JPH02109633A - 放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は放電加工機に関し、加工間隙の状態に合わせて
送り速度を制御する装置に関する。

「従来の技術」 放電加工において良好な加工を行うためには、板厚変化
や加工形状の変化あるいは外乱等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
れる。

従来のこの種の送り速度制御装置には、加工間隙に電圧
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、その無負荷時間により直接送り速度を制御するもの
（特開昭５０−１４９９号公報）、また、電極の電圧を
検出し、指令電圧と実際の極間電圧との差電圧を積分回
路に入力し、その積分回路の出力により送り速度を制御
するもの（特開昭５５−１２５９３１号公報）があった
。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、前者の装置は、計数された無負荷時間を
そのまま用いて送り速度を制御しているため、ワイヤ電
極の振動、加工液の流れの変化、加工ぐずの流れ具合な
どに起因する無負荷時間の突発的な変化にも送り速度が
追従してしまい、送り速度の制御が安定しない場合があ
るという問題点があった。

また、後者の装置は、積分回路により平均化操作がなさ
れるため制御は安定するが、積分回路を設ける必要から
部品点数が増加し、スペース及びコストがかかるという
問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであり、その
目的とするところは、加工状態の変化に素早く追従する
と共に安定な送り速度の制御を行うことのできる放電加
工機を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 Ｅ記の目的を達成するため、本発明では、第１図に示す
様に、放電型１ｉ２と工作物１とを相対的に移動させる
とともに、それらの間に電圧を印加して加工間隙Ｇに放
電を発生させ、その放電エネルギーにより工作物１を加
工する放電加工機において、放電の開始を検出する放電
検出回路３と、その出力信号に基づき、前記加工間隙Ｇ
に電圧を印加してから放電が開始するまでの無負荷時間
の計数値を所定サンプリング周期毎に合計する無負荷時
間計数手段４と、前記サンプリング周期毎の無負荷時間
計数値に対し所定遮断周波数のローパスフィルタを施す
フィルタ演算処理を行うディジタルフィルタ処理手段５
と、そのフィルタ演算処理された値が所定設定値に一致
すべく放電加工中の送り速度を増減する送り速度制御手
段６と、を備えることを特徴とする放電加工機が提供さ
れる。

「作用Ｊ 上記のように構成された放電加工機では、所定サンプリ
ング周期毎に合計される無負荷時間計数値により加工状
態がモニタリングされる。モニタリングされた時系列の
データ（無負荷時間計数値）はディジタルフィルタ処理
手段５による演算処理により、高周波数成分が除去され
る。サンプリング周期及びディジタルフィルタの遮断周
波数を適切に選択することにより、ワイヤ電極２の振動
等に起因するノイズ成分を除去することができる。

そして、ノイズ成分が除去され加工状態の変動のみの情
報を含むと考えられるフィルタ演算処理された値に基づ
き放電加工中の送り速度が制御される。

「実施例］ 本発明の実施例について図面を参照し説明する。

第２図は実施個装ぎであるワイヤ放電加工機の構成を示
す図である。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である。ワイヤ電極２はワイヤガイ
ド１３．１４によって略垂直に張設され、工作物ｌ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、接地されている。ワイヤ電極２
には負極がスイッチング素子１６（トランジスタ）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には放電の開始
を検出する放電検出回路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２２に人力される
。制御装置２１はＣＰＵ２３（プロセッサユニット）、
メモリ２４．キーボード２５等を備えている。各送りモ
ータ１１，１２はモータ駆動回路２６を介して、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
ＣＰＵ２３により制御される。

第３図は放電検出回路２０及び無負荷時間計数回路２２
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、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ＡＮＤゲート回路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の出力はＣＰＵ２３に接続され読取られる
。

第４図は上記各回路２０．２２の作動を説明する波形図
である。ワイヤ電極２の電圧すなわち加工間隙Ｇの電圧
２ａは、スイッチング素子１６がオンされると共に加工
電源１５の電圧が現れ、放電の開始と共に低下した不定
の電圧を示し、スイッチング素子がオフされ放電が終了
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３２
ａはパルス状の信号になる。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に該当し、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ＡＮＤゲート回路３４が開かれ、ク
ロック回路３３からの約７５０ｋＨｚ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、ＡＮＤゲート３４の出力信号３４ａ及びカ
ウンタ３５のカウント値３５ａは図示の様になる。この
累積するカウント値３５ａをＣＰＵ２３により所定サン
プリング周期毎に読取り、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無負荷時
間の合計が計数される。

ＣＰＯ２３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、ローパスディジタル
フィルタ演算処理を施し、所定遮断周波数以上の高周波
成分を取除く、そして、時系列的に得られるフィルタ演
算処理を施された無負荷時間計数値に基づいて、その値
が所定設定値と一致すべく、放電加工中の送り速度がＣ
ＰＵ２３により制！される。

また、放電検出回路は電圧を検出するのではなく電流を
検出するように構成することもできる。

第５図は電流検出型の放電検出回路２０°を示す回路図
である。給電子１７に至る電線１８Ｇこは電流変成器（
ＣＴ）４０が取付けられ、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。論理回路４２では放電許可信号が入力されてか
ら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でその出力信号のパルス幅を計
数することは前述のとおりである。

第６図乃至第９図は、１０秒間の無負荷時間計数値の変
化を示す波形図である。

第６図はサンプリング周期を５ｍ５ｅｅとした直線加工
の際のデータであり、第６図（Ａ）はフィルタ処理なし
のデータ、第１１（Ｂ）はそのデータに遮断周波数ｆｃ
を４０Ｈｚとするローパスディジタルフィルタ処理を施
したデータである。第６図（Ａ）では、放電の様子が正
確に示されているが、その波形はディジタルフィルタ処
理を施した後（第６図（Ｂ））もなお先鋭的であり、こ
のままのデータに基づいて送り速度を増減したのでは送
り制御が不安定になってしまう、また、これらの先鋭的
な変動は必ずしも加工状態の変動を示しているものでも
ない。

第７図はサンプリング周期を５０ｍ５ｅｃとした直線加
工の際のデータであり、第７図（Ａ）はフィルタ処理な
しのデータ、第７図（Ｂ）はそのデータに遮断周波数ｆ
ｃを４Ｈｚとするローパスディジタルフィルタ処理を施
したデータである。第７図では５０ｍ５ｅｅのサンプリ
ング周期によりある程度平均化されたデータが示される
が、その波形はなお急峻な変化を示しており、加工状態
の変化を直接的に示している。そして、ローパスディジ
タルフィルタ処理されたデータ（第７図（Ｂ））は、そ
の変化の特徴を失うことなく滑らかな波形を示している
。

第８１Ｎ及び第９図は工作物１とワイヤ電極２とが離れ
ている状態から加工を開始し、工作物１の端面を加工す
る際のデータを示す、工作物１の端面を加工する際には
最初の放電が開始してから定常的な直線加工に至るまで
の間、加工状態が大きく変化する。

第８図はサンプリング周期を５ｍｓとしたものであり、
第８図（Ａ）はフィルタ処理なし、第８図（Ｂ）は遮断
周波数ｆ　ｃ　＝　４０　）１　ｚのローパスデジタル
フィルタ処理を施したものである。第９図はサンプリン
グ周期を５　Ｑ　ｒｎ　ｓとしたものであり、第９図（
Ａ）はフィルタ処理なし、第９図（Ｂ）は遮断周波数ｆ
　ｃ　＝　４　Ｈｚのローパスデジタルフィルタ処理を
施したものである。

いずれのデータも端面加工の開始と共に無負荷時間計数
値が減少し加工状態の変化する様子を示しているが、サ
ンプリング周期が５ｍｓのもの（第８図）は変化の状態
が先鋭的であり、突発的な変動に基づくノイズ的な変化
をも多く含んでいる。

これに対して、サンプリング周期が５０ｍ５のもの（第
９図）は突発的な変動が除去され、加工状態の変化を直
接的に示している。そして、ローパスデジタルフィルタ
処理されたデータ（第９図（Ｂ））は、端面加工の開始
に伴う加工状態の変化の特徴を失うことなくノイズ成分
が除去され、滑らかな波形を示している。

このように、本実施例では５０ｍ５ｅｃのサンプリング
周期と４Ｈｚの遮断周波数を選択設定することにより、
無負荷時間の変化に現れるノイズ成分を確実に除去する
と共に、工作物１の板厚の変化等に起因する無負荷時間
の変化を実用上の時間遅れなく検出し、加工状態の変化
に対応した安定かつ良好な送り速度制御をすることがで
きた。

前記実施例では、ディジタルフィルタの遮断周波数を所
定値としたが、工作物の材質等の加工条件に応じて適切
な遮断周波数をキーボード２５から入力するようにして
もよく、また、加工条件の入力により自動設定させるこ
とも可能である。

「発明の効果」 本発明は、上記のように構成され無負荷時間計数値にデ
ィジタルフィルタ処理を施す手段を備えるものであるか
ら、加工状態の変化に実用的な遅れなく追従でき、かつ
、安定した送り速度の制御ができるという潰れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図は実施例である
ワイヤ放電加工機の構成を示すブロック図、第３図は放
電検出回路及び無負荷時間計数回路を示す回路図、第４
図はその作動を示す波形図、第５図は電流検出型の放電
検出回路を示す回路図、第６図乃至第９図は無負荷時間
計数値の変化例を示す波形図である。 １０１．工作物、　　２１１．ワイヤ電極、　Ｇ１１．
加工間隙、　２０　、、、放電検出回路、　２２　、、
、無負荷時間計数回路、　２３　、、、ＣＰ　Ｕ、　２
４゜１．メモリ。 第１図 フ１ 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放電電極と工作物とを相対的に移動させるとともに、そ
   れらの間に電圧を印加して加工間隙に放電を発生させ、
   その放電エネルギーにより工作物を加工する放電加工機
   において、 放電の開始を検出する放電検出回路と、 その出力信号に基づき、前記加工間隙に電圧を印加して
   から放電が開始するまでの無負荷時間の計数値を所定サ
   ンプリング周期毎に合計する無負荷時間計数手段と、 前記サンプリング周期毎の無負荷時間計数値に対し所定
   遮断周波数のローパスフィルタを施すフィルタ演算処理
   を行うディジタルフィルタ処理手段と、 そのフィルタ演算処理された値が所定設定値に一致すべ
   く放電加工中の送り速度を増減する送り速度制御手段と
   、 を備えることを特徴とする放電加工機。