JPH05200627A - ワイヤ放電加工機の断線防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工速度の低下を招くこと無くワイヤ電極の
断線を防止するワイヤ放電加工機の断線防止装置を提供
することを目的としている。 【構成】 設定入力装置１９より設定されたワイヤ電極
に関する情報および電気的加工条件に基づき、ＣＰＵ２
０がメモリ１８内のデータテーブルを参照して単位時間
当たりの許容放電回数を求める。検出回路１５がワイヤ
電極１と被加工物２との間に発生したパルス状の放電を
検出し、放電パルス計数回路が単位時間毎に放電回数を
計数し、許容放電回数に達した場合には、ＣＰＵ２０、
放電制御回路１７および加工電源１１は設定されている
電気的加工条件を変更する。

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
との間でパルス状の放電を繰り返し発生させることによ
り加工を行うワイヤ放電加工機に係わり、更に詳細には
ワイヤ電極の断線現象の前兆を検出することにより未然
にワイヤ断線を防止するワイヤ放電加工機の断線防止装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワイヤ放電加工機の断線防止装置
は、特公平２−４４６４８号公報に開示されているよう
に各放電パルスを無負荷時間の長さにより異常放電パル
スと正常放電パルスとに分類し、無負荷時間の短い異常
放電パルスが発生した場合には放電エネルギを減ずるこ
とにより断線を防止するものであった。

【０００３】図６に従来の断線防止装置のブロック図を
示す。ワイヤ電極１は供給ボビン４から繰り出されロー
ラ５１、ワイヤガイド３１、３２、ローラ５２を経て巻
き取りボビンに回収される。ワイヤ電極１は被加工物２
と僅かな間隙を維持しつつ相対的に移動し加工を進め
る。給電子７はワイヤ電極１に摺接し、ワイヤ電極１に
加工エネルギを供給する。加工電源１１は給電子７と被
加工物２とに接続されており、ワイヤ電極１と被加工物
２との間（以下、極間という）に供給する放電エネルギ
を発生する。判定回路１３は給電子７に接続されてお
り、極間の電圧を監視し、無負荷時間の長さにより異常
放電パルスと正常放電パルスとに判別し、判別信号１４
を放電制御回路１２に送る。放電制御回路１２は加工電
源１１および判別回路１３に接続されており、判別信号
１４により加工電源１１が極間に供給する放電エネルギ
を制御する。つまり無負荷時間の短い放電が発生した場
合には、放電電流の波高値を小さくする、あるいは休止
時間を長くする等の極間に供給する放電エネルギを減ず
ることで断線を回避するものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正常に
放電が行われているときにも実際にはかなりの頻度で無
負荷時間の短い、いわゆる異常放電パルスが含まれてい
る。図５に極間電圧波形の代表的な例を示す。縦軸が極
間電圧、横軸が時間である。極性は正極性であるので、
アースに接続されている被加工物２に対するワイヤ電極
１の電位の時間的推移が示されている。この図からも明
らかなように特公平２−４４６４８号公報で開示されて
いる無負荷時間の短い、いわゆる異常放電パルスは正常
な放電時にもかなり含まれている。発明者らの実験によ
ればいわゆる異常放電パルスと定義されるものは、正常
な加工時でも全放電パルスの１５ないし４０％程度含ま
れることが判明した。然るに各放電パルス毎に無負荷時
間により異常放電パルスと正常放電パルスとに判別し、
異常放電パルスと判定するごとに極間に投入する放電エ
ネルギを減じてしまえば加工速度の低下を招くのは自明
の理である。

【０００５】また、異常放電パルスを無負荷時間で画一
的に定義し、その有無で極間に投入する放電エネルギを
減じてしまうのは原理的に無理がある。つまり、異常か
正常かは本来ワイヤ電極の断面積、ワイヤ電極の材質、
ワイヤ張力、一発当たりの放電エネルギに依存するもの
であり、無負荷時間の画一的なしきい値を設けることが
出来ないものである。これをあえて行うならばワイヤ電
極を変更したり、加工条件を変更した場合に加工速度の
低下を招いたり、あるいは断線防止の機能が正常に作用
しない場合がある。

【０００６】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、加工速度の低下を招くこと無く
ワイヤ電極の断線を防止するワイヤ放電加工機の断線防
止装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のワイヤ放電加工機のワイヤ断線防止装置は、
使用するワイヤ電極に関する情報、および電気的加工条
件を設定する設定入力手段と、許容される単位時間当た
りの放電回数を決定する許容放電回数決定手段と、ワイ
ヤ電極と被加工物との間に発生したパルス状の放電を検
出する放電検出手段と、放電回数を単位時間毎に計数す
る放電パルス計数手段、放電回数が所定の値に達したと
き設定されている電気的加工条件を変更する電気的加工
条件変更手段より構成されている。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明のワイヤ放電加工機
の断線防止装置は、設定入力手段により入力または設定
されているワイヤ電極に関する情報と、電気的加工条件
より許容放電回数決定手段が単位時間当たり許容される
放電回数を決定する。一方、放電検出手段により検出さ
れた放電検出信号は放電パルス計数手段に送られ、単位
時間毎に放電回数を計数し、放電回数が先に求められた
許容放電回数に達した場合には電気的加工条件変更手段
は極間に供給する放電エネルギを減ずる方向に、設定さ
れている電気的加工条件を変更する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１０】まず、図４は本発明の原理となる断線前の
放電集中現象を説明する図である。縦軸に放電回数、横
軸に時間をとり、１．８ｍ秒の周期で放電回数を計数し
た値の時間的推移を示すものである。図中Ｔ_WBは、断線
の瞬間を電気的にとらえた時刻である。この図から明ら
かなように、断線前数ｍ秒から１０ｍ秒の間に放電回数
が急激に増加していることがわかる。つまり、断線前に
は放電集中現象が発生しているわけである。

【００１１】図１は本発明の一実施例であるワイヤ放電
加工機の断線防止装置の概略構成を説明するブロック図
である。図６で説明した同一の構成要素については同一
の番号を付し、説明を省略する。ＣＰＵ２０はメモリ１
８、設定入力装置１９、放電パルス計数回路１６、およ
び放電制御回路１７とにバス２２を介して接続されてい
る。メモリ１８には予め種々の電気的加工条件およびワ
イヤ電極に関する情報に対応する単位時間Δｔあたりの
許容放電回数Ｎ_Cが格納されている。ＣＰＵ２０は設定
入力装置１９より入力されている電気的加工条件、たと
えば単発あたりの放電エネルギ、休止時間等を放電制御
回路１７に指令する。また、ＣＰＵ２０は設定入力装置
１９より入力されているワイヤ電極に関する情報、例え
ばワイヤ電極の直径、材質、ワイヤ張力、ワイヤ送り速
度および電気的加工条件に基づき、単位時間Δｔあたり
の許容放電回数Ｎ_Cをメモリ１８内に格納されているデ
ータテーブルを参照して求め、Δｔ毎に放電パルス計数
回路１６のプリセットカウンタ１６ａに設定する。

【００１２】検出回路１５は給電子７および放電パルス
計数回路と接続されており、極間に発生するパルス状の
放電を検出し、検出信号２４を放電パルス計数回路１６
へ送る。放電パルス計数回路１６はプリセットカウタ１
６ａおよびタイマ１６ｂで構成されている。タイマ１６
ｂは放電回数を計数する単位時間Δｔを計時する。図４
から明らかなようにΔｔは数百μ秒から数ｍ秒が効果的
である。プリセットカウタ１６ａは減算式カウンタであ
り、ＣＰＵ２０によって単位時間Δｔ毎に設定される値
から検出回路１５による放電検出信号を受信する毎に値
を減じていく。さらに放電パルス計数回路１６は放電制
御回路１７に接続されており、放電パルス計数回路１６
のプリセットカウンタ１６ａの値がゼロになったとき放
電制御回路１７に放電集中信号２６を送る。

【００１３】放電制御回路１７は加工電源１１に接続さ
れており、放電集中信号２４を受信すると直ちに加工電
源１１が極間に供給する放電エネルギを変更する指令信
号を送出する。つまり単位時間Δｔ内に、その条件下に
おける許容放電回数Ｎ_Cに達した場合には、単発あたり
の放電エネルギを小さくする、休止時間を長くする等の
極間に供給する電気エネルギを減ずることで断線を回避
する。

【００１４】図３にメモリ１８内にあらかじめ格納され
ているデータテーブルの一例を示す。ここではワイヤ電
極の直径ｄと単発あたりの放電エネルギの大きさに相当
する放電エネルギ設定値Ｅによって、許容放電回数Ｎ_C
を求めるデータテーブルを示す。

【００１５】図２は本発明の制御を示すフローチャート
である。まずステップ１０１で本発明の実施例の処理が
開始される。ステップ１０２ではＣＰＵ２０がワイヤ電
極に関する情報および電気的加工条件より単位時間Δｔ
内に許容される放電回数Ｎ_Cを求める。例えば、図３に
示したデータテーブルを用いた場合で、設定入力装置１
９より設定されているワイヤ電極の直径ｄが０．２５ｍ
ｍで放電エネルギ設定値Ｅが９である場合、許容放電回
数Ｎ_Cは１０９となる。

【００１６】ステップ１０３では放電パルス計数回路１
６がタイマ１６ｂをリセット（Ｔ＝０）し、プリセット
カウンタ１６ａにＮ_Cを設定（Ｎ＝Ｎ_C）する。すなわち
Ｎ＝１０９となる。

【００１７】ステップ１０４では検出回路１５が放電を
検出した場合にはステップ１０５に進み、検出しない場
合はステップ１０４に戻る。ステップ１０５では放電パ
ルス計数回路１６はプリセットカウンタ１６ａの値を１
だけ減じ、すなわちＮ＝１０８とし、ステップ１０６で
プリセットカウンタの値がゼロか否かを判定する。ステ
ップ１０６でプリセットカウンタ１０６ａの値がゼロで
ない場合にはステップ１０８へ進み、タイマ１６ｂがＴ
＜Δｔなる場合にはステップ１０４へ戻る。

【００１８】ステップ１０６でプリセットカウンタ１６
ａの値がゼロの場合にはステップ１０７へ進み、ＣＰＵ
２０が所定時間のみ電気的加工条件を変更することを放
電制御回路１７に指令する。放電制御回路１７はＣＰＵ
２０からの指令に従って加工電源１１を制御し、その後
ステップ１０９へ進む。ここで電気的加工条件を変更す
るというのは放電エネルギ設定値を小さくしたり、休止
時間を長くしたりすることである。ステップ１０８でタ
イマ１６ｂがＴ＞＝Δｔなる場合にはステップ１０９へ
進み、ＣＰＵ２０が加工が終了したか否かを判定する。
加工終了の場合にはステップ１１０へ進み処理が完了す
る。加工が終了していない場合にはステップ１０３へ復
帰し以下同様の処理がなされる。

【００１９】以上のように単位時間Δｔ内に発生する放
電回数が、その時設定されているワイヤ電極に関する情
報と電気的加工条件より求められる許容放電回数Ｎ_Cに
達した場合には、ＣＰＵ２０、放電制御回路１７および
加工電源１１が、放電エネルギの設定値を小さくする、
あるいは休止時間を長くする等の電気的加工条件を変更
するので、加工速度の低下を招くことなく、未然にワイ
ヤ電極の断線が回避できる。また、ＣＰＵ２０は許容放
電回数Ｎ_Cをその時設定されているワイヤ電極に関する
情報と電気的加工条件により求めるので、ワイヤ電極を
変更したり、加工条件を変更した場合であっても最適な
断線防止効果が得られる。

【００２０】以上の説明では、メモリ１８に格納されて
いるデータテーブルは、放電エネルギ設定値とワイヤ電
極の直径についてのものであったが、放電休止時間等の
電気的加工条件の設定値や、ワイヤ電極の材質、ワイヤ
張力、ワイヤ送り速度等のワイヤ電極に関する設定値に
ついても同様にデータテーブルを予め格納しておいても
よい。このようにすればきめ細かい断線防止制御が可能
となる。

【００２１】また、データテーブルのデータは離散値的
に格納しておき、内挿補間演算を行って許容放電回数Ｎ
_Cを求めてもよい。この場合メモリ容量の節約が可能と
なる。 さらにメモリ１８には直接許容放電回数Ｎ_Cを
求めるデータテーブルを格納するのではなく、設定され
ている電気的加工条件およびワイヤ電極に関する情報を
もとに代数演算式で許容放電回数Ｎ_Cを求めるための各
常数を格納しておき、この常数をもとに代数演算によっ
て許容放電回数Ｎ_Cを求めてもよい。この場合にはさら
にメモリ容量の節約が可能となる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のワイヤ放電加工機の断線防止装置は、ワイヤ断線
が発生する直前に現れる放電集中を検出することにより
直ちに電気的加工条件を変更してワイヤ断線を回避する
ものであるので、加工速度の低下を招くこと無くワイヤ
電極の断線防止効果が得られる。また、ワイヤ電極の太
さや材質、設定されている電気的な加工条件により単位
時間当たりの許容放電回数を設定するものであるから、
ワイヤ電極が変更されても、また加工条件が変更されて
も安定した加工速度と断線防止効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の断線防止制御を説明するフローチャー
トである。

【図３】本発明のメモリ内に格納されているデータテー
ブルを説明する図である。

【図４】単位時間当たりの放電回数の時間的推移を示す
図である。

【図５】ワイヤ放電加工機の典型的な極間電圧波形を示
す図である。

【図６】従来のワイヤ断線防止装置を説明するブロック
図である。

【符号の説明】

１ ワイヤ電極 ２ 被加工物 ７ 給電子 １１ 加工電源 １５ 検出回路 １６ 放電パルス計数回路 １７ 放電制御回路 １８ メモリ １９ 設定入力装置 ２０ ＣＰＵ

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の間でパルス状
   の放電を繰り返し発生させることにより加工を行うワイ
   ヤ放電加工機において、 使用するワイヤ電極に関する情報および電気的加工条件
   を設定する設定入力手段と、前記設定入力手段より入力
   されたワイヤ電極に関する情報と電気的加工条件より、
   許容される単位時間当たりの放電回数を決定する許容放
   電回数決定手段と、前記ワイヤ電極と被加工物との間に
   発生したパルス状の放電を検出する放電検出手段と、前
   記放電検出手段により検出された放電の回数を計数する
   放電パルス計数手段と、前記放電パルス計数手段により
   計数される放電回数が、前記許容放電回数決定手段によ
   り決定された単位時間当たりの許容放電回数に達したと
   き、設定されている電気的加工条件を変更する電気的加
   工条件変更手段からなることを特徴とするワイヤ放電加
   工機の断線防止装置。