JP2616146B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、放電加工装置における放電の発生位置，
被加工物の加工面積の変化等を検出する検出装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 第４図は従来のワイヤ放電加工装置を示す概略構成図
である。図において、１はワイヤ電極、2a,2bはガイド
ローラ、３は被加工物、4a,4bはワイヤ電極１に電力を
供給する給電部、5a,5bはワイヤ電極１と被加工物３で
形成される極間（間隙）に発生される放電を安定させる
ために加工液を供給する加工液供給ノズル、６はワイヤ
電極１と被加工物３に電力を供給する加工用電源、７は
ワイヤ電極１と被加工物３との間に印加される電圧を検
出する電圧検出装置、８は加工用電源６から供給される
電流を検出するために設けられた電流検出用シャフト抵
抗、９は電流検出用シャント抵抗８から回路中に流れる
電流を検出する電流検出装置、10は電圧検出装置７の出
力と電流検出装置９の出力からワイヤ電極１と被加工物
３との加工状態を判別する判別装置、11は加工軌跡，電
気加工条件，加工送り速度等を制御する制御装置であ
る。

次に、上記従来のワイヤ放電加工装置の動作について
説明する。ワイヤ電極１は、ガイドローラ2a,2bに支え
られつつ図示しないブレーキ等により適度の張力を保ち
ながら一方向に送られる。また、ワイヤ電極１は、被加
工物３をはさむように設けられた給電部4a,4bと常に接
触する状態になっている。ワイヤ放電加工装置は、ワイ
ヤ電極１と被加工物３との間に加工用電源６からの電圧
を印加しつつワイヤ電極１と被加工物３を近接させるこ
とにより、両者間に放電を発生させて被加工物３を加工
するものである。ワイヤ電極１と被加工物３との間に発
生された放電によって被加工物３を加工できるのは、放
電が発生した放電点は非常に高温度となり、被加工物３
やワイヤ電極１を溶融飛散させることができるからであ
る。このように溶融飛散された加工粉の排除と上記放電
点の冷却のために、加工液供給ノズル5a,5bから加工液
が供給されている。そして、被加工物３の加工を行う場
合に、上記放電の繰り返しにより被加工物３の加工が行
われるために放電の発生を検出することが必要である。
この放電の発生を検出するために、加工用電源６からワ
イヤ電極１と被加工物３に印加された電圧が低下するの
を検出する電圧検出装置７、又は放電電流が流れた時の
電流を検出する電流検出装置９が設けられている。

また、ワイヤ放電加工装置により被加工物３を高精度
に加工するためには、放電が発生する時のワイヤ電極１
と被加工物３との距離を一定に保つ必要があると同時
に、ワイヤ電極１と被加工物３が接触等を発生して不安
定状態になるのを防ぐ必要があり、このような問題点を
回避するために、電圧検出装置７の出力又は電流検出装
置９の出力から、ワイヤ電極１と被加工物３で形成され
る極間の加工状態を判別する判別装置10により放電加工
状態の安定度を判別し、この判別により出力される信号
を制御装置11に送出する。制御装置11は、判別装置10か
らの信号によりワイヤ電極１と被加工物３に印加される
平均加工電圧を一定に保つように加工送り速度を制御す
るために、ワイヤ電極１と被加工物３の相対距離が常に
一定となり、これにより被加工物３を高精度に加工する
ことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来のワイヤ放電加工装置は以上のように構
成されているので、被加工物３の板厚が急激に変化した
り、放電が集中した場合等に起こる不安定状態を回避す
ることが難しいために、最悪時にはワイヤ電極１が断線
をすることになるという障害が発生する恐れがあった。

上記のように放電が集中して起こる不安定状態を回避
する技術としては、特開昭62−15017号公報に開示され
ているように、被加工物の上下に設けられている給電子
に流れる各々の電流値の差から発生した放電の放電点の
位置を検出することができるので、これをもとに放電の
集中による不安定状態を回避しようとする技術が提案さ
れている。しかるにこのような技術によるも、被加工物
の板厚等が変化して加工面積が変化した場合には、上記
放電点の位置を検出することができないうという欠点が
あった。

また、被加工物の板厚等が変化して起こる加工面積が
変化することを検出する方法としては、加工送り速度が
被加工物の板厚等により変化することを利用して検出す
る方法が提案されているが、加工電流ピーク値，平均加
工電圧値等の電気加工条件が変化すると、加工送り速度
も変化してしまうために、各電気加工条件ごとに被加工
物の板厚変化対加工送り速度の関係をマトリックスデー
タとして持たせるか、あるいは関数的に定義する必要が
あるが、この場合にはデータが膨大となって処理が煩雑
になるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、放電の発生位置を検出することができると
共に、被加工物の板厚及び加工面積の変化を検出するこ
とができる放電加工装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放電加工装置は、被加工物をはさむ位
置に設けられたワイヤ電極に電力を供給する一対の給電
部と、この各給電部と被加工物との間に設けられて各給
電部に流れる電流値を検出する一対の電流検出器と、こ
の各電流検出器に流れる両者の電流値の差及び和をとる
第１の演算器及び第２の演算器と、第１と第２の演算器
の各演算結果と各電流検出器を流れる電流値の比率を演
算し、又は第１と第２の演算器の各演算結果の比率を演
算する第３の演算器を備え、ワイヤ電極と被加工物との
間で発生する放電位置、及び被加工物の板厚等の加工面
積の変化を検出するようにしたものである。

［作用］ この発明における放電加工装置は、被加工物をはさむ
ように設けられた一対の電流検出器の出力を、第１〜第
３の各演算器を用いて加算，減算，電流比率を演算する
ことにより、ワイヤ電極と被加工物との間で発生する放
電位置、及び被加工物の板厚等の変化による加工面積の
変化を検出することができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の実施例であるワイヤ放電加工装置を示
す概略構成図、第２図は第１図のワイヤ放電加工装置に
おける要部の加工部分を示す拡大図、第３図は第１図の
ワイヤ放電加工装置における加工制御の適用例を示す説
明図である。図において、１はワイヤ電極、３は被加工
物、4a,4bはワイヤ電極１に電力を供給する給電部、5a,
5bはワイヤ電極１と被加工物３で形成される極間（間
隙）に発生される放電を安定させるために加工液を供給
する加工液供給ノズル、６はワイヤ電極１と被加工物３
に電力を供給する加工用電源、11は加工軌跡，電気加工
条件，加工送り速度等を制御する制御装置、12,13はワ
イヤ電極１に電力を供給する給電部4a,4bと被加工物３
との間に設けられた電流検出器の電流検出用変流コイ
ル、14は電流検出用変流コイル12,13の各出力を減算す
る第１の演算器、15は電流検出用変流コイル12,13の各
出力を加算する第２の演算器、16は第１の演算器14と第
２の演算器15の各出力の比率、第１の演算器14,第２の
演算器15と電流検出用交流コイル12,13の各出力の比率
等を演算して、ワイヤ電極１と被加工物３との間で発生
する放電位置、及び被加工物３の板厚等の加工面積を検
出する第３の演算器、20はワイヤ電極１と被加工物３と
の間で発生した放電の放電点である。

次に、上記この発明の実施例であるワイヤ放電加工装
置の動作について説明する。ワイヤ電極１と被加工物３
との間で放電が発生した場合に流れる電流は、第２図に
示すように被加工物３から放電点20を通りワイヤ電極１
から供給電4aを経て加工用電源６に戻る回路Ａと、被加
工物３から放電点20を通りワイヤ電極１から給電部4bを
経て加工用電源６に戻る回路Ｂとの２種類がある。この
２種類の各回路A,Bのそれぞれにおいて、電流検出用交
流コイル12,13を被加工物３と給電部4a,4bとの間に設
け、各給電部4a,4bに流れる電流を検出する。この各給
電部4a,4bに流れる電流を、電流検出用交流コイル12,13
によりそれぞれ電圧に変換し、この変換された各々を信
号A,信号Ｂとする。信号Ａと信号Ｂは第１の演算器14に
より両信号の差を演算して信号Ｃとする。同時に第２の
演算器15により上記両信号の和を演算して信号Ｄとす
る。第１の演算器14と第２の演算器15の各出力と電流検
出用交流コイル12,13の各出力を第３の演算器16に入力
して、それぞれの比率を演算する。その演算結果は下記
のようになる。

ここで、信号Ｆは全電流（信号Ｄ）に対する給電部4a
に流れる電流（信号Ａ）の比率 信号Ｇは全電流（信号Ｄ）に対する給電部4bに流れる
電流（信号Ｂ）の比率 信号Ｈは全電流（信号Ｄ）に対する各給電部4a,4bに
流れる電流差（信号Ｃ）の比率 信号Ｉは信号Ｈの絶対値を平均して正規化したもので
ある。

上記各信号を用いることにより、 （１）信号Ｈにより放電位置を検出することができる。

（２）信号Ｉにより被加工物３の加工板厚（加工面積）
を検出することができる。

（３）信号F,信号Ｇにより被加工物３の加工板厚（加工
面積）の変化方向を検出することができる。

上記の３種類の検出信号（第１図では信号Ｅで示す）
を加工軌跡，加工送り速度，電気加工条件等を制御する
制御装置11に送出することにより電気加工条件等を可変
にすれば、この種の従来装置では加工制御が困難であっ
た第３図に示すような加工制御が可能となる。

次に、第３図に示す被加工物３の加工制御の適用例に
ついて説明する。まず、被加工物３の板厚がケース
（１）に示すように途中から半分となる場合の各信号の
変化について記述する。ワイヤ電極１が被加工物３のＡ
点からＢ点に移動すると、信号変化は、被加工物３の板
厚である加工面積が変化した時点（Ｃ点）で信号Ｆと信
号Ｉが変化し、被加工物３の加工位置が電流検出用変流
コイル13側に片寄ると同時に、上記加工面積が減少した
ことを検出することができる。このケース（１）とは逆
方向側に加工面積の変化が発生した場合（図示しない）
は、信号Ｇと信号Ｉが変化することで検出することがで
きる。

次に、被加工物３の板厚がケース（２）に示すように
途中から上下均等に減少した場合の信号変化は、信号F,
信号G,信号Ｉのすべてが変化し、これにより加工面積の
変化を検出することができる。

上記したようにこの発明による実施例では、被加工物
３の加工途中における加工面積の変化の検出と、放電位
置の検出とが容易にできると共に、電気加工条件が変化
した場合にも、上記した各第１の演算器14,第２の演算
器15及び第３の演算器16の比率演算によって影響を受け
ることなく検出することができる。

なお、上記実施例では、被加工物３の板厚の変化が厚
いところから薄くなる場合について説明しているが、こ
れとは逆に被加工物３の板厚の変化が薄いところから厚
くなる場合にも、同様にして検出することができること
は云うまでもない。

また、上記実施例において、被加工物３の加工面積の
変化方向を検出することができるので、この検出信号に
よって加工液の供給制御を行うことにより加工精度の向
上を図ることが可能となる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の放電加工装置によれば、被
加工物をはさむ位置に設けられたワイヤ電極に電力を供
給する一対の給電部と、この各給電部と被加工物との間
に設けられた各給電部に流れる電流値を検出する一対の
電流検出器と、この各電流検出器に流れる両者の電流値
の差及び和をとる第１の演算器及び第２の演算器と、第
１と第２の演算器の各演算結果と各電流検出器を流れる
電流値の比率を演算し、又は第１と第２の演算器の各演
算結果の比率を演算する第３の演算器を備えた構成とし
たので、ワイヤ電極と被加工物との間で発生する放電位
置、及び被加工物の板厚等の加工面積の変化を容易に、
かつ適確に検出することができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるワイヤ放電加工装置を
示す概略構成図、第２図は第１図のワイヤ放電加工装置
における要部の加工部分を示す拡大図、第３図は第１図
のワイヤ放電加工装置における加工制御の適用例を示す
説明図、第４図は従来のワイヤ放電加工装置を示す概略
構成図である。 図において、１……ワイヤ電極、2a,2b……ガイドロー
ラ、３……被加工物、4a,4b……給電部、5a,5b……加工
液供給ノズル、６……加工用電源、７……電圧検出装
置、８……電流検出用シャント抵抗、９……電流検出装
置、10……判別装置、11……制御装置、12,13……電流
検出器の電流検出用変流コイル、14……第１の演算器、
15……第２の演算器、16……第３の演算器、20……放電
点である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワイヤ電極と被加工物との微小間隙に電圧
   を印加して上記被加工物の放電加工を行う放電加工装置
   において、上記被加工物をはさむ位置に設けられ、上記
   ワイヤ電極に電力を供給する一対の給電部と、この各給
   電部のそれぞれに流れる電流値を検出する一対の電流検
   出器と、この各電流検出器に流れる両者の電流値の差を
   とる第１の演算器と上記各電流検出器に流れる両者の電
   流値の和をとる第２の演算器と、上記第１の演算器及び
   上記第２の演算器の各演算結果と上記各電流検出器に流
   れる電流値等を用いて、上記ワイヤ電極と上記被加工物
   との間で発生する放電位置、及び上記被加工物の板厚等
   の加工面積の変化を検出する手段とを備えたことを特徴
   とする放電加工装置。