JPH0335928A - 表面あらさ測定装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用針！） 本発明は、放電加工した被加工物の表面あらさを算出す
る表面あらさ測定装置に関する。

（従来の技術） 例えば放電加工にはワイヤ放電加工や形彫り放電加工な
どがあるが、このうち例えばワイヤ放電加工について説
明すると、これは被加工物に対してワイヤ電極を所定間
隔おいて配置してこれら被加工物及びワイヤ電極を加工
槽の中に浸透し、この状態に被加工物とワイヤ電極との
間に直流電圧を印加する。そして、例えばワイヤ電極を
被加工物に接近させてそのギャップ量が所定量になると
ワイヤ電極と被加工物との間に放電が発生する。

しかるに、この放電エネルギーによって被加工物は加工
される。

このようなワイヤ放電加工では加工状態の良否が判断さ
れるが、この判断は放電状態が正常であるか異常である
かにより判断しており、この判断は次のような方法によ
って行われている。すなわち、 ■作業員が放電柱を目視し、この放電柱の胛皮から経験
や勘によって放電状態を判断する。

■作業員が放電の音を聞き、この放電の音から経験や肋
によって放電状態を判断する。

■ワイヤ放電加工装置にオシロスコープが備えＩｌれて
いれば、このオシロスコープに例えばワイヤ？１Ｓ極と
被加工物との間の放電電圧及び放電電流の波形を表示さ
せ、これら放電電圧及び放電電流から放電状態をｔ１１
断する。

■ワイヤ放電加１：装置に予め放電状態の良否のｕ慣が
設定されていれば、この基準に従って放電状態を判断す
る。

（２かしながら、上記各方法では異常放電は検知できる
もののその信頼性は低く、まして放電状態を判断して放
電加工による被加工物の表面あらさをｆｉ１断すること
は不可能である。従って、被加工物の表面あらさば、放
電加工機から被加工物を取り出して測定しなければ分か
らなかった。このため、表面あらさのｉｎ＋定の結果、
所定の表面あらさに達していない場合、再び放電加工機
に被加工物をセットして再加圧しても、１度被加工物を
取り外すと前回と全く同一状態にセットすることは不可
能であるので、前回よりも高い精度の表面あらさを’ｆ
５ることは困難となっている。又、上記各方法では放電
加圧中に表面あらさを測定できないので、加工速度など
の加工条件のバランスがくずれて精度高い表面あらさを
得ることか困難である。

尚、以上のことはワイヤ放電加工に限らず放電加ニ一般
に言えることである。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように上記各方法では放電状態を判断して放電加
工による被加工物の表面あらさを判断することが不可能
である。

そこで本発明は、放電加工中に被加圧物の表向あらさを
Ｍ１定できる表面あらさ４ｐｊ定装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、放電電極と被加工物との間に加わる放電電圧
及び放電電極と被加工物との間に流れる放電７ｔｉ流を
検出する検出器と、この検出器からの検出信号を一定間
隔毎の信号採取期間ごとに所定のサンプリング周明でデ
ィジタル変換して取り込む信号採取手段と、この信号採
取手段で採取された各検出信号から各放電における放電
電圧などの放電データを作成する放電データ作成手段と
、この放電データ作成手段で作成された放電データから
正常放電の発生数を求めるとともに放電エネルギを求め
これら正常放電の発生数及び放電エネルギから被加工物
の表面あらさを算出する表面あらさ算出手段とを備えて
上記目的を達成しようとする表面あらさ測定装置である
。

（作　用） このような手段を備えたことにより、放電電圧及び放電
電流が検出器されると、これら検出信号は信号採取手段
によって一定間隔毎の信号採取期間ごとに所定のサンプ
リング周期で取り込まれて放電データ作成手段によって
放電データが作成される。そして、この放電データから
表面あらさ算出手段は正常放電の発生数を求めるととも
に放電エネルギを求めこれら正常放電の発生数及び放電
エネルギから被加工物の表面あらさを算出する。

（実施例） 以ド、本発明の一実施例について図面を参］Ｉ（（して
説明する。

第１図はワイヤ放電加工に適用した表面あらさ測定装置
の全体構成図である。加工槽１の内部には被加工物２が
浸透されている。この被加工物２には所定間隔をおいて
ワイヤ電極３が配置されている。なお、このワイヤ電極
３は上部ワイヤガイド体４及び図示しない下部ワイヤガ
イド体により支持されている。これら被加工物２とワイ
ヤ電極３との間には放電制御回路５を介して直流電源６
が接続されて放電回路を形成している。この場合、直流
電源６は正極を被加工物２に接続している。

かかる放電回路には電圧検出器７が直流電源６に対して
並列接続されるとともに電流検出器８が直流電源６に対
して直列接続されている。

一方、１０はあらさ７Ｉｐ１定装置水装置あって、この
あらさ測定装置本体１０にはアッテネータ（ＡＴＴ）１
１．１２が備えられ、一方のア・ソテネータ１１に電圧
検出器７が接続されるとともに他方のアッテネータ１２
に電流検出器８が接続されている。これらアッテネータ
１１．１２にはそれぞれメモリが内蔵された各Ａ／Ｄ　
（アナログ／ディジタル）変換器１３．１４が接続され
、これらＡ／Ｄ変換器１３．１４はバス１５を介してＣ
ＰＵ（中央処理装置）１６に接続されている。

このＣＰＵ１６にはバス１５を介してタイミングコント
ローラ１７、ＲＡＭ　（ランダム・アクセス１メモリ）
１８、ＲＯＭ　（リード・オンリ・メモリ）１９及び表
示駆動部２０が接続されている。

タイミングコントローラ１７はＡ／Ｄｉｍ２Ｈ１３゜１
４における信号取込みタイミングを制御するものである
。又、表示駆動部２０は表示器２１が接続されて表示器
２１を表示駆動するものとなっている。ＲＯＭ１９には
、信号採取タイミングプログラムが記憶されている。し
かるに、この信号採取タイミングプログラムにより各Ａ
／Ｄ変換器１３．１４は一定間隔毎の信号採取期間にｘ
ｎｓ毎に同時に電圧検出信号、電流検出信号をそれぞれ
８ビツトにディジタル変換して１回の信号採取期間で例
えば１０２４〜６５５３１３　Ｂのデータを採取するも
のとなる。ここで、各信号採取期間の間隔は例えばＢＯ
ｍｓ毎に到来する。なお、各Ａ／Ｄ変換器１３゜１４、
ＣＰＵ１６、タイミングコントローラ１７及びＲＯＭ１
９により信号採取手段が構成されている。又、ＲＯＭ１
９には放電データ作成プログラム及び表面あらさ算出プ
ログラムが記憶されている。これにより、上記ＣＰＵ１
６は第２図に示すように信号採取手段１６−１、放電デ
ータ作成手段１６−２及び表面あらさ算出手段１６−３
の各機能を有するものとなる。なお、信号採取手段１６
−１は上記の如く信号採取手段の一部の機能を有したも
のとなっている。放電データ作成手段１６−２は、信号
採取手段で採取されたディジタル電圧検出信号及びディ
ジタル電流検出信号から各放電における放電電圧や放電
電流などのパラメータから成る放電データを作成する機
能を有するものである。

又、表面あらさ算出手段１６−３は放電データ作成手段
１６−２で作成された放電データから正常放電の発生数
Ｎｓを求めるとともに放電エネルギＥを求めこれら正常
放電の発生数Ｎｓ及び放電エネルギＥから被加工物２の
表面あらさＲｍを算出する機能を有するものである。な
お、α及びβは定数である。具体的には放電分類手段１
６−４及び放電エネルギ算出手段１６−５を有している
。

放電分類手段１６−４は上記放電データの各放電電圧と
予め設定された放電限界電圧とを比較して放電限界電圧
以上の放電電圧を正常放電とするとともに放電限界電圧
以下の放電電圧を異常放電（アーク放電パルス及び短絡
）と分類する機能を有するものである。又、放電エネル
ギ算出手段１６−５は放電データから各放電エネルギを
個々に抽出する機能を有している。

又、この表面あらさ算出手段１６−３には第３図に示す
ような荒加工及び仕上げ加工における理想の表面あらさ
Ｑが設定されているとともに第４図に示すような表面あ
らさＲｍの表示範囲Ｗが設定されている。ここで、表面
あらさＲｍの表示範囲Ｗは表面あらさの数値解析値Ｆに
対して実際の表面あらさＲｍ−が一致するところとなっ
ている。

次に上記の如く構成された装置の作用について参照して
説明する。

被加工物２とワイヤ電極３との間に直流電源６から放電
制御回路５を通して直流電圧が印加され、この状態に被
加工物２とワイヤ電！！ｉｉ３とのギャップ量が所定量
となると、被加工物２とワイヤ電極３との間にパルス放
電が発生する。このパルス放電のエネルギにより被加工
物２は加工される。

この状態に電圧検出器７は被加工物２とワイヤ電極３と
の間のパルス放電電圧を検出してその電圧検出信号を出
力し、又電流検出器８は被加工物２からワイヤ電極３に
流れたパルス放１ｉ電流を検出してその電流検出信号を
出力する。これら電圧検出信号及び電流検出信号はそれ
ぞれアッテネタ１１１２で処理しやすい１ノベルに減衰
されてＡ／Ｄ’＆換器１３，１．４に入力する。このと
き、各Ａ　、、、／　Ｄ変換器１３．１４は一定間隔Δ
Ｈ毎の各信号採取期間Ｈ，，Ｈ２・・においてそれぞれ
例えばＸｌｌ５毎に同ＩＩ９に７銭圧検出信号、ｒｔｓ
流検巾検出信号れぞれ８ビツトにデ２イジタル変換して
取込む。

これにより、】同の信号採取期間例えば信号採取期間Ｈ
８におい］ｌｃ！Ｂのデータが取込まれる。

このように１同の信号採取期間Ｈ，，Ｈ，・・で取込ん
たディジタル電圧検出信号及びディジタル電流信号はそ
れそ′れ各Ａ／Ｄ変換器１３．１４内のメモリに一時記
憶され、各信号採取期間ＨｌＨ２の経過後にＣＰＵ１６
によってＲＡＭ１８（こ・ｆ多されて記憶される。

このようにディジタル電圧検出信号及びディジタル電流
信号が取込まれてＲＡ　Ｍ　１８に記憶され、例えば１
０回の信号採取期間が終γすると、ＣＰ　Ｕ　１．６の
数本データ作成手段１６−２は各ディジタル電圧検出信
号及びディジタル電流信号からそれぞれ放電電圧及び放
電電流の各波形を求め、これら波形からパルス放電発生
の順番に発生番号ｒｌＪ　　Ｃ２Ｊ・・・ｒＮＪを付ず
。そして、ＣＰＵｌ６はこれら波形から各パルス放電に
おける放電開始ａｌ、　Ｃ２・・・ａｎや放電終了１１
１．　ｂ２・・・ｂｎ、放電電圧ｃｌ、　Ｃ２＝−Ｃｎ
、　’Ｒ流ピークｄｉ、　ｄ２−ｄｎ、　？ｉｔ流パル
ス幅ｃ１．　Ｃ２・・・ｅｎ、放電エネルギｆｌ、　Ｃ
２・・・ｒｎ１パルス間１’；、４　ｇ＋　、　ｇ　２
・・・ｇｏなどの各パラメータから成る放電データＤを
求めてテーブル化してＲＡＭ１８に記憶する。

次にＣＰＵ１６の放電分類手段１６−４は予め設定され
た放電限界電圧と１０回の信号採取期間における各放？
ｔｉ　７ｆＳ圧ｃ１．、　Ｃ２・・・ｅｎとを比較して
放電限界電圧よりもレベルが低い放電電圧例えばＣ２を
Ｗ雷放電であるアーク放電パルス及び短絡として検出し
、放電データＤから異常放電のデータを削除してｉＦ−
雷放電の発生番号のデータのみとする。

そし−Ｃ１放電分類手段１６−４は正常放電の発生数Ｎ
ｓを求める。一方、放電エネルギ算出手段１、６−５は
ヒ記放電データＤから各放電エネルギＮ、　ｆ’２−ｆ
ｎを抽出する。そうして、表面あらさ算出Ｔ　Ｉ’＆　
１６−　’３は各収電エネルギｆｌ、　　「２−ｒｎを
に記憶における放電エネルギＥに各放電エネルギＮ。

「２・ｒｎをそれぞれ代入して各パルス放電ごとに各表
面あらさＲｍを算出する。次に表面あらさ算出手段１６
−３は算出した表面あらさＲｍが表示範囲Ｗ内にあるか
を１１所し、表示範囲Ｗ内にあれば表面あらさＲｍを表
示器２１に表示する。この場合、表面あらさ算出手段１
６−３は理想の表面あらさＱから現在行われている加工
工程、例えば荒加工での理想の表面あらさを読出て表面
あらさＲｍとともに表示ｒＡ２１に表示する。

このように上記一実施例においては、放電７１１圧及び
放電電流を取り込んで放電データＤを作成し、この放７
（ｉデータＤから１ｆ常放電の発生数ＮＳ８求めるとと
もに放電エネルギＥを求め、これら正常放電の発生数Ｎ
ｓ及び放電エネルギＥから披加Ｔ物２の表面あらさＲｍ
を算出するようにしたので、放゛屯加−［中に被加工物
２の表面のあらさＲｍを４１１１定することができ、そ
のうえ加工工程に応（７て理想の表面あらさＱと比較で
きる。従って、例えば荒加−［や仕上げ加工の１同１」
において理想のに而あらさＱとの差から加工速度などの
加工条件を最適な状態に調整が可能となる。又、算出さ
れた表α０あらさＱを目安として次回の放電加工の加工
条件を設定できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、上
記一実施例において異常放電の分類は放７１圧によって
行なっているが、放電ピークや放電エネルギＩ’ｌ、　
Ｃ２・・・ｆｎのヒストグラムを作成してその正規分布
から分類してもよい。又、表而あらさＲｍを算出する際
の放電エネルギＥは各パルス放電ごとの放電エネルギに
限らず平均値を使用しても良い。さらに、本装置はワイ
ヤ放電加工に限らず、形彫り放電加工や電解加工にも適
用できる。

〔発明の効果〕

以上詳記したように本発明によれば、放電加工中に被加
工物の表面あらさを測定できる表面あらさＡＰ１定装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係わる表面あらさＩＩＰｊ
定装置の一実施例を説明するための図であって、第１図
は構成図、第２図は機能ブロック図、第３図は各加工工
程における理想の表面あらさを示す図、第４図は表面あ
らさの表示範囲を示す図である。 １・・・加工槽、２・・・被加工物、３・・・ワイヤ電
極、４・・・上部ワイヤガイド体、５・・・放電制御回
路、６・・・直流電源、７・・・電圧検出器、８・・・
電流検出器、１０・・・あらさ１１１１定装置本体、１
１．１２・・・アッテネータ、１３．１４・・・Ａ／Ｄ
変換器、１５・・・バス、１６・・・ＣＰＵ、１６−１
・・・信号採取手段、１６−２・・・放電データ作成手
段、１６−３・・・表面あらさ算出手段、１６−４・・
・放電分類手段、１６−５・・・放電エネルギ算出手段
、１７・・・タイミングコントローラ、１８・・・ＲＡ
Ｍ、１９・・・ＲＯＭ。 ２０・・・表示駆動部、２１・・・表示器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放電電極と被加工物との間に加わる放電電圧及び前記放
   電電極と前記被加工物との間に流れる放電電流を検出す
   る検出器と、この検出器からの検出信号を一定間隔毎の
   信号採取期間ごとに所定のサンプリング周期でディジタ
   ル変換して取り込む信号採取手段と、この信号採取手段
   で採取された各検出信号から各放電における放電電圧な
   どの放電データを作成する放電データ作成手段と、この
   放電データ作成手段で作成された放電データから正常放
   電の発生数を求めるとともに放電エネルギを求めこれら
   正常放電の発生数及び放電エネルギから前記被加工物の
   表面あらさを算出する表面あらさ算出手段を具備したこ
   とを特徴とする表面あらさ測定装置。