JPS61125721A - 放電加工装置 - Google Patents

放電加工装置

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JPS61125721A
JPS61125721A JP24805184A JP24805184A JPS61125721A JP S61125721 A JPS61125721 A JP S61125721A JP 24805184 A JP24805184 A JP 24805184A JP 24805184 A JP24805184 A JP 24805184A JP S61125721 A JPS61125721 A JP S61125721A
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JP
Japan
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signal
interpole
electrode
clearance
machining
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Application number
JP24805184A
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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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Publication of JPS61125721A publication Critical patent/JPS61125721A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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)

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
であけた切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f: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、加工開始時、切孔1
aに通されたワイヤ電極2との関に絶縁性の液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20
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軸平面内罠於て2次元子
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
ヤ巻取り兼テンションローラIOK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、電算機音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18は、例えば
、直流電fl 15 a、スイッチング素子15b、1
!流制限抵抗15G及び前記スイッチング素子15bを
制御する制御回路15dK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、極間は高温のため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
分に絶縁回復していないうちに、再び同一場所に放電が
集中しワイヤ電極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
依り加工電源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。故K、加工速度は理論的限界値よ
り相当低くならざるを得す、更にワイヤ電極2が均一で
なく太さが変化する場合、もしくはワイヤの一部に突起
やキズ等があり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〕
以上のより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りにするため、加工
電源15の出力エネルギを少くする等して、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つ
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つ
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、上記の極
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りやすくなり放電集中(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(n度の良い加工に不可決
)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
はり加工能率が著しく低下するという問題点がちった。
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、電極と被加工物間に
パルス電圧を印加してから当該両者の対向する極間に放
電が発生するまでの漏れ電流を検出する検出手段および
この検出出力に基づいて極間状態を判別する極間間隙状
態判別手段を設け、この判別手段の出力に基づいて間隙
長サーボを行なう際のサーボ基準電圧を制御する制御手
段を備えたものである。
〔作用〕
この発明における制御装置は、極間間隙状態判別手段か
ら異常判別信号を受けたときには、サーボ基準電圧を大
きくして間隙長を広げ、放電の集中による電極の消耗損
傷を防止して極間を正常状態に復帰させ、正常判別信号
を受けたときKは、サーボ基準電圧を下げて間隙長を狭
く制御し、放電頻度を増して加工速度を増大させる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す概要図であ妙、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により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からの検出器IIおよび極間電
圧V?を入力とし、制御装置14、加工電源15などに
制御指令信号を供給するよりに構成されている。
第2図は、タイムチャートであって上記第1図記載の回
路中の電流検出器16よ抄得られた電流波彫工及びこれ
よシ微少電流を含め電流の有無を検出し1.0のディジ
タル信号とした整形信号S!、極間電圧信号V?をスレ
ッショルドVOにて、無負荷状態か放電中かに判別した
信号Svおよび上記の信号S+、Svより得た次の2信
号Sυ、SDを示している。すなわち、電流が流れてい
るが放電していない信号Sυは、論理式5u−sv−s
、とあられされ、漏れ電流がパルス印加中に存在するこ
とを示す。また、信号SDは、論理式5oSv−8+と
わられされ、パルス印加中に全く無電流状態であること
を示している、 第3図は、第2図のタイムチャートに記載した信号群S
 I+ 8V+ s、、 SDを得るための漏れ電流検
出手段18としての回路構成例でおる。電流検出器16
の電流信号は波形整形回路19により、整形信号SSと
なって電流の有無を示す信号となる。
極間電圧VVは、分圧回路’l * rtにより分圧す
れ、レベルコンパレータ20−’C基準スレッショルド
電圧vRより大か小かが比較され、放電か無負荷状態で
あるかの判別が行なわれる。
漏れ電流の存在を示す信号S、は、アントゲ−)21に
より、前記の論理式8.−8v−8,の形で出力され、
無負荷信号SDは、アンドゲート22により論理式5o
=8v”Stの形で出力される。
実験によれば、上記信号5o−1の時すなわち漏れ電流
が無負荷状態で流れていた場合には、以下に記述するよ
うな極間状態であることが判明した。
(1)漏れ電流が流れる時には、極間間隙におけるある
1点において、スラッジ、金属イオン等の濃度が異常に
高くなり、抵抗にして数百Ω以下になっているう (2)数μ秒〜1m秒程度連続して信号5o−1であっ
た場合、何等かの消イオン対策を行えば、極間状態の回
復は行いうるが、数10m秒以上連続した場合は、回復
不能でワイヤ断線にまで至る。
(3)  ワイヤ電極上に突起物あるいはパリ等がある
と、その1点における電界強度が極間内部で、強くなり
、かつ信号Sυ−1となり、しかも、放電の集中はその
1点が引きずったあとに発生する。
(4)漏れ電流がなく信号5D−1の時には、イオン濃
度は低く、極間における状態は良好で、集中放電、異常
アーク放電発生はない。ただし、異常状態になっている
時でも九まに信号5D−1となる時もある。この場合に
は持続しない(So−1が数m秒間連続しない)。
以上のようK、信号S、と信号sDに基づいて、極間状
態の検出を行つことができる。すなわち、上記(2)(
4)のごとく、信号SUと信号SDの連続量あるいは発
生のしかたを分析できるようにすれば、極間状態を検出
できる。
第4図は上記の信号Sυ、SDをアンドゲート23゜2
4を介して入力し、極間状態の良否判別を行う極間状態
判別手段29としての回路構成図であって、入力された
信号Sυ+SDはその数が可逆カウンタ25により計数
される。よって信号Sυが信号SDより発生頻度大であ
れば、カウンタ25は積算され、その内容は次第に大と
なる。
上記カラ/り25の積算値が所定値たとえば100個を
越すと、ディジタルコンパレータ26は極間不良判別信
号(以下SAと称す)を出方(SA=1)する。この信
号S^はアンドゲート23の否定入力端子に供給印加さ
れて該アンドゲートからの出力をなくし、それ以上、カ
ウンタ25の内容が増えすぎてオーバーフローあるいは
、スケールオーバーしないようにしている。また、上記
信号SAは後記制御手段に供給されて極間回復制御に供
される。
極間状態が正常となり、信号8D−1が続くと、カウン
タ25は減算され、最後には、内容がニー〇となるので
、それ以上、減算しないようにディジタルコンパレータ
27の出力信号Smをアンドゲート24の否定入力端子
に供給印加して該アンドゲートからの出力をなくするよ
うKする。
従って、上記カウンタ25の内容をディジタル−アナロ
グ変換器28でアナログ量に変換して測定すれば、この
変換器28の出力信号5Mft用いて連続的に極間状態
をモニターできる。
第5図は前記第4図に示す極間状態判別回路の各信号S
υ、So、3M(SMはアナログ出力)、SAと極間状
!114を示す極間電圧信号工および極間電圧信号Vf
のタイムチャートでおる。
以下、上記信号8A K応じて極間間隙制御、すなわち
極間サーボ電圧の基準値Vrを変化させることにより、
異常の際には基準電圧を大きくし、これによって平均極
間電圧が増加するように制御されるため間隙長が広がり
、放電しずらくなって集中放電を防ぐことができるもの
で、このサーボ基準電圧を制御する制御手段30の1例
を第6図を用いて詳細に説明するう 上記信号SAが11′の時、すなわち極間に異常が発生
した場合、インバーター00の出力は%()Iなので、
アナログスイッチ101.102はスイッチ101がオ
ン、スイッチ102がオフとなる。よって積分回路(オ
ペアンプ103、抵抗R+to、コンデンサCI+1.
ゼナダイオードZDで構成されている。)の入力電圧e
i は、e i −−eとなり、サーボ基準電圧Vrは
、以下のように表わされる。
ただし、Vはt−0Vcおける初期値 よって、信号S^が% 11であるかぎゃ、基準電圧V
rは増加し続け、これに応動して極間間隙の平均電圧V
、も負に増加するので、オペアンプ105、抵抗’1 
+ ’tよりなる出力回路106の出力変化によって極
間間隙は拡大方向に向う。
次に信号S^が%QIすなわち放電集中や極間間隙に異
常がない時には入力電圧eiが0となり、積分コンデン
サCIOの電圧は放電してしまう。よって、基準電圧V
rは減少して極間間1!l!は狭くなる方向圧制御され
るよってなり、放1!傾度は増加し加工速度も増える。
積分の時定数を決定する抵抗RIG、コンデンサC1o
は、この場合、数十秒程度のオーダーとなるよつな値で
あって、あまり短時間に基準電圧vrt−変更制御して
も、極間間隙の間隙長変化が急激となり、ハンチング現
象や電覗の振動といった不具合が生じて好ましくない。
ま九基準電圧Vrのlifは、ゼナダイオードZDによ
つ−C1十方向はセナー電圧まで、一方向は0で抑えら
れ制御範囲に制限をもうけているうまた、電源■芭、ボ
リュームILBは手動による設定のためでおって、この
設定it中心として自動的に極間間隙制御を行うようシ
こしている。オペアンプ104、抵抗’3 +  ’4
は、極間間隙の平均電圧vsを基準電圧Vrと加算ル1
j御するための反転回路および減衰器の役割を待ってい
る、 尚、上記実施例では、信号SAを積分して基準電圧Vr
を変化させるようにしているが、カウンタ25の内容を
ディジタル値からアナログ値に変換し、大きな時定数の
一次遅れ回路を介することにより、より細かな制御が可
能となる。
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、被加工物と電極間に
パルス電圧を印加した後、放電に至るまでの間における
漏れ電流を検出し、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ちるから、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、判別された結果にもとづいて放電状態の正常死
金はかるために、極間間隙サーボの基準電圧値を変化さ
せ、異常の際には間隙長を広げ、放′l!頻度を低下さ
せて極間状態を回復させ、正常の際には間隙長を狭くし
て放電頻度を増加させて加工速度の向上を図るもので、
電極の損傷事故を確実に防止することができるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す原理説明図、第2図
はその動作説明のためのタイムチャート、第3図は極間
状態検出のための漏れ電流検出回路図、第4図は種間状
態判別回路図、第5図はその動作説明のだめのタイムチ
ャート、第6図は制御手段の回路構成を示すブロック図
、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は電極、18は漏れ電流検出手段、2
9は極間状態判別手段、30は制御手段。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

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
    、その両者間にパルス電圧を印加して該両者が対向する
    極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、上記電極と上記被
    加工物間に上記パルス電圧を印加した後、放電に至るま
    での間における漏れ電流を検出する検出手段と、この検
    出手段の検出出力に基づいて極間状態を判別して信号を
    出力する極間状態判別手段と、この極間状態判別手段の
    出力に基づいて上記電極と上記被加工物の間隙長サーボ
    を行う際のサーボ基準電圧を制御する制御手段とを具備
    することを特徴とする放電加工装置。
JP24805184A 1984-11-26 1984-11-26 放電加工装置 Pending JPS61125721A (ja)

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Cited By (1)

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WO1988004211A1 (en) * 1986-12-11 1988-06-16 Fanuc Ltd Apparatus for discharge machining

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