JPS63180416A - 放電加工制御装置 - 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、放電加工制御装置、特に定められた周期毎に
測定用パルスを主放電パルス列に挿入し。

該測定用パルスによって測定される間隙電圧の立上り特
性を基に、主放電パルスの休止時間増減率を予め用意さ
れたパルス休止時間制御テーブルから読み出し、該休止
時間増減率を、主電源装置内のスイッチング素子を制御
するパルス発生回路へ送出して、主放電パルスの休止時
間制御を行うようにした放電加工制御装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

放電エネルギーによって電極の形状を加工物に転写する
放電加工装置において、加工によって除去された加工ク
ズやタールが間隙内に堆積して。

短絡もしくは異常放電を起す。この様なとき１間隙を拡
げる制御と同時にパルスの供給をカットし。

加工物に重大な損害を与えないような制御が行われる。

第９図は従来の放電加工制御装置の構成図を示している
。

同図の構成は、電極１と加工物２との間隙の電圧、すな
わち間隙電圧の変化状況から、電極１ヘパルスの供給を
カットするかを判断、制御する構成のものである。更に
詳しく説明すると、予め加工物２に対して、主電源３．
メイン・トランジスタ４．保護抵抗５によりその加工条
件に従って。

例えば電圧、電流、パルス幅、パルスの休止幅等に従っ
て、電源側から電極１に放電パルスの電力を供給して加
工を行う。その時、電極１と加工物２との間隙に生じる
間隙電圧、及び平均間隙電圧の変化状態から現在の加工
状況を知ると共に、該平均間隙電圧の変化をコンパレー
タ６で検出し。

該平均間隙電圧が第１Ｏ図図示の如く予め定められた検
出レベル以下になると、ワンショット回路７の発振を停
止させ、メイン・トランジスタ４のスイッチング動作を
停止させることにより、電極１に放電パルスの電力供給
をカットしていた。そして他の制御装置により電極１と
加工物２との間隙が拡がるのを待って、再び電極１へ放
電パルスの電力供給を再開する制御が行われていた。

なお同図において、８は検出用積分コンデンサ。

９は抵抗、１０はアンド・ゲート、１１は可変抵抗を表
わしている。

アンド・ゲート１０にはワンショット回路７からの信号
の他、第１０図図示のゲート信号が入力されている。該
アンド・ゲート■０の出力はメイン・トランジスタ４の
ベースへ加えられ、該メイン・トランジスタ４の動作に
より上記放電パルスが発生するように構成されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第９図に示された。平均間隙電圧レベル
に応じてメイン・トランジスタ４の動作を制御し、電極
１への放電パルスの休止時間を制御する従来の放電加工
制御装置では、昨今の放電加工に求められる高品質、高
精度などの要望に応えることができない。

例えば、高い電流ピーク値をもつパルスでの加工の場合
１間隙電圧および平均間隙電圧が高い状態になっていて
も、それは電源の出力インピーダンスが低いためであっ
て２間隙チップ濃度が低い状態であるとは限定できない
。すなわち間隙チップ濃度が高くても２間隙電圧は必ず
しも低下することがなく、そのために設定したパルス休
止時間内のみでは消イオン化できず、異常放電に移行す
ることが多かった。

また、加工物２の加工面積が大きい加工の場合。

その極間のキャパシタンスＣは、その加工面積をＳ、極
間距離をり、比誘電率をεとしたとき。

Ｃ＝εＸ　Ｓ／Ｌ で表わされ、該キャパシタンスにより相対的にリアクタ
ンス分が増えて間隙の平均電圧が見掛は上。

さがる、そのため、同一検出レベルでは、コンパレータ
６から出力されることが頻繁となり、電極ｌへの放電パ
ルスの電力供給がカットされ、能率を著しく低下させる
欠点があった。しかも低消耗加工などでは途中でパルス
切れを起すなどの不具合が生じていた。

さらに、電極１への放電パルスの電力供給を一時的にカ
ットしても、その復帰後も予め定めた一定パルス休止時
間をもつものであっては、チップの排出の能力などに変
化がない場合には、いたずらに同じことを繰返してしま
うこととなる。そのため１間隙チップ濃度の高い状態で
の加工が続いて、バラツキの多い加工面ができる欠点も
あった。

本発明は、上記の欠点を解決することを目的としており
、定められた周期毎に測定用パルスを主放電パルス列に
挿入し、該測定用パルスによって測定される間隙電圧の
立上り特性を基に、予め用意された主放電パルスの休止
時間増減率をパルス休止時間制御テーブルから読み出し
、主電源装置内のスイッチング素子を制御するパルス発
生回路へ該休止時間増減率を送出し、上記の高い電流ピ
ーク値をもつパルスでの加工、加工面積の大きい加工等
にも最適放電状態で対処し得る放電加工制御装置を提供
することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

そのため本発明の放電加工制御装置は、電極と加工物と
の間隙にパルスを印加して放電させる主放電パルスを発
生する主電源装置と９間隙電圧を検出し該間隙電圧に基
づいて主電源装置内のスイッチング素子を制御するパル
ス発生回路を備えた放電加工制御装置において。

定められた周期毎に主放電パルスに替えて上記間隙及び
間隙チップ濃度測定のための測定用パルスを主放電パル
ス列に挿入させる測定用パルス発生装置を上記主電源装
置と並列に設けると共に。

上記測定用パルスによって検出された間隙電圧の立上り
特性に対応し、上記主放電パルスの現主放電パルスに対
するパルス休止時間の増減率が格納されたパルス休止時
間制御テーブルを備え。

主放電パルス列に挿入された測定用パルスで現印加時点
での間隙電圧の立上り特性を求めると共に。

該立上り特性を基に上記パルス休止時間制御テーブルか
ら主放電パルスの休止時間増減率を読み出し。

該休止時間増減率をパルス発生回路へ送出することによ
り、主放電パルスの休止時間を制御するようにしたこと
を特徴としている。

以下図面を参照しつつ本発明の一実施例を説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る放電加工制御装置の一実施例構成
、第２図は検出回路の一実施例回路構成。

第３図は放電電圧波形の拡大図、第４図はパルス休止時
間制御テーブルをアクセスするアドレス発生説明図、第
５図はパルス休止時間制御テーブルの一実施例、第６図
はパルス休止時間制御テーブルをアクセスするアドレス
発生のフロー・チャート第７図はパルス発生回路の一実
施例回路構成。

第８図は各信号のタイム・チャートを示している。

第１図において、符号１．２は第９図のものに対応して
おり、１３は主電源装置、１４は測定用電源装置、１５
は検出回路、１６はアドレス発生手段、１７はパルス休
止時間制御テーブル、１Ｂはパルス発生回路、１９は主
電源、２０はスイッチング素子、２１−１ないし２ｌ−
ｒＬは抵抗、２２−１ないし２２−ｎは接点、２３は測
定用電源。

２４はスイッチング素子、２５は逆流防止用ダイオード
、２６−１ないし２６−ｎは抵抗、２７−１ないし２７
−ｎは接点を表わしている。

主電源装置１３からスイッチング素子２０の動作により
主放電パルスが発生し、該主放電パルスが電極１と加工
物２との間に印加されるようになっている。該主電源装
置１３と並列に測定用電源装置１４が設けられており、
該測定用電源装置１４内のスイッチング素子２４の動作
により一定の周期で測定用パルスが発生し、上記主放電
パルス列に挿入されて電極１と加工物２との間に該測定
用パルスが印加されるように構成されている。測定用電
源装置１４にも複数個の接点２７−１ないし２７−ｎ及
び抵抗２６−１ないし２６−ｎが設けられており、測定
用電源装置１４の出力インピーダンスが加工物２の加工
条件に対応して任意に設定できるようになっている。該
測定用パルスによって、現印加時点での電極１と加工物
２との間隙チップ濃度および短絡、開放が検出される。

検出回路１５は、上記測定用パルスの放電電圧波形から
パルス休止時間制御テーブル１７をアクセスするアドレ
スを発生させるための検出回路である。

アドレス発生手段１６は、検出回路１５によって検出さ
れた測定用パルスの放電電圧波形の電圧レベルに応じて
、パルス休止時間制御テーブル１７をアクセスするアド
レスを発生させる回路である。

パルス休止時間制御テーブル１７は、電極１と加工物２
との間隙を最適放電状態にしかつ放電パルスの現主放電
パルスに対するパルス休止時間を最適にすべく、当該休
止時間の増減率が格納されているメモリである。

パルス発生回路１８は、測定用電源装置１４からの測定
用パルスを一定の周期で主放電パルス列に予め実験的に
設定された値だけ遅れて挿入させ。

その後主放電パルスの休止時間を経て、主放電パルスを
復帰させたり、検出回路１５等に対するタイミング信号
を発生させる回路である。

主電源装置１３からの主放電パルスは２本発明の放電加
工制御装置とは咳主放電パルスの休止時間を除き直接関
係がないので、以下測定用電源装置１４からの測定用パ
ルスの動作について説明する。

主放電パルス列の中に主放電パルスの存在しない期間に
挿入された測定用電源装置１４からの測定用パルスが、
電極１と加工物２との間に印加されると、電極１と加工
物２との間隙、及び間隙チップ濃度に応じて、第８回答
号Ｐに示される如く。

放電電圧波形が現われる。該放電電圧波形、特にその電
圧レベルを第２図図示の検出回路１５で検出している。

検出回路１５は、最も高い電圧レベルを検出する＃ルベ
ル検出器２８１次に高い電圧レベルを検出する＃２レベ
ル検出器２９．その次に高い電圧レベルを検出する＃３
レベル検出器３０、及び最も低い電圧レベルを検出する
＃４レベル検出器３１の他に、加工開始レベル電圧を検
出する加工開始レベル検出器３２を備えている。

これらの検出器はコンパレータ３３．フォト・カプラ３
４等をそれぞれ備え、さらに＃ルヘル検出器２８ないし
＃４レベル検出器３１の後には。

シフト・レジスタ３５ないし３８がそれぞれ設けられて
いる。

今、測定用パルスが電極１と加工物２との間に印加され
、検出回路１５に人力する波形が２例えば第４図（Ｉ）
で示される特性であったとき、タイミング・クロック信
号Ｔ１では、＃ルーベル検出器２８ないし＃４レベル検
出器３１すべでその検出レベルをそれぞれ超えているの
で、シフト・レジスタ３５ないし３８にデータ「１」が
人力される。また検出回路１５に入力する波形が１例え
ば第４図（ＩＩ）で示される特性であったとき、タイミ
ング・クロック信号Ｔ１では、＃４レベル検出器３１だ
けがその検出レベルの＃４レベルを超しているので、シ
フト・レジスタ３８へデータ「１」を入力し、他の＃ル
ーベル検出器２８ないし＃３レベル検出器３０は、それ
ぞれのシフト・レジスタ３５ないし３７ヘデータｒＯＪ
を送出する。次のタイミング・クロックＴｔでは＃３レ
ベル検出器３０及び＃２レベル検出１２９もその検出レ
ベルの＃３レベル及び＃２レベルを超すので。

シフト・レジスタ３７．３６へデータ「１」が送られ、
８亥シフト・レジスタ３７．３６は共に「０１」となる
。なお、このときシフト・レジスタ３８はｒｌｌＪ、　
　シフト・レジスタ３５は「００」である。

この様に、タイミング・クロック信号（Ｔ１〜Ｔ６）ご
とに、シフト・レジスタ３５ないし３８は久＋＋成竹ル
ベル埼出２巨２８ないＬ廿４レベル検出器３１の検出信
号をデータとして取り込む。

ここで、タイミング・クロック信号は６個のＴＩないし
Ｔ６でシフト・レジスタ３５ないし３８にデータを取り
込むようにしているが、この６個に限られるものではな
く説明上の一例として挙げたもので、測定用パルス・ゲ
ート信号内であれば。

６個以上の個数で取り込むようにしてもよい。また、検
出回路１５の検出レベルを４個以上にしてもよいことは
言うまでもない。

この様にして得られたシフト・レジスタ３５ないし３８
の＃ルヘル・データないし＃４レベル・データは、現印
加時点での電極ｌと加工物２との間隙、及び間隙チップ
濃度状態における放電電圧の立上り特性を示しているこ
とになる。

一方、パルス休止時間制御テーブル１７には。

第５図図示の如く、放電電圧の立上り特性に対応して、
他の制御装置により電極ｌと加工物２との間隙を最適放
電状態に位置制御するまでの主放電パルスに対するパル
ス休止時間の増減率が予め格納されている。

該パルス休止時間制御テーブル１７に格納された数字は
、現パルス休止時間に対する増減率（％）を表わし、「
−」は減少率、「＋」は増加率をそれぞれ表わしている
。また、斜線はすべて増加の４０％を表わす。

第４図、第５図において、縦軸は電圧レベルを表わすが
１間隙チップ濃度も表わしており、上側程チップ濃度が
薄く、下側程チップ濃度が濃いことを意味している。ま
た横軸は時間を表わすが。

加工間隙も表わしており、左側程加工間隙が広（。

右側程加工間隙が狭いことを意味している。

検出回路１５から得られた＃ｌレベル・データないし＃
４レベル・データを基に、アドレス発生手段１６により
、上記パルス休止時間制御テーブル１７をアクセスする
アドレスが発生する。

第６図はパルス休止時間制御テーブルをアクセスするア
ドレス発生のフロー・チャートを示しており、シフト・
レジスタ３５から得られる６ビツトの＃ｌレベル・デー
タが総べて０かどうか判断される（ステップ■）。上記
＃ｌレベル・データが総べてＯのとき、シフト・レジス
タ３６から得られる６ビツトの＃２レベル・データが総
べてＯかどうか判断される（ステップ■）。以下同様に
してシフト・レジスタ３７．３８から得られる６ビツト
の＃３レベル・データ、＃４レベル・データが総べてＯ
かどうか判断される（ステップ■。

■）。例えばシフト・レジスタ３５から得られる６ビツ
トの＃ｌレベル・データに「１」が存在したとき、該＃
ｌレベル・データが取り込まれ（ステップ■）、該＃ｌ
レベル・データについて最上位のビットから何番目のビ
ットにｒｌＪが存在するかのビット検出処理が行われる
（ステップ■）。

今３例えば＃ｌレベル・データがｒｏｏｏｌｌｌ」であ
ったものとすると、最上位のビットから第４番目にｒｌ
Ｊが存在するので「４」が得られ。

＃ｌレベル・データに割り付けられた番号「１」とから
アドレス１−４が生成される。該アドレス１−４で第５
図図示のパルス休止時間制御テーブル１７をアクセスし
くステップ［相］）、該パルス休止時間制御テーブル１
７から増減率０のデータを読み出す（ステップ［相］）
、この読み出された増減率Ｏのデータがパルス発生回路
１８へ送られた後。

リセット信号が出力され（ステップ０）、シフト・レジ
スタ３５ないし３８をリセットし１次の測定用パルスに
対する準備を行う。

また１例えば＃ｌレベル・データがｒｌ　１１１１１」
であったものとすると、上記説明から明らかな様にアド
レス１−１が生成される。該アドレス１−１で第５図図
示のパルス休止時間制御テーブル１７がアクセスされ、
該パルス休止時間制御テーブル１７から増減率−２のデ
ータが読み出される。

そして＃ｌレベル・データないし＃４レベル・データが
すべてＯの場合（ステップ■）、テーブル１７において
＃４レベルの下には「５」が割り付けられており、アド
レス５−Ｘ（Ｘは任意の数）で第５図図示のパルス休止
時間制御テーブル１７がアクセスされ（ステップ＠ｌ）
、同図斜線の増減率＋４０のデータがパルス休止時間制
御テーフ゛ル１７カ）ら８売み出される（ステップ［相
］）。

以上の如き動作を行うアドレス発生手段１６は。

マイクロプロセッサ等を用いて構成しても、またマイク
ロプロセッサを使用しないハードウェアで構成してもい
ずれでもよい。

この様にして、パルス休止時間制御テーブル１７から主
放電パルスについての現パルス休止時間値に対する増減
率が読み出される。このパルス休止時間制御テーブル１
７から読み出された増減率が、パルス発生回路１８へ送
られることにより。

該パルス発生回路１８は主電源装置１３内のスイッチン
グ素子２０へ該増減率に応じた制御信号を出力する。従
って主放電パルスの休止時間が現休止時間に対し該増減
率に応じて即座に延長又は短縮される。これによって他
の制御装置による電極１と加工物２との間隙が最適放電
状態に位置制御されるまで、一時的ではあるが、最適放
電状態となる制御が行われる。

第７図はパルス発生回路の一実施例回路構成を示してお
り、同図右端に表示されたスイッチング素子２０へのゲ
ート信号及びスイッチング素子２４へのゲート信号が、
第８図に示されたタイミングでそれぞれ出力される。従
って測定用電源装置１４から発生した測定用パルスが、
主放電パルス列の中に主放電パルスに替えて挿入され、
加工中の状態で測定用パルスが電極１と加工物２との間
に印加される。該測定用パルスによって、現印加時点で
の電極１と加工物２との間隙及び間隙チップ濃度におけ
る最適放電状態に自動制御されることは、上記説明の通
りである。また該測定用パルスは一定の周期で発生し、
該周期を第７図左下のサンプリング・タイマ・データに
設定する値によって任意に設定することができるが、該
周期は少なくともサーボ機構が追従できる最少追従時間
よりも大きく設定される。

スイッチング素子２４へのゲート信号の出力は。

第４図の測定用パルス・ゲート信号と一致しており、該
測定用パルス・ゲート信号時間内に、タイミング・クロ
ック信号Ｔ１ないしＴ、が発生するようになっている。

測定用電源装置１４の出力インピーダンスは。

該接点２７−１ないし２７−ｎによって自由に選定する
ことができる。従って加工物２の加工面積が大きい加工
の場合においても、測定用電源装置１４側の出力インピ
ーダンスを高くすることができ、電極ｌと加工物２との
間隙間のキャパシタンスの影響を受けることが少くなり
、最適放電状態で加工されることになる。

なお、上記実施例においては２間隙電圧の立上がりを検
出するに当たって、当該間隙電圧から直接的に立上がり
検出を行っているが、電極と加工物との間隙に流れる微
細電流を検出して間接的に上記立上がり検出を行うよう
にしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明した如く９本発、明によれば、主放電パルスを
発生する主電源装置と別個に測定用パルスを発生させる
測定用電源装置を設け、該測定用パルスで現印加時点で
の電極と加工物との間隙、及び間隙チップ濃度を同時に
測定するようにしだので、最適放電状態への自動制御が
可能となる。また加工面積の大きい加工の場合にも、そ
の出力インピーダンスを変え、加工物に対応した出力イ
ンピーダンスで測定できるので、この場合にも最適放電
状態で加工することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る放電加工制御装置の一実施例構成
、第２図は検出回路の一実施例回路構成。 第３図は放電電圧波形の拡大図、第４図はパルス休止時
間制御テーブルをアクセスするアドレス発生説明図、第
５図はパルス休止時間制御テーブルの一実施例、第６図
はパルス休止時間制御テーブルをアクセスするアドレス
発生のフロー・チャート、第７図はパルス発生回路の一
実施例回路構成、第８図は各信号のタイム・チャート、
第９図は従来の放電加工制御装置の構成図、第１０図は
各信号のタイム・チャートを示している。 図中、ｌは電極、２は加工物、３は主電源、４はメイン
・トランジスタ、５は保護抵抗、６はコンパレータ、７
はワンショット回路、８は検出用積分コンデンサ、１３
は主電源装置、１４は測定用電源装置、１５は検出回路
、１６はアドレス発生手段、１７はパルス休止時間制御
テーブル、１８はパルス発生回路、１９は主電源、２０
はスイ　　　　　・フチング素子、２３は測定用電源、
２４はスイッチング素子、２５は逆流防止用ダイオード
、２８は＃Ｉレベル検出器、２９は＃２レベル検出器。 ３０は＃３レベル検出器、３１は＃４レベル検出器、３
２は加工開始レベル検出器、３３はコンパレーク、３４
はフォト・カプラ、３５ないし３８はシフト・レジスタ
を表わしている。 特許出願人　株式会社　放電精密加工研究所代理人弁理
士森１）寛（外３名） Ｌ−一−−−−−−−−、−−−−−二＝ｉ−一タ・力
ａ工聞ケ合イ濾項ｉ第　３　図 ２１Ｉ４　　図 第　６［Ｚｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電極と加工物との間隙にパルスを印加して放電させる主
   放電パルスを発生する主電源装置と、間隙電圧を検出し
   該間隙電圧に基づいて主電源装置内のスイッチング素子
   を制御するパルス発生回路を備えた放電加工制御装置に
   おいて、 定められた周期毎に主放電パルスに替えて上記間隙及び
   間隙チップ濃度測定のための測定用パルスを主放電パル
   ス列に挿入させる測定用電源装置を上記主電源装置と並
   列に設けると共に、 上記測定用パルスによって検出された間隙電圧の立上り
   特性に対応し、上記主放電パルスの現主放電パルスに対
   するパルス休止時間の増減率が格納されたパルス休止時
   間制御テーブルを備え、主放電パルス列に挿入された測
   定用パルスで現印加時点での間隙電圧の立上り特性を求
   めると共に、 該立上り特性を基に上記パルス休止時間制御テーブルか
   ら主放電パルスの休止時間増減率を読み出し、 該休止時間増減率をパルス発生回路へ送出することによ
   り、主放電パルスの休止時間を制御するようにしたこと
   を特徴とする放電加工制御装置。