JPS6044232A

JPS6044232A - 放電加工機の電極後退制御方式

Info

Publication number: JPS6044232A
Application number: JP15003183A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Matsui; 光夫松井; Teruyuki Matsumura; 松村　輝幸; Masashi Yukitomo; 行友　正志
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1983-08-17
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1985-03-09
Also published as: JPH0525616B2

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】（産業上の利用分野）電極と被加工物間に印加した加工電圧の変化を検出し、
その変化に応じて電極の進行方向、進行速度を定めるこ
とができる放電加工機の電極制御方式に関する。

（従来技術）第１図は、放電加工機の概略説明図である。この図に基
づいて従来技術について説明する。ボチンチとなる同形
状の電極ＥＰはスピンドルＳＰにより支持されると共に
図示しないサーボモータにより矢印方向に加工送りが与
えられる。またタイとなる被加工体（ワーク）ＷＫと電
＋！Ｊ！、ＥＰ間には加工液中で電源ＰＳから矩形波状
の加工電圧の通電が行われる。従って、ワークＷＫと電
極ＥＰ間に微小間隙全形成しながら、該電極全加工送り
すれば、火花放電によりワークＷＫは電極Ｅ１写加工さ
れる。この様な電極ＥＰとワークＷＫとの間に良好な放
電音発生せしめるためには、電極ＥＰとワークＷ　Ｋと
の間隙を常時一定の値に保つ必要がある。このため、従
来は、間隙検出電圧の変化に応じて電極ＦＪＰの前進、
後退の制御を行なう同期送り方式が用いられている。即
ち、加工電源側で榛間電圧を定められた電圧と比較し、
極間′電圧が定められた電圧より高い場合は間隙電圧検
出回路から正方向のパルス、低い場合は負方向のパルス
全発生し、ＮＣ側に送出する。ＮＣ側ではソノパルスを
可逆カウンタでカウントシ、一定周期でそれを読取り及
びリセットし、読取ったパルスの符号で進行方向を定め
る。つまり、正であれば電極を順方向に進め、負であれ
ば電極を逆方向に進める。この点を実に詳細に説明する
。第２図は、同期送り方式の説明図であり、後退制御の
場合を示している。電極ＥＰとワークＷＫが所定間隔よ
Ｖ接近すると、間隙検出電圧Ｖｄが正常状態時の電圧Ｖ
ａから低下し、制限電圧ｖｂ以下になると後退を開始す
る。この時の電極ＥＰの移動速度Ｖは間隙検出電圧Ｖｄ
と比例する。この電極ＥＰの後退で電極ＥＰとワークＷ
Ｋとの間隔は広がり、間隙検出電圧Ｖｄは上昇し、間隙
検出電圧Ｖｄが制限電圧ｖｂに復帰すると、電極ＥＰの
後退は停止し、再前進を開始する。この時の再前進速度
Ｖは間隙検出電圧Ｖｄに比例している。前進速度減速点
に到達すると、前進速度■は減速し、後退開始点に復帰
する。係る従来の後退制御方式によれば、後退、再前進
速度は間隙検出電圧に従っているため、敏速な後退を行
なうことができないので、電極の後退及び再前進速度を
、第１に間隙検出電圧から定まる速度に一定の倍率を乗
じたものとし、第２にその間の速度は、その間の間隙検
出電圧の最低電圧に基づいて定められた速度に保持する
様にしている。この点を詳細に説明する。

第６囚は、当該同期送υ方式における後退側０１方式の
説明図であり、先ず、間隙検出電圧Ｖｄが低下すると電
極移動速度Ｖも低下する。この場合、間隙検出電圧から
定まる速度に一定の倍率ａｉ乗じる様にしているため、
間隙検出電圧ＶｄがＶｃである時には、従来の速度ｖ２
′のａ倍の後退速度ｖ２が設定さ１する。この様にして
電極ＥＰが後退すると、間隙検出電圧Ｖｄは上昇する。

しかし、電極後退速１ｉｖは、間隙検出電圧Ｖｄの最低
電圧値Ｖｃによって設定された後退速度値ｖ２に保持さ
れる。従っ゛Ｃ１後退速度Ｖからみれば、間隙検出電圧
Ｖｄは最低電圧値Ｖｃにクランプされることになる。こ
の様にして電極は急速に後退してい（。

このため間隙検出電圧Ｖｄは急速に上昇し、時点１．で
間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂに到達すると、電極
ＥＰは後退を中止し、再前進する。

この時の再前進速度は従来の間隙検出電圧Ｖｄに比例し
たものと相違して後退速度■２と同一の値■３である。

これにより電極ＥＰは急速に再前進する。

第４図は当該同期送り方式のためのブロック図であり、
図中、第１図と同一のものは同一の記号で示しである。

図中、１０１は放電力Ｉ］工機を数値制御（ＮＣ）制御
するためのＮＣ指令情報が穿孔されたＮＣテープである
。１０２は処理部であり、紙テープリーダ１０２ａと、
ＮＣ指令情報等を記憶するメモ１７１０’２ｂと、放電
加工機の位置制御、後退制御７エどの処理を行なうマイ
クロコンピュータ構成の処理回路１０２Ｃと後述する分
配ハルスを移動方向に応じて可逆計数する現在位置カウ
ンタ１０２ｄ’ｉ有している。伺、処理回路１０２Ｃは
入力された情報を解読し、例えばＭ、　Ｓ、　Ｔ機能命
令等であれば図示しない強電盤を介して機械側へ送出し
、また移動指令Ｚｃであれば後段のパルス分配器に出力
する。１０６はパルス分配器であり、移動指令Ｚｃに基
いて公知のパルス分配演算を実行して指令速度に応じた
周波数の分配パルスＰｓｉ発生する。

１０４は分配パルス列ＰＳのパルス速度ヲ該パルス列の
発生時に直線的に加速し、また該パルス列の終了時に直
線的に減速してパルス列Ｐｉ欠発生する公知の加減速回
路、１０５は電極ＥＰｉ加工送りする直流モータ、１０
６は直流モータが所定量回転する毎に１個のフィードバ
ックパルスｌ＝’　Ｐ　Ｖ　Ｑ生−Ｊ−ルバルスコーダ
、１０７は誤差演算記憶部であり、例えば可逆カウンタ
により構成され、加減速回路１０４から発生した入カバ
ルスＰｉＯ数とフィードバックパルスＦＰＯ差Ｅｒｉ記
憶する。即ち、誤差演算記憶部１０７は直流モータ１０
５が正方向に回転しているものとすれば入力パルスＰｉ
が発生する毎に該パルスＰｉをカウントアツプし、また
フィードバックパルスＦＰが発生する毎にその内容全カ
ウントダウンし、入力パルスとフィードバックパルス数
の差Ｅｒｉ誤差レジスタ１０７ｂに記憶、する。１０８
は誤差レジスフ１０７ｂの内容に比例したアナログ電圧
全発生するＤＡ変換器、１ｏ？は速度制御回路である。

１１０ａは間隙電圧検出回路であり、電極ＥＰとワーク
ＷＫ間の印加電圧から間隙′電圧Ｖｄを検出し、検出値
（ｖａ−ｖｂ）の大きさに比例する周波数の間隙パルス
５ＩＦＴ出力するもの、１１０ｂはカウンタであシ、間
隙電圧検出回路１１０ａの間隙パルス５ＩＰｙ計数する
ものである。

次に、第４図構成の同期送９方式の動作について第５図
処理フロー図により説明する。ここで、既に電極ＥＰが
加工送りされており、電極ＥＰとワークＷＫ間で放電加
工が行なわれるものとする。

電源ＰＳより電極ＢＰとワークＷＫ間に電圧が印加され
ているので、間隙電圧検出回路１１θａからは検出値に
応じた周波数の間隙パルスＳＩＰが出力されており、可
逆カウンタ１１０ｂはこれを計数する。処理部１０２Ｃ
は可逆カウンタ１１０ｂの値を周期的に読取り、読取る
毎に可逆カウンタ１１０ｂをリセットする。このカウン
タ１１０ｂの値は、間隙検出電圧Ｖｄが制限値Ｖｂと等
しい時に零、ｖ　ｄ＞ｖ　ｂで正、ｖｄ＜ｖｂで負であ
る。

（１）　処理部１０２は、可逆カウンタ１１０ｂの値、
即ち、同期送り入力パルスを読取る。

（２）　次に、速度Ｐヶ演算する。この速ｉＦは、同期
送り人力パルスｘ、ｓＦＭＬＴ　Ｃ周期送りパルスマル
チプライ（パラメータ）〕である。伺、前述の間隙検出
電圧Ｖｄと制限値ｖｂとの関係において、ｖｄ＞ｖｂ　
ｔｔ　ラＰ＞Ｏ，Ｖｄ（Ｖｂ７．ｃ　ｂ　Ｐ＜０　）−
ｌ’ｘ　ル。

（３）処理部１０２は、現在の制御ステータスを調ヘル
。現在の制御ステータスＣ８はメモ！Ｊ　１０２ｂに格
納されているから、処理部１０２は、メモリ１０２ｂか
ら制御ステータスｃｓ全読取り、識別する。後退制御中
に所定の後退限度距離を越えると発生する後退アラーム
は、前述の加工送り（前進）中には制御ステータスＣ８
に設定されていないので、処理部１０２は制御ステータ
スｃｓが後退アラームでないと判断する。

（４１次ニ、処理部１０２＆’！、メ％’Ｊ　１０２ｂ
Ｋ格納されている制御ステータスｃｓが後退中か否か判
別する。

（５１今、加工送り中とすると、制御ステータスＣ３は
後退中でないので、処理部１０２は制御ステータスＣ８
が再前進中か否か判別する。

（Ｇ）　加工送り中であるから、制御ステータスは再前
進中でないので、処理部１０２はステップ（１）で演算
した速度Ｐ全指令速度Ｐｃとしてメモ１Ｊｉ０２ｂに設
定する。

（７）　次に、処理部１０２は、指令速度Ｐｃが正か負
か全判別する。Ｐｃが正、即ち、間隙検出電圧が制限値
ｖｂ以上であわば、正常状態であるから、後述する様に
指令速度Ｐｃｔ、（パルス分配器１０３に送って、電極
ＥＰ＝２前進（加工送り）させる。

（８１更に、処理部１０２は、パルス分配器１０３の分
配パルス全計数する現在位置カウンタ１０２ｄの内容全
読取υ、メモリ１ｏ２ｂ内の現在位置ＧＰｉ更新する。

一方、電極ＥＰとワークＷＫとの間隔が小さくなり、間
隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂ以下になると次の様な
後退制御が行なわれる。

（９）　間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂ以下になる
と、速度Ｐ１即ち指令速度Ｐ　Ｃは負となり、上記ステ
ップ（７）で後退制御処理が指令され、処理部１０２は
メモリ１０２ｂの制御ステーウスＣ８２後退中に設定す
る。

（ＩＱ　処理部１０２は、次にメモ１Ｊ１０２ｂの現在
位置ＧＰから後述する再前進時におｉる減速開始点ＤＳ
Ｐ２演算し、メモリ１０２ｂに格納する。

住υ　次に、処理部１０２は、指令速度ｖ（Ｐｃ’）ｙ
演算し、メモ！７１０２ｂに格納する。即ち、加工送シ
の指令速度Ｐｃのａ倍の指令速度を設定し、パルス分配
器１０３に送って、電極ＥＰを後退送りする。

（ｌη　次に、処理部１０２は、現在位置カウンタ１０
２ｄの内容かりメモ１Ｊ１０２ｂ内の現在位置ＧＰ及び
後退距離１を更新する。

（［３１次に、処理部１０２は、メモリ１０２ｂの後退
距創ｌ　、ＩＩ！−ｉ、予じめメモリ１０２ｂに格納さ
れている後退可能距離ヱｄと比較する。後退距離差が後
退可能距離ｆａ以内であれば、再びステップ（１）に戻
る。この後は、後退中であるから、Ｐは負である。

α４）　前記のステップ（４）において、制御ステー、
タスＣ８は後退中となっているので、処理部１０２は運
ＵＰが正か負か全判別する。速度Ｐが負であれば、後退
制御中であるから、メモＩＪ　１０２ｂに格納された速
度Ｐｃと比較する。後退中であるから、速ｉＰｃ、Ｐと
も負であり、従って、Ｐｃ）Ｐでは絶対値としてばＬＰ
　ｌ＞　ｌ＋’ｃ　ｌ　全示す。絶対値としてＰが太フ
エら、メモリ１０２ｂの格納速度Ｐｃ１Ｐに史で「する
。もしＰ　ｃ　（Ｐ、即ち、１日（ｌＰｃｌであれば、
メモリ１０２ｂの格納速度Ｐ　ｃ　ｚす、降り後退制御
に用いる。即ち、後退時の最大速度を後退制御に用いる
。

αゐ　次に、処理部１０２は前記のステップＱ１１．（
＋２゜０９を実行する。

この様に、ステップｆｉ＋　、　＋２１　、　（３）　
、　（４１、α４）、（＋５）を実行し、電極Ｅ　Ｐ　
會最太速度で後退させると間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧
値ｖｂ以上（即ち、Ｐが正）とｔ【る。こｎによって次
の様な再前進制御が行なわれる。

Ｈｅ：退中にＰが正となると、前記のステップα船にお
いて、処理部１０２はＰが正と判別し、メモリ１０２ｂ
の制御ステータスＣ８−１再前進中に設定する。

α７ノ　次に、処理部１０２はメモ１Ｊ１０２ｂ［格納
された後退中の最大速度１Ｐｃｌにより前記のステ７プ
αυの指令速度Ｐｃ’ｉ演算し、パλス分配器１０６に
送って、電極ＥＰを再前進させる。

αね　次に、処理部１０２は、現在位置カウンタ１０２
ｄの内容から、メモリ１０２ｂの現在位置ＧＰを更新す
る。

αラ　処理部１０２は、前記のステップ顛でメモリ１０
２ｂに設定さｆｌ、た減速開始点ＤＳＰとメモリ１０２
ｂの現在位ｊｇ？　Ｇ　Ｐと比較し、減速開始点ＤＳＰ
に未到達であればステップ（１１に戻る。

この様にして、ステップ＋１１　、　（２１、（３１、
（４１、α４）。

Ｈ，α力、αａ、卸によって再前進制御を行なう。この
再前進制御によｐ１ステップ翰において、減速開始点Ｄ
ＳＰに到達したと判断されると、処理部１０２はメモ１
Ｊ１０２ｂの制御ステータスＣ８を通常前進中に設定す
る。これにより、処理部１０２は前記ステップ（１）〜
（８）を実行し、通常の加工送りに復帰する。

（２０更に、前述の後退ｆ１ｆ制御中のステップ（１１
において、後退距離りが後退ｐＪ能短距離ｄを越えてし
まうと、即ち、後退可能距離↓ｄに達しても間隙検出電
圧Ｖｄが”−１］限電圧値ｖｂ２超えないと、メモリ１
０２ｂの制御ステータスＣ８４後退アラーム中にセット
する。

ＣＩ）　これによって以降、速度Ｐが負の内は後退アラ
ーム信号が発生し、電極ＥＰの制御は行なわれない。即
ち、充分後退しても、間隙検出電圧Ｖｄが上昇しないこ
とは、何らかの障害であるから、制御は停止し、必要が
あれば警報を発する。

（２）一方、後退アラーム中でも、Ｐが正と１工れば後
退アラーム信号はオフし、メモリ１０２ｂの制御ステー
タスＣ８は再前進中にセットされ、以降ステップση〜
α９の再前進制御が実行される。

（従来技術の問題点）前述のように、極間電圧が定められた電圧よりも低くな
った場合は、できるだけ早く後退してアーク放電を防止
する必要があるが、極間電圧が急激に下った場合は、そ
れまでに正方向のパルスが入力されているため、負方向
のパルスが入って来ているのにかかわらず、読取られた
値は負にならいといった状態がある。つまり、負方向パ
ルスが田ているのに、後退と認識されない状態がある。

このために、数周期分後退の認識が遅れ、アーク放電が
生じたり、最悪の場合電極とワークとの衝突が生じ、ワ
ークの加工面精度が劣化するという欠点がある。また、
後退制御に時間がかり、それだけ加工速度が遅くなると
いう欠点も生じていた。

特に、電極が前進状態から急変して後退をさせるべき状
態への移行時の応答性に問題があった。

（発明の目的）本発明の目的は、電極が前進状態から急変して電極を後
退させるべき状態に移行した様な場合に、電極の後退制
御を的確かつ敏速に行ない、アーク放電や電極とワーク
との衝突全防止し、かつ、加工速厩全向上し得る放電加
工機の電極後退制御方式を得ることにある。

（発明の概要）本発明では、間隙検出電圧が制限電圧値より低くなった
ことを検知するとこの信号（後退指令信号）會、別にＮ
Ｃ側に送信することにより、電極の後退制御を敏速に行
なう様にしている。

即ち、電極の後退すべき状態を検知すると、電極の後退
指令（、ｉ号ケ送シ、電極の後退制御に即応性ケ持たせ
る様にしたものである。

（実施例）第６図は、本発明に係る同期送９万式の電極の後退制御
方式の説明図であり、先ず、間隙電圧検出回路によって
間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂより太きい、つまり
、電極の前進状態から急変して間隙検出電圧Ｖｄが制限
電圧値ｖｂより小さくなるとこの負の信号を検知して、
この信号（後退信号）′ｌｊＩ：直接、ＮＣ側へ送り、
即刻、電極を後退させる様に制御する。尚、この場合の
後退速度は任意に設定可能である。また、点線は往来の
同期送り方式の電極の後退制御方式の説明図（第６図参
照）である。この図から明らかな様に、本発明に係る方
式によれば、電極の後退制御に即応性を持たせることが
できると共に加工時間の短縮合図ることができる。

第７図は、本発明に係る電極の後退制御方式のためのブ
ロック図であり、図中、第４図と同一のものは同一記号
で示し、その点にろいての説明は重複するので省略する
。本発明の特徴的構成について説明すると、間隙電圧検
出回路１１０ａからの負の検出電圧によって動作する増
幅器１１１を設け、その出力全スイッチ作動装置１１２
に供給する様にする。この装置１１２の動作により閉路
するスイッチ１１６ヲ設け、このスイッチ１１５の閉路
により、間隙電圧検出回路１１０ａで検出された負の検
出電圧（検出信号）を増幅器１１４で増幅して電極の後
退信号を得て、この信号を処理部１０２に送るように構
成する。冑、スイッチ１１３は無接点スイッチで構成し
てもよいことは言うまでもない。

次に、第７図の本発明の方式の動作は、第８図図処理フ
ロー図より明らかである。伺、従来の処理フロー図（第
５図処理フローとその説明参照）との相違点については
プルツク内に点線のブロックが付されている。

要するに、電極Ｅ　ｌ）とワークＷ　Ｋとの間隔が小さ
くなり、間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂ以下になる
と、次の様な後退制御が行なわれる。

（ａ）　間隙検出電圧Ｖｄが制限電圧値ｖｂ以下になる
と、後退信号はオンとなジ、後退制御処理が指令される
。即ち、間隙検出電圧回路１１０ａにおいて検出された
負の電圧を増幅器１１１で検知してスィッチ作動回路１
１２ヲ作動させる。この回路１１２の作動によりスイッ
チは閉路し、前記負の電圧を増幅器１１４で増幅して電
極の後退信号を得る。

この後退信号はＮＣ側に送って、サーボモータ１０５ヲ
即刻逆転させて電極を後退制御させるようにする。

（ｂ）　後退時の速度は、前述の速度Ｐに比べてはるか
に大ぎい値にする。伺、この後退速度は任意に設定する
ことができる。

第９図は、本発明に係る後退制御方式會狸解し易く説明
する他の実施例のブロック図である。この図から明らか
な様に、間隙検出電圧が所定電圧以下となり、後退信号
が生じた場合は、Ｖ／ｌ）変換器及びカウンタからなる
回路をバイパスして、直接演算器に送や、電極の後退制
御に即応性を持たせることができる。伺、この場合、カ
ウンタには負のパルスが関与することはフエいので、従
来のように高価な可逆カウンタを設ける必要がない。

（発明の効果）以上説明した様に、本発明によれば、間隙検出電圧が制
退電圧値以下になるとこれを検知し、この信号ケ、電極
を制御中のカウンタ、信号処理部等全バイパスして、直
接にＮＣ側に送るように構成したので、電極の後退制御
の応答性を極めて向上させることができる。特に、アー
ク放電や電極とワークとの衝突全確実に防止することが
できると共に、加工時間の短縮化を図ることができる。

従って、加工能率は高まり、かつ加工精度を高めること
ができるという効果を奏することができる。

間、本発明を一実施例により説明し庭が、本発明の主旨
の範囲内で種々の変形が可能であり、これらｔ本発明の
臥囲から排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電加工機の概略説明図、第２図及び第３図は
従来の後退制御方式説明図、第４図は従来の後退制御方
式の一実施例ブロック図、第５図は従来の後退制御方式
の一実施例処理フロー図、第６図は本発明の後退制御方
式説明図、第７図は本発明に係る後退制御方式の実現の
ための一実施例ブロック図、第８図は本発明に係る後退
制御方式の一実施例処理フロー図、第９図は、本発明に
係る方式の他の実施例ブロック図である。図中、ＥＰ・・・電極、ＷＫ・・・ワーク、１１０ａ・
・・間隙電圧検出回路、１１０ｂ’・・・カウンタ、１
１１・・・増幅器、１１２・・・スイッチ作動回路、１
１３・・・スイッチ、１１４・・・増幅器。特許出願人　ファナソク株式会社代理人　弁理士　辻　實（外１名）第５０＄５図竿８　回垢宮　圏Ｃ功手続補正書（方式）１・事件の表示昭和５８年特許願第　１５００３１号２・発明の名称放電加工機の電極後退制御方式３・補正をする者事件との関係　特許出願人住所　東京都日野市旭が丘３丁目５番地１４・代理人住所　〒１０１東京都千代田区神田小川町３−１４５・
補正命令の日刊　昭和５８年１１月　８日（発送日５８
．１１．２９）６・補正の対象　図面栴５図　（イの１）第５図　い功２）第ａ５Ｃ＝ｔｖｔ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　電極とワークとの間に加工電圧を印加して放電
加工に行うとともに該電極と該ワークとの間の間隙検出
電圧が一定となるように該間隙検出電圧と定められた電
圧との差を送り速度パルスに変換し、そのパルスに従っ
て電極を前進・後退させる放電加工機の電極後退制御方
式において、上記間隙検出電圧の検知によって後退信号
を別に数値制御装置に送信し、後退・再前進に関しては
別に定めた高速度で電極を送ること全特徴とする放電加
工機の電極後退制御方式。
（２）　間隙検出電圧と所定電圧との差を送り速度パル
スに変換し、数値制御装置に送る回路とは別に間隙検出
電圧が所定電圧以下となったことを検知し、信号を出力
する増幅回路と、該回路の出力信号によりスイッチを作
動させるスイッチ作動回路と、前記所定電圧以下になっ
た時得られる検知信号の伝送を開閉するスイッチと、前
記検知信号を増幅し、電極の後退信号を得る増幅器と、
該後退信号を数値制御装置へ接続するバイパス回路を設
けたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
放電加工機の電極後退制御方式。