JPH0355258B2

JPH0355258B2 -

Info

Publication number: JPH0355258B2
Application number: JP58102232A
Authority: JP
Priority date: 1983-06-08
Filing date: 1983-06-08
Publication date: 1991-08-22
Also published as: WO1984004895A1; EP0146635A1; JPS59227327A; EP0146635B1; DE3479571D1; EP0146635A4; US4667079A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、相対移動する電極と加工物との間
に加工電圧を印加することによつて、被加工物に
放電加工を施す放電加工機において、上記電極を
後退制御させる放電加工機の電極後退制御方式に
関する。

（従来の技術）放電加工機には、ワイヤ電極を指令通路に沿つ
て案内するように、被加工物たるワークに対し相
対移動させて放電加工を行うワイヤカツト放電加
工機と、所定形状の電極をワークに接近した状態
で切込み方向に移動させるとともに、該電極とワ
ークとの間で放電を生じさせて、ワークに対して
電極形状に応じた加工を施す放電加工機とがあ
る。

第１図は上記後者の放電加工機の概略を示す。
第１図において、ポンチとして作用する電極EP
はスピンドルSPによつて支持されるとともに、
図示しないサーボモータによつて、矢印方向に加
工送りされる。また、ダイとしてのワークWKと
電極EPとは加工液中に侵漬され、これらの間に
電源PSからの矩形波の加工電圧を印加する構成
となつている。従つてワークWKと電極EPとの
間の微少間隙に火花放電を惹起させながら、その
電極EPを加工送りすることで、ワークWKに電
極EPの形状に対応する加工を施すことができる。
なお、ワークWKには、電極EPとの間に印加す
る加工電圧パルスの形やエネルギの大きさに応じ
た寸法の拡大加工ができ、また必要に応じて電極
EPを偏心運動させることによつて、任意の寸法
の拡大加工ができる。

また、このような電極EPとワークWKとの間
に良好な放電を発生せしめるためには、これらの
電極EPとワークWKとの間隙を常時一定に保つ
必要がある。

このため、従来は矩形波の上記加工電圧とは別
に、電極EPとワークWKとの間隙検出のための
電圧を印加し、その間隙の変化に対応する間隙検
出電圧の変化に応じて、電極EPの前進、後退の
制御を自動的に行う同期送り方式が用いられてい
る。

第２図はかかる従来の同期送り方式を説明する
図であり、後退の制御の場合について示してあ
る。

電極EPとワークWKが所定間隙以上に接近す
ると、第２図に示すように間隙検出電圧Vdが放
電加工時の正常電圧Vaより低下し、この間隙検
出電圧Vdがさらに後退電圧レベルとして設定さ
れた制限電圧Vb以下になるとき、電極EPはワー
クWKに対し後退する。この時の電極EPの移動
速度ｖは、第２図ａ，ｂに示すように間隙検出電
圧Vdと比例する。

この電極EPの後退で、電極EPとワークWKと
の間隙ｐは第２図に示すように広がり、これに応
じて間隙検出電圧Vdも上昇し、このVdが制限電
圧Vbに復帰すると、電極EPの後退が停止し、こ
んどは再前進を開始する。このときの移動速度ｖ
も間隙検出電圧Vdに比例している。そして、前
進速度減速点に到達すると、電極EPの移動速度
Ｖは減速して以前後退を開始した点にまで復帰す
る。

かかる後退制御シーケンスに従つて前記同期送
りによる電極EPの後退制御がなされ、放電加工
機での放電加工が実行される。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、かかる従来の電極後退制御方式
によれば、後退速度が間隙検出電圧に従うため、
敏速な後退動作を実現できず、従つて火花放電に
続くアーク放電が持続したり、最悪の場合には電
極EPとワークWKとが衝突するなどして、ワー
クWKの加工面精度を劣化するという問題を生じ
ていた。また、後退制御に時間がかかり過ぎると
ころから、ワークWKの加工速度が遅くなるとい
う問題点があつた。

本発明は、電極の後退制御を敏速に行わしめ、
アーク放電の持続や電極やワークとの衝突を防止
し、加工速度および加工精度の向上を図る放電加
工機の電極後退制御方式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）本発明では、電極とワークとの間に加工電圧を
印加して放電加工を行なうとともに、該電極と該
ワークとの間の間〓検出電圧が所定電圧以下とな
つた時、該間〓検出電圧に従い該電極を該ワーク
から後退させ、その後再前進させる放電加工機の
電極後退制御装置において、前記電極とワークと
の間に印加された加工電圧に基づいて間〓検出電
圧Vdを検出して制限電圧値Vbを基準とする検出
値（Vd−Vb）に比例する周波数で間〓パルスを
出力する間〓検出回路と、前記後退速度を間〓パ
ルスの計数結果から定まる速度に１を越える一定
倍率を乗じた高速度として設定する設定手段と、
この設定された後退速度を前記検出値（Vd−
Vb）が負になつたあと前記電極が最大後退可能
距離ldに達するまでその最大値に保持する保持手
段とを具備したことを特徴とする放電加工機の電
極後退制御装置を提供することにより、前記問題
点を解決している。

（作用）本発明においては、すくなくとも電極のワーク
に対する後退速度を、電極とワークとの間隙検出
電圧から定まる速度に一定の倍率ａ（ただし、ａ
＞１）を乗じたものとし、しかも後退制御中には
その速度を保持するようにしているから、電極の
上記後退速度は、間隙検出電圧から定まる速度以
上の速度となつて、かつその間隙検出電圧の最低
電圧に応じた最大の後退速度に保持される。

（実施例）本発明をより詳細に詳述するためには、以下添
付図面に従つて説明する。

第３図は本発明の動作の概略を説明する図であ
り、以下この図について説明する。

いま、第１図に示す放電加工機において、電極
EPとワークWKとの相対間隙が小さくなり、第
３図に示す時刻T₀で間隙検出電圧Vdが制限電圧
値Vbを越えてさらに低下した場合には、電極EP
の移動速度ｖも低下し、ついにはｖ＞０、つまり
電極EPの後退が開始される。

このとき、これらVdとｖとの関係については、
従来の制御方式のものでは、後退速度および再前
進速度がともに、正常電圧Va以下に設定された
制限電圧値Vbに対して、ｖ＝ｋ（Vd−Vb） ……(1) になるとすれば、本発明では、後退速度及び再前
進速度v₂が、 v₂＝ａ・ｋ（Vc−Vb） ……(2) となつている。

但し、ｋ，ａは比例定数で、ａ＞１であり、ま
たVc＝Vb−MAX｛Vd−Vb｝である。なお、放
電加工時の移動速度、つまり検出値（Vd−Vb）
が負になるまでは、従来通り、上記(1)式によつて
規定される。

つまり、一旦、間隙検出電圧Vdが最低電圧値
Vcになると、電極EPは従来の制御方式での移動
速度のａ倍（ただし、ａ＞１）で急速に後退す
る。

このようにして電極EPが後退を開始すると、
間隙検出電圧Vdは上昇する。しかし、電源後退
時の移動速度ｖは、従来のように間隙検出電圧
Vdが上昇しても（Vd−Vb）の絶対値に比例し
て小さくはならず、最低電圧値Vcによつて規定
される後退速度値v₂に保持される。

即ち、電極EPは急速に後退して、間隙検出電
圧Vdが急速に上昇する。そして最低電圧値Vcに
クランプされて所定時間経過し、時刻T₁に到達
すると、電極EPは後退を中止し、直ちに再前進
する。この時の再前進速度は、従来の間隙検出電
圧Vdに比例したものと相違し、後退速度値v₂と
絶対値が等しい値v₃とされる。

このようにして電極EPは急速に再前進し、電
極位置ｐが予め定められた通常加工を行なう位置
まで移動し、電極とワークとの間隔が所定の値と
なつた所謂前進速度減速点p₀（第３図）に到達す
る時刻T₂以降は、間隙検出電圧Vdにもとずき(1)
式により定まる放電加工時の正常な移動速度ｖで
前進することになる。

従つて、第３図において点線にて示す従来の制
御方式の場合に比し、本発明では、実線の如く後
退制御動作時間の大幅な短縮化が可能となる。

第４図は、本発明に係る後退制御方式を実現す
るためのブロツク図であり、図中、第１図と同一
のものは同一の記号で示してある。

図中、１０１は放電加工機を数値制御（NC）
するためのNC指令情報が穿孔されたNCテープ
である。このNC指令情報は、(A)どのような形状
を加工するかを示す通常の数値情報、(B)いかなる
前進速度で加工するかを示す速度情報、(C)機械側
に送出される補助機能命令等を含むほかに、(D)後
退制御をどのように制御するかを示す複数の後退
条件（後退制御情報）が含まれる。

１０２は処理部であり、紙テープリーダ１０２
ａと、NC指令情報等を記憶するメモリ１０２ｂ
と、放電加工機の位置制御、後退制御などの処理
を行なうマイクロコンピユータ構成の処理回路１
０２ｃと後述する分配パルスを移動方向に応じて
可逆計数する現在位置カウンタ１０２ｄを有して
いる。尚、処理回路１０２ｃは入力された情報を
解読し、たとえばＭ，Ｓ，Ｔ機能命令等であれば
図示しない強電盤を介して機械側へ送出し、又移
動指令Zcであれば後段のパルス分配器に出力す
る。

１０３はパルス分配器であり、移動指令Zcに
基いて公知のパルス分配演算を実行して指令速度
に応じた周波数で分配パルスPsを発生する。１
０４は、分配パルス列Psにより移動速度ｖを該
パルス列の発生時には直線的に加速し、該パルス
列Psの終了時には直線的に減速するためのパル
ス列Piを発生する公知の加減速回路、１０５は電
極EPを加工送りする直流モータ、１０６は直流
モータが所定量回転する毎に１個のフイードバツ
クパルスFPを発生するパルスコーダ、１０７は
誤差演算記憶部であり、たとえば可逆カウンタに
より構成され、加減速回路１０４から発生した入
力パルスPiの数とフイードバツクパルスFPの差
Erを記憶する。

尚、この誤差演算記憶部は図示の如くPiとFP
の差Erを演算する演算回路１０７ａとErを記憶
する誤差レジスタ１０７ｂとで構成してもよい。
即ち、誤差演算記憶部１０７は直流モータ１０５
が正方向に回転しているものとすれば入力パルス
Piが発生する毎に該パルスPiをカウントアツプ
し、又フイードバツクパルスFPが発生する毎に
その内容をカウントダウンし、入力パルス数とフ
イードバツクパルス数の差Erを誤差レジスタ１
０７ｂに記憶する。１０８は誤差レジスタ１０７
ｂの内容に比例したアナログ電圧を発生するDA
変換器、１０９は速度制御回路である。

１１０ａは間隙検出回路であり、電源PSから
電極EPとワークWK間へ印加された電圧に基づ
いて間隙検出電圧Vdを検出し、制限電圧値Vbを
基準とする検出値（Vd−Vb）に比例する周波数
で間隙パルスSIPを出力している。１１０ｂはカ
ウンタであり、間隙検出回路１１０ａの間隙パル
スSIPを計数するものである。

次に、第４図構成の動作を第５図の処理フロー
図により説明する。

() 通常の放電加工のステツプ（ａ〜ｇ）いま、既に電極EPが加工送りされており、
電極EPとワークWK間で放電加工が行なわれ
るものとする。

電源PSより電極EPとワークWK間に電圧が
印加されているので、間隙電圧検出回路１１０
ａからは検出値に応じた周波数の間隙パルス
SIPが出力されており、カウンタ１１０ｂはこ
れを計数する。

処理部１０２ｃはカウンタ１１０ｂの値を周
期的に読取り、読取る毎にカウンタ１１０ｂを
リセツトする。このカウンタ１１０ｂの値は、
間隙検出電圧Vdが制限電圧値Vbと等しい時に
零、Vd＞Vbで正、Vd＜Vbで負である。

(a) 処理部１０２ｃは、カウンタ１１０ｂの値
SSを読取り、(1)式に従い速度ｖに対応する
パルス数Ｐを演算する。即ち、(1)式を変形し
た次式によりパルス数Ｐを演算する。

Ｐ＝ｋ・SS ……(1)′ 尚、前述の間隙検出電圧Vdと制限電圧値
Vbとの関係において、Vd＞VbならＰ＞０、
Vd＜VbならＰ＜０となる。

(b) 処理部１０２ｃは、現在の制御ステータス
を調べる。現在の制御ステータスCSはメモ
リ１０２ｂに格納されているから、処理部１
０２ｃは、メモリ１０２ｂから制御ステータ
スCSを読取り、識別する。後退制御中に所
定の後退可能距離を越えると発生する後退ア
ラームは、前述の加工送り（前進）中には制
御ステータスCSに設定されていないので、
処理部１０２ｃは制御ステータスCSが後退
アラームでないと判断する。

(c) 次に処理部１０２ｃは、メモリ１０２ｂに
格納されている制御ステータスCSが後退中
か判別する。

(d) 今、加工送り中とすると、制御ステータス
CSは後退中でないので、処理部１０２ｃは
制御ステータスCSが再前進中か判別する。

(e) 加工送り中であるから、制御ステータスは
再前進中でないので、処理部１０２ｃはステ
ツプ(a)で演算したパルス数Ｐを速度指令パル
ス数Pcとしてメモリ１０２ｂに設定する。

(f) 次に処理部１０２ｃは、このパルス数Pc
が正か負かを判別する（f₁）。Pcが正、即ち、
間隙検出電圧Vdが制限電圧値Vb以上であれ
ば（電極EPとワークWKとの間隔ｐが所定
間隔にあるとき）、正常状態であるから、後
述するように速度指令Zc、即ちパルス数Pc
をパルス分配器１０３に送つて、電極EPを
前進（加工送り）させる（f₂）。

(g) 更に処理部１０２ｃは、パルス分配器１０
３の分配パルスPsを計数する現在位置カウ
ンタ１０２ｄの内容を読取り、メモリ１０２
ｂ内の現在位置GPを更新する。このように
して、ステツプ(a)〜(g)を実行し、電極EPと
ワークWKが、一定の間隔を保つように、電
極EPの送り速度が制御され、放電加工が行
なわれる。

() 後退制御開始のステツプ（ｈ〜ｌ）一方、電極EPとワークWKとの間隔が小さ
くなり、間隙電圧VdがVb（制限電圧値）以下
になると、次のような後退制御が行なわれる。

(h) 間隙電圧VdがVb以下になると、移動速度
ｖ、即ち指令されるパルス数Pcは負となり、
前述のステツプ(f)では後退制御処理が指令さ
れ、処理部１０２ｃはメモリ１０２ｂの制御
ステータスCSを後退中に設定する。

(i) 処理部１０２ｃは次にメモリ１０２ｂの現
在位置GPから後述する再前進時における減
速開始点DSPを演算し、メモリ１０２ｂに
格納する。

(j) 次に、処理部１０２ｃは、前述の(2)式よ
り、 v₂＝ａ・ｋ（Vc−Vb）＝ａ・Pc＝Pc′
……(3) なる、指令速度v₂に対応するパルス数Pc′を
演算し、メモリ１０２ｂに格納する。これに
より加工送りでのパルス数Pcをａ倍（ただ
し、ａ＞１）した、新たな移動指令Zcとし
てパルス分配器１０３にパルス数Pc′が設定
され、これに従つて電極EPは後退送りされ
る。

(k) 次に処理部１０２ｃは、現在位置カウンタ
１０２ｄの内容から、メモリ１０２ｂ内の現
在位置GP及び後退距離ｌを更新する（k₁，
k₂）。

(l) 次に処理部１０２ｃでは、メモリ１０２ｂ
の後退距離ｌを、予めメモリ１０２ｂに格納
されている後退可能距離ldと比較する。後退
距離ｌが後退可能距離ld以内であれば、再び
ステツプ(a)に戻り、パルス数Ｐが負であるか
ぎり上記後退制御のステツプ(h)〜(l)が繰り返
される。

() 後退制御中の速度保持のステツプ（ｍ〜
ｎ） (m) 前述のステツプ(c)において、制御ステー
タスCSは後退中となつているので、処理部
１０２ｃはパルス数Ｐが正か負かを判別する
（m₁）。パルス数Ｐが負であれば、メモリ１
０２ｂに格納されたパルス数Pc′と比較する
（m₂）。電極EPは後退送り中で、パルス数
Pc′，Ｐとも負であるから、従つてPc′＞Ｐで
は絶対値としては｜Ｐ｜＞｜Pc′｜を示す。

(n) その結果、絶対値としてＰの値が大なら、
メモリ１０２ｂに格納されたパルス数Pc′を
パルス数Ｐに更新する。反対に、ステツプｍ
で、Pc′≦Ｐ、即ち、｜Ｐ｜≦｜Pc′｜と判断
されれば、メモリ１０２ｂに格納されている
パルス数Pc′を後退速度として用いる。即ち、
後退時には最大速度v₂が用いられる。そして
処理部１０２ｃでは前述の各ステツプ(j)，
（k₁），（k₂），(l)が実行される。

() 再前進制御のステツプ（ｏ〜ｕ）このようにしてステツプ(a)，(b)，(c)，（ｍ），
（ｎ）が実行されると、電極EPは最大速度で後
退して間隙検出電圧Vdが再びVb以上（即ち、
パルス数Ｐが正）となる。これによつて次のよ
うに再前進制御が行なわれる。

(o) 後退中にパルス数Ｐが正となると、前述
のステツプ（m₁）において、処理部１０２
ｃではＰが正と判別され、メモリ１０２ｂの
制御ステータスCSを再前進中に設定する。

(p) 次に処理部１０２ｃからは、メモリ１０
２ｂに格納された後退中の最大速度v₂に対応
する移動速度v₃を指令速度とするパルス数｜
Pc′｜がパルス分配器１０３に送られて、電
極EPを再前進させる。

(q) 次に処理部１０２ｃは、現在位置カウン
タ１０２ｄの内容から、メモリ１０２ｂの現
在位置GPを更新する。

(r) 処理部１０２ｃは、前述のステツプ(i)で
メモリ１０２ｂに設定された減速開始点
DSPとメモリ１０２ｄの現在位置GPと比較
し、減速開始点DSPに未到達であれば、ス
テツプ(a)に戻る。

このようにして、ステツプ(a)，(b)，(c)，
（ｍ），（ｏ），（ｐ），（ｑ），（ｒ）によつて再前
進制御を行なう。この再前進制御により、ステ
ツプ（r₁）において、減速開始点DSPに到達し
たと判断されると、ステツプ（r₂）で処理部１
０２ｃはメモリ１０２ｂの制御ステータスCS
を通常前進中に設定する。これにより、処理部
１０２ｃは前述のステツプ(a)〜(g)を実行する通
常の加工送りに復帰する。

(s) 更に、前述の後退制御中のステツプ(l)に
おいて、後退距離ｌが後退可能距離ldを越え
てしまうと、即ち後退可能距離ldに達しても
間隙電圧VdがVbを越えないと、メモリ１０
２ｂの制御ステータスCSを後退アラーム中
にセツトする。

(t) これによつて以降、Ｐが負の内は（t₁）、
後退アラーム信号が発生し（t₂）、電極EPの
制御は行なわれない。即ち、充分後退して
も、間隙電圧Vdが上昇しないことは、何ら
かの障害であるから、制御は停止し、必要が
あれば警報を発する。

(u) 一方、後退アラーム中でも、Ｐが正とな
れば、後退アラーム信号はオフし、メモリ１
０２ｂの制御ステータスCSは再前進中にセ
ツトされ、以降ステツプ（ｐ）〜（ｒ）の再
前進制御が実行される。

以上の各ステツプ(a)〜（ｕ）により、処理部１
０２ｃからの指令速度がパルス数Pc，Pc′として
パルス分配器１０３に与えられると、該パルス分
配器１０３は指令速度に基づいてパルス分配演算
を実行して分配パルスPsを出力する。加減速回
路１０４には、この分配パルスPsが入力され、
そのパルス速度を加減速して指令パルス列Piを誤
差演算記憶部１０７に入力する。これにより誤差
レジスタ１０７ｂの内容は零でなくなるから、
DA変換器１０８から電圧が印加され、速度制御
回路１０９によりモータ１０５は駆動され、電極
EPが後退又は前進方向に移動する。モータ１０
５が所定量回転すればパルスコーダ１０６からフ
イードバツクパルスEPが発生し誤差演算記憶部
１０７に入力され、誤差レジスタ１０７ｂには指
令パルスPiの数とフイードバツクパルスFPの数
との差Erが記憶されることになる。そして、以
後定常状態においては該再Erが一定値に維持さ
れながらサーボ制御され、電極EPは指令送りさ
れ目標位置に移動せしめられる。

（発明の効果）以上のように、本発明は電極とワークとの間隙
検出電圧に基づいて電極を同期送りする放電加工
機において、後退制御においては、後退及び再前
進速度を、間隙検出電圧から定まる速度に一定の
倍率を乗じた高速度なものとするとともにその間
の速度は間隙検出電圧の最低電圧に基づく最大速
度に保持しているので、電極の後退制御を敏速に
行なうことができる。従つて、アーク放電や電極
とワークとの衝突を防止でき、加工面精度の劣化
を防止しうる。更に、後退制御の時間が短く済め
ば、それだけ全体的な加工速度が早くなる。ま
た、ワーク形状と同形の加工をする放電加工機の
ほか、ワイヤカツト型の放電加工機のほか、ワイ
ヤカツト型の放電加工機等にも広く利用できるも
のである。

尚、本発明を一実施例により説明したが、本発
明の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明
の範囲からこれらを排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電加工機の概略を示す説明図、第２
図は従来の電極後退制御方式の説明図、第３図は
本発明の電極後退制御方式の説明図、第４図は本
発明の電極後退制御用のブロツク接続図、第５図
は本発明を実施するための処理フロー図である。 EP……電極、WK……ワーク、１０２……処
理部、１０５……送りモータ、１１０ａ……間隙
検出回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１電極とワークとの間に加工電圧を印加して放
電加工を行なうとともに、該電極と該ワークとの
間の間〓検出電圧が所定電圧以下となつた時、該
間〓検出電圧に従い該電極を該ワークから後退さ
せ、その後再前進させる放電加工機の電極後退制
御装置において、前記電極とワークとの間に印加
された加工電圧に基づいて間〓検出電圧Vdを検
出して制限電圧値Vbを基準とする検出値（Vd−
Vb）に比例する周波数で間〓パルスを出力する
間〓検出回路と、前記後退速度を間〓パルスの計
数結果から定まる速度に１を越える一定倍率を乗
じた高速度として設定する設定手段と、この設定
された後退速度を前記検出値（Vd−Vb）が負に
なつたあと前記電極が最大後退可能距離ldに達す
るまでその最大値に保持する保持手段とを具備し
たことを特徴とする放電加工機の電極後退制御装
置。