JPH05177438A - ワイヤカット放電加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異常放電の発生の予測を速やかに行い、ワイヤ
電極の断線の防止を図ったワイヤカット放電加工機を得
る。 【構成】ワイヤ電極１と被加工物６とが対向した加工間
隙Ｇにパルス電圧を印加し、パルス放電を繰り返して加
工する。この加工間隙Ｇに発生した放電を放電検出回路
４４により検出し、複数の放電を所定サンプリング時間
内で順次計数した計数値を計数回路３４が算出する。そ
して、計数値と基準値とを比較し、所定サンプリング時
間内に計数値が基準値を上回ったときには、所定サンプ
リング時間が経過するまで以後の加工条件を、スイッチ
ング素子１６をオフ状態とする等の、放電抑制側に制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤ電極と被加工物
の間に所定の電圧を印加して、被加工物を加工するワイ
ヤカット放電加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、放電加工機の電極と被加工物
との間に、アーク放電の集中やショート等の異常放電が
生じると、電極の消耗や被加工物の表面荒さ等に影響を
与えるので、アーク放電やショートが生じないように制
御するものが知られている。例えば、特開昭５２−５８
１９４号公報にあるように、放電数をカウントし、予め
設定された一定のサンプリング時間が経過した時に、そ
の時の放電数と、予め設定した基準値とを比較する。そ
して、放電数が基準値以上であるときには、電極と被加
工物との間の加工間隙に電圧が加わらないようにして、
一定時間放電を中断するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ワイヤ
カット放電加工機におけるワイヤ電極の断線直前の異常
放電が集中する時間は、所定サンプリング時間に比べて
短時間である。また、従来の装置では、所定サンプリン
グ時間が経過した時に、その所定サンプリング時間内の
放電数と所定の基準値とを比較する。そして、放電数が
基準値以上であると、放電を中断するように制御してい
た。即ち、所定サンプリング時間が経過した後に、その
所定サンプリング時間内の放電数と基準値を比較し、そ
の後、放電を中断する制御をしていた。

【０００４】このため、中断制御をする前に、例えば、
所定サンプリング時間内に、既に放電数が基準値以上と
なる場合があり、放電数と基準値とを比較する前に、異
常放電が発生してしまい、異常放電防止の制御が間に合
わず、ワイヤ電極の断線が生じる場合があるという問題
があった。

【０００５】そこで本発明は上記の課題を解決すること
を目的とし、異常放電の発生の予測を速やかに行い、ワ
イヤ電極の断線の防止を図ったワイヤカット放電加工機
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明は課題を解決するための手段として次の構成
を取った。即ち、図１に例示する如く、ワイヤ電極Ｍ１
と被加工物Ｍ２とが対向した加工間隙に所定のパルス電
圧を印加し、所定の加工条件に制御しながらパルス放電
を繰り返して加工する加工手段Ｍ３を有するワイヤカッ
ト放電加工機において、前記加工間隙に発生した放電を
検出する放電検出手段Ｍ４と、前記検出された複数の放
電を所定サンプリング時間内で順次計数した計数値を算
出する計数手段Ｍ５と、該計数値と所定の基準値とを比
較し、前記所定サンプリング時間内に前記計数値が前記
基準値を上回ったときには、前記所定サンプリング時間
が経過するまで以後の前記加工手段による前記加工条件
を放電抑制側に制御する抑制制御手段Ｍ６とを備えたこ
とを特徴とするワイヤカット放電加工機の構成がそれで
ある。

【０００７】

【作用】前記構成を有するワイヤカット放電加工機は、
加工手段Ｍ３が、ワイヤ電極Ｍ１と被加工物Ｍ２とが対
向した加工間隙に所定のパルス電圧を印加し、所定の加
工条件に制御しながらパルス放電を繰り返し、被加工物
Ｍ２を加工する。そして、放電検出手段Ｍ４が、加工間
隙に発生した放電を検出し、計数手段Ｍ５が、検出され
た複数の放電を所定サンプリング時間内で順次計数し
て、計数値を算出する。また、抑制制御手段Ｍ６が、計
数値と所定の基準値とを比較し、所定サンプリング時間
内に計数値が基準値を上回ったときには、所定サンプリ
ング時間が経過するまで以後の加工手段Ｍ３による加工
条件を放電抑制側に制御する。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図２は本発明の一実施例であるワイヤカット
放電加工機の概略構成図である。１はワイヤ電極であ
り、このワイヤ電極１は、所定の間隔で配置された１組
のワイヤガイド２，４間に所定の張力でほぼ垂直に張設
されている。そして、図示しない供給装置によりワイヤ
電極１が、所定の供給速度で供給されるように構成され
ている。

【０００９】また、このワイヤ電極１が貫通した状態で
配置される被加工物６は、ワイヤ電極１と直交する水平
面内で、１組の送りモータ８，１０により移動可能に支
持されている。この被加工物６は、図示しない液槽内に
配置されており、絶縁性の加工液中に浸漬されている。
この加工液は、図示しないポンプ等により循環されて、
ワイヤ電極１と被加工物６との間の加工間隙Ｇに供給さ
れる。

【００１０】更に、ワイヤ電極１と接触してワイヤ電極
１に給電可能な給電子１２が設けられており、この給電
子１２と直流電源１４の負極側とが、本実施例ではトラ
ンジスタを用いたスイッチング素子１６を介して、電力
線１８により接続されている。また、前記直流電源１４
の正極側は、電力線２０により、被加工物６に接続され
ると共に、接地されている。

【００１１】スイッチング素子１６は、駆動回路２２に
よりオン・オフするように制御されており、駆動回路２
２は、電子制御装置２４からの出力信号に応じて、制御
される。電子制御装置２４は、周知のＣＰＵ２６、ＲＯ
Ｍ２８、ＲＡＭ３０を論理演算回路の中心として構成さ
れ、外部との入出力を行う入出力回路、ここでは駆動出
力回路３２、計数回路３４、モータ駆動回路３６、キー
ボード入力回路３８等とコモンバス４０を介して相互に
接続して構成されている。

【００１２】ＣＰＵ２６は、キーボード４２により設定
された加工条件、例えば、放電周期、放電電流値、ワイ
ヤ送り速度、所定サンプリング時間等をキーボード入力
回路３８を介して入力し、ＲＡＭ３０の所定の番地に記
憶する。また、ＣＰＵ２６は、放電検出回路４４からの
信号を計数回路３４でカウントし、その計数値を入力す
る。

【００１３】この放電検出回路４４は、図３に示すよう
に、電力線１８に取り付けられ、電力線１８に流れる放
電電流を検出する電流変成器４６と、その電流変成器４
６からの信号電流によりオン状態となり、電源を接地し
て出力信号がローレベルとなるフォトカプラ４８とを備
えている。尚、放電検出回路４４が放電検出手段Ｍ４と
して働く。

【００１４】そして、フォトカプラ４８からの出力信号
は、計数回路３４に入力され、その計数回路３４は、こ
の入力信号をカウントするカウンタ５２を備えている。
そして、このカウンタ５２の計数値がＣＰＵ２６に入力
されるように構成されている。尚、計数回路３４が計数
手段Ｍ５として働く。

【００１５】一方、これらのデータや信号及びＲＯＭ２
８、ＲＡＭ３０内のデータに基づいて、ＣＰＵ２６は、
モータ駆動回路３６を介して、各送りモータ８，１０に
加工条件に応じた駆動信号を出力して、被加工物６の移
動速度を制御するように構成されている。また、駆動出
力回路３２を介して、駆動回路２２に制御信号を出力し
て、加工条件に応じた所定周期の印加パルスに基づい
て、スイッチング素子１６をオン・オフ制御して、ワイ
ヤ電極１と被加工物６との加工間隙Ｇにパルス電圧を印
加すると共に、１パルス毎の放電エネルギがほぼ一定に
なるように放電電流を制御するように構成されている。
尚、電子制御装置２４、駆動回路２２、スイッチング素
子１６が加工手段Ｍ３として働く。

【００１６】次に、前述した電子制御装置２４で行われ
る断線防止制御処理について、図４に示すフローチャー
トによって説明する。まず、キーボード４２からキーボ
ード入力回路３８を介して、所定サンプリング時間を設
定し、ＲＡＭ３０の所定の番地に記憶する（ステップＳ
１、以下Ｓ１という。以下同様。）。所定サンプリング
時間としては、放電周期の整数倍、例えば、１０μＳの
１００倍の１ｍＳとしてもよい。但し、所定サンプリン
グ時間としては、放電周期の整数倍に限らず、異常放電
が発生する、つまりアーク放電が集中する、あるいはシ
ョート状態が続く前に、カウンタ５２の計数値から放電
の異常を検出できる時間で有ればよい。

【００１７】次に、所定サンプリング時間内における印
加パルス数の８０％を基準値として、キーボード４２か
ら設定する（Ｓ２）。本実施例では、所定サンプリング
時間内の印加パルス数の８０％を基準値としたが、これ
に限らず、基準値としては、加工条件等に応じて設定す
ればよく、カウンタ５２の計数値が基準値を超える前に
は、異常放電が生じないように、実験等により求めた値
を用いるとよい。尚、印加パルス数とは、図５及び図６
に示す印加パルスの数をいう。

【００１８】また、加工間隙Ｇに加工屑等が少なく、絶
縁性が高い状態のときには、放電が起こり難い。従っ
て、加工間隙Ｇにパルス電圧が印加されても、ときに
は、放電電流が流れない場合もある。よって、この場合
には、所定サンプリング時間内でのカウンタ５２の計数
値が小さくなる。一方、加工屑等が溜り、絶縁性が低い
状態のときには、放電が起こり易い。従って、加工間隙
Ｇに印加されるパルス電圧の各パルス毎に放電電流が流
れる。よって、この場合には、カウンタ５２の計数値が
大きくなる。

【００１９】続いて、駆動出力回路３２を介して駆動回
路２２に加工条件に応じた印加パルスを出力し、ワイヤ
電極１と被加工物６との加工間隙Ｇにパルス電圧を印加
し（Ｓ３）、計数回路３４のカウンタ５２をリセットす
る（Ｓ４）。加工間隙Ｇにパルス電圧が印加されると、
図５に示すように、その加工間隙Ｇの状態、例えば、加
工間隙Ｇの距離や加工間隙Ｇ内の加工屑の量などによ
り、パルス電圧が印加されてから実際に放電が終了する
までの時間は、一定ではない。また、パルス電圧が印加
されても、放電が起こらないときもある。

【００２０】そして、放電検出回路４４では、電力線１
８に放電電流が流れたことが電流変成器４６により検出
されると、即ち、加工間隙Ｇに放電が発生すると、フォ
トカプラ４８の出力信号はローレベルとなり、放電検出
回路４４からは、放電電流が流れている間、ローレベル
のパルス信号が出力される。このパルス信号は、計数回
路３４に入力され、カウンタ５２がこのパルス信号をカ
ウントし、その計数値を算出して出力する。

【００２１】このように、印加パルスに応じて、ワイヤ
電極１と被加工物６との加工間隙Ｇにパルス電圧が印加
されて、放電が行われる。そして、放電電流が検出され
て、その数がカウントされ、計数値が算出される。この
計数値と前記基準値とが比較されて（Ｓ５）、計数値が
基準値以下であると（Ｓ５・ＮＯ）、所定サンプリング
時間が経過するまで（Ｓ６）、放電電流に応じたパルス
信号がカウントされて計数値が算出される。

【００２２】所定サンプリング時間が経過したときに、
計数値が基準値以下であると（Ｓ６・ＹＥＳ）、カウン
タ５２をリセットし（Ｓ４）、再び、放電電流に応じ
て、パルス信号がカウントされて計数値が算出され、こ
の計数値と基準値とを比較する処理を繰り返す（Ｓ５，
６）。

【００２３】放電が起こり易い状態が続くと、計数値が
大きくなり、その計数値が基準値を上回ると（Ｓ５・Ｙ
ＥＳ）、所定サンプリング時間の経過前に、直ちに駆動
回路２２にオフ信号を出力し、スイッチング素子１６を
オフ状態にする（Ｓ７）。これにより、ワイヤ電極１と
被加工物６との間の加工間隙Ｇにはパルス電圧が印加さ
れなくなる。

【００２４】その後、所定サンプリング時間が経過した
か否かを判断し（Ｓ８）、所定サンプリング時間が経過
するまで、スイッチング素子１６をオフ状態にしたまま
待機する。その間に、加工間隙Ｇの状態が変化、例え
ば、供給される加工液により加工間隙Ｇの加工屑が排除
され、アーク放電の集中やショート状態が起こり難い状
態、つまり絶縁状態に回復する。

【００２５】そして、所定サンプリング時間が経過した
とき、前記Ｓ３以下の処理を繰り返し、再び、駆動回路
２２によりスイッチング素子１６を印加パルスに応じて
オン・オフ制御して、加工間隙Ｇにパルス電圧を印加
し、放電加工を繰り返す。尚、本実施例では、Ｓ７の処
理により、所定サンプリング時間が経過するまで、スイ
ッチング素子１６をオフにしたが、これに限らず、放電
周期を長くしたり、放電エネルギを減少させたり、ワイ
ヤ電極１の送り速度やワイヤ張力等を変えたり、あるい
は加工液の供給量を増加させたり等、放電を抑制するよ
うに加工条件を変更する処理で有ればよい。また、Ｓ４
〜Ｓ８の処理の実行が、抑制制御手段Ｍ６として働く。

【００２６】前述した如く、本実施例のワイヤカット放
電加工機は、所定サンプリング時間内に計数値が基準値
を上回ったときには、所定サンプリング時間が経過する
まで、スイッチング素子１６をオフにして、放電を抑制
する。よって、所定サンプリング時間が経過する前に、
計数値が基準値を上回ると、直ちに加工間隙Ｇへの電圧
の印加を停止するので、異常放電の発生を速やかに予測
してその発生を未然に防止し、異常放電によるワイヤ電
極１の断線を防止する。従って、ワイヤ電極１の断線の
発生回数が減少し、加工速度も向上する。

【００２７】また、所定サンプリング時間が経過するま
で、放電を抑制するので、計数値が基準値を上回るまで
の時間が短いと、スイッチング素子１６をオフ状態にし
ている放電抑制期間は長くなる。逆に、計数値が基準値
を上回るまでの時間が長いと、放電抑制期間は短くな
る。従って、放電が起こり易い状態の程度によって、放
電抑制期間の長さが変わり、放電が起こり易いときほ
ど、放電抑制期間が長く、逆に、起こり難いときは、短
くなるので、加工速度が向上する。

【００２８】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明のワイヤカッ
ト放電加工機は、所定サンプリング時間が経過する前
に、計数値が基準値を上回ると、直ちに放電を抑制する
側に加工条件を制御し、異常放電の発生を速やかに予測
してその発生を未然に防止する。よって、異常放電によ
るワイヤ電極の断線を防止し、ワイヤ電極の断線の発生
回数が減少し、加工速度も向上するという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤカット放電加工機の基本的構成
を例示するブロック図である。

【図２】本実施例のワイヤカット放電加工機の概略構成
図である。

【図３】本実施例の放電検出回路と計数回路とを示す電
気回路図である。

【図４】本実施例の電子制御装置で行われる断線防止制
御処理を示すフローチャートである。

【図５】本実施例の印加パルス、加工間隙間電圧、放電
電流を示す拡大タイムチャートである。

【図６】本実施例の印加パルス、所定サンプリング時
間、計数値、放電抑制期間を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

Ｍ１，１…ワイヤ電極 Ｍ２，６…被加工物
Ｍ３…加工手段 Ｍ４…放電検出手段 Ｍ５…計数手段
Ｍ６…抑制制御手段 １６…スイッチング素子 ２２…駆動回路
２４…電子制御装置 ３４…計数回路 ４４…放電検出回路
５２…カウンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤ電極と被加工物とが対向した加工
   間隙に所定のパルス電圧を印加し、所定の加工条件に制
   御しながらパルス放電を繰り返して加工する加工手段を
   有するワイヤカット放電加工機において、 前記加工間隙に発生した放電を検出する放電検出手段
   と、 前記検出された複数の放電を所定サンプリング時間内で
   順次計数した計数値を算出する計数手段と、 該計数値と所定の基準値とを比較し、前記所定サンプリ
   ング時間内に前記計数値が前記基準値を上回ったときに
   は、前記所定サンプリング時間が経過するまで以後の前
   記加工手段による前記加工条件を放電抑制側に制御する
   抑制制御手段とを備えたことを特徴とするワイヤカット
   放電加工機。