JPS62287912A - 放電加工装置 - 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】 ８、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電極上被加工物間で放電を発生させ、この
放電エネルギで被加工物を切削加工する放電加工装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の放電加工装置には、被加工物を棒状電極
で穴加工するものと、被加工物；こあらかじめドリルな
どであけｆこ紡孔にワイヤ電極を貫通させ、この被加工
物とワイヤ１ｉ！極を相対的に移動させて被加工物を切
断加工するもの七がある。

以下、この放電加工装置の概要を、第７図に示すワイヤ
電極使用の放電加工装置を例シζ説明する。

第７図において、（１）は被加工物で、その紡孔（１ａ
）に通され１こワイヤ電極（２）との間に絶縁性の液（
３）を供給介在させている。

上記絶縁性の液（３）を以下加工液き記述する。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（２）の間隙（極間間隙）；こノズル（６
）により噴射される。

被加工物（１）おワイヤ電極（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αυの移動によ
り行われろ。テーブルα刀は、Ｙ軸駆動モータ０３とＸ
軸モータ（２）により駆動されろ。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
細事面内に於いて２次元平面の運動とζＣる。

ワイヤ電極（２）は、ワイヤ供給リール（７）により供
給され、下部ワイヤガイド（８Ａ）、被加工物（１）中
を通過して上部カイト（８Ｂ）に達し、下気エネルギ給
電部（９）を介して、ワ・イヤ巻取り兼テンションロー
ラ００により巻取られろ、 上記Ｘ、Ｙ軸の駆動モーター、α３の駆動及び制御を行
う制御装置Ｃ１４）は、数値制御装置（ＮＣ制御装置）
や倣い装置あるいは、電算機を用いＴコ制御装置が用い
られている。

電気エネルギを供給する加工ｍ源α９は、例えば、直流
電源（１５ａＪ、スーイ・・・チング素子（１５ｈ）、
電流制限抵抗（１５り及び前記スイ・・チング素子（１
５ｂ）を制御する制御回路（Ｌ５ｄ）によって構成され
ている。

次）こ従来装置の動作について説明才ろ。加工電顛α９
からは高周波パルス電圧が被加工物（１）とワイヤ電極
（２）間に印加され、１つのパルスによＺ７＆Ｎ爆発に
より被加工物（１）の一部を溶融飛散させろ。

この場合、極間は高温によってガス化及びイオン化して
いる１こめ、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ろと極間
が充分子こ絶縁回復しないうらに再び同一場所に放電が
集中してワイヤ電極（２）の溶断を発生させる。

従って、通常の加工電源では被加工物の種類。

板厚等に依り加工宝龜０９の休止時間等の電気条件をワ
イヤ電極切れを生じさせない程度の充分余裕を持つに条
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ない。更にワイヤ電
極（２）が均一でなく太さが変化する場合、もしくはワ
イヤｔｕｉｉの一部に突起やキズ等があり放電が集中し
１こ場合にはワイヤ電極（２）の溶断は避けられない。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上のように従来のワイヤカー・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１こ
め、加工ｗＬ源０９の出力エネルギを少くする等、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１こｔこめ、加工速度が著しく低い
という問題点かあつ１こ−そこで、従来、加工状態の良
否あるいは電離の損傷直前状態を判別し、この判別結果
に基づいて自動的りこ正−常打工状ａｔこ復帰させある
いは電極の損傷を回避させろような安全対策を施して、
加工速度を低下させないよう）こすることが行なわれて
いる。

この場合、加工状態の良否あるいはワイヤ電極の断線の
直前状態を判別するのに最も一般的な手段は、上記の極
間電圧値の平均値を観測することである。すなわち、平
均電圧値が低い時は、極間イノピータンスが低い場合で
あって、短絡あるいはスラ・ｌジとか加工粉の滞留によ
り、放電の１こめの絶縁破壊が起りやすくなり放電集中
（ワイヤ切断の最大要因）が発生していることを示す。

しかし、狭ギセー’Ｊブでの加工（精度の良い加工に不
可欠）においては、正常な極間状態でも短絡類 が播発するので、この短絡を検知して安全対策を施して
いＴこのでは、やはり加工能率か著るしく低下するとい
う問題点があった。

この発明はかかる問題点を解決する１こめに４ｒされｔ
こもので、加工速度を低下させることなく適確に加工状
態の良否を判別し、電極の損傷事故を未然に防止するこ
さのできる放電加工装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決する１こめの手段〕 この発明にかかる放電加工装置は、電極と被加工物間に
印加するパＩレス電圧の「休止時間」（加工Ｉこ寄与し
ない、オンタイムとオンタイムの間の消イオン時間口こ
、１００［１ｚ　以上の高周波交流電圧を型染させ、こ
の電圧印力旧こより生する電流値から極間間隙における
加工液の絶縁度を検出する検出手段および該検出手段で
検出され１コ電極と被加工物の極間間隙の絶縁度と、あ
らかじめ設定し１こ基進値との比較結果に基ついて極間
状態を判別する倫間ｎη諒状態判別手段を設け、この判
別手段の出力に基づいて上記パルス重圧の休止時間の幅
を制御する制御手段とを備え１こものである。

〔作用〕

本発明においては、パルス電圧印加の休止時間中に、荷
周波交流電圧を印加して、イオン濃度上独立しｆコ、純
然１こる絶縁度を検出できる２才なわち、請周波交流１
圧を加工粉（スラ、・・ジノや電解イオンの共存してい
る１２極亡被加工物の電量に印加すると、電解イオンの
移動度は高周波に対しｌこぶいｆこめ、加工粉による絶
縁度のみを独立して検出できる。一般シこ、加工中にお
け、乙事故要因は、放電点の集中ｌこよるものであり、
これによってワイヤ断線が発生する。放電点の集中は、
加工粉排除が悪い時、加工粉により極間インピーダンス
が低下【７て起るが、従来の検出方式では単極性電圧を
印加してい−こｔこめ、電解金属イオン１こよる絶縁度
低下も区別されずに検出してい１こ。これ）こまり、電
解金属イオンの濃度は放電集中の要因ではないｉこもか
かわらず、不必要に極間状態悪化きみなして回復手段を
頻繁１こ動作させ、加工能率を低下させていｔこ。しか
し、本発明の検出手段りこよって、真の放電集中要因が
検出され、この検出手段の検出結果を、予め設定され１
こ基１値と比軟手段で比佼し、この比咬結果に基づいて
極間間隙状１＆判別手段で極間状態を判別し、制御手段
は上記判別手段から異常１＋ｊ別信号を受けＴこ、：）
１こは、極間間隙状態を回復させ、乙ように制御する制
御手段を備え、加工速度を低下させないように（７、ｆ
こものである。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の−￥施例を示すａ６図であり、符号
（１）〜α９は上記従来装置と全く同一のものである。

０引オ高周波交流ｉ！―（至）によ゛る極間もれ電流（
加工粉起因による絶縁低下の１こめ流れる電流）を検出
するＬ：めの電流検出器、ａηは制御指令信号発生装置
で、前記電流検出器ＯＬ５からの検出電流受入れ手段、
極間電圧検出手段ゴ、５よび検出電圧を基醜値と比１較
する比較手段、この比較手段の出力に基づいて極間状態
を判別する極間間隙状態判別手段４Ｃど合有し、制御装
置−１加工屯倣（至）などに制御指令信号を供給するよ
うに構成されている。尚尚高周波交流電源（至）は１０
〜２５■１周波数Ｉ　Ｍｌ−１ｚ（Ｌ　００　ＫＨｚ　
〜２９Ｍ、ｕｚ使用可）の父流発８：器（１８Ｂ）と、
Ｆｉ列の電流制限インピーダンス素子（１８ｂ）亡から
成り、加工ｗ！、椋０９がパルス電圧を発生しｆこ時に
は上記インピーダンス素子（１８ｂ）により、極間に対
し同等影響を与えず、加工電源ｕ９のスイ・・・チング
素子（１５ｂ、）がオフの時、すなわち休止時間中のみ
、交流電圧が極間に印加される。

第２図は、第１図記載の構成による亡ころの極間電圧Ｖ
ｇの波形とく休止時間中に高周波交流印加ン、上記電流
検出器ＯＱより得られ１こ電施信号工及ヒ加工電υα９
のパルス重圧がオンとなっている時の信号８Ｐ、及びこ
の８９で休止時間中のみの電流信号を取り出し１こ８Ｄ
、更にこの８Ｄをエンベロープ検波して、そのレベルを
８段階とし、極間インピータンスか低く、多大なもれ［
ｆＡｃか流れている■１以上（２００Ω以下に相当〕、
これより低いレベルＶ２（１，５にΩ程度相当〕より大
で、レベル■１より低いレベル及び■２以下（加工しな
い時の液の比抵抗で定まる程度のレベル）１こ分け、そ
れぞれＶ＋（、Ｖ＋〜Ｖ２．Ｖｌ）の信号群としている
、 第３図は第２図の信号群を得る１こめの回路例で、電流
検出器αＧの電流信号は増幅回路（１１７７にまり増幅
され信号ｌとしてアナログスイ、・・チ（１１８）の入
力となる。アナログスイ、・・チｔｌ１８）の開閉は、
加工［源０９のパルス信号の休止側信号であるＳＰで制
御され、本例では、休止時間の時のみ、信号■を通すま
うＩζしている。この通過信号がＳＤで、この信号をエ
ンベロープ検波する回路（１１９）は、ダイオードＤ、
抵抗凡、コンデンサＣで構成されている。該（１１９）
の出力ＳＥは、電圧比較器■。

２Ｄに供給されろ。上記電圧比較器翰は入力され１こ信
号８Ｄがｖｌより大である場合出力が１となり、電圧比
較器Ｑυはｖｌより小である場合出力が１となる。アン
ドゲート■はＶｌより大でＶｌより小である信号をとり
だす１こめのものである。

実験ｉこよれば、極間インピータンスが５００〜７００
Ω以上の場合においては、放電そのものが液中をこおけ
るアーク柱の発生とこれに伴なう高熱のＰ生（５０００
〜Ｆ’０００”ｃＪ及びピンチ効果のあられれが順調に
行なわれている場合であり、被加工物側に充分なエネル
ギ分配がなされていることを示していることがわかっＴ
こ。

まｆコ、２００Ω以下の場合には、火花放電は確かＩこ
極間に存在するが、電極と被加工物間に直接存在してい
るのではなく、電極−スラ・・・ジー被加工物♂か電極
−金属イオン−被加工物といっ１こ放電しｆこさじても
、十分（こ被加工物にエネｒレギが分配されずシこ単に
ワイヤを損傷させるような放電状態であることが判明し
Ｔこ。従って、このような放電状態は直ちに除去しない
と、ワイヤ電極の損傷断線が発生することになってしま
う・ よって、Ｖ＋（であるか、■１〜Ｖ２であるかによって
加工状態を制御すれば、ワイヤ電極の損傷断線を防ぐこ
さができる。第４図は、上記電圧比較器■、ＣＤの出力
に基づいて極間間隙状態を判別する判別手段四の構成例
を示すものであって、絶縁劣化信号（Ｖ　Ｉ＜、　）は
ゲート（至）を介してカウンタ（至）によりカウントさ
れる。ま１こ、正常絶縁度信号（Ｖｌ〜Ｖｚ）は上記カ
ウンタ（至）をリセ・トし、異常放電が連続しないかぎ
りカウントしつづけないようにしている。

従って、上記カウンタ（至）の内容はそのまま極間状態
を示すものであるごいえる。なぜなら、正常な放電であ
れば、無論カウンタ（イ）は１ｏ＃であるが、正常放電
さ異常放電を繰り返している場合、カウンタ（至）の内
容の平均値は異常になるほど太さなり、正常になるほど
少くなる。

そして、ワイヤ電極（２）の断線に至る直前までの異常
放電の連続があっ１こ場合、ディジタルコンパＬ／−９
（至）によって危険信号Ｓ＾を出力し・この信号＋ｃ　
Ｍ　ツイテ状Ｉ’ｌ！’改善の１こめの制御をするこ亡
ができる。

まＴこ、Ｄ／Ａコンバータ翰にぼるアナログ出力ＳＭを
用いてアナログ表示するとか、上記危険信ＱＳＡをモニ
タ回路（至）に供給する。このモニタ回路（ト）は否定
アンドゲート四１発光ダイオード（ＬＥＩ））　（Ｘ）
、　抵抗ｒ　ｏ　＋ｃまり構成されているり第５図は、
以上述べ１こ異常放電検出のタイムチルートで、カウン
タ（至）の内容のアナログ値ＳＩＭ。

危険信号ＳＡ、電流信号　、極間電圧信号Ｖｇの関係を
示し１こものである。以下、ｒ記カウンタ（至）の内容
に基づいて、極間状態回復手段を作動させ、ワイヤ断線
に至る不具合を解消する具体的方法につき以下詳述する
。

さて、上記検出回路によって得られ１こ出力にもとづい
てスイ・・・チング素子（１５ｂ）のオフ時間を延ばす
こさにより、放電と放電の間の期間の延長させることが
でき、消イオン効果を得ることができ、放電集中の一要
因を解消することができる。このｔコめの回路と方法手
段を第６図を用いて説明する。

ｔｌ１８）はルＳフリ・・・ブフローＩブで、この出力
Ｑ−１の時増幅アンプ（１１９）を介してスイ・・・チ
ング素子（ｔ５Ｊはオンきなる。すなわちオン時間であ
り、Ｑ−０の時はオフ時間である。Ｑ＝１の時ＡＮＤケ
ートと、２０）はオン時間、オフ時間設定カウンタ（（
Ｌ２１Ｊのオン時間設定出力τｐが′１′になるまでの
間出力は１０′であるが、τｐが１＃になるとフリ＝ｌ
ブフローｌブ（１１８］をリセー２トするのでＱは１０
′となりオフ時間となる。この時同時にＡＮＤゲートと
、２０）の出力はＯＲゲート（１２２）を介して発振器
Ｏ８Ｃ及び時間設定用カウンタ（１２１）をリセーを卜
するのでカウント１４最初から行われろ。

さてＱ＝ＯとなるとＱ＝１となるからＩＮＤゲー）（１
２３）の−万のケートすなわちＯＲゲー）（１２４）の
出力が″１′になるまでは出力１は出ない。（ＪＢゲー
ト（１２４）及びＡＪＩＩ）ゲート（Ｌ２５）、　（１
２６）は２系統のオフ時間の設定の制御を行っており、
上記信号８人がゞＯ′の時は、τＩを１＃の時ｆこはτ
２を設定するようシこしている。すなわち本発明によれ
ば正常放電中ｔこはτ１．異常の時にはτ２のオフ時間
で加工することになり、異常放電きみなすと急激に休止
時間を延ばして消イオン効果を持１こせろことにより放
電集中を防ぎ、ワイヤ断線を防ぐことを特徴としｆこも
ので従来（こない加工制御装置Ｏ）提供を行っている。

なお上記の説明ではオフ時間を７１とτ２の２通りさし
１こが、放電の集中個数を検出するカウンタ四の内容に
伴って連続的にオフ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。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す砥要図、第２図はこ
の実施例の動作を示すタイムチャート、第３図は極間の
絶縁度の検出手段の一例を示す回路図、第４図は極間間
隙状態判別手段の一例を示す回路図、第５図はその動作
を示すタイムチャート、第６図は制御手段の一例を示す
回路構成図、第７図は従来のワイヤ力・・・ト放電加工
装置を示す原理図である。 図中、（１）は被Ｅｌｌ工物、（２）はワイヤ電極、ｑ
５は加工１１５．源、１．ｌｅは電流検出器、αηは制
御指令信号発生装置、（至）は高周波交流電源、（至）
は極間間隙状態を判別する判別手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極と被加工物とを絶縁性加工液を介在させて対向させ
   、その電極と被加工物間にパルス電圧を印加して両者間
   に放電を発生させ、その放電エネルギで上記被加工物を
   加工する放電加工装置において、上記電極と被加工物間
   に印加するパルス電圧の休止時間に、高周波交流電圧を
   重畳させる手段と、この高周波交流電圧により、上記電
   極と被加工物の間隙に存在する上記絶縁性加工液の絶縁
   度を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
   る上記電極と被加工物の間隙の絶縁度を予め設定した基
   準値と比較する比較手段と、上記比較手段の出力信号に
   基づいて極間状態を判別して信号を出力する極間間隙状
   態判別手段と、この判別手段の出力に基づいて上記極間
   間隙に印加するパルス電圧の休止時間を制御する制御手
   段を具備したことを特徴とする放電加工装置。