放電加工装置およびその制御方法
【課題】加工効率を向上させる。
【解決手段】ワークＷに対して放電を行う電極１１１と、電極１１１をワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段１３と、電極駆動手段１３を制御する制御手段１７とを備え、電極駆動手段１３は、超音波振動を利用する超音波モータであり、制御手段１７は、超音波モータ１３を駆動するための電圧信号を、電極１１１からワークＷへの放電状態に基づいて生成した電圧波形Ｐ１に過電圧波形Ｐ２を付加することによって生成する。
【解決手段】ワークＷに対して放電を行う電極１１１と、電極１１１をワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段１３と、電極駆動手段１３を制御する制御手段１７とを備え、電極駆動手段１３は、超音波振動を利用する超音波モータであり、制御手段１７は、超音波モータ１３を駆動するための電圧信号を、電極１１１からワークＷへの放電状態に基づいて生成した電圧波形Ｐ１に過電圧波形Ｐ２を付加することによって生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極によってワークへの放電加工を行う放電加工装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の放電加工装置では、一般的に図７に示すようなプロセスで放電加工を行う。すなわち、（１）電極１１１からワークＷ表面への放電によってワークＷの表面の一部が除去される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間（ギャップ）が拡大する。そのギャップの拡大分、電極１１１をワークＷ側に移動させ、放電しやすい状態を維持する。
【０００３】
ここで、電極１１１からワークＷ表面への放電に伴って、加工液中に気泡Ｂが発生する。また、ワークＷの表面の一部が除去されることによってスラッジＳが発生する。
【０００４】
（２）加工が進むにつれ、スラッジＳが電極１１１とワークＷとの間に溜まる。そのスラッジＳにより、電極１１１とワークＷとが短絡状態になる。
【０００５】
（３）短絡状態を解消する為に電極１１１をワークＷから遠ざかる側に移動させる。短絡状態が解消されて開放状態になったら（１）の放電状態に戻る。
【０００６】
ちなみに特許文献１には、電極をサーボモータで駆動することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２６５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、上記（１）〜（３）の合計時間に対して、実際に加工が行われる（１）の時間の占める割合が１５％程度にしかならず、加工効率が低いという問題がある。その原因として、電極駆動の応答性が低いことが挙げられる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、加工効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
電極（１１１）をワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）と、
電極駆動手段（１３）を制御する制御手段（１７）とを備え、
電極駆動手段（１３）は、超音波振動を利用する超音波モータであり、
制御手段（１７）は、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする。
【００１１】
これによると、電極駆動手段（１３）が超音波モータであるので、電極駆動手段がサーボモータである場合に比べて電極駆動の応答性を向上することが可能になる。
【００１２】
ここで、電極の駆動にはメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗が存在するので、超音波モータに電圧信号を出力しても電極が追従しない不感帯領域が存在することとなる。
【００１３】
その点に鑑みて、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成するので、メカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗に抗して電極（１１１）の追従性を向上させることができる。よって、加工効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、制御手段（１７）は、電極（１１１）の移動方向が反転する場合、電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする。
【００１５】
これにより、電極（１１１）の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力に抗して電極（１１１）の追従性を向上させることができる。よって、加工効率を一層向上させることができる。
【００１６】
例えば、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の発明において、制御手段（１７）は、過電圧波形（Ｐ２）の大きさを電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定すればよい。
【００１７】
また例えば、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発明において、制御手段（１７）は、過電圧波形（Ｐ２）の大きさをワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定すればよい。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発明において、制御手段（１７）は、割込回路（１７２）をもつＣＰＵを有し、放電状態の読み込み処理、電圧信号の生成処理および電圧信号の出力処理を割込回路（１７２）で行うことを特徴とする。
【００１９】
これにより、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号の周期を高密度化することができるので、超音波モータ（１３）の高応答性を有効に活用して電極（１１１）の追従性を一層向上することができる。よって、加工効率を一層向上させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
電極（１１１）をワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）とを備える放電加工装置を制御する制御方法であって、
電極駆動手段（１３）として、超音波振動を利用する超音波モータを用い、
超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする。
【００２１】
これによると、上記した請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、電極（１１１）の移動方向が反転する場合、電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする。
【００２３】
これによると、上記した請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
例えば、請求項８に記載の発明のように、請求項６または７に記載の放電加工装置の制御方法において、過電圧波形（Ｐ２）の大きさを電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定すればよい。
【００２５】
例えば、請求項９に記載の発明のように、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の発明において、過電圧波形（Ｐ２）の大きさをワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定すればよい。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、請求項６ないし９のいずれか１つに記載の発明において、放電状態の読み込み処理、電圧信号の生成処理および電圧信号の出力処理をＣＰＵの割込回路（１７２）で行うことを特徴とする。
【００２７】
これによると、上記した請求項５に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
以上では、本発明を放電加工装置の発明および放電加工装置の制御方法の発明として把握した場合について説明したが、本発明を放電加工方法の発明として把握することも可能である。
【００２９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態における放電加工装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の放電加工装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図３】図２の高速割込回路で処理する制御処理と、通常の処理回路で処理する制御処理とを説明する図である。
【図４】一実施形態における制御装置による超音波モータ用ドライバへの出力信号波形の生成処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】電極とワークとの間の隙間と放電電源の電圧との相関関係を説明する図である。
【図６】一実施形態における制御装置が超音波モータ用ドライバへ出力するパルス制御信号の例を示す図である。
【図７】従来技術における放電加工のプロセスを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、一実施形態における放電加工装置およびその制御方法を説明する。放電加工装置は、治具１０、電極ユニット１１、放電電源１２、超音波モータ１３、ガイド１４、モータ支持部１５、超音波モータ用ドライバ１６、制御装置１７および電極位置センサ１８を備えている。
【００３２】
治具１０は、ワークＷ（被加工物）を保持する。図示を省略しているが、治具１０は、ワークＷの姿勢を変更させる機構を有している。
【００３３】
電極ユニット１１は、電極１１１および電極支持部１１２を有している。電極１１１は細い針状の部材であり、その先端部がワークＷに対向するように電極支持部１１２に支持されている。
【００３４】
放電電源１２は、電極１１１に放電電圧をかけるための電源手段である。放電電源１２が電極１１１に放電電圧をかけることにより、電極１１１からワークＷへ放電が行われ、この放電によりワークＷの一部が除去されて放電加工が行われる。
【００３５】
超音波モータ１３は、電極支持部１１２を上下方向に駆動する電極駆動手段である。ガイド１４は、電極支持部１１２の上下方向の移動をガイドする。超音波モータ１３が電極支持部１１２を上下方向に駆動することにより電極１１１も上下方向に移動する。その結果、電極１１１の先端部がワークＷに近づいたり遠ざかったりする。
【００３６】
なお、超音波モータ１３とは、超音波振動を利用して被駆動体を駆動する方式のモーターのことであり、サーボモータに比べて非常に高い応答性を有している。
【００３７】
モータ支持部１５は、超音波モータ１３を定位置に固定支持するための支持手段である。超音波モータ用ドライバ１６は、超音波モータ１３を駆動する駆動ドライバである。
【００３８】
制御装置１７は、超音波モータ１３を制御する制御手段をなすものであり、超音波モータ１３を駆動するための電圧信号（パルス信号）を超音波モータ用ドライバ１６に出力する。
【００３９】
制御装置１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御するための制御電圧、制御信号等を出力するものである。本例では、制御装置１７はＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で構成されている。
【００４０】
制御装置１７には、電極位置センサ１８の検出信号が入力される。電極位置センサ１８は、電極１１１の上下方向位置を検出するためのセンサであり、本例では、電極位置センサ１８として、電極支持部１１２の上下方向位置を検出するレーザ変位計が用いられている。
【００４１】
電極位置センサ１８が電極支持部１１２の上下方向位置を検出することにより電極１１１の上下位置を把握でき、ひいてはワークＷの加工深さ（放電加工の進展状態）を把握することができる。
【００４２】
また、制御装置１７には、放電電源１２の放電状態（放電電圧）が入力される。なお、制御装置１７は、放電電源１２に対して、放電の開始・停止を指令する指令信号を出力する。
【００４３】
また、制御装置１７は、設備制御用ＰＬＣ２０との間で制御信号を入出力する。設備制御用ＰＬＣ２０は、工程全体の設備を制御するための制御装置である。
【００４４】
図２は、上記構成における電気制御部を示すブロック図である。制御装置１７のＣＰＵは、ネットワーク回路１７１および高速割込回路１７２を有している。
【００４５】
ネットワーク回路１７１は、外部機器との間で制御信号を入出力するための回路であり、本例では設備制御用ＰＬＣ２０との間で制御信号を入出力する。高速割込回路１７２は、パルス信号が入力されると割り込み処理を高速で実施する回路であり、通常の処理回路での処理に比べ数倍〜数十倍以上の速度で処理することができる。
【００４６】
制御装置１７は、パルス発生器１７３、高応答Ａ／Ｄ回路１７４および高応答Ｄ／Ａ回路１７５を有している。パルス発生器１７３は、パルス信号を短い周期（例えば０．４ｍｓ）で発生して高速割込回路１７２へ出力する。
【００４７】
高応答Ａ／Ｄ回路１７４は、放電電源１２の放電状態（放電電圧）と、電極位置センサ１８の検出信号とが入力され、それらをデジタル信号に変換する。高速割込回路１７２は、高応答Ａ／Ｄ回路１７４で変換されたデジタル信号に基づいて超音波モータ１３を駆動するための電圧波形を生成する。そして、高応答Ｄ／Ａ回路１７５は、高速割込回路１７２で生成された電圧波形をアナログ信号に変換して超音波モータ用ドライバ１６へ出力する。
【００４８】
ＣＰＵは、放電加工に直接的に必要な制御処理を高速割込回路１７２で超高速で処理し、それ以外の補助的な制御処理を通常の処理回路で処理する。高速割込回路１７２で処理する制御処理としては、図３（ａ）に示すように、放電状態読込、電極位置読込、波形生成および波形出力が挙げられる。
【００４９】
放電状態読込とは、放電電源１２の放電状態（放電電圧）を読み込む処理のことである。電極位置読込とは、電極位置センサ１８の検出信号を読み込む処理のことである。波形生成とは、超音波モータ１３を駆動するための電圧波形を生成する処理のことである。波形出力とは、生成した電圧波形を超音波モータ用ドライバ１６へ出力する処理のことである。
【００５０】
通常の処理回路で処理する制御処理としては、図３（ｂ）に示すように、初期設定、他コントローラ信号交換、各種異常検出・処理、自動運転処理、各個運転処理、システム処理等が挙げられる。これらの処理は、非放電加工時および加工余剰時間（放電加工の際に高速割り込み処理を行って余った時間）で処理される。
【００５１】
初期設定とは、パラメータ設定等の処理のことである。他コントローラ信号交換とは、他ＣＰＵと加工情報等の信号交換を行うことであり、例えば設備制御用ＰＬＣ２０との信号交換を行う。システム処理とは、制御装置１７自身のシステム処理を行うことであり、例えばＩ／Ｏ＆ユニットのリフレッシュ、ツール処理および共通処理システム等を行う。
【００５２】
図４は、高速割込回路１７２が行う制御処理の概要を示すフローチャートであり、図示しないメインルーチンのサブルーチンとして実行される。まずステップＳ１００では放電状態を読み込む。具体的には、放電電源１２の電圧を読み込む。
【００５３】
ここで、放電電源１２の電圧は、電極１１１とワークＷとの間の隙間（ギャップ）の大きさと相関関係がある。このことを図５を用いて説明する。電極１１１とワークＷとの間に所定の隙間Ｇがある状態で放電させた時、この隙間Ｇを小さくしていくと電圧は小さくなっていき、電極１１１の先端部がワークＷに接触した時点で短絡状態となって電圧はゼロとなる。反対に、隙間Ｇを大きくしていくと電圧は大きくなっていく。
【００５４】
よって、電極１１１とワークＷとの間にかかる電圧（放電状態）から、電極１１１とワークＷとの隙間、即ちワークＷに対する電極１１１の位置（相対位置）を把握することができる。
【００５５】
続くステップＳ１１０では目標放電状態と放電状態との差分（目標放電状態−放電状態）を算出する。具体的には、目標放電状態は、最適な放電状態となるとき、即ち電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさになっているときの電圧値（目標電圧値）のことであり、この電圧値は予めＲＯＭやＲＡＭ等に記憶されている。
【００５６】
続くステップＳ１２０では電極駆動方向を選択する。具体的には、ステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分が負の値である場合、電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさよりも小さくなっていると判断して戻し側方向（ワークＷから遠ざかる方向）を選択する。一方、ステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分が正の値である場合、電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさよりも大きくなっていると判断して動作側方向（ワークＷに近づく方向）を選択する。
【００５７】
動作側方向を選択した場合、ステップＳ１３０で動作側出力波形を算出し、ステップＳ１５０へ進む。一方、戻し側方向を選択した場合、ステップＳ１４０で戻し側出力波形を算出し、ステップＳ１５０へ進む。
【００５８】
ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出される出力波形は、電極１１１とワークＷとの間の隙間をほぼ一定に維持するための電圧波形である。本例では、ステップＳ１３０の動作側出力波形は正パルス波形になり、ステップＳ１４０の戻し側出力波形は逆パルス波形になる。
【００５９】
動作側方向の場合と戻し側方向の場合とで出力波形を算出するステップを別にしている理由は、外部要因を考慮して出力波形を算出するためである。外部要因の例としては重力が挙げられる。
【００６０】
即ち、動作側方向の場合、本例では電極１１１を下方側へ駆動させることとなるので重力が手助けになるが、戻し側方向の場合、本例では電極１１１を上方側へ駆動させることとなるので重力が負荷となる。そのため、動作側方向の場合はステップＳ１３０にて重力の手助けを考慮して出力波形を算出し、戻し側方向の場合はステップＳ１４０にて重力の負荷を考慮して出力波形を算出する。
【００６１】
ステップＳ１５０では電極位置を読み込む。具体的には、電極位置センサ１８の検出信号を読み込む。
【００６２】
続くステップＳ１６０では、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形に加え、電極位置による出力波形可変値を反映する。即ち、ステップＳ１５０で読み込んだ電極位置によりワークＷの加工深さ（加工の進み具合）を把握できるので、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形をワークＷの加工深さ（時間経過）に応じて適宜補正する。なお、このステップＳ１６０を省略して、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形を補正しないようにしてもよい。
【００６３】
続くステップＳ１７０では、加速パルス用出力波形を算出する。ここで、加速パルス用出力波形を図６を用いて説明する。加速パルス用出力波形Ｐ２は、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の始め（立ち上がり部）に付加される過電圧波形（始めの瞬時過電圧出力）である。
【００６４】
この加速パルス用出力波形Ｐ２は、電極１１１の始動を補助して電極１１１の追従性を向上させる役割を果たす。すなわち、電極１１１の駆動にはメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗が存在するので、出力波形Ｐ１を出力しても電極１１１が追従しない不感帯領域が存在することとなる。
【００６５】
そこで、出力波形Ｐ１の始めに、不感帯領域以上の加速パルス用出力波形Ｐ２を加えることによって、電極１１１を加速させてメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗をキャンセルすることができる。したがって、加速パルス用出力波形Ｐ２によって形成される瞬時過電圧出力を加速パルスと表現することができる。
【００６６】
なお、図６では、電極駆動方向が動作側方向（ワークＷに近づく方向）である場合の例を示しているので、出力波形Ｐ１および加速パルス用出力波形Ｐ２が正パルス波形になっているが、電極駆動が戻し側方向（ワークＷから遠ざかる方向）の場合は出力波形Ｐ１および加速パルス用出力波形Ｐ２が逆パルス波形となる。
【００６７】
本例では、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の大きさａ１に所定の係数を乗算して算出する。また本例では、加速パルス用出力波形Ｐ２のパルス幅を、予め設定された一定値（固定値）とする。
【００６８】
なお、出力波形の電圧値に乗算する係数を可変にしてもよいし、加速パルス用出力波形の電圧値を一定値にしてもよい。例えばステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分（目標放電状態−放電状態）が０に近いとステップＳ１３０〜Ｓ１６０で出力波形Ｐ１の大きさａ１を小さくするような場合、出力波形Ｐ１の大きさａ１に乗算する係数を可変にしたり、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を一定値にすることが考えられる。
【００６９】
また、例えば加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２をワークＷの加工深さ（時間経過）に基づいて算出するようにしてもよい。また、加速パルス用出力波形Ｐ２のパルス幅も可変にしてもよい。
【００７０】
続くステップＳ１８０では、前回出力の反転出力か否かを判定する。具体的には、前回の出力波形が動作側の出力波形（正パルス波形）で今回の出力波形が戻し側の出力波形（逆パルス波形）である場合、または前回の出力波形が戻し側の出力波形（逆パルス波形）で今回の出力波形が動作側の出力波形（正パルス波形）である場合、前回出力の反転出力であると判定してステップＳ１９０へ進み、それ以外の場合、前回出力の反転出力でないと判定してステップＳ２００へ進む。
【００７１】
ステップＳ１９０では、加速パルス用出力波形Ｐ２を増大させる。具体的には、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を増加させる補正を行う。例えば、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に所定の係数を乗算して補正する。
【００７２】
なお、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に乗算する係数を可変にしてもよい。また、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に対する増加量を一定にしてもよい。
【００７３】
加速パルス用出力波形Ｐ２を増大させることにより、電極１１１の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力をキャンセルすることができる。
【００７４】
そして、ステップＳ２００では、出力波形Ｐ１と加速パルス用出力波形Ｐ２とで生成された波形電圧パターンを出力する。この波形電圧パターンに基づいて超音波モータ用ドライバ１６が超音波モータ１３を駆動し、その結果、電極１１１がワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向のいずれかに駆動される。
【００７５】
次に、上記構成における作動を説明する。電極１１１とワークＷとの間に隙間がある状態で放電電源１２が電極１１１に放電電圧をかけると、電極１１１からワークＷの表面へ放電が行われ、この放電によってワークＷの表面の一部が除去される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間が大きくなる。
【００７６】
上述のステップＳ１００で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間が大きくなると放電電源１２の電圧が大きくなる。この場合、上述のステップＳ１１０〜Ｓ１３０で説明したように、制御装置１７は動作側出力波形（正パルス波形）を生成するので、電極１１１がワークＷに近づく側（本例では下方側）に駆動される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間が小さくなる。
【００７７】
上述のステップＳ１００で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間が小さくなると放電電源１２の電圧が小さくなる。この場合、上述のステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０で説明したように、制御装置１７は戻し側出力波形（逆パルス波形）を生成するので、電極１１１がワークＷから遠ざかる側（本例では上方側）に駆動される。
【００７８】
このように電極１１１とワークＷとの間の隙間の大きさに応じて電極１１１がワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動されることによって、電極１１１とワークＷとの間の隙間がほぼ一定に維持され、その結果、放電しやすい状態が維持される。
【００７９】
本実施形態によると、非常に高い応答性をもつ超音波モータ１３で電極１１１を駆動するので、上記従来技術のようにサーボモータでで電極を駆動する場合に比べて電極駆動の応答性を向上することが可能になる。
【００８０】
さらに、本実施形態によると、上述のステップＳ１７０で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間をほぼ一定に維持するための出力波形Ｐ１に、電極１１１を加速するための加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するので、メカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗をキャンセルすることができる。換言すると電極１１１の始動を補助することができ、ひいては電極１１１の追従性を一層向上することができる。よって、加工効率を向上させることができる。
【００８１】
さらに、上述のステップＳ１９０で説明したように、電極１１１の移動方向が反転する場合、電極１１１の移動方向が反転しない場合に比べて加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を増加させるので、電極１１１の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力をキャンセルすることができる。よって、電極１１１の移動方向が反転するときにも電極１１１の追従性を向上させることができるので、加工効率を一層向上させることができる。。
【００８２】
また、上述のステップＳ１７０で説明したように、加速パルス用出力波形の大きさを、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形の大きさやワークＷの加工深さに基づいて決定すれば、電極１１１の追従性を確実に向上させることが可能になり、ひいては加工効率を確実に向上させることが可能になる。
【００８３】
また、制御装置１７は、放電加工に直接的に必要な制御処理である放電状態の読み込み処理、出力波形の生成処理および出力波形の出力処理をＣＰＵの高速割込回路１７２によって行うので、超音波モータ１３への出力の周期を高密度化することができる。このため、超音波モータ１３の高応答性を有効に活用して電極１１１の追従性を一層向上させることができるので、加工効率を一層向上させることができる。
【００８４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、放電加工に直接的に必要な制御処理をＣＰＵの高速割込回路１７２で処理するが、ＣＰＵの通常の処理回路が十分な処理速度をもっている場合は、放電加工に直接的に必要な制御処理をＣＰＵの通常の処理回路で行ってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の始め（立ち上がり部）に加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するが、加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するタイミングを、出力波形Ｐ１の始めよりも若干後にずらしてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１３ 超音波モータ（電極駆動手段）
１７ 制御装置（制御手段）
１１１ 電極
Ｗ ワーク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極によってワークへの放電加工を行う放電加工装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の放電加工装置では、一般的に図７に示すようなプロセスで放電加工を行う。すなわち、（１）電極１１１からワークＷ表面への放電によってワークＷの表面の一部が除去される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間（ギャップ）が拡大する。そのギャップの拡大分、電極１１１をワークＷ側に移動させ、放電しやすい状態を維持する。
【０００３】
ここで、電極１１１からワークＷ表面への放電に伴って、加工液中に気泡Ｂが発生する。また、ワークＷの表面の一部が除去されることによってスラッジＳが発生する。
【０００４】
（２）加工が進むにつれ、スラッジＳが電極１１１とワークＷとの間に溜まる。そのスラッジＳにより、電極１１１とワークＷとが短絡状態になる。
【０００５】
（３）短絡状態を解消する為に電極１１１をワークＷから遠ざかる側に移動させる。短絡状態が解消されて開放状態になったら（１）の放電状態に戻る。
【０００６】
ちなみに特許文献１には、電極をサーボモータで駆動することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２２６５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来技術では、上記（１）〜（３）の合計時間に対して、実際に加工が行われる（１）の時間の占める割合が１５％程度にしかならず、加工効率が低いという問題がある。その原因として、電極駆動の応答性が低いことが挙げられる。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、加工効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
電極（１１１）をワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）と、
電極駆動手段（１３）を制御する制御手段（１７）とを備え、
電極駆動手段（１３）は、超音波振動を利用する超音波モータであり、
制御手段（１７）は、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする。
【００１１】
これによると、電極駆動手段（１３）が超音波モータであるので、電極駆動手段がサーボモータである場合に比べて電極駆動の応答性を向上することが可能になる。
【００１２】
ここで、電極の駆動にはメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗が存在するので、超音波モータに電圧信号を出力しても電極が追従しない不感帯領域が存在することとなる。
【００１３】
その点に鑑みて、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成するので、メカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗に抗して電極（１１１）の追従性を向上させることができる。よって、加工効率を向上させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、制御手段（１７）は、電極（１１１）の移動方向が反転する場合、電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする。
【００１５】
これにより、電極（１１１）の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力に抗して電極（１１１）の追従性を向上させることができる。よって、加工効率を一層向上させることができる。
【００１６】
例えば、請求項３に記載の発明のように、請求項１または２に記載の発明において、制御手段（１７）は、過電圧波形（Ｐ２）の大きさを電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定すればよい。
【００１７】
また例えば、請求項４に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の発明において、制御手段（１７）は、過電圧波形（Ｐ２）の大きさをワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定すればよい。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の発明において、制御手段（１７）は、割込回路（１７２）をもつＣＰＵを有し、放電状態の読み込み処理、電圧信号の生成処理および電圧信号の出力処理を割込回路（１７２）で行うことを特徴とする。
【００１９】
これにより、超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号の周期を高密度化することができるので、超音波モータ（１３）の高応答性を有効に活用して電極（１１１）の追従性を一層向上することができる。よって、加工効率を一層向上させることができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
電極（１１１）をワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）とを備える放電加工装置を制御する制御方法であって、
電極駆動手段（１３）として、超音波振動を利用する超音波モータを用い、
超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、電極（１１１）からワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする。
【００２１】
これによると、上記した請求項１に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、電極（１１１）の移動方向が反転する場合、電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする。
【００２３】
これによると、上記した請求項２に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
例えば、請求項８に記載の発明のように、請求項６または７に記載の放電加工装置の制御方法において、過電圧波形（Ｐ２）の大きさを電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定すればよい。
【００２５】
例えば、請求項９に記載の発明のように、請求項６ないし８のいずれか１つに記載の発明において、過電圧波形（Ｐ２）の大きさをワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定すればよい。
【００２６】
請求項１０に記載の発明では、請求項６ないし９のいずれか１つに記載の発明において、放電状態の読み込み処理、電圧信号の生成処理および電圧信号の出力処理をＣＰＵの割込回路（１７２）で行うことを特徴とする。
【００２７】
これによると、上記した請求項５に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２８】
以上では、本発明を放電加工装置の発明および放電加工装置の制御方法の発明として把握した場合について説明したが、本発明を放電加工方法の発明として把握することも可能である。
【００２９】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】一実施形態における放電加工装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の放電加工装置の電気制御部を示すブロック図である。
【図３】図２の高速割込回路で処理する制御処理と、通常の処理回路で処理する制御処理とを説明する図である。
【図４】一実施形態における制御装置による超音波モータ用ドライバへの出力信号波形の生成処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】電極とワークとの間の隙間と放電電源の電圧との相関関係を説明する図である。
【図６】一実施形態における制御装置が超音波モータ用ドライバへ出力するパルス制御信号の例を示す図である。
【図７】従来技術における放電加工のプロセスを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、一実施形態における放電加工装置およびその制御方法を説明する。放電加工装置は、治具１０、電極ユニット１１、放電電源１２、超音波モータ１３、ガイド１４、モータ支持部１５、超音波モータ用ドライバ１６、制御装置１７および電極位置センサ１８を備えている。
【００３２】
治具１０は、ワークＷ（被加工物）を保持する。図示を省略しているが、治具１０は、ワークＷの姿勢を変更させる機構を有している。
【００３３】
電極ユニット１１は、電極１１１および電極支持部１１２を有している。電極１１１は細い針状の部材であり、その先端部がワークＷに対向するように電極支持部１１２に支持されている。
【００３４】
放電電源１２は、電極１１１に放電電圧をかけるための電源手段である。放電電源１２が電極１１１に放電電圧をかけることにより、電極１１１からワークＷへ放電が行われ、この放電によりワークＷの一部が除去されて放電加工が行われる。
【００３５】
超音波モータ１３は、電極支持部１１２を上下方向に駆動する電極駆動手段である。ガイド１４は、電極支持部１１２の上下方向の移動をガイドする。超音波モータ１３が電極支持部１１２を上下方向に駆動することにより電極１１１も上下方向に移動する。その結果、電極１１１の先端部がワークＷに近づいたり遠ざかったりする。
【００３６】
なお、超音波モータ１３とは、超音波振動を利用して被駆動体を駆動する方式のモーターのことであり、サーボモータに比べて非常に高い応答性を有している。
【００３７】
モータ支持部１５は、超音波モータ１３を定位置に固定支持するための支持手段である。超音波モータ用ドライバ１６は、超音波モータ１３を駆動する駆動ドライバである。
【００３８】
制御装置１７は、超音波モータ１３を制御する制御手段をなすものであり、超音波モータ１３を駆動するための電圧信号（パルス信号）を超音波モータ用ドライバ１６に出力する。
【００３９】
制御装置１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成され、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各種機器の作動を制御するための制御電圧、制御信号等を出力するものである。本例では、制御装置１７はＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で構成されている。
【００４０】
制御装置１７には、電極位置センサ１８の検出信号が入力される。電極位置センサ１８は、電極１１１の上下方向位置を検出するためのセンサであり、本例では、電極位置センサ１８として、電極支持部１１２の上下方向位置を検出するレーザ変位計が用いられている。
【００４１】
電極位置センサ１８が電極支持部１１２の上下方向位置を検出することにより電極１１１の上下位置を把握でき、ひいてはワークＷの加工深さ（放電加工の進展状態）を把握することができる。
【００４２】
また、制御装置１７には、放電電源１２の放電状態（放電電圧）が入力される。なお、制御装置１７は、放電電源１２に対して、放電の開始・停止を指令する指令信号を出力する。
【００４３】
また、制御装置１７は、設備制御用ＰＬＣ２０との間で制御信号を入出力する。設備制御用ＰＬＣ２０は、工程全体の設備を制御するための制御装置である。
【００４４】
図２は、上記構成における電気制御部を示すブロック図である。制御装置１７のＣＰＵは、ネットワーク回路１７１および高速割込回路１７２を有している。
【００４５】
ネットワーク回路１７１は、外部機器との間で制御信号を入出力するための回路であり、本例では設備制御用ＰＬＣ２０との間で制御信号を入出力する。高速割込回路１７２は、パルス信号が入力されると割り込み処理を高速で実施する回路であり、通常の処理回路での処理に比べ数倍〜数十倍以上の速度で処理することができる。
【００４６】
制御装置１７は、パルス発生器１７３、高応答Ａ／Ｄ回路１７４および高応答Ｄ／Ａ回路１７５を有している。パルス発生器１７３は、パルス信号を短い周期（例えば０．４ｍｓ）で発生して高速割込回路１７２へ出力する。
【００４７】
高応答Ａ／Ｄ回路１７４は、放電電源１２の放電状態（放電電圧）と、電極位置センサ１８の検出信号とが入力され、それらをデジタル信号に変換する。高速割込回路１７２は、高応答Ａ／Ｄ回路１７４で変換されたデジタル信号に基づいて超音波モータ１３を駆動するための電圧波形を生成する。そして、高応答Ｄ／Ａ回路１７５は、高速割込回路１７２で生成された電圧波形をアナログ信号に変換して超音波モータ用ドライバ１６へ出力する。
【００４８】
ＣＰＵは、放電加工に直接的に必要な制御処理を高速割込回路１７２で超高速で処理し、それ以外の補助的な制御処理を通常の処理回路で処理する。高速割込回路１７２で処理する制御処理としては、図３（ａ）に示すように、放電状態読込、電極位置読込、波形生成および波形出力が挙げられる。
【００４９】
放電状態読込とは、放電電源１２の放電状態（放電電圧）を読み込む処理のことである。電極位置読込とは、電極位置センサ１８の検出信号を読み込む処理のことである。波形生成とは、超音波モータ１３を駆動するための電圧波形を生成する処理のことである。波形出力とは、生成した電圧波形を超音波モータ用ドライバ１６へ出力する処理のことである。
【００５０】
通常の処理回路で処理する制御処理としては、図３（ｂ）に示すように、初期設定、他コントローラ信号交換、各種異常検出・処理、自動運転処理、各個運転処理、システム処理等が挙げられる。これらの処理は、非放電加工時および加工余剰時間（放電加工の際に高速割り込み処理を行って余った時間）で処理される。
【００５１】
初期設定とは、パラメータ設定等の処理のことである。他コントローラ信号交換とは、他ＣＰＵと加工情報等の信号交換を行うことであり、例えば設備制御用ＰＬＣ２０との信号交換を行う。システム処理とは、制御装置１７自身のシステム処理を行うことであり、例えばＩ／Ｏ＆ユニットのリフレッシュ、ツール処理および共通処理システム等を行う。
【００５２】
図４は、高速割込回路１７２が行う制御処理の概要を示すフローチャートであり、図示しないメインルーチンのサブルーチンとして実行される。まずステップＳ１００では放電状態を読み込む。具体的には、放電電源１２の電圧を読み込む。
【００５３】
ここで、放電電源１２の電圧は、電極１１１とワークＷとの間の隙間（ギャップ）の大きさと相関関係がある。このことを図５を用いて説明する。電極１１１とワークＷとの間に所定の隙間Ｇがある状態で放電させた時、この隙間Ｇを小さくしていくと電圧は小さくなっていき、電極１１１の先端部がワークＷに接触した時点で短絡状態となって電圧はゼロとなる。反対に、隙間Ｇを大きくしていくと電圧は大きくなっていく。
【００５４】
よって、電極１１１とワークＷとの間にかかる電圧（放電状態）から、電極１１１とワークＷとの隙間、即ちワークＷに対する電極１１１の位置（相対位置）を把握することができる。
【００５５】
続くステップＳ１１０では目標放電状態と放電状態との差分（目標放電状態−放電状態）を算出する。具体的には、目標放電状態は、最適な放電状態となるとき、即ち電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさになっているときの電圧値（目標電圧値）のことであり、この電圧値は予めＲＯＭやＲＡＭ等に記憶されている。
【００５６】
続くステップＳ１２０では電極駆動方向を選択する。具体的には、ステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分が負の値である場合、電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさよりも小さくなっていると判断して戻し側方向（ワークＷから遠ざかる方向）を選択する。一方、ステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分が正の値である場合、電極１１１とワークＷとの間の隙間Ｇが最適な大きさよりも大きくなっていると判断して動作側方向（ワークＷに近づく方向）を選択する。
【００５７】
動作側方向を選択した場合、ステップＳ１３０で動作側出力波形を算出し、ステップＳ１５０へ進む。一方、戻し側方向を選択した場合、ステップＳ１４０で戻し側出力波形を算出し、ステップＳ１５０へ進む。
【００５８】
ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出される出力波形は、電極１１１とワークＷとの間の隙間をほぼ一定に維持するための電圧波形である。本例では、ステップＳ１３０の動作側出力波形は正パルス波形になり、ステップＳ１４０の戻し側出力波形は逆パルス波形になる。
【００５９】
動作側方向の場合と戻し側方向の場合とで出力波形を算出するステップを別にしている理由は、外部要因を考慮して出力波形を算出するためである。外部要因の例としては重力が挙げられる。
【００６０】
即ち、動作側方向の場合、本例では電極１１１を下方側へ駆動させることとなるので重力が手助けになるが、戻し側方向の場合、本例では電極１１１を上方側へ駆動させることとなるので重力が負荷となる。そのため、動作側方向の場合はステップＳ１３０にて重力の手助けを考慮して出力波形を算出し、戻し側方向の場合はステップＳ１４０にて重力の負荷を考慮して出力波形を算出する。
【００６１】
ステップＳ１５０では電極位置を読み込む。具体的には、電極位置センサ１８の検出信号を読み込む。
【００６２】
続くステップＳ１６０では、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形に加え、電極位置による出力波形可変値を反映する。即ち、ステップＳ１５０で読み込んだ電極位置によりワークＷの加工深さ（加工の進み具合）を把握できるので、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形をワークＷの加工深さ（時間経過）に応じて適宜補正する。なお、このステップＳ１６０を省略して、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形を補正しないようにしてもよい。
【００６３】
続くステップＳ１７０では、加速パルス用出力波形を算出する。ここで、加速パルス用出力波形を図６を用いて説明する。加速パルス用出力波形Ｐ２は、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の始め（立ち上がり部）に付加される過電圧波形（始めの瞬時過電圧出力）である。
【００６４】
この加速パルス用出力波形Ｐ２は、電極１１１の始動を補助して電極１１１の追従性を向上させる役割を果たす。すなわち、電極１１１の駆動にはメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗が存在するので、出力波形Ｐ１を出力しても電極１１１が追従しない不感帯領域が存在することとなる。
【００６５】
そこで、出力波形Ｐ１の始めに、不感帯領域以上の加速パルス用出力波形Ｐ２を加えることによって、電極１１１を加速させてメカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗をキャンセルすることができる。したがって、加速パルス用出力波形Ｐ２によって形成される瞬時過電圧出力を加速パルスと表現することができる。
【００６６】
なお、図６では、電極駆動方向が動作側方向（ワークＷに近づく方向）である場合の例を示しているので、出力波形Ｐ１および加速パルス用出力波形Ｐ２が正パルス波形になっているが、電極駆動が戻し側方向（ワークＷから遠ざかる方向）の場合は出力波形Ｐ１および加速パルス用出力波形Ｐ２が逆パルス波形となる。
【００６７】
本例では、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の大きさａ１に所定の係数を乗算して算出する。また本例では、加速パルス用出力波形Ｐ２のパルス幅を、予め設定された一定値（固定値）とする。
【００６８】
なお、出力波形の電圧値に乗算する係数を可変にしてもよいし、加速パルス用出力波形の電圧値を一定値にしてもよい。例えばステップＳ１１０で算出した目標放電状態と放電状態との差分（目標放電状態−放電状態）が０に近いとステップＳ１３０〜Ｓ１６０で出力波形Ｐ１の大きさａ１を小さくするような場合、出力波形Ｐ１の大きさａ１に乗算する係数を可変にしたり、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を一定値にすることが考えられる。
【００６９】
また、例えば加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２をワークＷの加工深さ（時間経過）に基づいて算出するようにしてもよい。また、加速パルス用出力波形Ｐ２のパルス幅も可変にしてもよい。
【００７０】
続くステップＳ１８０では、前回出力の反転出力か否かを判定する。具体的には、前回の出力波形が動作側の出力波形（正パルス波形）で今回の出力波形が戻し側の出力波形（逆パルス波形）である場合、または前回の出力波形が戻し側の出力波形（逆パルス波形）で今回の出力波形が動作側の出力波形（正パルス波形）である場合、前回出力の反転出力であると判定してステップＳ１９０へ進み、それ以外の場合、前回出力の反転出力でないと判定してステップＳ２００へ進む。
【００７１】
ステップＳ１９０では、加速パルス用出力波形Ｐ２を増大させる。具体的には、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を増加させる補正を行う。例えば、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に所定の係数を乗算して補正する。
【００７２】
なお、加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に乗算する係数を可変にしてもよい。また、ステップＳ１７０で算出した加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２に対する増加量を一定にしてもよい。
【００７３】
加速パルス用出力波形Ｐ２を増大させることにより、電極１１１の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力をキャンセルすることができる。
【００７４】
そして、ステップＳ２００では、出力波形Ｐ１と加速パルス用出力波形Ｐ２とで生成された波形電圧パターンを出力する。この波形電圧パターンに基づいて超音波モータ用ドライバ１６が超音波モータ１３を駆動し、その結果、電極１１１がワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向のいずれかに駆動される。
【００７５】
次に、上記構成における作動を説明する。電極１１１とワークＷとの間に隙間がある状態で放電電源１２が電極１１１に放電電圧をかけると、電極１１１からワークＷの表面へ放電が行われ、この放電によってワークＷの表面の一部が除去される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間が大きくなる。
【００７６】
上述のステップＳ１００で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間が大きくなると放電電源１２の電圧が大きくなる。この場合、上述のステップＳ１１０〜Ｓ１３０で説明したように、制御装置１７は動作側出力波形（正パルス波形）を生成するので、電極１１１がワークＷに近づく側（本例では下方側）に駆動される。これにより、電極１１１とワークＷとの間の隙間が小さくなる。
【００７７】
上述のステップＳ１００で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間が小さくなると放電電源１２の電圧が小さくなる。この場合、上述のステップＳ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１４０で説明したように、制御装置１７は戻し側出力波形（逆パルス波形）を生成するので、電極１１１がワークＷから遠ざかる側（本例では上方側）に駆動される。
【００７８】
このように電極１１１とワークＷとの間の隙間の大きさに応じて電極１１１がワークＷに対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動されることによって、電極１１１とワークＷとの間の隙間がほぼ一定に維持され、その結果、放電しやすい状態が維持される。
【００７９】
本実施形態によると、非常に高い応答性をもつ超音波モータ１３で電極１１１を駆動するので、上記従来技術のようにサーボモータでで電極を駆動する場合に比べて電極駆動の応答性を向上することが可能になる。
【００８０】
さらに、本実施形態によると、上述のステップＳ１７０で説明したように、電極１１１とワークＷとの間の隙間をほぼ一定に維持するための出力波形Ｐ１に、電極１１１を加速するための加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するので、メカ慣性による静摩擦や初期トルク等の抵抗をキャンセルすることができる。換言すると電極１１１の始動を補助することができ、ひいては電極１１１の追従性を一層向上することができる。よって、加工効率を向上させることができる。
【００８１】
さらに、上述のステップＳ１９０で説明したように、電極１１１の移動方向が反転する場合、電極１１１の移動方向が反転しない場合に比べて加速パルス用出力波形Ｐ２の大きさａ２を増加させるので、電極１１１の移動方向が反転するときに生じる大きな慣性力をキャンセルすることができる。よって、電極１１１の移動方向が反転するときにも電極１１１の追従性を向上させることができるので、加工効率を一層向上させることができる。。
【００８２】
また、上述のステップＳ１７０で説明したように、加速パルス用出力波形の大きさを、ステップＳ１３０、Ｓ１４０で算出した出力波形の大きさやワークＷの加工深さに基づいて決定すれば、電極１１１の追従性を確実に向上させることが可能になり、ひいては加工効率を確実に向上させることが可能になる。
【００８３】
また、制御装置１７は、放電加工に直接的に必要な制御処理である放電状態の読み込み処理、出力波形の生成処理および出力波形の出力処理をＣＰＵの高速割込回路１７２によって行うので、超音波モータ１３への出力の周期を高密度化することができる。このため、超音波モータ１３の高応答性を有効に活用して電極１１１の追従性を一層向上させることができるので、加工効率を一層向上させることができる。
【００８４】
（他の実施形態）
上記実施形態では、放電加工に直接的に必要な制御処理をＣＰＵの高速割込回路１７２で処理するが、ＣＰＵの通常の処理回路が十分な処理速度をもっている場合は、放電加工に直接的に必要な制御処理をＣＰＵの通常の処理回路で行ってもよい。
【００８５】
上記実施形態では、ステップＳ１３０〜Ｓ１６０で算出された出力波形Ｐ１の始め（立ち上がり部）に加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するが、加速パルス用出力波形Ｐ２を付加するタイミングを、出力波形Ｐ１の始めよりも若干後にずらしてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１３ 超音波モータ（電極駆動手段）
１７ 制御装置（制御手段）
１１１ 電極
Ｗ ワーク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
前記電極（１１１）を前記ワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）と、
前記電極駆動手段（１３）を制御する制御手段（１７）とを備え、
前記電極駆動手段（１３）は、超音波振動を利用する超音波モータであり、
前記制御手段（１７）は、前記超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、前記電極（１１１）から前記ワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記制御手段（１７）は、前記電極（１１１）の移動方向が反転する場合、前記電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させ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（１７）は、前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定す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（１７）は、前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記ワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記制御手段（１７）は、割込回路（１７２）をもつＣＰＵを有し、前記放電状態の読み込み処理、前記電圧信号の生成処理および前記電圧信号の出力処理を前記割込回路（１７２）で行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の放電加工装置。
【請求項６】
ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
前記電極（１１１）を前記ワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）とを備える放電加工装置を制御する制御方法であって、
前記電極駆動手段（１３）として、超音波振動を利用する超音波モータを用い、
前記超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、前記電極（１１１）から前記ワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする放電加工装置の制御方法。
【請求項７】
前記電極（１１１）の移動方向が反転する場合、前記電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする請求項６に記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項８】
前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定することを特徴とする請求項６または７に記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項９】
前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記ワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項１０】
前記放電状態の読み込み処理、前記電圧信号の生成処理および前記電圧信号の出力処理をＣＰＵの割込回路（１７２）で行うことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項１】
ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
前記電極（１１１）を前記ワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）と、
前記電極駆動手段（１３）を制御する制御手段（１７）とを備え、
前記電極駆動手段（１３）は、超音波振動を利用する超音波モータであり、
前記制御手段（１７）は、前記超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、前記電極（１１１）から前記ワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする放電加工装置。
【請求項２】
前記制御手段（１７）は、前記電極（１１１）の移動方向が反転する場合、前記電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させ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（１７）は、前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定す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（１７）は、前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記ワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の放電加工装置。
【請求項５】
前記制御手段（１７）は、割込回路（１７２）をもつＣＰＵを有し、前記放電状態の読み込み処理、前記電圧信号の生成処理および前記電圧信号の出力処理を前記割込回路（１７２）で行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の放電加工装置。
【請求項６】
ワーク（Ｗ）に対して放電を行う電極（１１１）と、
前記電極（１１１）を前記ワーク（Ｗ）に対して近づく方向および遠ざかる方向に駆動する電極駆動手段（１３）とを備える放電加工装置を制御する制御方法であって、
前記電極駆動手段（１３）として、超音波振動を利用する超音波モータを用い、
前記超音波モータ（１３）を駆動するための電圧信号を、前記電極（１１１）から前記ワーク（Ｗ）への放電状態に基づいて生成した電圧波形（Ｐ１）に過電圧波形（Ｐ２）を付加することによって生成することを特徴とする放電加工装置の制御方法。
【請求項７】
前記電極（１１１）の移動方向が反転する場合、前記電極（１１１）の移動方向が反転しない場合に比べて前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを増加させることを特徴とする請求項６に記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項８】
前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記電圧波形（Ｐ１）の大きさに基づいて決定することを特徴とする請求項６または７に記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項９】
前記過電圧波形（Ｐ２）の大きさを前記ワーク（Ｗ）の加工深さに基づいて決定することを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１つに記載の放電加工装置の制御方法。
【請求項１０】
前記放電状態の読み込み処理、前記電圧信号の生成処理および前記電圧信号の出力処理をＣＰＵの割込回路（１７２）で行うことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１つに記載の放電加工装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８６２４７（Ｐ２０１３−８６２４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３１９７８（Ｐ２０１１−２３１９７８）
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２１日（２０１１．１０．２１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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