WO2014016923A1 - 放電加工装置 - Google Patents

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WO2014016923A1
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discharge
standard deviation
machining
boundary
unit
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PCT/JP2012/068867
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French (fr)
Inventor
康雄 小野寺
博紀 彦坂
森田　一成
英隆 加藤木
Original Assignee
三菱電機株式会社
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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
    • B23H1/024—Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits

Definitions

  • the present invention relates to an electric discharge machining apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a technique for classifying discharge states into normal discharges and abnormal discharges, and switching processing condition settings when abnormal discharges are detected.
  • boundary In order to classify the discharge state into normal discharge and abnormal discharge, it is necessary to obtain in advance a boundary between normal discharge and abnormal discharge (hereinafter, simply referred to as “boundary”). So far, the boundary has been determined by work requiring know-how by the operator. Since the set boundaries will vary depending on the operator, there is a problem that the processing performance is potentially lowered. Further, in order to obtain the boundary, since it is generally in a state in which a large amount of abnormal discharge is included, there is a problem that there is a possibility of damaging the machining electrode and the workpiece.
  • a probability density distribution of machining data indicating a discharge state between the electrodes can be obtained, and a boundary can be determined based on the probability density distribution. Since the boundary can be obtained by automatic calculation using machining data of only normal discharge, it is possible to eliminate work depending on the operator's know-how. Further, it is possible to reduce damage to the machining electrode and the workpiece.
  • a calculation error of the boundary occurs due to a mixture of abnormal discharge machining data and normal discharge machining data. As the abnormal discharge mixed in the machining data increases, the calculation error of the boundary increases. If the discharge state cannot be correctly determined due to the large calculation error of the boundary, the processing condition is controlled based on the erroneous determination result for the discharge state, thereby reducing the processing performance.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to obtain an electric discharge machining apparatus that can accurately determine an electric discharge state and suppress a decrease in machining performance.
  • the present invention includes a discharge state determination unit that determines whether the discharge state between the machining electrode and the workpiece is normal discharge or abnormal discharge;
  • a machining condition switching unit that switches a machining condition in machining of the workpiece according to a determination result in the discharge state determination unit, and an electric discharge machining apparatus that includes a state quantity according to the discharge state,
  • a storage unit that stores a discharge state determination index that is an index for determining a discharge state, a standard deviation calculation unit that calculates a standard deviation of the discharge state determination index read from the storage unit, and the discharge state determination
  • a boundary calculation unit that calculates a boundary that is applied to the determination of the normal discharge and the abnormal discharge in the unit based on the discharge state determination index, and the boundary calculation unit calculates the boundary.
  • the machining condition switching unit switches the machining conditions according to a difference between the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit and a standard deviation standard set as a standard of the standard deviation.
  • the boundary calculation unit calculates the boundary when the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit is smaller than the standard deviation standard.
  • the boundary calculation unit calculates the boundary when the standard deviation of the discharge state determination index is smaller than the standard deviation standard.
  • the boundary calculation unit can calculate the boundary in a state where mixing of abnormal discharges is suppressed.
  • the discharge state determination unit can accurately determine the discharge state based on the boundary where the calculation error is suppressed. Thereby, the electrical discharge machining apparatus can suppress the degradation of the machining performance by controlling the machining conditions according to the accurately determined discharge state.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric discharge machining apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a histogram of the discharge state determination index in machining in a stable state where abnormal discharge is not mixed with normal discharge.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a histogram of the discharge state determination index in machining in an unstable state in which abnormal discharge is mixed with normal discharge.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method for obtaining a boundary between normal discharge and abnormal discharge.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a change in the boundary when there is a mixture of abnormal discharge and normal discharge.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric discharge machining apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a histogram of the discharge state determination index in machining in a stable state where abnormal discharge is not mixed with normal discharge.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a change in the boundary when there is a mixture of abnormal discharge and normal discharge.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a procedure until the boundary is obtained in the preparation process.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the main processing.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric discharge machining apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric discharge machining apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the machining electrode 1 is attached to the main shaft 4.
  • the workpiece 2 is mounted on the processing table 3.
  • the processing table 3 is driven in the X-axis direction and the Y-axis direction which are horizontal directions.
  • the main shaft 4 is driven in the Z-axis direction, which is the vertical direction.
  • the drive unit 5 drives the machining table 3 and the spindle 4 respectively.
  • the drive controller 6 controls the drive unit 5.
  • the machining power source 7 applies a pulse voltage between the machining electrode 1 and the workpiece 2.
  • the oscillator 8 sends a pulse command to the machining power supply 7.
  • a numerical control (NC) unit 9 controls the drive controller 6 and the oscillator 8 at a higher level.
  • the electric discharge machining apparatus 100 processes the workpiece 2 by generating a pulse discharge between the machining electrode 1 and the workpiece 2 while relatively moving the machining electrode 1 and the workpiece 2 at a predetermined speed. .
  • the discharge voltage detection unit 10 detects a discharge voltage between the machining electrode 1 and the workpiece 2.
  • the high pass filter 11 extracts a high frequency component of the discharge voltage detected by the discharge voltage detection unit 10.
  • the rectifier 12 rectifies the high frequency component extracted by the high pass filter 11.
  • the integrator 13 integrates the high frequency components that have undergone rectification in the rectifier 12.
  • the A / D converter 14 converts the integrated value from the integrator 13 from analog data to digital data.
  • the storage unit 15 stores the integrated value from the A / D converter 14.
  • the standard deviation calculation unit 16 calculates the standard deviation of the integral value read from the storage unit 15.
  • the standard deviation standard setting unit 17 sets a standard deviation standard. Details of the standard deviation standard will be described later.
  • the comparator 18 compares the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit 16 with the standard deviation standard set in the standard deviation standard setting unit 17.
  • the machining condition switching unit 19 instructs the numerical control unit 9 to switch the machining conditions in accordance with the determination result in the discharge state determination unit 21. Further, the machining condition switching unit 19 instructs the numerical control unit 9 to switch the machining conditions according to the comparison result in the comparator 18 in the preparatory machining for obtaining the boundary.
  • the boundary calculation unit 20 calculates a boundary according to the comparison result in the comparator 18 and the integrated value read from the storage unit 15. This boundary is a boundary applied to the determination of normal discharge and abnormal discharge in the discharge state determination unit 21.
  • the discharge state determination unit 21 determines the discharge state between the machining electrode 1 and the workpiece 2 according to the integrated value from the A / D converter 14 and the boundary calculated by the boundary calculation unit 20.
  • the discharge pulse includes normal discharge that contributes to machining and abnormal discharge that does not contribute to machining.
  • an index for determining whether the discharge state between the electrodes of the machining electrode 1 and the workpiece 2 is normal or abnormal the low frequency component (arc potential) or high frequency component of the discharge voltage, State quantities such as average voltage can be mentioned.
  • an index for determining the discharge state is referred to as a discharge state determination index.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a histogram of the discharge state determination index in machining in a stable state where no abnormal discharge is mixed with normal discharge.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a histogram of the discharge state determination index in machining in an unstable state in which abnormal discharge is mixed with normal discharge. 2 and 3 represent the frequency distribution of the discharge state determination index for a sufficient number of discharge pulses, for example, about 1000 discharge pulses.
  • one peak appears in the frequency distribution. This peak indicates normal discharge.
  • two peaks appear in the frequency distribution. Of the two peaks, the peak appearing on the high level side indicates normal discharge, and the peak appearing on the low level side indicates abnormal discharge.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method for obtaining a boundary between normal discharge and abnormal discharge.
  • the boundary between normal discharge and abnormal discharge in the histogram shown in FIG. 3 is obtained from the discharge state determination index for normal discharge shown in FIG.
  • the threshold value as the boundary is Th
  • the average value of the discharge state determination index in normal discharge is xc
  • the standard deviation of the discharge state determination index in normal discharge is ⁇
  • the predetermined coefficient is k
  • the boundary can be obtained without damaging the machining electrode 1 and the workpiece 2 in a state where abnormal discharge is not mixed. Further, since xc and ⁇ can be obtained from the data group of the discharge state determination index for normal discharge and Th can be calculated automatically, it is possible to suppress variations and errors in calculation results by the operator.
  • FIG. 5 and FIG. 6 are diagrams for explaining the fluctuation of the boundary when the abnormal discharge is mixed in the normal discharge.
  • the histogram shown in FIG. 6 indicates that there are more abnormal discharges than the histogram shown in FIG.
  • xc in equation (1) When abnormal discharge is mixed in normal discharge, xc in equation (1) is a small value and ⁇ is a large value compared to the case where abnormal discharge is not mixed.
  • the threshold value Th ′ calculated from the equation (1) when abnormal discharge is mixed is smaller than the true threshold value Th. Further, the greater the number of abnormal discharges, the greater the threshold error (Th ⁇ Th ′).
  • the machining condition can be sufficiently switched to avoid the abnormal discharge due to a false detection of abnormal discharge as normal discharge. It becomes difficult. If the avoidance of abnormal discharge becomes insufficient, the machining state becomes unstable and the machining performance is lowered. As described above, in order to accurately obtain the boundary for determining the discharge state, it is desirable not to mix the abnormal discharge machining data.
  • the standard deviation of the discharge state determination index is larger when the abnormal discharge is mixed in the normal discharge than in the case where the abnormal discharge is not mixed in the normal discharge.
  • the inventors have an upper limit in the standard deviation of the discharge state determination index when the abnormal discharge is not mixed with the normal discharge, and the standard of the discharge state determination index is higher than the upper limit. It was found that when the deviation is large, it can be determined that abnormal discharge is mixed. Such an upper limit is appropriately referred to as a standard deviation standard.
  • the boundary calculation unit 20 determines the boundary. As a result, the boundary error can be suppressed, and the deterioration of the machining performance due to the boundary error can be avoided.
  • An NC program and machining conditions are input to the numerical control unit 9 before machining is started.
  • the numerical controller 9 sends a position command to the drive controller 6 according to the NC program and the machining conditions.
  • the drive controller 6 controls the drive unit 5 in accordance with the position command from the numerical control unit 9.
  • the drive unit 5 moves the machining table 3 in the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the drive unit 5 moves the main shaft 4 in the Z-axis direction.
  • the machining electrode 1 and the workpiece 2 move relative to each other in the X, Y, and Z axial directions.
  • the numerical controller 9 sends the input machining conditions to the oscillator 8.
  • the oscillator 8 generates a discharge pulse command corresponding to the machining conditions and sends the discharge pulse command to the machining power source 7.
  • the machining power source 7 applies a pulse voltage between the machining electrode 1 and the workpiece 2 in accordance with a discharge pulse command from the oscillator 8.
  • the electric discharge machining apparatus 100 performs electric discharge machining of the workpiece 2 by pulse discharge between the machining electrode 1 and the workpiece 2.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a procedure until the boundary is obtained in the preparation process.
  • the operator selects a preparatory machining mode by machining mode selection means (not shown).
  • the electric discharge machining apparatus 100 sets machining conditions for the preparation machining in the numerical controller 9 (step S1).
  • the electric discharge machining apparatus 100 sets the standard deviation standard of the discharge state determination index in the standard deviation standard setting unit 17 (step S2).
  • a method of determining the standard deviation standard by the standard deviation standard setting unit 17 will be described later.
  • this standard deviation specification may be set at the start of the preparatory machining, or may be a fixed value set before shipping the electric discharge machining apparatus 100, for example.
  • the electric discharge machining apparatus 100 omits step S2.
  • the electric discharge machining apparatus 100 starts the machining operation on the workpiece 2 after setting the standard deviation standard (step S3).
  • the discharge voltage detection unit 10 detects the discharge voltage between the machining electrode 1 and the workpiece 2.
  • the discharge voltage detection unit 10 sends the detection result of the discharge voltage to the high pass filter 11.
  • the high pass filter 11 extracts a high frequency component of the discharge voltage detected by the discharge voltage detection unit 10.
  • the cut-off frequency in the high-pass filter 11 for example, a value larger than the response frequency when the interelectrode voltage falls from the no-load voltage to the arc potential immediately after discharge is set.
  • the rectifier 12 performs full-wave rectification or half-wave rectification of the high-frequency component extracted by the high-pass filter 11 and sends the rectified high-frequency component to the integrator 13.
  • the integrator 13 integrates the high-frequency component that has been rectified by the rectifier 12 and sends the integrated high-frequency component to the A / D converter 14 as an integrated value.
  • the A / D converter 14 converts the integral value of the high frequency component from analog data to digital data.
  • the A / D converter 14 sends the integrated value converted into digital data to the storage unit 15 as a discharge state determination index.
  • the electric discharge machining apparatus 100 performs processing on each element from the high-pass filter 11 to the A / D converter 14 to the discharge voltage detected by the discharge voltage detection unit 10, thereby obtaining the discharge state determination index.
  • Calculate (step S4).
  • the discharge state determination index is a state quantity corresponding to the discharge state, and in this example, is an integrated value obtained by integrating the high-frequency component of the discharge voltage.
  • the discharge state determination index is not limited to the integrated value obtained by integrating the high frequency component of the discharge voltage.
  • the discharge state determination index may be another state quantity corresponding to the discharge state, for example, a low-frequency component (arc potential) of the discharge voltage, an average voltage between electrodes in the downtime, or the like.
  • the storage unit 15 stores a discharge state determination index calculated during the preparation process (step S5).
  • the standard deviation calculation unit 16 reads the discharge state determination index from the storage unit 15 and calculates the standard deviation of the discharge state determination index (step S6).
  • the standard deviation calculation unit 16 sends the calculated standard deviation to the comparator 18.
  • the comparator 18 compares the standard deviation from the standard deviation calculation unit 16 with the standard deviation standard set in the standard deviation standard setting unit 17 (step S7). When the standard deviation of the discharge state determination index is equal to or greater than the standard deviation standard (step S7, Yes), the comparator 18 sends a command for switching the machining condition to the machining condition switching unit 19. In response to the command from the comparator 18, the machining condition switching unit 19 instructs the numerical control unit 9 to switch the machining conditions (step S8).
  • step S8 indicates that abnormal discharge is mixed.
  • the machining condition switching unit 19 switches the machining conditions so that abnormal discharge is not mixed.
  • the switching of the processing conditions for preventing abnormal discharge from being mixed includes, for example, extending the pause time, shortening the discharge time, increasing the jump amount, and shortening the jump down time.
  • the machining condition switching unit 19 switches, for example, at least one of a pause time setting, a discharge time setting, a peak current value, a pulse width, a jump down time, a jump up distance, and a machining depth as the machining conditions. It is also good.
  • the electrical discharge machining apparatus 100 repeats the procedure from step S4 after the machining condition switching unit 19 switches the machining conditions.
  • the comparator 18 sends a command to the boundary calculation unit 20 to calculate the boundary.
  • the electric discharge machining apparatus 100 ends the machining operation on the workpiece 2 (step S9).
  • the boundary calculation unit 20 receives a command from the comparator 18 and calculates a boundary between normal discharge and abnormal discharge (step S10).
  • the boundary calculation unit 20 calculates the boundary by applying the standard deviation and the average value of the discharge state determination index read from the storage unit 15 to the above equation (1).
  • the discharge state determination unit 21 stores the boundary calculated by the boundary calculation unit 20 (step S11). As described above, the electric discharge machining apparatus 100 ends the operation for obtaining the boundary.
  • the discharge state determination unit 21 uses the stored boundary in the machining control in the main machining.
  • the standard deviation standard setting unit 17 confirms whether or not the frequency distribution has one peak in the histogram of the discharge state determination index stored in the storage unit 15. The case where there is one peak indicates that abnormal discharge is not mixed.
  • the standard deviation standard setting unit 17 sets the standard deviation of the discharge state determination index when it is confirmed that there is one peak as the standard deviation standard.
  • the machining condition switching unit 19 changes the machining conditions until only the peak indicating normal discharge remains and the peak indicating abnormal discharge disappears.
  • the standard deviation standard setting unit 17 sets the standard deviation of the discharge state determination index when it is confirmed that the number of peaks is one after changing the machining conditions as the standard deviation standard.
  • ⁇ Switching of machining conditions so as not to mix abnormal discharges is, for example, extension of pause time, reduction of discharge time, increase of jump amount, reduction of jump down time, etc.
  • the machining condition switching unit 19 may switch at least one of a peak current value, a pulse width, a pause time, a jump down time, a jump up distance, and a machining depth as the machining conditions.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the procedure of the main processing.
  • the electric discharge machining apparatus 100 performs the main machining while controlling the machining conditions using the boundary calculated in the preparation machining.
  • the operator selects the main machining mode by machining mode selection means (not shown).
  • the electric discharge machining apparatus 100 sets machining conditions for the main machining in the numerical control unit 9 (step S21).
  • the electric discharge machining apparatus 100 starts a machining operation on the workpiece 2 (step S22).
  • the discharge voltage detection unit 10 detects the discharge voltage between the machining electrode 1 and the workpiece 2.
  • the electric discharge machining apparatus 100 calculates the discharge state determination index by the same process as that during the preparation machining (step S23).
  • the A / D converter 14 sends the integrated value converted into digital data to the discharge state determination unit 21 as a discharge state determination index.
  • the discharge state determination unit 21 compares the discharge state determination index from the A / D converter 14 with the boundary calculated in the preparation process, and the discharge state between the processing electrode 1 and the workpiece 2 is normal discharge and It is determined whether the discharge is abnormal (step S24). Specifically, when the integrated value of the high frequency component of the discharge voltage is used as the discharge state determination index, the discharge state determination unit 21 determines that the discharge is abnormal when the discharge state determination index is smaller than the boundary. The discharge state determination unit 21 determines that the discharge is normal when the discharge state determination index is larger than the boundary. The discharge state determination unit 21 sends the determination result of the discharge state to the machining condition switching unit 19.
  • the machining condition switching unit 19 switches the machining conditions so as not to mix the abnormal discharge (step S25).
  • the switching of the processing conditions for preventing abnormal discharge from being mixed includes, for example, extending the pause time, shortening the discharge time, increasing the jump amount, and shortening the jump down time.
  • the machining condition switching unit 19 may switch at least one of a peak current value, a pulse width, a pause time, a jump down time, a jump up distance, and a machining depth as the machining conditions.
  • the electric discharge machining apparatus 100 is processed by the numerical control unit 9. It is determined whether an instruction to end the operation has been received (step S26). When the numerical control unit 9 receives an instruction to end the machining operation (step S26, Yes), the electric discharge machining apparatus 100 ends the machining operation by the main machining. When the numerical control unit 9 has not received an instruction to end the machining operation (No at Step S26), the electric discharge machining apparatus 100 continues the machining operation and repeats the operation from Step S23.
  • the boundary calculation unit 20 calculates the boundary when the standard deviation of the discharge state determination index is smaller than the standard deviation standard.
  • the boundary calculation unit 20 can calculate the boundary in a state where mixing of abnormal discharges is suppressed.
  • the discharge state determination unit 21 makes it possible to accurately determine the discharge state based on the boundary where the calculation error is suppressed.
  • the electrical discharge machining apparatus 100 can suppress the degradation of the machining performance by controlling the machining conditions according to the accurately determined discharge state.
  • the electric discharge machining apparatus 100 can improve the yield by suppressing a decrease in machining performance.
  • FIG. FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric discharge machining apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and repeated description will be omitted as appropriate.
  • the electric discharge machining apparatus 200 is provided with a malfunction detection unit 22 in addition to the elements of the electric discharge machining apparatus 100 shown in FIG.
  • the malfunction detection unit 22 detects the occurrence of malfunction in the electric discharge machining apparatus 200.
  • the electrical discharge machining apparatus 200 may cause a malfunction such as a reduction in machining speed compared to the normal time or an easy arc state when malfunction occurs for some reason. Many of such malfunctions of the electrical discharge machining apparatus 200 are not recognized by the operator, and it is possible that machining is continued while productivity is lowered.
  • abnormal discharge may occur even when machining is performed under machining conditions in which abnormal discharge does not coexist during normal operation.
  • the standard deviation of the discharge state determination index is larger when the abnormal discharge is mixed in the normal discharge than in the case where the abnormal discharge is not mixed in the normal discharge.
  • the standard deviation of the electric discharge state determination index is greater in the current machining than in the previous machining. If it is larger, it is determined that a malfunction has occurred.
  • the malfunction detecting unit 22 stores the standard deviation calculated by the standard deviation calculating unit 16 at the time of preparation processing.
  • the standard deviation stored in the malfunction detection unit 22 is preferably calculated by the standard deviation calculation unit 16 when it is confirmed that there is no malfunction, for example, immediately before shipment of the electric discharge machining apparatus 200.
  • the processing conditions when the standard deviation calculation unit 16 calculates the standard deviation stored in the malfunction detection unit 22 is a condition in which abnormal discharge is slightly mixed.
  • a standard deviation in an excessively stable machining condition is adopted, even if a malfunction occurs, a mixture of abnormal discharges hardly appears, and the malfunction detection unit 22 is less sensitive to detect malfunction. Therefore, the malfunction detection unit 22 can increase the sensitivity for detecting malfunction by adopting, for malfunction detection, a standard deviation in a machining condition in which abnormal discharge is slightly mixed.
  • the malfunction detection unit 22 confirms whether or not the abnormal discharge is slightly mixed by, for example, referring to the histogram of the discharge state determination index stored in the storage unit 15.
  • the processing condition when the standard deviation calculation unit 16 calculates the standard deviation stored in the malfunction detection unit 22 is not limited to one.
  • the malfunction detection unit 22 preferably stores standard deviations calculated for a plurality of machining conditions that are commonly used by the electric discharge machining apparatus 200.
  • the malfunction detection unit 22 compares the stored past standard deviation with the standard deviation currently calculated by the standard deviation calculation unit 16 in machining under the same machining conditions. For example, when the current standard deviation is larger than that obtained by adding a predetermined allowable value to the past standard deviation, the malfunction detection unit 22 determines that malfunction has occurred in the electric discharge machining apparatus 200. When the malfunction detection unit 22 detects the malfunction, the malfunction detection unit 22 instructs the alarm output means (not shown) for notifying the malfunction to output an alarm.
  • the electrical discharge machining apparatus 200 Similar to the electrical discharge machining apparatus 100 according to the first embodiment, the electrical discharge machining apparatus 200 according to the second embodiment controls machining conditions in accordance with the accurately determined discharge state, thereby suppressing deterioration in machining performance. be able to.
  • the electric discharge machining apparatus 200 can improve the yield by suppressing a decrease in machining performance.
  • the electric discharge machining apparatus 200 can suppress the continuation of machining while reducing productivity by detecting the occurrence of malfunction in the malfunction detection unit 22. Thereby, the electrical discharge machining apparatus 200 can continue an efficient operation.
  • machining electrode 1 machining electrode, 2 workpiece, 3 machining table, 4 spindle, 5 drive unit, 6 drive controller, 7 machining power source, 8 oscillator, 9 numerical control unit, 10 discharge voltage detection unit, 11 high-pass filter, 12 rectifier, 13 integrator, 14 A / D converter, 15 storage unit, 16 standard deviation calculation unit, 17 standard deviation standard setting unit, 18 comparator, 19 machining condition switching unit, 20 boundary calculation unit, 21 discharge state determination unit, 22 Malfunction detection unit, 100, 200 EDM.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

　放電状態を正確に判別可能とし、加工性能の低下を抑制可能とする放電加工装置を得るために、本発明の放電加工装置における放電状態判別部では、放電状態の判別のための指標である放電状態判別指標を記憶する記憶部（１５）と、放電状態判別指標の標準偏差を算出する標準偏差算出部（１６）と、放電状態判別部（２１）での判別に適用される境界を、放電状態判別指標を基に算出する境界算出部（２０）と、をさらに有し、境界算出部（２０）における境界の算出のための準備加工において、加工条件切替部（１９）は、標準偏差算出部（１６）で算出された標準偏差と、標準偏差の規格として設定された標準偏差規格との比較結果に応じて、加工条件を切り替え、境界算出部（２０）は、標準偏差算出部（１６）で算出された標準偏差が標準偏差規格より小さいときに、境界を算出する構成とした。

Description

放電加工装置
　本発明は、放電加工装置に関する。
　形彫放電加工装置は、電極送りの応答時間より短い時間で生じる放電集中により加工が不安定化し（アーク状態）、被加工物にアーク痕を生じさせることがある。アーク痕が生じると、面粗さや形状の精度が悪化する。これを回避するために、従来、加工電極と被加工物との間の放電状態を判別し、放電状態に応じて加工条件を制御することが行われている。例えば、特許文献１には、放電状態を正常放電と異常放電とに分類し、異常放電を検知したときに加工条件の設定を切り替える技術が開示されている。
　放電状態を正常放電と異常放電とに分類するには、正常放電と異常放電との境界（以下にて、単に「境界」と称することがある）をあらかじめ求めておく必要がある。これまでにおいて、境界は、作業者によるノウハウを要する作業によって求められている。設定される境界には作業者によるばらつきが生じることになるため、加工性能の低下が潜在することが問題となっている。また、境界を求めるには、一般に、異常放電が多く含まれた状態とされることから、加工電極や被加工物に損傷を与える可能性があることも問題となる。
特許第２８５８５１５号公報
　上述の問題に対して、例えば、極間の放電状態を示す加工データの確率密度分布を求め、確率密度分布を基に境界を決定する措置を取りうる。正常放電のみの加工データを使用して、自動演算により境界を求めることができるため、作業者のノウハウに依存する作業を排除可能とする。また、加工電極や被加工物の損傷を低減可能とする。ただし、その場合、正常放電の加工データに異常放電の加工データが混在することで、境界の算出誤差が生じることが問題となる。加工データに混在する異常放電が多くなるほど、境界の算出誤差は大きくなる。境界の算出誤差が大きいために放電状態を正しく判別できなくなると、放電状態について誤った判別結果を基に加工条件が制御されることで、加工性能を低下させることとなる。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、放電状態を正確に判別可能とし、加工性能の低下を抑制可能とする放電加工装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、加工電極および被加工物の間の放電状態が、正常放電および異常放電のいずれであるかを判別する放電状態判別部と、前記放電状態判別部での判別結果に応じて、前記被加工物の加工における加工条件を切り替える加工条件切替部と、を備える放電加工装置であって、前記放電状態に応じた状態量を、前記放電状態の判別のための指標である放電状態判別指標として記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出された前記放電状態判別指標の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、前記放電状態判別部での前記正常放電および前記異常放電の判別に適用される境界を、前記放電状態判別指標を基に算出する境界算出部と、をさらに有し、前記境界算出部における前記境界の算出のための準備加工において、前記加工条件切替部は、前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差と、前記標準偏差の規格として設定された標準偏差規格との差分に応じて、前記加工条件を切り替え、前記境界算出部は、前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差が前記標準偏差規格より小さいときに、前記境界を算出することを特徴とする。
　本発明にかかる放電加工装置において、境界算出部は、放電状態判別指標の標準偏差が標準偏差規格より小さいときに境界を算出する。境界算出部は、異常放電の混在を抑止した状態にて、境界を算出可能とする。放電状態判別部は、算出誤差が抑制された境界を基に、放電状態を正確に判別可能とする。これにより、放電加工装置は、正確に判別された放電状態に応じて加工条件を制御することで、加工性能の低下を抑制することができる。
図１は、本発明の実施の形態１にかかる放電加工装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、正常放電に異常放電が混在していない安定した状態での加工における、放電状態判別指標のヒストグラムの例を示す図である。 図３は、正常放電に異常放電が混在している不安定な状態での加工における、放電状態判別指標のヒストグラムの例を示す図である。 図４は、正常放電と異常放電との境界を求める手法について説明する図である。 図５は、正常放電に異常放電の混在があった場合における境界の変動について説明する図である。 図６は、正常放電に異常放電の混在があった場合における境界の変動について説明する図である。 図７は、準備加工において境界を求めるまでの手順を示すフローチャートである。 図８は、本加工の手順を示すフローチャートである。 図９は、本発明の実施の形態２にかかる放電加工装置の概略構成を示すブロック図である。
　以下に、本発明にかかる放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１にかかる放電加工装置の概略構成を示すブロック図である。加工電極１は、主軸４に取り付けられている。被加工物２は、加工テーブル３に搭載される。加工テーブル３は、水平方向であるＸ軸方向およびＹ軸方向に駆動される。主軸４は、垂直方向であるＺ軸方向に駆動される。
　駆動部５は、加工テーブル３および主軸４をそれぞれ駆動する。駆動制御器６は、駆動部５を制御する。加工電源７は、加工電極１および被加工物２の間にパルス電圧を印加する。発振器８は、加工電源７へパルス指令を送出する。数値制御（ＮＣ）部９は、駆動制御器６および発振器８を上位にて制御する。放電加工装置１００は、加工電極１および被加工物２を所定の速度で相対移動させながら、加工電極１と被加工物２との間にパルス放電を発生させて、被加工物２を加工する。
　放電電圧検出部１０は、加工電極１および被加工物２の間の放電電圧を検出する。ハイパスフィルタ１１は、放電電圧検出部１０で検出された放電電圧の高周波成分を抽出する。整流器１２は、ハイパスフィルタ１１にて抽出された高周波成分を整流する。積分器１３は、整流器１２での整流を経た高周波成分を積算する。
　Ａ／Ｄ変換器１４は、積分器１３からの積分値を、アナログデータからデジタルデータへ変換する。記憶部１５は、Ａ／Ｄ変換器１４からの積分値を記憶する。標準偏差算出部１６は、記憶部１５から読み出された積分値の標準偏差を算出する。標準偏差規格設定部１７は、標準偏差規格を設定する。標準偏差規格の詳細については、後述する。比較器１８は、標準偏差算出部１６で算出された標準偏差と、標準偏差規格設定部１７に設定されている標準偏差規格とを比較する。
　加工条件切替部１９は、放電状態判別部２１での判別結果に応じて、数値制御部９に対して加工条件の切り替えを指令する。また、加工条件切替部１９は、境界を求める準備加工において、比較器１８での比較結果に応じて、数値制御部９に対して加工条件の切り替えを指令する。
　境界算出部２０は、比較器１８での比較結果と、記憶部１５から読み出された積分値とに応じて、境界を算出する。この境界とは、放電状態判別部２１での正常放電および異常放電の判別に適用される境界とする。放電状態判別部２１は、Ａ／Ｄ変換器１４からの積分値と、境界算出部２０が算出した境界とに応じて、加工電極１および被加工物２の間の放電状態を判別する。
　ここで、実施の形態１における、放電状態に応じた加工条件の調整の原理を説明する。放電パルスには、加工に寄与する正常放電と、加工に寄与しない異常放電とが存在する。加工電極１および被加工物２の極間における放電状態が正常および異常のいずれであるかを判別する指標としては、放電電圧の低周波成分（アーク電位）や高周波成分、休止時間における極間の平均電圧などの状態量が挙げられる。以下、放電状態の判別のための指標を、放電状態判別指標と称する。
　図２は、正常放電に異常放電が混在していない安定した状態での加工における、放電状態判別指標のヒストグラムの例を示す図である。図３は、正常放電に異常放電が混在している不安定な状態での加工における、放電状態判別指標のヒストグラムの例を示す図である。図２および図３は、十分な数の放電パルス、例えば１０００発程度の放電パルスについての、放電状態判別指標の度数分布を表すものとする。
　図２に示すヒストグラムでは、度数分布に１つのピークが現れている。このピークは、正常放電を示している。図３に示すヒストグラムでは、度数分布に２つのピークが現れている。２つのピークのうち、高レベル側に現れたピークが正常放電を示し、低レベル側に現れたピークが異常放電を示している。
　図４は、正常放電と異常放電との境界を求める手法について説明する図である。図３に示すヒストグラムにおける正常放電と異常放電との境界は、図２に示す正常放電についての放電状態判別指標から求められる。境界とする閾値をＴｈ、正常放電における放電状態判別指標の平均値をｘｃ、正常放電における放電状態判別指標の標準偏差をσ、所定の係数をｋとすると、Ｔｈは、以下の式（１）により算出される。
Ｔｈ＝ｘｃ－ｋ×σ　　・・・（１）
　かかる手法によると、異常放電を混在させない状態として、加工電極１および被加工物２を損傷させずに、境界を求めることができる。また、正常放電についての放電状態判別指標のデータ群からｘｃおよびσを取得し、自動演算によりＴｈを算出できるため、作業者による算出結果のばらつきや誤差を抑制可能とする。
　ただし、かかる手法の場合、正常放電の加工データに異常放電の加工データが含まれることで、求められる境界に誤差が生じることが問題となる。図５および図６は、正常放電に異常放電の混在があった場合における境界の変動について説明する図である。図６に示すヒストグラムは、図５に示すヒストグラムよりも異常放電の混在が多いことを表している。
　正常放電に異常放電が混在すると、異常放電の混在が無い場合に比べて、式（１）におけるｘｃは小さい値となり、σは大きい値となる。異常放電が混在する場合に式（１）から算出される閾値Ｔｈ’は、真の閾値Ｔｈより小さい値となる。また、異常放電の混在が多いほど、閾値の誤差（Ｔｈ－Ｔｈ’）は大きくなる。
　境界として採用する値が真の閾値Ｔｈに対して低いほど、異常放電を正常放電と誤検出する可能性は高くなる。真の閾値Ｔｈに対して大きくずれた値を境界として放電状態を判別し加工条件を制御すると、異常放電を正常放電とする誤検出により、異常放電を回避するような加工条件の十分な切り替えが困難となる。異常放電の回避が不十分となることで、加工状態が不安定となり、加工性能を低下させることとなる。このように、放電状態の判別のための境界を正確に求めるためには、異常放電の加工データを混在させないことが望まれる。
　図２および図３のヒストグラムを比較すると、放電状態判別指標の標準偏差は、正常放電に異常放電が混在していないときに比べて、正常放電に異常放電が混在しているときのほうが大きくなる。ここで、発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、正常放電に異常放電が混在していないときの放電状態判別指標の標準偏差には上限が存在し、かかる上限より放電状態判別指標の標準偏差が大きいときは異常放電が混在しているものと判断できることを見出した。かかる上限を、適宜、標準偏差規格と称する。
　そして、異常放電が混在していると判断したときは、放電状態判別指標の標準偏差が標準偏差規格よりも小さくなるまで加工条件を変更することにより、異常放電が混在しない状態とした上で、境界算出部２０が境界を求めることとする。これにより、境界の誤差を抑制可能とし、境界の誤差に起因する加工性能の低下を回避することができる。
　次に、実施の形態１にかかる放電加工装置１００の、準備加工と本加工とに共通した動作を、図１を参照して説明する。数値制御部９には、加工開始前に、ＮＣプログラムと加工条件とが入力される。数値制御部９は、ＮＣプログラムと加工条件とに応じて、駆動制御器６に位置指令を送出する。駆動制御器６は、数値制御部９からの位置指令に従って駆動部５を制御する。
　駆動部５は、加工テーブル３をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動させる。駆動部５は、主軸４をＺ軸方向へ移動させる。これにより、加工電極１と被加工物２とは、Ｘ，ＹおよびＺの各軸方向において相対移動する。
　また、数値制御部９は、入力された加工条件を発振器８へ送出する。発振器８は、加工条件に応じた放電パルス指令を生成し、加工電源７に放電パルス指令を送出する。加工電源７は、発振器８からの放電パルス指令に従って、加工電極１と被加工物２との間にパルス電圧を印加する。放電加工装置１００は、加工電極１と被加工物２との間のパルス放電により、被加工物２の放電加工を実施する。
　次に、境界を求めるための準備加工時の放電加工装置１００の動作について、図１および図７を参照して説明する。図７は、準備加工において境界を求めるまでの手順を示すフローチャートである。準備加工の開始時に、作業者は、加工モード選択手段（図示省略）により、準備加工モードを選択する。準備加工モードを選択すると、放電加工装置１００は、準備加工のための加工条件を数値制御部９に設定する（ステップＳ１）。
　次に、放電加工装置１００は、標準偏差規格設定部１７において、放電状態判別指標の標準偏差規格を設定する（ステップＳ２）。標準偏差規格設定部１７による標準偏差規格の決定の手法については、後述する。なお、この標準偏差規格は、準備加工の開始時に設定されるほか、例えば、放電加工装置１００の出荷前に設定された固定値としても良い。標準偏差規格を固定値とする場合、放電加工装置１００は、ステップＳ２を省略する。放電加工装置１００は、標準偏差規格の設定を経て、被加工物２に対する加工動作を開始する（ステップＳ３）。
　放電加工装置１００が加工動作を開始すると、放電電圧検出部１０は、加工電極１および被加工物２の間の放電電圧を検出する。放電電圧検出部１０は、放電電圧の検出結果をハイパスフィルタ１１へ送出する。ハイパスフィルタ１１は、放電電圧検出部１０で検出された放電電圧の高周波成分を抽出する。ハイパスフィルタ１１におけるカットオフ周波数としては、例えば、放電直後に極間電圧が無負荷電圧からアーク電位へ立ち下がるときの応答周波数より大きい値を設定する。
　整流器１２は、ハイパスフィルタ１１にて抽出された高周波成分の全波整流あるいは半波整流を実施し、整流後の高周波成分を積分器１３へ送出する。積分器１３は、整流器１２での整流を経た高周波成分を積分し、積分値としてＡ／Ｄ変換器１４へ送出する。Ａ／Ｄ変換器１４は、高周波成分の積分値をアナログデータからデジタルデータへ変換する。
　Ａ／Ｄ変換器１４は、デジタルデータへ変換した積分値を、放電状態判別指標として記憶部１５へ送出する。このように、放電加工装置１００は、放電電圧検出部１０で検出された放電電圧に、ハイパスフィルタ１１からＡ／Ｄ変換器１４までの各要素での処理を施すことで、放電状態判別指標を算出する（ステップＳ４）。放電状態判別指標は、放電状態に応じた状態量であって、この例では、放電電圧の高周波成分を積分して得られた積分値とする。
　放電状態判別指標は、放電電圧の高周波成分を積分して得られた積分値である場合に限られない。放電状態判別指標は、放電状態に応じた他の状態量、例えば、放電電圧の低周波成分（アーク電位）や、休止時間における極間平均電圧などとしても良い。
　記憶部１５は、準備加工の期間に算出される放電状態判別指標を記憶する（ステップＳ５）。標準偏差算出部１６は、記憶部１５から放電状態判別指標を読み出し、放電状態判別指標の標準偏差を算出する（ステップＳ６）。標準偏差算出部１６は、算出した標準偏差を比較器１８へ送出する。
　比較器１８は、標準偏差算出部１６からの標準偏差と、標準偏差規格設定部１７に設定されている標準偏差規格とを比較する（ステップＳ７）。放電状態判別指標の標準偏差が標準偏差規格以上である場合（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、比較器１８は、加工条件切替部１９に対し、加工条件の切り替えのための指令を送出する。加工条件切替部１９は、比較器１８からの指令を受けて、数値制御部９に対し加工条件の切り替えを指示する（ステップＳ８）。
　ステップＳ８へ進む場合とは、異常放電が混在していることを示している。ステップＳ８において、加工条件切替部１９は、異常放電を混在させないようにするような加工条件の切り替えを実施する。異常放電を混在させないようにするための加工条件の切り替えとは、例えば、休止時間の延長、放電時間の短縮、ジャンプ量の増大、ジャンプダウン時間の短縮などとする。加工条件切替部１９は、加工条件として、例えば、休止時間の設定、放電時間の設定、ピーク電流値、パルス幅、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ距離、および加工深さのうち少なくとも１つを切り替えるものとしても良い。放電加工装置１００は、加工条件切替部１９による加工条件の切り替えの後、ステップＳ４からの手順を繰り返す。
　放電状態判別指標の標準偏差が標準偏差規格未満である場合（ステップＳ７、Ｎｏ）、比較器１８は、境界を算出する旨の指令を境界算出部２０へ送出する。放電加工装置１００は、被加工物２に対する加工動作を終了する（ステップＳ９）。
　境界算出部２０は、比較器１８からの指令を受けて、正常放電および異常放電の境界を算出する（ステップＳ１０）。境界算出部２０は、記憶部１５から読み出した放電状態判別指標の標準偏差および平均値を上述の式（１）に適用して、境界を算出する。放電状態判別部２１は、境界算出部２０で算出された境界を記憶する（ステップＳ１１）。以上により、放電加工装置１００は、境界を求めるための動作を終了する。放電状態判別部２１は、記憶した境界を、本加工における加工制御において使用する。
　ここで、標準偏差規格を算出する手順を説明する。標準偏差規格設定部１７は、記憶部１５に記憶された放電状態判別指標のヒストグラムにおいて、度数分布のピークが１つであるか否かを確認する。ピークが１つである場合とは、異常放電が混在していないことを示す。標準偏差規格設定部１７は、ピークが１つであることが確認されたときの放電状態判別指標の標準偏差を、標準偏差規格とする。
　度数分布のピークが１つではない場合とは、異常放電が混在していることを示す。ピークが１つではないことが確認されると、加工条件切替部１９は、正常放電を示すピークのみが残りかつ異常放電を示すピークが無くなるまで、加工条件を変更する。標準偏差規格設定部１７は、加工条件の変更を経て、ピークが１つであることが確認されたときの放電状態判別指標の標準偏差を、標準偏差規格とする。
　異常放電を混在させないようにするための加工条件の切り替えとは、例えば、休止時間の延長、放電時間の短縮、ジャンプ量の増大、ジャンプダウン時間の短縮などとする。加工条件切替部１９は、加工条件として、例えば、ピーク電流値、パルス幅、休止時間、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ距離、および加工深さのうち少なくとも一つを切り替えるものとしても良い。
　次に、本加工時の放電加工装置１００の動作について、図１および図８を参照して説明する。図８は、本加工の手順を示すフローチャートである。放電加工装置１００は、準備加工において算出した境界を用いて加工条件を制御しながら、本加工を実施する。
　本加工の開始時に、作業者は、加工モード選択手段（図示省略）により、本加工モードを選択する。本加工モードを選択すると、放電加工装置１００は、本加工のための加工条件を数値制御部９に設定する（ステップＳ２１）。放電加工装置１００は、被加工物２に対する加工動作を開始する（ステップＳ２２）。
　放電加工装置１００が加工動作を開始すると、放電電圧検出部１０は、加工電極１および被加工物２の間の放電電圧を検出する。放電加工装置１００は、準備加工のときと同様の処理により、放電状態判別指標を算出する（ステップＳ２３）。Ａ／Ｄ変換器１４は、デジタルデータへ変換した積分値を、放電状態判別指標として放電状態判別部２１へ送出する。
　放電状態判別部２１は、Ａ／Ｄ変換器１４からの放電状態判別指標を、準備加工にて算出された境界と比較し、加工電極１および被加工物２の間の放電状態が正常放電および異常放電のいずれであるかを判別する（ステップＳ２４）。具体的には、放電電圧の高周波成分の積分値を放電状態判別指標とする場合、放電状態判別部２１は、放電状態判別指標が境界より小さい場合は異常放電と判別する。放電状態判別部２１は、放電状態判別指標が境界より大きい場合は正常放電と判別する。放電状態判別部２１は、放電状態の判別結果を加工条件切替部１９へ送出する。
　放電状態判別部２１が異常放電と判別した場合（ステップＳ２４、Ｙｅｓ）、加工条件切替部１９は、異常放電を混在させないようにするような加工条件の切り替えを実施する（ステップＳ２５）。異常放電を混在させないようにするための加工条件の切り替えとは、例えば、休止時間の延長、放電時間の短縮、ジャンプ量の増大、ジャンプダウン時間の短縮などとする。加工条件切替部１９は、加工条件として、例えば、ピーク電流値、パルス幅、休止時間、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ距離、および加工深さのうち少なくとも一つを切り替えるものとしても良い。
　加工条件切替部１９が加工条件を切り替えてから（ステップＳ２５）、および放電状態判別部２１が正常放電と判別してから（ステップＳ２４、Ｎｏ）、放電加工装置１００は、数値制御部９が加工動作を終了する旨の指示を受けたか否かを判断する（ステップＳ２６）。数値制御部９が加工動作を終了する旨の指示を受けた場合（ステップＳ２６、Ｙｅｓ）、放電加工装置１００は、本加工による加工動作を終了する。数値制御部９が加工動作を終了する旨の指示を受けていない場合（ステップＳ２６、Ｎｏ）、放電加工装置１００は、加工動作を継続し、ステップＳ２３からの動作を繰り返す。
　実施の形態１にかかる放電加工装置１００では、境界算出部２０は、放電状態判別指標の標準偏差が標準偏差規格より小さいときに境界を算出する。境界算出部２０は、異常放電の混在を抑止した状態にて、境界を算出可能とする。放電状態判別部２１は、算出誤差が抑制された境界を基に、放電状態を正確に判別可能とする。これにより、放電加工装置１００は、正確に判別された放電状態に応じて加工条件を制御することで、加工性能の低下を抑制することができる。放電加工装置１００は、加工性能の低下の抑制により、歩留まりの向上を図り得る。
実施の形態２．
　図９は、本発明の実施の形態２にかかる放電加工装置の概略構成を示すブロック図である。上記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。放電加工装置２００は、図１に示す放電加工装置１００の各要素に加えて、不調検出部２２が設けられている。不調検出部２２は、放電加工装置２００の不調の発生を検出する。
　ここで、実施の形態２における、不調の検出の原理を説明する。放電加工装置２００は、何らかの原因により不調が発生した場合に、正常時に比べて加工速度が低下する、容易にアーク状態に陥るなどの不具合を引き起こすことがある。放電加工装置２００のこのような不調の多くが作業者に認識されず、生産性が低下したまま加工が継続されることが十分にあり得る。
　放電加工装置２００に不調が発生しているときは、正常時であれば異常放電が混在しないような加工条件での加工であっても、異常放電の混在を起こすことがあり得る。実施の形態１にて述べたように、放電状態判別指標の標準偏差は、正常放電に異常放電が混在していないときに比べて、正常放電に異常放電が混在しているときのほうが大きくなる。実施の形態２では、放電加工装置２００は、以前と同じ加工条件での加工を継続しているにもかかわらず、放電状態判別指標の標準偏差が以前の加工時に比べて現在の加工時のほうが大きい場合に、不調が発生したものと判断する。
　不調検出部２２は、準備加工時において、標準偏差算出部１６で算出された標準偏差を記憶する。不調検出部２２が記憶する標準偏差は、例えば放電加工装置２００の出荷直前など、不調が無いことが確認されている時点にて、標準偏差算出部１６で算出されたものであることが望ましい。
　不調検出部２２に記憶させる標準偏差を標準偏差算出部１６で算出するときの加工条件は、わずかに異常放電が混在する条件であることが望ましい。過度に安定した加工条件における標準偏差を採用した場合、不調が発生していても異常放電の混在が現れにくくなり、不調検出部２２において不調を検出する感度が低められることになる。そこで、不調検出部２２は、わずかに異常放電が混在する加工条件における標準偏差を不調検出に採用することで、不調を検出する感度を高めることができる。
　不調検出部２２は、わずかに異常放電が混在しているか否かを、例えば、記憶部１５に記憶された放電状態判別指標のヒストグラムを参照することにより確認する。不調検出部２２に記憶させる標準偏差を標準偏差算出部１６で算出するときの加工条件は、１つである場合に限られない。不調検出部２２は、放電加工装置２００が常用する複数の加工条件について算出された標準偏差を記憶することが好ましい。
　不調検出部２２は、記憶している過去の標準偏差と、同じ加工条件での加工において標準偏差算出部１６が現在算出した標準偏差とを比較する。例えば、過去の標準偏差に所定の許容値を加算したものに比べて、現在の標準偏差が大きい場合、不調検出部２２は、放電加工装置２００に不調が発生しているものと判断する。不調検出部２２は、不調の発生を検出すると、不調の発生を報知するためのアラーム出力手段（図示省略）へ、アラームの出力を指示する。
　実施の形態２にかかる放電加工装置２００は、実施の形態１にかかる放電加工装置１００と同様、正確に判別された放電状態に応じて加工条件を制御することで、加工性能の低下を抑制することができる。放電加工装置２００は、加工性能の低下の抑制により、歩留まりの向上を図り得る。さらに、放電加工装置２００は、不調検出部２２において不調の発生を検知することで、生産性が低下したままの加工の継続を抑制させることができる。これにより、放電加工装置２００は、効率的な稼働を継続し得る。
　１　加工電極、２　被加工物、３　加工テーブル、４　主軸、５　駆動部、６　駆動制御器、７　加工電源、８　発振器、９　数値制御部、１０　放電電圧検出部、１１　ハイパスフィルタ、１２　整流器、１３　積分器、１４　Ａ／Ｄ変換器、１５　記憶部、１６　標準偏差算出部、１７　標準偏差規格設定部、１８　比較器、１９　加工条件切替部、２０　境界算出部、２１　放電状態判別部、２２　不調検出部、１００，２００　放電加工装置。

Claims (5)

  1. 　加工電極および被加工物の間の放電状態が、正常放電および異常放電のいずれであるかを判別する放電状態判別部と、
    　前記放電状態判別部での判別結果に応じて、前記被加工物の加工における加工条件を切り替える加工条件切替部と、を備える放電加工装置であって、
    　前記放電状態に応じた状態量を、前記放電状態の判別のための指標である放電状態判別指標として記憶する記憶部と、
    　前記記憶部から読み出された前記放電状態判別指標の標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
    　前記放電状態判別部での前記正常放電および前記異常放電の判別に適用される境界を、前記放電状態判別指標を基に算出する境界算出部と、をさらに有し、
    　前記境界算出部における前記境界の算出のための準備加工において、前記加工条件切替部は、前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差と、前記標準偏差の規格として設定された標準偏差規格との比較結果に応じて、前記加工条件を切り替え、
    　前記境界算出部は、前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差が前記標準偏差規格より小さいときに、前記境界を算出することを特徴とする放電加工装置。
  2. 　前記境界算出部は、前記標準偏差算出部で算出された前記標準偏差が前記標準偏差規格より大きい場合、前記標準偏差が前記標準偏差規格より小さくなるまで前記加工条件が変更された後に前記境界を算出することを特徴とする請求項１に記載の放電加工装置。
  3. 　前記放電加工装置の不調の発生を検出する不調検出部をさらに有し、
    　前記不調検出部は、前記標準偏差算出部で過去に算出された前記標準偏差より、前記標準偏差算出部で現在算出された前記標準偏差のほうが大きい場合に、前記不調が発生しているものと判断することを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工装置。
  4. 　前記加工条件切替部は、前記加工条件である休止時間の設定を切り替えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の放電加工装置。
  5. 　前記加工条件切替部は、前記加工条件である放電時間の設定を切り替えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の放電加工装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6227599B2 (ja) * 2015-08-25 2017-11-08 ファナック株式会社 極間距離を一定にするワイヤ放電加工機

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53101194A (en) * 1977-02-16 1978-09-04 Inoue Japax Res Inc Discharge processing apparatus
JPS59205233A (ja) * 1983-05-04 1984-11-20 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
JPS61109620A (ja) * 1984-11-05 1986-05-28 Mitsubishi Electric Corp ワイヤカツト放電加工装置
JPH0265926A (ja) * 1988-08-31 1990-03-06 Mitsubishi Electric Corp 放電加工機適応制御装置
JPH04183525A (ja) * 1990-11-15 1992-06-30 Mitsubishi Electric Corp 放電加工機の制御装置
JPH0911043A (ja) * 1995-06-29 1997-01-14 Nec Corp 放電加工方法及び放電加工装置
JP2002154014A (ja) * 2000-11-15 2002-05-28 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
WO2008047451A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corporation Unité de commande d'alimentation électrique d'une machine à décharge électrique
WO2008047452A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corporation Unité de commande d'alimentation électrique d'une machine à décharge électrique

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236057A (en) * 1976-12-14 1980-11-25 Inoue-Japax Research Incorporated Apparatus for detecting gap conditions in EDM processes with monitoring pulses
US4510364A (en) * 1980-01-22 1985-04-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric discharge machining apparatus
DE3416249A1 (de) * 1983-05-02 1984-11-08 Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo Einrichtung zum bearbeiten mittels einer entladung
DD216400A1 (de) * 1983-06-30 1984-12-12 Steremat Veb Schaltungsanordnung zur optimierung der vorschubreglerparameter bei der funkenerosion
JPH0276624A (ja) * 1988-09-13 1990-03-16 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
JP2858515B2 (ja) * 1992-01-07 1999-02-17 三菱電機株式会社 放電加工方法及びその装置
US5496984A (en) 1992-01-07 1996-03-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrical discharge machine and machining method therefor
JP4037017B2 (ja) * 1999-10-18 2008-01-23 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工装置
WO2010116412A1 (ja) * 2009-04-07 2010-10-14 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工機のワイヤ走行系保全システム
WO2011004426A1 (ja) * 2009-07-07 2011-01-13 三菱電機株式会社 ワイヤ放電加工装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53101194A (en) * 1977-02-16 1978-09-04 Inoue Japax Res Inc Discharge processing apparatus
JPS59205233A (ja) * 1983-05-04 1984-11-20 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
JPS61109620A (ja) * 1984-11-05 1986-05-28 Mitsubishi Electric Corp ワイヤカツト放電加工装置
JPH0265926A (ja) * 1988-08-31 1990-03-06 Mitsubishi Electric Corp 放電加工機適応制御装置
JPH04183525A (ja) * 1990-11-15 1992-06-30 Mitsubishi Electric Corp 放電加工機の制御装置
JPH0911043A (ja) * 1995-06-29 1997-01-14 Nec Corp 放電加工方法及び放電加工装置
JP2002154014A (ja) * 2000-11-15 2002-05-28 Mitsubishi Electric Corp 放電加工装置
WO2008047451A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corporation Unité de commande d'alimentation électrique d'une machine à décharge électrique
WO2008047452A1 (fr) * 2006-10-20 2008-04-24 Mitsubishi Electric Corporation Unité de commande d'alimentation électrique d'une machine à décharge électrique

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