JPS61111818A - 放電加工装置 - Google Patents

放電加工装置

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JPS61111818A
JPS61111818A JP23120684A JP23120684A JPS61111818A JP S61111818 A JPS61111818 A JP S61111818A JP 23120684 A JP23120684 A JP 23120684A JP 23120684 A JP23120684 A JP 23120684A JP S61111818 A JPS61111818 A JP S61111818A
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JP
Japan
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electrode
discharge
workpiece
voltage
electrodes
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Pending
Application number
JP23120684A
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English (en)
Inventor
Tetsuro Ito
哲朗 伊東
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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

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

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〕 この発明は、電極と被加工物間で放電を発生させ、この
放電エネルギで被加工物を切削加工する放電加工装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の放電加工装置には、被加工物を棒状電極
で穴加工するものと、被加工物にあらかじめドリルなど
であけた紡孔にワイヤ電極を貫通させ、この被加工物と
ワイヤ電極を相対的に移動させて被加工物を切断加工す
るものとがある。
以下、この放電加工装置の概要を、第7図に示すワイヤ
電極使用の放電加工装置を例に説明する。
第7図において、1は被加工物で、その紡孔1aに通さ
れたワイヤ電極2との間に絶縁性の液3を供給介在させ
ている。
上記絶縁性の液3を以下加工液と記述する。加工液は、
タンク4からポンプ5で、被加工物1とワイヤ電極2の
間隙(極間間隙)にノズル6により噴射される。
被加工物1とワイヤ電極2との間の相対運動は、被加工
物1を載せているテーブル11の移動により行われる。
テーブル11は、Y軸駆動モータ13とX軸モータ12
により駆動される。以上の構成により、被加工物1と電
極2の相対運動は前述のX、Y軸平面内に於て2次元平
面の運動となる。
ワイヤ電極2は、ワイヤ供給リール7により供給され、
下部ワイヤガイド8A、被加工物1中を通過して上部ガ
イド8Bに達し、電気エネルギ給電部9を介して、ワイ
ヤ巻取シ兼テンションローラ10により巻取られる。
上記X、Y軸の駆動モータ12.13の駆動及び制御を
行う制御装置14は、数値制御装置(NC制御装置)や
倣い装置あるいは、電算機を用いた制御装置が用いられ
ている。
電気エネルギを供給する加工電源15は、例えば、直流
電源15a、スイッチング素子15b、電流制限抵抗1
5C及び前記スイッチング素子15bを制御する制御回
路15dによって構成されている。
次に従来装置の動作について説明する。加工電源15か
らは高周波パルス電圧が被加工物1とワイヤ電極2間に
印加され、1つのパルスによる放電爆発により被加工物
1の一部を溶融飛散させる。
この場合、極間は高温によってガス化及びイオン化して
いるため、次のパルス電圧を印加するまでには一定の休
止時間を必要とし、この休止時間が短か過ぎると極間が
充分に絶縁回復しないうちに、再び同一場所に放電が集
中してワイヤ電極2の溶断を発生させる。
従って、通常の加工電源では被加工物の種類、板厚等に
依シ加工電源15の休止時間等の電気条件をワイヤ電極
切れを生じさせない程度の充分余裕を持った条件で加工
するのが普通である。従って、加工速度は理論的限界値
より相当低くならざるを得々い。更にワイヤ電極2が均
一でなく太さが変化する場合、もしくはワイヤ電極の一
部に突起やキズ等があシ放電が集中した場合にはワイヤ
電極2の溶断は避けられない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上のように従来のワイヤカット放電加工装置では、ワ
イヤ電極2の断線を引き起さないようにするため、加工
電源15の出力エネルギを少くする等、仮に放電の集中
がワイヤ電極2の一点に集中しても断線しないようにし
ていたため、加工速度が著しく低いという問題点があっ
た。
そこで、従来、加工状態の良否あるいは電極の損傷直前
状態を判別し、この判別結果に基づいて自動的に正常加
工状態に復帰させあるいは電極の損傷を回避させるよう
な安全対策を施して、加工速度を低下させないようにす
ることが行なわれている。
この場合、加工状態の良否あるいはワイヤ電極の断線の
直前状態を判別するのに最も一般的な手段は、上記極間
電圧値の平均値を観測することである。すなわち、平均
電圧値が低い時は、極間インピーダンスが低い場合であ
って、短絡あるいはスラッジとか加工粉の滞留により、
放電のための絶縁破壊が起シやすくなシ放電集中(ワイ
ヤ切断の最大要因)が発生していることを示す。
しかし、狭ギャップでの加工(精度の良い加工に不可欠
)においては、正常な極間状態でも短絡が頻発するので
、この短絡を検知して安全対策を施していたのでは、や
はシ加工能率が著るしく低下するという問題点があった
この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、加工速度を低下させることなく適確に加工状態の良
否を判別し、電極の損傷事故を未然に防止することので
きる放電加工装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる放電加工装置は、電極と被加工物間で
放電した際の通電期間におけるアーク放電電圧のレベル
を複数段検出する検出手段および核検出手段で検出され
たアーク電圧レベルと設定基準値との比較結果に基づい
て極間状態を判別する極間間隙状態判別手段を設け、こ
の判別手段の出力に基づいて上記電極と被加工物間に印
加するパルス電圧のデユーティファクタを制御する制御
手段とを備えたものである。
〔作用〕
この発明においては、通電期間におけるアーク放電電圧
レベルを複数段にわたって検出した検出手段の検出結果
を、予め設定された基準値と比較手段で比較し、この比
較結果に基づいて極間間隙状態判別手段で極間状態を判
別し、制御手段は上記判別手段から異常判別信号を受け
たときには、被加工物と電極間に印加するパルス電圧の
デューティファクタ(パルス幅/周期)を小さくして、
極間間隙の消イオン時間を確保して該極間間隙を正常状
態に復帰させるので、電極は消耗による損傷が防止され
、正常放電判別信号を受けたときには上記デューティフ
ァクタを大きく制御するので、加工速度が向上する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す概要図であシ、符号
1〜15は上記従来装置と全く同一のものである。16
は加工電源15によ電極間に供給されるパルス電流を検
出するための電流検出器、17は制御指令信号発生装置
で、前記電流検出器16からの検出電流受入れ手段、極
間電圧検出手段および検出電圧を基準値と比較する比較
手段、この比較手段の出力に基づいて極間状態を判別す
る極間間隙状態判別手段などを有し、制御装置4、加工
電源15などに制御指令信号を供硲するように構成され
ている。
第2図は、上記電流検出器16よシ得られた電流信号■
及びこれよシミ流の有無を検出した整形信号SI、極間
電圧信号■I、この極間電圧信号■Iのうち電流の流れ
ていた。すなわちS I=1の時にサンプリングした極
間信号SDを3つのレベルに分類し、加工状態が正常な
時のアーク放電電圧71以上(25■以上)、これよジ
低いレベルV、(IOV程度)よシ犬でレベルV、より
低いレベル及ヒレペルV!よシ低いレベルに分け、そレ
ソレV+ < 、 V+ 〜vt  、”t >f)信
号群トしている。
第3図は、第2図の信号群を得るための構成例で、電流
検出器16の電流信号は波形成形回路18により整形信
号SIとなってアナログスイッチ19の信号切換を行う
。極間電圧vgは該電圧検出手段としての分圧回路r1
+r2により分圧される。
この分圧回路の中点Pは上記アナログスイッチ19につ
ながれ、電流が流れている時すなわちS t=1の時の
み極間信号SDとしてとり出され、電圧比較器20.2
1に供給される。
上記電圧比較器20は入力された信号Snが■。
よシ大である場合出力が1となシ、電圧比較器21はV
lより小である場合出力が1となる。アンドゲート22
はV、より大でV、より小である信号をとりだすための
ものである。
実験によれば、アーク放電電圧がvl よシ犬の時すな
わち約25V以上である場合には、放電そのものが液中
におけるアーク柱の発生とこれに伴う高熱の発生(so
oo〜7000℃)及びピンチ効果のあられれが順調に
行なわれている場合であシ、被加工物側に充分なエネル
ギ分配がなされていることを示していることかわかった
また、アーク放電電圧がIOV以1で25V以下の場合
、火花放電は確かに極間に存在するが、電極と被加工物
間に直接存在しているのではなく、電極→スラッジ→被
加工物とか電極→金属イオンー被加工物といった放電し
たとしても、十分に被加工物にエネルギが分配されずに
単にワイヤを損傷させるような放電状態であることが判
明した。
従って、このような放電状態は直ちに除去しないと、ワ
イヤ電極の損傷断線が発生するととになってしまう。
一方、一般的には不具合と考えられている短絡の場合す
なわちvlよシ小の場合は、ワイヤ電極の損傷という見
解によれば別設置はなく、単に加工間隙を拡大すればよ
いということも判明した。
よって、Vl〈であるか、■、〜V!であるかKよって
加工状態を制御すれば、ワイヤ電極の損傷断線を防ぐこ
とができる。第4図は上記電圧比較器20.21の出力
に基づいて極間間隙状態を判別する判別手段23の構成
例を示すものであって、異常放電信号V1〜V!はゲー
ト24を介してカウンタ25によりカラントされる。ま
た、正常放電信号v1〈は上記カウンタ25をリセット
し、異常放電が連続しないかぎシカラントしつづけない
ようにしている。
従って、上記カウンタ25の内容はそのまま極間状態を
示すものであるといえる。なぜなら、正常な放電であれ
ば、熱論カウンタ25は気OIであるが、正常放電と異
常放電を繰り返している場合、カウンタ25の内容の平
均値は異常になるほど大となり、正常になるほど少くな
る。
そして、ワイヤ電極2の断線に至る直前までの異常放電
の連続があった場合、ディジタルコンパレータ26によ
って危険信号8人を出力し、この信号に基づいて状態改
善のだめの制御をすることができる。
まだ、D/Aコンバータ27によるアナログ出力SMを
用いてアナログ表示するとか、上記危険信号Shfモニ
タ回路28に供給する。このモニタ回路28は否定アン
ドゲート29、発光ダイオード(LED)30、抵抗r
。により構成されている。
第5図は、以上述べた異常放電検出のタイムチャートで
、カウンタ25の内容のアナログ値8M危険信号S人、
電流信号工、極間電圧信号v1の関係を示したものであ
る。
以下、上記危険信号8人に基づいて、パルス電圧のデユ
ーティファクタを制御する制御手段31の1例を第6図
について説明する。
第6図はパルス電圧の休止時間(オフ時間)を広げてデ
ユーティファクタを小さくする例である。
R8フリップフロップ100は出力Q=1の時、増幅ア
ンプ101を介してスイッチング素子15bをオンとす
る。すなわちオン時間であり、Q−00時はオフ時間で
ある。Q=1の時、ANDゲ−)102はオン時間、オ
フ時間設定カウンタ103のオン時間設定出力τPが1
1〃になるまでの間出力は10′であるが、τPが11
〃になると7リツプフロツプ100をリセットするので
、Qはゝ0〃となりオフ時間となる。この時同時にAN
Dゲー)104(7)出力はORゲート105を介して
発振器08CIIO及び時間設定用カウンタ103をリ
セットするので、カウントは最初から行われる。
Q=Oとなると、Q=1となるからANDゲート106
の一方のゲート、すなわち、ORゲート107の出力が
気1〃になるまでは出力1は出ない。ORゲート107
及びANDゲート108゜109は2系統のオフ時間の
設定の制御を行っており、上記信号SAが10“の時は
、τlを′1“の時にはτ2 を設定するようにしてい
る。すなわち、正常放電中にはτ1、異常の時にはτ2
 のオフ時間で加工することになり、異常放電とみなす
と急激に休止時間を延ばし、デユーティファクタを小さ
くして消イオン効果を持たせることにより、放電集中を
防ぎ、ワイヤ電極の断線を防ぐ。
なお、上記の例では、オフ時間をτlとτ2の2通りと
したが、放電の集中個数を検出するカウンタ25の内容
に伴って連続的にオフ時間を設定していくことによって
も同様の効果が得られる。
まだ、上記第6図例において、図中のANDゲート10
8の信号SAの入力端子を否定端子、ANDゲート10
9の否定端子を通常端子とし、増幅アンプ101の入力
端子をRSフリップフロップ100のQ端子に接続する
と、パルス幅が変化してデユーティファクタが制御され
、上記と同様の効果が得られる。故に、パルスのオフ時
間(休止時間)とパルス幅を同時に変化させてデユーテ
ィファクタを制御してもよいことは勿論である。
ところで上記説明では、この発明をワイヤ電極を用いる
ワイヤカット放電加工装置に利用する場合について述べ
たが、棒状電極を用いる放電加工装置にも利用できるこ
とはいうまでもない。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、被加工物と電極間で
放電した際の通電期間におけるアーク放電電圧のレベル
を複数段にわたって検出し、この検出結果をもとにして
正常放電と異常放電の判別を行なうものであるから、加
工速度を低下させることなく適確に加工状態の良否を判
別することができる。そして、異常状態が判別されたと
きは、被加工物と電極間に印加するパルス電圧のデユー
ティファクタを小さく制御して、極間間隙の消イオン時
間を確保することにより、電極の損傷を防止するととも
に極間間隙を正常状態に迅速に復帰させ、正常放電判別
信号を受けたときには上記デユーティファクタを大きく
して加工速度の向上を図ることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の1実施例を示す概要図、第2図はこ
の実施例の動作を示すタイムチャート、第3図はアーク
放電電圧のレベル検出手段の1例を示す回路図、第4図
は極間間隙状態判別手段の1例を示す回路図、第5図は
その動作を示すタイムチャート、第6図は制御手段の1
例を示す回路構成図、第7図は従来のワイヤカット放電
加工装置を示す原理図である。 1は被加工物、2はワイヤ電極、rl I r2はアー
ク放電電圧の検出手段(分圧回路)、20゜21は比較
手段(電圧比較器)、23は極間間隙状態判別手段、3
1は制御手段。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電極と被加工物とを絶縁性加工液を介在させて対向させ
    、その電極と被加工物間にパルス電圧を印加して両者間
    に放電を発生させ、その放電エネルギで上記被加工物を
    加工する放電加工装置において、上記電極と被加工物間
    で放電した際の通電期間におけるアーク放電電圧のレベ
    ルを複数段にわたって検出する検出手段と、この検出手
    段により検出されるアーク電圧レベルを予め設定した基
    準値と比較する比較手段と、上記比較手段の出力信号に
    基づいて極間状態を判別して信号を出力する極間間隙状
    態判別手段と、この判別手段の出力に基づいて上記パル
    ス電圧のデューティファクタを制御する制御手段を具備
    したことを特徴とする放電加工装置。
JP23120684A 1984-11-05 1984-11-05 放電加工装置 Pending JPS61111818A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63312017A (ja) * 1987-06-11 1988-12-20 Mitsubishi Electric Corp 放電加工用電源
JPS645726A (en) * 1987-06-29 1989-01-10 Mitsubishi Electric Corp Electric discharge processing machine

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