JPS62287929A - 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 〔産業上の利用分計〕 この発明は、電極と被加工物間で放電を発生させ、この
放電エネルギで波加工物を切削加工する放電加工Ｕ置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の放′Ｃに加工装置には、被加工物？棒状
電接で穴加ニーｒろものと、被加工物にあらかじめドリ
ルなどで、あけた切孔にワイヤば極を貫通させ、この被
加工物とワイヤ電）ｊをｒ０対的に４動させて被加工物
を切断加工するものとがあるう以下、この放電加工装置
の概要を、瀉７図に示すワイヤ電極使用の放電加工装置
を例に説明する。

第７図において、（１）は被加工物で、その切孔（１ａ
）に１されたワイヤ゛ボ（塚（２）との浦に絶へ々四の
、引３）を供給介在さ−ｔて力る。

上記絶縁性の液（３）を以下加工１夜と記述する。加工
液は、タンク（４）からポンプ（５）で、波加工物（１
）とワイヤ電？！（２）の１７４１隙（ｊ間間隙）（こ
／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Ａるテープ／Ｌ／ａ１）の移動
により行われる。テーブルＣ１１）は、Ｙ軸グ動モーク
αＪとＸ軸駆動モータ０２により駆動される。以上の構
成により、被加工物（１）と電極（２）の相対蓮＠は前
述のＸ、Ｙ軸平面内に於て２次元平面のご動となる。

ワイヤ賞嘆（２）は、ワイヤ供給リー／ｖ（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シヲンロー
ヲ０１により巻取られる。

上記Ｘ、Ｙ軸のｑ動モータ＠、０３の駆動及び制御を行
９制（ａＩＩ装辺０４）は、数値制御装置（ＮＯ制制御
装置中倣い装置ある−は電算機を用いた制御装置が用い
られている。

電気エネルギを供給する加ニー源αつは１例えばＫｆＭ
’ｋＸｒｌ−’ｊ　（１５ａ）　、　スイ７５−　ンク
Ｎ子（１５１））　、　’ｔ？１ｌＥｆｔｉＩＪ限抵抗
（１５Ｑ　）及び前記スイッチング素子（ＩＦｌｂ）を
制御する制御回路（１５ｄ）によって椙成さねている。

次に従来装置の動作につＡて説明する。加工電源（至）
からは高周波パルス電圧が被加工物（１）とワイヤ１１
ｆＭ（２）間に印加され、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＠飛散させる。

この場合、極間は高温によってガス化及びイオン化して
Ａるため１次のパルス電圧を印加するまでには一定の休
止時間を・み要とし、この休止時間が短か過ぎると１間
が充分に絶４で回復しなめうちに再び同一場所に放電が
１申してワイヤ電極（２）の溶断を発生させろ。

従って−ａ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０９の休止時間等の！気条件をワ
イヤ？！！嘩切れを生じさせない稈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ない。更にワイヤ
電ｔｉｉｉ（２）が均一でなく太さが変化する場合、も
しくはワイヤ電極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
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上のように従来のワイヤカプ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（至）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新線しな
いようにしていたため、加工速度が著しく低いという問
題４県があった、そこで、従来、加工状態の良否あるＡ
は電極の損傷丁前状態を判１別し、この判別結果に基づ
いて自助的に正常加工状爬に復帰さぞあるいは電極の損
傷を回避させるような安全対策を施して、　７１１工速
度を低下させな２ようにすることが行われてＡるつ この場合、加工状態の良否あるめはワイヤ、［の断線の
τ曲状ｆ震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ｆＡを観測することである。すなわち
、平均電圧値が低め時は、極間インピーダンスが低い場
合であって、短絡あるいはスフフジとか加工粉の滞留に
エリ、放電のた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ｉＡることを示す
。

しかし、狭ギャップでの加工（精度の良Ａ加工に不可欠
）においては、正常な極間状態でも短絡が頻発するので
、この短絡を検知して安全対策を施していたのでは、や
はり加工能率が著しく低下するという間Ｊ点があった。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、加工１９度を低下させろことなく適確に加工状部の
良否を判別し、電極の損傷や故を未然に防止することの
できる放電加工装置を得ろことを目的とする。

〔問題点をｉ’ｌ’％’欠するための手段〕この発明に
かかる放電加工装置は、！極と被加工物間に印加するパ
ルス電圧の「休止時間」（加工に寄与しない、オンタイ
ムとオンタイム間の消イオン時間）に、１００Ｂ以上の
高周波間流電圧を宙乗させ、この電圧印加により生ずる
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た。電極と被加工
物の極間間隙の絶縁度と、あらかじめ設定した基準直と
の比較結果に基づいて極間状■を判別する極間間隙状態
判別手段を設け、この判別手段の出力に基づ＾て極間間
隙に噴射する加工液流量を増やして（グ間悪化要因とな
ってＡるスラッジや金１萬イオンを排出させるようにし
良好の場合にはＦｕｒを下げ面間インピーダンスを低下
させて放電頻度が上がるように制御する制御手段とを備
えたものである。

〔作　用〕

本余明においては、パルス電圧印加の休止時間中に１．
■周波交流電圧を印加して、イオンｅ慶と独立した。純
然たる絶練度を検出できる。すなわち０高周波交流電圧
を加工粉（スラッジ）や電解イオンの共存している電極
と被加工物の極間に印加すると、電解イオンの移動度は
高周波に対しにぷいため、７ＪＯ工粉による絶縁度のみ
を独立して検出できる。一段に、加工中に〉ける事故要
因は。

放電点の集中によるものであり、こねによってワイヤ断
線が発生する。放電、くの集中は、加工粉排除が悪い時
、加工粉により愼間インピーダンスが低下して起るが、
従来の検出方式では、単極性電圧を印加してＡたため、
電解金属イオンによる絶縁度低下も区別されずに検出し
ていた。これにより、電解金属イオンのｌ農度は、放電
集中の要因ではなめにもかかわらず、不必響に極間状態
悪化とみなして回復手段を頻囁に動作させ、加工能率を
低下させてなた。しかし１本発明の検出手段によって、
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、予め設定さねた基準１直と比較手段で比較し、こ
の比Ｖ、結果に基づいて極間間隙状態判別手段で極間状
態を判別し、別画手段は上記判別手段から異常判別信号
を受けたときには、極間間隙状態を回復させるように制
御する制御手段を備え、加工速度を低下さぜなＡように
したものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一天施例を示す概要図であり、符号
（１）〜α５は上記従来装置と全く同一のものである。

αＧは高周波又流電源（至）による極間もね電流（加工
粉起因による絶縁低下のため流ねる電流）を検出するた
めの電流検出器、αηは制御指令信号発生装置で、前記
電流検出器α０からの検出軍法受入れ手段、極間電圧検
出手段および検出電圧を基準値と比較する比較手段、こ
の比較手段の出力に基づいて極間状■を判別する極間間
隙状態判別手段などを有し、制御例ｆｉ（１４１，加エ
フ趨０９などに制御指令（ｉ号を供給するように構成さ
れてめる、尚、高層ｊ交流道源（至）は１０〜２５ｖ１
周波敬１Ｂ（１００酷〜２０廂２使用可）の交流発生器
（１８ａ）と、１列の電流制限インピーダンス素子（１
８ｂ）とから成り、７１０工ｗｔ源αｅが、パルス重圧
を発生した時には、上記インピーダンス素子（１８１）
）により、　Ｉ’；ｉＡｒ！〕に対し何等影Ｖｔ与えず
、加工［源αＱのスイッチング雲子（１５ｂ）がオフの
時、すなわち休止Ｉｖｆ間中のみ交流電圧が極間にθＪ
加されろう第２図は、第１図記載の構成ｔこよるところ
の極間電圧Ｖｇの波形と（体重計時間中に亮周波間流印
加）、上記電流検出器ａ６より＜ｉられた電流信号工及
び、加工鉦源αＱのパルス重圧がオンとなっている時の
信号Ｓｐ、及びこのＳｐで休止時間中のみの電流信号を
収り出したＳＤ、更にこのＳＤをエンベローブ検波して
、そのレベルを３段階とし。

極間インピーダンスが低く、多大なもれ電流が流れてい
る７１以上（２００！Ｑ以下に棟当）、これより低いレ
ペμ”２（１，５ＫΩ稈度相当）より大で、レベ／Ｌ／
ｖ】　　より低いレベル及びＶ２以下（加工しない時の
液の比抵抗で定まる稈度のレベル）に分け、　そｔＬＰ
れ、Ｖｌ（、ｆ〜Ｖ２．Ｖ２）ｃＤ信号群としている。

第３図は第２図の信号群を得るための回路例で。

電流検出器α０の′電流信号は増碍口１絡（Ｈ７）にこ
り増幅され信号工として、アナログスイッチ（１１Ｆ＋
）の入力となる。アナログスイッチ（０８）　の開閉り
。

加工電源０場のパルス信号の休止側信号であるＳｐで制
御され０本例では、休止時ｎηの時のみ倍号工を通すよ
うｌごして力る。この通過信号がＳＤで。

この信号をエンベロープ検波する同Ｔｈｅ（１１９）は
。

ダイオードＤ１ｇ抗Ｒ，コンデンサＣで調成されている
。該（１１９）の出力ＳＥは、イ、圧比較罪ηり１）に
供給される。上紀電圧比較語□□□は入力ξれた信号Ｓ
ＤがＶｌ　　より大である場合出力が１とｔ、ｒす。

電圧比較ｎ　ｆ２１）は■２より小である場合出力が１
となる。アンドゲートツはｖｌより大で■１より小であ
る信号をとりだすためのものである。

実検によれば、極間インピーダンスが５　＋１　＋３〜
７００Ω以上の場合におりでは放′はそのものが１夜中
におけろアーク柱の発生とこれに伴う高熱の発生（５０
０（１〜７　（１００℃）及びピンチ効果のあられれが
ｉｉｄ調に行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Ａることを示していることが
わかった。

また、２００Ω以下の場合には火花放′ＲＬは確かに虎
間に存在するが、電ｊと被加工物間にｍ接存在している
のではなく、電極→スラッジ→彼加工物とか、１イ極−
金属イオン→被加工物といった放電をしたとしても、充
分に被加工物にエネルギが分配されずに単にワイヤを損
傷させるような放載状因であることが判明した。従って
、このような放電状額はＩＭ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、Ｖｌくであるか、Ｖ＋〜■２であるかによって
加工状態を制御すれば、ワイヤＫＷの損傷断線を防ぐこ
とができる。第４図は、上記電圧比較器■罰の出力に基
づめで１ｉ間間原状１諜を判別する判別手段＠の構成例
を示すものであって、絶虞度劣化信号（ＶＩ＜）はゲー
ト（至）を介してカウンタ（至）によりカウントされる
。また、正常絶縁度信号（Ｖ＋〜Ｖｌ）は上記カウンタ
（至）をリセットし、異常放電が連続しないかぎリカワ
ンド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
を示すものであるとめえろ、なぜなら、正常な放電であ
れば、熱論カワンタ（至）は９０′であるが、正常放電
と異常放電を繰り返している場合。

カウンタ（ハ）の内容の平均値は異常になるほど大とな
り、正常になるほど少くなる。

そして、ワイヤｔｔＥｆ１Ｍ（２）の断線に至る直前ま
での異常放電の連続があった場合、ディジタルコンパレ
ータ（至）によって危険信号Ｓ７を出力し、この信号に
基づいて状部改善のための制御をすることができる。

また、Ｄ／Ａコンバータ翰によるアナログ出力ＳＪ／を
用いてアナログ表示するとか、上記危険信号Ｓｘ　ｙ、
モニタ回路例に供給する。このモニタ回路（７）は否定
アンドゲート四１発光ダイオード（ＬＥＤ）の、抵抗ｒ
Ｏにより構成されている。

第５１図は１以上述べた異常放電検出のタイムチャート
で、カウンタｊの内容のアナログ値ＳＮ　。

危険信−号Ｓ７　、電流信号、甑聞寛圧信号Ｖ、ｃ＜の
関係を示したものである。以下、上記カウンタ（至）の
内容に基づいて、ｒｆｉ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。

以下、上記力ワンタ（２）の内容に応じて極間に対する
加工液の噴出量を便化させる制御手段（至）の−例を第
６図につ−て説明する。

第６図において、加工液供給ポンプ（５）でタンク（４
）から吸い上げられた加工液（３）はパイプ（１００）
を通り、液澁可変バｐブ■１゜Ｖ２　、Ｖ３　、Ｖ４を
介してノズル（６）へ供給されろうこの卯工液諭蓼はパ
ルプＶ＋　、Ｌ２　、Ｖ３　、Ｖ４の（ボ閉伏博によっ
て変化するう上記パルプＶ＋、Ｖｌ、Ｖ’３．Ｖ４はそ
れぞれ上記力ヮンタ（至）の出力２〜２　によって開閉
制御をされる。本例テＨＶ　ｌ　カ１００００／分、Ｖ
２が２００ｑ分。

■３が４００　ｃＸ３／分、Ｖ４が８００（３７分のパ
ルプとなっているので、１間状態の良否に相応する液量
が極間に噴射される。例えばカウンタ（ハ）の内容が２
′すなわち６４以上のとき、２　の出力が「ｌ」になっ
ているからｖｌが開となり１００ｑ分の流ｔが、カウン
タ（至）の内容が２　すなわち１９２の時には２と２　
の出力が「１」になっているから、　Ｖｌと■２が開と
なり３００αン′分の流量と１八う具合に加工液が極間
に供給されろう そして、きわめて値が大きな時例えば２　すなわち１０
２４以上の時には、ＯＲゲート（１０１）を介して強制
噴流パルプ■３を開とし、数１０００（ｎ／分もの液流
を与えるようにしてＩｌｈ　；１．逆に、差が少ない時
には１通常の加工に使用されるような適当欲の微少流を
手動バルブＶＯによって極間間偵に与える。

ところで、上記説明では、この発明をワイヤ電極を用−
るワイヤカプト放電加工装置に利用する場合につめて述
べたが、棒状を極を用すろ放電加工装置にも利用できる
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に、（れば、前記極間間隙状■
判別手段（至）の検出結果金もとにして正常放電と異常
放電の判別を行うものであるから、顎工圧度を低下させ
ることなく適確に加工状・琢の畏否を判別することがで
きる。

そして、その判別さ几た極間状弗の良否に応動して加工
液流艙を制御するため５ンｉ間間隙に生成するスフフジ
の排出が能率的に打づれることになり、放電の効￥を著
しく改善できる。すなわちスフフジが極Ｉ′１Ｊ１ｒ＃
ｒＪ隙に介在すると、放電アークは電極→スフツジ→彼
加工物の経路で発生するため。

放電エネルギーのかなりの部分がスフフジ中で消耗し、
加工効率が低下し、放電による熱も電甑側に多く発生し
てｖＬ極の損傷原因となるという現象があったのが、こ
れを防ぐことができるようになる。また、極間間隙が適
正で、正常枚１視状■の時には液流８減少させるので、
１間インピーダンスを必要以上に亮くぜず、被電がし易
くなり加工が安定することにより、加工２度が己〈なろ
等と力う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す復要因、第２図１２
この冥施例の動作を示すタイムチャー１−第３図は極間
の絶縁度の検出手段の一例を示す回路図２第４図は煩間
間隙状照判別手段の一イη１を示す回路図、箔５図はそ
の動作を示す夕１′ムチヤード、第６図は制ζＣ手段の
一例を示す回路構成図。 第７図は従来のワイヤカｙト＋ｊ１．電加工装Ｗ１７Ｉ
−示す原理図である。 図中、（１）は被加工物、（２）はワ、イヤ電極、α５
は加工電源、αＧは屯ン亜検出器、ａηは制御指令信号
発生装置、（至）はに周波交流電源、（暑は極間間隙状
四を判別する判別手段である。 なお図中同−符−３・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波加工物を
   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
   重乗させる手段と、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絶
   縁性加工液の噴出流量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。