JPS6243817B2 - - Google Patents

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JPS6243817B2
JPS6243817B2 JP9763378A JP9763378A JPS6243817B2 JP S6243817 B2 JPS6243817 B2 JP S6243817B2 JP 9763378 A JP9763378 A JP 9763378A JP 9763378 A JP9763378 A JP 9763378A JP S6243817 B2 JPS6243817 B2 JP S6243817B2
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JP
Japan
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voltage
machining gap
feedback signal
machining
reference signal
Prior art date
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Application number
JP9763378A
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English (en)
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JPS5524864A (en
Inventor
Toshiaki Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPS5524864A publication Critical patent/JPS5524864A/ja
Publication of JPS6243817B2 publication Critical patent/JPS6243817B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/18Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for maintaining or controlling the desired spacing between electrode and workpiece

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は加工用電極と被加工物とを加工間隙
をあけ対向させ、上記加工間隙に加工液を介在さ
せると共に通電を行ない上記被加工物を加工する
電気加工装置の改良に関するものである。
従来この種の装置として第1図に示すものがあ
つた。第1図において、1は加工用電極、2は被
加工物、3は加工用電源、4は電極送りを行なう
油圧シリンダ、5A及び5Bは加工間隙の電圧を
分圧する抵抗器、6は可変抵抗器、7はサーボバ
ルブの制御コイル、8はポテンシヨメータ、9は
+側電源、10は−側電源、11はサーボバルブ
のバイアスコイル、12は抵抗器、13はポテン
シヨメータであり加工間隙の評価関数としてこの
実施例では加工間隙の電圧を抵抗5A及び5Bで
分圧した電圧を用いている。ポテンシヨメータ8
は+側電源9を分圧し任意の電圧を設定できるよ
うになつており、この電圧が制御目標値即ち基準
信号となる。この場合抵抗5Bの両端電圧とポテ
ンシヨメータ8の設定電圧間の電位差によつて制
御コイル7に電流が流れ、その電流値は可変抵抗
6により調整される。一方バイアスコイル11に
流れる電流は+側電源9及び−側電源10の間に
設けられたポテンシヨメータ13から制限抵抗1
2、バイアスコイル11を通してOVラインへ流
れる。一般にこの電流値は制御コイル7を流れる
電流を零にしてシリンダ4により駆動される電極
1がほぼ停止するよう設定される。シリンダ4の
移動速度はサーボバルブの制御コイル7とバイア
スコイル11を流れるそれぞれの電流値の和の値
に対応し変化する。
以上の回路例において、ポテンシヨメータ8で
設定される基準信号と比較して抵抗5Bの両端電
圧が高い場合は加工間隙を小さくする方向へ、又
逆に低い場合は加工間隙を大きくする方向へ動作
するように選べば加工間隙はそのフイードバツク
信号が基準信号と等しくなるよう追従制御され
る。
以上の回路の欠点としてポテンシヨメータ13
で一旦設定されたバイアスコイル11を流れる電
流値を一定に保つても下記の変動要因により、サ
ーボバルブの動作中立点が変動することである。
(A);サーボバルブの作動油温の変動によりサーボ
バルブの機械的な中立点が変化する。
(B);被加工物2の被加工量が大きい場合電極1は
加工間隙を適正に保つため加工の進行方向に移
動する。この時制御コイル7には加工間隙を小
さくする方向へ電流が流れでているのであるか
ら抵抗5Bの両端平均電圧は基準信号と異なつ
てしまう。
(C);電極重量が大きい場合は加工間隙が小さくな
る方向に力が加えられ逆に加工間隙に圧力をか
けた場合は加工間隙が大きくなる方向に力が加
えられる。この場合サーボバルブはこの力をさ
さえる為に圧力ゲイン特性により決まる電流値
だけ制御コイル7あるいはバイアスコイル11
を流れる電流値を補正する必要がある。
以上の変動要因はサーボバルブ及びシリンダ
を変換器とした場合であるが、サーボモータ等
を使用した場合も同様な問題が生じる。以上の
ように変動要因によりサーボバルブの動作中立
点が変動した場合、従来回路において、加工間
隙を適正に保つために作業者は抵抗5Bの両端
の平均電圧を一定になるよう監視しながら、ポ
テンシヨメータ8又は13を調整する必要があ
り、この操作を怠たると加工間隙の状態がその
目標とする最適値からはずれ定常アークの発
生、あるいは、加工速度の低下を招く危険性が
あつた。
この発明はかかる点にかんがみてなされたも
ので、加工間隙の目標値を設定するだけで、最
適な加工ができる電気加工装置を提供すること
を目的とする。
以下第2図に示すこの発明の一実施例につい
て詳細に説明する。第2図において、第1図と
同一符号は同一または相当部分を示す。14は
増幅器であり、この増幅器14の非反転入力端
子にはポテンシヨメータ8で設定される基準信
号VSが入力され、また反転入力端子には分圧
抵抗5Bの両端電圧VFが抵抗17及びスイツ
チ16を通して接続される。又増幅器14の反
転入力端子間にコンデンサ18と抵抗19が接
続されている。
このような回路構成において、スイツチ16
を開いている時は増幅器14の出力端子電圧V
Oは、VO=VSとなり第1図の回路と同一の動
作を行なう。次にスイツチ16を閉じると増幅
器14は基準信号VSとフイードバツク信号VF
の電位差を増幅率A=−1×抵抗19/抵抗1
7で増幅するが抵抗19に並列に入れられたコ
ンデンサ18のため時定数T1=抵抗19×コ
ンデンサ18の一次遅れ回路として動作する。
このため基準電圧VSとフイードバツク信号VF
の差電圧が増幅された増幅器14の出力電圧V
OはVO=VS+A(VF−VS)×(1−−t/eT
で 表われる。フイードバツク信号VFは加工間隙の
変化に従つて常に変動しているが、追従サーボ装
置の応答周期よりも長くなるようT1/|A|即
ち抵抗17×コンデンサ18で表わされる時定数
を選択すれば、出力電圧VOはサーボの応答周波
数に対して十分直流電圧と見なす事ができる。よ
つてこの出力電圧VOをサーボバルブの動作中立
点の変動分を自動的に補正した基準信号とみなす
事ができる。スイツチ16は通電開始前の開放電
圧の持続によりこの増幅器14の出力電圧VO
適正値がら大きくずれる事を防止するため、加工
間隙が通電可能な程度になつた時、閉にする必要
がある。又抵抗19はスイツチ16を開とした時
に出力電圧VOを基準電圧VSに等しくしておくた
めに必要なものであり取外しても制御機能上問題
はない。この場合増幅器14は積分器として動作
し出力電
圧VO=VS−1/T∫(VF−VS)dt、T=抵抗1 7×コンデンサ18で表わされる。積分時定数T
もT1/|A|と同様にサーボ装置の応答周期よ
り長くする必要がある。この第2図の実施例では
サーボバルブの制御コイル側の電流を補正する事
により、サーボバルブの動作中立点を変更制御し
ているが増幅器14の出力電圧VOを用いてバイ
アスコイル11側の電流を補正しても同様な効果
が得られるのは当然である。又この実施例におい
ては出力電圧VOを直接用いた例であるが、この
出力電圧VOに応動する装置、例えば出力電圧VO
の電圧範囲を複数個に分割し、その分割された電
圧範囲に対応した信号を出す装置を介在させ間接
的に制御す事も可能である。
次にこの発明の他の実施例について説明する。
前述の実施例において、その操作性について更に
検討すると問題点として下記の点がある事がわか
る。
(D);通電加工中にサーボ装置に強制的に加工間隙
を拡げている信号を与えた場合、加工間隙を拡
げている期間及び一旦拡がつた加間隙が正常な
加工間隙に戻る期間に増幅器14の出力電圧V
Oが大巾に変動し、加工間隙が元の性能に戻つ
た時にVOの値は加工間隙を拡げる前の値と異
なる事。
(E);通電加工を中断し再び加工を再開する場合、
前回加工中に補正された変換器の動作中立点が
リセツトさせるために、再度、最適な動作中心
点に到達するために時間が必要である事。
以上(D),(E)の問題点を解決する一実施例を示す
第3図について説明する。第3図において第2図
と同一符号は同一または相当部分を示す。スイツ
チ20は加工間隙を強制的に拡げるため設けられ
ており、このスイツチ20を押している間、可変
抵抗6の一端をフイードバツク信号から切離し
OV側に接続する事によりサーボバルブの制御コ
イル7に加工間隙を拡げる電流を流すと同時に連
動して動作するもう一方の接点回路もOV側に接
続されNANDゲート22A,22Bの構成するフ
リツプフロツプのNANDゲート22A出力がロー
レベル(以下“L”と略す)になるようにセツト
する。電圧比較器21は抵抗5Bの両端電圧VF
とポテンシヨメータ8で設定される基準電圧VS
を比較し、VF<VSを検出すると“L”出力を出
し該フリツプフロツプをリセツトし、NANDゲー
ト22Aの出力をハイレベル(以下“H”と略
す)にする。NANDゲート22Aの出力が“L”
の期間は加工間隙が強制的に拡げられている期間
及びその後の加工間隙が正常な状態に復帰するま
での期間に相当する。フリツプフロツプがセツト
されている間はリレーコイル23を励磁し、その
接点24を閉にする。抵抗25及びコンデンサ2
6は一次遅れ回路を構成し、その時定数はT2
抵抗25×コンデンサ26で与えられる。27及
び28は電圧比較器であり、27は基準信号VS
と比較してコンデンサ26の両端電圧が所定値以
上高い場合にその出力“H”を出す。一方電圧比
較器28は基準信号VSと比較してコンデンサ2
6の両端電圧が所定値以上低い場合にその出力に
“H”を出す。29はパルス発生器であり、その
発生パルスの発生周期は、一次遅れ回路の時定数
T2より長く選ばれている。NANDゲート29A
にはNANDゲート22Aの出力、電圧比較器27
の出力及びパルス発生器29の出力が入力されて
いる。一方NANDゲート29BにはNANDゲート
22Aの出力、電圧比較器28の出力及びパルス
発生器29の出力が入力されている。よつて
NANDゲート29Aは基準信号VSよりコンデン
サ26の電圧が高い時にその出力をパルス発生器
29の発生するパルスに同期して“L”となしス
テツピングリレーコイル31Aを励磁する。一方
NANDゲート29Bは29Aとは逆に基準信号V
Sよりコンデンサ26の電圧が低い時にステツピ
ングリレーコイル31Bを励磁する。フリツプフ
ロツプ22Aの出力は前述したように加工間隙が
広げられている間“L”となるため、ステツピン
グリレーコイル31A,31Bの両方とも励磁す
るのを禁止するとともに一次遅れ回路の入力をリ
レー接点24により切離しコンデンサ26に異常
電圧が充電されるのを防止する。コンデンサ26
の電圧は、その時定数T2がサーボ装置の応答周
期より長く選ばれているため加工間隙の電圧の変
動に対して十分直流と見なせる。ステツピングリ
レーの接点32はその励磁コイル31Aが1回励
磁されるごとに抵抗33Aの接続されている側へ
1ステツプずつ移動し、逆にその励磁コイル31
Bが励磁された場合は抵抗33Eの接続されてい
る側へ同様に移動する。ステツピングリレーの接
点32のコモン端子には、サーボバルブのバイア
スコイル11が接続され、ステツピングリレー接
点32の被選択側接点には各ステツプに抵抗33
A〜33Eが取付けられている。その抵抗値は3
3A<33B<33C<33D<33Eに設定さ
れており、33Aに接続された時、最もサーボバ
ルブの動作中立点を加工間隙を狭くする側へ、逆
に33Eに接続された時は最も加工間隙が広くな
る側へバイアスコイル11の電流は変化する。以
上の回路動作により、フイードバツク信号VF
基準信号VSに等しくなる方向に制御される事に
なる。以上の回路を用いれば加工中に加工間隙を
強制的に拡げる動作が行なわれても、加工間隙の
変化に応動するフリツプフロツプが設けられてい
るため前述の問題点(D)は解決される。又、実施例
第2図において設けられているスイツチ16を第
3図のフリツプフロツプに応動するリレー接点2
4に置換えれば第2図の実施例においても同様な
効果を得ることが出来る。一方ステツピングリレ
ー接点32はその励磁コイル31A,31Bを励
磁しなければ、その選択位置を変えない事から加
工を中断した場合の問題点(E)も同時に解決されて
いる。この実施例ではサーボ装置の変化器の中立
点を記憶する装置としてステツピングリレーを用
いたが、そのステツプ段数は2段以上あれば何段
でも良い。又機械的記憶装置を用いる替りに
NANDゲート29A,29Bの各出力を可逆カウ
ンタ回路に計数させ記憶させる事も可能である。
又第2図の実施例における増幅器14の出力電圧
OをA/D変換を行なつて、デイジタル値とし
て記憶する事も同様に可能である。
以上第2図、第3図の実施例では基準信号とフ
イードバツク信号の差を変位又は移動速度に変換
する変換器としてサーボバルブ及びシリンダを用
いているがサーボモータを用いたサーボ装置にお
いても、以上の実施例を参考にすれば容易に構成
する事ができる。
以上のようにこの発明によれば加工用電極と被
加工物との対向する加工間隙に加工液を介在させ
るとともに通電を行なう電気加工装置において、
その加工間隙制御を行なうサーボ装置に用いる電
気信号を変位又は速度に変換する変換器の動作中
立点の調整を、その動作中立点の時間経過にとも
なう変動、加工用電極重量等の負荷変動、及び加
工進行速度の変動に関係なく、常に適正値に補正
されるので自動化が可能となる等利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の装置を示す回路図、第2図はこ
の発明の一実施例を示す回路図、第3図はこの発
明の他の実施例を示す回路図である。 図において、5A,5B,17,19は抵抗
器、7は制御コイル、8,13はポテンシヨメー
タ、9,10は電源、11はバイアスコイル、1
4は増幅器、16はスイツチ、18はコンデンサ
である。図中同一符号は同一または相当部分を示
すものとする。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 目標とする加工間隙に対応する電気信号を基
    準信号とし、制御時の加工間隙に対応する電気信
    号をフイードバツク信号として、このフイードバ
    ツク信号と前記基準信号との差に応動して位置あ
    るいは速度に変換する変換器を有する追従サーボ
    系を用いた電気加工装置において、前記追従サー
    ボ系の応答周期よりも長い時定数を有し前記フイ
    ードバツク信号と基準信号との差が入力される遅
    れ回路を設け、前記フイードバツク信号と前記基
    準信号との差を小さくするように前記遅れ回路の
    出力を前記変換器に作用させて前記変換器の動作
    中立点を制御するようにしたことを特徴とする電
    気加工装置。 2 目標とする加工間隙に対応する電気信号を基
    準信号とし、制御時の加工間隙に対応する電気信
    号をフイードバツク信号として、このフイードバ
    ツク信号と前記基準信号との差に応動して位置あ
    るいは速度に変換する変換器を有する追従サーボ
    系を用いた電気加工装置において、前記追従サー
    ボ系の応答周期よりも長い時定数を有し、前記フ
    イードバツク信号が入力される遅れ回路と、該遅
    れ回路の出力と前記基準信号の差を検出する検出
    回路とを設け、前記フイードバツク信号と前記基
    準信号との差を小さくするように前記検出回路の
    出力を、前記変換器に作用させて前記変換器の動
    作中立点を制御するようにしたことを特徴とする
    電気加工装置。
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