JPS6328510A - 放電加工機の軸制御法 - 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】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） この発明は、放電加工機の軸制（財）法に関する。

（従来の技術） 放電加工機において、安定かつ高能率な放電状態を保つ
ために、何らかの形で放電状態を検出し、検出信号に応
じて軸を前進（放電ギャップを狭める）、静止（放電ギ
ャップを保つ）または後退く放電ギャップを広げる）制
御させることが一般に行なわれている。

ところが、放電状態の変化は一般にマイクロセカンド（
μｓｅｃ　）オーダーで発生するのに対し、機械系の応
答はミリセカンド（ｍｓｅｃ）オーダーであるため、単
純にある瞬間の検出結果に基づいて軸移動指令（前進、
静止、又は後退）を与えると、サーボ系がいわゆる不安
定領域に容易に移行し、軸のハンチング状態を生じやす
い。

一方、放電状態の変化を考えると、軸の移動あるいは放
電加工の進（１による放電ギャップの変化によるものと
、加工１Ｊ１１ｉに介在する加工くずの無秩序な運動に
起因するものとに大別される。

前者に起因する放電状態の変化は比較的遅く、それは軸
の移動速度、放電加工進１１による放電ギャップの変化
速度そのものに対応していると考えられる。そして、後
者に起因する放電状態の変化は、μｓｅｃオーダーで発
生する。

安定な放電状態から後者に起因する放電状態の変化が発
生した場合、全体としてのＴ１１７ｆ、ギャップ、即ち
軸位置が最適に保たれていると考えられるから、その変
化は極間短絡に向かう変化である。ここで何の処置も行
なわないと加工不能に陥る可能性が大きいから、軸に対
して後退指令を与える。

しかし、機械系は後退指令によりただちに後退するわけ
ではないから、極間が自己回復しないかぎり短絡状態が
継続し、その間後退指令が与えられつづける。その結果
、実際に軸が後退して極間が回復したときには余分な後
退指令が残ることになる。そこで、軸指令としては、新
たに静止あるいは前進となっていても、前回の指令位置
と実際の位置の偏差がゼロとなるまでは機械系は後退し
つづける。すなわち過度に後退してしまうことになる。

過度に後退すると極間は無放電状態となるから、軸に対
し再び前進指令が与えられる。しかし、この場合も、機
械系の応答が移動指令より遅れるため、過度に前進して
しまう。過度に前進すると極間は短絡状態となるから、
軸に対して後退指令が再度与えられる。以下、この状態
がくり返され、軸はハンチング状態になるのである。

このようなハンチング状態は、機械系の応答が速いほど
小さくなるが、従来、これを全くなくした機械系は知ら
れていない。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように、従来の放電加工機では、ハンチングを避
ける軸制御法が知られていなかった。

この発明は、このような従来の問題に鑑み、ハンチング
状態における行き過ぎ量が、機械系の応答性及び放電ギ
ャップからある程度推定できることに着目してなされた
ものであって、ハンチングのない軸制御の可能な放電加
工機の軸制御法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の放電加工機の軸制御法は、軸のハンチング状
態から放電ギャップが最適となる軸位置を推定し、この
推定軸位置から一定値以上前進又は後退させようとする
軸指令に制限を加えることにより不必要なハンチングを
抑さえ、軸位置が前記推定軸位置付近にとどまるように
するものである。

〈実施例） 第１図は、この発明に使用する放電加工機の軸制御系の
一例を示している。

この軸制御系は、ＣＰＵ　１　、メモリ３．Ｄ／Ａ変換
回路５．レゾルバ制御回路７．サーボドライバ９．ＤＣ
サーボモータ１１．タコジェネレータ１３、レゾルバ１
５を備えている。

図示しない加工状態検出回路からの信号に基づき、ＣＰ
Ｕ　１は軸の前進・静止・後退のいずれかを判所し、例
えば、前進のとき、現在指令位置（ＡＢＳ＞を一定値だ
け増加させる。

一方、軸の現在位Ｈ（ＦＢ）は、レゾルバ１５゜レゾル
バ制御回路７を介してｃｐｕ　ｉが認識している。

現在指令位置（Ａｓｓ）が変化したとき、機械系はまだ
動いていながら、現在位置（ＦＢ）はまだ変化していな
い。従って、現在指令位置（ＡＢＳ）と現在位置（ＦＢ
）との間には偏差（ＦＥ）＝　（ＡＢＳ−ＦＢ）が生じ
る。ここで、ＦＥはデジタル量である。

偏差（ＦＥ）をＤ／Ａ変換回路５に出力すると、ここで
アナログ電圧に変換され、速度指令（Ｖ　Ｃ０醜）とし
てサーボドライバ９に与えられる。サーボドライン＜９
は、このＶ　ＣＯＩに比例した速度でサーボモータ１１
が回転するようにサーボモータ１１を制御する。

サーボモータ１１が動きはじめると現在位置（ＦＢ）も
変化し、偏差（Ｆ　Ｅ　）　、＝　Ｏｌすなわち現在指
令位置（ＡＢＳ）と現在位置（ＦＢ）が−致したところ
で速度指令がＯとなり、モータ１１は停止する。ＡＢＳ
が連続的に変化すると、ＦＢは遅れながらＡＢＳに追従
する。

サーボモータ１１の動きは、図示しない送り機構により
放電電極に伝えられ、加工ギャップが位置制御される。

前進が指令されれば加工ギャップは挟まり、加工状態は
短絡の方向へ向う。

このような放電加工機の軸制御系における軸制御法の実
施例を次に説明する。

一連の軸位置ｔＩＩＩ　ＩＩＩは、ＣＰＵ　１において
２　ｍ５ｅｃ毎に起動されるサーボ制御プログラムによ
って処理される。第２図を参照するに、まず直前の２Ｉ
ＳｅＣ間の加工状態から次の送り方向を判定する（ステ
ップ１０１）。尚、従来の装置では、ここでの判定がそ
のまま次の送り方向となっていた。

続いて、直前の２　ｍ５ｅｃより長い期間の軸の送り状
態を考慮して、ステップ１０１での判定結果を補正する
（ステップ１０２）。ここで補正された送り方向が、最
終的に次の移動指令方向となる。

第３図及び第４図は、上記ステップ１０２における処理
ルーチンを詳しく示している。また第５図は、ＣＰＵ　
１による現在指令位置ＡＢＳの動きを示す指標（ＣＰＯ
８）の説明図である。

第５図について説明する。２　ｌ１ｌｓｅｃ毎の１回の
サーボループ処理で指令される移動ｍは一定値である。

すなわち、前進指令であれば＋ｄｚ、静止指令であれば
Ｏ１後退指令であれば−ｄｚの移動指令が現在指令位置
ＡＢＳに加算される。従って、前進指令１回につき１加
算され、後退指令１回につき１減算される指標ｃｐｏｓ
を導入すれば、ＣＰＯ３の動きは、相対的にＡＢＳの動
きを示すことになる。尚、この第５図の曲線では、ｃｐ
ｏｓの動きを単純化して示しである。

機械系の６菖時定数より十分長く、その期間での加工に
よる軸前進がＯとみなせる周期をとり、これをｃｐｏｓ
の初期化周期Ｔ１とする。この実施例ｒハＴ　１　＝　
２００ｍ５ｅｃである。

あるＴ１期期間におけるｃｐｏｓの動きをみると、その
期間では、加工による軸前進はＯとみなされるから、最
適な放電ギャップとなる軸位置Ｐｏｐｔ　　（ｎ　）は
一定であり、これより前進したら送り過ぎ、後退したら
戻り過ぎである。そこで、ｐ　ｏｐｔにおいてｃｐｏｓ
＝ｏとなるように設定しておけば、ＣＰＯ３＞０ののと
き送り過ぎ、ＣＰ○ＳくＯのとき戻り過ぎである。

放電加工では、放電ギャップは小さく、Ｒ適ギャップよ
りも送り過ぎた状態で良好な放電状態を保てる範囲は小
さく、送り過ぎると容易に異常放電あるいは短絡状態と
なる。従って、送り過ぎに対では厳しく制限するのが合
理的である。

一方、戻り過ぎの場合は無放電状態に向かうわけである
が、加工ギャップが加工くずにより汚染していたり、送
り方向に対する側面で異常が発生している場合には、よ
り大きく戻る必要がある。

よって送り過ぎよりは制限をゆるめた方が合理的である
。

そこで、送り過ぎ、戻り過ぎの基準値ｄＦ。

ｄＢを設け、ｄ　Ｂ＜Ｏ，ｄ　Ｆ＜ｌｄ　Ｂｌのように
設定する。そして、ＣＰＯ３＞ｄ　Ｆのとき、送り過ぎ
とみなし、第２図のステップ１０１の処理で前進と判定
されても、静止指令に補正する。しかし、ＣＰＯ３＞ｄ
　Ｆのとき常に前進を静止と補正することは正しくない
。なぜなら、実際に送り過ぎでない場合、即ち、加工が
進行してｐ　ｏｐｔも前進した場合は制限せずに送るべ
きだからである。

また、実際に送り過ぎであった場合にも、一定時間Ｔ２
だけ前進を禁止しておけば、機械系の追従により、第２
図のステップ１０１の処理で判定される方向も後退とな
り、補正しないでもＰｏρ［へ向かう。

そこで、Ｔ２を機械系が十分に追従しうる時間に設定す
れば、加工進行によるｐ　ｏｐｔの前進にも、実際の送
り過ぎに対しても対処できる。

ＣＰＯ３＜ｄ　Ｂのとき、同様な考え方で戻り過ぎを制
限する。ただし、戻り過ぎを禁止する時間Ｔ３は、Ｔ２
より短かめに設定し、戻り過ぎの制限は送り過ぎよりゆ
るやかにする。

さて、このような制限を加えられたｃｐｏｓの値を期間
Ｔ　１　（２００ｍ５ｅｃ）にわたってｖＡ察すれば、
最前進位置ＣＯＰＳＭＡＸと、最後退位置ＣＰＯ８ＭＩ
Ｎが存在する。ＣＰＯ８ＭＡＸは最も送り過ぎた点また
は最も加工進行した点であるが、その送り過ぎ量は機械
系の（１５答性から推定でき、これをＣＰＯ８ＦＩＸと
する。

ＣＰＯ３ＭＡＸからＣＰＯ８ＦＩＸだけ戻った点は、新
しいＰ　ＯＤｔと考えられるので、ＣＰＯ３がこの点で
Ｏとなるように初期化し、次のＴ１の周期（ｎ＋１）の
ｃｐｏｓとする。初期化は、ＣＰＯ３＝ＣＰＯ３−（Ｃ
ＰＯ８ＭＡＸ−ＣＰＯ３ＦＩＸ）　　　　　　　　　・
・・■の演算を、Ｔ１周周期の最後に行なえばよい。

ハンチングが非常に小さい場合、送り過ぎ、戻り過ぎは
発生しないと考えられ、■式でｃｐｏｓを初期化すると
、ｐ　ｏｐｔが後退する場合がある。

これを防ぐため、ＣＰＯ８ＭＡＸとＣＰＯ８Ｍ　ＩＮか
らハンチング振幅ＣＰＯ３ＭＥＤを、ＣＰＯ８ＭＥＤ＝
　（ＣＰＯ３ＭＡＸ−ＣＰＯ８ＭＩＮ）／２ として求める。

そして、ＣＰＯ８ＭＥＤ＜ＣＰＯ８Ｆ　ＩＸのときは、
■式においてＣＰＯ８ＦＩＸのかわりにＣＰＯ８ＭＥＤ
を使用する。

このようにして、ｃｐｏｓをＴ１周用毎に初期化すれば
、ｃｐｏｓ＝ｏの点は、常に最適ギャップの点を示すこ
とになり、この点を基準として上述したように送り過ぎ
、戻り過ぎに対してυノ限を加えるようにすれば、不必
要なハンチングは抑えられ、全体としての放電効率をあ
げることができる。

第３図は上記の軸制御法のフローチャートを示し、第４
図はＴＩ、Ｔ２．Ｔ３用のタイマとして働くサブルーチ
ンのフローチャートを示している。

第４図に示すタイマのサブルータンについて説明する。

ＢＴｌＡＣＴ：タイマ１が動作中のとき−１、停止中の
ときＯとなるフラグ。

ＢＴｌＵＰ：タイマ１がタイムアツプしたとき−１、タ
イムアツプしていないとき０となるフラグ。

ＴｌＤＴＡ：タイマ１のカウントデータ。

ＤＥＣＴＩＤＴＡ：ＴｌＤＴＡを１減尊する命令。

動作説明 ステップ２０１：タイマ１が動作中か。動作中でな　　
　　　　い（ＢＴ１ＡＣＴ＝Ｏ）のとき、タイマ１関係
の処理はパ スする。

ステップ２０２：タイマ１のカウントデータはＯか。

ステップ２０３　：Ｔ１ＤＴＡ＝Ｏのときタイムアツプ
なので、タイムアツプフラグ ＢＴ１ｔＪＰ＝−１をセットする。

ステップ２０４：Ｔ１ＤＴＡ≠０のとき、ＴｌＤＴＡを
１減舜する。

尚、これらに続いて、タイマ２．タイマ３についても同
様の処理フローがとられる。

このサブルーチンは、定期的（この実施例では、２　ｍ
５ｅｃ毎）に呼び出され、上記のようにしてタイマとし
て動作するのである。

次に、第３図のフローチャートについて説明する。

記号の説明 ＢＴｎ　ｔＪＰ、ＤＴｎ　ＡＣＴ、Ｔｎ　ＤＴＡ　（ｎ
＝１．２．３）：第４図に示す各タイマ１〜３の記号を
参照すること。

Ｔｎ　ＩＮＬ　（ｎ　＝１．２．３） ：ＴｎＤＴＡの初期値。

ＣＰＯ８ＭＥＤ　：　ＣＰＯ３の振幅 ＣＰＯ８ＭＡＸ　：　ＣＰＯ３の最大値。（Ｒ前進位置
に対応する。） ＣＰＯ８Ｍ　Ｉ　Ｎ　：　ＣＰＯ３の最小値。（最後退
位置に対応する。） ＣＰＯ８ＦＩＸ：あらかじめ設定する固定値。

ＤＦ　　　　　：過前進判定基準値。

ＤＢ　　　　　２過後退判定基準値。

ＢＳＴＥＰＥＢ　：送り方向指令フラグ。１のとき前進
、Ｏのとき静止、−１のとき後退を指令する。第２図の
ステップ１０１の処理で一度設定された後、ステップ１
０２の処理（第３図の処理）で補正される。

動作説明 この処理に入るまでに、第２図のステップ１０１の処理
で移動方向が一度判定され、フラグＢＳＴＥＰＦＢがセ
ットされている。

ステップ３０１：タイマ１はタイムアツプか。このタイ
マ１は周期Ｔ１を管理する。

ステップ３０２：タイマ１がタイムアツプのとき、タイ
マ１を初期化し、次の周期Ｔ１の６１測を開始する。

ステップ３０３：周期Ｔ１中のｃｏｐｓの最大値ＣＰＯ
８ＭＡＸとｊｌ小ＩＣＰＯ３Ｍ　Ｉ　Ｎより、ｃｐｏｓ
の振幅ＣＰＯ８ＭＥＤを求める。

ステップ３０４〜３０６　：ＣＰＯ８Ｆ　ＩＸとＣＰＯ
８ＭＥＤを比較し、小さい方をΔとして、ステップ３０
７の演算データに採用する。

ステップ３０７　：Ｒ適ギャップの位置ＰＯＰＴでｃｐ
ｏｓ＝ｏとなるようにｃｐｏｓを初期化する。

ステップ３０８　：　ＣＰＯ８ＭＡＸ、ＣＰＯ５Ｍ　Ｉ
Ｎを初期化する。

これらのステップ３０２〜３０８の処理は、タイマ１の
タイムアツプ毎に行われる。

ステップ３０９　：　ＣＰＯ３≧ＤＦか。Ｙｅｓのとき
過前進の状態と判定する。

ステップ３１０：第２図のステップ１０１の処理で判定
された送り方向ＢＳＴＥＰＦＢを調べる。ここでＢＳＴ
ＥＰＦＢ＝１のとき、過前進の状態でさらに前進指令し
ようとしている。

ステップ３１１：タイマ２が動作中か。ＢＴ２ＡＣＴ＝
Ｏのときまだ動作中でない。すなわち、はじめて「過前
進状態」かつ「補正前の移動方向指令が前進」となった
。

ステップ３１２：タイマ２を初期化し、スタートさせる
。タイマ２は、過前進状態で前進指令を制限する時間Ｔ
２を管理する。

ステップ３１３：タイマ２はタイムアツプか。

ステップ３１４：タイマ２がタイムアツプでないとき、
前進指令を静止指令に補正する。

上記ステップ３０９〜３１４の処理で、過前進状態で、
さらに第２図ステップ１０１の処理で前進と判定された
移動指令を補正する。

ステップ３１５〜３２０の処理は、同様に過後退状態で
、さらに第２図ステップ１０１の処理で後退と判定され
た移動指定を補正する。

ステップ３２１：補正後の移動方向指令ＢＳＴＥＰＦＢ
によりｃｐｏｓを更新する。ここでは、ＢＳＴＥＰＦＢ
が前進のとき１．静止のとき０、後退のとき−１だから
、そのままＢＳＴＥＰＦＢを加えれば、ＣＰＯ３は前進
のとき１加算され、後退のとき１減算される。

ステップ３２２．３２３：更新されたｃｐｏｓが、それ
までのＣＰＯ８ＭＡＸより大きければ、今回のｃｐｏｓ
が最大だから、ＣＰＯ８ＭＡＸを今回のｃｐｏｓにする
。

ステップ３２４．２３５：更新されたｃｐｏｓが、それ
までのＣＰＯ８ＭＩＮより小さければ、今回のｃｐｏｓ
が最小だから、ＣＰＯ３ＭＩＮを今回のｃｐｏｓにする
。

このようにし、加工ギャップに外乱が加わらない場合の
最適軸位置ｐ　ｏｐｔを求め、外乱によりＰｏｐｔから
離れようとする軸指令信号が発生しても、機械系の応答
性とｐ　ｏａｔからの合理的偏差を考慮して軸移動指令
を補正するのである。こうして、放電状態の変化速度よ
り殿械系の追従速度が遅いことに起因するサーボ系のハ
ンチング状態への移行を防止することができるのである
。

［発明の効果］ この発明は上記の構成を有するため、従来のように放電
ギャップの変化に対する機械系の追従の遅れに起因する
ハンチング状態を有効に抑止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の使用される軸サーボ制御
系のブロック図、第２図はこの発明の一実施例のフロー
チャート、第３図は第２図に示すフロー中のステップ１
０２の処理の詳しいフローチャート、第４図は上記第３
図に示すフローにおいて参照するタイマ１．２．３の動
作を示すフローチャート、第５図は上記実施例に用いら
れる現在指令位置の動きを示す指標ｃｐｏｓの説明図で
ある。 １・・・ＣＰＵ　　　　　３・・・メモリ５・・・Ｄ／
Ａ変換回路 ７・・・レゾルバ制御回路 ９・・・サーボドライバ １１・・・サーボモータ １３・・・タコジエネレータ １５・・・レゾルバ 代理人　　弁理士　　三　好　　保　男第１図 −〜 手続ネ市正書（自発） 昭和６１年１０月ンフ日 特許庁長官　　黒　１）　明　雄　　殿１、事件の表示
　　　昭和６１年特許願第１７０７６０号２、発明の名
称 放電加工機の軸制御法 ３、補正をする者 代表者　天　１）　満　明 ６、補正の対象 明細書及び図面 ７、補正の内容 （１）　　明ｍｓを別紙のとおり補正する。 （２）図面中第１図、第３図及び第５図を別紙の通り補
正する。 ８、添付書類の目録 （１）明細書　　　　　　　　　　　　　　１通（２）
　　図面の第１図、第３図及び第５図　１通以上 明　　細　　書く全文補正） １、発明の名称 放電加工機の軸制御ＩＩ法 ２、特許請求の範囲 軸のハンチング状態から放電ギャップが最適となる軸位
置を推定し、この推定した軸位置から一定値以上前進ま
たは後退させようとする軸指令に対してその指令に対す
る応答を所定時間禁止し１、　　この禁止時間経過後の
軸指令に対して軸制御する放電加工機の軸υ１罪法。 ３、発明の詳細な説明 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、放電加工機の軸制御法に関する。 （従来の技術） 放電加工機において、安定かつ高能率な放電状態を保つ
ために、何らかの形で放電状態を検出し、検出信号に応
じて軸を前進（放電ギャップを狭める）、静止（放電ギ
ャップを保つ）または後退く放電ギャップを広げる）制
御させることが一般に行なわれている。 ところが、放電状態の変化は一般にマイクロセカンド（
μｓｅｃ　）オーダーで発生するのに対し、機械系の応
答はミリセカンド（ｍｓｅｃ）オーダーであるため、単
純にあるｖ４間の検出結果に基づいて軸移動指令（前進
、静止、又は後退）を与えると、サーボ系がいわゆる不
安定領域に容易に移行し、軸のハンチング状態を生じや
すい。 一方、放電状態の変化を考えると、軸の移動あるいは放
電加工の進行による放電ギャップの変化によるものと、
加工間隙に介在する加工くずの無秩序な運動に起因する
ものとに大別される。 前者に起因する放電状態の変化は比較的遅く、それは軸
の移動速度、放電加工進行による放電ギャップの変化速
度そのものに対応していると考えられる。そして、後者
に起因する放電状態の変化は、μｓｅｃオーダーで発生
する。 安定な放電状態から後者に起因する放電状態の変化が発
生した場合、全体としての放電ギャップ、即ち軸位置が
最適に保たれていると考えられるから、その変化は極間
短絡に向かう変化である。ここで何の処置も行なわない
と加工不能に陥る可能性が大きいから、軸に対して後退
指令を与える。 しかし、機械系は後退指令によりただちに後退するわけ
ではないから、極間が自己回復しないかぎり短絡状態が
継続し、その間後退指令が与えられつづける。その結果
、実際に軸が後退して極間が回復したときには余分な後
退指令が残ることになる。そこで、軸指令としては、新
たに静止あるいは前進となっていても、前回の指令位置
と実際の位置の偏差がゼロとなるまでは機械系は後退し
つづける。すなわち過度に後退してしまうことになる。 過度に後退すると極間は無放電状態となるから、軸に対
し再び前進指令が与えられる。しかし、この場合も、機
械系の応答が移動指令より遅れるため、過度に前進して
しまう。過度に前進すると極間は短絡状態となるから、
軸に対して後退指令が再度与えられる。以下、この状態
がくり返され、軸はハンチング状態になるのである。 このようなハンチング状態は、機械系の応答が速いほど
小さくなるが、従来、これを全くなくした機械系は知ら
れていない。 （発明が解決しようとする問題点） 上記のように、従来の放電加工機では、ハンチングを避
ける軸！１１１１１法が知られていなかった。 この発明は、このような従来の問題に鑑み、ハンチング
状態における行き過ぎωが、機械系の応答性及び放電ギ
ャップからある程度推定できることに着目してなされた
ものであって、ハンチングのない軸制御の可能な放電加
工機の軸ｖＪ　ｌ法を提供することを目的とする。 ［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明の放電加工機の軸制御法は、軸のハンチング状
態から放電ギャップが最適となる軸位置を推定し、この
推定軸位置から一定値以上前進又は後退させようとする
軸指令に制限を加えることにより不必要なハンチングを
抑さえ、軸位置が前記推定軸位置付近にとどまるように
するものである。 （実施例） 第１図は、この発明に使用する放電加工機の軸制御系の
一例を示している。 この軸制御系は、ＣＰＵ１．メモリ３．Ｄ／Ａ変換回路
５．レゾルバゐ１１１１１回路７．サーボドライバ９．
ＤＣサーボモータ１１．タコジェネレータ１３、レゾル
バ１５を備えている。 図示しない加工状態検出回路からの信号に基づき、ＣＰ
Ｕ１は軸の前進・静止・後退のいずれかを判断し、例え
ば、前進のとき、現在指令位置（ＡＢＳ）を一定値だけ
増加させる。 一方、軸の現在位２７　（ＦＢ）は、レゾルバ１５゜レ
ゾルバ制御回路７を介してＣＰＵ　１が認識している。 現在指令位置（ＡＢＳ）が変化したとき、機械系はまだ
動いていないから、現在位置（ＦＢ）はまだ変化してい
ない。従って、現在指令位置くＡＢＳ）と現在位置（Ｆ
Ｂ）との間には偏差（ＦＥ）＝　（ＡＢＳ−ＦＢ）が生
じる。ここで、ＦＥはデジタル量である。 偏差（ＦＥ）をＤ／Ａ変換回路５に出力すると、ここで
アナログ電圧に変換され、速度指令（ＶＣＯｌ）として
サーボドライバ９に与えられる。サーボドライバ９は、
このＶＣＯＩｌｌに比例した速度でサーボモータ１１が
回転するようにサーボモータ１１を制御する。 サーボモータ１１が動きはじめると現在位置（ＦＢ）も
変化し、偏差（ＦＥ）−０、すなわち現在指令位ｉＷ　
＜ＡＢＳ）と現在位置（ＦＢ）が−致したところで速度
指令がＯとなり、モータ１１は停止する。ＡＢＳが連続
的に変化すると、ＦＢは遅れながらＡＢＳに追従する。 サーボモータ１１の動きは、図示しない送り１構により
放電電極に伝えられ、加工ギャップが位置制御される。 前進が指令されれば加工ギャップは挟まり、加工状態は
短絡の方向へ向う。 このような放電加工機の軸制御系における軸１制御法の
実施例を次に説明する。 一連の軸位置制御は、ＣＰＵ　１において２　ｍ５ｅｃ
毎に起動されるサーボ制御プログラムによって処理され
る。第２図を参照するに、まず直前の２１ｓｅｃ間の加
工状態から次の送り方向を判定する（ステップ１０１）
。尚、従来の装置では、ここでの判定がそのまま次の送
り方向となっていた。 続いて、直前の２１ｓｅｃより長い期間の軸の送り状態
を考慮して、ステップ１０１での判定結果を補正する（
ステップ１０２）。ここで補正された送り方向が、最終
的に次の移動指令方向となる。 第３図及び第４図は、上記ステップ１０２における処理
ルーチンを詳しく示している。また第５図は、ＣＰＵＩ
による現在指令位置ＡＢＳの動きを示す指標（ＣＰＯ３
＞の説明図である。 第５図について説明する。２　ｍ５ｅｃ毎の１回のサー
ボループ処理で指令される移動量は一定値である。すな
わち、前進指令であれば＋ｄｚ、静止指令であれば０．
後退指令であれば−ｄｚの移動指令が現在指令位ｆｌＡ
Ｂｓに加算される。従って、前進指令１回につき１加算
され、後退指令１回にっき１減算される指標ｃｐｏｓを
導入すれば、ＣＰＯ３の動きは、相対的にＡＢＳの動き
を示すことになる。尚、この第５図の曲線では、ｃｐｏ
ｓの動きを単純化して示しである。 機械系の応答時定数より十分長く、その期間での加工に
よる軸前進がＯとみなせる周期をとり、これをｃｐｏｓ
の初期化周期Ｔ１とする。この実施例ではＴ　Ｉ　＝　
２００ｉ＋５ｅｃｒある。 あるＴ１期期間におけるｃｐｏｓの動きをみると、その
期間では、加工による軸前進はＯとみなされるから、最
適な放電ギャップとなる軸位置Ｐｏｐｔ　　（ｎ　）は
一定であり、これより前進したら送り過ぎ、後退したら
戻り過ぎである。そこで、Ｐ　ｏｐｔにおいてｃｐｏｓ
＝ｏとなるように設定しておけば、ＣＰＯ３＞０ののと
き送り過ぎ、ＣＰＯＳ＜Ｏのとき戻り過ぎである。 放電加工では、放電ギャップは小さく、最適ギャップよ
りも送り過ぎた状態で良好な放電状態を保てる範囲は小
さく、送り過ぎると容易に異常放電あるいは短絡状態と
なる。従って、送り過ぎに対では厳しく制限するのが合
理的である。 一方、戻り過ぎの場合は無放電状態に向かうわけである
が、加工ギャップが加工くずにより汚染していたり、送
り方向に対する側面で異常が発生している場合には、よ
り大きく戻る必要がある。 よって送り過ぎよりは制限をゆるめた方が合理的である
。 そこで、送り過ぎ、戻り過ぎの基準値ｄＦ。 ｄ３を設け、ｄ　Ｂ＜０．ｄ　Ｆ＜ｌｄ　Ｂｌのように
設定する。そして、ＣＰＯ３＞ｄ　Ｆのとき、送り過ぎ
とみなし、第２図のステップ１０１の処理で前進と判定
されても、静止指令に補正する。しかし、ＣＰＯ３＞ｄ
　Ｆのとき常に前進を静止と補正することは正しくない
。なぜなら、実際に送り過ぎでない場合、即ち、加工が
進行してｐ　ｏｐｔも前進した場合は制限せずに送るべ
きだからである。 また、実際に送り過ぎであった場合にも、一定時間Ｔ２
だけ前進を禁止しておけば、機械系の追従により、第２
図のステップ１０１の処理で判定される方向も後退とな
り、補正しないでもｐ　ｏｐｔへ向かう。 そこで、Ｔ２を機械系が十分に追従しうる時間に設定す
れば、加工進行によるｐ　ｏｐｔの前進に、も、実際の
送り過ぎに対しても対処できる。 ＣＰＯ３＜ｄ　Ｂのとき、同様な考え方で戻り過ぎを制
限する。ただし、戻り過ぎを禁止する時間Ｔ３は、Ｔ２
より短かめに設定し、戻り過ぎの制限は送り過ぎよりゆ
るやかにする。 さて、このようなυ１限を加えられたｃｐｏｓの値を期
間Ｔ　１　（２００１ＳｅＣ）にわたって観察すれば、
最前進位置ＣＯＰＳＭＡＸと、最後退位置ＣＰＯ８ＭＩ
Ｎが存在する。ＣＰＯ８ＭＡＸは最も送り過ぎた点また
は最も加工進行した点であるが、送り過ぎ量とすると、
その送り過ぎ量は機械系の応答性から推定でき、これを
ＣＰＯ８ＦＩＸとする。 ＣＰＯ３ＭＡＸからＣＰＯ８ＦＩＸだけ戻った点は、新
しいＰ　ｏｐｔと考えられるので、ｃｐｏｓがこの点で
Ｏとなるように初期化し、次のＴ１の周期（ｎ＋１）の
ｃｐｏｓとする。初期化は、ＣＰＯ３＝ＣＰＯ３−（Ｃ
ＰＯ８ＭＡＸ−ＣＰＯ３ＦＩＸ）　　　　　　　　　・
・・■の演算を、Ｔ１周明期の最後に行なえばよい。 ハンチングが非常に小さい場合、送り過ぎ、戻り過ぎは
発生しないと考えられ、■式でｃｐｏｓを初期化すると
、ｐ　ｏｐｔが後退する場合がある。 これを防ぐため、ＣＰＯ３ＭＡＸとＣＰＯ８Ｍ　ＩＮか
らハンチング振幅ＣＰＯ８ＭＥＤを、ＣＰＯ８ＭＥＤ＝
　（ＣＰＯ８ＭＡＸ−ＣＰＯ３ＭＩＮ）／２ として求める。 そして、ＣＰＯ８ＭＥＤ＜ＣＰＯ８Ｆ　ＩＸのとぎは、
■式においてＣＰＯ８Ｆ！ＸのかわりにＣＰＯ８ＭＥＤ
を使用する。 このようにして、ｃｐｏｓをＴ１周期毎に初期化すれば
、ｃｐｏｓ＝ｏの点は、常に最適ギャップの点Ｐ　ａｐ
ｔを示すことになり、この点を基準として上述したよう
に送り過ぎ、戻り過ぎに対して制限を加えるようにすれ
ば、不必要なハンチングは抑えられ、全体としての放電
効率をあげることができる。 第３図は上記の軸イ制御法のフローチャートを示し、第
４図はＴ１．Ｔ２．Ｔ３用のタイマとして働くサブルー
チンのフローチャートを示している。 第４図に示すタイマのサブルータンについて説明する。 ２３Ｊと晟ｊ− ＢＴＩＡＣＴ：タイマ１が動作中のとき−１、停止中の
ときＯとなるフラグ。 ＢＴＩ　ＩＪＰ　：タイマ１がタイムアツプしたとき−
１、タイムアツプしていないときＯとなるフラグ。 ＴＩＤＴＡ：タイマ１のカウントデータ。 ＤＥＣＴｌＤＴＡ：ＴｌＤＴＡを１減算する命令。 ステップ２０１：タイマ１が動作中か。動作中でない＜
ＢＴ１ＡＣＴ＝Ｏ）とき、タイマ１関係の処理はパスす
る。 ステップ２０２：タイマ１のカウントデータはＯか。 ステップ２０３　：Ｔ１　ＤＴＡ＝Ｏのときタイムアツ
プなので、タイムアツプフラグ ＢＴＩＵＰ＝−１をセットする。 ステップ２０４：ＴＩＤＴＡ≠Ｏのとき、ＴｌＤＴＡを
１減算する。 尚、これらに続いて、タイマ２．タイマ３についても同
様の処理フローがとられる。 このサブルーチンは、定期的（この実施例では、２ｍ５
ｅｃ毎）に呼び出され、上記のようにしてタイマとして
動作するのである。 次に、第３図のフローチャートについて説明する。 ｋ月！弓順」 ＢＴｎ　ＵＰ、ＢＴｎ　ＡＣＴ、Ｔｎ　ＤＴＡ　（ｎ＝
１．２．３）：第４図に示す各タイマ１〜３の記号を参
照すること。 Ｔｎ　ＩＮＬ　（ｎ　＝１．２．３＞ ：タイマｎのカウントデータ Ｔｎ　ＤＴＡの初期値 ＣＰＯ８ＭＥＤ　：送り、静止、戻り指標ＣＰＯ３の振
幅 ＣＰＯ８ＭＡＸ　：　ＣＰＯ８（７）最大値（最前進位
置に対応する。） ＣＰＯ８Ｍ　Ｉ　Ｎ　：　ＣＰＯ３の最小値（最後退位
置に対応する。） ＣＰＯ８ＦＩＸ：あらかじめ設定する固定直（機械系の
応答特性を考慮し て予め設定される。） ＤＦ　　　　　：過前進判定基準値 ＤＢ　　　　　　：ＶＡ後退判定基準値ＢＳＴＥＰＰＢ
　：送り方向指令フラグ。１のとき前進、Ｏのとき静止
、−１のとき後退を指令する。第２図のステップ１０１
の処理で一度設定された後、ステップ１０２の処理（第
３図の処理）で補正される。 動作説明 この処理に入るまでに、第２図のステップ１０１の処理
で移動方向が一度判定され、フラグＢＳＴＥＰＦＢがセ
ットされている。 ステップ３０１：タイマ１はタイムアツプか。このタイ
マ１は周期Ｔ１を管理する。 ステップ３０２：タイマ１がタイムアツプのとき、タイ
マ１を初期化し、次の周期Ｔ１の計測を開始する。つま
り、タイマ１のカウントデータＴ１ＤＴＡ＝２００とセ
ットし、タイマ１の動作中フラグ（ＢＴＩＡＣ丁＝−１
）、カウントアツプ未のフラグ（ＢＴ１ＵＰ＝Ｏ）を与
えるのである。 ステップ３０３：周期Ｔ１中のｃｏｐｓの最大値ＣＰＯ
８ＭＡＸと最小値ＣＰＯ８ＭＩＮより、ｃｐｏｓの撮幅
ＣＰＯ３ＭＥＤを求める。 ステップ３０４〜３０６　：ＣＰＯ８Ｆ　ＩＸとＣＰＯ
３ＭＥＤを比較し、小さい方をΔとして、ステップ３０
７の演篩データに採用する。 ステップ３０７：最適ギャップの位置Ｐｏｏｔ″Ｃ−Ｃ
ｐｏｓ＝ｏとなるようにｃｐｏｓを初期化する。 ステップ３０８　：ＣＰＯ３ＭＡＸ、ＣＰＯ８ＭＩＮを
初期化する。 これらのステップ３０２〜３０８の処理は、タイマ１の
タイムアツプ毎に行われ、次の（ｎ＋１）のＴ１期間に
おける軸制御に用いられる。 ステップ３０９：タイマ１がタイムアツプしていないと
き、指標ｃｐｏｓが過前進ゐす限値ＤＦを超えていない
かどうか判別する。ｃｐｏｓ≧ＤＦであるとき過前進の
状態と判定する。 ステップ３１０：第２図のステップ１０１の処理で判定
された送り方向ＢＳＴＥＰＦＢを調べる。ここでＢＳＴ
ＥＰＦＢ＝１のとき、過前進の状態でさらに前進指令し
ようとしている。 ステップ３１１：タイマ２が動作中か。ＢＴ２ＡＣＴ＝
Ｏのときまだ動作中でない。すなわち、はじめて「過前
進状態」かつ「補正前の移動方向指令が前進」となった
。そのため、このタイマ２を動作させ、一定時間Ｔ２、
前進を禁止しなければならない。 ステップ３１２：タイマ２を初期化し、スタートさせる
。タイマ２は、過前進状態で前進指令を制限する時間Ｔ
２を管理する。 ステップ３１３：タイマ２はタイムアツプか。ＢＴ２Ｕ
Ｐ＝Ｏのときタイムアツプ、ＢＴ２ＵＰ＝−１のとき、
タイムアツプ未とする。 ステップ３１４：タイマ２がタイムアツプでないトキ、
ＢＳＴＥＰＦＢ＝Ｏとし、前進指令を強制的に静止指令
に補正する。 このようにして、上記ステップ３０９〜３１４の処理で
、過前進状態で、さらに第２図ステップ１０１の処理で
前進と判定された時、Ｔ２時間が終了するまで移動指令
を静止指令に補正するのである。 ステップ３１５ニステツプ３０９において、指標ｃｐｏ
ｓが前進制限値ＤＦを越えないとき、タイマ２を動作未
状態にするため、ＢＴ２ＡＣ下＝０と下心０ ステップ３１６：ＣＰＯ３が後退制限値ＤＢを越えない
かどうか判定する。 ステップ３１７：指標ｃｐｏｓが後退制限値ＤＢを越え
ないとき、ＢＴ３ＡＣＴを動作未状態に設定する。 ステップ３１８：指標ｃｐｏｓが制限値［）８を越え、
過後退状態にあると判定すると、ステップ１０１の処理
において後退指令８ＳＴＥＰＦＢ＝Ｏが与えられている
かどうか判定する。 ステップ３１９：後退指令が出ているとき、タイマ３が
動作状態にあるかどうか判定する。つまり、ＢＴ３ＡＣ
Ｔ＝Ｏならば動作していない状態であり、８Ｔ３ＡＣＴ
＝−１ならばカウント状態にあることになる。 ステップ３２０：過後退状態にあって、さらに後退指令
が出た場合には、タイマ３を初期化する。つまり、ＢＴ
３ＡＣＴ＝−１、ＢＴ３ＵＰ＝Ｏとし、タイマ３のカウ
ントデータを初期設定する。 ステップ３２１：タイマ３がタイムアツプしたかどうか
判定する。８Ｔ３ＡＣＴ＝−１のときタイムアツプ未、
−〇のときタイムアツプである。 ステップ３２２：過後退状態において、さらに後退指令
が出ている場合、ここでタイマ３がタイムアツプするま
での１３時間、後退指令に関係なく、ＢＳＴＥＰＦＢ＝
０と設定し、静止指令に補正する。 このようにして、このステップ３１５〜３２２の処理に
よって、過後退状態で、さらに第２図のステップ１０１
の処理で後退と判定された移動指令を、一定の時間Ｔ３
が終了するまで静止指令に強制的に補正するのである。 ステップ３２３：補正後の移動方向指令ＢＳＴＥＰＦＢ
によりＣＰＯ３を更新する。ここでは、ＢＳＴＥＰＦＢ
が前進のとき１．静止のとき０１後退のとぎ−１だから
、そのままＢＳＴＥＰＰＢを加えれば、ｃｐｏｓは前進
のとき１加算され、後退のとき１減算される。 ステップ３２４．３２５：更新されたｃｐｏｓが、それ
までのＣＰＯ３ＭＡＸより大きければ、今回のｃｐｏｓ
が最大だから、ＣＰＯ８ＭＡＸを今回のｃｐｏｓにする
。 ステップ３２６．３２７：更新されたｃｐｏｓが、それ
までのＣＰＯ３ＭＩＮより小さけ机は、今回（７）　Ｃ
Ｐ　ＯＳ　カミ小タカラ、ＣＰＯ３Ｍ　ＩＮを今回のｃ
ｐｏｓにする。 このようにし、加工ギャップに外乱が加わらない場合の
最適軸位置ｐ　ｏｐｔを求め、外乱によりＰｏｐｔから
離れようとする軸指令信号が発生しても、機械系の応答
性とＰ　ｏｐｔからの合理的偏差を考慮して軸移動指令
を補正するのである。こうして、放電状態の変化速度よ
り機械系の追従速度が遅いことに起因するサーボ系のハ
ンチング状態への移行を防止することができるのである
。 ［発明の効果〕 この発明は上記の構成を有するため、従来のように放電
ギャップの変化に対する機械系の追従の遅れに起因する
ハンチング状態を有効に抑止できる。 ４、図面の簡単な説明 第１図はこの発明の一実施例の使用される軸サーボ制御
系のブロック図、第２図はこの発明の一実施例のフロー
チャート、第３図は第２図に示すフロー中のステップ１
０２の処理の詳しいフローチャート、第４図は上記第３
図に示すフローにおいて参照するタイマ１．２．３の動
作を示すフローチャート、第５図は上記実施例に用いら
れる現在指令位置の動きを示す指標ｃｐｏｓの説明図で
ある。 １・・・ＣＰＵ　　　　　３・・・メモリ５・・・Ｄ／
Ａ変換回路 ７・・・レゾルバ制御回路 ９・・・サーボドライバ １１・・・サーボモータ １３・・・タコジェネレータ １５・・・レゾルバ 代理人　　弁理士　　三　好　　保　男第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸のハンチング状態から放電ギャップが最適となる軸位
   置を推定し、この推定した軸位置から一定値以上前進ま
   たは後退させようとする軸指令に対してその指令に対す
   る応答を所定時間禁止し、この禁止時間経過後の軸指令
   に対して軸制御する放電加工機の軸制御法。