JPH01103228A - ワイヤ放電加工機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、走行するワイヤ電極とワーク即ち工作物と
の間で放電を発生させて放電エネルギーによって工作物
を加工するワイヤ放電加工機の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、ワイヤ放電加工機については、ワイヤ電極が垂直
方向、言い換えれば、上下方向に走行している部分を使
用して工作物を加工しているのが現状である。ワイヤ電
極は、ワイヤ放電加工機本体側に固定されているローラ
に案内されてワイヤガイドを有するワイヤヘッドに供給
されている。

一方、工作物を取付けているテーブルは、ＮＣ装置から
の指令で工作物の加工状況に応じてＸ方向及びＹ方向に
移動し、ワイヤヘッドに供給されたワイヤ電極との間で
サーボ移動即ちサーボ機能を繰り返して加工が進行する
。言い換えれば、ワイヤヘッドは、ワイヤ放電加工中に
相対的に加工方向に進むだけでなく、加工屑等の状況に
応じて放電加工が不安定になると、短絡解消のため瞬時
の間、加工軌跡に沿って後退もする０次いで、再び前進
して放電加工が行われている。そして、ＮＣ装置からの
指令を受けて、工作物が水平方向即ちＸ方向及びＹ方向
に移動して、両者の移動が合成されて、両者の相対的運
動によって工作物は所定の加工形状に放電加工されてい
る。

従来、特開昭５４−１５６２９６号公報には、ワイヤカ
ット放電加工装置の制御方法が開示されている。このワ
イヤカット放電加工装置の制御方法は、コンデンサの充
電回路にスイッチング素子を有し、上記コンデンサの充
放電を利用して、ワイヤ電極と被加工物との間に形成さ
れる通電加工間隙に、間歇的に放電電流を流して電気的
切削加工を行い、且つ上記通電加工間隙の状態に応じて
上記コンデンサの充電電流を制御するものであり、上記
通電加工間隙の状態が短絡或いは連続アーク状態に近い
状態となったことを検出しても、所定の時間は上記通電
加工間隙に通電する電流を減少させず、上記所定の時間
内に上記通電加工間隙の状態が復帰しなかった場合には
、上記通電加工間隙に通電する電流を減少させるもので
ある。

また、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極の断線を防止
するワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路としては
、特開昭６１−２８８９３０号公報及び特開昭６１−２
８８９３１号公報に開示されている。該ワイヤ放電加工
用ワイヤ電極断線防止回路は、ワイヤ電極に加工電流を
通電するために、被加工物を挾んで上方側及び下方側に
それぞれ設けた給電子の少なくとも一方に流れる加工電
流の変動を検出して集中放電状態にあるか否かを検出す
る集中放電検出回路と、加工平均電流がワイヤ電極の電
流容量に応じて設定された所定値以上になっているか否
かを検出する加工平均電流検出回路と、これら雨検出回
路からの信号が入力され、集中放電状態にあり且つ加工
平均電流が所定値以上になっている状態が所定時間以上
持続したときにパルス電源のパルスＯＮ、ＯＦＦ時間ヲ
制御してアーク放電のエネルギーを減少させる制御回路
とを有するものであり、更に、ワイヤ電極と被加工物の
短絡を検出し、その短絡時には集中放電検出回路の検出
感度を低下させる感度補正回路を有しているものである
。

更に、ワイヤカット放電加工機即ちワイヤ放電加工機に
おける放電加工用電源装置として、実開昭５９−８７２
９号公報に開示されたものがある。

該公報に開示されたワイヤカット放電加工用電源装置は
、ワイヤ電極とワークとの両極間の放電状態を２値化し
、２値化された異常放電状態を所定タイムサイクルで連
続カウントし、計測されたカウント値が設定カウント値
以上になったときに、該異常放電現象の信号に応答して
加工パルス用トランジスタをＯＦＦして該異常放電を一
時中断し、両極間の状態回復を待って放電加工を再開さ
せるものである。即ち、異常放電の検出に応じて放電加
工電流を一時的に遮断するものであり、異常放電が発生
すれば、その異常放電を連続カウントし、予め設定され
たカウント値以上になって初めて加工パルス用トランジ
スタをＯＮにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前掲特開昭５４−１５６２９６号公報に
開示されたワイヤカット放電加工装置の制御方法は、異
常放電が所定時間持続すれば放電加工電流を低減し、放
電電圧を監視しながら自然回復を待って元の正常な放電
加工電流を流すものであり、そのため低減したとはいえ
電流を流す以上、放電分散ができず集中放電が持続し、
自然回復に長時間を要し、場合によっては正常状態に回
復できず、放電加工速度を低下させるという好ましくな
い問題点を有している。また、異常放電の持続時間の計
測にコンデンサを用いているため、電源電圧、温度等に
よって変動し、精度、再現性等にも問題点を有している
。更に、持続時間の設定を可変抵抗器の手動操作で行っ
ているので、設定誤差が大きく、設定操作ミスが生じ、
精度、再現性に問題点を有していた。

更に、前掲特開昭６１−２８８９３０号公報及び前掲特
開昭６１−２８８９３１号公報に開示されたワイヤ放電
加工用ワイヤ電極断線防止回路についても、前掲特開昭
５４−１５６２９６号公報に開示されたものと同様に、
異常放電が所定時間持続すればアーク放電エネルギーを
減少させるものであり、放電加工速度について上記と同
様の問硬点を有している。

上記のような問題点を解消するものとして、前掲実開昭
５９−８７２９号公報に開示された放電加工用電源装置
が提供されている。即ち、該放電加工用電源装置では、
放電加工電流を完全に停止しているので正常な放電加工
状態への回復が速くなり、加工速度をそれほど低下させ
ることがなく、所定タイムサイクルのデジタル信号でカ
ウントするため時間計測の誤差を少なくでき、更に設定
精度を高めることでは一応の効果を有しているものであ
るが、実際の加工では、異常放電が長時間、例えば、加
工パルス数即ち放電電流パルス数にして１００〜２００
個に相当する時間にわたって発生するため、ワイヤ電極
と工作物との間の絶縁回復に長時間を要し、正常放電状
態を回復するためには放電パルス用トランジスタをＯＦ
Ｆにして放電電流を長時間にわたり遮断しなければなら
ない。

ところで、異常放電パルスは放電加工用のエネルギーに
は機能せず、更に１パルス分だけでなく、数十パルスか
ら数百パルスにも連続的に発生すること事態、加工能率
を低下させるという原因にもなり、その点では問題点を
有しているものである。

この発明の目的は、上記の問題点を解消することであり
、ワイヤ電極と工作物との間の極間の異常放電が発生し
た時に異常放電をできるだけ少なく即ち短時間にして極
間の絶縁回復を可及的に速やかに達成し、加工速度を向
上させることができるワイヤ放電加工機の制御装置を提
供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記の問題点を解消し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。

即ち、この発明は、ワイヤ電極と工作物との間の極間電
圧から放電状態を放電パルスごとに検出し、異常放電の
検出によって放電電流を所定の期間にわたってオフし、
その後放電電流をオンにして放電加工を再開するように
制御したことを特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置
に関し、更に具体的に詳述すると、極間電圧の電圧値が
異常電圧検出レベルの電圧値より低い場合に放電電流オ
フ検出ロジックが活性化し、次の極間電圧の電圧値がま
だ低い場合に所定の加工クロック数にわたって放電電流
をオフするように制御したことを特徴とするワイヤ放電
加工機の制御ｖｉ置に関する。

〔作用〕

この発明によるワイヤ放電加工機の制御装置は、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の発明は、放電パルスごとに二値化した放電電流即ち正
常放電又は異常放電を検出し、異常放電を検出すれば直
ちに放電パルス用トランジスタ等をオフにして放電電流
を遮断するので、異常放電の放電電圧を極間に印加する
可及的に少なくし、極間は遮断状態であるので異常放電
状態を極めて短時間で解消し、例えば、加工油中の残留
イオン等を直ちに消去して絶縁回復を極めて速くし、正
常放電に復帰させる時間が短時間で済み、従って工作物
に対する放電加工速度を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明によるワイヤ放電加工
機の制御装置の実施例を詳述する。

第１図において、この発明によるワイヤ放電加工機の制
御装置に適用されるワイヤ放電加工用加工電源装置の一
例を示すブロック回路図が示されている。ワイヤ放電加
工機では、工作物取付台に対してワーク即ち工作物２が
設置される。一般に、工作物取付台は水平方向に移動で
きるように構成されている。即ち、工作物２を取付けて
いる工作物取付台は、ＮＣ装置からの指令で工作物２の
加工状況に応じてＸ方向及びＹ方向に移動し、ワイヤヘ
ッドに供給されたワイヤ電極１との間でサーボモータ５
により駆動されるサーボ送り機構４によってサーボ移動
を繰り返し進行し、両者の移動が合成された相対的運動
によって工作物２は所定の加工形状に放電加工されてい
る。更に、工作物２に対して上下にワイヤヘッドが設け
られ、これらのワイヤヘッドは、給電子、給電子押え部
材、ダイスガイド部材、加工液噴射ノズル等から成る。

自動ワイヤ供給装置からローラガイド等を介して送り込
まれたワイヤ電極１は、上ワイヤヘッドにおける内側筒
体内に設置されたダイスガイド部材を通り、工作物２を
放電加工した後に下ワイヤヘッドにおける内側筒体内を
通って巻取リール、使用済ワイヤ溜部等に排出される。

このワイヤ放電加工用加工電源装置において、トランジ
スタ電源の場合に、発振器１４からの基準クロックを受
けて、加工クロック発生器１０で加工用パルスの電気信
号が発生される。この加工クロック発生器１０では加工
用パルスのパルス幅Ｐ及び休止時間Ｒ（第２図参照）を
所定のものに制御される。また、ワイヤ電極ｌと工作物
２との撓間１７に流れる放電電流１．は、放電電流制御
回路１３に組み込まれたトランジスタの個数によって制
御されているにの場合に、極間１７の間隙が絶縁破壊の
できる距離であれば、直ちに放電が開始され、両極はア
ーク柱で結ばれ、放電電流Ｉ９が流れ、工作物２には所
定の放電加工が行われる。加工クロックが休止時間Ｒに
なると放電状態は停止する。ここで、ワイヤ電極ｌと工
作物２に対して放電電圧即ち極間電圧ＶＧをかけるため
、パルス加工電源３では、加工用直流電源を放電電流制
御回路１３における加工パルス用トランジスタ等の放電
パルス用スイッチで開閉作動して、ワイヤ電極１と工作
物２との両極間に放電パルス電圧を印加し、放電エネル
ギーを供給する。この放電エネルギーによって工作物２
を溶解して工作物２を放電加工することができる。とこ
ろで、ワイヤ放電加工機の両極間状態は、加工くず、ワ
イヤ振動等の原因によって両極間電圧ｖ６が立ち上がら
ずに異常放電となることがある。この異常放電期間が所
定時間以上連続すると、ワイヤ電極１であるワイヤが断
線し、放電加工を行うことができなくなる。

このワイヤ放電加工用加工電源装置については、特に、
次の点に特徴を有している。まず、バッファアンプ６に
おいて、ワイヤ電極１と工作物２との間の放電電圧即ち
極間電圧■６である電気信号を制御に適した電圧値に調
整し、発振器１４から出される加工クロック即ち放電パ
ルスごとに放電状態を正常放電Ｈと異常放電りとに区別
するため、該電圧値をコンパレータ７において正常放電
Ｈと異常放電りとに二値化した値を比較する。ポテンシ
オメータ１５によってコンパレータ７の弁別基準電圧が
設定されており、コンパレータ７から出力される電圧値
は、二値化された電圧値の異常放電りの方の電圧値即ち
信号を放電電流オフ検出ロジック９に出力するように構
成されている。第２図において、波形（Ａ）は、ワイヤ
ｉｌｉ掻１と工作物２との間の極間電圧ｖＧの波形を示
し、電圧値■。は異常電圧検出レベルの電圧値である。

放電電圧即ち極間電圧Ｖ、が該電圧値ｖ０より高い値で
あれば正常放電Ｈであるとして処理し、極間電圧Ｖ、が
ｉ！ｊ電圧電圧値上０低い値であれば異常放電しである
として処理する。波形（Ｂ）は、加工クロック発生器１
０によって発っせられた加工クロックを示し、パルス幅
（オンタイム）と休止時間（オフタイム）を示す。波形
（Ｃ）は、放電電流オフ検出器の作動状態を示し、極間
電圧Ｖ、が異常電圧検出レベルの電圧値ｖ０よりも低い
状態が発生した場合に、次の加工クロックの休止時間か
ら作動を開始する。波形（Ｄ）は、放電電流オフ状態を
示し、次の加工クロックでも極間電圧■６が異常電圧検
出レベルの電圧値■。よりも低い状態の場合に、２番目
の加工クロックの休止時間からオフ状態となり、所定の
数の加工クロックだけオフ状態を継続する。即ち、ここ
では、放電電流オフパルス数設定器１２によって、第２
図（Ｄ）で示すように、放電電流をオフにするパルス数
が設定されている。この放電電流オフパルス数設定器１
２においてオフにする設定パルスＤｎ。

に応答して放電電流オフパルスカウンタ１１がオフのパ
ルス数ｎをカウントし、その信号を放電電流オフ検出ロ
ジック９に出力するように制御されている。この場合に
、加工クロック発生器１０による加工クロックのオンタ
イム開始からオフタイムに移行する直前までに極間電圧
ｖ０が異常電圧検出レベルよりも高い期間が瞬間的にで
もあれば、該状態は正常放電状態即ち正常放電Ｈとして
、放電電流１．をオフにすることを禁止する放電電流オ
フ禁止パルス８によって放電電流オフ検出ロジツク９が
働かないように制御されている。即ち、放電電流が遮断
されないように制御されている。

しかしながら、加工クロツク発生器ｌＯによる加工クロ
フクのオンタイム開始からオフタイムに移行する直前ま
でに極間電圧ｖＧが異常電圧検出レベルよりも低い場合
には、該状態は異常放電状態即ち異常放電りとして、放
電電流オフ禁止パルス８は作用せず、放電電流オフ検出
ロジック９が活性化し、次いで、加工クロック発生器ｌ
Ｏによる次の加工クロックのオンタイム開始からオフタ
イムに移行する直前までに極間電圧Ｖ、が異常電圧検出
レベルよりも低いか否かを判断し、異常電圧検出レベル
よりもまだ低い場合には、次の加工クロツク発生器１０
による加工クロックから所定数００の加工パルス即ち放
電電流パルスの信号を遮断するように制御されている。

次に、この発明によるワイヤ放電加工機の制御装置の作
動の一例を、第１図、第２図、第３図（Ａ）及び第３図
（Ｂ）を参照して説明する。第３図（Ａ）及び第３図Ｃ
Ｂ）はこの発明によるワイヤ放電加工機の制御装置の作
動の一例を示すフローチャートである。

まず、ワイヤ放電加工機の作動スイッチをオンし、サー
ボモータ５、ワイヤ供給装置、加工液供給装置等をオン
する（ステップ５０）、工作物２に対して放電加工を行
うため、発振器１４によって基準クロックを発生させる
（ステップ５１）。

基準クロックの電気信号を受けて加工クロック発生器１
０によって放電加工を行うため設定されたパルス幅Ｐ及
び休止時間Ｒに基づく加工用パルスの電気信号を発生す
る（ステップ５２）。この場合、放電加工の始めには、
コンパレータ７によって比較する対象がないので、放電
電流オフ禁止パルス８は働かず、禁止パルスは発生しな
い。また、放電電流オフ検出ロジック９は放電電流１．
をオフにすることなく放電電流制御回路１３に加工クロ
ック発生器１０からの加工クロフクを入力する。

蔽電電流制御回路１３では、加工クロックの電気信号に
基づいて放電加工に必要な電圧とパルス幅を有する加工
用パルスの電気信号に制御する（ステップ５３）。次い
で、該加工用パルスの電気信号はパルス加工電源３に入
力され、パルス加工電源３では、所定の放電電流■２即
ち放電電圧ＶＧがチャージされ、該放電電圧Ｖ、をワイ
ヤ電極１と工作物２との極間１７に印加する（ステップ
５４）。極間１７に放電電圧ｖＧが印加されることによ
って工作物２が放電加工される（ステップ５５）。工作
物２の加工面の仕上げ又は加工が完了しているか否かを
判断しくステップ５６）、終了している場合には、ワイ
ヤ放電加工機の作動を停止する（ステップ５７）。工作
物２の加工面の仕上げ又は加工が完了していない場合に
は、工作物２に対して放電加工を引き続き行うこととす
る。

この場合、ワイヤ電極１と工作物２との間の極間１７に
印加した放電電圧■６の電気信号をバッファアンプ６に
入力し、入力された該電気信号をバッファアンプ６にお
いて制御に適した電圧値■Ｇに調整する（ステップ５８
）０次いで、調整された極間１７の放電電圧の電圧値ｖ
Ｇの電気４８号をコンパレータ７に入力し、該電圧値ｖ
６を異常電圧検出レベルの電圧値■。、言い換えれば、
正常放電を発生させるのに必要な最低の電圧値と比較し
、電圧値■２が電圧値Ｖ、より高いか否かを判断する（
ステップ５９）。極間１７に印加した電圧値ＶＧが所定
の電圧値ｖ０より高い場合には、極間１７に放電電圧を
印加しても異常放電とはならないので、引き続き工作物
２に対して放電加工を行うため、処理はステップ５１に
進む、これに反して、極間１７に印加した電圧値ｖＧが
所定の電圧値Ｖ、より低い場合には、極間１７に印加し
た放電電圧Ｖ、は最初の異常放電であり、放電電流オフ
検出ロジック９を活性化し、該異常放電の回数Ｎをカウ
ントする（ステップ６０）と共に、該異常放電の回数Ｎ
を判断しくステップ６１）、回数Ｎが１回目は処理をス
テップ５１に戻し、回数Ｎが２回目になっても極間１７
に印加した電圧値ｖＧが所定の電圧値Ｖ、よりまだ低い
場合には、極間１７に放電電圧Ｖ、を印加しても異常放
電になるとして、放電電流オフ検出ロジック９によって
放電電流オフ禁止パルス８を働かせ、即ち放電パルス用
スイッチをオフにして放電電流１．を極間１７に流さな
いようにする。それによって、極間１７は放電電流ｉｐ
が遮断状態になる（ステップ６２）。引き続いて発振器
１４から基準クロックを発生させ（ステップ６３）ると
共に、発振器１４から発生する該基準クロック数即ちパ
ルス数ｎをカウントする（ステップ６４）０次いで、該
パルス数ｎが、放電電流オフパルス数設定器１２によっ
て設定された放電電流オフパルス数ｎ０より大きいか否
かを判断する（ステップ６５）、言い換えれば、放電電
流オフパルス数設定器１２によって設定された放電電流
オフパルス数ｎｏより太き（なるまで、極間１７に放電
電圧ｖ０を印加することなく基準クロック数即ちパルス
数口をカウントする。即ち、設定されたパルス数ｎ、の
間は、まだワイヤ電極１と工作物２との間の極間１７が
異常放電を発生させる状態にあるとして、極間１７に放
電電圧■６は印加せず、極間１７の放電電流Ｉ、を遮断
する。基準クロック数即ちパルス数ｎが設定されたパル
ス数ｎ、より多くなると、極間１７は既に正常放電がで
きる状態に復帰即ち放電加工条件が整っているとして、
極間１７に放電電圧■、を印加するために、処理をステ
ップ５１に進める。言い換えれば、極間１７に異常放電
状態が発生すると、２回目までの放電電圧ｖ６を検出し
、まだ正常放電状態でない場合には、極間１７に流す放
電電流ＩＰを所定の期間にわたって一旦遮断し、その後
放電パルス用スイッチをオンにして放電加工を再開させ
る。

（発明の効果〕 この発明によるワイヤ放電加工機の制御装置は、上記の
ように構成されており、次のように作用する。即ち、こ
の発明は、放電パルスごとに正常放電か又は異常放電か
を検知し、異常放電を検出すれば直ちに放電パルス用ト
ランジスタ等のスイッチをオフにして極間の放電電流を
遮断するので、異常放電を極間に印加する状態が可及的
に少なく、また極間に異常放電を流さないので異常放電
状態を極めて短時間で解消し、例えば、加工油中の残留
イオン等を橿めて短時間で消去して絶縁回復が速く、従
って正常放電に復帰させる時間が掻めて短時間で済み、
放電加工速度を向上させることができる。また、放電パ
ルスごとに異常放電を素早（検出して直ちに放電電流を
遮断するため、放電加工に寄与しないような連続的に発
生する無駄な連続異常放電即ち続流アークの発生を防止
できる。

それ故に、異常放電が発生したとしても放電加工に寄与
しない無駄な異常放電を減少させることができ、加工面
精度に悪影響を与えることが少なく、放電加工に有効な
正常放電を増加させることにより工作物に対する加工速
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるワイヤ放電加工機の制御装置に
適用されるワイヤ放電加工用加工電源装置の一例を示す
ブロック図、第２図はこの発明によるワイヤ放電加工機
の制御装置の制御状態を波形として示した説明図、並び
に第３図（Ａ）及び第３図（Ｂ）はこの発明によるワイ
ヤ放電加工機の制御装置の作動の一例を示すフローチャ
ートである。 ■−・−・−ワイヤ電極、２−・細工作物、３・・聞・
パルス加工電源、４−・・−サーボ送り機構、５−・聞
サーボモータ、６−・・・・バンファアンプ、７・・聞
〜コンパレータ、８・−・・−・放電電流オフ禁止パル
ス、９・・・面放電電流オフ検出ロジック、１ｏ・−・
凹加工クロック発生器、１１・・・・・・・放電電流オ
フパルスカウンタ、１２−・−・−・−放電電流オフパ
ルス数設定器、１３・・−・・放電電流制御回路、Ｉ４
−・・−・・−発振器、１５−・−ポテンシオメータ。 特許用別人　　　四部ｔａ株式会社 代理人　　弁理士　尾　仲　−宗 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ電極と工作物との間の極間電圧から放電状
   態を放電パルスごとに検出し、異常放電の検出によって
   放電電流を所定の期間にわたってオフし、その後放電電
   流をオンにして放電加工を再開するように制御したこと
   を特徴とするワイヤ放電加工機の制御装置。
2. （２）極間電圧の電圧値が異常電圧検出レベルの電圧値
   より低い場合に放電電流オフ検出ロジックが活性化し、
   次の極間電圧の電圧値がまだ低い場合に所定の加工クロ
   ック数にわたって放電電流をオフするように制御したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のワイヤ放
   電加工機の制御装置。