JPH0453646B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、加工用電極と工作物の加工間隙にス
イツチ素子のオン・オフスイツチング制御によつ
て、加工パルスを供給する放電加工方法の改良に
係り、特に、持続アーク放電、短絡等の異常放電
の早期消滅と正常放電の増加を図る制御方法に関
するものである。

〔発明の背景〕

周知のように、放電加工は加工間隙に供給した
加工パルスによる繰返し放電によつて加工を行う
が、加工間隙の加工屑濃度等の変化によつて、そ
の放電状態は時々刻々と変化し、加工に有害ある
いは無効な持続アーク放電、短絡等の異常放電が
生じ、加工速度の低下と加工精度の悪化をもたら
す。このため、異常放電を低減して加工を安定に
行うことが必要であり、従来から加工パルスの最
適制御に関する方法や装置が数多く提示されてい
る。

例えば、特開昭53−44994号公報に記載のよう
に、オフタイム中の間隙抵抗が一定値にあると
き、加工パルスを印加していた。しかし、間隙が
異常状態のときは間隙抵抗が一定値に達せず、そ
の回復は電極送りサーボ系や加工液噴流装置等、
一般に応答速度の遅い構成要素に委ねられるた
め、その回復が遅れ、したがつて正常放電の発生
頻度が低く、加工速度の増加が望めなかつた。ま
た、特公昭45−36200号公報に記載のように、加
工パルス一個一個に対して、その印加直後に加工
状態の異常検出をし、異常と判別すると即座に加
工パルスを消滅させる制御を行つていたが、異常
放電による加工面の損傷等に対して、実用上、加
工パルス一個一個に対して制御する必要はなく、
また、異常時は加工パルスを消滅させるため、前
記例のように異常状態の回復が遅れ、加工速度の
増加が望めなかつた。さらに、特開昭59−69226
号公報に記載のように、加工パルス印加後の放電
遅延時間を検出して、それが短かすぎるとき持続
アーク放電と判別し、通常よりパルス巾が短かく
かつピーク電流値の低い電流パルスのみを発生さ
せ、一方、短絡発生の有無はオフタイム中に検出
し、短絡を検出した場合、加工屑等の介在物によ
る疑似短絡を除去するため、次の１回だけ通常の
電流パルスを発生させ、それでも除去できないと
きは機械的短絡と判断して電極送り系によつて加
工間隙が拡大し、短絡が除去されるまで、持続ア
ーク放電と同じ短時間・低電流値の電流パルス
を、その間に通常と同一巾の一定のオフタイムを
はさんで印加し続ける制御を行つた例がある。

しかし、パルス制御による持続アーク放電の積
極的な除去については考慮されておらず、また疑
似短絡除去用の電流パルス巾及びそのオフタイム
巾の短絡による次の正常放電パルスの早期発生に
ついても考慮がされていなかつた。さらに、異常
放電発生時は電流パルスのピーク電流値、パルス
巾の両者を制御するため、その制御装置が複雑に
なる欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題に鑑みてなしたもので、そ
の目的は、簡単なパルス制御装置で持続アーク放
電と短絡の両異常放電を早期に消滅して正常放電
の発生頻度の向上を図ることにより、加工速度が
大きくかつ比較的安価な放電加工方法を提供する
ことにある。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明は、加工パルス印加後の加工
間隙の状態をチエツクパルスにより判別チエツク
し、正常な場合は加工パルス周波数一定の方式ま
たは放電持続時間一定の方式により加工を行い、
異常な場合には持続アーク放電と短絡とに区分け
して前者のときは直ちに、後者のときは通常の放
電持続時間より短かい時間の経過後に加工パルス
を休止した後、さらに通常より短かいオフタイム
を経て再印加し、これらの異常状態が回復するま
で加工パルスのオン・オフ制御と加工間隙状態の
判別チエツクとを繰返すようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

第１図において、１は加工用電極、２は加工用
電極１と対向した工作物で加工間隙を形成し、３
は加工用電源で、トランジスタのスイツチ４と電
流制限抵抗５とを直列に介して加工間隙に接続さ
れ、制御回路６によるスイツチ４のオン・オフス
イツチング制御により間隙に加工パルスを供給す
る。７はチエツクパルス発生回路で、制御回路６
から出力されるスイツチ４のオン開始信号１５を
検出して、このオン開始信号が出力されてからス
イツチ４がオンし極間電圧が放電するに充分足る
電圧（例えば50V以上）となるまでの時間だけ遅
延させた後、チエツクパルス１６を発生させる。

このチエツクパルスの巾は、加工条件として設
定する第１のパルスオンタイtpもしくは放電持続
時間teに比べて微小な巾（例えば0.5μsec以下）
とする。第１のパルスオンタイムtpとはスイツチ
ング制御回路６によつてスイツチ素子４をオンし
て加工用電極１と工作物２の間に加工パルスが印
加されている時間である。また、このスイツチ素
子４を周期的にオフして加工パルスを休止させる
時間のことを第１のパルスオフタイムtoと称す。
８は間隙状態の判別回路で、持続アーク放電ある
いは短絡か否かを判別するため、チエツクパルス
の発生回路７から出力されるチエツクパルス１６
の発生期間中、間隙の検出電圧を基準電圧と比
較・判別し、持続アーク放電と判別されたときは
持続アーク放電判別信号１７を、また短絡と判別
されたときは短絡判別信号１８を制御回路６へ出
力する。

正常放電と持続アーク放電及び短絡の判別は次
のようにして行う。正常放電の場合は印加された
加工パルスの電圧が無負荷電圧Eo（一般的に
100V程度であるが、それ以上に高くする場合も
ある）まで達してから放電（放電が持続中の電圧
Veは18〜30V程度）するのに対し、持続アーク
放電の場合には上記の無負荷電圧まで上昇するこ
となくアーク状の放電に至つてしまう。また、短
絡の場合は短絡電圧Vsまで低下する。

従つて最初の基準電圧レベルe₁を放電するのに
充分足りる電圧Vc（例えば50V以上）から無負荷
電圧Eoの間に設定（Eo＞e₁＞Vc）し、同時にも
う一つの基準レベルe₂を放電中の電圧Veから短
絡電圧Vsの間に設定（Ve＞e₂＞Vs）し、間隙状
態判別回路で比較・判別する。

そして、チエツクパルスの発生期間に検出した
極間電圧のレベルＥがe₁以下の場合は異常放電
（e₁以上の場合は正常放電）である。

この検出レベルＥがe₁＞Ｅ＞e₂の場合が持続ア
ーク放電となり、Ｅ＞e₂の場合が短絡と判別する
ことができ、こうして持続アーク放電判別信号或
いは短絡判別信号を夫々出力することになる。

なお、ここでは間隙状態の検出、判別信号とし
て、間隙の放電電圧を取り上げて示したが、この
他、放電加工の電流またはインピーダンスを検
出、判別信号に利用できることは言うまでもな
い。

例えば正常放電では加工パルスが印加されてか
ら放電遅延時間（無負荷電圧の発生）を経て放電
電流が流れるのに対し、異常放電の場合には放電
の電流が即座に流れ、更に短絡時には短絡電流と
なるので各々に判別することができる。またイン
ピーダンスについても、極間電圧に対応したイン
ピーダンスが発生するので間隙状態を判別するこ
とができる。

９，１０は持続アーク放電・短絡の異常放電発
生時のスイツチ４のオン・オフスイツチング時間
を設定するための回路で、９はパルスオンタイム
を通常の放電持続時間teよりも短かく設定する第
２のパルスオンタイム設定回路であり、また、１
０は通常のオフタイム、即ち第１パルスオフタイ
ムtoのよりも時間を短かく設定する第２のパルス
オフタイム設定回路である。

第２図は、間隙の極間電圧ａ、加工電流ｂ及び
チエツクパルスｃの各波形で、Ａ，Ｂ，Ｆ，Ｋは
正常な放電、Ｃ，Ｄ，Ｅは持続アーク放電、そし
てＧ，Ｈは短絡の場合をそれぞれ示している。

スイツチング素子４をオン・オフ制御する制御
回路６は、間隙状態の良否を検出及び判別する判
別回路８により持続アーク放電、短絡の異常状態
信号を受けた場合、その信号が持続アーク放電判
別信号のときは、例えばスイツチ４を直ちにオフ
し、通常のオフタイムtoよりも時間を短かく設定
した第２のパルスオフタイム経過後にオンして、
判別回路８により間隙状態を判別し、持続アーク
放電判別信号が発生しなくなるまでこれを繰返
す。なお、この場合、持続アーク放電判別信号発
生後スイツチ４を直ちにオフしても、チエツクパ
ルスの発生期間以上電流パルス（正常放電時と同
一のピーク電流値でパルス巾のみを縮小した小パ
ルスエネルギ）が発生し、加工面を損傷させるこ
となく持続アーク放電を除去する働きをする。

一方、異常状態信号が短絡判別信号（加工屑等
の介在物による疑似短絡が大半を占める）のとき
は、例えばスイツチ素子４を通常の放電持続時間
teよりも短かく設定した第２のパルスオンタイム
経過後にオフすることによつて、加工屑による疑
似短絡を除去し、更に通常のオフタイムtoよりも
時間を短かく設定した第２のパルスオフタイム経
過後にスイツチ素子４を再度オンして、間隙状態
判別回路により間隙状態を判別し、上記短絡判別
信号が発生しなくなるまでこれを繰返す。なお、
短絡が疑似短絡でなく機械的短絡の場合は、電極
送り系（図示せず）による加工間隙の拡大等で対
処し得る。また、短絡電流によるスイツチ素子の
破損については、電流制限抵抗の挿入により防止
されている。

従つて、加工間隙へ印加した加工パルス一つ一
つに対して、その初期にチエツクパルスにより間
隙状態を検出し、持続アーク放電あるいは短絡の
いずれかの異常放電が発生した場合、これらをす
みやかに除去し、その後短時間に正常放電を発生
させることによつて全体的に正常放電の頻度が高
く、加工速度を大きくすることができる。また、
パルス巾のみの制御のため、従来の回路あるいは
装置にわずかの追加ですみ装置が安価にできる。

上述の如く本発明の実施例によれば、特にパル
スエネルギが小さくかつ加工間隙が狭いため放電
が不安定となりやすい仕上加工領域で加工の安定
化を図ることができ、従来法に比べ、加工速度の
大幅な増加が達成することができる。さらに、パ
ルスエネルギの大きい中、荒加工領域においても
加工面を悪化させずに加工速度が向上する。

〔発明の効果〕 以上述べたように、本発明によれば、持続アー
ク放電や短絡等の異常放電を早期に消滅でき、よ
つて正常放電の発生頻度が高くなるため、仕上加
工から荒加工の全領域にわたつて、加工面を悪化
させずに加工速度を増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の回路構成図、第２
図は放電波形の説明図で、ａは極間電圧波形、ｂ
は加工電流波形、ｃはチエツクパルス波形であ
る。 １……加工用電極、２……工作物、３……加工
用電源、４……スイツチング素子、５……電流制
限抵抗、６……スイツチング制御回路、７……チ
エツクパルス発生回路、８……間隙状態判別回
路、９……第２のパルスオンタイム設定回路、１
０……第２のパルスオフタイム設定回路、１５…
…オン開始信号、１６……チエツクパルス、１７
……持続アーク放電判別信号、１８……短絡判別
信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工用電極と工作物を対向して成る加工間隙
   に、スイツチ素子のオン・オフスイツチング制御
   により加工パルスを供給しながら加工を行う放電
   加工方法において、 前記加工パルスによる放電加工の極間電圧波形
   の電圧レベルを間隙状態判別回路にて検出し、 該加工パルスの印加時点をチエツクパルス発生
   回路にて検出して微小幅のチエツクパルスを発生
   し、前記間隙状態判別回路によつて検出した極間
   電圧波形の電圧レベルＥを、このチエツクパルス
   発生回路から出力されるチエツクパルスの発生期
   間中基準電圧レベルe₁，e₂と比較し、その検出電
   圧レベルＥがe₁＞Ｅ＞e₂のときとＥ＜e₂のときに
   間隙状態が異常と判別して持続アーク放電と短絡
   の判別信号を夫々発生させ、該判別信号が持続ア
   ーク放電判別信号のときは前記スイツチ素子を直
   ちにオフし、短絡判別信号のときには通常の放電
   持続時間teより短い時間の経過後にオフして加工
   パルスを休止した後、更に通常のオフタイムtoよ
   りも短くした時間の経過後に前記スイツチ素子を
   オンして加工パルスを再印加する制御を行い、前
   記持続アーク放電判別信号及び短絡判別信号の発
   生が回避されるまで前記スイツチ素子のオン・オ
   フスイツチング制御と間隙状態の良否の判別チエ
   ツクとを繰り返すようにしたことを特徴とする放
   電加工方法。