JPS5923937B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極と被加工体の加工間隙にスイッチ素子のオ
ン・オフ制御により加工パルスを供給して繰返放電を発
生することにより加工する放電加工装置の特に加工間隙
のサーボに関するものである。

従来加工間隙制御のためのサーボは、間隙にパルス的に
放電を反復繰返すときの各放電中の電圧、電流、抵抗等
を検出し、これを信号としてサーボするが、放電中の検
出信号には諸種のシグナルが混入してしまい加工間隙状
態の正確な検出ができず、したがつてこの検出信号にも
とずいてサーボを行うところから最適とする間隙制御は
できない欠点がある。

本発明はこの欠点を除去するために加工間隙の状態検出
に前の放電が終つてから次のパルス電圧が印加されるま
での間、即ち放電体止中の抵抗値またはこれに比例する
物理量を検出し、該検出信号を判別することにより、そ
れが或る設定された上限から下限までの設定範囲内にあ
る場合に加工パルス電源を駆動制御して放電を行なわせ
前記設定範囲の上限以上または下限以下の設定範囲外に
ある場合にサーボ装置を駆動制御して加工間隙の制御を
行なわせるようにしたものである。

放電加工の特性上、パルス放電を繰返すとき間隙に電圧
を印加してから放電起動するまでに待時間τｗが存在す
るが、これが大きいと放電起動後の放電状態に諸種の影
響を及ぼし、またオンパルスとオフパルスの一定したク
ロックパルスで電源スイッチをオン・オフ制御して加工
パルスを発生させる電源の場合、この待時間τｗが変化
すると、それにより放電パルス巾τ。

ｎが変化し一定しないため電極低消耗加工等の加工効果
に影響が大きく、所期の目的加工ができなく、どうして
もこの待時間τｗを小さく且つ一定になるよう制御し、
またτｏｎを一定に制御しなければならない。そこで加
工間隙の状態をその抵抗値で検出し、抵抗値が常に一定
の範囲内にあるよう制御するが、この抵抗検出は諸種の
シグナルが混入する放電中の検出を避けて放電体止中τ
。ｆｆに検出するものである。そして加工間隙に放電開
始のために電圧を印加してから放電起動するまでの待時
間τＷはに＝に×−×Ｅ−２ で表わされる。

但しＫ；常数（Ｒ．ｗ＝Ｓｅｃの場合４００）、ｌ；放
電間隙長（ＣＴＬ）、ｋ：電気伝導度（Ω／Ｃ７ｒＬ）
、Ｅ：放電開始電位傾度（Ｖ／Ｃ！ＴＬ）、そこでこの
待時間τ７を小さく且つ一定に制御するが、実験的ある
いは理論的にこれをパルス巾τ０ｎの１〜１０％程度に
制御するとよく、それにより安定した所期の放電加工を
行うことができる。したがつてこの噌を制御するには上
式より間隙の抵抗値１／ｋを制御すればよいが、最も効
果的にはサーボによつて加工間隙を制御し、この制御基
準をτェが加工条件によつて定められるパルス巾τ。。
の１〜１０％程度の範囲内に常にあるよう１／ｋを小さ
く且つ一定に制御する。即ち加工間隙の抵抗値を信号と
して且つそれを一定の範囲にあるよう制御すればよいこ
とがわかる。加工間隙の抵抗値はパルス放電のパルス巾
τ。ｎ、波高値Ｉｐ等の加工条件によつて異なり、放電
中のみならず放電後も放電中に生ずる電極のよごれ間隙
介在物の質の変化（発生ガス、加工屑等）が大きく影響
し、例えば仕上加工では電位傾度Ｅが１０〜２０ＫＶ／
ＣＴＩＬｌパルス巾τ。ＮＯ．ｌ〜５μＳでτ７を前記
の如くτ。ｎの１〜１０％に制御するには抵抗値を５０
５ＫＣ１中加工でＥ〜１０ＫＶ／Ｃｒ！Ｌτ）
） ０ｎ１
〜１０μＳで抵抗値５０〜１ＫΩ、荒加工でＥ１〜５Ｋ
／ＣｒｌＬｌτ０ｎ５〜１００ＩｔＳ１抵抗値１０〜５
００Ωとすればよい。したがつて前記放電体止中に検出
した間隙の抵抗値を判別してサーボ装置を駆動し間隙制
御を行えばよく、τ７を常に微小に且つ一定に制御する
ことによつて所期の安定した放電加工を行えるものであ
る。

以下図面の一実施例により本発明を説明すると、１及び
２は加工間隙を形成する電極及び被加工体、３は加工用
電源、４はそのパルススイツチング素子、５はスイツチ
素子４に所望のオンパルスとオフパルスを有するパルス
を加えるパルス発振器、６は加工間隙の抵抗値を検出す
る抵抗検出回路で、検出電源７と直列にして加工間隙に
並列接続してある。

８は検出回路６の検出信号が設定した範囲内にあること
を弁別してゲートパルスを発生する判別装置で、この出
力ゲートパルスをゲート回路９に加え、ゲートパルスが
入力したとき前記発振器５からのパルスをスイツチ４に
加える。

なおゲート回路９は判別装置８のゲートパルスによつて
ゲートを開き、発振器５からの１パルスが終わるまで開
状態を保持し、１オンパルスが終了したときゲートを閉
じるゲート保持機能を有する。１０は検出回路６に直列
に挿入したスイツチ素子で、前記加工電源スイツチ４の
ゲートパルスを位相反転回路１１を通した反転パルス信
号によつてスイツチング制御される。

即ちこのスイツチ１０はスイツチ４と反対動作して放電
体止中のみ検出回路６を間隙に導通させて抵抗値の検出
を行うよう制御する。１２は判別装置であるが、これは
前記判別装置８の設定範囲、即ち判別してゲート出力を
発生する設定範囲外においてゲート出力を発生し、検出
信号の前記設定範囲より大きい場合はブラスゲート出力
を、また反対に設定範囲より小さい場合はマイナスゲー
ト出力を発生し、このゲート出力をフリツプフロツプの
結合回路１４に加え、発振器５の出力クロツクを分周器
１３によつてパルスモータの１駆動周波に変換したクロ
ツクパルスと結合してサーボモータの正転及び逆転用駆
動パルスを発生する。

１５は増巾器、１６は加工間隙制御のサーボ装置を構成
するパルスモータである。

以上において加工間隙には発振器５からのパルスによつ
てスイツチ素子４がオン・オフし、電源３からパルス電
圧を加えパルス放電を繰返し放電加工が行われる。スイ
ツチ４がオンしているとき、即ち間隙で放電中はスイツ
チ１０がオフし、スイツチ４がオフして放電を終えると
、即ち放電体止中にスイツチ１０がオンして検出回路６
を間隙に接続する。したがつて繰返される各パルス放電
毎の放電体止中の加工間隙の抵抗が検出回路６によて検
出され、検出信号は判別装置８で判別される。判別結果
が所定の範囲内であればゲート出力を出し、これがゲー
ト回路９に加わり発振器５のパルスをスイツチ４に加え
るからスイツチ４はオン・オフスイツチングを繰返して
間隙に加工パルスを加え放電を続ける。加工間隙の抵抗
値はその最適値は前記したように加工条件によつて変化
するが、常に最良放電加工ができる状態を実験的に検出
して放電体止中の間隙抵抗の規準値、規準範囲を定め、
これを判別装置８にプリセツトしておくことにより、こ
の規準範囲に検出回路６の検出信号が入れば検出直前の
放電が良いか悪いか、正常であつたか否かを容易に判別
でき、正常である間はゲートパルスを出力してゲート回
路９に加え、ア一ク放電等の異常放電発生時にはゲート
回路９に加えるゲートパルスを発生しないから発振器５
の出力パルスはスイツチ４に加わらず、それをオフした
ま＼放電を中止する。一方このときは検出回路６の検出
信号が他方の判別装置１２にも加わり、この判別装置１
２は前記したように判別装置８のゲート出力を発生する
設定範囲外においてゲート出力を発生するものであるか
ら、判別装置８がゲート出力をオフして放電が中止され
ている間に、この判別装置１２からはプラスあるいはマ
イナスのゲートパルス出力を発生し、結合回路１４に加
える。

結合回路１４はこのプラス、マイナスのゲート入力によ
つてフリツプフロツプ作動して分周器１３からのクロツ
クパルスを通過させ正逆の駆動パルスを発生し、途中増
巾器１５を経てパルスモータに駆動パルスを供給する。
したがつてパルスモータ１６は入力信号に応答して正転
及び逆転し電極１を下降及び上昇させてサーボし加工間
隙の制御を行う。このようにして加工間隙制御によつて
検出回路６の検出信号が判別回路８に設定値に戻ればゲ
ートパルスがゲート回路９に加わるからスイツチ４がオ
ン・オフして加工間隙にはパルス放電が再開され、この
ときは他の判別装置１２のゲート出力は無くなり、した
がつてパルスモータ１６はストツプして間隙制御を中止
する。このようにして抵抗値検出により加工間隙の正常
状態が判定されたとき、また正常状態が続いている間は
ゲート回路９にゲートパルスが加えられるから発振器５
の出力パルスがスイツチ４に加わり、スイツチ４のオン
・オフ制御によつて電源３より所定のパルス電圧を加え
パルス放電を行わせるが、このパルス放電はスイツチ４
がオンして間隙に電源３の電圧を加えると、間隙状態が
正常で且つ所定の範囲にあり、即ち抵抗値１／ｋ、そし
てｌ／ｋが一定の範囲内にあり、これは式によつて定め
られるパルス巾τ。

ｎの１〜１０％の範囲内にあるようきめられているから
、待時間τッを小さくして短時間の間に放電が起動し、
発振器５のパルスの一定オンパルスが完了するとスイツ
チ４をオフして１パルスの放電を終え、パルスの一定オ
フパルスが完了するとスイツチ４をオンして間隙に電源
３電圧を加え次のパルス放電を行う如く繰返されるが、
このときτ７が小さく且つ一定になる間隙状態、範囲内
にあるときのみスイツチ４をオン・オフするからτ７は
常に一定になり固定発振器５によるパルスでスイツチ４
をオン・オフして一定加工パルスを加えても放電起動し
てからスイツチ４オフして放電終了するまでの放電パル
ス巾τ。。は常に一定し、一定パルス巾τ０ｎの放電を
繰返して加工でき、したがつて電極無消耗等の所期条件
の高精度加工ができ、また１パルス放電エネルギが常に
一定するため同一加工面粗さで従来に比べて加工速度が
高められる。また加工間隙が正常で且つ所定の範囲内に
あるときのみ電源スイツチ４をオン・オフ駆動して放電
を行うからアーク放電になり難く、しかも待時間τッを
最小に制御できるから、従来のように電圧を印加して放
電が発生するまでの高い電圧が加わつた状態が長く続く
ことによる電極へ加工屑等が吸着する現象を除去でき、
これからもアーク・短絡等の異常放電の発生を最小限に
防止することができる。またこのτッが最小に制御され
ることに発振器５によるパルスにより一定に制御され、
且つ安定加工条件における最高の周波数で高速加工を行
うことができる。またサーボ装置による間隙制御により
加工間隙は常に所定の範囲内に制御されるが、この制御
は放電体止中における加工間隙の状態検出により正確な
検出信号を判別した結果、前記定範囲外であり、これに
より放電を中止している間にサーボして所定の正常範囲
に戻すよう制御するものであるから、サーボは安定して
行われ、且つ迅速に容易に正常間隙に復帰させることが
できる。またこのように加工間隙の制御及び放電が安定
して行えることによりサージ電圧の発生がなく電源スイ
ツチの破損等の事故を無くし長寿命の使用を可能とする
等効果は極めて大きい。なお加工間隙の状態を検出する
には抵抗値だけく、これに比例するインピーダンス、電
圧、電流、高周波、その他電磁波等の諸種の物理量を利
用でき、この検出には放電体止中のある一部、例えば放
電終了後の短い時間だけチエツクするとか、中期、後期
の数回に分けてチエツクするなどの方法が適宜利用でき
る。

また加工用のパルス電源及び間隙制御のサーボ装置には
適宜の装置が利用できることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例プロツク回路図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・被加工体、３・・
・・・・加工用電源、４・・・・・・スィツチ、５・・
・・・・発振器、６・・・・・・抵抗検出回路、７・・
・・・・検出電源、８・・・・・・判別装置、９・・・
・・・ゲート回路、１０・・・・・・スイツチ、１１・
・・・・・位相反転回路、１２・・・・・・判別装置、
１４・・・・・・フリツプフロツプ結合回路、１６・・
・・・・サーボ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サーボ装置によつて制御される加工間隙に加工パル
   ス電源の駆動制御によつて放電を行なわせる放電加工装
   置において、前記加工間隙の状態を前の放電が終わつて
   から次のパルスが加えられるまでの放電休止中の前記間
   隙の抵抗値またはこれに比例する物理量を検出する検出
   装置を設け、該検出装置の検出信号を判別して或る設定
   された上限から下限までの設定範囲内にある場合に前記
   加工パルス電源を駆動制御して放電を行なわせ前記設定
   範囲の上限以上または下限以下の設定範囲外にある場合
   に前記パルス電源を中止制御するとともに前記サーボ装
   置を駆動制御して加工間隙の制御を行なわせる判別装置
   を設けてなることを特徴とする放電加工装置。