JPS62287916A - 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】

８、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′ＴＪ！、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、切孔にワイヤ電画を一通させ、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を、
第８図に示すワイヤ電圧使用の放電加工装置を例に説明
する。 第８図において、（１）は被加工物で、その切穴（１ａ
）に通されたワイヤ電極（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
（３）は、タンク（４）からポンプ（５）で、被加工物
（１）とワイヤを極（２）の間隙（極間間隙）にノズ／
ｖ（６）により噴射される。 被加工物（１）とワイヤ電摘（２）との開の相対運動は
。 被加工物（１）をａ！ぜてめるテープｉｖｑηの移動に
より行われる。テープ／Ｌ’ＣＩ℃は、Ｙ軸駆動モータ
ロとＸ軸駆動モータ（２）により―勧される。以上の構
成に工り、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次元乎面の運動と４ｃる。 ワイヤ化＆　（２７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＞、彼が１工物（１
）中を１ｉｉ３過して上部ガイド（８Ｂ）に達し１電気
エネｙギ袷電部（９）を介して、ワイヤ巻取り兼テンシ
ョンローワＱ（ｊに工り巻取られる。 上記Ｘ、Ｙ軸の駆動モータｕａ８０ａのｗｆＩＪＪ及び
制御を行う制御装置α４１は、数イσ制御経着（ＮＣ制
御装Ｌ）や倣＾装置あるいに電算機を用すた制御装置が
用いられている。 電気エネルギを供給する加工電源１１ｅｔ−ｔ、例えば
。 直流電源（１５ａ）、スイッチング素子（１５１））　
、電流制限抵拉（１５０）及び前記スイッチング素子（
１５ｂ）を制御する制御１１絡（１５ｄ）によって構成
されて＾る。 次に従来装置の動作について説明する。加工電源（至）
からは高周波バμス電圧が被加工物（１）とワイヤ化！
　（２）１５に印加され、１つのバμ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、Ｖ間は高温ｌζよってガス化及びイオン化し
ているため０次のバμス電圧を印加するまでには一定の
休止時間を必要とし、Ｃの休止時間が短か局ぎろとσ間
が充分に絶縁回復しないうちに再び同一場所に放電が集
中してワイヤ電極（２）の溶断を発生さ−ビる。 従って、通常の加工室のでは被加工物の種・頭。 板厚等に依り加工電源αりの休止時間等の％Ｉゴ、気条
件をワイヤＮ、七ｉリメ］７を生じさぜないｗ度の充分
余裕を待った条件で加工するのが普通である。従って。 加工速度は理論的限界値より相当低くな＾ざるを得ない
、更にワイヤ１！　４ｉ　（２）が均一でなく太さが変
化する場合、もしくはワイヤｗＬ橿の一部に突起やキズ
等があり放電が集中し・た場合（こはワイヤ電俺（２）
の溶断は避けられない。 〔発明が１作決しようとする開明、（〕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）
の断線を引き起こさないようにするため、加工電源αＧ
の出力エネルギを少くする等、仮に放電の集中がワイヤ
ｆｆｉ　ｉ　（２）の一点に集中しても断線しなｈよう
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ＩＩ
直前状―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ぞあるいは電極の損傷を回避させる
ような安全対策を施して、加工速度を低下させないよう
にすることが行われている。 ハ の直前状■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＾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
放を集中（ワイヤ切断の最大要因）が発生してｈること
を示す。 しかし、狭ギャップでの加工（精度の良い加工に不可欠
）においては、正常な極間状態でも定格が頻発するので
、この短絡を検知して安全対策を施していたのでは、や
はり加工能率が著るしく低下するという間雇点があった
。 この発明はかかる間ｔμ点を解決するためになされたも
ので、加工速Ｐｊｉｔ低下さぜろことなくＡ確に加工状
態の良否を判別し、を棒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＠は、電極と被加工物間に
印加するバμス電圧の「休止時間」（加工に寄与しない
、オンタイムとオンタイムの間）消イオン時［ｔｏ）に
、１００ＫＨｚ以上の高周波又流電圧を宙乗させ、この
電圧０厘により生ずる電流値から極間ｒｌ！５　ＦＪ　
Ｇこおける那工液の絶縁度を検出する検出手段および該
検出手段で検出された宜橿と被加工物の極間間（涼の絶
縁度と、あらかじめ設定した基準値との比＋ｉ、Ｊ　ｔ
＋Ｂ果に基づいて極間状態を判別する標的間隙状態判別
手段を設け、この判別手段の出力に基づいて印加電圧の
立上りの傾きを鈍くして放電集中を防ぎ、良好の時は立
上りを早くして放電しやすくするように制御する制御手
段とを備えたものである。 〔作　用〕 本発明においては、パルス電圧印加の体Ｉヒ時間中に、
高周波交流電圧を印７ｘＪ　Ｉ／て、・Ｃオン濃度と独
立した純然たる絶縁度を検出できる。す・７わち。 高周波交ｆＮ電圧８！加工粉（スラッジ）や電解イオン
の共存１ツている電極と被加工物の極間に印加すると、
電解イオンの移り初度は高周波に対し鈍いため、加工粉
による絶縁度のみを独立して検出できろウー股に加工中
における事故要因は、放！、点の集中によるものであり
、こねによってワイヤ断線が発生する。放電点の集中は
、７１Ｏ工粉徘除が悪Ａ時、那工粉により極間インピー
ダンスが低下して起るが、従来の検出方式では単極性電
圧を印加してｂたたぬ、！解金属イオンによる絶脅度低
下も区別されずに検出して１４だ。これにより、￥を解
金属イオンの種変け、放？［集中の要因ではなめにもか
かわらず、不必要に極間状態悪化とみなして回復手段を
頻繁に動作させ、加工能率を低下させていた。しかし１
本発明の検出手段によって、真の放電集中要因が検出さ
れ、この検出手段の検出結果を、予め設定された基準値
と比較手段で比較し。 この比較結果に基づ＾て箪間間隙状弗判別手段で極間状
態を判別し、制御手段は上記判別手段から異常判別信号
を受けたとさｌこは、嘩間間隙状叫を回復さぜる：うに
制御する制御手段を備え、　７ＪＯ工速度を低下させな
いようにしたものである。 〔発明の実施例′〕 第１図はこの発明の一実施例を示す概要図であり、符号
（１）〜αｉｊｌユ上記従来装置と全く同一のものであ
る。α０は品周波交７＆電麹（至）による極間もれ電流
（７ＩＯ工粉起因による絶縁低下のため流れろ７流）を
検出するための電流検出器、αηは制ａ指令信号発生装
置で、前記電流検出器αＧからの検出Ｆ流受入れ手段、
１間電圧検出手段および検出電圧を基準値と比較する比
較手段、この比較手段の出力に基づいて（″ｉ間状■を
判別するｒｉ間間隙状四判別手段などを有し、制御装置
α４．加工電源（至）などに制御指令信号を供給するよ
うに構成されて匹る。 尚品周波交流電源（至）は１０〜２５ｖ１周波数ＩＭ）
（ｚ（１００Ｋ田〜２０　ＭＨｚ便用可）の交流発生器
（１訊）と、直列の電流制限インピーダンス素子（１８
ｂ）とから成り、加工室ＩＭ（至）がパルスＩと圧を発
生した時には、上記インピーダンス素子（１８１））に
より極間に対し同等影響を与えず、７Ｘｌ工電源ＯＱの
スイッチング素子（１５ｂ）がオフの時、すなわち休止
時間中のみ又加電圧が極間に印加される。 第２図は、第１図記載の構成によるところの極間電圧Ｖ
ｇｏＪ波形と（休止時間中に高周波交流印加）、上記゛
ε電流検出器・エリ得られた電流信号工及び加工″”＆
ｉＱ５のパルス電圧がオンとなっている時の信号Ｓｐ及
びこのＳｐで休止時間中のみの電流＆号を取り出したＳ
ｎ　、更にこのＳＤをエンベロープ４ｆＲｄシて、その
レベルを８段階と

【７．極間インピーダンスが低く、多
大なもれ電流が流れてｂる７１以上（２００Ω以下に相
当）、これより低めレベルＶ２（１，５に、Ｑ程度相当
）Ｌり大で。 レペ／Ｉ／Ｖｌ　　より低Ａレベル及びＶ！以下（加工
しない時の液の比抵抗で定まる程度のレベ／Ｉ／）に分
け、それぞれＶ　ｒ　（、Ｖ　ｔ〜Ｖ！、Ｖ２＞　　の
信号群として１ハる。 第８図は第２図の信号群８得るための回路例で。 を流検出器αυの電流信号は増幅回路（１１７）により
増幅され信号・１として、アナログスイッチ（１，１８
）の入力となる。アナログスイッチＣ１１，’３）のＩ
’３ｆ！閉は加工電源（至）のパルス信号の休止側信号
であるＳｐで制御され０本例では休止時間の時のみ信号
工を通すようにしている。この通過信号がＳＤで、この
信号をエンベロープ検波する回路（１１９）は、ダイオ
−ドロ。抵抗ＲすコンデンサＣで構成されている。該（
１１９）の出力ＢＥは、電圧比Ｎ器■、Ｑηに供給され
る。上記電圧比較器（イ）は入力された信号ＳＤが■１
　より大である場合出力が】となり。 電圧比＃ｉ器ｆ２Ｄはｖ２より小である場合出力が１と
なる。アンドゲートのはＶ２　より大で■１　より小で
ある４９号をとりだすためのものである。 実験によれば、セ間インピーダンスが５００〜７００Ω
以上の場合においては放電そのものが液中にｂけるアー
ク柱の発生とこれｌこ伴う高熱の発生（５０００〜７０
００℃）及びピンチ効果のあられれが順調に行われてＡ
ろ場合であり、被加工物側に充分なエネルギ分配がなさ
れて力ることを示しでいることがわかった。 また、２００Ω以下の場合には火花放？Ｐ！ｉはＬｌか
に極間に存在するが、電搾と彼甜工物ｒｉｌｌに直接存
在しているのではなく一１’Ｍ→スフフジー・被加工物
とか電瞳→金属イオン→被加工物といった放電をしたと
しても、充分に被加工物にエネルギが分配されずに屯に
ワイヤを損傷さぜるような放電状態であることが判明し
ｔ、：１従って、このような放電状態はσちに除去しな
藝と、ワイヤ′４．欄の損傷断線が発生することになっ
てし−まう。 よって、■１〈であるか−Ｖｌ〜Ｖｌｒ：あるかによっ
て加工状態８ホ１１卿すれば、ワイヤ１を模の損傷断線
を防ぐことができる。第４図は、上記電圧比較器ω、（
財）の出力（ζ基づいて僅間間隘状態を判別する判別手
段彌の構成例２示すものであって、絶縁度劣化信号（Ｖ
　Ｉ＜）はゲート（ハ）を介してカウンタ（至）にエリ
カワントされる。、また、正常絶縁度信ＩＶＩ〜’Ｖり
は上記カウンタ（至）をリセットし、異常放電が連続し
な−かぎりカウントしつづけないようにしている。 従って、上記カウンタ（２）の内容はそのまま極間状態
を示すものであるとＡえろ、、なぜなら、正常な放電で
あれば、熱論カウンタ（ハ）は１０′であるが、正常放
電と異常放電を縁り返してｈる場合。 カウンタ＠の内容の平均値は異常になるほど大となり、
正常になるほど少くなる。 そして、ワイヤを衝（２）の断線に至る１「前までの異
常放電の連続があった場合、ディジタμコンパＶ−夕（
至）によって危険信号ＳＪを出力し、この信号に基づい
て状態改善のための制御をすることができる。 また、Ｄ／Ａコンバーターによるアナログ出力Ｓｒを用
いてアナログ表示するとか、上記危険信号Ｓ、ｔをモニ
タ回路脅に供給する。このモニタ回ｖｒ＠は否定アンド
ゲート四１発光ダイオード（ＬＥＤ）（１）、抵抗ｒｅ
　により構成されて＾る。 第５図は０以上述べた異常放電検出のタイムチャートで
、カウンタ（至）の内容のアナログ値Ｓ、ｗ。 危険信号Ｓ、ｔ、＠、流信号、極間電圧信号ｖｇの関係
を示したものであろう以下、上記カウンタ（７）の内容
に基づいて、極間状順回り手段を作動させ。 ワイヤ断線に至る不具合を解消する具体的方法につき以
下詳述する。 さて、上記検出回路によって得られた出力に基Ｖ づいて、極間印加電圧の時間あたりの傾き　在を変化さ
せることにより、俺間状態が悪い場合には、ゆるく立上
らせて、放電をさぜ鐙＜シ、放電集中を防ぎ、良好な状
態の時には急速に立上らせて放電させやすくシ、加工能
率を向上させることができる。このための実施例を第６
図に、動作説明をタイムチャート第７図を用＾て説明す
る。第６図における（１００　）は反転増幅器であって
、前記カウンタ□□□の出力に応じたアナログ′覗圧Ｓ
、Ｍ　（尚該アナログ電圧ＳＭは、上記カウンタ翰のデ
ィジタμ出力をＤ／Ａコンバータ（５）に接続して得ら
れる）をｙ転してＰＮＰ）ランジスタ（１０１）のベー
スに加えるための回路である。 さて樹間に印加される電圧Ｖｇは以下のような値となる
。 Ｖｇ　＝工Ｇ　Ｘ　ｔ／Ｃ−−−−−−（１）尚、ＩＣ
はトランジスタ（１０１）のコレクタ電流。 ｔはバμス醒圧印加後の経過時間、Ｃはコンデンサ（１
０２）の容歓である。次に、工Ｃはトランジスタ（１０
１）のエミッタフォロア負荷抵抗（Ｈ）８）に流れる電
流にほぼ等しく（９９％程度）この工Ｃは。 抵抗（１０Ｂ）の値が’ｆ−１ｇとすれば、以下のよう
に表わされる。 尚、■Ｅはトランジスタ（１０１）のエミッタ電圧。 ＶＪはベース電圧である。よって唖間印ｍ電圧Ｖｇは式
（１）と（２）より こＣでＢｚ＝５Ω、Ｃ＝０．０１μｆ；’　、　ＶＪ　
＝　０〜１０Ｖとすると、電圧傾斜ｄＶ、、ｔは、０〜
２００−の範囲で変化するようになる。尚５反転層幅器
（１００）は、入力ＱＶの時出力ｔｏｙ、入力１０Ｖの
時出力０■となるように設計されてめるので、ｖｏが大
となる程、すなわち、極間状態が悪くなる程、印加電圧
の傾きｄｖ／ｄゎは減少する。また、抵抗（１０４）は
、コンデンサ（１０２）に蓄積された電荷を放″亀時に
、加工に影ａしないようにディスチャージするためのも
のであり、ダイオード（１０５）は。 加工用のスイッチングトランジスタ（１５１））からの
直流が、コンデンサ（１０２）に逆流するのを防Ａでい
る。さらに、トランジスタ（１５１））は、極間で放電
が発生してから所定時間ＯＮとなる。反伝増嘔器（１０
０）の内部ゲートは、パルス幅休止幅制御回路（１５ｄ
　）の−制御信号Ｓ３によっても制御されており、休止
時間中に、極間にｉＩｔ、圧が印加されることを防いで
いる。タイムチャート躬７図は、上記説明の具体的説明
のためで、検出電圧ＳＮと、コンデンサ充Ｗｔ流下Ｃの
関係、及びトランジスタ相互のＯＮ・ＯＦＦ　の状態が
、１．０のロジックレベμで示さｎて力る。 木冥施例により、放電の集中やワイヤ断線の前駆状態と
なると検出回路のカラング（至）の内でか増加し１反転
層幅器の出力は減少してＩ：ｌ］７ＪＯ′ｇ！Ｌ圧の煩
きは鈍くなり、放電し轢くなって放電が集中することは
なくなり、恒量状■は回復する。 なお上記実施例では、検出回路のカラングーの内容に応
じて連続的にＬ＋］加冠圧の煩さセ制御してＡろが、必
ずしも連続的にする・み要になく、折れ磯釣、あるいは
敷設の切換５あるいは級数的に変化させても１本発明実
施の目的には合致している。 以上のように本発明では、極間状態の異常ケ。 既述の検出方法で判別し、該判別結果をもとにして福間
状匹の回復をはかるために５撞間印７１０［圧の傾きを
変化させて放電発生のしやすさを制御し放電が一点に集
中したり、消イオンされない状態で課電圧が連続的に印
加されることを防ぎ、極間状態を回復させるという従来
にないワイヤカット放ａｍ工装置の提供を行うものであ
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慨要図、第２図はこ
の実施例の１乍を示すタイムチャート。 第３図は極間の絶臓度の検出手段の１例を示す回路図、
第４図は極間間隙状倭判別手段の一例を示すｃｌｉ］路
図、第５図はその動作を示すタイムチャート、第６図は
制御手段の一例を示Ｔ回路構成図５第７図はその動作説
明のタイムチャート、第８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、 図中、（１）は被加工物、（２）はワイヤ電極、０１は
７）１１工電誹、Ｍは’ｔＶ、ＩＮ検出器、ａηは制御
指令信号発生装置、（至）は品周波父済電源、弼は樺間
間隙状ユリを判別する判別手段である。 なお１図中同一符号は同−又は討：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
   、その電極と被加工物間にパルス電圧を印加して両者間
   に放電を発生させ、その放電エネルギで上記波加工物を
   加工する放電加工装置において、上記電極と被加工物間
   に印加するパルス電圧の休止時間に、高周波交流電圧を
   重乗させる手段と、この高周波交流電圧により、上記電
   極と被加工物の間隙に存在する上記絶縁性加工液の絶縁
   度を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
   る上記電極と被加工物の間隙の絶縁度を、予め設定した
   基準値と比較する比較手段と、上記比較手段の出力信号
   に基づいて極間状態を判別して信号を出力する極間間隙
   状態判別手段と、この判別手段の出力に基づいて上記極
   間間隙に印加するパルス電圧の立上りを制御する制御手
   段を具備したことを特徴とする放電加工装置。