JPS59224217A - ワイヤカツト放電加工機の最適送り制御装置 - 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、ワイヤカット放電加工機の送り制御装置に関
するものである。

ワイヤカット放電加工においては、加工送シ速度を早く
しすぎると、放電加工除去ｔを越えてワイヤ電極が移動
するため、ワイヤ電極と加工品間ｃ以下極間と云う）で
異常放電が発生しワイヤが断線したり、極間が短絡し加
工できなくなる。

従来、作業者は、上記加工送りの設定方法としては、加
工送り速度を初めに低い値に設定しその後除徐に上昇さ
せると、電極間隙が短かくなるので、第１図に示すごと
く極間電圧の平均値Ｅｗは降下する。この現象から、放
電加工においては短絡が発生する限界の送り速度Ｖｍａ
ｘに相当する極間電圧の平均値Ｅｗｍ　ｉ　ｎによって
送り速度の限界を判断している。しかしながら上記Ｅｗ
ｍｉ　ｎの値は、第２図に示すごとく、コンデンサ容量
値及び充電パルスのパルス幅、ピーク値等の条件によっ
て異なるため、しの値だけで判断して送り速度の設定を
行なうのは困難である。

したがって、はじめに一度、短絡する送り速度まで上昇
させ、しかる後に１〜２割程度送り速度を下げ、短絡を
発生しない程度の安全側に設定して加工するため加工能
率が低下するということがあった。

また、送り速度を安全側に下げすぎると２次放電により
加工精度が低下するため、加工精度の面からみても電極
の送り速度は限界値の近辺の値にする必要がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ワ
イヤカット放電加工における送り速度の設定を最適な値
に自動設定する装置を提供するにある。

本発明は、ワイヤカット放電加工の送り制御において、
放電状態を判別し、かつ、コンデンサ充電波形に応じて
検出感度を変更しながら異常放電を検出する回路と、該
異常放電を単位時間当りについてカウントすることによ
り異常放電頻度を検出し、該集中異常放電頻度が設定値
ｎ１以下のときには送り速度を上げ、また、上記値が設
定値ｎ２以上のときは送り速度を下げるようにしたこと
を特徴としたワイヤカット放電加工の送り制御装置に関
するものである。

以下、本発明の一実施例を第３図〜第１０図を用いて詳
細に説明する。

第３図は本発明の全体構成図を示すものであり、１はパ
ルス電源であり、コンデンサ２を充電すると共に、充電
さｎた電力はワイヤ４及び加工品３に与え放電加工が行
なわれる。５は上記ワイヤ４を案内するためのローラで
ある。ワイヤは図示していないワイヤ駆動装置によって
矢印の方向に巻き取られるようになっており、また、加
工品はこれも図示していないすでによく知られているＸ
ＹクロステーブルによりＮＣ装置で位置決めされる。６
は放電状態判別回路７は波形検出回路、８は設定器、９
は比較器、１０はカウンタであり、そｎぞれ図示のごと
く接続されている。カウンタ１０の出力ｎｓはフリップ
フロップ１３のリセット入力に与えられ、該カウンタ１
０の他の出力ｎ２は他のフリップフロップ１５のセット
入力に与えられる。一方、クロックパルス発生器１１か
ら発生されるクロックパルスはプレイ回路１２により所
定値（約１μｓ）だけ遅延された信号となってフリップ
フロップ１３のセット入力に与えられると共に、他の７
リツプフロツプ１５のリセット入力にも与えられる。

また、クロックパルス発生器１１から発生されるクロッ
クパルスはＡＮＤゲート１４及び１“６のそｎぞれの入
力の一つに与えらｎていて、該ＡＮＤゲート１４の他方
の入力には前記フリップフロップ１３の出力が与えられ
、ＡＮＤゲ、−ト１６の他方の入力にはフリップフロッ
プ１５の出力が与えられる。そして、　ＡＮＤゲート１
４の出力は可逆カウンタ１７の加算入力に、また、ＡＮ
Ｄゲート１６の出力は可逆カウンタ１７の減算入力に与
えられる。該可逆カウンタ１７は４ｂｉｔ程度のものを
用意しておく。

その２進出力はＮＣ装置１８に与えられて、加工送り速
度の指令を行なう。

次に第３図の動作説明をする。ノ（ルス電源１から第４
図のＩｐに示すごときパルス電力がコンデンサ２に与え
られると幅に見られるごとき時定数（τ＝ＲＣ）により
充電が発生するとＥＷＩ　Ｔ呪ｒ２に示したごとき波形
となる。ここでＲは電。

流内部抵抗を表わす。Ｅｗｔ　、Ｅｗｚはコンデンサ２
に充分充電した後に放電が発生しており、また放電間隙
も適正であるとする。このときの加工送り速度は限界点
以下である。次に、加工送り速度を早くし、第１図に示
したｖｍａＸＯ値に近い値に設定すると、波形幅ｓ　、
ＥＷ４　、Ｔｈｒｓに示したごとく、コンデンサ２に充
電しきらない内に放電する波形となって現われる。すな
わち、加工送たごとき波形が時間Ｔａの間、すなわちノ
（ルス電力Ｉｐのくり返し周期の数パルスから数１０）
（ルス分だけ異常放電状態が接続する。第３図の６は上
記放電状態を判別する回路であり、該検出回路であり、
該検出回路の出力信号は第４図の時間巾Ｔａミラディジ
タルに変換して比較器のＡ個入力に与えらｎる。すなわ
ち、第４図に示した例では、異常放電が発生した時間Ｔ
ａディジタル廿に変換するとこの区間のパルス電力Ｉｐ
のノくルス数４の値がディジタル量となって現わ扛るわ
けである。この検出した異常放電（Ａ）が、設定器８に
よってあらかじめ決められた値ＣＢ）以上のときに、比
較器９の出力Ａ）Ｂから出力信号が得らｎる。この出力
信号はさらにカウンタ１０に与えらｎカウントさｎる。

一方、クロックパルス発生器１１から発生されるクロッ
クツくルスがプレイ回路１２ヲ通してフリップフロップ
１３のセット入力に与えら扛ている。このクロックツ（
ルスは比較的周期が長くてよく、５〜２０８ｅＯが推奨
さｎる。なぜならば、このクロックパルスによって送り
速度の最適値を求めるもので、１）、あまり短い周期に
すると送り速度にノ１ンチングを越す結果となる。さて
、もし、異常放電のカウント数がカウンタ１０の出力ｎ
ｌ値よシ少なければｎｌから出力が得られないので、未
だ、ｖｍａｘ以下であることと判断する。すなわち、ｎ
ｌの出力はフリップフロップ１３のリセットになんら信
号が与えらｎず、該フリップフロップの出力Ｑ″１”レ
ベルになっていて、該信号１ＡＮＤゲー？　　・ ト１４に与えると、クツクツ・ルスがＡＮＤゲート１４
を通り、可逆カウンタ加算入力に与え、１・くルスだけ
加算される。このようにして順次、加算さｎ１該可逆カ
ウンタの内容けＮＣ装置１８に与え、加工送り速度を順
次上昇して行く。もし、送り速度がＶｍａｘ近くになる
と、第４図に示したごとき異常放電のカウント数がｎ２
以上になるとプリップフロップ１５全セツトし、この結
果、クロックパルスは可逆カウンタ１７の減算入力に与
えられ１パルスだけ減算する。このとき、ｎｌからも信
号が発生さｎフリップフロップ１３はリセット状態とな
っているだめ、結果として可逆カウンタ１７の加算入力
には信号が与えられないようになっている。カウンタ１
０のカウント数ｎ１とｎ２の藺であれば、フリップフロ
ップ１３およびフリップフロップ１５はリセット状態に
なっているため、可逆カウンタ１７へは信号が与えら礼
ず、加工送り速度は変化しない。

以上の説明では、第４図におけるＴａの値は一定とした
が、コンデンサ値、充電パルス巾、パルス電流、パルス
周波数によって異なって現われるという事実である。第
９図はパルス巾を変えたときのボンデ／すへの充電波形
を示したものであり、波形（１）はパルス巾が１μＳで
あるためコンデンサ充電波形は比較的緩やかであり、波
形（２）は急激に充電される。実験によると、例えば上
記パルス条件のうちパルス巾が１μｓｅｃの方がＴａの
値は大きく、４μｓｅｃでは小さい。こｎにより、パル
ス条件により、第３図に示した設定器８から比較器９に
与える設定値を変更する必゛要があるということである
。第８図は上記設定値と異常放電頻度の関係を示したも
のであり、同じ異常放電頻度、例えば図においてｎｉｏ
　（１分当りの発生頻度）ではパルス巾が１μＢｅは設
定値を２０に、パルス巾が４μｓｅｃでは８に設定し。

なければならない。さらに、実験によって、第１０に示
すごとく、コンデンサ２への充電波形、すなわち、何パ
ルスで充電が行なわれるかを表わｎるかを表わす充電ス
テップ数と設定値との関係が明らかになっている。した
がって、上記充電ステップ数を検出し、とｎに応じて設
定値を決めておき設定すｎば常に適正な感度で制御が行
なわれることになる。

第５図の１部は上記動作を満足するに好都合な一実施例
を示しており、同図において６００は極間に接続するた
めの入力端子、６０１，６０２は分圧用抵抗であり、後
に述べるＩｃなどが破損さｎない程度の１０数Ｖ以下に
分圧される。分圧さｎた、極間波形はコンパレータ６０
４〜６０７のそ扛ぞｎの一方の入力に与えらｎ、該コン
パレータの他方の入力にはそれぞれ判別レベルＥ１〜Ｅ
４が与えられており、コンパレータ６０４の出力バイン
バータ７０１全通して、静のゲート７０３に与えら几て
いるので充電パルス電流に同期したパルス信号が端子６
０３からＡＮＤゲートの他の入力に与えられ、第６図−
の波形１に示した区間で、充電パルス信号をカウンタ７
０４によりカウントする。カウンタ７０４はメモリ７０
５に送り波形ｊによりメモリさｎる。また、コンパレー
タ６０７の出力はインバータ６１０　ｉ通り波形りとな
ってカウンタ７０４’ｅリセツトする。こｎにより、充
電ステップ数ヲ検出したことになり、メモリ７０５に記
憶したステップ数はデコーダ８０１によりコード化され
、ツリー８０２により、第１０図にもとづき、充電ステ
ップに対応した設定値に変換しさらにエンコーダ８０３
により４ｂｉｔ程度嫌の２進数に変換して端子８０４か
ら設定値となって規定される。

次に、第３図に示した放電状態判別回路の具体的な一実
施例全第５図により説明する。同図において、符号６０
０〜６０７は上記説明と重複する。６０９はワンショッ
トマルチバイブレータであり、その出力波形は第７図の
波形ＭＭｓに示したパルス巾Ｔ１ヲ有したごとくとなる
。ワンショットマルチバイブレータ６０９Ω出力、コン
パレ−タ６０６およびコンパレータ６０７の出力をイン
バータ６０１全通して得られた信号はＡＮＤゲート６１
１に与えらｎ１該ＡＮＤゲート６１１の出力は波形Ｇｌ
のごとくなる。ＡＮＤゲート６１１の出力はＧ型フリッ
プフロップのセット入力とワンショットマルチバイブレ
ータ６１２に与えらｎ、ｖマル（バイブレータ６１２の
出力は波形′ＭＭ２に示したごとくパルス巾Ｔ２ヲ有す
る波形となって現われる。

コンパレータ６０５の出力とワンショットマルチバイブ
レータ６１２の出力はＡＮＤゲート６１３に与えらｎ１
該出力信号とコンパレータ６０４の出力信号はＯＲゲー
ト６１４に与えらｎその出力波型Ｇ３を得る。該ＯＲゲ
ート６１４の出力信号はＤ型フリップフロップのデータ
入力に与えらｎるＯＤ型ラフリップフロップクロック入
力には充電パルスに同期した信号ＰＴが与えら扛ており
、該フリップフロップ６１６の出力波形はＦＦ＋Ｑのご
とく出力される。上記ＰＴの信号はフリップフロップ６
１７６１９にも寿えら１ており、また、ＰＴの信号はイ
ンバータ６１５全通し論理的に反転した信号が７リツプ
フロツプ６１８とフリップフロップ６２０のクロック入
力に与えられてｂる。一方、コンパレータ６０７の出力
はフリップフロップ６２０のセット入力に与えら几てお
り、該フリップフロップの出力は波形ＦＦ５Ｑのごとく
現わｎる。フリップフロッグ６２０の出力は７リツプフ
ロツプ６１９のデータ入力に与えら１しており、その出
力は波形ＦＦ４Ｑのごとくとなる。フリップフロップ６
１９の出力はＡＮＤゲート６２２の一方の入力に与えら
ｎる。また、フリップフロップ６１８の出力に波形ＦＦ
５Ｑｆ得、フリップフロップ６１８の出力はフリップフ
ロップ６１７のデータ入力に与えらｎｌその出力波形Ｆ
Ｆ２Ｑを得る。次に、フリップフロプロ１６の出力およ
びフリップフロップ６１７の出力はＡＮＤゲート６２１
に与えらｎ、その出力波形Ｇ４ｔ−得る。該ＡＮＤゲー
ト６２２の他方の入力に与えら几、その出力波形Ｇ５が
得られる。すなわちこの出力が異常放電信号である。

本発明によｎば、加工パルス条件変更Ｋか＼わらず、常
に最適な加工送り速度が得られ、かつ、送り速度の自動
設定ができるので、高能率かつ、送り速度の自動設定が
できるので、高精度のワイヤカット放電加工ができ、工
業的効果は大なるものがある。

本発明による効果の一例を下記に示す。

加工条件 加工品１材質５ＫＤＩＩ、板厚２０ｔ ワイヤ電極寡真鍮ｌ０１２５９！６ コンデンサ１１．５μＦ 充電パルス電流ｓ　１００Ａ ｌ　パルス巾１５μｓ 〃　パルス周波数＝１００ＫＨ２ 加工形状１５朋角 こｎにより、加工能率は従事２１分のものが１９分に向
上した。コーナＲは従来２０μｍのものが１０μｍ以下
、タイコ量は５μｍが１．５μｍ程度に改善された。

また、本発明によれば、作業者が、従来は送り速度設定
ミスにより短絡が発生し、これにより後退制御が行なわ
れることにより、２次放電で発生した縦すじ模様も防止
でき、また、短絡などによるワイヤ断線防上もできるな
どの効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来法の説明図、第３図は本発明の全
体構成図、第５図は第３図に示した部分的詳細な回路図
、第４図は第３図の説明図第６図、第７図、第８図、第
９図、第１０図は第５図の動作説明図である。 １・・・パルス電源、２・・・コンデンサ、６・・・放
電状態判別回路、７・・・波形検出回路、８・・・設定
器９・・・比較器、ｌＯ・・・カウンタ、１３．１５・
・・フリップフロップ、１１・・・クロックパルス、１
７・・・可逆カウンタ ＄７図 ＄２図 充電ハ１ルス巾（ｆｉｓ） 不３日 察４図 第８図 第９図 充電ステツア校（〜Ｓ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワイヤ電極と加工物間に間欠点アーク放電を生ぜしめ、
   とｎにより加工を行うワイヤカット放電加工において、
   放電状態を判別処理し、とｎにより異常放電を検出する
   回路と該異常放電の発生回数をカウントしこれにより集
   中異常放電を検出する回路と、加工電源のコンデンサ充
   電波形を検出するための波形検出回路を設は該検出した
   値に応じて検出設定値を自動変更するための設定器を設
   け、上記、集中異常放電のカウンタ内容と上記設定値と
   の大小を比較し、とｎにより集中異常放電頻度を検出す
   る回路と、該集中異常放電頻度をカウントする回路と、
   該カウンタの内容が所定値ｎ１以下のときは送シ速度を
   上昇させ、所定値６２以上のときに送り速度を降下させ
   るべきクロックパルスを発生する回路を有すること゛を
   特徴としたワイヤカット放電加工機の最適送り制御装置
   。