JPH0386426A - 放電パルスパラメータ検出方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、放電加工の放電パルスパラメータを検出する
放電パルスパラメータ検出方法に関する。

（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パルス放電が発生する。

しかるに、このパルス放電による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
や勘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
によっ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基準が設
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、上記各方法のうち■及び■の方法は定量
的な放電状態の判断でなく判断の結果にばらつきが生じ
る。又、■の方法はオシロスコープの周波数帯域が放電
よりも遅く、リアルタイムで放電電圧及び放電電流を表
示することができない。さらに、放電の発生はランダム
でありかつ放電電圧及び放電電流は保持されないので、
オシロスコープに表示されている放電電圧及び放電電流
はいつの波形か判りにくくかつ波形からは定量的な判断
が困難である。■の方法では良否の基準は例えば各メー
カにおいて設定したものであり、全ての放電状態の判断
に適用できるものではない。

ところで、ワイヤ放電加工を行う場合、被加工物とワイ
ヤ電極との間に直流電圧を印加するが、この直流電圧を
印加する電源には大きく分けて同期式と非同期式とがあ
る。しかるに、上記放電電圧及び放電電流の波形は電源
タイプによって異なるため電源タイプによって検出方法
を変える必要がある。しかしながら、上記方法では電源
タイプを考慮して検出しておらず、信頼性の低いもので
あった。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように電源タイプに応じて放電電圧や放電電流の
検出に対する信頼性が低くものであった。

そこで本発明は、電源タイプに応じて放電電圧や放電電
流の放電パルスパラメータを正確に検出できる放電パル
スパラメータ検出方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段と作用） 本発明は、被加工物と電極との間に電圧を印加する電源
のタイプを分類し、この電源タイプに応じて放電パルス
パラメータを検出する放電波形位置を変えて放電電圧な
どの放電パルスパラ・メータを検出するようにして上記
目的を達成しようとする放電パルスパラメータ検出方法
である。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は放電パルスパラメータ検出方法を適用したワイ
ヤ加工放電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
は電源５が接続されている。この場合、電源５は正極を
被加工物２に接続している。又、この電＃５は同期式又
は非同期式となっており、例えば非同期式では被加工物
２とワイヤ電極３との間に無負荷電圧Ｖ、を印加し、絶
縁破壊による微小放電を発生させ、かかる微小放電を検
出したら直ちに電圧を印加して被加工物２とワイヤ電極
３との間に主放電を発生させる制御を行うものとなって
いる。そして、この電源５には電圧検出器６が並列接続
されるとともに電流検出器７が直列接続されている。

一方、１０は放電解析装置本体であって、この解析装置
本体ＩＯは被加工物２とワイヤ電極３との間に発生する
パルス放電の解析を行う機能を有するもので、パルス放
電を検出する際に被加・工物２とワイヤ電極３との間に
電圧を印加する電Ｒ５のタイプを認識し、この電源タイ
プに応じて放電電圧及び放電電流などの放電パラメータ
を検出する放電波形位置を変える機能を有している。具
体的に構成を説明すると、アッテネータ（ＡＴＴ）１１
．１２が備えられ、これらアッテネータ１１゜１２のう
ち一方のアッテネータ１１に電圧検出器６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７が接続
されている。これらアッテネータ１１，１２にはそれぞ
れメモリが内蔵された各Ａ／Ｄ　（アナログ／ディジタ
ル）変換器１３゜１４が接続され、これらＡ／Ｄ変換器
１３．１４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．ＲＡＭ（ランダ
ム・アクセス・メモリ）１８、ＲＯＭ（リード・オンリ
・メモリ）１つ、表示駆動部２０、プリンタ駆動部２１
及び入力部２２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ＣＲＴデイスプレィなどの表示装置２３が接続され
ており、プリンタ駆動部２１にはプリンタ２４が、接続
されている。

ＲＯＭ１９には、放電パラメータ検出プログラムが記憶
されており、このプログラムを実行することにより前記
ＣＰＵ１６は電源５のタイプを認識し、この電源タイプ
に応じて放電パルスパラメータを検出する放電波形位置
を変えて放電電圧などの放電パラメータを検出する機能
をもつものとなる。さらにＲＯＭ１９には放電データ作
成プログラムや放電分類プログラム、放電解析プログラ
ムなどが記憶されている。

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との間に直流電圧が電源６か
ら印加され、この状態に被加工物２とワイヤ電極３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し、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６は被加工物２とワイヤ電極３と
の間のパルス放電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７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変換器１３．１４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。

これら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変換器１３．１４内のメモリに一時
記憶され、この後にＣＰＵ１６によってＲＡＭ１８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ＲＡＭ１８に記憶されると、ＣＰＵ１６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
ら放電電圧や放電開始及び修了、又放電ピーク値や電流
パルス幅などを求める。ところで、この場合ＣＰＵ１６
は人力部２２を通して電源５のタイプが自然放電型であ
るか定エネルギ供給型であるかを認識する。

ここで、ＣＰＵ１６がその電源５を例えば非同期式コン
デンサ電源などの自然放電型であると認識した場合につ
いて説明する。ＣＰＵ１６はＲＡＭ１８に記憶されたデ
ィジタル電圧検出信号及びディジタル電流信号から第２
図に示すような放電電圧及び放電電流の各波形を求める
。しかるに、ＣＰＵ１６はこれら放電電圧及び放電電流
から放電電圧値Ｖ、、Ｖ２．Ｖ、・・・、電流ピーク値
Ｉ　ＰＩ＋　　Ｉ　Ｐ２ｒ　　Ｉ　Ｐ３・・・、電流パ
ルス幅Ｐ　ａｌｔ　　Ｐ　ｄ２＋Ｐｏ・・・　さらに放
電開始、放電終了、放電エネルギー、パルス間隔などの
各放電パルスパラメータを求める。そして、ＣＰＵ１６
はこれら放電パルスパラメータを放電データとしてテー
ブル化してＲＡＭ１８に記憶する。

又、ＣＰＵ１６が電源５を例えば非同期式定電圧印加方
式トランジスタ電源などの定エネルギ供給型であると認
識すると、ＲＡＭ１８に記憶されたディジタル電圧検出
信号及びディジタル電流信号から第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る。ところで、電源
５が定エネルギ供給型の場合、被加工物２とワイヤ電極
３との間の放電は先ず微小放電が生じ、この後に加工の
主放電が発生する。しかるに、第３図に示す波形におい
てＡは微小放電の期間であり、Ｂは主放電の充電期間、
Ｃは主放電期間、Ｄは休止期間、Ｅは次の微小放電期間
となる。そして、Ｖａ、Ｖｂは微小放電の放電電圧、Ｖ
５は放電電圧値、■、。

ＩＰｂは電流ピーク値、Ｐｄａ、Ｐｄｂは電流パルス幅
を示す。そこで、微小放電時の放電電圧Ｖａｖｂは被加
工物２とワイヤ電極３との間における絶縁破壊電圧とな
っている。そして、主放電の放電電圧値ｖｓ、電流ピー
ク値ＩＰ（Ｐｂは電源５における制御により変化しない
が、微小放電の放電電圧Ｖａ、Ｖｂは加工状態により変
化する。従って、主放電時の放電電圧はこれら放電電圧
Ｖａｖｂを検出して用いる。従って、ＣＰＵ１６は放電
電圧値Ｖａ、Ｖｂ、・・・、電流ピーク値ＩＰａｔＩ　
Ｐｂ＋　・・・、電流パルス幅Ｐ　ｄ　ａ　＋　Ｐ　ｄ
　ｂ　１　・・・　さらに放電開始、放電終了、放電エ
ネルギー、パルス間隔などの各放電パルスパラメータを
求め、これら放電パルスパラメータを放電データとして
テーブル化してＲＡＭ１８に記憶する。

このようにして放電データが求められるとＣＰＵ１６は
放電状態を解析する。例えば、ＣＰＵ１６の放電分類手
段は予め設定された放電限界電圧と各放電電圧、例えば
自然放電型であれば放電電圧値Ｖ、、Ｖ２．・・・（第
２図参照）とを比較して放電限界電圧よりもレベルが低
い放電電圧値例えばｖ２を異常放電であるアーク放電パ
ルス及び短絡として検出する。このように異常放電が検
出されると、この異常放電の各データがテーブルから抹
消される。次に放電分類手段は異常放電が抹消された放
電データから放電電圧値ＶＩｖ３＋　・・・を抽出して
放電電圧値のヒストグラムを作成する。このようにして
作成されたヒストグラムには２つのヒストグラム群が現
れ、このうち−方のヒストグラム群は被加工物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
て加工屑が取り去られた状態における正常な放電電圧を
示しており、他方のヒストグラム群は被加工物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くなって放電電圧が低
くても放電が生じている過渡的な放電を示している。

次にＣＰＵ１６の解析算出手段は効率や安定度などを算
出する。例えば、効率の算出作用について説明すると、
解析算出手段はディジタル電圧検出信号及びディジタル
電流信号の信号採取期間の合計期間Ｈ８や合計期間のパ
ルス発生数Ｅを求め、これらからパルス発生間隔Ｔを算
出する。すなわち、 Ｔ−Ｈｏ／Ｅ そして、効率Ｑはαを定数とした次式により算出する。

Ｑ−α／下 このように効率Ｑが算出されると、解析算出手段は効率
Ｑを表示駆動部２０に送って表示装置２３に表示させる
。又、解析算出手段１６−７は安定度や被加工物２の表
面あらさなどを求める。

このように上記一実施例においては、被加工物２とワイ
ヤ電極３との間に電圧を印加する電源５のタイプを認識
し、この電源タイプに応じて放電パルスパラメータを検
出する放電波形位置を変えて放電電圧などの放電パルス
パラメータを検出するようにしたので、電源５が自然放
電型又は定エネルギ供給型のいずれのタイプであっても
放電時における放電電圧値や電流ピーク値などの放電パ
ルスパラメータを正確に検出できる。これにより、加工
放電を正常な放電と過渡的な放電とに分類できるととも
に、加工放電の効率や安定度などを正確に求めることが
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良い。例えば、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ＣＶＤ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
体の流量調整ができる。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、電源タイプに応じ
て放電電圧や放電電流の放電パルスバラメータを正確に
検出できる放電パルスパラメータ検出方法を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係わる放電パルスパラメー
タ検出方法をワイヤ加工放電装置に適用した場合の一実
施例を説明するための図であって、第１図は構成図、第
２図は自然放電型の電源使用時の各波形図、第３図は定
エネルギ供給型の電源使用時の各波形図である。 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・・・電源、６・
・・電圧検出器、７・・・電流検出器、１０・・・解析
装置本体、１１．１２・・・アッテネータ、１３．１４
・・・Ａ／Ｄ変換器、１５・・・バス、１６・・・ＣＰ
Ｕ、１７・・・タイミングコントローラ、１８・・・Ｒ
ＡＭ、１９・・・ＲＯＭ、２０・・・表示駆動部、２１
・・・プリンタ駆動部、２２・・・人力部、２３・・・
表示装置、２４・・・プリンタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被加工物と電極との間への電圧印加によりこれら被加工
   物と電極との間にパルス放電を発生させて前記被加工物
   を加工する際の放電電圧などの放電パルスパラメータを
   検出する放電パルスパラメータ検出方法において、前記
   被加工物と前記電極との間に電圧を印加する電源のタイ
   プを分類し、この電源タイプに応じて前記放電パルスパ
   ラメータを検出する放電波形位置を変えることを特徴と
   する放電パルスパラメータ検出方法。