JPH0435814A - ワイヤ放電加工機の加工液供給制御装置 - 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〕 本発明は、ワイヤ放電加工機の加工液供給制御方法と装
置に関する。

〔従来技術〕

−ｍに、ワイヤ放電加工機は、ワイヤガイドや加工液供
給ノズルを有した上下のヘッド間に規定されたワイヤ電
極送り路に沿ってワイヤ電極を走行させ、他方、上記上
下ヘッド間に配設されて二次元方向に送り変位自在なワ
ーク台に被加工ワークを取付け、被加工ワークに形成し
たイニシャルホール又はワーク端面を起点としてワイヤ
電極とワイヤとの間にギャップを介して放電作用を付与
し、被加工ワークとワイヤ電極との間の相対変位に従っ
て上記起点位置から所望の軌跡路に沿って放電加工作用
を進捗させるものである。このときワイヤ電極と被加工
ワークとの放電加工作用部に対して、数Ｋｇ／ｃｒｎ２
に達する高レベルの液圧力を有した加工液を加工液供給
ノズルから噴出し、冷却作用と加工屑の除去とを行いワ
イヤ電極の断線と加工軌跡における目詰まりとを防止し
、円滑かつ安定に放電加工作用の進捗を促進するように
している。

〔発明が解決しようとする課題〕

然しながら、放電加工部に加工液を供給する加工液供給
ノズルの先端は一定の径を有した円形の液噴出口として
形成され、被加工ワーク面に対して路上下から密接した
位置に設定され、噴出される加工液を常に放電加工作用
部に集中、供給しているため、現在進行中の放電加工軌
跡路に接近して上と加工液供給ノズルの先端の加工液噴
出口の径の領域内に既に加工済みの加工軌跡が現れたり
或いは加工液供給ノズルの先端が被加工ワークの縁から
はみ出すような加工状態、更には何らかの原因で加工液
供給ノズルと被加工ワーク表面との密接部から放電加工
作周部以外に向けて液漏れが発生する等の不都合な加工
状態が出現すると、該加工液供給ノズルから現在進行中
の加工軌跡に噴出する加工液の液量が減少し、その結果
、放電加工作用部では液不足に起因した不安定加工が始
まり、究極的には、ワイヤ電極の加熱、断線等が発生し
て放電加工作用が中断に到る問題点がある。

従来は、上述の不安定加工が発生すると、放電加工電流
の値に変化が発生することを検知し、そのときには、放
電加工電源からの放電電力を低減させ、加工速度を犠牲
にしてワイヤ電極の断線を極力、防止する方法等が採ら
れていたが、加工速度の減少は放電加工機の加工能率を
低減させる不都合な結果となることから、改善の要望が
出ている。

依って、本発明の目的は、上述した不都合を改善し、加
工液の供給に起因した放電加工能率のレベル低下を抑止
しつつ、ワイヤ電極の　断線も極力、防止できるように
ワイヤ放電加工機に対する加工液の供給を制御する方法
と装置とを提供せんとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ワイヤ放電加工機の放電加工部における加工
液の供給状態を、例えば、加工液供給ノズルの噴出口の
前段において加工液の供給状態に関連する圧力、流量等
のパラメータの変化を検出し、このパラメータの変化を
フィードパ、りして加工液供給用ポンプの吐出量を加減
調節し、該パラメータを指令値に可及的に一致させるよ
うに制御するようにして放電加工部におけるワイヤ電極
や被加工ワイヤに適正な冷却作用を付与し、かつ、目詰
まりを防止して放電加工作用を安定化させるようにする
ものである。即ち、 本発明によれば、ワイヤ電極とワークとの放電加工作用
部に加工液噴出ノズルから加工液を噴出、供給するワイ
ヤ放電加工機の加工液供給方法において、放電加工作用
時における前記ノズルから供給する加工液の圧力、流量
等の供給パラメータを所定値に設定し、前記ノズルの加
工液噴出口の近くで加工液の実際の前記供給パラメータ
を検出し、上記供給パラメータの所定値と上記ノズルが
ら噴出される加工液の実際の上記供給パラメータとの差
値に従って加工液供給源から上記ノズルに到る加工液供
給路に設けたポンプ吐出々力を調節して加工液の前記供
給パラメータを制御することを特徴としたワイヤ放電加
工機の加工液供給制御方法が提供される。

また、本発明によれば、ワイヤ電極とワークとの放電加
工作用部に加工液源からポンプを介して送給する加工液
をノズルから供給するワイヤ放電加工機の加工液供給制
御装置において、上記加工液供給ノズルの前段に設けら
れて加工液の圧力、流量等の供給パラメータを検出する
パラメータ検出手段と、上記供給パラメータを所定値に
設定するパラメータ指令値を入力する入力手段と、上記
パラメータ指令値に従って上記ポンプによる加工液送給
量を加減調節して上記ノズル上流位置における上記供給
パラメータを上記パラメータ指令値に向けて制御せしめ
るポンプ制御手段と、上記パラメータ検出手段の検出値
を上記入力手段ヘフィートバックするパラメータフィー
ドバック手段とを具備して構成されたワイヤ放電加工機
の加工液供給制御装置が提供される。

〔作　用〕

上述の本発明のワイヤ放電加工機の加工液供給制御方法
および装置によれば、加工液供給ノズルの前段における
加工液の供給パラメータ、例えば加工液の供給圧が指令
供給圧に追従するように制御されるから、加工液供給源
を成すポンプからノズルを介してワイヤ放電加工機の放
電加工作用部には定常的に十分な量の加工液が供給され
る。従って、放電加工作用が安定化され、ワイヤ電極の
断線発生も極力、防止することができる。この結果、放
電加工能率も比較的に高レベルに維持できるのである。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて、更に
詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るワイヤ放電加工機の加工液供給制
御方法を液圧力をパラメータとして実施する装置の基本
的構成を示す略示機構図、第２図及び第３図は被加工ワ
ークにワイヤ電極によって放電加工作用を遂行する過程
で発生する加工液の漏出現象を説明する平面図、第４図
は加工液供給用交流駆動型ポンプの圧力と周波数との関
係を示したグラフ図、第５図は加工液供給用ポンプの制
御フローチャートである。

第１図を先ず、参照すると、ワイヤ放電加工機は、上ヘ
ツド１２と下へラド１４とを具備し、この上下のへラド
１２．１４間をワイヤ電極供給リールからガイドローラ
を有した走行路を経由して供給されたワイヤ電極１６が
縦方向に走行するように構成されている。上下のヘッド
１２．１４の間には二次元平面内で送り変位可能なワー
ク台（図示なし）上に取付け、固定された被加工ワーク
Ｗが配置され、この被加工ワークＷに予め形成されたイ
ニシャルホール（小孔）又はワーク端縁を放電加工起点
としてワイヤ電極１６による放電加工が遂行される。ワ
イヤ電極１６と被加工ワークＷは共に放電加工電源（図
示なし）に接続され、両者が微小ギャップを介して対向
することにより該ギャップ間に放電が起こり、この放電
のエネルギーにより被加工ワークＷに放電加工が施され
るもので、ワイヤ電極１６は放電加工作用部の近傍で給
電子を介して放電加工電源と導通し、被加工ワークＷも
適宜の導通回路を介して放電加工電源に接続している。

そして、放電加工過程：ご被加工ワークＷがワーク台と
共に二次元平面内で送り制御を受けることにより、所望
の軌跡に沿って放電加工が進捗し、被加工ワークＷから
所望形状を有した製品が加工されるようになっている。

上記の上下へラド１２．１４には加工液供給用のノズル
１２ａ、１４ａが具備され、この加工液供給ノズル１２
ａ、１４ａに供給される加工液は加工液タンク１８の清
浄液部１８ａからポンプ２０により汲み上げられ、該ポ
ンプ２０の前後の配管路２２ａ、２２ｂを経路して供給
され、加工液ノズル１２ａ、１４ａから噴出流として放
電加工部へ供給される構成に成っている。上下へラド１
２．１４の加工液供給ノズル１２ａ、１−４　ａの先端
は円形の加工液噴出部として形成され、中心部をワイヤ
電極１６が通過するように構成され、上記加工液供給ノ
ズル１２ａ、１４ａの先端は通常は、ワークＷとワイヤ
電極１６との相対変位に障害とならない範囲で可及的に
被加工ワークＷの表面に密接させた状態に設定され、ノ
ズルからの加工液噴出流が、加工軌跡の空隙に十分、供
給されると共にノズル先端とワーク表面との隙間からの
液漏出を極力、抑止した構成となっている。そして、加
工液は常時、ワーク、電極間の放電加工作用部において
安定した量が供給されるように、ポンプ２０による加工
液供給作用を制御する機構が構成されており、加工液タ
ンク１８の清浄液タンク１８ａから該ポンプ２０により
汲み上げられた加工液が放電加工作用部へ圧力下で噴出
され、次いで、冷却や加工粉除去等の所定の加工液作用
を終了した加工液は、ワイヤ放電加工機の回収部２４に
回収され、回収配管路２２ｃを経由して加工液タンク１
８の回収液タンク１８ｂへ戻され、ここからポンプ２６
、フィルター２８を介して清浄液タンク１８ａに送出さ
れて再使用される循環系が構成されている。この場合に
、従来も清浄液汲み上げ用ポンプ２０と回収液の汲み上
げポンプ２６の作用を調節して回収液が回収液タンク１
８ｂから溢出したり、清浄液が清浄液タンク１８ａから
溢出したりしないように両ポンプ２０．２６の作用を調
整する程度の制御は行われていたが、未だワイヤ放電加
工機の放電加工作用部における加工液の供給を厳密に制
御して放電加工作用の安定化を図る制御までは行われて
いない。

さて、ここで第２図、第３図を参照すると、被加工ワー
クＷと加工液供給ノズル１２ａ　　又は１４ａの先端と
の関係が図示されている。第２図においては、現在、被
加工ワークＷの加工軌跡“Ａ”に沿ってノズル中心を貫
通するワイヤ電極１６が放電加工作用を継続しており、
同加工軌跡“Ａ″に接近して既に加工済の加工軌跡“Ｂ
”も形成されていることを図示している。このような放
電加工過程では、加工液供給ノズル１２ａ、１４ａから
圧力下で噴出される加工液は、主に加工軌跡０Ａ”に噴
出流として供給されるが、ノズル先端の径内に他の軌跡
“Ｂ”による流路が存在するために加工液は同軌跡“Ｂ
”側にも流れてしまう。

従って、上下ノズル１２ａ、１４ａが被加工ワークＷの
表面に密接していても、現在加工継続中の加工軌跡“Ａ
”に対する加工液の供給は、不十分になり、例えば、冷
却不十分、加工粉除去が適正で無い等の事態により、放
電加工作用は不安定になる。このような不安定加工状態
が継続すると、たちまち、ワイヤ電極１６の断線が発生
し、放電加工作用が中断されることになる。また、第３
図に図示のごとく、加工軌跡“Ｃ″がワーク端縁に近い
ときには、やはり、加工液供給ノズル１２ａ、１４ａの
先端は一部がワーク端縁からはみ出してしまい、結果的
に加工液の供給が加工軌跡“Ｃ”に集中し得す、上述と
同様な支障を来す結果となる。依って、本発明は斯かる
解決課題を解消せんとするものである。

さて、再び第１図を参照すると、本実施例では加工液供
給ノズル１２ａ、１４ａにおける加工液の噴出量を制御
するために、間両ノズル１２ａ、１４ａの噴出口の上流
部の位置における液圧力を最適の指令圧力値に追従制御
するために加工液供給ポンプ２０による吐出供給量を制
御する機構が構成されている。即ち、加工液の配管路２
２ｂにおける加工液圧を検出する圧力センサー３０が設
けられ、この圧力センサー３０により検出された加工液
の圧力は電気信号に変換され、増幅器３２を有したフィ
ードバック制御回路３４を介して圧力指令値入力部３６
ヘフイードバツクされる。同圧力指令値入力部３６は、
圧力の指令値と検出値との差値に応じた指令信号を作成
してポンプ駆動回路３８の制御回路４０に送出する。こ
のとき、同制御回路４０は指令信号をポンプ駆動信号に
変換し、インバータ４２により交流駆動信号に転換して
交流駆動型の加工液供給ポンプ２０のポンプ作用を制御
して吐出液量を加減調節し、以て配管路２２ｂの液圧を
制御しているものである。即ち、本実施例は加工液の供
給パラメータを加工液の圧力値に選定して加工液供給制
御を行っているものである。従って、加工液供給ノズル
１２ａおよび１４ａから現在放電加工が進捗中の例えば
、加工軌跡“Ａ”部分に噴出される加工液量を適正に検
出することが可能であれば、加工液の供給量をパラメー
タに選定し、圧力センサー３０に代えて流量計を用いれ
ば、同様に加工液の供給を制御することも可能である。

本発明者が被加工ワークＷとして厚さ３０ｍｍの炭素鋼
板を選定し、ワイヤ放電加工速度を約４ｍｍ／ｍｉｎ、
目標の加工液供給圧力指令値を２．７５Ｋｇ／ｃｍ’に
設定してワーク端面から加工液供給ノズル１２ａ、１４
ａがはみ出す条件の下に、加工長１００ｍｍに渡って放
電加工を実施し、このとき、上記実施例による加工液供
給制御を行わ無い場合と、同制御を行った場合に就いて
ワイヤ電極１６の断線状況を観察した所、前者では約９
回／　ｃｍと断線回数が多かったが、後者では平均０．
８回／ｃ＋ｎと著しく断線頻度が減少することが確認さ
れた。

従って、ワイヤ電極１６の断線頻度減少に伴い、放電加
工能率も向上し、加工長の１００ｍｍを放電加工する総
時間も短縮されたのである。

さて、ワイヤ放電加工機において上述した加工液供給制
御を行う場合には、加工液供給ポンプ２０と加工液タン
ク１８における回収液をタンク１８ｂから汲み上げてフ
ィルター２８へ送出するポンプ２６との両者のポンプ作
用を調和させる必要がある。即ち、回収液汲み上げポン
プ２６の作用は、加工液タンク１８における清浄液タン
ク１８ａ内の清浄加工液の液面高さを検知して水位低下
に応じて該ポンプ２６を作動させるが、清浄な加工液を
供給するポンプ２０を上述した放電加工作用部に十分に
加工液を供給すべく多量の供給を継続すると、必然的に
回収液量が増加し、加工液タンク１８の回収液タンク１
８ｂにおいて溢れが発生するおそれが有る。従って、加
工液供給ポンプ２０の吐出作用の制御は、上述した指令
圧力入力部３６とポンプ駆動回路３８において、予め同
ポンプ２０の定格吐出容量に対して配管路２２ｂにおけ
る圧力とポンプ駆動周波数との特性データを求めておき
、加工液タンク１８の回収液タンク１８ｂ側で加工液の
浴出が発生しないための最大ポンプ吐出量を越えて同ポ
ンプ２０から加工液の供給がなされないように制御する
必要がある。これを、例えば、周知のマイクロプロセッ
サを用いて制御することが可能であり、その場合の制御
方法を以下に第４図に１例として示すポンプの圧力対周
波数特性曲線と第５図に示すポンプ制御フローチャート
に従って説明する。

第４図のグラフに示すポンプの圧力対周波数特性曲線を
参照すると、縦軸は圧力値（Ｋｇ／ｃｍ”　）、横軸は
、ポンプ駆動周波数を示している。同グラフには、ポン
プ２０の吐出流量ＱがＯＣ１７ｍ１ｎ）とタンク造出を
発生しない限界吐出流量Ｑ＝Ｌ〔β／ｍｉｎ〕との両特
性曲線が示しである。勿論、ポンプ２０の吐出容量は定
格的には更に大きな吐出流量を出力できる容量のものが
予約選定されている。そして、加工液供給ポンプ２０は
これらの０とＬとの間の吐出流量Ｑの間で加工液の供給
を行う必要がある。

ここで、加工液供給ポンプ２０からノズル１２ａ、１４
ａに到る加工液の配管路２２ｂにおける圧力値を目標値
と検出値とに基づいてマイクロプロセッサから成る指令
圧力入力部３６における作用を第５図のフローチャート
に従って説明する。さて、上記の加工液供給ポンプ２０
の圧力対周波数特性曲線は、マイクロプロセッサの記憶
手段に予め記憶、格納される。

先ず、目標圧力値として最適の放電加工状態が得られる
ための予めＶｆｉＫＩＪ、記憶された圧力値を指令値と
して記憶部から読み出す（ステップ■）。

次に、この指令値に対応した○＝ＯＣ１／ｍＩｎ）にお
けるポンプ駆動用周波数値を第４図に示す特性曲線から
読み取って出力する（ステップ■）。

このとき、加工液供給ポンプ２０は同指令周波数の下に
駆動されるが、もちろん、吐出供給量はＯ５β／１ｎｉ
ｎ’Ｊである。次に、圧力センサー３０により配管路２
２ｂにおける実際の圧力値を検出しくステップ■）、こ
れをフィードバックしてマイクロプロセッサは、指令圧
力値と実際の圧力値との差、つまり、圧力差分Ｅ「を求
める（ステップ■）。次にこの圧力差分Ｅｒに従って係
数を用いて周波数値Ｆを選定する（ステップ０）。次に
選定した周波数値Ｆが最新の実測圧力値を用いて、限界
吐出流量りの直線から求まるポンプ駆動周波数を越えな
いようチエツクしながら流量Ｑを求める（ステップ■）
。求めたポンプ吐出流量Ｑが限界吐出流量Ｌ　［ｊ２／
ｍｉｎ］より大きな値であるか否かの判断が行われ（ス
テップ■）、判断結果がイエスの場合には、選定した駆
動周波数をポンプ駆動回路３８へ出力して（ステップ■
）、加工液供給ポンプ２０の吐出流量を該当のＱに設定
し、加工液供給を行う。又、ノーの場合には、Ｑ＝Ｌ〔
ｌ／ｍｌｎ〕の限界吐出流量に対応した駆動周波数を第
４図の特性図から読み出して該当する駆動周波数をポン
プ駆動回路３８に出力する（ステップ■）。こうして、
加工液供給ポンプ２０のポンプ作用を継続させ、例えば
、タイマーにより規定した一定時間後に再び、配管路２
２ｂの圧力検出を圧力センサー３０で検出し、同検出値
をフィードバックして上記と同じ制御フローを繰り返す
のである。

このように加工液供給ポンプ２０のポンプ作用による加
工液の供給量を制御すれば、加工液タンク１８の清浄液
タンク１８ａ、回収液タンク１８ｂの何れにおいても加
工液の浴出を生じることなく、円滑に本発明に係るワイ
ヤ放電加工機の加工液供給制御を実施することができる
のである。

なお、上下の各ヘッドに専用のポンプを設けて同様の制
御方法で加工液を供給しても良い。

Ｃ発明の効果〕 以上の本発明の詳細な説明を介して理解出来るように、
本発明によれば、ワイヤ放電加工機における放電加工作
用時に、加工液噴出ノズルから放電加工作用部への加工
液の供給パラメータ（例えば、加工液の圧力値）を該パ
ラメータの指令値に従って設定し、上記加工液噴出ノズ
ルの加工液噴出口の近傍で加工液の実際の供給パラメー
タを常時、検出し、該加工液のパラメータの指令値と加
工液噴出ノズルから噴出される加工液の実際の供給パラ
メータとの差値に従って加工液供給源から上記ノズルに
到る加工液供給路に設けたポンプ出力を調節して加工液
の供給パラメータを制御するようにしたので、加工液は
放電加工作用部に常に安定的に必要十分な量が供給され
、故に、ワイヤ電極と被加工ワークとが対向した放電加
工部においては、加工液による冷却作用、加工屑除去作
用等が安定して遂行され、従って、ワイヤ電極の断線に
よる放電加工の中断が極力、防止されることになり、結
果的に放電加工能率を高いレベルに維持することができ
るのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るワイヤ放電加工機の加工液供給制
御方法を液圧力をパラメータとして実施する装置の基本
的構成を示す略示機構図、第２図及び第３図は被加工ワ
ークにワイヤ電極によって放電加工作用を遂行する過程
で発生する加工液の漏出現象を説明する平面図、第４図
は加工液供給用交流駆動型ポンプの圧力と周波数との関
係を示したグラフ図、第５図は加工液供給用ポンプの制
御フローチャート。 １２ａ、１４ａ・・・加工液噴出ノズノベＩ６・・・ワ
イヤ電極、　　　　１８・・・加工液タンク、２０・・
・加工液供給ポンプ、 ２２ａ、２２ｂ・・・加工液供給配管路、２２ｃ・・・
回収液配管路、　　３０・・・圧力センサー３４・・・
フィードバック制御回路、 ３６・・・入力部、 ３８・・・ポンプ駆動回路、　Ｗ・・・被加工ワーク、
Ａ、Ｂ、Ｃ・・・放電加工軌跡。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ワイヤ電極とワークとの放電加工作用部に加工液噴
   出ノズルから加工液を噴出、供給するワイヤ放電加工機
   の加工液供給方法において、放電加工作用時における前
   記ノズルから供給する加工液の圧力、流量等の供給パラ
   メータを所定値に設定し、 前記ノズルの加工液噴出口の近くで加工液の実際の前記
   供給パラメータを検出し、 前記供給パラメータの所定値と前記ノズルから噴出され
   る加工液の実際の前記供給パラメータとの差値に従って
   加工液供給源から前記ノズルに到る加工液供給路に設け
   たポンプ吐出々力を調節して加工液の前記供給パラメー
   タを制御することを特徴としたワイヤ放電加工機の加工
   液供給制御方法。 ２、ワイヤ電極とワークとの放電加工作用部に加工液源
   からポンプを介して送給する加工液をノズルから供給す
   るワイヤ放電加工機の加工液供給制御装置において、 前記加工液供給ノズルの前段に設けられて加工液の圧力
   、流量等の供給パラメータを検出するパラメータ検出手
   段と、 前記供給パラメータを所定値に設定するパラメータ指令
   値を入力する入力手段と、 前記パラメータ指令値に従って前記ポンプによる加工液
   送給量を加減調節して前記ノズル上流位置における前記
   供給パラメータを前記パラメータ指令値に向けて制御せ
   しめるポンプ制御手段と、前記パラメータ検出手段の検
   出値を前記入力手段へフィードバックするパラメータフ
   ィードバック手段とを、 具備して構成されたことを特徴とするワイヤ放電加工機
   の加工液供給制御装置。