JPH0579443B2

JPH0579443B2 -

Info

Publication number: JPH0579443B2
Application number: JP61149663A
Authority: JP
Inventors: Gotaro Gamo; Haruki Obara; Mitsuo Kinoshita; Juji Okuyama
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1993-11-02
Also published as: JPS637226A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ワイヤカツト放電加工機におけるサ
ーボ送り方式に関するものである。

従来の技術ワイヤカツト放電加工機におけるワークとワイ
ヤ電極間の相対的な送り速度を制御する方式とし
て、サーボ送り方式が従来から採用されている。

このサーボ送り方式は、ワークとワイヤ電極間
に印加される平均加工電圧の分圧値から設定電圧
を差引き、その差引いた値に比例した送りパルス
を出力し、１パルス当りの重みは常に一定してテ
ーブルを送つていた。

発明が解決しようとする問題点上記従来のサーボ送り方式であると、仕上げ加
工のような１回当りの放電エネルギーが少ない加
工時において、理由は明らかではないが、直線加
工からコーナ加工等に移り加工量が増加したとき
送りが早いことによりワークとワイヤ電極がシヨ
ートし、ハンチングを起こすことがある。又、加
工すべき加工量が少なくなつたときには、送りが
遅くなりすぎて加工量を増大させ加工精度を落と
す原因となつていた。

そこで、本発明の目的はサーボ送りのサーボゲ
インを調整することによつて、安定した放電と均
一な加工面が得られる放電加工サーボ送り方式を
提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明は、ワークとワイヤ電極間の平均加工電
圧の分圧値と基準電圧とを比較し、その差電圧を
電圧周波数変換器でパルス列に変換し、該出力パ
ルス列によつて、各軸を送りワークとワイヤ電極
とを相対的に移動させる放電加工サーボ送りにお
いて、一定周期毎に上記電圧周波数変換器の出力
パルスを計数し、該計数値と設定値との差による
偏差ゲインを求め、設定サーボ送り系のサーボゲ
インに該偏差ゲインを加算して出力して次周期の
サーボゲインとすることによつて、上記問題点を
解決した。

作用上記電圧周波数変換器からの一定周期内の出力
パルス数をPi、設定送り速度に対する設定値をＰ
とし、上記偏差ゲインをΔGi、設定サーボゲイン
をＧ、次周期におけるサーボゲインをGi＋１と
すると、偏差ゲインΔGiは第１式に示す値とな
る。

ΔGi＝Ｋ（Pi−Ｐ） ……(1) なお、Ｋは定数である。そして、この偏差ゲイ
ンを設定ゲインＧに加算して、次周期のサーボゲ
インGi＋１は次の第２式のようになる。

Gi＋１＝Ｇ＋ΔGi ……(2) 一方、一周期内に出力される電圧周波数変換器
からのパルス数Piは平均加圧電圧と基準電圧との
差に比例して出されるものであるから、上記パル
ス数Piはワークとワイヤ電極間の平均加工電圧を
示すものであり、今、コーナ等で加工量が増加し
平均加工電圧が低下し、電圧周波数変換器から出
力される一周期内のパルス数Piが減少して設定値
Ｐより小さくなると、第１式より偏差ゲインΔGi
は負となり、第２式より次周期のサーボゲイン
Gi＋１は減少することとなる。サーボゲインGi
＋１が減少すると、ワークとワイヤ電極の相対的
な送り速度は減少し、その結果ワークとワイヤ電
極間のギヤツプが大きくなり、平均加工電圧は増
大し一周期内のパルス数Piは増大し、偏差ゲイン
ΔGiの負の値は小さくなりサーボゲインGi＋１を
増大させ、平均加工電圧を下げる方向に働き、下
げすぎると前述同様サーボゲインが減少し、平均
加工電圧を上げるように働き、結局、平均加工電
圧が一定になるように作用する。又、加工量が減
少して平均加工電圧が増大し電圧周波数変換器か
らの一周期内の出力パルスPiが増加すると、偏差
ゲインΔGiの値は大きくなり、第２式より次周期
のサーボゲインGi＋１を増大させ、ワークとワ
イヤ電極の相対的送り速度を増大させ、その結
果、ワークとワイヤ電極間のギヤツプが小さくな
り平均加工電圧は減少し、一周期内の電圧周波数
変換器からの出力パルス数Piは減少し、偏差ゲイ
ンΔGiを下げ、前述同様平均加工電圧が一定にな
るように自動的に制御される。

実施例第１図は、本発明を実施する一実施例のブロツ
ク図で、１はワイヤ電極、２はワーク、Ｒ，Ｒは
ワイヤ電極１とワーク２間の電圧を分圧する抵
抗、３は抵抗Ｒ，Ｒによつて分圧したワイヤ電極
１とワーク２間の電圧を平滑化して平均加工電圧
を取出す積分器、４は該積分器３の出力である平
均加工電圧と基準電圧V₀との差を増幅する差動
増幅器、５は差動増幅器４の出力電圧をパルス列
の周波数に変える電圧周波数変換器、６は数値制
御装置で電圧周波数変換器５からパルス列の周波
数を分周する分周手段７、サーボゲインとしての
上記分周手段７の分周率を調整すると共に加工プ
ログラムにより、ワイヤ放電加工機の各軸（Ｘ軸
とＹ軸のみを図示する）のインクレメンタル値の
移動量を算出して各軸のパルス分配器に出力する
マイクロプロセツサで構成された演算処理部８、
制御プログラムやデータの一時記憶のためのメモ
リ部９、電圧周波数変換器５の出力を一周期毎に
計数するカウンタ１０、NC加工プログラムを記
憶するテープ１２よりプログラムを読取るテープ
リーダ１１、各種指令やデータを入力する手動デ
ータ入力装置１３、さらに、演算処理部８から出
力される各軸に対する移動量を分周手段７から出
力される速度指令としてのパルス列によつて各軸
のサーボ回路１６，１７に出力するパルス分配器
１４，１５を有している。１６はＸ軸のサーボ回
路、１７はＹ軸のサーボ回路、１８はＸ軸を駆動
するサーボモータ、１９はＹ軸を駆動するサーボ
モータである。

次に本実施例の動作を説明する。

まず、手動データ入力装置１３よりサーボ送り
におけるワーク２とワイヤ電極１の相対的な設定
送り速度Ｐと、分周手段の分周率と対応するサー
ボゲインのＧを設定する（分周手段の分周率をλ
とすると、λ＝１／Ｇの関係にある）。そして、
テープリーダ１１よりNC加工プログラムを読み
加工開始させると、ワイヤ電極１とワーク２間に
印加された電圧は抵抗Ｒ，Ｒで分圧されこの分圧
電圧は積分器３で平滑されて平均加工電圧として
差動増幅器４に入力される。差動増幅器４では基
準電圧V₀と比較されて、その差が増幅して出力
され電圧周波数変換器５でパルスよりの周波数に
変換される。該電圧周波数変換器５の出力はカウ
ンタ１０に入力されその出力パルスが計数される
と共に分周手段７で分周されて送り速度指令とし
てＸ軸、Ｙ軸のパルス分配器１４，１５に入力さ
れる。パルス分配器１４，１５は演算処理部８か
らNC加工プログラムに従つて各軸へ出力された
インクレメンタルな移動指令ΔX，ΔYがセツト
されるレジスタと、アキユームレータと、分周手
段７からパルスが発生する毎に該レジスタにセツ
トされたインクリメンタル値ΔX，ΔYをアキユ
ームレータの内容に加え込む加算器を有してい
る。そして、かかるパルス分配器１４，１５にお
いては各アキユームレータから発生するオーバフ
ローパルスが分配パルスとなつて次段の各軸サー
ボ回路１６，１７に印加されてＸ軸及びＹ軸のサ
ーボモータをそれぞれ駆動し、ワイヤ電極をワー
クに対して相対的に指令加工通路に沿つて移動さ
せることとなる。

一方、演算処理部８のマイクロプロセツサは第
２図に示す処理を一定周期で行つており、まず、
カウンタ１０の値Piを読取り、その後該カウンタ
１０をリセツトする（ステツプS1）。次に第１式
で示した演算、即ち読取つたカウンタ１０の値Pi
より、送り速度指令としての設定値Ｐを差し引
き、定数Ｋを乗じて偏差ゲインΔGを求める（ス
テツプS2）。次に求められた偏差ゲインΔGを設
定サーボゲインＧに加算し、次周期サーボゲイン
Gi＋１を求め、このサーボゲインGi＋１を分周
手段７に出力し分周率を変える。即、第２式の演
算を行つて新しいサーボゲインを求め分周手段７
の分周率を変えることとなる（ステツプS3，
S4）。

演算処理部ではこの処理を一定周期毎に行つて
おり、今、加工量が増加して平均加工電圧が減少
したとする。差動増幅器４からの出力は小さくな
り、電圧周波数変換器５から出力される周波数は
減少し、ステツプS1で読取つたカウンタ１０の
値Piは小さくなる。そのため、ステツプS2で求
められる偏差ゲインΔGは負の値となる（今まで
は加工量が一定で、ΔG＝０の状態でサーボゲイ
ンＧは一定であつたとする）。

その結果、ステツプS3で求められる次周期の
サーボゲインGi＋１は減少し、分周手段７から
出力されるパルス列は、Pi・Ｇであるので、その
出力パルス数は減少しＸ軸、Ｙ軸パルス分配器か
ら出力される分配パルスの速度は減少し、Ｘ軸、
Ｙ軸のサーボモータの回転速度を落し、ワーク２
とワイヤ電極１の相対的な送り速度は低下し、ワ
ーク２とワイヤ電極１間のギヤツプが大きくなる
から平均加工電圧が上昇し、差動増幅器４からの
出力電圧は増大し電圧周波数変換器５の出力は増
大して、カウンタ１０で計数する一周期内のパル
ス数Piも増大して偏差ゲインΔGを上昇させ、サ
ーボゲインGi＋１を増大させる。ワーク２とワ
イヤ電極１の相対的な送り速度は増大することと
なり、この動作が順次行われ、平均加工電圧が一
定になるよう自動的に調整されることとなる。

又、加工量が急に減少したときも同様に、平均
加工電圧がすばやく一定になるように、サーボゲ
インＧが調整されるから、従来のように、ハンチ
ングを生こしたり、加工しすぎて加工精度を落と
すようなことはなくなつた。

なお、サーボゲインを調整する方法として、分
周手段７の分周率を変える方法以外にも差動増幅
器４の基準電圧を微調整する方法もある。即ち、
ステツプS1〜S4で得られたサーボゲインＧが大
きくなつたときは、Ｄ／Ａ変換器によつて基準電
圧V₀を下げサーボゲインを大きくし、ステツプ
S1〜S4で得られたサーボゲインが小さくなつた
ときは、基準電圧V₀を上げてサーボゲインを小
さくして、基準電圧を微調整することによつて行
つてもよい。

発明の効果本発明は、電圧周波数変換器から出力されるパ
ルスを一定周期毎に計数し、その計数値によつ
て、ワークとワイヤ電極間の平均加工電圧と設定
基準電圧との差を上記一定周期毎に求め、この差
に応じて、サーボゲインを変えるようにしたか
ら、上記平均加工電圧と基準電圧との差に応じて
上記一定周期毎自動的にサーボゲインの調整がな
される。そのため、コーナ等の加工で加工量が増
大し、平均加工電圧が低下し、上記一定周期毎の
計数値が小さくなると、自動的にサーボゲインは
減少し、ワークとワイヤ電極の相対的な送り速度
は低下し、ワークとワイヤ電極間のギヤツプを増
大させ、ワークとワイヤ電極がシヨートすること
を防止する。

また、加工量が減少し、平均加工電圧と基準電
圧との差が増大して上記計数値が増大すると、サ
ーボゲインが自動的に増大して、送り速度を増大
させワークとワイヤ電極間のギヤツプを減少さ
せ、加工量を増大させることになる。

このように、平均加工電圧と基準電圧との差に
応じて一定周期毎にサーボゲインが調整され、上
記差が大きければ大きいほど、サーボゲインをよ
り増大させて送り速度をより増大させ追従を良く
して、ワークとワイヤ電極間のギヤツプをすばや
く小さくし、平均加工電圧を小さくする。一方、
上記差が小さくなれは、サーボゲインを小さくし
て送り速度を低下させてワークとワイヤ電極間の
ギヤツプを増大させ、平均加工電圧を増大させ、
平均加工電圧が一定になるように、すなわち、加
工量が一定になるように、応答性よくかつ安定性
を持つように、サーボゲインが制御されることに
なる。しかも、一定周期毎に検出される上記平均
加工電圧と基準電圧との差によつてサーボゲイン
が調製されるから、サーボゲインが急激に変動す
ることがなく連続して変化するから、安定した制
御が可能となる。その結果、仕上げ加工時、ハン
チングを起こすことなく、常に時間当たりの加工
量が一定で、加工面が均一となり、仕上げ面の精
度を著しく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する一実施例のブロツク
図、第２図はサーボゲインの調整処理のフローチ
ヤートである。１……ワイヤ電極、２……ワーク、３……積分
器、４……差動増幅器、５……電圧周波数変換
器、６……数値制御装置、７……分周手段、８…
…演算処理部、１０……カウンタ。

Claims

【特許請求の範囲】１ワークとワイヤ電極間の平均加工電圧の分圧
値と基準電圧とを比較し、その差電圧を電圧周波
数変換器でパルス列により変換し、該出力パルス
列によつて各軸を送りワークとワイヤ電極とを相
対的に移動させる放電加工サーボ送り方式におい
て、一定周期毎に上記電圧周波数変換器の出力パ
ルスを計数し、該計数値と設定値との差に所定比
例定数を乗じて偏差ゲインを求め、設定したサー
ボ送り系のサーボゲインに該偏差ゲインを加算し
て次周期のサーボゲインとした放電加工サーボ送
り方式。２上記電圧周波数変換器の出力パルスを分周手
段によつて分周し、該分周手段の出力により各軸
を送り、上記分周手段の分周率を変えることによ
つて上記サーボゲインを変える特許請求の範囲第
１項記載の放電加工送り方式。