JPS6034224A

JPS6034224A - 集中放電検出装置

Info

Publication number: JPS6034224A
Application number: JP14373283A
Authority: JP
Inventors: Hidetsugu Komiya; 小宮　英嗣; Haruki Obara; 小原　治樹
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1983-08-08
Filing date: 1983-08-08
Publication date: 1985-02-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野と従来技術本発明は、放電加工機における集中放電検出装置に関す
る。

放電加工にお１プる放電は、加工面の凹凸や加工液中の
介在物の分布等によって最も放電し易いところから発生
し、通常状態では電極と向い合っている面内で分散して
放電を発生するが、特定の個所に加工粉や他の分解物が
蓄積すると、その位置だけ放電しやすくなり、その−個
所に放電が集中することが生じる。この集中放電が発生
すると、その集中放電個所は、放電痕が生じ、而粗れの
原因となり、加工面を劣化させ、さらには、加Ｔ速濱の
低下にもなる。また、ワイヤカット放電加工の場合にお
いては、ワイヤ電極の断線の原因にもなるし、加工液に
油を用いる型彫放電加工機の場合においては、加工液の
分解物が成長して加工液の液面を越し、火災の原因とな
る場合がある。

そのため、この集中放電を検出する必要があるが、従来
この集中放電の検出は、電極とワークのギャップ電圧波
形を観察して集中放電を検出する等の方法が取られてい
る。これは、放電が分散して順調に行われているときは
、放電後に電極とワーク間に絶縁回復が行われ、無負荷
電圧が電極とワーク間に生じるが、集中放電等が発生し
て絶縁回復のないまま放電電流が流れると、電極とワー
ク間に無負荷電圧が生じなくなる。そのため、この電極
とワーク間のギャップ電圧波形を観察し、絶縁回復がな
いようなときは、集中放電が発生しているものと推定し
ている。しかし、このギャップ電圧波形を観察しても真
に集中放電が発生していると、判定することは非常に難
しいという欠点があった。

発明の目的本発明は、従来技術のようなギャップ電圧波形から集中
放電を検出するものではなく、放電位置を検出して、そ
の放電位置の偏りより集中放電を検出する放電加工機に
おける集中放電検出装置を提供することを目的としてい
る。

発明の構成本発明は、放電加工において、被加工物に音波検出器を
数句けて放電により発生する音波を検出して、該音波の
伝播時間を測定して、該伝播時間から放電位置を検出し
、該放電位置の偏りから集中放電の発生を検出するよう
にした集中放電検出装置である。

実施例第１図は、本発明をワイヤカット放電加工に用いたとき
の一実施例のブロック図、Ｐはワイヤ電極、Ｗは被加工
物のワーク、王はワイヤ電極ＰとワークＷ間に放電が発
生したとき発生する音波を検出する音波検出器で、例え
ばピエゾ圧電素子等である。そして、この音波検出器は
ワークＷの上面、下面、側面等最適な位置に取付けられ
ている３Ａは増幅器、Ｃ１はコンパレータで、基準電圧
Ｖ１と増幅器Ａの出力を比較する。Ｃ２もコンパレータ
で、基準電圧ｖ２と放電電流と抵抗Ｒで発生する電圧を
比較している。ＰＧはパルス発生器で、コンパレータＣ
２の出力の立上がりで］］レベル出力を発生し、］ンパ
レータＣ１の出力の立上がりで上記］」レベル出力を停
め、矩形波のパルスを発生する。ＩＮＴは積分器で、上
記パルス発生器Ｐ、Ｇからのパルスを積分するものであ
る。ＯＣ８はオシロスコープ、Ｃ３〜Ｃ６はコンパレー
タで、上記積分器ＴＮＴの出力とそれぞれの基準電圧Ｖ
３〜Ｖ６を比較し、カウンタＣＴ１〜ＣＴ４に出力を出
すものである。Ｄ１〜Ｄ３は減算器で、減算器Ｄ１はカ
ウンタＣＴ１の値からカウンタＣＴ２の値を減算し、そ
の答えを表示器１′）Ｐｌに表示する。また、減算器Ｄ
２はカウンタＣＴ２の値からカウンタＣＴａの値を減算
し、その答を表示器ＤＰ２に表示する。また、減算器Ｄ
３も同様にカウンタＣＴａの値からカウンタＣＴ４の値
を引き、答を表示器ＤＰａに表示する。また、ＤＰ４も
表示器にカウンタＣＴ４の値を表示するものである。

次に、この実施例の作用について、第２図のり一５＝イミングチヤードを参照しながら説明する。

第２図（イ）は、ワイヤ電極ＰとワークＷ間のギャップ
電圧を示すもので、ワイヤ電極ＰとワークＷ間に無負荷
電圧が加えられた後放電が発生し、該放電電流と抵抗Ｒ
により発生する第２図（ロ）に示すような電圧がコンパ
レータＣ２に入力され、該コンパレータＣ２の基準電圧
Ｖ２と比較され、基準電圧Ｖ２以上であると、該コンパ
レータＣ２は、第２図（ハ）に示すようなパルス出力を
出し、該パルス出力の立上がりでパルス発生器ＰＧをト
リガーし、第２図（へ）に示すようなＨレベルの出力を
該パルス発生器ＰＧは出す。一方、放電が起きると、こ
れにより音波が発生し、該音波は、加工液、ワーク、ワ
イヤ電極を伝播するか、この音波をワークに取付けた音
波検出器Ｔが検出し、増幅器Ａ１で増幅してコンパレー
タＣ１に入力する。コンパレータＣ１では、第２図（ニ
）に示すように、基準電圧■１と比較し、基準電圧■１
以上の音波による発生電圧を検出すると、第２図（ホ）
に示すようなパルスを出力し、このパルス６− の立上がりで上記パルス発生器ＰＧの出力をオフにする
ため、第２図（へ）に示すような矩形波状のパルスをパ
ルス発生器ＰＧから出力されることとなる。

このパルス発生器ＰＧからの出力パルスを積分器ＩＮＴ
で積分し、第２図（ト）で示すような三角波を積分器Ｔ
ＮＴから出力する。該積分器ＴＮＴからの三角波の出力
のピーク電圧は、パルス発生器ＰＧから発生するパルス
幅によって異なり、該パルス幅は、］ンパレータＣ２の
出力とコンパレータＣ１出力の出る間隔の差によって決
まるもので、すなわち、放電が開始されてコンパレータ
Ｃ２から放電検知出力（第２図（ハ））が出された後、
放電により発生する音波の検知出力を］ンバレータＣ１
が出力（第２図（へ））するまでの間によって、上記パ
ルス発生器ＰＧの出力パルスの幅は決まり、かつ、積分
器ＩＮＴの三角波出力のピーク電圧も決まる。そのため
、音波検出器Ｔの取付は位置に近いところで放電が発生
すると、放電により発生する音波は、音波検出器Ｔに早
く伝播するため、パルス増幅器ＰＧからのパルス幅（第
２図（へ））は小さくなり、積分器ｒＮＴの三角波出力
ピーク電圧は低くなる。一方、音波検出器下の取付は位
置から遠いところで発生した放電は、該放電により発生
した音波がワークＷ間を伝播して音波検出器Ｔに到着す
るには時間を要するため、上記パルス発生器ＰＧの出力
パルス幅は長くなり、積分器ＩＮＴの三角波ピーク電圧
は高くなる。すなわち、放電が発生する場所によって積
分器ＴＮＴから出力される三角波のピーク電圧は異なる
ことになる。

その結果、この積分器ＴＮＴの出力をオシロスコープＯ
Ｃ８で観察し、該積分器ＴＮＴの三角波出力のピーク電
圧がランダムに平均して出力されておれば、放電は分散
して発生していることを示し、集中放電が生じていない
ことが分かる。もし、集中放電が生じていれば、上記三
角波出力のピーク電圧は一定の値となり、オシロスコー
プＯＣ８には、一定波形のものが生じ、集中放電が発生
していることが判定できる。

さらに、本実施例は、上記積分器ＩＮＴの出力をコンパ
レータＣ３〜Ｃ６によってそれぞれレベルの異なる基準
電圧と比較している。すなわち、コンパレータＣ３は第
ルベルの基準電圧■３と積分器ＩＮＴの出力を比較し、
この第ルベルの基準電圧ｖ３以上の積分器ＩＮＴからの
三角波のピーク電圧があると出力を出し、カウンタＣＴ
１で計数する。同様に、コンパレータＣ４は第２レベル
の基準電圧ｖ４以上、コンパレータＣ５は第３レベルの
基準電圧７５以上、コンパレータＣ６は第４レベルの基
準電圧Ｖ６以上の三角波ピーク電圧が入力されると出力
を出し、それぞれカウンタＣＴ２　、Ｃｒ３．ＣＴ４で
組数する。そして、減算器Ｄ１でカウンタＣＴ１の値か
らカウンタＣＴ２の値、減算器Ｄ２でカウンタＣＴ２の
値からカウンタＣＴａの値、減算器Ｄ３でカウンタＣＴ
３からカウンタＣＴ４の値をそれぞれ減算し、表示器Ｄ
Ｐ＋　、ＤＰ２　、ＤＰ３に表示する。すなわち、表示
器ＤＰ＋　、ＤＰ２　、ＤＰａは、ＤＰ＋　＝　（Ｃｒ
ｔの値）−（Ｃｒ２の値）−〇− ＤＰ２−（Ｃｒ２の値）−（Ｃｒ３の値）ＤＰ３　＝　
（Ｃｒ３の値）−（ＣＴ４の値）を表示する。このこと
は、表示器ＤＰ１で第１と第２レベルの基準電圧Ｖ３．
Ｖ４間に三角波のピーク電圧が存在する積分器ＩＮＴの
出力の数を表示し、同様に表示器ＤＰ２で第２と第３レ
ベルの基準電圧Ｖ４　、Ｖ５間のピーク電圧の出力数、
表示器ＤＰａで、第３．第４レベルの基準電圧■５゜■
６間のピーク電圧の数を出力数を表わすことを意味し、
さらに、表示器ＤＰ４はカウンタＣＴｅの値、すなわち
、第４レベルの基準電圧Ｖ６以上のピーク電圧の出力数
を表示することとなる。例えば、第２図（ト）の（ａ　
）の三角波出力が積分器ＩＮＴから出されると、コンパ
レータＣ３゜Ｃ４、Ｃｓから出力が出て、ＣＴｔ　、Ｃ
ｒ２　、Ｃｒ３をそれぞれＮＪ加算することになるが、
表示器ＤＰｔ　、ＤＰ２　（ＤＰｔ　＝ＣＴ１−Ｃｒ２
　。

ＤＰ２　＝ＣＴ２−ＣＴ３であるから）は変化なく、表
示器ＤＰａについては、カウンタＣＴａに「１」加算さ
れて、カウンタＣＴ４は加算されていない１０− ため１、「１」増加して表示することとなる。すなわち
、表示器ＤＰ３で第３．第４レベルの基準電圧Ｖ５　、
Ｖｅ間にある三角波ピーク電圧の出力をに１数表示する
こととなる。

上述したように、積分器ＩＮＴからの出力の三角波ピー
ク電圧の値は、放電個所に対応しているから、上記表示
器ＤＰ１〜ＤＰ４の値が同程度の値を示しているならば
、放電は分散して生じていることを意味し、１つの表示
器のみが他の表示器の値より特別大きな値を示している
ときは、その表示器が示す基準電圧レベルに対応する個
所で集中放電が生じていることを示すこととなる。

以」−述べたように、上記実施例では、放電によって発
生する音波が音波検出器まで伝播する時間を放電パルス
と同期をとることによって測定し、放電個所を検出する
ことにより、集中放電が生じているか否か判定するよう
にしたものであるが、放電パルスと同期をとることなく
放電個所を測定するには、アコースティック・エミッシ
ョン検出方式によって検出することができる。これは、
放電によって発生する音波を、ワークの複数個所に取付
けられた音波検出器で検出し、これら音波検出器で検出
される音波検出出力は、音波検出器の取付は位置によっ
て時間的に異なるから、これら音波検出出力の時間差に
よって放電位ｉ醒を算出するものである。例えば、２つ
の音波検出器をワークに取付け、該それぞれの音波検出
器と放電個所間の距離の差を音波のワーク内の伝播速度
で割れば、その値が２つの音波検出器の音波検出時間差
であるから、この音波検出時間差がランダムであれば、
放電は分散して発生しているものであり、一定の時間差
であれば一定個所で放電が生じていること、すなわち、
集中放電が生じていることを意味するので、これにより
集中放電を検出できるものである。また、この方式であ
れば、音波検出器を増加させることによって、３次元形
状の型彫りにも適用することができる。

発明の効果本発明は、放電によって発生する音波の伝播時間を測定
することによって放電個所を検出し、その放電個所が均
等に分布しているか、一定個所に偏っているかによって
集中放電を検出するようにしたから、集中放電を検出す
ることは勿論のこと、その集中放電の位置、さらには、
放電位置が変化する場合には、時々刻々どのように放電
位置が移動するかも判定できる。

このように、放電位置を検出することによって集中放電
を検出するようにしたから、従来のように電極間のギャ
ップ電圧の波形から集中放電を推定する方式と比較し、
確実で、かつ早く集中放電を検出することができる。ま
た、波形を観察するのではなく、放電位置をあるブロッ
ク単位で計数するようにすれば、その計数値の値によっ
て、例えば、各ブロックの平均値より一定以上異なると
きなど集中放電が発生しているとして出力を出すように
すれば、集中放電を解除するための方策。

例えば放電パルス電流間のイキみ時間を長くすること等
によって集中放電防止のための制御も行い易くなる。

【図面の簡単な説明】

１３− 第１図は、本発明の一実施例のブロック図、第２図は、
同実施例のタイミングチャー１〜である。Ｐ・・・ワイヤ電極、Ｗ・・・ワーク、■・・・音波検
出器、Ｃ１〜Ｃ６・・・コンパレータ、ＰＧ・・・パル
ス発生器、ＩＮＴ・・・積分器、ＯＣ８・・・オシロス
コープ、ＣＴ１〜ＣＴ４・・・カウンタ、Ｄ１〜Ｄ４・
・・減算器、ＤＰ＋〜ＤＰ４・・・表示器。特許出願人ファナック　株式会社１４−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）放電加工機において、被加工物に音波検出器を取
（＝Ｉけ、該音波検出器により放電により発生ずる音波
を検出して該音波の伝播時間を測定し、該伝１ｍ時間か
ら放電位置を検出して該放電位置から集中放電の発生を
検出する集中放電の発生を検出する集中放電検出装置。
（２）ｆＩｉ電開始時と上記音波検出器が放電により発
生した音波を検出時との差から放電位置を検出する特許
請求の範囲第１項記載の集中放電検出装置。
（３）音波検出器を複数個設け、該音波検出器が放電に
より発生する音波を検出する検出時間差から放電位置を
検出する特許請求の範囲第１項記載の集中放電検出装置
。
（４）放電領域を複数ブロックに分割して、各ブロック
単位に発生した放電回数を表示するようにして集中放電
を検出する特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
記載の集中放電検出装置。