JPS63120029A - ワイヤカツト放電加工装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はワイヤカット放電加工装置の改良に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第３図は従来のワイヤカット放電加工装置の構成図で、
図中（１）は被加工物、（２）はワイヤ電極、（３）は
ｘｙテーブル、（４）　、　（５）は該テーブルを駆動
するＸ軸駆動モータとＹ軸駆動モータ、（６）は上記モ
ータ（４）　、　（５）を制御する数値制御装置、（７
）はワイヤ電極供給リール、（８）はワイヤ電極巻き取
りリール、（９）　、　（１０）は上部ワイヤガイド及
び下部ワイヤガイド、（１１）は加工用電源、（１２）
は直流電源、（１３）はスイッチング素子、（１４）は
スイッチング素子の制御回路、（１５）は加工用電源か
らのエネルギをワイヤ電極（２）に供給する給電子１、
（ｔｅ）は加工液、（Ｉ７）は加工液を加工ｒｊ１隙に
供給するノズルである。

次に動作について説明する。テーブル上に固定された被
加工物（１）は、数値制御装置（６）によって制御され
るモータ（４）　、　（５）により、被加工物に挿通さ
れたワイヤ電極（２）に対して所定の軌跡を描くように
制御される。供給リール（７）から引出されたワイヤ電
極（２）はテンションを与えながら、給電子（１６）、
上部ワイヤガイド（９）、下部ワイヤガイド（１口）を
経由して巻き取りリール（８）に巻き取られる。加工用
電源（１１）は直流電源（１２）、スイッチング素子（
１３）及び制御回路（１４）から構成されている。加工
に当たってはオパレータが設定するか又はプログラムで
指定された電圧値、電流値、休止時間幅等に従って、被
加工物とワイヤ電極との間にエネルギが供給され放電が
発生する。

このときノズル（１７）から絶縁性の加工液（１６）が
加工間隙に供給され、冷却、絶縁回復が行われる。

このようにしてワイヤカット放電加工装置では、被加工
物（１）とワイヤ電極（２）との間の加工間隙に加工液
を介して放電させながら、被加工物（１）を所望の形状
に加工するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

一般に従来のワイヤカット放電加工装置においては、極
間状態が良好な場合は、放電は被加工物（１）と電極（
２）との間で各部に分散して生じ、このときの無負荷時
間はある長さ以上であることが多い。しかし加工によっ
て生じたスラッジの排出が悪くなると、その部分の見掛
けの加工間隙が狭くなり放電が生じやすくなるため、ワ
イヤ電極（２）の一箇所に放電が集中して発生する。こ
の結果ワイヤ電極に局所的な過熱や消耗が起こってワイ
ヤ電極が断線する。断線が発生すると加工が中断し、被
加工物にその跡が残るので、断線の発生は極力避けねば
ならない。また加工間隙に供給するエネルギを小さくす
れば、ワイヤ電極（２）は断線し難くなるが、加工速度
が低下して能率が落ちることになる。このように従来の
ワイヤカット放電加工装置にはいくつかの問題があり、
その改善が要望されていた。

本発明は従来装置の上記問題点を解消するためになされ
たもので、放電の集中を検出した場合自動的に加工条件
を制御し、加工速度を低下させることなくワイヤ電極の
断線を防止できるにしたワイヤカット放電加工装置を提
供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

一般にワイヤ放電加工装置においては、加工間隙に放電
が生じたときの放電電流のピーク値Ｉｐは、直流電源（
１２）の電圧Ｅ及び回路中の浮遊インダクタンスＬによ
って次のように概算される。

ここで　Ｖａ：アーク電圧 ｔ：時間 浮遊インダクタンスしは加工用電源（１１）の内部イン
ダクタンス、加工用電源（１１）から加工間隙までのフ
ィーダ線の浮遊インダクタンス、被加工物（１）やその
取付定盤の浮遊インダクタンス及びワイヤ電極（２）の
浮遊インダクタンス等の和である。

このうちワイヤ電極（２）の浮遊インダクタンスは、ワ
イヤ電極（２）の直径がφ０．３以下と小さいため、Ｌ
の大きな割合を占める。しかもその他の浮遊インダクタ
ンスがほぼ一定と考えられるのに対して、ワイヤ電極（
２）の浮遊インダクタンスの値は、被加工物（１）内の
放電点から給電子（１５）までのワイヤ電極（２）の長
さに比例するので、被加工物（１）内の放電の位置によ
って変化する。従って（１）式よりＥ、　　ｔが一定で
も被加工物（１）内での放電の位置によってＬが変化し
、従ってＩｐも変化する。

第２図は被加工物（１）上の放電点の位置（ａ）。

（ｂ）　、　（Ｃ）によりピーク電流値１ｐが異なるこ
とを示す構成図である。図にみるように放電点から給電
子（１５）までのワイヤ電極（２）の長さｌａ。

ｌｂ、ｌｃが異なっていてｌａ＜ｌｂ＜ｌｃの関係にあ
れば、ワイヤ電極（２）の浮遊インダクタンスはＬａ＜
Ｌｂ＜Ｌｃとなり、その結果式（１）より放電電流ピー
ク値１ｐはＩｐａ＞Ｉｐｂ＞Ｉｐｃの関係となることが
判る。逆に言えばＩｐの値から被加工物（１）内におけ
る放電の位置を検出できる。又２個の放電のＩｐの値の
差の絶対値が小さければ、該２個の放電点は接近してお
り、逆に差の絶対値が大きければ２個の放電点の位置は
離れていることが判る。

本発明は上記関係を利用して、放電の連続発生を検出し
、加工条件を制御してワイヤ電極（２）の断線を防止し
ようとするものである。

即ち本発明は、ワイヤカット放電加工装置において、被
加工物（１）における各放電の放電電流ピーク値を検出
し、連続する各放電の電流ピーク値を比較してその差の
絶対値が基準値より小さい場合は、カウンタにカウント
しておき、その差の絶対値が基準値より大きい場合はカ
ウンタをリセットシ、カウンタのカウント数がある基準
値に達した場合は、自動的に加工条件を制御して放電の
集中を抑制するように機能するワイヤ電極断線防止装置
を設けたのである。

〔作用〕

上記構成により、放電が同一地点に集中するのを検出し
、加工条件を制御して上記放電の集中を抑制しうるよう
になったので、ワイヤ電極に局部的な過熱や消耗が発生
して断線する事故を防止できるようになった。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるワイヤ電極断線防止装
置の構成図で、（１）〜（１７）は従来装置と同一部品
、（１８）は電流トランス、（１９）は放電電流のピー
ク値検出回路、（２０）は記憶回路、（２１）は演算回
路、（２２）は演算回路（２１）の基準値を設定するプ
リセット回路、（２３）はカウント回路、（２４）はカ
ウント回路（２３）の基準値を設定するプリセット回路
である。

図において放電電流のピーク値検出回路（１９）は、制
御回路（１４）と同期して電流トランス（１８）の出力
から各放電の電流ピーク値を検出し、休止時間中に記憶
回路（２０）にピーク値を記憶させておく。演算回路（
２１）は制御回路（１４）に同期して、放電電流のピー
ク値検出回路（１９）で検出されたピーク値と記憶回路
（２０）に記憶されている１回前の放電電流のピーク値
との差の絶対値を演算し、その値とプリセット回路（２
２）により設定された基準値とを比較してその大小をカ
ウント回路（２３）へ出力する。

該比較値が基準値より小さい場合は、ワイヤ電極（２〉
の同一点近傍で放電が起こっていることを意味するので
、カウンタのカウントを増加させ、基準値より大きい場
合は、上記連続する放電点が離れていることを意味する
のでカウンタをリセットする。カウンタがリセットされ
ず、カウントが増加して、その値がプリセット回路（２
４）で設定した基準値に達した場合は、ワイヤ電極（２
）の同一近傍に放電が集中して発生していることを意味
し、断線の危険があるので、制御回路（１４）へ信号を
送り、加工条件の制御例えば次に電圧を印加するまでの
休止時間を大きくするなどを行って、加工間隙へのエネ
ルギ供給を少なくする。設定した基準値が適切であれば
、放電が集中してもワイヤ電極（２）が断線する前に集
中を中断でき、しかも集中時のみ制御するので、加工速
度はほとんど低下しない。なお放電の周波数は数ＫＨｚ
〜数１０ＫＨｚなので、放電が集中している時間中にほ
とんどワイヤ電極（２）は移動しないと考えよい。

なお、加工条件の制御を終了して元の加工条件に戻すタ
イミングは、カウンタのリセット信号が出た時点として
もよいし、タイマー等で設定された時間が経過した時点
としてもよい。

又、上記実施例は被加工物（１）の片側からワイヤ電極
（２）に給電を行う例であるが、上下両側から行う場合
もある。第３図はこの上下両側から給電する場合の構成
図である。この場合は極間電流ピーク値が同じ場合、同
じ部分の給電電流は約半分となるので、図に示すように
２個の電流トランス（１８）を用いてその出力差を演算
回路（２５）で求め、放電電流のピーク値検出回路（１
９）に入力すれば、放電位置の検出精度は向上する。第
４図は上下両側から給電する例において、１個の電流ト
ランスを用いた場合の構成図である。

さらに加工間隙へ供給するエネルギを減少する方法とし
ては、上記実施例のように休止時間幅を大きくする方法
の他に、直流電源（１２）の電圧を下げる方法やスイッ
チング素子（１３）の導通時間を短くする方法等が考え
られるが、さらに他のどのような方法を用いてもよい。

放電の位置範囲や連続回数の基準値の最適値は、被加工
物（１）の厚さや材質、ワイヤ電極（２）の径や材質、
電気条件等で異なることが考えられるので、夫々の場合
の最敵値を記憶する記憶回路を設け、加工条件の設定回
路とプリセット回路（２２）。

（２４）と連動させることによって、自動的に最適な基
準値を設定するようにすることが望ましい。

〔発明の効果〕

上記のように本発明はワイヤカット放電加工装置におい
て、一定範囲内における放電の連続発生を検出し、加工
条件を制御して加工間隙へのエネルギの供給を減少せし
められるように構成したので、放電の集中によるワイヤ
電極の断線を加工速度を低下することなく事前に防止す
るという優れた効果をあげることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるワイヤ電極の断線防止
装置の構成図、第２図は放電点の位置による放電電流ピ
ーク値の変化を示す構成図、第３図、第４図は上下両側
より給電する場合の構成図、第５図は従来のワイヤカッ
ト放電加工装置の構成図である。 図中（１）は被加工物、（２）はワイヤ電極、（１３）
はスイッチング素子、（１４）は制御回路、（１５）は
給電子、（１８）は電流トランス、（１９）は放電電流
ピーク値検出回路、（２０）は記憶回路、（２１）は演
算回路、（２２）はプリセット回路、（２３）はカウン
ト回路、（２４）はプリセット回路、（２５）は演算回
路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ワイヤ電極と被加工物とを絶縁性の加工液を介在させて
   対向させ、上記ワイヤ電極と被加工物との間にパルス状
   の電圧を印加させて放電を発生させ、該放電のエネルギ
   で被加工物を加工するワイヤカット放電加工装置におい
   て、 上記被加工物における夫々の放電のピーク値を検出し、
   連続する２個の放電の電流ピーク値の差の絶対値を、所
   定の基準値と比較してその差が規定値より小さい場合は
   カウンタにカウントし、その差が規定値より大きい場合
   はカウンタをリセットし、カウンタのカウント数が所定
   の値に達した場合は自動的に加工条件を制御するように
   構成したワイヤ電極断線防止装置を備えたことを特徴と
   するワイヤカット放電加工装置。