JPS6344490B2 - - Google Patents
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- JPS6344490B2 JPS6344490B2 JP13894782A JP13894782A JPS6344490B2 JP S6344490 B2 JPS6344490 B2 JP S6344490B2 JP 13894782 A JP13894782 A JP 13894782A JP 13894782 A JP13894782 A JP 13894782A JP S6344490 B2 JPS6344490 B2 JP S6344490B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- wire
- workpiece
- current
- wire electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23H—WORKING 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
- B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
- B23H7/02—Wire-cutting
- B23H7/04—Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- 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、ワイヤ電極を用いて被加工物の切削
を電気的に行う装置に関するものである。
を電気的に行う装置に関するものである。
電気的エネルギによつて被加工物を加工するこ
とは、従来広く行われており、周知の加工方法で
あるが、最近の技術として注目をあびている加工
法にワイヤ状の電極を用いて、あたかも「糸の
こ」のように被加工物を電気的エネルギで加工す
るいわゆるワイヤカツト放電加工法がある。
とは、従来広く行われており、周知の加工方法で
あるが、最近の技術として注目をあびている加工
法にワイヤ状の電極を用いて、あたかも「糸の
こ」のように被加工物を電気的エネルギで加工す
るいわゆるワイヤカツト放電加工法がある。
第１図は、上記ワイヤカツト放電加工法を実施
する装置の動作原理を示す構成図である。１は被
加工物で、ワイヤ電極２との間に絶縁性の液３を
介して対向している。上記絶縁性の液３を以下加
工液と記述する。加工液は、タンク４からポンプ
５で、被加工物１とワイヤ電極２の間隙にノズル
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を載せているテ
ーブル１１の移動により行われる。テーブル１１
は、Ｘ軸駆動モータ１２とＹ軸駆動モータ１３に
より駆動される。以上の構成により、被加工物１
と電極２の相対運動は前述のＸ、Ｙ軸平面内に於
て２次元平面の運動となる。ワイヤ電極２は、ワ
イヤ供給リール７により供給され、下部ワイヤガ
イド８Ａ被加工物１中を通過して上部ガイド８Ｂ
に達し、電気エネルギ給電部９を介して、ワイヤ
巻取り兼テンシヨンローラ１０により巻取られ
る。電気エネルギを供給する加工電源１５は、例
えば、本記載例のようなものであつて、直流電源
１６、スイツチング素子１７、電流制限抵抗１９
及び前記スイツチング素子１７を制御する制御回
路２０によつて構成されている。１４は、Ｘ、Ｙ
軸の駆動モータ１２，１３の駆動及び制御を行う
制御装置であつて数値制御装置や倣い装置あるい
は、電算機を用いた制御装置が用いられている。
する装置の動作原理を示す構成図である。１は被
加工物で、ワイヤ電極２との間に絶縁性の液３を
介して対向している。上記絶縁性の液３を以下加
工液と記述する。加工液は、タンク４からポンプ
５で、被加工物１とワイヤ電極２の間隙にノズル
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を載せているテ
ーブル１１の移動により行われる。テーブル１１
は、Ｘ軸駆動モータ１２とＹ軸駆動モータ１３に
より駆動される。以上の構成により、被加工物１
と電極２の相対運動は前述のＸ、Ｙ軸平面内に於
て２次元平面の運動となる。ワイヤ電極２は、ワ
イヤ供給リール７により供給され、下部ワイヤガ
イド８Ａ被加工物１中を通過して上部ガイド８Ｂ
に達し、電気エネルギ給電部９を介して、ワイヤ
巻取り兼テンシヨンローラ１０により巻取られ
る。電気エネルギを供給する加工電源１５は、例
えば、本記載例のようなものであつて、直流電源
１６、スイツチング素子１７、電流制限抵抗１９
及び前記スイツチング素子１７を制御する制御回
路２０によつて構成されている。１４は、Ｘ、Ｙ
軸の駆動モータ１２，１３の駆動及び制御を行う
制御装置であつて数値制御装置や倣い装置あるい
は、電算機を用いた制御装置が用いられている。
次に従来装置の動作について説明する。
正常な加工状態では、加工電源１５からは高周
波パルス電圧が印加され、１つのパルスによる放
電爆発により被加工物１の一部を溶融飛散させ
る。この場合極間は高温のためガス化、及びイオ
ン化しているため次のパルス電圧を印加するまで
には一定の休止時間を必要とし、この休止時間が
短か過ぎると極間が充分に絶縁回復していない
為、再び同一場所に放電が集中しワイヤ電極２の
溶断を発生させる。
波パルス電圧が印加され、１つのパルスによる放
電爆発により被加工物１の一部を溶融飛散させ
る。この場合極間は高温のためガス化、及びイオ
ン化しているため次のパルス電圧を印加するまで
には一定の休止時間を必要とし、この休止時間が
短か過ぎると極間が充分に絶縁回復していない
為、再び同一場所に放電が集中しワイヤ電極２の
溶断を発生させる。
従つて通常の加工電源では被加工物の種類、板
厚等に依り加工電源１５の休止時間等の電気条件
をワイヤ切れを生じさせない程度の充分余裕を持
つた条件で加工するのが普通である。従つて加工
速度は理論的限界値より相当低くならざるを得
ず、更にワイヤ電極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極２の溶断
は避けられない。
厚等に依り加工電源１５の休止時間等の電気条件
をワイヤ切れを生じさせない程度の充分余裕を持
つた条件で加工するのが普通である。従つて加工
速度は理論的限界値より相当低くならざるを得
ず、更にワイヤ電極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極２の溶断
は避けられない。
以上のように従来のワイヤカツト放電加工装置
では、ワイヤ電極２の断線を引き起さないように
するため、加工電源１５の出力エネルギーを少く
する等、仮に放電の集中がワイヤ電極２の一点に
集中しても断線しないようにしていたため加工速
度が著しく低いという欠点があつた。
では、ワイヤ電極２の断線を引き起さないように
するため、加工電源１５の出力エネルギーを少く
する等、仮に放電の集中がワイヤ電極２の一点に
集中しても断線しないようにしていたため加工速
度が著しく低いという欠点があつた。
本発明は、上記の従来装置の欠点に鑑みてなさ
れたものであつて、放電点の集中の有無の判断
を、電気エネルギー給電部と、被加工物内におけ
る放電点の間のインダクタンス成分と、このイン
ダクタンスによつて定まる電流波形から解析判断
し集中放電の発生を検出して、放電休止時間を制
御することにより、ワイヤ断線のない極めて信頼
性の高いワイヤカツト放電加工装置を提供するこ
とを目的としている。
れたものであつて、放電点の集中の有無の判断
を、電気エネルギー給電部と、被加工物内におけ
る放電点の間のインダクタンス成分と、このイン
ダクタンスによつて定まる電流波形から解析判断
し集中放電の発生を検出して、放電休止時間を制
御することにより、ワイヤ断線のない極めて信頼
性の高いワイヤカツト放電加工装置を提供するこ
とを目的としている。
以下、本発明の原理図を第２図に用いて説明す
る。第２図においてCTは極間電流Ｉの検出のた
めのカレントトランスである。上記極間電流Ｉの
値は、放電点と、電流給電子９との間の距離で定
まるインダクタンスによつてその波形が異り、給
電子９と放電点との間の距離がおのおのL1、L2
とし、各インダクタンスがl1、l2とすれば極間電
流Ｉは以下のように表される。
る。第２図においてCTは極間電流Ｉの検出のた
めのカレントトランスである。上記極間電流Ｉの
値は、放電点と、電流給電子９との間の距離で定
まるインダクタンスによつてその波形が異り、給
電子９と放電点との間の距離がおのおのL1、L2
とし、各インダクタンスがl1、l2とすれば極間電
流Ｉは以下のように表される。
但し、Ｒは電流制限抵抗１９の抵抗値、Ｅは直
流電源１６の電圧である。よつてスイツチング素
子１７がオンとなり電流Ｉが流れオフとなるまで
の時間をＴとすればこのオフとなるまでのＴの時
の電流値を測定することにより、l1とl2が逆に求
まり、更にL1、L2が判別できる。よつてもし放
電点が集中した時には、連続的に放電電流Ｉの時
間Ｔにおける電流値は、ほぼ等しくなる。３０
は、上記原理に基ずいて放電集中の有無を検出す
る検出装置であつて、本装置３０の説明を第３図
のタイムチヤートと第４図のブロツク図を用いて
行う。
流電源１６の電圧である。よつてスイツチング素
子１７がオンとなり電流Ｉが流れオフとなるまで
の時間をＴとすればこのオフとなるまでのＴの時
の電流値を測定することにより、l1とl2が逆に求
まり、更にL1、L2が判別できる。よつてもし放
電点が集中した時には、連続的に放電電流Ｉの時
間Ｔにおける電流値は、ほぼ等しくなる。３０
は、上記原理に基ずいて放電集中の有無を検出す
る検出装置であつて、本装置３０の説明を第３図
のタイムチヤートと第４図のブロツク図を用いて
行う。
第３図におけるＩは極間電流波形を電流検出用
のCTを用いて観測したものである。またVCEと
は、スイツチング素子１７のオン、オフ状態を示
している。△Ｔというのは、スイツチング素子１
７が、オフになる時に制御回路２０より出力され
る信号である。
のCTを用いて観測したものである。またVCEと
は、スイツチング素子１７のオン、オフ状態を示
している。△Ｔというのは、スイツチング素子１
７が、オフになる時に制御回路２０より出力され
る信号である。
第４図においては、第３図における電流信号SI
を、△Ｔのタイミングにおいて、サンプリングホ
ールド回路３１によつてホールドし、このホール
ドされた値をアナログ、デイジタル変換器３２に
よつてデイジタル値として一担ラツチ回路３３で
一時記憶する。本ラツチ回路３３は、前述の信号
△Ｔにより次段のラツチ回路３４へ、この信号を
シフトするように構成されており、このため１タ
イミング前の△Ｔにおける電流値SIと、次のタイ
ミングのSIは、ラツチ３４の入、出力の値から、
読みとることができる。ここで、各信号をSI
（ｔ）、SI（ｔ−１）とし、これを減算回路もしく
はデイジタルコンパレータ３５によつて差分検出
を行い差分のある時、すなわち放電の集中がない
場合カウンタ３６をリセツトし、差分のない時、
すなわち放電集中がある時カウンタ３６に加算パ
ルスを加えることによりカウンタ３６の内容が、
所定の設定値ｎを越した時、連続的集中放電がｎ
個連続して発生したことを検知できるようになつ
ている。実施例では、カウンタの計数パルスに△
Ｔそのものを用い、放電集中の場合リセツトがか
からなくなるから、ｎ個まで連続して放電が集中
すればカウンタ３６の設定値ｎを越した時、放電
集中危険信号Ｓが出力される。またカウンタ３６
にデイジタルアナログ変換器３７を取りつけて、
このアナログ信号を、メータ３８あるいは、発光
ダイオード等で表示することにより、放電の集中
状態を目視で確認できるようになつている。
を、△Ｔのタイミングにおいて、サンプリングホ
ールド回路３１によつてホールドし、このホール
ドされた値をアナログ、デイジタル変換器３２に
よつてデイジタル値として一担ラツチ回路３３で
一時記憶する。本ラツチ回路３３は、前述の信号
△Ｔにより次段のラツチ回路３４へ、この信号を
シフトするように構成されており、このため１タ
イミング前の△Ｔにおける電流値SIと、次のタイ
ミングのSIは、ラツチ３４の入、出力の値から、
読みとることができる。ここで、各信号をSI
（ｔ）、SI（ｔ−１）とし、これを減算回路もしく
はデイジタルコンパレータ３５によつて差分検出
を行い差分のある時、すなわち放電の集中がない
場合カウンタ３６をリセツトし、差分のない時、
すなわち放電集中がある時カウンタ３６に加算パ
ルスを加えることによりカウンタ３６の内容が、
所定の設定値ｎを越した時、連続的集中放電がｎ
個連続して発生したことを検知できるようになつ
ている。実施例では、カウンタの計数パルスに△
Ｔそのものを用い、放電集中の場合リセツトがか
からなくなるから、ｎ個まで連続して放電が集中
すればカウンタ３６の設定値ｎを越した時、放電
集中危険信号Ｓが出力される。またカウンタ３６
にデイジタルアナログ変換器３７を取りつけて、
このアナログ信号を、メータ３８あるいは、発光
ダイオード等で表示することにより、放電の集中
状態を目視で確認できるようになつている。
第６図は、放電点の変化によるインダクタンス
の変化を示す実験データで、ワイヤ電極径を0.2φ
とし、給電子９から放電点までの距離をL1（mm）、
電源１５と給電子９間の距離をL0（mm）としたも
のである。なお、上記L0の区間は、同軸ケーブ
ル等のきわめてインダクタンスの低いものが使用
でき、かつ、0.1μH〜0.15μH程度の固定値として
補正できる。
の変化を示す実験データで、ワイヤ電極径を0.2φ
とし、給電子９から放電点までの距離をL1（mm）、
電源１５と給電子９間の距離をL0（mm）としたも
のである。なお、上記L0の区間は、同軸ケーブ
ル等のきわめてインダクタンスの低いものが使用
でき、かつ、0.1μH〜0.15μH程度の固定値として
補正できる。
又、第６図は、インダクタンスの変化と電流の
変化を示す実験データで、このデータは、電流制
限抵抗１９の抵抗値Ｒを0.5Ω、直流電源１６の
電圧Ｅを200V、スイツチング素子１７がオンと
なり電流Ｉが流れオフとなるまでの時間Ｔを
0.4μsecとした場合のものである。
変化を示す実験データで、このデータは、電流制
限抵抗１９の抵抗値Ｒを0.5Ω、直流電源１６の
電圧Ｅを200V、スイツチング素子１７がオンと
なり電流Ｉが流れオフとなるまでの時間Ｔを
0.4μsecとした場合のものである。
なお、ワイヤ電極２の抵抗値は、実用されてい
るワイヤ電極２の径が0.2φ〜0.3φのもので、長さ
200mmで0.04Ω程度であるため、加工電源内の抵
抗0.5Ω〜50Ωに対して無視し得る。
るワイヤ電極２の径が0.2φ〜0.3φのもので、長さ
200mmで0.04Ω程度であるため、加工電源内の抵
抗0.5Ω〜50Ωに対して無視し得る。
さて、上記検出回路によつて得られた出力にも
とずいてスイツチング素子１７のオフ時間を延ば
すことにより、放電と放電の間の期間の延長させ
ることができ、消イオン効果を得ることができ、
放電集中の一要因を解消することができる。この
ための回路と方法手段を第５図を用いて説明す
る。１１８はRSフリツプフロツプで、この出力
Ｑ＝１の時増幅アンプ１１９を介してスイツチン
グ素子１７はオンとなる。すなわちオン時間であ
り、Ｑ＝０の時はオフ時間である。Ｑ＝１の時
ANDゲート１２０はオン時間、オフ時間設定カ
ウンタ１２１のオン時間設定出力τpが“１”にな
るまでの間出力は“０”であるが、τpが“１”に
なるとフリツプフロツプ１１８をリセツトするの
でＱは“０”となりオフ時間となる。この時同時
にANDゲート１２０の出力はORゲート１２２を
介して発振器OSC及び時間設定用カウンタ１２
１をリセツトするのでカウントは最初から行われ
る。さてＱ＝０となると＝１となるからAND
ゲート１２３の一方のゲーとすなわちORゲート
１２４の出力が“１”になるまでは出力１は出な
い。ORゲート１２４及びANDゲート１２５，１
２６は２系統のオフ時間の設定の制御を行つてお
り、上記SAが“０”の時は、τ1を“１”の時には
τ2を設定するようにしている。すなわち本発明に
よれば正常放電中にはτ1、異常の時にはτ2のオフ
時間で加工することになり、異常放電とみなすと
急激に休止時間を延ばして消イオン効果を持たせ
ることにより放電集中を防ぎ、ワイヤ断線を防ぐ
ものであり、しかもその異常の検出に放電時の電
流波形が、その直前の放電電流波形と同じかどう
かで判別し放電集中を発見することを特徴とした
もので従来にない加工制御装置の提供を行つてい
る。
とずいてスイツチング素子１７のオフ時間を延ば
すことにより、放電と放電の間の期間の延長させ
ることができ、消イオン効果を得ることができ、
放電集中の一要因を解消することができる。この
ための回路と方法手段を第５図を用いて説明す
る。１１８はRSフリツプフロツプで、この出力
Ｑ＝１の時増幅アンプ１１９を介してスイツチン
グ素子１７はオンとなる。すなわちオン時間であ
り、Ｑ＝０の時はオフ時間である。Ｑ＝１の時
ANDゲート１２０はオン時間、オフ時間設定カ
ウンタ１２１のオン時間設定出力τpが“１”にな
るまでの間出力は“０”であるが、τpが“１”に
なるとフリツプフロツプ１１８をリセツトするの
でＱは“０”となりオフ時間となる。この時同時
にANDゲート１２０の出力はORゲート１２２を
介して発振器OSC及び時間設定用カウンタ１２
１をリセツトするのでカウントは最初から行われ
る。さてＱ＝０となると＝１となるからAND
ゲート１２３の一方のゲーとすなわちORゲート
１２４の出力が“１”になるまでは出力１は出な
い。ORゲート１２４及びANDゲート１２５，１
２６は２系統のオフ時間の設定の制御を行つてお
り、上記SAが“０”の時は、τ1を“１”の時には
τ2を設定するようにしている。すなわち本発明に
よれば正常放電中にはτ1、異常の時にはτ2のオフ
時間で加工することになり、異常放電とみなすと
急激に休止時間を延ばして消イオン効果を持たせ
ることにより放電集中を防ぎ、ワイヤ断線を防ぐ
ものであり、しかもその異常の検出に放電時の電
流波形が、その直前の放電電流波形と同じかどう
かで判別し放電集中を発見することを特徴とした
もので従来にない加工制御装置の提供を行つてい
る。
なお上記の説明ではオフ時間をτ1とτ2の２通り
としたが、放電の集中個数を検出するカウンタ３
６の内容に伴つて連続的にオフ時間を設定してい
くことによつても同様の効果が得られる。
としたが、放電の集中個数を検出するカウンタ３
６の内容に伴つて連続的にオフ時間を設定してい
くことによつても同様の効果が得られる。
第１図は、従来のワイヤカツト放電加工装置の
原理図、第２図は本発明の検出原理説明図、第３
図は電流波形と検出波形の関係を示す図、第４図
は放電集中検出のための検出ブロツク図、第５図
は極間印加電圧制御回路図、第６図は放電点の変
化によるインダクタンスの変化を示す実験デー
タ、第７図はインダクタンスの変化と電流の変化
を示す実験データである。図中１は被加工物、２
はワイヤ電極、９は給電子、CTは電流検出器、
３０は放電集中検出回路である。なお図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
原理図、第２図は本発明の検出原理説明図、第３
図は電流波形と検出波形の関係を示す図、第４図
は放電集中検出のための検出ブロツク図、第５図
は極間印加電圧制御回路図、第６図は放電点の変
化によるインダクタンスの変化を示す実験デー
タ、第７図はインダクタンスの変化と電流の変化
を示す実験データである。図中１は被加工物、２
はワイヤ電極、９は給電子、CTは電流検出器、
３０は放電集中検出回路である。なお図中同一符
号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ ワイヤ電極と被加工物の加工間隙にパルス状
の電圧を印加し、上記パルスによつて放電加工を
行うワイヤカツト放電加工装置において、上記ワ
イヤ電極と被加工物との放電位置を上記ワイヤ電
極の放電点におけるインダクタンスの関数である
電流波形により検出すると共に、上記放電位置が
一点に集中しているか否かを判別し、それにもと
ずく信号を出力する装置を備え、この装置の出力
によつて上記パルス状電圧の休止時間を変更制御
するようにしたことを特徴とするワイヤカツト放
電加工装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13894782A JPS5930620A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | ワイヤカツト放電加工装置 |
| DE19833327470 DE3327470A1 (de) | 1982-08-02 | 1983-07-29 | Elektrische entladungs-schneidvorrichtung mit drahtelektrode |
| US06/519,642 US4559432A (en) | 1982-08-02 | 1983-08-02 | Wire EDM for detecting discharge concentrations using inductance |
| CH4203/83A CH661229A5 (de) | 1982-08-02 | 1983-08-02 | Funkenerosionsmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13894782A JPS5930620A (ja) | 1982-08-10 | 1982-08-10 | ワイヤカツト放電加工装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5930620A JPS5930620A (ja) | 1984-02-18 |
| JPS6344490B2 true JPS6344490B2 (ja) | 1988-09-05 |
Family
ID=15233869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13894782A Granted JPS5930620A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-10 | ワイヤカツト放電加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5930620A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH657079A5 (fr) * | 1984-06-26 | 1986-08-15 | Charmilles Technologies | Procede pour le decoupage par electroerosion et dispositif pour sa mise en oeuvre. |
| JPS61288931A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-19 | Hitachi Seiko Ltd | ワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路 |
| JPS6274531A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-04-06 | Naotake Mori | ワイヤカツト放電加工におけるワイヤ電極断線予知方法 |
| JPS63288626A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-25 | Fanuc Ltd | ワイヤ放電加工機における集中放電検出装置 |
-
1982
- 1982-08-10 JP JP13894782A patent/JPS5930620A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5930620A (ja) | 1984-02-18 |
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