JPH0463630A - ワイヤ放電加工機の制御方法と装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ワイヤ放電加工機の制御方法と装置とに関し
、特に、ワイヤ放電加工における加工速度を一定化して
切削幅の均一化を可能にすると共にワイヤ放電加工の加
工効率の予測を可能にするワイヤ放電加工機の制御方法
と装置に関する。

〔従来技術〕

ワイヤ放電加工機はワイヤ電極を用いて金属ワークをプ
ログラムに従う所望の加工形状に放電加工する機械であ
り、金属ワークを搭載したワークテーブルを所望の加工
形状に従う軌跡に沿ってサーボ機構を介して送り制御す
る送り系と、ワイヤ電極とワーク間で放電パルスを発生
させる加工電源部と、これらサーボ機構及び送り系と加
工電源部とを制御する制御装置とを主要構成部にして形
成されている。か−るワイヤ放電加工機においては、制
御装置の構成要素である加工条件設定手段を有し、放電
パルスのパルス幅、休止幅、ピーク電流値等のパラメー
タや目標の極間平均電圧（加工電圧）等のワイヤ放電加
工条件を加工電源部に設定し、かつワイヤ電極とワーク
間のギャップを挟んだ極間電圧値を検出して目標極間平
均電圧との差を解消するように送りサーボ機構によるワ
ーク（ワークテーブルに搭載されている）の送り系によ
る送り速度、つまり、加工速度を制御し、ワイヤ電極の
断線を回避しながら、加工能率と加工精度を適正レベル
に維持するように制御している。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しなから、所定の電源性能を有した加工電源部に対し
て、ワークテーブノペワークテーブルの送り系、ワイヤ
電極の送り機構、上下ワイヤ電極ヘッド、加工液供給機
構等を備えた機械本体は被加工材料であるワークの形状
、寸法等の規模に従って機械の大小規模、即ち、ワーク
テーブルの送りストロークの大小、ワークテーブルの大
きさ、放電パルス電流の供給ケーブル長さ等が種々適宜
の規模に設計、製造されるため、同じ加工電源部を使用
すると、加工電源部から見た電気的インピーダンスが異
なる結果になる。このために、ワイヤ放電加工条件にお
ける放電パルスのパルス幅、休止幅、ピーク電流値等を
設定してもワイヤ電極とワーク間の極間で発生する放電
パルス電流が異なり、故に、予測した加工電源パワーに
相応しい加工速度が得られない結果となる。

このように、加工速度が異なり、所定の速度レベルに達
しないときは、ワイヤ電極でワーク中を切除する加工過
程で、ワイヤ電極が通過した通路幅ないし切削幅や加工
面の精度等が機械本体の規模に応じて異なる結果となり
、また、パルス放電の持続性等の加工の安定度が劣化す
る等の問題点が発生し、このために、加工電源部に対す
るワイヤ放電加工条件は機械本体の規模に応じて修正を
しなければならない等の不利が発生している。

また、加工電源部と１台の機械本体との組合せにおいて
も、ワークの板厚、材質、ワークテーブル上におけるワ
ークの搭載位置又は使用するワイヤ電極のワイヤ径等は
一般的に種々、変化し、この場合にも、加工電源部から
見た電気的インピーダンスが変化するので、加工の安定
性やワイヤ放電加工結果に好ましくない結果をもたらす
場合もある。

よって、本発明の目的は、上述した不利や欠点に鑑み、
加工電源部、機械本体、制御装置との組合せからなるワ
イヤ放電加工機において、加工速度を一定化することが
可能な制御方法と装置とを提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ワイヤ放電加工機が有する制御装置における
ワイヤ放電加工の加工条件設定部ないし加工条件設定回
路により目標加工速度をワイヤ放電加工条件として設定
し、実際の加工速度と目標加工速度との一致を図るよう
に加工電源部からワイヤ電極、ワーク間に供給される放
電パルス電流のパラメータ、即ち、パルス幅、休止幅、
ピーク電流値等を調節、制御可能にするようにしたもの
である。

つまり、本発明によれば、ワークとワイヤ電極間の極間
電圧の検出値からワイヤ放電加工条件における放電パル
スのパラメータを制御すると共に該検出値がワイヤ放電
加工条件における目標極間平均電圧に一致するようにワ
ーク送り系の送り速度指令に従う加工速度を制御してワ
イヤ放電加工を行うワイヤ放電加工機の制御方法におい
て、上記ワーク送り系の目標加工速度を上記ワイヤ放電
加工条件として更に設定し、該目標加工速度とワーク送
り系の実際の加工速度とが一致するように上記ワイヤ放
電加工条件における放電パルスのパラメータを調節、制
御するようにしたワイヤ放電加工機の！制御方法を提供
するものである。

また、本発明によれば、ワイヤ放電加工の加工条件設定
手段と、上記加工条件設定手段によって設定される放電
パルスのパラメータに従ってワイヤ電極とワーク間に放
電パルスを発生させる加工電源部と、上記ワイヤ電極と
ワーク間の極間電圧を検出して上記加工電源部に上記放
電パルスのパラメータの制御指令を送出する極間電圧検
出部と、上記ワイヤ放電加工の加工条件設定手段によっ
て設定される目標平均極間電圧と上記極ｒＩ！Ｊｔ圧検
出部の検出した実際の極間電圧とに従ってワークの送り
系へ送り速度の制御指令を送出する速度指令部と、上記
ワイヤ放電加工の加工条件設定手段によって設定される
目標加工速度と上記速度指令部の上記送り速度の制御指
令とに従って上記加工電源部に前記放電パルスのパラメ
ータの第２の制御指令を送出する加工速度一定制御部と
を具備して構成されたワイヤ放電加工機の制御装置が提
供される。

〔作　用〕

上述のように、本発明によると、ワイヤ放電加工機の加
工電源部は、ワイヤ電極とワークの極間電圧検出に従っ
て、ワイヤ電極の断線が回避されると共に安定した放電
加工の持続制御がされると同時にワークの加工速度が機
械の規模やケーブル長さ等の如何に関わりなく目標値と
して設定された加工速度となるような放電パルスのパラ
メータ制御を受けることになる。その結果、ワークの加
工開始から終了までの時間、つまり、加工能率の予測が
可能になり、しかも、目標加工速度を適正値に設定すれ
ば、切削幅の均−化等の加工精度上の向上も得ることが
できる。以下、本発明を添付図面に従って、更に詳細に
説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明によるワイヤ放電加工機の制御方法を
実施する１実施例の構成を示すブロック図、第２図は同
制御方法の作用を説明するフローチャート、第３図は、
ワイヤ放電加工機の制御方法を実施する従来の制御装置
の構成例を示すブロック図である。

先ず、第３図を参照して、ワイヤ放電加工機の制御方法
の従来の制御方法に就いて、説明する。

ワイヤ放電加工機においては、ワークＷがワークテーブ
ル１に搭載、設置され、直交する２軸方向の送りねじ軸
（Ｘ軸、Ｙ軸）２．３とＸ軸送りモータＭｘ、Ｙ軸送り
モータＭｙを有した送り系によって２軸方向の送り動作
を制御されるように構成され、上記ワークＷと放電加工
部において微少な間隙を介して対向する位置をワイヤ電
極４が図示されていない電極送り機構の駆動により走行
する構成が設けられている。勿論、周知のように放電加
工部においては、加工液が供給され、ワイヤ電極４の冷
却とワークＷから切除された加工屑を除去する構成にな
っている。

他方、上記ワイヤ電極４とワークＷはワイヤ放電加工に
おける画電極を形成し、両者間に上記の微少間隙を介し
て放電パルス電流を発生させる加工電源部５が接続され
ている。即ち、ワークＷが接地電極を形成し、ワイヤ電
極４は上下の給電子６ａ、６ｂを介して加工電源部５に
接続され、放電パルス電流が供給される構成になってい
る。

ワイヤ放電加工に当たっては、制御装置におけるワイヤ
放電の加工条件設定部７から加工電源部５へ放電パルス
に関するパラメータ、つまり、パルス幅τＯ１ｌ＋　休
止幅τＯＦＦ　％電流値工。等が設定され、これらの放
電加工条件に従う放電パルス電流が給電子６ａ、６ｂを
介して上記のようにワイヤ電極４とワークＷの極間に供
給される。このとき、放電加工部においては、常時、ワ
イヤ電極４とワークＷとの間の放電加工状態を示す極間
電圧ｖ２が極間電圧検出部８によって検出され、同極間
電圧検出部８により検出された極間電圧Ｖ、の変化に応
じて加工電源部５に放電パルスの制御指令Ｖ、が送出さ
れ、加工条件設定部７によって設定された放電パルスの
パラメータを調節、制御して、例えば、ワイヤ電極４の
放電電流による加熱に原因した断線の発生を防止し、か
つ、放電パルスの発生を持続させる制御がなされる。

他方、上記極間電圧検出部８の極間平均電圧ＶＩ：Ｉを
加工条件設定部７によって設定される目標平均極間電圧
ｖ２゜とを一致させるように速度指令部９からサーボ機
構を有した送り系制御部１０へ速度指令が送出され、こ
の速度指令に従って送り系制御部１０は送り駆動モータ
ＭｘＳＭｙを制御してワークテーブル１を介してワーク
Ｗの加工速度を適正レベルに制御し、放電加工部におけ
る加工状態を適正に制御する構成になっている。

然しながら、上述の構成から明らかなように、従来のワ
イヤ放電加工機においては、ワイヤ電極４によりワーク
Ｗに放電加工を行う放電加工部において、加工速度を一
定にする制御処理は遂行されていない。従って、既述し
た諸問題点を生ずる結果となっている。

第１図を参照すると、本発明によるワイヤ放電加工機は
、上記の従来のワイヤ放電加工機の構成に対比して放電
加工部における加工速度を一定化する諸制御手段を具備
しているものである。ここで、従来の構成と同じ機能部
や手段に就いては、第３図と同参照番号により示しであ
るが、新たな手段ないし機能部や機能が増加した手段な
いし機能部は、第３図と異なる番号で示しである。

第３図において、本発明の実施例に係るワイヤ放電加工
機においても、ワイヤ電極４がワークＷをギャップを介
して放電加工を行う放電加工部に対して加工電源部５か
ら給電子５ａ、５ｂを経て当該ワイヤ電極４とワークＷ
間に供給される電圧によって放電゛加工ギャップに放電
パルス電流が発生する構成になっている点は変わりない
。また、極間電圧検出部８が放電ギャップにおける極間
電圧Ｖ□を常時、検出し、検出値を平均して極間平均電
圧ＶＥＩを演算、出力し、また極間電圧値に基づいて加
工電源部５へ放電パルスのパラメータを制御する制御指
令Ｖｓを送出している点も変わりない。更に、速度指令
部９は上記極間電圧検出部８から送出された極間平均電
圧と後述するワイヤ放電加工の加工条件設定部１２から
送出される目標の極間平均電圧とを比較して両者が一致
するような軸送り制御指令を送り系制御部１０へ送出し
く以てワークテーブル１の送り系の駆動モータＭｘ。

Ｍｙによる送り速度、つまり、加工速度を制御するよう
にしている点も従来と同様である。

黙しながら、本発明によると、加工条件設定部１２は放
電加工の加工条件として放電パルスのパルス幅τＯＩＩ
＋　休止幅τＯＦＦ　ｓ電流値１０ｘ極間平均電圧Ｖｔ
Ｏ等の条件と共に放電加部における目標加工速度Ｓ。を
設定可能な機能部として構成されている。この加工速度
は、２軸平面内における放電加工の進捗速度であり、Ｘ
軸、Ｙ軸の両軸方向における合成速度値の意味である。

さて、本発明によれば、上記目標加工速度Ｓ。

に対して速度指令部９から送り制御部１０へ送出される
速度指令を現在の実際の加工速度Ｓ、として比較し、目
標加工速度Ｓ。に対して実際の加工速度を一致させる構
成を備えているのである。つまり、加工速度−足側御９
１１が設けられ、この加工速度−足側８０８１１は加工
条件設定部１２と速度指令部９に接続されて上記のよう
に目標加工速度Ｓｏと実際の加工速度Ｓ１とを比較して
両者が一致するように加工電源部５へ放電パルスのパラ
メータを制御する制御指令を送出する構成を具備してい
るのである。

上記加工速度−足側細部１１の具体的な構成は適宜の記
憶手段、例えばＲＡＭとＲＯＭ及び演算手段としてＣＰ
Ｕを具備してなり、また、ＲＯＭに記憶された一定の判
断アルゴリズムに従って上５己の目標加工速度Ｓ。と実
際の加工速度Ｓ１とを比較し、両者の一致が得られるよ
うに、加工電源部５へ放電パルスのパラメータであるパ
ルス幅τ。１休止幅τＯＦＦ　、ピーク電流値■。等を
調節、制御する制御指令をインターフェイスを介して送
出する構成を備えているものである。

上述のように、本発明によれば、放電加工部の加工状態
を示す極間電圧を検出することにより、従来と同様にワ
イヤ電極４の加熱断線を防止し、かつ、放電加工が持続
的に進捗されるように制御を行うと同時に放電加工速度
に関して理想的な目標加工速度を設定し、その目標加工
速度と一致が得られるように放電パルスのパラメータ制
御を行うようにしているから、加工電源部５に対してワ
イヤ放電加工機の機械本体における規模、つまりワーク
テーブル１のストローク長さや放電パルス電流を供給す
る電気ケーブルの長さ、テーブル自体の大きさ等が種々
、大小の違いを有している場合にも、放電パルスのパラ
メータ自体が変化しても放電加工部における加工速度を
目標加工速度に一致させ得るのである。このため、ワー
クテーブル１上に搭載したワークＷの規模に対してどの
位の加工時間で放電加工が完了するか等の加工能率の予
測を得ることができるし、また、加工速度が目標加工速
度に略一致する加工速度で進捗することから、ワイヤ電
極４の通過する路幅、即ち、ワークの切削幅が大小変化
することなく、機械規模に関わりなく一定切削幅になる
からワークの加工寸法の安定化が得られる。

次に第２図のフローチャートを参照して、上記加工速度
一定制御部１１の作用を説明する。

加工速度一定制御部１１は、加工条件設定部１２から目
標加工速度Ｓ。が入力され、また、速度指令部９から実
際の加工速度ＳＬが入力されると、両者の比較をすべく
速度差を求める（ステップ■）。次いで、速度差がある
ときは、該速度差の大小、及び正負に応じて、先ず、放
電パルスのパラメータにおける例えば、休止幅τ。２．
（又はパルス幅τ。、）を調節制御する指令を発する（
ステップ■）。そして、所定の制御時間の経過により、
実際の加工速度Ｓ１が目標加工速度Ｓｏ　に−致してい
るか否かを判別する（ステップ■）。そして、両者の一
致が得られているときは（ＹＥＳ）、その判別作用を終
了する（エンドステップ）。

他方、ステップ■の加工速度の判別において、両者の一
致が得られていないことが判別されたときは（Ｎｏ）、
放電パルスの休止幅τ。１．が一定の制御可能な限界範
囲まで調節されているか否かを判別する（ステップ■）
。その結果、休止幅τ。□が一定の限界範囲内のときは
（ＹＥＳ）、まだ、該休止幅τ。２．を更に調節するよ
うに、先のステップ■に戻り、前述と同様のステップ■
、■を遂行する。また、休止幅τ。ＰＦが一定の限界値
に達しているときには（Ｎｏ）、パルス休止幅τ。ＦＦ
の調節制御により実際の加工速度Ｓ１を目標加工速度Ｓ
。に一致させる制御を止めて（ステップ■）、放電パル
スのピーク電流値工。を調整する制御作用に入る（ステ
ップ■）。そして、調整、制御の結果、加工速度Ｓ、　
、Ｓ、の一致が得られたか否かを判別しくステップ■）
、得られているときは（ＹＥＳ）、その判別作用を終了
する（エンドステップ）。

他方、ステップ■の加工速度の判別において、両者の一
致が得られていないときは（Ｎｏ）、放電パルスのピー
ク電流値■。が調節限界範囲内の値に達しているか否か
を判別しくステップ■）、範囲内のときは（ＹＥＳ）、
再度、ステップ■に戻って、電流の調整、制御を遂行す
る（ステップ■、■）。また、放電パルスのピーク電流
値Ｉ０が調節限界範囲に既に達しているきとき（ＮＯ）
は、放電パルスのパラメータにおける休止幅τＯＦＦ　
とピーク電流値Ｉ。を限界値に設定する（ステップ■）
制御指令を発して判別作用を終了する（エンドステップ
）。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ワイ
ヤ放電加工機によるワイヤ放電加工において、加工電源
部が一式の性能を有した場合に、これを規模が異なる種
々の機械本体と組合せた場合に右いても、放電加工部に
おける加工速度に就いて、適当な目標加工速度を設定し
、その目標加工速度に実際の加工速度が一致するように
放電パルス電流のパラメータを調節、制御するようにし
たので、どのような規模の機械本体と加工電源部を組み
合わせても、放電加工条件の一組の目標設定値に追従す
る放電加工の制御が遂行されるから機械本体部の規模に
応じて放電加工性能が変動してしまうことがなく、従っ
て、機械本体の規模、つまり、ワークテーブルのストロ
ーク値、ワーク自体の大きさや形状、給電用の電気ケー
ブルの長さ等に関わりなく、加工能率の予測が可能とな
りまた、加工速度の定速度化により、ワイヤ電極がワー
ク中を通過する通路幅、即ち切削幅が一定化される効果
を得ることができる。更に、−台の機械本体におけるワ
イヤ放電加工に当たっても、ワークをワークテーブル上
のどのような位置に設置しても、即ち、加工電源部から
見たときのワーク側の電気的インピーダンスが異なると
きにも、加工速度を目標加工速度に一致させる制御が遂
行されている結果、ワークの加工時間を常に一定の加工
時間にすることができ、しかも、加工精度を安定させる
ことができるのである。

なお、上述した実施例では、加工速度一定制御部を演算
機能を有した機能部として形成したが、目標加工速度と
実際の加工速度との差に応じて放電パルスのパラメータ
に所定の調節、制御作用を実行する電気回路手段等を設
けた構成にすることも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるワイヤ放電加工機の制御方法を
実施する１実施例の構成を示すブロック図、第２１！Ｉ
は同制御方法の作用を説明するフローチャート、第３図
は、ワイヤ放電加工機の制御方法を実施する従来の制御
装置の構成例を示すブロック図。 １・・・ワークテーブル、　４・・・ワイヤ電極、５・
・・加工電源部、　　　８・・・極間電圧検出部、９・
・・速度指令部、　　　１０・・・送り系制御部、１１
・・・加工速度一定制御部、 １２・・・加工条件設定部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワークとワイヤ電極間の極間電圧の検出値からワイ
   ヤ放電加工条件における放電パルスのパラメータを制御
   すると共に該検出値がワイヤ放電加工条件における目標
   極間平均電圧に一致するようにワーク送り系の送り速度
   指令に従う加工速度を制御してワイヤ放電加工を行うワ
   イヤ放電加工機の制御方法において、 前記ワーク送り系の目標加工速度を前記ワイヤ放電加工
   条件として更に設定し、 該目標加工速度とワーク送り系の実際の加工速度とが一
   致するように前記ワイヤ放電加工条件における放電パル
   スのパラメータを調節、制御するようにしたことを特徴
   とするワイヤ放電加工機の制御方法。 ２、前記ワイヤ放電加工条件の放電パルスのパラメータ
   は、該放電パルスの休止幅又はパルス幅とピーク電流値
   である請求項１に記載のワイヤ放電加工機の制御方法。 ３、ワイヤ放電加工の加工条件設定手段と、前記加工条
   件設定手段によって設定される放電パルスのパラメータ
   に従ってワイヤ電極とワーク間に放電パルスを発生させ
   る加工電源部と、前記ワイヤ電極とワーク間の極間電圧
   を検出して前記加工電源部に前記放電パルスのパラメー
   タの制御指令を送出する極間電圧検出部と、 前記ワイヤ放電加工の加工条件設定手段によって設定さ
   れる目標平均極間電圧と前記極間電圧検出部の検出した
   実際の極間電圧とに従ってワークの送り系へ送り速度の
   制御指令を送出する速度指令部と、 前記ワイヤ放電加工の加工条件設定手段によって設定さ
   れる目標加工速度と前記速度指令部の前記送り速度の制
   御指令とに従って前記加工電源部に前記放電パルスのパ
   ラメータの第２の制御指令を送出する加工速度一定制御
   部とを、 具備して構成されたことを特徴とするワイヤ放電加工機
   の制御装置。