JPS5930620A - Wire-cut electric discharge machining apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To perform an extremely reliable wire-cut electric discharge machining without cutting of a wire, by controlling a pause period of electric discharge while detecting generation of concentrated electric discharge. CONSTITUTION:Whether electric discharge is concentrated or not is detected by a detecting circuit 30. The presence or absence of the concentration of the discharge point is determined from inductance constituents between an electric energy supplying part 20 and a discharge point in a work 1 to be cut, and from a wave form of electric currents. When the concentrated electric discharge is detected, the period between discharges can be extended by extending the OFF time of a switching element 17, based on the data detected by the detecting circuit 30. By this method, factors of concentrated electric discharge can be dissolved.

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
来広く行われており、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電極を
用いて、あたかも「糸のと」のように被加工物を電気的
エネルギで加工するいわゆるワイヤカット放電加工法が
ある。Processing workpieces using electrical energy has been widely used and is a well-known processing method, but a processing method that has been attracting attention as a recent technology uses wire-shaped electrodes. There is a so-called wire-cut electric discharge machining method that processes a workpiece using electrical energy, such as Noto.

第１図は、上記ワイヤカット放電加工法を実施する装置
の動作原理を示す構成図である。１は被加工物で、ワイ
ヤ電極２との間に絶縁性の液３を介して対向している。FIG. 1 is a block diagram showing the operating principle of an apparatus for carrying out the wire-cut electrical discharge machining method. A workpiece 1 faces a wire electrode 2 with an insulating liquid 3 interposed therebetween.

上記絶縁性の液３を以下加工液と記述する。加工液は、
タンク４からポンプ５で、被加工物１とワイヤ電極２０
間隙にノズル６により噴射される。被加工物１とワイヤ
電極２との間の相対運動は、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る。テーブル１１は、Ｙ
軸駆動モータ１３とＸ軸モータ１２により駆動される。The above-mentioned insulating liquid 3 will be hereinafter referred to as a processing liquid. The processing fluid is
From tank 4 to pump 5, workpiece 1 and wire electrode 20
It is sprayed into the gap by the nozzle 6. The relative movement between the workpiece 1 and the wire electrode 2 is performed by moving the table 11 on which the workpiece 1 is placed. Table 11 is Y
It is driven by an axis drive motor 13 and an X-axis motor 12.

以上の構成により、被加工物１と電極２の相対運動は前
述のＸ、Ｙ軸平面内に於て２次元平面の運動となる。ワ
イヤ電極２は、ワイヤ供給り−ル７により供給され、下
部ワイヤガイド８Ａｌ加工物１中を通過して上部ガイド
８Ｂに達し、電気エネルギ給電部９を介して、ワイヤ巻
取り兼テンジョンローラ１０により巻取られる。電気エ
ネ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＄２０によって構成されている。Ｊ４
は、ｘ、Ｙ軸の駆動モータ１２１３の駆動及び制御を行
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。With the above configuration, the relative movement between the workpiece 1 and the electrode 2 becomes a two-dimensional plane movement within the aforementioned X and Y axis planes. The wire electrode 2 is fed by a wire feeder 7, passes through the lower wire guide 8Al workpiece 1, reaches the upper guide 8B, and is connected to the wire winding and tension roller 10 via an electrical energy feed 9. It is wound up by. The processing power supply 15 that supplies electrical energy 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 consists of a control circuit of $20. J4
is a control device that drives and controls the drive motor 1213 of the x and Y axes, and is 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、及びイオン化してい
るため次のパルス電圧を印加するまでには一定の休止時
間を必要とし、この休止時間が短か過ぎると極間が充分
に絶縁回復していない為、再び同一場所に放電が集中し
ワイヤ電極２の溶断を発生させる。In this case, the gap between the electrodes is gasified and ionized due to the high temperature, so a certain pause time is required before applying the next pulse voltage, and if this pause time is too short, the insulation between the electrodes will not recover sufficiently. Since this is not done, the discharge concentrates at the same location again, causing the wire electrode 2 to melt.

従って通常の加工電源では被加工物の種類、板厚等に依
り加工電源１５の休止時間等の電気条件をワイヤ切れを
生じさせない程度の充分余裕を持った条件で加工するの
が普通である。従って加工速度は理論的限界値より相当
低くならざるを得ず、更にワイヤ電極２が均一てなく太
さが変化する場合、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た場合にはワイヤ電極２の溶断は
避けられない。Therefore, with a normal machining power source, depending on the type of workpiece, plate thickness, etc., the electrical conditions such as the down time of the machining power source 15 are normally set to conditions that have sufficient margin to prevent wire breakage. Therefore, the machining speed has to be considerably lower than the theoretical limit value, and furthermore, if the wire electrode 2 is not uniform and its thickness varies, or if there are protrusions or scratches on a part of the wire and the discharge is concentrated. In this case, melting of the wire electrode 2 is unavoidable.

以上のように従来のワイヤカット放電加工装置では、ワ
イヤ電極２の断線を引き起さないようにするため、加工
電源１５の出力エネルギーを少くする等、仮に放電の集
中がワイヤ電極２の一点に集中しても断線しないように
していたため加工速度が著しく低いという欠点があった
。As described above, in the conventional wire-cut electric discharge machining apparatus, in order to prevent the wire electrode 2 from breaking, the output energy of the machining power supply 15 is reduced, etc., so that the electric discharge concentrates on one point on the wire electrode 2. The disadvantage was that the processing speed was extremely low because it was designed to prevent wire breakage even if the wires were concentrated.

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断を、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
体止時間を制御゛づることにより、ワイヤ断線のない極
めて信頼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 apparatus, and determines whether or not there is concentration of discharge points using an inductance component between an electric energy feeding section and a discharge point within a workpiece. To provide an extremely reliable wire-cut electric discharge machining device that does not cause wire breakage by analyzing and determining the current wave and shape determined by this inductance, detecting the occurrence of concentrated discharge, and controlling the discharge body dwell time. It is an object.

以下、本発明の原理図を第２図を用いて説明ずろ。第２
図においてＣＴ　１．を極間電流Ｉの検出のためのカレ
ントトランス 値は、放電点と、電流給電子９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り，、Ｌ２とし、各インダク
タンスが１，、ｅ２とすれば極間電流但し、Ｒ（よ電流
制限抵抗１９の抵抗値、Ｅは直流電源１６の電圧てある
。よってスイッチング素子１７がＪンとなり電流Ｉが流
れオフとなるまでの時間を１゛と１ればこの珂）となる
Ｔの時の電流値を測定する乙とにより、１１と４□が逆
に求まり、更にＬ：、Ｌ２が判別てきる。よってもし放
電点が集中した時には、連続的（こ放電電流■の時間Ｔ
における電流値は、はぼ等しくなる。３０は、上記原理
に基すいて放電集中の有無を検出する検出装置であって
、本装置３０の説明を第３図のタイムチャートと第４図
のブロック図を用いて行う。The principle of the present invention will be explained below using FIG. 2. Second
In the figure, CT 1. The current transformer value for detecting the inter-electrode current I has a different waveform depending on the inductance determined by the distance between the discharge point and the current feeder 9, and the distance between the feeder 9 and the discharge point is If each inductance is 1,, L2, and each inductance is 1,, e2, the current between the electrodes is, however, R (the resistance value of the current limiting resistor 19, and E is the voltage of the DC power supply 16. Therefore, the switching element 17 is J Then, 11 and 4□ are found inversely by measuring the current value at T, which is 1゛ and the time it takes for the current I to turn off. can be determined. Therefore, if the discharge points are concentrated, the discharge current
The current values at are approximately equal. Reference numeral 30 denotes a detection device for detecting the presence or absence of discharge concentration based on the above principle, and the device 30 will be explained using the time chart in FIG. 3 and the block diagram in FIG. 4.

第３図におけるＩは極間電流波形を電流検出用のＣ　Ｔ
を用いて観測したものである。またｖｃｅとは、スイッ
チング素子１７の詞ン、オフ状態を示している。Δ′■
゛というのは、スイッチング素子１７が、］フ；こなる
時に制御回＃２０より出力される信号である。In Fig. 3, I indicates the current waveform between the poles and C T for current detection.
This was observed using . Further, vce indicates the off state of the switching element 17. Δ′■
"" is a signal outputted from the control circuit #20 when the switching element 17 is turned off.

第４図においては、第３図における電流４：４号Ｓ工を
、Δ゛ｌ゛のタイミングにおいて、′リンーｊリングボ
ールデ回路３１によってホー・ルドし、このホールドさ
第１た値をアナログ、ディジタル変換器３２によってデ
ィレタル値として−・担ラッチ回路３３て−・時記憶す
る。木う・ソチ回Ｉ！８３３は、前述の信号へ゛ｌ”に
より次段のランチ回路３４へ、この信号をシフトするＪ
，うに構成されており、このためＩタイミングｆｍのΔ
′■゛１こおける電流値ＳＬと、次のタイミングのＳＩ
は、ラッチ３４の人、出力の値から、読みとることがで
きる。ここで、各信号をＳ□（ｔ）、Ｓ工（ｔ−１＋と
し、これを減算回路もしくはディジタルコンパレータ３
５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、ずなわら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を越した時、連続的集中放電がｎ個連続して発
生したことを検知てきるようになっている。実施例では
、カウンタの８１数パルス（ζΔＴ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、力ｙ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グ変換Ｎ３７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
バード等で表示することにより、放電の集中状態を目視
て確認できろようになっている。In FIG. 4, the current 4:4 S in FIG. , and is stored as a digital value by the digital converter 32 in the latch circuit 33. Thursday Sochi episode I! 833 is a J that shifts this signal to the next stage launch circuit 34 by "l" to the above-mentioned signal.
, and therefore the I timing fm Δ
'■゛Current value SL at one stage and SI at the next timing
can be read from the value of the output of latch 34. Here, each signal is defined as S□(t) and S(t-1+), and these are sent to the subtraction circuit or digital comparator 3.
5, and when there is a difference, that is, when there is no concentration of discharge, the counter 36 is reset, and when there is no difference, when there is concentration of discharge, an addition pulse is added to the counter 36. When the content exceeds a predetermined set value n, it is detected that n consecutive concentrated discharges have occurred. In the embodiment, the counter's 81 number pulse (ζΔT itself is used, and if the discharge is concentrated, the reset will not be applied. Therefore, if discharges are concentrated up to n times in a row, when the set value n of the counter 36 is exceeded, the force y An electrical concentration danger signal S is output.In addition, by attaching a digital-to-analog converter N37 to the counter 36 and displaying this analog signal on the meter 38 or a light emitting diversion, the state of concentration of discharge can be visually confirmed. It looks like this.

さて、」二記検出回路によって得られた出力にもとすい
てスイッヂング素子１７のオフ時間を延ばずことにより
、放電と放電の間の期間の延長させる乙とができ、消イ
オン効果を得ろことがてき、放電集中の一要因を解消す
ることができる。このための回路と方法手段を第５図を
用いて説明する。Now, by not extending the off-time of the switching element 17 in relation to the output obtained by the detection circuit 2, it is possible to extend the period between discharges and obtain a deionization effect. This can eliminate one of the causes of discharge concentration. The circuit and method for this purpose will be explained with reference to FIG.

１１８１１１”４３フリツプフロツプで、この出力Ｑ＝
１の時増幅アンプ１１９を介してスイッヂング素イ１７
はＡンとなる。すなわちオン時間であり、Ｑ＝０の時は
図７時間である。Ｑ＝１の時ＡＮＤゲー　）・１２０は
オン時間、１７時間設定カウンタ１２】のオン時間設定
出力争が°′１″になるまでの間出力はパ０°″である
が、ｒ、が′１″になるとフリップ−１０ツブ１１８を
リセットするのでＱは°゛０″となり４７時間となる。118111”43 flip-flop, this output Q=
1, the switching element I 17 is connected via the amplification amplifier 119.
becomes A. That is, it is the on time, and when Q=0, it is the time shown in FIG. When Q=1, the AND game)・120 is the on time, and the output is 0°'' until the on time setting output conflict of the 17 hour setting counter 12 becomes 1. When it becomes 1'', the flip-10 knob 118 is reset, so Q becomes 0'', which is 47 hours.

この時同時にＡ　Ｎ　＋、）ゲ・−）１２０の出力はＯ
Ｒアゲ−１２２を介して発振器ＯＳＣ及び時間設定用カ
ウンタ１２１をリセットするのでカウントは最初から行
われる。きてＱ＝０となると司−１となるからＡ　Ｎ　
ＤゲートＪ２３の一方のゲーとすなわちＯＲゲー１−１
２４の出力が１″になるまでは出力１は出ない。ＯＲゲ
ー１−１２４及びΔＮＤゲーｈ　１２５．１２６は２系
統の４７時間の設定の制御を行っており、上記信号執が
０″の時は、可を“１″の時（こはらを設定するように
している。すなわち本発明によれば正常放電中【こはで
７、異常の時にばＣ２の副）時間で加工する乙とになり
、異常放電とみなすと急激に休止時間を延ばして消イオ
ン効果を持たせることにより放電集中を防ぎ、ワイＶ断
綿を防ぐものであり、しかもその異常の検出に放電時の
電流波形が、その直前の放電電流波形と同じかどうかで
判別し放電集中を発見することを特徴としたもので従来
（こない加工制御装置の提供を行っている。At this time, the output of A N +, )ge・-)120 is O
Since the oscillator OSC and the time setting counter 121 are reset via the R-game 122, counting is performed from the beginning. When Q=0, it becomes Tsukasa -1, so A N
One game of D gate J23, that is, OR game 1-1
Output 1 will not be output until the output of 24 becomes 1''. When the time is "1" (Kohara is set), according to the present invention, during normal discharge [Kohade 7, in case of an abnormality, it is the sub-time of C2]. If it is considered to be an abnormal discharge, the pause time is suddenly extended to create a deionization effect, which prevents the discharge from concentrating and prevents tearing of the wire.Moreover, the current waveform at the time of discharge is used to detect the abnormality. It is characterized by detecting discharge concentration by determining whether it is the same as the previous discharge current waveform.

なお上記の説明ではオフ時間を４とＧの２通りとしたが
、放電の集中個数を検出するカウンタ３６の内容１こ伴
って連続的に副）時間を設定していくことによっても同
様の効果が得られる。In the above explanation, there are two types of off time, 4 and G, but the same effect can be obtained by continuously setting the sub time according to the content 1 of the counter 36 that detects the number of concentrated discharges. is obtained.

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

第１図は、従来のワイヤカシｌ−敢電加工装暉の原理図
、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図は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は給電子
、ＣＴは電流検出−，３０は放電集中検出回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　菖野　信−Fig. 1 is a principle diagram of the conventional wire sash l-electron processing equipment, 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. A detection block diagram for detecting discharge concentration, and FIG. 5 is a circuit diagram for controlling voltage applied between electrodes. In the figure, 1 is a workpiece, 2 is a wire electrode, 9 is a feeder, CT is a current detection circuit, and 30 is a discharge concentration detection circuit. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts. Agent Makoto Ayano

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、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
放電位置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、上記放
電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」二記パルス状電圧の休止時間を変更制御するよう
にしｔ、−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 device that applies a pulsed voltage to a machining gap between a wire electrode and a workpiece and performs electrical discharge machining using the pulses, the discharge position between the wire electrode and the workpiece is set to the discharge point of the wire electrode. It is equipped with a device that detects the current waveform which is a function of the inductance of the inductance, determines whether or not the discharge position is concentrated at one point, and outputs a signal to this end. A wire-cut electric discharge machining apparatus characterized in that the pause time of the voltage is changed and controlled.