JPS5824215B2 - ホウデンカコウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高い加工能率が得られるよう改善された放電加
工装置に関する。

今日広く利用されている放電加工装置は、いずれも各種
各様の自動制御装置を具備し、可能な限り短い加工所要
時間内で、安全に、所望の加工を行い得るよう工夫され
ている。

それらの公知の放電加工装置に於いては、あらかじめ加
工条件、即ち電源電圧、放電電流の振巾、放電持続時間
、電圧パルス休止時間等が設定され、さらに所期の加工
条件が具現されるよう加工送り速度が制御されるもので
ある。

而して、電源電圧、放電持続時間、放電電流の振巾等は
、一般的には加工目的等に合せて固定的に設定され、加
工工程中に変更されることは稀であるが、平均加工電流
、換言すれば電圧パルス休止時間等は、加工の進行に伴
う加工面積の変動に合わせ、作業員により手動的に又は
自動的に変更若しくは制御されるものである。

而して、上記の制御若しくは操作は、平均加工電流密度
を、加工状態を安定に保ち得る限度に於て、所望の一定
値に保持するよう行われるものである。

ここで平均加工電流密度とは、単位加工面積当りの平均
加工電流、換言すれば単位加工面積当りの加工負荷量で
あり、加工面積とは電極と被加工体間の加工間隙の加工
送り方向正投影図形の面積である。

この平均加工電流密度を一定とすると、加工間隙内の加
工屑の除去のための電極レシプロ運動等の所要時間を除
く、いわゆる近接加工期間中、平均加工電流は略加工面
積に比例して増減せしめられ加工送り速度は略一定に保
たれるものである。

而して、従来は、この平均加工電流又は加工送り速度を
決定する際、加工面、即ち加工間隙の加工送り方向正投
影図形の形状及びその大小は考慮されることがなく、そ
れらは通常円形断面電極等による実験データや作業者の
個人的経験により、決定されていたものである。

このため、従来は、最短の必要最小限の所要時間内で、
所望の加工を完了することはほとんど不可能であった。

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであり、更に
、加工間隙からの加工屑の拡散又は排出の難易度が上記
加工面の形状、大小に応じて定まり、そのため単位加工
面積当りの加工負荷、平均加工電流密度の最大許容値も
又上記加工面の形状、大小に応じて定まる点に鑑み、な
されたものであって、その目的とするところは、上記加
工面の形状、大小に応じて平均加工電流密度又は加工送
り速度を適切に制御し得る制御装置を具備し、そのため
格段に加工能率が高められた新規な放電加工装置を提供
することにある。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明に於いて加工面の形状、大小のパラメ
ータとして採用される加工部形状係数Ｐの説明図、第２
図は本発明にかかる放電加工装置の一実施例を示す回路
図である。

まず、第１図により加工部形状係数Ｐについて説明する
。

今、使用する電極を、第１図Ａに示す如き断面形状を有
する回転体とする。

また、この電極は、同図Ａ及びＢに示す如き等高線図形
を有するものとする。

即ち、加工送り方向２に直角な断面Ｈ６ないしＨ１２で
示される各加ニレベルに於ける電極断面形状は、同図Ｂ
ＫＦｏないしＦ１２なる符号で示す図形であり、この図
形は加工がそれぞれの段階にまで進行したときの加工面
を示すものであり、また、その面積Ａは第１図Ｃに示す
如く変化するものである。

而して、加工部形状係数Ｐは、これらの加工面の周長ｌ
とその無線Ａの比として定義される。

即ち、 である。

一般にＰの値は相似的な加工面については、その面積の
平方根に逆比例し、また、同一面積の加工面については
円形加工面のＰの値が最も小さく加工面図形の扁平度又
は複雑度が増大する程大きな値となる。

第１図Ａに示した電極のＰの値は、例えば同図Ｃに示す
如くになる。

而して、本発明にかかる放電加工装置により加圧を行う
際は、その使用する電極についてあらかじめ、このＰの
値を算出しておくものである。

但し、このＰの値は厳密に算出し第１図Ｃに示す如きグ
ラフまで用意する必要はなく、通常は概略の値で足りる
ものである。

この加工部形状係数Ｐの意義について説明すると、平均
加工電流密度を一定として加工する際、加工間隙間に単
位時間、単位加工面積当り発生する加工屑の量も又一定
となるものであり、従って単位時間当りの加工屑総発生
量は加工面積に比例して増大する。

一方、これら発生した加工屑が排除される際の通路の有
効析面積は上記加工図の周長に比例するものである。

而して、本発明者の実験によると、実際の加工屑排除の
容易度は、上記形状係数Ｐに密接に依存しており、特殊
な例外を除いては、上記形状係数Ｐに略比例していると
考えてよいものである。

この場合の特殊な例外とは、加工面積が極端に狭い場合
、加工深さが極端に深い場合、及び電極形状が極端に複
雑な場合等である。

而して、本発明の要旨とするところは、加工屑排除が容
易である場合は平均加工電流密度を増大させ盛んに加工
を行い、然らざる場合はこれを抑制して、常時加工屑排
除の綜合的難易度、即ち上記形状係数Ｐにより定まる加
工屑発生の難易度と、加工屑の発生速度の比、がニ定と
なるよう加工を行うことにある。

以下、第２図について説明する。

第２図中、１は加工ヘッド、２は電極、３は被加工体、
４は加工用電源、５はそのスイッチング素子、６は挿入
抵抗、７は電極サーボ加工送り用のサーボ制御回路、８
はサーボモータ、９は電極加工送りを検知するためのエ
ンコーダ、１０はプリセットカウンタ、１１はリングカ
ウンタ、１１−１ないし１１−ｎはリングカウンタ１１
の各桁要素、１２−１ないし１２−ｎは切替スイッチ、
１３−１ないし１３−ｍはオア回路、１４−１ないし１
４−ｍはアンド回路、１５−１ないし１５−ｍはそれぞ
れ別異の電圧パルス休止時間τｏｆｆを規定するオン遅
延回路、１６はオア回路、１７は七ノステーブルエレメ
ント、１８は放電持続時間を規定する遅延回路、１９は
フリップフロップである。

而して、本図に於いては近接加工期間中に作動する部分
のみが示されており、他の制御機構、例えば、加工屑の
排除のための電極レシプロ運動制御装置等は省略されて
いる。

エンコーダ９は三値信号発信器であり、放電加工が開始
され電極２が加工送りされるとエンコーダ９は正のパル
ス信号を発信し電極２が後進運動をするときは、エンコ
ーダ９は負のパルス信号を発生する。

これらのパルスを計数するプリセットカウンタ１０は加
減算カウンタであり、その計数値が正の所望の設定値に
達すると出力信号を発信しリングカウンタ１１を歩進さ
せ同時に自分自身を一リセットする。

加工開始時点に於いては、プリセットカウンタ１０はリ
セットされており、また、リングカウンタ１１の桁要素
１１−１の表示値は“１“どなっている。

このため加工開始時から電極２が一定距離加工送りされ
る毎にリングカウンタ１１は順次歩進せしめられる。

一例を挙げて説明すると、例えば、第１図に示した電極
により加工を行う際、加ニレベルＨ６がらＨｌ までは
桁要素１１−１が“１“であり同Ｈ１からＨ２までは桁
要素１１−２が１であり、同Ｈ２からＨ３までは桁要素
１１−３が、それぞれ“１“であり、以下同様である。

而して、桁要素１１−１が“１“であるときは、切替ス
イッチ１２−１により選択されている回路に属するオン
遅延回路、図示の場合は１５−１、が規定するオン遅延
時間τｏｆｆｌにより電圧パルス休止時間が規定される
。

この電圧パルス休止時間はリングカウンタ１１０歩進に
応じ、順次切替スイッチ１２−２ 、１２−３・・・・
・・１２−１の選択する回路に属するオン遅延回路１５
−２，１５−３・・・１５−１の規定するオン遅延時間
τｏｆｆ ２ 。

τｏｆｆ ３・・・τｏｆｆｉに切替えられる。

この点を、別の面から説明すると、次の如くである。

即ち、フリップフロップ１９がセットされると、スイッ
チング素子５が導通し、電極２と被加工体３０間に電源
４の開放電圧が印加され、略一定の待時間τＷが経過し
た後両者間に放電が発生する。

この放電により挿入抵抗６０両端子間に発生する電圧は
モノステーブルエレメント１７をトリガし、遅延回路１
８を始動せしめる。

遅延回路１８の遅延時間は任意に設定し得るようになっ
ており、その設定された遅延時間τｏｎ 経過後、フ
リップフロップ１９はリセットされ、そのためスイッチ
ング素子５の導通が断たれ、電極２及び被加工体３間の
放電は中断される。

一方、フリップフロップ１９のリセット出力はアンド回
路１４１ないし１４−ｍのそれぞれの一方の入力端子に
入力するが、このときリングカウンタ１１の桁要素１１
−１の表示が“１“であるとすると、切替スイッチ１２
−１が選択している回路に属するアンド回路、図示の例
に於いては１４−１、の他の一方の入力のみが〃ｌ“で
あり、他のアンド回路の他の一方の入力はすべて〃０〃
である。

従って、アンド回路１４−１のみがノリツブフロップ１
９のリセット出力を通過させ、オン遅延回路１５−１の
みが始動せしめられ、その規定するオン遅延時間τＯｆ
ｆ １ が経過した後発信されるその出力信号は、オ
ア回路１６を介し、ノリツブフロップ１９をセットする
ものである。

然るときは再びスイッチング素子５が導通し、次の放電
が行なわれる。

而して、斜上のサイクルを繰返して放電加工が進行する
が、この間サーボ制御回路７は、良好な加工状態が維持
されるよう電極２を加工送りするものであり、第１図に
示した電極のレベルＨｉ −１からＨｉまでの間の区間
の加工が行なわれているときは、リングカウンタ１１の
桁要素１１−１が“１“どなっており、その加工区間中
の平均加工電流丁は、各パルス毎の放電電流瞬間値■、
遅延回路１８の規定する放電持続時間τｏｎ、上記の待
時間τＷ、及び切替スイッチ１２−１が選択する回路に
属するオン遅延回路１５−ｊが規定する電圧パルス休止
時間τｏｆｆｊ により下式の如く定められる。

而して、従来は、当該加工区間中の平均的な加工面積を
Ａとしたとき、平均加工電流密度Ｉ／Ａがほぼ一定とな
るよう制御若しくは操作されていたものであるが、本発
明に於いてはこの平均加工電流密度丁／Ａが第１図Ｃに
示した如き形状係数Ｐに略比例的に変化するよう、あら
かじめｒｏｆｆｊを設定しておくものである。

ソノため、特に加工の初期、形状係数Ｐが犬である期間
に於いては、従来公知の方法に比し高い平均加工電流密
度で加工が行なわれ、それに比例して加工送り速度が高
められ、加工は格段に促進されるものである。

而して、加工の後段に於いて、形状係数Ｐが小となると
、平均加工電流密度はほぼ従来公知のレベルに引下げら
れる。

一般的に、加工の初期に於ける平均加工電流密度は加工
終期の値の２〜３倍若しくはそれ以上とすることが可能
であり、終期の平均加工電流密度は公知のレベルとほぼ
一致せしめられるので、本発明によるときは、全加工所
要時間を公知の装置の約二分の一画後に切下げることが
可能である。

本発明は斜上の如く構成されるから、本発明によるとき
は極めて加工能率の高い放電加工装置を提供し得るもの
である。

なお、本発明の構成は斜上の実施例に限定されるもので
なく、例えば、斜上の実施例に於いては独立型の電源を
利用したため形状係数に応じ平均加工電流密度を直接的
に制御するよう構成したが、従属型の電源を用いる場合
には各加工区間に於いて形状係数に比例的に加工送り速
度を直接的に制御することが推奨され、また、これらの
制御若しくは自動切替のための回路の構成も、容易に各
種のバリエーションを案出し得るものであり、本発明は
それらの全てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は形状係数Ｐを説明するための図面、第２図は本
発明にかかる放電加工装置の一実施例を示す回路図であ
る。 １・・・・・・加工ヘッド、２・・・・・・電極、３・
・・・・・被加工体、７・−・・・・サーボ制御回路、
８・・・・・・サーボモータ、９・・・・−・エンコー
ダ、１０・・・・・・プリセットカウンタ、１１°°°
°゛°リングカウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記ａ項乃至０項に記載した構成要素から成る平均
   加工電流密度制御装置を具備したことを特徴とする放電
   加工装置。 （ａ） 電圧パルス間休止期間の異なる値についての
   設定装置。 （ｂ） 該設定装置から１つの電圧パルス間休止期間
   の値を切換選定する切換装置。 （Ｃ） 及び加工送り方向に分割して多数設定した各
   分割加工区間のそれぞれにおいて、 加工面の加工送り方向投影面積をＡ、 加工面の周長を１としたとき、 で定義される加工部形状係数Ｐを設定し、該係数Ｐに前
   記電圧パルス休止期間の値を比例的に選定制御する前記
   切換装置の制御装置。