JPS6119370B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置に関するものである。

現在広く用いられている放電加工装置には、通
常一対の電極間（加工用電極と、被加工電極即ち
被加工体の間）の加工間隙から加工屑やガス等を
排除し、加工間隙に於ける加工屑の濃度を所定値
以下に保つた状態で加工のための放電が行なわれ
るため、一方の電極を加工進行方向に随時または
切換可能な所望周期及び切換可能な所望小振巾で
進退させる、いわゆる電極レシプロ運動装置と、
加工状態の良否を判定し加工状態を良好に保つた
め、加工パルス若しくは該加工パルス間の休止時
間等加工パルス電源やその条件、微小加工間隙維
持のためのサーボ送りやその条件、又は加工液噴
流やその条件を制御する加工状態の良否判定装置
及び上記各種のうちの少くとも１つの加工条件の
切換制御装置が設けられている。そして、この種
の装置は、例えば特開昭48−91695号公報に記載
されている。

しかしながら、公知の放電加工装置において
は、上記加工状態の良否判定装置が電極レシプロ
運動とは無関係に常時作動せしめられるようにな
つている。而して、このように構成しておいても
通常は特別な支障はないものと考えられている
が、放電加工中は、いずれか一方の電極に加工液
が分解されて生じたカーボンが付着し、そこから
カーボン筍が成長し、加工の進行が完全に阻止さ
れることがあり、従来公知の構成では、このよう
な異常事態の発生を突然に検出することが少なく
なく、逆に言うと、かかる異常状態を発生させて
しまつてから検出すると言うことがあり、正確な
加工状態の良否判別が出来ず、加工条件の切換制
御も充分好ましいものではないことがある。ま
た、他方、加工間隙には通常の加工屑粒子や炭素
粒子よりも可成り大きく屑粒子が介在することが
少なくなく、かかる屑粒子は加工パルスの条件、
例えば休止巾の増大切換では勿論除去されず、ま
た、電極のレシプロ運動でも、当該その時のレシ
プロ運動の条件では容易に除去されず、該屑粒子
に対して、または屑粒子を介して放電加工が或る
期間継続して行なわれるという不都合を生ずる。

この理由を更に詳細に説明すると、次の如くで
ある。

即ち、加工状態の良否は、種々の方法で判定さ
れるが、スイツチによつて電源をオン・オフする
独立インパルス方式の加工回路では、また前述の
如く電極レシプロ運動を併用していると平均的な
加工間隙の電圧によつて判別することがむずかし
く、このため、デイジタル的または準デイジタル
的に検出処理されるのが普通であり、各パルスご
との放電電圧や電流の基準値からの高低、放電電
圧等に高周波成分が含まれているかどうか、無負
荷電圧の割合がどの程度か、印加パルスに対する
放電または無放電パルスの割合は、等々があるも
のの通常加工間隙の大小、または絶縁状態の良否
をパラメータとして判定されている。

而して、放電加工中の電極レシプロ運動の終
期、即ち一方の電極が他方から離隔された後次第
に他の一方の電極に近接する期間においては上記
一方の電極が、当該電極レシプロ運動が開始され
たとき到達していた位置に達する以前には、無放
電パルス又は相当頻度で放電を伴なつてパルスが
発生し、且つ、上記近接する期間はサーボ制御送
り信号によつてその作動が行なわれるため、離隔
時に比較し動作が緩慢で時間もかかるものであ
る。而して、前記のような放電は、通常、望まし
い加工間隙値よりやや大きな放電間隙間に発生し
ており、そのため、加工状態の良否判定装置が正
常に作動していると、その期間絶えず加工状態が
良いと判断しているものである。このため、上記
の如きカーボン筍が発生したとき、また発生しつ
つあつたときにも、その部位の直前、即ち間隙が
所定の間隙長にまで狭くなる直前までは一般的に
は加工状態を良好なものと誤つて判断する傾向が
あり、従つて、その間に例えばパルス間の休止期
間が短かく切換えられる等の加工状態良好の検出
に伴う加工条件の切換えが行なわれることも生じ
得る訳でそのため、電極がさらに近接すると当該
部分に相当激しい集中放電が発生するものであ
る。

勿論、このような集中放電が発生すれば、公知
の装置でもそれぞれの構成に対応して、放電休止
期間の延長とか、加工送り速度の減速とかの加工
状態の回復対策が自動的に実行されるものであ
る。然しながら、、これらの対応策は、カーボン
筍の発生に対応するものでなく、加工の進行に応
じて当然生じ得る加工の困難性増大に対応するも
のであり、そのため、カーボン筍の発生を直ちに
は発見できるものでなく、加工時間の空費や電極
その他に不測の損傷をまねくことがあつた。そし
て、このことは、加工間隙に前記した如くどちら
かと言えば粗大な加工屑粒子等が残溜する場合等
にもほぼ同様であつた。

又、特開昭53−27196号公報に記載されている
従来装置においては、１回のレシプロ運動が開始
される時の電極位置を記録できるメモリと当該レ
シプロ運動の終期において電極が上記メモリに記
録された位置に復帰したときこれを検出する検出
器を設ける事により、電極が一旦上昇し、設定ス
トロークで下降するレシプロ運動を行ない、下降
して再びもとの位置に復帰する期間中、パルス間
の休止期間を切換える等の加工条件切換を一時的
に休止する方法が述べられている。

而して前記の如きカーボン筍の発生又は加工間
隙に粗大な加工屑粒子が発生した場合、レシプロ
運動の開始位置と下降して再び復帰した位置が異
なり、開始位置まで電極が下降できない場合があ
る。この場合には前述の加工条件切換を一時的に
休止した状態が継続し、カーボン筍の発生又は粗
大な加工屑粒子の発生という不安定要因が長期間
除去できず、加工時間の空費や電極その他の不測
の損傷を招く可能性は同様であつた。

本発明は叙上の観点に立つてなされたものであ
つて、その目的とするところは、叙上の如きカー
ボン筍の発生その他の異常事態の発生の検出判定
を特定の間隙状態が所望の一実条件のときのみ行
なうような検出機構を、通常の常時作動して電極
送り制御、短絡・アーク放電防止または解消の加
工パルス条件制御、或いは緊急の電極レシプロ運
動開始や加工液噴射等を制御する制御装置とは別
個に具備し、該検出機構により信号が検出された
時には、例えば加工パルスの条件や電極レシプロ
運動の条件等を切換え、該切換条件を例えば次の
信号検出が行なわれる迄保持して加工が行なわれ
るようにした放電加工装置を提供することにあ
る。

以下、図面により本発明の詳細を説明する。

図面は本発明にかかる放電加工装置の一実施例
を示す回路図である。図中、１は加工用電極、２
は被加工体、３は放電加工装置の加工ヘツド、４
は電極位置を検出するエンコーダ、５は加工用電
源、６はそのスイツチング素子、７は放電電流検
出用の挿入抵抗、８は加工状態の良否検出回路用
高圧電源、９はそのスイツチング素子、１０は放
電電流を制限するための挿入抵抗、１１は放電状
態の良否判定回路、１２はスイツチング素子６を
開閉する制御回路、１３は遅延モノステーブルエ
レメント、１４は上記制御回路１２の条件、例え
ば休止時間の切換制御装置、１６は図示しない電
極レシプロ運動制御装置の条件、例えば周期やス
トロークの切換制御装置、１７は上記の図示され
ていない上記電極レシプロ運動制御装置に切換指
令信号を送るための出力端子、１８はRSバイス
テーブルエレメント、１９は電極位置表示器、２
０はコンパータ、２１はモノステーブルエレメン
ト、２２はアンド回路、２３はブザーである。

電極１は図示しないサーボ制御装置により加工
送りされており、スイツチング素子６は制御回路
１２から発信されるパルスにより開閉され電極１
と被加工体２との間に電源５の電圧を印加し、放
電を生ぜしめ、このため、放電加工が進行する。

而して、この加工のためのスイツチング素子６
を導通させるパルスの後縁で遅延モノステーブル
エレメント１３がトリガされ、放電パルス終了後
短いパルスを発信し、スイツチング素子９を導通
させる。電源８は高電圧であるが、スイツチング
素子９の導通時間が短いので、加工状態が良好で
ありスイツチング素子９の導通時に電極１と被加
工体２間の絶縁が充分に回復しているときは、両
者間に放電は発生しない。然しながら、加工状態
が劣化しているときは、両者間の絶縁回復が遅れ
るため、スイツチング素子９が導通すると直ちに
両者間に放電が発生する。但し、この放電回路に
は大きな抵抗値を有する挿入抵抗１０が挿入され
ているため放電電流は小さく、放電加工は行なわ
れない。

従つて、スイツチング素子９の導通時の放電の
有無により加工状態の良否が判別できるものであ
る。また、加工状態の良否は、スイツチング素子
６が導通したとき生ずる放電パルスの形状、放電
電流のピーク値、又は放電電圧、電流等に含まれ
る高周波成分の有無や大きさ等によつても判別可
能なものである。

而して、これらの状況は、挿入抵抗７の端子電
圧その他の検出すれば、容易に把握できるもので
あり、放電状態の良否判定回路１１は、この端子
電圧の変化に応動し、公知の原理によつて、加工
状態の良否を判定するものであり、且つ加工状態
を一定レベルに保持するため、加工送りサーボ制
御装置に別に設けた加工間隙の検出制御装置の適
宜の信号を伝達し加工送り速度を制御し、また、
他の一方においては制御回路１２の発信する制御
パルスのパルス間隙やパルス供給の停止、再開の
常時的制御は、上記またはさらに別に設けた加工
間隙の検出制御装置により常時行なわれているも
のである。

而して、上記放電状態の良否判定回路１１はあ
らかじめ定められたプログラムに従い定期的に、
あるいは又、叙上の常時的制御を行なつても良好
な加工状態に復帰または保持できない場合等に
は、随時、出力パルスを発信して、電極レシプロ
運動の切換制御装置１６を切換作動させ、電極レ
シプロ運動の条件を大きく切換え、この切換えら
れた、ポンプ作用により加工間隙に存在する加工
屑、発生ガス等を排除するものである。

而して、本発明にかかる放電加工装置にあつて
は、電極１の位置（厳密には電極１を支持するス
テムの位置）は、エンコーダ４により符号化さ
れ、表示器１９に常時表示される。コンパレータ
２０は電極下降時に単位移動距離当たり１パルス
の割合でエンコーダ４から出力されるパルス数を
単位時間当り計数し、その計数値が所定値より小
さくなつた事を検出し、出力を出すように構成さ
れているとともに、このコンパレータの中には電
極１のレシプロ運動の強制引上（上昇）中には出
力が出ないようにするため、レシプロ運動上昇中
を示す信号が入力されるゲート回路（図示せず）
が設けられている。而して、RSバイステーブル
エレメント１８は、上記電極レシプロ運動が開始
されると同時にリセツトされ、そのため、放電状
態の良否判定回路１１は一時的に休止せしめら
れ、制御装置１４及び１６はあらかじめ定められ
ている条件に切換保持せしめられた状態で作動せ
しめられる。

而して、電極１が一旦上昇し、設定ストローク
で下降するレシプロ運動を行ない、その下降速度
が十分低下すると、コンパレータ２０は出力パル
スを発信し、RSバイステーブルエレメント１８
をセツト状態に反転せしめ、再び加工状態の良否
判定装置１１を作動せしめる。

而して、電極１又は被加工体２の加工面に前記
の如きカーボン筍が発生しておらず、上記電極の
レシプロ運動により、加工間隙内の加工液が更新
され加工状態を悪化せしめる阻害要因が一掃され
ているときは、放電加工の条件は切換えられるこ
となくそのままの条件で進行せしめられるもので
あるが、カーボン筍の発生等、設定条件の電極レ
シプロ運動では排除できない阻害要因が存在する
ときは、加工状態がほとんど改善されていないこ
とが直ちに判明するものである。

即ち、この場合には、放電状態の良否判定回路
１１は作動を再開した直後、即ち、同時にトリガ
されるモノステーブルエレメント２１の出力が状
態１である間に、加工状態不良信号を発信するの
で、切換制御装置１４又は１６の一方又は両方に
信号が出力して加工条件を切換セツトし、また、
その加工状態不良信号はアンド回路２２を通りブ
ザー２３を作動させるものである。

而して、このような構成を採用しない場合に
は、電極１がレシプロ運動を終了し、被加工体２
に近接する過程及び前のレシプロ運動の開始位置
近傍まで復帰するまで、または復帰することなく
次のレシプロ運動を開始する過程において、即ち
放電が始めは散発的に、後次第に多発するように
なる間に、相当の不良放電が発生したとしても、
放電状態の良否判定回路１１は何等検出その他の
作動をしないが、そのような不良または異常状態
には別の検出制御装置が応答作動し、その度に一
時的に電極のサーボ送りや加工パルスの条件を変
更制御し、異常状態が解消されれば元に復帰し、
加工を続けるのである。本発明においては、その
ような別の検出制御装置が常時的に検出応答する
時に同様に検出応答して電極レシプロや加工パル
スの条件を切換えることは、その切換制御が頻繁
になり、安定加工上等かえつて好ましくないとい
う観点に立つもので、前のレシプロ運動の開始時
の通常電極と被加工物とが最も近接または対向す
る向きに移動した近接位置に近接復帰した時より
次のレシプロ運動が開始される迄の期間、好まし
くは上記記録した近接位置近傍への復帰を検出し
てから10乃至数10のパルス電圧、または放電数の
期間の放電または間隙状態を良否判定回路１１に
より検出判別するようにしたものである。

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明に
よるときはカーボン筍の発生等の異常状態の発生
を直ちに検知でき、加工時間の損失や電極等の損
傷を防止できる高性能な放電加工装置を提供でき
るものである。

なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定され
るものでなく、例えば、加工状態の良否判定方法
及び装置、並びに他の部分の回路要素その他に
は、本発明の範囲内で広く公知のものを利用でき
るものであり、又、電極下降速度の検出方法とし
てサーボ制御送り信号を監視する方法も可能であ
り、本発明はそれらのすべてを包摂するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明にかかる放電加工装置の一実施例
を示す回路図である。 １……電極、２……被加工体、４……エンコー
ダ、１１……放電状態の良否判定回路、１２……
制御回路、１４……放電パルス条件の切換制御装
置、１６……電極レシプロ運動の切換制御装置、
１９……電極位置磁示器、２０……コンパレー
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加工中随時または切換可能な所定周期で電極
   に切換可能な小振巾のレシプロ運動を行なわしめ
   加工間隙内の加工液を更新し加工屑等を排除する
   電極レシプロ運動装置と、上記加工間隙内の加工
   状態の良否を判定する加工状態良否判定装置と、
   上記電極レシプロ運動装置の１回レシプロ運動の
   終期に加工間隙の近接速度の低下又は停止を検出
   する検出器と、上記検出器が発信した電極復帰信
   号に応動し、次回の電極レシプロ運動が開始され
   るまでの間の所望期間上記加工状態良否判定装置
   を作動させるゲート回路とを具備したことを特徴
   とする放電加工装置。