JPH03149134A - 放電加工装置の電極位置制御方法 - 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、放電加工装置における加工の安定化と加工
速度の向上を図る電極位置制御方法に関するものである
。

［従来の技術］ 第４図は放電加工装置の動作原理を示す構成図である。

図において、（ｌ）は被加工物で、これは加工槽（２）
内に蓄えられた絶縁性の液体（３）の中で加工用電極（
４）　に対向している。被加工物（１）と電極（４）の
相対移動は、被加工物（１）を載せているテーブル（５
）の平面移動と電極（４）の上下移動とにより行なわれ
る。すわちテーブル（５）はＸ軸駆動アクチュエーター
（６）とＹ軸駆動アクチュエーター（７）により平面的
に移動される。また、電極（４）の上下移動はＺ軸駆動
アクチュエーター（８）により駆動される。以上の構成
により、被加工物（１）と電極（４）　とは三次元の相
対運動ができる。なお、これらのアクチュエーターは数
値制御装置（９）によって制御されている。また、（ｌ
Ｏ）は被加工物（１）と電極（４）　とに加工に要する
電気工ネルギーを供給する加工用電源である。

次に動作について説明する。放電加工装置における加工
は、被加工物（１）と電極（４）との間に加工用電源（
ｌＯ）によりパルス状の電圧（１））を加えることによ
り、電極（４）　と被加工物（１）との間に放電を発生
させることにより被加工物（１）に電極（４）形状を転
写する加工を行なう。

放電加工装置において安定な放電状態を維持する為には
、極間の電圧に応じて電極（４）の位置を制御する極間
サーボにより電極（４）と被加工物（１）との間隙を適
正な間隔に保つ必要がある。以下に一般的な極間サーボ
の動作について説明する。

極間サーボは、電極（４）と被加工物（１）間の極間電
圧Ｖを入力し、予め決められている基準電圧ＶＳとの差
電圧Ｖ　ｅ　＝　Ｖ　−Ｖ　ｓを求め、その差電圧Ｖｅ
に相当する移動量分の電極（４）　と被加工物【１）の
相対移動を行なう。すなわち、極間の状態が短絡状態で
あるときは電極（４）と被加工物（１）との相対距離を
離すように移動量が作成され、一方、極間の状態がオー
ブン状態であるときは電極【４）　と被加工物（１）と
の相対距離を近づけるように移動量が作成される。ここ
で、加工が進行しているときには指定された加工軌跡を
電極（４）は移動量に基づいて移動するが、極間の状態
が短絡状態となったときは移動量に基づき電極（４）を
後退させることにより短絡状態を回避し、極間状態がオ
ーブン状態となったとき移動量に基づき後退開始位置ま
で復帰を行ない再び加工を行なう。

従来、極間状態が短絡状態となったときの電極（４）の
後退および後退開始位置までの復帰時の電極（４）の動
作は第５図（ｂ）もしくは第５図（ｃ）に示すような電
極位置制御方法が用いられている。

すなわち、第５図において、被加工物（１）を電極（４
）でＡ−Ｂの軌跡を加工するときに短絡が発生したとき
第５図（ｂ）では電極（４）は予め決められた一方向（
１２）に後退および復帰を行なうことにより底面方向の
極間距離を変化させることにより短絡を解消する。また
、第５図（ｃ）では指定された加工軌跡を記憶しておく
ことにより、既に加工を行なった軌跡（１３）上で後退
右よび復帰を行なうことにより加工方向の極間距離を変
化させることにより短絡を解消する。

また。特開昭５９−３０６２２号公報のように電極（４
）をその先端移動軌跡の法線方向に回避させるか、又は
その法線方向回避運動と電極先端軌跡の接線と法線とに
垂直な方向とに垂直な方向への電極回避運動とを複合し
て行い、電極（４）と被加工物（１）の短絡を解消する
方法が考えられている。この特開昭５９〜３０６２２号
公報の短絡発生時の電極（４）の動きを第６図に示す。

第６図では電極（４）の先端を被加工物（１）の面上の
等高線Ｍを形成するようにｘｙ平面内で移動させ加工を
行なっている。短絡が発生した時、電極（４）Ｓま電極
先端移動軌跡の接線Ｔに垂直な法線方向で被加工物（１
）から離れる向きにΔＮだけ回避運動を行なう。更によ
り効果的な方法として、ΔＮに同期して主平面に垂直な
方向すなわちＺ軸方向にΔＺだけ回避運動を行なわせる
ことにより結果として合成ベクトルΔＬの方向に回避運
動を行なう。

【発明が解決しようとする課題〕

従来の放電加工装置の電極位置制御方法は以上のように
構成されているので、電極（４）と被加工物（１）との
間に短絡が発生した場合、第５図（ｂ）に示すような電
極位置制御方法では底面方向の極間距離は増大するが加
工進行方向の極間距離は変化しない。一方、第５図（ｃ
）に示すような電極位置制御方法では加工進行方向の極
間距離は増大するが底面方向の極間距離は変化しない。

したがって、短絡を解消するのが遅いため加工が不安定
になり加工速度が低下する、あるいは短絡を解消できず
定常アークとなってしまう。また、電極（４）をその先
端移動軌跡の接線に対する法線力向に回避させるか、又
は、その法線方向回避運動と、電極先端軌跡の接線と法
線とに垂直な方向とに垂直な方向への電極回避運動とを
複合して行い、電極（４）と被加工物（１）の短絡を解
消する方法では、第７図（ａ）に示すような［送り込み
量〈極間ギャップ長」となり電極（４）が被加工物（１
）に対して食い込みが生じないないような加工の場合に
は第７図（ｃ）に示す様に有効であるが、ｉ般に行なわ
れる第７図（ｂ）に示すような［送り込み量〉極間キャ
ップ長」となり食い込みが生じる様な加工では第７図（
ｄ）に示す様に電極回避運動によって電極（４）　と被
加工物（１）が衝突し、電極（４）及び被加工物（１）
を破壊することになる。よって、電極（４）をその先端
移動軌跡の法線方向に回避させる方式では加工の送り込
み量が極めて小さくしか取れないため加工能率が極めて
悪くなる等の解決すべき課題があった。

この発明は上記の様な課題を解決するためになされたも
ので、電極及び被加工物を破壊することなく素早く短絡
等の異常放電状態を解消して安定した加工が行えると共
にスラッジ排出を効率良く行い加工能率の高い放電加工
装置の電極位置制御方法を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段］ この発明に係る放電加工装置の電極位置制御方法は、所
定の加工軌跡に沿って電極を被加工物に一対して相対的
に移動させつつ上記被加工物を放電加工する過程で、異
常放電状態が検出された時に上記異常放電状態を解消さ
せる方向に上記電極を退避させつつ加工を行う方法にお
いて、上記電極を退避させる方向を予め記憶する段階と
、上記相対移動に伴い上記加工軌跡を記憶して行く段階
と。

上記異常放電状態が検出された時点で、上記電極を上記
記憶された加工軌跡の先端から逆行させつつ上記予め記
憶された方向に退避させて上記異常放電状態を解消させ
る段階とからなるものである。

又、この発明の別の発明に係る放電加工装置の電極位置
制御方法は、所定の加工軌跡に沿って電極を被加工物に
対して相対的に移動させつつ上記被加工物を放電加工す
る過程で、異常放電状態が検出された時に上記異常放電
状態を解消させる方向に上記電極を退避さた後上記電極
を加工進行方向に移動させる方法において、上記電極を
移動させる方法を予め記憶する段階と、上記相対移動に
伴い・上記加工軌跡を記憶して行く段階と、上記異常放
電状態が解消された時点において、上記電極を上記記憶
された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させつつ上
記予め記憶された方向に移動させる段階とからなるもの
である。

又、この発明の更に別の発明に係る放電加工装置の電極
位置制御方法は、所定の加工軌跡に沿って電極を被加工
物に対して相対的に移動させつつ上記被加工物を放電加
工する過程で、異常放電状態が検出された時に上記異常
放電状態を解消させる方向に上記電極を退避させつつ加
工を行う方法において、上記電極を退避させる方向を予
め記憶する段階と、上記相対移動に伴い上記加工軌跡を
記憶して行く段階と、上記異常放電状態が検出された時
点で、上記電極を上記記憶された加工軌跡の先端から逆
行させつつ上記予め記憶された方向に退避させて上記異
常放電状態を解消させる段階と、上記異常放電状態が解
消された時点において。

上記電極を上記記憶された加工軌跡に沿ってその先端方
向に移動させつつ上記予め記憶された方向と反対方向に
移動させる段階とからなるものである。

［作用］ この発明においては、所定の加工軌跡に沿って電極を被
加工物に対して相対的に移動させつつ上記被加工物を放
電加工する過程で、異常放電状態が検出された時に上記
異常放電状態を解消させる方向蓄こ上記電極を退避させ
つつ加工を行う時に、上記電極を退避させる方向を予め
記憶すると共に上記相対移動に伴い上記加工軌跡を記憶
しておき、上記異常放電状態が検出された時点で、上記
電極を上記記憶された加工軌跡の先端から逆行させつつ
上記予め記憶された方向に退避させて上記異常放電状態
を解消させる。

この発明の別の発明においては、所定の加工軌跡に沿っ
て電極を被加工物に対して相対的に移動させつつ上記被
加工物を放電加工する過程で、異常放電状態が検出され
た時に上記異常放電状態を解消させる方向に上記電極を
退避さた後上記電極を加工進行方向に移動させる時に、
上記電極を移動させる方向を予め記憶すると共に上記相
対移動に伴い上記加工軌跡を記憶しておき、上記異常放
電状態が解消された時点において、上記電極を上記記憶
された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させつつ上
記予め記憶された方向に移動させスラッジ排出を容易に
する。

この発明の更に別の発明においては、所定の加工軌跡に
沿って電極を被加工物に対して相対的に移動させつつ上
記被加工物を放電加工する過程で。

異常放電状態が検出された時に上記異常放電状態を解消
させる方向に上記電極を退避させつつ加工を行う時に、
上記電極を退避させる方向を予め肥憶すると共に、上記
相対移動に伴い上記加工軌跡な配憶しておき、上記異常
放電状態が検出された時点で、上記電極を上記記憶され
た加工軌跡の先端から逆行させつつ上記予め記憶された
方向に退避させて上記異常放電状態を解消させ、上記異
常放電状態が解消された時点において、上記電極を上記
記憶された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させつ
つ上記予め記憶された方向と反対方向に移動させスラッ
ジ排出を容易にする。

〔発明の実施例』 以下、この発明の−実！ｆｌｌを図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例における短絡発生時の電極
の回避動作を説明する為の図、第２図はこの発明の一実
施例における動作の流れを示すフローチャート、第３図
はこの発明の一実施例による方法を実行する為のハード
ウェア構成を示す図であり、第３図において、（Ｉｓ）
は加工の軌跡を指令するたのＮＣプログラム、（１６）
はＮＣプログラム（１５）を入力し指令位置を作成する
加工軌跡作成部、（１７）は加工軌跡作成部（１６）に
よって作成された各軸に対する指令位置、（１８）は極
間電圧Ｖ。

（１９）は基準電圧Ｖｓ、（２０）は極間電圧Ｖ　（１
８）と基準電圧Ｖ　ｓ　（１９）より移動量を作成する
極間サーボ移動量作成部、（２１）は極間サーボ移動量
作成部（２０）により作成された移動量に基づき各軸の
アクチュエーター（６）　、　（７）　、　（ｇ）への
出力を作成する電極位置制御部、　（２２）は予め指定
された各軸の極間サーボ方向ベクトル成分、　（２３）
は各軸の加工軌跡を記憶するための軌跡記憶メモり、（
２４）は各アクチュエーター（６）　、（７）　、　（
８）への出力量である。なお、これらは従来例を示す第
４図の数値制御装置（９）で行なわれる。

加工軌跡はＮＣプログラム（１５）によって指令され、
加工軌跡作成部（１６）がＮＧプログラムを入力し、こ
れを解析し直線補間あるいは円弧補間により各軸に対す
る指令位置（１７）を作成する。極間サーボ移動量作成
部（２０）は極間電圧Ｖ　（１８）と基準電圧Ｖ　ｓ　
（１９）を入力し、それらの差電圧に相当する移動量を
作成する。これらについてば従来のものと同様である。

以下にこの発明の特徴を有する電極位置制御部（２１）
の動作を第２図に示すフローチャートを用いて説明する
。電極位置制御部（２１）はステップ（２７）で極間サ
ーボ移動量作成部（２０）で作成された移動量を入力す
る６ステップ（２ｇ）、　（２９）では入力した移動量
と現在のサーボ後退量によって加工軌跡更新移動処理を
行なうか、サーボ後退処理を行なうか、あるいはサーボ
復帰処理を行なうかを決定する。分岐（３０）において
は、移動量が前進指令（≧０〕かつ後退量がゼロの場合
すなわち、加工軌跡を更新し加工が進むとぎはステップ
Ｃ３１）で加工軌跡作成部（１６）で作成した指令位置
（１７）に向かって各軸が移動するように各軸のアクチ
ュエーター（６）　、　（７）　、　（８）への出力を
作成する。このとき、ステップ（３２）において加工軌
跡を記憶するために各軸のアクチュエーター（６）　、
（７）。

〔８）への出力ｘｎ、ｙｎ、ｚｎを軌跡記憶メモり（２
３）に記憶しておく。又、分岐（３３）においては。

移動量が後退指令（〈０）のとき（短絡が発生したとき
）は、ステップ（３４）〜Ｃ３６）において、予め各軸
の極間サーボ方向ベクトル成分（２２）で指定された極
間サーボ方向Ｐへ移動量Ｘ極間サーボ方向後退ゲインＧ
ｓｂ分の極間サーボ方向後退量Ｌｓｂを作成し、さらに
各軸の加工軌跡を記憶した軌跡記憶メモり（２３）より
加工軌跡上を移動量Ｘ軌跡上後退ゲインＧｋｂ分後退す
る加工軌跡上後退量Ｌｋｂを作成する。次にステップ（
３７）でステップＣ３５）およびステップ（３６）で作
成した極間サーボ方向後退量と加工軌跡上後退量を合成
し各軸のアクチュエーター（６）　、　（７）　、　（
８）への出力を作成する。こうすることにより、第１図
（ｃ）に示すように極間の間隙を加工軌跡と予め決めら
れた方向との合成方向（２５）に電極位置を変化させる
ことができる。また、分岐（３８）に示す様に移動量が
前進指令かつ後退量がゼロでないとき（後退開始位置へ
の復帰）は、後退時の極間サーボ方向後退ゲインＧｓｂ
および加工軌跡上後退ゲインＧｋｂの代わりにそれぞれ
極間サーボ方向復帰ゲインＧｓｒと加工軌跡上復帰ゲイ
ンＧｋｒを用い、極間サーボ方向復帰量＝移動量×極間
サーボ方向復帰ゲインＧｓｒ、加工軌跡上後退量＝移動
量Ｘ加工軌跡上復帰ゲインＧｋｒとして復帰量を作成し
、後退時と同様に合成方向に電極位置を変化させる。こ
のように後退時と復帰時のゲインを切り換えることによ
って、第１図に示す復帰軌跡（２６）の様に後退時の軌
跡と異なる経路とする事ができる。後退と復帰の経路を
異ならせることで加工液の撹拌が促進される事とボンブ
効果の促進により、極間のスラッジの排出能力を高める
ことでがき、安定放電が維持できる事になり加工速度が
向上する。

なお、上記実施例では、制御軸数ば３軸の場合について
示したが２軸以上であれば上記のものと同様の効果を奏
する。

又、上記実施例では電極（４）の復帰経路を後退経路と
異なる経路としたが、必ずしも異ならせる必要はなく同
一経路としても良いことは言う迄もない。

〔発明の効果］ 以上の様に、この発明によれば所定の加工軌跡に沿って
電極を被加工物に対して相対的に移動させつつ上記被加
工物を放電加工する過程で、異常放電状態が検出された
時に上記以上放電状態を解消させる方向に上記電極を退
避させつつ加工を行う時に、上記電極を退避させる方向
を予め記憶すると共に上記相対移動に伴い上記加工軌跡
を記憶しておき、上記異常放電状態が検出された時点で
、上記電極を上記記憶された加工軌跡の先端から逆行さ
せつつ上記予め記憶された方向に退避させて上記異常放
電状態を解消させる様にしたので、電極及び被加工物を
破壊することなく素早く短絡等の異常放電状態を解消し
て安定した加工が能率良く行えるものが得られるという
効果がある。

又、この発明の別の発明によれば所定の加工軌跡番ご沿
って電極を被加工物に対して相対的に移動させつつ上記
被加工物を放電加工する過程で、異常放電状態が検出さ
れた時に上記異常放電状態を解消させる方向に上記電極
を退避さた後上記電極を加工進行方向に移動させる時に
、上記電極を移動させる方向を予め記憶すると共に、上
記相対移動に伴い上記加工軌跡を記憶しておき、上記異
常放電状態が解消された時点において、上記電極を上記
記憶された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させつ
つ上記予め記憶された方向に移動させスラッジ排出を容
易にする様にしたので、スラッジに起因する加工不安定
状態が解消でき安定した加工が能率良く行えるものが得
られるという効果がある。

又、この発明の更に別の発明によれば所定の加　　４工
軌跡に沿って電極を被加工物に対して相対的に移動させ
つつ上記被加工物を放電加工する過程で、異常放電状態
が検出された時に上記異常放電状態を解消させる方向に
上記電極を退避させつつ加工を行う時に、上記電極を退
避させる方向を予め記憶すると共に上記相対移動に伴い
上記加工軌跡を記憶しておき、上記異常放電状態が検出
された時点で、上記電極を上記記憶された加工軌跡の先
端から逆行させつつ上記予め記憶された方向に退避させ
て上記異常放電状態を解消させ、上記異常放電状態が解
消された時点において、上記電極を上記電極を上記記憶
された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させつつ上
記予め記憶された方向と反対方向に移動させスラッジ排
出を容易にする様にしたので、電極及び被加工物を破壊
することなく素早く短絡等の異常放電状態を解消できる
と共にスラッジに起因する加工不安定状態を解消でき、
安定した加工が能率良く行えるものが得られるという効
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による放電加工装置の電極
位置制御方法を説明する為の図、第２図はこの発明の一
実施例による放電加工装置の電極位置制御方法を実行す
る為のフローチャート、第３図はこの発明の一実施例に
よる放電加工装置の電極位置制御方法を実施する為のハ
ードウェアを示すブロック図、第４図は従来の放電加工
装置を示す構成図、第５図は従来の放電加工装置の電極
位置制御方法を説明する為の図、第６図は従来の別の放
電加工装置の電極位置制御方法を説明する為の図、第７
図は第６図に示した方法の欠点を説明する為の図である
。

図において、（１）は被加工物、（４）は電極、（１５
）はＮＣプログラム、　（１Ｇ）は加工軌跡作成部、（
１７）は各軸に対する指令位置、　（１８）は極間電圧
Ｖ、（１９）は基準電圧Ｖｓ、（２０）は極間サーボ移
動量作成部。

１２１）は電極位置制御部、（２２）は予め指定された
各軸の極間サーボ方向ベクトル成分、（２３）は軌跡記
憶メモり、Ｃ２４）は各アクチュエーターへの出力量。

（２５）は後退軌跡、　（２６）は復帰軌跡である。

なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

　　　・

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の加工軌跡に沿って電極を被加工物に対して
   相対的に移動させつつ上記被加工物を放電加工する過程
   で、異常放電状態が検出された時に上記異常放電状態を
   解消させる方向に上記電極を退避させつつ加工を行う放
   電加工装置の電極位置制御方法において、上記電極を退
   避させる方向を予め記憶する段階と、上記相対移動に伴
   い上記加工軌跡を記憶して行く段階と、上記異常放電状
   態が検出された時点で、上記電極を上記記憶された加工
   軌跡の先端から逆行させつつ上記予め記憶された方向に
   退避させて上記異常放電状態を解消させる段階とからな
   ることを特徴とする放電加工装置の電極位置制御方法。
2. （２）所定の加工軌跡に沿って電極を被加工物に対して
   相対的に移動させつつ上記被加工物を放電加工する過程
   で、異常放電状態が検出された時に上記異常放電状態を
   解消させる方向に上記電極を退避さた後上記電極を加工
   進行方向に移動させる放電加工装置の電極位置制御方法
   において、上記電極を移動させる方向を予め記憶する段
   階と、上記相対移動に伴い上記加工軌跡を記憶して行く
   段階と、上記異常放電状態が解消された時点において、
   上記電極を上記記憶された加工軌跡に沿ってその先端方
   向に移動させつつ上記予め記憶された方向に移動させる
   段階とからなることを特徴とする放電加工装置の電極位
   置制御方法。
3. （３）所定の加工軌跡に沿って電極を被加工物に対して
   相対的に移動させつつ上記被加工物を放電加工する過程
   で、異常放電状態が検出された時に上記異常放電状態を
   解消させる方向に上記電極を退避させつつ加工を行う放
   電加工装置の電極位置制御方法において、上記電極を退
   避させる方向を予め記憶する段階と、上記相対移動に伴
   い上記加工軌跡を記憶して行く段階と、上記異常放電状
   態が検出された時点で、上記電極を上記記憶された加工
   軌跡の先端から逆行させつつ上記予め記憶された方向に
   退避させて上記異常放電状態を解消させる段階と、上記
   異常放電状態が解消された時点において、上記電極を上
   記記憶された加工軌跡に沿ってその先端方向に移動させ
   つつ上記予め記憶された方向と反対方向に移動させる段
   階とからなることを特徴とする放電加工装置の電極位置
   制御方法。