JPH01301019A - 放電加工制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は放電加工制御装置、特に加工状態を常に最適
に保つ最適制御化に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は例えば文献「機械技術Ｊ　　（１９８０年、６
月号、Ｖｏｌ　２８．Ｎｏ７．第２５頁〜第２７頁）に
示された従来の放電加工制御装置を示すブロック図であ
る。図において（１）は放電加工状態の目標値（１？）
を設定する１」標値設定器、（２）は目標値設定器（１
）で設定された目標値（Ｒ）に基いて放電加工を行なう
放電加工機、（３）は放電加工機（２）の加工電極と被
加工物との間の加工間隙の制御ｍ　（Ｘａ）を送り出す
電極制御系、（４）は放電加工機（２）の加工中におけ
る加工間隙を代表する加工間隙の電圧あるいは加工間隔
のインピーダンス等の状態ｆｆ１（Ｙ）を検出する状態
検出器、（５）は目標値設定器（１）に設定された目標
値（Ｉυと状態検出器（４）で検出した状態ｍ（Ｙ）と
の偏差（Ｅ）を求める比較器である。

また、第７図は例えば特公昭６２−５４６０２号公報に
示された上記従来例と異なる放電加工制御装置を示すブ
ロック図であり、図において（１）、　（２）　、　（
３）　。

（４）、（５）は第６図に示した従来例と全く同じもの
である。（６）は加工間隙に印加される加工電源パルス
条件の制御ｆａ　（Ｘｂ）を送り出す電源制御系である
。

上記のように構成された従来の放電加工制御装置の動作
を説明する。

第６図に示した放電加工制御装置においては、放電加工
機（２）の望ましい放電加工状態の目標値（Ｒ）が目標
値設定器（１）に設定されて送り出される。一方、放電
加工機（２）の加工中における状態Ｉｎ（Ｙ）が状態検
出器（４）により検出される。電極制御系（３）は検出
された状態ｆｆｉ　（Ｙ）が目標値（３）と一致するよ
うに制御ｊｌｆｔ（Ｘａ）を求め、この制御量（Ｘａ）
を放電加工機（２）のサーボ系へ送る。すなわち、目標
値（Ｒ）と検出した状態量（Ｙ）の偏差（Ｅ）が零とな
るような加工間隙の制御ｍ（Ｘａ）を電極制御系（３）
が求め、放電加工機（２）の放電加工状態が常に望まし
い状態となるようにしている。

第８図は上記加工中に状態ｆｆｉ　（Ｙ）として状態検
出器（４）で検出された極間電圧（Ｖｇ）の波形を示す
。

図において（Ｖａ）は加工平均電圧、（ｔｄ）は無負荷
時間である。図に示すように無負荷時間（ｔｄ）は加工
間隙に浮遊する加工くずの量や加工面に生じる放電痕の
微少な凹凸の影響を受けて不規則に変動する。第９図は
この加工中の無負荷時間（ｔｄ）のパワースペクトラム
の一例を示す。図に示すように加工間隙の電圧波形その
ものは非常に変化が激しく、放電加工機（２）の放電加
工プロセスにおける動特性は数百Ｉｌｚの周波数帯域を
肴する。これに対して加工間隙の制御Ｈｋ　（Ｘａ）を
送り出す電極制御系（３）の動特性はサーボ系から定ま
り、その応答性は数±１１ｚ程度である。

一方、第７図に示した放電加工制御装置においては、電
源制御系（６）が加工電源パルス条件の制御ｍ（Ｘｂ）
として、例えばパルス間隔あるいは放電加工電流を求め
、放電加工機（２）の放電加工状態が常に望ましい状態
となるようにしている。この加工電源パルス条件を制御
することは、加工で生じる加工くずの量を調節すること
に相当する。したがって、この場合は放電加工状態の変
動が比較的小さい範囲において、第６図に示した放電加
工制御装置に比べて放電加工状態をきめ細かく、かつ高
速に制御することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の電極制御系（３）を有する放電加工制御装置
においては、電極制御系（３）の応答性が数十ｌ１ｚｆ
ｎ度であるため、数百Ｈｚの周波数帯域を持っ／ｊｋ　
’ｉＵ加工プロセスを十分に制御できないという問題点
があった。

また、電源制御系（６）を有する放電加工制御装置は応
答性は高いが、一般に制御範囲が電極制御系に比べて小
さく、電源が適切なものであっても放電加工プロセスの
大きな変動を十分に補償できない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ためになされたもの
であり、電極制御系と電源制御系を適切に動作させて、
常に放電加工プロセスの変動を補償して、放電加工能率
の向上を図ることができる放電加工制御装置を得ること
を目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放電加工制御装置は、目標値設定器に設
定された放電加工状態の制御目標値と状態検出器で検出
した加工中の状態量との偏差を信号処理フィルタで電極
制御系の周波数特性に対応した周波数特性の操作量と、
電源制御系の周波数特性に対応した周波数特性の操作量
とにフィルタリングし、電８ｉｉ制御系と電源制御系に
それぞれ適切な操作量を与えて、電極制御系と電源制御
系により放電加工状態の変動を補償することを特徴とす
る。

［作用］ この発明においては、制御目標値と実際の加工で得られ
る状態量との偏差を信号処理フィルタにより電極制御系
と電源制御系の持つ特性に適合した操作量として両制御
系に送ることにより、電極制御系と電源制御系で適切に
放電加工状態の変動を補償する。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図であり、
図において（１）〜（６）は第６図、第７図に示した従
来例と全く同じものである。（７）は目標値設定器（１
）に設定した目標値（Ｒ）と状態検出器（４）で検出し
た加工中の状態Ｗ　（Ｙ）との偏差（ＩＥ）にフィルタ
リングを施して電極制御系（３）に操作ｍ（Ｈａ）を送
り、電源制御系（８）に操作量（Ｍｂ）を送る信号処理
フィルタである。信号処理フィルタ（７）は第２図に示
すように操作ｆｆｉ　（Ｈａ）を得るフィルタＡ　（７
ａ）と操作Ｑ　（Ｍｂ）を得るフィルタＢ（７ｂ）とか
らなる。

上記のように構成された放電加工制御装置における６系
のパワースペクトラムの一例をｍ３図に示す。第３図に
おいて（２「）は放電加工機（２）、における放電加工
プロセスの周波数特性、（３「）は電極制御系（３）の
周波数特性を、（６ｆ）は電源制御系（６）の周波数特
性をそれぞれ示す。図に示すように放電加工プロセスの
周波数特性（２１’）は数＋ｌ（ｚから数百ｆｉｚまで
の周波数帯域を有し、電極制御系（３）の周波数特性（
３ｒ）は大きく変動する数十ｆｉｚの周波数帯域、電源
制御系（６）の周波′数特性（６ｒ）は比較的小さく変
動する数百ｆｉｚまでの周波数帯域を白°する。したが
って電極制御系（３）に適切な操作量（譲１）を送り、
？ｌｉ源制御系（３）に適切な操作量（Ｍｂ）を送るた
めには、信号処理フィルタ（７）に各制御系（３）、（
（ｉ）の周波数特性に適応したフィルタＡ（７ａ）とフ
ィルタＢ　（７ｂ）を設ける必要がある。このため、フ
ィルタＡ　（７ａ）とフィルタＢ　（７ｂ）の周波数特
性は第４図に示す特性が必要となる。第４図において（
７ａｆ’）はフィルタＡ　（７ａ）の周波数特性、（７
１，＋Ｉ’）はフィルタＢ　（７ｂ）の周波数特性を示
す。

すなわち、フィルタＡ　（７ａ）は電極制御系（３）の
周波数特性（３「）を考慮して第４図の周波数特性（７
ａｒ）を有するローパスフィルタとする。また、フィル
タ（７ｂ）は電源制御系（６）の周波数特性（６ｒ）を
考慮し、かつ電源制御系（６）と電極制御系（３）の相
互干渉を避けるために、第４図の周波数特性（７ｂ［）
を有するバンドパスフィルタとする。このようなフィル
タＡ　（７ａ）とフィルタＢ　（７ｂ）は次式で記述さ
れるＦＩＲディジタルフィルタの係数ａ　。

Ｈａ ａｎｂおよびフィルタの次数Ｎａ、Ｎｂを調節すること
により実現することができる。

上記のように構成された信号処理フィルタ（７）のフィ
ルタＡ　（７ａ）は偏差（Ｅ）から数十Ｈｚ径程度での
周波数成分を取出すことにより操作ｆｆ１（Ｈａ）を作
り電極制御系（３）に送る。一方、フィルタＢ　（７ｂ
）は数十ｌｌｚから数百Ｉｌｚ程度までの周波数成分の
操作ｍ（Ｍｂ）を作り電源制御系（６）に送る。

したがって、放電加工機（２）における放電加工プロセ
スが数百Ｉｌｚの周波数帯域で変動する場合、あるいは
大きく変動する場合であっても、その変動の比較的大き
な、かつ低い周波数帯域の変動成分は電極制御系（３）
で補償し、比較的小さく高い周波数帯域の変動成分は電
源制御系（６）により補償することができる。このため
常に安定な放電加工状態を維持することができる。

なお、上記実施例においては信号処理フィルタ（７）を
線形フィルタの一種であるＦＩＲディジタルフィルタで
構成する場合について説明したが、信号処理フィルタ（
７）はＩＩＲディジタルフィルタ、あるいは非線１ヒフ
イルタの一種であるε−分離ディジタルフィルタ又はオ
ペアンプ等を利用したアナログフィルタを用いても良い
。

また、電極制御系（３）が同一軸方向に加工電極あるい
は被加工物を移動するために、周波数特性、位置決め精
度の双方、もしくはどちらか一方が異なる複数の駆動機
構を組合せた駆動系で構成された場合にも、各駆動機構
の周波数特性と制御範囲を考慮して信号処理フィルタを
構成することにより、上記実施例と同様な作用を奏する
ことができる。

第５図は電線制御系（３）に複数の駆動機構（３ａ）　
、（３ｂ）・・・（３ｎ）を有する場合の信号処理フィ
ルタ（７）の構成の一部を示す。図に示すように駆動機
構（３ａ）　、　（３ｂ）・・・（３ｎ）に対応してフ
ィルタＡ（７ａ）、　　フィルタＡ　　（７ａ２）　・
”フィルタＡ（７ａ）を設けることにより、各駆動機構
ｎ　　　　　　　　１１ （３ａ）〜（３ｎ）に適した操作量を得ることができる
。

特に、同一軸方向の電極制御系（３）を構成する駆動機
構（３ａ）〜（３ｎ）の周波数特性が電源制御系（６）
の周波数特性とほぼ同程度の高い周波数帯域までのびて
いれば、電源制御系（６）を動作させなくても放電加工
状態の変動を補償することができる。

［発明の効果コ この発明は以上説明したように、制御目標値と実際の加
工中の状態量との偏差を信号処理フィルタにより電極制
御系と電源制御系の持つ特性に適合した操作量として電
極制御系と電源制御系に送り、放電加工状態の変動を電
極制御系と電源、制御系として適切に補償するようにし
たので、常に安定な放電加工状態を維持することができ
、放電加工能率の向上を図ることができる効果を有する
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例の信号処理フィルタを示すブロック図、第３
図は上記実施例の各部の周波数特性図、第４図は上記信
号処理フィルタの周波数特性図、第５図は他の実施例を
示すブロック図、第６図は従来例を示すブロック図、第
７図は他の従来例を示すブロック図、第８図は第６図に
示した従来例の極間電圧の波形図、第９図は第６図に示
した従来例の周波数特性図である。 （１）・・・目標値設定器、（２）・・・放電加工機、
（３）・・・電極制御系、（４）・・・状態検出器、（
６）・・・電源制御系、（７）・・・信号処理フィルタ
。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　放電加工状態の制御目標値を設定する目標値設定器と
   、該目標値設定器で設定された目標値により行なわれた
   放電加工の状態量を検出する状態検出器と、加工電極と
   被加工物との間の加工間隙の制御量を送り出すことによ
   り放電加工状態を制御する電極制御系と、加工間隙に印
   加される加工電源パルス条件の制御量を送り出すことに
   より放電加工状態を制御する電源制御系と、上記目標値
   と状態検出器で検出した状態量の偏差を受けて上記電極
   制御系の周波数特性に対応した周波数特性の操作量と、
   上記電源制御系の周波数特性に対応した周波数特性の操
   作量を各々電極制御系と電源制御系に送り出す信号処理
   フィルタとを備えたことを特徴とする放電加工制御装置
   。