JPS59196123A - 放電加工機の放電制御方法及び放電制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電極と被加工物体間にパルス状周期電圧を印
加し、アーク放電を誘起させて加工を行なう放電加工機
の放電１ｉｌＪ　ｔａ１１方法及び放電制御ｌＩ装置に
関する。

ざらに詳しく言えば、電圧印加休止ｗＪ間において、電
極と被加工物体間の絶縁が回復しない場合１に発生ずる
定常アーク前駆現象を各パルス毎に検出し、これを検出
した時には、直ちに印加電圧及び電流を遮断するように
制御することによって定常アーク（集中放電）に致るこ
とを防止し、加工精度の改善および加工速度の向上、電
力の節減を図った放電加工機の放電制御方法及び放電制
御装置に関するものである。

従来、放電加ゝ工機の放電制御方法としては、電極と被
加工物体間にパルス状周期電圧を印加させることにより
、電極と被加工物体間に爆発的なアークを発生させ、被
加工物体を溶融し、加工粉末を加工面中に飛散させる過
程を１周期としている。

そしてかかる単発放電によって生じた放電痕の累積によ
って、一様な加工を施すものであった。

電極と非加工物体間に生じる電圧（以下、「極間電圧」
という）の波形を第１図（ａ　）に、その電流波形を第
１図（ｂ）に示す。ここで、正常な放電加工が行なわれ
る場合の極間電圧波形は■、Ｈの波形で示され、絶縁回
復が十分でないままに、次の電圧が印加される場合に起
る定常アーク前駆貌象にＪ：る極間電圧の波形は、■、
１ｖに示される。

波形１、■においてＥは無負荷電圧を示す。即ち、電極
と被加工物体間には、電流が流れす′、カ了放電圧が現
われていることを示す。Ｔ１時間は、無負荷電圧が極間
に印加されて、放電が開始されるまでの放Ｎ遅延時間を
表わす。又、ｅはｔｉ９．電が開始された後の極間のア
ーク電圧を表わず。Ｔ２は、放電時間、Ｔ３は次のパル
ス電圧が印加されるまでの体１ＩＩＩＩＩＪ間の休止時
間をそれぞれ表ねづ′ものである。Ｔ　１−１−　Ｔ　
２は、電圧の印加期間を示づ電圧印１ノ１１時間である
。放電加工が進むにつれて電極と被加工物体間に加工粉
が蓄積ｐ゛るよう（こなり、絶縁回復の程度か遅れて放
電遅延時間は徐々に短くなる。そして、加工粉等が特定
の場所に付着して、集中放電が生じ易くなり、徐々に放
電遅延時間は短くなり、ついには■、ＩＶで示すように
、その極１１１ｄの絶縁回復が完全に行なわれずに、電
圧を印加した後、無負荷電圧Ｅが現れることなく、直ち
に、アーク放電を開始して極間電圧は、アーク電圧ｅと
なってしまう。この場合には、爆発的な放電が行なわれ
ず、放電痕によって生じた加工粉が加工油中に飛散しな
いため、集中アーク放電となり、加工粉が局部に蓄積し
、定常アーク即ち集中放電に至る。このために加工面の
加工積度を劣化さぜるという欠点があった。又、この欠
点を電極間隔の調整、休止時間の調整、電極の振動によ
るポンプ作用によって制御するとすれば、波形■、ＩＶ
のような定常アーク前駆現象を一定数検出した後（こ、
これを行なわなＦプればならず、有害な定常アーク前駆
現象を生ぜしめ、制御に遅延を生じ、このため、加工精
度、効率に問題があった。

そこて本発明は、この放電加工に無益かつ有害な、無負
ｖＪ雷電圧表われない定常アーク前駆現象か表われた時
には、ただちに放電電流を遮断することによって、余分
な加工粉の蓄積を基本的に排除し、定常アーク即ち、集
中放電に至ることを防止し、加工精度、加工速度、及び
加工効率の向上を図ることを目的とする。

即ち、本第１光明の放電制御方法は電極と被加工物体で
ある対向極間に極間電圧を印加する印加期間とそれにつ
づく極間電圧を印加しないイホ止期間とを１周期として
、周期的に、前記極間電圧を供給又は遮断づ−ることに
よって周期的に放電を発生させ被加工物体を加工する放
電加工機の放電制御方法にＪ５いて、　前記印加期間の
前記極間電圧の立上り部を検出し、該立上り都電圧が所
定基準電圧以上の電圧に達した場合には、前記印加期間
を正規の放電加工に必要な時間とし、 検出した前記立上り都電圧が、所定基準電圧に達しない
場合には、前記印加期間を、前記立上り都電圧検出時間
とすることを特徴と覆る放電加工機の放電制御方法から
成る。

第２図（ａ）は極間の正常電圧波形を示したものである
。

本発明はこの極間電圧の立上り部Ａの電圧を検出し、こ
の立上り部Ａの最大電圧が所定の基準電圧１１以上の無
負荷解放電圧である場合には、極間の絶縁回復は正常に
行なわれたとして、正常な放電加工に必要な電圧の立下
り時刻ｔ２まで、電圧を印加する様にする。一方、第２
図（ｂ）に示すように極間電圧の立上り部Ａにおける極
間電圧の最大電圧が所定の基準電圧Ｅ１以下のアーク電
圧であるときには極間電圧立上り部経過時刻ｔ３時に電
圧の印加を遮断させることによって、放電電流を、第２
図（Ｃ）に示すように時刻ｔ１〜ｔ３までの短い期間に
するように制御するものである。従来の方法では、破線
図示のように時刻ｔ２の正常な放電終了時刻と同じ時刻
まで電圧電流を流すようにしている。

本発明はこの様に、極間電圧の立上り部において基準電
圧以上の無負荷電圧が現れない場合には、印加電圧立上
り部検出時刻が経過した時点でただちに電流電圧の供給
を遮断するようにしている。

従って定常アーク前駆現象をただちに遮断しているので
加工に無効な定常アーク放電によって生じン るカーボー粒子等の蓄積が排除され、加工精度が向上す
る。しかも、電力を節減することができる。

又、次のパルスの電圧が印加されるまでの休止期間が実
行的に長くなるために絶縁回復が有効に図られるという
効果がある。

次に、本発明の放電加工制御方法を実現覆る第２発明に
係る放電制御装置について説明する。。

第３図は、第２発明の概念を示したブロック図である。

本第２発明は、電極（６）と被加工物体（８）である対
向極間に、極間電圧を電源（２）から供給し又は遮断づ
る制御を制御信号に基づいて行なうスイッチング装置（
４）と、該スイッチング装置（４〉に制御信号を付与す
る制御信号発生装置（１０）とから成る放電加工機の放
電制御装置において、 前記制御信号発生装置（１０）は、前記極間電圧の立上
り時刻及び正常放電の極間電圧の立下り時刻を制御する
基本信号発生部（１２）と、前記極間電圧を検出する電
圧検出部く２２）と、基準電圧に対応した信号を発生づ
−る基準電圧発生部（２０）と、 前記電圧検出部（２２）及び前記基準電圧発生部（２０
）の出力信号を入力し、これらを比較する信号比較部（
１８）と、 前記基本信号発生部（１２）の出力信号を入力し、極間
電圧立上り制御時刻に同期して、前記極間電圧の立上り
部用間を定める信号を出力す８立上り期間設定部（１４
〉と、 前記立上り期間設定部（１４）、前記信号比較部（１８
）及び前記基本信号発生部（１２）からの出力信号を入
力ψ、前記基本信号発生部（１２）から出力される立上
り時刻制御信号に同期して電圧印加を開始継続す−る電
圧印加信号を出力し、前記極間電圧の立上り部用間にお
いて、検出した前記極間電圧が基準電圧よりも高いとき
は、前記基本信号発生部から出力される立下り時刻制御
信号に同期して、極間電圧を遮断する電圧遮断信号を出
力し、 前記極間電圧の立上り部用間において、前記極間電圧が
基準電圧１よりも低い時は、前記立上り期間設定部出力
信号の立上り期間終期時刻に同期して、極間電圧を遮断
する電圧遮断信号を、スイッチング装置（４）に出力す
る制御部（１６）と、 を有することを特徴とする放電加工機の放電制御装置に
関する。

電源部２からの電圧及び電流の供給遮断はスイッチング
装置４によって行なわれる。電極６及び被加工物体８は
放電加工を行なうための端子となる。電圧検出部２２は
電極６と被加工物体８の間に印加される電圧を検出する
部分である。基準電圧発生部２０は所定の基準電圧Ｅ１
に対応する信号を発生し、信号比較部１８によって検出
された電圧と基準電圧とを比較するものである。一方、
基本信号発生部１２は、所定の電圧印加開始時刻と電圧
印加終了時刻を周期的に示す情報を含む制御信号を発生
Ｊる機能を有する。例えば、周期的方形波で示される。

立上り期間設定部１４は、印加された極間電圧の立上り
期間を設定するための信号発生機能を有している。立上
り期間設定部１４は、基本信号発生部１２から出力され
る信号幅は、電圧印加の開始時刻を示す始期時刻から電
極及び被加工物体間に実際に電圧が印加されて、それが
検出されるまでの遅延時間を加味して考慮される。実施
例においては、この立上り期間設定部１４は単安定マル
チバイブレータで構成している。

基本信号発生部１２、立上り期間設定部１４、信号比較
部１８の出力は制御部１６に入力する。制御部１６は、
基本信号発生部１２の出力する極間電圧立上り時刻制御
信号に同期して極間に電圧を印加する電圧印加信号をス
イッチング装置４に出力する。制御部１６は、極間電圧
の立上り期間において極間電圧が基ｔ１！８電圧よりも
高い場合には基本信号発生部１２の出力する極間電圧立
下り時刻制御信号に同期して、極間に印加された電圧を
遮断する電圧遮断信号をスイッチング装置４に出力する
。一方、立上り期間内において極間Ｍ圧が基準電圧より
も低い場合には、定常アーク前駆現象と判断して、立上
り期間設定時刻経過後、ただちにスイッチング装置４を
作動させて遮断状態とする制御信号を出力する機能を有
する。

第４図は本放電制御装置の一興体的な電気回路図を示し
たものである。直流Ｎ源３０は８０Ｖから成り、補償抵
抗３２を介してスイッチング装置４を構成Ｊ°るダーリ
ントン結合のトランジスタ３４及び３６を介し、電極６
及び被加工物体８との間に極間電圧を印加する。被加工
物体８はグランドに接地されている。電圧検出部２２は
、分割抵抗５０．５２とから成る。又、基準電圧発生部
２０は、分割抵抗５６．５８とから成りたっている。

信号比較部１８はコンパレータ５４で構成されている。

一方、基本信号発生部１２はパルスの立上り及び立下り
を任意に設定できる発振器６０で構成されている。立上
り期間設定Ｐ１／４は単安定マルチバイブレータ６２を
使用している。制御部１６はＤ型フリップフロップ回路
（以下、［１ニド回路１という）６４及びＯＲゲート６
８及びその出力信号を増幅する駆動トランジスタ７０、
そのコレクタ回路に接続された発光ダイオード７２とか
ら成る。

次に、本制御装置の作用について第５図に示づタイミン
グチャートに基づ′いて説明する。第５図（ｄ）Ｖ４は
発振器６０の出力信号を示している。

すなわち時刻ｔ１は、電圧印加開始時刻を示し、時刻ｔ
２は、電圧印加を遮断する印加終了時刻を示している。

電圧Ｖ４は単安定マルチバイブレータ６２に入力し、そ
のＱＥｆ子出力Ｖ５は第５図（ｅ　）のようになる。す
なわち時刻ｔ１において立上り、時刻ｔ３において立下
るパルス状波形を出力する。時刻ｔ１、時刻ｔ３期間は
極間電圧の立上り部用間を定める。電圧Ｖ５はＯＲゲー
ト６８を介し、第５図（ｇ＞に示す電圧ｖ７波形の時刻
ｔ１においてトづンジスタ７０をターンオンさぼる。従
って発光ダイオード７２は光を発光し、トランジスタ３
６は導通状態となる。したがって１〜ランジスタ３４゜
も導通状態となって極間に電圧が印加される。次に印加
された電圧は第５図（ａ）の様になる。ここで、時刻ｔ
４において立上る様に記載しであるのは、制御信号発生
部と加工機に電力を供給する部分との間に完全な電気絶
縁を図るためにフォトカブラを用い、そのため、電気信
号の伝搬に遅延時間が生じるものである。正常な絶縁回
復が行なわれている場合には第５図（ａ　）の工、■の
様に無負荷解放電圧Ｅが検出される。

この検出電圧は、抵抗５０、抵抗５２によって降圧され
、コンパレータ５４へ入力する。即ら、コンパレータ５
４の非反転入力端子に入ツノする電圧Ｖ１は第５図（ａ
＞に示すような波形となる。一方、コンパレータ５４の
反転入力端子は、基準電圧Ｅ１が設定しである。従って
その出力Ｖ３は第５図（Ｃ）のようになる。正常な解放
電圧が現れた場合には図示するようにハイレベル信号が
現れる。ところがＩｌｌ、ＩＶの区間においては、極間
電圧は、基準電圧よりも低く、３の出力は表れない。

ｖ３はＤ型ＦＦ回路６４のタイミンク信号入力端に入力
する。一方、単安定マルチバイブレータ６２の出力電圧
Ｖ５はＤ型ＦＦ回路６４のＤ　ＯｊＭ子に入力している
。従ってＤ型ＦＦ回路６４の出力Ｖ６は、第５図（ｆ）
の様な波形となる。即ら、Ｖ３信号をタイミング信号と
して、ｖ５信号をデータ信号としてＶ３信号のエッチ部
分で、電圧Ｖ５がハイレベルにあるときセラ＋される。

従って、電圧Ｖ６は、波形■、■においてセットされる
が波形■、ＩＶにおいてはセットされない。又、Ｄ型Ｆ
Ｆ回路６４のクリア端子には、発振器６０の出ノ］Ｖ４
がインバータ６６を介して入力される。よって、出力Ｖ
６は、第５図（ｆ）に示すように時刻ｔ２においてリセ
ットされる。従って電圧Ｖ５及びｖ６の出力をＯＲゲー
ト６８に入力し、その入力電圧Ｖ７は、第５図（ｇ）の
様になる。

ここで、ｖ７Ｎ圧の意味について言えば、波形■、■に
おいては時刻ｔ１において立上り、時刻Ｌ２において立
下る。いわゆる正規の放電電圧印加時間を表している。

即ち、この期間においてトランジスタ３４は導通して極
間に電圧が印加される。ところが、■、ＩＶで示される
区間においてば、時刻［５において立上り、時刻ｔ６に
おいて立下っている。即ち、立上り時刻は発振器６０の
出力ｖ４の立上り時刻に同期しているが、立下り時刻は
発振器出力ｖ４の立下り時刻ではなく、単安定マルチバ
イブレーク６２の立下り時刻ｔ６と同期している。即ち
、極間電圧立上り部検出期間経過した後、ただちに電圧
ｖ７を低レベルにし、駆動トランジスタ７０をオフにす
る。従ってトランジスタ３４はオフとなる。この様にし
て次のパルスの立上り時刻［７までの休止実＠ＪＪ時間
が長くなる。

このことからも、次のパルス電圧が印加きれるまでの極
間の絶縁回復が容易に行なわれるということが分る。

以上、要するに本発明は放電加工機の放電加工精度及び
加工速度ならびに放電電ツクの節減を図るための放電制
御方法と、その放電制御装置に関するものである。即ち
、電極と被加工物体に係る極間電圧をパルス毎に検出し
て、所定の無負荷解放電圧が表れた場合には定常の期間
電圧を印加するようにし、無負荷解放電圧が極間電圧の
立上り部にＪ５いて検出されない場合には、ただちに電
圧、電力の供給を遮断するようにする制御方払及び装置
である。

従って、本発明によれば、加工に無益な定常アーク前駆
現象を極力短い時間内で防止することかできるため、無
用な加工粉の蓄積が未然防止される。従って加工精度が
向上する。又、ただちに電力の供給をｍ断じているため
電力の節減が図れる。

又、次のパルスが印加されるまで実行的な休止期間が長
くなるので絶縁回復が容易に図られる。従って加工速度
が向上するという効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電加工機の放電制御に関する極間電圧
及び放電電流の波形を示したものである。 第２図は本発明の放電制御・方法を説明するための波形
説明図である。第３図は本発明の放電制御装置の発明概
念を示したブロックダイアグラムである。第４図は、そ
の具体的な実施例に係る放電制御装置の電気回路図であ
る。第５図はその装置の作動を示すタイミングチャート
である。 ４・・・スイッチング装置　　　　　６・・・電極８・
・・被加工物体 １２・・・基本信号発生部 １４・・・立上り期間設定部　　　１６・・・制御部１
８・・・信号比較部 ２０・・・基準電圧発生部 ２２・・・電圧検出部 第１図 第２図 第５図 −曾ｎｍＴ＼Ｉ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電極と被加工物体である対向極間に極間電圧を印
   加する印加期間とそれにつづく極間電圧を印加しない休
   止期間とを１周期として、周期的メ に、前記極間電圧を供給又【Ｊ、遮断することによって
   周期的に放電を発生させ被加工物体を加工する放電加工
   機の放電制御方法において、前記印加期間の前記極間電
   圧の立上り部を検出し、該立上り部電圧が所定基準電圧
   以上の電圧に達した場合には、前記印加期間を正規の放
   電加工に必要な時間とし、 検出した前記立上り部電圧が、所定基準電圧に達しない
   場合には、前記印加期間を又前記立上り都電圧検出時間
   どＪることを特徴とする放電加工機の放電制御方法。
2. （２）電極ど液加］−物体である対向極間に極間電圧を
   電源から供給し又は遮断する制御を制御信号に基づいて
   行なうスイッチング装置と、該スイッチング装置に制御
   信号を付与する制御信号発生装置とから成る放電加工機
   の放ｎ制御装置におい番で、 前記制御信号発生装置は、前記極間電圧の立上り時刻及
   び正常放電の極間電圧の立下り時刻を制御する基本信号
   発生部と、 前記極間電圧を検出する電圧検出部と、基準電圧に対応
   した信号を発生づる基準電圧発生部と、 前記電圧検出部及び前記基準電圧発生部の出力信号を入
   力し、これらを比較する信号比較部と、前記基本信号発
   生部の出力信号を入力し、極間電圧立上り制御時刻に同
   期して、前記極間電圧の立上り部期間を定める信号を出
   力する立上り期間設定部と、 前記立上り期間設定部、前記信号比較部及び前記基本信
   号発生部からの出力信号を入力し、前記基本信号発生部
   から出力される立上り時刻制御信号に同期して電圧印加
   を開始継続する電圧印加信号を出力し、前記極間電圧の
   立上り部期間にｄ５０て、検出した前記極間電圧が基準
   電圧よりも高いときは、前記基本信号発生部から出力さ
   れる立下り時刻制御信号に同期して、極間電圧を遮断す
   る電圧遮断信号を出力し、 前記極間電圧の立上り部期間にａ５いて、前記極ｌ！ｌ
   ｌ電圧が基準電圧よりも低い時【よ、前記立上り期間設
   定部出力信号の立上りｗＪ間＃期時刻に同ｊリコして、
   極間電圧を遮断する電圧遮断信号を、スイッチング装置
   に出力する制御部と、を有することを特徴とする放電加
   工機の放電制御装置。