JPH0558846B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、型彫放電加工機の電極をサーボモー
タにより制御する際の応答性を改善した、型彫放
電加工機のサーボ軸の制御装置に関する。

（従来の技術） 特定形状の電極を用いてその形状を投影加工す
る型彫放電加工機は、第４図に示されるような構
成となつている。図に示すように、加工液ｄ中に
浸漬された被加工物ｃに特定形状をした電極ｂを
対向配置し、電源ｅより放電電力を供給する。放
電電力の供給により加工が進行すると、サーボ機
構ａが電極と被加工物間の微小間隙を適当な距離
に保持しながら電極を進入させ、所定の加工を行
なうものである。

このような型彫放電加工においては、多方向の
寄せ加工等、加工様式の多様化に対応するため、
電極と被加工物との相対位置制御を上下軸（Ｚ
軸）方向だけではなく、Ｘ軸、Ｙ軸方向に対して
も制御を行なう揺動加工が用いられている。Ｘ
軸、Ｙ軸方向の揺動加工を行なうためには、被加
工物を載置するテーブルをＸ軸、Ｙ軸方向に駆動
させる場合と、１台のモータを用いて、歯車機構
等と電極を連結して電極に公転円運動を与える場
合と３台のモータにより電極を三軸方向に駆動す
る場合等がある。第５図は、NC装置を用いてテ
ーブルをXY軸方向に駆動して揺動加工を行なう
型彫放電加工機の例を示す概略の構成図である。
図において、XYクロステーブルｆは、Ｘ軸モー
タｇ、Ｙ軸モータｈによりＸ軸、Ｙ軸方向に駆動
される。Ｘ軸、Ｙ軸方向の移動量は、位置検出器
ｉの信号によりNC装置ｊから各モータに指令さ
れる。NC装置ｊからは、サーボ機構ａ、加工電
源ｅにも指令信号が出力され、電極ｂのＺ軸方向
への移動を行なうと共に、オン期間Ip、オフ期間
Irのパルス電圧が電極と被加工物間に印加され
て、所定の放電加工が行なわれる。Ｚ軸スケール
ｋは、電極ｂのＺ軸方向への移動を目視するもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） 最近のコンピユータ制御技術の進歩により、型
彫放電加工機においても、精度良く高速で所要の
加工を行なうために、メインプロセツサとは別個
にサーボモータを制御するための専用のプロセツ
サを設けるものが開発されている。第６図は、こ
のような制御を行なう型彫放電加工機の概略のブ
ロツク図である。図において、メインプロセツサ
Ａには、バスラインでサーボプロセツサＢが接続
され、サーボプロセツサＢによりサーボモータＭ
を駆動して電極の制御を行なう。電極と被加工物
間のギヤツプ電圧はメインプロセツサＡに入力さ
れ、電極駆動信号が形成される。ここで、メイン
プロセツサは、サーボ軸送りと揺動軸送りを同時
に行なうような指令信号を出力するが、両方の送
りの計算は分配周期（ITP周期）毎に行ない、そ
の分配周期に分配すべきパルスを送出する。この
ように、電極駆動用のサーボモータを専用のプロ
セツサにより制御することにより、従来よりも高
速処理が行なわれるが、ギヤツプ電圧をメインプ
ロセツサに入力して信号処理をしてからサーボプ
ロセツサにデータを渡していたため、処理時間が
長くなり、微細な制御が行なわれなくなり、ま
た、サーボ軸送りは、前進だけではなく後進移動
指令を与える必要があり、複雑で高速な処理に対
応できないという問題があつた。そこで、本発明
はこのような従来技術の問題点の解消を目的とし
て、高速で演算処理を行なう型彫放電加工機のサ
ーボ軸の制御装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被加工物と、これと対向配置した電
極との間に電圧を印加するとともに被加工物と電
極との間隔を相対的に搖動される搖動動作を付加
して被加工物に所定形状の加工を施す型彫放電加
工機において、加工指令プログラムからの情報を
処理して複数のサーボ軸を駆動するデータと揺動
動作を与えるデータを作成するとともに上記複数
のサーボ軸をそれぞれ駆動する一連のデータを所
定周期に分割して順次該分割したデータを記憶さ
せる各軸毎のサーボ軸微小移動データ用バツフア
とを備えたメインプロセツサと、上記サーボ制御
軸毎に設けられ、メインプロセスのサーボ軸微小
移動データ用バツフアから所定周期毎に順次与え
られる移動データと放電加工機から送られるギヤ
ツプデータとを入力されてこれらデータから上記
所定周期毎のサーボ軸の移動データを計算するサ
ーボ時移動データの計算手段と、メインプロセツ
サから与えられる揺動動作を与えるデータを上記
所定周期毎に分割する移動データの分割手段と、
上記計算手段と分割手段のデータを加算して各サ
ーボ軸の所定周期毎の移動量を出力する加算手段
とを有する各軸毎のデイジタルサーボ用高速プロ
セツサと、上記デジタルサーボ用高速プロセツサ
から出力される移動量に基づいて軸移動動作を行
なうサーボ軸と、 を備えたことを特徴とする型彫放電加工機のサー
ボ軸制御装置を提供するものである。

（作用） 本発明は、型彫放電加工機の電極と被加工物と
の相対的位置を、メインプロセツサとサーボモー
タ駆動用の高速プロセツサにより制御する際に、
電極と被加工物とのギヤツプデータをサーボモー
タ駆動用の高速プロセツサに入力し、メインプロ
セツサで形成され、バツフアに記憶されているサ
ーボ軸用パルス信号を該高速プロセツサで読出し
て、微少周期のサーボモータ駆動信号を形成して
いるので、電極と被加工物との相対的位置の最適
値の高速演算が可能となり、精密加工を実現でき
る。

（実施例） 以下、図により本発明の実施例について説明す
る。本発明においては、ギヤツプデータに対する
応答の計算はデイジタルサーボ用高速プロセツサ
で行なうと共に、メインプロセツサには、サーボ
軸微少移動データ用バツフアを設けたことを特徴
とするものである。第１図は本発明の概略構成を
示すブロツク図である。この例では、Ｘ軸、Ｙ
軸、Ｚ軸方向に駆動するサーボモータMx，My，
Mzにより、電極と被加工物との相対的位置を制
御する構成としている。そして、各軸のサーボモ
ータは、それぞれ高速プロセツサBx，By，Bzに
より制御され、電極と被加工物間のギヤツプデー
タ_Eは各軸デイジタルサーボ用高速プロセツサに
入力される。図において、メインプロセツサＡに
は、指令プログラムＰの内容を解読する解読手段
Ｑ、解読手段により得られたデータからサーボ軸
用のパルス分配器D₁、揺動用パルス分配器D₂、
サーボ軸用パルス分配器で得られたデータを一時
的に記憶する、サーボ軸微少移動データ用バツフ
アＲが設けられている。また、各軸サーボモータ
は、インバータIx，Iy，Izにより制御される。

いま、Ｚ軸サーボモータによるサーボ制御を行
なう場合を例に挙げて本発明の動作について説明
する。揺動用パルス分配器D₂からは、移動体を
直線または円弧状に移動させるための揺動パルス
Pmx，Pmy，Pmzが各軸デイジタルサーボ用高
速プロセツサBx，By，Bzに入力される。この揺
動パルスは、各軸デイジタルサーボ用高速プロセ
ツサにおいて、所定の微少周期、例えば0.5msec
周期の移動データに分割される（C₂）。また、放
電加工機Ｅの電極と被加工物間のギヤツプデータ
_Ｅは、アンプ、AD変換器を通してから、各軸デイ
ジタルサーボ用高速プロセツサに入力され、微少
周期、例えば0.5msec周期のサーボ軸の移動デー
タが計算される。（C₁）。さらにメインプロセツ
サＡの、サーボ軸用パルス分配器D₁では、解読
されたサーボ軸用パルス数を前記所定の周期に対
応する数に分割し、そのパルスをサーボ軸微少移
動データ用バツフアに記憶する。なお、該サーボ
軸微小移動データ用バツフアに記憶されるパルス
数とは、当該サーボ軸を前記所定周期内に駆動す
る距離に比例する補間パルス数のことである。こ
のバツフアは、Vnを基準として、前進方向にVn
＋₁、Vn＋₂、……後進方向にVn−₁、Vn−₂、…
…として構成されており、記憶されたパルス数を
読み出して、各軸デイジタルサーボ用高速プロセ
ツサに、信号Vnx，Vny，Vnzとして入力され
る。この例では、Ｚ軸デイジタルサーボ用高速プ
ロセツサBzは、ギヤツプデータ_Eとサーボ軸用パ
ルスVnzとにより、0.5msec周期のサーボ軸移動
データを計算する。このように、ギヤツプデータ
_Ｅと、サーボ軸の前進または後進に応じてバツフ
アＲから読み出されたサーボ軸微少移動データ
Vnzとにより0.5msec周期のサーボ軸移動データ
を計算し、これを0.5msecの移動データに分割さ
れた揺動データに加算器ADDで加算して、位置、
速度、電流制御手段C₃に指令信号を入力する。
該電流制御手段Ｃには、サーボモータの電流、位
置、速度信号がフイードバツクされ、偏差信号に
よりインバータを駆動する。なお、バツフアＲ
は、メインプロセツサおよび各軸デイジタルサー
ボ軸用高速プロセツサの双方からアクセス可能な
シエアードRAMとして構成されている。

第２図は、本発明によるメインプロセツサの処
理手順を示すフロチヤートである。次にこのフロ
ーチヤートについて説明する。

ステツプS₁で指令データを解読し、ステツプS₂
で分配用データを準備する。続いてステツプS₃で
パルスの分配処理を行ない、サーボ軸送り用パル
ス（ステツプS₄）と、揺動送り用パルス（ステツ
プS₅）を分配する。次に、ステツプS₆でメインプ
ロセツサの処理が終了したかどうかを確認して、
終了していない場合には、ステツプS₁〜S₅の処理
を繰返す。

第３図は、サーボ軸送り用分配計算の処理手順
を示すフローチヤートである。次に、このフロー
チヤートについて説明する。

ステツプS₁₁で、サーボ軸微少移動データバツ
フアに前進パスのパルスをセツトする空きスペー
スはあるかどうかをチエツクする。判定がYES
であれば、次に、ステツプS₁₂で分配用データか
ら通常のパルス分配と同様の計算をしてバツフア
にセツトする。続いてステツプS₁₃で、サーボ軸
微少移動データ用バツフアに後退パスのパルスを
セツトする空きスペースはあるかどうかをチエツ
クし、判定がYESであれば、ステツプS₁₄で分配
データから後退用のパルスを計算してバツフアに
セツトする。このように、サーボ軸微少移動デー
タ用バツフアには、そのバツフア領域が空いてい
る時には常にメインプロセツサ側からデータをセ
ツトし、必要なデータをデイジタルサーボ用高速
プロセツサが使用して、ギヤツプデータに対する
応答計算を高速で行なつて実際のパルス分配を行
なう。なお、上記において、該バツフアからは所
定の周期毎にパルスが呼びだされ、かつ桁送りさ
れるので、該バツフアには空きスペースができる
が、もしこの空きスペースが生じた時には該バツ
フアの桁いつぱいにデータを書き込む。

以上、本発明の一実施例について説明したが、
本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異な
る実施例は容易に構成できるから、本発明は前記
特許請求の範囲において記載した限定以外、特定
の実施例に制約されるものではない。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、型彫放
電加工機の電極と被加工物間のギヤツプデータ
を、Ｘ，Ｙ，Ｚ各軸のデイジタルサーボ用高速プ
ロセツサに入力すると共に、メインプロセツサの
サーボ軸用パルス分配器で形成されたデータを一
旦サーボ軸微少移動データ用バツフアに記憶して
おき、このデータを前記各軸用高速プロセツサが
読み出して、微少周期、例えば0.5msecのサーボ
軸移動データを形成し、該移動データを揺動デー
タに加算してサーボ軸の制御を行なうので、サー
ボ軸の指令に対する応答を早め、高速で精密加工
が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略の構成を示すブロツク
図、第２図、第３図はフローチヤート、第４図は
型彫放電加工機の概略構成図、第５図は揺動加工
を行なう放電加工機の構成図、第６図はメインプ
ロセツサとサーボプロセツサにより放電加工機を
制御する例を示すブロツク図である。 Ａ……メインプロセツサ、Bx，By，Bz……Ｘ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸デイジタルサーボ用高速プロセツ
サ、Ｒ……サーボ軸微少移動データ用バツフア、
Mx，My，Mz……サーボモータ、D₁……サーボ
分配器、D₂……揺動軸用パルス分配器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工物と、これと対向配置した電極との間
   に電圧を印加するとともに被加工物と電極との間
   隔を相対的に搖動される搖動動作を付加して被加
   工物に所定形状の加工を施す型彫放電加工機にお
   いて、 加工指令プログラムからの情報を処理して複数
   のサーボ軸を駆動するデータと揺動動作を与える
   データを作成するとともに上記複数のサーボ軸を
   それぞれ駆動する一連のデータを所定周期に分割
   して順次該分割したデータを記憶させる各軸毎の
   サーボ軸微小移動データ用バツフアとを備えたメ
   インプロセツサと、 上記サーボ制御軸毎に設けられ、メインプロセ
   ツサのサーボ軸微小移動データ用バツフアから所
   定周期毎に順次与えられる移動データと放電加工
   機から送られるギヤツプデータとを入力されてこ
   れらデータから上記所定周期毎のサーボ軸の移動
   データを計算するサーボ時移動データの計算手段
   と、メインプロセツサから与えられる揺動動作を
   与えるデータを上記所定周期毎に分割する移動デ
   ータの分割手段と、上記計算手段と分割手段のデ
   ータを加算して各サーボ軸の所定周期毎の移動量
   を出力する加算手段とを有する各軸毎のデイジタ
   ルサーボ用高速プロセツサと、 上記デジタルサーボ用高速プロセツサから出力
   される移動量に基づいて軸移動動作を行なうサー
   ボ軸と、 を備えたことを特徴とする型彫放電加工機のサー
   ボ軸制御装置。