JPH02298425A

JPH02298425A - 放電加工機

Info

Publication number: JPH02298425A
Application number: JP11992089A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshino; 吉野　均
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1989-05-12
Filing date: 1989-05-12
Publication date: 1990-12-10
Anticipated expiration: 2013-04-28
Also published as: JP2745675B2

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〕本発明は、放電電極と工作物との加工間隙に放電を発生
させ、前記工作物を加工するための放電加］二機に関す
る。

〔従来の技術〕

ワイヤカット放電加工機は、黄銅製等の細いワイヤを巻
き取りながら、これを電極として所望の輪郭形状の送り
を数値制御により行い、所定の加工間隙を隔てた工作物
に対し糸鋸式に前記輪郭をくり抜いて加工する放電加工
機である。

このワイヤカット放電加工機では、工作物の板厚変化や
加工形状の変化や外乱等の原因によって変化する加工状
態を安定させ、加工間隙を一定に保つため、加工状態を
検出して放電加工中の送り速度を制御することが行われ
ている。

従来、かかる送り速度の制御装置においては、加工条件
に応じて予め基準送り速度を前記装置に入力し、その値
に基づいて制御を行っていた。また、事前に試し加工を
行い、そのときの平均速度をデータとして記憶しておき
、このデータに基づいて制御を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来の送り速度制御装置で加工条件に応じて
基準送り速度のデータを入力するには、例えば人手によ
るか或いは自動的に読み込ませていた。そのため加工条
件が変化する都度それに応じた基準送り速度のデータに
設定し直さなければならないため、数多くのデータを準
備する必要があった。また、事前の試し加工でデータを
求めるなめ、試し加工の手間を要する等の問題点があっ
た。

本発明は前記問題点を解決するためになされたものであ
り、加工条件が変化・変動する場合において、その都度
送り速度の基準となる基準送り速度の「再入力」、「再
読み込み」、又は「そのデータを試し加工で決定する」
という煩雑な操作なしに、安定した送り速度の制御を行
うことのできる放電加工機を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

、　この目的を達成するため、本発明の放電加］二機は
、放電電極と工作物とを相対的に所定の送り速度で移動
させると共に、これら放電電極と工作物との間隙に電圧
を印加して放電させ、その放電エネルギにより工作物を
加工する放電加工機において、前記電圧の印加開始を検
出する第１−の検出手段と、前記間隙における放電の開
始を検出する第一　　３　− ２の検出手段と、前記第１の検出手段と第２の検出手段
との検出結果に基づいて電圧の印加開始から放電の開始
までの無負荷時間を測定する測定手段と、この測定手段
で測定した測定値を予め定めたサンプリング周期毎に合
計する無負荷時間合計手段と、この無負荷時間合計手段
で合計した合計値に対し予め基準値を設定しておき、前
記合計値とこの基準値との差に基づき、前記送り速度の
増減を演算する送り速度増減分演算手段と、放電電極と
工作物とを相対的に移動するための指令送り速度の過去
の実績値に応じて基準となる送り速度を算出する基準送
り速度演算手段と、前記送り速度増減分演算手段で演算
された送り速度の増減分と、前記基準送り速度演算手段
で演算された基準送り速度とに基づき新たな指令送り速
度を演算する指令送り速度演算手段とを具備したことを
特徴とする。

〔作用〕

無負荷時間合計手段で合計されたサンプリング周期毎の
サンプル値と、予め設定された基準値と−４′　− の「差」が算出される。この「差」を所定の式に代入し
、「送り速度増減分」を計算する。

一方、指令送り速度の過去の実績値に応じて「基準送り
速度」を算出し、この「基準送り速度」と前記「送り速
度増減分」とに基づき「新たな指令送り速度」を演算す
る。

従って、「過去の実績ある送り速度」を根拠として「新
たな指令送り速度」が決定されるので、安定した送り制
御を実現できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例について説明す
る。第１図は本発明の構成図であり、第２図は本発明の
実施例のブロック図である。

第１図および第２図に示すように、工作物１は送りモー
タ１１．１−２によって水平面内で移動可能になってい
る。ワイヤ電極２はワイヤガイド１３．１４によってほ
ぼ垂直に張設され、］−作物１と加工間隙Ｇを介して対
向する。工作物１には加工電源］５の正極が直接接続さ
れ、更に接地されている。ワイヤ電極２には加」二重源
１５の負極がスイッチング素子（トランジスタ）１６を
介し、給電子１７を経由して接続されている。スイッチ
ング素子１６と給電Ｔ−１７とを結ぶ電線１８には、放
電用電圧の印加開始および放電の開始を検出する放電検
出回路（第１．第２の検出手段）２０が接続され、その
出力信号は制御装置２１の無負荷時間計数回路（測定手
段、無負荷時間合計手段）２２に入力される。制御装置
２］は、ＣＰＵ　（送り速度増減分演算手段、基準送り
速度演算手段。

指令送り速度演算手段）２３．メモリ２４．キーボード
２５等を備えている。前記送りモータ］１゜１２はモー
タ駆動回路２６を介して、またスイッチング素子１６は
図示しない駆動回路を介してそれぞれＣＰＵ２３により
制御される。

第３図は、前記放電検出回路２０および無負荷時間回数
回路２２の詳細構成を示す回路図である。

放電検出回路２０は、ワイヤ電極２の電圧２ａを受ける
バッファアンプ３１と、その出力電圧を所定のしきい値
電圧■、と比較する比較器３２とからなっている。無負
荷時間計数回路２２は、前記比較器３２からの出力信号
３２ａとクロック回路３３からのクロック信号とが入力
されるアンド回路３４と、その出力信号３４ａか入力さ
れ回数されるカウンタ３５とを備え、カウンタ３５の出
力信号３５ａはＣＰＵ２３に入力され、ここで読み取ら
れる。ここに、無負荷時間とは、電圧２ａか印加されて
から現実に放電を開始するまでの時間である。

第４図は前記各回路２０．２２の動作を説明する波形図
である。ワイヤ電極２の電圧、即ち加工間隙Ｇの電圧２
ａとしては、スイッチング素子］６がＯＮされると加工
電源１５の正電圧か現れ、このスイッチング素子１６が
ＯＦＦされ放電が終了すると共に零に戻る波形を繰り返
す。放電検出回路２０では、所定のしきい値電圧Ｖ工に
より電圧が印加された放電開始前の状態を弁別し、比較
器３２の出力信号３２ａはパルス状の信号となる。

このパルス状の信号３２ａのパルス幅は、加」二間隙Ｇ
に電圧が印加されてから放電が開始するまでの無負荷時
間１，１２．１３等に該当し、この−７＝信号３２ａの立ち下がりにより放電の開始が検出できる
。無負荷時間計数回路２２では、比較器３２からのパル
ス信号３２ａが出力されている間だけアンド回路３４が
開かれている。この開かれている間にクロック回路３３
から約Ｉ　Ｍ　Ｈｚのクロック信号がカウンタ３５に入
力され、そのクロック数が計数される。このため、アン
ド回路３４の出力信号３４ａおよびカウンタ３５のカウ
ント値３５ａは、図示のように時間の経過と共に累積さ
れる。この累積するカウント値３５ａをＣＰＵ２３によ
り所定のサンプリング周期毎に読み取り、前回のカウン
ト値との差を算出することにより、所定サンプリング周
期毎の合計が計数される。

次に、第５図に第１の実施例のフローチャートを示す。

この第１の実施例は、次に述べる内部外部人力情報や数
式等を使用することを前提とする。即ち、「内部入力情
報」として一定時間（通常５０１ｉｓｅｃ）における無
負荷時間の計数値を合計した値［ザンプル値：最大力つ
ンＩ・回数（５００００回）コを用いる。そして、一定
時間内（５０１１ｓｅｃ）における極間電圧（Ｖ　　）
は、次式により算出・決定される。

Ｖ＝ＶＸ（サンプル値／　５０００）ｐここに、ｒＶ　　Ｊは、無負荷時間における極間電圧で
あり、ｒ５００００　Ｊは、５０　ｍ５ｅｃの間のＩ　
Ｍ　Ｈｚのクロックのカウント値である。

また、第１の実施例における「外部入力情報」としては
送り制御の基準値としての「目標電圧」、および制御の
発振防止のための「ギャップコントロールゲイン（ゲイ
ン、　ＧＡＩＮ）　Ｊを人力する。

第１の実施例は、以上の「内部入力情報」と「外部入力
情報」を入力することにより、送り速度を演算・指令し
、極間電圧が目標電圧と一致するように制御するもので
ある。また、「出力信号」としては、電極送りに相当す
るテーブル送りの速度指令を出力し、その指令周期は５
０　ｍ５ｅｃ毎とする。

次に、第５図に示す第１の実施例のフローチャートを説
明する。先ず前記所定サンプリング毎に目標電圧（Ｖ　
　）と演算された極間電圧（Ｖ　　）ｇとの差ΔＮ　（ｄｖ）を演算する（ステップＳｌ）。

この演算された値ΔＮに応じて送り速度増減分（Ｆ　ｕ
ｄ）を演算する（ステップＳ２）。ここに送り速度増減
分（Ｆ　ｕｄ）は、前記差ΔＮ　（ｄｖ）とゲイン（Ｇ
ＡＩＮ）を用いて次式により前記サンプリング周期毎に
比例演算される。

Ｆ　ｕｄＮｋ　Ｘ　ｄｖ　Ｘ　ＧＡ　Ｉ　Ｎここで、ｋ
は速度変換係数等の比例係数である。

前記ステップＳ２の後、１秒間に渡って送り速度を保持
する基準送り速度として、現在の値を含む過去１０回の
指令送り速度の実績値の平均値を演算しくステップＳ３
）、この基準送り速度と前記演算された送り速度増減分
（Ｆ　ｕｄ）とを加算することにより、新たな指令送り
速度を演算する（ステップＳ４）。そして、指令送り速
度演算が終了し、オペレータにより速度制御を行う旨の
指令がなされている場合には（ステップｓ５）、演算さ
れた指令送り速度を駆動系に指令した後、５０　ｍ５ｅ
ｃ紅過したか否かを判断し、その経過後再び前述の各ス
テップを繰り返す。

なお、第１の実施例では、基準送り速度として前記過去
１０回の指令送り速度の平均値を演算し、その値を１秒
間保持し続けるようにしたが、過去の指令送り速度の変
化の態様に応じて重みを持たせたり、フィルタをかける
ことにより、データとして採用したり、或いは無視する
等の処理をして基準送り速度とすることも可能である。

また、その値を長時間（１秒以上）保持し続けることに
より、より加工に適した制御を行うことが可能である。

次に、第２の実施例を第６図に示すフローチャートに基
づいて説明する。

先ず前記所定サンプリング毎に目標電圧（Ｖ　　）と演
算された極間電圧（Ｖ　　）との差ｇ ΔＮ１（ｄｖｌ）算する（ステップ５１１）。

この「今回」演算された値ΔＮ１と、「前回」のサンプ
リングにより演算された八Ｎｏの値を比較しくステップ
５１２）、その値が「同符号」の場合は、送り速度増減
分を演算しくステップ８１３）、「異符号」の場合は送
り速度増減分の値を０とする（ステップ５１４）。即ち
、「異符号」の場合は、「前回」と「今回」の間に「目
標電圧」を横切ったことを意味し、「目標電圧」の近辺
で放電加工されているので送り速度はそのままにしてお
けばよい。逆に「同符号」の場合は未だ「目標電圧」に
到達していないので更に送り速度の増減分演算をする必
要がある。

次いで、１秒間その値を保持する基準送り速度として現
在の値を含む過去１０回の指令送り速度の実績値の平均
値を演算しくステップ５１５）、前記演算された送り速
度増減分とこの平均値とを加算することにより、新たな
指令送り速度を演算する（ステップ５１６）。そして、
指令送り速度演算が終了し、オペレータにより速度制御
を行う旨の指令がなされている場合には（ステップ５１
７）、演算された指令送り速度を駆動系に指令した後、
５０　ｍ５ｅｃ経過したか否かを判断し、その経過後再
び前述の各ステップを繰り返す。

な、）・３、この第２の実施例では、前記差（ΔＮ１−
八ＮＯ）の符号か１前回」の符号と同じ場合（即ち、同
符号の場合）に送り速度の増減分を演算したが、「前前
回」、更には「過去の変化」に応じて（即ち、多数の実
績値を基礎として）処理を行うことにより、より安定し
た制御を行うことも可能である。

また、前述の放電検出回路２０（第３図参照）としては
「電圧」を検出するタイプではなく、「電流」を検出す
るようにしてもよい。第７図は「電流検出型」の放電検
出回路２ＯＡを示す回路図である。給電子１７に至る電
線１８には電流変成器（ＣＴ）４０が取り付けられ、そ
の出力がフォトカプラ４１により絶縁されて論理回路４
２に入力されるようになっている。この論理回路４２で
は放電許可信号が人力されてから、電流変成器４０で電
流が検出されてフォトカブラ４］の出力が入力するまで
、出力信号４２ａを出力する。この論理回路４２の出力
信号４．２ａは、前記比較器３２の゛出力信号３２ａに
相当し、加工間隙Ｇに電圧が印加されてから放電が開始
するまでの間、ハイレベルとなるパルス状の信号となる
。そのパルス幅は、無負荷時間に該当する。無負荷時間
計数回路２２でその出力信号にパルス幅を計数すること
は前述の通りである。

なお、前述の「ギャップコントロールゲイン」を詳述す
る。これは所定サンプリング毎に演算された目標電圧（
Ｖ　　）と極間電圧（Ｖ　　）との差ｇ ΔＮ（ｄｖ）に対して演算される速度の増減分（Ｆ　ｕ
ｄ）の値を調整するものである。「ゲイン」が大きいと
速度の増減分が大きくなり、素早く目標電圧（Ｖ　　）
に近づこうとするが発振状態が起りやすくなる。逆に「
ゲイン」が小さいと目標電圧（Ｖ　　）に近づく速度が
遅くなるという性質を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の放電加工機の構成を示すブロック図、第２図は本発明の放電加工機の一実施例を示すブロック
図、第３図は前記実施例の要部回路を示す電気回路図、第４図は前記電気回路図の動作を示す波形図、第５図は
第１の実施例の処理を示すフローチャート、第６図は第２の実施例の処理を示すフローチャ＝１・　
、第７図は電流検出型の放電検出回路を示す電気回路図で
ある。１・・・工作物、２・・・ワイヤ電極、２０・・放電検
出回路（第１．第２の検出手段）、２２・・・無負荷時
間引数回路（測定手段、無負荷時間計数回路）、２３・
・・ＣＰＵ　（送り速度増減分演算手段、基準送り速度
演算手段、指令送り速度演算手段）、Ｇ・加工間隙。出願人代理人　　石　　川　　泰　　男＝　　１６　− 第　　５　　図第　　６　　図第　　７　　図

Claims

【特許請求の範囲】放電電極と工作物とを相対的に所定の送り速度で移動さ
せると共に、これら放電電極と工作物との間隙に電圧を
印加して放電させ、その放電エネルギにより工作物を加
工する放電加工機において、前記電圧の印加開始を検出
する第１の検出手段と、前記間隙における放電の開始を検出する第２の検出手段
と、前記第１の検出手段と第２の検出手段との検出結果に基
づいて電圧の印加開始から放電の開始までの無負荷時間
を測定する測定手段と、この測定手段で測定した測定値を予め定めたサンプリン
グ周期毎に合計する無負荷時間合計手段この無負荷時間
合計手段で合計した合計値に対し予め基準値を設定して
おき、前記合計値とこの基準値との差に基づき、前記送
り速度の増減を演算する送り速度増減分演算手段と、放電電極と工作物とを相対的に移動するための指令送り
速度の過去の実績値に応じて基準となる送り速度を算出
する基準送り速度演算手段と、前記送り速度増減分演算
手段で演算された送り速度の増減分と、前記基準送り速
度演算手段で演算された基準送り速度とに基づき新たな
指令送り速度を演算する指令送り速度演算手段とを具備したことを特徴とする放電加工機。