JPS61288931A - ワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路 - Google Patents

ワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路

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JPS61288931A
JPS61288931A JP12631785A JP12631785A JPS61288931A JP S61288931 A JPS61288931 A JP S61288931A JP 12631785 A JP12631785 A JP 12631785A JP 12631785 A JP12631785 A JP 12631785A JP S61288931 A JPS61288931 A JP S61288931A
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鈴木 靖夫
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極の断線を
防止するワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路に関
するものである。
〔発明の背景〕
ワイヤ放電加工においては、加工速度を上げるため、供
給パルス電流又はパルス周期(パルスOFF’時間)を
制御し、放電エネルギを高めて加工を行っている。
しかし、ワイヤ放電加工で使用されるワイヤ電極は06
02〜0.3mφと極めて細く、このためワイヤ電極に
通電できる電流容量は5〜50Aに制限され、これ以上
の電流を流すと断線してしまう。そこで、ワイヤ電極の
電流容量を越えたときにパルスOF’ Fとして断線防
止することが考えられるが。
実際の加工においては、上記電流容量以下であってもワ
イヤ電極が断線することがあった。これは、加工時に発
生する加工屑や気泡などが加工間隙中に局所的に停滞し
、そこに放電の集中が起こって加熱されるからである。
このため従来は、平均加工電流がワイヤ電極の電流容量
より40〜50%以下となるようにパルス条件を設定し
、加工を行っていたが、これでは加工速度が低下すると
いう新らたな問題が生じた。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような問題を解消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。
集中放電に起因する電流容量以下の通電時でのワイヤ電
極断線を適確かつ有効に防止できるワイヤ放電加工用ワ
イヤ電極断線防止回路を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明回路は、ワイヤ放電加工において、集中放電状態
にあるか否かを適確に検出すると共に、加工平均電流が
所定値以上になっているか否かを検出し、集中放電状態
にあり、かつ加工平均電流が所定値以上になっている状
態が所定時間以上続いたときにアーク放電エネルギを減
少させるようにして上記目的を達成するようにしたもの
である。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明によるワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線
防止回路の一実施例を示す図で、この第1図において、
1はワイヤ電極、2は被加工物、3は加工液供給ノズル
、4はワイヤ電極1と被加工物2との間に加工パルスを
供給するパルス電源である。5及び6は上記加工パルス
をワイヤ電極1に供給するための給電子であり、被加工
物2の上方側と下方側にそれぞれ配置しである。7及び
8はワイヤ電極1を案内するためのローラであり、この
ローラ7,8を介してワイヤ電極1は図示しないワイヤ
繰出しボビンから繰出され、かつ図示しない巻取駆動装
置により巻取られる。また、前記被加工物2は、数値制
御装置などの駆動装置によってXY軸平面上を移動可能
のテーブル(図示せず)に設置されている。9は発振器
、lOは加工パルスのON時間を設定するTON回路、
11は加工パルスのOFF時間を設定するT OFF回
路であり。
これらの回路10.11からのON時間、OFF時間設
定信号は前記パルス電源4に与えられ、パルス電源4は
所定のON、OFF時間をもつ加工パルスを発生する。
12は前記上方側給電子5に流れる加工電流を測定する
ための電流検出器、13はこの電流検出器12で検出し
た微小電流を増幅する増幅器である。この増幅器13の
出力端はフィルタ回路14を介して微分回路15の入力
端に接続される。16及び17は比較増幅器であり、比
較増幅器16の+側入力端と比較増幅器17の一側入力
端には前記微分回路15の出力端が接続されている。ま
た、これらの比較増幅器16、17の出力端は、ORゲ
ート18の異なる入力端に各別に接続される。ORゲー
ト18の出力端はORゲート19の一方の入力端に接続
される。なお、上記電流検出器12からORゲート18
に至る回路を集中放電検出回路という。
20は前記上、下方側給電子5,6に流れる全加工電流
を検出する電流検出器、21はこの電流検出器20の出
力電流を増幅してフィルタ回路22に与える増幅器であ
る。23は比較増幅器で、その−個入力端には前記フィ
ルタ回路22の出力端が、+側入力端には設定器24の
出力端が、それぞれ接続され。
また、その比較増幅器23の出力端は前記ORゲート1
9の他方の入力端に接続される。なお、電流検出器20
から比較増幅器23に至る回路を加工平均電流検出回路
という。
25はカウンタで、そのカウント入力端Tには発振器2
6のクロック出力端Tが、リセット入力端Rには前記O
Rゲート19の出力端が、それぞれ接続されており、ま
た、その出力端Qは前記T ON yT OFF回路t
o、 11の各制御入力端に接続される。
なお、ORゲート19から’roNI TOFF回路1
0.11に至る回路を制御回路という。
27は比較増幅器で、その+側入力端は前記増幅器21
の出力端に、−個入力端は設定器28の出力端に、それ
ぞれ接続される。29はANDゲートで、その一方の入
力端は比較増幅器27の出力端に、出力端はD型フリッ
プフロップ30のセット入力端Sに、それぞれ接続され
る。31はT。N回路10からのパルス信号を遅延させ
てチェックパルス発生回路32に与えるディレィ回路で
ある。チェックパルス発生回路32の出力端は前記AN
Dゲート29の他方の入力端及びD型フリップフロップ
30のクロック入力端Tにそれぞれ接続される。D型フ
リップフロップ30のデータ入力端りは接地されて論理
値Ll 071とされており、同出力端Qは積分回路3
3の入力端に接続される。積分回路33の出力端は、差
動増幅器34の+側入力端及び差動増幅器35の一側入
力端にそれぞれ接続される。差動増幅@34は。
その−個入力端が設定器36の出力端に、出力端が比較
増幅器16の一側入力端に、それぞれ接続される。また
差動増幅器35は、その+側入力端が設定器37の出力
端に、出力端が比較増幅器17の+側入力端に、それぞ
れ接続される。なお、比較増幅器27から差動増幅器3
4.35に至る回路を感度補正回路という。
次に上述本発明回路の動作について説明する。
まず、ワイヤ電極1と被加工物2との間に加工液供給ノ
ズル3から絶縁性加工液の供給が開始される。また、発
振器9で発生した所定の周波数の信号がTONe TO
FF回路10.11により、第2図及び第3図中の波形
Aに示すようにON、OFF時間が設定され、これに基
づきパワースイッチング動作するパルス電源4から、加
工液供給されている前記ワイヤ電極1と被加工物2の間
に加工パルスが与えられ、放電が発生する。このとき、
図示しないテーブル駆動装置により被加工物2が加工送
りされるもので、これにより被加工物2に所望形状の放
電加工が行われる。
ここで、放電が発生すると、極間電圧波形は第2図中の
波形Bに示すようにアーク電圧Vaとなる。いま、その
放電が被加工物2の下部で発生すると、放電点から下方
側給電子6までの距離は短く、上方側給電子5までの距
離は長くなる。この結果、加工電流(放電電流)は第2
図中の波形C2DのII、 I、’から分かるようにI
u<Ioとなる。
ここで、IUは上方側給電子5を通って流れる加工電流
、IDは下方側給電子6を通って流れる加工電流を示す
。これらの和電流工υ十よりが全放電エネルギとして放
電加工に寄与する0以上とは逆に、被加工物2の上部で
放電が発生すると、加工電流はIu>Inとなり、第2
図中の波形C,DのI2+  I2’に示す大きさをも
って流れる6また、被加工物2の中央部で放電が発生し
た場合は、IU=ID、すなわち第2図中の波形C,D
のI3e工3′及びI4t I4’に示すように閾電流
は等しくなる。そして、この間のフィルタ回路14から
の出力信号は第2図中の波形Eに示すようになる。すな
わち、放電が一定箇所で発生している(放電点が一定で
ある)と、電流I3e I4区間では波形Fで示すよう
に、微分回路15の出力波形は変動しない。この場合、
微分回路15から得られる信号は、比較増幅器16.1
7に与えられて差動増幅器34.35からの設定電圧子
E O+  E Oと比較され、それら比較増幅器16
.17の出力信号はそれぞれORゲート18に与えられ
るもので、ORゲート18の出力信号波形は、第2図中
の波形Gに示すようになる。
このORゲート18の出力信号はORゲート19を通っ
てカウンタ25のりtット入力@Rに与えられ、その論
理値“1”のときカウンタ25をリセット状態にする。
すなわち、前記放電点が一箇所に集中していない電流1
1y I2区間では、ORゲート18の出力端からは論
理値パ1”の信号が出力され。
カウンタ25をリセット状態にするため、カウンタ25
からは論理値′″1′″の出力信号が得られず、’ro
N、 TOFF回路10.11には制御信号が与えられ
ない。このためTONe TOFF回路10.11であ
らかじめ設定されているON、OFF時間の加工パルス
により放電加工が行われる。また、放電点が一箇所に集
中している電流I3p I4区間では、波形Gから分か
るようにORゲート18の出力端からは論理値″1”な
る信号は得られない。一方、放電加工の全電流が電流検
出器20で検出され、増幅器21で電圧増幅された後、
フィルタ回路22で高周波成分が除去され、上記検出加
工電流を平均化した値として比較増幅器23に与えられ
る。比較増幅器23は、入力された上記検出加工電流平
均値が設定器24で設定した値以上になると、その出力
信号が論理値“0”となって前記ORゲート19の入力
端に与えられる。この際、上述したようにORゲート1
8の出力信号も論理値“O”となっているので。
ORゲート19の出力信号も論理値“□ Itとなり。
カウンタ25のリセット状態を解除する。すなわちOR
ゲート19の出力信号は、所定値以上の加工平均電流が
ながれ、かつ放電が一定箇所で持続したときに論理値“
O”となり、カウンタ25のリセット状態を解除する。
これにより、カウンタ25は発振器26から発生する所
定周波数のクロックをカウントし、所定のカウント数に
達すると、その出力信号が論理値111 rpとなって
、前記TONt TOFF回路to、 ttに与えられ
、加工パルスON時間(TON)を短くするか、加工パ
ルスOFF時間(T OFF )を長くするようにそれ
らT。No TOFF回路io、 itを制御する。
以上のように、加工平均電流(全加工電流)が所定値以
上に増大し、かつ集中放電が検出され、その持続が所定
時間以上に達したときに放電エネルギを下げるように加
工パルスが制御されるもので、これによりワイヤ放電加
工におけるワイヤ電極1の断線が集中放電発生時でも有
効に防止されるため、加工速度が向上されることになる
次に、集中放電検出における感度補正動作について述べ
る。上述説明は、放電自体は正常に発生している場合に
ついて述べたが、ワイヤ電極1と被加工物2が加工中に
短絡すると、第3図中の波形HのIsに示すように加工
電流は増大する。このISが連続して発生すると、第2
図の波形Eが変化し、あたかも放電点が変動したかのよ
うに検出される。したがって、このような短絡時には集
中放電検出回路の電流検出感度を下げるように補正する
必要がある。実験によれば、上記短絡時の電流ISは正
常放電時の加工電流1.に対して約15%増大するため
、この割合で感度を下げればよく、感度補正回路はこの
ような感度補正を行うものである。すなわち、第3図の
波形Hに示した加工電流Is(又はIo)は、比較増幅
器27に与えられて設定器28からの設定値ESと比較
され、その結果がANDゲート29の一方の入力端に与
えられる。
一方、第3図中の波形Jに示すチェックパルス発生回路
32からのチェックパルスがANDゲート29の他方の
入力端に与えられているため、上記短絡状態になれば、
第3図中の波形Kに示すようにANDゲート29の出力
信号がチェックパルス入力時に論理値It I Itと
なる。これによりD型フリップフロップ30はセット状
態となり、第3図中の波形りに示す信号を出力する。こ
の信号りは積分回路33により平均化されて差動増幅器
34の+側入力端及び差動増幅器35の一側入力端に与
えられる。これにより、差動増幅器34からは、正常時
に設定器36で与えられて出力される値より15%上昇
した設定電圧子EOが出力され、比較増幅器16の一側
入力端に与えられると共に、差動増幅器35からは、正
常時に設定器37で与えられて出力される値より15%
低下した設定電圧−EOが出力され、比較増幅器17の
+側入力端に与えられる。したがって、集中放電検出回
路の微分回路15からの信号Fは。
+及び−側にそれぞれ15%補正された設定電圧子EO
y  Eo(第2図F中の2点鎖線で示す電圧)と比較
されることになり、感度が下げられる。これにより、ワ
イヤ電極1と被加工物2の短絡時に、誤ってORゲート
18の出力信号Gが論理値“1″となることが防止され
、実際に放電点が変動した場合と峻別され、放電集中検
出がより適確になる。
上述本発明回路による効果の具体例を以下に示す。
ワイヤ電極上:真鍮製、 0.3mmφmm上物2:5
KD11製、 60aa厚パルスON時間(TON) 
 : 4 μsecパルスOFF時間(TOFF)  
: 12μsecピーク電流:500A 発振器26の発振周波数:1m5ec 異常過電流及び集中放電が発生してからカウンタ28の
出力信号が論理値″1”となるカウント数=10 設定器24の設定値=4OA とした本発明回路を用いてワイヤ放電加工したとき、加
工速度は3.6g+’ / minとなり、従来のそれ
(加工速度3mn/m1l)に比べて20%も向上した
なお、第1図に示した実施例では、集中放電検出用の電
流検出器12を上方側給電子5に至る通電路に設けた場
合を示したが、下方側給電子6に至る通電路に設けても
よく、これによっても上述実施例と同様の効果が得られ
る。
また、集中放電検出回路、加工平均電流検出回路、制御
回路及び感度補正回路など、いずれも上述実施例に示す
構成に限定されない、特に、感度補正回路に関し、上述
実施例では比較増幅器16゜17に与える設定電圧+E
 Op  E Oを変化させることで感度補正を行って
いたが、これを増幅器13の入力感度又は増幅度などを
変化させることで行うようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、集中放電に起因する
ワイヤ電極電流容量以下の通電時のワイヤ電極断線を適
確かつ有効に防止でき、したがって従来、この場合に行
っていた平均加工電流の低減が不要となり、加工速度を
上昇させることができ、また、長時間の無人加工も可能
になるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明回路の一実施例を示す図、第2図は同回
路の各部信号波形図、第3図は同じく短絡時の各部信号
波形図である6 1・・・ワイヤ電極、2・・・被加工物、3・・・加工
液供給ノズル、4・・・パルス電源、5,6・・・給電
子、9゜26・・・発振器、10t 11”’TONp
 TOFF回路、12.20・・・電流検出器、13.
21・・・増幅器、14.22・・・フィルタ回路、1
5・・・微分回路、16.17.23.27・・・比較
増幅器、18.19・・・ORゲート、 24.28.
36.37・・・設定器、25・・・カウンタ、29・
・・ANDゲート、30・・・フリップフロップ、31
・・・ディレィ回路、32・・・チェックパルス発生回
路、33・・・積分回路、34,35・・・差動増幅器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ワイヤ電極と被加工物の間に加工液を供給しつつ、パル
    ス電源により加工パルスを与えて間欠的アーク放電を発
    生させ、前記被加工物に加工行うワイヤ放電加工におい
    て、前記ワイヤ電極に加工電流を通電するために、前記
    被加工物を挟んで上方側及び下方側にそれぞれ設けた給
    電子の少なくとも一方に流れる加工電流の変動を検出し
    て集中放電状態にあるか否かを検出する集中放電検出回
    路と、加工平均電流が前記ワイヤ電極の電流容量に応じ
    て設定された所定値以上になっているか否かを検出する
    加工平均電流検出回路と、これら両検出回路からの信号
    が入力され、前記集中放電状態にあり、かつ前記加工平
    均電流が所定値以上になっている状態が所定時間以上持
    続したときに前記パルス電源のパルスON、OFF時間
    を制御して前記アーク放電のエネルギを減少させる制御
    回路と、前記ワイヤ電極と被加工物の短絡を検出し、そ
    の短絡時には前記集中放電検出回路の検出感度を低下さ
    せる感度補正回路とを具備することを特徴とするワイヤ
    放電加工用ワイヤ電極断線防止回路。
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