JPS6274531A - ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法 - Google Patents
ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法Info
- Publication number
- JPS6274531A JPS6274531A JP60214001A JP21400185A JPS6274531A JP S6274531 A JPS6274531 A JP S6274531A JP 60214001 A JP60214001 A JP 60214001A JP 21400185 A JP21400185 A JP 21400185A JP S6274531 A JPS6274531 A JP S6274531A
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- JP
- Japan
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- wire
- wire electrode
- discharge
- electric discharge
- machining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、ワイヤカット放電加工装置の自動運転中に
発生するワイヤ電極の断線を、その前駆現象を捉えるこ
とにより予知するワイヤカット放電加工Ｏこおけるワイ
ヤ電極断線予知方法に関するものである。
発生するワイヤ電極の断線を、その前駆現象を捉えるこ
とにより予知するワイヤカット放電加工Ｏこおけるワイ
ヤ電極断線予知方法に関するものである。
一般Ｇこ、この種の装置は、例えば特公昭６〇−１０８
５６号公報にも開示されているように、そのワイヤ電極
送給関係部分についてその概略構成を示せば、第１図の
通りである。
５６号公報にも開示されているように、そのワイヤ電極
送給関係部分についてその概略構成を示せば、第１図の
通りである。
即ち、（１）は直径が０．２ ｍｍ程度の黄銅等で構成
されるワイヤ電極、（２）は加工をこよるワイヤ電極（
１）の消耗を補うために常に新しいワイヤ電極（１）を
供給する為のワイヤ供給リール、（３）はワイヤ電極（
１）をある速度で引張り上げるためのワイヤ電極駆動モ
ータ、（４）は邦動モーク（３）のローラ間でワイヤ電
極（１）を挾みつけるためのピンチローラ、（５）は加
工区域Ａのワイヤ電極（１）に張力を与えるためのブレ
ーキ、（６）はワイヤ電極（１）を挾みつけ、ワイヤ電
極（１）にブレーキ力を伝達するためのピンチローラで
ある。（７）は駆動モータ（３）によって引張り上げら
れた加工済のワイヤ電極（１）を巻取るためのワイヤ電
極巻取りモータ、（８）はワイヤ電極巻取リリールであ
る。（１０）は３区域のワイヤ電極（１）にある張力を
生じさせるためのブレーキ、（１１）は被加工物、（Ｉ
２）は給電装置、α３）は被加工物α１）とワイヤ電極
（１）間に加工工葬ルギーを供給する電源装置である。
されるワイヤ電極、（２）は加工をこよるワイヤ電極（
１）の消耗を補うために常に新しいワイヤ電極（１）を
供給する為のワイヤ供給リール、（３）はワイヤ電極（
１）をある速度で引張り上げるためのワイヤ電極駆動モ
ータ、（４）は邦動モーク（３）のローラ間でワイヤ電
極（１）を挾みつけるためのピンチローラ、（５）は加
工区域Ａのワイヤ電極（１）に張力を与えるためのブレ
ーキ、（６）はワイヤ電極（１）を挾みつけ、ワイヤ電
極（１）にブレーキ力を伝達するためのピンチローラで
ある。（７）は駆動モータ（３）によって引張り上げら
れた加工済のワイヤ電極（１）を巻取るためのワイヤ電
極巻取りモータ、（８）はワイヤ電極巻取リリールであ
る。（１０）は３区域のワイヤ電極（１）にある張力を
生じさせるためのブレーキ、（１１）は被加工物、（Ｉ
２）は給電装置、α３）は被加工物α１）とワイヤ電極
（１）間に加工工葬ルギーを供給する電源装置である。
そしてこの従来装置では、ブレーキ（５）、又はピンチ
ローラ（６）によって加工区域Ａのワイヤ電極（１）に
張力を与えている。
ローラ（６）によって加工区域Ａのワイヤ電極（１）に
張力を与えている。
ところで、前記のように構成されるワイヤカット放電加
工装置の最大の異常は、加工中に発生する予期せぬワイ
ヤ電極（１）の幼４条で、このワイヤ電極（１）の吋７
凍が発生すれば加工は中断されることになる。この場合
、近年普及しているワイヤ電極自動供給装置により上部
ダイスおよび下部ダイス（いずれも図示せず）の間に再
びワイヤ電極（１）を自動的に通した後、加工を再開す
る。
工装置の最大の異常は、加工中に発生する予期せぬワイ
ヤ電極（１）の幼４条で、このワイヤ電極（１）の吋７
凍が発生すれば加工は中断されることになる。この場合
、近年普及しているワイヤ電極自動供給装置により上部
ダイスおよび下部ダイス（いずれも図示せず）の間に再
びワイヤ電極（１）を自動的に通した後、加工を再開す
る。
この再度のワイヤ電極（１）の通しは、ワイヤ電極（１
）の断線の発生した部位においては不可能であり、加工
の原点であるイニシャルホール（アブロチーチ穴）にお
いてなされる。その後再び元のプロファイルに沿って、
ワイヤ電極（１）の断線の加工部位までなぞらねばなら
ない。しかも一度ワイヤ電極（１）の断線が発生すれば
、被加工物（１１）の当該部位においてもその表面に垂
直方向のすしが残る。
）の断線の発生した部位においては不可能であり、加工
の原点であるイニシャルホール（アブロチーチ穴）にお
いてなされる。その後再び元のプロファイルに沿って、
ワイヤ電極（１）の断線の加工部位までなぞらねばなら
ない。しかも一度ワイヤ電極（１）の断線が発生すれば
、被加工物（１１）の当該部位においてもその表面に垂
直方向のすしが残る。
従って上述のような、ワイヤ電極（１）の破断時の対策
を８１４することは熱論重要であるが、ワイヤ電極（１
）の断線の前駆現象を見極め、ワイヤ電極（１）の断線
を未然に防止することがそれ以上に必要といえる。
を８１４することは熱論重要であるが、ワイヤ電極（１
）の断線の前駆現象を見極め、ワイヤ電極（１）の断線
を未然に防止することがそれ以上に必要といえる。
このため、近時、加工電流や電圧あるいはマイクによる
加工部などの採取信号に対して、統計的信号処理等を施
して異常状態を察知しようとする試みが研究されている
。
加工部などの採取信号に対して、統計的信号処理等を施
して異常状態を察知しようとする試みが研究されている
。
このような従来方法では、ワイヤ電極の断線のメカニズ
ムを考えず、単なる信号処理上の工夫によって解決を計
ろうとしているため、ある場合には有効であっても他の
場合にはワイヤ電極の断線の前兆を把み切れないで、そ
の結果断線に至るなどの問題があった。また、上記信号
処理においては処理時間などの制約もあって、数秒から
数１０秒以前に前兆を捉えようとするものであり、従っ
て突発的に生ずるワイヤ電極の断線には手の施しようも
無いのが現状である。
ムを考えず、単なる信号処理上の工夫によって解決を計
ろうとしているため、ある場合には有効であっても他の
場合にはワイヤ電極の断線の前兆を把み切れないで、そ
の結果断線に至るなどの問題があった。また、上記信号
処理においては処理時間などの制約もあって、数秒から
数１０秒以前に前兆を捉えようとするものであり、従っ
て突発的に生ずるワイヤ電極の断線には手の施しようも
無いのが現状である。
この発明はこのような問題点を解消するためＧこなされ
たもので、ワイヤ電極断線のメカニズムに着眼し、基本
的をこはこのメカニズムに従う 如何なる場合のワイヤ
電極断線の前駆現象をも捉え、断線の未然防止を可能と
するとともに、不安定な加工においての断線の可能性の
程度についての情報も自動的に得られろような方法を得
ることを目的とするものである。
たもので、ワイヤ電極断線のメカニズムに着眼し、基本
的をこはこのメカニズムに従う 如何なる場合のワイヤ
電極断線の前駆現象をも捉え、断線の未然防止を可能と
するとともに、不安定な加工においての断線の可能性の
程度についての情報も自動的に得られろような方法を得
ることを目的とするものである。
この発明にかかるワイヤ電極断線予知方法は導電性ワイ
ヤを電極とし、このワイヤ電極と被加工物間の放電現象
により被加工物を加工するワイヤカット放電加工方法に
おいて、前記被加工物の加工中に、この被加工物とワイ
ヤ電極間における単位時間内の放電信号を検出し、その
スペクトル成分のうちワイヤ電極の振動に依存しない高
い成分の平均値レベルを監視することをこより、ワイヤ
電極断線の前駆現象を捉えるものである。
ヤを電極とし、このワイヤ電極と被加工物間の放電現象
により被加工物を加工するワイヤカット放電加工方法に
おいて、前記被加工物の加工中に、この被加工物とワイ
ヤ電極間における単位時間内の放電信号を検出し、その
スペクトル成分のうちワイヤ電極の振動に依存しない高
い成分の平均値レベルを監視することをこより、ワイヤ
電極断線の前駆現象を捉えるものである。
この発明に係るワイヤ電極断線予知方法は、被加工物の
加工中に、この被加工物とワイヤ電極間における単位時
間内の放電信号を検出し、そのスペクトル成分のうちワ
イヤ電極の振動に依存したスペクトル成分から分離され
る高周波スペクトル成分のみを取り出し、その時間的平
均値のレベル判定を行なうことにより、ワイヤ電極の断
線を予知し、その信号により電源の一時的遮断や、ワイ
ヤ電極の張力の減少、被加工物の後退などの断線回避手
段の組み合せ的選択を行ない、その結果の指令信号を出
すものである。
加工中に、この被加工物とワイヤ電極間における単位時
間内の放電信号を検出し、そのスペクトル成分のうちワ
イヤ電極の振動に依存したスペクトル成分から分離され
る高周波スペクトル成分のみを取り出し、その時間的平
均値のレベル判定を行なうことにより、ワイヤ電極の断
線を予知し、その信号により電源の一時的遮断や、ワイ
ヤ電極の張力の減少、被加工物の後退などの断線回避手
段の組み合せ的選択を行ない、その結果の指令信号を出
すものである。
以下この発明の実施例について図面と共に説明するが、
その前にこの発明の原理を二ついて説明する。
その前にこの発明の原理を二ついて説明する。
即ち、通常の加工状態においては、ワイヤ電極は放電の
反力をこよって上と下とのダイス間（間隙ｌ）でワイヤ
電極の線密度（ｅ）と張力（Ｔ）とで決る振動数 （＝
Ｎ、マ丁）（但し、・＝ １．２．・・・・・・・・
）で自励振動する。この振動の結果、ワイヤ電極が被加
工物に近づけば放電の頻度が上昇し、離れれば放電は止
む。この事は、第２図に示す極間電圧波形図でも見られ
るように、正常加工において放電の頻度が周期的に増減
を繰り返えし、従ってその周期で消イオンが確実に行な
われていることを示している。この様な場合は、第３図
に示すように放電が分散し、−個所に集中することは起
きず、従って適正な張力のもとでは放電に伴なうワイヤ
電極の断線は発生しない。
反力をこよって上と下とのダイス間（間隙ｌ）でワイヤ
電極の線密度（ｅ）と張力（Ｔ）とで決る振動数 （＝
Ｎ、マ丁）（但し、・＝ １．２．・・・・・・・・
）で自励振動する。この振動の結果、ワイヤ電極が被加
工物に近づけば放電の頻度が上昇し、離れれば放電は止
む。この事は、第２図に示す極間電圧波形図でも見られ
るように、正常加工において放電の頻度が周期的に増減
を繰り返えし、従ってその周期で消イオンが確実に行な
われていることを示している。この様な場合は、第３図
に示すように放電が分散し、−個所に集中することは起
きず、従って適正な張力のもとでは放電に伴なうワイヤ
電極の断線は発生しない。
一方、加工中にワイヤ電極が断線する直前においては、
第４図に示すように放電頻度はワイヤ電極の振動周期か
ら大きく外れ高い周波数成分がエネルギーの大半を占め
る。このことは、放電がワイヤ電極の振動とは無関係に
発生していることを示しており、従ってワイヤ電極が被
加工物から離れても放電が止まず、つまり消イオンされ
ない。
第４図に示すように放電頻度はワイヤ電極の振動周期か
ら大きく外れ高い周波数成分がエネルギーの大半を占め
る。このことは、放電がワイヤ電極の振動とは無関係に
発生していることを示しており、従ってワイヤ電極が被
加工物から離れても放電が止まず、つまり消イオンされ
ない。
この場合、第５図に見られるように放電は一個所に集中
することになり、ワイヤ電極は断Ｊ！する。
することになり、ワイヤ電極は断Ｊ！する。
第６区目よりイヤ電極断線の手前Ｊ秒前の正常放電にお
ける放電頻度スペクトルと、断線２０ｍ５ｅｃ手前より
５ｍ５ｅｃ毎の放電頻度スペク）／しの時間的推移を表
わしている。ワイヤ断線に近ずくにつれて、スペクトル
の高周波成分が特徴的に増大している様子が知れる。
ける放電頻度スペクトルと、断線２０ｍ５ｅｃ手前より
５ｍ５ｅｃ毎の放電頻度スペク）／しの時間的推移を表
わしている。ワイヤ断線に近ずくにつれて、スペクトル
の高周波成分が特徴的に増大している様子が知れる。
この様にワイヤ電極断線の直前に発生する放電の集中を
、放電頻度のスペクトルのうち、ワイヤ１ＴＬ極振動に
無関係な高周波成分を捉えることで可能となる。
、放電頻度のスペクトルのうち、ワイヤ１ＴＬ極振動に
無関係な高周波成分を捉えることで可能となる。
以上がこの発明方法の原理であるが次にその実施例につ
いて説明する。
いて説明する。
ワイヤカット放電加工装置の稼動中におけるワイヤ電極
の断線は、設定加工条件が不適当であったり、最適な加
工条件であっても、被加工物の板厚変化やコーナ加工な
どによる外部条件の変化の故に発生する場合がある。こ
のような様々な原因に基づく断線を確実に防止するには
、放電異常を早くから察知することの外に突発的に発生
する異常状態をももれなく捉え、処置を施すことが必要
であることは前述の通りである。第７図はこの発明方法
を実施する装置のブロック図で、放電頻度の高周波成分
の時間的平均値を実時間で高速に得ろアナログ処理装置
である。
の断線は、設定加工条件が不適当であったり、最適な加
工条件であっても、被加工物の板厚変化やコーナ加工な
どによる外部条件の変化の故に発生する場合がある。こ
のような様々な原因に基づく断線を確実に防止するには
、放電異常を早くから察知することの外に突発的に発生
する異常状態をももれなく捉え、処置を施すことが必要
であることは前述の通りである。第７図はこの発明方法
を実施する装置のブロック図で、放電頻度の高周波成分
の時間的平均値を実時間で高速に得ろアナログ処理装置
である。
この図において、入力χは放電頻度や放電電力など放電
信号の瞬時値を表わ丁。この瞬時値Ｘはバイパスフィル
タに））に入力され、その出力は平均化回路（２］）に
入力される。そして平均化回路（２１）の出力ｙは、放
電信号のうち高周波成分の平均値を表わしている。レベ
ル判定器ｅ２）の出力９□’）２’３゜。
信号の瞬時値を表わ丁。この瞬時値Ｘはバイパスフィル
タに））に入力され、その出力は平均化回路（２］）に
入力される。そして平均化回路（２１）の出力ｙは、放
電信号のうち高周波成分の平均値を表わしている。レベ
ル判定器ｅ２）の出力９□’）２’３゜。
テ４は例えば平均化回路Ｐｉ）の出力Ｐの値の標準偏差
をσとしてそれぞれσ、２σ、３σ、４σの値を判定基
準としている。なおσは次式に従う。
をσとしてそれぞれσ、２σ、３σ、４σの値を判定基
準としている。なおσは次式に従う。
％式％
ｐ、 ｐ２はそれぞれ正常加工時におけろＰおよびＰ２
の充分長い時間に渡る平均値を示し、試験加工での値ま
たは経験値を用いてもよい。
の充分長い時間に渡る平均値を示し、試験加工での値ま
たは経験値を用いてもよい。
７１からう４がＯＮになればそれぞれに応じて異常ある
いはその緊急の程度が知れる。
いはその緊急の程度が知れる。
第８図はワイヤ電極断線の手前の放電頻度の高周波平均
値Ｐの値の推移を示している。断線の手前で２σ程度の
異常状態を経過して、断線８ｍ５ｅｃ手前で４σを越え
そのまま断線に至っている。この様な場合は断線のかな
り手前から異常を示しているため、例えば放電の休止時
間を長く取るなど放電条件を変更してワイヤ断線の防止
を行なう。
値Ｐの値の推移を示している。断線の手前で２σ程度の
異常状態を経過して、断線８ｍ５ｅｃ手前で４σを越え
そのまま断線に至っている。この様な場合は断線のかな
り手前から異常を示しているため、例えば放電の休止時
間を長く取るなど放電条件を変更してワイヤ断線の防止
を行なう。
第９図は第８図と同様の他の例を示す。この場合のｙの
値は断線直前８．５ｍ５ｅｃで突然４σを越え、即ち突
発断線となっている。従ってこの場合、Ｚ４の信号がＯ
Ｎなった時点で直ちに加工電源からの給電を止め、一定
時間を経過して消イオン状態の回復を待って給電を再開
するなど、応急処置を施す。
値は断線直前８．５ｍ５ｅｃで突然４σを越え、即ち突
発断線となっている。従ってこの場合、Ｚ４の信号がＯ
Ｎなった時点で直ちに加工電源からの給電を止め、一定
時間を経過して消イオン状態の回復を待って給電を再開
するなど、応急処置を施す。
以上のようにこの発明によれば、導電性ワイヤを電極と
し、このワイヤ電極と被加工物間の放電現象により被加
工物を加工するワイヤカット放電加工方法において、前
記被加工物の加工中に、この被加工物とワイＡ−電極間
における単位時間内の放電信号を検出し、そのスペクト
ル成分のうちワイヤ電極の振動に依存しない高い成分の
平均値レベルを監視することにより、ワイヤ電極断線の
前駆現象を捉えるようにしたから、ワイヤカット放電加
工におけるワイヤ電極の断線が未然に防止でき、長時間
無人で運転するこの種の装置においては加工能率向上に
大きく貢献でき、更にはワイヤ電極の断線が防止できる
ために被加工物にすし等が発生せず、加工精度の向上に
も寄与し、その実施効果極めて大なるものがある。
し、このワイヤ電極と被加工物間の放電現象により被加
工物を加工するワイヤカット放電加工方法において、前
記被加工物の加工中に、この被加工物とワイＡ−電極間
における単位時間内の放電信号を検出し、そのスペクト
ル成分のうちワイヤ電極の振動に依存しない高い成分の
平均値レベルを監視することにより、ワイヤ電極断線の
前駆現象を捉えるようにしたから、ワイヤカット放電加
工におけるワイヤ電極の断線が未然に防止でき、長時間
無人で運転するこの種の装置においては加工能率向上に
大きく貢献でき、更にはワイヤ電極の断線が防止できる
ために被加工物にすし等が発生せず、加工精度の向上に
も寄与し、その実施効果極めて大なるものがある。
第１図はワイヤカット放電加工装置のワイヤ電極送給関
係部分の概略構成図、第２図から第６図はこの発明方法
の原理を説明する図で、第２図は正常加工時の極間電圧
波形図、第３図は正常加工時の放電状況を図解した図、
第４図は異常加工時の極間電圧波形図、第５図は異常加
工時の放電状況を図解した図、第６図はデータ長５ｍ５
ｅｃｌこよる放電頻度のスペクトル解析図、第７図はこ
の発明方法を実施する一例図、第８図はワイヤ電極断線
の手前の放電頻度の高周波平均値の推移を示す図、第９
図は第８図と同様の他の例を示す図である。 図中、（１）はワイヤ電極、（２）はワイヤ供給リール
、（３）はワイヤ電極駆動モータ、（４）（６）はピン
チローラ、（５）（ハ）はブレーキ、（７）はワイヤ電
極巻取りモータ、（８）はワイヤ電極巻取りリール、（
１］）は被加工物、ａ２）は給電装置、α３）は電源装
置、（ハ）はバイパスフィルタ、（２１）は平均化回路
、（イ）はレベル判定器である。
係部分の概略構成図、第２図から第６図はこの発明方法
の原理を説明する図で、第２図は正常加工時の極間電圧
波形図、第３図は正常加工時の放電状況を図解した図、
第４図は異常加工時の極間電圧波形図、第５図は異常加
工時の放電状況を図解した図、第６図はデータ長５ｍ５
ｅｃｌこよる放電頻度のスペクトル解析図、第７図はこ
の発明方法を実施する一例図、第８図はワイヤ電極断線
の手前の放電頻度の高周波平均値の推移を示す図、第９
図は第８図と同様の他の例を示す図である。 図中、（１）はワイヤ電極、（２）はワイヤ供給リール
、（３）はワイヤ電極駆動モータ、（４）（６）はピン
チローラ、（５）（ハ）はブレーキ、（７）はワイヤ電
極巻取りモータ、（８）はワイヤ電極巻取りリール、（
１］）は被加工物、ａ２）は給電装置、α３）は電源装
置、（ハ）はバイパスフィルタ、（２１）は平均化回路
、（イ）はレベル判定器である。
Claims (1)
- 導電性ワイヤを電極とし、このワイヤ電極と被加工物間
の放電現象により被加工物を加工するワイヤカット放電
加工方法において、前記被加工物の加工中に、この被加
工物とワイヤ電極間における単位時間内の放電信号を検
出し、そのスペクトル成分のうちワイヤ電極の振動に依
存しない高い成分の平均値レベルを監視することにより
、ワイヤ電極断線の前駆現象を捉えるワイヤカット放電
加工におけるワイヤ電極断線予知方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214001A JPS6274531A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法 |
| US06/845,152 US4731514A (en) | 1985-09-27 | 1986-03-27 | Method for predicting breaking of wire electrode in wire electrode type electric discharge machining operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214001A JPS6274531A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274531A true JPS6274531A (ja) | 1987-04-06 |
Family
ID=16648617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60214001A Pending JPS6274531A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4731514A (ja) |
| JP (1) | JPS6274531A (ja) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4731514A (en) | 1988-03-15 |
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