JPS5924920A - Wire-cut electric discharge machine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent snapping of a wire by detecting an electric discharge position from a current wave form which is expressed as the function of inductance at the discharge point so as to discriminate existence of any concentration of discharge positions and varying a voltage value accordingly. CONSTITUTION:The interpole current I which flows between an article 1 to be worked and a wire electrode 2 is detected by a current transformer CT. The wave form of the interpole current I is different accoding to the inductance determined by the distance L1, L2 between a current feeder 9 and electric discharge points. When the electric discharge points are concentrated, the continuous values of the electric discharge current I during a time T are nearly equal. A detector 30 detects existence of concentration of electric discharge on the basis of this principle.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ワイヤ電極を用いて被加工物の切削を電気的
に行う装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for electrically cutting a workpiece using a wire electrode.

電気的エネルギによって被加工物を加工することは、従
来広（行われており、周知の加工方法であるが、最近の
技術として注目をあびている加工法にワイヤ状の？［ｉ
　ｊｆｆ＋を用いて、あたかも「糸のこ」のように被加
工物を電気的エネルギで加］二するいわゆるワイヤカッ
ト放電加エン夫がある。Machining a workpiece using electrical energy is a widely used and well-known processing method, but a processing method that has recently been attracting attention as a wire-shaped
There is a so-called wire-cut electrical discharge engine that applies electrical energy to a workpiece using jff+, as if it were a ``scroll saw''.

第１図は、上記ワイヤカット放電加工法を実施する装置
の動作原理を示ずｌ＋１！成図である。Ｉ　ｌ；Ｉ　７
１加工物で、ワイヤ電極２との間に絶縁性の１１１３を
介して対向している。上記絶縁性のＭ　３を以下加工液
と記述ずろ。加工液は、夕、り４からポンプ５て、被加
工物１とワイヤ電極２の間隙にノズル６により噴射され
る。被加工物１とワイヤ電１！ｉｉ　２どの間の相対運
動は、被加工物１を載せているテーブル１１の移動によ
り行われろ。テーブル１１は、Ｙ軸駆動モータ】３とＸ
軸モータ１２により駆動される。以上の構成により、被
加工物】と電極２の相対Ｍ動は前述のχ、Ｙ軸平面内に
於て２次元５）′面の運動となる。ワイヤ電極２は、［
ノイへ・供給り一ル７により供給され、下部ワ、イード
ガイド８Ａ腫加］二物１中を通過して」二部ガイド８Ｂ
に達し、電気エネルギ給電部９を介して、ワイヤ巻取り
兼−丁−７シヨンローラ１０により巻取られろ。電気工
才ルギを供給する加工電源１５は、例えば、本記載例の
ようなものであって、直流電源１６、スイッチング素子
１７、電流制限抵抗１９及び前記スイッチング素子１７
を制御する制御回路２０によって構成されている。１４
は、ｘＳＹ軸の駆動モータ１２ｊ３の駆７動及び制御を
行う制御装置であって装置制御装置や倣い装置あるいは
、電算機を用いた制御装置が用いられている。FIG. 1 shows the operating principle of the apparatus for carrying out the above-mentioned wire cut electric discharge machining method. It is a complete drawing. I l; I 7
One workpiece is opposed to the wire electrode 2 with an insulating material 1113 interposed therebetween. The above-mentioned insulating M3 will be hereinafter referred to as a machining fluid. In the evening, the machining liquid is injected from the nozzle 6 into the gap between the workpiece 1 and the wire electrode 2 by a pump 5. Workpiece 1 and wire electric 1! ii The relative movement between the two parts is performed by moving the table 11 on which the workpiece 1 is placed. Table 11 is driven by Y-axis drive motor】3 and
It is driven by a shaft motor 12. With the above configuration, the relative M movement between the workpiece and the electrode 2 becomes a two-dimensional movement in the 5)' plane within the above-mentioned χ and Y-axis planes. The wire electrode 2 is [
It is supplied by the feeder 7 to the lower part of the lower part of the guide 8A, and passes through the second part 1 of the guide 8B.
The wire is then wound up by a wire winding roller 10 via an electric energy supply section 9. The processing power supply 15 that supplies electric power is, for example, as in the present example, and includes a DC power supply 16, a switching element 17, a current limiting resistor 19, and the switching element 17.
It is configured by a control circuit 20 that controls. 14
1 is a control device that drives and controls the drive motor 12j3 of the xSY axis, and a device control device, a copying device, or a control device using a computer is used.

次に従来装置の動作について説明する。Next, the operation of the conventional device will be explained.

正常な加工状態では、加工電源１５からは高周波パルス
電圧が印加され、１つのパルスによる放電爆発により被
加工物１の一部を溶融飛散させる。In a normal machining state, a high-frequency pulse voltage is applied from the machining power source 15, and a part of the workpiece 1 is melted and scattered by a discharge explosion caused by one pulse.

この場合極間は高温のためガス化、及びイ詞ン化してい
るため次のパルス電圧を印加するまてにｌよ一定の休止
時間を必要とし、この休止時間が短か過ぎろと極間が充
分に絶縁回復□してい４Ｃい為、再び同一場所に放電が
集中しワイヤｆｉｔ極２の溶断を発生させる。In this case, the gap between the electrodes is at a high temperature and is gasified and turned into a metal, so a certain pause time is required before applying the next pulse voltage. Since the insulation has not been sufficiently recovered, the discharge concentrates at the same location again, causing the wire fit pole 2 to melt.

従って通常の加工型ｉ１’Ａ−〔は被加工物の種類、板
厚等に依り加工電源１５の休止時間等の電気条件なワイ
ヤ切れを生じさ氾ない程度の充分余柘を持った条件−Ｃ
加工するのが普通（゛あろ３．従−Ｊ−（加−１ａｄ度
は理論的限界値より相当低くならざるを１１ず、更にワ
イヤ電１！ｉｉ２が均一”（なく太さが変化−４ろルー
合、もしくはワイヤの一部に突起やキズ等があり放電が
集中しｊ−場合にはワイ・１・電１ｉ１ｉ　２の溶断は
避けられないっ 以」二のように従来のワイー？ノＪノドＩｒ’ｌ電加−
１装置では、ワイヤ電極２の断線を引き起さないように
するｔこめ、加工電源１５の出力エネルギーを少く４ろ
等、仮に放電の集中がワイヤ電１ｉｊ≦２の一点に集中
しても断線しないＪ、うにしていたため加工油Ｉｌｌが
著しく０（いという欠点があっＩコ。Therefore, the normal machining type i1'A-[depends on the type of workpiece, plate thickness, etc., and the electrical conditions such as the downtime of the machining power supply 15 have sufficient margin to prevent wire breakage. C
It is normal to process ('Aro 3. J- (addition -1 ad degree must be considerably lower than the theoretical limit value, and furthermore, the wire electric power 1! ii2 is uniform" (without changing the thickness -4 If there are protrusions or scratches on the wire or a part of the wire, and the discharge is concentrated, it is inevitable that wires 1 and 2 will melt. J throat Ir'l electric charge
1, in order to prevent the wire electrode 2 from breaking, the output energy of the machining power source 15 should be reduced to a minimum, so that even if the discharge is concentrated at one point, the wire electrode 2 will not break. However, because I was using sea urchins, there was a drawback that the processing oil level was extremely low.

本発明は、上記の従来装置の欠点に鑑みてなされたもの
であって、放電点の集中の有無の判（Ｉノ「を、電気′
エネルギー給電部と、被加工物内における放電点の間の
インダクタンス成分と、このインダクタンスによって定
まる電流波形から解析判断し集中放電の発生を検出して
、放電開始電圧を制御＋Ｔｌｌす゛ることにより、ワイ
ヤ断線のないｌ１ｉｉめ−Ｃ侶頓性の高いワイヤカット
放電加工装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional device, and it is an object of the present invention to determine whether or not there is concentration of discharge points.
By analyzing and determining the inductance component between the energy supply unit and the discharge point in the workpiece and the current waveform determined by this inductance, detecting the occurrence of concentrated discharge, and controlling the discharge starting voltage +Tll, wire breakage can be prevented. It is an object of the present invention to provide a wire-cut electric discharge machining device that is free from l1ii-C and has high stability.

以下、本発明の原理図を第２図を用いて説明する。第２
閏に石いてｃＴは極間電流■の検出のためのカレントト
ランスである。十記極間電ｍ　Ｉの値は、放電点と、電
がし給１，１了１）との間の距離で定まるインダクタン
スによってその波形が異り、給電子９と放電点との間の
距離がおのおのＬｌ、Ｌ、とし＼各インダクタンスが”
ｒ　Ｇ＆−Ｊれば極間電流但し、Ｒは電流制限抵抗１９
の抵抗値、Ｅは直流電源１６の電圧である。よってスイ
ッチング素子１７がインとなり電流■が流れ副フとなる
までの時間を１゛とずればこの副フとなるＴの時の電流
（ｌｌｌｆ’ｅ測定することにより、町と１２が逆に求
まり、更にり。Hereinafter, the principle diagram of the present invention will be explained using FIG. 2. Second
Additionally, cT is a current transformer for detecting the interelectrode current (2). The value of the interelectrode voltage m I varies depending on the inductance determined by the distance between the discharge point and the electric power supply 1,1,1), and If the distance is Ll, L, each inductance is
If r G&-J, the current between electrodes. However, R is the current limiting resistance 19
The resistance value of E is the voltage of the DC power supply 16. Therefore, if the time it takes for the switching element 17 to turn on and the current to flow and become sub-f is offset by 1, then the current at T which becomes sub-f (lllf'e) can be obtained inversely by measuring , furthermore.

、Ｌ２が判別ｐきる。よってもし放電点が集中した時に
は、連続的に放電電流Ｉの時間゛ｒにおけろ電流値は、
はぼ等しくなる。３ｏは、上記原理に基ずいてｂｙ、電
果中の有無を検出４゛ろ検出装置てあって、本装置３０
の説明を第３図のタイツ、チ？ｌとり１４図のブロック
図を用いて７）・′１．５第３図におけるＩ　ｌｅｔ極
間電ｔｒｌｔ；波形を電ｉ＋ＩＥ検出用Ｏ）　ＣＴを用
い−Ｃ観測したものてある。Ｊたｖりとは、スイッチン
グ素子Ｊ７の（）、閂フ状態を示している。ΔＴという
のは、スｆソ、ｆング累Ｊ’＋７が、Ａフになろ時に制
御回路２０．１り出力されろ信号である。, L2 can be determined p. Therefore, if the discharge points are concentrated, the current value at time r of the continuous discharge current I will be:
become almost equal. The apparatus 30 is equipped with a detection device 4 for detecting the presence or absence of an electrolyte based on the above principle.
Explanation of the tights in Figure 3, Chi? Using the block diagram in Figure 14, the waveform was observed using CT for I + IE detection. Jtavri indicates the bar state () of the switching element J7. ΔT is a signal that is output from the control circuit 20.1 when the S/F/F/F/J'+7 becomes A/F.

第４図においては、第３図にお（ｙる電流佃ぢＳ。In FIG. 4, the current shown in FIG.

を、Δ゛ｌ′のタイミングにおいて、Ｉナンブリング小
−ルデ回路３１によっでポーノ１ドし、このホールドさ
れた値をアナログ、ディジタル変換腑３２に」、ってデ
ィジタル値として一担うノ；ｆ−回路３３−（一時記憶
ずろ。本ラッチ回路３３１Ｊ　、＋１ｉＩ述の信号△゛
Ｉ゛（こ、１り次段のうシヂ回路３４へ、この（３とを
シフ１−シろように構成されてＪｊす、このため１タイ
ミング１）；ＪのΔ゛１゛における電流値ｓ１と、次の
タイミングのｓＥは、ラッチ３４の人、出力のＩＩＩ’
ｌから、読みとることカでキル。ココテ、各信号’ｅ　
５ｌｆｔｌ　、５Ｉ（ｔ−１１トし、これを減算回路も
しくはディジタルコンパレータ３５によって差分検出を
行い差分のある時、すなわち放電の集中がない場合カウ
ンタ３６をリセットし、差分のない時、すなわち放電集
中がある時カウンタ３６に加算パルスを加えることにま
りカウンタ３６の内容が、所定の設定値ｎを越し１２時
、連続的集中放電がｎ個連続して発生しｔコ乙とを検知
できるようになっている。実施例では、カウンタのＸ＋
数パルスにΔ′Ｆそのものを用い、放電集中の場合リセ
ットがかからなくなるから、ｎ個まで連続して放電が集
中すればカウンタ３６の設定値ｎを越した時、放電集中
危険信号Ｓが出力される。またカウンタ３６にディジタ
ルアナロゲ変換器３７を取りつけて、このアナログ“信
号を、メータ３８あるいは、発光ダイ］−Ｆ等で表示す
ることにＪ、す、放電の集中状態を「１視で確＝８でき
ろ」うになっている。is converted into a digital value by the I numbering circuit 31 at the timing of Δ゛l', and this held value is converted into an analog/digital converter 32 as a digital value. f-circuit 33-(temporary memory offset.This latch circuit 331J,+1iI-described signal △゛I゛(This, 1st, to the next-stage shift circuit 34, shift 1-to this (3) Therefore, the current value s1 at Δ゛1゛ of J and sE at the next timing are the output of the latch 34 and the output III'
Kill by reading from l. Kokote, each signal'e
5lftl, 5I(t-11), and the difference is detected by a subtraction circuit or digital comparator 35. When there is a difference, that is, there is no concentration of discharge, the counter 36 is reset, and when there is no difference, that is, there is no concentration of discharge. At one point, when an addition pulse was applied to the counter 36, the contents of the counter 36 exceeded a predetermined set value n, and at 12 o'clock, n continuous concentrated discharges occurred in a row, making it possible to detect t. In the example, the counter X+
Δ'F itself is used for several pulses, and if the discharge is concentrated, the reset will not be applied, so if the discharge concentrates up to n times in a row, and the set value n of the counter 36 is exceeded, the discharge concentration danger signal S will be output. be done. In addition, by attaching a digital-to-analog converter 37 to the counter 36 and displaying this analog signal on a meter 38 or a light emitting diode, it is possible to confirm the concentration state of discharge at a glance. "You can do it."

第５図の実施例は、上記の出フｆＥ１ｔＷｌｒ基づいて
極間印加電圧を変化させる例であって、放電開始電圧を
低下させれば、放電はしづらくなり同一極間ギャップで
の放電集中を防ぐことができる。、した、放電集中がな
い場合には１θ；間印加電化を上げることによ・す、同
一放電ギヤノブにおける放電のしやすさをｊ曽す乙とが
できる。The embodiment shown in FIG. 5 is an example in which the voltage applied between the electrodes is changed based on the above-mentioned output fE1tWlr, and if the discharge starting voltage is lowered, it becomes difficult to discharge and the discharge is concentrated in the same gap between the electrodes. It can be prevented. If there is no discharge concentration, it is possible to increase the ease of discharge in the same discharge gear knob by increasing the applied electrification by 1θ.

第５図における４０は、前記カウンタ３６の出力（こ応
したアナログ電圧を）・ツノシスタ５１Ｊ）・＜−スに
増幅し°Ｃ印加するための増幅Ｗ−（’ある。さて極間
に印加されろ電圧ｖ９は、以１・−のことくにあらオ）
される。40 in FIG. 5 is an amplification W-(') for amplifying the output of the counter 36 (the corresponding analog voltage), the horn sister 51J), and applying it to °C. The filter voltage v9 is as follows:
be done.

Ｖｇ＝−１ｃ　Ｒ１−−−（１１ またＩｃはｌ・ツノシスタ５１の工ξノタフオＬｌ　７
　（’（萌Ｒ２に流れる電流にほぼ等しり（９９％程瓜
）乙のｌｃは １・−−ｙ−！＝−萼ｆ　　　　　　（２１Ｒ１ＲＬ と表される。よってｖ９は、式（１）と（２）よりｖ９
−一−も二ｖＩ３　　　　　　　　（３）となる。ここ
てＲ，＝３（ＩＫΩ　Ｉｔ、−］　ＫΩ　１ζ二３００
ｖとすると■、は）〜ｌ　１１　Ｖの変化により０〜−
３００Ｖの変化をする。7
('(approximately equal to the current flowing through R2 (approximately 99%)) lc of B is expressed as 1・--y-!=-calyxf (21R1RL).Therefore, v9 can be calculated using equation (1) and ( 2) from v9
-1- also becomes 2vI3 (3). Here R, = 3 (IKΩ It, -] KΩ 1ζ2 300
When v is ■, is) ~ l 11 0 ~ - due to the change in V
Makes a change of 300V.

これにより、放電集中が発生し、カウンタ３６４１）内
容が増加すると、反転増幅器４０の出力が減少し、極間
電圧ｖ９は減少する乙とになり、放電集中はなくなる。As a result, when discharge concentration occurs and the contents of the counter 3641) increase, the output of the inverting amplifier 40 decreases, and the electrode-to-electrode voltage v9 decreases to B, and the discharge concentration disappears.

なお、上記実施例では、放電集中検出カウンタ３６の内
容に応じて、連続的に極間印Ｉｎ口１け、を変えている
が、必ずしもカウンタ内容と電圧は比例関係を持たせる
ことはなく、より級数的な比率で変化ずろほうが、ワイ
ヤ断線を防ぐ急味で１１効果がある。In the above embodiment, the pole distance mark In is continuously changed by 1 digit according to the contents of the discharge concentration detection counter 36, but the counter contents and the voltage do not necessarily have a proportional relationship. Changing the ratio in a more series-like manner is more effective in preventing wire breakage.

以上のように本発明にＪ、れば、放電の集中を、電流波
形のその直前の波形と同しかどうかで判別し、しかも、
放電分散をはかるために極間印加電圧を制御することを
特撮としｔこもので従来にない加工制御装置の提供を行
っている。As described above, according to the present invention, the concentration of discharge is determined based on whether the current waveform is the same as the previous waveform, and further,
We are providing an unprecedented machining control device that uses special effects to control the voltage applied between the electrodes in order to disperse the electric discharge.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、従来のワイヤ）ｙソト放電加コニ装置の原理
図、第２図は本発明の詳細な説明図、第３図は電流波形
と検出波形の関係を示す図、第４図は放電集中検出のた
めの検出ブロック図、第５図（，１極間印加電圧制御回
路図である。図中１は被加工物、２はワイヤ電極、９（
，１給電了、Ｃ’Ｉ’　１．Ｌ電流検出器、５１は印加
電圧制御１・；ツノシスター（ある。Fig. 1 is a principle diagram of a conventional wire) y soto discharge application device, Fig. 2 is a detailed explanatory diagram of the present invention, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the current waveform and the detected waveform, and Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the current waveform and the detected waveform. FIG. 5 is a detection block diagram for detecting discharge concentration, and is a circuit diagram for controlling the voltage applied between one pole. In the figure, 1 is the workpiece, 2 is the wire electrode, and 9 (
, 1 power supply completed, C'I' 1. L current detector, 51 is applied voltage control 1; horn sister (there is).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ワイヤ電極と被加工物の加工間隙にパルス状の電圧を印
加し一１上記パルスによって放電加工を行うワイヤカッ
ト放電加工装置において、上記ワイヤ電極と被加工物と
の放電位ＩＮを上記ワイヤ電極の放電点におけるインダ
クタンスの関数である電流波形より検出すると共に、Ｉ
−記ｈ’を重位置が一点に集中しているか否かを判別し
、それにもとすく信号を出力する装置を備え、この装置
の出力によって上記パルス電圧値を変更制御するように
したことを特徴とするワイヤカット放電加工装置。In a wire-cut electrical discharge machining apparatus that applies a pulsed voltage to the machining gap between the wire electrode and the workpiece and performs electrical discharge machining using the pulses, the discharge potential IN between the wire electrode and the workpiece is set to It is detected from the current waveform which is a function of inductance at the discharge point, and I
- A device is provided to determine whether or not the heavy positions are concentrated at one point, and to output a signal accordingly, and the output of this device is used to change and control the above-mentioned pulse voltage value. Characteristic wire cut electrical discharge machining equipment.