JPH03270821A - 放電加工装置 - Google Patents
放電加工装置Info
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- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
化に応じて自動的に制御する制御装置に関するものであ
る。
ルギーで加工をすると電極消耗が多くなり、加工も不安
定になる。また、適正な加工条件よりも過小なエネルギ
ーで加工すると加工能率が低下する。すなわち、単位面
積あたりに供給する放電エネルギーの大きさには適切な
条件範囲があり、加工面積に対応して適切な加工条件範
囲を選定する必要のあることが古くから知られている。
することにより決定できる。しかしながら、複雑な形状
の場合には多大な演算時間を必要とするため、加工中の
加工面積に相当する値を求め、その結果により適正な加
工条件を設定する方法が提案されている。
積に対して側面の加工間隙が占める面積は非常に小さい
ので電極と工作物の間の加工間隙を無視し、また、電極
の消耗速度は工作物の消耗速度(加工速度)に比べて非
常に小さいので、電極と工作物の相対送り速度■を電極
送り速度と見なす。
作物の相対送り速度V、体積加工速度Vwとの間には、
概略式(1)の関係が成り立つから、相対送り速度■と
体積加工速度Vwを測定して加工面積を計算すればよい
ことになる。
り速度は比較的容易に検出できるが、体積加工速度VW
を直接測定することはできない。
ある時間内の電極送り量と正常放電の発生回数を検出し
、正常放電の発生回数を体積加工速度に関連付けている
。
)状の電流波形を用いることにより、体積加工速度Vw
を式(2)に書き換えている。
p−r−f (3) ここで、ηは効率、Irは式(3)で表される真加工電
流、voはギャップ電圧、Ipはピーク電流、rは実電
流パルス幅、fは放電周波数である。
効率ηとギャップ電圧■。はほぼ一定とみなしていいと
している。
電の発生回数を、また、後者は効率ηとギャップ電圧■
。を電極と工作物の材質で決まる定数として、真加工電
流を用いている。
を体積加工速度に関連付けることができるのは、単発放
電エネルギーが一定の場合だけである。すなわち、単発
放電エネルギーを加工面積に応じて制御することが考慮
されていない。
まる定数として加工速度を式(2)で推定しているが、
効率ηは電極と工作物の材質だけでは決まらず、パルス
発生方式、パルス電流のパルス幅とピーク電流により変
化する。
のの、この真加工電流は実質的に加工に寄与する有効放
電と加工に寄与しない持続アーク放電とが混在した状態
の電流を検出するので、体積加工速度を正確に推定する
ことができない。
して適切な加工条件範囲を自動的に選定する放電加工の
自動加工条件制御装置を提供することにある。
検出する手段と、有効放電時間率(単位時間当りの有効
放電パルスの放電時間の比率)を検出する手段と、電流
効率を求める手段と、上記した値から加工面積に相当す
る値を演算する手段と、上記演算結果に応じて加工条件
を変更する手段とを設けるとともに、上記した電流効率
を電極と工作物の材質、ピーク電流、パルス幅、電源の
出力方式のいずれか、または組合せとしてあらかじめ関
係を持たせておくことにより解決される。
より正確に体積加工速度を求めることができ、求めた体
積加工速度と電極送り速度とから加工面積を高い精度で
推定することができる。そして、求めた加工面積に対応
して適正な加工条件を設定するので、能率の良い加工が
可能となる。
とした、すなわち電源出力方式が電流パルス幅一定方式
の場合を例にとり、図面を用いて説明する。
向しており、その隙間には図示しない加工液が満たされ
ている。電極1は電極送り駆動装置(Z軸)3aに取付
けられている。工作物もX軸3bとY軸駆動装置3Cに
取り付けられている。
およびローパスフィルタ6が接続されている。放電状態
検出回路5からは、有効放電パルスの放電時間信号Cが
出力される。そして信号Cはカウンタ11でカウントさ
れ、その出力りがCNC装置9に入力され、そこで有効
放電時間率Φとして処理される。
電圧e refが入力され、その出力ΔeはA/D変換
器8を介してCNC装置9に入力され、CNC装置9の
内部で電極送り信号に変換されて、電極送り駆動装置3
に出力される。なお、サーボ基準電圧e refはプロ
グラムされた値または入力装置10のいずれかの値が使
われる。
明図を第3図に示す。電極1と工作物2の電圧が差動ア
ンプ16に入力され、その出力はコンパレータ12に入
力される。
入力される。なお、基準電圧eoは無負荷電圧Eの60
から80%の値である。コンパレータ12の出力信号A
は第3図(a)で示すように有効放電パルスの場合は信
号Cを出力する。ここで、信号Cのパルス幅Teは有効
放電パルスの放電時間に相当する。一方、第3図(b)
に示す持続アーク放電の場合あるいは、第3図(c)に
示す短絡の場合には、信号Cは出力されない。
セット信号としては加工電源内のパワートランジスタを
駆動している制御信号Bが入力される。フリップフロッ
プ13の出力信号Q1はアンドゲート回路14に入力さ
れる。アンドゲート回路14のもう一方の入力には上記
信号Bが入力される。
クパルスGKが入力されて信号りが得られる。
間の検出分解能は50nsとなるが、通常の加工に使わ
れるパルス幅は数10〜数1000μsなので、この程
度のクロックで十分な分解能が得られる。
ルスの放電時間Teがカウントされる。
、メインルーチンを第4図を用いて説明する。
述する第5図に示す加工条件データ表がCNC装置内部
のメモリまたはフロッピーディスクなどの外部メモリか
ら読み込まれ、CNC装置のデイスプレィに表示される
。
(例えば、電圧パルス幅一定方式と電流パルス幅一定方
式)、ピーク電流■、パルス幅T、および実際の加工を
行うのに必要な加工パラメータ(例えばパルスのデユー
ティファクタτ、サーボ基準電圧eref)および後述
する電流効率Koなどが加工条件ごとに決められている
。なお、加工条件は面粗さが細かい条件から粗い条件の
順で並べられている。また、第5図に示す加工条件デー
タ表は電極と工作物の材質の絹み合わせだけでなく、電
極消耗の領域ごとにも用意されており、加工能率を重視
するか、電極消耗を重視するかの選択ができるようしで
ある。
の組み合わせおよび目標電極消耗値に応じて使用するも
のであるから、作業者は表示されたデータ表の中から電
極と工作物の材質、目標加工深さ、電極消耗率などの加
工仕様に適した加工条件を選定し、初期加工条件M1お
よび最終加工条件Mrなどを入力する。
には、例えば初期加工条件M1=No、1、最終加工条
件Mr=No、nとするように、デフォルト値を決めて
おくようにしてもよい。なお、nは使用する加工電源の
電源容量で決まる値である。
動設定ルーチンが終わると加工深さのチエツクが行われ
る。そして、所定の加工深さに達するまで自動設定ルー
チンと加工深さのチエツクが交互に繰り返し実行される
。
する。
が最終加工条件Mrになっていないかをチエツクする。
条件Mrで加工を続行する。
実行し、タイマーT1がスタートする。このタイマーが
タイムアツプすると、次の検出ルーチンが実行される。
り量りと有効放電時間Teがカウントされる。これらは
式(4)、式(5)により電極送り速度Vと、有効放電
時間率Φに変換される。なお、上記したある一定の時間
Tsはパルス幅より十分大きな値でなければならず、O
,1〜数十秒である。
s (5)ところで、本実施例ではパ
ルス状の電流波形を用いていることから、体積力U工速
度VWを式(6)%式% (6) ここで、Kaは放電エネルギー効率(単位放電エネルギ
ー当りの加工速度)、Φは有効放電時間率、■はピーク
電流である。さらに、 Ko=Ka−Ea (7)とすると、Φ
・■は有効放電電流に相当するから、KOは電流効率(
単位有効放電電流当りの加工速度)であり、式(6)を
式(8)に書き直すことがてきる。
)および式(5)で得られた値を式(1)と式(8)に
代入して加工速度Vwと加工面積Sを演算し、メモリV
woとΦOに演算値VwとΦを入力する。
められる。試行条件Mtは第5@を用いて、S≧SLを
満足し、かつ最終加工条件Mr以下となる最大No、の
加工条件とする。
よりかなり大きい場合、短時間に放電エネルギーを急激
に増加させることになるので、加工状態が不安定になり
易い。そこで、本実施例においては、−回の条件切り替
えで増加できるステップ数に制限を設けている。すなわ
ち、現在加工中の加工条件をM i−1、演算結果の試
行条件をML、制限するステップ幅をΔMとすると、M
i−Mi−1≦ΔMの場合の実行する試行条件はM t
= M iとし、また、Mi−Mi−1)ΔMの場合
に実行する試行条件(まMu−Mi−1+ΔMとする。
tに切り換わりタイマーT2がスタートする。タイマー
T2にセットされている時間が経過すると、再び検出ル
ーチンが開始する。ここて検出された有効放電時間率Φ
iが、先の条件で得られているΦ1−1(メモリΦOの
値)と比較して、ある割合α<0<α<1)以上である
かが比較される。
良好と判定されて加工を続行する。
定して、−段前の加工条件に戻って加工を行なう。なお
、αは一般の加工で0.4〜0.6である。
Vwoの値)を比較して、もし前段の加工速度よりも低
い値になった場合には、−旦前の加工条件に戻して加工
を続行するような判定を行っても良い。
加工条件データ表から選択するようにしたが、この電流
効率Koをある前提条件もとに数式化して用いてもよい
。例えば、グラファイトで鋼材を加工する場合は、電流
効率を式(9)で表わすことができる。ここで、定数a
、b、cは電極と工作物の材質、および電源方式に関係
する係数で、例えば、電流パルス幅一定方式で、グラフ
ァイトの電極で鋼材を加工する時には、a =1.1〜
1.4 X 10−6、b=1.2〜1.4、c=−0
,9〜−1,1である。ただし、ピーク電流の単位はA
、パルス幅の単位はμSである。
を用いて加工面積を推定してもよい。
部に配置したが、ローパスフィルタ6の出力をA/D変
換器8に入力し、その出力をCNC装置9へ入力し、C
NC装置9の内部で比較演算を行い誤差電圧を求めて電
極送り制御をしてもよい。
よって影響されるが、電源出力方式が電圧パルス幅一定
の場合、放電時間Teはばらつくので、電流効率KOが
変動することになる。そこで、第5図の加工条件データ
表の電流効率KOとして、第5図の加工条件で標準加工
を行ったときの平均的な値を記入しておけば、実用的に
は大きな誤差は生じない。
方法であるが、加工速度の推定に放電エネルギー効率K
aを用いている第2の実施例を第7図により説明する。
しである。
出し、検出結果をA/D変換してCNC装置9に入力す
る。18は電流検出器で、加工中のパルスの電流を直接
検出する。19はピーク電流検出回路で、ピーク電流を
A/D変換し、CNC装置に入力する。なお、第5図の
加工条件データ表には、電流効率Koの代わりに放電エ
ネルギー効率Kaが記載される。
Vwを推定する。このようにアーク電圧とピーク電流を
検出することにより、より正確に加工速度を推定するこ
とができる。
るようにしたが、この値も加工条件データ表に記載して
おき、その値を演算に用いてもよい。
推定できる。したがって、推定した加工速度と、検出し
た電極送り速度から正確な加工面積が推定できることに
なるので、加工面積に応じた適正な加工条件で加工が出
来るので、能率の高い加工が可能となる。
図は、加工状態検出回路の一実施例である。第3図は、
第2図の動作説明図である。第4図、第6図は第1図の
動作を説明するためのフローチャートである。第5図は
、加工条件データ表の一例である。第7図は、第2の実
施例の構成図である。 1:電極、2:工作物、3:電極駆動装置、4:加工電
源、5:放電状態検出回路、6:ローパスフィルタ、7
:比較器 8 : A/D変換器、9 : CNC装置第1図 第2図 こ−−ゴー1− 渇Z図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、加工時の工作物と電極との相対速度を検出する手段
と、有効放電時間率を検出する手段と、電流効率を求め
る手段と、上記相対速度と有効放電時間率および電流効
率から加工面積に相当する値を演算する手段と、上記演
算結果に応じて加工条件を変更する手段とを有したこと
を特徴とする放電加工装置。 2、電流効率を求める手段が電極と工作物の材質、ピー
ク電流、パルス幅、電源の出力方式のいずれか、または
組合せとしてあらかじめ関係を持たせた表からの選択で
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項の放電加工
装置。 3、電流効率を求める手段が電極と工作物の材質、ピー
ク電流、パルス幅、電源出力方式のいずれか、または組
合せとしてあらかじめ関係を持たせた式からの演算であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項の放電加工装
置。 4、電源出力方式が電流パルス幅一定であることを特徴
とする特許請求の範囲第2または第3項記載の放電加工
装置。 5、電源出力方式が電圧パルス幅一定であることを特徴
とする特許請求の範囲第2または第3項記載の放電加工
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6963290A JP2839628B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 放電加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6963290A JP2839628B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 放電加工装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03270821A true JPH03270821A (ja) | 1991-12-03 |
JP2839628B2 JP2839628B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=13408432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6963290A Expired - Fee Related JP2839628B2 (ja) | 1990-03-22 | 1990-03-22 | 放電加工装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2839628B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5756955A (en) * | 1995-07-31 | 1998-05-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for electric discharge machining with calculation of machining area |
CN104874876A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-02 | 北京控制工程研究所 | 一种工具电极加工工艺及采用该工具电极加工微孔的方法 |
-
1990
- 1990-03-22 JP JP6963290A patent/JP2839628B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5756955A (en) * | 1995-07-31 | 1998-05-26 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for electric discharge machining with calculation of machining area |
CN104874876A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-02 | 北京控制工程研究所 | 一种工具电极加工工艺及采用该工具电极加工微孔的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2839628B2 (ja) | 1998-12-16 |
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