JPS6057970B2 - 放電加工装置 - Google Patents

放電加工装置

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JPS6057970B2
JPS6057970B2 JP52015889A JP1588977A JPS6057970B2 JP S6057970 B2 JPS6057970 B2 JP S6057970B2 JP 52015889 A JP52015889 A JP 52015889A JP 1588977 A JP1588977 A JP 1588977A JP S6057970 B2 JPS6057970 B2 JP S6057970B2
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Japan
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machining
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JP52015889A
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潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
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Inoue Japax Research Inc
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/024Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

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
ルスによる繰返し放電を行つて加工する放電加工(電蝕
加工を含む)において、行なわれている放電の状態が良
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、更にそれによつて加工状態を
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、放電状態を判別するのに、加
工間隙にパルスを加えて放電したかしないか、発生した
放電を放電々圧によつてアーク放電か、短絡か、正常放
電かどうか等により判別し、各部制御を行なうようにし
ていたが正確な検出、判別ができず、最適な制御をする
ことができなかつた。
本発明は加工間隙の放電中に含まれる高周波成分(振
動成分)またはこれを含む信号を検出し判別するもので
ある。
高周波成分は第1図にその電圧波形を示すように各パル
ス放電の放電維持電圧に高周波交流電圧成分の振巾ΔV
が重畳された形をとる。VGはパルス放電中の加工間隙
電圧(平均値)である。重畳された前記高周波成分は通
常周破数が1MHz〜30MHz程度であり、一旦アー
ク状態が確立されると同時にこの高周波成分は消え去る
ものである。勿論短絡しても発生しない。したがつてこ
の高周波成分が有るか無いかを検出し判別して、高周波
成分が存在すれば良好な放電であり、高周波成分が無け
れば不良放電を判定し、またこれによつて加工状態の制
御を行なうことができる。がその後の研究によれば、加
工液の種類、変化に依存性があり、高周波成分の発生、
高周波成分の大きさが変化する。即ち分子量の小さい純
水(分子量18)では高周波成分の電圧ΔVは極めて小
さく、ケロシン(分子量200〜300)ではΔvは大
きく、更にスピンドル油(分子量〜700)では更に大
きいΔVが発生する。第2図は加工液分子量による間隙
電圧(放電々圧)をグラフしたもので、間隙電圧は陽極
降下電圧Vaと陰極降下電圧Vcとの和■1+VCの直
流成分と、高周波交流電圧成分の振巾ΔVがプラスした
ものとなる。即ち、加工間隙電圧(波高値)VmはV.
.=■1+VO+ΔVで、高周波成分Δ■が直流バイア
スされて加工間隙電圧V..を形成する。
高周波交流成分Δ■は前記したように加工液の分子量に
応じて(比例して)増大するようである。分子量の小さ
い純水(分子量18〜36)では正常放電でも極めて小
さいが、分子量の大きいスピンドル油(分子量300〜
700)ではΔV≠10Vにもなる。また、この高周波
交流成分は放電がアークになればとたんに消滅する。こ
れは、媒体(加工液)が高分子量であると放射する電子
が吸収されることにより放電がパルス化され易くて高周
波交流成分が発生するが、媒体が低分子量であると電子
が吸収されにくくなり、電子が多くなり過ぎると放電が
持続してアークになり易くなるため、高周波交流成分が
発生しなくなると考えられる。またこれから媒体に高分
子量のものを用いても、加工中にクラツキング、低分子
量化され)ば、高周波成分は次第に5低減し、遂にはア
ークに達することがわかる。これは第1図の高周波交流
電圧成分の振巾Δ■が放電開始後、時間経過にしたがつ
て次第に低減することかられかる。即ち放電性の圧力,
温度が時間的に変化し、媒体の温度による分解によつて
分子丁量が変化するのである。このように、1回のパル
ス放電中に発生する高周波交流成分の振巾(波高値)は
、放電開始時に最大となり以後加工液の状態に応じて減
少していくが、良好な加工を行うためには、放電中なる
べこく前記振巾が減少しないような放電状態で加工する
ことが望ましい。
従つて、放電開始(起動)後の一時点に於ける高周波交
流成分の有無や大きさを検出して判別しても放電状態の
良否を適確に検知することはできない。そこで本発明は
第1図のクような時間の経過とともに減少する高周波交
流成分の振巾の平均変化率を検出判別するようにしたも
のである。これは第3図に示すように、放電開始直後の
設定時をT。,中頃をTO,終時をTeとし、各々の時
刻の高周波交流電圧成分の振巾(波高値)を各々ΔVO
,ΔVx,ΔVeとすれば、ΔVeは極めて小さいから
、TO−Tx時のΔVO〜ΔVxて平均変化率を検出判
別する。即ち?を検出判別して放電状態の判定を行なT
x−TO うものである。
勿論ΔVeの検出が正確に可能ならば仝514ゝまたは
?で検出判別してTe−TOte−ζ ノもよい。
以下一実施例図により本発明を説明する。
第4図において、1は電極と被加工体を対向した加工間
隙、2は加工用パルス電源で、これにより加工間隙に繰
返しパルス放電を行なう。この放電々圧(又は電流)は
検出回路3により検出される。検出回路3により検出さ
れる放電々圧(又は電流)中には前記したように高周波
成分(振動成分)が含まれていて、これが媒体の分子量
に依存していることは既でにした。またこれは放電中、
クラツキング等て媒体分子量が低減するに応じて減少変
化することも説明した(第3図)。検出信号はハイパス
フィルタ4によつて高周波成分のみが取り出され、次の
直流変換増巾器5により高周波電圧に相当する大きさの
直流信号に変換される。一方放電起動(放電開始)は判
別回路6で検出され、放電起動時から所定時間T。(第
3図)遅延するタイマー7が作動し、時間完了時にチェ
ックパルス発生回路8からT。時のチェックパルスが出
力する。またタイマー7の出力信号でタイマー9が作動
し、Tx−TO時間完了するとチェックパルス発生回路
10からTx時のチェックパルスを発生する。回路8の
チェックパルスはラッチ回路11に加わり、TO時の増
巾器5出力ΔVOを記憶保持し、また回路10のチェッ
クパルスはラッチ回路12に加わり、Tx時の増巾器5
出力ΔVxを記憶保持する。13はクロックパルス発振
器で、このクロックパルスで、前記ラッチ信号を置換し
カウントする。
14がラッチ信号ΔVOをカウントするカウンタ、15
がラッチ信号ΔVxをカウントするカウンタ、16は両
カウンタ14,15の出力を比較するコンパレータで、
比較した差の出力Δ■o−ΔVxを出力する。
出力信号は再びクロックパルスで置換されカウンタ17
でカウントされる。18は前記タイマ9の作動時間T8
−TOをクロックパルスで置換しカウントするカウンタ
で、両カウンタ17,18の出力が次のデバイダ19で
比較され割算される。
出力信号は6V−6Vである。即ちこれは求めようとす
る高Tx−TO周波交流成分の振巾の平均変化率であり
、この信号はまたクロックパルスで置換されカウンタ2
0でカウントされる。
21はカウンタ20出力、即ち高周波交流成分の振巾の
平均変化率仝5二仝Htx−TOを基準値と比較判別す
るコンパレータで、基準値はプリセット回路22により
プリセットされる。
プリセットは加工液の種類、分子量に対応し、また加工
パルスのパルス巾、休止巾、波高値(1,)、極性、電
極材、被加工体材、その組合せ、その他の加工条件に応
じて最適加工範囲に設定される。例えば4ゝ14ゝはV
lpSで表わされ、通常 Tx−TOこれが約0.
06〜0.屹程度では正常で0.1〜0.0程度では不
良てある。
判別出力は、例えば設定値と比較判別することにより良
好であれば0K信号を、また悪い状態てあれはDAME
信号を出力するように、あるいは良好のときのみ0K信
号を出力し、また悪いときのみD.AME信号を出力す
るものてあつてもよい。23はその判別信号の表示回路
であり、またカウンタ等を組合せた論理回路であり、集
合信号により加工パルス電源、サーボ装置、加工液供給
装置等を制御する制御回路である。
以上の回路装置によつて加工間隙1に繰返される各パル
ス放電は判別され、勿論アーク、短絡であれば、検出信
号はフィルタ4により阻止され、弁別されるが、高周波
成分を伴なう放電でも、高周波交流成分の振巾の平均変
化率分?二仝hを検 Tx−
TO出判別して適合しないものであれば適合する良放電
とは区別して判別するから正確な放電状態の検出ができ
る。
例えば第3図において、ΔVOが大きくてもΔVOが小
さくて、平均変化率が大きく放電開始後高周波交流成分
が急激に低減するような場合は、1パルス放電の放電終
了に至るまで高周波交流成分の発生が持続しないことに
なり、したがつてこれによる加工量は極めて小さく、即
ち加工量、加工スピードは高周波の発生に比例増大する
傾向にあり、高周波成分が小さいか、早く消滅するよう
な放電は加工が小さいことにならるから、高周波交流成
分の振巾の平均変化率を検出することにより、放電状態
の良否を正確に判別できるものである。なお加工間隙に
おける放電は、加工パルスに限らず、加工パルスの放電
の前、または放電パルス列の中に検査用のパルスを加え
て放電を行ない、この放電を検出判別し、放電中の高周
波成分、または高周波成分を含む放電の電圧、電流等の
信号を検出し判別することができ、そのように回路構成
してもよい。
また前記実施例回路図は信号のデジタルな検出、判別、
論理演算処理する例について説明したが、勿論アナログ
的な検出,判別であつてもよく、回路構成は任意に設計
することができる。
そしてこのようにして放電に存在するもしくは含まれる
高周波交流成分の平均変化率を検出して判別することに
より放電状態の適確な正確な検出ができるが、この検出
判別にもとずく各部制御、プロセス制御も極めて正に行
なわれる。例えば検出判別した信号にもとずいて、加工
液の分子量の制御、例えばベース液に対して高分子量の
溶液添加制御,添加量の制御を行つてもよく、加工液の
噴流速度,流量制御,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,サーボ制御等を行つ
ても最適に行なうことができる。
また加工パルスのパルス巾,休止巾,波高値等の単独,
組合せ制御をすることができ、”いずれの制御も加工状
態、放電状態の検出精度が高く、常に最適な制御が可能
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は放電々圧波形、第2図は加工液分子量に対する
間隙電圧(放電々圧)のグラフ図、第3図は高周波成分
の時間的変化状態波形説明図、第4図は本発明の一実施
例回路構成図てある。 1は加工間隙、2は加工パルス電源、3は検出回路、4
はハイパスフィルタ、5は増巾器、6は放電起動検出回
路、7はT。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 対向して配置される加工電極と被加工体間の加工間
    隙でパルス放電を繰返すことによつて加工する放電加工
    装置に於て、前記パルス放電中の放電電圧や放電電流に
    含まれる高周波交流成分の放電起動後の設定された一時
    期に於ける振幅を検出する回路と、前記一時期から前記
    高周波交流成分の数サイクル以上の期間経過後の他の一
    時期に於ける前記振巾を検出する回路と、前記両検出振
    幅値の差を前記期間で割算することにより前記高周波交
    流成分の振幅の前記期間に於ける平均変化率を求める回
    路と、該平均変化率を設定された基準値と比較して放電
    状態の良否を判別する回路とを設け、該判別結果に基づ
    いて加工状態を表示もしくは制御するようにしたことを
    特徴とする放電加工装置。
JP52015889A 1976-12-14 1977-02-16 放電加工装置 Expired JPS6057970B2 (ja)

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JP52015889A JPS6057970B2 (ja) 1977-02-16 1977-02-16 放電加工装置
US05/860,164 US4236057A (en) 1976-12-14 1977-12-13 Apparatus for detecting gap conditions in EDM processes with monitoring pulses
DE2755772A DE2755772C2 (de) 1976-12-14 1977-12-14 Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Werkstückbearbeitung mittels Elektroerosion
FR7737723A FR2374130A1 (fr) 1976-12-14 1977-12-14 Procede et appareil de detection des conditions d'intervalle d'un usinage par decharges electriques
IT5243577A IT1091758B (it) 1977-01-12 1977-12-30 Metodo ed apparecchiatura per rile vare le condizioni dell' interspazio in un processo di lavorazione a scarica elettrica con l'ausilio di impulsi di controllo
US06/112,460 US4376880A (en) 1976-12-14 1980-01-16 Method of and apparatus for detecting gap conditions in EDM process with monitoring pulses

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JPS53101194A JPS53101194A (en) 1978-09-04
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2858515B2 (ja) * 1992-01-07 1999-02-17 三菱電機株式会社 放電加工方法及びその装置
DE112012006730B4 (de) * 2012-07-25 2020-12-10 Mitsubishi Electric Corporation Drahterodier-Bearbeitungsvorrichtung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5543847B2 (ja) * 1973-05-28 1980-11-08

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JPS53101194A (en) 1978-09-04

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