JPH0579444B2 - - Google Patents

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として
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、当該周期に出力したサーボ送
り系のサーボゲインに該偏差ゲインを加算して出
力して次周期のサーボゲインを調整することによ
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、当該周期における
サーボゲインをGi、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
ンを当該周期のゲインGi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＝Gi＋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、設定値Ｐと
等しくなると、第１式より偏差ゲインΔGiは０と
なり、第２式より次周期のサーボゲインGi＋１
は前の周期と同じ値となり、パルス数Piが設定値
Ｐと等しいかぎりサーボゲインは変動せず一定に
保持される。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が設定値を超えると偏差ゲインΔGiは正
の値となり、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は減少する。そして、該パルス数Piが
設定値Ｐと等しくなると、前述同様サーボゲイン
は変動せず一定に保持される。

即ち、平均加工電圧が一定になるよう（電圧周
波数変換器からの一周期内での出力パルスPiが設
定値Ｐになるよう）サーボゲインを変えてすばや
くワークとワイヤ電極の相対的な送り速度を変え
ることとなる。

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
ボゲインの初期値G₀を設定する（分周手段の分
周率をλとし、サーボゲインをＧとすると、λ＝
１／Ｇの関係にある）。そして、テープリーダ１
１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をメモリ
９に記憶している当該周期のサーボゲインＧ（始
めは初期設定値G₀）に加算し、サーボゲインを
記憶するメモリ９の番地の記憶内容をこの新しい
サーボゲインに書変え、かつ、この新しいサーボ
ゲインを分周手段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で求められる新しいサ
ーボゲインＧ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Ｇを増大させる。そして、一周期内のパルス数
Piが設定値Ｐを超えると、偏差ゲインΔGは正の
値となりサーボゲインＧを大きくし、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
となる。この動作が順次行われ、偏差ゲインΔG
が０になるようにすばやくサーボゲインＧが調整
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、偏差
ゲインΔGがすばやく０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
が調整されるから、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 (1)

1. 【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、当該周期に出
   力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にした放電加
   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。