WO2005070599A1 - 放電加工機の加工条件最適化方法 - Google Patents

放電加工機の加工条件最適化方法 Download PDF

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Shinsuke Miki
Hidetaka Katougi
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Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING 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
    • B23H1/00—Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING 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
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/16—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for preventing short circuits or other abnormal discharges by altering machining parameters using adaptive control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING 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
    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/20—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for programme-control, e.g. adaptive

Definitions

  • a workpiece (workpiece) and a machining electrode are opposed to each other via a small machining gap, and machining is performed by applying a pulse voltage to the gap between the workpiece and the machining electrode.
  • the present invention relates to an electric discharge machine, and more particularly to a method for optimizing a machining condition of an electric discharge machine, which automatically optimizes a machining condition according to a change in physical properties of a machining fluid.
  • machining fluid is deteriorated due to generation of metal dust, water, carboxylic acid and the like due to machining, and the volume resistivity of the machining fluid is reduced. If an abnormal discharge occurs and an arc current flows due to the decrease in the volume resistivity, there is a problem that the machining speed is reduced or the machining surface of the object to be machined is deteriorated.
  • the conventional EDM method monitors the voltage of the machining gap, and if it deviates from the reference value, the servo reference is used to set the inter-machining distance that enables normal electric discharge by servo control.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-262435 (Pages 2 to 4, Figure 1, Figure 5)
  • the conventional discharge method is configured as described above, it is possible to avoid abnormal discharge, but the machining conditions such as the discharge time and the downtime have not been optimized. No additional processing characteristics can be obtained. Generally, it is necessary to satisfy at least the three machining characteristics of the electric discharge machine, such as machining speed, low electrode consumption, and workpiece surface quality.In the conventional example, deterioration of the workpiece surface mainly due to abnormal discharge is avoided. This is a discharge method and has other problems such as insufficient machining characteristics (calorie speed, low electrode consumption).
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and not only avoids deterioration of the workpiece surface quality due to abnormal electric discharge related to the type and degree of deterioration of the machining fluid, but also reduces the machining speed.
  • Another object of the present invention is to obtain a method for optimizing machining conditions of an electric discharge machine which satisfies low electrode consumption. Disclosure of the invention
  • a method for optimizing machining conditions of an electric discharge machine is to detect an average discharge voltage within a fixed time during electric discharge machining, and to discharge electric voltage using a new machining fluid and a volume of a new machining fluid. From the relationship between the resistivity and the discharge current, the discharge current for the detected discharge voltage to become the same as the discharge voltage using the new machining fluid is determined, and the discharge current, discharge time, Based on the relationship between the idle time and the reference voltage, the discharge time, the idle time, and the reference voltage are calculated according to the calculated discharge current. Optimum machining conditions such as time, idle time and servo reference voltage can be obtained.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an electric discharge machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 This is a characteristic diagram showing the relationship between the roughing speed and the volume resistivity, where A and C are new, A deteriorated products are used for 3 years, and C deteriorated products are used for 1 year. .
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a finished surface roughness and a volume resistivity.
  • a and C, and A deteriorated products and C deteriorated products are the same as those in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for optimizing the Karoe condition of an electric discharge machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5 (a) is a waveform diagram showing a voltage waveform at the time of normal discharge, (b) is a waveform diagram showing a voltage waveform at the time of abnormal discharge, and [0008] Vg is a no-load voltage, OFF is a pause time, ON is a discharge time, eg Is the discharge voltage, Td is the no-load discharge time, and SV is the servo reference voltage.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an electric discharge machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a machining tank 1 is filled with a machining fluid 2 such as i-paraffin hydrocarbon, and the inside thereof is shown.
  • (Workpiece) 3 is arranged.
  • a machining electrode 5 is provided at the tip of the servo 4;
  • the discharge voltage detecting section 7 detects the discharge voltage and obtains an average discharge voltage within a predetermined time.
  • the optimum machining condition calculation unit 8 calculates the average discharge voltage detected by the discharge voltage detection unit 7 from the average discharge voltage, volume resistivity, discharge current, and the relational expression of the machining gap.
  • a discharge current for obtaining the same discharge current is calculated from the relational expression of the discharge current, discharge time, pause time, and servo reference voltage, which are the optimum processing conditions stored in the processing condition database storage unit 9.
  • the corresponding discharge time, pause time, and servo reference voltage are obtained, and the servo 4 and the machining electrode 5 are controlled through the servo control unit 6 under the optimum machining conditions during machining.
  • the machining fluid used in the first embodiment is used in an electric discharge machine, particularly in a die sinking electric discharge machine.
  • the following seven points are required for the performance of the sinker discharge liquid.
  • a low-viscosity hydrocarbon compound or a working fluid obtained by adding an antioxidant, a cooling property improver, or the like to a low-viscosity hydrocarbon compound is generally used.
  • the working fluid undergoes thermal deterioration and oxidative deterioration due to discharge energy, and generates decomposed products, polymers, fatty acids, fatty acid metal salts, and the like, so that the physical properties change according to the use time.
  • Processing conditions are generally set in consideration of the physical properties such as volume resistivity and viscosity of a new machining fluid, so if the machining fluid deteriorates and the volume resistivity decreases, insulation will not be fully restored. Therefore, concentrated discharge causes spots (black spots) on the work, etc. As a result, initial processing characteristics cannot be obtained. Therefore, it is important to obtain sufficient processing characteristics regardless of the type and degree of deterioration of the processing liquid.
  • FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between a roughing speed and a volume resistivity
  • FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a finished surface roughness and a volume resistivity.
  • the volume resistivity decreases with the deterioration of the machining fluid, but the rough machining speed is improved.
  • the volume resistivity drops from 1.E + 14 to 1.E + 13
  • the roughing speed increases about 1.6 times. This is thought to be due to the fact that the working fluid undergoes thermal deterioration and oxidative deterioration due to the discharge energy, and decomposed products, polymers, fatty acids, fatty acid metal salts, etc., and processing waste (metal powder), resulting in a decrease in volume resistivity.
  • the improvement of the electrical conductivity in terms of the electric discharge machining power shortened the time until dielectric breakdown, and as a result, the machining speed was improved.
  • the volume resistivity of the machining fluid varies depending on the type of the machining fluid and the degree of deterioration of the kagami solution, the same machining characteristics can be obtained even if machining is performed under the same conditions if the volume resistivity of the machining fluid is different. Therefore, in order to obtain the required processing characteristics, it is necessary to change the kamen condition according to the volume resistivity of the kamen solution. For example, in a deteriorated machining fluid with a reduced volume resistivity, insulation recovery is slower than that of a new machining fluid, and a concentrated discharge occurs. Therefore, in order to obtain the same processing characteristics as a new processing liquid, it is necessary to perform processing under optimum processing conditions corresponding to the volume resistivity of the processing liquid at that time.
  • FIG. 4 is a flow chart showing a method for optimizing machining conditions of the electric discharge machine according to Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 5 is a waveform chart showing voltage waveforms during normal discharge and abnormal discharge. is there.
  • the optimum machining condition calculation unit 8 sets machining conditions according to the new machining fluid if the machining fluid 2 used in the machining tank 1 is a new machining fluid.
  • the machining conditions are a discharge time, a pause time, and a servo reference voltage, and each machining condition can be obtained by reading out a condition stored in the machining condition database storage unit 9.
  • the servo control unit 6 controls the gap between the machining electrode 5 and the workpiece 3 by generating the set servo reference voltage SV to the servo 4, and also controls the machining electrode.
  • a no-load voltage Vg to 5 After the no-load discharge time Td, the machining fluid 2 between the machining electrode 5 and the work 3 is broken down and discharged.
  • the servo control section 6 generates a discharge voltage eg and a discharge current Ip only for the set discharge time ON, and melts and removes the work 3 by the discharge current Ip. Debris of the work 3 is generated during the processing, but the processing liquid 2 is vaporized during the processing.
  • the servo control unit 6 suspends the generation of voltage for the set pause time OFF, thereby restoring the insulation of the machining fluid 2, and then machining again.
  • a no-load voltage Vg is applied to the electrode 5 for use.
  • the discharge voltage detection unit 7 detects the discharge voltage eg during this machining and obtains the average discharge voltage egav within a fixed time (step ST2: discharge voltage detection step).
  • the optimum machining condition calculation unit 8 determines from the relational expression shown in the above equation (1) that the average discharge voltage egav detected by the discharge voltage detection unit 7 is equal to the average discharge voltage using a new machining fluid.
  • the current Ip is obtained (step ST3: discharge current calculation step). This is because, for example, the average discharge voltage and the discharge current using the new machining fluid are stored in the machining condition database storage unit 9, and the average discharge voltage detected by the discharge voltage detection unit 7 due to the deterioration of the machining fluid 2 is stored.
  • the new machining fluid is The discharge current Ip required to be the same as the average discharge voltage used can be obtained because it is 4/3 times the discharge current using the new machining fluid. Since the circuit is designed so that the discharge current Ip is constant, the discharge current Ip may be detected together with the average discharge voltage egav, and the detected discharge current Ip may be multiplied by 4Z3.
  • the optimal machining condition calculation unit 8 determines the optimal machining conditions from the discharge current Ip determined in step ST3 and the relational expressions shown in the following equations (2) and (4) derived from intensive studies (step Step ST4: Optimum machining condition calculation step).
  • the servo 4 and the machining electrode 5 are controlled under the optimal machining conditions through the servo control unit 6 to inspect whether three machining characteristics, namely, machining speed, low electrode consumption, and work surface quality are satisfied, If any of the three processing characteristics is not satisfied, it is determined that the optimum processing condition setting is inadequate, and the process returns to step ST2 and optimizes the processing condition again. If all three processing characteristics are satisfied, the optimization of the processing condition is terminated (step ST5).
  • the calculated processing conditions are sequentially overwritten and stored in the processing condition database storage unit 9, and the latest processing conditions are stored in order to use the same processing fluid next time. To keep.
  • the average discharge voltage ega within a certain time period v and calculates the discharge current Ip that is the same as the discharge voltage egav of the new machining fluid.
  • the physical properties of the machining fluid 2 are determined. Calculates the optimal machining conditions according to the conditions and enables machining under the optimal machining conditions.Therefore, the machining speed, low electrode consumption, and the best machining that satisfies the workpiece surface quality are related to the type and deterioration degree of the machining fluid. Properties can be obtained.
  • the present invention is suitable for obtaining a method for optimizing the machining conditions of an electric discharge machine which satisfies machining speed, low electrode consumption, and machining characteristics of a workpiece surface irrespective of the type and degree of deterioration of a machining fluid. I have.

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Abstract

　放電電圧検出部７では、放電電圧を検出すると共に一定時間内での平均放電電圧を求める。最適加工条件計算部８では、放電電圧検出部７で検出された平均放電電圧が新品加工液を用いた平均放電電圧と同じになるための放電電流を求め、加工条件データベース記憶部９に記憶された最適の加工条件となる放電電流、放電時間、休止時間およびサーボ基準電圧の関係式から、求められた放電電流に応じた放電時間、休止時間およびサーボ基準電圧を求め、加工時にはサーボコントロール部６を通じてその最適の加工条件でサーボ４および加工用電極５を制御する。

Description

明 細 書
放電加工機の加工条件最適化方法
技術分野
[0001] この発明は、被加工物 (加工対象物）と加工電極とを微少な加工間隙を介して対向 させ、被加工物と加工電極との間隙にパルス状電圧を印加して加工を行う放電加工 機に関するものであり、特に、加工条件を加工液物性の変化に従い自動的に最適化 する放電加工機の加工条件最適化方法に関するものである。
背景技術
[0002] 一般に、放電加工では加工による金属屑、水、カルボン酸の発生等により加工液が 劣化して加工液の体積抵抗率が低下する。この体積抵抗率の低下により異常放電し てアーク電流が流れるようになると、加工速度が低下したり被カ卩ェ物の加工表面が変 質するという課題がある。
従来の放電加工方法としては、異常放電を回避するために、加工間隙の電圧をモ ニタリングして、基準値から外れるとサーボコントロールによって、正常放電が可能と なるような加工間距離となるサーボ基準値を与えるものがある (例えば、特許文献 1参 照）。
[0003] 特許文献 1 :特開平 6— 262435号公報 (第 2頁一第 4頁、図 1、図 5)
[0004] 従来の放電カ卩ェ方法は以上のように構成されているので、異常放電の回避は可能 になるが、放電時間、休止時間等の加工条件の最適化はなされておらず、十分な加 ェ特性を得ることはできない。一般に、放電カ卩ェ機では少なくとも加工速度、低電極 消耗、ワーク面質の 3つの加工特性を満たすことが必要であり、従来例では、主に異 常放電によるワーク面質の悪化を回避する放電カ卩ェ方法であり、他の加工特性 (カロ ェ速度、低電極消耗）は十分ではないなどの課題があった。
[0005] この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、加工液の種類や劣 化度に関係なぐ異常放電によるワーク面質の悪化を回避するのみならず、加工速 度および低電極消耗も満たす放電加工機の加工条件最適化方法を得ることを目的 とする。 発明の開示
[0006] この発明に係る放電加工機の加工条件最適化方法は、 放電加工時における一定 時間内での平均的な放電電圧を検出し、 新品加工液を用いた放電電圧、 新品加工 液の体積抵抗率およぴ放電電流の関係から、その検出された放電電圧が新品加工 液を用いた放電電圧と同じになるための放電電流を求め、最適の加工条件となる放 電電流、 放電時間、 休止時間およびサーポ基準電圧の関係から、 求められた放電電 流に応じた放電時間、休止時間おょぴサーポ基準電圧を求めるようにしたものである このことによって、加工液の物性に応じた放電時間、 休止時間およびサーボ基準電 圧の最適の加工条件を求めることができ、その最適な加工条件で加工することにより . 加工液の種類や劣化度に関係なく、 異常放電によるワーク面質の悪化を回避する [0007] のみならず、 加工速度および低電極消耗も満たす常に最高の加工特性を得ることが できる効果がある。
図面の簡単な説明
[図 1 ]この発明の実施の形態 1による放電加工機を示す構成図である。
[図 2 ]荒加工速度と体積抵抗率との関係を示す特性図であり、 Aおよび Cは新品の 場合、 A劣化品は 3年使用の場合、 C劣化品は 1年使用の場合を表す。
[図 3 ]仕上げ面粗さと体積抵抗率との関係を示す特性図であり、 Aおよび C、 並び に A劣化品おょぴ C劣化品は図 2の場合と同様である。
[図 4 ]この発明の実施の形態 1による放電加工機のカロェ条件最適化方法を示すフ口 一チヤ トである。
[図 5 ] ( a ) は正常放電時、 （b ) は異常放電時の電圧波形を示す波形図であり、 [0008] V gは無負荷電圧、 O F Fは休止時間、 O Nは放電時間、 e gは放電電圧、 T dは 無負荷放電時間、 S Vはサーボ基準電圧を表す。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形 態について、 添付の図面に従って説明する。
実施の形態 1 .
差替え甩紙 S) 図 1はこの発明の実施の形態 1による放電加工機を示す構成図であり、図にお I 、加工槽 1内には、 i一パラフィン系炭化水素等の加工液 2が満たされ、その中に ク（被加工物） 3が配置されている。サーボ 4の先端には、加工用電極 5が設けら; サーボコント口ール部 6から発生されるサーポ基準電圧により、力 [Π¾¾極 5お J
差替え B鉱（ 2S) ーク 3間の間隙が制御され、加工用電極 5に電圧を印加することにより、加工用電極 5から加工液 2を介してワーク 3に放電が発生しワーク 3をカ卩ェする構成となっている。 放電電圧検出部 7は、その放電電圧を検出すると共に、一定時間内での平均放電 電圧を求める。最適加工条件計算部 8は、平均放電電圧、体積抵抗率、放電電流お よび加工間隙の関係式から、放電電圧検出部 7で検出された平均放電電圧が新品 加工液を用いた平均放電電圧と同じになるための放電電流を求め、加工条件データ ベース記憶部 9に記憶された最適の加工条件となる放電電流、放電時間、休止時間 およびサーボ基準電圧の関係式から、求められた放電電流に応じた放電時間、休止 時間およびサーボ基準電圧を求め、加工時にはサーボコントロール部 6を通じてその 最適の加工条件でサーボ 4および加工用電極 5を制御するものである。
次に動作について説明する。
この実施の形態 1で用いられる加工液は、放電加工機、特に形彫放電加工機で使 用されるものである。形彫放電カ卩ェ液に要求される性能として以下の 7点が挙げられ る。
( 1 )粘度が低ぐ加工屑ゃタール等を放電ギャップ外に放出しゃすレ、こと
(2)絶縁性に優れること
(3)冷却性に優れること
(4)臭気が低く作業者に対して不快を与えないこと
(5)火点、沸点が高いこと
(6)化学的に安定であり、有害なガスを出さないこと
(7)加工機、ワークを腐食しないこと
これらの性能を考慮し、低粘度の炭化水素系化合物あるいは低粘度の炭化水素系 化合物に酸化防止剤や冷却特性向上剤等を添加した加工液が一般に使用されて いる。加工液は、放電エネルギーにより熱劣化や酸化劣化し、分解物、重合物、脂肪 酸、脂肪酸金属塩等を生成するため、使用時間に応じて物性が変化する。
加工条件は、新品の加工液の体積抵抗率、粘度等の物性を考慮して設定すること が一般的であることから、加工液が劣化して体積抵抗率が低下すると絶縁が十分に 回復しないため、集中放電してワークにシミ（黒い点）等が発生し、加工特性が低下し て初期の加工特性が得られなくなる。従って、加工液の種類や劣化度に関係なく十 分な加工特性を得ることが重要となる。
[0010] 図 2は荒加工速度と体積抵抗率との関係を示す特性図、図 3は仕上げ面粗さと体 積抵抗率との関係を示す特性図であり、この発明の発明者らが形彫放電カ卩ェ液の新 品と劣化品とに関してカ卩ェ液物性と加ェ特性 (加ェ速度と加工後のワークの仕上げ 面粗さ）を詳しく分析'評価した結果である。
図 2に示したように、加工液の劣化に伴レ、、体積抵抗率が低下するが、逆に荒加工 速度が向上しているのが分かる。例えば、体積抵抗率が 1. E + 14から 1. E + 13に 低下すると、荒加工速度は約 1. 6倍増加している。これは、加工液は、放電エネルギ 一により熱劣化や酸化劣化し、分解物、重合物、脂肪酸、脂肪酸金属塩等や加工屑 (金属粉)を生成するため体積抵抗率が低下するものと考えられ、この時、放電加工 力 見ると通電性が向上したことにより、絶縁破壊までの時間が短くなり、その結果、 加工速度が向上したものと考えられる。
また、図 3に示したように、体積抵抗率が低くなると仕上げ面粗さは悪くなるのが分 かる。これは、加工液が劣化して体積抵抗率が低下すると絶縁が十分に回復しない ため集中放電し、ワークにシミ（黒い点）等が発生するため、加工面質は低下し、面粗 さが低下したものと考えられる。
このように、加工液の種類やカ卩ェ液の劣化度により加工液の体積抵抗率が異なる ため、同一条件で加工しても、加工液の体積抵抗率が異なれば同じ加工特性が得ら れないため、要求する加工特性を得るにはカ卩ェ液の体積抵抗率に応じてカ卩ェ条件 を変更する必要がある。例えば、体積抵抗率が低下した劣化加工液では新品加工 液と比較して絶縁回復が遅いため、集中放電が発生する。よって、新品加工液と同 等の加工特性を得るには、その時の加工液の体積抵抗率に対応した最適加工条件 で加工することが必要になる。
[0011] 図 4はこの発明の実施の形態 1による放電カ卩ェ機の加工条件最適化方法を示すフ ローチャート、図 5は正常放電時と異常放電時との電圧波形を示す波形図である。 以下、図 1、図 4、図 5を参照しながら放電カ卩ェ機の加工条件最適化方法について 説明する。 先ず、最適加工条件計算部 8では、加工槽 1内で用いられる加工液 2が新品加工 液ならば、その新品加工液に応じた加工条件を設定し、前回使用された加工液なら ば、その前回使用時の最新の加工条件を設定する（ステップ ST1)。ここで、加工条 件とは、放電時間、休止時間およびサーボ基準電圧であり、各加工条件は、加工条 件データベース記憶部 9に記憶されたものを読み出すことにより得られる。
図 5 (a)に示すように、サーボコントロール部 6では、設定されたサーボ基準電圧 SV をサーボ 4に発生することにより、加工用電極 5およびワーク 3間の間隙を制御すると 共に、加工用電極 5に無負荷電圧 Vgを印加することにより、無負荷放電時間 Td後に 加工用電極 5およびワーク 3間における加工液 2を絶縁破壊して放電させる。サーボ コントロール部 6では、設定された放電時間 ONだけ放電電圧 egおよび放電電流 Ip を発生し、この放電電流 Ipによりワーク 3を溶解しカ卩ェする。加工と共にワーク 3の加 ェ屑が発生するが、加工中における加工液 2の気化 '爆発によりその加工屑を吹き 飛ばす。その結果、加工液 2の絶縁が低下するが、サーボコントロール部 6では、設 定された休止時間 OFFだけ電圧の発生を休止することにより、加工液 2の絶縁を回 復させ、その後、再び加工用電極 5に無負荷電圧 Vgを印加する。
放電電圧検出部 7では、この加工時における放電電圧 egを検出すると共に、一定 時間内での平均放電電圧 egavを求める（ステップ ST2：放電電圧検出工程）。
この種の形彫放電カ卩ェ機では、放電電流 Ipが一定になるように回路設計されてい るので、図 5 (b)の異常放電時の電圧波形に示すように、加工液 2が劣化して異常放 電が発生するような状態では、加工液 2の体積抵抗率 Rが低下しているため、次式（1 )に示す関係式から分かるように平均放電電圧 egavは低下する。
egav[V/cm] =R * IpZ (加工間隙） （1)
最適加工条件計算部 8では、上記式（1)に示した関係式から、放電電圧検出部 7 で検出された平均放電電圧 egavが新品加工液を用いた平均放電電圧と同じになる ための放電電流 Ipを求める（ステップ ST3 :放電電流演算工程)。これは、例えば、加 ェ条件データベース記憶部 9に、新品加工液を用いた平均放電電圧と放電電流とを 記憶しておき、加工液 2の劣化により放電電圧検出部 7で検出された平均放電電圧 e gavが新品加工液を用いた平均放電電圧に対して 3/4倍になれば、新品加工液を 用いた平均放電電圧と同じになるための放電電流 Ipは、新品加工液を用いた放電 電流に対して 4/3倍となることから求めることができる。なお、放電電流 Ipについて は一定になるように回路設計されているので、平均放電電圧 egavと共に放電電流 Ip を検出して、その検出した放電電流 Ipに対して 4Z3倍としても良い。
[0013] 最適加工条件計算部 8では、ステップ ST3で求められた放電電流 Ipと、鋭意研究 により導き出した次式（2) （4)に示した関係式とから最適の加工条件を求める (ステ ップ ST4：最適加工条件演算工程)。
ON =A * Ip-B
(A, Bは係数で、 A= 7 10、 B = l . 0—3. 5) (2)
OFF = C * EXP (D * ON)
(C, Dは係数で、 C = 25 35、 D = 0. 01-0. 02) (3) SV =E * ON"-F
(E, Fは係数で、 E = 200— 250、 F = 0. 2— 0. 4) (4) 但し、 ONは放電時間、 OFFは休止時間、 SVはサーボ基準電圧、 Ipは放電電流、 Ίま累乗を示す。
上記式（2)—（4)に示した関係式は、加工条件データベース記憶部 9に記憶され ており、最適加工条件計算部 8では、放電電流 Ipが決定されれば、最適な放電時間 ON、休止時間 OFFおよびサーボ基準電圧 SVを求めることができる。
その後、加工時にはサーボコントロール部 6を通じてその最適の加工条件でサーボ 4および加工用電極 5を制御し、 3つの加工特性、すなわち、加工速度、低電極消耗 、ワーク面質を満たしているか検査し、 3つの加工特性のうちのいずれかが満たされ ていない場合、最適加工条件設定に不備があつたとして、ステップ ST2に戻り、加工 条件の最適化をもう一度やりなおす。 3つの加工特性が全て満たされている場合、加 ェ条件の最適化を終了する（ステップ ST5)。
なお、演算された加工条件を加工条件データベース記憶部 9に逐次上書きして記 憶するものとし、次回に継続して同一の加工液を使用する場合のために、最新の加 ェ条件を記憶しておくようにする。
[0014] 以上のように、この実施の形態 1によれば、一定時間内での平均的な放電電圧 ega vを検出し、新品加工液の放電電圧 egavと同じになる放電電流 Ipを演算し、求めた 放電電流 Ipと加工条件データベース記憶部 9に記憶された関係式とより、加工液 2の 物性に応じた最適な加工条件を算出し、その最適な加工条件での加工を可能にし たので、加工液の種類や劣化度に関係なぐ加工速度、低電極消耗、ワーク面質を 満たす常に最高の加工特性を得ることができる。
また、放電加工中に図 4に示した加工条件の最適化を所定時間間隔毎に逐次行え ば、加工液物性が時々刻々と変化しても、常に最高の加工特性を得ることができる。 産業上の利用可能性
以上のように、この発明は、加工液の種類や劣化度に関係なぐ加工速度、低電極 消耗およびワーク面質の加工特性を満たす放電加工機の加工条件最適化方法を得 るのに適している。

Claims

請求の範囲
[1] 加工液を用いて被加工物を放電加工する放電加工機の加工条件最適化方法にお いて、
放電加工時における一定時間内での平均的な放電電圧を検出する放電電圧検出 工程と、
新品加工液を用いた放電電圧、新品加工液の体積抵抗率および放電電流の関係 から、上記放電電圧検出工程により検出された放電電圧がその新品加工液を用いた 放電電圧と同じになるための放電電流を求める放電電流演算工程と、
最適の加工条件となる放電電流、放電時間、休止時間およびサーボ基準電圧の関 係から、上記放電電流演算工程により求められた放電電流に応じた放電時間、休止 時間およびサーボ基準電圧を求める最適加工条件演算工程とを備えたことを特徴と する放電加工機の加工条件最適化方法。
[2] 最適加工条件演算工程は、
以下の関係式から最適の加工条件を求めることを特徴とする請求項 1記載の放電 加工機の加工条件最適化方法。
ON =A * Ip-B
OFF = C * EXP (D * ON)
SV =E * ON"-F
但し、 ONは放電時間、 OFFは休止時間、 SVはサーボ基準電圧、 Ipは放電電流、 A— Fは係数でその適用範囲は、 A= 7— 10、 B= l . 0 3. 5、 C = 25— 35、 D = 0 . 01—0. 02、 E = 200— 250、 F = 0. 2—0. 4、 Ίま累乗を示す。
1/3
[図 1]
6 9 上
サーポ 一、加工条件 デ—夕べ—ス コン卜ロール部
記憶部
4· 8 最適加工条件計算部
サーポ 7
2
丄 放電電圧 検出部 加工槽
[図 2]
Figure imgf000012_0001
荒加工速度 （mm3/min)
差替え ¾ ' S ^ 2/3
[図 3]
Figure imgf000013_0001
仕上げ面粗さ （ mRy) 画
Figure imgf000013_0002
差替え用 i ^M 3/3
[図 5]
(a) 正常放電時
A
電圧 (V)
Figure imgf000014_0001
(b) 異常放電時
A 電圧V)
Figure imgf000014_0002
Td ON OFF
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