JPS63180417A - 放電加工制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放電加工制御装置、特に定められた周期毎に
測定用パルスを主放電パルス列に挿入し。

該測定用パルスによって測定される間隙電圧の立上り特
性を基に、予め用意された電極をレシプロ制御するため
の最適レシプロ制御移動倍率をサーボ用検出テーブルか
ら読み出し、該移動倍率をサーボ回路へ送出して最適レ
シプロ制御を行うようにした放電加工制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

放電エネルギーによって電極の形状を加工物に転写する
放電加工装置において、加工によって除去された加工ク
ズやタールを継続的に排除しつつ電極を進行、かつ放電
を繰り返し持続させるための制御方法は、サーボ技術と
して放電加工装置の性能を決定する非常に重要な技術と
なっている。

そしてその上で、チップの排出促進のために、自動的に
かつ間欠的に、電極を大きく急速に反転させて間隙内に
加工液を充満させ、その後に間隙を縮めて加工液を押出
すようにするレシプロ制御が行われている。

第９図は従来の放電加工制御装置の構成図を示している
。

同図の構成は、電極ｌと加工物２との間隙の電圧、すな
わち間隙電圧の変化状況から電極１を更に送るか、それ
とも逆に戻すかを判断、制御する構成のものである。更
に詳しく説明すると、予め加工物２に対して、主電源３
．メイン・トランジスタ４．保護抵抗５によりその加工
条件に従って。

例えば電圧、電流、パルス幅、パルスの休止幅等に従っ
て、電源側から電極１に放電パルスの電力を供給して加
工を行う。その時、電極ｌと加工物２との間隙に生じる
間隙電圧の変化をコンパレータ６−１ないし６−ｎで検
出し、該コンパレータ６−１ないし５−ｎの出力状態か
ら現在の加工状況を検出すると共にサーボ回路７を介し
て電極１と加工物２との間隙を制御するようにしていた
。

また当該検出された加工状況から、あるいは主電源によ
る間隙電圧波形や加工時の高周波成分を観測した結果か
ら、更にあるいは主電源に並列に副電源をもうけて放電
波形を観測した結果から。

などによって、上述のレシプロ制御を発動する契機とし
ていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述のレシプロ制御を発動する契機をつくる従
来の場合２次のような問題があった。

Ａ）加工面積が次第に大きくなっていく加工を行うよう
な場合、その極間のキャパシタンス（Ｃ＝６×Ｓ／Ｌ　
ε：比誘電率、Ｓ：面積、Ｌ：間隙距離）の増加に従っ
て、放電回路のりアクタンス分が増えてくることから、
従来の検出方法では、極間の異常を確実に検出できなか
った。

即ち、従来の場合には、電源は出力インピーダンスが固
定になっているため面積が大きくなると異常放電を検出
することが正確に行えなくなる不具合があった。

Ｂ）また従来の検知方法はいずれもアーク放電が生じた
ことを検出して行うので、特にグラファイト電極による
加工などの場合、制御するには遅すぎてしまい、その後
正常加工に復帰するにはしばしば加工条件（Ｉｐ値を変
える等）を変えて、アーク放電によって生じた痕跡を除
去する制御と併用して加工する必要があった。

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており
、定められた周期毎に測定用パルスを主放電パルス列に
挿入し、該測定用パルスによって測定される間隙電圧の
立上り特性を基に、予め用意された電極をレシプロ制御
を行わせるための最適移動倍率をサーボ検出用テーブル
から読み出し。

該移動倍率をサーボ回路へ送出し、上記問題を解決する
ための放電加工制御装置を提供することを目的としてい
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明の放電加工制御装置は、電極と加工物と
の間隙にパルスを印加して放電させる主放電パルスを発
生する主電源装置と９間隙電圧を検出し該間隙電圧を基
に電極の移動量を制御させるサーボ回路とを備え充放電
加工制御装置において。

定められた周期毎に主放電パルスに替えて上記間隙及び
間隙チップ濃度測定のための測定用パルスを主放電パル
ス列に挿入させる測定用電源装置を上記主電源装置と並
列に設けると共に。

上記測定用パルスによって検出された間隙電圧の立上り
特性に対応し、電極をレシプロ制御するための移動倍率
が格納されたサーボ用検出テーブルを備え。

主放電パルス列に挿入された測定用パルスで現印加時点
での間隙電圧の立上り特性を求めると共に。

該立上り特性を基に上記サーボ用検出テーブルから最適
レシプロ制御移動倍率を読み出し。

該移動倍率をサーボ回路へ送出することにより最適レシ
プロ制御を行うようにしたことを特徴としている 以下図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る放電加工制御装置の一実施例構成
、第２図は検出回路の一実施例回路構成。

第３図は放電電圧波形の拡大図、第４図はサーボ用検出
テーブルをアクセスするアドレス発生説明図、第５図は
サーボ用検出テーブルの一実施例。

第６図はサーボ用検出テーブルをアクセスするアドレス
発生のフロー・チャート、第７図はパルス発生回路の一
実施例回路構成、第８図は各信号のタイム・チャートを
示している。

第１図において、符号１，２．７は第９図のものに対応
しており、１３は主電源装置、１４は測定用電源装置、
１５は検出回路、１６はアドレス発生手段、１７はサー
ボ用検出テーブル、１８はパルス発生回路、１９は主電
源、２０はスイッチング素子、２１−１ないし２１−ｎ
は抵抗、２２−１ないし２２−ｎは接点、２３は測定用
電源。

２４はスイッチング素子、２５は逆流防止用ダイオード
、２６−１ないし２６−ｎは抵抗、２７−１ないし２７
−ｎは接点を表わしている。

主電源装置１３からスイッチング素子２０の動作により
主放電パルスが発生し、該主放電パルスが電極１と加工
物２との間に印加されるようになっている。咳主電源装
２１３と並列に測定用電源装置１４が設けられており、
該測定用電源装置１４内のスイッチング素子２４の動作
により一定の周期で測定用パルスが発生し、上記主放電
パルス列に挿入されて電極ｌと加工物２との間に該測定
用パルスが印加されるように構成されている。測定用電
源装置１４にも複数個の接点２７−１ないし２７−ｎ及
び抵抗２６−１ないし２６−〇が設けられており、測定
用電源装置１４の出力インピーダンスが加工物２の加工
条件に対応して任意に設定できるようになっている。該
測定用パルスによって、現印加時点での電極１と加工物
２との間隙チップ濃度および短絡、開放が検出される。

検出回路１５は、上記測定用パルスの放電電圧波形から
サーボ用検出テーブル１７をアクセスするアドレスを発
生させるための検出回路である。

アドレス発生手段１６は、検出回路１５によって検出さ
れた測定用パルスの放電電圧波形の電圧、　レベルに応
じて、サーボ用検出テーブル１７をアクセスするアドレ
スを発生させる回路である。

サーボ用検出テーブル１７は、電ｐｉｎｔと加工物２と
の間隙を最適レシプロ制御を行うべく、１ｆｆｌ常のレ
シプロ制御時の移動量に対する移動倍率、すなわち電極
１をレシプロ制御するために前進後退させる移動倍率が
格納されているメモリである。

パルス発生回路１８は、測定用電源袋ｒ！！、１４から
の測定用パルスを一定の周期で主放電パルス列に予め実
験的に設定された値だけ遅れて挿入させ。

その後主放電パルスの休止時間を経て、主放電パルスを
復帰させたり、検出回路１５等に対するタイミング信号
を発生させる回路である。

主電源装置１３からの主放電パルスは１本発明の放電加
工制御装置とは直接関係がないので、以下測定用電源装
置１４からの測定用パルスの動作について説明する。

主放電パルス列の中に主放電パルスの存在しない期間に
挿入された測定用電源装置１４からの測定用パルスが、
電極１と加工物２との間に印加されると、電極１と加工
物２との間隙、及び間隙チップ濃度に応じて、第８回答
号Ｐに示される如く。

放電電圧波形が現われる。該放電電圧波形、特にその電
圧レベルを第２図図示の検出回路１５で検出している。

検出回路１５は、最も高い電圧レベルを検出する＃ルベ
ル検出器２８１次に高い電圧レベルを検出する＃２レヘ
ル検出器２９．その次に高い電圧レベルを検出する＃３
レベル検出器３０、及び最も低い電圧レベルを検出する
＃４レベル検出器３１の他に、加工開始レベル電圧を検
出する加工開始レベル検出器３２を備えている。

これらの検出器はコンパレータ３３．フォト・カブラ３
４等をそれぞれ備え、さらに＃ルーベル検出器２８ない
し＃４レベル検出器３１の後には。

シフト・レジスタ３５ないし３８がそれぞれ設けられて
いる。

今、測定用パルスが電極ｌと加工物２との間に印加され
、検出回路１５に人力する波形が３例えば第４図（［）
で示される特性であったとき、タイミング・クロック信
号Ｔ１では、＃ルーベル検出器２８ないし＃４レベル検
出器３１すべでその検出レベルをそれぞれ超えているの
で、シフト・レジスタ３５ないし３８にデータｒｌＪが
入力される。また検出回路１５に入力する波形が１例え
ば第４図（ｎ）で示される特性であったとき、タイミン
グ・クロック信号ＴＩでは、＃４レベル検出器３１だけ
がその検出レベルの＃４レベルを超しているので、シフ
ト・レジスタ３８へデータｒｌＪを入力し、他の＃ルー
ベル検出器２８ないし＃３レベル検出器３０は、それぞ
れのシフト・レジスタ３５ないし３７ヘデータｒＯＪを
送出する。次のタイミング・クロックＴｔでは＃３レベ
ル検出器３０及び＃２レベル検出器２９もその検出レベ
ルの＃３レベル及び＃２レベルを超すので。

シフト・レジスタ３７．３６へデータ「１」が送られ、
該シフト・レジスタ３７．３６は共に「０１」となる。

なお、このときシフト・レジスタ３８はｒｉｌｌ、　　
シフト・レジスタ３５は「００」である。

この様に、タイミング・クロック信号（Ｔ１−Ｔｉ、）
ごとに、シフト・レジスタ３５ないし３８は各対応＃ｌ
レベル検出器２８ないし＃４レベル検出器３１の検出信
号をデータとして取り込む。

ここで、タイミング・クロック信号は６個のＴＩないし
Ｔ６でシフト・レジスタ３５ないし３８にデータを取り
込むようにしているが、この６個に限られるものではな
く説明上の一例として挙げたもので、測定用パルス・ゲ
ート信号内であれば。

６個以上の個数で取り込むようにしてもよい、また、検
出回路１５の検出レベルを４個以上にしてもよいことは
言うまでもない。

この様にして得られたシフト・レジスタ３５ないし３８
の＃ルベル・データないし＃４レベル・データは、現印
加時点での電極１と加工物２との間隙、及び間隙チップ
濃度状態における放電電圧の立上り特性を示しているこ
とになる。

一方、サーボ用検出テーブル１７には、第５図図示の如
く、放電電圧の立上り特性に対応して。

電極１をレシプロ制御させるに当っての移動量に対する
移動倍率、すなわち電極をレシプロ制御するために前進
後退させる移動倍率が予め格納されている。

該サーボ用検出テーブル１７に格納された倍率の−１＋
は、下降、上昇、すなわち電極１の前進。

後退を表わし、また数値はサーボ通常時のレシプロ制御
の場合に対する倍数を表わしている。また斜線部はすべ
て＋８０を表わす。

第４図、第５図において、縦軸は電圧レベルを表わすが
１間隙チップ濃度も表わしており、上側程チップ濃度が
薄く９下側程チップ濃度が濃いことを意味している。ま
た横軸は時間を表わすが。

加工間隙も表わしており、左側程加工間隙が広く。

右側程加工間隙が狭いことを意味している。

検出回路１５から得られた＃ルベル・データないし＃４
レベル・データを基に、アドレス発生手段１６により、
上記サーボ用検出テーブル１７をアクセスするアドレス
が発生する。

第６図はサーボ用検出テーブルをアクセスするアドレス
発生のフロー・チャートを示しており。

シフト・レジスタ３５から得られる６ビツトの＃ルベル
・データが総べてＯかどうか判断される（ステップ■）
。上記＃ルベル・データが総べて０のとき、シフト・レ
ジスタ３６から得られる６ビツトの＃２レベル・データ
が総べてＯかどうか判断される（ステップ■）。以下同
様にしてシフト・レジスタ３７．３８から得られる６ビ
ツトの＃３レベル・データ、＃４レベル・データが総べ
て０かどうか判断される（ステップ■、■）。

例えばシフト・レジスタ３５から得られる６ビツトの＃
ｌレベル・データに「１」が存在したとき。

該＃ｌレベル・データが取り込まれたくステップ■）、
該＃ｌレベル・データについて最上位のビットから何番
目のビットに「１」が存在するかのビット検出処理が行
われる（ステップ■）。

今１例えば＃ｌレベル・データがｒｏｏｏｌｌｌ」であ
ったものとすると、最上位のビットから第４番目に「１
」が存在するので「４」が得られ。

＃ｌレベル・データに割り付けられた番号「１」とから
アドレス１−４が生成される。該アドレス！−４で第５
図図示のサーボ用検出テーブル１７をアクセスしくステ
ップ［相］）、該サーボ用検出テーブル１７から移動倍
率＋５のデータを読み出す。

このような第８図図示Ｐのパルスを挿入する動作が１回
繰返される（ステップ０）、そしてこれらｎ回読み出さ
れた移動倍率データが平均化され（ステップ０）、サー
ボ回路７へ送られた後、リセット信号が出力され（ステ
ップ０）、シフト・レジスタ３５ないし３８をリセット
し１次の測定用パルスに対する準備を行う。

ちなみに上記ｎ回のうちの１回分において１例えば＃ｌ
レベル・データがｒｌ　１１１１１Ｊであったものとす
ると、上記説明から明らかな様にアドレス１−１が生成
される。該アドレス１−１で第５図図示のサーボ用検出
テーブル１７がアクセスされ、該サーボ用検出テーブル
１７から移動倍率−２０のデータが読み出される。

そして＃ｌレベル・データないし＃４レヘル・データが
すべてＯの場合（ステップ■）、＃４レベルの下には「
５」が割り付けられており、アドレス５−Ｘ（Ｘは任意
の数）で第５図図示のサーボ用検出テーブル１７がアク
セスされ（ステップ［相］）、同図斜線の移動倍率＋８
０のデータがサーボ用検出テーブル１７から読み出され
る形となる。

以上の如き動作を行うアドレス発生手段１６は。

マイクロプロセッサ等を用いて構成しても、またマイク
ロプロセッサを使用しないハードウェアで構成してもい
ずれでもよい。

この様にして、サーボ用検出テーブル１７から電極をレ
シプロ制御するための最適レシプロ制御移動倍率が得ら
れる。サーボ回路７がこの移動倍、　　率をサーボ機構
へ送ることにより、電極ｌに対して所望のレシプロ制御
が行われる。

第７図はパルス発生回路の一実施例回路構成を示してお
り、同図右端に表示されたスイッチング素子２０へのゲ
ート信号及びスイッチング素子２４へのゲート信号が、
第８図に示されたタイミングでそれぞれ出力される。従
って測定用電源装置１４から発生した測定用パルスが、
主放電パルス列の中に主放電パルスに替えて挿入され、
加工中の状態で測定用パルスが電極１と加工物２との間
に印加される。該測定用パルスによって、現印加時点で
の電極１と加工物２との間隙及び間隙チップ濃度におけ
る最適レシプロ制御が行われることは、上記説明の通り
である。また該測定用パルスは一定の周期で発生し、該
周期を第７図左下のサンプリング・タイマ・データに設
定する値によって任意に設定することができるが、該周
期は少なくともサーボｉ構が追従できる最少追従時間よ
りも大きく設定される。

スイッチング素子２４へのゲート信号の出力は。

第４図の測定用パルス・ゲート信号と一致しており、該
測定用パルス・ゲート信号時間内に、タイミング・クロ
ック信号Ｔ１ないしＴ、が発生するようになっている。

測定用電源装置１４の出力インピーダンスは。

接点２７−１ないし２７−ｎを備えているので。

該接点２７〜１ないし２７−ｎによって自由に選定する
ことができる。従って加工物２の加工面積が大きい加工
の場合においても５測定用電源装置１４側の出力インピ
ーダンスを高くすることができ、電極１と加工物２との
間隙間のキャパシタンスの影響を受けることが少くなり
１ｇＬ適レシプロ制御で加工されることになる。

なお、上記実施例においては１間隙電圧の立上がりを検
出するに当たって、当該間隙電圧から直接的に立上がり
検出を行っているが、電極と加工物との間隙に流れる微
細電流を検出して間接的に上記立上がり検出を行うよう
にしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く５本発明によれば、主放電パルスを発
生する主電源装置と別個に測定用パルスを発生させる測
定用電源装置を設け、該測定用パルスで現印加時点での
電極と加工物との間隙、及び間隙チップ濃度を同時に測
定するようにしたので、最適な状態でのレシプロ制御が
可能となる。

また加工面積の大きい加工の場合にも、その出力インピ
ーダンスを変え、加工物に対応した出力インピーダンス
で測定できるので、この場合にも最適レシプロ制御が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電加工制御装置の一実施例構成
、第２図は検出回路の一実施例回路構成。 第３図は放電電圧波形の拡大図、第４図はサーボ用検出
テーブルをアクセスするアドレス発生説明図、第５図は
サーボ用検出テーブルの一実施例。 第６閏はサーボ用検出テーブルをアクセスするアドレス
発生のフロー・チャート第７図はパルス発生回路の一実
施例回路構成、第８図は各信号のタイム・チャート、第
９図は従来の放電加工制御装置の構成図を示している。 図中、ｌは電極、２は加工物、３は主電源、４はメイン
・トランジスタ、５は保護抵抗、６−１ないし６−ｎは
コンパレータ、７はサーボ回路。 ８は検出用積分コンデンサ、１３は主電源装置。 １４は測定用電源装置、１５は検出回路、１６はアドレ
ス発止手段、１７はサーボ用検出テーブル。 １８はパルス発生回路、１９は主電源、２０はスイッチ
ング素子、２３は測定用電源、２４はスイッチング素子
、２５は逆流防止用ダイオード、２８は＃ルベル検出器
、２９は＃２レベル検出器。 ３０は＃３レヘル検出器、３１は＃４レベル検出器、３
２は加工開始レベル検出器、３３はコンパレータ、３４
はフォト・カブラ、３５ないし３８はシフト・レジスタ
を表わしている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極と加工物との間隙にパルスを印加して放電させる主
   放電パルスを発生する主電源装置と、間隙電圧を検出し
   該間隙電圧を基に電極の移動量を制御させるサーボ回路
   とを備えた放電加工制御装置において、 定められた周期毎に主放電パルスに替えて上記間隙及び
   間隙チップ濃度測定のための測定用パルスを主放電パル
   ス列に挿入させる測定用電源装置を上記主電源装置と並
   列に設けると共に、 上記測定用パルスによって検出された間隙電圧の立上り
   特性に対応し、電極をレシプロ制御するための移動倍率
   が格納されたサーボ用検出テーブルを備え、 主放電パルス列に挿入された測定用パルスで現印加時点
   での間隙電圧の立上り特性を求めると共に、 該立上り特性を基に上記サーボ用検出テーブルから最適
   レシプロ制御移動倍率を読み出し、該移動倍率をサーボ
   回路へ送出することにより最適レシプロ制御を行うよう
   にしたことを特徴とする放電加工制御装置。