JPS5854939B2 - ホウデンカコウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電加工装置に関する。

放電力ロエを行なった場合、材質や加工条件によっては
加工面にクラックが生ずることがある。

これは放電で溶融した金属の一部が表面に残留し再凝固
するとき体積の収縮が生ずるが、実際には周囲がその自
由な収縮を妨げる結果、固化した表面層に引張応力が現
われ、この引張応力が原因となって表面にクラックを発
生させるものである。

また、放電による局部的な急激な加熱もクラック発生の
原因となっており、電極消耗条件の加工、放電パルス巾
が短いだけでなく放電電流の振巾が著しく大きい良好な
加工面粗さの所謂仕上加工においてはクラックの発生が
多いものである。

このクラックは条件によっては深さ１００μ前後に達し
、仕上り品のクリープ破断までの時間や疲れ強さに悪影
響を与えるので、特に仕上げ加工に於いては重大な問題
となっている。

而して、このクラックの発生し易い条件等はほぼ明らか
になってはいるが、実際のカロエに際しクラックが発生
するか否かを正確に予断することは今日の技術では極め
て困難である。

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは加工中被加工体あるいは電極にク
ラックが発生した場合、直ちにこれを検知し得るクラッ
ク発生検知装置を具備し、該クラック発生が検知された
ときは、必要に応じ作業者に警報を発したり、あるいは
放電電流あるいは放電持続時間を適宜自動的に切下げた
りすることのできる放電加工装置を提供することにある
。

而して、上記クラック発生は、クラックの発生を検知す
べき部材即ち被加工体又は電極等に直接音波検知器を取
付は該クラック発生に伴って発生し、該クラック発生体
内を伝播する縦振動、即ちクラック音を検知すると共に
、これを他のノイズ例えば放電音、加工液の流動音、機
械の摺動音やギアノイズ、ポンプ等の発生する騒音等と
分離、識別することにより検出するものである。

一般的に上記クラック音は、上記の他のノイズに比し持
続時間が極めて短かく、周波数が高いものであり、また
、発生時期にも特徴があり、本発明によるときは容易且
つ確実に検知し得るものである。

更に具体的に説明すれば、本発明に於いては叙上のクラ
ック音の識別を下記いずれかの手段あるいはその組合せ
によって行うものである。

まず、第一の手段は、このクラック音が持続時間は短い
が相当の音圧レベルと高い周波数を有することに着目す
るものである。

このクラック音はクラック発生体の材質及び加工条件に
より異なり、また、複雑なスペクトラムを有するもので
あるが、実際にクラックを発生させることにより容易に
把握できるものであるから被加工体及び／又は電極に取
つける音波検知器の振動数特性を上記スペクトラムに適
合させると共に適宜の濾波回路を結合するものである。

次に第２の手段は該クラックの発生する時期に着目する
ものである。

即ち、特定箇所にクラックが発生するのは、通常は当該
特定箇所に放電が行われてから後不定時間経過後ランダ
ムに自然に発生するものであるがその近傍に放電が行わ
れたときのショック等により発生することも多い。

而して倒れの場合に於ても、一定の頻度で放電発生時若
しくは放電中に発生するものがあり、又、放電の発生時
、即ちその立ち上り時等に発生する放電音にはこのクラ
ック音と近似した周波数成分が含まれる場合がある。

そのような場合には、上記第１の手段のみでは確実に目
的を達成し得ないおそれがあるから、この有害な放電音
の発生中閉じられるゲート回路を用いて誤動作を防止す
るものである。

一般に、クラックは一旦発生が始まると多数集中して頻
発するから、このようなゲート回路を用いても、実用上
例等支障なく極めて確実にクラック発生を検知し得るも
のである。

また、この方法ζこよる場合、適宜例えば１０パルス毎
に１パルスのサンプル放電を行なわせ該サンプル放電の
後比較的長い放電体止時間及びまたは放電開始時より放
電中の所定の期間を設定し該期間中のみクラック音の検
知を行なわせるようにしてもよく、更に該サンプル放電
の放電条件を通常の放電よりややクラックを発生し易い
ものとすることも可能である。

更に第三の手段は、これらのクラックが一旦発生すると
引続いて比較的規則的に多数発生する傾向があることに
着目するものであって、特に上記第一の手段によるクラ
ック音検出信号が一定頻度で繰返し発生したときのみ警
報が発せられるよう構成することである。

而して、発生クラック音の周波数スペクトラムは、銅電
極により鉄材被加工体とケロシン加工液中で放電加工す
る最も普通の放電加工に於ては、約ＩＫＨｚ乃至ＩＭＨ
ｚの範囲に及んでいるが、第２図の特性曲線によって示
すように、約２００ＫＨ２前後の所に音圧レベルの高い
山を有するものであり、従ってこの約２００ ＫＨｚ前
後の音波を被加工体から音波検知器によって検出するよ
うにすれは、クラックの発生を検知できる訳であるが、
ノイズ、特に放電加工の放電音検出による誤検知を防止
するために、前述第二の手段に於ける所定の期間内の放
電の終了後、即ち成る複数の電圧パルスによる略所定数
の放電パルスによるカロ工が行われ後に、各電圧パルス
間の電圧パルス休止期間よりも長い放電体止期間を設定
し、該放電体止期間中、特に該放電体止期間の開始直後
に近い時点に於て上記的２００ＫＨｚの音波を検知する
ようにすると、放電音関係以外のノイズとは周波数帯及
び音圧レベルも相当に相違しているため高い確度でのク
ラック音の検知が可能となる。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

図面は本発明にかかる放電加工装置の一実施例を示す回
路図であり、図中、１は電極、２は被加工体、３は加工
用電源、４−１ないし４−５はスイッチング素子、５−
１ないし５−５はそれぞれ上記スイッチング素子４−１
ないし４−５に直列に挿入された挿入抵抗、６は放電検
知用の挿入抵抗、７はマイクロホン、８は増巾器、９は
バンドパスフィルタ、１０はモノステーブルエレメント
、１１はプリセットカウンタ、１２は１２−１ないし１
２−６の桁要素を有する６ビツトのリングカウンタ、１
３はシュミットトリガ回路、１４は分周器、１５−１な
いし１５−５はフリップフロップ、１６−１ないし１６
−５はアンド回路、１７はフリップフロップ、１８及び
１９はそれぞれ放電持続時間及び電圧印加休止時間を規
定する時限回路である。

而して、放電加工の開始時にはリングカウンタ１２の桁
要素１２−６は１″であるが、他の桁要素１２−１ない
し１２−５はいずれも“０９１であり、また、フリップ
フロップ１５−１ないし１５−５はリセットされている
。

従って、フリップフロップ１７がセット状態となるとス
イッチング素子４−１ないし４−５はすべて導通し、こ
のため電極１と被加工体２の間に放電が発生したときの
放電電流は最大の値となる。

而して、放電が開始され挿入抵抗６に電流が流れると、
シュミットトリガ回路１３はトリガされ出力パルスを発
信する。

該出力パルスは分周器１４に入力すると共に時限回路１
８を始動させる。

時限回路１８は所定の時間経過後出力パルスを発信して
フリップフロップ１７をリセットしスイッチング素子４
−１ないし４−５の導通を断つ。

然るときは時限回路１９が始動せしめられ所定の時間経
過後時限回路１９が出力パルスを発信したとき、フリッ
プフロップ１７は再びセットされ、以下同様にして放電
加工が進行する。

一方、被加工体２に取付けられたマイクロホン７は、常
時被加工体２の発生する音波を検知しており、その出力
は増巾器８により増巾されバンドパスフィルタ９に供給
される。

バンドパスフィルタ９はクラック発生音中の音圧レベル
が高く、且つ特徴のある周波数帯の信号のみを通過させ
るもので、前述の如く電極１が銅で、被加工体２が鉄材
の場合には、例えば１９０ Ｋ’Ｈｚ乃至は２１０ＫＨ
ｚの間の音波信号を通過させるものである。

従って、被加工体２にクラックが発生すると、その発生
音は、マイクロホン７により電気量に変換され、増巾器
８により増巾されバンドパスフィルタ９を通ってモノス
テーブルエレメント１０をトリガ゛し出力パルスを発信
させる。

該出力パルスはプリセットカウンタ１１によりカウント
される。

而して、プリセットカウンタ１１の設定値ｎは、通常分
周器１４の分周比Ｎより小さな値に設定せられており、
Ｎ−ｎ又はＮ＜ｎに設定することもある。

またプリセットカウンタ１１は分周器１４の出力により
リセットされるよう構成されている。

従って、放電がＮ回発生する間に発生するクラックがｎ
よりも少いときは、プリセットカウンタ１１の計数値が
Ｈに達する以前にリセットされるので、プリセットカウ
ンタ１１は出力を発信しないが、然らざる場合、即ちク
ラック発生が一定頻度以上となる場合には、プリセット
カウンタ１１は出力パルスを発信し、リングカウンタ１
２を歩進せしめ桁要素１２−１を′１″に同１２−６を
”０１１とする。

然るときはフリップフロップ１５−１はセットされアン
ド回路１６−１の一方の入力は”０”となるので、もは
やフリップフロップ１７がセット状態となった場合でも
、スイッチング素子４−１は導通せしめられず、従って
、放電電流は初期の値より引下げられる。

而して、放電加工は引続き続行されるが、放電電流が引
下げられたにも拘らず、なおりラックが多発するときは
、その発生頻度が一定レベル以下となるまで、上記同様
にしてリングカウンタ１２が順次歩進せしめられ、フリ
ップフロップ１５−２ 。

１５−３等が順次セットされスイッチング素子４−２．
４−３等が導通し得なくなるものであり、結局、クラッ
ク発生頻度が一定の許容レベル以下となる状態で、安定
した放電加工が進行せしめられるものである。

本発明は叙上の如く構成されるから、本発明によるとき
は、クラックの発生が確実に一定の許容レベル以下に抑
制され非熟練者でも安心して加工を行なうことができる
ものである。

なお、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるもので
なく、例えば、前述の如くクラック音の検出のため単に
フィルタを用いるのみでなく、その発生時期その他に着
目した判別回路その他を設けることができ、更に本発明
は公知のすべての放電パルス制御回路及び蓄勢式回路に
応用でき、また、クラック発生防止のためには放電電流
の制御のほか、放電電圧の制御、放電体止時間の延長等
も有効なものである。

【図面の簡単な説明】

図面第１図は本発明にかかる放電加工装置の一実施例を
示す回路図、第２図は本発明を説明するための特性曲線
図である。 １・・・・・・電極、２・・・・・・被加工体、７・・
・・・・マイクロホン、８・・・・・・増巾器、９・・
・・・・バンドパスフィルタ、１０・・・・・・モノス
テーブルエレメント、１１・・・・・・プリセットカウ
ンタ、１２・・・・・・リングカウンタ、１３・・・・
・・シュミットトリガ回路、１４・・・・・・分周器、
１８゜１９・−・・・・時限回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電極と被加工体とから成る加工間隙に休止時間を置
   ぎながら間歇的な電圧パルスを印加し発生する放電によ
   り加工を行う放電加工に於て、前記被加工体に取り付け
   た音波検知器と、該音波検知器の後段に接続された増幅
   器、フィルタ及び該フィルタ通過検知信号の処理回路と
   から成るクラック発生検知装置とを備え、該クラック発
   生検知装置によって前記被加工体にクラックが発生した
   と検知されたときに告知信号、又は前記電圧パルスの条
   件制御信号を出力するように構成されて成ることを特徴
   とする放電加工装置。