JP2689472B2 - 放電加工機 - Google Patents

放電加工機

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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ワイヤ放電加工機に関し、特に、加工開始
直後の放電加工を円滑に行うための装置に関する。
[従来の技術] 従来のワイヤ放電加工機は、加工を行うに際して印加
パルスのパルス幅、休止時間、印加電圧、電流、加工送
り速度等の加工条件は、被加工物の材質、加工精度等に
応じて適切に設定し、加工中は一定の加工条件の下に行
うものであった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、加工開始直後と、加工が進み加工間隙
が生成された後とでは最適な加工条件が異なる場合が多
い。たとえば、第8図に示す様に、被加工物11の端面と
ワイヤ電極12とが必ずしも平行になるとは限らないた
め、加工開始時に放電の当たり面積が小さくなりワイヤ
電極12の一部13に集中放電を起こしやすい。また、第9
図に示す様に、ノズル14によるかけ流し加工を行う際に
は、加工間隙が十分に生成されない加工開始時に加工液
15(水)の表面張力により加工液15のかかり具合が不安
定になり、中央部16等でワイヤ電極12の断線を引起こし
やすい。
このため、加工開始直後の悪条件下にも余裕のある比
較的弱い加工条件で全ての加工を行ったり、加工開始時
には本来の加工条件より弱い加工条件を設定し加工の進
行に応じて加工状態を観察しながら本来の加工条件に戻
す操作がよく行われていた。これらの操作は作業者が手
動で行わねばならず、面倒であると共に作業能率が低下
するという問題点があった。
本発明は上記の問題点を解決するためなされたもので
あり、その目的とするところは、加工開始直後の苛酷な
条件下での放電加工を円滑に行うと共に、作業者を煩わ
せることなく本来の効率のよい加工条件に移行すること
のできる放電加工機を提供しようとするものである。
[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するためになされた請求項1記載の
本発明は、第1図に示す様に、ワイヤ電極と被加工物と
を相対的に移動させるとともに、それらの間に電圧をパ
ルス状に印加して加工間隙に放電を発生させ、その放電
エネルギーにより被加工物を加工する放電加工機におい
て、本加工時の加工条件として、少なくとも前記移動の
速度及び前記パルスの休止時間を含んだ第1の加工条件
に基づいて、該第1の加工条件に比べて弱い第2の加工
条件を算出する第2加工条件設定算出手段と、前記第2
の加工条件から前記第1の加工条件に徐々に変化する助
走時加工条件を算出する助走時加工条件算出手段と、加
工開始直後は前記第2の加工条件により加工を開始し、
加工の進行に従い前記助走時加工条件を用いて加工条件
を徐々に第1の加工条件に漸近するように制御する助走
制御手段と、を備えることを特徴とする。
また請求項2記載の本発明は、前記放電電極と前記被
加工物とを相対的に移動させる送りモータを備え、前記
助走制御手段が、前記加工の進行を、前記送りモータの
送り量により評価することを特徴とする。
[作用] 上記のように構成された請求項1記載の放電加工機で
は、設定された第1の加工条件に基づいて、第2加工条
件設定算出手段が適切な第2の加工条件を算出する。そ
して、この第2の加工条件から第1の加工条件へと、徐
々に変化させるための助走時加工条件を、助走時加工条
件算出手段が算出し、助走制御手段が、第2の加工条
件、助走時加工条件、第1の加工条件へと加工条件を変
化させる。
ここで、ワイヤ放電加工における加工条件としては様
々なものが考えられるが、本発明の放電加工機において
は、第1の加工条件、第2の加工条件ともに、少なくと
も移動の速度及び印加パルスの休止時間を含んだものと
している。そして「弱い加工条件」の「弱い」とは、移
動の速度においては「遅い」こと、印加パルスの休止時
間においては「長い」ことを意味する。その他の条件に
ついても同様に、加工条件として緩やかなことを、ここ
では「弱い」と表現している。
このような、請求項1記載の放電加工機は、いわば助
走加工区間が設けられた形になり、加工が開始されると
直後は弱い第2の加工条件で加工が開始され、徐々に本
来の第1の加工条件に自動的に戻される。その後は第1
の加工条件で加工が続行される。
また、請求項2記載の本発明では、送りモータが、放
電電極と被加工物とを相対的に移動させ、助走制御手段
が、加工の進行を送りモータの送り量により評価する。
こうすると、送りモータの送り量によって、加工条件
が、第2の加工条件、助走時加工条件、第1の加工条件
へと変化されていく。送り量は、加工の距離に対応する
ので、実際の加工進行具合に応じて、加工条件が変化さ
れていくことになる。
[実施例] 本発明の実施例について図面を参照し説明する。第2
図は実施例装置の構成を示す図である。被加工物11は送
りモータ21、22によって水平面内で移動可能である。ワ
イヤ電極12はワイヤガイド23、24によって垂直に張設さ
れ、被加工物11と加工間隙Gを介して対向する。被加工
物11には直流電源25の正極が直接接続され、ワイヤ電極
12には負極がスイッチング素子26(トランジスタ)を介
して接続されている。制御装置はCPU27(プロセッサユ
ニット)、メモリ28、キーボード29等を備え、各送りモ
ータ21、22及びスイッチング素子26は図示しない駆動回
路を介してCPU27により制御される。
キーボード29からは定常的な本加工時の加工条件を与
える第1の加工条件Anが設定され、メモリ28には記憶さ
れる。CPU27は設定記憶された第1の加工条件Anから、
被加工物11に与える単位時間当たりの放電エネルギーが
小さくなると考えられる第2の加工条件A0を算出しメモ
リ28に記憶すると共に、第2の加工条件A0から第1の加
工条件Anに移行する助走区間の助走時加工条件A1、A2
…An-1も算出しメモリ28に記憶する。
第3図及び第4図は第2の加工条件及び助走時加工条
件を示すグラフ図である。ここでは、加工送り速度V及
び印加パルスの休止時間Tの両者が加工開始直後に弱め
られて制御される。加工送り速度Vは、前述した「移動
の速度」のことであり、加工開始直後には本加工時の加
工送り速度Vnの70%に低減され、加工距離Lの進行に従
って徐々に増加され、助走区間を終了する距離Lnで本加
工の送り速度Vnに戻される。また、同時に、休止時間T
は本加工時の休止時間Tnの180%に増加され、加工距離
Lの進行に従って徐々に減少され、距離Lnで本加工の休
止時間Tnに戻される。このように、加工開始直後から距
離Lnだけ加工が進行する助走区間の間、CPU27は加工条
件V、Tが低減するように、送りモータ21、22及びスイ
ッチング素子26を制御する。助走区間の距離Lnはたとえ
ば、3〜5mm程度に設定される。この距離は、ワイヤ電
極12が被加工物11の端面から内部に喰い込み、加工間隙
Gが生成されてノズルの加工液吐出口が完全に被加工物
11に重なるために要する距離である。
第5図は以上述べた制御思想を実現するCPU27での処
理を示すフローチャートである。
処理が開始されると、まず、キーボード29からの第1
の加工条件An(Vn,Tn)の設定を待つ(ステップS1)。
加工条件は直接キーボード29から加工送り速度Vn、休止
時間Tnとして与えられる場合もあるが、被加工物11の材
質、厚さ、ワイヤ電極12の材質、径等をキーボード29か
ら入力することにより、CPU27により最適条件を演算す
るようにしてもよい。加工送り速度Vn及び休止時間Tn
らなる第1の加工条件Anはメモリ28に記憶される(ステ
ップS2)。次に、その第1の加工条件An(Vn,Tn)に係
数を掛け、加工開始直後に用いる第2の加工条件A
0(V0,T0)が算出され(ステップS3)、メモリ28に記憶
される(ステップS)。次にその第1及び第2の加工条
件An,A0の差をn等分し、分配することにより助走区間L
0〜Lnでの各助走時加工条件A1、A2、…An-1を算出し
(ステップS5)、メモリ28に記憶する(ステップS6)。
ここで助走時加工条件AMは、AM=A0+k・(An−A0)/n
で算出される。
以上で準備作業処理を終了し、加工の開始を待つ。加
工が開始されると(ステップS7)、直ちに第2の加工条
件A0(V0,T0)をメモリ28から呼び出し、その加工条件A
0(V0,T0)で加工が行われる(ステップS8)。次に加工
開始点より距離lの地点まで加工が進むのを待つ(ステ
ップS9)。距離lは加工条件を徐々に戻す助走加工区間
の距離Lnを前記nで除した距離(l=Ln/n)である。加
工開始点から距離l進むと、メモリ28から助走加工区間
の最初の加工条件の組合せA1(V1,T1)を呼び出し、加
工条件をA1に変更して加工を続ける(ステップS10)。
以後、加工が距離lだけ進むごとに加工条件を更新し
(ステップS11、12……13、14)、最終的に加工開始点
から距離Ln=n・lだけ進ん位置からは、第1の加工条
件An(Vn,Tn)に戻され、本加工が続行される(ステッ
プS15)。
以上述べた実施例では、加工条件として加工送り速度
V、休止時間Tの両者を変化させて単位時間当たりに被
加工物11に与える放電エネルギーを低減させることとし
たが、これらV、Tと共に、印加パルスのパルス幅、電
圧、電流振幅、放電電荷量等を変化させることよりも可
能であり、これらを変化させることにより、より安定し
た放電制御を行うことができる。
また、前記実施例では、加工開始点からの加工距離L
をパラメータとし、演算処理を簡易にするために加工条
件を直線的に変化させるものとしたが、パラメータには
種々のものが選択加工であり、加工条件の変化も直線的
である必要はない。たとえば、第6図に示す例では、加
工開始時点からの加工時間tをパラメータとし、時間の
経過と共に直線的に加工送り速度を変化させるようにし
ている。この結果、第7図に示す様に、加工距離Lに換
算して加工送り速度Vの変化を見ると加工開始初期には
余り変化しない非直線的な変化となり、より実態に即し
た低減カーブを描かせることができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明は上記の構成を有し、加工
開始当初に弱い加工条件(具体的には、小さい移動速度
及び長い休止時間等)で加工を行う助走制御手段を備え
るものであるから、加工開始直後に発生し易いワイヤ電
極の断線等を防止すると共に、作業者を煩わせることな
く円滑に本来の効率の良い加工条件に移行することがで
き、作業能率及び加工効率を向上させることができると
いう優れた効果がある。しかも、本加工における第1の
加工条件を入力すれば、第2加工条件設定算出手段が、
第2の加工条件を算出するので、第1の加工条件を変化
させても、これに対応して適切な第2の加工条件が自動
的に算出される。更に第2の加工条件と第1の加工条件
とを繋ぐ助走時加工条件についても、助走時加工条件算
出手段により算出されるので、作業者の負担を大幅に軽
減させることができる。
特に、請求項2記載の本発明では、送りモータが、放
電電極と被加工物とを相対的に移動させ、助走制御手段
が、加工の進行を送りモータの送り量により評価する。
送りモータの送り量は、加工距離に対応するので、実際
の加工の進行具合に応じて、適切に加工条件を変化させ
ていくことができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は発明の構成を明
示する図、第2図は放電加工機の構成を示すブロック
図、第3図及び第4図は加工条件の変化を示すグラフ
図、第5図はCPU27にて実行される処理を示すフローチ
ャート、第6図及び第7図は第2の実施例となる加工条
件の変化を示すグラフ図、第8図及び第9図は加工開始
直後の状態を示す平面図である。 11……被加工物、12……ワイヤ電極、 14……ノズル、21,22……送りモータ、 26……スイッチング素子、27……CPU、 28……メモリ、29……キーボード。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワイヤ電極と被加工物とを相対的に移動さ
    せるとともに、それらの間に電圧をパルス状に印加して
    加工間隙に放電を発生させ、その放電エネルギーにより
    被加工物を加工する放電加工機において、 本加工時の加工条件として、少なくとも前記移動の速度
    及び前記パルスの休止時間を含んだ第1の加工条件に基
    づいて、該第1の加工条件に比べて弱い第2の加工条件
    を算出する第2加工条件設定算出手段と、 前記第2の加工条件から前記第1の加工条件に徐々に変
    化する助走時加工条件を算出する助走時加工条件算出手
    段と、 加工開始直後は前記第2の加工条件により加工を開始
    し、加工の進行に従い前記助走時加工条件を用いて加工
    条件を徐々に第1の加工条件に漸近するように制御する
    助走制御手段と、 を備えることを特徴とする放電加工機。
  2. 【請求項2】前記放電電極と前記被加工物とを相対的に
    移動させる送りモータを備え、 前記助走制御手段が、 前記加工の進行を、前記送りモータの送り量により評価
    する ことを特徴とする請求項1記載の放電加工機。
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