JPS6215017A - ワイヤ放電加工装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明はワイヤ電極と被加工物との間に間欠的に放電を
発生させて被加工物の加工を行うワイヤ放電加工装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

従来のこの種の装置を第６図に基づいて説明する。第６
図において、１は図示しない支持体に支持された被加工
物である。２ａ、２ｂは上記支持体を任意の方向に移動
させる駆動装置であり、数値制御装置１３からの指令に
より駆動される。３はワイヤ電極であり、前記被加工物
１と適宜の加工間隙が保持された状態で向かい合ってお
り、またその加工間隙にはイオン交換水などの加工液が
加工液ノズル５ａ、５ｂから供給される。４．ａ、４ｂ
はワイヤ電極３を緊張状態で一方向に送り出すカイトロ
ーラ、　１０ａ　、　１０ｂはワイヤガイド、６ａ、６
ｂはワイヤ電極３に接触する通電端子で、ワイヤ電極３
はこの通電端子６ａ、６ｂにより上下２箇所から通電さ
れる。１００は放電加工用電源装置であり、その出力端
は一方が被加工物１に、他方が通電端子６ａ、６ｂに各
々接続されている。この放電加工用電源装置１００は、
直流電源７，１１．スイッチング素子８、ダイオード１
２、スイッチング素子８制御用のパルス制御回路９及び
加工状態監視回路１９で構成されている。この場合、上
記パルス制御回路９は数値制御装置１３の指令によりそ
の出力パルスの条件が決められるようになっている。

このような従来装置において、加工は次のように行われ
る。ワイヤ電極３を送行させ、加工間隙にノズル５ａ、
５ｂから加工液を供給しつつ、電源装置１００によって
被加工物１及びワイヤ電極３間（極間）にパルス電圧を
印加し、その間に間欠的に放電を発生させる。一方、被
加工物１は数値制御装置１３からの指令により駆動され
る駆動装置２ａ、２ｂによって所定方向に移動されるも
ので、これにより被加工物１は前記指令に従った形状に
切断加工されるものである。

ところでワイヤ放電加工は、ワイヤ電極３と被加工物１
との間に間欠的に発生させた放電による熱と、それに伴
う加工液の急激な気化による圧力とで被加工物１の放電
面部分を溶融飛散させて加工を行うものであり、その放
電が発生する箇所（放電点）が分散しなければ加工は進
行しない。

しかし、加工間隙内における加工屑濃度が局所的に高く
なったり、加工パルスの休止時間が短すぎると加工液の
絶縁回復不良となって放電点が分散せず、放電点の位置
の集中（これを空間的集中という）が起こり、しかもこ
の時の加工パルス休止時間が短い（単位時間当たりの放
電回数が多い）と時間的集中も同時に起こるため、ワイ
ヤ電極３が急激に加熱されて断線してしまうことがある
。

上述従来装置では、このように放電点の集中によりワイ
ヤ？ｌｔ極３の断線が生じるため極間に投入できるエネ
ルギを低くしなければならず、したがって加工速度を上
げることはできなかった。

そこでワイヤ電極３の断線を生じさせないために、平均
加工電流を監視して放電の時間集中を加工電流の増加で
検出する方法が考えられているが、放電の時間的集中が
空間的集中と同時に起こるとは限らないので、ワイヤ電
極３の断線を予知する方法としての信頼性は低い。また
空間的集中についての検出方法は、例えば特開昭５９−
３０６２１号公報に記載されているが、この方法は空間
的集中だけに注目しており、時間的集中については考慮
してないためワイヤ電極３の断線を予知するにはこれま
た信頼性が低い。また、ここでの方法はワイヤ電極３へ
の通電が１箇所で、その通電端子へ流れる電流波形によ
り放電点を求めようとしているが、通電端子を上下２箇
所に設けている場合には、総加工電流だけを検出したの
では検出感度が悪くなり適確な放電点検出ができない。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、ワ
イヤ電極の断線を確実に防止することができ、加工速度
を上昇させることができるワイヤ放電加工装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明装置は、被加工物を挟んで上下２箇所で各々ワイ
ヤ電極に接する一対の通電端子の各々に流れる電流を検
出してその差に応じた信号を得、この信号によって放電
点の空間的集中と放電の時間的集中とが同時に起こった
ことを検知し、それを表示したり、あるいはそれによっ
て電圧印加を停止するなどにより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装置の一実施例の
要部を示す回路図で、この第１図において、上部通電端
子６ａへの通電ケーブル１４ａには、上部通電端子６ａ
に流れる電流を検出する電流検出器１５ａが設けられて
いる。また下部通電端子６ｂへの通電ケーブル１４ｂに
は、下部通電端子６ｂに流れる電流を検出する電流検出
器１５ｂが設けられている。そして上記電流検出器１５
ａからの信号は増幅器１６ａで増幅されて差動増幅器１
７の十入力端に入力され、また上記電流検出器１５ｂか
らの信号は増幅器１６ｂで増幅されて差動増幅器１７の
一入力端に入力される。したがって、差動増幅器１７か
らは上下部通電端子６ａ、６ｂへ流れる電流の差に比例
した信号が出力される。

いま、第１図中の点Ａから通電端子６ａ、６ｂへの各通
電ケーブル１４ａ、１４ｂのインダクタンスが同一で、
かつ被加工物１上端から上部通電端子６ａまでの距離Ｌ
１と被加工物１下端から下部通電端子６ｂまでの距離Ｌ
３とが同一（Ｌ＋＝Ｌ３）であるとする。そしてこのよ
うな設定において被加工物１の上端、下端及びそれらの
中央で放電が生じたときの差動増幅器１７の入力信号（
電流）波形を示せば第２図（ａ）、　（ｂ）及び（ｃ）
のようになる。ここで、１１は上部の電流検出器１５ａ
からの検出電流に応じた大きさの差動増幅器１７の十入
力端への入力信号（電流）、１ｚは下部の電流検出器１
５ｂからの検出電流に応じた大きさの差動増幅器１７の
一入力端への入力信号（電流）である。Ｉ３はＩ、−Ｉ
２の大きさの差動増幅器１７の出力信号（電流）で、こ
れは、被加工物１の厚さＬ２方向において。

放電点から上下部通電端子６ａ、６ｂまでの各インダク
タンスの相異に対応した大きさとなる。

上記信号工３は放電状態処理回路１８へ入力されて放電
の集中状態が検知されるもので、以下これについて第３
図〜第５図に基づき詳述する。第３図は上記放電状態処
理回路１８の具体例を示す図、第４図及び第５図は第３
図中の各部信号波形図である。

まず、第４図に基づいて第３図の放電状態処理回路１８
を説明する。第３図において、　２０はサンプルホール
ド回路で、前記信号Ｉ３（第４図Ｔ３参照）はそのサン
プルホールド回路２０に入力され、第６図と同様に構成
された電源装置ｌＯＯのスイッチング素子８（第６図参
照）がオフするタイミングで電源装置ｌＯＯから出力さ
れるタイミングパルスＴ。

（第４図Ｔ１参照）によりサンプリングされる。

そしてサンプルホールド回路２０の出力信号ｈ＋（第４
図Ｃ参照）は次段のサンプルホールド回路２１に入力さ
れ、上記タイミングパルスＴ、を遅延回路２２でΔｔ２
だけ遅延させて得たタイミングパルスＴ２（第４図Ｔ２
参照）によりサンプリングされる。

このサンプルホールド回路２１のホールド出力信号ｈｚ
（第４図Ｃ参照）は増幅器２４及び２５に各々与えられ
、それらの出力端から信号ｅＩ及びｅ２として出力され
る。この場合、信号ｅＩはｅｌ＝ｈｚ＋Δｅ！、信号ｅ
２はｅｚ＝ｈ２−Δｅ２であり、Δｅ１とΔｅ２は各々
設定電圧回路２６及び２７で設定される。

上記信号ｅ１及びｅ２はコンパレータ２８及び２９に各
別に入力され、各々前記信号り、と比較される。

この比較は、タイミングパルスＴ１を遅延回路２３でΔ
ｔ３（Δｔ３くΔｔｚ）だけ遅延させて得たタイミング
パルスＴ３　（第４図Ｔ３参照）により行われる。比較
結果であるコンパレータ２８及び２９の出力信号は、ア
ントゲート回路３０の異なる入力端に各別に入力される
もので、アンドゲート各３０からは信号Ｃ（第４図Ｃ参
照）が出力される。この信号Ｃは、加工パルスの１パル
ス前の放電点の位置に相当する信号が前記信号ｈ２とす
ると、次のパルスの放電点の位置に相当する信号ｈ１が
、ｈ２−Δｅｌ≦ｈ１≦ｈ２＋Δｅｚ　　・＝−−（１
）を満足したときに出力される信号である。したがって
この信号Ｃが出力されたことにより、前の加工パルスに
よる放電点の近傍で次の放電が起こった、換言すれば放
電点の空間的集中が起こったことが分かる。

上記信号Ｃは単安定マルチバイブレータ３１、アンドゲ
ート回路３２．３３に入力されるが、以後は第５図に基
づいて第３図の放電状態処理回路１８を説明する６すな
わち上記信号Ｃ（第５図Ｃ参照）は単安定マルチバイブ
レータ３１に入力され、そのＱ出力信号Ｄ（第５図り参
照）は信号Ｃ及びＮ進カウンタ３４の出力信号Ｇ（第５
図Ｃ参照）をインバータ３６で反転した信号τと共にア
ンドゲート回路３２の異なる入力端に各別に入力される
。また単安定マルチバイブレータ３１の一ロー出力信号
五と信号Ｃはアンドゲート回路３３の異なる入力端に各
別に入力される。そして、アンドゲート回路３２の出力
信号Ｅ（第４図Ｃ参照）はＮ進カウンタ３４のアップ信
号として入力され、またアンドゲート回路３３の出力信
号Ｆ（第４図Ｃ参照）はＮ進カウンタ３４のリセット信
号として入力される。これにより単安定マルチバイブレ
ータ３１の引延ばし時間ｔ４（第５図り参照）以内に信
号Ｃが連続して発生したときだけＮ進カウンタ３４で信
号Ｃがカウントされることになる。なお第５図Ｃ，Ｄか
ら分かるように、本実施例では信号Ｃの立ち下がりで単
安定マルチバイブレータ３】のＱ出力信号りが立ち上が
るので、Ｎ進カウンタ３４は実際には連続して入力され
る信号Ｃの２つ目のパルスからカウントを開始する。

そしてＮ進カウンタ３４のカウント値がＮになると信号
Ｇを出力し、発光ダイオードなどからなる表示回路３５
を作動させる。

ここで、単安定マルチバイブレータ３１の引延し時間ｔ
４以内に続けて信号Ｃが出力されることは放電の時間的
集中が起こったことを意味する。したがって上記時間Ｌ
４とＮ進カウンタ３４の数値Ｎを最適値に設定すれば、
加工速度を下げることなく、放電点の空間的集中と放電
の時間的集中を加味した放電の集中を表示回路３５の発
光タイオードなどの表示器（図示せず）によって目視で
確認できるようになる。また、上記信号Ｇにより前記ス
イッチング素子８をオフ状態にするように構成すれば、
極間への電圧印加を即時に停止させることができる。

〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば放電点の空間的集中と
放電の時間的集中とが同時に起こったことを検知して信
号を出力するので、ワイヤ電極の断線予知の信頼性が高
められて断線防止が一層確実なものとなり、一方、これ
によって前記検知信号が出力される直前まで極間に与え
るエネルギを低下させる必要がなくなるので加工速度を
上昇させることができるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例の要部を示す回路図、第
２図は第１図において異なる位置で放電したときの差動
増幅器の入出力信号波形の例を示す図、第３図は第１図
中の放電状態処理回路の具体例を示す図、第４図及び第
５図は各々同上回路の各部信号波形図、第６図は従来装
置の構成図である。 １・・被加工物、３・・・ワイヤ電極、６ａ、’６ｂ・
・・通電端子、１４ａ　、　１４ｂ−通電ケーブル、１
５ａ、１５ｂ・・・電流検出器、１７・・・差動増幅器
、１８・・・放電状態処理回路、１００・・・放電加工
用電源装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ワイヤ電極と被加工物との間に加工液を供給しつつパル
   ス電圧を印加して間欠的なアーク放電を発生させ、これ
   により前記被加工物の加工を行うワイヤ放電加工装置に
   おいて、前記被加工物を挟んで上下２箇所で各々前記ワ
   イヤ電極に接する一対の通電端子の各々に流れる電流を
   検出する一対の電流検出器と、この一対の電流検出器の
   各々に流れる電流の差に応じた信号を出力する差動増幅
   器と、この差動増幅器の出力信号によって放電点の空間
   的集中と放電の時間的集中とが同時に起こったことを検
   知し、信号を出力する放電状態処理回路とを具備するこ
   とを特徴とするワイヤ放電加工装置。