JP2018114584A - ワイヤ放電加工機および加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】故障したスイッチング素子を切り離した場合であっても、継続して加工を行うことができるワイヤ放電加工機および加工方法を提供する。
【解決手段】ワイヤ放電加工機１２は、極間ＥＧに加工電流を供給して放電加工を行うために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子ＳＷＥ２と、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２の各々を切り離すために、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２と直列に接続された複数のスイッチＳＷと、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２の少なくとも１つが故障した場合には、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２をスイッチＳＷで切り離すとともに、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて加工条件を変更する制御装置１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤ電極と加工対象物とで形成される極間に電圧を印加して加工対象物を加工するワイヤ放電加工機および加工方法に関する。

下記に示す特許文献１には、加工対象物と直流電源との間で、加工対象物と直流電源とに直列に接続され、且つ、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子を有する放電加工用電源装置が開示されている。そして、動作不良（故障）と判定されたスイッチング素子を切り離すために、複数のスイッチング素子と直列に接続される複数のスイッチを設けることも開示されている。

特開平１１−２１６６２０号公報

しかしながら、上記した特許文献１では、故障と判定されたスイッチング素子を切り離すだけなので、切り離されていない他のスイッチング素子に流れる電流が大きくなる。そのため、故障と判定されていないスイッチング素子までもが故障してしまい、加工を行うことができなくなる。

そこで、本発明は、故障したスイッチング素子を切り離した場合であっても、継続して加工を行うことができるワイヤ放電加工機および加工方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、ワイヤ電極と加工対象物との間で形成される極間に、加工用電源部を用いて、加工条件にしたがった加工電流を供給することで、前記加工対象物に対して放電加工を行うワイヤ放電加工機であって、前記極間に前記加工電流を供給して放電加工を行うために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数のスイッチング素子と直列に接続された複数のスイッチと、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記スイッチング素子を前記スイッチで切り離すとともに、故障した前記スイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する制御装置と、を備える。

本発明の第２の態様は、ワイヤ電極と加工対象物との間で形成される極間に、加工用電源部を用いて、加工条件にしたがった加工電流を供給することで、前記加工対象物に対して放電加工を行うワイヤ放電加工機の加工方法であって、前記ワイヤ放電加工機は、前記極間に前記加工電流を供給するために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数のスイッチング素子と直列に接続された複数のスイッチと、を備え、前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記スイッチング素子を前記スイッチで切り離すとともに、故障した前記スイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する制御ステップを含む。

本発明によれば、スイッチング素子が故障した場合であっても、故障したスイッチング素子を切り離すので、継続して加工を行うことができる。また、故障したスイッチング素子の数に応じて加工条件を変更するので、故障していない正常なスイッチング素子が故障することを防止することができる。したがって、継続して加工を行うことができる。

実施の形態におけるワイヤ放電加工機の構成図である。 加工制御部によって制御されるスイッチング素子のオン／オフのタイムチャートを示す図である。 スイッチング素子が故障した場合の例を示す図である。 加工条件変更部のテーブルの内容を示す図である。

本発明に係るワイヤ放電加工機および加工方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。

図１は、ワイヤ電極１０と加工対象物（ワーク）Ｗとの間で形成される極間ＥＧに、電圧を印加して加工電流（放電電流）を流すことで放電加工を行うワイヤ放電加工機１２の構成図である。ワイヤ放電加工機１２は、極間ＥＧに電圧（誘起電圧）Ｖｓを印加して放電を誘起させるための回路（以下、放電誘起回路と呼ぶ。）Ｃ１と、極間ＥＧに電圧（加工電圧）Ｖｍを印加して加工電流を流すための回路（以下、加工回路と呼ぶ。）Ｃ２と、極間ＥＧの電圧（以下、極間電圧と呼ぶ。）Ｖｇを検出する電圧検出部１４と、制御装置１６とを備える。

放電誘起回路Ｃ１は、電源部（以下、放電誘起用電源部と呼ぶ。）１８と、ＦＥＴ等で構成されるスイッチング素子ＳＷＥ１とを有する。放電誘起用電源部１８は、直流電源を有する。本実施の形態では、放電誘起用電源部１８は、正極性の電圧Ｖｓを極間ＥＧに印加するために、放電誘起用電源部１８の正極（＋極）が加工対象物Ｗに接続され、負極（−極）がワイヤ電極１０に接続されている。なお、放電誘起用電源部１８は、正極性の電圧Ｖｓおよび負極性の電圧Ｖｓのうちどちらか一方を選択的に極間ＥＧに印加できるような構成を有してもよい。

スイッチング素子ＳＷＥ１は、極間ＥＧに放電を誘起させるために、極間ＥＧに放電誘起用電源部１８の電圧（誘起電圧）Ｖｓを印加するためのものである。スイッチング素子ＳＷＥ１は、放電誘起用電源部１８と極間ＥＧとの間で、放電誘起用電源部１８および極間ＥＧに直列に接続されている。このスイッチング素子ＳＷＥ１がオンになると、放電誘起用電源部１８の電圧（誘起電圧）Ｖｓが極間ＥＧに印加される。つまり、スイッチング素子ＳＷＥ１のオン／オフによって、電圧Ｖｓの極間ＥＧへの印加がオン／オフになる。図１に示す例では、スイッチング素子ＳＷＥ１を、放電誘起用電源部１８の正極と加工対象物Ｗとの間、および、放電誘起用電源部１８の負極とワイヤ電極１０との間にそれぞれ設けたが、どちらか一方にのみ設けてもよい。

加工回路Ｃ２は、電源部（以下、加工用電源部と呼ぶ。）２０と、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２とを有する。加工用電源部２０は、直流電源を有する。本実施の形態では、加工用電源部２０は、正極性の電圧Ｖｍを極間ＥＧに印加するために、加工用電源部２０の正極（＋極）が加工対象物Ｗに接続され、負極（−極）がワイヤ電極１０に接続されている。なお、加工用電源部２０は、正極性の電圧Ｖｍおよび負極性の電圧Ｖｍのうちどちらか一方を選択的に極間ＥＧに印加できるような構成を有してもよい。

複数のスイッチング素子ＳＷＥ２は、極間ＥＧに加工電流を供給して放電加工を行うために設けられている。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２は、３つのグループに分かれ、同一のグループに属する複数のスイッチング素子ＳＷＥ２は、互いに並列に接続されている。このスイッチング素子ＳＷＥ２は、ＦＥＴ等によって構成されている。本実施の形態では、１つ目のグループに属する複数のスイッチング素子ＳＷＥ２をＳＷＥ２ａと呼び、２つ目のグループに属する複数のスイッチング素子ＳＷＥ２をＳＷＥ２ｂと呼び、３つ目のグループに属する複数のスイッチング素子ＳＷＥ２をＳＷＥ２ｃと呼ぶ場合がある。

複数のスイッチング素子（第１のスイッチング素子）ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂは、加工用電源部２０からの加工電流を極間ＥＧに供給するためのものである。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂは、加工用電源部２０と極間ＥＧとの間で、加工用電源部２０および極間ＥＧに直列に接続され、且つ、互いに並列に接続されている。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａは、加工用電源部２０の正極と加工対象物Ｗとの間で、加工用電源部２０および加工対象物Ｗに直列に接続され、且つ、互いに並列に接続されている。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｂは、加工用電源部２０の負極とワイヤ電極１０との間で、加工用電源部２０およびワイヤ電極１０に直列に接続され、且つ、互いに並列に接続されている。

この複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂは、全て同時にオン／オフする。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂがオンになると、加工用電源部２０の電圧（加工電圧）Ｖｍが極間ＥＧに印加される。つまり、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂのオン／オフによって、加工電圧Ｖｍの極間ＥＧへの印加がオン／オフになる。極間ＥＧに加工電圧Ｖｍが印加されることで、極間ＥＧに加工電流（放電電流）が流れる。

なお、図１に示す例では、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａと複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｂとの両方を設けたが、どちらか一方のみ（例えば、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａのみ）を設けてもよい。

複数のスイッチング素子（第２のスイッチング素子）ＳＷＥ２ｃは、極間ＥＧに流れた加工電流を極間ＥＧに還流するためのものである。複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃは、極間ＥＧと並列に接続されている。このスイッチング素子ＳＷＥ２ｃは、全て同時にオン／オフする。

加工回路Ｃ２は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２と直列に接続された複数のスイッチＳＷを有する。スイッチＳＷは、自身と直列に接続されたスイッチング素子ＳＷＥ２を加工回路Ｃ２から切り離すものである。ここで、スイッチング素子ＳＷＥ２ａに直列に接続されたスイッチＳＷをＳＷａと呼び、スイッチング素子ＳＷＥ２ｂに直列に接続されたスイッチＳＷをＳＷｂと呼び、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃに直列に接続されたスイッチＳＷをＳＷｃと呼ぶ場合がある。スイッチ（第１のスイッチ）ＳＷａは、自身と直列に接続されたスイッチング素子ＳＷＥ２ａを加工回路Ｃ２から切り離すためのものであり、スイッチ（第１のスイッチ）ＳＷｂは、自身と直列に接続されたスイッチング素子ＳＷＥ２ｂを加工回路Ｃ２から切り離すためのものである。スイッチ（第２のスイッチ）ＳＷｃは、自身と直列に接続されたスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを加工回路Ｃ２から切り離すためのものである。このスイッチＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃは、通常時は閉となるノーマリーオンのスイッチである。

放電加工の際には、極間ＥＧに誘起電圧Ｖｓを印加してから加工電流を極間ＥＧに供給するという動作を高速で繰り返し行うことから、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの応答周波数（オン／オフの周波数）を高くする必要がある。応答周波数が高いスイッチング素子は、小電流しか流すことができないため、極間ＥＧに流れる大電流の加工電流を分散するために、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを複数設けてそれらを互いに並列に接続している。これに対して、スイッチＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃはノーマリーオンなので高い応答周波数である必要がないことから、応答周波数が低いスイッチであってもよい。つまり、スイッチＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃは、応答周波数がスイッチング素子ＳＷＥ２、ＳＷＥ２ｃより低くてもよい。なお、このスイッチＳＷ（ＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃ）は、ＦＥＴ等のスイッチング素子であってもよい。

制御装置１６は、ＣＰＵ等のプロセッサとプログラムが記憶されたメモリとを有する。前記プロセッサが前記プログラムを実行することで、本実施の形態の制御装置１６として機能する。制御装置１６は、加工制御部３０、故障検出部３２、スイッチング素子切離部３４、および、加工条件変更部３６を有する。

加工制御部３０は、加工条件にしたがって、スイッチング素子ＳＷＥ１、ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃのオン／オフを制御することで、加工対象物Ｗに対して加工を施す。

故障検出部３２は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃのうち、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを検出する。故障検出部３２は、検出した故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを特定する情報（例えば、位置を示す情報）をスイッチング素子切離部３４に出力するとともに、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの数を加工条件変更部３６に出力する。

スイッチング素子切離部３４は、スイッチＳＷを制御することで、故障しているスイッチング素子（以下、故障スイッチング素子と呼ぶ場合がある。）ＳＷＥ２を加工回路Ｃ２から切り離す。スイッチング素子切離部３４は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２と直列に接続されたスイッチＳＷをオフにすることで、故障スイッチング素子ＳＷＥ２を加工回路Ｃ２から切り離す。例えば、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２がＳＷＥ２ａの場合は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａと直列に接続されているスイッチＳＷａをオフにすることで、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａを加工回路Ｃ２から切り離す。加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの数に応じて加工条件を変更する。

図２を用いて、加工制御部３０によるスイッチング素子ＳＷＥ１、ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの制御を説明する。図２は、加工制御部３０によって制御されるスイッチング素子ＳＷＥ１、ＳＷＥ２ａ〜ＳＷＥ２ｃのオン／オフのタイムチャートを示す図である。なお、最初は、全てのスイッチング素子ＳＷＥ１、ＳＷＥ２ａ〜ＳＷＥ２ｃがオフ状態であるものとする。

制御装置１６は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ１を全てオンにして、極間ＥＧに放電誘起用電源部１８の電圧（誘起電圧）Ｖｓを印加する。制御装置１６は、極間ＥＧに放電が発生すると、複数のスイッチング素子ＳＷＥ１を全てオフにして、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂを全てオンにする。これにより、極間ＥＧに加工用電源部２０の電圧（加工電圧）Ｖｍが印加されて加工電流が流れる。スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂがオンにされると、時間の経過とともに極間ＥＧに流れる加工電流は徐々に増加していく。なお、極間ＥＧに放電が発生すると、極間電圧Ｖｇは、アーク電圧まで低下するので、制御装置１６は、電圧検出部１４が検出した極間電圧Ｖｇが低下すると、放電が発生したと判断する。

制御装置１６は、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂをオンにしてから、加工条件によって決められた所定時間（第１の所定時間）Ｔ１が経過すると、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂを全てオフにして、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを全てオンにする。スイッチング素子ＳＷＥ２ｃがオンにされると、極間ＥＧに流れる加工電流が極間ＥＧに還流されるので、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃがオンしている間は、極間ＥＧに流れる加工電流の量（大きさ）が維持される。

制御装置１６は、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃをオンにしてから、加工条件によって決められた所定時間（第２の所定時間）Ｔ２が経過すると、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃを全てオフにする。これにより、極間ＥＧへの加工電流の供給が終了する。そして、極間ＥＧへの加工電流の供給を終了してから、加工条件によって決められた休止時間ＱＴが経過すると、再び複数のスイッチング素子ＳＷＥ１を全てオンにして誘起電圧Ｖｓを極間ＥＧに印加することで上記した動作を繰り返す。つまり、誘起電圧Ｖｓの印加開始から休止時間ＱＴの終了までを１サイクルとし、この１サイクルを繰り返し行うことで、加工対象物Ｗに対して加工を施す。

ここで、図３に示すように、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃのうち、例えば、１つのスイッチング素子ＳＷＥ２ａと１つのスイッチング素子ＳＷＥ２ｃが故障（ショート）した場合は、加工用電源部２０からの加工電流は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｃを流れてしまうため、極間ＥＧに加工電流が流れず、加工を行うことができなくなる。また、スイッチング素子ＳＷＥ２が故障している場合は、極間ＥＧに供給する加工電流を制御することができないため、適切な加工を行うことができない。そこで、本実施の形態では、故障検出部３２によって故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを検出し、スイッチング素子切離部３４によって、検出された故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを加工回路Ｃ２から切り離すことで、このような問題を解決する。

しかしながら、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを加工回路Ｃ２から切り離しても、極間ＥＧに流れる加工電流の量は変わらない。そのため、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の切り離しによって、故障スイッチング素子ＳＷＥ２のグループに属する他の正常なスイッチング素子ＳＷＥ２（故障スイッチング素子ＳＷＥ２と並列に接続されている他の正常なスイッチング素子ＳＷＥ２）に流れる加工電流が多くなる。例えば、図３のように、故障スイッチング素子がＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｃの場合は、故障していない他の正常なスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｃに流れる加工電流が多くなる。これにより、正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障してしまう場合がある。また、同一のグループに属する複数のスイッチング素子ＳＷＥ２（互いに並列接続されている複数のスイッチング素子ＳＷＥ２）のうち、故障スイッチング素子ＳＷＥの数が大きい程、該グループに属する他の正常なスイッチング素子ＳＷＥ２に流れる電流が多くなる。そこで、本実施の形態では、このような問題を解決するために、加工条件変更部３６によって加工条件を変更している。

加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａの数、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ｂの数、および、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ｃの数のうち、最も大きい数（以下、単に故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数という場合がある。）に応じて加工条件を変更する。一番故障が多いグループの故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に合すことで、全ての正常なスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃを保護することができる。例えば、図３に示す場合は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ａの数が１、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ｂの数が０、故障スイッチング素子ＳＷＥ２ｃの数が１、となっているので、最も大きい数は１となり、この数（１）に応じて加工条件を変更することになる。

加工条件変更部３６は、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃに流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値が所定値を超えないように、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて加工条件を変更する。この所定値は、全ての複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃが故障していないときに、全ての複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの各々に流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値に基づいて決定される。また、所定期間ＰＴは、少なくとも１サイクル以上の期間を含む期間（例えば、１０サイクルの期間）である。加工条件変更部３６は、故障前と故障後とで、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃに流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値が変わらないように加工条件を変更することが好ましい。

加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて休止時間ＱＴを変更してもよい。加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きい程、休止時間ＱＴを長くしてもよい。休止時間ＱＴが長くなることで、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃに流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値が低くなるからである。加工制御部３０は、加工条件変更部３６が変更した休止時間ＱＴに基づいて、スイッチング素子ＳＷＥ１をオンにするタイミングを決定する。

また、加工用電源部２０の電圧（加工電圧）Ｖｍを可変とし、加工用電源部２０の電圧Ｖｍを加工条件に含めてもよい。この場合は、加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて、加工用電源部２０の電圧Ｖｍを変更してもよい。加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きい程、加工用電源部２０の電圧Ｖｍを小さくしてもよい。加工用電源部２０の電圧Ｖｍが下がることで、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃに流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値が低くなるからである。加工制御部３０は、加工条件変更部３６が変更した電圧Ｖｍを加工用電源部２０が出力するように、加工用電源部２０を制御する。

本実施の形態では、加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて、休止条件と電圧Ｖｍとを変更する。加工条件変更部３６は、予め決められた休止時間ＱＴ（以下、ＱＴｄ）に補正係数ｋ１を乗算することで、休止時間ＱＴを変更する。休止時間ＱＴは、ＱＴ＝ＱＴｄ×ｋ１、の関係式（数式１）で表され、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が０の場合は、補正係数ｋ１は１となる。また、加工条件変更部３６は、予め決められた電圧Ｖｍ（以下、Ｖｍｄ）に補正係数ｋ２を乗算することで電圧Ｖｍを変更する。電圧Ｖｍは、Ｖｍ＝Ｖｍｄ×ｋ２、の関係式（数式２）で表され、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が０の場合は、補正係数ｋ２は１となる。

加工条件変更部３６は、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じた補正係数ｋ１、ｋ２を記憶したテーブル３６ａ（図４参照）を有し、該テーブル３６ａを用いて休止時間ＱＴおよび電圧Ｖｍを変更する。図４に示す例では、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が１に場合は、補正係数ｋ１が「１．１」、補正係数ｋ２が「０．９」となり、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が２に場合は、補正係数ｋ１が「１．２」、補正係数ｋ２が「０．８」となる。このように、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きくなる程、補正係数ｋ１の値が大きくなり、補正係数ｋ２の値が小さくなる。したがって、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きくなる程、休止時間ＱＴは長くなり、電圧Ｖｍは小さくなる。なお、故障スイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて、休止時間ＱＴおよび電圧Ｖｍを変更するようにしたが、休止時間ＱＴおよび電圧Ｖｍの一方を変更してもよい。

ここで、複数のスイッチＳＷ（ＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃ）のオン／オフ状態を切り換えることで、加工回路Ｃ２の回路状態を切り換えることができる。故障検出部３２は、複数のスイッチＳＷ（ＳＷａ、ＳＷｂ、ＳＷｃ）をオン／オフすることによって加工回路Ｃ２の回路状態を切り換えたときに電圧検出部１４が検出した極間電圧Ｖｇに基づいて、故障スイッチング素子ＳＷＥ２を検出する。故障検出部３２は、各回路状態における電圧検出部１４が検出した極間電圧Ｖｇに基づいて故障スイッチング素子ＳＷＥ２を検出する。

回路状態が正常の場合（その回路状態を構成するスイッチング素子ＳＷＥ２が故障していない場合）は、極間電圧Ｖｇは所定の正常範囲内となるが、その回路状態が異常の場合（その回路状態を構成するスイッチング素子ＳＷＥ２が故障している場合）は、極間電圧Ｖｇが所定の正常範囲外となる。したがって、極間電圧Ｖｇをみることでその回路状態が正常であるか否かを判断することができる。また、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２（ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃ）の箇所によって、各回路状態の正常・異常のパターンが異なる。したがって、故障検出部３２は、各回路状態の正常・異常に応じて、故障スイッチング素子を特定することができる。

なお、故障検出部３２は、先行技術文献として挙げた特許文献１（特開平１１−２１６６２０号公報）に開示されているように、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの作動状態（導通しているか否か）を検出する検出回路を設け、検出回路が検出した検出信号に基づいて、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃの故障を検出してもよい。また、それ以外の方法で、故障スイッチング素子ＳＷＥ２を検出してもよい。

上記実施の形態では、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｂ、および、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを設けるようにしたが、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを設けなくてもよい。また、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃに関しては１つだけ設けてもよい。さらに、スイッチング素子ＳＷＥ２ａおよびスイッチング素子ＳＷＥ２ｂのうち一方のみを設けてもよい。また、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂを１つだけ設けてもよい。なお、スイッチング素子ＳＷＥ２ａとスイッチング素子ＳＷＥ２ｂとの両方を設ける場合は、その数が同じであることが好ましい。

例えば、スイッチング素子ＳＷＥ２ｂを設けずに、スイッチング素子ＳＷＥ２ａを複数設け、これらのスイッチング素子ＳＷＥ２ａを互いに並列に接続するとともに、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃの数を１つにしてもよい。この場合は、スイッチング素子ＳＷＥ２ｂ、ＳＷＥ２ｃに直列に接続されるスイッチＳＷｂ、ＳＷｃを設けなくてもよい。

以上のように、上記実施の形態で説明したワイヤ放電加工機１２は、ワイヤ電極１０と加工対象物Ｗとの間で形成される極間ＥＧに、加工用電源部２０を用いて、加工条件にしたがった加工電流を供給することで、加工対象物Ｗに対して放電加工を行う。このワイヤ放電加工機１２は、極間ＥＧに加工電流を供給して放電加工を行うために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子ＳＷＥ２と、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２の各々を切り離すために、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２と直列に接続された複数のスイッチＳＷと、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２の少なくとも１つが故障した場合には、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２をスイッチＳＷで切り離すとともに、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて加工条件を変更する制御装置１６と、を備える。

これにより、スイッチング素子ＳＷＥ２が故障した場合であっても、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２を切り離すので、継続して加工を行うことができる。また、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて加工条件を変更するので、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。したがって、継続して加工を行うことができる。

複数のスイッチング素子ＳＷＥ２は、加工用電源部２０からの加工電流を極間ＥＧに供給するために、極間ＥＧと加工用電源部２０との間で極間ＥＧおよび加工用電源部２０と直列に接続され、且つ、互いに並列に接続された複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）を含む。複数のスイッチＳＷは、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の各々を切り離すために、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）と直列に接続された複数のスイッチＳＷａ（またはＳＷｂ）を含む。制御装置１６は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の少なくとも１つが故障した場合には、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）をスイッチＳＷａ（またはＳＷｂ）で切り離すとともに、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の数に応じて加工条件を変更する。

これにより、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）が故障した場合であっても、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）を切り離すので、継続して加工を行うことができる。また、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の数に応じて加工条件を変更するので、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。したがって、継続して加工を行うことができる。

複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂおよび複数のスイッチＳＷａ、ＳＷｂは、加工用電源部２０と加工対象物Ｗとの間および加工用電源部２０とワイヤ電極１０との間にそれぞれ設けられている。制御装置１６は、加工用電源部２０と加工対象物Ｗとの間に設けられ且つ故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａの数と、加工用電源部２０とワイヤ電極１０との間に設けられ且つ故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ｂの数のうち、大きい方の数に応じて加工条件を変更する。

これにより、スイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂが故障した場合であっても、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ、ＳＷＥ２ｂを切り離すので、継続して加工を行うことができる。また、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａの数と故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ｂの数のうち、大きい方の数に応じて加工条件を変更するので、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができ、継続して加工を行うことできる。

複数のスイッチング素子ＳＷＥ２は、加工用電源部２０による極間ＥＧへの加工電流の供給後に、極間ＥＧに流れる加工電流を還流させるために、極間ＥＧと並列に接続された複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを含む。複数のスイッチＳＷは、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃの各々を切り離すために、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃに直列に接続された複数のスイッチＳＷｃを含む。制御装置１６は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２ｃの少なくとも１つが故障した場合には、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ｃをスイッチＳＷｃで切り離すとともに、極間ＥＧおよび加工用電源部２０と直列接続され且つ故障した前記スイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の数と、極間ＥＧと並列に接続され且つ故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ｃの数とのうち大きい方の数に応じて加工条件を変更する。

これにより、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃが故障した場合であっても、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ｃを切り離すので、継続して加工を行うことができる。また、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２ａ（またはＳＷＥ２ｂ）の数と、スイッチング素子ＳＷＥ２ｃの数のうち、大きい方の数に応じて加工条件を変更するので、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができ、継続して加工を行うことができる。

制御装置１６は、故障していないスイッチング素子ＳＷＥ２に流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値が所定値を超えないように、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数に応じて加工条件を変更する。これにより、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２を切り離した場合であっても、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。

所定値は、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２が故障していないときに、複数のスイッチング素子ＳＷＥ２の各々に流れる所定期間ＰＴ当りの電流の平均値に基づいて決定される。これにより、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２を切り離した場合であっても、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。

極間ＥＧには、加工電流が供給される前に、放電を誘起させるための誘起電圧Ｖｓが印加される。加工条件は、極間ＥＧへの加工電流の供給が終了してから再び誘起電圧Ｖｓが印加されるまでの休止時間ＱＴを含む。制御装置１６は、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きい程、休止時間ＱＴを長くする。これにより、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２を切り離した場合であっても、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。

加工条件は、加工用電源部２０の電圧を含む。制御装置１６は、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２の数が大きい程、加工用電源部２０の電圧を小さくする。これにより、故障したスイッチング素子ＳＷＥ２を切り離した場合であっても、故障していない正常なスイッチング素子ＳＷＥ２が故障することを防止することができる。

制御装置１６は、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２を検出する故障検出部３２を備える。これにより、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２を検出することができる。

ワイヤ放電加工機１２は、極間ＥＧの電圧を検出する電圧検出部１４を備える。複数のスイッチＳＷのオン／オフの状態によって、加工用電源部２０と極間ＥＧとを接続する回路状態が切り換わる。故障検出部３２は、複数のスイッチＳＷをオン／オフすることによって回路状態を切り換え、切り換えた各回路状態において電圧検出部１４が検出した極間ＥＧの電圧に基づいて、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２を検出する。これにより、故障しているスイッチング素子ＳＷＥ２を精度よく検出することができる。

１０…ワイヤ電極 １２…ワイヤ放電加工機
１４…電圧検出部 １６…制御装置
１８…放電誘起用電源部（電源部） ２０…加工用電源部（電源部）
３０…加工制御部 ３２…故障検出部
３４…スイッチング素子切離部 ３６…加工条件変更部
Ｃ１…放電誘起回路 Ｃ２…加工回路
ＥＧ…極間 ＳＷ、ＳＷａ〜ＳＷｃ…スイッチ
ＳＷＥ１、ＳＷＥ２、ＳＷＥ２ａ〜ＳＷＥ２ｃ…スイッチング素子
Ｖｇ…極間電圧（電圧） Ｖｍ…加工電圧（電圧）
Ｖｓ…誘起電圧（電圧） Ｗ…加工対象物

Claims (13)

1. ワイヤ電極と加工対象物との間で形成される極間に、加工用電源部を用いて、加工条件にしたがった加工電流を供給することで、前記加工対象物に対して放電加工を行うワイヤ放電加工機であって、
   前記極間に前記加工電流を供給して放電加工を行うために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子と、
   前記複数のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数のスイッチング素子と直列に接続された複数のスイッチと、
   前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記スイッチング素子を前記スイッチで切り離すとともに、故障した前記スイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する制御装置と、
   を備える、ワイヤ放電加工機。
2. 請求項１に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記複数のスイッチング素子は、前記加工用電源部からの前記加工電流を前記極間に供給するために、前記極間と前記加工用電源部との間で前記極間および前記加工用電源部と直列に接続され、且つ、互いに並列に接続された複数の第１のスイッチング素子を含み、
   前記複数のスイッチは、前記複数の第１のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数の第１のスイッチング素子と直列に接続された複数の第１のスイッチを含み、
   前記制御装置は、前記複数の第１のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記第１のスイッチング素子を前記第１のスイッチで切り離すとともに、故障した前記第１のスイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する、ワイヤ放電加工機。
3. 請求項２に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記複数の第１のスイッチング素子および前記複数の第１のスイッチは、前記加工用電源部と前記加工対象物との間および前記加工用電源部と前記ワイヤ電極との間にそれぞれ設けられ、
   前記制御装置は、前記加工用電源部と前記加工対象物との間に設けられ且つ故障した前記第１のスイッチング素子の数と、前記加工用電源部と前記ワイヤ電極との間に設けられ且つ故障した前記第１のスイッチング素子の数のうち、大きい方の数に応じて前記加工条件を変更する、ワイヤ放電加工機。
4. 請求項２または３に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記複数のスイッチング素子は、前記加工用電源部による前記極間への前記加工電流の供給後に、前記極間に流れる前記加工電流を還流させるために、前記極間と並列に接続された複数の第２のスイッチング素子を含み、
   前記複数のスイッチは、前記複数の第２のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数の第２のスイッチング素子と直列に接続された複数の第２のスイッチを含み、
   前記制御装置は、前記複数の第２のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記第２のスイッチング素子を前記第２のスイッチで切り離すとともに、前記極間および前記加工用電源部と直列接続され且つ故障した前記第１のスイッチング素子の数と、前記極間と並列に接続され且つ故障した前記第２のスイッチング素子の数とのうち大きい方の数に応じて前記加工条件を変更する、ワイヤ放電加工機。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記制御装置は、故障していない前記スイッチング素子に流れる所定期間当りの電流の平均値が所定値を超えないように、故障した前記スイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する、ワイヤ放電加工機。
6. 請求項５に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記所定値は、前記複数のスイッチング素子が故障していないときに、前記複数のスイッチング素子の各々に流れる所定期間当りの電流の平均値に基づいて決定される、ワイヤ放電加工機。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記極間には、前記加工電流が供給される前に、放電を誘起させるための誘起電圧が印加され、
   前記加工条件は、前記極間への前記加工電流の供給が終了してから再び前記誘起電圧が印加されるまでの休止時間を含み、
   前記制御装置は、故障した前記スイッチング素子の数が大きい程、前記休止時間を長くする、ワイヤ放電加工機。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記加工条件は、前記加工用電源部の電圧を含み、
   前記制御装置は、故障した前記スイッチング素子の数が大きい程、前記加工用電源部の電圧を小さくする、ワイヤ放電加工機。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のワイヤ放電加工機であって、
   前記制御装置は、故障している前記スイッチング素子を検出する故障検出部を備える、ワイヤ放電加工機。
10. 請求項９に記載のワイヤ放電加工機であって、
    前記極間の電圧を検出する電圧検出部を備え、
    複数の前記スイッチのオン／オフの状態によって、前記加工用電源部と前記極間とを接続する回路状態が切り換わり、
    前記故障検出部は、複数の前記スイッチをオン／オフすることによって前記回路状態を切り換え、切り換えた各回路状態において前記電圧検出部が検出した前記極間の電圧に基づいて、故障している前記スイッチング素子を検出する、ワイヤ放電加工機。
11. ワイヤ電極と加工対象物との間で形成される極間に、加工用電源部を用いて、加工条件にしたがった加工電流を供給することで、前記加工対象物に対して放電加工を行うワイヤ放電加工機の加工方法であって、
    前記ワイヤ放電加工機は、
    前記極間に前記加工電流を供給するために設けられ、互いに並列接続された複数のスイッチング素子と、
    前記複数のスイッチング素子の各々を切り離すために、前記複数のスイッチング素子と直列に接続された複数のスイッチと、
    を備え、
    前記複数のスイッチング素子の少なくとも１つが故障した場合には、故障した前記スイッチング素子を前記スイッチで切り離すとともに、故障した前記スイッチング素子の数に応じて前記加工条件を変更する制御ステップを含む、加工方法。
12. 請求項１１に記載の加工方法であって、
    前記極間には、前記加工電流が供給される前に、放電を誘起させるための誘起電圧が印加され、
    前記加工条件は、前記極間への前記加工電流の供給が終了してから再び前記誘起電圧が印加されるまでの休止時間を含み、
    前記制御ステップは、故障した前記スイッチング素子の数が大きい程、前記休止時間を長くする、加工方法。
13. 請求項１１または１２に記載の加工方法であって、
    前記加工条件は、前記加工用電源部の電圧を含み、
    前記制御ステップは、故障した前記スイッチング素子の数が大きい程、前記加工用電源部の電圧を小さくする、加工方法。

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