JPH11151620A - ファジー制御ワイヤカット放電加工装置 - Google Patents
ファジー制御ワイヤカット放電加工装置Info
- Publication number
- JPH11151620A JPH11151620A JP31695197A JP31695197A JPH11151620A JP H11151620 A JPH11151620 A JP H11151620A JP 31695197 A JP31695197 A JP 31695197A JP 31695197 A JP31695197 A JP 31695197A JP H11151620 A JPH11151620 A JP H11151620A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- voltage
- machining
- time
- electric discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電という不安定な現象を利用して精密に制
御する。 【解決手段】 不安定な放電現象を、統一的な経験を基
にして、放電が起こる以前の状態より、フォワード式に
ファジー制御したことで、結果的なファジー制御を行わ
ないようにして安定化制御する。
御する。 【解決手段】 不安定な放電現象を、統一的な経験を基
にして、放電が起こる以前の状態より、フォワード式に
ファジー制御したことで、結果的なファジー制御を行わ
ないようにして安定化制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として放電加工、特
にワイヤカット放電加工装置等の放電を直接利用した装
置全般に関する。
にワイヤカット放電加工装置等の放電を直接利用した装
置全般に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファジー制御した放電加工機は、過去に
多く提案されている。即ち、放電加工状態電流とか、電
極の振動とかで不安状態を検出して、放電パルス休止時
間を制御するもので、一般的な不安定な曖昧さを取り扱
うもので、客観的な曖昧さは確率論で、原理的に組立て
て推論するが、ファジーは曖昧さを主観的に取り扱う点
が全く異なるものである。しかし、原理は同様である
が、その加工の状態をセンサーから信号として取り出
し、知識ベースとして熟練者の経験との不安定度を検定
演算する。ファジー制御は、単に放電の安定な状態を検
出し、例えば電流や電圧、更には放電音等によって良否
を判定し、パルス放電の休止時間等で制御するものであ
り、更に、電極送りも一定の間隙電圧になったときを正
と負に送るようにした。即ち比例、積分、微分といった
数学式により処理されたデータにより制御されていた。
本発明はフォワード制御方式とでもいう放電結果ではな
く、放電を起こす以前をファジー制御したもので、従来
方式とは全く異なるものである。従ってパイロットパル
スの多素数要素を判定に使用している。
多く提案されている。即ち、放電加工状態電流とか、電
極の振動とかで不安状態を検出して、放電パルス休止時
間を制御するもので、一般的な不安定な曖昧さを取り扱
うもので、客観的な曖昧さは確率論で、原理的に組立て
て推論するが、ファジーは曖昧さを主観的に取り扱う点
が全く異なるものである。しかし、原理は同様である
が、その加工の状態をセンサーから信号として取り出
し、知識ベースとして熟練者の経験との不安定度を検定
演算する。ファジー制御は、単に放電の安定な状態を検
出し、例えば電流や電圧、更には放電音等によって良否
を判定し、パルス放電の休止時間等で制御するものであ
り、更に、電極送りも一定の間隙電圧になったときを正
と負に送るようにした。即ち比例、積分、微分といった
数学式により処理されたデータにより制御されていた。
本発明はフォワード制御方式とでもいう放電結果ではな
く、放電を起こす以前をファジー制御したもので、従来
方式とは全く異なるものである。従ってパイロットパル
スの多素数要素を判定に使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする技術】ｎｓオーダーの短いパ
ルスを供給する方式と、主加工放電以前に供給する短パ
ルス放電の特性より、放電間隙の状態をファジー的に判
定して、主放電を実施するかどうかを判定して放電加工
する。
ルスを供給する方式と、主加工放電以前に供給する短パ
ルス放電の特性より、放電間隙の状態をファジー的に判
定して、主放電を実施するかどうかを判定して放電加工
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】解決するための手段とし
て、ファジー積分を求めて、部分評価の従属関数を分離
することにより一元化して評価するようにした。
て、ファジー積分を求めて、部分評価の従属関数を分離
することにより一元化して評価するようにした。
【０００５】
【作用】ファジー積分は集合をＫとすれば、
【数１】 Ｓ1 ：電圧 Ｓ2 ：電流 Ｓ3 ：時間
【０００６】即ち、時間（ｎｓオーダー）のときの電
圧、電流を部分評価値とした手法の要素数Ｎの集合Ｇに
ついて、
圧、電流を部分評価値とした手法の要素数Ｎの集合Ｇに
ついて、
【数２】 ｈj ( Ｓｉ) ：放電の安定状態のｊの要素Ｓｉについて
の部分評価
の部分評価
【０００７】ファジー積分は、
【数３】 ｇ（λ）：ファジー速度 また、
【数４】 Ｋ’、Ｋの任意の部分集合を示す。
【０００８】いま、ｈj （Ｓ’1 ）≧ｈj （Ｓ’2 ）≧
ｈj （Ｓ’3 ）とすれば、
ｈj （Ｓ’3 ）とすれば、
【数５】 Ｋ1 ＝｛Ｓ’1 ｝ Ｋ2 ＝｛Ｓ’1 ・Ｓ’2 ｝ Ｋ3 ＝｛Ｓ’1 ・Ｓ’2 ・Ｓ’3 ｝ ここで、ｅj の規格化によって、
【数６】
【０００９】これは,
【数７】 となるようにしたものでｄ≒ωとなる。評価関数値が小
さくなるようなファジー測度ｇi とλを定めれば
さくなるようなファジー測度ｇi とλを定めれば
【数８】 Ｎ：手法集合Ｇの要素数 σが小さくなれば、その信号により次の主加工電圧を印
加することができ、安定化のためｇi は信号の中の重み
を示すことになる。
加することができ、安定化のためｇi は信号の中の重み
を示すことになる。
【００１０】その時間における要素の電圧や電流値につ
いては、実験によって評価し、それを部分評価として算
出しこの部分評価を合成して、全体の加工の良否の判定
評価を得て、その結果としてファジー積分を用い、多次
元の情報を表現するようにしたものである。
いては、実験によって評価し、それを部分評価として算
出しこの部分評価を合成して、全体の加工の良否の判定
評価を得て、その結果としてファジー積分を用い、多次
元の情報を表現するようにしたものである。
【００１１】放電加工は、放電間隙が放電可能に充分に
広いとき、一番有効な加工ができるわけで、単一放電で
間隙長さが適当な場合、図３におけるＣとなり、繰り返
し数が増大したとき、加工能率はＣからＢへと移動す
る。逆に少ない放電繰り返し、即ち、放電始めの図３の
Ａの点より繰り返しが増大するにしたがい、Ｃ点に移行
し間隙長さが最良点となる。
広いとき、一番有効な加工ができるわけで、単一放電で
間隙長さが適当な場合、図３におけるＣとなり、繰り返
し数が増大したとき、加工能率はＣからＢへと移動す
る。逆に少ない放電繰り返し、即ち、放電始めの図３の
Ａの点より繰り返しが増大するにしたがい、Ｃ点に移行
し間隙長さが最良点となる。
【００１２】この二つの相の競合する目的関数を満足さ
せる多目的計画問題となる。ＡからＣへのその領域内で
目的最適条件を決定する必要がある。パイロットパルス
一つについて△ｔ時間後、主加工放電が起こったとすれ
ば、全体の系としては、
せる多目的計画問題となる。ＡからＣへのその領域内で
目的最適条件を決定する必要がある。パイロットパルス
一つについて△ｔ時間後、主加工放電が起こったとすれ
ば、全体の系としては、
【数９】 ここで、μは間隙荷電粒子の比増殖速度（Ｓ-1）、ｎ：
フィードバック系の制御係数として、パイロットパルス
△ｔ後の荷電粒子の変化Ｅ（ｔ) は、数８の漸化式より
逐次計算できる結果、間隙の荷電粒子の状態を判断でき
る。
フィードバック系の制御係数として、パイロットパルス
△ｔ後の荷電粒子の変化Ｅ（ｔ) は、数８の漸化式より
逐次計算できる結果、間隙の荷電粒子の状態を判断でき
る。
【００１３】正常な加工ならば、ｎ＝１としてＦ
（ｔ）、放電間隙状態時間関係数は expに変化すること
になり、ｎ＜１の場合とｎ＞１で各々Ｆを変化させる。
Ｆ値はあらかじめ知識記憶部分に記憶させておくもので
ある。従って、推論部分により推算することができる。
（ｔ）、放電間隙状態時間関係数は expに変化すること
になり、ｎ＜１の場合とｎ＞１で各々Ｆを変化させる。
Ｆ値はあらかじめ知識記憶部分に記憶させておくもので
ある。従って、推論部分により推算することができる。
【００１４】これらをファジー素数即ち、状態量、制御
量を３〜７個の区分に分割し、それぞれの区間を特徴づ
けてファジー変数とする。三角形のメンバーシップ関数
を上記加工データより求め、 Ｒ'1 if Ｅ＝ＰＢ（正で大） then ｎ＝ＮＢ Ｒ'2 if Ｅ＝Ｚ０ （零） then ｎ＝Ｚ０ Ｒ'3 if Ｅ＝ＮＢ（負で大） then ｎ＝ＰＢ と定めて、Ｒ1 はＥがＰＢならば制御係数をｎをＮＢと
し、Ｒ2 は正常である場合は、１ステップだけＦを増大
させてＲ1 、Ｒ2 の両ルールによって帰属するメンバー
シップ関数で計算し、操作ｎはＮＢとＺ０の値から推論
の結果を得ることができる。これを常に繰り返し実行し
て加工を進めることができる。
量を３〜７個の区分に分割し、それぞれの区間を特徴づ
けてファジー変数とする。三角形のメンバーシップ関数
を上記加工データより求め、 Ｒ'1 if Ｅ＝ＰＢ（正で大） then ｎ＝ＮＢ Ｒ'2 if Ｅ＝Ｚ０ （零） then ｎ＝Ｚ０ Ｒ'3 if Ｅ＝ＮＢ（負で大） then ｎ＝ＰＢ と定めて、Ｒ1 はＥがＰＢならば制御係数をｎをＮＢと
し、Ｒ2 は正常である場合は、１ステップだけＦを増大
させてＲ1 、Ｒ2 の両ルールによって帰属するメンバー
シップ関数で計算し、操作ｎはＮＢとＺ０の値から推論
の結果を得ることができる。これを常に繰り返し実行し
て加工を進めることができる。
【００１５】
【実施例１】50mmのS55C材を0.3mm φＢｒ電極で10kg／
cm2 の10-5Ωcmの水を供給し、Ｉｐ250 Ａ、Ｉmean22Ａ
の電流で180mm2／min の加工量を得ることができた。こ
のとき、パイロットは0.1 μｓ15ＡのＩｐを流した後、
△ｔ時間で主放電を入れる。この場合、電圧の変化がパ
イロット供給時に、0.06μｓのときの場合を検出しその
ときの電流を求めて約0.5secの間、即ち、50000 パルス
の如く積分してデータとした。
cm2 の10-5Ωcmの水を供給し、Ｉｐ250 Ａ、Ｉmean22Ａ
の電流で180mm2／min の加工量を得ることができた。こ
のとき、パイロットは0.1 μｓ15ＡのＩｐを流した後、
△ｔ時間で主放電を入れる。この場合、電圧の変化がパ
イロット供給時に、0.06μｓのときの場合を検出しその
ときの電流を求めて約0.5secの間、即ち、50000 パルス
の如く積分してデータとした。
【００１６】実際的には、△ｔ時間後のＥの変化△Ｅを
加味するとき、 Ｒ1 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝ＰＢ then ｎ＝ＮＢ Ｒ2 if Ｅ＝ＰＢ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝ＮＢ Ｒ3 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝ＮＢ then ｎ＝ＰＢ Ｒ4 if Ｅ＝ＮＢ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝ＰＢ Ｒ5 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝Ｚ０ の５個の制御ルールが成立する。いま、表１のように実
際には７つの区分に分けて利用した。
加味するとき、 Ｒ1 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝ＰＢ then ｎ＝ＮＢ Ｒ2 if Ｅ＝ＰＢ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝ＮＢ Ｒ3 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝ＮＢ then ｎ＝ＰＢ Ｒ4 if Ｅ＝ＮＢ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝ＰＢ Ｒ5 if Ｅ＝Ｚ０ and △Ｅ＝Ｚ０ then ｎ＝Ｚ０ の５個の制御ルールが成立する。いま、表１のように実
際には７つの区分に分けて利用した。
【００１７】Ｒ2 は極大点でＲ5 は定状状態を示すこと
になる。制御応答が螺旋形状に移動して定状点に近づく
ように制御するものである。加工安定度を７つの区分即
ちＰＢ、Ｚ０及びＮＢのファジー変数に僅かに正、ＰＭ
中間、ＮＳ、僅かに負、ＮＭ中くらいの負を表１の分類
に追加して７×７の制御規則を利用したＥ＝Ｚ０につい
て１３個の制御規則を造り、各領域より中心部に向けて
集束させるように逐次決定制御した。本実施例に基づい
て長時間の実施を行った。
になる。制御応答が螺旋形状に移動して定状点に近づく
ように制御するものである。加工安定度を７つの区分即
ちＰＢ、Ｚ０及びＮＢのファジー変数に僅かに正、ＰＭ
中間、ＮＳ、僅かに負、ＮＭ中くらいの負を表１の分類
に追加して７×７の制御規則を利用したＥ＝Ｚ０につい
て１３個の制御規則を造り、各領域より中心部に向けて
集束させるように逐次決定制御した。本実施例に基づい
て長時間の実施を行った。
【００１８】
【実施例２】特に仕上げ加工において効果が大きく、本
実施例は荒加工である。仕上げ加工時には、加工精度が
極めて高く、安定に保つことができた。また、荒加工か
ら仕上げ加工までの全体の加工時間が手動制御方式（従
来の制御）に比べて、５０〜７０％程度の加工時間で加
工することができた。
実施例は荒加工である。仕上げ加工時には、加工精度が
極めて高く、安定に保つことができた。また、荒加工か
ら仕上げ加工までの全体の加工時間が手動制御方式（従
来の制御）に比べて、５０〜７０％程度の加工時間で加
工することができた。
【図１】部分ブロック線図である。
【図２】全体ブロック線図である。
【図３】加工能率と間隙長さとの関係図である。
【図４】制御規則図表である。
【図５】ファジー制御の全体図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 加工放電の発生前、少なくともｎｓｅｃ
オーダーの試験パルスを加え、その電圧、電流、時間、
部分評価をファジー積分した部分と、部分評価値を求め
るようにしたファジー制御したワイヤカット放電加工装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31695197A JPH11151620A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | ファジー制御ワイヤカット放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31695197A JPH11151620A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | ファジー制御ワイヤカット放電加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11151620A true JPH11151620A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=18082761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31695197A Pending JPH11151620A (ja) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | ファジー制御ワイヤカット放電加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11151620A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019246B2 (en) * | 2000-12-25 | 2006-03-28 | Fanuc Ltd | Controller for wire electric discharge machine |
| US8093527B2 (en) * | 2006-08-11 | 2012-01-10 | Charmilles Technologies Sa | Device and method for high frequency electrical discharge machining |
| CN110181132A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-08-30 | 哈尔滨工业大学 | 绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工材料辨识的模糊伺服控制系统及方法 |
-
1997
- 1997-11-18 JP JP31695197A patent/JPH11151620A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7019246B2 (en) * | 2000-12-25 | 2006-03-28 | Fanuc Ltd | Controller for wire electric discharge machine |
| US8093527B2 (en) * | 2006-08-11 | 2012-01-10 | Charmilles Technologies Sa | Device and method for high frequency electrical discharge machining |
| CN110181132A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-08-30 | 哈尔滨工业大学 | 绝缘陶瓷涂层-金属电火花加工材料辨识的模糊伺服控制系统及方法 |
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