JPS632612A

JPS632612A - 放電加工制御装置

Info

Publication number: JPS632612A
Application number: JP61140339A
Authority: JP
Inventors: Haruki Obara; 小原　治樹
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1988-01-07
Also published as: EP0276314A4; DE3777145D1; US4833289A; EP0276314B1; WO1987007860A1; EP0276314A1

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、ワイヤ放電加工機における放電加工電源を制
御する放電加工制御装置に関するもので、特に、荒加工
を行った後の仕上加工時に適した放電加工制御装置に関
する。

従来の技術現在、ワイヤ放電加工機では加工液として水が使用され
るものが多い。加工液として水を使用すると、ワイヤＴ
１極とワーク間に電解性の漏れ電流が存在する。荒加工
時においてはこの漏れ電流は格別問題にならないが、仕
上加工時においては、ワークの板厚が異なるときや、直
線加工とコーナ加工ではこの漏れ電流の値が異なるため
、放電を安定に維持するには漏れ電流が大きいとき、叩
ちコーナ加工時等に合わせて電流値等の電気条件を設定
する必要があった。

発明が解決しようとする問題点仕上加工時に１発の放電エネルギーが大きいと、ワーク
の加工面の面粗ざが悪くなり、面粗さを良くするにはこ
のＭ電エネルギーを小さくする必要があり、ピーク電流
はできるだけ小さくかつ安定な放電が保たれるようにす
る必要がある。

しかし、上述したように直線加工に合わせてピーク電流
を設定すると］−す加工時に漏れ電流が大きくなること
により、放電を安定するための充分な電圧が、ワークと
ワイヤ電極間に（ワられないという欠点があった。

そこで、本発明の目的は漏れ電流の変化があっても安定
した電気エネルギーを提供できるようにして、安定した
放電と充分な面粗さを得ることができるような放電加工
制御装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明はワイヤ電極とワーク間のピーク電圧を検出する
ピーク電圧検出回路と、該ピーク電圧検出回路の検出ピ
ーク電圧に応じて上記ワイヤ電極とワーク間に印加する
電圧を制御する制御手段とを設けることにより上記問題
点を解決した。

作　　用ワイヤ電極とワーク間の漏れ電流によってワイヤ電極と
ワーク間のピーク電圧が変動しても、上記ピーク電圧検
出回路がピーク電圧の変動を検出し、この検出されたピ
ーク電圧に応じて上記制ｊ卸手段がワイ１）電極とワー
ク間に印加する電圧を変えるようにしたから、仕上加工
時等に直線加工がコーナ加工かによって漏れ電流に差異
が生じても、その漏れ電流を補正するようワイヤＴｇｈ
とワーク間に電圧が印加されるから、安定した加工が得
られ、かつ、加工面の面相さも最適なものが保られる。

実施例第１図ｔユ木発明の一実施例の回路図で、１は直流電源
、２はワイヤ電極、３はワーク、Ｃ１はコンデンサ、Ｒ
１は抵抗、Ｔ１．Ｔ２はスイッチング素子としてのトラ
ンジスタ、Ｄｌはトランジスタ保護用のダイオードであ
る。本実施例では、電食を防止するためにワイヤ電極と
ワーク３間に正。

逆の電圧を印加する両極性放電電源を用いており、第１
のトランジスタＴ１はＰＮＰ型トランジスタで、第２の
トランジスタＴ２はＮＰＮ型のトランジスタで構成し、
両トランジスタＴ１．Ｔ２のベースには後述するが第２
図〈イ）に示すようなパルスが入力されるようになって
おり、−方のトランジスタがオンのときは他方のトラン
ジスタはオフとなり、他方のトランジスタがオンのとき
は一方のトランジスタがオフとなるようになっている。

Ｒ２−Ｒ５は抵抗で、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ４、及び抵抗Ｒ
３と抵抗Ｒ５でワイヤ電極２とワーク３間のギャップ電
圧を分圧してあり、抵抗Ｒ４と並列にダイオードＤ２が
、また、抵抗Ｒ５と並列にダイオードＤ３がその方向を
逆にして接続されている。そして、これら分圧された電
圧は低下Ｒ６゜Ｒ７を介して差動増幅器４に入力されて
おり、これら抵抗Ｒ２〜Ｒ７、ダイオードＤ２．Ｄ３、
差動増幅器４によって絶対値検出回路を構成している。

該絶対値検出回路の差動増幅器４の出力は並列に設けら
れたダイオードＤ４．抵抗Ｒ８を介してコンデンサＣ２
を充電するようになっており、また、該コンデンサＣ２
と並列にｔＩｉ電のための高抵抗値の抵抗Ｒ９が接続さ
れている。これらダイオードＤ４．低抗Ｒ８，Ｒ９，コ
ンデンサＣ２でワイヤ電極２とワーク３間のギャップ電
圧のピーク電圧を検出するピーク電圧検出回路を構成し
ている。

５はコンパレータで、上記コンデンサＣ２の充電電圧と
基準電圧ＶＬを比較し、コンデンサｃ２の充電電圧即ち
ピーク電圧が塁準電圧Ｌ以下となると、出力がＨレベル
となりリレー６，７の励磁コイルを非励磁とし、その接
点をオフさせるものである。

８．９はワンショットマルチバイブレークで、ワンショ
ットマルチバイブレータ８の立下りでワンショットマチ
ルバイブレータ９をトリガし、ワンショットマルチバイ
ブレータ９の立下りでワンショットマルチバイブレータ
８をトリガするもので、これら２つのワンショットマル
チバイブレータ８．９でトランジスタＴ１．Ｔ２をオン
、オフさせる発振器を構成している。そして、これらワ
ンショットマルチバイブレータの出力パルス幅はリレー
６．７が励磁され、その接点がオンのときは、抵抗Ｒ１
０，Ｒ１２とコンデンサＣ３及び抵抗Ｒ１１，Ｒ１３と
コンデンサＣ４のＣＲ回路の各々の値によって決まり、
リレー６．７が非励磁のときは、抵抗Ｒ１０とコンデン
サＣ３、及び抵抗Ｒ１３とコンデンサＣ４ＣＲ回路の値
によって決まる。そのため、リレー６．７が非励磁でそ
の接点がオフのときは、リレー６．７が励磁のときと比
べ抵抗が大きくなるから、各ワンショットマルチバイブ
レータ８．９の出力パルス幅はリレー６．７が励磁のと
きと比べ大きくなる。なお、本実施例ではワンショット
マルチバイブレータ８゜９から出力されるパルス幅を同
一としており、そのため抵抗Ｒ１０とＲ１１及び抵抗Ｒ
１２とＲ１３は同一抵抗値にし、また、コンデンサＣ３
と０４も同一容量としている。

次に、本実施例の動作を説明する。

まず、コンパレータ５の出力はＬレベルで、リレー６．
７が励磁され、ワンショットマルチバイブレータ８．９
からはパルスが第２図（イ）に示すように交互に出力さ
れ、トランジスタＴｌ、Ｔ２を交互にオン、オフさせて
いるとする。そして、このパルス幅は加工電源の充放電
時定数ＲＩＣＩより充分小さいものとすると、トランジ
スタＴ１゜Ｔ２のベースにプラスのパルスが印加された
とき第１のトランジスタＴ１はオン、第２のトランジス
タＴ２はオフとなり、コンデンサＣ１は直流電源１より
トランジスタＴ１、ワーク３、ワイヤ電極２、抵抗Ｒ１
を通り充電され、次にベースへの印加パルスが負となる
と第１のトランジスタＴ１はオフ、第２トランジスタＴ
２はオンとなって、コンデンサＣ１の充電電圧がワイヤ
電極２とワーク３ｒＣＪのギャップに印加される。今、
直流電源１の電圧をＥ１ワイヤ電極２とワーク３間のギ
ャップ抵抗をＲｏとすると、上記コンデンサＣ１が充放
電を繰り返しているとき、ワイヤ電極２とワーク３間に
は第２図（ロ）に示すように、釣上（Ｅ／２）　ＸＲａ
　／　（Ｒ１＋Ｒｃ　）のピーク電圧が交互に印加され
ることとなる。

即ち、第１のトランジスタＴ１がオンとなると、初めは
抵抗Ｒ１とワイヤ電極２．ワーク３の直列回路には直流
電源１の電圧Ｅがすべて印加されるが、抵抗Ｒ１とコン
デンサＣ１の時定数Ｒ１・Ｃ１によってコンデンサＣ１
は徐々に充電され、それにともない抵抗Ｒ１，ワイヤ電
極２．ワーク３の直列回路の両端の電圧は徐々に低下す
る。しかし、第１のトランジスタＴ１はコンデンサＣ１
がわずかしか充電されない内にオフとなり第２のトラン
ジスタＴ２がオンとなるため、抵抗Ｒ１，ワイヤ電（唄
２．ワーク３の直列回路の両端には、切操わる前の°電
圧にχ・１し逆方向にＥの電圧が印加されることとなる
。即ち、トランジスタＴ１．Ｔ２のオン・オンによって
抵抗Ｒ１，ワイヤ電極２゜９−ク３の直列回路の両端に
印加される電圧は、その電圧の立上り、立下り時に直流
電源１の電圧Ｅだけジャンプして正逆極性の電圧が印加
されることとなり、この動作が繰り返されると、上記直
列回路の両端にはプラスのエネルギー（電圧Ｘ時間）、
マイナスのエネルギーが等しくなる。この実施θ１では
、ワンショットマルチバイブレータ８゜９から出力され
る各々のパルス幅が等しいため、必然的に上記直列回路
の両端には同一電圧が印加されることとなり、このパル
ス幅が抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１の時定数Ｒ１・Ｃ１と
比べ充分小さいときは、約±Ｅ／２のピーク電圧が印加
されることとなるので、ワイヤ電極２とワーク３間のギ
ｖｙブには、±（Ｅ／２）ＸＲａ　／　（Ｒ１＋Ｒｃ　
）のギャップ電圧Ｖａが交互に印加されることとなる。

このギャップ電圧Ｖａは抵抗Ｒ２〜Ｒ７、ダイオードＤ
２．Ｄ３、差動増幅器４からなる絶対値回路に入力され
るが、この絶対値回路の抵抗［り２とＲ３は抵抗値が等
しく、また、抵抗Ｒ４とＲ５の抵抗値が等しくされてお
り、その結果、ワーク３側がプラスのギャップ電圧Ｖｏ
のときには差動増幅器４に抵抗Ｒ６を介して入力される
電圧はＶａ、抵抗Ｒ７を介して入力される電圧はＶｏ　
・Ｒ３／　（Ｒ３＋Ｒ５）であり、差動増幅器４の出力
は、Ａ　（Ｖｏ　−ＶＱ　−Ｒ３／　（Ｒ３＋Ｒ５））−Ａ
　・（Ｖｏ　−Ｒ５／　（Ｒ３＋Ｒ５））・・・・・・
（１）（なお、Ａは増幅率である）また、ワーク３側がマイナスのギャップ電圧ＶＯのとき
には差動増幅器に抵抗Ｒ６を介して入力される電圧はＶ
ｏ　−Ｒ４／　（Ｒ２＋Ｒ４）であり、抵抗Ｒ７を介し
て入力される電圧０であるから、差動増幅器４の出力は
、Ａ−ＶＱ−Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ４）である。−方、Ｒ４＝Ｒ５、Ｒ２＝Ｒ３であるから、Ａ−ｖｃ−Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ４） −Ａ−Ｖａ　−Ｒ５／　（Ｒ３＋Ｒ５）となり、第（１
）式と同じとなる。即ち、ギヤツブ電圧上Ｖｏの絶対値
に比例した値が差動増幅器４から第２図（ハ）に示すよ
うに出力されることとなる。

この差動増幅器４からの出力はピーク電圧検出回路のコ
ンデンサＣ２に充電され、このコンデンサＣ２の充電電
圧はコンパレータ５に入力され、第２図〈二）に示すよ
うに基ｒｐ−電圧ＶＬと比較されることとなる。コンパ
レータ５では、コンデンサＣ２の充電電圧が高い間はＬ
レベルの出力が出され、リレー６．７を励磁し、その接
点をオンとしてワンショットマルチバイブレータ８，９
からは前述どおりパルス幅の小さいパルスが出力されて
いる。

ところが、コーナ等の加工によりワイヤ電極２とワーク
３間の漏れ電流が大きくなり、ギャップ電圧Ｖａが第２
図（ロ）の■で示すように低下すると、コンデンサＣ２
の充電電圧も低下してコンパレータ５の基準電圧ＶＬよ
り小さくなると、コンパレータ５からはＨレベルの出力
が出て、リレー６．７を非励磁としてワンショットマル
チバイブレーク８．９のＣＲ時定数を上げるから、該ワ
ンショットマルチバイブレータ８．９から出力されるパ
ルス幅は大きくなり、このパルス幅はコンデンサＣ１と
抵抗Ｒ１で決まる時定数Ｒ１Ｃ１より大きくなるよう設
定されているので、コンデンサＣ１は充分充電され、ワ
イヤ電極２とワーク３間（７）キｔツフｆＣＬＬＶａ　
＝±Ｅ−Ｒｏ　／　（Ｒ１＋Ｒａ）のギャップ電圧が印
加されることとなり、放電エネルギーは増大することと
なる。こうして、漏れ電流が大きい間はコンデンサＣ２
の充電電圧は第２図（ニ）に示すように基準電圧ＶＬよ
り小さいため、ワンショットマルチバイブレータ８゜９
からのパルス幅は大きいので、放電エネルギーが増大し
、放電を安定した状態に保持する。

−方、コーナ等の加工が終り漏れ電流が再び小さくなる
と第２図（ロ）の■に示すようにギャップ電圧が増大し
てコンデンサＣ２の充ｆｆ１ｆｆｉ圧、即ちピーク電圧
が増大し基準電圧ＶＬ以上となり、ワンショットマルチ
バイブレータ８．９のパルス幅は小さくなって放電エネ
ルギーを小さくして加工を行うこととなり、漏れ電流の
大きざに応じ放電エネルギーは調整されることとなる。

なお、上記実施例では、放電加工電源として、トランジ
スタＴＩ、Ｔ２によりワイヤ電極２とワーク３間に正、
逆の電圧を印加する放電電源を用いたが、正、逆の電圧
を印加しない他の放電電源でも良い。この場合、絶対値
検出回路は設ける必要はなく、ワイヤＮ極２とワーク３
間の電圧を分圧して、その分圧をピーク電圧検出回路に
入力するようにすればよい。

また、直流電源、電流制限抵抗、スイッチング素子とし
てのトランジスタ、ワーク、ワイヤ電極を直列に接続し
たトランジスタ放電回路やワークとワイヤ電極間にコン
デンサを並列に接続し、該並列回路を電流制限抵抗を介
して直流電源に接続するコンデンサ放電回路においては
、トランジスタのオン、オフ時間幅の制御ではなく、漏
れ電流の大きさによって、叩ら、上記コンパレータの出
力によって電流制限抵抗値を変え、ワークとワイヤ電極
に印加する電圧を制御すればよい。即ち、電流制限抵抗
と並列にコンパレータの出力によりオン、オフするスイ
ッチと抵抗の直列回路を法統し、漏れ電流が大きくなり
コンパレータに入力されるピーク電圧が基準電圧以下と
なると、コンパレータの出力が上記スイッチをオンさせ
て電流制限抵抗値を下げて、ワークとワイヤ電極間に印
加される電圧を上げて放電エルネギ−を増大させ、放電
を安定させるようにすればよい。

さらに、上記実施例においてはピーク電圧検出回路で検
出されるピーク電圧を基準電圧しと比較する比較回路５
の出力によってトランジスタＴ１．Ｔ２をオン、オフさ
せるパルス幅を変えたが、この比較回路５を差動増幅器
に変えて、この差動増幅器の出力に応じてピーク電圧が
一定になるようにトランジスタＴ１．Ｔ２をオン、オフ
させる周波数を変えるようにしてもよい。この場合、ワ
ンショットマルチバイブレータ８．９の代りに電圧を周
波数に変えるｖ−ｆコンバータを用いて、差動増幅器の
出力電圧に応じた周波数に変えて、トランジスタＴＩ、
Ｔ２をオン、オフさせてピーク電圧が一定になるように
制御すればよい。

発明の効果以上述べたように、本発明はワイヤ電極とワーク間に生
じる漏れ電流の値が変動しても、その漏れ電流を補正す
るようにワイヤ電極とワーク間に印加される電圧が制御
されるから、仕上加工時に直線加工からコーナ加工に変
わって湿れ電流が増大しても、ワイヤＮ極とワーク間に
印加される電圧が上昇するから、放電は安定して行われ
る。その結果、仕上加工時等漏れ電流の少ない直線加工
において、ワイヤ電極とワーク間に印加される電圧、即
ち電気エネルギーを、安定して加工が行われる小さな値
に設定しておいても漏れ電流の増すコース加工時には上
記電気エネルギーが上昇させられるから、コーナ加工時
にも安定した加工が得られ、その結果加工面の而粗さも
良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路図、第２図は同実施例
における動作タイミングを示す各波形図である。１・・・直流電源、２・・・ワイヤ電極、３・・・ワー
ク、４・・・差動増幅器、５・・・コンパレータ、６，
７・・・リレー、８．９・・・ワンショットマルチバイ
ブレータ、ＴＩ、Ｔ２・・・トランジスタ、ＣＩ、Ｃ２
・・・コンデン　→す　。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ワイヤ電極とワーク間のピーク電圧を検出するピ
ーク電圧検出回路と、該ピーク電圧検出回路の検出ピー
ク電圧に応じて上記ワイヤ電極とワーク間に印加する電
圧を制御する制御手段とを設けた放電加工制御装置。
（２）上記制御手段は上記ピーク電圧検出回路で検出さ
れたピーク電圧と基準電圧を比較して出力するコンパレ
ータを有し、該コンパレータの出力によりワイヤ電極と
ワーク間に印加する電圧を制御するようにした放電加工
制御装置。
（３）直流電源から電流制御抵抗、スイッチング素子を
介して該スイッチング素子をオン・オフさせてワイヤ電
極とワーク間に電圧を印加する放電電源においては、上
記制御手段は上記コンパレータの出力により上記電流制
御抵抗の値を変えるようにした特許請求の範囲第２項記
載の放電加工制御装置。
（４）ワイヤ電極とワーク間にコンデンサを並列に接続
し該並列回路に電流制御抵抗を介して直流電源より電圧
を印加するコンデンサ放電電源においては上記制御手段
は上記コンパレータの出力により上記電流制限抵抗の値
を変えるようにした特許請求の範囲第２項記載の放電加
工制御装置。
（５）スイッチング素子を介してコンデンサを充放電さ
せるスイッチング素子付コンデンサ放電電源において、
上記制御手段は上記コンパレータの出力により上記スイ
ッチング素子をオン・オフさせる発振器の発振周波数を
変えるようにした特許請求の範囲第２項記載の放電加工
制御装置。
（６）スイッチング素子を介してコンデンサを充放電さ
せるスイッチング素子制御付コンデンサ放電電源におい
て、上記制御手段は上記ピーク電圧検出回路で検出され
たピーク電圧を差動増幅器に入力し、該差動増幅器の出
力電圧を周波数に変換するＶ−ｆコンバータを設け、該
Ｖ−ｆコンバータの出力により上記スイッチング素子を
オン・オフさせる特許請求の範囲第１項記載の放電加工
制御装置。
（７）上記スイッチング素子制御付コンデンサ放電電源
はワイヤ電極とワーク間に正逆の両極性電圧を印加する
両極性放電電源で、上記ワイヤ電極とワーク間の電圧を
絶対値検出回路で検出し、該絶対値検出回路の出力を上
記ピーク電圧検出回路に入力するようにした特許請求の
範囲第５項又は第６項記載の放電加工制御装置。