JPS582778B2 - 電気スパ−ク浸食による加工方法及び加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気スパーク浸食により電極工具によって電極
加工片を加工するためにこれらの両電極間にスパークを
生じさせるための連続電圧パルスを印加し、加工性能指
標の特性値を求め、そしてこの特性値を最大値ならしめ
るように加工パラメータをステップ状に変化させる方法
に係るものである。

連続する２つの電圧パルスを分けている時間間隔（以下
「休止時間」という）は、調整次第によって加工量に最
大値を与える重要な加工パラメータである。

スパーキング性能指標即ち加工量は幾つかの方法によっ
て評価することができる。

例えば、所定の時間内の全ての良好な放電の合計持続時
間を測定する。

休止時間が短縮すると、スパークの劣化に起因して良好
放電の数が減少し、従って加工量が減少する。

休止時間が増大すると単位時間当りの良好放電の数が減
少するので加工量が減少する。

これらの両極端値の間には加工量を最大値ならしめるゾ
ーンが存在する。

休止時間をステップ状に変化させ、このステップ状の増
分と、加工量がこのステップ状の休止時間の関数として
変化する勾配の値とを乗じて得た値から最適加工状態を
検知しようとすることが知られている。

この勾配の近似は、加工量の変化を対応する休止時間の
変化で除して得られる。

この休止時間の変化は加工量の最高点の領域では小さく
、そこから離れると大きくなる。

しかし、上述の勾配が正の値を有する休止時間の短かい
ゾーンに一度突入してしまうと休止時間を増しても、直
ちに加工量を大巾に改善することにはならない。

換言すれば、加工の劣化が良好な加工状態の急速な再確
立を妨げるようにしていると考えられる。

電気スパーク浸食により電極工具によって電極加工片を
加工するための本発明の方法によれば、スパークを発生
させるための連続電圧パルスを両電極間に印加し、加工
性能指標の特性値を求め、そしてこの特性値を最大値な
らしめるように加工パラメータをステップ状に変化させ
、この特性値の変化を加工パラメータの対応変化で除し
た商の符号を検出してこの商が正である場合には少なく
とも第１の値がこの加工パラメータの１つのステツプか
ら次のステップまでの増分の絶対値に与えられ、この商
が負である場合には第１の値よりも大きい少なくとも第
２の値が与えられることを特徴としている。

以上のように加工量が正の勾配で変化するようなゾーン
では、第１のステップから次のステップまでの加工パラ
メータ例えば休止時間の増分は極めで小さくして休止時
間の変化の程度を制限する。

更にこのゾーンに隣接して警告ゾーンを設け、このゾー
ン内でもこの増分の値を小さくしてある。

この警告ゾーンの巾は、正の勾配を有する危険ゾーン内
への突入実績に依存して可変としてもよい。

このように、この新らしい方法は、危険ゾーン内への突
入を制限し、回避さえする長所を有しており、このため
急速に最大加工量を得るようにすることができる。

以下に添附図面を参照して本発明の実施例を説明する。

休止時間ｔＢのような加工パラメータの関数としての性
能指標Ｉを第１図に示す。

スパーク・ギャツプを制御するサーボ機構の基準値のよ
うな他のパラメータを用いても同じような図形が得られ
る。

一例として、ここでは性能指標は、米国特許第４０９０
９６１号に開示されているように、所定時間内の良好放
電の合計時間とする。

休止時間ｔＢ，ＯＰＴにおける頂点の右では単位時間当
りの放電数が減少するので指標Ｉは図示のように降下す
る。

この降下は一般的に再現可能であり、すなわち任意の休
止時間に対し一つの性能指標が対応しており、曲線が負
の勾配Ｓであると名付ける所以でもある。

頂点の左側では、局部的なアークに進展する恐れのある
異常放電を生ずるために、指標■は再び降下する。

正の勾配Ｓであることを特徴とするこのゾーンをアーキ
ング・ゾーン或は危険ゾーンと呼ぶのはこのためである
。

このゾーン内の任意の値ｔＢに対して指標Ｉは一義的に
依存しなくなり、指標Ｉが零と理論的最大値（破線）と
の間のどのような値をも取り得るのでこのゾーンに斜線
を施して示している。

休止時間の増分を指標■の勾配の符号によって変化させ
ていない現状を示す第１図から、本発明以前の最適化シ
ステムが不安定であったり、或は最適化時間が過度に長
い理由を説明することができる。

頂点附近及びその左側ではステップを小さく選ぶことが
後述する理由から適しているが、危険を伴なうことなく
大きいステップが許容される頂点の右側ではステップを
小さく選ぶ必要はない。

即ち頂点の右側では大きいステップを選んで迅速にｔＢ
，ＯＰＴに向って収斂させることができるが、頂点の左
側で大きいステップを選ぶと面倒なことになる。

前述のようにこの危険ゾーンで発生する加工劣化状態は
直ちに修正できない。

公知のシステムでは不安定の原因となっている休止時間
ｔＢの関数としてのＩのレスポンスのこの不可逆現象を
第１図を参照して説明する。

点Ｐにおいては負の勾配を確立して動作点を左方に移す
。

休止時間が最適休止時間ｔＢ，ＯＰＴより短かいＰ点の
左側では指標Ｉは例えば、破線に沿って点Ｑに移り、極
めて短時間の間は確かに指標■は改善されるが、直ぐに
短絡のような異常放電が出現して加工状態が悪くなり、
例えば点Ｒに急速に下降し（事実この斜線をつけた危険
ゾーンではＩは破線から零の間の値をとって、そして常
に■はその値から減少していく）、放電加工制御装値は
この状態を検出して休止時間ｔＢを増加して最適状態Ｐ
に房そうとする。

点Ｓでは異常放電による残留磁気のために時間ｔＢ，Ｏ
ＰＴに対応する初期加工量を再現しない。

しかし、そのまゝ状態は点Ｔへ進み、このようにして負
の勾配を検出すると装置は再び連続ステップ状にｔＢを
減少させて修正が進み点Ｐに到達するが、点Ｐにおいて
は装置は危険ゾーンの存在を記憶していないので上記の
ＰＱＲＳＴＰサイクルを再開する。

この不安定な動作では、性能指標Ｉの総集計が低い結果
しか得られないので不満足である。

大き過ぎるステップを採用して危険ゾーン内により深く
突入すると、ＰＱＲＳＴＰのサイクルの振巾もより大き
くなる。

第１図は、頂点の左側と右側とで異なるステップ即ち増
分Ａ１及びＡ２を採用するという本発明に対する本質的
な要求を示している。

勿論、導関数の符号の識別を行なう。

導関数は、指標Ｉの変化をこの変化の因となったｔＢの
変化で除した商によって近似する。

最大点は丸くなっているから、値Ａ１及びＡ２に勾配を
乗じて頂点から離れているところでは急速に収斂させ、
頂点の直ぐ近くではゆっくり収斂させるようにする必要
がある。

過度の修正の原因となる大きい勾配の効果を補正するた
めに値Ａ，は小さく選ばなくてはならない。

第１図においてｔＢが長くなると勾配が極めて小さくな
っていることに注意されたい。

従って曲線のこの区分に対しても急速な収斂が得られる
ようにするために増分に休止時間ｔＢを乗ずると有利で
ある。

第２図は、危険ゾーン内への突入をどのようにして大巾
に減少させる、或は除くことができるかを示している。

危険ゾーンの存在を検出して記憶することができる。

これに使用される基準は、例えば異常放電の或るレート
、或は極めて急速な正勾配の何れかの検出、負ステップ
への移行等である。

重要な点は負の勾配の領域内に位置してはいるが勾配が
正である危険ゾーンに隣接する警告ゾーンを設け、この
警告ゾーンでは増分に、或は勾配の比例係数に第３の値
Ａ３を与えることである。

第２図ではこの警告ゾーンはｔＢ，ＯＰＴとｔＢ，Ｗと
によって境界を定められている。

この第３の値Ａ３は負の勾配で与えられる正常値よりも
小さく選び、右側からの頂点への接近をより遅くさせ且
つ危険ゾーン内に連続して落込まないようにする。

勿論、警告ゾーンを若干のゾーンに細分し、頂点に接近
するにつれて徐々に低速化して危険ゾーン内に大振巾で
突入することのないように、それぞれのゾーンに適切な
増分或は勾配の比例係数を与えることによってこのプロ
セスを改善することも可能である。

第３図は本発明の方法を実行するための装置例の回路図
である。

電極工具６は電気スパーク浸食によって電極加工片７を
加工する。

導体６１は加工電圧を加工監視回路１に伝える。

この回路１の目的は性能指標Ｉ、短路レートＮｏｃ，放
電を消沈させる平均遅れを表わすレートＮＤ，及び異常
放電の少なくとも１つのレートＮＤＡを発生することで
ある。

良好な加工状態を表わすこれらの異なる値は公知の回路
（例えば米国特許第 ４０９０９６１号参照）によって作られ、例えば符号化
された並列２進信号の形状でＩ，ＮＯｃ，ＮＤ及びＮＤ
Ａ用の接続ライン群１１，１２，１３及び１４によって
それぞれ伝送される。

最適化回路２はこれらの情報を受けて、例えば休止時間
ｔＢのような少なくとも１つの調整パラメータを発生す
る。

一例として最適化回路２はサーボ機構の基準電圧Ｕをも
発生する。

好ましくは、これも一つの例であるが、回路２はミニコ
ンピュータ或はマイクロコンピュータによって構成する
。

このコンピュータは導体１０によって送られる同期信号
によって監視回路１に加工状態の尺度を供給し、回路１
はこの信号を受け測定の結果に従ってライン１１，１２
，１３及び１４を付勢することによってこれに応答する
。

コンピュータ２から供給される休止時間ｔＢはライン２
１によって浸食加工に必要な電圧パルスを発生する発生
器３に伝送される。

コ躾のパルスは導体３１によって電極工具６に供給され
る。

最適化するために加工中に変更されることのない他の調
整パラメータは命令入力８から供給されている。

コンピュータ２がデイジタル形状で発生している基準電
圧Ｕはライン群２２によってデイジタル・アナログ・コ
ンバータ４に送られ、出力アナログ信号がライン４１に
よってサーボ機構５に送られる。

サーボ機構５はライン６２から加工電圧を受けてスパー
キング距離を表わす値を発生し、この値と基準電圧とを
比較して電極工具６を変位させることによってスパーキ
ング距離を最適値に維持する。

【図面の簡単な説明】

第１図は加工パラメータの関数としての性能指標の形を
示すものであり、第２図は第１図の性能指標に警告ゾア
ンを附加した形を示すものであり、そして第３図は本発
明を実施するための装置の機能的回路図である。 １……監視回路、２……最適化回路（コンピュータ）、
３……パルス発生器、４……デイジタル・アナログ・コ
ンバータ、５……サーボ機構、６……電極工具、７……
電極加工片、８……各種パラメータ入力、１０，１１，
１２，１３，１４，２１，２２，３１，４１，６１，６
２……導体ライン（群）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電極工具と電極加工片との間にスパークを生じさせ
   るようにこれらの電極に連続的に電圧パルスを印加し、
   加工性能指標の特性値を求め、そしてこの値を最大値な
   らしめるように加エバラメータをステップ状に変化させ
   る電気スパーク浸食により電極工具によって電極加工片
   を加工する方法であって、前記の特性値の変動を前記の
   加工パラメータの対応変動によって除した商を検出し、
   この商が正である場合にはこの加工パラメータの１つの
   ステップから次のステップの増分の絶対値に少なくとも
   １つの第１の値を与え、この商が負である場合には第１
   の値よりも太きい少なくとも１つの第２の値を与えるこ
   とを特徴とする方法。 ２ 前記の商が正である危険ゾーン内への突入実績に応
   じて、この商が負であるゾーンにおいて前記の増分の絶
   対値を変更することを特徴とする特許請求の範囲１に記
   載の方法。 ３ 前記の危険ゾーンに隣接する中間警告ゾーンにおい
   ては増分に第３の値を与えることを特徴とする特許請求
   の範囲２に記載の方法。