JPH0335930A - 放電状態表示装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、放電加工などの放電状態を表示する放電状態
表示装置に関する。

（従来の技術） 例えば放電加工にはワイヤ放電加工や形彫り放電加工な
どがあるが、このうち例えばワイヤ放電加工について説
明すると、これは被加工物に対してワイヤ電極を所定間
隔おいて配置してこれら被加工物及びワイヤ電極を加工
槽の中に浸透し、この状態に被加工物とワイヤ電極との
間に直流電圧を印加する。そして、例えばワイヤ電極を
被加工物に接近させてそのギャップ量が所定量になると
ワイヤ電極と被加工物との間に放電が発生する。

しかるに、この放電エネルギーによって被加工物は加工
される。

このようなワイヤ放電加工では加工状態の良否が判断さ
れるが、この判断は放電状態が正常であるか異常である
かにより判断しており、この判断は次のような方法によ
って行われている。すなわち、 ■作業員が放電柱を目視し、この放電柱の輝度から経験
や肋によって放電状態を判断する。

■作業員が放電の音を聞き、この放電の音から経験や勘
によ−）て放電状態を判断する。

■ワイヤ放電加工装置にオシロスコープが備えられてい
れば、このオシロスコープに例えばワイヤ電極と被加工
物との間の放電電圧及び放電電流の波形を表示させ、こ
れら放電電圧及び放電電流から放電状態を判断する。

■ワイヤ放電加工装置に予め放電状態の良否のｌＡ準が
設定されていれば、この基準に従って放電状態を判断す
る。

しかしながら、上記６方法では放電状態のｉ■ｌ常及び
異常は↑４１別できるものの放電の具体的な状態、例え
ば放電電圧や放電電流などの６値を検出することは困難
となっている。このことはワイヤ放電Ｊｊｌ王に限らず
放電加ニ一般に言えることである。

このため、実際の加−■状態が把握できず、最適な加圧
菜件に設定することが困難となっている。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように放電の具体的な状態、例えば放電電圧や放
電電流などを検出することが困難であった。

そこで本発明は、放電状ｇ４放電電圧などにより表示し
て把握できる放電状態表示装置を堤供することを目的と
する。

［発明の横或］ （課題を解決するための手段） 本発明は、放電応用機器［の放電電圧及び放電電流を検
出する検出器と、この検出器からの検出信号を一定間隔
毎の信号採取期間ごとに所定のサンプリング周期でディ
ジタル変換して取り込む信＋」採取手段と、この信号採
取手段で採取された各検出信号から各放電における族７
ｉ電圧などの放電データを作成する放電データ作成手段
と、この放電データ作成手段で作成された放電データか
ら放電電圧や電流ピーク値などのｈｋ電状態を示すパラ
メータの各ヒストグラムを作成して表示する表示す段と
を備えて上記目的を達成しようとする放電状態表示装置
である。

（作　用） このような手段を備えたことにより、放電応用機器の放
電電圧及び放電電流が検出されると、その検出信号は信
号採取手段によって一定間隔毎の信号採取期間ごとに所
定のサンプリング周期でディジタル変換して取り込まれ
、放電データ作成手段によって放電電圧などの放電デー
タが作成される。そして、これら放電データから表示手
段は放電電圧や電流ピーク値などの放電状態を示すパラ
メータの各ヒストグラムを作成して表示する。

（実施例） 以Ｆ１本発明の一実施例について図面を参照し５て説明
する。

第１図はワ・ｒヤ放電加工に適用した放電状態表示装置
の全体構成図である。加工槽１の内部には被加工物２が
浸透されている。この被加工物２には所定間隔をおいて
ワイヤ電極３が配置されてい“る。なお、このワイヤ電
極３は上部ワイヤガイド体４及び図示しない下部ワイヤ
ガイド体により支持されている。これら被加工物２とワ
イヤ電極３との間には放電制御回路５を介して直流電源
６が接続されて放電回路を形成している。この場合、直
流電源６は正極を被加工物２に接続している。

かかる放電回路には電圧検出器７が直流電源６に対して
並列接続されるとともに電流検出器８が直流電源６に対
して直列接続されている。

一方、１０は表示装置本体であつＣ１この表示装置本体
１０にはアッテネータ（ＡＴＴ）１１゜１２が備えられ
、一方のアッテネータ１１に電圧検出器７が接続される
とともに他方のアッテネータ１２に電流検出器８が接続
されている。これらアッテネータ１．１．１２にはそれ
ぞれメモリが１ノ号蔵された各Ａ／Ｄ　（アナログ／デ
インタル）変換＄１３．１４が接続され、これらＡ／Ｄ
変換器］、、３．１４はバス１５を介してＣＰＵ　（中
央処理装置）１６に接続されている。このＣＰＵ１６に
はバス１５を介してタイミングコントローラ１７、ＲＡ
Ｍ　（ランダム・アクセス・メモリ）１８、ＲＯＭ　（
リード・オンリ・メモリ）１つ及び表示駆動部２０が接
続されている。タイミングコントローラ１７はＡ／Ｄ変
換器１３．１４における信号取込みタイミングを制御す
るものである。又、表示駆動部２０には表示器２１が接
続されて表示器２１を表示駆動するものとなっている。

ＲＯＭ１９には、タイミングコントローラ１７でのＡ／
Ｄ変換器１３．１４に対する信号採取タイミングプログ
ラムが記憶されている。しかるに、この信号採取タイミ
ングプログラムにより各Ａ／Ｄ変換器１３．１４は一定
間隔毎の信号採取期間に例えば１ζＳ毎に同時に電圧検
出信号、電流検出信号をそれぞれ８ビツトにディジタル
変換して１回の信号採取期間で例えば１０２４〜０５５
３１３　Ｂのデータを採取するものとなる。なお、各１
３号採取期間の間隔は一定間隔ΔＨに設定されている。

これにより、各Ａ／Ｄ変換器１．３，１４、ＣＰＵ１６
、タイミングコントローラ１７及びＲＯＭＩ　９により
信号採取手段が構成される。又、ＲＯＭ１９には放電デ
ータ作成プログラム及び表示プログラムが記憶されてい
る。これにより、上記ＣＰＵ１６は第２図に示すように
信号採取手段１６−１、放電データ作成手段１６−２及
び表示手段１６−３の各機能を有するものとなる。なお
、信号採取手段１６−１は上記の如く信号採取１手段の
一部の機能となっている。

放電データ作成手段１６−２は、信号採取手段で採取さ
れたディジタル電圧検出信号及びディジタル電流検出信
号から各放電における放電電圧や電流ピーク値などのパ
ラメータから成る放電データを作成する機能を有するも
のである。

表示手段１６−３は放電データ作成手段１６−２で作成
された放電データから放電電圧や放電ピーク値、放電パ
ルス幅、放電エネルギ、放電間隔の放電状態を示す各パ
ラメータの各ヒストグラムを作成して表示器２１に表示
する機能を有するものである。この場合、表示手段１６
−３は各パラメータごとに放電を異常放電、過渡放電及
び正常放電に分類してこれら放電ごとにそれぞれヒスト
グラムを作成して表示する機能と、放電を分類しないと
きのヒストグラムを作成して表示する機能とを有してい
る。

次に上記の如く構成された装置の作用について参照して
説明する。

被加工物２とワイヤ電極３との間に直流電源６から放電
制御回路５を通して直流電圧が印加され、この状態に被
加工物２とワイヤ電ｔｆｆｉ３とのギャップ量が所定量
となると、被加工物２とワイヤ電極３との間にパルス放
電が発生する。このパルス放電のエネルギにより被加工
物２は加工される。

この状態に電圧検出器７は被加工物２とワイヤ電極３と
の間のパルス放電［圧を検出してその電圧検出信号を出
力し、又電流検出器８は被加工物２からワイヤ電極３に
流れたパルス放電電流を検出してその電流検出信号を出
力する。これら電圧検出信号及び電流検出信号はそれぞ
れアッテネータ１１．．１２で処理しやすいレベルに減
衰されてＡ／Ｄ変換６１３．１４に入力する。このとき
、各Ａ／Ｄ変換器１３．１４は共にタイミングコントロ
ーラ１７により制御されてそれぞれ電圧検出信号、電流
検出信号をディジタル変換して取込む。

つまり、各Ａ／Ｄ変換器１３．１４は一定間隔ΔＨ毎の
各信号採取期間においてそれぞれｘｎｓ毎に同時に電圧
検出信号、電流検出信号をそれぞれ８ビツトにディジタ
ル変換して取込む。これにより、１回の信号採取期間例
えば信号採取期間ｓｌにおいて上記Ｂのデータが取込ま
れる。このように１回の信号採取期間で取込んだディジ
タル電圧検出信号及びディジタル電流信号はそれぞれ各
Ａ／Ｄ変換６１３．１４内のメモリに一時記憶され、各
信号採取期間の経過の後にＣＰＵ１６によってＲＡＭ１
８に移されて記憶される。

このようにディジタル電圧検出信号及びディジタル電流
信号が取込まれてＲＡＭ１８に記憶され、例えば１０回
の信号採取期間が終了すると、ＣＰＵ１６の放電データ
作成手段１６−２は各ディジタル電圧検出信号及びディ
ジタル電流信号からそれぞれ第３図に示すような放電電
圧及び放電電流の各波形を求め、これら波形から放電発
生の順番に発生番号ｒｌＪ　　ｒ２Ｊ・・・ｒＮＪを付
す。そして、ＣＰＵ１６はこれら波形から各放電におけ
る放電開始ａｌ、　ａ２・・・ａｎや放電終了ｂｌ、　
ｂ２・・・ｂｎ、放電電圧ｃｌ、　ｃ２・＝ｃｎ、電流
ピーク値ｄｉ、　ｄ２−ｄｎ、電流パルス幅ｅｌ、　ｅ
２・・・ｅｎ、放電エネルギｆｌ、　ｒ２・・・ｒｎｓ
パルス間隔ｇｌ、　ｇ２・・・ｇｏなどの各パラメータ
から成る放電データＤを求めてＲＡ　Ｍ　１８にテーブ
ル化して５己億する。

次にＣＰＵ１６の表示手段１６−３は放電データＤから
放電本庁や放電１（ピーク値、放電パルス軸、放電エネ
ルギ、放電間隔を抽出して各ヒストグラムを作成する。

ここで、放電電圧ｃｌ、　Ｃ２・・・Ｃ０のヒストグラ
ム作成を例に取って説明する。表示Ｔ段］６−′３は放
電データＤから放電電圧ｃｌ、　Ｃ２・ｅｎを抽出して
第・４図に示すようなヒストグラムを作成する。このヒ
ストグラムには３つのヒストグラ、ｈｉＱ＋　　Ｑ２、
Ｑ３が現れ、このうちヒストグラム酢Ｑ１は正常放電で
あって被加工物２とワイヤ電極３との間が加工液の流れ
により十分に清浄化されて加工屑が取り太られた状態に
おける放電電圧を示し５ており、この状態で放電電圧が
分布するのは被加工物２とワイヤ７に極３との間の僅か
な残留加工屑により放電抵抗値の変動やワイヤ電極３の
振動等による披加Ｊ］物２とワイヤ電極３との間のギヤ
ツブ瓜の変化によってばらつくことに起因する。一方、
ヒストグラム群Ｑ２は被加圧物２とワイヤ電極３との間
にかなりの加工屑が残り、この加工屑によってギャップ
間の抵抗値が小さ（なって放電ｔａ圧が低くても放電が
生している過渡的な放電を示１．ている。そして、ヒス
トグラムｌ１１Ｑ、はアーク放電パルス及び短絡の異常
放電を・」、している。

このように放電電圧のヒストグラムを作成すると、表示
手段１６−３はこのヒストグラムをＲＡＭ１８に記憶す
るととちに表示駆動部２「〕に送る。これにより、表示
器２１には第４図に示す族７ｔ［圧のヒストグラムが表
示される。

叉、表示手段１６−３は各ヒストグラム群ＱＱ、、Ｑ、
つまり正常放電、、過渡的な放電及び異常放電別のヒス
トグラムの表示を行なう。ここで、」二記正當放電、過
渡的な放電及び異常放電の分類について説明する。表示
手段１６−３は、放電データＤから収電電圧Ｃ１、Ｃ２
、Ｃ３、・・・ｅｎを抽出し、これら放電電圧ｃｌ　Ｃ
２、Ｃ３、・・・ａｎと予め設定された放電限ｌ／ｉ！
電圧とを比較し、て放電限界電圧よ０もレベルが低い放
電電圧を異′次放電であるアタ収電・くルス及び短絡と
して分類する。次に異常放電の発／Ｐ番号例えば「２」
の放電開始Ｃ２や放電終γｂ２、放電電圧Ｃ２、電流ピ
ーク１ｉｉｄ２の各データがデープルから抹消し、この
異バ放電が抹消されたｌｉ′ｉ７８データＤから族７１
圧ｃ１．　Ｃ３，ｅ４＝−ｃｎ　−１。

ｃｎを再び抽出して放電電圧のヒストグラムを作成する
。このとき作成されたヒストグラムは第４図に示すヒス
トグラムからヒストグラム群Ｑ、が除かれたものとなる
。そこで、表示手段１６−３はヒストグラムの変曲点を
通るラインＲでヒスドグラド群Ｑ１、Ｑ２を分類する。

かくして、表示手段１６−３はそれぞれ分類された正常
放電、過渡的な放電及び異常放電別にそれぞれ放電電圧
をＲＡＭ１８から読出て各ヒス［・ダラムを作威し、こ
れらヒストグラムを表示器２１に表示する。第５図はヒ
ストグラム作成Ｉ　Ｑ　＋であるｉ［雷放電のヒストグ
ラムの表示例であり、第６図はヒストグラム群Ｑ２であ
る過渡的な放電のヒストグラムの表示例であり、さらに
第７図はヒストグラム群Ｑ、であ“る異常ｈｋ電のヒス
トグラムの表示例である。

次に電流ピーク値のヒストグラム作成を説明すると、表
示手段１６−３は放電データＤから電流ピーク値旧、　
ｄ２・・・ｄｏを抽出して第８図に示すヒストグラムを
作成する。このよつにして作成された電流ピーク値のヒ
ストグラムは表示手段１６−３によって表示駆動部２０
に送られて表示器２１に表示される。

又、このヒストグラムでの放電の分類を説明すると、ヒ
ストグラムの各変曲点を通る各スレッショルドＳ、、Ｓ
２を設定し、これらスレッショルドＳｌ、Ｓ２を境界と
してヒストグラムを３群ＰＩ、Ｐ２及びＰ３に分ける。

そして、ヒストビラム群Ｐｌを真に正常な放電とすると
ともにヒストグラム酢Ｐ２を加工屑の存在による過渡的
なｈ電とし、さらにヒストグラムｌＰ３を異常放電（ア
ーク放電パルスや短絡）と分類する。かく（て、表示手
段１６−３はこれら分類された正常り電、　ＪＩ！４ｅ
的な１１電及び異常放電別にそれぞれ電流ピーク値をＲ
ＡＭ１８から読出て各ヒストグラｌを作成し、これらヒ
ストグラムを表示器２１に」示する。

以上、放電電圧及び電流ピーク値のヒストグラム表示に
ついて説明したか、表示手段１６−３　Ｉ；放電パルス
幅、放電エネルギ及び放電間隔につ（でもそれぞれヒス
トグラムを作成して表示器２１に表示するととちに、正
常放電、；ＩＡ渡的な放電？！多び異常放電別にそれぞ
れヒストグラムを作成して表示器２１に表示する。

このように上記一実施例においては、放電電圧及び放電
電流を検出して放電データＤを作成し、この放電データ
Ｄから放電電圧や電流ピーク値などの放電状態を示すバ
ラメニタの各ヒストグラムを作成して表示するようにし
たので、放電状態が放電電圧や放電ピーク値、放電パル
ス幅、放電エネルギ、放電間隔の各ヒストグラムによっ
て表示できて正常放電、過渡的な放電及び異常放電の発
生状況が正確に分かる。そして、正常放電、過渡的な放
電及び異常放電別にヒストグラムが表示されるので、各
放電状態における発生度合いが判り、最良の加工条件に
調整することが容易となる。又、作成された各ヒストグ
ラムを蓄積することで、次回の放電加工の加工条件を設
定するための加工データとして使用でき、さらにこの加
工データにより各種放電加工機器の加工条件を同一に設
定できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、上
記一実施例では各ヒストグラムは表示器２１に表示させ
たが、プリンタを設けてプリントアウトするようにして
もよい。又、本装置はワイヤ放電加工装置に限らず、形
彫り放電加工や電解加工、さらには電圧信号及び電流信
号のサンプリングのレンジ変更により溶接機やレーザ応
用機器、照明機器、スパッタリング装置、ＰＶＤやＣＶ
Ｄのプラズマ加工装置などの放電応用機器にも適用でき
る。このうちスパッタリング装置では放電状態を検出す
ることで放電媒体のａ量調整ができる。

［発明の効果Ｊ 以上詳記したように本発明によれば、ｈ父型状態を放電
電圧などにより表示して把握できる放電状態表示装置を
提供できる。

４゜図面の７ｆｆｉｉ１１な説明 第１図乃至第８図は本発明に係わる放電状態表示装置の
一実施例を説明するための図であって、第１図は構成図
、第２図は機能ブロック図、第３図は放電電圧及び放電
電流の波形図、第４図は放電電圧のヒストグラム図、第
５図乃至第７図は各放電状態におけるヒストグラム図、
第８図は電流ピーク値のヒストグラム図である。

１・・・加工槽、２・・・被加工物、３・・・ワイヤ電
極、４・・・上部ワイヤガイド体、５・・・放電制御回
路、６・・・直流電源、７・・・電圧検出器、８・・・
電流検出器、１０・・・表示装置本体、１１．１２・・
・アッテネータ、１３．１４・・・Ａ／Ｄ変換器、１５
山バス、１６・・・ＣＰＵ、１６−１・・・信号採取手
段、１６−２・・・放電データ作成手段、１６−３・・
・表示手段、１７・・・タイミングコントローラ、１８
・・ＲＡＭ。

１９・・・ＲＯＭ、２０・・・表示駆動部、２１・・・
表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電応用機器の放電電圧及び放電電流を検出する検出器
   と、この検出器からの検出信号を一定間隔毎の信号採取
   期間ごとに所定のサンプリング周期でディジタル変換し
   て取り込む信号採取手段と、この信号採取手段で採取さ
   れた各検出信号から各放電における放電電圧などの放電
   データを作成する放電データ作成手段と、この放電デー
   タ作成手段で作成された放電データから放電電圧や電流
   ピーク値などの放電状態を示すパラメータの各ヒストグ
   ラムを作成して表示する表示手段とを具備したことを特
   徴とする放電状態表示装置。