JP2014012323A

JP2014012323A - Wire electric discharge machining apparatus

Info

Publication number: JP2014012323A
Application number: JP2012151521A
Authority: JP
Inventors: Rie Kin; 利映金; Takashi Hashimoto; 隆橋本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wire electric discharge machining apparatus capable of performing stable machining.SOLUTION: A wire electric discharge machining apparatus, in which an electric discharge is generated between electrodes of a wire electrode and a workpiece to machine the workpiece, comprises a sub power circuit having a first direct current power source and a first inverter and supplying high frequency power between the electrodes, a main power circuit having a second direct current power source and a second inverter and supplying a high frequency power between the electrodes, a voltage measuring part measuring an inter-pole voltage applied between the electrodes, a moving part relatively moving the wire electrode and the workpiece, a current measuring part measuring current flowing between the second direct current power source and the second inverter, and a control part controlling the moving part based on the measurement results of the voltage measuring part and the current measuring part.

Description

本発明は、ワイヤ放電加工装置に関する。 The present invention relates to a wire electric discharge machining apparatus.

ワイヤ電極と被加工物の加工において、加工効率と加工精度を低下させる最大の原因はワイヤ電極の断線である。ワイヤ電極と被加工物の相対距離が短くなるほど、電界密度が高くなるため、連続放電の発生頻度が増加してワイヤが過熱されやすくなり、ワイヤ電極の断線が発生しやすくなる。また、ワイヤ電極と被加工物の相対距離が長くなるほど、絶縁破壊に至りにくくなるため、放電が起きにくくなり、加工速度が低下する傾向にある。 In the processing of the wire electrode and the workpiece, the greatest cause of reducing the processing efficiency and processing accuracy is the disconnection of the wire electrode. The shorter the relative distance between the wire electrode and the workpiece, the higher the electric field density. Therefore, the frequency of continuous discharge increases, the wire is likely to be overheated, and the wire electrode is likely to break. Further, as the relative distance between the wire electrode and the workpiece increases, it becomes difficult to cause dielectric breakdown, so that electric discharge is less likely to occur and the processing speed tends to decrease.

そのため、ワイヤ電極の断線を回避しながら、速い速度で加工するためには、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を適正に維持する必要がある。この要求を充たすために、一般的には、極間電圧を測定して、ワイヤ電極と被加工物との極間の状態を検出し、極間の状態に基づいて、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を適正に維持するためのサーボ制御を行う。 Therefore, in order to process at a high speed while avoiding disconnection of the wire electrode, it is necessary to properly maintain the relative distance between the wire electrode and the workpiece. In order to satisfy this requirement, generally, the voltage between the electrodes is measured to detect the state between the wire electrode and the workpiece, and the wire electrode and the workpiece are determined based on the state between the electrodes. Servo control is performed to maintain the relative distance with the proper.

特許文献１には、放電加工装置において、電極と被加工物との間に電圧パルスを印加したときの極間電圧を検出し、検出された極間電圧波形より極間の放電状態が正常放電状態、ショート状態、及びリーク状態のいずれであるのかを識別し、測定された極間電圧波形より放電パルス数を計数して放電周波数を求め、求められた放電周波数と識別された放電状態に対応した加工効率とから加工エネルギーを演算し、その加工エネルギーから求めた加工速度となるように位置サーボ制御回路に位置指令を出力することが記載されている。これにより、特許文献１によれば、ショートやリークなどの正常放電と加工エネルギーの異なる加工パルスが発生するインコーナ部の加工においても安定したサーボ送り加工を実行できるとされている。 In Patent Document 1, in an electric discharge machining apparatus, a voltage between electrodes when a voltage pulse is applied between an electrode and a workpiece is detected, and a discharge state between the electrodes is normal discharge from the detected voltage waveform between the electrodes. Status, short-circuited, or leaked state, counts the number of discharge pulses from the measured inter-electrode voltage waveform to determine the discharge frequency, and corresponds to the discharge state identified as the determined discharge frequency It is described that the machining energy is calculated from the machining efficiency and the position command is output to the position servo control circuit so that the machining speed obtained from the machining energy is obtained. Thereby, according to Patent Document 1, it is said that stable servo feed machining can be executed even in machining of the inner corner portion where machining pulses having different machining energy and normal discharge such as short circuit and leak are generated.

また、極間電流を測定して、ワイヤ電極と被加工物との極間の状態を検出し、極間の状態に基づいて、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を適正に維持するためのサーボ制御を行う手法も存在する。 In addition, to measure the current between the electrodes, detect the state between the electrodes of the wire electrode and the workpiece, and maintain the relative distance between the wire electrode and the workpiece appropriately based on the state of the electrodes There is also a method of performing servo control of the above.

特許文献２、３には、放電加工機の制御装置において、ワイヤ状電極と被加工物との間に供給される放電パルス数を計数し、計数された放電パルス数と予め設定された基準放電パルス電流数との比率に基づいて、ワイヤ状電極の移動距離、放電休止時間、冷却液量を制御することが記載されている。また、特許文献２、３には、ワイヤ状電極と被加工物との間に供給される放電パルス電流を検出し、検出された放電パルス電流を積分して記憶し、放電パルス電流の積分値と予め設定された基準放電パルス電流積分値との比率に基づいて、ワイヤ状電極の移動距離、放電休止時間、冷却液量を制御することも記載されている。これにより、特許文献２、３によれば、エネルギーの過剰投入を抑え、加工速度を向上させるとともに加工精度をも向上させることができるとされている。 In Patent Documents 2 and 3, in the control device of an electric discharge machine, the number of discharge pulses supplied between the wire electrode and the workpiece is counted, and the counted number of discharge pulses and a preset reference discharge are counted. It is described that the moving distance of the wire electrode, the discharge pause time, and the amount of cooling liquid are controlled based on the ratio to the number of pulse currents. In Patent Documents 2 and 3, the discharge pulse current supplied between the wire electrode and the workpiece is detected, the detected discharge pulse current is integrated and stored, and the integrated value of the discharge pulse current is stored. And controlling the moving distance of the wire-shaped electrode, the discharge pause time, and the amount of the coolant based on the ratio of the predetermined integral value of the reference discharge pulse current. Thus, according to Patent Documents 2 and 3, it is said that excessive energy input can be suppressed, the processing speed can be improved, and the processing accuracy can be improved.

特開平９−１１０４３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-11043 特許第３７９５７９９号公報Japanese Patent No. 3795799 特許第４１５９５６６号公報Japanese Patent No. 4,159,566

特許文献１に記載の技術は、極間電圧波形を極間状態判別に使用し、極間状態（正常放電状態、リーク放電状態、ショート放電状態）ごとに放電パルス数を係数し、放電パルス数にそれぞれの加工エネルギー（トランジスタのオン幅）を乗じてサーボ制御するものであると考えられる。 The technique described in Patent Document 1 uses an inter-electrode voltage waveform for discriminating inter-electrode states, coefficient the number of discharge pulses for each inter-electrode state (normal discharge state, leak discharge state, short discharge state), and the number of discharge pulses. It is considered that the servo control is performed by multiplying each processing energy (the ON width of the transistor).

しかし、特許文献１に記載の技術では、電流そのものをモニタリングするわけではないため、加工エネルギーの算出は、正確性に欠ける。例えば、ワークを加工定盤に設置するときの設置位置が変わると、同じトランジスタのオン幅であっても、微妙に加工中の電流波形は異なる。これは加工定盤の浮遊インピーダンスが影響するためである。また、ワイヤ電極に給電するための給電子の消耗状態によっては、接触抵抗が増加するため加工電流が低下する可能性もある。同様にワーク材に加工穴が複数あけられていたり、加工定盤から離れた位置を加工する場合もまた、ワーク材のインピーダンスが高くなるため加工電流が低下してしまう。このように、トランジスタのオン幅が同じであっても、加工環境ごとに実際の電流波形は異なり、極間電圧波形が実際の極間状態を反映することが困難であるため、極間電圧波形から加工エネルギーを正確に算出することが困難である。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the current itself is not monitored, the calculation of the processing energy lacks accuracy. For example, if the installation position when the workpiece is placed on the machining surface changes, the current waveform during machining will be slightly different even if the ON width of the same transistor is changed. This is because the floating impedance of the processing surface plate is affected. Further, depending on the consumption state of the power supply for supplying power to the wire electrode, the contact resistance increases, so that the machining current may decrease. Similarly, when a plurality of machining holes are formed in the workpiece material, or when machining a position away from the machining surface plate, the machining current is lowered because the impedance of the workpiece material is increased. In this way, even if the on-width of the transistor is the same, the actual current waveform differs depending on the processing environment, and it is difficult for the inter-electrode voltage waveform to reflect the actual inter-electrode state. It is difficult to accurately calculate the processing energy from

さらに、極間電圧波形から極間状態を判別すると、放電の誤検出が生じたり、一度放電が生じても、途中で放電が途切れることも考えられる。このようにトランジスタがオンしている期間中に電流が流れない現象をカラ放電と呼ぶ。カラ放電期間中は実際には電流が流れないため、特許文献１の構成では、加工エネルギーを正確にモニタリングすることが困難である。 Further, when the inter-electrode state is determined from the inter-electrode voltage waveform, it is conceivable that an erroneous detection of discharge occurs, or even if a discharge occurs once, the discharge is interrupted. A phenomenon in which current does not flow while the transistor is on is called color discharge. Since no current actually flows during the color discharge period, it is difficult to accurately monitor the machining energy with the configuration of Patent Document 1.

特許文献２、３に記載の技術は、極間放電周波数もしくは極間電流波形の積分値を用いて駆動軸を制御するものであると考えられる。 The techniques described in Patent Documents 2 and 3 are considered to control the drive shaft using the integrated value of the inter-electrode discharge frequency or the inter-electrode current waveform.

しかし、特許文献２、３に記載の技術では、極間放電周波数を用いる場合、特許文献１と同様に、一発一発の電流の大きさの情報がないため、極間に投入された加工エネルギーの正確な算出が困難である。 However, in the techniques described in Patent Documents 2 and 3, when using the inter-electrode discharge frequency, as in Patent Document 1, there is no information on the magnitude of the current at one shot. It is difficult to calculate energy accurately.

また、特許文献２、３に記載の技術では、極間電流波形を用いる場合、次の問題が生じる可能性があり、極間に投入された加工エネルギーの正確な算出が困難である。 Further, in the techniques described in Patent Documents 2 and 3, when the interelectrode current waveform is used, the following problem may occur, and it is difficult to accurately calculate the machining energy input between the electrodes.

第１の問題は、放電ノイズである。加工電源と加工槽との間（加工電源の出力側）で、電流を検出すると放電ノイズがのりやすい。スイッチングトランジスタのオン・オフにより極間に立上り、立下りの急峻な電流波形を印加するため、高周波成分が重畳し、積分（ローパスフィルタ）演算したとしても十分に正確な値を得ることが困難である。 The first problem is discharge noise. When current is detected between the machining power source and the machining tank (on the output side of the machining power source), discharge noise is likely to occur. Applying a current waveform with a sharp rise and fall between the switching transistor on and off, it is difficult to obtain a sufficiently accurate value even when high-frequency components are superimposed and integrated (low-pass filter) is calculated. is there.

第２の問題は、メイン電源（放電パルス発生装置）とサブ電源（検出電圧発生装置）の干渉にある。具体的には、サブ電源によりサブ電圧パルスを印加し、放電を検出した後にメイン電源からメイン電流パルスを供給する構成において、サブ電圧パルスの立上り状態やサブ電圧パルスの極性によっては、次に重畳して流れるメイン電流パルスの波形が異なってしまう。特許文献２、３に記載の技術では、メイン電源の出力端側に電流検出回路を接続している構成において、メイン電源の出力側とサブ電源の出力側とが接続されているために、メイン電源からのメイン電流パルスとサブ電源からのサブ電圧パルスとが干渉しやすい。これにより、メイン電流パルスのみを正しく検出して積分しようとしてもサブ電源の影響は少なからず残るため、極間電流の正しい検出が困難である。 The second problem is the interference between the main power supply (discharge pulse generator) and the sub power supply (detection voltage generator). Specifically, in a configuration in which a sub-voltage pulse is applied by a sub-power source and a main current pulse is supplied from the main power source after discharge is detected, depending on the rising state of the sub-voltage pulse and the polarity of the sub-voltage pulse, Therefore, the waveform of the main current pulse that flows in a different manner. In the techniques described in Patent Documents 2 and 3, in the configuration in which the current detection circuit is connected to the output end side of the main power supply, the output side of the main power supply and the output side of the sub power supply are connected. The main current pulse from the power source and the sub voltage pulse from the sub power source are likely to interfere with each other. As a result, even if only the main current pulse is correctly detected and integrated, the influence of the sub power supply remains, so it is difficult to correctly detect the inter-electrode current.

このように、特許文献１乃至３に記載の技術はいずれも、カラ放電までも放電とみなすことや、環境による放電電流のバラつきの影響を無視している可能性があるため、正確な加工エネルギーの算出ができないことから、これをサーボゲインに流用したとしても安定した加工を行うことが困難であるため、加工効率が低下したり、ワイヤ電極の断線にいたる可能性もある。 As described above, since any of the techniques described in Patent Documents 1 to 3 can be regarded as a discharge even up to a color discharge, or the influence of variations in the discharge current due to the environment may be ignored, accurate machining energy Therefore, even if this is used as a servo gain, it is difficult to perform stable machining, so that machining efficiency may be reduced or a wire electrode may be disconnected.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、安定した加工を行うことができるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at obtaining the wire electric discharge machining apparatus which can perform the stable process.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の１つの側面にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極と被加工物との極間に放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、第１の直流電源と第１のインバータとを有し、前記極間に高周波電力を供給するサブ電源回路と、第２の直流電源と第２のインバータとを有し、前記極間に高周波電力を供給するメイン電源回路と、前記極間に印加される極間電圧を測定する電圧測定部と、前記ワイヤ電極と前記被加工物とを相対的に移動させる移動部と、前記第２の直流電源と前記第２のインバータとの間を流れる電流を測定する電流測定部と、前記電圧測定部による測定結果と前記電流測定部による測定結果とに基づいて、前記移動部を制御する制御部とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a wire electric discharge machining apparatus according to one aspect of the present invention is configured to process the workpiece by generating an electric discharge between a wire electrode and the workpiece. A wire electric discharge machining apparatus comprising a first DC power source and a first inverter, a sub power circuit for supplying high-frequency power between the electrodes, a second DC power source, and a second inverter. A main power supply circuit for supplying high-frequency power between the electrodes, a voltage measuring unit for measuring a voltage between the electrodes applied between the electrodes, and relatively moving the wire electrode and the workpiece. Based on a moving unit, a current measuring unit that measures a current flowing between the second DC power source and the second inverter, a measurement result by the voltage measuring unit, and a measurement result by the current measuring unit, A control unit for controlling the moving unit. It is characterized in.

本発明によれば、電流測定部が、第２の直流電源と第２のインバータとの間を流れる電流を測定し、制御部が、電圧測定部による測定結果と電流測定部による測定結果とに基づいて、移動部を制御する。これにより、極間電流に関するパラメータとしてノイズや環境の影響が少ないパラメータを用いることができ、正確な加工エネルギーの算出ができるので、加工エネルギーに基づいて、ワイヤ電極と被加工物との相対距離を適正に維持することができ、安定した加工を行うことができる。 According to the present invention, the current measurement unit measures the current flowing between the second DC power source and the second inverter, and the control unit converts the measurement result by the voltage measurement unit and the measurement result by the current measurement unit. Based on this, the moving unit is controlled. This makes it possible to use a parameter with little influence of noise and environment as a parameter relating to the interelectrode current, and an accurate calculation of the processing energy. Therefore, based on the processing energy, the relative distance between the wire electrode and the workpiece It can be maintained properly and stable processing can be performed.

図１は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the wire electric discharge machining apparatus according to the first embodiment. 図２は、実施の形態１におけるメイン電源回路、サブ電源回路、電圧測定部、及び電流測定部の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the main power supply circuit, the sub power supply circuit, the voltage measurement unit, and the current measurement unit in the first embodiment. 図３は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の動作を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the wire electric discharge machining apparatus according to the first embodiment. 図４は、実施の形態１における制御部の動作を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the operation of the control unit in the first embodiment. 図５は、実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the wire electrical discharge machining apparatus according to the second embodiment. 図６は、実施の形態２における制御部の動作を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the control unit according to the second embodiment.

以下に、本発明にかかるワイヤ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。 Embodiments of a wire electric discharge machining apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１００について図１を用いて説明する。図１は、ワイヤ放電加工装置１００の構成を示す図である。 Embodiment 1 FIG.
A wire electric discharge machining apparatus 100 according to a first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wire electric discharge machining apparatus 100.

ワイヤ放電加工装置１００は、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの極間２９に高周波電力を供給し、極間２９に放電を生じさせることで、被加工物Ｗの加工（放電加工）を行う。この放電加工において、加工効率と加工精度とを低下させる最大の原因はワイヤ電極Ｅの断線である。ワイヤ電極Ｅの断線は、放電時にアーク放電から絶縁回復ができなくなり、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの間に大電流が流れた場合か、もしくは、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの間に放電が連続発生し、ワイヤ電極Ｅが過熱された場合に起きる現象であると考えられる。連続放電は、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離が短くなるほど電界密度が高くなるため、発生頻度が増加する。逆に相対距離を長くすると、絶縁破壊に至りにくくなるため、放電が起きにくくなり、加工速度が著しく低下する傾向にある。 The wire electric discharge machining apparatus 100 performs machining (electric discharge machining) of the workpiece W by supplying high-frequency power to the gap 29 between the wire electrode E and the workpiece W and causing electric discharge in the gap 29. . In this electric discharge machining, the greatest cause of lowering the machining efficiency and machining accuracy is the disconnection of the wire electrode E. The disconnection of the wire electrode E may be caused when the insulation cannot be recovered from the arc discharge at the time of discharge, and a large current flows between the wire electrode E and the workpiece W or between the wire electrode E and the workpiece W. It is considered that this phenomenon occurs when electric discharge is continuously generated in the meantime and the wire electrode E is overheated. The frequency of occurrence of continuous discharge increases because the electric field density increases as the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W decreases. On the contrary, if the relative distance is increased, it becomes difficult to cause dielectric breakdown, so that it is difficult for electric discharge to occur, and the processing speed tends to be remarkably reduced.

ワイヤ放電加工装置１００では、ワイヤ電極Ｅの断線を回避しながら、速い速度で加工するために、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持する必要がある。そのため、ワイヤ放電加工装置１００では、安定に加工速度を増加させるサーボ制御が用いられる。ワイヤ電極Ｅの断線を回避しながら加工速度を増加させるためには、放電がどのように発生しているかについて、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの間（極間２９）の状態を検出し、そのデータを基に、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持するためのサーボ制御を行う必要がある。 In the wire electric discharge machining apparatus 100, it is necessary to properly maintain the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W in order to perform machining at a high speed while avoiding disconnection of the wire electrode E. For this reason, the wire electric discharge machining apparatus 100 uses servo control that stably increases the machining speed. In order to increase the machining speed while avoiding the disconnection of the wire electrode E, the state between the wire electrode E and the workpiece W (distance 29) is detected as to how the discharge is generated. Based on the data, it is necessary to perform servo control for properly maintaining the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W.

ここで、仮に、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの極間２９に印加される極間電圧を測定し、測定された極間電圧のみを用いて極間２９の状態を検出する場合を考える。この場合、極間電圧から加工エネルギーを算出しなければならないため、加工エネルギーを正確に算出することが困難である。 Here, suppose that the voltage between the electrodes 29 between the wire electrode E and the workpiece W is measured, and the state of the electrode 29 is detected using only the measured voltage between the electrodes. . In this case, since it is necessary to calculate the machining energy from the inter-electrode voltage, it is difficult to accurately calculate the machining energy.

例えば、被加工物Ｗを加工定盤（図示せず）に設置するときの設置位置が変わると、インバータ４におけるスイッチングトランジスタＳＷ５（図２参照）のオン幅（オン状態の時間幅）が同じであっても、微妙に加工中の電流波形が異なる。これは加工定盤の浮遊インピーダンスが影響するためである。また、ワイヤ電極Ｅに給電するための給電子７の消耗状態によっては、接触抵抗が増加するため加工電流が低下する可能性もある。同様に被加工物Ｗに加工穴が複数あけられていたり、被加工物Ｗにおける加工定盤から離れた位置を加工する場合もまた、被加工物Ｗのインピーダンスが高くなるため加工電流が低下してしまう。このように、スイッチングトランジスタＳＷ５のオン幅が同じであっても、加工環境ごとに実際の極間２９の電流波形は異なり、極間電圧波形が実際の極間状態を反映することが困難であるため、極間電圧波形から加工エネルギーを正確に算出することが困難である。 For example, if the installation position when the workpiece W is installed on a machining surface plate (not shown) is changed, the ON width (time width in the ON state) of the switching transistor SW5 (see FIG. 2) in the inverter 4 is the same. Even if it exists, the current waveform during processing is slightly different. This is because the floating impedance of the processing surface plate is affected. Further, depending on the consumption state of the power supply 7 for supplying power to the wire electrode E, the contact resistance increases, so that the machining current may decrease. Similarly, when a plurality of machining holes are drilled in the workpiece W or when machining a position away from the machining surface plate in the workpiece W, the impedance of the workpiece W increases, so that the machining current decreases. End up. Thus, even if the ON width of the switching transistor SW5 is the same, the actual current waveform of the inter-electrode 29 differs depending on the processing environment, and it is difficult for the inter-electrode voltage waveform to reflect the actual inter-electrode state. For this reason, it is difficult to accurately calculate the machining energy from the inter-electrode voltage waveform.

さらに、極間電圧波形から極間状態を検出すると、放電の誤検出が生じたり、一度放電が生じても、途中で放電が途切れることも考えられる。このようにスイッチングトランジスタＳＷ５がオンしている期間中に電流が流れない現象をカラ放電と呼ぶ。カラ放電期間中は実際には電流が流れないため、極間電圧波形のみから極間状態を検出する方法では、加工エネルギーを正確にモニタリングすることが困難である。 Furthermore, if the inter-electrode state is detected from the inter-electrode voltage waveform, it is conceivable that an erroneous detection of discharge occurs, or even if a discharge occurs once, the discharge is interrupted in the middle. A phenomenon in which current does not flow during the period when the switching transistor SW5 is turned on is called color discharge. Since no current actually flows during the color discharge period, it is difficult to accurately monitor the machining energy with the method of detecting the interelectrode state from only the interelectrode voltage waveform.

あるいは、仮に、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの極間２９に供給される極間電流を測定し、測定された極間電流のみを用いて極間２９の状態を検出する場合を考える。この場合、次の問題が生じる可能性があり、極間２９に投入された加工エネルギーの正確な算出が困難である。 Alternatively, suppose a case where the interelectrode current supplied to the interelectrode 29 between the wire electrode E and the workpiece W is measured and the state of the interelectrode 29 is detected using only the measured interelectrode current. In this case, the following problem may occur, and it is difficult to accurately calculate the machining energy input to the gap 29.

第１の問題は、放電ノイズである。加工電源（メイン電源回路８、サブ電源回路９）と加工槽との間（加工電源の出力側）で、電流を検出すると放電ノイズがのりやすい。スイッチングトランジスタＳＷ５のオン・オフにより極間２９に立上り、立下りの急峻な電流波形が現れるため、高周波成分（放電ノイズ）が重畳され、積分（ローパスフィルタ）演算したとしても、極間電流の十分に正確な値を得ることが困難である。 The first problem is discharge noise. If current is detected between the machining power supply (main power supply circuit 8 and sub power supply circuit 9) and the machining tank (on the output side of the machining power supply), discharge noise is likely to occur. When the switching transistor SW5 is turned on / off, a sharp current waveform appears that rises and falls between the electrodes 29. Therefore, even if the high-frequency component (discharge noise) is superimposed and the integration (low-pass filter) is calculated, the current between the electrodes is sufficient. It is difficult to obtain an accurate value.

第２の問題は、メイン電源回路８とサブ電源回路９との干渉にある。具体的には、サブ電源回路９により極間２９にサブ電圧パルスを印加し、放電を検出した後にメイン電源回路８からメイン電流パルスを極間２９に供給する構成において、サブ電圧パルスの立上り状態やサブ電圧パルスの極性によっては、次に重畳して流れるメイン電流パルスの波形が異なってしまう。仮に、メイン電源回路８の出力端側に電流検出回路を接続して極間電流を測定する場合、メイン電源回路８の出力側とサブ電源回路９の出力側とが接続されているために、メイン電源回路８からのメイン電流パルスとサブ電源回路９からのサブ電圧パルスとの干渉が生じる傾向にある。このとき、メイン電流パルスのみを正しく検出して積分しようとしてもサブ電圧パルスの影響は少なからず残るため、極間電流の正しい検出が困難である。 The second problem is the interference between the main power supply circuit 8 and the sub power supply circuit 9. Specifically, in the configuration in which the sub power pulse is applied to the gap 29 by the sub power supply circuit 9 and the main current pulse is supplied from the main power supply circuit 8 to the gap 29 after the discharge is detected, the rising state of the sub voltage pulse Depending on the polarity of the sub voltage pulse, the waveform of the main current pulse that flows next overlaps with each other. If the current detection circuit is connected to the output end side of the main power supply circuit 8 to measure the interelectrode current, the output side of the main power supply circuit 8 and the output side of the sub power supply circuit 9 are connected. Interference between the main current pulse from the main power supply circuit 8 and the sub voltage pulse from the sub power supply circuit 9 tends to occur. At this time, even if it is attempted to correctly detect and integrate only the main current pulse, the influence of the sub-voltage pulse remains, so that it is difficult to correctly detect the interelectrode current.

このように、正確な加工エネルギーの算出ができないと、加工エネルギーに基づいて、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持するためのサーボ制御を行うことが困難になり、安定した加工を行うことが困難になるため、加工効率が低下したり、ワイヤ電極の断線にいたる可能性もある。 Thus, if accurate machining energy cannot be calculated, it becomes difficult to perform servo control for properly maintaining the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W based on the machining energy. Since it is difficult to perform the processing, the processing efficiency may be reduced or the wire electrode may be disconnected.

そこで、本実施の形態では、極間電圧を測定するとともに、極間電流ではなくメイン電源回路内で極間電流に変換される前の電源電流を測定し、極間電圧の測定結果と電源電流の測定結果とに基づいて、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持するためのサーボ制御を行うことで、安定した加工を行うことを目指す。 Therefore, in the present embodiment, the inter-electrode voltage is measured, and the power source current before being converted into the inter-electrode current in the main power supply circuit is measured instead of the inter-electrode current. Based on these measurement results, the servo control for properly maintaining the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W is aimed at performing stable machining.

具体的には、ワイヤ放電加工装置１００は、図１及び図２に示す構成を有する。図１は、ワイヤ放電加工装置１００の構成を示す。また、図２は、図１中の電源回路構成を詳細に説明するための図であり、特にサブ電源回路９の直流電源１、インバータ２、メイン電源回路８の直流電源３、インバータ４の具体的な回路構成と極間２９への接続状況を示している。これら図１、図２をもとにワイヤ放電加工装置１００における電源制御、サーボ制御の構成について説明する。 Specifically, the wire electric discharge machining apparatus 100 has the configuration shown in FIGS. 1 and 2. FIG. 1 shows a configuration of a wire electric discharge machining apparatus 100. 2 is a diagram for explaining the configuration of the power supply circuit in FIG. 1 in detail. Specifically, the DC power supply 1 of the sub power supply circuit 9, the inverter 2, the DC power supply 3 of the main power supply circuit 8, and the specifics of the inverter 4 are illustrated. A typical circuit configuration and a connection state to the interelectrode 29 are shown. The configuration of power supply control and servo control in the wire electric discharge machining apparatus 100 will be described with reference to FIGS.

加工電源３０は、サブ電源回路９及びメイン電源回路８を有する。サブ電源回路９は、直流電源（第１の直流電源）１及びインバータ（第１のインバータ）２を有する。直流電源１は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力を発生させてインバータ２へ供給する。インバータ２は、電源制御部２８による制御のもと、供給された直流電力を高周波電力へ変換して極間２９に供給する。メイン電源回路８は、直流電源（第２の直流電源）３及びインバータ（第２のインバータ）４を有する。直流電源３は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力を発生させてインバータ４へ供給する。インバータ４は、電源制御部２８による制御のもと、供給された直流電力を高周波電力へ変換して極間２９に供給する。 The machining power supply 30 includes a sub power supply circuit 9 and a main power supply circuit 8. The sub power supply circuit 9 includes a DC power supply (first DC power supply) 1 and an inverter (first inverter) 2. The DC power supply 1 generates DC power and supplies it to the inverter 2 under the control of the power supply control unit 28. The inverter 2 converts the supplied DC power into high frequency power and supplies it to the gap 29 under the control of the power supply control unit 28. The main power supply circuit 8 includes a DC power supply (second DC power supply) 3 and an inverter (second inverter) 4. The DC power supply 3 generates DC power and supplies it to the inverter 4 under the control of the power supply control unit 28. The inverter 4 converts the supplied DC power into high-frequency power and supplies it to the gap 29 under the control of the power supply control unit 28.

加工電源３０は、例えば、サブ電源回路９による電力供給とメイン電源回路８による電力供給とを組み合わせて、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの極間２９に例えば電圧（図３参照）を印加する。 The machining power supply 30 applies, for example, a voltage (see FIG. 3) to the gap 29 between the wire electrode E and the workpiece W by combining power supply by the sub power supply circuit 9 and power supply by the main power supply circuit 8, for example. To do.

極間電圧測定装置（電圧測定部）１０は、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの極間２９と加工電源３０との間に電気的に接続され、極間２９に印加される極間電圧を測定する。極間電圧測定装置１０は、測定結果を電源制御部２８へ供給するとともに極間状態（電圧）検出部６経由でサーボ制御部２７へ供給する。これにより、極間電圧測定装置１０による極間電圧の測定結果は、電源制御及びサーボ制御にフィードバックして用いられる。 The inter-electrode voltage measuring device (voltage measuring unit) 10 is electrically connected between the inter-electrode 29 of the wire electrode E and the workpiece W and the machining power supply 30, and generates an inter-electrode voltage applied to the inter-electrode 29. taking measurement. The inter-electrode voltage measurement apparatus 10 supplies the measurement result to the power supply control unit 28 and also supplies the measurement result to the servo control unit 27 via the inter-electrode state (voltage) detection unit 6. Thereby, the measurement result of the inter-electrode voltage by the inter-electrode voltage measurement device 10 is fed back to the power supply control and servo control.

極間状態（電圧）検出部６は、平均電圧演算装置１４、基準電圧記憶装置１５、及び放電電圧比較装置１６を有する。平均電圧演算装置１４は、極間電圧測定装置１０から極間電圧の測定結果の信号を受け、極間電圧を時間的に平均化し、平均電圧を算出する。平均電圧演算装置１４は、算出された平均電圧を放電電圧比較装置１６へ供給する。基準電圧記憶装置１５は、予め実験等により決定された基準電圧を記憶する。放電電圧比較装置１６は、基準電圧を基準電圧記憶装置１５から取得し、平均電圧と基準電圧とを比較して、比較結果をサーボ制御部２７へ供給する。 The inter-electrode state (voltage) detection unit 6 includes an average voltage calculation device 14, a reference voltage storage device 15, and a discharge voltage comparison device 16. The average voltage calculation device 14 receives the signal of the measurement result of the interelectrode voltage from the interelectrode voltage measurement device 10, averages the interelectrode voltage in time, and calculates the average voltage. The average voltage calculation device 14 supplies the calculated average voltage to the discharge voltage comparison device 16. The reference voltage storage device 15 stores a reference voltage determined in advance through experiments or the like. The discharge voltage comparison device 16 acquires the reference voltage from the reference voltage storage device 15, compares the average voltage with the reference voltage, and supplies the comparison result to the servo control unit 27.

電流測定装置（電流測定部）ＣＴ１は、メイン電源回路８における直流電源３及びインバータ４の間に配され、直流電源３とインバータ４との間を流れる電源電流を測定する。電流測定装置ＣＴ１は、例えば、カレントトランスである。電流測定装置ＣＴ１は、測定結果を極間状態（電流）検出部５経由でサーボ制御部２７へ供給する。これにより、電流測定装置ＣＴ１による電源電流の測定結果は、サーボ制御にフィードバックして用いられる。 The current measuring device (current measuring unit) CT <b> 1 is arranged between the DC power supply 3 and the inverter 4 in the main power supply circuit 8 and measures a power supply current flowing between the DC power supply 3 and the inverter 4. The current measuring device CT1 is, for example, a current transformer. The current measuring device CT1 supplies the measurement result to the servo control unit 27 via the gap state (current) detection unit 5. Thereby, the measurement result of the power supply current by the current measuring device CT1 is used by feeding back to the servo control.

極間状態（電流）検出部５は、基準電流記憶装置１７及び放電電流比較装置１８を有する。基準電流記憶装置１７は、予め実験等により決定された基準電流を記憶する。放電電流比較装置１８は、電源電流の測定結果を電流測定装置ＣＴ１から受け、基準電流を基準電流記憶装置１７から取得し、電源電流と基準電流とを比較して、比較結果をサーボ制御部２７へ供給する。 The inter-electrode state (current) detection unit 5 includes a reference current storage device 17 and a discharge current comparison device 18. The reference current storage device 17 stores a reference current determined in advance through experiments or the like. The discharge current comparison device 18 receives the measurement result of the power supply current from the current measurement device CT1, acquires the reference current from the reference current storage device 17, compares the power supply current and the reference current, and compares the comparison result with the servo control unit 27. To supply.

サーボ制御部２７は、設定送り速度演算装置１９、設定送り速度切換装置２０、及びＸ軸、Ｙ軸モータ駆動部２１を有する。設定送り速度切換装置２０は、平均電圧及び基準電圧の比較結果を極間状態（電圧）検出部６から受け、電源電流及び基準電流の比較結果を極間状態（電流）検出部５から受ける。設定送り速度切換装置２０は、平均電圧及び基準電圧の比較結果と電源電流及び基準電流の比較結果とに応じて、発振クロック１１を用いて、設定送り速度を演算して設定送り速度切換装置２０へ供給する。 The servo control unit 27 includes a set feed speed calculation device 19, a set feed speed switching device 20, and an X-axis and Y-axis motor drive unit 21. The set feed speed switching device 20 receives the comparison result between the average voltage and the reference voltage from the inter-electrode state (voltage) detection unit 6 and receives the comparison result between the power source current and the reference current from the inter-electrode state (current) detection unit 5. The set feed speed switching device 20 calculates the set feed speed using the oscillation clock 11 according to the comparison result of the average voltage and the reference voltage and the comparison result of the power supply current and the reference current, and sets the set feed speed switching device 20. To supply.

例えば、設定送り速度演算装置１９は、算出部１９ａ、決定部１９ｂ、及び移動制御部１９ｃを有する。算出部１９ａは、平均電圧及び基準電圧の比較結果と電源電流及び基準電流の比較結果とを用いて、極間２９の加工エネルギーを算出する。すなわち、算出部１９ａは、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、極間２９の加工エネルギーを算出する。算出部１９ａは、算出された加工エネルギーを決定部１９ｂへ供給する。決定部１９ｂは、算出部１９ａにより算出された極間２９の加工エネルギーに応じて、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの間の目標相対距離を決定する。決定部１９ｂは、決定された目標相対距離を移動制御部１９ｃへ供給する。移動制御部１９ｃは、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの間の相対距離が決定部１９ｂにより決定された目標相対距離に近づくように、移動部２２による設定送り速度を演算して設定送り速度切換装置２０及びＸ軸、Ｙ軸モータ駆動部２１経由で移動部２２へ供給する。すなわち、移動制御部１９ｃは、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの間の相対距離が決定部１９ｂにより決定された目標相対距離に近づくように移動部２２を制御する。 For example, the set feed speed calculation device 19 includes a calculation unit 19a, a determination unit 19b, and a movement control unit 19c. The calculation unit 19a calculates the machining energy of the gap 29 using the comparison result of the average voltage and the reference voltage and the comparison result of the power supply current and the reference current. That is, the calculation unit 19a calculates the processing energy of the gap 29 based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. The calculation unit 19a supplies the calculated machining energy to the determination unit 19b. The determination unit 19b determines a target relative distance between the wire electrode E and the workpiece W according to the processing energy of the gap 29 calculated by the calculation unit 19a. The determination unit 19b supplies the determined target relative distance to the movement control unit 19c. The movement control unit 19c calculates the set feed speed by the moving unit 22 and switches the set feed speed so that the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W approaches the target relative distance determined by the determination unit 19b. This is supplied to the moving unit 22 via the device 20 and the X-axis and Y-axis motor driving unit 21. That is, the movement control unit 19c controls the moving unit 22 so that the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W approaches the target relative distance determined by the determination unit 19b.

設定送り速度切換装置２０は、現在の設定送り速度を設定送り速度演算装置１９により演算された設定送り速度へ切り換えるように、例えば送り速度のゲインを調整し、調整された制御値をＸ軸、Ｙ軸モータ駆動部２１へ供給する。Ｘ軸、Ｙ軸モータ駆動部２１は、制御値に従って、Ｘ軸モータ制御信号及びＹ軸モータ制御信号を生成して移動部２２へ供給する。すなわち、サーボ制御部２７は、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、移動部２２を制御する。 The set feed speed switching device 20 adjusts the gain of the feed speed, for example, so as to switch the current set feed speed to the set feed speed calculated by the set feed speed calculation device 19, and sends the adjusted control value to the X axis, Supply to the Y-axis motor drive unit 21. The X-axis and Y-axis motor drive unit 21 generates an X-axis motor control signal and a Y-axis motor control signal according to the control value and supplies them to the moving unit 22. That is, the servo control unit 27 controls the moving unit 22 based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1.

移動部２２は、Ｘ軸モータ２２ａ及びＹ軸モータ２２ｂを有する。Ｘ軸モータ２２ａは、例えば、Ｘ軸モータ制御信号に従って、被加工物Ｗが載置された加工定盤をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸モータ２２ｂは、例えば、Ｙ軸モータ制御信号に従って、被加工物Ｗが載置された加工定盤をＹ軸方向に移動させる。これにより、移動部２２は、Ｘ軸モータ制御信号及びＹ軸モータ制御信号に従って、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとを相対的に移動させる。 The moving unit 22 includes an X-axis motor 22a and a Y-axis motor 22b. The X-axis motor 22a moves, for example, the processing platen on which the workpiece W is placed in the X-axis direction according to the X-axis motor control signal, and the Y-axis motor 22b, for example, according to the Y-axis motor control signal The processing surface plate on which the workpiece W is placed is moved in the Y-axis direction. Thereby, the moving part 22 moves the wire electrode E and the workpiece W relatively according to the X-axis motor control signal and the Y-axis motor control signal.

電源制御部２８は、極間電圧測定装置１０による測定結果に応じて、加工電源３０の発振制御を行う。例えば、電源制御部２８は、極間電圧測定装置１０と発振クロック１１とを用いて、放電と放電の間の無負荷電圧時間を無負荷電圧時間測定装置１２にて測定する。無負荷電圧時間は放電が発生し、次の放電が発生するまでの時間であり、無負荷電圧時間が短いと、前回発生した放電から完全に絶縁回復がされてなかったり、同じ場所に放電が繰り返し発生したりすることで、結果ワイヤ電極Ｅが断線するという問題がある。そこで、無負荷時間の測定結果に基づきメイン電源オン時間制御装置１３にて、ワイヤ電極Ｅの断線を防止し適正な発振パターンが得られるように加工電源３０を制御している。 The power supply control unit 28 performs oscillation control of the machining power supply 30 according to the measurement result by the interelectrode voltage measurement apparatus 10. For example, the power supply control unit 28 uses the interelectrode voltage measurement device 10 and the oscillation clock 11 to measure the no-load voltage time between discharges with the no-load voltage time measurement device 12. The no-load voltage time is the time from when a discharge occurs until the next discharge occurs.If the no-load voltage time is short, the insulation has not been completely recovered from the previous discharge or the discharge has occurred at the same location. There is a problem that the wire electrode E is disconnected as a result of repeated occurrence. Therefore, the processing power supply 30 is controlled by the main power supply on time control device 13 based on the measurement result of the no-load time so that the wire electrode E is prevented from being disconnected and an appropriate oscillation pattern is obtained.

次に、図２を元に、サブ電源回路９及びメイン電源回路８の回路構成を説明する。 Next, the circuit configurations of the sub power circuit 9 and the main power circuit 8 will be described with reference to FIG.

サブ電源回路９及びメイン電源回路８は、極間２９、浮遊容量Ｃ１、及び抵抗器Ｒ２に対して互いに並列に接続されている。浮遊容量Ｃ１は、例えば、上記の説明における加工定盤の浮遊インピーダンスに対応するものである。抵抗器Ｒ２は、例えば、電圧クランプ素子である。 The sub power supply circuit 9 and the main power supply circuit 8 are connected in parallel to each other with respect to the interelectrode 29, the stray capacitance C1, and the resistor R2. The stray capacitance C1 corresponds to, for example, the stray impedance of the processing surface plate in the above description. The resistor R2 is, for example, a voltage clamp element.

サブ電源回路９は、直流電源１及びインバータ２を有する。直流電源１は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力を発生させてインバータ２へ供給する。インバータ２は、電源制御部２８による制御のもと、供給された直流電力を高周波電力へ変換して極間２９に供給する。 The sub power supply circuit 9 includes a DC power supply 1 and an inverter 2. The DC power supply 1 generates DC power and supplies it to the inverter 2 under the control of the power supply control unit 28. The inverter 2 converts the supplied DC power into high frequency power and supplies it to the gap 29 under the control of the power supply control unit 28.

具体的には、直流電源１は、直流電源Ｖ１を有する。直流電源Ｖ１のＰ側は、Ｐライン及び抵抗器Ｒ１を介してインバータ２に接続され、直流電源Ｖ１のＮ側は、Ｎラインを介してインバータ２に接続されている。直流電源Ｖ１は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力をインバータ２へ供給する。インバータ２は、半導体のスイッチングトランジスタＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４を有する。各スイッチングトランジスタＳＷ１〜ＳＷ４は、電源制御部２８による制御のもと、所定のタイミングでオン・オフするスイッチング動作を行うことで、直流電力を高周波電力へ変換する。 Specifically, the DC power supply 1 has a DC power supply V1. The P side of the DC power supply V1 is connected to the inverter 2 via the P line and the resistor R1, and the N side of the DC power supply V1 is connected to the inverter 2 via the N line. The DC power source V <b> 1 supplies DC power to the inverter 2 under the control of the power source control unit 28. The inverter 2 includes semiconductor switching transistors SW1, SW2, SW3, and SW4. Each of the switching transistors SW1 to SW4 converts direct current power into high frequency power by performing a switching operation that is turned on and off at a predetermined timing under the control of the power supply control unit 28.

メイン電源回路８は、直流電源３及びインバータ４を有する。直流電源３は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力を発生させてインバータ４へ供給する。インバータ４は、電源制御部２８による制御のもと、供給された直流電力を高周波電力へ変換して極間２９に供給する。 The main power supply circuit 8 includes a DC power supply 3 and an inverter 4. The DC power supply 3 generates DC power and supplies it to the inverter 4 under the control of the power supply control unit 28. The inverter 4 converts the supplied DC power into high-frequency power and supplies it to the gap 29 under the control of the power supply control unit 28.

具体的には、直流電源３は、直流電源Ｖ２を有する。直流電源Ｖ２のＰ側は、Ｐライン及び抵抗器Ｒ１を介してインバータ４に接続され、直流電源Ｖ２のＮ側は、Ｎラインを介してインバータ４に接続されている。直流電源Ｖ２は、電源制御部２８による制御のもと、直流電力をインバータ４へ供給する。インバータ４は、半導体のスイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６及びダイオードＤ１、Ｄ２を有する。各スイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、電源制御部２８による制御のもと、所定のタイミングでオン・オフするスイッチング動作を行うことで、直流電力を高周波電力へ変換する。 Specifically, the DC power supply 3 has a DC power supply V2. The P side of the DC power supply V2 is connected to the inverter 4 via the P line and the resistor R1, and the N side of the DC power supply V2 is connected to the inverter 4 via the N line. The DC power supply V <b> 2 supplies DC power to the inverter 4 under the control of the power supply control unit 28. The inverter 4 includes semiconductor switching transistors SW5 and SW6 and diodes D1 and D2. The switching transistors SW5 and SW6 convert DC power into high-frequency power by performing a switching operation that is turned on and off at a predetermined timing under the control of the power supply control unit 28.

電流測定装置ＣＴ１は、メイン電源回路８における直流電源３とスイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６との間に設置する。ここで電流測定装置ＣＴ１は、センサの種類に関わらず、電流を測定する手段になる全てのものを称する。電流測定装置ＣＴ１をスイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６の前に設置することで、直流電源Ｖ２から流れる電流値を測定し、この電流測定結果、及び極間電圧検出装置１０で得られた極間電圧検出結果はサーボ制御部２７に供給され、サーボ制御のパラメータとして利用される。
次に、ワイヤ放電加工装置１００の動作について説明する。 The current measuring device CT1 is installed between the DC power supply 3 and the switching transistors SW5 and SW6 in the main power supply circuit 8. Here, the current measuring device CT1 refers to everything that becomes a means for measuring current regardless of the type of sensor. By installing the current measuring device CT1 in front of the switching transistors SW5 and SW6, the current value flowing from the DC power source V2 is measured, and the current measurement result and the interelectrode voltage detection result obtained by the interelectrode voltage detection device 10 Is supplied to the servo control unit 27 and used as a servo control parameter.
Next, the operation of the wire electric discharge machine 100 will be described.

この実施の形態１では、サブ電源回路９とメイン電源回路８と抵抗器Ｒ２とを並列に接続して、放電検出に必要な極間２９の適正電圧をサブ電源回路９の直流電源Ｖ１の電圧から分圧して設定している。 In the first embodiment, the sub power supply circuit 9, the main power supply circuit 8, and the resistor R2 are connected in parallel, and the proper voltage between the electrodes 29 necessary for discharge detection is set to the voltage of the DC power supply V1 of the sub power supply circuit 9. It is set with partial pressure.

この実施形態１の放電加工装置は、ワイヤ放電加工装置について説明するが、電源回路の適用範囲としては、形彫り放電加工装置であってもよいし、ワイヤ放電加工であっても加工溶液として水、もしくは油を使用するものでもよい。 The electric discharge machining apparatus according to the first embodiment will be described with reference to a wire electric discharge machining apparatus. However, as an application range of the power supply circuit, a sculpting electric discharge machining apparatus may be used. Alternatively, oil may be used.

また、加工は、通常、荒加工、中仕上げ加工、仕上げ加工、高仕上げ加工など、何段階もの手順を経て行うことが一般的であるが、この実施の形態１では、特に高速化の要求が高く、断線する可能性が高い荒加工について述べるものである。 In general, the processing is generally performed through a number of steps such as roughing, intermediate finishing, finishing, and high finishing. In the first embodiment, however, there is a demand for particularly high speed. Describes roughing, which is high and has a high possibility of disconnection.

放電を誘起するためワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの極間２９に電圧を印加するサブ電源回路９について説明する。直流電源Ｖ１から直流電圧を供給し、スイッチングトランジスタＳＷ１〜ＳＷ４を用いてワイヤ電極Ｅ、被加工物Ｗの極間２９に電圧を印加する。スイッチングトランジスタＳＷ１及びスイッチングトランジスタＳＷ４をオンにするとワイヤ電極Ｅ側はプラス、被加工物Ｗ側はマイナスになり、スイッチングトランジスタＳＷ２及びスイッチングトランジスタＳＷ３をオンにすると被加工物Ｗ側がプラス、ワイヤ電極Ｅ側がマイナスになる電源制御装置を用いる。 The sub power supply circuit 9 that applies a voltage to the gap 29 between the wire electrode E and the workpiece W in order to induce discharge will be described. A direct-current voltage is supplied from the direct-current power source V1, and a voltage is applied to the gap 29 between the wire electrode E and the workpiece W using the switching transistors SW1 to SW4. When the switching transistor SW1 and the switching transistor SW4 are turned on, the wire electrode E side is positive and the workpiece W side is negative. When the switching transistor SW2 and the switching transistor SW3 are turned on, the workpiece W side is positive and the wire electrode E side is positive. Use a negative power supply control device.

サブ電源回路９では、直流電源Ｖ１から印加される電圧から、抵抗器Ｒ１、Ｒ２を用いてワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの極間２９で絶縁破壊が起る適正な（例えば、最適な）電圧にし、極間２９に与える。ここで示す電源形態は、加工液に関らず共通に利用するため、場合によって、ワイヤ電極Ｅを正極、もしくは負極に設定できるようにスイッチング回路はインバータ構成で、電流の極性を自由に変えることができる。 In the sub power supply circuit 9, an appropriate breakdown (for example, optimum) in which dielectric breakdown occurs between the electrodes 29 and the workpiece W 29 using the resistors R 1 and R 2 from the voltage applied from the DC power supply V 1. The voltage is applied to the gap 29. Since the power supply form shown here is used in common regardless of the machining fluid, depending on the case, the switching circuit has an inverter configuration so that the wire electrode E can be set to the positive electrode or the negative electrode, and the current polarity can be freely changed. Can do.

サブ電源回路９側では、極間電圧測定装置１０及び電源制御部２８により、放電が発生し電圧の絶対値がＧＮＤの方に降下することを検出し、主な電力の供給元をサブ電源回路９からメイン電源回路８に切り換わる。すなわちスイッチングトランジスタＳＷ１〜ＳＷ４が動作しているときに、放電を検出した場合は、スイッチングトランジスタＳＷ５〜ＳＷ６がオンに切り換わるように発振制御を行う。これによりメイン電源回路８のスイッチングトランジスタＳＷ５〜ＳＷ６により極間２９にエネルギーが投入される。スイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６のオン時間が投入する電流パルスの幅になり、オフ時間が電流を流さない休止時間となる。スイッチングトランジスタＳＷ５、ＳＷ６は、極間電圧測定装置１０により測定された極間電圧と、発振クロック１１を用いて無負荷電圧時間測定装置１２により演算された無負荷電圧時間とに応じて、メイン電源オン時間制御装置１３によりオン時間が制御される。直流電源Ｖ２の電圧は、直流電源Ｖ１の電圧と比べて十分大きな電圧に設定する。 On the side of the sub power supply circuit 9, the interpole voltage measuring device 10 and the power supply control unit 28 detect that discharge occurs and the absolute value of the voltage drops toward GND, and the main power supply source is the sub power supply circuit. The main power supply circuit 8 is switched from 9. That is, when discharge is detected while the switching transistors SW1 to SW4 are operating, oscillation control is performed so that the switching transistors SW5 to SW6 are turned on. As a result, energy is input to the gap 29 by the switching transistors SW5 to SW6 of the main power supply circuit 8. The on-time of the switching transistors SW5 and SW6 becomes the width of the current pulse to be applied, and the off-time becomes a pause time during which no current flows. The switching transistors SW5 and SW6 are connected to the main power source according to the inter-electrode voltage measured by the inter-electrode voltage measurement device 10 and the no-load voltage time calculated by the no-load voltage time measurement device 12 using the oscillation clock 11. The on-time controller 13 controls the on-time. The voltage of the DC power supply V2 is set to a sufficiently large voltage as compared with the voltage of the DC power supply V1.

メイン電源回路８側から測定される電流波形と、極間２９側から測定される電流波形とを、「メイン電源電流波形」及び「極間電流波形」として、図３にそれぞれ示す。電圧が印加され、放電が発生すると電圧はアーク電圧まで降下し、主な電力の供給元について、サブ電源回路９からメイン電源回路８への切換えを行う。メイン電源回路８のオン時間は極間２９に流れる電流と比例関係にあり、そのときにメイン電源回路８側で測定される電流値は、実際の極間電流波形よりもなだらかな形状となる。 A current waveform measured from the main power supply circuit 8 side and a current waveform measured from the interelectrode 29 side are respectively shown as “main power supply current waveform” and “interpolar current waveform” in FIG. When a voltage is applied and discharge occurs, the voltage drops to the arc voltage, and the main power supply source 9 is switched from the sub power supply circuit 9 to the main power supply circuit 8. The on-time of the main power supply circuit 8 is proportional to the current flowing between the electrodes 29, and the current value measured on the main power supply circuit 8 side at that time has a gentler shape than the actual waveform of the current between the electrodes.

詳細には、「極間電流波形」は放電ノイズの影響により、高周波な振動成分を伴って観測される。それに比べると、「メイン電源電流波形」はなだらなに変化するため、ノイズの影響は少ない。このため、極間電流ではなくメイン電源回路内で極間電流に変換される前の電源電流を用いることで、極間２９に投入された加工エネルギーを容易に換算（算出）することができ、極間電流波形から加工エネルギーを算出するよりも精度の高い加工エネルギーの算出が可能となる。 Specifically, the “electrode current waveform” is observed with a high-frequency vibration component due to the influence of discharge noise. Compared with that, the “main power supply current waveform” changes gently, so the influence of noise is small. For this reason, by using the power source current before being converted into the inter-electrode current in the main power supply circuit instead of the inter-electrode current, the machining energy input to the inter-electrode 29 can be easily converted (calculated), It is possible to calculate the machining energy with higher accuracy than to calculate the machining energy from the interelectrode current waveform.

また、極間電流波形を元に加工エネルギーを算出する場合には、注意が必要である。厳密には、極間電流波形はサブ電流とメイン電流とが合わさって形成されるためである。サブ電源回路９とメイン電源回路８とは切り替わるものの、その切り替わりの瞬間は２つの電源、あるいは浮遊容量Ｃ１とから電流が流れるため、極間電流は複雑な挙動を示す。これに対して、メイン電源電流を利用すれば、サブ電流の影響を考えることなく、加工に寄与しているメイン電流だけをモニタリングすることができる。 Also, care must be taken when calculating the machining energy based on the interelectrode current waveform. Strictly speaking, this is because the interelectrode current waveform is formed by combining the sub-current and the main current. Although the sub power supply circuit 9 and the main power supply circuit 8 are switched, current flows from the two power supplies or the stray capacitance C1 at the moment of switching, and therefore, the interelectrode current exhibits a complicated behavior. On the other hand, if the main power supply current is used, it is possible to monitor only the main current contributing to the processing without considering the influence of the sub current.

ただし電源電流だけを用いて軸送り制御を行うことはできない。これは、極間電流をメイン電源オン時間制御装置１３で発振制御するためである。例えば、短絡時にメイン電源オン時間制御装置１３がＯＮ時間を短く制御してしまうと、電源電流から流れる電流は少なくなる。このため、メイン電源電流だけでは、放電していない状態（オープン状態）のため電流が流れないのか、短絡状態のため放電が流れないのかを判別することができない。 However, axis feed control cannot be performed using only the power supply current. This is because the main power-on time controller 13 controls the oscillation of the interelectrode current. For example, if the main power supply on-time control device 13 controls the ON time to be short when a short circuit occurs, the current flowing from the power supply current decreases. For this reason, it is impossible to determine whether the main power supply current alone does not flow due to a non-discharged state (open state) or does not flow due to a short circuit state.

そこで、極間電圧測定装置１０からの平均電圧もあわせて参照し、設定送り速度演算装置１９で演算する。 Therefore, the average voltage from the interelectrode voltage measuring device 10 is also referred to and calculated by the set feed speed calculating device 19.

サーボ制御部２７の内部で行われているサーボ制御の方法について図４を用いて説明する。図４は、電源電流値によるサーボ制御のゲイン推移である。サーボゲインはメイン電源電流値と反比例するような関係にあり、メイン電源電流が小さく測定された場合、サーボゲインを上げ、加工速度を速くすることで、極間距離を短くし、放電頻度を上げる。またメイン電源電流が大きくなれば極間距離が短くなり、放電周波数が高いことを意味するため、サーボゲインを下げる。 A servo control method performed in the servo control unit 27 will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the gain transition of servo control according to the power supply current value. Servo gain is inversely proportional to the main power supply current value. When the main power supply current is measured small, the servo gain is increased and the machining speed is increased to shorten the distance between the electrodes and increase the discharge frequency. . If the main power supply current is increased, the distance between the electrodes is shortened and the discharge frequency is high, so the servo gain is lowered.

この制御では、エネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈと短絡時ゲインＧｓとを設けている。 In this control, an excessive energy supply determination threshold Ith and a short-circuiting gain Gs are provided.

まず、エネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈについて説明する。電源電流値は放電と同時に変化するが、回路の配線上に存在するインピーダンスによって電流密度にも影響され、一発分の電流値だけではなく、電流の積分値の効果も持った波形になる。そのため、放電発生が頻繁になると、電源電流はどんどん大きくなっていく。電源電流値にも限界はあるが、密度と放電パルスの大きさを考慮した際、これ以上エネルギーが入った場合、同じ場所で集中放電が発生する可能性が高くなり、断線しやすい境界が存在する。任意の境界となる電源電流値（すなわち、エネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈ）以上になると、サーボゲインの符号を逆にし、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗの相対距離を離す制御を行う。この場合、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗの距離を離して、放電密度が低減し、電源電流密度が減り、集中放電の可能性が低くなると、通常のサーボ制御に戻す。この制御方法により別途に演算装置を設けていないため、放電状況をリアルタイムで反映できる。 First, the excessive energy supply determination threshold Ith will be described. Although the power supply current value changes at the same time as the discharge, it is affected by the current density due to the impedance existing on the wiring of the circuit, and the waveform has the effect of not only the current value for one shot but also the integrated value of the current. Therefore, the power supply current increases steadily as the discharge occurs frequently. Although there is a limit to the power supply current value, when considering the density and the size of the discharge pulse, if more energy is entered, there is a high possibility that concentrated discharge will occur at the same location, and there is a boundary where disconnection is likely to occur. To do. When the power supply current value that is an arbitrary boundary (that is, the excessive energy supply determination threshold value Ith) is exceeded, the servo gain is reversed, and control is performed to increase the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W. In this case, when the distance between the wire electrode E and the workpiece W is increased, the discharge density is reduced, the power source current density is reduced, and the possibility of concentrated discharge is reduced, the normal servo control is resumed. Since no separate arithmetic unit is provided by this control method, the discharge state can be reflected in real time.

２点目は、電流値だけでは判断できない短絡時のサーボ制御である。短絡した場合流れる電流は通常の放電電流に比べ非常に小さいため、電源電流側に流れる電流も小さくなる。しかし、通常通りの制御では電流値が小さくなると速度を上げる方向に働くため、短絡防止と回避とが困難になる。短絡時の制御のため、電源電流だけではなく極間電圧により補完を行う。もちろん極間電圧は、極間電圧測定装置１０の値を元に極間状態（電圧）検出部６を用いても良いし、極間電圧測定装置１０からデジタル信号処理された無負荷電圧時間測定装置１２の出力結果を元に判定しても良い。 The second point is servo control at the time of a short circuit that cannot be determined only by the current value. Since the current that flows when short-circuited is much smaller than the normal discharge current, the current that flows on the power supply current side is also small. However, in the normal control, when the current value becomes small, the speed increases, so that it becomes difficult to prevent and avoid a short circuit. In order to control at the time of a short circuit, complementation is performed not only by the power supply current but also by the voltage between the electrodes. Of course, the interelectrode voltage may be measured using the interelectrode state (voltage) detection unit 6 based on the value of the interelectrode voltage measurement device 10, or the no-load voltage time measurement that is digital signal processed from the interelectrode voltage measurement device 10. The determination may be made based on the output result of the device 12.

なお、加工が不安定になりやすい端面加工の加工ノズル半径分の領域では、サーボゲインを通常加工の数十％に設定することで、電源電流による加工速度変化分を小さくし、かつ、通常加工より極間電流の補正割合を増やすことで、放電のバラつきが多くなった場合にも対応できるように制御してもよい。 Note that in the area of the machining nozzle radius for end face machining, where machining is likely to be unstable, by setting the servo gain to tens of percent of normal machining, the change in machining speed due to the power supply current is reduced and normal machining is performed. Control may be performed so as to cope with an increase in discharge variation by increasing the correction ratio of the interelectrode current.

本実施の形態で説明したように、直流電源の出力電流をサーボの制御に利用することで、ノイズに強く、実際の加工エネルギーを正しく算出して制御することができるため、安定した加工を行うことができる。 As described in the present embodiment, by using the output current of the DC power supply for servo control, it is resistant to noise, and the actual machining energy can be correctly calculated and controlled, so that stable machining is performed. be able to.

以上のように、実施の形態１では、電流測定装置ＣＴ１が、メイン電源回路８における直流電源３とインバータ４との間を流れる電流を測定し、サーボ制御部２７が、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、移動部２２を制御する。これにより、極間電流に関するパラメータとしてノイズや環境の影響が少ないパラメータを用いることができ、正確な加工エネルギーの算出ができるので、加工エネルギーに基づいて、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持することができ、安定した加工を行うことができる。 As described above, in the first embodiment, the current measurement device CT1 measures the current flowing between the DC power supply 3 and the inverter 4 in the main power supply circuit 8, and the servo control unit 27 performs the interelectrode voltage measurement device 10. The moving unit 22 is controlled based on the measurement result obtained by the above and the measurement result obtained by the current measuring device CT1. As a result, a parameter with little influence of noise and environment can be used as a parameter relating to the interelectrode current, and accurate machining energy can be calculated. Therefore, based on the machining energy, the relative relationship between the wire electrode E and the workpiece W can be calculated. The distance can be properly maintained, and stable processing can be performed.

また、実施の形態１では、電流測定装置ＣＴ１が、メイン電源回路８における直流電源３とインバータ４との間を流れる電源電流を測定する。この電源電流を用いることで、サーボ制御部２７は、極間電流で見られるノイズの影響が少なく、給電形態などに影響されないのはもちろん、別途に極間電流を演算する装置を設けなくても、放電周波数と放電電流の大きさを反映した加工エネルギーを求めることができる。 In the first embodiment, the current measuring device CT1 measures the power supply current flowing between the DC power supply 3 and the inverter 4 in the main power supply circuit 8. By using this power supply current, the servo control unit 27 is less affected by the noise seen in the inter-electrode current and is not affected by the power supply mode, and of course, without providing a separate device for calculating the inter-electrode current. The machining energy reflecting the discharge frequency and the magnitude of the discharge current can be obtained.

また、実施の形態１では、サーボ制御部２７が、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、移動部２２を制御する。例えば、送り速度は、電源電流をベースに極間電圧で補正をかけた結果で行う。基本的には電源電流が低いとサーボゲインを上げ、電源電流が高くなるとサーボゲインを下げる動きをする。また、電源電流を用いて、微細なパラメータの制御や、短絡を判別しサーボゲインをマイナスにし、被加工物Ｗからワイヤ電極Ｅを離す制御を行う。また予め断線時の極間状態を記憶し、その値（エネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈ）より電源電流が高くなるか、極間２９に放電周波数が多く発生すると、サーボゲインをプラスからマイナスにし、ワイヤ電極Ｅを被加工物Ｗから離す制御を行う。これにより、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持することができ、ワイヤ電極Ｅの断線を避けることができ、加工速度を向上できる。すなわち、ワイヤ電極Ｅの断線を防止でき、加工効率を向上できる。言い換えると、安全マージンを無駄に大きくすることなく、効率の良い安定な加工を行うことができる。 In the first embodiment, the servo control unit 27 controls the moving unit 22 based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. For example, the feed rate is obtained as a result of correcting with a voltage between electrodes based on the power supply current. Basically, when the power supply current is low, the servo gain is increased, and when the power supply current is high, the servo gain is decreased. Further, by using the power supply current, fine parameter control, short circuit is determined, the servo gain is made negative, and the wire electrode E is separated from the workpiece W. Further, the state between the electrodes at the time of disconnection is stored in advance, and when the power supply current becomes higher than the value (energy excess supply determination threshold value Ith) or a large discharge frequency is generated between the electrodes 29, the servo gain is changed from positive to negative. Control to separate the electrode E from the workpiece W is performed. Thereby, the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W can be properly maintained, the disconnection of the wire electrode E can be avoided, and the processing speed can be improved. That is, disconnection of the wire electrode E can be prevented, and processing efficiency can be improved. In other words, efficient and stable machining can be performed without unnecessarily increasing the safety margin.

また、実施の形態１では、サーボ制御部２７において、算出部１９ａが、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、極間２９の加工エネルギーを算出し、決定部１９ｂが、算出された極間２９の加工エネルギーに応じて、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの間の目標相対距離を決定し、移動制御部１９ｃが、ワイヤ電極Ｅ及び被加工物Ｗの間の相対距離が決定部１９ｂにより決定された目標相対距離に近づくように移動部２２を制御する。これにより、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗとの相対距離を適正に維持することができる。 In the first embodiment, in the servo control unit 27, the calculation unit 19a calculates the machining energy of the gap 29 based on the measurement result by the gap voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. The determination unit 19b determines a target relative distance between the wire electrode E and the workpiece W according to the calculated machining energy of the gap 29, and the movement control unit 19c determines the wire electrode E and the workpiece. The moving unit 22 is controlled so that the relative distance between W approaches the target relative distance determined by the determining unit 19b. Thereby, the relative distance between the wire electrode E and the workpiece W can be properly maintained.

実施の形態２．
次に、実施の形態２にかかるワイヤ放電加工装置２００について説明する。以下では、実施の形態１と異なる部分を中心に説明する。 Embodiment 2. FIG.
Next, the wire electric discharge machining apparatus 200 according to the second embodiment will be described. Below, it demonstrates focusing on a different part from Embodiment 1. FIG.

実施の形態１では、ワイヤ電極Ｅの張力については特に考慮していないが、実施の形態２では、ワイヤ電極Ｅの張力もサーボ制御する。 In the first embodiment, the tension of the wire electrode E is not particularly considered, but in the second embodiment, the tension of the wire electrode E is also servo-controlled.

具体的には、図５に示すように、ワイヤ放電加工装置２００は、サーボ制御部２７に代えてサーボ制御部２２７を備えるとともに、ワイヤ張力調整部２２６をさらに備える。ワイヤ張力調整部２２６は、ワイヤ電極Ｅの張力を調整する。サーボ制御部２２７は、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、ワイヤ電極Ｅの張力が適正な値になるように、ワイヤ張力調整部２２６を制御する。 Specifically, as illustrated in FIG. 5, the wire electric discharge machining apparatus 200 includes a servo control unit 227 instead of the servo control unit 27 and further includes a wire tension adjustment unit 226. The wire tension adjusting unit 226 adjusts the tension of the wire electrode E. The servo control unit 227 controls the wire tension adjustment unit 226 so that the tension of the wire electrode E becomes an appropriate value based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. .

より具体的には、サーボ制御部２２７は、設定送り速度演算装置２２３、設定送り速度切換装置２２４、及びワイヤ送給モータ駆動部２２５を有する。設定送り速度演算装置２２３は、平均電圧及び基準電圧の比較結果を極間状態（電圧）検出部６から受け、電源電流及び基準電流の比較結果を極間状態（電流）検出部５から受ける。設定送り速度演算装置２２３は、平均電圧及び基準電圧の比較結果と電源電流及び基準電流の比較結果とに応じて、発振クロック１１を用いて、ワイヤ電極Ｅの設定送り速度を演算して設定送り速度切換装置２２４へ供給する。 More specifically, the servo control unit 227 includes a set feed speed calculation device 223, a set feed speed switching device 224, and a wire feed motor driving unit 225. The set feed speed calculation device 223 receives the comparison result between the average voltage and the reference voltage from the inter-electrode state (voltage) detection unit 6, and receives the comparison result between the power source current and the reference current from the inter-electrode state (current) detection unit 5. The set feed speed calculation device 223 calculates the set feed speed of the wire electrode E by using the oscillation clock 11 according to the comparison result of the average voltage and the reference voltage and the comparison result of the power source current and the reference current. This is supplied to the speed switching device 224.

例えば、設定送り速度演算装置２２３は、算出部２２３ａ、決定部２２３ｂ、及び張力制御部２２３ｃを有する。算出部２２３ａは、平均電圧及び基準電圧の比較結果と電源電流及び基準電流の比較結果とを用いて、極間２９の加工エネルギーを算出する。すなわち、算出部２２３ａは、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、極間２９の加工エネルギーを算出する。算出部２２３ａは、算出された加工エネルギーを決定部２２３ｂへ供給する。決定部２２３ｂは、算出部２２３ａにより算出された極間２９の加工エネルギーに応じて、ワイヤ電極Ｅの目標張力を決定する。決定部２２３ｂは、決定された目標張力を張力制御部２２３ｃへ供給する。張力制御部２２３ｃは、ワイヤ電極Ｅの張力が決定部２２３ｂにより決定された目標張力に近づくように、ワイヤ張力調整部２２６によるワイヤ電極Ｅの設定送り速度を演算して設定送り速度切換装置２２４及びワイヤ送給モータ駆動部２２５経由でワイヤ張力調整部２２６へ供給する。すなわち、張力制御部２２３ｃは、ワイヤ電極Ｅの張力が決定部２２３ｂにより決定された目標張力に近づくようにワイヤ張力調整部２２６を制御する。 For example, the set feed speed calculation device 223 includes a calculation unit 223a, a determination unit 223b, and a tension control unit 223c. The calculation unit 223a calculates the machining energy of the gap 29 using the comparison result of the average voltage and the reference voltage and the comparison result of the power supply current and the reference current. That is, the calculation unit 223a calculates the machining energy of the gap 29 based on the measurement result by the gap voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. The calculation unit 223a supplies the calculated machining energy to the determination unit 223b. The determination unit 223b determines the target tension of the wire electrode E according to the machining energy of the gap 29 calculated by the calculation unit 223a. The determination unit 223b supplies the determined target tension to the tension control unit 223c. The tension control unit 223c calculates the set feed speed of the wire electrode E by the wire tension adjustment unit 226 so that the tension of the wire electrode E approaches the target tension determined by the determination unit 223b, and the set feed speed switching device 224 and This is supplied to the wire tension adjusting unit 226 via the wire feed motor driving unit 225. That is, the tension control unit 223c controls the wire tension adjustment unit 226 so that the tension of the wire electrode E approaches the target tension determined by the determination unit 223b.

設定送り速度切換装置２２４は、現在の設定送り速度を設定送り速度演算装置２２３により演算された設定送り速度へ切り換えるように、例えば送り速度のゲインを調整し、調整された制御値をワイヤ送給モータ駆動部２２５へ供給する。ワイヤ送給モータ駆動部２２５は、制御値に従って、ワイヤ送給モータ制御信号を生成してワイヤ張力調整部２２６へ供給する。すなわち、サーボ制御部２２７は、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、ワイヤ張力調整部２２６を制御する。 The set feed speed switching device 224 adjusts the gain of the feed speed, for example, so as to switch the current set feed speed to the set feed speed calculated by the set feed speed calculation device 223, and feeds the adjusted control value to the wire feed. It supplies to the motor drive part 225. The wire feed motor driving unit 225 generates a wire feed motor control signal in accordance with the control value and supplies it to the wire tension adjusting unit 226. That is, the servo control unit 227 controls the wire tension adjusting unit 226 based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1.

ワイヤ張力調整部２２６は、ワイヤ送給モータ２２６ａ及びワイヤ送給ローラ２２６ｂを有する。ワイヤ送給モータ２２６ａは、例えば、ワイヤ送給モータ制御信号に従って、ワイヤ送給ローラ２２６ｂを回転させ、ワイヤ電極Ｅを極間２９へ送り出す。 The wire tension adjusting unit 226 includes a wire feed motor 226a and a wire feed roller 226b. For example, the wire feed motor 226 a rotates the wire feed roller 226 b in accordance with a wire feed motor control signal and sends the wire electrode E to the gap 29.

例えば、サーボ制御部２２７では、図６に示すように、電源電流値がエネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈ以上になると、サーボゲインＧ’の値を値Ｇ１’からより小さな値Ｇ２’にし、ワイヤ電極Ｅの張力を緩和する制御を行う。この場合、ワイヤ電極Ｅと被加工物Ｗの距離を離して、放電密度が低減し、電源電流密度が減り、集中放電の可能性が低くなると、通常のサーボ制御に戻す。この制御方法により別途に演算装置を設けていないため、放電状況をリアルタイムで反映できる。 For example, in the servo control unit 227, as shown in FIG. 6, when the power supply current value becomes equal to or higher than the excessive energy supply determination threshold Ith, the value of the servo gain G ′ is changed from the value G1 ′ to a smaller value G2 ′, and the wire electrode E Control to relieve tension. In this case, when the distance between the wire electrode E and the workpiece W is increased, the discharge density is reduced, the power source current density is reduced, and the possibility of concentrated discharge is reduced, the normal servo control is resumed. Since no separate arithmetic unit is provided by this control method, the discharge state can be reflected in real time.

このように、実施の形態２では、サーボ制御部２２７が、極間電圧測定装置１０による測定結果と電流測定装置ＣＴ１による測定結果とに基づいて、ワイヤ電極Ｅの張力が適正な値になるように、ワイヤ張力調整部２２６を制御する。例えば、予め断線時の極間状態を記憶し、その値（エネルギー過多供給判断閾値Ｉｔｈ）より電源電流が高くなるか、極間に放電周波数が多く発生すると、サーボゲインＧ’の値を値Ｇ１’からより小さな値Ｇ２’にし、ワイヤ電極Ｅの張力を緩和する制御を行う。これにより、ワイヤ電極Ｅの張力を適正な値に維持することができ、ワイヤ電極Ｅの断線を避けることができる。 Thus, in the second embodiment, the servo control unit 227 causes the tension of the wire electrode E to be an appropriate value based on the measurement result by the interelectrode voltage measurement device 10 and the measurement result by the current measurement device CT1. Then, the wire tension adjusting unit 226 is controlled. For example, the state between the electrodes at the time of disconnection is stored in advance, and when the power supply current becomes higher than the value (energy excess supply determination threshold Ith) or a large discharge frequency is generated between the electrodes, the value of the servo gain G ′ is set to the value G1. Control is performed to reduce the tension of the wire electrode E from 'to a smaller value G 2'. Thereby, the tension | tensile_strength of the wire electrode E can be maintained at an appropriate value, and the disconnection of the wire electrode E can be avoided.

以上のように、本発明にかかるワイヤ放電加工装置は、ワイヤ電極を用いた放電加工に有用である。 As described above, the wire electric discharge machining apparatus according to the present invention is useful for electric discharge machining using a wire electrode.

１直流電源
２インバータ
３直流電源
４インバータ
５極間状態（電流）検出部
６極間状態（電圧）検出部
８メイン電源回路
９サブ電源回路
１０極間電圧測定装置
１１発振クロック
１２無負荷電圧時間測定装置
１３メイン電源オン時間制御装置
１４平均電圧演算装置
１５基準電圧記憶装置
１６放電電圧比較装置
１７基準電流記憶装置
１８放電電流比較装置
１９設定送り速度演算装置
１９ａ算出部
１９ｂ決定部
１９ｃ移動制御部
２０設定送り速度切換装置
２１Ｘ軸、Ｙ軸モータ駆動部
２２移動部
２２ａＸ軸モータ
２２ｂＹ軸モータ
２７サーボ制御部
２８電源制御部
２９極間
３０加工電源
１００ワイヤ放電加工装置
２００ワイヤ放電加工装置
２２３設定送り速度演算装置
２２３ａ算出部
２２３ｂ決定部
２２３ｃ張力制御部
２２４設定送り速度切換装置
２２５ワイヤ送給モータ駆動部
２２６ワイヤ張力調整部
２２６ａワイヤ送給モータ
２２７サーボ制御部
ＳＷ１〜ＳＷ６スイッチングトランジスタ
Ｒ１〜Ｒ２抵抗器
Ｄ１〜Ｄ２ダイオード
Ｖ１〜Ｖ２直流電源
Ｅワイヤ電極
Ｗ被加工物
ＣＴ１電流測定装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2 Inverter 3 DC power supply 4 Inverter 5 Between-pole state (current) detection part 6 Between-pole state (voltage) detection part 8 Main power supply circuit 9 Sub power supply circuit 10 Between-pole voltage measuring device 11 Oscillation clock 12 No load voltage time Measuring device 13 Main power on time control device 14 Average voltage calculation device 15 Reference voltage storage device 16 Discharge voltage comparison device 17 Reference current storage device 18 Discharge current comparison device 19 Set feed rate calculation device 19a Calculation unit 19b Determination unit 19c Movement control unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Set feed speed switching device 21 X-axis, Y-axis motor drive part 22 Moving part 22a X-axis motor 22b Y-axis motor 27 Servo control part 28 Power supply control part 29 Between electrodes 30 Processing power supply 100 Wire electric discharge machining apparatus 200 Wire electric discharge machining apparatus 223 Setting feed speed calculation device 223a calculation unit 223b decision 223c Tension control unit 224 Set feed speed switching device 225 Wire feed motor drive unit 226 Wire tension adjustment unit 226a Wire feed motor 227 Servo control unit SW1 to SW6 Switching transistors R1 to R2 Resistors D1 to D2 Diodes V1 to V2 DC power supply E Wire electrode W Work piece CT1 Current measuring device

Claims

ワイヤ電極と被加工物との極間に放電を発生させて前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
第１の直流電源と第１のインバータとを有し、前記極間に高周波電力を供給するサブ電源回路と、
第２の直流電源と第２のインバータとを有し、前記極間に高周波電力を供給するメイン電源回路と、
前記極間に印加される極間電圧を測定する電圧測定部と、
前記ワイヤ電極と前記被加工物とを相対的に移動させる移動部と、
前記第２の直流電源と前記第２のインバータとの間を流れる電流を測定する電流測定部と、
前記電圧測定部による測定結果と前記電流測定部による測定結果とに基づいて、前記移動部を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするワイヤ放電加工装置。 A wire electric discharge machining apparatus for machining the workpiece by generating an electric discharge between a wire electrode and a workpiece,
A sub power source circuit having a first DC power source and a first inverter and supplying high frequency power between the poles;
A main power supply circuit having a second DC power supply and a second inverter and supplying high-frequency power between the poles;
A voltage measuring unit for measuring an inter-electrode voltage applied between the electrodes;
A moving unit for relatively moving the wire electrode and the workpiece;
A current measuring unit for measuring a current flowing between the second DC power source and the second inverter;
A control unit that controls the moving unit based on a measurement result by the voltage measurement unit and a measurement result by the current measurement unit;
A wire electric discharge machining apparatus comprising:

前記制御部は、
前記電圧測定部による測定結果と前記電流測定部による測定結果とに基づいて、前記極間の加工エネルギーを算出する算出部と、
前記算出された前記極間の加工エネルギーに応じて、前記ワイヤ電極及び前記被加工物の間の目標相対距離を決定する決定部と、
前記ワイヤ電極及び前記被加工物の間の相対距離が前記決定された目標相対距離に近づくように前記移動部を制御する移動制御部と、
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。 The controller is
Based on the measurement result by the voltage measurement unit and the measurement result by the current measurement unit, a calculation unit for calculating the machining energy between the electrodes,
A determining unit that determines a target relative distance between the wire electrode and the workpiece according to the calculated processing energy between the electrodes;
A movement control unit that controls the moving unit such that a relative distance between the wire electrode and the workpiece approaches the determined target relative distance;
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein:

前記ワイヤ電極の張力を調整するワイヤ張力調整部をさらに備え、
前記制御部は、前記電圧測定部による測定結果と前記電流測定部による測定結果とに基づいて、前記ワイヤ張力調整部を制御する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工装置。 A wire tension adjuster for adjusting the tension of the wire electrode;
The wire electric discharge machining apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the wire tension adjusting unit based on a measurement result by the voltage measurement unit and a measurement result by the current measurement unit. .