JPH0773813B2 - ワイヤ放電加工の加工面の形状制御方法及びそのための装置 - Google Patents

ワイヤ放電加工の加工面の形状制御方法及びそのための装置

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JPH0773813B2
JPH0773813B2 JP60229791A JP22979185A JPH0773813B2 JP H0773813 B2 JPH0773813 B2 JP H0773813B2 JP 60229791 A JP60229791 A JP 60229791A JP 22979185 A JP22979185 A JP 22979185A JP H0773813 B2 JPH0773813 B2 JP H0773813B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/04Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用可能性〕 本発明は、ワイヤ放電加工による加工面の形状制御方法
及びそのための装置に関する。
〔従来の技術〕
被加工物をワイヤ放電加工により切断する際の加工欠陥
を検出するために、ワイヤガイドを結ぶ直線に対するワ
イヤの偏よりを、一方のガイドと被加工物との間のこの
偏よりを直接測定することによつて測定し、又は、被加
工物に対するワイヤガイドの相対運動に基づいて測定す
ることは、従来から知られている。このワイヤの偏より
によつて切断誤差を生じ、また仕上げ段階の場合には、
被加工物の加工面のふくらみを生ずる。
しかしこの加工欠陥は、ワイヤガイドの間においてワイ
ヤが直線状になつていても加工面上に現出されることが
ある。この欠陥の1つの原因は、加工域に沿つた誘電液
(加工液)の汚染状態の不同であり、その結果として、
ワイヤと被加工物との間の放電火花の距離は、汚染と同
じ方向に変化する。これらの欠陥の結果として加工域内
の何か所かで被加工物上に付着物が形成されることがあ
る。
従来の制御方法によつては、これらの欠陥を検出するこ
とができないため、火花の状態の適切な変更によつてこ
れらの欠陥を除くことはできなかつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本発明は、これらの加工欠陥を検出可能とすることを目
的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
この目的は本発明に従って、被加工物のスリットの表面
とワイヤ電極との間に形成される加工域を進むワイヤ電
極の作動部分を複数の区画に分割し、これらの区画の内
のどの区画で浸食放電が生じているかを検出し、所与の
時間中に各区画に生じる浸食放電の数を計数し、各計数
値と基準値との差の関数として区画毎に制御信号をつく
って、ワイヤ電極が切断しているスリットの形又はワイ
ヤ電極の弛みをオンラインで制御することによって達成
される。このように、加工間隙の縦方向の複数の分割区
画に生じる浸食放電の数によって加工間隙における局所
的加熱スポット又は形状誤差を検出して、ワイヤ電極が
切断しているスリットの形を直接制御することによって
又はワイヤ電極の弛みをなくすことによって切断面の形
状を制御するのである。
〔作用〕
この制御方法によれば、いろいろの区画についての放電
回数の分布とこれに対応した目標値の分布との間にはつ
きりした差異が検出された時に、例えば火花放電域に対
する誘電域の噴射を変更するなどの火花の状態の修正を
開始させることが可能となる。より精度を高くするに
は、放電時に消費された加工電流の関数としての或る重
味を計数時に各々の放電に割当ててもよい。
次に、本発明の好ましい実施例を示した図面を参照して
説明する。
〔実施例〕
第1図には、厚みHの被加工物3の切断の際にワイヤガ
イド2の間に張られた切断ワイヤ1が位置Aから位置B
まで移動する簡単な場合が図示されている。被加工物3
に対するワイヤ1の相対的な送り運動と、火花の発生時
にワイヤ1に作用する吸引性及び反ぱつ性の諸力とによ
つて、位置Bに到着したワイヤ1′(ワイヤ1と同一で
あるが位置Bにある時の状態を示すためダツシユ記号を
付して示す)は、ワイヤガイド2′(ワイヤガイド2と
同一であるがやはり前記と同様の理由からダツシユ記号
を付して示す)を結ぶ直線の後方に彎曲している。その
結果として、この個所と直交する平面内の切断軌跡がこ
の個所にはつきりした曲線を描けば、加工欠陥が発生す
る。
第1図の右半分に示すように、被加工物3の高さHが8
つの区画S1〜S8に区分されているものと想定する。第1
図のこの右側部分において、軸Zは、ワイヤガイド2を
結ぶ直線と平行な座標軸を表わし、軸yは、加工開始以
来8個の区画S1〜S8の各々において検出された放電回数
Niがプロツトされる座標軸を表わしている。今、条件を
簡単にするために、加工電流の値−従つて被加工機の侵
食量−が全ての放電について同一であり、各々の区画Si
において除去される被加工物の量がその区画において生
じた放電の回数Niに比例するものと想定する。各々の放
電回数Niと基準値(簡略化されたこの場合においては、
全放電回数の平均値とすることができる)との差か
ら、ワイヤ1が真直であつた瞬時点例えばワイヤ1が位
置Aにあつた時点から計数することを条件として、位置
Bにおいてワイヤ1が占める形状を定めることができ
る。ワイヤ1により形成されたスリツトが−第2図に示
すように−上部では屡々フレアー状となることを知つて
いるならば、スリツトの上部に対応する放電回数Niに
(1よりも小さな)適当な係数を掛算することにより、
計数開始以来対応の区画Siにおいてワイヤ1が経過した
加工距離にほぼ比例する修正された放電回数Ni′が得ら
れる。別の方法として、放電回数Niでなく、加工欠陥を
検出するために放電回数Niと比較される基準回数Riを調
節してもちろん差支えない。
同様に、各回の放電が、火花の状態に従つて相違する量
の電流を消費し、従つて、ケースバイケースで変動する
量の被加工物の侵食させることを勘案したい場合には、
この被加工物の量(加工電流の目安量に基づいて定めら
れる)に相当する或る重みを各回の放電に割当て、各々
の区画S1〜S7の放電回数の単なるカウントの代りにその
重み付き値の加算値を用いてもよい。
各々の区画S1〜S7の放電回数の計数又は重み付き値の加
算によつて得た数値とこれに対応する一連の目標値との
比較が、少くともいくつかの実測値とこれに対応する目
標値との間の大きすぎる差異をもたらした場合には、警
報信号の送出、火花域への誘電物質の投入量の調節を含
むうる或る自動修正過程の開始、切断送りの減速その他
の全ての適宜の処置がそれにより開始される。
第1図の場合にワイヤ1の彎曲を明らかにするための前
述した方法は、第2〜4図によって示された幾何学的な
加工欠陥の検出にも同様に適用される。第2〜4図の紙
面(第1図において、切断面内にある)は、切断面と直
交している。前述したこととの類似として、既知の方法
により第1図の彎曲の欠陥を評価し、いろいろの区画S1
〜S7の放電回数に重みを付けるためにこの評価を利用す
るならば、第2〜4図の欠陥の大きさは、特に正確に推
定することができる。しかしこれは不可欠ではない。そ
れは、安定状態においては、ワイヤ1の各々の区画S1〜
S7は同じ速度で送られるため、単位時間当りの放電回数
の1つ1つの区画S1〜S7についての変化は、側面への侵
食の差、従つて、第2〜4図に示した切断スリツトの幅
の大きさの変動に対応しているからである。
幾何学的な加工欠陥の検出回路を含むワイヤ切断装置の
原理図である第5図を参照して以下に簡単に説明する。
被加工物3は、ワイヤガイド2によつて張られたワイヤ
1によつて切断される。電動機11,12は、切断面と平行
な方向の被加工物3の移動を制御し、他の電動機13,14
は、ワイヤガイド2,2の相対的な移動、従つて、被加工
物3に対するワイヤ1の配向を制御する。ワイヤ切断装
置は、発振器により制御される断続器16と直列の電圧源
15を含むパルス発生回路を備えている。
ワイヤ1の長手方向の各々の放電の位置は、既知の形式
の検出回路20,21によつて測定される。回路21は、ワイ
ヤ1の2本の電流接続線に循環される電流の間の差とこ
れらの電流の和との比を計算する。この差(i1−i2
は、2本の支線の分路において測定する。得られた商
は、ワイヤ1の各々の区画を表わす値と比較され、回路
21は、この商の値が支線うちの1つに対応している場合
に直ちに論理信号を送出する。
このようにして得た信号は、ANDゲート10に送出され
る。既知の形式の判別回路17は、加工放電が発生すると
直ちに論理信号を発生させることにより、或る条件の下
に不可避的に発生する短絡のような侵食作用のない不時
の放電による効果を除去する。この不時の放電の特徴
は、電流値は高いのに、普通の火花電圧に対する電圧降
下が非常にわずかな値となることである。そのため、局
在化された発熱は非常に少なく、被加工材の除去は生じ
ない。そのため判別回路17は、短絡を認識することがで
きこの場合に論理信号を発生することはない。計数に対
する影響に重味を付けるために加工放電をその強さに従
つて分類するために必要に応じて判別回路17をこの重味
付けに利用することができよう。判別回路17の出力信号
は、放電が生じたワイヤ1の部分に対応するカウンター
に1つの信号を各々の加工放電の際に供給するようにAN
Dゲート10を制御する。この記録に必要なカウンター
は、クロツク25によつて発生した信号も受ける計数ユニ
ツト22中に含まれている。ワイヤ1のいろいろの部分即
ち区画S1〜S7内に単位時間について発生する放電回路の
値は、計数ユニツト22からデータ処理ユニツト23に送出
される。データ処理ユニツト23は、単位時間当りの放電
回数に対する所定の目標値を格納していてもよく、計数
ユニツト22から受ける情報に基づいてこれらの目標値を
計算してもよい。データ処理ユニツト23は、有効放電回
数の値とその目標値との間の偏差が所定レベルを超過し
ているか否かを定めるうえに必要な比較も行なう。この
比較はワイヤと被加工物との相対的な移動を特徴付ける
信号を勘案することができる。これらの信号は、電動機
11〜14を制御する数値制御回路24によつて、データ処理
回路23に送出される。数値制御回路24は、慣用されるよ
うに、電圧源27によつて送出された基準電圧と有効
加工電圧との間の偏差の関数としてワイヤ1の送り速度
を変えることにより放電間隙を制御する速度調整器26か
らの信号をそれ自身受ける。表示装置29は、データ処理
ユニツト23によつて作成された情報を受信してそれを表
示する。
第5図の回路図に特に示した利用形態は、幾何学的な欠
陥の評価に存するのではなく、ワイヤ1のどれか1つの
区画に生ずる瞬時的な加工放電の集積を監視することに
存する。これらの偶発的な現象は、ワイヤ1を弱くして
その破断を惹起させることのある局所的な加熱を生じさ
せる。各々の区画S1〜S7の加工放電の計数値を一連の対
応した超過すべきでない基準値と比較することの有用さ
は、被加工物1の上面と下面(誘電液の同軸噴射ノズル
のすぐ近くの、ワイヤ1が十分に冷却される個所)の近
くの区画に高値を適合させうることに存する。これらの
ノズルは、第5図には図示してないが、各々のワイヤガ
イド2と被加工物3との間に配設されよう。その反対
に、加工間隙が狭いためノズルジエツトが到達し難い中
間の高さの面付近では、比較的低い基準値を採用するこ
とが適切である。言うまでもなく、放電回数の計数値と
超過すべきでない基準値との比較が或る危険な状態を示
した場合には、警報信号、誘電液の噴射量の増大を含む
適宜の自動修正過程、切断送り速度の減速その他適宜の
処理がそれによつて開始される。幾何学的欠陥の監視回
路を局所的な発熱の監視回路とを共働させてももちろん
差支えない。
計数ユニツト22によつて供給されるデータを処理するた
めのデータ処理回路の一例が、第6図にブロツク線図に
より示されている。このデータ処理回路は、ワイヤ1の
全ての区画S1〜S7に発生した全放電について得た平均値
を計算する第1計算回路30と、この平均値と各々の区画
S1〜S7の放電回数値との差を計算するための第2計算回
路31とを備えている。第2計算回路31の出力信号は、表
示装置29(時には警報装置)を制御すると共に、検出さ
れた欠陥を減少させたり除去したりするように、加工及
び噴射のパラメーターを変更する回路32も制御する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、切断時の送りによるワイヤの偏より及び放電
回数の計数の原理説明図、第2図は、誘電液の最適でな
い液流による切断スリツトのフレヤー状の広がりを示す
略断面図、第3,4図は、火花域内の加工屑の不均等な集
中によつて加工スリツトが取りうる2つの別の形状を示
す略断面図、第5図は、切断−加工欠陥検出回路の原理
を示すブロツク線図、第6図は計数ユニツトからのデー
タの処理回路を示すブロツク線図である。 符号の説明 1……ワイヤ、2,2……ワイヤガイド、S1〜S7……複数
の区画。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2つのワイヤガイド2の間に張られて長さ
    方向に動くワイヤ電極1により被加工物を放電加工によ
    って切断しているその切断面の形状を制御する方法にお
    いて、 被加工物のスリットの表面とワイヤ電極との間に形成さ
    れる加工域を進むワイヤ電極の作動部分を複数の区画Si
    に分割し、 これらの区画の内のどの区画で浸食放電が生じているか
    を検出し、 所与の時間中に各区画に生じる浸食放電の数Niを計数
    し、 各計数値Niと基準値Riとの差の関数として区画毎に制御
    信号をつくって、ワイヤ電極が切断しているスリットの
    形又はワイヤ電極の弛みをオンラインで制御する ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】全区画中に発生した浸食放電の数の平均値
    を計算することによって基準値を得る特許請求の範囲1
    に記載の方法。
  3. 【請求項3】ワイヤ電極が真っ直ぐであって放電が発生
    していない時点から浸食放電の回数を計数する特許請求
    の範囲1に記載の方法。
  4. 【請求項4】2つのワイヤガイド2の間に張られて長さ
    方向に動くワイヤ電極1により被加工物を放電加工によ
    って切断しているその切断面の形状を制御する装置にお
    いて、 被加工物のスリットの表面とワイヤ電極との間に形成さ
    れる加工域を進むワイヤ電極の作動部分を複数の区画Si
    に分割する手段、 どの区画で浸食放電が生じているかを検出する検出回路
    20、21、 各区画とこれらの検出回路20、21とに接続され、所与の
    時間中に各区画に生じる浸食放電の数Niを計数する計数
    ユニット22、 この計数ユニット22に接続され、各区画の計数値Niとそ
    の区画の基準値Riとの差の関数として区画毎に制御信号
    を発生するデータ処理ユニット23を備え、それによりワ
    イヤ電極が切断しているスリットの形又はワイヤ電極の
    弛みをオンラインで制御することを特徴とする装置。
  5. 【請求項5】データ処理ユニット23が全区画中に発生し
    た浸食放電の数の平均値を計算する計算ユニットを有す
    る特許請求の範囲4に記載の装置。
JP60229791A 1984-10-16 1985-10-15 ワイヤ放電加工の加工面の形状制御方法及びそのための装置 Expired - Fee Related JPH0773813B2 (ja)

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JPS6195825A JPS6195825A (ja) 1986-05-14
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