JPS62287927A - 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】 ３、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（こは、被加工物を棒状電
極で穴加工するものき、被加工物にあらかじめドリルな
どであけ１こ切孔にワイヤ電極を貫通させ、この被加工
物きワイヤ電極を相対的シζ移動させて被加工物を切断
加工するもの♂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、その切孔（１り
に１ｍされＴコワイヤ電極（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）
♂ワイヤ電極（２）の間隙（極間間隙２にノズｌしく６
）により噴射されろ。

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）を載せているテーブルαυの移動によ
り行われる。テーブルαＤは、Ｙ軸駆動モータα３さＸ
軸モータ四により駆動されろ。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
面内に於いて２次元平面の運動となる。

ワイヤ電極（２３は、ワイヤ供給リール（７ンにより供
給され、下部ワイヤガイド（８ＡＬａ加工物（１）中を
通過して上部ガイド（８Ｂ）に達し、電気エネルギ給丁
・１イ部（９）を介して、ワイヤ巻取り兼テンションロ
ーラαＯにより巻取られろ。

ヒ記Ｘ、Ｙ軸の駆動モータＣ１２，（１３の駆動及び制
御を行う制御装＠Ｑ４は、数値制御装＠ｔＮｃ＠御装置
）や倣い装置あるいは、電算機を用いｔこ制御装置ｄが
用いられている。

？ば気エネルギを供給する加工室ｆｎＧ、！ｉは、例え
ば、自流［ｔｉｌ　（１５ａ）、　スイ・・・チング素
子（１５ｂ）、１１Ｌ流制限抵抗（１５０）及び前記ス
イ・・チング素子（１５ｈ）を制御する制御回路ｔ１５
ｄＪによ−・で構成されている・ 次に従来装置の動作について説明する。加工電源０９か
らは高周波パフレス電圧が被加工物（１）とワイヤ電極
（２）間に印加され、１つのパルスにぼる放電爆発によ
り被加工物（１）の一部を溶融飛散させろ。

この場合、極間は高温によってガス化及びイオン化して
いるｔコめ、次のパルス電圧を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。！：
極間が充分に絶縁回復１ノないうちに、再び同一場所に
放電か集中してワイヤ′鷹極（２）の溶断を発生させろ
。

従って、通常の加工１ｉ源でｉ：ｉ被加工物の種類。

板厚等に依り加工＊　源ａｓ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つ１
こ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らざるをイ静ない。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
くはワイヤ電極の一部に突起やキズ等があり放電か集中
しｔこ場合にはワイヤ電極（２）の溶断は避けられない
。

〔発明が解決しようさする問題点〕

以上のように従来のワイヤカー？ト放電加工装置では、
ワイヤｗＥ　＆　（２）の断線を引き起さないようにす
るｔコめ、加工！源Ｑ５の出力エネルギを少なくする等
、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１こｔこめ、加工速反ツノ；
著しく低いｔいう問題点かあつ１コ８そこで、従来、加
工状態の良否あるいは電極の損傷１■前状態を判別し、
この判別結果に基づいて自動的に正常加工状ａｉこ復乃
させあるいは［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な
われている。

この場合、加工状態の良否ｉｂるいはワイヤ電極すなわ
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Ｊ）ろいはスラーＩジとか加工粉の
滞留２こより、放電の１こめの絶縁破竣が起りやす＜　
、７．−り族１ｕ集中（ワイヤ切断の最大要因）が発生
していることを示す。

しかし、狭ギセー・ブでの加工（精度の良い加工に不可
大月こおいては、正常な極間状態でも短絡が頻発するの
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問題点があつ
１こ。

この発明はかかる問題点を解決するＴコめ）こなされ１
こもので、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を目的とする。

Ｃ問題点を解決するＴコめの手段〕 この発明にかかる放電加工装Ｕは、Ｖｌｌｍと被加工物
間に印加するバｉレスｐＨ圧のし休止時１山」（加工に
寄与しない、オンタイムとオンタイｊ、ｔ））間の消イ
オン時間）＋２−１ＩＱＱＫＩ（ｚ　　以上の高周波交
流電圧を１乗させ、この電圧印加により生ずる電流値か
ら極間間隙における加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ｔ］、　ｒ：　ｍｌ極さ被加
工物の極間間隙の絶縁度と、あらかじめ設定しｔ、：基
蟲値との比軟結果に基づいて極間状態を判別する極［１
４１間隙状態判別手段を設け、この判別手段の出力に基
づいて上記絶縁性加工液の比抵抗を１；、ｉｆ御する制
御手段７！−を備え１．二へのである。

〔１乍用〕 本発明５こおいて（ま、パルス電圧印加の休止時間中に
、高周波交流電圧を印加して、イオン濃度と独立し７に
柿然ｆコろ絶縁／ｆを検出できろ。すｆｘわら、趙周波
交流電圧を加工粉（スラ・・・ジンや電解イγンの共存
（−７ている電極と被加工物の極間Ｅこ印加すると、電
解イオンの移動度は高周波辺対しにぷいため、ハ［Ｊ工
粉昏こよろ絶縁度のみを独立して検出できる。一般に、
加工中における事故要因は、改定点の集中によ；二もの
であり、これによってワイヤ断線が発生する。放竜点の
集中は、加工粉排除が悪い時、加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、てい１．：ｔこめ、電解金属イオンによ
る絶縁度低下も区別されずに検出してい１こ。これによ
り、電解金属イオンの濃度は、放電集中の要因ではない
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ζこ動作させ、加工能率を低下させてい１こ
。しかし、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
ｆコ基？ｆ！４値お比較手段で比１１りし、この比較結
果に基づいて極１田間隙状態判別手段で極間状態を判別
し、制御手段にｔ−ヒ記判別手１！′ｉかＣ・異常判別
信号を受け１ことさ）こ（Ｊ、厖間間隙状隻を回復させ
るようζこ制御する制御手段を備え、加工速度を低下さ
せないよう；こＬ−ｔこら０）である。

〔猪明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す＠要因であり、符号
（１）〜（１９は上記従来装置き全く同一〇）ものでゐ
ろ。ｄＧは高周波交流１ｍ止ｉこよろ橋ｆｆｆｉもれ電
流（加工粉起因２こよる絶縁低下の１コめ流れる電流）
を検出する１こめの電流検出器、αカは制御指令信号発
生装置で、前記電流検出器Ｑｆ９からの検出電流受入れ
手段、極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極間状態
を判別する極面間隙状態判別手段などを有し、制御装置
ａ４）、加工電源Ｏ９など（こ制御指令信号を供給する
ように構成されている。

尚、高周波父流電源明は１０〜２５ｖ０周波数ＩＭＩＬ
ｚ（ｌ　Ｑ　Ｑ　ＫｆＬｚ　〜２　Ｑ　ＭＲｚ　使用可
）ノ交流発生器（１８ａＪ♂、直夕１１の電流制限イン
ピーダンス素子（１８：りとから成り、加工電源０８が
パルス電圧を発生し１こ時には、上記インピータンス素
子（１８ｂＪにより、極間に対し同等影響を与えず、加
工Ｗｌ源α９のスイ、・Ｉチング素子（１５ｂ）がオフ
の時、すなわち休止時間中のみ、交流重圧が極間に印加
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
ｇの波形と（ｔ＊止待時間中高周波交流印加）、上記電
流検出器Ｏｅより得られ１こ電流信号ｌ及び、加工電源
α９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信号を取り出し１こ
ＳＤ、更にこの８Ｄをエンベロープ検波して、そのレベ
ルを８段階とし、極間インピーダンスが低く、子犬なも
れ電流が流れているＶｌ以ｒ（２００Ω以下をこ相当）
、これより低いレベルｖ２（１，５）ＬΩ程度相当２よ
り大で、レベル■１より低いレベｔし及びＶ２以下（加
工しない時の液の比抵抗で定まる程度のレベルノに分け
、それぞれＶ　）　（、Ｖ　＋〜Ｖ２．Ｖ２＞の信号群
とり、でいろ。

第３図は第２図の信号群を得る１こめの回路例で、？に
流検出器αｅｏＮ電流信号は増幅回路（１１７）Ｉｎよ
り、増幅され信号Ｉ６してアナロクスイ・・−チＮ、１
８）の入力きなる。アナログスイー’＋チ（１１８）の
開閉は、加工電源０ｅのパルス信号の休止側信号である
Ｓｐで制御され、本例では、休止時間の時のみ信号Ｉを
通すようをこしている。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、ダイオー
ドＤ、抵抗凡、コンデンサＣで構成されている。該ｔ１
１．！ＩＪ）の出力ＳＥは電圧比較器ω、ＱＤに供給さ
れる。上記電圧比較器■は入力され１こ信号８Ｄが■１
より大。である場合出力か１おなり、電圧比較器Ｉ２υ
は■２より小である場合出力が１となる。アンドゲート
■は■２より大でｖｌより小である信号を♂すｔごす１
こめのちのである。

実験によれば、極間インピータンスが５００〜７００Ω
以上の場合においては、放電そのものが液中におけるア
ーク柱の発生とこれに伴う高熱の発生（５０００〜７０
００°Ｃ）及びピンチ効果のあられ１１、が順調に行な
われている場合であり、被加工物側に充分なエネルギ分
配がなされているこ亡を示しているこさがわかつｔこ。

ま１乙　２００Ω以下の場合には火花放電は確かに極間
シこ存在ｆ７＝が、重砲と被加工物間に１■接存在して
いるのではなく、電極−スラ、・レー仮加工物古かＩぼ
極−金属イオン−被加工物さいつｆこ放電（１ことして
も、十分にｊＦｆ１２］日工物に工不ルキ分配がさｎ〜
ｒに１１こワイヤを損傷させろような放電状態でゐろこ
とが判明しｆこ。従って、このような放電状態は日ら（
こ除去しないと、ワイヤ電極の損傷断線か発生すること
シこなってしまう。

よって、ｖｌ（であるか、Ｖｌ〜ｖｌであるか（こよっ
て刀日工状態を制御すれば、ワイヤ電極の損傷断線をｖ
ｌぐこ♂ができる。第４図は、上記電圧比較器（イ）、
Ｑυの出力に基づいて極間間隙状態を判別する判別手段
四の構成例を示すものであって、絶り反省化信号（Ｖ　
ｌ　＜’、　ＪＬｆゲートＧ２４１を介してカウンタ＠
ｔこよりカウントされる。ま１こ、正常絶縁度信号（Ｖ
ｌ〜Ｖｚ）は上記カウンタ囚をリセー・トシ、異常放電
が連続しない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（イ）の内容はそのまま極間状態
を示すものであるさいえろ。なぜなら、正常な放電であ
れば、熱論カウンタ（至）は０′であるが、正常放電お
異常放電を繰り返している場合、カウンタ（至）の内容
の平均値は異常になるほど大となり、正常Ｆこなるほど
少ζｘ＜Ｉする。

そし７て、ワイヤ電極（２）の断線に至る直前までの異
常放ｔｉの連続があつｆコ場合、ディジタルコンパレー
タ（至）によって危険信号８人を出力し、この信号に基
づいて状態改善の１こめの制御をすることができる。

ま１こ、Ｄ／Ａコンバータ勾によるアナログ出力Ｓａｒ
を用いてアナログ表示する♂か、上記危険信号８Ａをモ
ニタ回路四に供給する。このモニタ回路（至）は否定ア
ンドゲート−１発光ダイオード（ＬＥＩＪ）田、抵抗ｒ
ｅにより構成されている。

第５図は、以を述べた異常放電検出のタイムチセードで
、カウンタ（イ）の内容のアナログ値８ｘ。

危険信号Ｓ人、電流信号　、極間電圧信号ＶｇＯ＋関係
を示し１こものである。以下、■−記カウンタ（至）の
内容に基づいて、極間状態回復手段を作動させワイヤ断
線）こ至ろ不４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１こ出力）こもとづ
いて極間における加工液比抵抗を制御する手段’ｔ１つ
いて第６図を用い説明する。加工液噴射ノズル（６）は
、加工液供給ポンプ（５８）及び（５ｈ）から加工液の
供給を受けろが、ポンプ（５ａＪは比抵抗の低い液（３
ａ）の入つ１こタンク（４）に接続され、ポンプ（５ｈ
）は比抵抗の高い液ｔ３ｂ月こ接続されている。ポンプ
（５ａ）と（５ｈ）は、それぞれポンプ制御回路ｔｌｏ
ｏａ）、（１００Ｊ　＋こよって人、切され、該制御回
路の入力は、前記検出信号ＳＡによってなされる。８人
−〇の時、すなわち、正常放電の時には反転回路（１０
１）を介し、（１ｆｌＱｂノー（５ｈ）♂動作し、比抵
抗の高い液が極間；こ供給されろ。

一旦加工が異常となりワイヤの断線の前駆状態となるさ
、８Ａ　＝１．：なり、（１００ａノー（５ａＪ動作し
、比抵抗の低い欣が噴出され、放電ギヤ・・・ブが広く
ても放電が発生しやすくなる。すなわちそれまでの極間
の一部でスラ、・・ジ等による比抵抗低下が発生し局部
的放電集中があつ１このを、全放電領域に対（７て一様
に比抵抗をＦげること（こより放電分散させろこさがで
き、ワイヤの断線を防げる。

放電のしやすさは全面的に増大し、広いギヤ、・・ブで
放電するよう）こなる１こめ短絡も減少しくワイヤの振
動巾だけで接触し、ていＴこのを２０〜５０μｍ広げら
れるフ安定加工杖態となる。ｆコだしこのように低比抗
の状態で加工を続けると加工ギル・・ブが広がりすぎて
高精度のワイヤ力・・トができなくなる１こめ安定に復
帰すると元の高比抵抗に戻す必要があり、８人が再びＯ
になると高比抵抗の加工液を用い、加エギ々、・ブの狭
い高精度な加工を行うものであり、従来にない加工制御
装置の提供を行っている。

なお、上記例では比抵抗を２油類用いるとじ１こが、異
常検出カウンタ（至）の出力に応動しγこより多種類の
比抵抗制御を連続的に設定していくことも当然可能であ
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概要図、第２図はこ
の実施例の動作を示ずタイムチセード、第８図は極間の
絶縁度の検出手段の一例を示す回路図、第４図は極間間
隙状態判別手段の一例を示す回路図、第５図（４その動
作を示すタイムチセード、第６図は制御手段の一例を示
す回路構成図、第７図は従来のワイ十力・・１・放電加
工装ｆ１ｉｔを示す原用１図である。 図中、（１）は被加工物、（２）はワイヤ電極、０９は
加工電源、αＱは１・［有］流検出器、α力は制御指令
信号発生装置、Ｇ引コ局周波父流電源、（ハ）は極間間
隙状態を判別する判別生膜である。 なお図中同一符号は同−又ｆａｒ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被加工物を
   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
   重畳させる手段と、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絶
   縁性加工液の比抵抗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。