JPH0525616B2

JPH0525616B2 -

Info

Publication number: JPH0525616B2
Application number: JP58150031A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Matsui; Teruyuki Matsumura; Masashi Yukitomo
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1983-08-17
Filing date: 1983-08-17
Publication date: 1993-04-13
Also published as: JPS6044232A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、電極と被加工物間に印加した加工電
圧の変化を検出し、その変化に応じて電極の進行
方向、進行速度を定めることができる放電加工機
の電極後退制御方法と装置に関する。

（従来の技術）第１図は、放電加工機の概略説明図である。こ
の図に基づいて従来技術について説明する。ポン
チとなる同形状の電極EPはスピンドルSPにより
支持されると共に図示しないサーボモータにより
矢印方向に加工送りが与えられる。またダイとな
る被加工体（ワーク）WKと電極EP間には加工
液中で電源PSから矩形波状の加工電圧の通電が
行われる。従つて、ワークWKと電極EP間に微
小間〓を形成しながら、該電極を加工送りすれ
ば、火花放電によりワークWKは電極EPが転写
加工される。この様な電極EPとワークWKとの
間に良好な放電を発生せしめるためには、電極
EPとワークWKとの間〓を常時一定の値に保つ
必要がある。このため、従来は、間〓検出電圧の
変化に応じて電極EPの前進速度、後退速度の制
御を行なう同期送り方式が用いられている。即
ち、加工電源側で極間電圧を定められた電圧と比
較し、極間電圧が定められた電圧より高い場合は
間〓電圧検出回路から正方向のパルス、低い場合
は負方向のパルスを発生し、NC側に送出する。
NC側ではそのパルスを可逆カウンタでカウント
し、一定周期でそれを読取り及びリセツトし、読
取つたパルスの符合で進行方向を定める。つま
り、正であれば電極を順方向に進め、負であれば
電極を逆方向に進める。この点を更に詳細に説明
する。第２図は、同期送り方式の説明図であり、
後退制御の場合を示している。電極EPとワーク
WKが所定間隔より接近すると、間〓検出電圧
Vdが正常状態時の電圧Vaから低下し、制限電圧
Vb以下になると後退を開始する。この時の電極
EPの移動速度ｖは間〓検出電圧Vdと比例する。
この電極EPの後退で電極EPとワークWKとの間
隔は広がり、間〓検出電圧Vdは上昇し、間〓検
出電圧Vdが制限電圧Vbに復帰すると、電極EP
の後退は停止し、再前進を開始する。この時の再
前進速度ｖは間〓検出電圧Vdに比例している。
前進速度減速点に到達すると、前進速度ｖは減速
し、後退開始点に復帰する。ところで、このよう
な従来の放電加工機の電極後退制御方式では、後
退、再前進速度の制御が間〓検出電圧Vdに従つ
ているため、敏速な後退、再前進を行なうことが
できなかつた。そこで電極の後退及び再前進速度
を、第１に間〓検出電圧から定まる速度に一定の
倍率を乗じたものとし、第２にその間の速度は、
その間の間〓検出電圧の最低電圧に基づいて定め
られた速度に保持する方法が考えられた。この点
を第３図、第４図を参照しながら詳細に説明す
る。第３図は、当該同期送り方式における後退制
御方式の説明図であり、先ず、間〓検出電圧Vd
が低下すると電極移動速度ｖも低下する。この場
合、間〓検出電圧から定まる速度に一定の倍率ａ
を乗じる様にしているため、間〓検出電圧Vdが
Vcである時には、従来の速度v₂′のａ倍の後退速
度v₂が設定される。この様にして電極EPが後退
すると、間〓検出電圧Vdは上昇する。しかし、
電極後退速度ｖは、間〓検出電圧Vdの最低電圧
値Vcによつて設定された後退速度値v₂に保持さ
れる。従つて、後退速度ｖからみれば、間〓検出
電圧Vdは最低電圧値Vcにクランプされることに
なる。この様にして電極は急速に後退していく。

このため間〓検出電圧Vdは急速に上昇し、時
点t₁で間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vbに到達す
ると、電極EPは後退を中止し、再前進する。こ
の時の再前進速度は従来の間〓検出電圧Vdに比
例したものと相違して後退速度v₂と同一の値v₃で
ある。これにより電極EPは急速に再前進する。
第４図は当該同期送り方式のためのブロツク図で
あり、図中、第１図と同一のものは同一の記号で
示してある。図中、１０１は放電加工機を数値制
御（NC）するためのNC指令情報が穿孔された
NCテープである。１０２は処理部であり、紙テ
ープリーダ１０２ａと、NC指令情報等を記憶す
るメモリ１０２ｂと、放電加工機の位置制御、後
退制御などの処理を行なうマイクロコンピユータ
構成の処理回路１０２ｃと後述する分配パルスを
移動方向に応じて可逆計数する現在位置カウンタ
１０２ｄを有している。尚、処理回路１０２ｃは
入力された情報を解読し、例えばＭ、Ｓ、Ｔ機能
命令等であれば図示しない強電盤を介して機械側
へ送出し、また移動指令Zcであれば後段のパル
ス分配器に出力する。１０３はパルス分配器であ
り、移動指令Zcに基いて公知のパルス分配演算
を実行して指令速度に応じた周波数の分配パルス
Psを発生する。１０４は分配パルス列Psのパル
ス速度を該パルス列の発生時に直線的に加速し、
また該パルス列の終了時に直線的に減速してパル
ス列Piを発生する公知の加減速回路、１０５は電
極EPを加工送りする直流モータ、１０６は直流
モータが所定量回転する毎に１個のフイードバツ
クパルスFPを発生するパルスコーダ、１０７は
誤差演算記憶部であり、例えば可逆カウンタによ
り構成され、加減速回路１０４から発生した入力
パルスPiの数とフイードバツクパルスFPの差Er
を記憶する。即ち、誤差演算記憶部１０７は直流
モータ１０５が正方向に回転しているものとすれ
ば入力パルスPiが発生する毎に該パルスPiをカウ
ントアツプし、またフオードバツクパルスFPが
発生する毎にその内容をカウントダウンし、入力
パルスとフイードバツクパルス数の差Erを誤差
レジスタ１０７ｂに記憶する。１０８は誤差レジ
スタ１０７ｂの内容に比例したアナログ電圧を発
生するDA変換器、１０９は速度制御回路であ
る。１１０ａは間〓電圧検出回路であり、電極
EPとワークWK間の印加電圧から間〓検出電圧
Vdを検出し、制限電圧値Vbとの差電圧である検
出値（Vd−Vb）の大きさに比例する周波数の間
〓パルスSIPを出力するもの、１１０ｂはカウン
タであり、間〓電圧検出回路１１０ａの間〓パル
スSIPを計数するものである。

次に、第４図構成の同期送り方式の動作につい
て第５図処理フロー図により説明する。ここで、
既に電極EPが加工送りされており電極EPとワー
クWK間で放電加工が行なわれるものとする。

電源PSより電極EPとワークWK間に電圧が印
加されているので、間〓電圧検出回路１１０ａか
らは検出値に応じた周波数の間〓パルスSIPが出
力されており、可逆カウンタ１１０ｂはこれを計
数する。処理回路１０２ｃは可逆カウンタ１１０
ｂの値を周期的に読取り、読取る毎に可逆カウン
タ１１０ｂをリセツトする。このカウンタ１１０
ｂの値SSは、間〓検出電圧Vdが制限値Vbと等し
い時に零、Vd＞Vbで正、Vd＜Vbで負である。

(1) 処理部１０２は、可逆カウンタ１１０ｂの
値、即ち、同期送り入力パルスを読取る。

(2) 次に、カウント値SSに基づいて電極EPの移
動速度ｖに対応するパルス数を演算する。この
パルス数Ｐは、同期送り入力パルスSSと同期
送りパルスマルチプライ（パラメータ
SFMLT）との積によつて決定される。尚、前
述の間〓検出電圧Vdと制限値Vbとの関係にお
いて、Vd＞VbならＰ＞０、Vd＜VbならＰ＜
０となる。

(3) 処理部１０２は、現在の制御ステータスを調
べる。現在の制御ステータスCSはメモリ１０
２ｂに格納されているから、処理部１０２は、
メモリ１０２ｂから制御ステータスCSを読取
り、識別する。後退制御中に所定の後退可能距
離を越えると発生する後退アラームは、前述の
加工送り（前進）中には制御ステータスCSに
設定されていないので、処理部１０２は制御ス
テータスCSが後退アラームでないと判断する。

(4) 次に、処理部１０２は、メモリ１０２ｂに格
納されている制御ステータスCSが後退中か否
か判別する。

(5) 今、加工送り中とすると、制御ステータス
CSは後退中でないので、処理部１０２は制御
ステータスCSが再前進中か否かを判別する。

(6) 加工送り中であるから、制御ステータスは再
前進中でないので、処理部１０２はステツプ(1)
で演算したパルス数Ｐを指令速度Pcとしてメ
モリ１０２ｂに設定する。

(7) 次に、処理部１０２は、指令速度Pcが正か
負かを判別する。Pcが正、即ち、間〓検出電
圧が制限値Vb以上であれば、正常状態である
から、後述する様に指令速度Pcをパルス分配
器１０３に送つて、電極EPを前進（加工送り）
させる。

(8) 更に、処理部１０２は、パルス分配器１０３
の分配パルスを計数する現在位置カウンタ１０
２ｄの内容を読取り、メモリ１０２ｂ内の現在
位置GPを更新する。

一方、電極EPとワークWKとの間隔が小さ
くなり、間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vb以下
になると次の様な後退制御が行なわれる。

(9) 間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vb以下になる
と、パルス数Ｐ、即ち指令速度Pcは負となり、
上記ステツプ(7)で後退制御処理が指令され、処
理部１０２はメモリ１０２ｂの制御ステータス
CSを後退中に設定する。

(10) 処理部１０２は、次にメモリ１０２ｂの現在
位置GPから後述する再前進時における減速開
始点DSPを演算し、メモリ１０２ｂに格納す
る。

(11) 次に、処理部１０２は、指令速度ｖ（Pc′）を
演算し、メモリ１０２ｂに格納する。即ち、加
工送りの指令速度Pcのａ倍の指令速度を設定
し、パルス分配器１０３に送つて、電極EPを
後退送りする。

(12) 次に、処理部１０２は、現在位置カウンタ１
０２ｄの内容からメモリ１０２ｂ内の現在位置
GP及び後退距離ｌを更新する。

(13) 次に、処理部１０２は、メモリ１０２ｂの後
退距離ｌを、予じめメモリ１０２ｂに格納され
ている後退可能距離ldと比較する。後退距離ｌ
が後退可能距離ld以内であれば、再びステツプ
(1)に戻る。この後は、後退中であるから、Ｐは
負である。

(14) 前記のステツプ(4)において、制御ステータス
CSは後退中となつているので、処理部１０２
はパルス数Ｐが正か負かを判別する。パルス数
Ｐが負であれば、後退制御中であるから、メモ
リ１０２ｂに格納された速度Pcと比較する。
後退中であるから、速度Pc、パルス数Ｐとも
負であり、従つて、Pc＞Ｐでは絶対値として
は｜Ｐ｜＞｜Pc｜を示す。絶対値としてＰが
大なら、メモリ１０２ｂの格納速度Pcをパル
ス数Ｐに更新する。もしPc＜Ｐ、即ち、｜Ｐ｜
＜｜Pc｜であれば、メモリ１０２ｂの格納速
度Pcを以降の後退制御に用いる。即ち、後退
時の最大速度を後退制御に用いる。

(15) 次に、処理部１０２は前記のステツプ(11)、
(12)、(13)を実行する。

この様に、ステツプ(1)、(2)、(3)、(4)、(14)、(15)
を実行し、電極EPを最大速度で後退させると
間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vb以上（即ち、
が正）となる。これによつて次の様な再前進制
御が行なわれる。

(16) 後退中にＰが正となると、前記のステツプ(14)
において、処理部１０２は正と判別し、メモリ
１０２ｂの制御ステータスCSを再前進中に設
定する。

(17) 次に、処理部１０２はメモリ１０２ｂに格納
された後退中の最大速度｜Pc｜により前記の
ステツプ(11)の指令速度Pc′を演算し、パルス分
配器１０３に送つて、電極EPを再前進させる。

(18) 次に、処理部１０２は、現在位置カウンタ１
０２ｄの内容から、メモリ１０２ｂの現在位置
GPを更新する。

(19) 処理部１０２は、前記のステツプ(10)でメモリ
１０２ｂに設定された減速開始点DSPとメモ
リ１０２ｂの現在位置GPと比較し、減速開始
点DSPに未到達であればステツプ(1)に戻る。

この様にして、ステツプ(1)、(2)、(3)、(4)、
(14)、(16)、(17)、(18)、(19)によつて再前進制御を行
う。この再前進制御により、ステツプ(19)におい
て、減速開始点DSPに到達したと判断される
と、処理部１０２はメモリ１０２ｂの制御ステ
ータスCSを通常前進中に設定する。これによ
り、処理部１０２は前記ステツプ(1)〜(8)を実行
し、通常の加工送りに復帰する。

(20) 更に、前述の後退制御中のステツプ(13)におい
て、後退距離ｌが後退可能距離ldを越えてしま
うと、即ち、後退可能距離ldに達しても間〓検
出電圧Vdが制御電圧値Vbを越えないと、メモ
リ１０２ｂの制御ステータスCSを後退アラー
ム中にセツトする。

(21) これによつて以降、パルス数Ｐが負の内は
後退アラーム信号が発生し、電極EPの制御は
行われない。即ち、充分後退しても、間〓検出
電圧Vdが上昇しないことは、何らかの障害で
あるから、制御は停止し、必要があれば警報を
発する。

(22) 一方、後退アラーム中でも、Ｐが正となれ
ば、アラーム信号はオフし、メモリ１０２ｂの
制御ステータスCSは再前進中にセツトされ、
以降ステツプ(17)〜(19)の再前進制御が実行され
る。

（発明が解決しようとする課題）本明細書第４頁に述べた様に、極間電圧が定め
られた電圧よりも低くなつた場合は、できるだけ
早く後退してアーク放電を防止する必要がある。
極間電圧が急激に下がつた場合は、パルスコーダ
１０６からのフイードバツクパルスFPとしては、
それまでに正方向のパルスが誤差演算記憶部１０
７に入力されている。このため、負方向のパルス
が入つて来ているのにかかわらず、誤差レジスタ
１０７ｂで読取られた値はまだ正の値が残つてい
るから、次のパルス分配で出力される加減速回路
１０４からの出力Piが負の値になつても、すぐに
は負にならないといつた状態がある。つまり、負
方向の間〓パルスSIPが入力されているため、負
方向のパルスが入つて来ているのにかかわらず読
取られた値は負にならないといつた状態がある。
つまり、負方向パルスが出ているのに、後退と認
識されない状態がある。このために、数周期分後
退の認識が遅れ、アーク放電が生じたり、最悪の
場合電極とワークとの衝突が生じ、ワークの加工
面精度が劣化するという欠点がある。また、後退
制御に時間がかかり、それだけ加工速度が遅くな
るという欠点も生じていた。特に、電極が前進状
態から急変して後退をさせるべき状態への以降時
の応答性に問題があつた。

本発明の目的は、電極が前進状態から急変して
電極を後退させるべき状態に移行した様な場合
に、カウンタからの後退信号がオンとなつてから
すぐに、十分大きな負の値の後退速度を指令する
ことによつて、電極の後退制御を的確かつ敏速に
行ない、アーク放電や電極とワークとの衝突を防
止し、かつ、加工速度を向上し得る放電加工機の
電極後退制御方法および、そのための制御装置を
得ることにある。

（課題を解決するための手段）上述のような課題を解決するために本発明によ
れば、電極とワークとの間に加工電圧を印加して
放電加工を行うとともに該電極と該ワークとの間
の間〓検出電圧が一定となるように該間〓検出電
圧と定められた電圧との差を送り速度パルスに変
換し、数値制御装置からこの速度パルスに比例す
る速度に従つて加減速回路を介してパルス分配を
行ない、前記電極を前進・後退させる放電加工機
の電極後退制御方法において、上記間〓検出電圧
が制限電圧値より低くなつたことを検知するステ
ツプ、検知信号によつてただちに後退指令信号を
前記送り速度パルスとは別に数値制御装置に送信
し、後退・再前進に関しては別に定めた高速度で
電極を送るステツプを含む放電加工機の電極後退
制御方法が提供される。

また、本発明によれば、電極とワークとの間に
加工電圧を印加して放電加工を行うとともに該電
極と該ワークとの間の間〓検出電圧が一定となる
ように該間〓検出電圧と定められた電圧との差を
送り速度パルスに変換し、数値制御装置からこの
速度パルスに比例する速度に従つて加減速回路を
介してパルス分配を行ない、前記電極を前進・後
退させる放電加工機において、間〓検出電圧と所
定電圧との差を送り速度パルスに変換し、数値制
御装置に送る回路とは別に間〓検出電圧が所定電
圧以下となつたことを検知し、その検知信号を出
力する増幅回路と、該回路の出力信号によりスイ
ツチを作動させるスイツチ作動回路と、前記所定
電圧以下になつた時得られる検知信号の伝送を開
閉するスイツチと、前記検出信号を増幅し、電極
の後退信号を得る増幅器と、該後退信号を数値制
御装置へ接続するバイパス回路を設けた放電加工
機の電極後退制御装置が提供される。

（実施例）第６図は、本発明に係る同期送り方式の電極の
後退制御方法の説明図であり、先ず、間〓電圧検
出回路によつて、間〓検出電圧Vdが制限電圧値
Vbより低くなつたことを検知することにより、
電極が前進状態から急変したことを知る。その
後、この検知信号によつてただちに後退信号を送
り速度を決定するカウント値SSとは別に数値制
御装置に送信し、即刻、電極を後退させる様に制
御する。尚、この場合の後退速度は任意に設定可
能である。また、点線は従来の同期送り方式の電
極の後退制御方式の説明図（第３図参照）であ
る。この図から明らかな様に、本発明に係る後退
制御方法によれば、電極の後退制御に即応性を持
たせることができると共に加工時間の短縮を図る
ことができる。

第７図は、本発明に係る電極の後退制御装置を
説明するためのブロツク図であり、図中、第４図
と同一のものは同一記号で示し、その点について
の説明は重複するので省略する。本発明の特徴的
構成について説明すると、間〓パルスSIPを計数
するカウンタ１１０ｂの他に、間〓電圧検出回路
１１０ａからの負の検出電圧によつて動作する増
幅器１１１を設け、その出力をスイツチ作動回路
１１２に供給する様にする。この回路１１２の動
作により閉路するスイツチ１１３を設け、このス
イツチ１１３の閉路により、間〓電圧検出回路１
１０ａで検出された負の検出電圧（検出信号）を
増幅器１１４で増幅して電極の後退信号を得て、
この信号を処理部１０２に送るように、構成す
る。尚、スイツチ１１３は無接点スイツチで構成
してもよいことは言うまでもない。

次に、第７図の本発明の方式の動作は、第８図
図処理フロー図より明らかである。尚、従来の処
理フロー図（第５図処理フローとその説明参照）
との相違点についてはブロツク図内に点線のブロ
ツクが付されている。

要するに、電極EPとワークWKとの間〓が小
さくなり、間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vd以下
になると、次の様な後退制御が行われる。

(a) 間〓検出電圧Vdが制限電圧値Vb以下になる
と、第８図（その１）の１後退信号はオンとな
り、後退制御処理が指令される。即ち、フロー
チヤートの説明とは別に間〓検出電圧回路１１
０ａにおいて検出された負の電圧を増幅器１１
１で検知してスイツチ作動回路１１２を作動さ
せる。この回路１１２の作動によりスイツチは
閉路し、前記負の電圧を増幅器１１４で増幅し
て電極の後退信号を得る。この後退信号はNC
側に送つて、サーボモータ１０５を即刻逆転さ
せて電極を後退制御させるようにする。

(b) 後退時の速度は、前述の速度Ｐに比べてはる
かに大きい値にする。尚、この後退速度は任意
に設定することができる。

第９図は、本発明に係る後退制御方法を理解し
易く説明する他の実施例のブロツク図である。こ
の図から明らかな様に、間〓検出電圧が所定電圧
以下となり、後退信号が生じた場合は、Ｖ／Ｐ変
換器およびカウンタからなる回路をバイパスし
て、直接演算器に送り、電極の後退制御に即応性
を持たせることができる。尚、この場合、カウン
タには負のパルスが関与することはないので、従
来のように高価な可逆カウンタを設ける必要がな
い。

（発明の効果）以上説明した様に、本発明の放電加工機の電極
後退制御方法によれば、極間電圧が急激に低下し
た場合でも、誤差レジスタで読取られた値はまだ
正の値が残つていて、次のパルス分配で出力され
る加減速回路からの出力Piが負の値になつても、
すぐには負にならないといつた状態がなくなり、
応答性が改善される。また、本発明の放電加工機
の電極後退制御装置によれば、間〓検出電圧が制
限電圧値より低くなつたことを検知すると、ただ
ちに後退指令信号を、間〓パルスSIPとは別に
NC側に送信することにより、次のパルス分配時
には加減速回路の存在にもかかわらず、誤差レジ
スタを負にすることができ、電極の敏速な後退制
御を行なうことができる。特に、アーク放電や電
極とワークとの衝突を確実に防止できると共に、
加工時間の短縮化を図ることができる。従つて、
加工能率は高まり、かつ加工制度を高めることが
出来るという効果を奏することができる。

尚、本発明を一実施例により説明したが、本発
明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、こ
れらを本発明の範囲から排除するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電加工機の概略説明図、第２図及び
第３図は従来の後退制御方式説明図、第４図は従
来の後退制御方式の一実施例ブロツク図、第５図
（その１）（その２）は従来の後退制御方式の一実
施例処理フロー図、第６図は本発明の後退制御方
法の説明図、第７図は本発明に係る後退制御装置
の実現のための一実施例ブロツク図、第８図（そ
の１）（その２）は本発明に係る後退制御方法の
一実施例処理フロー図、第９図は、本発明に係る
方式の他の実施例装置のブロツク図である。図中、EP……電極、WK……ワーク、１１０
ａ……間〓電圧検出回路、１０２b′……カウン
タ、１１１……増幅器、１１２……スイツチ作動
回路、１１３……スイツチ、１１４……増幅器。

Claims

【特許請求の範囲】１電極とワークとの間に加工電圧を印加して放
電加工を行うとともに該電極と該ワークとの間の
間〓検出電圧が一定となるように該間〓検出電圧
と定められた電圧との差を送り速度パルスに変換
し、数値制御装置からこの速度パルスに比例する
速度に従つて加減速回路を介してパルス分配を行
ない、前記電極を前進・後退させる放電加工機の
電極後退制御方法において、上記間〓検出電圧が
制限電圧値より低くなつたことを検知するステツ
プ、検知信号によつてただちに後退指令信号を前
記送り速度パルスとは別に数値制御装置に送信
し、後退・再前進に関しては別に定めた高速度で
電極を送るステツプを含むことを特徴とする放電
加工機の電極後退制御方法。２電極とワークとの間に加工電圧を印加して放
電加工を行うとともに該電極と該ワークとの間の
間〓検出電圧が一定となるように該間〓検出電圧
と定められた電圧との差を送り速度パルスに変換
し、数値制御装置からこの速度パルスに比例する
速度に従つて加減速回路を介してパルス分配を行
ない、前記電極を前進・後退させる放電加工機に
おいて、間〓検出電圧と所定電圧との差を送り速
度パルスに変換し、数値制御装置に送る回路とは
別に間〓検出電圧が所定電圧以下となつたことを
検知し、上記数値制御装置に送る回路とは別に、
電極の後退、再前進に関しては高速度で電極を送
るための検知信号を出力する増幅回路と、該回路
の出力信号によりスイツチを作動させるスイツチ
作動回路と、前記所定電圧以下になつた時得られ
る検知信号の伝送を開閉するスイツチと、前記検
知信号を増幅し、電極の後退信号を得る増幅器
と、該後退信号を数値制御装置へ接続するバイパ
ス回路を設けたことを特徴とする放電加工機の電
極後退制御装置。