として電気的加工条件の更新のルー
チンを加えることができる。特に既述した通り、放電加
工中の放電効率や電極の挙動についてのデータを所定サ
ンプリング毎に得て順次連続して記録している。このよ
うなデータは特に電気的加工条件の影響である可能性が
ある。

【００５２】例えば放電効率が許容の範囲より悪い場合
は、平均加工電流値、印加電圧の設定が悪いか、その組
み合わせが悪い場合があるので、加工毎に常に許容値と
比較することによって電気的加工条件を変更し、放電効
率を向上することができる。或いは電極の挙動におい
て、移動の変化率が通常の範囲から離れている時は、サ
ーボスピードの設定に誤りがある可能性がある。そのた
め、電極の挙動のデータが通常の範囲にあるかどうかを
見ることによって、加工を行う度にサーボスピードを順
次適切な方向に設定し直してより安定した加工を行うよ
うにすることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による放電
加工方法によれば次のように優れた作用効果を発揮する
ことができる。加工のパラメータに基づいて加工条件を
自動的に設定すると共に、ＮＣプログラムを作成し、こ
の作成されたＮＣプログラムを比較的容易に且つ適切に
更新することができるように構成したので、加工を繰り
返す毎に、加工精度を損なうことなく、加工時間をより
短縮した加工を行うことのできるＮＣプログラムを容易
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するための放電加工装置の基
本的構成を示すブロック図である。

【図２】電極と被加工物との関係を示す図である。

【図３】加工段階と加工深さ方向の関係を示す図であ
る。

【図４】加工段階と側面方向の関係を示すグラフであ
る。

【図５】各加工段階と加工計画、加工条件群及びＮＣプ
ログラムの関係を示す図である。

【図６】本発明方法を説明するためのフローチャートで
ある。

【図７】第１の更新方法を説明するためのフローチャー
トである。

【図８】第２の更新方法を説明するためのフローチャー
トである。

【図９】第２の更新方法を説明するためのフローチャー
トである。

【図１０】底面の加工基準に対する取り代値を示すグラ
フである。

【符号の説明】

４ 駆動制御回路 ５ 加工制御装置 ９ 外部記憶装置 １０ 一時記憶装置 １１ 検出回路 １２ 加工パルス発生装置 １３ 加工電源回路 １７ 加工槽 １８ 放電加工液 Ｅ 電極 Ｗ 被加工物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石津 義雄 福井県坂井郡坂井町長屋78番地 株式会社 ソディック福井工場内 (72)発明者 古谷 政典 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 光谷 典丈 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 数値制御装置を用い、入力装置を介して
   複数のパラメータ及び期待される加工結果の数値を入力
   することにより、上記複数のパラメータ及び上記期待さ
   れる加工の結果に適する各加工段階に応じた加工条件を
   自動的に設定し、上記設定された加工条件に基づいて作
   成されたＮＣプログラムを用いて放電加工を行うように
   した放電加工方法において、上記放電加工によって得ら
   れた加工の結果を記憶装置または記録媒体に記録するス
   テップと、上記期待される加工の結果と上記放電加工の
   結果とを比較することにより、上記加工の結果を評価す
   るステップと、上記評価に基づいて上記ＮＣプログラム
   の少なくとも１箇所を修正するステップと、上記ＮＣプ
   ログラムの修正と共に上記放電加工によって使用した上
   記加工条件のうちの少なくとも１箇所を修正し、上記放
   電加工の修正した記録を記憶装置に記憶させるステップ
   と、上記修正されたＮＣプログラムを用いて再度放電加
   工を行うステップと、上記ＮＣプログラムの修正を放電
   加工の度に繰り返し行うステップとから成り、望ましい
   ＮＣプログラムを作成するようにした形彫放電加工方
   法。
2. 【請求項２】 上記繰り返し行って得た過去の複数回の
   上記ＮＣプログラムの修正した記録に関するデータを用
   いて望ましいＮＣプログラムを作成するようにした請求
   項１記載の形彫放電加工方法。
3. 【請求項３】 上記比較される加工の結果は、被加工物
   の仕上げ面粗度と加工時間であることを特徴とする請求
   項１乃至請求項２記載の形彫放電加工方法。