JPS6020136B2 - 放電加工状態の検出装置 - Google Patents

放電加工状態の検出装置

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JPS6020136B2
JPS6020136B2 JP6779480A JP6779480A JPS6020136B2 JP S6020136 B2 JPS6020136 B2 JP S6020136B2 JP 6779480 A JP6779480 A JP 6779480A JP 6779480 A JP6779480 A JP 6779480A JP S6020136 B2 JPS6020136 B2 JP S6020136B2
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JP
Japan
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discharge
signal
output
circuit
machining
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JP6779480A
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靖夫 鈴木
雅一 岸
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Via Mechanics Ltd
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Hitachi Seiko Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/024Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工における正常放電、異常アーク放電、
短絡、無放電状態などの放電状態を検出する装置に関す
るものである。
放電加工を安定に行なうために、従来、多くの提案がさ
れている。
例えば、特公昭51一35273、袴開51一7595
、椿公昭46−18915、特開昭47−2678公特
関昭49一i35296及び特関昭50一732鱗等で
ある。これらの公知の方法は、放電状態を検出し、その
検出信号又はこの検信号を処理した後、これらをもとに
各種制御因子、例えば、加工パルス波形、加工液圧力な
どを制御することにより、加工が安定に行なわれるよう
にしている。しかし、加工形状が複雑になると、被加工
物周辺に加工液を流す方法などにより加工が不安定にな
り、(すなわち、加工液の流れる方向により被加工物の
加工が遠い部分と遅い部分が発生すること及び加工液圧
により変化される加工速度の変動等)上記制御因子だけ
を制御したのみでは適正な加工を行なうことが難かしい
のが実状である。また、これらの制御装置は複雑な構成
で高価であり、安定した放電加工を行なうには更に技術
的改良が加えられるであろう。本発明の目的は、上記従
来の欠点をなくし、放電加工における放電状態を検出表
示し、この表示値をもとに、加工条件の設定が容易で、
安定に加工が行なわれ得るようにした放電加工状態の検
出装置を提供するにある。
上記目的を達成するために本発明は放電加工における正
常放電、異常アーク放電、短絡、無放電状態を検出・判
別処理する判別回路と、この判別回路の出力信号を組合
わせて各放電状態の持続時間を検出する組合わせ回路を
設けた放電加工状態の検出装置である。
以下本発明の一実施例を図を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明に係る放電状態の表示装置の主要部分を
示すブロック図である。同図において1は加工パルス電
源、2は電極、3は被加工物を示す。点線で囲んだ部分
の4は検出判別回路であって、5は加工パルス電源1の
パルス波形を基にして、タイミングパルスT,,T2,
T3を作るためのタイミングパルス発生器、6,7,8
は比較増幅器9,10,11に設定電圧E,,E2,E
3を与えるための第1、第2、第3レベル設定器、12
,13,15,16,17,18はANDゲート回路、
14はフリツプフロツプ、19,20,21はインバー
タ、22,23,24,25は正常放電判別信号出力端
子、異常アーク放電判別信号出力端子、短絡判別信号出
力端子、無放電判別信号出力端子、を示す。各放電状態
での電極2と加工物3間の電圧波形のパターンを大別す
ると、第2図aのように正常a,、異常アークa2、短
絡a3、無放電a4の4種類に分けられる。次に第1図
の検出、判別回路4の動作を第2図及び第3図の波形を
用いて説明する。
第1図において、レベル設定器6,7,8によりE,,
E2,E3を第2図aのごとくレベルにより設定してお
き、タイミングパルスT,,T2,T3により各放電状
態を検出、判別する。ここでは説明を簡単にするために
、正常放電の検出についてのみ説明するが、他の放電状
態についても同様である。第1レベル設定器6により第
2図のレベルE,に設定すると、第1比較増幅器9の出
力波形はeのごとくなる。第2比較増幅器10の出力波
形は第2レベル設定値由2によりfのごとくなる。これ
ら2つの波形f,eの信号の入力によりANDゲート回
路12の出力に波形gの信号が得られる。第3比較増幅
器11の出力波形は第3レベル設定値8で設定されたE
3により波形hの信号が得られる。タイミングパルスT
.と第3比較増幅器11の出力信号とにより、ANDゲ
ート回路13の出力波形iの信号が得られる。このiの
信号によるセットとタイミングパルスT3のリセットと
により、フリツブフロツプ14の出力波形iの信号が得
られる。そして、波形jの信号、タイミングパルスT2
、波形gの信号の3入力によりANDゲート回路15の
出力に波形kの信号が得られる。この波形kの信号が正
常放電の判別信号である。以下同様にして、異常アーク
放電、短絡、無放電の判別信号が、出力端子23,24
,25から得られる。このようにして、加工パルスの1
個ごとでの放電状態を検出、判別することができる。次
に、第4図を用いて、上記放電状態の検出信号を補正し
発生率に変換し表示する部分について説明する。第1図
において検出信号の出力22,23,24,25はそれ
ぞれ第4図の22′,23′,24′,25′に与えら
れる。フリップフロツプ31のセット入力には様子23
′から異常アーク放電検出信号が与えられ、リセット入
力にはORゲート30からの出力信号が与えられる。O
Rゲート30の入力には端子22′,24′,26′か
らそれぞれ正常放電、短絡、無放電検出信号が与えられ
る。フリップフロップ31の出力は抵抗32とコンデン
サ33から成る積分回路を通して比較増幅器35の1方
の入力に与えられ、比較増幅器35の他方の入力には可
変抵抗器34によりレベルE4が与えられている。比較
増幅器35の出力の1つはANDゲート43とインバー
タ36を逸してANDゲート37に与えられる。一方、
フリツプフロツプ41のセット入力には前記タイミング
パルスT,が、また、リセツト入力にはタイミングパル
スT2が与えられその出力はANDゲート42に与えら
れる。ANDゲート42の他の入力には端子26′に前
記第1図の検出回路のANDゲート12の出力が与えら
れている。ANDゲート37,43の出力は可変抵抗器
38および44により減圧され、抵抗39とコンデンサ
40および抵抗45とコンデンサ46とからなる積分回
路を通して端子57,58に出力信号を得る。後述する
ように端子5Tには補正し発生率に変換された正常放電
を示す信号が出力され「端子58には補正された異常ア
ーク放電を示す信号が出力される。他方、フリツプフロ
ツブ48のセット入力には端子24′から短絡信号が、
また、端子22′,23′,25′から入力される正常
放電異常アリク放電、無放電検出信号はDRゲート47
を通してリセット入力に与えられる。フリツプフロップ
48の出力は可変抵抗器49により減圧され、抵抗50
とコンデンサ51とからなる積分回路を通して発生率に
変換された値となって端子59から短絡信号を得る。ま
た、フリップフロップ53のセット入力には無放電検出
信号が端子25′から与えられ、端子22′,23′,
24′から、正常、異常ァーク、短絡の各検出信号がO
R回路52を通してリセツト入力に与えられる。フリツ
プフロツプ53の出力信号は可変抵抗器54により減圧
され、抵抗55とコンデンサ56から成る積分回路を通
して端子6川こ無放電信号として得られる。端子57,
58,59,60の出力信号は表示装置61に与えられ
て表示される。表示装置61は同一回路に構成された表
示回路62,63,64,65から成る。次にその動作
を第5図を用いて説明する。第5図は第4図の動作を説
明するためのタイミングチャートである。端子23′か
ら異常アーク検出信号1が与えられるとフリツプフロツ
プ31はセットされ、また、一方、端子22′,24′
,25′から正常放電信号、短絡信号、無放電信号のい
づれかが与えられるとORゲート30から信号nが得ら
れ、フリツプフロツプ31がリセツトされる。フリツプ
フロップ31の出力は抵抗32とコンデンサ33とによ
り積分されるので出力信号oが得られる。すなわち、出
力信号oの電圧レベルは異常アーク放電時間に比例して
いる。出力信号oの波形は比較増幅器35に与えられ「
設定値しベルE4以上になったときに出力pを得る。す
なわち、異常アーク放電検出信号が連続してTa時間以
上発生したときに比較増幅器35から出力信号が得られ
る。このTaの値は通常1凧sec程度以上となるよう
に、レベルE4の値を設定しておくことを推奨する。こ
の値は、経験的に決定されたもので、実験によると、異
常アーク放電が1肌sec以上連続して発生すると、加
工面に異常痕跡が生じることから決定される。一方、フ
リップフロツプ41のセット入力にはタイミングパルス
T,、リセット入力にはタイミングパルスT2が与えら
れているので、出力波形eはパルス電源波形と同一形状
である。
フリツプフロツプ41の出力はANDゲート42に与え
られ、ANDゲート42の他の入力には第1図のAND
ゲート12の出力すなわち第2図に示した波形gが端子
26′から与えられる。
波形gは、第3図a,に示した極間電圧波形のように実
際に放電して電流が流れている時間を示しており加工速
度によく対応しているものである。ここで、注意したい
のは端子26′に与えられる信号は、第1図において、
レベルE,とE2の間にある極間電圧すべてを含んでい
て、具体的には第2図に示した正常放電a,、異常放電
a2の波形両方を含む。すなわち、第4図のANDゲー
トの入力端子26′には、短絡時以外での通電時の波形
がすべて与えられることになる。フリップフロップ41
の波形により上記端子26′の波形をANDゲート42
に与えて、実際上には加工パルス間隔中に発生する加工
上で不必要な(ノイズ的)な波形を全く除去し、第3図
波形gのごとき信号を得る。ANDゲート42の出力は
次段のANDゲート37と43の各々の1つの入力に与
えられる。ANDゲート37の他方の入力には上記比較
増幅器35の出力波形をインバータ36により反転した
信号が与えられ、ANDゲート43には比較増幅器35
の出力信号が与えられている。したがって、異常アーク
の連続時間が第5図において、Ta以下の時はインバー
タ36の出力は“1”レベルとなるのでANDゲート3
7に出力が得られ、Ta以上の時は比較増幅器35の出
力は“1”レベルになるのでANDゲート43に出力を
得る。すなわち、異常アーク放電が短時間発生したとき
は正常放電とみなすものであり、実際上はこのように補
正した正常放電検出信号は、加工速度によく一致してい
ることが確認されている。これら補正信号は、抵抗39
とコンデンサ40および抵抗45とコンデンサ46の積
分回路により、矩形波を直流にするが、直流出力端子5
7のレベルは、実用上は、例えば、印加パルス全てが正
常放電のときに(すなわち100%であるとき)IVと
なるように可変抵抗器38により調整しておけば後に説
明するように都合が良い。異常放電、短絡、無放電につ
いても出力信号レベル58,59,60も同機に、可変
抵抗器44,49,54により調整する。すなわち、出
力57,58,59,60の合計値は常にIVとなり、
各放電状態が結果的に発生率で補正処理されたことにな
る。第6図は、上記発生率で直流出力した値を発光素子
により表示する回路の具体例を示すものであ−る。第6
図の入力57には上記補正、発生率に変換された検出直
流信号が与えられる。該信号は比較増幅器77〜86の
夫々の1つの入力に与えられ、またこれら比較増幅器の
他の入力のそれぞれには電圧VIに薮触した抵抗回路6
7〜76の各点に図のように接続する。これら抵抗は同
一値であり電圧VIが1指等分割されている。比較増幅
器77〜86の各出力は抵抗87〜97をそれぞれ備え
、発光素子98〜108に接続されていて、発光素子の
陽極は夫々電源+V2に俵線されている。このような構
成において、例えば、入力信号57の電圧が0.W(例
えば正常放電の発生率が50%)とすると、抵抗67〜
76により等分割された電圧は、十V,をIVとすると
比較増幅器82〜8 6では0.5V以下になるので同
比較器は“0”レベルとなる。したがって発光素子10
3〜108が点灯する。なお、発光素子108は抵抗9
7を通して常時点灯していて発生率が0%に対応する。
入力がIV(正常放電率が100%に相当)のときは発
光素子98〜108は全て点灯する。本発明の装置を用
いて下記条件のもとに放電加工実験を行なった結果、加
工速度に一致した検出信号出力を表示することができた
電極ら銅 250 加工物;SKDII 噴流穴 50 パルス電流;1泌 パルスのオン時間:200山s この加工条件で加工した場合 電極のサーボ送り基準電圧;35V パルスのデユーテイフアクタ;95% このときの表示値は、正常放電を補正した発生率で90
%を示した。
なお、上記は表示する場合について述べたが、本検出、
補正した各放電状態の発生率の直流出力電圧を放電加工
の最適制御などに用いることが可能である。
なお、上記本発明の一実施例の説明においては、第4図
のフリッブフロツプ41及びANDゲート42を設けた
が、ANDゲート42の一方の入力端子26′に入力さ
れる信号は常にANDゲートの42の出力信号と同一で
ある。
従ってフリップフロツプ41の入力信号はタイミングパ
ルスT,,Lに限らず加工パルス電源1を駆動している
基準パルスを用いてもよく、要するに本発明の実施例に
おいては加工電極1と被加工物2間に印加される実際の
加工パルスが、基準パルスよりも時間遅れがあった場合
にも安定して検出回路が動作する様に配慮したものであ
る。また、フリップフロツプ41とANDゲート42を
省略して端子26′に入力される信号を直接ANDゲー
ト37,43の一方入力様子に印加することも可能であ
る。以上述べた如く本発明は放電加工における正常放電
、異常アーク放電、短絡、無放電の各放電状態を検出す
る検出回路とこの検出回路からの出力信号を組合わせて
上記各放電状態の持続時間を検出する組合わせ回路を設
けた放電加工状態の検出装置であるから、本発明によれ
ば加工速度に対応する信号を検出できるのでこの加工速
度を大きくする様に放電加工条件を調整することにより
加工効率を向上することができて操作が容易である。
また、加工波形から加工パルス波形に制限されないで加
工速度を検出することができるので、構成を簡単にする
ことができるとともに、加工電源のパルス幅、ピーク電
流液圧等の加工条件を制御する制御装置に容易に適用で
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の横成の1部である放電状態の検出(判
別)回路の1実施例を示すブロック図、第2図は各放電
状態における電極間の放電波形を示す波形図、第3図は
第1図の動作を説明するための各部信号のタイムチャー
ト図、第4図は検出信号を処理補正し発生率に変換する
組合せ回路のブロック図、第5図はそのタイムチャート
、第6図は第5図の一部詳細図を示す回路図である。 1……加工パルス電源、2…・・・電極、3・・・・・
・加工物、4・・・・・・検出(判別)回路、31,4
8,53……フリツプフロツプ、32,50,55……
抵抗器、33,51,56・・・・・・コンデンサ、3
5・・・・・・比較増幅器、41・・・・・・フリップ
フロップ、37,42,43・・・・・・ANDゲート
、61・…・・表示回路。 多′図 多2図 髪3図 第5図 多6図 菱4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 工具電極と加工物とが形成する極間に印加する放電
    パルスから異常アーク放電に対応する信号を検出する検
    出回路と、この検出信号があらかじめ決められた所定時
    間を越えて連続した時間を検出する比較回路と、この比
    較回路からの出力信号を反転するインバータと、このイ
    ンバータの出力信号と放電電流パルスの検出信号の論理
    積をとるANDゲートと、このANDゲートの出力信号
    を積分する積分回路と、この積分回路からの出力を正常
    アーク放電発生率に変換し表示する表示装置とを有する
    ことを特徴とする放電加工状態の検出装置。
JP6779480A 1980-05-23 1980-05-23 放電加工状態の検出装置 Expired JPS6020136B2 (ja)

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