JPS6254626A - ワイヤ放電加工機の集中放電検出装置 - 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、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極の断線を
防止するための集中放電検出装置に係り、特にワイヤ電
極上の同一箇所に放電が集中した状態を検出する装置に
関するものである。

〔発明の背景〕

ワイヤ放電加工に工具として使用されるワイヤ電極は、
直径が０．０２〜０．３５■φ程度の細線であるため、
加工条件が適正でないと断線することがある。加工中の
断線は１本来熱人運転であるべきワイヤ放電加工機の機
能を低下させるばかりでなく、ワイヤ張替後の再スター
トにより加工精度にも悪影響を与える。

断線の原因はいろいろあるが、その一つに極間の集中放
電が挙げられる。集中放電は、極間の特定箇所への加工
粉や他の異物の介在により、加工品側またはワイヤ電極
側の同一箇所に放電が集中して発生する現象であり、一
般に集中放電が発生すると、ワイヤ電極が局部加熱され
断線を起こしやすくなると言われている。しかし、集中
放電のワイヤ電極に及ぼす影響を考えると、ワイヤ放電
加工においてはワイヤ電極が走行しているので、加工品
側の同一箇所で集中放電が発生しても、ワイヤ電極はそ
の新しい面が次々と放電点を通過することになり、放電
によるワイヤの損傷はそれほど大きくない。これに対し
て、ワイヤ電極上の同一箇所での集中放電は、第３図に
示すように当初ワイヤ電極１上のａ点と加工品２側のｂ
点との間で発生した放電が矢印方向へのワイヤの走行と
ともにａ′、ｂ′点点間移動し、ワイヤ電極上の放電位
置の移動速度とワイヤ走行速度とが一致した状態であり
、ワイヤ電極上の同一箇所に放電が持続して発生するた
め、ワイヤの損傷は加工品側の同一箇所での集中放電に
比べてはるかに大きく、それだけ断線を起こしやすいと
言える。

ワイヤ放電加工機では、一般に加工電源から加工品の上
下に設けた給電子を通してワイヤ電極と加工品との間に
パルス電力を供給しているので、ワイヤ電極上の放電位
置によって放電点の上下における回路抵抗が変化し、上
下の給電子に流れる電流の割合が変化する。したがって
、上下の給電子に流れる電流値が変化しないということ
は加工品側の同一箇所で集中放電が発生していることに
なる。

従来のワイヤ放電加工機における集中放電検出装置とし
ては、特開昭５９−３０６２０号に記載のように、上下
の給電子（または片側給電子）に流れる電流値を検出し
、この電流検出信号から給電子に流れる電流の変化率、
を求め、この電流変化率を設定値と比較して加工品側の
同一箇所に放電が集中している状態を検出し、この検出
信号に応じて加工条件の設定を変えることにより、ワイ
ヤの断線防止を図ったものがあるが、ワイヤ電極上の放
電位置の移動速度とワイヤ走行速度との対応については
考慮されていないため、より断線を起こしやすいワイヤ
電極上の同一箇所での集中放電状態の検出はできなかっ
た。

発明者らの実験によると、ワイヤ走行速度を上げること
により、特定の加工条件ではワイヤの断線が生じにくく
なる傾向が見られたが、ワイヤ走行速度１０ｍ／ｆｆ１
ｉｎ位が限度で、それ以上ワイヤ走行速度を上げても断
線防止効果は改善されず、断線防止のため通電できる加
工電流値が制限され。

加工速度の向上は期待できない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ワイヤ放電加工における断線前駆状態
であるワイヤ電極上の集中放電状態を適確に検知するこ
とにより、正常状態での加工速度を落さずに断線を未然
に防止することを可能にしたワイヤ放電加工機の集中放
電検出装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、加工電源から加工品の上下に設けた給電子を
通してワイヤ電極と加工品との間にパルス電力を供給す
るワイヤ放電加工機において、上記給電子の一方または
両方に流れる電流値を検出する電流検出器と、該電流検
出器の出力信号を増幅しワイヤ電極上の放電位置に対応
した信号を出力する放電位置検出手段と、該放電位置検
出手段の出力信号レベルの変化によりワイヤ電極上の放
電位置の移動速度に対応した信号を出力する放電位置移
動速度検出手段と、ワイヤ電極の走行速度に対応した信
号を出力するワイヤ走行速度検出手段と、上記放電位置
移動速度検出手段およびワイヤ走行速度検出手段のそれ
ぞれの出力信号レベルを近似的に比較し両者のほぼ一致
した状態が所定時間以上持続したとき集中放電状態検出
信号を出力する放電状態判別手段とを備えて、ワイヤ電
極上の同一箇所に放電が集中した状態を検出することを
特徴とするものである６ 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図により説
明する。

第１図において、１はワイヤ電極、２は加工品、３は加
工液供給用ノズル、４はパルス発振器、５は直流電源と
パルス発振器４のパルス発生信号により駆動される高速
スイッチング素子とを含む加工電源で、上側給電子６と
下側給電子７を通してワイヤ電極１と加工品２との間に
加工用パルス電力を供給する。８および９はワイヤ走行
用リール、１０および１２は案内ローラ、１１はワイヤ
テンションローラ、１３はワイヤ繰出しボビン、１４は
案内ローラ１０に連結したワイヤ走行速度検出用発電機
であり、加工後のワイヤ電極１は図示しない巻取りボビ
ンにより巻取られる。１５は上側給電子６の給電電流値
を検出する上側電流検出器、１６は下側給電子７の給電
電流値を検出する下側電流検出器で、これら電流検出器
はそれぞれ電磁誘導などにより給電電流値に対応した電
圧を出力する。１７および１８はそれぞれ電流検出器１
５．１６の出力増幅器、１９は該増幅器１７．１８の出
力の差をとりワイヤ電極１上の放電位置に対応した信号
を得るための差動増幅器、２０は該差動増幅器１９の出
力信号レベルを調整するための可変利得増幅回路で、演
算増幅器２１、入力抵抗２２および増幅度設定素子（Ｍ
ＯＳＦＥＴ。

ホトカプラなど）２３を含んでいる。２４は加工電源５
からの信号により前記増幅度設定素子２３を動作させる
ための駆動回路であり、上記１７〜２４の各要素により
放電位置検出手段が構成されている。前記可変利得増幅
回路２０の出力信号は低域フィルタ２５を通して微分回
路２６に与えられている。このファルタ２５と微分回路
２６は放電位置移動速度検出手段の構成要素であり、微
分回路２６からワイヤ電極１上の放電位置の移動速度に
対応した信号が出方される。２７〜３５は放電状態判別
手段の構成要素であり、前記微分回路２６の出力信号は
比較器２７の反転入力と比較器２８の非反転入力に与え
られる。

加算回路２９はワイヤ走行速度に対応した発電機１４の
出力電圧Ｖ□と一定電圧ΔＶ□の和を求めるためのもの
で、その出力電圧（Ｖ１＋ΔＶ　１）は前記比較器２７
の非反転入力に与えられる。また、減算回路３０は前記
発電機１４の出力電圧Ｖ□と一定電圧Δｖ１の差を求め
るためのもので、その出力電圧（Ｖ　１−ΔＶ　１　）
は前記比較器２８の反転入力に与えられる。比較器２７
．２８の出力はＡＮＤゲート３１に与えられ、該ＡＮＤ
ゲート３１の出方はクロック発振器３２からのクロック
パルスと共にＡＮＤゲート３３に与えられる。３４はＡ
ＮＤゲート３３を通ったクロックパルスをカウントする
プリセッタブルカウンタ、３５は時間設定用のプリセッ
タであり、プリセッタブルカウンタ３４の出方信号を集
中放電状態検出信号としている。この信号は、例えばバ
ッファ３６を通してＬＥＤなどの表示素子３７を駆動す
る信号として用いられる。

次に１本実施例の動作を説明する。

ワイヤ電極１と加工品２との間に加工電源５がらパルス
電力を供給し、放電加工を開始すると。

上側給電子６には例えば第２図波形Ａで示したような電
流工υが流れ、下側給電子７には例えば第２図波形Ｂで
示したような電流ＩＤが流れる。この上下給電子６．７
に流れる電流の差ＩＲ＝（ＩＵＩＤ）は第２図波形Ｃの
ようになって現われ、もし加工品２の上部で放電が生じ
ると、波形ＣのＩＲ２で示したようにＩＲは正の値とな
り、もし加工品２の下部で放電が生じると、波形ＣのＩ
Ｒ工で示したようにＩＲは負の値となる。加工品２の中
央で放電が生じた場合は、放電点の上下の回路抵抗が等
しく、Ｉｕ＝Ｉｐとなるので、ＩＲの値はゼロである。

このようにＩＲの値はワイヤ電極１上の放電位置を表わ
す。

放電状態が正常であれば、上記放電位置は極間の上下に
分散している。しかし、ワイヤ電極１上の同一箇所で集
中放電が生じると、放電位置がワイヤ電極１の走行とと
もに移動し、波形ＣのＩＲ，。

工Ｒい　ＩＲｓ・・・・・・に示したようにＩＲの値の
直線的変化となって現われる。もし、上記ワイヤ電極の
走行速度とワイヤ電極上の放電位置の移動速度とが一致
すれば、ワイヤ電極上では完全に同一箇所で放電が持続
して生じていることになり、ワイヤ電極が局部加熱され
て最も断線しゃすい状態となる。

上記ワイヤ電極の走行速度は、ワイヤ走行速度検出用発
電機１４により直流電圧ｖ１として検出することができ
る。このワイヤ走行速度検出信号ｖ１は、加算回路２９
でΔｖ１を加算しｖ１＋ΔＶ□の値として比較器２７の
非反転入力に与えられる。また、減算回路３０でΔｖ１
を減算しｖｌ−ΔＶ工の値として比較器２８の反転入力
に与えられる。

一方、差動増幅器１９から得られる前記ＩＲの値に対応
した放電位置検出信号は、可変利得増幅回路２０でレベ
ル調整される。このレベル調整は、加工電源５の加工電
流設定信号に応じて増幅度設定素子２３の抵抗値を変え
ることによってなされる。

これは、加工電源５から供給される加工パルス電流の大
きさには関係なく、ワイヤ電極１上の放電位置と放電位
置検出信号のレベルとが常に１対１の対応関係となるよ
うに増幅度を自動調整するものである。このようにして
レベル調整された放電位置検出信号は、低域フィルタ２
５により第２図波形りのように平滑化された後、微分回
路２６で微分され、第２図波形Ｅで示したような放電位
置移動速度検出信号として出力される。波形Ｅの波高値
ｖ０は放電位置検出信号のレベル変化の速さ、すなわち
ワイヤ電極上の放電位置の移動速度に対応した値であり
、Ｔはワイヤ電極上で集中放電が持続した時間を表わし
ている。上記ｖ０の値がｖ１＋ΔＶ１とｖｌ−ΔＶ工の
間にあれば、すなわちｖｏとＶ、がほぼ同じになれば、
放電位置の移動速度とワイヤ電極の走行速度がほぼ一致
したことになる。

このＶ□＋ΔＶ工＞　ｖ　ｏ　＞　ｖ　１−Δｖ１の条
件が成立すると、比較器２７および２８の出力がともに
論理値の“１”レベルになるので、ＡＮＤゲート３１か
ら“１”レベルの信号が出力され、この信号が出力され
ている間、クロック発振器３２から発生するクロックパ
ルスがＡＮＤゲート３３を通りプリセッタブルカウンタ
３４によりカウントされる。そのカウント値がプリセッ
タ３５により設定された値以上になると、プリセッタブ
ルカウンタ３４から集中放電状態検出信号が出力され、
該信号により表示素子３７を駆動して集中放電状態が発
生したことを表示する。

該表示により、作業者は加工パルスエネルギーを低下さ
せたり、加工液供給量を調整したりしてワイヤ電極の断
線を防止し、かつ放電状態を正常化することができる。

また、図示は省略するが、前記集中放電状態検出信号に
基づいて、パルス電力などの加工条件の変更を自動的に
行なうように構成することもできる。

前記プリセッタ３５により設定する集中放電持続時間は
約５０〜数１００　ｔｓｓの値で、実験的に決められる
ものである。

なお、本実施例では、検出感度を上げるため。

加工品の上下両側における電流検出信号の差をとって放
電位置を検出しているが、上下いずれか片側の電流検出
信号から放電位置を検出することも可能であり１本実施
例の構成に限定されるものではない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ワイヤ電極上の放電位置の移動速度と
ワイヤ電極の走行速度を検出し、両者のほぼ一致した状
態が所定時間以上持続したとき、集中放電状態検出信号
を出力するようにしたため。

断線前駆状態であるワイヤ電極上の同一箇所での集中放
電状態を適確に検知でき、その検出信号に基づいて加工
条件を調整することにより、正常状態での加工速度を落
ざすに、ワイヤ電極の断線を未然に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図中の要部の動作波形を示す図、第３図はワイヤ電極上
の集中放電状態の説明図である。 １・・・ワイヤ電極　　　　２・・・加工品５・・・加
工電源　　　　　６・・・上側給電子７・・・下側給電
子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 加工電源から加工品の上下に設けた給電子を通してワイ
   ヤ電極と加工品との間にパルス電力を供給し放電加工を
   行なうワイヤ放電加工機において、上記給電子の一方ま
   たは両方に流れる電流値を検出する電流検出器と、該電
   流検出器の出力信号を増幅しワイヤ電極上の放電位置に
   対応した信号を出力する放電位置検出手段と、該放電位
   置検出手段の出力信号レベルの変化によりワイヤ電極上
   の放電位置の移動速度に対応した信号を出力する放電位
   置移動速度検出手段と、ワイヤ電極の走行速度に対応し
   た信号を出力するワイヤ走行速度検出手段と、上記放電
   位置移動速度検出手段およびワイヤ走行速度検出手段の
   それぞれの出力信号レベルを近似的に比較し両者のほぼ
   一致した状態が所定時間以上持続したとき集中放電状態
   検出信号を出力する放電状態判別手段とを備えて、ワイ
   ヤ電極上の同一箇所に放電が集中した状態を検出するこ
   とを特徴とするワイヤ放電加工機の集中放電検出装置。