JPS61125724A - 放電加工装置 - Google Patents

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、被加工物金棒状電極
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全貫通させ、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全切断加工す
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、加工開始時、紡孔１
ａに連名ｔ″したワイヤ電極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）Ｋ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′ｉ！ｉ−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により駆動嘔れる。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２Ｆｉ、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】０により巻取られる。

上記Ｘ、Ｙ軸の駆動モータ１２．１３の駆動及び制御全
行う制御装置１４は、数値制御装置ＩＮＣ制御装置）や
倣い装置あるいは、電算機上用いた制御装置が用いられ
ている。電気エネルキ全供給する加工電源１８は、例え
ば、直流を源１５ａ１スイッチング素子１５ｂ１電流制
限抵抗１５ｃ及び前記スイッチング素子１５ｂｔ？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
印加嘔れ、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、次のパルス電圧全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
するのか普通である。故に、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の断線全引き起さないようにするため、加工
電源１５の出力エネルギーを少くする等して、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
うにしていたため、加工速度が著（−＜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
状頭金判別し５、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尽せるよ
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
直前状態全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。

しかシ、狭ギャップでの加工（精度の＆イ加工に不可欠
）においては、正常な極間状態でも短絡が傾発するので
、この短絡全検知して安全対策全施していたのでは、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金目的とする。

〔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ａｔ−判別する極間状態
判別手段を設け、この判別結果に基づいて電極と被加工
物間に供給される絶縁性加工液の噴出流量を制御する制
御手段とを備えたものである。

〔作用〕

この発明における制御手段は、極間状態判別手段から異
常放電判別信号を受けたときには、加工液の噴出流量を
増やして極間悪化要因となっているスラッジや金属イオ
ンを排出させて該極間を正常状態に復帰させ、正常判別
信号を受けたときには、加工液の噴出流量を下げるよう
に制御し、極間インピーダンスを低下させて放電頻度を
上げ、加工速度の増大を図る。

〔実施例〕

ｗｃ１図はこの発明の一実施例を示す概要図であり、符
号１〜１５は上記従来装置と全く同一のものである。１
６は加工電源１５により極間に供給サレルハルス電流を
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、前記を流検出器１６からの検出電流工および極間
電圧Ｖｇｔ入カとじ、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うに構成賂れている。

第２図は、タイムチャートであって、上記！１図記載の
回路中の電流検出器１６より得られた電流波形■及びこ
れより微少電流を含め電流の有無全検出し１．０のディ
ジタル信号とした整形信号Ｓ！、極間電圧信号ｖｇｔ−
スレッショルド電圧Ｖ。

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Ｓ１、Ｓｖより得九次の２信号Ｓｔ、、Ｓｏ
’Ｃ示している。すなわち、電流が流れているが、放電
してｂない信号Ｓ。は、論理式ＳＵＷ　Ｓｖ・Ｓｌ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。ま九、信号ＳＤは、論理式ＳＤ；Ｓｖ・Ｓｌとあら
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
１．５ｖＳＳ、Ｊ１ＳＤ金得るための漏れ電流検出手段
１８としての回路構成例である。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Ｓ１となって
電流の有無金子す信号となる。

極間電圧ｖｇは、分圧回路ｒ２、ｒ、ＶＣより分圧嘔し
、レベルコンパレータ２０で基珈スレッショルド電圧ｖ
Ｒ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Ｓυは、アンドゲート２１に
より、前記の論理式５Ｕ＝Ｓｖ−Ｓ、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５Ｄ
＝Ｓｖ−Ｓ、の形で出力される。

実験によれば、上記信号ＳＵ！　１の時丁なわち漏れ電
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・極間状卵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。

（２）数μ秒〜１ｍ秒程度連続して信号Ｓ、３＝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
回復は行いつるが、数１０　ｍ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ｓ、　＝　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九発生する。

（４）１１１ｔ′ＬｗＬ流カナく信号ＳＤ＝　１　ノ時
には、イオン！１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た″ＩＶｃ信号ｓＤ工１＋！：
なる時もある。この場合には持続しない（ＳＤ＝１が数
ｍ秒間連続しない）。

以上のように、信号ｓＵと信号ｓＤに基づいて、極間状
態の検出を行うことができる。すなわち、上記偉）、（
４）のごとく、信号ｓＵと信号ｓＤの連続量あるいは発
生のしかた全分析できるようにすれば、極間状態全検出
できる。

第４図は上記の信号ＳＵ、ＳＤをアンドゲート２３．２
４全介して入力し、極間状態の良否判別全行う極間状態
判別回路の１例を示すものであって、入力された信号５
Ｕ１ＳＤは、その数が可逆カウンタ２５ＩＣより計数さ
れる。よって、信号鉤が信号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。

上記カウンタ２５の積算値が、所足値だと、ｔＶｉｌｏ
ｏ（１１＝２越すと、ディジタルコンパｌ／−タ２６ｈ
他間不良判別信号（以下、ｓＡと称す）全出力（ＳＡ＝
１１する。この信号ｓＡはアンドゲート２３の否定入力
端子にも供給印加されて該アンドゲートからの出力？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Ｓ、　＝　１が続くと、カ
ウンタ２５は減算され、最後には、内容がΣ＝０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５Ｂｔ−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ｔ−な
くするようＫする。

従って、上記カウンタ２５の内容金、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ＳＭヲ用いて連続的に極間状態
全モニターできる。

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
Ｕ％　　ＳＤＮ　　ＳＭ　ｆ　ＳＭはアナログ出力）、
ＳＡと極間状態を示す極間１流信号工および極間電圧信
号Ｖｇのタイムチャートである。

以下、上記カウンタ２５の内容に応じて極間に対する加
工液の噴出量金変化烙せる制御手段３０の１例金第６図
について説明する。

第６図において、加工液供給ポンプ５でタンク４から吸
い上げら′ｒＬｆｃ加工液３はパイプ１００ｔ−通す、
Ｈ量可変””りＶ　Ｉ−Ｖ　ｔ　、Ｖ　ｓ　、Ｖａ　を
介してノズル６へ供給嘔れる。この加工液流量はバルブ
Ｖ＋　、Ｖｔ　、Ｖｘ　、Ｖ４の開閉状態によって変化
する。

上記バルブＶ、　、ｖ、　、ｖｓ、ｖ４はそれぞれ上記
カウンタ２５の出力２６〜２′によって開閉制御音され
る。本例でｈｖ、が１００ｃｃ／分％Ｖ１カ２００　ｃ
　ｃ　／　分、■！が４００ｃｃ／分、■。

が８００ｃｃ／分のバルブとなっているので、極間状態
の良否に相応する液量が極間に噴射される。

例えはカウンタ２５の内容が２　すなわち６４以上のと
き、２６の出力が「１」になっているからｖＩが開とな
ｆｆ１００ｃｃ／分の流量が、カウンタ２５の内容が２
　すなわち１９２の時には２　と２　の出力が「１」に
なっているから、■、とＶ！が開となり３００　ＣＣ／
分の流量といり具合に加工液が極間に供給嘔れる。

そして、きわめて値が大きな時例えば２　丁なわち１０
２４以上の時には、ＯＲゲート１０１を介して強制噴流
バルブＶｓ　ｋ開とし、数１０００ｃｃ／分もの液流會
与えるようにしている。逆に、差が少ない時には、通常
の加工に使用されるような適当量の微少流全手動バルブ
ｖＯによって極間間隙に与える。

ところで上記欽明では、この発明全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！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あるから、加工速度全
低下させることなく適確九加工状態の良否全判別するこ
とができる。

そしＣ１その判別嘔れた極間状態の良否に応動して加工
液流ｉｔ−制御するため、極間間隙に生成するスラッジ
の排出が能率的に行なわれることになり、放電の効率全
署しく改善できる。すなわちスラッジが極間間隙に介在
すると、放電アークは電極→スラッジ→被加工物の経路
で発生するため、放電エネルギーのかなりの部分がスラ
ッジ中で消耗し、加工効率が低下し、放電による熱も電
極側に多く発生して電極の損傷原因となるという現象が
あったのが、これを防ぐことができるようになる。また
、極間間隙が適正で、正常放電状態の時には液流音減少
させるので、極間インピーダンス金必要以上に高くぜず
、放電がし易くなり加工が安定することにより、加工速
度が速くなる等という効果がある。

【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
状態検出のための濁れｉ［流検出回路図、第４図は極間
状態判別回路図、第５図はその動作説明のためのタイム
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＃、、全示
す原理図である。 １・・・被加工物、　　２・・・電極（ワイヤ電極）、
１８・・・漏れ電流検出手段、　　２９・・・極間状態
判別手段、　　３０・・・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
   、その両者極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絶縁性加工液の噴出流量を制御
   する制御手段とを具備したことを特徴とする放電加工装
   置。