JPH0369648B2 - - Google Patents

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JPH0369648B2
JPH0369648B2 JP19214385A JP19214385A JPH0369648B2 JP H0369648 B2 JPH0369648 B2 JP H0369648B2 JP 19214385 A JP19214385 A JP 19214385A JP 19214385 A JP19214385 A JP 19214385A JP H0369648 B2 JPH0369648 B2 JP H0369648B2
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JP
Japan
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discharge
wire
wire electrode
concentrated
discharge position
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JP19214385A
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JPS6254626A (ja
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Yasuo Suzuki
Masakazu Kishi
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Via Mechanics Ltd
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Hitachi Seiko Ltd
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極
の断線を防止するための集中放電検出装置に係
り、特にワイヤ電極上の同一箇所に放電が集中し
た状態を検出する装置に関するものである。
〔発明の背景〕 ワイヤ放電加工に工具として使用されるワイヤ
電極は、直径が0.02〜0.35mmφ程度の細線である
ため、加工条件が適正でないと断線することがあ
る。加工中の断線は、本来無人運転であるべきワ
イヤ放電加工機の機能を低下させるばかりでな
く、ワイヤ張替後の再スタートにより加工精度に
も悪影響を与える。
断線の原因はいろいろあるが、その一つに極間
の集中放電が挙げられる。集中放電は、極間の特
定箇所への加工粉や他の異物の介在により、加工
品側またはワイヤ電極側の同一箇所に放電が集中
して発生する現象であり、一般に集中放電が発生
すると、ワイヤ電極が局部加熱され断線を起こし
やすくなると言われている。しかし、集中放電の
ワイヤ電極に及ぼす影響を考えると、ワイヤ放電
加工においてはワイヤ電極が走行しているので、
加工品側の同一箇所で集中放電が発生しても、ワ
イヤ電極はその新しい面が次々と放電点を通過す
ることになり、放電によるワイヤの損傷はそれほ
ど大きくない。これに対して、ワイヤ電極上の同
一箇所での集中放電は、第3図に示すように当初
ワイヤ電極1上のa点と加工品2側のb点との間
で発生した放電が矢印方向へのワイヤの走行とと
もにa′、b′点間へ移動し、ワイヤ電極上の放電位
置の移動速度とワイヤ走行速度とが一致した状態
であり、ワイヤ電極上の同一箇所に放電が持続し
て発生するため、ワイヤの損傷は加工品側の同一
箇所での集中放電に比べてはるかに大きく、それ
だけ断線を起こしやすいと言える。
ワイヤ放電加工機では、一般に加工電源から加
工品の上下に設けた給電子を通してワイヤ電極と
加工品との間にパルス電力を供給しているので、
ワイヤ電極上の放電位置によつて放電点の上下に
おける回路抵抗が変化し、上下の給電子に流れる
電流の割合が変化する。したがつて、上下の給電
子に流れる電流値が変化しないということは加工
品側の同一箇所で集中放電が発生していることに
なる。
従来のワイヤ放電加工機における集中放電検出
装置としては、特開昭59−30620号に記載のよう
に、上下の給電子(または片側給電子)に流れる
電流値を検出し、この電流検出信号から給電子に
流れる電流の変化率を求め、この電流変化率を設
定値と比較して加工品側の同一箇所に放電が集中
している状態を検出し、この検出信号に応じて加
工条件の設定を変えることにより、ワイヤの断線
防止を図つたものがあるが、ワイヤ電極上の放電
位置の移動速度とワイヤ走行速度との対応につい
ては考慮されていないため、より断線を起こしや
すいワイヤ電極上の同一箇所での集中放電状態の
検出はできなかつた。
発明者らの実験によると、ワイヤ走行速度を上
げることにより、特定の加工条件ではワイヤの断
線が生じにくくなる傾向が見られたが、ワイヤ走
行速度10m/min位が限度で、それ以上ワイヤ走
行速度が上げても断線防止効果は改善されず、断
線防止のため通電できる加工電流値が制限され、
加工速度の向上は期待できない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、ワイヤ放電加工における断線
前駆状態であるワイヤ電極上の集中放電状態を適
確に検知することにより、正常状態での加工速度
を落さずに断線を未然に防止することを可能にし
たワイヤ放電加工機の集中放電検出装置を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明は、加工電源から加工品の上下に設けた
給電子を通してワイヤ電極と加工品との間にパル
ス電力を供給するワイヤ放電加工機において、上
記給電子の一方または両方に流れる電流値を検出
する電流検出器と、該電流検出器の出力信号を増
幅しワイヤ電極上の放電位置に対応した信号を出
力する放電位置検出手段と、該放電位置検出手段
の出力信号レベルの変化によりワイヤ電極上の放
電位置の移動速度に対応した信号を出力する放電
位置移動速度検出手段と、ワイヤ電極の走行速度
に対応した信号を出力するワイヤ走行速度検出手
段と、上記放電位置移動速度検出手段およびワイ
ヤ走行速度検出手段のそれぞれの出力信号レベル
を近似的に比較し両者のほぼ一致した状態が所定
時間以上持続したとき集中放電状態検出信号を出
力する放電状態判別手段とを備えて、ワイヤ電極
上の同一箇所に放電が集中した状態を検出するこ
とを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図および第2図
により説明する。
第1図において、1はワイヤ電極、2は加工
品、3は加工液供給用ノズル、4はパルス発振
器、5は直流電源とパルス発振器4のパルス発生
信号により駆動される高速スイツチング素子とを
含む加工電源で、上側給電子6と下側給電子7を
通してワイヤ電極1と加工品2との間に加工用パ
ルス電力を供給する。8および9はワイヤ走行用
リール、10および12は案内ローラ、11はワ
イヤテンシヨンローラ、13はワイヤ繰出しボビ
ン、14は案内ローラ10に連結したワイヤ走行
速度検出用発電機であり、加工後のワイヤ電極1
は図示しない巻取りボビンにより巻取られる。1
5は上側給電子6の給電電流値を検出する上側電
流検出器、16は下側給電子7の給電電流値を検
出する下側電流検出器で、これら電流検出器はそ
れぞれ電磁誘導などにより給電電流値に対応した
電圧を出力する。17および18はそれぞれ電流
検出器15,16の出力増幅器、19は該増幅器
17,18の出力の差をとりワイヤ電極1上の放
電位置に対応した信号を得るための差動増幅器、
20は該差動増幅器19の出力信号レベルを調整
するための可変利得増幅回路で、演算増幅器2
1、入力抵抗22および増幅度設定素子
(MOSFET、ホトカプラなど)23を含んでい
る。24は加工電源5からの信号により前記増幅
度設定素子23を動作させるための駆動回路であ
り、上記17〜24の各要素により放電位置検出
手段が構成されている。前記可変利得増幅回路2
0の出力信号は低域フイルタ25を通して微分回
路26に与えられている。このフアルタ25と微
分回路26は放電位置移動速度検出手段の構成要
素であり、微分回路26からワイヤ電極1上の放
電位置の移動速度に対応した信号が出力される。
27〜35は放電状態判別手段の構成要素であ
り、前記微分回路26の出力信号は比較器27の
反転入力と比較器28の非反転入力に与えられ
る。
加算回路29はワイヤ走行速度に対応した発電
機14の出力電圧V1と一定電圧ΔV1の和を求め
るためのもので、その出力電圧(V1+ΔV1)は
前記比較器27の非反転入力に与えられる。ま
た、減算回路30は前記発電機14の出力電圧
V1と一定電圧ΔV1の差を求めるためのもので、
その出力電圧(V1−ΔV1)は前記比較器28の
反転入力に与えられる。比較器27,28の出力
はANDゲート31に与えられ、該ANDゲート3
1の出力はクロツク発振器32からのクロツクパ
ルスと共にANDゲート33に与えられる。34
はANDゲート33を通つたクロツクパルスをカ
ウントするプリセツタブルカウンタ、35は時間
設定用のプリセツタであり、プリセツタブルカウ
ンタ34の出力信号を集中放電状態検出信号とし
ている。この信号は、例えばバツフア36を通し
てLEDなどの表示素子37を駆動する信号とし
て用いられる。
次に、本実施例の動作を説明する。
ワイヤ電極1と加工品2との間に加工電源5か
らパルス電力を供給し、放電加工を開始すると、
上側給電子6には例えば第2図波形Aで示したよ
うな電流IUが流れ、下側給電子7には例えば第2
図波形Bで示したような電流IDが流れる。この上
下給電子6,7に流れる電流の差IR=(IU−ID)は
第2図波形Cのようになつて現われ、もし加工品
2の上部で放電が生じると、波形CのIR2で示し
たようにIRは正の値となり、もし加工品2の下部
で放電が生じると、波形CのIR1で示したようにIR
は負の値となる。加工品2の中央で放電が生じた
場合は、放電点の上下の回路抵抗が等しく、IU
IDとなるので、IRの値はゼロである。このように
IRの値はワイヤ電極1上の放電位置を表わす。
放電状態が正常であれば、上記放電位置は極間
の上下に分散している。しかし、ワイヤ電極1上
の同一箇所で集中放電が生じると、放電位置がワ
イヤ電極1の走行とともに移動し、波形CのIR3
IR4、IR5……に示したようにIRの値の直線的変化
となつて現われる。もし、上記ワイヤ電極の走行
速度とワイヤ電極上の放電位置の移動速度とが一
致すれば、ワイヤ電極上では完全に同一箇所で放
電が持続して生じていることになり、ワイヤ電極
が局部加熱されても最も断線しやすい状態とな
る。
上記ワイヤ電極の走行速度は、ワイヤ走行速度
検出用発電機14により直流電圧V1として検出
することができる。このワイヤ走行速度検出信号
V1は、加算回路29でΔV1を加算しV1+ΔV1
値として比較器27の非反転入力に与えられる。
また、減算回路30でΔV1を減算しV1−ΔV1
値として比較器28の反転入力に与えられる。
一方、差動増幅器19から得られる前記IRの値
に対応した放電位置検出信号は、可変利得増幅回
路20でレベル調整される。このレベル調整は、
加工電源5の加工電流設定信号に応じて増幅度設
定素子23の抵抗値を変えることによつてなされ
る。これは、加工電源5から供給される加工パル
ス電流の大きさには関係なく、ワイヤ電極1上の
放電位置と放電位置検出信号のレベルとが常に1
対1の対応関係となるように増幅度を自動調整す
るものである。このようにしてレベル調整された
放電位置検出信号は、低域フイルタ25により第
2図波形Dのように平滑化された後、微分回路2
6で微分され、第2図波形Eで示したような放電
位置移動速度検出信号として出力される。波形E
の波高値V0は放電位置検出信号のレベル変化の
速さ、すなわちワイヤ電極上の放電位置の移動速
度に対応した値であり、Tはワイヤ電極上で集中
放電が持続した時間を表わしている。上記V0
値がV1+ΔV1とV1−ΔV1の間にあれば、すなわ
ちV0とV1がほぼ同じになれば、放電位置の移動
速度とワイヤ電極の走行速度がほぼ一致したこと
になる。このV1+ΔV1>V0>V1−ΔV1の条件が
成立すると、比較器27および28の出力がとも
に論理値の“1”レベルになるので、ANDゲー
ト31から“1”レベルの信号が出力され、この
信号が出力されている間、クロツク発振器32か
ら発生するクロツクパルスがANDゲート33を
通りプリセツタブルカウンタ34によりカウント
される。そのカウント値がプリセツタ35により
設定された値以上になると、プリセツタブルカウ
ンタ34から集中放電状態検出信号が出力され、
該信号により表示素子37を駆動して集中放電状
態が発生したことを表示する。
該表示により、作業者は加工パルスエネルギー
を低下させたり、加工液供給量を調整したりして
ワイヤ電極の断線を防止し、かつ放電状態を正常
化することができる。また、図示は省略するが、
前記集中放電状態検出信号に基づいて、パルス電
力などの加工条件の変更を自動的に行なうように
構成することもできる。
前記プリセツタ35により設定する集中放電持
続時間は約50〜数100msの値で、実験的に決めら
れるものである。
なお、本実施例では、検出感度を上げるため、
加工品の上下両側における電流検出信号の差をと
つて放電位置を検出しているが、上下いずれか片
側の電流検出信号から放電位置を検出することも
可能であり、本実施例の構成に限定されるもので
はない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ワイヤ電極上の放電位置の移
動速度とワイヤ電極の走行速度を検出し、両者の
ほぼ一致した状態が所定時間以上持続したとき、
集中放電状態検出信号を出力するようにしたた
め、断線前駆状態であるワイヤ電極上の同一箇所
での集中放電状態を適確に検知でき、その検出信
号に基づいて加工条件を調整することにより、正
常状態での加工速度を落ざすに、ワイヤ電極の断
線を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2
図は第1図中の要部の動作波形を示す図、第3図
はワイヤ電極上の集中放電状態の説明図である。 1……ワイヤ電極、2……加工品、5……加工
電源、6……上側給電子、7……下側給電子、1
4……ワイヤ走行速度検出用発電機、15……上
側電流検出器、16……下側電流検出器、17〜
24……放電位置検出手段、25,26……放電
位置移動速度検出手段、27〜35……放電状態
判別手段。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 加工電源から加工品の上下に設けた給電子を
    通してワイヤ電極と加工品との間にパルス電力を
    供給し放電加工を行なうワイヤ放電加工機におい
    て、上記給電子の一方または両方に流れる電流値
    を検出する電流検出器と、該電流検出器の出力信
    号を増幅しワイヤ電極上の放電位置に対応した信
    号を出力する放電位置検出手段と、該放電位置検
    出手段の出力信号レベルの変化によりワイヤ電極
    上の放電位置の移動速度に対応した信号を出力す
    る放電位置移動速度検出手段と、ワイヤ電極の走
    行速度に対応した信号を出力するワイヤ走行速度
    検出手段と、上記放電位置移動速度検出手段およ
    びワイヤ走行速度検出手段のそれぞれの出力信号
    レベルを近似的に比較し両者のほぼ一致した状態
    が所定時間以上接続したとき集中放電状態検出信
    号を出力する放電状態判別手段とを備えて、ワイ
    ヤ電極上の同一箇所に放電が集中した状態を検出
    することを特徴とするワイヤ放電加工機の集中放
    電検出装置。
JP19214385A 1985-09-02 1985-09-02 ワイヤ放電加工機の集中放電検出装置 Granted JPS6254626A (ja)

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JPS6254626A JPS6254626A (ja) 1987-03-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1994002277A1 (en) * 1992-07-21 1994-02-03 Fanuc Ltd Wire temperature measuring method for wire electrical discharge machine

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JP2532259B2 (ja) * 1987-10-31 1996-09-11 ファナック株式会社 ワイヤ放電加工機における放電位置検出装置
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