JPS62287921A - 放電加工装置 - Google Patents

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】 ８、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ＩＣ庵と被加工物間で放電を発生させ、こ
の放電エネルギで被加工物を切削■■工する放電加工装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の放電加工装置には、被加工物を棒状電極
で穴加工するものと、被加工物にあらかじめドリルなど
であけた初寒にワイヤｔＷをは通させ、この波１袈工物
とワイヤ電極を相対的に移動させて被加工物を切断加工
するものとがある。

以下、この放？ｉニアＸｌ工装置の１便を、第７図に示
すワイヤ電層使用の放電加工装置を例に説明する。

＄７図におｈて、（１）ｉｄ？Ｊｍ工物で、その利札（
１ａ）に通されたワイヤ電極（２）との間管こ絶縁性の
液（３）を供給介在させている。

上記細光女性のｊ′ン（３）を以下加工液と記述する。

暦工液は＋　１’ンク（４）がらポンプ（５）で、被加
工物（１）とワイヤ’６．４ｉ＠　（２）のｆｌｔｌ　
Ｆｉ　ＣｋＷ間間隙〕にノズル（６）により噴射される
。

被加工物（１）とワイヤ電極（２）との間の相対運動は
。

被加工物（１）を載せて＾るテーブルαυの移動により
行われる。テーブルａ１１は、Ｙ軸駆動モータ側とＸ軸
駆動モータ１局により駆動される。以上の構成により、
被加工物（１）と屯田（２）の相対運動は前述のＸ。

Ｙ軸平面内に於いて２次元率面の運動となるウワイヤｆ
ｆ、　ｌ＋１　（２）は、ワイヤ供給リーμ（７）によ
り供給され、下部ワイヤガイド（８Ａ）　、被加工物（
１）中を連覇して上部ガイド（８Ｂ）にＭし、Ｎ気エネ
ｐギ給電部（９）を介（７て、ワイヤ巻取り兼テンショ
ンローフ００により巻取られる。

上記Ｘ　、　Ｙ　Ｍ（Ｄ　’、Ｌｂモー　ＩＩ　ｌ：ｌ
Ｂ　、　Ｑ３（７）Ｗ動及びＭ１鐸を行う制御装置α瘤
は、数１１ＥＩ制御装置Ｌ（８Ｃ心ｊ鐸装置〕や倣い装
置ある−は、７ぎ′ＩＩ機を用いた制御装賞が用いられ
ている。

電気エネルギを供給する扉エイ源α！９は１例えば直流
電源（ｊす、スイッチング素子（１５ｂ）　、醒流制限
抵抗（１５０）及び前記スイッチング素子（１５ｂ）を
制御するｊｊｆｉｊ御回路（１社）によって構成さｎて
ｈる。

次に従来装置の動作について説明する、加工電源αＧか
らｉｄ高高周波パルスス電圧被加工物（１）とワイヤｔ
　甑（２）間に印ｍされ、１つのパルスによる放電爆発
により被加工物（１）の一部を溶徹飛散させる。

この場合、樹間は高温によってガス化役びイすン化して
めるため５次のパルス室圧を印那する寸でには一定の休
止時＋ａを必留とし、この休止時間が短かすぎると極間
が充分に絶縁口復しｔでいうちに再び同−４所に放゛１
σが集中してワイヤ電極（２）の溶断を発生させる。

従って１通常の７１ＤＩ電サクでは被加工物の種類。

板厚等に依り加工電源αｅの休止時間等の電気条件ケワ
イヤ電１ｊ切れを生じさせない程度の充分余裕を持った
条件で加工するのが昔通である。従って。

加工速度は理論的限界値より相当低くならざるを得ない
。更にワイヤＷ、Ｉ’Ｍ（２）が均一でなく太さが変化
する場合、もしくはワイヤ［［の一部に突起やキズ等が
あり放電が集中した場合にはワイヤ電簿（２）の溶断は
避けられない。

〔発明が解決しようとする間１一点〕 以上のよ）に従来のワイヤカット放電Ｊ工装置では、ワ
イヤ［ｉ　（２）の断線を引き起さないようにオろため
、加工電源α１の出力エネルギを少くする等、仮に放゛
闇の集中がワイヤ電極（２）の一点に集中しても断線し
なめようにしていたため、１１ｒＪ工速度が著しく低め
という問題点かゐ−）だ。

そこで、従来、７ＩＯ工状■の良否あるいは電極の損傷
直前状態を判別し、この！＾１別結果に基づいて自動釣
に正常加工状態に復帰させあるいは′？ｊｔ極のｍ傷を
回避させるような安全対策を施して、　７ＪｌｌＩ工速
度を低下させないようにすることが行わ１Ｌ″Ｃｖ−。

る。

この場合、加工状態の良否ある１八はワイヤ＋［ｌｆｆ
１の断線の直前状９勿判別オろのに最も一般的な手段は
、上記の極間電圧社の平均ｆＩＩを観測することである
。すなわち、平均電圧値が低す時は、極１１０インビー
ダンヌか低り場合であって、短絡あろｔ八はスフフジと
か加工粉の滞留により、放電のための絶縁破壊が、起り
やすくなり放電集中（ワイヤ切断の最大要因）が発生し
ていることを示す。

しかし、狭ギャップでの加工（精度の良１Ａ７ＪＯ工に
不可欠）においては、正常な極間状■でも短絡が頻発す
るので、この短絡を検知して安全対策を施していたので
は、やはり加工能率が著しく低下するという間３点があ
った。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたもの
で、７ＩＯ工速度を低下させることなく適確に加工状態
の良否を判別し、ｉ［極の損傷事故を未然に防止するこ
とのできる放電加工装置を得ることを目的とする。

〔間顕点を解決するための手段〕

この発明にかかる放電加工装置は、電極と彼那工物間に
ｌ１するパルス電圧の「休止時間」（加工に寄与しない
、オンタイムとオンタイムの間の消イオン時間）に、　
１００　ＫＨｚ以上の高周波交′ｆＮ電圧を車乗させ、
この電圧口重により生ずる電流値から極間間隙における
那工液の絶縁度を検出する検出手段および該検出手段で
検出された。電極と被加工物の極間間隙の絶縁度と、あ
らかじめ設定した基準値との比較結果に基づめで極間状
態を判別する極間間隙状態判別手段を設け、この判別手
段の出力に基づＡて放電の発生が無Ｉ／−１場合であっ
ても電圧の印加を停止し、所定の休止時間をおいてから
電圧を印加することにより放電に至Ａ−１”にイオンを
介して微弱軍滞が−１（に流れて放電点が移動しなくな
ることを防ぐようにし、良好であれば放電開始まで電圧
を印加し続は放７頻度を増やすように制御する制御手段
とを備えたものである。

［作用〕 本発明においては、パルス車圧印加の休止時間中に、高
周波交流電圧を印加して、イオン濃度と独立した。純然
たる絶縁度を検出できる。すなわち、高周波交流電圧を
加工粉（スラッジ）や電解イオンの共存してｂる電極と
被１工物の極間に印１すると、電解イオンの移動度は高
周波に対しにぷいため、７ＪＯ工粉による絶縁度のみを
独立して検出できる。一般に、７Ｊ１工中における事故
要因は。

放置、藪の集中によるものであり、これによってワイヤ
断線が発生する。放電点の集中は、７ＩＯ工粉徘除が悪
い時、Ｉ工粉により極間インピーダンスが低下して起こ
るが、従来の検出方式では単極性電圧全印加してｂたた
め、電解金属イオンによる絶破度低下も区別されずに検
出してＡた。これｉこより、電解金属イオンの濃度は、
放′ｇｔ、集中の要因ではないにもかかわらず、不必要
に極間状態悪化とみなして回復手段を頻繁に動作させ、
加工能率を低下させていた。しかし１本発明の検出手段
によって、真の放［集中要因が検出され、この検出手段
の検出結果を、予め設定された基準値と比較手段で比較
し、この比１１１２結果に基づいて１葛間１７１１隙状
態判別手段で極間状１５を判別し、制御手段は上記判別
手段から異常判別信号を受けたときには、極間間隙状態
を回復させるように制御する制御手段を備え、７ＩＯ工
速度を低下させな＾よつにしたものである。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一突施例を示す概要図であり、符号
（１）〜α■ま上記従来装置と全く間−のものである。

αＧは高周波交流電源（至）による極間もれ電流（７Ｊ
Ｏ工粉起因による。絶縁低下のため流れる電流）を検出
するための電流検出器、αηは制御指令信号発生装置で
、前記電流検出器αＧからの検出電流受入れ手段、極間
電圧検出手段および検出電圧を基！ｌ！、値と比較する
比較手段、この比較手段の出力に基づめで極間状態を判
別する曜間間隙状縣判別手段などを有し、制御装置α４
．加工電源αＱなどに制御指令信号を供給するように構
成されて＾る。

尚、高周波交流’ｒｔｍ（至）は１０〜２５■１周波数
１〜ＩＥ（ｚ　（１００Ｂ’Ｈｚ　〜２０　ＭＥ（ｚ使
用可）の交流発生器（］　８ａ　）と、Ｕ！′列の電流
制限インピーダンス素子（１８ｂ）とから成り、７７Ｉ
］工を源Ｑ５が、パルス電圧を発生した時には、上記イ
ンピーダンス素子（１８ｂ　）により０個間に対し何等
形響を与えず、７Ｊ］工電源０９のスイッチング素子（
１５ｂ）がオフの時、すなわち休止時間中のみ、交流電
圧が極間に印加される。

第２図は、＠１図記載の構成によるところの欄１１１１
１電圧Ｖｇの波形と（休止時間中に高周波交流団７１１
　）　、上記電流検出器α０より得られた電流信号工及
び加工電源（至）のパルス電圧がオンとなって＾る時の
信号Ｓｐ及び、このＳｐで休止時間中のみの電流信号を
取り出したＳｎ　、更にこのＳＤをエンベロープ検波し
て、そのレベルを３段階とし、極間インピーダンスが低
く、多大なもれ電流が流れているＶ１以上（２００Ω以
下に相当）、これより低いレベルＶ！（１，５にΩ程度
相当）より大で、レベｐｖＩ　より低いレベル及びｖ２
以下（加工しなめ時の液の比抵抗で定まる程度のレベ／
Ｌ／）に分け。

それぞれ、Ｌｌ（、Ｖ＋〜ｉ、Ｖ２＞の信号群として−
る。

第８図はｖｇ２図の信号群を得るための回路例で。

電流検出器ａ０の電流信号は増幅回路（１１７月こより
。

増幅され信号工として、アナログスイッチ（１，１８）
の入力となる。アナログスイッチ（１１ｇ）の開閉は加
工′ｒｔ、源（至）のパルス信号の休止側信号であるＳ
ｐで制御され０本例では、休止時間の時のみ信号工を通
すようにしてＡる。この１過信号がＳＤで。

この（ｌをエンベロープ検波する回路（１１９）は。

ダイオ−ドロ。抵抗ＲすコンデンサＣで構成されてｂる
。該（１１９，）の出力ＳＥは、電圧比較器ω侃Ｄに供
給される。上記電圧比較器鎗は入力された信号ＳＤが■
１より大である場合出力が１となり。

〒Ｉｔ圧比較器シυは■２より小である場合出力が１と
なる。アンドゲートのはｖ２より大でｖｌより小である
信号をとりだすためのものである。

実りによれば、極間インピーダンスが５００〜７００Ω
以上の場合にお＾では放電そのものが液中に〉けるアー
ク柱の発生とこれに伴う高αの発生（５０００〜７００
０℃）没びピンチ効果のあられれが順調に行われてｂる
場合であり、被１工物側に充分なエネルギ分配がなされ
ていることを示していることがわかった。

また、２００Ω以下の場合には火花放電は確かに極間に
存在するが、電極と被加工物間に直接存在しているので
はなく、電極→スラッジ→被卯工物とか、［極→金属イ
オン→被加工物といった放ｔをしたとしても、充分に被
加工物にエネルギが分配されずに単にワイヤを損傷させ
るような放電状態であることが判明した。従って、この
ような放電状態は直ちに除去しな−と、ワイヤＶ！Ｌ極
の損傷断線が発生することになってしまう。

よって、ｖｌくであるか、Ｖｌ〜ｖ２であるかによって
加工状態を制御すれば、ワ・ｒヤ電（ｊの損傷断線を防
ぐことができる。１ｇ４図は、上記電圧比改器（イ）、
３１）の出力に基づＡて極間間値状頭を判別オろ判別手
段＠の（Ａ数例を示すものであって、晒、縁度劣化信号
（ｖ＋＜）はシ′−ト例を介してカヮンイ２（至）によ
りカウントされる。また、正常槍諌度信号（Ｖ＋〜■り
は上記カワンタＣｊ８リセブトし、）１；ζ放電が連続
しなりかぎリカワンドしつづけな１八：うにしている。

従って、上記カウンタ（至）の内容はその゛ま゛±極間
状態を示すものであるといえる。なぜなら、正常な放電
であ口、ば、熱論カワンタｍ１ｌｊ’ｏ’であるが、正
常放電と異常放電を礎り返してｂる場合。

カウンタ四の内容の平均値は異常になるほど大となり、
正常になるほど少くなる。

そして、ワイヤＫｍ（２）の断線に至る直前までの異常
放電の連続があった場合、ディジタルコンパレータ（至
）によって危険信号ＳＡを出力し、この信号に基づいて
状■改善のための制御をすることができる。

゛また。Ｄ／Ａコンバータ曽によるアナログ出力ＳＭを
用いてアナログ表示するとか、上記危険信号ＳＪをモニ
タ回路（至）に供給する。このモニタ回路（ホ）は否定
アンドゲート四、金光ダイオード（ＬｌｌＤＤ）；＊）
、抵抗ｒｏ　により閘成されている。

第５図は１以上述べた異常放電検出のタイムチャートで
、力ヴンタ（ハ）の内容のアナログ値ＳＮ。

危険信号Ｓ／（、電流信号、極間電圧信号Ｖｇの関保を
示したものである。以下、上記カウンタ（至）の内容に
基づいて、瓶間状心回復手段を作動さぞ。

ワイヤ断線に至る不具合を解消する具体的方法につき以
下詳述する。

以下、上記危険信号Ｓ７に基づいて、極間に対するパル
ス“４圧の連続印部か断続印児かを制御−ｒる制御手段
のＤの一例を第６図全周Ａて説明する。

極間の加工状態が正常である時にＣ工、パルス電圧を極
間に印加して放電が発生ずる゛までは、スイッチング素
子（１５ｂ）をオフとしないようにして無駄な休止時間
を設けず、極間の加工状態が悪化すると、放電が発生し
なくても、一旦体止時間を設けて、完全な消イオンを行
わしめ、放電集中の一要因を解消すると＾う動作を行う
ものである。

第６図にかいて、　　（１０１）はＲ−Ｓ７！Ｊフブマ
ロフプで、この出力が０７＝１の時、増愕器（１５ｄ、
　）を介してスイッチング素子（１５１″ｌ）をオンと
する。このＱ、＝１の時ＡＮＤゲート（１０２）は、カ
ウンタ（１０Ｂ）のオンタイム股定出力τｐが５１′に
なるまで出力はｔ　□　ｆであるが、τｐがゝｌ”ｌこ
なると、フリツプフロツプ（１０１）をリセット寸ろの
でＱ、＝０となりオフタイムとなる。

この時、同時にＡＮＤゲー）　（１０２）の出力は。

ＯＲゲート（１０４）を介して発損器（ＯＳ　Ｃ）（１
１０）と、カウンタ（１０Ｂ）をり七フトするので、カ
ウントは渚初から行われる。

一方、Ｑ、＝０となると、互＝１となるからＡ　ＮＤゲ
ー）　（１０５）の一方のゲートの入力すなわちオフタ
イム設定端子τｒが１になるまでこのオフ状態を保ち、
τｒがＯから１になるまでの所定時間オフタイムとなる
。

この第６図の回路においては、カウンタ（１０Ｂ）の入
力ゲート（１０６）は発振器Ｏ８Ｃの出力をそのまま通
過させて、上記のオン・オフ制御をするかどうかを決定
するが、入力ゲー）　（１０６）の入力はＮ　Ａ　Ｎ　
Ｄゲート（１０７）に二り制御されろ。すなわち、カウ
ンタ（至）からの信号３ｊが１の時、すなわちｍ工状態
が籾化した時か、短絡、放電２休止などで極間電圧Ｖｇ
が低い時に１発振ｉ？！！Ｏ３ｃの出力がカウンタ（１
０Ｂ）で力１７ントさｉする。

なン−Ｒ＋、Ｒｚは極間電圧Ｖｇの分圧回路−（１０８
）は電圧コンパレーターで、　’ｆｊｔＪ　（１０９）
とボリュームＶＲにより基部電圧ｖｌを設定【へ極間雫
圧Ｖｇが高く分圧回路Ｒ２の端子電圧ｖ２が基準電圧Ｖ
。

より高Ａ時には出力が１となり、上記信号Ｓｌが０であ
ればＮＡＮＤゲート（１０７）の出力は０となってカワ
ントしない、 よって、極間電圧Ｖｇが高り時はカウントせず。

短絡６放電、休止およびＷ工状態悪（ｉの時カウントし
て、スイッチング素子（１５１））のオン・オフを繰り
返す。

ところで上記説明では、この発明をワイヤ［ｉを用−る
ワイヤカプト放７７ｘＪ工装置に利用する場合について
述べたが、棒状電極を用す型彫りする放電１工装置にも
利用できることは一つまでもない。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、被１工物とこの検出
結果をもとにして正常放電と異常放′Ｍの判別を行うも
のであるから、７７０工速度を低下さ−Ｃることなく適
確に１工状■の良否を判別することができる、そして１
判別された結果に基づいて電圧パルスの連続印１か断続
可児かを制御するので。

異常状態が検出されたときは放電の有無にかかわらず、
欄間にａ］７ＩＯする電圧パルスに休止時間ケ設け、消
イオン効果を持たせるごとにより放輩渠中を解消して電
極の損傷を防ぎ、＃Ｍ間状頓が良好であれば放電開始ま
で電圧ケ連続印加し、放Ｗ！頻度を増大してｍ１能率の
向上を図るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概要図、第２図はこ
の実施例の動作を示すタイムチャート。 第８図は極間の絶縁度の検出手段の一例を示す回路図、
第４図は極間ｆｆ１Ｊｆｆｌ状３判別手段の一例を示す
回路図、第５図はその動作を示すタイムチャート、＠６
図は制御手段の一例を示す回ｖｆ構成図。 第７図は従来のワイヤカプト放電加工装置を示す原理図
である。 図中、（１）は被が１物、（２）はワイヤ電極、α９は
加工電源、ａＧは電流検出器、αηは制御指令信号発生
装置、ＣＪｇＩは高周波交流市；源、四は棒間間隙状順
を判別する判別手段である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電極と被加工物とを絶縁性加工液を介在させて対向させ
   、その電極と被加工物間にパルス電圧を印加して両者間
   に放電を発生させ、その放電エネルギで上記被加工物を
   加工する放電加工装置において、上記電極と被加工物間
   に印加するパルス電圧の休止時間に、高周波交流電圧を
   重畳させる手段と、この高周波交流電圧により、上記電
   極と被加工物の間隙に存在する上記絶縁性加工液の絶縁
   度を検出する検出手段と、この検出手段により検出され
   る上記電極と被加工物の間隙の絶縁度を、予め設定した
   基準値と比較する比較手段と、上記比較手段の出力信号
   に基づいて極間状態を判別して信号を出力する極間間隙
   状態判別手段と、この判別手段の出力に基づいて上記極
   間に印加するパルス電圧を放電するまで印加し続けるか
   、オン、オフの繰り返しとするかを制御する制御手段を
   具備したことを特徴とする放電加工装置。