JPH0138615B2

JPH0138615B2 -

Info

Publication number: JPH0138615B2
Application number: JP1971481A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Yamada; Tamio Takawashi; Toshimitsu Sakakibara
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1989-08-15
Also published as: JPS57138537A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、放電加工装置、特に被加工物の抜加
工において、電極の貫通によつて自動的に加工を
終了させることのできる放電加工装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

放電加工は、電極と被加工物とを間隙を介して
対峙させ、該間隙に加工液を供給しながら、放電
現象を生じさせて、被加工物の加工を行なう加工
法であり、特に、被加工物に所望の形状の抜型を
高精度で形成することのできる抜加工は種々の金
型その他の型加工に好適である。しかしながら、
従来の抜加工では、電極の先端が被加工物を貫通
した時点を自動的に検出することができず、抜加
工が終了しているにもかかわらず、電極送りを伴
う放電加工が継続される結果、加工時間が増加す
るという欠点があり、さらに、抜型側面が過加工
され、加工精度を著しく低下させるという欠点が
あつた。従来、電極の貫通を検出するためには、
電極の送り量を予め想定して決めるか、あるいは
人為的に電極の移動を監視して加工を行なわなけ
ればならなかつた。

第１図には、従来の放電加工装置が示されてい
る。

電極１０と被加工物１２とは加工槽１４内の加
工液中で間隙を介して対峙されており、該間隙に
電源ユニツト１６から加工電圧が供給される。

ここで、電極１０と被加工物１２との間隙は、
サーボ電圧検出装置１８から出力されるサーボ電
圧により調整される。

すなわち、サーボ電圧検出装置１８は、前記電
極１０と被加工物１２との間隙長変動に基づく放
電時の間隙電圧等の変化を検出し、該間隙電圧等
を一定に保つようサーボ電圧を出力し電極位置制
御機構に印加しており、間隙が一定に保持される
状態で放電加工を行うことを可能とする。

ここで、サーボ電圧は、間隙の平均電圧をサー
ボ電圧において0Vとし、無負荷電圧を＋6V、短
絡電圧を−6Vとするように対応させて変換して
出力するものである。

さらに、加工槽１４内には、加工液循環装置２
０の加工液が、加工液供給ポンプ２２により供給
され、その際、加工液供給ポンプ２２と加工槽１
４との間に設けられた加工液圧力計２４の圧力値
によつて、加工液の圧力が調整される。

従来の放電加工装置は以上の構成から成り、電
極１０と被加工物１２との間の間隙電圧に基づく
サーボ電圧により間隙を一定に保持させながら、
電極１０を加工方向（第１図では下方）に移動さ
せて、該間隙に発生した放電により被加工物１２
の抜加工を行なつていた。

以上のように、従来の放電加工装置で被加工物
１２の抜加工を行なうと、電極１０が被加工物１
２を貫通し終わつても、電極１０はそのまま加工
方向（第１図では下方）に送り込まれてしまう。
従つて、作業者は、常時、電極１０の被加工物１
２に対する加工状態を監視し、ダイヤルゲージ
（図示せず）等により電極１０の移動スピードを
制御して、加工終了と同時に人為的に電極１０の
停止作業を行なわなければならず、煩雑であつ
た。また、電極１０の消耗量（移動量）が予めわ
かつている場合には、電極１０の移動に連動する
ダイヤルゲージとリミツトスイツチ（図示せず）
を組み合わせて、電極１０の移動量を予めセツト
し、該セツトされた移動量だけ電極１０が移動し
たときに、自動的に加工が終了するようにしてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のように、従来の放電加工装置では、作業
者が、常時、電極１０の被加工物１２に対する加
工状態を監視し、電極１０が被加工物１２を貫通
した時点の確認と加工終了を行なわなければなら
ないので、作業が煩雑となり、さらに、電極１０
の送り込み量にばらつきが生じる。特に、細い電
極１０を用いて穴加工を行なう場合には、電極１
０の貫通後の送り込み量により、電極１０にぶれ
が生じ直進性の確保が困難となるので、加工穴形
状に大きな悪影響を与えるという欠点があつた。

また、前述のように、電極１０の消耗量（移動
量）が予めわかつている場合には、電極１０の移
動に連動するダイヤルゲージとリミツトスイツチ
（図示せず）を組み合わせることにより、加工終
了をある程度まで自動的に行なうことができる。
しかし、一般の抜き加工における電気条件では、
電極１０の消耗が多いため、電極１０の消耗量
（移動量）を予め決定することは困難である。

以上のように、電極１０が被加工物１２を貫通
した時点を検出し加工を終了させることにおい
て、作業者は煩雑な作業をしなければならず、そ
のため、作業能率の低下を招来し、かつ放電加工
装置の自動化促進を阻んでいるのが現状である。

本発明は前記従来の課題に鑑み為されたもので
あり、その目的は、電極１０の先端が被加工物１
２を貫通した時点を検出し、加工を自動的に終了
させることができる放電加工装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために、本発明は、電極の
被加工物を貫通した時点を検出するために、放電
加工中の各種加工条件の変化を電気的に検出し
て、これらの加工条件が電極の被加工物貫通時に
特異な状態を示すことに着目し、前記要因とし
て、加工中の電極と被加工物の間隙長を制御する
サーボ電圧と電極移動速度に着目したものであ
る。

本発明は、間隙電圧に基づくサーボ電圧を出力
するサーボ電圧検出装置と、前記サーボ電圧の所
定時間当りの平均値を実平均サーボ電圧値として
算出し、この実平均サーボ電圧値と、予め記憶さ
れた各加工状態での基準サーボ電圧値とを比較
し、前記実平均サーボ電圧値が電極の被加工物貫
通状態を示す基準サーボ電圧値と一致すると電極
貫通信号を出力するサーボ電圧判断回路と、加工
中の電極位置を検出する電極位置検出装置と、こ
の検出装置からの位置検出信号を受けて単位時間
当りの電極位置変化より電極速度を検出し、予め
定められた基準速度以上の電極高速移動状態であ
ると判定すると、電極高速移動信号を出力する電
極移動速度判定回路と、前記サーボ電圧判断回路
と電極移動速度判定回路の両者の電極貫通信号及
び電極高速移動信号を入力すると、放電加工の終
了信号を出力する終了制御回路と、を備えたこと
を特徴とする。

〔実施例〕

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて
説明する。

第２図ａには、本発明に係る放電加工装置が示
されており、前記従来装置と同一部材には同一符
号を付して説明を省略する。

同図実施例において、電極の貫通状態を検出す
る第１の要因としてサーボ電圧が用いられてお
り、このためには、加工中の電極と被加工物との
間の間隙電圧に基づき間隙長を制御するサーボ電
圧を出力するサーボ電圧検出装置１８と、出力さ
れたサーボ電圧より所定時間当りの平均サーボ電
圧である実平均サーボ電圧値を算出し、該実平均
サーボ電圧値により、電極が被加工物を貫通した
ことを検知し、放電加工の終了信号を電源ユニツ
ト１６へ出力する数値制御装置３２が設けられて
いる。

そして、該数値制御装置３２には第２図ｂに示
されるように、サーボ電圧検出装置１８から出力
されたサーボ電圧の所定時間当りの平均値を算出
して実平均サーボ電圧値として算出する算出手段
としての変換器３６と、電極が放電加工前におい
て被加工物に近づいていく空送時、電極と被加工
物間に放電が発生して加工が行われている加工中
の時、電極と被加工物とが異常接触する短絡時、
及び電極が被加工物を貫通した貫通時の４つの状
態におけるサーボ電圧をそれぞれ平均化してこれ
をそれぞれ空送時、加工中の時、短絡時及び貫通
時の基準サーボ電圧値として予め記憶するととも
に、上記変換器３６から出力される上記実平均サ
ーボ電圧値と上記のとおり予め記憶された空送、
加工、短絡、貫通の各加工状態での基準サーボ電
圧値とを比較し、実平均サーボ電圧値が電極の被
加工物貫通状態での基準サーボ電圧値と一致した
場合に電極貫通信号を出力するサーボ電圧判断回
路３８と、が設けられている。

本実施例では、電極貫通状態を示す「Ｈ」と、
加工継続状態を示す「Ｌ」の２種類の信号がサー
ボ電圧判断回路３８から出力される。

一般に、放電加工中の加工状態は大別すると、
空走時、加工時、短絡時、貫通時の４つの状態に
分けられる。

次に、前記各加工状態の基準サーボ電圧値と、
実平均サーボ電圧値と、サーボ電圧判断回路３８
の出力信号の関係を第３図ａについて説明する。

一般的な各加工状態でのサーボ電圧の変化を検
討すると以下のようになる。

同図において、実線は加工中のサーボ電圧の変
化を示しており、また一点鎖線Ａは空走時及び貫
通時のサーボ電圧を平均化した実平均サーボ電圧
値を、一点鎖線Ｂは加工中及び短絡時のサーボ電
圧を平均化した実平均サーボ電圧値を示してい
る。

同図より明らかなように、加工が行われる以前
の電極１０が被加工物１２の加工位置に近づいて
いく空走時においては、電極１０と被加工物１２
とは離れているので、電極位置制御機構に電極の
高速下降信号すなわち、無負荷サーボ電圧「＋
6V」が継続出力され、平均サーボ電圧も「＋
6V」となる。

そして、電極１０が被加工物１２と放電可能な
間隙にまで近づき放電加工が行われると電極の微
細な上下運動により所定間隙長を維持するためサ
ーボ電圧は「＋3V〜−3V」の間で変化し、平均
サーボ電圧は「＋3V〜−3V」の範囲となる。ま
た、電極１０が被加工物１２と異常接触する短絡
時においては、図示していない短絡回避制御回路
によつてサーボ電圧は「＋3V〜−3V」から「−
6V」に変化し、電極１０は上方に高速移動して
回避動作を行う。そして、電極１０と被加工物１
２とが離れて短絡状態を解消すると、サーボ電圧
は「−6V」から「＋6V」に変化し、電極１０は
再び下方に移動して、通常の加工状態に復帰す
る。従つて、短絡時の平均サーボ電圧は「0V」
近傍となる。更に、加工終了間際に、電極１０は
被加工物１２を貫通し、更に下方に移動する。す
なわち、電極貫通状態では、電極１０と被加工物
１２の間での放電は行われ難くなり、このため、
あたかも電極１０が被加工物より大きく離れてい
るかのごとき状態となる。従つて、サーボ電圧
は、「＋3V〜−3V」から「＋6V」に変化し、無
負荷電圧「＋6V」が継続されるので、同様に、
平均サーボ電圧は、「＋6V」となる。

以上のように、各加工状態によつて、平均サー
ボ電圧が異なるので、貫通時の平均サーボ電圧を
基準サーボ電圧値として「＋6V」を記憶させ判
断基準とすれば電極１０の貫通状態を自動検出で
きる。

従つて、加工中のサーボ電圧をサーボ電圧検出
装置１８から出力し、変換器３６にて所定時間当
りの平均サーボ電圧を算出して、実平均サーボ電
圧値を求め、サーボ電圧判断回路３８にて予め記
憶された電極貫通状態を示す基準サーボ電圧値で
ある「＋6V」と比較を行い、電極貫通信号「Ｈ」
または「Ｌ」を終了制御回路としての論理積回路
４０へ出力し、放電加工終了の制御を行うことが
できる。

すなわち、サーボ電圧判断回路３８の出力は、
第３図ｂに示すように、電極１０の空走状態及び
貫通状態で「Ｈ」となり、加工中及び短絡状態で
は「Ｌ」となり、加工状態より貫通状態への移行
（Ｌ→Ｈ）を検出することが可能である。

さらに、本発明において、以上のようにサーボ
電圧値を検出可能であるが、サーボ電圧値は比較
的不安定であり、特に、加工中には電圧変化が激
しいため、出力信号に誤差が生じやすく、サーボ
電圧値のみでは誤検出が生じるおそれがある。そ
こで、本発明では、加工中と貫通時との判別を、
サーボ電圧とは別個の要因で重ねて行うことを特
徴とする。

本発明における電極貫通検知のための第２の要
因は、電極移動速度であり、電極移動速度を電気
的に検出するために、第２図ｂに示されるように
電極位置検出装置３０及び電極移動速度判定回路
３５とが設けられている。

各加工状態（空走、加工中、短絡、貫通）にお
ける電極移動速度及びそれに対応する出力信号
は、第３図ｂに示されている。

なお、実施例において、電極移動速度（高速、
低速）に応じて、出力信号は「Ｈ」と「Ｌ」の２
種類の信号で示される。

実施例において、電極移動速度を検出するため
に、電極位置が用いられる。電極位置検出装置３
０は、電極１０の位置を検出し、この検出された
電極１０の位置信号は、電極移動速度判定回路３
３へ供給される。そして、電極移動速度判定回路
３３は、単位時間当りの電極１０の位置信号変化
を処理し電極移動速度を判定して、電極１０の移
動が高速ならば「Ｈ」の信号を、電極１０の移動
が低速ならば「Ｌ」の信号を出力する。以下、各
加工状態における電極移動速度に対応する出力信
号を示す。

空走時においては、電極１０と被加工物１２と
の間隙が広いので、電極１０は高速度で下方に移
動する。この空走時においては、出力信号「Ｈ」
を維持する。

そして、加工中においては、電極１０は放電加
工をしながら低速で下方に移動する。この加工中
においては、出力信号は「Ｌ」を維持する。

また、短絡時においては、電極１０は被加工物
１２と接触し、接触回避のため高速度で上方に退
避し、その後再び高速で下方に移動する。この短
絡時においては、出力信号「Ｈ」を維持する。

更に、貫通時においては、電極１０は被加工物
１２を高速で貫通し、更に高速で下方に移動す
る。この貫通時においては、出力信号は「Ｈ」を
維持する。

各加工状態（空走、加工中、短絡、貫通）にお
ける電極移動速度及びそれに対応する出力信号
は、以上の通りであり、加工中には、低速のゆえ
出力信号が「Ｌ」となり、これに対し、貫通時に
は、空走時、短絡時と同様に出力信号は「Ｈ」と
なるので、第２の要因である「電極移動速度」か
ら加工中と貫通時とを容易に識別可能である。

サーボ電圧判断回路３８からの出力信号と電極
移動速度判定回路３５からの出力信号とは、終了
制御回路としての論理積回路４０に供給される。
論理積回路４０は、供給される両出力信号が共に
「Ｈ」のときだけ停止信号を電源ユニツト１６に
供給して、電源を切り加工を終了させる。

以下、各加工状態（空走、加工中、短絡、貫
通）における論理積回路４０の作用を説明する。

空走時における論理積回路４０の作用を説明す
る。

空走時においては、サーボ電圧判定回路３８か
らの出力信号は「Ｈ」、電極移動速度範囲回路３
５からの出力信号は「Ｈ」、であるが、空走時に
は、論理積回路４０が電源ユニツト１６に停止信
号を供給しないように、予めセツトされている。

そして、加工中においては、サーボ電圧判断回
路３８からの出力信号「Ｌ」、電極移動速度判定
回路３５からの出力信号は「Ｌ」なので、論理積
回路４０は停止信号を供給しない。

また、短絡時においては、サーボ電圧判断回路
３８からの出力信号は「Ｌ」、電極移動速度判定
回路３５からの出力信号は「Ｈ」なので、論理積
回路４０は停止信号を供給しない。

更に、貫通時においては、サーボ電圧判断回路
３８からの出力信号は「Ｈ」、電源移動速度範囲
回路３５からの出力信号は「Ｈ」なので、論理積
回路４０は停止信号を電源ユニツト１６に供給し
て、電源を切り加工を終了させる。

以上のように、本発明にかかる放電加工装置に
よれば、電極１０の先端が被加工物１２を貫通し
た時点を検出し加工を自動的に終了させることが
できる。

なお、第２図ａ及びｂの実施例においては、変
換器３６とサーボ電圧判断回路３８とを電極移動
速度判定回路３５と論理積回路４０と数値制御装
置３２の中に設けたが、数値制御装置３２の中に
設けず、別個独立させても実施可能である。

また、貫通の時点を検出したとき、電極１０を
一定量最深度加工方向（第２図では下方）に移動
させ、その後加工を終了させれば、電極１０の消
耗による影響をなくすことができる。すなわち、
放電加工においては、加工の進行とともに電極１
０の先端部のみが消耗して細くなり、電極１０の
先端部が被加工物１２を貫通した時点で、ただち
に加工を終了させると、被加工物１２の貫通穴が
小さくなつてしまうのである。そこで、本実施例
においては、所定の金型寸法を維持している部分
まで、電極１０を貫通移動させることにより、正
確な貫通穴が得られる。

さらに、第３図ｂにおいて、放電現象の発生前
の電極１０の空走時には、実平均サーボ電圧値が
貫通時と同様の信号「Ｈ」となるが、本発明にお
いて、この信号の電源ユニツト１６への供給を阻
止するために、サーボ電圧判断回路３８は、放電
加工開始スイツチの「ON」と同時に作動状態に
ならず、加工開始、例えばサーボ電圧が3V以下、
平均加工電流が1A以上、平均加工電圧が60V以
下のいずれかの値を検出後（即ち、放電現象の発
生とともに）、作動状態になるように形成するこ
とにより、空走時に放電加工終了信号が「Ｈ」と
なつてしまつても何ら差しつかえがない。

さらに、本発明に係る放電加工装置は、放電加
工による切断加工、ワイヤカツト放電加工装置の
ワイヤ通し穴加工にも用いることが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明するように、本発明に係る放電加工装
置によれば、加工中の間隙電圧に基づきサーボ電
圧を出力し、所定時間当りの平均サーボ電圧を算
出し実平均サーボ電圧値を求めるとともに電極移
動速度を検出することにより、電極の先端が被加
工物を貫通した時点を検出し加工を自動的に終了
させるようにしたので、放電加工装置が通常有し
ている電極位置検出装置を用いた簡単な構成で電
極移動速度状態を判別でき、また電極移動速度を
検出するのに単位時間当りの電極の位置信号変化
を処理するために時計装置を付加する必要はある
が、記憶装置のないものでも使用することがで
き、さらに常に最適かつ安定した放電加工状態が
得られるとともに、加工穴の形状精度の向上を図
ることができる。さらに、作業者は、電極の被加
工物に対する加工状態を監視して電極が被加工物
を貫通した時点を確認するという煩雑な作業をし
なくともよいので、作業能率が向上し、かつ、放
電加工装置の省力化、自動化が促進される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の放電加工装置の説明図、第２
図ａは本発明に係る放電加工装置の説明図、第２
図ｂは、本発明による電極貫通を検出する回路の
回路構成図、第３図ａは加工中のサーボ電圧と実
平均サーボ電圧値を示すグラフ図、第３図ｂは、
各加工状態における検出要因の出力信号を示す説
明図である。各図中同一部材には同一符号を付し、１０は電
極、１２は被加工物、１４は加工槽、１６は電源
ユニツト、１８はサーボ電圧検出装置、２０は加
工液循環装置、２２は加工液供給ポンプ、２４は
加工液圧力計、３０は電極位置検出装置、３２は
数値制御装置、３５は電極移動速度判定回路、３
６は変換器、３８はサーボ電圧判断回路、４０は
論理積回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１被加工物と電極とを間隙を介して対峙させ、
該間隙に放電現象を生じさせて被加工物の加工を
行なう放電加工装置において、加工中の電極と被加工物との間の間隙電圧を検
出し、上記間隙電圧に基づき間隙長を制御するた
めの電極位置制御機構の駆動用に印加されるサー
ボ電圧を出力するサーボ電圧検出装置と、該サーボ電圧検出装置から出力されたサーボ電
圧の所定時間当りの平均値を実平均サーボ電圧値
として算出する算出手段と、被加工物を上記電極が貫通したときにおける上
記サーボ電圧を平均化してその結果を電極の被加
工物貫通状態を示す基準サーボ電圧値として予め
記憶しておくとともに、放電加工時に上記算出手
段から出力される実平均サーボ電圧値と記憶して
おいた上記基準サーボ電圧値とを比較し、実平均
サーボ電圧値が電極の被加工物貫通状態を示す基
準サーボ電圧値と一致すると電極貫通信号を出力
するサーボ電圧判断回路と、加工中の電極位置を検出する電極位置検出装置
と、この電極位置検出装置によつて検出された電極
の位置検出信号を受けて単位時間当りの電極位置
変化より電極速度を検出し、予め定められた基準
速度以上の電極高速移動状態であると判定すると
電極高速移動信号を出力する電極移動速度判定回
路と、前記サーボ電圧判断回路と電極移動速度判定回
路の両者の電極貫通信号及び電極高速移動信号を
入力すると放電加工の終了信号を出力する終了制
御回路と、を備えたことを特徴とする放電加工装置。