JPS598498B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 放電加工装置では、電極と加工物間で放電を行うので、
放電時に加工液（油類）が分解したり金属が飛散して導
伝性チップが生ずる。

この導伝性チップを電極間隙から外部に排出する手段に
は、電極と加工物間の距離を短時間、間歇的に引離して
（電極を間歇的に上昇させて）電極と加工物間の放電間
隙に絶縁性の良い油を注入し、再び電極と加工物間の距
離を近づけ、この際生ずるポンプ作用により、導伝性チ
ップを間隙外へ排出している（特公昭３３−２９９９）
上記技術を応用した製品又ιキ改良した種々の技術も公
知である。

（特公昭４７−４９０００、特開４９−１０６７２７９
、特開４９−１０６０９５、特開４９−１０６０９４、
その他）本発明もサーボ以外に間歇的に電極を運動（上
昇、下降）させている技術の改良に係るものである。

１５電極と加工物を間歇的に且つ急速に引き上げ、その
後引き下げる際の時間決定回路には通常タイマ（加工状
態の検出型のタイマを含む）が利用される。

すなわち、加工時間決定用タイマ、加工状態の検出型タ
イマを含む）で加工時間を決定′し、２０引上げ時間決
定用のタイマ（加工状態に応じて時間が変化する型式の
タイマを含む）を用いて引上時間を決定するのが普通で
ある。通常の放電加工機では、電極を急速に引上げた後
ただちにサーボ送り装置に切換え、加工時間を２５利用
して電極と加工物を近接させ、再び放電がはじまるよう
に構成する。

このため第１図ａ中記号１で示した範囲（加工時間中に
電極ど加工物が放電しないで近接する状態）の送り速度
をあまり上昇させるわけにはいかない。何故ならば、記
号１３０で示した範囲の送り速度（第１図ａの勾配）を
大・きくするには、サーボ系の利得を大きく選ばなけれ
ばならない。この利得を大きく選ぶと、放電がはじまつ
た時点（記号２の範囲）でハンチングが発生し、加工が
不安定となる。従つて電極上昇時３５（記号３の範囲）
は、第１図ａの如く急速に引上げ可能であるが、加工時
の送り１、２はさほど高速で運動させることができない
。ところが放電加工機では、むしろ電極と加工物間の距
離が近づく際に電極は急速に運動し、電極が加工物間か
ら引離される際はゆつくり運動することが望ましい。こ
の理由は、引離し時に間隙が真空になり（減圧されて）
、加工液が間隙に充分入り誰い状態となるため電極をゆ
つくり引離し、近接時にはポンプ作用を増大させて間隙
中の油を高速で排出させる目的から、電極と加工物を高
速で近接させた方がよいのである。すなわち、第１図ａ
の上昇、下降の勾配（速度）はむしろ図とは逆であるこ
とが望ましい。

第１図で上昇距離、下降距離は時間に対して直線（等速
運動）と考えた場合を示したが、該電極運動速度は電極
やヘッドが慣性を有するため、図のような一定速度の運
動ではありえない。

（図は近似的に直線と見做したに過ぎない）この暉の問
題を解決するには、なんらかの方法で上昇量を計測し、
電極と加工物が衝突する直前において速度切換えを行な
えばよい。

この種技術の一例が特開４９−６７２７９である。

その他エンコーダを用いる方法、ハンティング状態を検
出する方法等が公知である。本発明は、この種上昇量計
測回路を用いないで、記号１で示した範囲の電極と加工
物の近接速度を増加させる手段を提供しようとするもの
である。

本発明は、記号１で示した電極と加工物間の近接速度（
急速下降速度）を増大させて放電加工中間隙に発生した
導電性加工屑をポンプ作用によりサーボ送りを用いて近
接させた場合より急速に近接させ、導電性加工屑を合理
的に間隙外へ排出させることを目的とする。第２図は本
発明の一実施例を示す。

第２，３図の回路以外にも本発明の考え方に基いた電極
急速ジャンプ回路及びサーボ回路は存在するが、とりあ
えず第２，３図の実施例のみについて説明する。

第２図において、電極４と加工物５で放電が特定時間発
生し、タイマ出力６から電極急速引上指令の論理Ｈ信号
がでると、モノマルチバイブレータ７が作動して（発振
して）出力Ｑは一定時間Ｌとなる。

このためＲＳフリップフロップ８のセット入力Ｓが論理
Ｌとなり、フリップフロップ８はセットされる。

かくしてＲＳフリップフロップ８の出力ＱはＨとなり、
ＪＫフリップフロップ９のＪ入力及びモノマルチバイブ
レータ１０の入カイも論理Ｈとなる。この状態でモノマ
ルチバイブレータ１０の出力ｑは一定時間だけ論理Ｌ、
出力Ｑは論理Ｈとなる。

この時間が電極急速上昇時間となる。（図１の記号３の
範囲）この論理Ｈ信号はＪＫフリップフロップ９のフロ
ック信号としても同時に印加されるから、該モノステー
ブルマルチバイブレータ１０の出力Ｑの論理Ｈ出力信号
が印加された直後、ごくわずかの遅れ（ＴＰＬＨ）をと
もなつてＪＫフリップフロップ９の出力ＱはＨとなる。
このためアンド回路１１の入力では、アンド論理が成立
し、アンド回路１１の出力１２はＨとなる。

（急速上昇指令）この出力１２のＨ信号は、トランジス
タ１３の導通状態をオフとし、コレクタ１４の電圧を負
の電圧とする。

このため分圧器の中点１５も負の電圧となり、サーボ用
加算増巾器１６の正相入力となる。

このためサーボ増巾器１６の出力１７には負の大きな出
力電圧が発生し、このためサーボバルブが動作して電極
は急速に加工物から引離される。モノマルチバイブレー
タ１０の一定発振時間が経過すると、該マルチバイブレ
ータ１０の出力Ｑは論理Ｌになり、出力ＱはＨとなる。

かくしてアンドゲイト１１はアンド論理を構成しなくな
り閉じるが、この時モノマルチバイブレータ１８が発振
して出力Ｑは一定時間論理Ｈとなる。

このモノマルチバイブレータ１８の発振時間はなるべく
短く選定しておく（例えば０．１ｍｓ〜１０ｍｓ）。そ
こで一定発振時間の経過後、出力Ｑは論理Ｌとなるから
、再びモノステエイブルマルチパイプレータ１０の入力
端子口が発振する。この時該モノステエイブルマルチパ
イプレータ１０の出力Ｑは再び一定時間だけ論理Ｈとな
る。この一定時間は一回目に発振した時間より極くわず
か短かいが、ほぼ一回目の発振時間と同一と考えてよい
。前回の発振でＪＫフリップフロップ９の出力Ｑは論理
Ｈ状態になつたままであるから、当然ＪＫフリップフロ
ップのＫ入力も論理Ｈ状態に保たれたままである。

すなわち、ＪＫフリップフロップ９のＪ入力もＫ入力も
論理Ｈ状態に保たれている。

この状態で、モノステエイブルマルチパイプレータ１０
が発振してＪＫフリップフロップのクロック入力がＨと
なるのだから、ＪＫフリップフロップの出力ＱとＱは反
転して出力Ｑが論理Ｈ、出力Ｑは論理Ｌとなる。

かくしてアンド論理回路１９の入力では、アンド論理が
成り立ち、該出力２０もモノマルチバイブレータ１０が
発振している時間だけ論理Ｈ状態となる。

このためトランジスタ２１はオフとなり、コレクタ２２
の電圧は負の電源電圧となる。

このため分圧器の中点２３も負の電圧となり、サーボ増
巾器１６の逆相人カへ印加される。かくしてサーボ増巾
器１・６の出力１ｒは正の出力となり、電極４と加工物
５は急速に近接する。この際第２図では急速上昇時間と
急速下降時間は同一のタイマを２回利用するのでほぼ同
一の時間となる。

（厳密には１回目より２回目の方が短かい）・このよう
な短時間内にはタイマ（モノマルチバイブレータ１０）
の発振時間はドリフトして大巾に変化しないと考えてよ
いから、ほぼ同一時間と考えることで実用上は充分であ
る。

このように引上タイマと急速近接タイマの作動時間が同
一であれば、電極上昇速度と電極下降速度さえ一定に調
整しておけば、電極を急速上昇した元の位置迄急速に下
降させることができる。

実際問題として、このような条件に調整することはほと
んど不可能で、電極４と加工物５は急速引下げ時衝突す
る場合がある。そこで急速引上速度（第１図ｂの記号３
で示す範囲の速度）より極くわずか急速引下速度（第１
図ｂの記号１゛で示した範囲の速度）を小さく調整して
おけば電極４と加工物５の衝突をまぬがれる。通常電極
急速引上速度はサーボ送り速度に比べて相当速いから、
本発明の方法を用いると、電極の急速引下げに際しサー
ボ送りを利用した場合に比べて、大巾に向上し得る。

すなわち、第１図ａの電極運動状態より第１図ｂの電極
運動状態の方が前述の理想的な運動状態に近い。

このため放電している時間に比べて、放電していない時
間の割合が小さくなると同時に、間隙に生成された導電
性加工屑もサーボ送りを用いて電極の急速引下げを行つ
た場合に比べて、急速且つ合理的に排出可能となる。

この急速引上速度と急速引下速度の制御は可変抵抗２４
又は２５を調整して行うか、抵抗２６又は２７を変化さ
せて行う。

また上記タイマ等を用いて電極４を加工物５から間歇的
に引離す場合、その引離し距離が、０．１喘以上に増加
すると通常放電は起らなくなる。

このため電極サーボ回路は電極４と加工物５間の電極が
上昇するので、その距離を近づける方向に作動する。こ
の入力がサーボ増巾器１６の人力に加算されると、引上
速度や引下速度は厳密に制御することが不可能となる。

また電極のサーボ送りは、通常平均電圧で作動するアナ
ログ型を用いるのが普通であるから、第２図記号２８で
示すようなフィルタ（平均化素子）が接続されている。
このためサーボ送り速度は電極４と加工物５間に変化が
生じてから応答する迄の時間に遅れを生ずる。

そこで急速引上速度と急速引下速度の速度をサーボ回路
と無関係とするため、アンド回路１１又は１９の出力が
どちらか論理Ｈとなつた時のみ、トランジスタ２９又は
３０又は両トランジスタをオン状態にして、サーボ回路
から増巾器１６に印加される入力を零としている。この
目的には、アナログマルチプレクサ等を用いて電極急速
引上げ信号、電極急速引千げ信号、サーボ信号を切換え
てもよい。

この種トランジスタ２９又は３０が挿入されると、急速
引下時間からサーボ時間に切換えられた瞬間にフィルタ
の応答遅れ時間を利用して電極送り速度を急激に制動す
ることが可能となり、引下速度よりは非常に遅い適正な
サーボ送り速度への切換えが合理的に行える。

また急速引上時間（電極引上距離）を決めるタイマ１０
の時間（引上距離）を可変するには、可変抵抗３１の値
を可変すればよい。

第３図はタイマ１０も３回動作させ、最初の２回は電極
の引上げに利用し、最後の１回で電極弓下げに利用して
いる。

従つて最初の２回のタイマ動作で引上速度は約１／２強
の速度で電極４を加工物５から引離し、最後の１回で１
倍の速度で近接させるとよい。

このようにタイマの動作時間と速度比を適正に選ぶと、
前述の合理的な動作条件を満足させることができる。本
発明は、電極４と加工物５間の距離（ギャップ）を間歇
的に運動させ（レシプロ運動させ）導電性加工屑を間隙
外に排出する加工法において、電極４の引上時間又は引
下時間を決定するタイマをｎ回ほぼ同一時間で動作させ
、その時間と回数に応じて急速引上速度、急速引下速度
を一定値に設定するようにしたから、電極移動距離（又
は速度）検出装置を用いないで、電極引下速度を飛躍的
に向上させることが可能となり、引下げ速度を上昇させ
る結果発生する電極４と加工物５の衝突ならびにサーボ
系のハンティング等を防止しそ、レシプロ運動による加
工屑の排出効果を増大させると同時に、従来の方法に比
べて放電しない時間を減少させる効果が生ずる。

本発明は、第２図、第３図に示す回路を利用するほか、
本発明の考え方に立脚した思想にもとづいて任意の放電
加工用電極の制御回路へ適用することが可能である。

また本発明は、電極と加工物間の状態を検出する任意形
式のタイマや、引上指令装置を利用して電極の引上げ時
期や上昇量（上昇時間）を決定してもよい。

また本発明は、上記電極引上げ時期や上昇量（上昇時間
）を頓序回路やカウンタ、記憶装置、計算機、数値制御
装置等を、任意形式の電気回路を用いて制御してもよい
。

【図面の簡単な説明】

第１図は電極と加工物の引上げ、引下げ距離と時間の関
係を示す図である。 第２図、第３図は、本発明の引上げ回路とサーボ回路を
示す。１はサーボ引下げ範囲、２は放電している範囲、
３は引上範囲、４は電極、５は加工物、６は電極急速上
昇指令信号入力、７，１０，１８，５０はモノステエイ
ブルマルチパイプレータ、８はＲＳフリップフロップ、
９，９ＩはＪＫフリップフロップ、１１，１９はアンド
回路、１３，２１，２９，３０はトランジスタ、１６は
増巾器、２８はフィルタ、２４，２５，３１は可変抵抗
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サーボ送りにより電極と加工物との間隙を所定の状
   態に保つて放電加工する際、間歇的に、サーボ送りより
   も大なる速度を以つて電極を引上げたのち引下げ、間隙
   内に溜つた放電生成物を、ポンプ作用によつて間隙外へ
   排出させる機能を有する放電加工装置において、繰返し
   て作動させ得るタイマを設け、該タイマが１回以上の所
   定回数作動する期間を急速引上げ時間とし、引続いて１
   回以上の所定回数作動する期間を急速引下げ時間とし、
   更に急速引下げ距離が急速引上げ距離よりも小となるよ
   うに、上記夫々の時間に応じた引上げおよび引下げの速
   度を決定することを特徴とする放電加工装置。