JPS5853975B2 - 放電加工装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極と被加工体を対向した加工間隙に加工パル
スによる繰返放電を行って加工する放電加工（電蝕加工
）において、行なわれている放電が良いか悪いか、即ち
加工間隙の状態変化、その良、否を正確に検出し、判別
すること、更にはそれによって加工状態を最良に制御す
ることを目的とする。

放電加工においては、間隙状態（放電状態）に応じて加
工パルスを制御したり、加工液の流速、電導度の制御、
加工屑が堆積したとき電極振動、電極引上げによる洗浄
作業、間隙長を加工に追従させるためのサーボ制御等を
最適に行なうことが必要である。

従来、加工間隙の状態、放電の良否を検出するのに間隙
の電圧または電流をある一定値以上と以下とに判別し、
また放電したか放電しないかを弁別して判定するように
しているが、いずれの信号検出によっても検出値の正確
性は充分でなく、放電状態、加工状態の現在状態、変化
傾向等を正確につかむことはできなかった。

放電加工の研究によれば、各パルス放電の電圧または電
流中の直流成分の外、交流成分が存在し、また含まれて
いて、これが重畳した形をとる。

交流成分は放電によって変化し、放電媒体が媒体液蒸気
のときガス放電（Ｇａ５５ Ｐｈａｓｅ ）が発生し、
検出信号電圧が最も高い。

そして媒体が金属蒸気で満たされるようになるとメタリ
ック放電（Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐｈａｓｅ ）が発生し
、検出信号電圧は低下する。

またメタリック放電で、且つ放電点が加熱された状態に
なるとアークが発生するようになり、前記交流成分は著
しく低減し、もしくは消滅し、直流成分も減少する。

更に間隙が切削粉で満されてくると短絡に至る。

このような放電状態の変化は１パルス放電中でも時間的
に変化し、第１図イのように、放電初期には先づガス放
電が発生し、ガス蒸気に金属蒸気が混合して来るとガス
・メタリック放電により、金属蒸気が増加してメタリッ
ク放電となるように変化する。

通常はこのような放電は加工量の大きい最良の放電であ
る。

また０図のように放電初期から金属蒸気が増加すればメ
タリック放電が発生し、またハのように初めメタリック
放電が発生し次第にガス混合による放゛電が発生して終
るパルス放電もあるが、このような口、ハのメタリック
放電によっては加工量が落ちる。

加工量は第２図の比較図のようで、ガス放電を１００％
とするとメタリック放電はその５０〜７０％程度、アー
ク放電は更に低下して数％程度である。

正常放電は通常加工の行なわれるガス放電からメタリッ
ク放電までを言い、アーク、短絡は異常放電といってい
る。

したがって本発明は放電状態の判別において、正常放電
を少なくともガス放電とメタリック放電とに弁別し、こ
の弁別出力により論理演算して放電もしくは加工状態を
検出、判別する。

また正常放電以外の放電からも少なくともアーク放電と
短絡を弁別し、これも論理演算を加えて演算を行ない放
電状態の判定を行なうこと、また論理演算するとき、各
弁別出・力に軽、重をもたせる、即ち１弁別出力信号に
対して前記したようにガス放電は１００％、メタリック
放電は５０〜７０％の重みを付けて論理演算すれば、例
えばパルス放電数に対応した正確な加工量を演算検出す
ることができるもので、このような点を本発明は特徴と
するものである。

パルス放電を検出弁別するには、各パルス放電の電圧ま
たは電流中の直流成分、交流成分を単独に利用しても、
その組合せを利用してもよい。

組合せは各々直流、交流の両成分を検出して判別する場
合、また両成分の重畳信号を検出判別することもよく、
信号はその大きさく電圧、電流値等）、変化度（時間的
）、周波数、またはその組合せによって検出弁別する。

また検出はパルス放電中の１時点で、また２以上の時点
で、あるいは２以上の時点間の変化度で検出弁別をする
ことでもよい。

例えば信号電圧で弁別するとき、一実施例によればガス
放電は直流成分が約１５〜２５Ｖ、交流成分が（Ｐ−Ｐ
）で５〜２０Ｖ程度、またメタリック放電は直流成分１
０〜１５Ｖ程度、交流成分２〜５■程度である。

アーク放電は５〜ＩＯＶ程度で殆んど交流成分を含まな
い。

また切削粉チップによる短絡は５■以下になり、勿論電
流もこれに対応したもの、変化をしており、容易に各放
電状態を弁別することができる。

以下一実施例により本発明を説明する。

第３図は、正常放電の直流成分と交流成分を分離して別
々に検出し弁別し、弁別出力を結合してガス放電、メタ
リック放電を弁別するようにしたものである。

１は電極、２は被加工体で、両者相対向して加工間隙を
形成し、これにパルス電源からパルスが供給され、繰返
す放電によって加工が行なわれる。

１８は加工間隙の供給パルスによる各放電時の電圧（又
は電流）を検出する回路、１９は正常放電と異常放電を
弁別する回路で、正常放電以外のとき弁別信号を出力す
る。

正常放電は更にガス放電とメタリック放電に弁別される
。

即ち４が加工パルスによる放電時の電圧（又は電流）を
、その直流成分を検出する検出回路、５は交流成分を検
出する検出回路、６，７，８．９は各検出回路４，５に
よる検出信号を弁別する弁別回路で、６は検出回路４の
検出した直流成分信号を弁別し、ガス放電を弁別して信
号を出力し、７はメタリック放電を弁別して信号を出力
する。

８は検出回路５の検出した直流成分を弁別し、ガス放電
を弁別して信号を出力し、９はメタリック放電を弁別し
て信号を出力する。

１０，１１，１２゜１３は各弁別回路に対応して設けら
れたパルス発生回路で、弁別出力をパルス変換出力する
。

１４゜１５はアンドゲートで、１４は直流成分及び交流
成分の弁別出力をアンド結合してガス放電弁別信号を出
力し、１５はアンド結合によるメタリック放電弁別信号
を出力する。

１６はオアゲートで、ガス放電数とメタリック放電数の
和を出力するが、ガス放電は前記したように加工量１０
０％に対してメタリック放電は約５０％（今５０％とす
る）の加工量であるので、アンドゲート１５の出力をフ
リップフロップ１７で１／２に分周して５０％の重みを
付けてオアゲート１６に加え、アンドゲート１４の出力
は１／１の１００％の重みを付けてオアゲート１６に加
え、ガス放電数十１／２メタリツク放電数の和を出力す
る。

そしてこのオアゲ゛−ト出力をアップダウンカウンタ２
１に加えてカウントする。

アップダウンカウンタ２１には弁別回路１９で弁別した
正常放電以外の放電数がパルス回路２０からパルス変換
して加えられ、前記オアゲート１６からの正常放電数に
よりアップカウントが行なわれ、回路２０の正常放電以
外の放電数によりダウンカウントされる。

即ちこのアップダウンカウンタ２１によりカウント数が
増加するときは放電状態は良好であり、カウント数が減
少するときは放電状態が悪いことを示す。

カウンタ２１の出力は表示装置で表示してもよく、この
信号を利用して加工条件を制御してもよい。

パルス放電による信号の検出は直流成分及び交流成分が
重畳した間隙の電圧（または電流）で検出してもよく、
平均電圧（電流）を検出することができ、第４図のよう
にガス放電、メタリック放電、アーク放電、短絡が検出
弁別できる。

先づ正常放電とそれ以外の放電に弁別し、正常放電をガ
ス放電とメタリック放電とに弁別する。

勿論これ以外にガス・メタリック混合放電等があるわけ
であるが、それをある一定レベルで弁別してしまえば少
なくともガス放電とメタリック放電との２者に弁別でき
、例えば第１図のイはメタリック放電も含まれるが、こ
れはガス放電と弁別し、口とハをメタリック放電と弁別
するわけである。

勿論３段階、４段階と弁別数を増加すればそれだけ正確
度は向上するが、少なくともガス放電とメタリック放電
の２段階に弁別して、加工量に対応した軽、重、重みを
加え論理演算することによって正確な放電状態、加工状
態を検出できる。

第３図においてオアゲート１６の出力を単独に加算カウ
ンタで計算すれば、それにより加工量が直ちに判定でき
、他方パルス発生回路２０の出力の正常放電以外の放電
数を他のカウンタで計数した値と比較すれば、前記と同
様に放電状態の検出をすることができる。

またオアゲ゛−ト１６の出力を時間信号との比較カウン
トを行なえば単位時間当りの加工量を検知することがで
きる。

なお、正常放電以外の放電の中には第４図のようにアー
ク放電、短絡、その他が含まれており、これらを分離弁
別して論理回路に加え論理演算して放電状態、加工状態
を検出することができる。

また信号の検出判別は波高値だけでなく、振動状態、周
波数、変化度もしくはそれらの組合せ信号を検出判別す
ることができる。

また検出弁別信号によって放電状態、加工状態を判定す
るための論理回路は、前記のように正常放電数とそれ以
外の放電数を利用する以外に、全放電数と正常放電数、
時間信号等を用いて論理演算することができ、諸種の論
理回路構成を利用することができる。

そしてこれら論理演算出力によって、加工液分子量の制
御、濃度制御、電導度制御、加工液噴流制御、流量制御
、を行なうこと、また電極の振動制御、振動数、振巾制
御、電極のレシプロ運動制御、サーボ制御、また加工パ
ルスのパルス巾、休止中、繰返数、波高値制御等を行な
うことによって、常に最適な制御を行なうことができる
。

例えば特に、放電の繰返し、放電数に比例して、しかも
正常放電数に比例して電極送りを与えるときには、正常
放電をガス放電とメタリック放電に弁別してカウントし
、カウントするとき加工量の重みを考慮して放電数の集
計を行なうようにしたことにより正確な加工量を検知す
ることができ、これにより電極送り、サーボ制御が最適
に行なわれ、加工間隙を常に正常に維持して安定した加
工ができる。

また加工パルスの供給制御も極めて安定に行なえ、加工
速度、加工能率を著しく向上できる。

また加工間隙を洗浄するためのレシプロ運動制御も、加
工量に応じて加工切削粉が発生するものであるから、こ
の切削粉発生量を容易に正確につかむことができ、最適
なときにレシプロ制御を行なって洗浄することができ、
またレシプロの１ストロークの時間、ストローク巾等の
最適制御をすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は放電波形説明図、第２図は加工量の比較説明図
、第３図は本発明の一実施例回路構成図、第４図は本発
明の原理説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加工間隙に繰返してパルス放電を行ない、且つ該パ
   ルス放電によって放電状態もしくは加工間隙の状態を監
   視しながら加工するようにした放電加工装置において、
   前記各パルス放電の正常放電を少なくともガス放電（Ｇ
   ａ５５ Ｐｈａｓｅ ）とメタリック放電（Ｍｅｔａｌ
   ｌｉｃ Ｐｈａｓｅ ）とに弁別出力する回路と、前記
   ガス放電弁別出力とメタリック放電弁別出力とを各々に
   重みを付けて加算出力する論理回路と、該論理回路の出
   力を計数する計数回路とを設けたことを特徴とする放電
   加工装置。 ２ 加工間隙に繰返してパルス放電を行ない、且つ該パ
   ルス放電によって放電状態もしくは加工間隙の状態を監
   視しながら加工するようにした放電加工装置において、
   前記各パルス放電の正常放電以外の放電を弁別出力する
   回路と、前記各パルス放電の正常放電を少なくともガス
   放電とメタリック放電とに弁別出力する回路と、前記ガ
   ス放電弁別出力とメタリック放電弁別出力とを各々に重
   みを付けて加算出力する論理回路と、該論理回路の出力
   と前記正常放電以外の放電を弁別出力する回路の出力と
   を別々にまたは加減算的に計数する計数回路とを設けた
   ことを特徴とする放電加工装置。 ３ パルス放電を弁別する回路は、各パルス放電中の１
   時点で、または２以上の時点、あるいは２以上の時点間
   の変化度で放電を検出し弁別することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の放電加工装置。 ４ パルス放電を弁別する回路は、各パルス放電の電圧
   または電流中の直流成分、交流成分、またはその組合せ
   によって放電を検出し弁別することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第２項に記載の放電加工装置。