JPS6312725B2

JPS6312725B2 -

Info

Publication number: JPS6312725B2
Application number: JP12242778A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Kishi; Yasuo Suzuki
Original assignee: Hitachi Seiko Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 1978-10-04
Filing date: 1978-10-04
Publication date: 1988-03-22
Also published as: JPS5548533A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、パルス電源方式によるアーク放電加
工機に係り、詳しくは、被加工物の加工状態を１
発１発の放電パルスのパルス効率で表示する機能
を備えた放電加工機に関するものである。

アーク放電加工機による放電加工は、金属の穴
あけ、プレス装置などの金型加工等として広く応
用されるものであるが、この種のアーク放電加工
技術においては、加工能率の向上及び加工仕上げ
状態を良好にするためなどから、パルス電源方式
が採用される。また、この放電加工機における加
工状態の良否を判定する方法として数多く提案さ
れている。その１つとして第１図の波形図、およ
び第２図の回路構成図のように、放電加工機の工
具電極２と被加工物３との間に形成される極間に
印加されるパルス幅T₀と、放電時間T₁との比率
で加工状態を判定するものがある。すなわち、こ
れは、極間に印加されたパルスが有効に働いてい
る比率（パルス効率）は、T₁／T₀であり、この
値が１に近ずくほど印加パルスは有効に使われて
いることになり、加工能率が高くなることを意味
する。したがつて、常にこの比率を監視すること
は放電加工機の能率向上並びに加工面の均一化等
を図る意味でも重要なことである。

従来、この放電時間T₁の検出は第２図に示す
ような回路方式によつて行なつていた。これは図
示の如く、周波数、パルス幅、パルス波形の同一
なパルス波を出力するパルス電源１の一方電極に
工具電極２を接続し、他方の電極に被加工物３を
接続し、さらに、その工具電極２の接続側に２つ
の比較増幅器８，９ａ入力端子のうちマイナス端
子、プラス端子を接続し、また、比較増幅器８，
９の他方の入力端子であるプラス端子、マイナス
端子には、それぞれ基準電圧E₂，E₁を発生する
レベル設定器５，４を接続し、そのレベル設定器
４，５により設定された設定電圧内（E₁−E₂間）
で検出されたパルス電圧に相当する出力ｃをアン
ドゲート回路２０から出力し、このパルス幅T₁、
またはT₂を放電時間、いわゆる正常放電時間と
するものであつた。ところがこの回路によると、
極間のパルス出力が第３図ｂに示すように放電々
圧パルスが印加された直後のパルスを残すことな
く、持続アーク放電をしているときに第３図ｃの
如く検出放電時間T₂はパルス時間T₀と同じ値と
して検出され、パルス効率は100％として見なさ
れる。しかし、この持続アーク放電は被加工物に
対し集中的に電圧印加することになるため加工面
を不均一なものとするばかりか、工具電極の消耗
を増大するなど、被加工物、工具電極に悪影響を
与え、しかも加工速度を妨げる放電であり、本来
パルス効率は零と判別するべきであるにもかかわ
らずそれができなかつた。そのため操作者は加工
状態を監視しながら工具電極を被加工物から離脱
するなど、加工条件を適宜に調整していたが、こ
のような加工条件を適正に調整するにはかなりの
熟練度を要し、その調整技術を修得するまでに多
くの経験をつまなければならず、未経験者が容易
に扱い得るものではなかつた。本発明の目的は、
上記した従来技術の欠点をなくし、放電加工時の
加工状態を正確に検出すると共に、その検出値を
定量的に表示する装置を提供することにある。

本発明はパルス電圧のレベル比較方式により正
常放電、持続アーク放電時間、無放電時間の各々
を検出し、そのうちの正常放電時間だけを検出
し、それをパルス効率として表示するようにした
ものである。

以下、第４図および第５図に従つて本発明の一
実施例を詳述する。第４図は本発明を具体化した
回路図を示し、第５図は第４図の各部の出力波形
を示したものであつて、前述の第２図と同一の符
号を付してあるものは同一のものを示してある。
第４図の如く、本実施例においては、前述第２図
で説明した第１の電圧レベル設定器４と、第２の
電圧レベル設定器５並びに極間パルス電圧を入力
とする第１の比較増幅器９、第２の比較増幅器８
とにより構成された極間パルス検出回路部よりの
検出パルスｃをアンドゲート回路１２の入力端子
に入力してあり、また、工具電極２よりの極間パ
ルスは第３の比較増幅器７の一方の端子に入力
し、他方の端子には第３の電圧レベル設定器６よ
り設定電圧E₃を入力し、その第３の設定電圧E₃
を越えたパルス電圧を出力ｅとして検出できるよ
うにしてある。すなわち、正常放電時間、持続ア
ーク放電時間の検出の他に、第５図ｅの如く、正
常放電時において、放電々圧パルスが印加された
直後の極間電圧パルス（無効分パルス）と、無放
電時間を検出できる回路を有している。第３の比
較増幅器７の出力パルスｅはナンドゲート回路１
０の一方の入力端子に入力とされ、かつ、そのナ
ンドゲート回路１０のもう一方の端子には、パル
ス電源１よりの出力パルスａを入力とするタイミ
ングパルス発生器１８を介し、前記パルスａの立
上りに同期して得られる出力パルスｆが入力して
あつて、そのナンドゲート回路出力ｇはフリツプ
フロツプ１１のセツト端子に入力してある。

また、フリツプフロツプ１１のリセツト端子に
は前記パルスａの立下りに同期して得られた出力
パルスｈが入力してあつて、その出力として出力
パルスｉが得られ、それを前述のアンドゲート回
路１２のもう一方の端子に入力してある。アンド
ゲート回路１２の出力ｊはアナログスイツチ１４
のスイツチング信号として入力され、出力パルス
ｋとしてフイルタ回路１５を介し、Ａ／Ｄ変換器
１６によりデイジタル信号に変換された後、その
有効パルス率を表示部１７に定量的にデイジタル
表示するようにしてある。なお、１３は電源パル
スａの電圧値を平均化し、反転するための回路で
あつて、その平均化出力パルスｌは前記アナログ
スイツチ１４で制御され、しかもこの出力パルス
ｌのレベルは極間に印加されるパルスの周期に対
するパルス幅の比率と反比例関係にある。次に、
第４図の回路における正常放電時間の検出並びに
その表示についての動作説明をする。第４図にお
いて、パルス電源１が発生する工具電極２と被加
工物３の極間に印加するための出力パルスａの周
波数、パルス幅、パルス波形は同一の信号である
が、この場合、パルス電圧は任意の値でよく、ま
た、極間電圧波形は第５図ｂに示すような４種類
の波形で代表されるのでこれについて述べる。

まず、正常放電と持続アーク放電の検出につい
て説明する第１のレベル設定器４と第２のレベル
設定器５により設定される電圧レベルE₁とE₂を
極間電圧に対して第５図ｂに示すように予め設定
すると、第１の比較増幅器９と第２の比較増幅器
８の出力はアンドゲート回路２０を介して得ら
れ、それは第５図ｃの如くとなる。この出力パル
スｃの幅は放電時間を意味し、正常放電と共に持
続アーク放電のものも得られる。従つて、ここで
は持続アーク放電の検出については余分なもので
ある。

次に、正常放電と持続アーク放電の判別動作に
ついて説明すると、第３の比較増幅器６で設定さ
れる電圧レベルを第５図ｂに示すレベルE₃の位
置に設定すると、第３の比較増幅器７の出力は第
５図ｅの如くとなり、この出力パルスｅとタイミ
ングパルス発生回路１８の出力パルスｆとをナン
ドゲート回路１０に入力することによつて第５図
ｇの如き出力パルスが得られる。この出力パルス
ｇでフリツプフロツプ１１をリセツトし、それを
タイミングパルス発生回路１８の出力ｈでリセツ
トするようにすると、フリツプフロツプ１１の出
力は第５図ｉの如くとなる。このパルスｉとパル
スｃとをアンドゲート回路１２に入力することに
よりその出力にはｊに示す如く出力パルスが得ら
れ、正常放電時の放電時間に相当するパルス幅を
有したパルス信号が得られる。このパルス信号ｊ
をアナログスイツチ１４のスイツチング信号と
し、ハイレベルのときオンで、ローレベルのとき
オフになるようにスイツチングする。このアナロ
グスイツチ１４で制御される信号ｌはパルス電源
１の出力パルスａを平均化回路１３で平均化し、
反転した信号であり、この信号のレベルは極間に
印加されるパルスの周期に対するパルス幅の比率
と反比例関係にある故、アナログスイツチ１４の
出力は第５図ｋの如くとなり、この出力パルスｋ
は正常放電時の放電時間と同一のパルス幅で、か
つ極間に印加されるパルスの周期とパルス幅の比
に反比例する電圧となる。この出力パルスｋをフ
イルタ回路１５を通して平均化し、信号ｍとして
得る。これは単位時間あたりの放電時間に比例す
るものである。さらに、この出力信号ｍをＡ／Ｄ
変換器１６でデイジタル量に変換し、それを例え
ば発光素子構成の表示部１７に定量的にデイジタ
ル表示し、その表示値を作業者が目視し、表示値
が最大になるように各種加工条件を調整すれば加
工速度が最大となると共に、電極消耗も最小にし
て放電加工できる。

なお、上記の実施例では正常放電時間をデイジ
タル信号に変換し、表示する場合について述べた
が、これに限らずフイルタ回路１５の出力ｍを電
圧計などでアナログ的に表示してもよい。

また、第６図に示す如く、第４図のフイルタ回
路１５の出力ｍをＡ／Ｄ変換器１６において４ビ
ツトBCD信号に変換し、このBCD信号を一定時
間間隔毎に記憶された信号はBCD−decimalデコ
ーダ２０に入力され、10進数の信号に変換されこ
の10進数の出力信号は発光素子２１を点灯する。
発表素子２１は11個の素子により構成されてい
て、夫々10％毎に０〜100％の段階状にパルス効
率を表示することができる。

上述の実施例からも明らかなように本発明は、
正常放電、持続アーク放電時の時間パルスと、正
常放電時、極間に放電々圧パルスが印加された直
後の極間電圧パルスを、レベル電圧設定方式によ
り各々検出し、それより正常放電時の放電時間の
みを検出し、かつそれを定量的に表示するように
したものである。したがつて、本発明によれば、
表示部の表示値を作業者が目視し、それが最大と
なるように加工条件を調整すればよいので、加工
速度を最大とすることができると共に、電極消耗
は最小となり、かつ安全な領域でもつて加工する
ことができる。また、従来加工条件の調整にかな
りの熟練度を要したが、本発明により未経験者で
も容易に調整ができるなどと、放電加工機の性
能、信頼性の向上が図れると共に、操作性が著し
く向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、放電加工機の極間に印加されるパル
ス波形と極間電圧波形図、第２図は従来の放電加
工機の放電状態検出回路図、第３図は第２図の回
路で検出したときの正常放電パルス、持続アーク
放電パルス波形を説明するための波形図、第４図
は本発明の一実施例を示す正常放電時間の表示機
能を備えた放電加工機の全体的回路図、第５図は
第４図の回路動作を説明するためのタイムチヤー
トである。第６図は表示装置の他の実施例を示す
ブロツク図である。１……パルス電源、２……工具電極、３……被
加工物、４，５，６……レベル設定図、７，８，
９……比較増幅器、１０……ナンドゲート回路、
１１……フリツプフロツプ回路、１３……平均化
回路、１４……アナログスイツチ、１５……フイ
ルタ回路、１６……Ａ／Ｄ変換器、１７……表示
部、１８……タイミングパルス発生回路。

Claims

【特許請求の範囲】

１工具電極と、この工具電極に微小間隙をもつ
て対向配置された被加工物と、上記工具電極と被
加工物との間隙に放電電圧パルスを供給するパル
ス電源と、上記間隙の短絡電圧を越えアーク電圧
以下の電圧レベルを設定する第１のレベル設定器
と上記間隙のアーク電圧を越えた電圧レベルを設
定する第２のレベル設定器と、上記間隙の無放電
電圧近傍の電圧レベルを設定する第３のレベル設
定器と、上記間隙の放電パルスと上記第１のレベ
ル設定器からの電圧レベルを比較する第１の比較
増幅器と、上記間隙の放電パルスと上記第２のレ
ベル設定器からの電圧レベルを比較する第２の比
較増幅器と、上記間隙の放電パルスと上記第３の
レベル設定器からの電圧レベルを比較する第３の
比較増幅器と、上記パルス電源の放電電圧パルス
の立上りおよび立下りに同期したパルスを出力す
るタイミングパルス発生回路と、上記第３の比較
増幅器からの信号と放電電圧パルスの立上りに同
期したタイミングパルスのナンド条件信号を出力
するナンド回路と、このナンド回路からの信号に
よりセツトされ且つ放電電圧パルスの立下りに同
期したタイミングパルスによりセツトされるフリ
ツプフロツプと、このフリツプフロツプからの出
力信号と上記第１の比較増幅器からの出力信号お
よび上記第２の比較増幅器からの出力信号のアン
ド条件信号を出力するアンド回路と、上記パルス
電源からの放電電圧パルスを平均化する平均化回
路と、この平均化回路からの信号を上記アンド回
路からのアンド条件信号によりスイツチ制御する
スイツチ回路と、このスイツチ回路からの出力を
定量的に表示する表示部を有することを特徴とす
る放電加工状態の表示機能を備えた放電加工機。