JPH0241815A - 放電加工機の適応制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は放電加工機の適応制御装置に関し、さらに詳し
くは加工ノウハウ等、望ましい加工状態を実現する手法
に基づいて、放電加工機を制御して、常に望ましい加工
状態を保持する放電加工機の適応制御装置に関する。

［従来の技術］ 第５図は従来の放電加工機の適応制御装置の構成図であ
る。第５図において、（１）は加工電極、（２）は被加
工物、（３）は加工液（４）が入っている加工槽、（５
）は加工電極（１）をＺ軸方向に動かすＹ軸、（６）は
Ｙ軸（５）を駆動する駆動モータ、（７）はＹ軸（５）
の移動速度及び位置を検出する速度・位置検出器、（８
）及び（９）はＸＹクロステーブル（ｌＯ）をそれぞれ
Ｘ軸方向及びＹ軸方向に動かすＸ軸及びＹ軸、（１１）
はＸ軸（８）を駆動する駆動モータ、（■２）はＹ軸（
９）を駆動する駆動モータ、（１３）はＸ軸（８）の移
動速度及び位置を検出する速度・位置検出器、（１４）
はＹ軸（９）の移動速度及び位置を検出する速度・位置
検出器、（２１）は加工電極（１）の位置及びＸＹクロ
ステーブル（１０）の位置を制御する位置制御部、（２
２）は加工電極（１）と被加工物（２）との間に電圧を
印加する加工電源、（２３）は加工電極（１）と被加工
物（２）との間に印加される電圧の平均である平均極間
電圧を算出するとともに、速度・位置検出器（７）　、
（１３）、（１４）の検出値を処理する検出値処理部、
（３１）は適応制御部である。

次に、従来の放電加工機の適応制御装置の動作について
説明する。

加工電源（２２）は加工電極（１）と被加工物（２）と
の間にパルス状の電圧を加えて、放電を発生させる。放
電が発生すると、被加工物（２）が加工電極（］）及び
ＸＹクロステーブル（１０）の動きに応じて所定の形状
に加工される。

一方、位置制御部（２１）は加工電極（１）と被加工物
（２）とを放電に適正な間隔に保つために、検出値処理
部（２３）か出力する平均極間電圧と予め設定された基
準電圧とを比較して、その差電圧に応じて加工電極（１
）の位置又は移動速度を制御する。

ところで、放電加工に際しては、加工電極（１）と被加
工物（２）との間の加工間隙に加工粉が生じる。このた
め、位置制御部（２１）は加工電極（１）をＩＯμｍ〜
数１ＯＩＪＩ１１程度の幅でＺ軸方向に振動させて、加
工粉の排除を促している。

しかし、加工間隙は一般に１０μｍ〜数１０−程度と狭
いので、加工粉は排出され難い。特に、加工面積が広い
とき及び加工深さが深いとき等は余計に加工粉が排出さ
れ難い。

加工粉の発生量がその排出能力を上回り、加工間隙に加
工粉が滞留すると、その部分に放電が集中し、二次放電
さらには異常放電が生じるという不都合が生じる。この
不都合を防止するためには、異常状態を検出又は予知し
て、加工粉の発生量を抑えたり、加工粉の排出能力を高
める処置をとる必要がある。

異常状態は加工電極（１）の位置を検出することにより
検出できる。即ち、正常な放電加工が行なイっれている
ときは、第６図（ａ）に示すように加工型ｔ！ｉ！！（
１）の降下から上昇に移る電極位置Ｐが加工の進行に従
って、次第に降下していく。しかし、加工間隙に多くの
加工粉が滞留していると、第６図（ｂ）に示すように電
極位置Ｐが上昇することがある。従って、電極位置Ｐの
上昇を検出することにより、加工間隙に大量の加工粉が
滞留していることか分かる。

なお、加工間隙に多くの加工粉が滞留していることは、
電圧印加から極めて短時間で放電が発生すること、又は
短絡電流を検出することによっても険出てきる。

検出値処理部（２３）は速度・位置検出器（７）によっ
て得られる加工電極（１）の働きによって、電極位置Ｐ
を険出する。適応制御部（３１）は電極位置Ｐの上昇が
一定の閾値を越えると、加工間隔に多くの加工粉が滞留
していると判断する。加工粉の滞留を判断したとき、適
応制御部（３１）は加工電源（２２）から加工間隙に供
給される電流パルスの休止時間を長くする指令、加工電
極（１）の定時引上げ量を増大させる指令又は加工電極
（１）の定時引上げ頻度を高くする指令等を、加工電源
（２２）又は電極位置制御装置部（２１）に出力して、
加工粉の発生を抑えていた。

なお、放電加工機の適応制御装置の制御によっても、加
工間隙に多くの加工粉が滞留するときは、例えば揺動加
工の揺動形状を三次元形状にしたり、揺動周回速度を増
加し、攪拌作用をもたらしたりして、加工方法を変更し
ていた。揺動加工は加工電極（１）をＸＹ軸方向に揺動
形状を拡大させて、主に加工型Ｉ！ｆｆ！（１）の側面
方向での加工を行なうことにより、電極の消耗を広い面
積に分散させ、実質的に加工電極（１）の消耗、即ち加
工粉の発生を低減することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記構成の従来の放電加工機の適応制御装置
は、単に加工電極Ｐの上昇量が一定の閾値を越えたとき
に、定時引上げ量等を変更しているので、極端な制御に
なったり、外乱に対して著しく影響を受は易い制御系に
なってしまうという問題点があった。

又、放電が発生する時間の検出、短絡電流の検出を加味
して、・定時引上げ量の変更を決定するようにしても、
制御量は論理和又は論理積等、ブール代数的に扱うので
、検出に対して制御のしすぎ等の危険性を併なうという
問題点があった。

さらに、揺動加工の揺動形状及び周回速度等は自動的に
変更てきないという問題点があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
制御口の干渉が生じることなく、極端な制御をすること
のない放電加工機の適応制御装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る放電加工機の適応制御装置は、放電加工に
伴なう加工粉の発生度合をそれぞれ算出するためのパラ
メータをそれぞれ検出する複数の検出手段と、複数の検
出手段がそれぞれ検出したパラメータに基づいて、それ
ぞれ加工粉の発生度合を算出する複数の算出手段と、複
数の算出手段かそれぞれ算出した加工粉の発生度合を合
成する合成手段と、合成した加工粉の発生度合に対応す
る加工条件を算出する加工条件算出手段とを備えている
。

［作　用］ 上記構成の放電加工機の適応制御装置は、複数の検出手
段が加工粉の発生度合をそれぞれ算出するためのパラメ
ータをそれぞれ検出すると、複数の算出手段が各パラメ
ータに基づいて、それぞれ加工粉の発生度合を算出し、
合成手段が算出した加工粉の発生度合を合成し、さらに
加工条件算出手段が合成した加工粉の発生度合に対応す
る加工条件を算出する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係る放電加工機の適応制御
装置の構成図である。なお、第１図において第５図と同
様の機能を果たす部分については同一の符号を付し、そ
の説明は省略する。又、第１図において、（３１ａ）は
適応制御装置、（３２）は加工状態及び加工条件を記憶
している第１の記憶部、（３３）は加工粉の発生度合を
算出するとともに、各加工状態に基づいて算出した加工
粉の加工度合いを合成する処理を記憶している第２の記
憶部、（３４）は論理演算部である。

第２の記憶部（３３）は種々の加工状態に基づいて、各
加工状態に対応する加工粉の発生度合いをそれぞれ算出
するのに必要な複数の処理を記憶している。

処理の１は第２図（ａ）に示すように従来と同じ電極位
置Ｐの上昇量から加工粉の発生度合を算出するものであ
る。ただし、従来は単に電極位置Ｐの上昇量と予め設定
された閾値との大小関係により、多くの加工粉が発生し
たか否かを判断していた。これに対して、本実施例では
電極位置Ｐの上昇量により、加工粉の発生度合を極めて
少ないときから極めて多いときまで、いくつかの段階に
分けて判断している。

又、処理の２は第２図（ｂ）に示すように加工電極（１
）と波加工物（２）との間にパルス電圧を印加してから
、放電が開始されるまでの時間、いわゆる無負荷時間の
分布密度変化率から加工粉の発生度合を算出するもので
ある。なお、無負荷時間の分布密度変化率ρは、 により算出する。たたし、Ｄｌは適正値以下である無負
荷時間の度数、Ｄｎは適正値である無負荷時間の度数、
ｎ及びロー１は今回及び前回の無負荷時間の測定である
。

さらに、処理の３は第２図（Ｃ）に示すように加工電極
（１）と波加工物（２）とに流れる短絡電流の発生度合
いから加工粉の発生度合を算出するものである。

論理演算部（３４）は第１の記憶部（３２）に記憶され
ている加工状態及び加工条件、並びに第２の記憶部＜３
３）に記憶されている処理の１〜３に基づいて、加工粉
の発生度合を算出する。

次に、第１図に示した放電加工機の適応制御装置の動作
について、第３図及び第４図を参照して説明する。なお
、第３図は主として論理演算部（３４）の動作を示すフ
ローチャート、第４図は電極位置制御部（２１）及び加
工電源（２２）の動作を示すフローチャートである。

（１）ステップＳ１ 検出値処理部（２３）は速度・位置検出器（７）の検出
出力に基づいて、電極位置Ｐを算出して、第１の記憶部
（３２）に記憶させる。

又、検出値処理部（２３）は一定の区間の無負荷時間を
計時して、分布密度変化率ρを算出し、第１の記憶部（
３２）に記憶させる。

さらに、検出値処理部（２３）は連続した一定区間内に
所定の閾値を越えた短絡電流の発生回数を計数して、短
絡電流の発生度合を算出し、第１の記憶部（３２）に記
憶させる。

（２）ステップ８２〜Ｓ７ 論理演算部（３４）は処理実行回数「ｉ」に１を設定し
て（ステップＳ２）、第２の記憶部（３３）から処理の
ｉを読み込むとともに（ステップＳ３）、第１の記憶部
（３２）から処理のｉの実行に必要な加工状態量（パラ
メータ）を読み込み（ステップ３４）、処理のｉに対す
る加工粉の発生度合Ｚ、を算出すす る（ステップＳ５）。

論理演算部（３４）は処理実行回数「ｉ」に１を加えて
（ステップＳ６）、処理の総数３を越えるまで（ステッ
プＳ７）、ステップ８２〜Ｓ５を繰り返して実行する。

従って、論理演算部（３４）は処理実行回数「ｉ」が１
のときは、電極位置Ｐの上昇量から加工粉の発生度合Ｚ
１を算出し、処理実行回数ｒｉＪが２のときは、無負荷
時間の分布密度変化率から加工粉の発生度合Ｚ２を算出
し、処理実行回数ｒｉＪが３のときは、短絡電流の発生
度合から加工粉の発生度合Ｚ３を算出する。

（３）ステップＳ８ 論理演算部（３４）は処理の１〜３の実行により算出し
た３つの加工粉の発生度合Ｚ、（ｉ−１，２、３）を合
成して、加工粉の発生度合Ｚ　を決定すす る。加工粉の発生度合Ｚ、は、例えば各加工粉の発生度
合の平均をとることにより決定する。

ただし、Ｎは処理の数である。

演算制御部（３４）は加工粉の発生度合２　に応じて、
定時引上げ量、定時引上げ頻度、休止時１１Ｊ、揺動形
状又は周回速度を制御する。加工粉の発生度合Ｚｔに応
じた制御は第２の記憶部（３３）に記憶されているプロ
グラムを実行することにより行なつ◎ （１）ステップＳｌｌ　−３Ｌ２ 演算処理部（３４）は加工粉の発生度合Ｚ　か１のとき
は（ステップＳｌｌ　）　、３次元揺動形状による加工
電極（１）の周回速度の制御単位をｒｌＪだけ増加する
（ステップＳ１２　）。

＜２）ステップＳ１３〜Ｓ１４ 演算処理部（３４）は加工粉の発生度合２　が０．５よ
り大きく、かつ１より小さいときはくステップＳＩ３　
）　、休止時間の制御単位を「１」たけ増加する（ステ
ップ５１４）。

（３）ステップＳ１５〜８１Ｇ 演算処理部（３４）は加工粉の発生度合２　が０．１よ
り大きく、かつ０．５以下のときは（ステップＳＩ５　
）　、定時引上げ量の制御単位を「１」たけ増加する（
ステップ８１Ｂ）。

（４）ステップＳＬ７〜８１８ 演算処理部（３４）は加工粉の発生度合Ｚ、が０．１以
下のときは（ステップ５１７）　　定時引上げ頻度の制
御単位を「１」だけ増加する（ステップ８１８）。

増加した周回速度、増加した休止時間、増加した定時引
上げ二又は増加した定時引上げ頻度に従って、電極位置
制御部（２１）又は加工型ｉ　（２２）は動作し、加工
粉の発生を減少させる。

以上のように、複数のパラメータによりそれぞれ算出し
た加工粉の発生度合を合成して、加工粉の発生度合Ｚ　
を判定し、判定結果に基づいて定を 時引上げ量、定時引上げ頻度、休止時間、揺動形状又は
周回速度等の制御量を操作するので、作業者の行なう判
定に酷似した総合的な判断を行なうことができ、各制御
量が干渉することなく、さらに極端な制御をせず、高度
な適応制御を実現できる。即ち、モデル化が複雑で実質
的に困難な制御を可能としている。

なお、本実施例では電極位置Ｐの上昇量、無負荷時間の
分布密度変化率ρ及び短絡電流の発生度合いの３つのパ
ラメータに基づく加工粉の発生度合を算出しているが、
加工電極（１）の振動幅、サーボ信号のトレンド等に基
づいて加工粉の発生度合を検出してもよい。

又、本実施例では合成した加工粉の発生度合に基づいて
、定時引上げ量、定時引上頻度、休止時間、揺動形状又
は周回速度を変化させているが、電流ピーク値、パルス
幅、加工液圧、加工液量等を制御して、加工粉の発生を
減少させてもよい。

さらに、本実施例では各加工粉の発生度合の平均をとっ
て、加工粉発生度合いＺ　としていたが、を 他に重み付は平均、最大値、最小値等の各種方法により
、各加工粉の発生度合を合成してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、放電加工に伴なう
加工粉の発生度合を算出するための複数のパラメータに
基づいて、加工粉の発生度合をそれぞれ算出し、さらに
これら加工粉の発生度合を合成して、合成した加工粉の
発生度合に対応する加工条件を算出して、放電加工を制
御するようにしたので、極端な制御をすることなく、加
工粉発生の種々の要因を考慮した、放電加工機の適応制
御が実現できる放電加工機の適応制御装置が得られると
いう効果を奏する。

又、加工粉の発生度合を算出するための複数のパラメー
タ及びこれらのパラメータに基づく加工粉の発生度合を
算出する処理を独立して記憶することにより、パラメー
タの追加及び加工粉の発生度合を算出する処理の変更が
容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る放電加工機の適応制御
装置の構成図、第２図は加工粉の発生度合を算出する処
理の１〜３の説明図、第３図は加工粉の発生度合を算出
するフローチャート、第４図は加工粉の発生度合から各
制御量を変更するフローチャート、第５図は従来の放電
加工機の適応制御装置の構成図、第６図は加工電極の動
作を説明する説明図である。 各図中、１は加工電極、２は被加工物、３は加工槽、４
は加工液、５はＺ軸、６、ＩＬ　１２は駆動モータ、７
．１３．１４は位置検出器、８はＸ軸、９はＹ軸、ＩＯ
はＸＹクロステーブル、２１は電極位置制御部、２２は
加工電源、２３は検出値処理部、３１ａは適応制御装置
、３２は第１の記憶部、３３は第２の記憶部、３４は論
理演算部である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示すもので
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の加工条件に従って放電加工をする放電加工機の適
   応制御装置において、前記放電加工に伴なう加工粉の発
   生度合をそれぞれ算出するためのパラメータをそれぞれ
   検出する複数の検出手段と、前記複数の検出手段がそれ
   ぞれ検出したパラメータに基づいて、それぞれ加工粉の
   発生度合を算出する複数の算出手段と、前記複数の算出
   手段がそれぞれ算出した加工粉の発生度合を合成する合
   成手段と、前記合成した加工粉の発生度合に対応する加
   工条件を算出する加工条件算出手段とを備えたことを特
   徴とする放電加工機の適応制御装置。