JPH068053A - Electric discharge machining method - Google Patents

Electric discharge machining method

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JPH068053A
JPH068053A JP19593192A JP19593192A JPH068053A JP H068053 A JPH068053 A JP H068053A JP 19593192 A JP19593192 A JP 19593192A JP 19593192 A JP19593192 A JP 19593192A JP H068053 A JPH068053 A JP H068053A
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JP
Japan
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drive mechanism
electric discharge
discharge gap
gap length
movement
Prior art date
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Application number
JP19593192A
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Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Sawada
潔 沢田
Shunichi Otaka
俊一 尾高
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

PURPOSE:To hold electric discharge gap length always optimum by setting position deviation between a moving command to first drive mechanism and the actual displacement as the moving command value to second drive mechanism. CONSTITUTION:Even when a moving command is inputted into first drive mechanism 6 in order to adjust a gap between a machining tool electrode 1 and a workpiece 2, the correction of the gap is delayed unless the first drive mechanism 6 has sufficient responsiveness; however, second drive mechanism 3 has good responsiveness. Accordingly, if position deviation between the moving command value to the first drive mechanism 6 and the actual displacement of the first drive mechanism 6 is given as the moving command to the second drive mechanism 3, the second drive mechanism 3 corrects the delay of the first drive mechanism 6. As a result, the gap length is adjusted with good responsiveness on the whole.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、放電加工方法に関し、
特に、形彫放電加工機に適した放電加工方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric discharge machining method,
In particular, it relates to an electric discharge machining method suitable for a die-sinking electric discharge machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】放電加工機は、加工工具電極と被加工物
を微小な間隙を隔てて対向させ、該間隙に加工液を満た
し両者の間に電圧を印加し、放電を生じせしめて被加工
物を部分的に除去し、かつ、順次放電位置を変えて被加
工物を加工するものであり、上記加工工具電極と被加工
物の間の間隙を所定値に保持しながら、加工を行うもの
である。この放電間隙の制御は、通常加工工具電極をサ
ーボモータ等で移動させてサーボモータの位置,速度制
御により放電間隙を所定値に保持するものが一般的であ
る。さらに、上記放電間隙長を、駆動可能移動量の大き
い駆動装置と駆動可能移動量は小さいが応答性のよい駆
動装置の2つの駆動装置で制御する方法も開発されてい
る。
2. Description of the Related Art In an electric discharge machine, a machining tool electrode and a work piece are opposed to each other with a minute gap therebetween, a machining liquid is filled in the gap, and a voltage is applied between the two to generate an electric discharge, thereby performing machining. This is for processing the work piece by partially removing the work piece and sequentially changing the discharge position, and performing the work while maintaining the gap between the working tool electrode and the work piece at a predetermined value. Is. The control of the discharge gap is generally performed by moving the machining tool electrode by a servo motor or the like to maintain the discharge gap at a predetermined value by controlling the position and speed of the servo motor. Furthermore, a method of controlling the discharge gap length by two driving devices, a driving device having a large drivable moving amount and a driving device having a small drivable moving amount but good responsiveness, has been developed.

【0003】図4は、放電間隙長の制御機構として、大
きな可動距離をもつ第1の駆動機構と、該第1の駆動機
構より小さい可動距離をもち、かつこの第1の駆動機構
より高速の運動速度または応答時間をもつ第2の駆動機
構を備えた、放電加工装置の1つの制御方式の制御ブロ
ック図である。図4中、101は放電間隙長設定器であ
り、該放電間隙長設定器101で設定された放電間隙長
zs と実際の放電加工プロセス110から放電間隙検出
装置111で検出された放電間隙長zr との誤差εを求
め、要素102,103でこの誤差εに上記第1の駆動
機構と第2の駆動機構への分配比率α,βを乗じて得ら
れる変位指令に、検出器108,109で検出さける第
1,第2の駆動機構の変位量を減じて位置偏差を求め、
この各位置偏差に第1の駆動機構の位置制御ゲインkp
1,第2の駆動機構の位置制御ゲインkp2をそれぞれ乗
じて第1,第2のアクチュエータ106,107を駆動
し、放電加工プロセス110の状態を変化させる。すな
わち、アクチュエータ106,107は、加工工具電極
もしくは被加工物を駆動し放電間隙が放電間隙長設定器
101で設定された放電間隙長と一致するように制御す
る。なお、加工工具電極もしくは被加工物の移動量は第
1,第2の駆動機構のアクチュエータ106,107の
移動量の和である。
FIG. 4 shows a discharge gap length control mechanism having a first drive mechanism having a large movable distance, a movable distance smaller than that of the first drive mechanism, and a speed higher than that of the first drive mechanism. It is a control block diagram of one control system of an electric discharge machine provided with the 2nd drive mechanism which has movement speed or response time. In FIG. 4, 101 is a discharge gap length setting device, and the discharge gap length zs set by the discharge gap length setting device 101 and the discharge gap length zr detected by the discharge gap detection device 111 from the actual electric discharge machining process 110. And the displacement command obtained by multiplying the error ε by the distribution ratios α, β to the first drive mechanism and the second drive mechanism by the elements 102 and 103, and the detectors 108 and 109. Positional deviation is obtained by subtracting the displacement amount of the first and second drive mechanisms to be detected,
The position control gain kp of the first drive mechanism is added to each position deviation.
The position control gain kp2 of the first and second drive mechanisms is multiplied respectively to drive the first and second actuators 106 and 107, and the state of the electric discharge machining process 110 is changed. That is, the actuators 106 and 107 drive the machining tool electrode or the workpiece to control the discharge gap to match the discharge gap length set by the discharge gap length setting device 101. The amount of movement of the machining tool electrode or the work piece is the sum of the amounts of movement of the actuators 106 and 107 of the first and second drive mechanisms.

【0004】放電加工プロセス110における放電加工
による被加工物の除去や工具加工電極の消耗を含む放電
間隙長は、放電間隙検出装置111で検出されフィード
バックされ前述したフィードバック制御が行われること
になる。
In the electric discharge machining process 110, the electric discharge gap length including the removal of the workpiece by the electric discharge machining and the consumption of the tool machining electrode is detected by the electric discharge gap detecting device 111 and fed back to perform the above-mentioned feedback control.

【0005】図5に示すブロック図も、大きな可動距離
をもつ第1の駆動機構と該第1の駆動機構より小さい可
動距離をもち、かつこの第1の駆動機構より高速の運動
速度または応答時間をもつ第2の駆動機構を備えた放電
間隙長制御機構を備えた放電加工装置の制御方式の制御
ブロック図である。この図5で示す例は、放電間隙長設
定器201で設定された放電間隙長zs から放電間隙検
出装置208で検出された放電間隙長zr を減じて誤差
εを求め、この誤差εから、検出器206で検出した第
1,第2の駆動機構のアクチュエータ204,205の
移動量の和を減じて位置偏差を求め、該位置偏差に第
1,第2の駆動機構の位置制御ゲインKp1,Kp2を乗じ
た値で第1,第2のアクチュエータ204,205を駆
動する。第1,第2の駆動機構のアクチュエータ20
4,205の移動量の総和が加工工具電極または被加工
物の移動量となり、放電加工プロセス207の状態は変
化する。そして、放電間隙検出装置208で上記放電加
工プロセス207の放電間隙が検出され、前述したよう
にフィードバックされて該放電間隙が設定値Zs になる
ように制御させることになる。
The block diagram shown in FIG. 5 also has a first drive mechanism having a large movable distance and a movable distance smaller than that of the first drive mechanism, and a movement speed or response time faster than that of the first drive mechanism. FIG. 6 is a control block diagram of a control system of an electric discharge machine including a discharge gap length control mechanism including a second drive mechanism having the above. In the example shown in FIG. 5, the error gap ε is obtained by subtracting the discharge gap length zr detected by the discharge gap detection device 208 from the discharge gap length zs set by the discharge gap length setter 201, and the error ε is detected. The position deviation is obtained by subtracting the sum of the movement amounts of the actuators 204 and 205 of the first and second drive mechanisms detected by the detector 206, and the position control gains Kp1 and Kp2 of the first and second drive mechanisms are added to the position deviation. The first and second actuators 204 and 205 are driven by a value obtained by multiplying by. Actuator 20 of the first and second drive mechanisms
The sum of the movement amounts of 4,205 becomes the movement amount of the machining tool electrode or the workpiece, and the state of the electric discharge machining process 207 changes. Then, the discharge gap detection device 208 detects the discharge gap of the electric discharge machining process 207 and feeds it back as described above to control the discharge gap to the set value Zs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述した図4に示す制
御方式であると、設定放電間隙長zs と実際に検出され
た放電間隙長zr の差の誤差は修正指令として、ある分
配比率αとβをもって第1,第2の駆動機構に同時に指
令される。第2の駆動機構は最大移動量が小さく応答速
度が高い。そのため、第2の駆動機構の移動が終了して
も第1の駆動機構による移動は終了せず、全体として、
指令された放電間隙長を変化させるために要する時間は
応答の遅い第1の駆動機構の応答時間によって決まり遅
くなる。その結果、高い応答性をもつ第2の駆動機構の
特性を有効に利用できていない。
In the control system shown in FIG. 4, the error between the set discharge gap length zs and the actually detected discharge gap length zr is corrected by a certain distribution ratio α. With β, the first and second drive mechanisms are simultaneously instructed. The second drive mechanism has a small maximum movement amount and a high response speed. Therefore, even if the movement of the second drive mechanism ends, the movement of the first drive mechanism does not end, and as a whole,
The time required to change the commanded discharge gap length is determined by the response time of the first drive mechanism having a slow response and becomes slow. As a result, the characteristic of the second drive mechanism having high responsiveness cannot be effectively utilized.

【0007】また、図5に示す方式においては、設定放
電間隙長zs と実際に検出された放電間隙長zr の差で
ある誤差εが修正指令として指令され、第1,第2の駆
動機構のアクチュエータ204,205の移動量の和と
比較し、その位置偏差に比例する値を第1,第2の駆動
機構のアクチュエータ204,205に指令するもので
あるから、指令入力後、応答が速い第2の駆動機構のア
クチュエータ205が先に移動し、上記偏差を縮小して
しまうから、第1の駆動機構への変位指令が小さくな
り、結果的には、指令された放電間隙長の修正量だけ変
位するのに要する時間が長くなっていた。
In the system shown in FIG. 5, the error ε, which is the difference between the set discharge gap length zs and the actually detected discharge gap length zr, is commanded as a correction command, and the first and second drive mechanisms are driven. Since the actuators 204 and 205 of the first and second drive mechanisms are commanded with a value proportional to the position deviation by comparing with the sum of the movement amounts of the actuators 204 and 205. Since the actuator 205 of the second drive mechanism moves first to reduce the deviation, the displacement command to the first drive mechanism becomes small, and as a result, only the commanded correction amount of the discharge gap length is obtained. It took a long time to displace.

【0008】また、上記図4,図5で示すの方式では、
放電間隙の修正指令が可動距離が短い第2の駆動装置の
変位量の限界を越えた場合、第2の駆動機構はその最大
位置まで変位して固定された状態となり、放電間隙長の
修正指令が変化した場合でも、これに対する応答性は第
1の駆動機構の応答速度によって制限されることになる
等の欠点がある。そこで、本願発明の目的は、放電間隙
長の制御機構に大きな可動距離をもつ第1の駆動機構と
該第1の駆動機構より小さい可動距離をもち、かつこの
第1の駆動機構より高速の運動速度または応答時間をも
つ第2の駆動機構を備えた放電加工装置において、応答
性のよい放電間隙長の制御ができる放電加工方法を提供
することにある。
Further, in the system shown in FIGS. 4 and 5,
When the discharge gap correction command exceeds the displacement limit of the second drive device having a short movable distance, the second drive mechanism is displaced to its maximum position and fixed, and the discharge gap length correction command is issued. However, there is a drawback in that the responsiveness to this will be limited by the response speed of the first drive mechanism. Therefore, an object of the present invention is to provide a control mechanism for the discharge gap length with a first drive mechanism having a large movable distance, a movable distance smaller than the first drive mechanism, and a movement at a higher speed than the first drive mechanism. It is an object of the present invention to provide an electric discharge machining method capable of controlling the electric discharge gap length with good responsiveness in an electric discharge machine having a second drive mechanism having a speed or response time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、加工工具電極
と被加工物のどちらか一方もしくは両者を移動させ放電
間隙長を制御する機構を、大きな可動距離をもつ第1の
駆動機構と、該第1の駆動機構より可動距離が小さく高
速の応答速度をもつ第2の駆動機構の組み合わせで構成
し、該第1の駆動機構への移動指令値と第1の駆動機構
の現実の変位との位置偏差を上記第2の駆動機構の移動
指令として、第1,第2の駆動機構を駆動して上記間隙
を制御する。また、上記第1の駆動機構への移動指令値
を目標間隙長と現実の間隙長の誤差とする。特に、上記
第2の駆動機構を印加される電気量に比例して伸縮する
手段等で構成し、該第2の駆動機構に指令された上記第
1の駆動機構への移動指令値と第1の駆動機構の現実の
変位との位置偏差量に比例して変位するものとする。
According to the present invention, there is provided a mechanism for controlling a discharge gap length by moving either one or both of a machining tool electrode and a workpiece, a first driving mechanism having a large movable distance, It is configured by a combination of a second drive mechanism having a movable distance smaller than that of the first drive mechanism and a high response speed, and a movement command value to the first drive mechanism and an actual displacement of the first drive mechanism. Is used as a movement command for the second drive mechanism to drive the first and second drive mechanisms to control the gap. Further, the movement command value to the first drive mechanism is defined as an error between the target gap length and the actual gap length. In particular, the second drive mechanism is constituted by means for expanding and contracting in proportion to the amount of applied electric power, and the like, and the movement command value to the first drive mechanism and the first command given to the second drive mechanism The drive mechanism is displaced in proportion to the amount of positional deviation from the actual displacement.

【0010】[0010]

【作用】加工工具電極と被加工物の間の間隙を調整する
ために、上記第1の駆動機構へ移動指令が入力されて
も、該第1の駆動機構は応答性が十分ではないと上記間
隙の修正は遅れることになる。しかし、上記第2の駆動
機構は応答性がよいため、上記第1の駆動機構への移動
指令値と第1の駆動機構の現実の変位との位置偏差を上
記第2の駆動機構に移動指令値として与えれば、第2の
駆動機構が第1の駆動機構の遅れを補正し、全体的に
は、応答よく上記間隙長は調整されることになる。
In order to adjust the gap between the machining tool electrode and the workpiece, even if a movement command is input to the first drive mechanism, the first drive mechanism is not sufficiently responsive. Gap correction will be delayed. However, since the second drive mechanism has good responsiveness, the position deviation between the movement command value to the first drive mechanism and the actual displacement of the first drive mechanism is used as the movement command to the second drive mechanism. If given as a value, the second drive mechanism corrects the delay of the first drive mechanism, and the gap length is adjusted with good response as a whole.

【0011】特に、第1の駆動機構は移動指令に対して
追従するように制御されるものであるから、この第1の
駆動機構における移動指令値と現実の変位との位置偏差
量は、該移動指令の最大速度と第1の駆動機構の応答性
によって決まる一定の限界を越えて大きくなることはな
い。そのため、可動距離は小さいが応答性のよい第2の
駆動機構の可動距離を上記第1の駆動機構の偏差量の限
界に基づいて設計しておけば、運転中にその可動距離が
不足することはなく、高い応答性の運動を常に利用でき
ることになる。また、第1の駆動機構の位置偏差を応答
性のよい第2の駆動機構の移動指令値とするから、機構
全体的な追従偏差は応答性のよい第2の駆動機構の応答
特性によって決まる。
Particularly, since the first drive mechanism is controlled so as to follow the movement command, the position deviation amount between the movement command value and the actual displacement in the first drive mechanism is It does not exceed a certain limit determined by the maximum speed of the movement command and the responsiveness of the first drive mechanism. Therefore, if the movable distance of the second drive mechanism having a small movable distance but good responsiveness is designed based on the limit of the deviation amount of the first drive mechanism, the movable distance may be insufficient during driving. Instead, you will always be able to utilize the highly responsive exercise. Further, since the position deviation of the first drive mechanism is used as the movement command value of the second drive mechanism having good responsiveness, the follow-up deviation of the entire mechanism is determined by the response characteristic of the second drive mechanism having good responsiveness.

【0012】[0012]

【実施例】図1は本発明を実施する一実施例の要部ブロ
ック図である。本実施例においては、大きな可動距離を
もつ第1の駆動機構ととしてサーボモータで構成される
機構とし、該第1の駆動機構より小さい可動距離をも
ち、かつこの第1の駆動機構より高速の運動速度または
応答時間をもつ第2の駆動機構として、圧電素子によっ
て構成される機構とするものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of essential parts of an embodiment for carrying out the present invention. In the present embodiment, a mechanism composed of a servo motor is used as the first drive mechanism having a large movable distance, has a movable distance smaller than that of the first drive mechanism, and is faster than the first drive mechanism. A second drive mechanism having a motion speed or a response time is a mechanism including a piezoelectric element.

【0013】図1において、工具加工電極1は被加工物
2に対して微小間隙をもって対向し、かつ図示してはい
ないが、該間隙には加工液が満たされている。加工工具
電極1は結合手段5を介して圧電素子3に固定されてい
る。さらに上記圧電素子3はフレーム4に取り外し自在
に固定され、該フレーム4はサーボモータ6によって駆
動され回転運動を直線運動に変換する伝動機構7の出力
軸に固定されている。上記圧電素子3は圧電材料を多数
積層して構成され、該圧電素子3に電圧が印加されると
変形し、電圧の大きさに応じてその変形量が変化するも
のであり、結局加工工具電極1が移動させられるもので
ある。また、上記サーボモータ6によって移動する上記
フレーム4の移動量を検出するリニアスケール等の位置
センサ10、上記圧電素子3によって移動する加工工具
電極1の移動量を検出するリニアスケール等の位置セン
サ9がそれぞれ設けられている。
In FIG. 1, the tool machining electrode 1 faces the workpiece 2 with a minute gap, and although not shown, the gap is filled with a machining liquid. The machining tool electrode 1 is fixed to the piezoelectric element 3 via a coupling means 5. Further, the piezoelectric element 3 is detachably fixed to a frame 4, and the frame 4 is fixed to an output shaft of a transmission mechanism 7 which is driven by a servomotor 6 and which converts a rotational movement into a linear movement. The piezoelectric element 3 is formed by laminating a large number of piezoelectric materials, deforms when a voltage is applied to the piezoelectric element 3, and the amount of deformation changes according to the magnitude of the voltage. 1 is to be moved. A position sensor 10 such as a linear scale that detects the amount of movement of the frame 4 that is moved by the servo motor 6, and a position sensor 9 such as a linear scale that detects the amount of movement of the machining tool electrode 1 that is moved by the piezoelectric element 3. Are provided respectively.

【0014】放電間隙制御装置11は加工工具電極1と
被加工物2間の放電間隙の電圧を検出し、その平均電圧
より上記放電間隙長zr を求め、放電間隙長設定器12
で設定された放電間隙長zs から上記検出放電間隙長z
r を減じてその誤差を求め、この誤差を修正指令として
工具電極駆動制御装置13に送出する。工具電極駆動制
御装置13は後述するように、位置センサ9,10から
の信号と上記修正指令を受けてサーボモータ駆動装置1
4及び圧電素子駆動装置15をフィードバック制御して
駆動する。
The discharge gap control device 11 detects the voltage of the discharge gap between the machining tool electrode 1 and the work piece 2, finds the discharge gap length zr from the average voltage, and determines the discharge gap length setter 12.
From the discharge gap length zs set by
The error is calculated by subtracting r, and this error is sent to the tool electrode drive controller 13 as a correction command. As will be described later, the tool electrode drive control device 13 receives signals from the position sensors 9 and 10 and the correction command, and receives the servo motor drive device 1
4 and the piezoelectric element driving device 15 are feedback-controlled and driven.

【0015】図2は、この実施例の放電間隙制御の制御
ブロック図である。放電間隙長設定器12で設定された
放電間隙長zs から放電間隙制御装置11内に設けられ
ている放電間隙検出手段24で検出された放電間隙長z
r を減じて誤差εを求め、この誤差を修正指令として第
1の駆動機構のサーボモータ6への移動指令とする。上
記修正指令εから位置センサ10で検出される移動量z
1を減じて位置偏差x1を求め、この位置偏差x1に要
素20の位置制御ゲインKp1を乗じてサーボモータ6へ
の移動指令(トルク指令)とし、サーボモータ駆動装置
14を介してサーボモータ6を駆動する。サーボモータ
6が駆動されると、伝動機構7を介してフレーム4が移
動し、圧電素子3、結合手段5を介して加工工具電極1
が移動する。また、上記フレーム4が移動すると、この
移動量は位置センサ10によって検出され、フィードバ
ックされる。
FIG. 2 is a control block diagram of the discharge gap control of this embodiment. From the discharge gap length zs set by the discharge gap length setting device 12, the discharge gap length z detected by the discharge gap detection means 24 provided in the discharge gap control device 11
The error ε is obtained by subtracting r, and this error is used as a correction command and used as a movement command to the servo motor 6 of the first drive mechanism. The movement amount z detected by the position sensor 10 from the correction command ε
The position deviation x1 is obtained by subtracting 1 and this position deviation x1 is multiplied by the position control gain Kp1 of the element 20 to obtain a movement command (torque command) to the servo motor 6, and the servo motor 6 is operated via the servo motor drive device 14. To drive. When the servo motor 6 is driven, the frame 4 moves via the transmission mechanism 7, and the machining tool electrode 1 via the piezoelectric element 3 and the coupling means 5.
Moves. When the frame 4 moves, the amount of movement is detected by the position sensor 10 and fed back.

【0016】一方、修正指令εと位置センサ10で検出
した移動量z1との位置偏差x1は、圧電素子4で構成
される第2の駆動機構の移動指令ともされる。この第2
駆動機構の圧電素子4に対しての移動指令は、上記修正
指令εと位置センサ10で検出した移動量z1とのの差
である第1の駆動機構の位置偏差x1に、さらに上記誤
差εにフィードフォワード係数Kf を乗じた値を加算し
た値とされ(なおこのフィードフォワード係数Kf は
「0」でもよい)、この値に位置センサ9で検出した移
動量が減じられて求められた誤差に位置制御ゲインKp2
が乗じられて圧電素子3への移動指令とされる。この指
令に応じた電圧が圧電素子駆動装置15から出力され、
圧電素子3を変位させる。圧電素子3が変位すると結合
部材5を介して加工工具電極1は移動し、この移動は位
置センサ9で検出されフィードバックされる。こうし
て、加工工具電極1は移動し、放電加工プロセスの状態
は変化し、放電加工電極1はサーボモータ6の移動と圧
電素子3による移動に基づいて移動することになり、こ
の移動により放電間隙は変化し、この放電間隙は放電間
隙検出手段24によって検出され、この検出放電間隙が
設定放電間隙zs に一致するように制御される。
On the other hand, the positional deviation x1 between the correction command ε and the movement amount z1 detected by the position sensor 10 is also used as a movement command for the second drive mechanism composed of the piezoelectric element 4. This second
The movement command to the piezoelectric element 4 of the drive mechanism is the position deviation x1 of the first drive mechanism, which is the difference between the correction command ε and the movement amount z1 detected by the position sensor 10, and further the error ε. The value obtained by multiplying the value obtained by multiplying the feedforward coefficient Kf is set (this feedforward coefficient Kf may be "0"), and the error obtained by subtracting this value from the movement amount detected by the position sensor 9 Control gain Kp2
Is multiplied and is used as a movement command to the piezoelectric element 3. A voltage corresponding to this command is output from the piezoelectric element driving device 15,
The piezoelectric element 3 is displaced. When the piezoelectric element 3 is displaced, the machining tool electrode 1 moves via the coupling member 5, and this movement is detected by the position sensor 9 and fed back. In this way, the machining tool electrode 1 moves, the state of the electric discharge machining process changes, and the electric discharge machining electrode 1 moves based on the movement of the servo motor 6 and the movement by the piezoelectric element 3, and the movement causes the discharge gap to change. The discharge gap changes and is detected by the discharge gap detecting means 24, and the detected discharge gap is controlled so as to match the set discharge gap zs.

【0017】以上のように、この実施例は動作するもの
であるが、この作動をさらに詳しく検討すると、指令放
電間隙長zs と検出放電間隙長zr との誤差εが修正指
令としてサーボモータで構成される第1の駆動機構に入
力され、サーボモータ6はこの修正指令εと位置センサ
10で検出される移動量z1との差の位置偏差x1が
「0」になるまで移動することになる。一方、上記位置
偏差x1は第2駆動装置の圧電素子3への移動指令とし
て、圧電素子3を駆動するから、サーボモータ6ととも
に圧電素子3も同時に駆動され、加工工具電極1は移動
することになる。加工工具電極1が移動すると上記誤差
(修正指令)εも上記位置偏差x1も「0」に近付く
が、上記修正指令ε、位置偏差x1が「0」に近付く
と、圧電素子3への指令(x1+Kf ・ε)も小さくな
り、この指令と位置センサ9で検出される移動量z2と
の差の位置偏差x2の値は小さな値もしくは負となる。
その結果、圧電素子3への指令電圧はKp2・x2に比例
するものであるから、この指令電圧は小さな値か負の値
になる。そのため圧電素子3による加工工具電極1の移
動は指令(x1+Kf ・ε)が小さくなった分、逆方向
に移動することになる。なお、圧電素子3はバイアス電
圧がかけられ、上記位置偏差x2が「0」で圧電素子3
に移動指令電圧が入力されないときは、上記バイアス電
圧に応じた長さを保持しており、上記位置偏差x2の正
負に応じ該位置より伸び縮みし、その量は上記位置偏差
x2の絶対値の大きさに比例する。
As described above, this embodiment operates, but when this operation is examined in more detail, the error ε between the command discharge gap length zs and the detected discharge gap length zr is constituted by the servomotor as a correction command. The servomotor 6 is input to the first drive mechanism, and moves until the position deviation x1 of the difference between the correction command ε and the movement amount z1 detected by the position sensor 10 becomes “0”. On the other hand, since the positional deviation x1 drives the piezoelectric element 3 as a movement command to the piezoelectric element 3 of the second drive device, the piezoelectric element 3 is simultaneously driven together with the servomotor 6, and the machining tool electrode 1 moves. Become. When the machining tool electrode 1 moves, both the error (correction command) ε and the position deviation x1 approach “0”, but when the correction command ε and the position deviation x1 approach “0”, a command to the piezoelectric element 3 ( x1 + Kf · ε) also becomes small, and the value of the position deviation x2 of the difference between this command and the movement amount z2 detected by the position sensor 9 becomes a small value or a negative value.
As a result, the command voltage to the piezoelectric element 3 is proportional to Kp2 · x2, so this command voltage has a small value or a negative value. Therefore, the movement of the machining tool electrode 1 by the piezoelectric element 3 moves in the opposite direction as the command (x1 + Kf.ε) becomes smaller. A bias voltage is applied to the piezoelectric element 3, and when the positional deviation x2 is "0", the piezoelectric element 3 is
When the movement command voltage is not input to, the length corresponding to the bias voltage is held, and the position deviation x2 expands and contracts from the position according to the positive / negative of the position deviation x2, and the amount thereof is the absolute value of the position deviation x2. Proportional to size.

【0018】そして、最終的には、加工工具電極1は設
定放電間隙長zs を保持する位置に移動し上記位置偏差
(修正指令)εは「0」となるものであり、また、第1
の駆動機構のサーボモータ6における位置偏差x1も
「0」に漸近させられるものであるから、圧電素子3へ
の入力は「0」となり、最終的には、圧電素子3による
加工工具電極1の移動は「0」となって、サーボモータ
6による位置決めによって放電間隙長が設定長に保持さ
れることになる。このことは、修正指令εが出されると
サーボモータ6も圧電素子3も同時に駆動され、応答の
速い圧電素子3によって加工工具電極1は速い応答速度
で移動し、続いてサーボモータ6による駆動で加工工具
電極1は重畳されて移動し、サーボモータ6の移動を位
置センサ10が検出すれば、上記誤差x1が小さくなる
ため、圧電素子3への指令値は小さくなり圧電素子3に
よる加工工具電極1の移動速度は低下もしくは逆方向に
移動することになる。すなわち、圧電素子3により加工
工具電極1を移動させることは、サーボモータによる移
動の応答遅れを補正する作用を行うもので、結局全体的
にみれば、修正指令εに対する加工工具電極の移動の応
答は速く達成されるものである。
Finally, the machining tool electrode 1 moves to a position where the set discharge gap length zs is held, and the position deviation (correction command) ε becomes "0".
Since the position deviation x1 in the servo motor 6 of the drive mechanism is asymptotically approached to "0", the input to the piezoelectric element 3 becomes "0", and finally the machining tool electrode 1 by the piezoelectric element 3 The movement becomes “0”, and the discharge gap length is held at the set length by the positioning by the servo motor 6. This means that when the correction command ε is issued, both the servo motor 6 and the piezoelectric element 3 are driven at the same time, and the machining tool electrode 1 is moved at a high response speed by the piezoelectric element 3 having a fast response, and then the servo motor 6 is driven. When the position sensor 10 detects the movement of the servo motor 6, the machining tool electrode 1 moves in an overlapping manner, and the error x1 becomes small. Therefore, the command value to the piezoelectric element 3 becomes small and the machining tool electrode by the piezoelectric element 3 becomes small. The moving speed of 1 will decrease or move in the opposite direction. That is, the movement of the machining tool electrode 1 by the piezoelectric element 3 serves to correct the response delay of the movement by the servo motor, and, as a whole, the response of the movement of the machining tool electrode to the correction command ε is eventually seen as a whole. Is achieved quickly.

【0019】上記修正指令εに対して第1の駆動機構の
サーボモータはこの修正指令に追従するように制御され
るものであるから、修正指令とサーボモータ6の追従遅
れである上記位置偏差x1の大きさは、修正指令の最大
速度とこの第1の駆動機構の応答性によって決まる一定
の限界を越えて大きくなることはない。そのため、応答
性の高い上記第2の駆動機構である圧電素子3の最大可
動距離を上記位置偏差x1の限界に基づいて設計してお
けば、運転中に可動距離が不足することが避けられ、高
い応答性の運動を常に利用することができる。
Since the servomotor of the first drive mechanism is controlled so as to follow the correction command ε with respect to the correction command ε, the position deviation x1 which is a delay in tracking the correction command and the servomotor 6 Does not exceed a certain limit determined by the maximum speed of the correction command and the responsiveness of the first drive mechanism. Therefore, if the maximum movable distance of the piezoelectric element 3 which is the second drive mechanism having high responsiveness is designed based on the limit of the positional deviation x1, it is possible to avoid shortage of the movable distance during driving, Highly responsive exercise is always available.

【0020】図3は工具電極駆動制御装置13のプロセ
ッサが所定周期T毎実施する上記加工工具電極制御処理
のフローチャートである。まず、プロセッサは放電間隙
制御装置11から送信される修正指令(誤差)εを読み
取ると共に、位置センサ10,9から前周期の区間Tに
おける移動量z1,z2を読み取る(ステップS2,S
3)。そして、修正指令εからセンサ10から読み取っ
た前周期での移動量z1を減じ位置偏差x1を求め(ス
テップS4)、この位置偏差x1に設定された位置制御
ゲインKp1を乗じてサーボ駆動装置14に出力する(ス
テップS5)。さらに、上記修正指令εに設定係数Kf
を乗じた値に上記位置偏差x1を加算し、さらにステッ
プS3で求めた移動量z2を減じて圧電素子3に対する
位置偏差x2を求め(ステップS6)、この位置偏差x
2に設定された位置制御ゲインKp2を乗じて圧電素子駆
動装置15に出力する。以下所定周期T毎に上記ステッ
プS1〜S7の処理を工具電極駆動制御装置13のプロ
セッサは実行し加工工具電極1と被加工物2間の放電間
隙が設定値zsに一致するように制御されることにな
る。
FIG. 3 is a flowchart of the machining tool electrode control process executed by the processor of the tool electrode drive control device 13 every predetermined period T. First, the processor reads the correction command (error) ε transmitted from the discharge gap control device 11, and also reads the movement amounts z1 and z2 in the section T of the previous cycle from the position sensors 10 and 9 (steps S2 and S).
3). Then, the displacement z1 in the previous cycle read from the sensor 10 is subtracted from the correction command ε to obtain the position deviation x1 (step S4), and the position deviation x1 is multiplied by the position control gain Kp1 set to the servo drive device 14. Output (step S5). Furthermore, the correction command ε has a setting coefficient Kf.
The position deviation x1 is added to the value obtained by multiplying by, and the movement amount z2 found in step S3 is further subtracted to find the position deviation x2 with respect to the piezoelectric element 3 (step S6).
The position control gain Kp2 set to 2 is multiplied and output to the piezoelectric element driving device 15. Thereafter, the processor of the tool electrode drive control device 13 executes the processing of steps S1 to S7 at every predetermined cycle T, and the discharge gap between the machining tool electrode 1 and the workpiece 2 is controlled so as to match the set value zs. It will be.

【0021】上記実施例において、可動距離は短いが応
答速度の速い第2の駆動機構として圧電素子3を用いた
が、この圧電素子に変わるものとして、磁界をかけるこ
とによって変形し伸縮する磁歪素子を用いてもよい。
In the above embodiment, the piezoelectric element 3 is used as the second drive mechanism having a short movable distance but a high response speed. Instead of this piezoelectric element, a magnetostrictive element which deforms and expands and contracts when a magnetic field is applied. May be used.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明は、放電間隙長を制御する機構と
して、大きな可動距離をもつ第1の駆動機構と該第1の
駆動機構より可動距離が小さく高速の応答速度をもつ第
2の駆動機構の組み合わせで構成し、第1の駆動機構に
おける移動指令と実際の変位との差である位置偏差を第
2の駆動機構の移動指令としたので、放電間隙長を制御
する機構全体の応答性は、第2の駆動機構の応答特性に
よって決まる。そのため、応答性のよい放電間隙制御方
法を得ることができる。特に、第1の駆動機構の追従特
性が多少劣っていても、あるいは第1の駆動機構の運動
に多少の振動があっても、第2の駆動機構が、第1の駆
動機構の追従の不良や振動を補正するように動作するこ
とになるから、放電間隙長は常に最適に保持されること
になる。
According to the present invention, as a mechanism for controlling the discharge gap length, a first driving mechanism having a large movable distance and a second driving mechanism having a small movable distance and a high response speed than the first driving mechanism. Since the position deviation, which is the difference between the movement command in the first drive mechanism and the actual displacement, is used as the movement command in the second drive mechanism, the response of the entire mechanism for controlling the discharge gap length is configured. Is determined by the response characteristic of the second drive mechanism. Therefore, a discharge gap control method with good responsiveness can be obtained. In particular, even if the follow-up characteristic of the first drive mechanism is slightly inferior, or if there is some vibration in the movement of the first drive mechanism, the second drive mechanism causes poor follow-up of the first drive mechanism. Therefore, the discharge gap length is always kept optimal because it operates to correct the vibration and the vibration.

【0023】また、第1駆動機構のフィードバック制御
を低い周波数特性、低いゲインによって行うことによ
り、第2駆動機構の制御において高い周波数特性、高い
ゲインを持つフィードバック制御を行っても、低い応答
特性しかもたない第1の駆動機構の制御を不安定にする
ことはない。
Further, since the feedback control of the first drive mechanism is performed with the low frequency characteristic and the low gain, even if the feedback control with the high frequency characteristic and the high gain is performed in the control of the second drive mechanism, the low response characteristic is obtained. It does not destabilize the control of the first drive mechanism.

【0024】さらに、本願発明は、放電間隙長の修正指
令を大きな可動距離をもつ第1の駆動機構に指令し、こ
の第1の駆動機構の応答性の不足から生じる指令位置と
実際の位置との偏差を高い応答性を持つ第2の駆動機構
の移動指令としたから、第1の駆動機構に指令される移
動指令は第2の駆動機構が付加されない場合と同じもの
となる。このため、放電加工装置が第2の駆動機構を備
えず第1の駆動機構のみの場合においても、また、第2
の駆動機構を備えるものにおいても放電間隙調整のため
の加工工具電極もしくは被加工物の送りの指令方法を同
一とすることができる。さらに、加工工具電極や被加工
物の大きさ,質量にしたがって高い応答性をもつ第2の
駆動機構を一時的に着脱して使用するようにした放電加
工装置においても、第1の駆動機構への指令方法は第2
の駆動機構の着脱にしたがって切換える必要もない。
Further, according to the present invention, the command for correcting the discharge gap length is commanded to the first drive mechanism having a large movable distance, and the command position and the actual position caused by the lack of responsiveness of the first drive mechanism are set. Since the deviation of 1 is used as the movement command of the second drive mechanism having high responsiveness, the movement command given to the first drive mechanism is the same as when the second drive mechanism is not added. Therefore, even when the electric discharge machine does not include the second drive mechanism and has only the first drive mechanism,
Even if the drive mechanism is provided, the command method for feeding the machining tool electrode or the workpiece for adjusting the discharge gap can be the same. Further, even in the electric discharge machining apparatus in which the second drive mechanism having high responsiveness according to the size and mass of the machining tool electrode and the work piece is temporarily detached and used, the first drive mechanism can be used. Is the second command method
It is not necessary to change over according to the attachment and detachment of the drive mechanism of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を実施するの放電加工機の要
部ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of an electric discharge machine for carrying out an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例における放電間隙長制御の作用ブロッ
ク図である。
FIG. 2 is an operation block diagram of discharge gap length control in the embodiment.

【図3】同実施例における工具電極駆動制御装置のプロ
セッサが実行する放電間隙制御処理のフローチャートで
ある。
FIG. 3 is a flowchart of a discharge gap control process executed by a processor of the tool electrode drive control device in the embodiment.

【図4】大きな可動距離をもつ第1の駆動機構と、該第
1の駆動機構より小さい可動距離をもち、かつこの第1
の駆動機構より高速の運動速度または応答時間をもつ第
2の駆動機構の組み合わせからなる放電間隙長の制御機
構を備えた放電加工装置の従来の制御方式の制御ブロッ
ク図である。
FIG. 4 shows a first drive mechanism having a large movable distance and a movable distance smaller than that of the first drive mechanism, and
FIG. 6 is a control block diagram of a conventional control method of an electric discharge machine including a control mechanism of a discharge gap length, which is a combination of a second drive mechanism having a higher motion speed or response time than the drive mechanism of FIG.

【図5】従来例における他の制御方式の制御ブロック図
である。
FIG. 5 is a control block diagram of another control method in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加工工具電極 2 被加工物 3 圧電素子 4 フレーム 5 結合部材 6 サーボモータ 7 伝動機構 9,10 位置センサ 1 Processing Tool Electrode 2 Workpiece 3 Piezoelectric Element 4 Frame 5 Coupling Member 6 Servo Motor 7 Transmission Mechanism 9, 10 Position Sensor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加工工具電極と被加工物を加工液を満た
した微小な間隙を隔てて対向させ、両者の間に電圧を印
加し、放電を生じせしめて被加工物を除去加工する放電
加工方法において、加工工具電極と被加工物のどちらか
一方もしくは両者を移動させ上記間隙長を制御する機構
を、大きな可動距離をもつ第1の駆動機構と該第1の駆
動機構より可動距離が小さく高速の応答速度をもつ第2
の駆動機構の組み合わせで構成し、上記第1の駆動機構
への移動指令値と該第1の駆動機構の現実の変位との位
置偏差を上記第2の駆動機構の移動指令として、第1,
第2の駆動機構を駆動して上記間隙を制御する放電加工
方法。
1. An electric discharge machining in which a machining tool electrode and a workpiece are opposed to each other with a minute gap filled with a machining liquid therebetween, a voltage is applied between the two to generate an electric discharge, and the workpiece is removed. In the method, a mechanism for controlling the gap length by moving either one or both of the machining tool electrode and the workpiece is a first drive mechanism having a large movable distance and a movable distance smaller than that of the first drive mechanism. Second with high response speed
And a position deviation between the movement command value to the first drive mechanism and the actual displacement of the first drive mechanism as the movement command of the second drive mechanism.
An electric discharge machining method for controlling a gap by driving a second drive mechanism.
【請求項2】 上記第1の駆動機構への移動指令値を目
標間隙長と現実の間隙長の誤差とした請求項1記載の放
電加工方法。
2. The electric discharge machining method according to claim 1, wherein the movement command value to the first drive mechanism is an error between the target gap length and the actual gap length.
【請求項3】 上記第2の駆動機構に移動指令として、
上記第1の駆動機構の位置偏差に上記誤差に定数を乗じ
た値を加算したものとした請求項2記載の放電加工方
法。
3. A movement command to the second drive mechanism,
3. The electric discharge machining method according to claim 2, wherein the position deviation of the first drive mechanism is added with a value obtained by multiplying the error by a constant.
【請求項4】 上記第2の駆動機構は該第2の駆動機構
への上記移動指令値と現実の変位との位置偏差量に比例
して変位する機構である請求項1,請求項2または請求
項3記載の放電加工方法。
4. The mechanism according to claim 1, wherein the second drive mechanism is a mechanism that is displaced in proportion to a positional deviation amount between the movement command value to the second drive mechanism and an actual displacement. The electric discharge machining method according to claim 3.
【請求項5】 上記第2の駆動機構は印加される電気量
に比例して伸縮する手段で構成されている請求項4記載
の放電加工方法。
5. The electric discharge machining method according to claim 4, wherein the second drive mechanism is constituted by means that expands and contracts in proportion to the amount of electricity applied.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011050186A3 (en) * 2009-10-21 2011-09-22 Perfect Point Edm Corporation Spark gap control for electro-discharge machining

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62292322A (en) * 1986-06-09 1987-12-19 Amada Co Ltd Electric discharge machine
JPH03136726A (en) * 1989-10-23 1991-06-11 Sodick Co Ltd Servo device for electric discharge machine

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