JP2767882B2 - 放電加工機 - Google Patents
放電加工機Info
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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、放電電極と工作物との加工間隙に放電を発
生させ、前記工作物を加工するための放電加工機に関す
る。
生させ、前記工作物を加工するための放電加工機に関す
る。
ワイヤカット放電加工機は、黄銅製等の細いワイヤを
巻き取りながら、これを電極として所定輪郭形状の送り
を数値制御により行い、所定の加工間隙を隔てた工作物
に対し糸鋸式に前記輪郭をくり抜いて加工する放電加工
機である。
巻き取りながら、これを電極として所定輪郭形状の送り
を数値制御により行い、所定の加工間隙を隔てた工作物
に対し糸鋸式に前記輪郭をくり抜いて加工する放電加工
機である。
このワイヤカット放電加工機では、工作物の板厚変化
や加工形状の変化や外乱等の原因によって変化する加工
状態を検出し、放電加工中の送り速度を制御することが
行われている。かかる送り速度制御装置として、加工間
隙に放電用電圧を印加してから放電が開始するまでの無
負荷時間を検出し、その無負荷時間が予め設定した時間
に一致するようにして電極送りを制御するものがあっ
た。
や加工形状の変化や外乱等の原因によって変化する加工
状態を検出し、放電加工中の送り速度を制御することが
行われている。かかる送り速度制御装置として、加工間
隙に放電用電圧を印加してから放電が開始するまでの無
負荷時間を検出し、その無負荷時間が予め設定した時間
に一致するようにして電極送りを制御するものがあっ
た。
ところで、放電加工機では、工作物の板厚変化、加工
形状の変化や外乱等の原因によって変化する加工状態を
安定させ、加工間隙を一定に保つため、加工状態を検出
して放電加工中の送り速度を制御することが行われてい
る。
形状の変化や外乱等の原因によって変化する加工状態を
安定させ、加工間隙を一定に保つため、加工状態を検出
して放電加工中の送り速度を制御することが行われてい
る。
しかし、工作物によっては第７図に示すように、符号
X1方向に加工しているときに工作物101の中空部101aが
存在する場合がある。このような中空部101aがあると、
加工間隙に放電用電圧を印加してから放電が開始するま
での時間が長くなるので無負荷時間が大となり、現に検
出された大きな無負荷時間の合計値と、予め設定した基
準時間との差が非常に大きくなる。そのため制御部から
指令される送り速度は非常に大きく（速く）なる。一
方、前記中空部101aを通過後には再度工作物の端面101b
に対し放電加工を開始するのが一般的である。この場合
には当然送り速度は再度小さく（遅く）する必要があ
る。
X1方向に加工しているときに工作物101の中空部101aが
存在する場合がある。このような中空部101aがあると、
加工間隙に放電用電圧を印加してから放電が開始するま
での時間が長くなるので無負荷時間が大となり、現に検
出された大きな無負荷時間の合計値と、予め設定した基
準時間との差が非常に大きくなる。そのため制御部から
指令される送り速度は非常に大きく（速く）なる。一
方、前記中空部101aを通過後には再度工作物の端面101b
に対し放電加工を開始するのが一般的である。この場合
には当然送り速度は再度小さく（遅く）する必要があ
る。
ところが、ワイヤ電極と工作物に相対的な送りを与え
る駆動部系の動作遅れ等により、前述のように指令され
る送り速度が小になっても、現実には大きな送り速度の
ままとなっている。そのため、ワイヤ電極と工作物とが
衝突して「短絡状態」になるか、或いはワイヤ電極が
「断線」するという問題点があった。
る駆動部系の動作遅れ等により、前述のように指令され
る送り速度が小になっても、現実には大きな送り速度の
ままとなっている。そのため、ワイヤ電極と工作物とが
衝突して「短絡状態」になるか、或いはワイヤ電極が
「断線」するという問題点があった。
本発明は上述した問題点を解決するためになされたも
のであり、中空部分の加工の際に前記短絡状態や断線を
起こさせず、安定した加工を行うことのできる放電加工
機を提供することを目的とする。
のであり、中空部分の加工の際に前記短絡状態や断線を
起こさせず、安定した加工を行うことのできる放電加工
機を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の放電加工機は、放
電電極と略中央部に中空部を予め有する工作物とを相対
的に移動させると共に、これら放電電極と工作物との間
の加工間隙に電圧を印加して放電させ、その放電エネル
ギにより前記加工間隙の長さを一定に保つようにサーボ
送り制御を行いながら工作物を加工する放電加工機にお
いて、前記工作物の放電加工中に工作物の中空部を前記
加工間隙の長さの変化に基づいて検出するための検出手
段と、この検出手段により工作物の中空部が検出された
際に前記サーボ送り制御を停止し、予め設定されている
か若しくは前記サーボ送り制御を行っているときの送り
速度を用いて演算を行うことにより得られた一定の速度
で送りを制御する送り制御手段とを具備して構成し、更
に、放電電極と略中央部に中空部を予め有する工作物と
を相対的に移動させると共に、これら放電電極と工作物
との間の加工間隙に電圧を印加して放電させ、その放電
エネルギにより前記加工間隙の長さを一定に保つように
サーボ送り制御を行いながら工作物を加工する放電加工
機において、前記電圧の印加開始を検出する第１の検出
手段と、前記間隙における放電の開始を検出する第２の
検出手段と、前記第１の検出手段と第２の検出手段との
検出結果に基づいて電圧の印加開始から放電の開始まで
の無負荷時間を測定する測定手段と、この測定手段で測
定した測定値を予め定めたサンプリング周期毎に合計す
る無負荷時間合計手段と、この無負荷時間合計手段で合
計した合計値に対し予め基準値を設定しておき、前記合
計値とこの基準値を比較する比較手段と、前記比較手段
で比較した比較結果が基準値より小さいときは前記合計
値に基づいて前記サーボ送り制御を行うと共に、前記比
較結果が前記基準値より大きいときは、予め設定されて
いるか若しくは前記サーボ送り制御を行っているときの
送り速度を用いて演算することにより得られた一定の速
度で送り制御を行う送り制御手段にて構成した。
電電極と略中央部に中空部を予め有する工作物とを相対
的に移動させると共に、これら放電電極と工作物との間
の加工間隙に電圧を印加して放電させ、その放電エネル
ギにより前記加工間隙の長さを一定に保つようにサーボ
送り制御を行いながら工作物を加工する放電加工機にお
いて、前記工作物の放電加工中に工作物の中空部を前記
加工間隙の長さの変化に基づいて検出するための検出手
段と、この検出手段により工作物の中空部が検出された
際に前記サーボ送り制御を停止し、予め設定されている
か若しくは前記サーボ送り制御を行っているときの送り
速度を用いて演算を行うことにより得られた一定の速度
で送りを制御する送り制御手段とを具備して構成し、更
に、放電電極と略中央部に中空部を予め有する工作物と
を相対的に移動させると共に、これら放電電極と工作物
との間の加工間隙に電圧を印加して放電させ、その放電
エネルギにより前記加工間隙の長さを一定に保つように
サーボ送り制御を行いながら工作物を加工する放電加工
機において、前記電圧の印加開始を検出する第１の検出
手段と、前記間隙における放電の開始を検出する第２の
検出手段と、前記第１の検出手段と第２の検出手段との
検出結果に基づいて電圧の印加開始から放電の開始まで
の無負荷時間を測定する測定手段と、この測定手段で測
定した測定値を予め定めたサンプリング周期毎に合計す
る無負荷時間合計手段と、この無負荷時間合計手段で合
計した合計値に対し予め基準値を設定しておき、前記合
計値とこの基準値を比較する比較手段と、前記比較手段
で比較した比較結果が基準値より小さいときは前記合計
値に基づいて前記サーボ送り制御を行うと共に、前記比
較結果が前記基準値より大きいときは、予め設定されて
いるか若しくは前記サーボ送り制御を行っているときの
送り速度を用いて演算することにより得られた一定の速
度で送り制御を行う送り制御手段にて構成した。
検出手段により工作物の中空部が検出される。この中
空部が検出されたならサーボ送り制御が停止され、予め
設定されているか若しくは前記サーボ送り制御を行って
いるときの送り速度を用いて演算することにより得られ
た一定の速度で送りを制御する。
空部が検出されたならサーボ送り制御が停止され、予め
設定されているか若しくは前記サーボ送り制御を行って
いるときの送り速度を用いて演算することにより得られ
た一定の速度で送りを制御する。
従って、放電電極と工作物の状態に応じて短絡状態や
断線を起すことなく安定した加工を行うことができる。
断線を起すことなく安定した加工を行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明
する。第１図は本発明の構成図であり、第２図はこの実
施例のブロック図である。
する。第１図は本発明の構成図であり、第２図はこの実
施例のブロック図である。
第１図および第２図に示すように、工作物１は送りモ
ータ11,12によって水平面内で移動可能になっている。
ワイヤ電極２はワイヤガイド13,14によってほぼ垂直に
張設され、工作物１と加工間隙Ｇを介して対向する。工
作物１には加工電源15の正極が直接接続され、更に接地
されている。ワイヤ電極２には加工電源15の負極がスイ
ッチング素子（トランジスタ）16を介し、給電子17を経
由して接続されている。スイッチング素子16と給電子17
とを結ぶ電線18には、放電用電圧の印加開始および放電
の開始を検出する放電検出回路（第1,第２の検出手段）
20が接続され、その出力信号は制御装置21の無負荷時間
計数回路（測定手段，無負荷時間合計手段）22に入力さ
れる。制御装置21は、CPU（比較手段，送り制御手段）2
3,メモリ24,キーボード25等を備えている。前記送りモ
ータ11,12はモータ駆動回路26を介して、またスイッチ
ング素子16は図示しない駆動回路を介してそれぞれCPU2
3により制御される。
ータ11,12によって水平面内で移動可能になっている。
ワイヤ電極２はワイヤガイド13,14によってほぼ垂直に
張設され、工作物１と加工間隙Ｇを介して対向する。工
作物１には加工電源15の正極が直接接続され、更に接地
されている。ワイヤ電極２には加工電源15の負極がスイ
ッチング素子（トランジスタ）16を介し、給電子17を経
由して接続されている。スイッチング素子16と給電子17
とを結ぶ電線18には、放電用電圧の印加開始および放電
の開始を検出する放電検出回路（第1,第２の検出手段）
20が接続され、その出力信号は制御装置21の無負荷時間
計数回路（測定手段，無負荷時間合計手段）22に入力さ
れる。制御装置21は、CPU（比較手段，送り制御手段）2
3,メモリ24,キーボード25等を備えている。前記送りモ
ータ11,12はモータ駆動回路26を介して、またスイッチ
ング素子16は図示しない駆動回路を介してそれぞれCPU2
3により制御される。
第３図は、前記放電検出回路20および無負荷時間計数
回路22の詳細構成を示す回路図である。放電検出回路20
は、ワイヤ電極２の電圧2aを受けるバッファアンプ31
と、その出力電圧を所定のしきい値電圧Vtと比較する比
較器32とからなっている。無負荷時間計数回路22は、前
記比較器32からの出力信号32aとクロック回路33からの
クロック信号とが入力されるアンド回路34と、その出力
信号34aが入力され計数されるカウンタ35とを備え、カ
ウンタ35の出力信号35aはCPU23に入力し、ここで読み取
られる。ここに、無負荷時間とは、電圧（放電用電圧）
2aが印加されてから現実に放電を開始するまでの時間で
ある。
回路22の詳細構成を示す回路図である。放電検出回路20
は、ワイヤ電極２の電圧2aを受けるバッファアンプ31
と、その出力電圧を所定のしきい値電圧Vtと比較する比
較器32とからなっている。無負荷時間計数回路22は、前
記比較器32からの出力信号32aとクロック回路33からの
クロック信号とが入力されるアンド回路34と、その出力
信号34aが入力され計数されるカウンタ35とを備え、カ
ウンタ35の出力信号35aはCPU23に入力し、ここで読み取
られる。ここに、無負荷時間とは、電圧（放電用電圧）
2aが印加されてから現実に放電を開始するまでの時間で
ある。
第４図は前記各回路20,22の動作を説明する波形図で
ある。ワイヤ電極２の電圧、即ち加工間隙Ｇの電圧2aと
しては、スイッチング素子16がオンにされると共に加工
電源15の正電圧により立ち上がり、このスイッチング素
子16がオフにされ放電が終了すると共に零に戻る波形を
繰り返す。放電検出回路20では、所定のしきい値電圧Vt
により、電圧が印加された放電開始前の状態を弁別し、
比較器32の出力信号32aはパルス状の信号となる。この
パルス状の信号32aのパルス幅は、加工間隙Ｇに電圧が
印加されてから放電が開始するまでの無負荷時間t1,t2,
t3等に該当し、この信号32aの立ち下がりにより放電の
開始が検出できる。無負荷時間計数回路22では、比較器
32からのパルス信号32aが出力されている間だけアンド
回路34が開かれている。この開かれている間にクロック
回路33から約1MHzのクロック信号がカウンタ35に入力さ
れ、そのクロック数が計数される。このため、アンド回
路34の出力信号34aおよびカウンタ35のカウント値35a
は、図示のように時間の経過と共に累積される。この累
積するカウント値35aをCPU23により所定のサンプリング
周期毎に読み取り、前回のカウント値との差を算出する
ことにより、所定サンプリング周期毎の合計が計数され
る。
ある。ワイヤ電極２の電圧、即ち加工間隙Ｇの電圧2aと
しては、スイッチング素子16がオンにされると共に加工
電源15の正電圧により立ち上がり、このスイッチング素
子16がオフにされ放電が終了すると共に零に戻る波形を
繰り返す。放電検出回路20では、所定のしきい値電圧Vt
により、電圧が印加された放電開始前の状態を弁別し、
比較器32の出力信号32aはパルス状の信号となる。この
パルス状の信号32aのパルス幅は、加工間隙Ｇに電圧が
印加されてから放電が開始するまでの無負荷時間t1,t2,
t3等に該当し、この信号32aの立ち下がりにより放電の
開始が検出できる。無負荷時間計数回路22では、比較器
32からのパルス信号32aが出力されている間だけアンド
回路34が開かれている。この開かれている間にクロック
回路33から約1MHzのクロック信号がカウンタ35に入力さ
れ、そのクロック数が計数される。このため、アンド回
路34の出力信号34aおよびカウンタ35のカウント値35a
は、図示のように時間の経過と共に累積される。この累
積するカウント値35aをCPU23により所定のサンプリング
周期毎に読み取り、前回のカウント値との差を算出する
ことにより、所定サンプリング周期毎の合計が計数され
る。
第５図にCPU23で処理されるフローチャートを示す。
前記所定サンプリング毎に時系列的に得られる無負荷時
間計数値（合計値）に対し、基準値R1より大きいかどう
かを比較し（ステップS1）、基準値R1より小さい場合
は、放電電極と工作物とが近付き過ぎているので短絡状
態とみなし、後退制御を行う（ステップS2）。
前記所定サンプリング毎に時系列的に得られる無負荷時
間計数値（合計値）に対し、基準値R1より大きいかどう
かを比較し（ステップS1）、基準値R1より小さい場合
は、放電電極と工作物とが近付き過ぎているので短絡状
態とみなし、後退制御を行う（ステップS2）。
次に、前記基準値R1より大きい場合には（ステップS
1;Y）、この基準値R1より大きい値である基準値R2を用
い、前記サンプリングされた無負荷時間計数値（合計
値）に対し、前記基準値R2より大きいかどうかを比較し
（ステップS3）、基準値R2より大きい場合は中空部分と
判断し、サーボ送り制御を停止し予め設定した速度で若
しくは演算された一定の速度で送りを制御する空走処理
を行う（ステップS4）。また比較した値が基準値R2より
小さい場合（ステップS3;Y）には前記サンプリングされ
た無負荷時間計数値（合計値）に対し、その値が所定設
定値と一致するように、放電加工中の送り速度を制御す
る（ステップS5）。そして、空走処理が終了し加工部分
に接近した場合、或るいは加工時の送り速度を制御中
に、更に加工送り速度の制御が必要の場合には（ステッ
プS6）、再び前述の各ステップを繰り返す。
1;Y）、この基準値R1より大きい値である基準値R2を用
い、前記サンプリングされた無負荷時間計数値（合計
値）に対し、前記基準値R2より大きいかどうかを比較し
（ステップS3）、基準値R2より大きい場合は中空部分と
判断し、サーボ送り制御を停止し予め設定した速度で若
しくは演算された一定の速度で送りを制御する空走処理
を行う（ステップS4）。また比較した値が基準値R2より
小さい場合（ステップS3;Y）には前記サンプリングされ
た無負荷時間計数値（合計値）に対し、その値が所定設
定値と一致するように、放電加工中の送り速度を制御す
る（ステップS5）。そして、空走処理が終了し加工部分
に接近した場合、或るいは加工時の送り速度を制御中
に、更に加工送り速度の制御が必要の場合には（ステッ
プS6）、再び前述の各ステップを繰り返す。
なお、中空部分の空走処理（ステップS4）の送り速度
として、「通常加工時」の一定の送り速度を用いる。ま
た、所定サンプリング周期毎に時系列的に得られる無負
荷時間計数値（合計値）に対し、その値が所定設定値と
一致すべく送り制御をしているときの演算により得られ
る「平均的な速度」を用いることにより、より加工に適
した速度で制御を行うことができる。
として、「通常加工時」の一定の送り速度を用いる。ま
た、所定サンプリング周期毎に時系列的に得られる無負
荷時間計数値（合計値）に対し、その値が所定設定値と
一致すべく送り制御をしているときの演算により得られ
る「平均的な速度」を用いることにより、より加工に適
した速度で制御を行うことができる。
また、前記実施例では、所定サンプリング周期毎に時
系列的に得られる無負荷時間計数値に対し、基準値R1,R
2と比較させていた。しかし、連続したサンプリング周
期の合計値を幾つか加算してその平均値をとり、その値
に対して基準値と比較させたり、或いはステップS1,S3
において比較した結果NO（YES）割合が所定の値を越え
るか否かを判断し、その結果によりステップS2,4（S3,
5）の処理をするという制御を行うことにより、より安
定した制御を行うことができる。
系列的に得られる無負荷時間計数値に対し、基準値R1,R
2と比較させていた。しかし、連続したサンプリング周
期の合計値を幾つか加算してその平均値をとり、その値
に対して基準値と比較させたり、或いはステップS1,S3
において比較した結果NO（YES）割合が所定の値を越え
るか否かを判断し、その結果によりステップS2,4（S3,
5）の処理をするという制御を行うことにより、より安
定した制御を行うことができる。
更に、前述の放電検出回路としては「電圧」を検出す
るタイプではなく、「電流」を検出するようにしてもよ
い。第６図は「電流検出型」の放電検出回路20Aを示す
回路図である。給電子17に至る電線18には電流変成器
（CT）40が取り付けられ、その出力がフォトカプラ41に
より絶縁されて論理回路42に入力されるようになってい
る。この論理回路42では放電許可信号が入力されてか
ら、電流変成器40で電流が検出されてフォトカプラ41の
出力が入力するまで、出力信号42aを出力する。この論
理回路42の出力信号42aは、前記比較器32の出力信号32a
に相当し、加工間隙Ｇに電圧が印加されてから放電が開
始するまでの間、ハイレベルとなるパルス状の信号とな
る。そのパルス幅は、無負荷時間に該当する。無負荷時
間計数回路22でその出力信号にパルス幅を計数すること
は前述の通りである。
るタイプではなく、「電流」を検出するようにしてもよ
い。第６図は「電流検出型」の放電検出回路20Aを示す
回路図である。給電子17に至る電線18には電流変成器
（CT）40が取り付けられ、その出力がフォトカプラ41に
より絶縁されて論理回路42に入力されるようになってい
る。この論理回路42では放電許可信号が入力されてか
ら、電流変成器40で電流が検出されてフォトカプラ41の
出力が入力するまで、出力信号42aを出力する。この論
理回路42の出力信号42aは、前記比較器32の出力信号32a
に相当し、加工間隙Ｇに電圧が印加されてから放電が開
始するまでの間、ハイレベルとなるパルス状の信号とな
る。そのパルス幅は、無負荷時間に該当する。無負荷時
間計数回路22でその出力信号にパルス幅を計数すること
は前述の通りである。
以上詳述したことから明らかなように、本発明によれ
ば、無負荷時間を所定のサンプリング周期毎に合計して
予め用意した基準値と比較し、放電電極と工作物との間
隔を予測することにより中空部の存在を判断して加工形
状の変化に対して安定した送り制御ができ、例えば放電
電極と工作物との短絡状態の発生を防止することができ
る。
ば、無負荷時間を所定のサンプリング周期毎に合計して
予め用意した基準値と比較し、放電電極と工作物との間
隔を予測することにより中空部の存在を判断して加工形
状の変化に対して安定した送り制御ができ、例えば放電
電極と工作物との短絡状態の発生を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の放電加工機の構成を示すブロック図、 第２図は本発明の放電加工機の一実施例を示すブロック
図、 第３図は前記実施例の要部回路を示す電気回路図、 第４図は前記電気回路図の動作を示す波形図、 第５図は処理を示すフローチャート、 第６図は電流検出型の放電検出回路を示す電気回路図、 第７図は工作物に中空部が存在する場合の例を示す平面
図である。 １……工作物、２……ワイヤ電極、20……放電検出回路
（第1,第２の検出手段）、22……無負荷時間計数手段
（測定手段，無負荷時間合計手段）、23……CPU（比較
手段，送り制御手段）、Ｇ……加工間隙。
図、 第３図は前記実施例の要部回路を示す電気回路図、 第４図は前記電気回路図の動作を示す波形図、 第５図は処理を示すフローチャート、 第６図は電流検出型の放電検出回路を示す電気回路図、 第７図は工作物に中空部が存在する場合の例を示す平面
図である。 １……工作物、２……ワイヤ電極、20……放電検出回路
（第1,第２の検出手段）、22……無負荷時間計数手段
（測定手段，無負荷時間合計手段）、23……CPU（比較
手段，送り制御手段）、Ｇ……加工間隙。
Claims (2)
- 【請求項１】放電電極と略中央部に中空部を予め有する
工作物とを相対的に移動させると共に、これら放電電極
と工作物との間の加工間隙に電圧を印加して放電させ、
その放電エネルギにより前記加工間隙の長さを一定に保
つようにサーボ送り制御を行いながら工作物を加工する
放電加工機において、 前記工作物の放電加工中に工作物の中空部を前記加工間
隙の長さの変化に基づいて検出するための検出手段と、 この検出手段により工作物の中空部が検出された際に前
記サーボ送り制御を停止し、予め設定されているか若し
くは前記サーボ送り制御を行っているときの送り速度を
用いて演算を行うことにより得られた一定の速度で送り
を制御する送り制御手段とを具備したことを特徴とする
放電加工機。 - 【請求項２】放電電極と略中央部に中空部を予め有する
工作物とを相対的に移動させると共に、これら放電電極
と工作物との間の加工間隙に電圧を印加して放電させ、
その放電エネルギにより前記加工間隙の長さを一定に保
つようにサーボ送り制御を行いながら工作物を加工する
放電加工機において、 前記電圧の印加開始を検出する第１の検出手段と、 前記間隙における放電の開始を検出する第２の検出手段
と、 前記第１の検出手段と第２の検出手段との検出結果に基
づいて電圧の印加開始から放電の開始までの無負荷時間
を測定する測定手段と、 この測定手段で測定した測定値を予め定めたサンプリン
グ周期毎に合計する無負荷時間合計手段と、 この無負荷時間合計手段で合計した合計値に対し予め基
準値を設定しておき、前記合計値とこの基準値を比較す
る比較手段と、 前記比較手段で比較した比較結果が基準値より小さいと
きは前記合計値に基づいて前記サーボ送り制御を行うと
共に、前記比較結果が前記基準値より大きいときには、
予め設定されているか若しくは前記サーボ送り制御を行
っているときの送り速度を用いて演算することにより得
られた一定の速度で送り制御を行う送り制御手段とを具
備したことを特徴とする放電加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11992189A JP2767882B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 放電加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11992189A JP2767882B2 (ja) | 1989-05-12 | 1989-05-12 | 放電加工機 |
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