JP2714789B2 - Electric discharge machine - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は常に最適な加工ゲインを保持できる適応制御
機構を有する放電加工装置に関する。
［従来の技術］
第４図は電気加工学会関西支部編『放電加工の理論と
技術』に示されている従来の放電加工装置のブロック図
である。第４図において、（１）は加工電極、（２）は
被加工物、（３）は加工槽、（４）は加工液、（５）は
主軸、（６）は駆動電動機、（７）は速度検出器又は位
置検出器、（11）は加工電源、（12）は極間状態検出
器、（13）は指令値設定器、（14）は加工制御器、（1
5）は電極制御器、（31）は誤差信号である。
次に、従来の放電加工装置の動作について説明する。
まず、電極（１）と被加工物（２）との間（以下、極間
という）の放電を適切に行なうために、極間間隔を放電
に最適な間隔、例えば数μｍ〜数十μｍにし、加工電源
（11）から極間に第５図に示すようなパルス状の電圧を
印加する。放電加工の進行に伴ない加工面の位置が変化
するとともに、極間にスラッジ等の浮遊物が生じるの
で、放電に最適な間隔が変化する。極間状態検出器（1
2）は極間間隔の変化に対応して変化する電圧を印加し
てから放電を開始するまでの無負荷電圧時間（41）を検
出する。次いで、加工制御器（14）は検出した無負荷電
圧時間（41）と指令値設定器（13）が出力する適切な時
間との差に対応する誤差信号（31）に所定の加工ゲイン
Ｋを乗じて、電極制御器（15）に指令値として出力す
る。電極制御器（15）は指令値に基づいて電極の位置又
は速度が指令値と一致するように駆動電動機（６）を制
御する。
［発明が解決しようとする問題点］
ところで、従来の放電加工装置は以上のように構成さ
れているので、最適な加工状態を保つために、作業者が
極間状態を監視しながら加工ゲインを調整しなければな
らず、手間がかかるという問題があった。
又、予め加工の進行に応じた加工ゲインをプログラム
しておけば作業者の手間が省けるが、予測できない加工
条件の変動に対して柔軟に対応できないという問題があ
った。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、加工の進行、加工液の汚濁等の加工条件の変動に対
して、最適な加工ゲインを実現できる放電加工装置を提
供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係る放電加工装置は、所定間隔を隔てて対向
配置された加工電極と被加工物との間にパルス電圧を印
加する加工電源と、前記パルス電圧の印加による無負荷
時間を検出する極間状態検出器と、予め設定された無負
荷時間と前記極間状態検出器により検出された無負荷時
間との差に対応する信号に加工ゲインを乗じて指令値と
して出力する加工制御手段と、該加工制御手段の指令値
に基づいて前記加工電極と被加工物との加工方向の間隔
を制御する加工電極制御手段と、該加工電極制御手段の
制御状態、即ち加工電極の位置又は速度を検出する検出
手段と、前記制御状態を示す信号から振動成分を抽出し
て出力する振動状態検出器と、該振動状態検出器の出力
に基づいて前記加工ゲインを変化させる加工ゲイン設定
手段とを備えたものである。
［作 用］
上記構成の放電加工装置は、加工電源が加工電極と被
加工物との間にパルス電圧を印加して、被加工物を放電
加工する。このとき、極間状態検出器が無負荷時間を検
出し、加工制御手段は、予め設定された無負荷時間と極
間状態検出器にて検出された無負荷時間との誤差に対応
する信号に加工ゲインを乗じて指令値とし、加工電極制
御手段に出力する。加工電極制御手段はその指令値に基
づいて加工電極と被加工物との加工方向の間隔を制御す
る。一方、検出手段は加工電極制御手段の制御状態、例
えば加工電極の加工方向の位置、速度等を検出し、振動
状態検出器は前記制御状態を示す信号から振動成分を抽
出して加工ゲイン設定手段に出力する。加工ゲイン設定
手段は、振動状態検出器の出力に基づいて前記加工ゲイ
ンを変化させる。
［実施例］
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。
第１図は本発明に係る放電加工装置のブロック図、第
２図は電極振動状態検出器の回路図である。なお、第４
図と同様の機能を果たす部分については同一の符号を付
し、その説明は省略する。
図において、（21）は電極振動状態検出器で、第２図
に示すように絶対値検出回路及び適当な時定数を持った
フィルターにより構成され、例えば加工電極（１）の加
工方向の微小な前後進の振動の振幅を位置又は速度検出
器（７）から検出する。（22）は電極振動状態検出器
（21）によって検出された振幅に基づいて加工制御器
（14）の加工ゲインを変化させる加工ゲイン設定器（2
2）である。なお、位置又は速度検出器（７）は、加工
電極制御手段の制御状態を検出する検出手段に相当す
る。
次に、本発明に係る放電加工装置の動作について説明
する。まず、極間間隔を最適な間隔にし、加工電源（1
1）から極間にパルス状の電圧を印加する。放電加工の
進行に伴ない加工面の位置が変化する。極間状態検出器
（12）は極間間隔の変化に対応して変化する電圧を印加
してから放電を開始するまでの無負荷電圧時間（41）を
検出する。次いで、加工制御器（14）は、検出された無
負荷電圧時間（41）と指令値設定器（13）が出力する適
切な時間との差に対応する誤差信号（31）に所定の加工
ゲインＫを乗じて、電極制御器（15）に指令値として出
力する。電極制御器（15）は指令値に基づいて加工電極
（１）の位置又は速度が指令値と一致するように駆動電
動機（６）を制御する。一方、電極振動状態検出器（2
1）は加工電極（１）の加工方向の振動の振幅を検出す
る。第３図はある加工条件における加工ゲインと加工電
極の振動の振幅との関係を示した図である。第３図から
加工ゲインが増加すると、加工電極（１）の振動の振幅
が単調増加することがわかる。第３図における加工条件
においては、加工の深さ、加工液の汚濁にかかわらず、
（51）の範囲が適正な振幅である。
次いで、加工ゲイン設定器（22）は電極振動状態検出
器（21）が検出した振幅が適切な値よりも大きいとき
は、加工ゲイン設定値を減少させ、小さいときは加工ゲ
イン設定値を増加させる。この結果、加工条件の変更及
び変動に対して常に最適な加工ゲインにより加工を行な
うことができるようになる。このように、従来は作業者
が主として加工電極（１）の振動の振幅を観測すること
により加工ゲインの調整を行なっていた操作と同様の操
作を行なうことができる。
なお、本実施例では電極振動状態検出器（21）は加工
電極（１）の加工方向の微小な前後進の振動の振幅を検
出するようにしたが、位置検出器（７）の位置信号から
加工電極（１）の加工方向の位置の分散値を検出するよ
うにしてもよい。
また、加工電極（１）の加工方向に対する位置変動と
加工方向に対する速度変動とは同様な傾向を示すことか
ら、速度検出器（７）を用いてその速度信号から加工電
極（１）の加工方向の速度の分散値を検出するようにし
ても、同様の効果が期待できる。なお、分散値σは、
である。ここで、ｎはサンプル数、ｘは位置又は速度、
x avは位置又は速度ｘの平均値である。
又、加工ゲイン設定器（22）に予め複数の加工ゲイン
を記憶させておき、電極振動状態検出器（21）の出力に
基づいてその加工ゲイン設定器（22）が最適の加工ゲイ
ンを前記複数の加工ゲインから選択して、加工制御器
（14）の加工ゲインとするようにしてもよい。
［発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、検出手段が加工
電極制御手段の制御状態を検出し、振動状態検出器がそ
の制御状態を示す信号から振動成分を抽出して出力し、
加工ゲイン設定手段が振動状態検出器の出力に基づいて
加工制御手段の加工ゲインを変化させるようにしたの
で、加工条件の変更及び変動に対して、常に最適な加工
ゲインにより加工を行なえる放電加工装置が得られる。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric discharge machine having an adaptive control mechanism that can always maintain an optimum machining gain. [Prior Art] FIG. 4 is a block diagram of a conventional electric discharge machine shown in "Electric Discharge Mathematics Theory and Technology", edited by the Kansai Chapter of the EDM. In FIG. 4, (1) is a machining electrode, (2) is a workpiece, (3) is a machining tank, (4) is a machining fluid, (5) is a spindle, (6) is a drive motor, and (7). Is a speed detector or position detector, (11) is a machining power supply, (12) is a gap state detector, (13) is a command value setter, (14) is a machining controller, (1)
5) is an electrode controller, and (31) is an error signal. Next, the operation of the conventional electric discharge machine will be described.
First, in order to appropriately perform a discharge between the electrode (1) and the workpiece (2) (hereinafter, referred to as a gap), the gap between the electrodes is set to an optimal gap for the discharge, for example, several μm to several tens μm. Then, a pulse-like voltage as shown in FIG. 5 is applied between the machining power source (11). As the position of the machining surface changes as the electric discharge machining progresses, floating substances such as sludge are generated between the poles, so that the optimum interval for electric discharge changes. The gap state detector (1
2) Detects a no-load voltage time (41) from when a voltage that changes in accordance with a change in the gap between electrodes is applied until discharge starts. Next, the processing controller (14) applies a predetermined processing gain K to an error signal (31) corresponding to a difference between the detected no-load voltage time (41) and an appropriate time output from the command value setting device (13). Multiply and output as a command value to the electrode controller (15). The electrode controller (15) controls the drive motor (6) based on the command value such that the position or speed of the electrode matches the command value. [Problems to be Solved by the Invention] By the way, since the conventional electric discharge machine is configured as described above, in order to keep the optimum machining state, the operator monitors the gap state while monitoring the gap state. There was a problem that it had to be adjusted and it was troublesome. Further, if the machining gain is programmed in advance according to the progress of machining, the labor of the operator can be saved, but there is a problem that it is not possible to flexibly cope with unpredictable fluctuations in the machining conditions. The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electric discharge machining apparatus capable of realizing an optimal machining gain with respect to fluctuations in machining conditions such as progress of machining and contamination of a machining fluid. And [Means for Solving the Problems] An electric discharge machining apparatus according to the present invention comprises: a machining power supply for applying a pulse voltage between a machining electrode and a workpiece to be disposed facing each other at a predetermined interval; A gap state detector that detects a no-load time due to the application of a signal, and a processing gain multiplied by a signal corresponding to a difference between a preset no-load time and a no-load time detected by the gap state detector. Machining control means for outputting as a command value, machining electrode control means for controlling an interval in the machining direction between the machining electrode and the workpiece based on the command value of the machining control means, and a control state of the machining electrode control means That is, detecting means for detecting the position or speed of the processing electrode, a vibration state detector that extracts and outputs a vibration component from the signal indicating the control state, and the processing gain based on the output of the vibration state detector. Change And a gain setting means. [Operation] In the electric discharge machining apparatus having the above configuration, the machining power supply applies a pulse voltage between the machining electrode and the workpiece to perform electrical discharge machining on the workpiece. At this time, the gap state detector detects the no-load time, and the processing control unit outputs a signal corresponding to an error between the preset no-load time and the no-load time detected by the gap state detector. The command value is multiplied by the machining gain and output to the machining electrode control means. The machining electrode control means controls the distance between the machining electrode and the workpiece in the machining direction based on the command value. On the other hand, the detecting means detects a control state of the processing electrode control means, for example, a position, a speed, and the like of the processing electrode in the processing direction, and the vibration state detector extracts a vibration component from a signal indicating the control state, and performs processing gain setting means. Output to The processing gain setting means changes the processing gain based on the output of the vibration state detector. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of an electric discharge machine according to the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of an electrode vibration state detector. The fourth
Portions performing the same functions as those in the drawings are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral (21) denotes an electrode vibration state detector, which comprises an absolute value detection circuit and a filter having an appropriate time constant as shown in FIG. The amplitude of the forward-backward vibration is detected from the position or speed detector (7). (22) is a machining gain setter (2) that changes the machining gain of the machining controller (14) based on the amplitude detected by the electrode vibration state detector (21).
2). The position or speed detector (7) corresponds to a detecting means for detecting the control state of the machining electrode control means. Next, the operation of the electric discharge machine according to the present invention will be described. First, set the gap between the electrodes to the optimum interval, and set the machining power supply (1
Apply a pulse voltage between the poles from 1). The position of the machining surface changes as the electric discharge machining progresses. The gap state detector (12) detects a no-load voltage time (41) from when a voltage that changes in accordance with a change in the gap distance is applied to when discharge starts. Next, the processing controller (14) applies a predetermined processing gain to the error signal (31) corresponding to the difference between the detected no-load voltage time (41) and the appropriate time output from the command value setting device (13). K is multiplied and output as a command value to the electrode controller (15). The electrode controller (15) controls the drive motor (6) based on the command value such that the position or speed of the processing electrode (1) matches the command value. On the other hand, the electrode vibration state detector (2
1) Detects the amplitude of the machining electrode (1) in the machining direction. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the processing gain and the amplitude of the vibration of the processing electrode under certain processing conditions. FIG. 3 shows that as the processing gain increases, the amplitude of the vibration of the processing electrode (1) monotonically increases. Under the processing conditions in FIG. 3, regardless of the processing depth and the contamination of the processing fluid,
The range of (51) is an appropriate amplitude. Next, the processing gain setting device (22) decreases the processing gain setting value when the amplitude detected by the electrode vibration state detector (21) is larger than an appropriate value, and increases the processing gain setting value when the amplitude is smaller. . As a result, it is possible to always perform the processing with the optimum processing gain with respect to the change and the change of the processing condition. As described above, the operator can perform the same operation as the operation in which the processing gain is adjusted mainly by observing the amplitude of the vibration of the processing electrode (1). In the present embodiment, the electrode vibration state detector (21) detects the amplitude of minute forward and backward vibrations in the processing direction of the processing electrode (1). The variance of the position of the processing electrode (1) in the processing direction may be detected. Further, since the position fluctuation of the processing electrode (1) in the processing direction and the speed fluctuation in the processing direction show the same tendency, the processing direction of the processing electrode (1) is obtained from the speed signal using the speed detector (7). A similar effect can be expected even if the variance value of the speed is detected. Note that the variance σ is It is. Where n is the number of samples, x is position or velocity,
xav is the average value of the position or velocity x. Further, a plurality of machining gains are stored in advance in the machining gain setter (22), and based on the output of the electrode vibration state detector (21), the machining gain setter (22) determines the optimum machining gain. May be selected as the processing gain of the processing controller (14). [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the detecting means detects the control state of the machining electrode control means, and the vibration state detector extracts and outputs a vibration component from a signal indicating the control state. ,
Since the machining gain setting means changes the machining gain of the machining control means based on the output of the vibration state detector, electric discharge machining which can always perform machining with an optimal machining gain with respect to changes and fluctuations of machining conditions. A device is obtained.
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る放電加工装置のブロック図、第２
図は振動状態検出器の回路図、第３図は加工ゲインと加
工電極の振動の振幅との関係を示す説明図、第４図は従
来の放電加工装置のブロック図、第５図は極間に印加さ
れる電圧波形図である。
各図中、１は加工電極、２は被加工物、３は加工槽、４
は加工液、５は主軸、６は駆動電動機、７は速度又は位
置検出器、11は加工電源、12は極間状態検出器、13は指
令値検出器、14は加工制御器、15は電極制御器、21は電
極振動状態検出器、22は加工ゲイン設定器である。
なお、各図中同一符号は同一又は相当部分を示すもので
ある。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram of an electric discharge machine according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram of a vibration state detector, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a machining gain and a vibration amplitude of a machining electrode, FIG. 4 is a block diagram of a conventional electric discharge machine, and FIG. FIG. 3 is a diagram of voltage waveforms applied to the. In each figure, 1 is a processing electrode, 2 is a workpiece, 3 is a processing tank, 4
Is a machining fluid, 5 is a spindle, 6 is a drive motor, 7 is a speed or position detector, 11 is a machining power supply, 12 is a gap state detector, 13 is a command value detector, 14 is a machining controller, and 15 is an electrode. A controller, 21 is an electrode vibration state detector, and 22 is a processing gain setting device. Note that the same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−279426（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−121821（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−24924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−255312（ＪＰ，Ａ) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-61-279426 (JP, A) JP-A-61-121821 (JP, A) JP-A-59-24924 (JP, A) JP-A-60-255312 (JP, A)
Claims (1)
物との間にパルス電圧を印加する加工電源と、 前記パルス電圧の印加による無負荷時間を検出する極間
状態検出器と、 予め設定された無負荷時間と前記極間状態検出器により
検出された無負荷時間との差に対応する信号に加工ゲイ
ンを乗じて指令値として出力する加工制御手段と、 該加工制御手段の指令値に基づいて前記加工電極と被加
工物との加工方向の間隔を制御する加工電極制御手段
と、 該加工電極制御手段の制御状態、即ち加工電極の位置又
は速度を検出する検出手段と、 前記制御状態を示す信号から振動成分を抽出して出力す
る振動状態検出器と、 該振動状態検出器の出力に基づいて前記加工ゲインを変
化させる加工ゲイン設定手段と を備えたことを特徴とする放電加工装置。 ２．振動状態検出器は、前記制御状態を示す信号として
放電中の加工電極の加工方向の位置信号が供給され、該
位置信号の振幅を検出することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の放電加工装置。 ３．振動状態検出器は、前記制御状態を示す信号として
放電中の加工電極の加工方向の位置信号が供給され、該
位置信号から位置の分散値を検出することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の放電加工装置。 ４．振動状態検出器は、前記制御状態を示す信号として
放電中の加工電極の加工方向の速度信号が供給され、該
速度信号から速度の分散値を検出することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の放電加工装置。 ５．加工ゲイン設定手段は、予め複数の加工ゲインを記
憶しており、前記振動状態検出器の出力に基づいて最適
の加工ゲインを前記複数の加工ゲインから選択して、前
記加工制御手段の加工ゲインとすることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の放電加工装置。(57) [Claims] A processing power source for applying a pulse voltage between the processing electrode and the workpiece, which are arranged opposite to each other at a predetermined interval; a gap state detector for detecting a no-load time due to the application of the pulse voltage; Processing control means for multiplying a signal corresponding to the difference between the no-load time detected by the gap state detector and a no-load time detected by the gap state detector by a processing gain to output a command value, and based on the command value of the processing control means. Processing electrode control means for controlling the distance between the processing electrode and the workpiece in the processing direction, control state of the processing electrode control means, that is, detection means for detecting the position or speed of the processing electrode, and the control state An electric discharge machining apparatus, comprising: a vibration state detector that extracts a vibration component from a signal to be output and outputs the vibration component; and a machining gain setting unit that changes the machining gain based on an output of the vibration state detector. 2. 2. The vibration state detector according to claim 1, wherein a position signal in a machining direction of the machining electrode being discharged is supplied as a signal indicating the control state, and an amplitude of the position signal is detected. Electric discharge machine. 3. The vibration state detector is supplied with a position signal in the processing direction of the processing electrode being discharged as a signal indicating the control state, and detects a variance value of the position from the position signal. The electric discharge machining device according to the item. 4. The vibration state detector is supplied with a speed signal in the machining direction of the machining electrode being discharged as a signal indicating the control state, and detects a variance value of the speed from the speed signal. The electric discharge machining device according to the item. 5. The processing gain setting means stores a plurality of processing gains in advance, selects an optimum processing gain from the plurality of processing gains based on an output of the vibration state detector, and sets a processing gain of the processing control means. The electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein
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| JPS63312020A JPS63312020A (en) | 1988-12-20 |
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