砥石加工方法及び同装置
【課題】放電加工を利用した砥石の加工（目立て）を大気圧下において安定的に、しかも簡単かつ安価な構成で実施する。
【解決手段】砥石加工装置は、テーブル１０上に支持した砥石Ｓと本電極２２との間に高周波電源３０により電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより砥石Ｓを加工する。この装置は、ダミー砥石Ｓｄに対向する予備電極２４と、本電極２２に流れる電流の値を検出する電流計３８と、予備電極２４と高周波電源３０との導通状態を切替えるスイッチ３６と、電流計３８の検出値に基づきスイッチ３６を切替え制御する制御装置３４とを有する。制御装置３４は、電流計３８の検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とし、それまでは予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態とする。
【解決手段】砥石加工装置は、テーブル１０上に支持した砥石Ｓと本電極２２との間に高周波電源３０により電圧を印加してコロナ放電を発生させることにより砥石Ｓを加工する。この装置は、ダミー砥石Ｓｄに対向する予備電極２４と、本電極２２に流れる電流の値を検出する電流計３８と、予備電極２４と高周波電源３０との導通状態を切替えるスイッチ３６と、電流計３８の検出値に基づきスイッチ３６を切替え制御する制御装置３４とを有する。制御装置３４は、電流計３８の検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とし、それまでは予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電現象を利用して砥石を加工する方法及び同装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような加工装置の一例として、例えば特許文献１に砥石の目立て（ドレッシング）装置が開示されている。この装置は、メタルボンド砥石の砥石面に近接配置した電極と前記砥石面との間にコロナ放電を発生させることによりプラズマを生成し、これにより砥石面のメタルボンドの部分を溶融除去するものである。この装置では、加工中、砥石と電極との間に加圧ミスト（導電性水溶液と圧縮空気との混合体）を供給することにより砥石と電極の間の電流ルートを安定化させ、これによってコロナ放電を安定的に発生させて加工精度を高めるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２４６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大気圧下での放電加工は作業環境（雰囲気温度、湿度、風の流れ等）の影響を受け易く、コロナ放電の電流が意図せずに増加してアーク放電に遷移し、その結果、砥石面の粒砥が除去されたり、砥石面に大きな窪みが形成される等の目立て不良を招く場合がる。この点、特許文献１の装置によると、コロナ放電を比較的安定的に発生させることが可能となるため、上記のような目立て不良の発生を回避する上で有効と考えられる。
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、加工中、常時加圧ミストを供給する必要があるため、複雑で高価な設備が必要となり、又ランニングコストも嵩むといった課題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、放電加工を利用した砥石の加工を大気圧下において安定的に、しかも簡単かつ安価に実施し得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、導電性を有する砥石に対向するように放電電極を近接配置した状態で前記砥石と放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する方法であって、前記砥石の加工中に前記放電電極に供給される電流値を監視しながらその電流値が予め設定された値であってアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させるようにしたものである。
【０００７】
この方法によると、作業環境の変化等、何らかの要因で放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値に達すると、コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を強制的に降下（低下）させるので、放電電極に供給される電流の値がアーク放電発生レベルまで上昇してしまうことがなく、従って、砥石の加工中、放電電極において生成されるコロナ放電が意図せずにアーク放電に遷移することが有効に防止される。
【０００８】
より具体的には、前記放電電極を本電極としてこれとは別の予備電極を所定の被放電物に近接させて設けておき、前記本電極に供給される電流値が前記所定の電流値に達すると、前記加工電圧を印加するための電源に対して前記予備電極を前記本電極と並列に接続することにより前記予備電極から電流を放電させるようにしたものである。
【０００９】
この方法によると、予備電極が電源に接続されると当該予備電極から被放電物に電流が放電され、これによって前記電源にその内部抵抗（出力インピーダンス）による電圧降下が発生し、前記加工電圧が瞬時に低下することとなる。そのため、簡単な手法で、本電極に流れる電流の値の上昇を速やかに抑えることができる。
【００１０】
この場合には、被加工物である砥石に前記本電極と前記予備電極とを同時に対向させ、この砥石を前記被放電物として当該砥石に予備電極から電流を放電させるのが好適である。
【００１１】
この方法によると、予備電極に流れる電流を本電極側と同様に砥石に放電させるため、本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることができ、従って、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００１２】
なお、上記方法においては、被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を前記被放電物として当該ダミー部材に前記予備電極を対向させ、この予備電極から前記ダミー部材に電流を放電させるようにしてもよく、この場合には、前記ダミー部材として被加工物と同質の砥石を用いるのが好適である。
【００１３】
このような方法によっても、理論上は本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることが可能であり、従って、上記方法と同様に、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００１４】
なお、予備電極を用いる上記方法においては、前記所定の電流値を上限値とすると共にこの上限値よりも低い所定の電流値を下限値として予め設定しておき、前記本電極に供給される電流値が前記上限値に達すると前記電源に対して予備電極を接続し、その後に前記電流値が下限値未満となるまで前記接続状態を保持するのが好適である。
【００１５】
すなわち、アーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値を閾値として予備電極と電源との接続状態を切替えるようにしてもよいが、この場合には、電流の値が閾値近傍で変動すると、予備電極と電源との接続状態を頻繁に切替える必要が生じ、その結果、加工電圧が不安定化する等して本電極で生成されるコロナ放電に悪影響を与えることが考えられる。この点、上記の構成によれば、一旦、予備電極と電源とが導通状態となると（本電極の電流値が上限値に達すると）、その後、該電流値が下限値未満となるまで前記導通状態が保持されるので、上記のような不都合を回避して本電極で生成されるコロナ放電の安定性を高めることができる。
【００１６】
一方、本発明に係る砥石加工装置は、放電電極を有し、導電性を有する砥石に対向するように前記放電電極を近接配置した状態で前記砥石と前記放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する砥石加工装置において、前記砥石を支持すると共に当該砥石をアースに接続する支持手段と、この支持手段に支持される砥石に対向するように配置されかつ当該砥石に対して相対的に移動可能に設けられる前記放電電極と、前記砥石と前記放電電極との間に前記加工電圧を印加する電源と、前記放電電極に供給される電流の値を検出する検出手段と、この検出手段による検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えているものである。
【００１７】
この装置によれば、支持手段に支持された砥石と放電電極との間に加工電圧が印加されることにより当該砥石と放電電極との間にコロナ放電が発生し、この放電現象により砥石が加工される。その際、放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値を超えるまでは、放電電極と電源との間に所定の上記加工電圧が印加され、作業環境の変化等、何らかの要因で放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値に達すると、電圧降下手段により前記加工電圧が強制的に降下（低下）させられ、これによって放電電極に供給される電流の値がアーク放電発生レベルまで上昇することが防止される。従って、砥石の加工中、放電電極において生成されるコロナ放電が意図せずにアーク放電に遷移することが有効に防止される。
【００１８】
より具体的には、前記電圧降下手段は、前記放電電極を本電極としたときにこれとは別に設けられかつ前記電源に対して本電極と並列に接続される予備電極と、この予備電極と前記電源との導通状態を切替えるスイッチ手段とを含み、このスイッチ手段は、前記検出手段による検出値が前記所定の電流値に達すると前記予備電極と電源とを導通状態とし、それまでは前記予備電極と電源とを非導通状態とするように構成される。
【００１９】
この構成では、スイッチ手段の作動により予備電極と電源の導通状態が切替えられる。そして、予備電極と電源とが導通状態となると、当該予備電極と砥石との間に電圧が印加されて予備電極と砥石との間に放電現象が発生し、このように予備電極に電流が流れることによって、前記電源にその内部抵抗（出力インピーダンス）による電圧降下が発生し、加工電圧が瞬時に低下することとなる。そのため、簡単な構成で、放電電極に流れる電流の値の上昇を速やかに抑えることができる。
【００２０】
この構成においては、前記本電極および予備電極は、前記支持手段に支持される砥石に対向し得る位置であって当該砥石との間に放電が可能となる所定間隔を隔てた位置に配置されているのが好適である。
【００２１】
この構成によれば、予備電極に流れる電流を本電極側と同様に砥石に放電させることができるため、本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることができる。従って、スイッチ手段の作動により予備電極と電源とが導通状態に切替えられた際に、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００２２】
また、上記構成においては、前記支持手段は、前記電極の相対移動方向と直交する方向に並ぶ第１支持部及び第２支持部を有しており、前記本電極は、第１支持部に対応するように配置され、前記予備電極は、前記第２支持部に対応するように配置されているものであってもよい。
【００２３】
この構成によれば、第１支持部に、被加工物である砥石を、第２支持部に、被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を支持させた状態で前記砥石を加工することにより、予備電極からダミー部材に電流を放電させる上記した砥石加工方法を実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上記の通り、本発明の砥石加工方法および装置は、放電電極に供給される電流の値を検出し、作業環境の変化等、何らかの要因で上記電流値が所定の値を超えると、加工電圧を強制的に低下させて放電電極に供給される電流値の上昇を抑制するようにしたので、コロナ放電を利用して大気圧下で砥石を放電加工しながらも、アーク放電の発生を未然に防止しつつ安定的に砥石に対して放電加工を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１及び図２は、本発明に係る砥石加工装置（本発明に係る砥石加工方法が実施される砥石加工装置）の一例を示しており、図１は正面図で、図２は側面図でそれぞれ砥石加工装置を概略的に示している。
【００２７】
同図に示す砥石加工装置（以下、加工装置と略す）は、導電性を有する砥石、具体的には導電性を有するメタルボンドを結合剤として所定の割合でダイヤモンド砥粒を支持したメタルボンド砥石をワークとし、大気圧下において放電現象を利用して砥石面に目立て（ドレッシング）を施すものである。
【００２８】
加工装置は、ベース１２と、このベース１２上に移動可能に支持されるテーブル１０（本発明の支持手段に相当する）と、このテーブル１０を駆動する駆動機構と、前記テーブル１０の上方に配置される加工用のヘッド２０等とを備えており、前記テーブル１０上に被加工物である砥石Ｓを支持した状態で、前記ヘッド２０に対して当該テーブル１０と共に砥石Ｓを移動させながら（加工送りしながら）、前記ヘッド２０により砥石Ｓを加工するように構成されている。
【００２９】
上記駆動機構は、ベース１２上に固定されるレール１４，１４と、これらレール１４，１４と平行に延びかつ前記テーブル１０に設けられたナット部分１０ａに螺合挿入されるねじ軸１８と、このねじ軸１８の一端に連結されるモータ１６等とを有しており、当該モータ１６によりねじ軸１８を回転駆動することにより前記テーブル１０をレール１４，１４に沿って移動させる（加工送り）ように構成されている。
【００３０】
前記テーブル１０は、その一辺が前記加工送り方向（Ｘ方向）と平行な平面視矩形の形状を有しており、その上面には、前記加工送り方向と直交する方向（Ｙ方向）に並ぶ２つの砥石支持部１１ａ，１１ｂが設けられている。各支持部１１ａ，１１ｂは、図示を省略しているがチャック機構（図示省略）を各々備えており、個別に砥石を位置決めして固定できるように構成されている。
【００３１】
なお、後述するが、これら支持部１１ａ，１１ｂのうち一方側（図２では左側）の支持部１１ａ（第１支持部１１ａという）はワークとしての砥石Ｓを支持するものであり、他方側の支持部１１ｂ（第２支持部１１ｂという）はダミー砥石Ｓｄを支持するものである。
【００３２】
前記ヘッド２０は、テーブル１０の可動領域内であって当該テーブル１０の上方に配置されている。ヘッド２０は、テーブル１０をその幅方向（Ｙ方向）に横断するように設けられており、コラム２１に対して昇降可能に支持されかつねじ送り機構等からなる図外の駆動機構により駆動されるようになっている。
【００３３】
前記ヘッド２０のうち第１支持部１１ａに対向する位置には、砥石加工用の複数本の放電電極２２（本電極２２という；便宜上３つだけ図示する）が下向きにかつＹ方向に所定の間隔で一列に配置されており、また、ヘッド２０のうち第２支持部１１ｂに対向する位置には、砥石加工用の本電極２２とは別に予備電極２４が一つ下向きに配置されている。
【００３４】
各電極２２，２４は各々同一の電線からなる同一の構成を有している。具体的には、図３に示すように、各電極２２，２４は、複数本の導体が絶縁層により一体に被覆された被覆電線からなり、当該被覆電線の被覆の一部が除去されることにより当該電線の先端部分に導体が露出され、さらにこれら導体のうち一本を残して他の導体が除去された構成となっている。当実施形態では、各電極２２，２４は、外径４ｍｍ、内径（導体の総径）３ｍｍの３．５ＳＱ線から構成されている。なお、各電極２２，２４の先端（下端）の高さ位置は互いに等しく、又各支持部１１ａ，１１ｂの砥石支持面の高さ位置は互いに等しい。従って、第１支持部１１ａの砥石支持面と本電極２２先端との間隔、及び第２支持部１１ｂの砥石支持面と予備電極２４先端との間隔は互いに等しくなっている。
【００３５】
各電極２２，２４は、図２に示すように、電線３２を介して互いに並列接続で高周波電源３０（本発明の電源に相当する）に接続されている。また、前記テーブル１０は、電線３１を介して接地されており、各支持部１１ａ，１１ｂに支持される砥石Ｓ，Ｓｄを各々接地するようになっている。この構成により、各支持部１１ａ，１１ｂに支持される砥石Ｓ，Ｓｄと前記電極２２，２４との間に加工電圧を印加し得るようになっている。
【００３６】
なお、予備電極２４と高周波電源３０との間には、当該予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態と非導通状態とに切替えるスイッチ３６が介設されており、このスイッチ３６が制御装置３４により切替え制御されるようになっている。この制御装置３４は、砥石加工装置を統括的に制御する例えばＮＣ装置等からなり、本電極２２（何れか一つ）に供給される電流の値を検出する電流計３８の検出電流値に基づきスイッチ３６を切替え制御する。なお、当実施形態では、予備電極２４、電線３２、スイッチ３６及び制御装置３４等が本発明の電圧降下手段に相当し、そのうちスイッチ３６及び制御装置３４が本発明のスイッチ手段に相当する。
【００３７】
次に、制御装置３４の制御に基づく上記砥石加工装置の砥石Ｓの加工（目立て）動作について、図４のフローチャートを参照しつつその作用効果と共に説明する。
【００３８】
作業の開示に先立ち、まず、被加工物である砥石Ｓを第１支持部１１ａに、ダミー砥石Ｓｄ（以下、ダミーＳｄという）を第２支持部１１ｂにそれぞれ位置決め固定する。ここで、砥石Ｓは、上記の通りメタルボンドを結合剤として所定の割合でダイヤモンド砥粒を支持したメタルボンド砥石であり、一定の厚み寸法を有した平面視矩形のものである。又ダミーＳｄは、砥石Ｓと同じ材質のダイヤモンド砥石からなり、幅（Ｙ方向寸法）が砥石Ｓよりも狭い以外は、その厚み及び長さ寸法（Ｘ方向寸法）は何れも砥石Ｓと同じ寸法に形成されている。
【００３９】
これら砥石Ｓ及びダミーＳｄを、図１，２に示すように、砥石Ｓについてはその被加工面（砥石面）が上向きになる状態で、ダミーＳｄについはその上面が砥石Ｓの被加工面と等しくなるように各々支持部１１ａ，１１ｂに固定する。
【００４０】
この作業が完了すると図外の開始スイッチの操作に基づき砥石Ｓの加工を開始する。開始スイッチを操作すると、まずテーブル１０が駆動され、送り開始位置、すなわち砥石Ｓの一端（加工送り方向における一端）がヘッド２０（本電極２２）に対向する位置に砥石Ｓが配置される共に、ヘッド２０が駆動され、本電極２２と砥石Ｓ（砥石面）とのギャップｈ（図３参照）が所定寸法に調整される。当実施形態では、当該ギャップｈがほぼ４．２ｍｍに調整される。なお、このようにテーブル１０及びヘッド２０が駆動されることにより、ダミーＳｄも同様にその一端が予備電極２４に対向する位置に配置され、また、ダミーＳｄと予備電極２４とのギャップｈが上記所定寸法に調整される。
【００４１】
その後、高周波電源３０により本電極２２と砥石Ｓとの間に加工電圧が印加されると共にテーブル１０が一定の送り速度で駆動される。これにより砥石Ｓの加工が開始され（ステップＳ１）、また、本電極２２に供給される電流の値の検出が開始される（ステップＳ３）。なお、この時点ではスイッチ３６はオフ、すなわち予備電極２４と高周波電源３０とは非導通状態とされており、従って、予備電極２４とダミーＳｄとの間に電圧は印加されていない。
【００４２】
上記のように本電極２２と砥石Ｓ（砥石面）との間に加工電圧が印加されると、当該本電極２２と砥石Ｓとの間にコロナ放電が発生し、これによりプラズマが生成されて砥石面のうち主にボンド部分が除去される。つまり、砥石Ｓの目立てが行われる。そして、このように本電極２２と砥石Ｓとの間に電圧が印加される一方で、テーブル１０の駆動により砥石Ｓが本電極２２に対して加工送りされることによって、砥石Ｓの一端側から順にその砥石面に対して加工が（目立て）が施されることとなる。
【００４３】
砥石Ｓの加工が開始されると、制御装置３４は、電流計３８の検出値が予め定められた上限値より低いか否かを判断する（ステップＳ５）。この上限値は、本電極２２と砥石Ｓとの間にアーク放電が発生するレベル（コロナ放電がアーク放電に遷移するレベル）の電流値より若干低い値に設定されている。
【００４４】
ここで、ＹＥＳと判断した場合には、制御装置３４は所定の加工時間が経過したか否か、つまり、ヘッド２０に対して砥石Ｓがその末端まで加工送りされたか否かを判断し（ステップＳ７）、ここでＹＥＳと判断した場合には、高周波電源３０を停止すると共にテーブル１０の駆動を停止し、これにより一連の砥石Ｓの加工を終了する。
【００４５】
これに対してステップＳ５でＮＯと判断した場合、すなわち、過電流が生じ電流計３８の検出値が上限値に達したと判断した場合には、制御装置３４は、スイッチ３６をオフからオンに切換えることにより予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態に切換える（ステップＳ９；予備電極オン）。予備電極２４と高周波電源３０とが導通状態に切換えられると、本電極２２に対して並列に接続された予備電極２４とダミー砥石Ｓｄとの間にも電圧が印加され、これにより予備電極２４に電流が流れて当該予備電極２４とダミーＳｄとの間にコロナ放電が発生する。つまり、予備電極２４に電流が流れることにより高周波電源３０にその内部抵抗３０ａ（出力インピーダンス；図１に示す）による電圧降下が発生し、その結果、本電極２２と砥石Ｓとの間に印加される加工電圧が瞬時に低下して本電極２２に流れる電流の値の上昇が抑えられる。そしてこのように電極２２に供給される電流値の上昇が抑制されることにより、本電極２２と砥石Ｓとの間に生成されるコロナ放電が意図せずアーク放電へと遷移することが防止される。
【００４６】
次いで、制御装置３４は、電流計３８による検出値が所定の下限値よりも低い値まで低下したか否かを判断する（ステップＳ１１）。この下限値は、前記コロナ放電を発生させ得る電流値であって前記上限値よりも低い値に設定されている。ここでＮＯと判断した場合には、制御装置３４は、スイッチ３６をオンからオフに切換え（ステップＳ１５；予備電極オン）、これによって予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態に切替えてステップＳ５に移行する。
【００４７】
これに対してステップＳ１１でＹＥＳと判断した場合には、制御装置３４は、ヘッド２０に対して砥石Ｓがその末端まで加工送りされたか否かを判断し（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳと判断した場合には、高周波電源３０を停止すると共にテーブル１０の駆動を停止し、これにより一連の砥石Ｓの加工を終了する。
【００４８】
以上のように、本発明にかかる砥石加工装置では、本電極２２に供給される電流の値を電流計３８により監視し、過電流が生じてその検出値が所定の上限値に達すると、予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とすることにより加工電圧を瞬時に低下させ、これによって電極２２に供給される電流値の上昇を抑制するようにしているので、作業環境の変化等により本電極２２と砥石Ｓとの間に生成されるコロナ放電が意図せずアーク放電へと遷移するといった事態の発生を有効に防止することができる。従って、大気圧下で放電現象を利用して砥石Ｓを加工（目立て）しながらも安定的にコロナ放電を発生させて当該加工を行うことができる。
【００４９】
しかも、この砥石加工装置では、ヘッド２０に予備電極２４を設け、電流計３８の検出値に基づいて前記予備電極２４と高周波電源３０との接続状態を切換えるだけの非常に簡単な構成であるため、加工ミストの供給設備といった高価で複雑な設備を要する従来のこの種の装置と比較すると、大気圧下で放電現象を利用して砥石Ｓを加工（目立て）しながらも、より簡単かつ安価な構成で砥石Ｓを加工することできる。
【００５０】
また、この砥石加工装置では、本電極２２と砥石Ｓとの間にアーク放電が発生するレベル（コロナ放電がアーク放電に遷移するレベル）の電流値より若干低い値を上限値、この上限値よりも低い値を下限値として定め、電流計３８の検出値が上限値を超えると予備電極２４と高周波電源３０との間を導通状態とし、その後、前記検出値が下限値未満となるまで前記導通状態を保持するように構成されているので、本電極２２に印加される加工電圧が不安定化してコロナ放電に影響が出るとった弊害を良好に回避することができる。すなわち、前記の上限値を閾値として電流計３８の検出値が当該閾値を超えている場合にのみ予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とし、それ以外（電流計３８の検出値が閾値以下の場合）には予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態とすることも考えられるが、この場合には、電流値が閾値近傍で変動すると予備電極２４と高周波電源３０との導通状態が頻繁に切替わり、その結果、本電極２２に印加される加工電圧が不安定化する等して当該本電極２２で生成されるコロナ放電に影響を与えることが考えられる。これに対して上記実施形態の構成によれば、一旦、電流値が上限値を超えても、その後、当該電流値が下限値未満となるまでは予備電極２４と高周波電源３０との導通状態が保持されるので、上記のような不都合を回避することができるという利点がある。
【００５１】
ところで、上述した砥石加工装置は、本発明に係る砥石加工装置（本発明に係る砥石加工方法を実施可能な砥石加工装置）の一例であって、その具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、テーブル１０上に第１、第２の２つの支持部１１ａ，１１ｂを設け、第１支持部１１ａに対向するように本電極２２を配置する一方で、第２支持部１１ｂに対向するように予備電極２４をそれぞれ配置し、加工時には、第１支持部１１ａに砥石Ｓを、第２支持部１１ｂにダミー砥石Ｓｄをそれぞれ固定した状態で前記砥石Ｓの加工を行うようにしているが、これは予備電極２４から被加工物である砥石Ｓへの放電によって必要以上の加工が砥石Ｓに施されるのを回避する一方で、砥石Ｓと同質の砥石からなるダミー砥石Ｓｄに予備電極２４から放電を行うことによって本電極２２側と予備電極２４側との通電条件（主に抵抗値）を等しくして両電極２２，２４に流れる電流バランスを保つため、すなわち当該バランスが崩れて本電極２２における放電状態が悪化するのを防止するためである。従って、ダミー砥石Ｓｄ以外に、被加工物である砥石Ｓと同じ抵抗値を有するダミー部材を第２支持部１１ｂに固定して作業を行うようにしてもよい。これによっても同様の作用効果を享受することができる。また、予備電極２４から砥石Ｓへの放電が特に問題とならないような場合には、第２支持部１１ｂを省略し、被加工物である砥石Ｓに対して同時に対応し得るように本電極２２及び予備電極２４を配置することによって予備電極２４からの放電を被加工物である砥石Ｓに行わせるようにしてもよい。この構成によれば、共通の砥石Ｓに放電を行うこととなるため、本電極２２側と予備電極２４側との通電条件をより等しくすることができ、本電極２２における放電状態をより良好に保つことが可能となる。
【００５３】
なお、本電極２２に過電流が生じた際に加工電圧を低下させるための具体的な構成（本発明に係る電圧降下手段の構成）は、上記のように予備電極２４を設ける以外に、例えば本電極２２から砥石Ｓ及びテーブル１０を通じて接地（アース）に至る本電極２２側の通電経路と同等の抵抗値を有し、かつ高周波電源３０に対して本電極２２と並列に接続されるアース回路のようなものを設けてもよい。この構成によっても理論的には上記実施形態と同様の効果を享受することができる。但し、本電極２２側の通電経路においては砥石Ｓの個体差や作業環境（温度、湿度等）の変化によりその抵抗値が変動することが考えられるため、本電極２２側と電圧降下手段側との電流バランスを良好に保つ上では、上記のように予備電極２４を設ける構成が簡単で又信頼性も高い。
【００５４】
また、上記実施形態では、板状の砥石Ｓを加工するための砥石加工装置について説明したが、例えば砥石Ｓとして砥石車を加工（目立て）する場合には、砥石Ｓの支持手段としてモータ駆動の主軸を設け、この主軸に砥石Ｓ及びダミー砥石Ｓｄを軸方向に並べた状態で固定すると共に砥石Ｓの砥石面に本電極２２が、ダミー砥石Ｓｄの砥石面に予備電極２４がそれぞれ対向するように両電極２２，２４を配置し、主軸と砥石Ｓ等とを一体に回転駆動しながら本電極２２により放電加工を行う一方で、過電流が発生した場合には予備電極２４からダミー砥石Ｓｄに放電を行うことにより加工電圧を低下させるように構成してもよい。例えば内面研削盤や円筒研削盤に対して本発明に係る砥石加工装置を組込むような場合には、当該構成を採用することができる。この場合には、ダミー砥石Ｓｄ及び予備電極２４を基台上等に固定的に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る砥石加工装置を示す正面略図である。
【図２】放電加を制御するための電気系統の図を含む砥石加工装置の側面略図である。
【図３】電極の構成を示すヘッドの要部拡大略図である。
【図４】制御装置による電流制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ テーブル
２０ ヘッド
２２ 本電極
２４ 予備電極
３０ 高周波電源
３４ 制御装置
３６ スイッチ
３８ 電流計
Ｓ 砥石
Ｓｄ ダミー砥石
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電現象を利用して砥石を加工する方法及び同装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記のような加工装置の一例として、例えば特許文献１に砥石の目立て（ドレッシング）装置が開示されている。この装置は、メタルボンド砥石の砥石面に近接配置した電極と前記砥石面との間にコロナ放電を発生させることによりプラズマを生成し、これにより砥石面のメタルボンドの部分を溶融除去するものである。この装置では、加工中、砥石と電極との間に加圧ミスト（導電性水溶液と圧縮空気との混合体）を供給することにより砥石と電極の間の電流ルートを安定化させ、これによってコロナ放電を安定的に発生させて加工精度を高めるようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２４６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大気圧下での放電加工は作業環境（雰囲気温度、湿度、風の流れ等）の影響を受け易く、コロナ放電の電流が意図せずに増加してアーク放電に遷移し、その結果、砥石面の粒砥が除去されたり、砥石面に大きな窪みが形成される等の目立て不良を招く場合がる。この点、特許文献１の装置によると、コロナ放電を比較的安定的に発生させることが可能となるため、上記のような目立て不良の発生を回避する上で有効と考えられる。
【０００４】
しかし、特許文献１の装置では、加工中、常時加圧ミストを供給する必要があるため、複雑で高価な設備が必要となり、又ランニングコストも嵩むといった課題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、放電加工を利用した砥石の加工を大気圧下において安定的に、しかも簡単かつ安価に実施し得るようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、導電性を有する砥石に対向するように放電電極を近接配置した状態で前記砥石と放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する方法であって、前記砥石の加工中に前記放電電極に供給される電流値を監視しながらその電流値が予め設定された値であってアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させるようにしたものである。
【０００７】
この方法によると、作業環境の変化等、何らかの要因で放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値に達すると、コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を強制的に降下（低下）させるので、放電電極に供給される電流の値がアーク放電発生レベルまで上昇してしまうことがなく、従って、砥石の加工中、放電電極において生成されるコロナ放電が意図せずにアーク放電に遷移することが有効に防止される。
【０００８】
より具体的には、前記放電電極を本電極としてこれとは別の予備電極を所定の被放電物に近接させて設けておき、前記本電極に供給される電流値が前記所定の電流値に達すると、前記加工電圧を印加するための電源に対して前記予備電極を前記本電極と並列に接続することにより前記予備電極から電流を放電させるようにしたものである。
【０００９】
この方法によると、予備電極が電源に接続されると当該予備電極から被放電物に電流が放電され、これによって前記電源にその内部抵抗（出力インピーダンス）による電圧降下が発生し、前記加工電圧が瞬時に低下することとなる。そのため、簡単な手法で、本電極に流れる電流の値の上昇を速やかに抑えることができる。
【００１０】
この場合には、被加工物である砥石に前記本電極と前記予備電極とを同時に対向させ、この砥石を前記被放電物として当該砥石に予備電極から電流を放電させるのが好適である。
【００１１】
この方法によると、予備電極に流れる電流を本電極側と同様に砥石に放電させるため、本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることができ、従って、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００１２】
なお、上記方法においては、被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を前記被放電物として当該ダミー部材に前記予備電極を対向させ、この予備電極から前記ダミー部材に電流を放電させるようにしてもよく、この場合には、前記ダミー部材として被加工物と同質の砥石を用いるのが好適である。
【００１３】
このような方法によっても、理論上は本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることが可能であり、従って、上記方法と同様に、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００１４】
なお、予備電極を用いる上記方法においては、前記所定の電流値を上限値とすると共にこの上限値よりも低い所定の電流値を下限値として予め設定しておき、前記本電極に供給される電流値が前記上限値に達すると前記電源に対して予備電極を接続し、その後に前記電流値が下限値未満となるまで前記接続状態を保持するのが好適である。
【００１５】
すなわち、アーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値を閾値として予備電極と電源との接続状態を切替えるようにしてもよいが、この場合には、電流の値が閾値近傍で変動すると、予備電極と電源との接続状態を頻繁に切替える必要が生じ、その結果、加工電圧が不安定化する等して本電極で生成されるコロナ放電に悪影響を与えることが考えられる。この点、上記の構成によれば、一旦、予備電極と電源とが導通状態となると（本電極の電流値が上限値に達すると）、その後、該電流値が下限値未満となるまで前記導通状態が保持されるので、上記のような不都合を回避して本電極で生成されるコロナ放電の安定性を高めることができる。
【００１６】
一方、本発明に係る砥石加工装置は、放電電極を有し、導電性を有する砥石に対向するように前記放電電極を近接配置した状態で前記砥石と前記放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する砥石加工装置において、前記砥石を支持すると共に当該砥石をアースに接続する支持手段と、この支持手段に支持される砥石に対向するように配置されかつ当該砥石に対して相対的に移動可能に設けられる前記放電電極と、前記砥石と前記放電電極との間に前記加工電圧を印加する電源と、前記放電電極に供給される電流の値を検出する検出手段と、この検出手段による検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えているものである。
【００１７】
この装置によれば、支持手段に支持された砥石と放電電極との間に加工電圧が印加されることにより当該砥石と放電電極との間にコロナ放電が発生し、この放電現象により砥石が加工される。その際、放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値を超えるまでは、放電電極と電源との間に所定の上記加工電圧が印加され、作業環境の変化等、何らかの要因で放電電極に供給される電流の値が前記所定の電流値に達すると、電圧降下手段により前記加工電圧が強制的に降下（低下）させられ、これによって放電電極に供給される電流の値がアーク放電発生レベルまで上昇することが防止される。従って、砥石の加工中、放電電極において生成されるコロナ放電が意図せずにアーク放電に遷移することが有効に防止される。
【００１８】
より具体的には、前記電圧降下手段は、前記放電電極を本電極としたときにこれとは別に設けられかつ前記電源に対して本電極と並列に接続される予備電極と、この予備電極と前記電源との導通状態を切替えるスイッチ手段とを含み、このスイッチ手段は、前記検出手段による検出値が前記所定の電流値に達すると前記予備電極と電源とを導通状態とし、それまでは前記予備電極と電源とを非導通状態とするように構成される。
【００１９】
この構成では、スイッチ手段の作動により予備電極と電源の導通状態が切替えられる。そして、予備電極と電源とが導通状態となると、当該予備電極と砥石との間に電圧が印加されて予備電極と砥石との間に放電現象が発生し、このように予備電極に電流が流れることによって、前記電源にその内部抵抗（出力インピーダンス）による電圧降下が発生し、加工電圧が瞬時に低下することとなる。そのため、簡単な構成で、放電電極に流れる電流の値の上昇を速やかに抑えることができる。
【００２０】
この構成においては、前記本電極および予備電極は、前記支持手段に支持される砥石に対向し得る位置であって当該砥石との間に放電が可能となる所定間隔を隔てた位置に配置されているのが好適である。
【００２１】
この構成によれば、予備電極に流れる電流を本電極側と同様に砥石に放電させることができるため、本電極側および予備電極側の各通電経路の通電条件を等しくすることができる。従って、スイッチ手段の作動により予備電極と電源とが導通状態に切替えられた際に、本電極側に流れる電流の値が大きく変動して本電極側で生成されるコロナ放電の安定性が損なわれるという不都合を未然に回避することができる。
【００２２】
また、上記構成においては、前記支持手段は、前記電極の相対移動方向と直交する方向に並ぶ第１支持部及び第２支持部を有しており、前記本電極は、第１支持部に対応するように配置され、前記予備電極は、前記第２支持部に対応するように配置されているものであってもよい。
【００２３】
この構成によれば、第１支持部に、被加工物である砥石を、第２支持部に、被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を支持させた状態で前記砥石を加工することにより、予備電極からダミー部材に電流を放電させる上記した砥石加工方法を実施することが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
上記の通り、本発明の砥石加工方法および装置は、放電電極に供給される電流の値を検出し、作業環境の変化等、何らかの要因で上記電流値が所定の値を超えると、加工電圧を強制的に低下させて放電電極に供給される電流値の上昇を抑制するようにしたので、コロナ放電を利用して大気圧下で砥石を放電加工しながらも、アーク放電の発生を未然に防止しつつ安定的に砥石に対して放電加工を施すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２６】
図１及び図２は、本発明に係る砥石加工装置（本発明に係る砥石加工方法が実施される砥石加工装置）の一例を示しており、図１は正面図で、図２は側面図でそれぞれ砥石加工装置を概略的に示している。
【００２７】
同図に示す砥石加工装置（以下、加工装置と略す）は、導電性を有する砥石、具体的には導電性を有するメタルボンドを結合剤として所定の割合でダイヤモンド砥粒を支持したメタルボンド砥石をワークとし、大気圧下において放電現象を利用して砥石面に目立て（ドレッシング）を施すものである。
【００２８】
加工装置は、ベース１２と、このベース１２上に移動可能に支持されるテーブル１０（本発明の支持手段に相当する）と、このテーブル１０を駆動する駆動機構と、前記テーブル１０の上方に配置される加工用のヘッド２０等とを備えており、前記テーブル１０上に被加工物である砥石Ｓを支持した状態で、前記ヘッド２０に対して当該テーブル１０と共に砥石Ｓを移動させながら（加工送りしながら）、前記ヘッド２０により砥石Ｓを加工するように構成されている。
【００２９】
上記駆動機構は、ベース１２上に固定されるレール１４，１４と、これらレール１４，１４と平行に延びかつ前記テーブル１０に設けられたナット部分１０ａに螺合挿入されるねじ軸１８と、このねじ軸１８の一端に連結されるモータ１６等とを有しており、当該モータ１６によりねじ軸１８を回転駆動することにより前記テーブル１０をレール１４，１４に沿って移動させる（加工送り）ように構成されている。
【００３０】
前記テーブル１０は、その一辺が前記加工送り方向（Ｘ方向）と平行な平面視矩形の形状を有しており、その上面には、前記加工送り方向と直交する方向（Ｙ方向）に並ぶ２つの砥石支持部１１ａ，１１ｂが設けられている。各支持部１１ａ，１１ｂは、図示を省略しているがチャック機構（図示省略）を各々備えており、個別に砥石を位置決めして固定できるように構成されている。
【００３１】
なお、後述するが、これら支持部１１ａ，１１ｂのうち一方側（図２では左側）の支持部１１ａ（第１支持部１１ａという）はワークとしての砥石Ｓを支持するものであり、他方側の支持部１１ｂ（第２支持部１１ｂという）はダミー砥石Ｓｄを支持するものである。
【００３２】
前記ヘッド２０は、テーブル１０の可動領域内であって当該テーブル１０の上方に配置されている。ヘッド２０は、テーブル１０をその幅方向（Ｙ方向）に横断するように設けられており、コラム２１に対して昇降可能に支持されかつねじ送り機構等からなる図外の駆動機構により駆動されるようになっている。
【００３３】
前記ヘッド２０のうち第１支持部１１ａに対向する位置には、砥石加工用の複数本の放電電極２２（本電極２２という；便宜上３つだけ図示する）が下向きにかつＹ方向に所定の間隔で一列に配置されており、また、ヘッド２０のうち第２支持部１１ｂに対向する位置には、砥石加工用の本電極２２とは別に予備電極２４が一つ下向きに配置されている。
【００３４】
各電極２２，２４は各々同一の電線からなる同一の構成を有している。具体的には、図３に示すように、各電極２２，２４は、複数本の導体が絶縁層により一体に被覆された被覆電線からなり、当該被覆電線の被覆の一部が除去されることにより当該電線の先端部分に導体が露出され、さらにこれら導体のうち一本を残して他の導体が除去された構成となっている。当実施形態では、各電極２２，２４は、外径４ｍｍ、内径（導体の総径）３ｍｍの３．５ＳＱ線から構成されている。なお、各電極２２，２４の先端（下端）の高さ位置は互いに等しく、又各支持部１１ａ，１１ｂの砥石支持面の高さ位置は互いに等しい。従って、第１支持部１１ａの砥石支持面と本電極２２先端との間隔、及び第２支持部１１ｂの砥石支持面と予備電極２４先端との間隔は互いに等しくなっている。
【００３５】
各電極２２，２４は、図２に示すように、電線３２を介して互いに並列接続で高周波電源３０（本発明の電源に相当する）に接続されている。また、前記テーブル１０は、電線３１を介して接地されており、各支持部１１ａ，１１ｂに支持される砥石Ｓ，Ｓｄを各々接地するようになっている。この構成により、各支持部１１ａ，１１ｂに支持される砥石Ｓ，Ｓｄと前記電極２２，２４との間に加工電圧を印加し得るようになっている。
【００３６】
なお、予備電極２４と高周波電源３０との間には、当該予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態と非導通状態とに切替えるスイッチ３６が介設されており、このスイッチ３６が制御装置３４により切替え制御されるようになっている。この制御装置３４は、砥石加工装置を統括的に制御する例えばＮＣ装置等からなり、本電極２２（何れか一つ）に供給される電流の値を検出する電流計３８の検出電流値に基づきスイッチ３６を切替え制御する。なお、当実施形態では、予備電極２４、電線３２、スイッチ３６及び制御装置３４等が本発明の電圧降下手段に相当し、そのうちスイッチ３６及び制御装置３４が本発明のスイッチ手段に相当する。
【００３７】
次に、制御装置３４の制御に基づく上記砥石加工装置の砥石Ｓの加工（目立て）動作について、図４のフローチャートを参照しつつその作用効果と共に説明する。
【００３８】
作業の開示に先立ち、まず、被加工物である砥石Ｓを第１支持部１１ａに、ダミー砥石Ｓｄ（以下、ダミーＳｄという）を第２支持部１１ｂにそれぞれ位置決め固定する。ここで、砥石Ｓは、上記の通りメタルボンドを結合剤として所定の割合でダイヤモンド砥粒を支持したメタルボンド砥石であり、一定の厚み寸法を有した平面視矩形のものである。又ダミーＳｄは、砥石Ｓと同じ材質のダイヤモンド砥石からなり、幅（Ｙ方向寸法）が砥石Ｓよりも狭い以外は、その厚み及び長さ寸法（Ｘ方向寸法）は何れも砥石Ｓと同じ寸法に形成されている。
【００３９】
これら砥石Ｓ及びダミーＳｄを、図１，２に示すように、砥石Ｓについてはその被加工面（砥石面）が上向きになる状態で、ダミーＳｄについはその上面が砥石Ｓの被加工面と等しくなるように各々支持部１１ａ，１１ｂに固定する。
【００４０】
この作業が完了すると図外の開始スイッチの操作に基づき砥石Ｓの加工を開始する。開始スイッチを操作すると、まずテーブル１０が駆動され、送り開始位置、すなわち砥石Ｓの一端（加工送り方向における一端）がヘッド２０（本電極２２）に対向する位置に砥石Ｓが配置される共に、ヘッド２０が駆動され、本電極２２と砥石Ｓ（砥石面）とのギャップｈ（図３参照）が所定寸法に調整される。当実施形態では、当該ギャップｈがほぼ４．２ｍｍに調整される。なお、このようにテーブル１０及びヘッド２０が駆動されることにより、ダミーＳｄも同様にその一端が予備電極２４に対向する位置に配置され、また、ダミーＳｄと予備電極２４とのギャップｈが上記所定寸法に調整される。
【００４１】
その後、高周波電源３０により本電極２２と砥石Ｓとの間に加工電圧が印加されると共にテーブル１０が一定の送り速度で駆動される。これにより砥石Ｓの加工が開始され（ステップＳ１）、また、本電極２２に供給される電流の値の検出が開始される（ステップＳ３）。なお、この時点ではスイッチ３６はオフ、すなわち予備電極２４と高周波電源３０とは非導通状態とされており、従って、予備電極２４とダミーＳｄとの間に電圧は印加されていない。
【００４２】
上記のように本電極２２と砥石Ｓ（砥石面）との間に加工電圧が印加されると、当該本電極２２と砥石Ｓとの間にコロナ放電が発生し、これによりプラズマが生成されて砥石面のうち主にボンド部分が除去される。つまり、砥石Ｓの目立てが行われる。そして、このように本電極２２と砥石Ｓとの間に電圧が印加される一方で、テーブル１０の駆動により砥石Ｓが本電極２２に対して加工送りされることによって、砥石Ｓの一端側から順にその砥石面に対して加工が（目立て）が施されることとなる。
【００４３】
砥石Ｓの加工が開始されると、制御装置３４は、電流計３８の検出値が予め定められた上限値より低いか否かを判断する（ステップＳ５）。この上限値は、本電極２２と砥石Ｓとの間にアーク放電が発生するレベル（コロナ放電がアーク放電に遷移するレベル）の電流値より若干低い値に設定されている。
【００４４】
ここで、ＹＥＳと判断した場合には、制御装置３４は所定の加工時間が経過したか否か、つまり、ヘッド２０に対して砥石Ｓがその末端まで加工送りされたか否かを判断し（ステップＳ７）、ここでＹＥＳと判断した場合には、高周波電源３０を停止すると共にテーブル１０の駆動を停止し、これにより一連の砥石Ｓの加工を終了する。
【００４５】
これに対してステップＳ５でＮＯと判断した場合、すなわち、過電流が生じ電流計３８の検出値が上限値に達したと判断した場合には、制御装置３４は、スイッチ３６をオフからオンに切換えることにより予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態に切換える（ステップＳ９；予備電極オン）。予備電極２４と高周波電源３０とが導通状態に切換えられると、本電極２２に対して並列に接続された予備電極２４とダミー砥石Ｓｄとの間にも電圧が印加され、これにより予備電極２４に電流が流れて当該予備電極２４とダミーＳｄとの間にコロナ放電が発生する。つまり、予備電極２４に電流が流れることにより高周波電源３０にその内部抵抗３０ａ（出力インピーダンス；図１に示す）による電圧降下が発生し、その結果、本電極２２と砥石Ｓとの間に印加される加工電圧が瞬時に低下して本電極２２に流れる電流の値の上昇が抑えられる。そしてこのように電極２２に供給される電流値の上昇が抑制されることにより、本電極２２と砥石Ｓとの間に生成されるコロナ放電が意図せずアーク放電へと遷移することが防止される。
【００４６】
次いで、制御装置３４は、電流計３８による検出値が所定の下限値よりも低い値まで低下したか否かを判断する（ステップＳ１１）。この下限値は、前記コロナ放電を発生させ得る電流値であって前記上限値よりも低い値に設定されている。ここでＮＯと判断した場合には、制御装置３４は、スイッチ３６をオンからオフに切換え（ステップＳ１５；予備電極オン）、これによって予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態に切替えてステップＳ５に移行する。
【００４７】
これに対してステップＳ１１でＹＥＳと判断した場合には、制御装置３４は、ヘッド２０に対して砥石Ｓがその末端まで加工送りされたか否かを判断し（ステップＳ１３）、ここでＹＥＳと判断した場合には、高周波電源３０を停止すると共にテーブル１０の駆動を停止し、これにより一連の砥石Ｓの加工を終了する。
【００４８】
以上のように、本発明にかかる砥石加工装置では、本電極２２に供給される電流の値を電流計３８により監視し、過電流が生じてその検出値が所定の上限値に達すると、予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とすることにより加工電圧を瞬時に低下させ、これによって電極２２に供給される電流値の上昇を抑制するようにしているので、作業環境の変化等により本電極２２と砥石Ｓとの間に生成されるコロナ放電が意図せずアーク放電へと遷移するといった事態の発生を有効に防止することができる。従って、大気圧下で放電現象を利用して砥石Ｓを加工（目立て）しながらも安定的にコロナ放電を発生させて当該加工を行うことができる。
【００４９】
しかも、この砥石加工装置では、ヘッド２０に予備電極２４を設け、電流計３８の検出値に基づいて前記予備電極２４と高周波電源３０との接続状態を切換えるだけの非常に簡単な構成であるため、加工ミストの供給設備といった高価で複雑な設備を要する従来のこの種の装置と比較すると、大気圧下で放電現象を利用して砥石Ｓを加工（目立て）しながらも、より簡単かつ安価な構成で砥石Ｓを加工することできる。
【００５０】
また、この砥石加工装置では、本電極２２と砥石Ｓとの間にアーク放電が発生するレベル（コロナ放電がアーク放電に遷移するレベル）の電流値より若干低い値を上限値、この上限値よりも低い値を下限値として定め、電流計３８の検出値が上限値を超えると予備電極２４と高周波電源３０との間を導通状態とし、その後、前記検出値が下限値未満となるまで前記導通状態を保持するように構成されているので、本電極２２に印加される加工電圧が不安定化してコロナ放電に影響が出るとった弊害を良好に回避することができる。すなわち、前記の上限値を閾値として電流計３８の検出値が当該閾値を超えている場合にのみ予備電極２４と高周波電源３０とを導通状態とし、それ以外（電流計３８の検出値が閾値以下の場合）には予備電極２４と高周波電源３０とを非導通状態とすることも考えられるが、この場合には、電流値が閾値近傍で変動すると予備電極２４と高周波電源３０との導通状態が頻繁に切替わり、その結果、本電極２２に印加される加工電圧が不安定化する等して当該本電極２２で生成されるコロナ放電に影響を与えることが考えられる。これに対して上記実施形態の構成によれば、一旦、電流値が上限値を超えても、その後、当該電流値が下限値未満となるまでは予備電極２４と高周波電源３０との導通状態が保持されるので、上記のような不都合を回避することができるという利点がある。
【００５１】
ところで、上述した砥石加工装置は、本発明に係る砥石加工装置（本発明に係る砥石加工方法を実施可能な砥石加工装置）の一例であって、その具体的な構成等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態では、テーブル１０上に第１、第２の２つの支持部１１ａ，１１ｂを設け、第１支持部１１ａに対向するように本電極２２を配置する一方で、第２支持部１１ｂに対向するように予備電極２４をそれぞれ配置し、加工時には、第１支持部１１ａに砥石Ｓを、第２支持部１１ｂにダミー砥石Ｓｄをそれぞれ固定した状態で前記砥石Ｓの加工を行うようにしているが、これは予備電極２４から被加工物である砥石Ｓへの放電によって必要以上の加工が砥石Ｓに施されるのを回避する一方で、砥石Ｓと同質の砥石からなるダミー砥石Ｓｄに予備電極２４から放電を行うことによって本電極２２側と予備電極２４側との通電条件（主に抵抗値）を等しくして両電極２２，２４に流れる電流バランスを保つため、すなわち当該バランスが崩れて本電極２２における放電状態が悪化するのを防止するためである。従って、ダミー砥石Ｓｄ以外に、被加工物である砥石Ｓと同じ抵抗値を有するダミー部材を第２支持部１１ｂに固定して作業を行うようにしてもよい。これによっても同様の作用効果を享受することができる。また、予備電極２４から砥石Ｓへの放電が特に問題とならないような場合には、第２支持部１１ｂを省略し、被加工物である砥石Ｓに対して同時に対応し得るように本電極２２及び予備電極２４を配置することによって予備電極２４からの放電を被加工物である砥石Ｓに行わせるようにしてもよい。この構成によれば、共通の砥石Ｓに放電を行うこととなるため、本電極２２側と予備電極２４側との通電条件をより等しくすることができ、本電極２２における放電状態をより良好に保つことが可能となる。
【００５３】
なお、本電極２２に過電流が生じた際に加工電圧を低下させるための具体的な構成（本発明に係る電圧降下手段の構成）は、上記のように予備電極２４を設ける以外に、例えば本電極２２から砥石Ｓ及びテーブル１０を通じて接地（アース）に至る本電極２２側の通電経路と同等の抵抗値を有し、かつ高周波電源３０に対して本電極２２と並列に接続されるアース回路のようなものを設けてもよい。この構成によっても理論的には上記実施形態と同様の効果を享受することができる。但し、本電極２２側の通電経路においては砥石Ｓの個体差や作業環境（温度、湿度等）の変化によりその抵抗値が変動することが考えられるため、本電極２２側と電圧降下手段側との電流バランスを良好に保つ上では、上記のように予備電極２４を設ける構成が簡単で又信頼性も高い。
【００５４】
また、上記実施形態では、板状の砥石Ｓを加工するための砥石加工装置について説明したが、例えば砥石Ｓとして砥石車を加工（目立て）する場合には、砥石Ｓの支持手段としてモータ駆動の主軸を設け、この主軸に砥石Ｓ及びダミー砥石Ｓｄを軸方向に並べた状態で固定すると共に砥石Ｓの砥石面に本電極２２が、ダミー砥石Ｓｄの砥石面に予備電極２４がそれぞれ対向するように両電極２２，２４を配置し、主軸と砥石Ｓ等とを一体に回転駆動しながら本電極２２により放電加工を行う一方で、過電流が発生した場合には予備電極２４からダミー砥石Ｓｄに放電を行うことにより加工電圧を低下させるように構成してもよい。例えば内面研削盤や円筒研削盤に対して本発明に係る砥石加工装置を組込むような場合には、当該構成を採用することができる。この場合には、ダミー砥石Ｓｄ及び予備電極２４を基台上等に固定的に配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る砥石加工装置を示す正面略図である。
【図２】放電加を制御するための電気系統の図を含む砥石加工装置の側面略図である。
【図３】電極の構成を示すヘッドの要部拡大略図である。
【図４】制御装置による電流制御の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１０ テーブル
２０ ヘッド
２２ 本電極
２４ 予備電極
３０ 高周波電源
３４ 制御装置
３６ スイッチ
３８ 電流計
Ｓ 砥石
Ｓｄ ダミー砥石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性を有する砥石に対向するように放電電極を近接配置した状態で前記砥石と放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する方法であって、
前記砥石の加工中に前記放電電極に供給される電流値を監視しながらその電流値が予め設定された値であってアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の砥石加工方法において、
前記放電電極を本電極としてこれとは別の予備電極を所定の被放電物に近接させておき、前記本電極に供給される電流値が前記所定の電流値に達すると、前記加工電圧を印加するための電源に対して前記予備電極を前記本電極と並列に接続することにより前記予備電極から電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の砥石加工方法において、
被加工物である砥石に前記本電極と前記予備電極とを同時に対向させ、この砥石を前記被放電物として当該砥石に前記予備電極から電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項４】
請求項２に記載の砥石加工方法において、
被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を前記被放電物として当該ダミー部材に前記予備電極を対向させ、この予備電極から前記ダミー部材に電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の砥石加工方法において、
前記ダミー部材として被加工物と同質の砥石を用いることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項６】
請求項２乃至５に記載の砥石加工方法において、
前記所定の電流値を上限値とすると共にこの上限値よりも低い所定の電流値を下限値として予め設定しておき、前記本電極に供給される電流値が前記上限値に達すると前記電源に対して予備電極を接続し、その後に前記電流値が下限値未満となるまで前記接続状態を保持することを特徴とする砥石加工方法。
【請求項７】
放電電極を有し、導電性を有する砥石に対向するように前記放電電極を近接配置した状態で前記砥石と前記放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する砥石加工装置において、
前記砥石を支持すると共に当該砥石をアースに接続する支持手段と、
この支持手段に支持される砥石に対向するように配置されかつ当該砥石に対して相対的に移動可能に設けられる前記放電電極と、
前記砥石と前記放電電極との間に前記加工電圧を印加する電源と、
前記放電電極に供給される電流の値を検出する検出手段と、
この検出手段による検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えていることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項８】
請求項７に記載の砥石加工装置において、
前記電圧降下手段は、前記放電電極を本電極としたときにこれとは別に設けられかつ前記電源に対して本電極と並列に接続される予備電極と、この予備電極と前記電源との導通状態を切替えるスイッチ手段とを含み、このスイッチ手段は、前記検出手段による検出値が前記所定の電流値に達すると前記予備電極と電源とを導通状態とし、それまでは前記予備電極と電源とを非導通状態とすることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項９】
請求項８に記載の砥石加工装置において、
前記本電極および予備電極は、前記支持手段に支持される砥石に対向し得る位置であって当該砥石との間に放電が可能となる所定間隔を隔てた位置に配置されていることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の砥石加工装置において、
前記支持手段は、前記電極の相対移動方向と直交する方向に並ぶ第１支持部及び第２支持部を有しており、前記本電極は、第１支持部に対応するように配置され、前記予備電極は、前記第２支持部に対応するように配置されていることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項１】
導電性を有する砥石に対向するように放電電極を近接配置した状態で前記砥石と放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する方法であって、
前記砥石の加工中に前記放電電極に供給される電流値を監視しながらその電流値が予め設定された値であってアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の砥石加工方法において、
前記放電電極を本電極としてこれとは別の予備電極を所定の被放電物に近接させておき、前記本電極に供給される電流値が前記所定の電流値に達すると、前記加工電圧を印加するための電源に対して前記予備電極を前記本電極と並列に接続することにより前記予備電極から電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の砥石加工方法において、
被加工物である砥石に前記本電極と前記予備電極とを同時に対向させ、この砥石を前記被放電物として当該砥石に前記予備電極から電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項４】
請求項２に記載の砥石加工方法において、
被加工物である砥石と同じ抵抗値を有するダミー部材を前記被放電物として当該ダミー部材に前記予備電極を対向させ、この予備電極から前記ダミー部材に電流を放電させることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項５】
請求項４に記載の砥石加工方法において、
前記ダミー部材として被加工物と同質の砥石を用いることを特徴とする砥石加工方法。
【請求項６】
請求項２乃至５に記載の砥石加工方法において、
前記所定の電流値を上限値とすると共にこの上限値よりも低い所定の電流値を下限値として予め設定しておき、前記本電極に供給される電流値が前記上限値に達すると前記電源に対して予備電極を接続し、その後に前記電流値が下限値未満となるまで前記接続状態を保持することを特徴とする砥石加工方法。
【請求項７】
放電電極を有し、導電性を有する砥石に対向するように前記放電電極を近接配置した状態で前記砥石と前記放電電極との間に加工電圧を印加することによりコロナ放電を発生させて前記砥石を加工する砥石加工装置において、
前記砥石を支持すると共に当該砥石をアースに接続する支持手段と、
この支持手段に支持される砥石に対向するように配置されかつ当該砥石に対して相対的に移動可能に設けられる前記放電電極と、
前記砥石と前記放電電極との間に前記加工電圧を印加する電源と、
前記放電電極に供給される電流の値を検出する検出手段と、
この検出手段による検出値がアーク放電発生レベルよりも低い所定の電流値に達すると、前記コロナ放電を発生させ得る範囲内で前記加工電圧を降下させる電圧降下手段と、を備えていることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項８】
請求項７に記載の砥石加工装置において、
前記電圧降下手段は、前記放電電極を本電極としたときにこれとは別に設けられかつ前記電源に対して本電極と並列に接続される予備電極と、この予備電極と前記電源との導通状態を切替えるスイッチ手段とを含み、このスイッチ手段は、前記検出手段による検出値が前記所定の電流値に達すると前記予備電極と電源とを導通状態とし、それまでは前記予備電極と電源とを非導通状態とすることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項９】
請求項８に記載の砥石加工装置において、
前記本電極および予備電極は、前記支持手段に支持される砥石に対向し得る位置であって当該砥石との間に放電が可能となる所定間隔を隔てた位置に配置されていることを特徴とする砥石加工装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の砥石加工装置において、
前記支持手段は、前記電極の相対移動方向と直交する方向に並ぶ第１支持部及び第２支持部を有しており、前記本電極は、第１支持部に対応するように配置され、前記予備電極は、前記第２支持部に対応するように配置されていることを特徴とする砥石加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−６９５４４（Ｐ２０１０−６９５４４Ａ）
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２３６４５７（Ｐ２００８−２３６４５７）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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