JPS58211830A - 放電加工制御装置 - 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】 本発明は放電加工制御装置、特に電極と被加工物とを加
工間隙を介して対向させ、その加工間隙をサンプリング
・演算・ホールド機能を有する位置制御サーボ系によっ
て制御する放電加工制御装置に関するものである。

一般に放電加工機のサーヂ系は加工間隙を放電状態に応
じて迅速に制御することが要求されている。このため、
電極の駆動装置としては油圧シリンダ、パルスモータ、
直流サーゼモータ等によるサーヂアクチュエータが適用
され、又加工間隙を制御するためにサンプリング・論理
演算・ホールド機能を有する位置制御ザーｉ系を適用す
る試みがなされている。この位置制御サーｉ系には例え
ばマイクロプロセッサやミニコンビュニタ等による汎用
処理装置が用いられる。

この種放電加工制御装置として従来第１図に示すものが
提案されている。

即ち、加工電極１０と被加工物１２との間に加工間隙１
４を形成し、この加工間隙１４には電源１６から電流制
御されたパルス電圧が印加されて放電加工が行なわれる
。

１８は判定回路であって、加工間隙１４にパルス１Ｌ圧
を印加した後放電を開始する迄の放電開始時間を測定し
、これが予め設定した所定の第１の時間より短かい第１
の時間領域、第１の所定時間より長く第２の所定時間よ
り短かい第２の時間額。

域及び第２の所定時間以上又はパルス電圧の印加時間中
に放電が発生しない第３の時間領域の何れに属するかに
基づき加工間隙１４を狭める方向又は広げる方向のサー
ボ信号を出力する。このサーボ信号中の第２図Ａ及びＢ
に示すアップ信号ＳＵ及びダウン信号ＳＤのみが電圧ノ
ξルス幅より極めて狭いノξルス幅の高周波基準クロッ
ク発生回路２０からのクロックパルスが供給されたアン
ド回路２２及び２４に供給され、これらアンド回路から
夫々第２図Ｃ及びＤに示す論理積出力を得、これらを夫
々アップダウンカウンタ２６に供給、して所定時間積分
を行ない、電圧パルス幅の大小に拘らず所定時間内のア
ップ信号ＳＵ及びダウン信号ＳＤの比率を求める。

カウンタ２６には後述する論理演算回路２４からのサン
プリング周期に対応する３１時間毎に得られるリセット
信号Ｓ几によってリセットされる。

従ってカウンタ２６は第２図Ｇに示す如く時点ｔ１から
アップパルスを順次カウントし、時点１２〜１３間でそ
の最終カウント値を保持し、時点ｔ３がもダウンパルス
をカウントすることによって順次減算し、ΔＴ時間経過
時点ｔ、でリセットされ、以上の動作を３１時間毎に繰
り返えす。

カウンタ２６のカウント出力はレジスタ２８に供給され
、このし２スタ２８に演算回路２４からのリセット信号
Ｓ几の直前で得られる第２図りに示すセット信号ＳＳに
よって記憶される。

レジスタ２８に記憶されたサーボ信号の積分信号は、サ
ンプリング・論理演算・ホールドを行なう機能を有する
装置３０によって極間電圧に応じた主軸位置指令値に変
換される。

装置３０はレジスタ３８の出力を受ける入力ラッチ３２
と、このラッチ３２の出力及び後述する誤差カウンタ３
６の出力が供給され且つ所定周期のリセット信号Ｓ几及
びセット信号ｓｓを出力する論理演算回路２４と、この
回路２４の出力値をホールドする出力ラッチ３４とから
構成されている。論理演算回路２４は、誤差カウンタ３
６°の出力即ちラッチ３４の零次ホールド出力ｚｃと主
軸位置検出信号Ｚｆとの追従誤差Ｚ６を読み込み、これ
を主軸位置指令値と加算し＼その結果性られる指令値は
出力ラッチ３４に次の指令値が出力されるまで保持され
る。

出力ラッチ３４に保持された指令値は、位置サーボ系を
構成する誤差カウンタ３６に供給され、このカウンタか
も指令値が主軸°位置検出器３８によって検出された主
軸移動量を表わす信号Ｚｆで減獅された位置誤差信号Ｚ
Ｅ・が出力される。

誤差カウンタ３６の位置誤差信号資はＤ／Ａ変換器４０
によ゛つてアナログ信号に変換され、速度アンプ４２、
直流サーゼモー、夕４４及び指速発電機４６から構成さ
れる電極１２の駆動速度制御サーゼ系に速度指令として
供給され、直流サーボモータ４４を駆動してボールネジ
４８を回転駆動させて電極１２を同定支持する主軸５ｏ
を進退させ、主軸５０の変位が位置指令と等しくなるま
で直流サーボモータ４４を駆動して加工間隙１４を適正
値に維持する。

以上の従来装置によると、加工間隙１４にパルス電圧を
印加した後放電を開始する迄の時間を判別回路１８で検
出することによって加工間隙１４を適正値に維持させる
ことができるものであるが、サンプル値制御系に入力さ
れるサーボ信号の時間的変化は第２図Ｈに示すようであ
って、この制御方法では主軸の送りゲインＧは、Ｇ＝に
８ｉ（Ｋは定数）によって決定されるが、極間状態変化
時間に比較して機誠系応答時間が遅いという制限から、
特に仕上領域で追従制御できずに発振状態に陥ることが
あり、加工性能が低下せざるを得ない場合が多かった。

本発明は前述した従来の課題に鑑み為されたものであり
、その目的は主軸送りゲインを極間サーボ信号の微分値
の関数として制御する・ことによって追従性の良好なサ
ーボ制御を行ない、極間状態を常に安定加工領域に保ち
加工能率を向上させ得る放電加工制御装置を提供するこ
とにある。

上記目的を達成するために、本発明は、電極と被加工物
とを加工間隙を介して対向させ、該加工間隙に制御され
たパルス電圧を印加した後放電が発生する迄に要する放
電開始時間を測定して上記加工間隙を調整するサーボ信
号を出力する判別回路と、該判別回路のサーボ信号に基
づいて上記加工間隙をサーボ制御する位置制御サーボ系
とを有する放電加工制御装置において、上記判別回路の
サーボ信号を、サンプリング周期に対応した所定周期で
積分するアップダウンカウンタに供給し、該アップダウ
ンカウンタのカウント値を所定周期毎に保持するレジス
タに供給し、該レジスタの所定周期毎の出力値をその差
が、設定値以上のとき主軸送りゲインを減少するように
当該レジスタの出力値の差の関数として主軸送りゲイン
を制御し設定値以下のとき所定の主軸送りゲインに制御
する主軸送りゲイン制御装置に供給し、該主軸送りゲイ
ン制御装置の出力を上記位置制御サーボ系に供給するよ
うにしたことを特徴とする。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第３図は本発明装置を示す系統図であって、第１図との
対応部分には同一符号を付しその詳細説明は省略するが
、本発明においては、第１図の構成において、レジスタ
２８及び装置３００Åカラツチ３２間に主軸送りゲイン
制御装置５２が介挿された構成を有する。この主軸送り
ゲイン制御装置５２は、論理演算回路２４０セット信号
ＳＳが供給され、所要周期毎にレジスタ２８からの出力
信号の差が、予め設定された設定値より大きい場合には
主軸送りゲインを減少するようにレジスタ２８の出力値
の差の関数として主軸送りゲインを制御し、設定値より
小さい場合には主軸送りゲインを所定値に制御するよう
に構成されている。

次に以上の本発明装置の動作を説明すると、第１図の場
合と同様に判別回路１８から第２図Ａ及びＢに示すアッ
プ信号ＳＵ及びダウン信号ｓＤが得られ、これらがアン
ド回路２ｏ及び２２に供給され、それらの出方側から第
２図Ｃ及びＤに示す論理積出力が得られ、これをアップ
ダウンカウンタ２６で所定時間積分される。カウンタ２
６の所定時間毎のカウント値はレジスタ２８に保持され
、主軸送りゲイン制御装置５２に出力される。以後同様
の動作を繰り返し、主軸送りゲイン制御装置５２からレ
ジスタ２８の現在の出方値とその直前の出力値との差が
設定値より大きい場合には主軸送りゲインが減少するよ
うに当該レジスタ出力値の差の関数として主軸送りゲイ
ンを制御し、レジスタ出力値の差が設定値より小さい場
合主軸送りゲインを所定値に制御するサーボ信号がザン
ゾル値制御系に出力される。

このサーボ信号は、サンプリング、論理演算及びボール
ド機能を有する装置３ｏによって、先ず極間電圧に応じ
た主軸位置指令値に変換される。

ここで論理演算回路２４は誤差カウンタ３６の出力即ち
零次ホールド出力Ｚｃと位置検出信号２ｆとの差（追従
誤差）Ｚ６を読み込み、主軸指令値と加算し、次の微少
時間における零次ホールド出力を計算する。この操作に
より位置のサーボ系において零次ホールド制御であって
も位置の安全クローズトループ化が可能となり、高精度
の間隙制御が可能となる。上記零次ホールド出力は、所
定微少時間毎に誤差カウンタ３６へ並列データとしてプ
リセットされるため、プリセット時に誤差カウンタ３６
の出力はインパルス出力となる。これによって直流サー
ボモータに対し充分な起動トルクが発生でき、応答性の
良好なサーゼ系を構成できる。なお、インパルス信号の
大きさは、直流サーホモークの特性、負荷特性及び所定
微小時間等の関係から、オーバーシュートしない値に設
定されることは言うまでもない。

以上のように本発明によれば、加工間隙の状態を判別す
る判別回路からのサーボ信号をサンプリング周期に対応
した所定の周期で積分するアップダウンカウンタに供給
し、その所定周期毎のカウント値をレジスフに保持させ
るディジタル積分回路に、所定周期毎の主軸送りゲイン
を制御する主軸送りゲイン制御装置を加え、サンプル値
制御系に組み合わせたから、サンプリング間隙中におけ
るサーボ信号を無視する′ことなく全時間領域に亘って
安定なサーボ信号のサンプリングが可能となり、又位置
のサーボ系に位置の制御指令を出力する零次ホールド回
路の出力がプリセットされると共に電極位置信号との差
を出力する誤差カウンタに供給し、該カウンタ出力を速
度のサーボ系に出力するＤ　／　Ａ変換器を設けたので
、零次ホールＦ制御であっても、位置の完全クローズト
ループ化が可能となり、サンプル値制御系である放電加
工機であっても、その加工間隙状態を適確に検出するこ
とができるもので、その検出結果に基づいて加工間隙状
態に対応した極めて追従性の良好なサーボ制御を行な、
５ことができ、加工性能の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放電加工制御装置のブロック図、第２図
は従来および本発明の放電加工制御装置の動作説明図、
第３図は本発明の放電加工制御装置のブロック図である
。各図中、同一部材には同符号を伺し、ｌＯは加工電極
、１２は被加工物、１４は放電間隙、１８は判別回路、
２４は論理演算回路、２６はアップダウンカウンタ、３
６は誤差カウンタ、３８は１）／Ａ変換器、・４４は直
流サーボモータである。 代理人　弁理士　　葛　野　イｇ　− （外１名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　電極と被加工物とを加工間隙を介して対向さ
   せ、該加工間隙に制御されたパルス電圧を印加した後放
   電が発生する迄に要する放電開始時間を測定して上記加
   工間隙を調整するサーボ信号を出力する判別回路と、該
   判別回路のサーボ信号に基づいて上記加工間隙をサーヂ
   制御する位置制御サーボ系とを有する放電加工制御装置
   において、上記判別回路のサーボ信号を、サンプリング
   周期に対応した所定周期で積分するアップダウンカウン
   タに供給し、該アップダウンカウンタのカウント値を所
   定周期毎に保持するレジスタに供給し、該レジスタの所
   定周期毎の出力値をその差が、設定値以上のとき主軸送
   りゲインを減少するように当該レジスタの出力値の差の
   関数として主軸送りゲインを制御し設定値以下のとき所
   定の主軸送りゲインに制御する主軸送りゲイン制御装置
   に供給し、該主軸送りゲイン制御装置の出力を上記位置
   制御サーボ系に供給するようにしたことを特徴とする放
   電加工制御装置。