JPS641251B2 - - Google Patents

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JPS641251B2
JPS641251B2 JP5386880A JP5386880A JPS641251B2 JP S641251 B2 JPS641251 B2 JP S641251B2 JP 5386880 A JP5386880 A JP 5386880A JP 5386880 A JP5386880 A JP 5386880A JP S641251 B2 JPS641251 B2 JP S641251B2
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JP
Japan
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electrode
difference
gap
workpiece
time
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JP5386880A
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JPS56152526A (en
Inventor
Tetsuro Ito
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to DE3134443T priority patent/DE3134443C2/de
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Priority to CH6279/81A priority patent/CH659416A5/de
Priority to US06/302,480 priority patent/US4510364A/en
Publication of JPS56152526A publication Critical patent/JPS56152526A/ja
Publication of JPS641251B2 publication Critical patent/JPS641251B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING 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
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/14Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply
    • B23H7/18Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply for maintaining or controlling the desired spacing between electrode and workpiece

Landscapes

  • 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】 本発明は電極の最進位置と現在位置の差を検出
し、この差に応動して極間状態を良好な状態に回
復させる運動を電極送り装置に与えるようにした
放電加工装置に関するものである。
第1図は従来の放電加工装置を示し、電極1は
加工槽2内に置かれた被加工物3と絶縁性の加工
液4を極間Gに介して対向している。加工電源
P/Sは直流電源Eと、加工電流の断続を行なう
ためのスイツチング素子SWと、電流制限抵抗R
と、上記スイツチング素子の断続を制御するため
の発振器OSCとで構成され、断続電流Iを電極
1と被加工物3の間に供給する。断続電流IはI
=E−Vg/Rの式であらわされ、アーク放電中は、 極間電圧Vgは20〜30V、短絡時は0V、無放電中
はEとなり、スイツチング素子SWがオフ状態の
とき極間電圧Vgは0Vとなる。よつて、このVg
を検出して平滑回路5によつて平均化すれば、こ
の値から極間々隙制御を行なうことができる。す
なわち、極間々隙が広いとき放電が起こりずらく
なり、平均電圧Vsは高くなり、極間々隙が狭い
と短絡したり、容易に放電するため平均電圧は低
下する。よつて、この電圧Vsを基準電圧Vrと比
較して、この差を極間サーボ回路に入力すれば、
すなわち増幅器6で増幅し、油圧サーボコイル7
に入力すれば、電極送り装置すなわち油圧発生ポ
ンプPと、油圧シリンダー8で構成される油圧サ
ーボ機構は、極間々隙Gがほぼ一定になるように
制御される。
このように従来の放電加工装置で、加工の状態
の良否を判別する最も一般的なのは、平均極間電
圧Vgを観測することであつて、これが低い時に
は極間インピーダンスが低い場合であり、この状
態は短絡、連続的アーク放電、極間における加工
粉、スラツジの滞留などが考えられる。しかしな
がら、放電加工において最も危険な異常アーク放
電は、一旦発生すると加工液の熱分解によるカー
ボン発生のために、カーボンと被加工物の間の放
電となり、極間インピーダンスが高くなつたよう
な状態になるため、平均電圧による極間状態悪化
の検出は不可能になつてしまうという不具合があ
つた。
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去
するためになされたもので、極間々隙長を検出し
て、極間状態を判別し、極間状態を良好な状態に
回復させるように、電極と被加工物の間隙を強制
的に拡げるようにし、この拡げる量と加工してい
る時間の比を上記検出出力に応動して自動的に制
御するようにした装置を提供することを目的とし
ている。
以下、本発明の一実施例を第2図を用いて詳述
すると、9はデイジタルスケールであつて、電極
支持棒10に取りつけられており、電極1が下方
に向かうとプラス方向パルスSpを発生し、上方
に向かうとマイナス方向パルスSnを発生する。
そして極間々隙長を正確に知るために、1パルス
あたり10μm以下のパルス発生を行なう。本例で
は5μm/パルスとして説明する。11は極間の
判別装置となる可逆カウンタで、13bitあり5μm
×(214−1)すなわち82mm相当の電極上昇量を記
憶できる。可逆カウンタ11の各ビツトの出力に
はデイジタルアナログ変換器D/Aが接続され、
この出力はVoである。D/Aの出力はコンパレ
ータ12によつて、0Vと比較され、0Vであれば
すなわちカウンタ内容が0であると、パルス発振
器13の出力パルスをANDゲートを介して加算
パルスLpとしてORゲート15を介して可逆カウ
ンタに加えるので、可逆カウンタ11は上昇量
と、加算パルスを加算し、下降量を減算する。よ
つて可逆カウンタ11の内容は最進位置と、電極
現在位置の差となる。すなわち、加算パルスLp
の合計が最進位置であり、これから下降と上昇の
差の合計である現在値を引くので、可逆カウンタ
11の内容は最進位置と現在位置の差であること
になる。よつて、デイジタルアナログ変換器D/
Aの出力は、上記の差に比例した電圧であるため
に、この出力Voを検出処理すれば、実際の極
間々隙状態の良否を知ることができる。すなわち
上記Voが大であれば、極間状態は最進値より戻
つた状態にあることから何等かの不具合、例えば
加工粉の滞留によつて極間にスラツジがたまつて
いるとか、異常アークによつて加工液が熱分解し
てカーボンが発生しているとか、電極の一部が破
損してそのかけらが極間に存在するとかが容易に
検出できる。しかし、ごく短時間であれば極間イ
ンピーダンスは断えず変化しており、短時間上記
の差があつても必ずしも極間状態が悪いとは判断
できないので、所定値以上のVoの存在が、ある
時間続いたことを検出して判断する必要がある。
第2図における16は電圧比較器で、差の電圧
Voが所定値V1よりも大か小かを判別している。
VoがV1より大になると電圧比較器16の出力は
負となり、トランジスタTrはベース抵抗r1を介
してオフ状態となる。時間計測用コンデンサCは
抵抗r2を通して充電され、コンデンサ両端の電圧
V3は次式のようにあらわされる。
よつて電圧比較器17は基準電圧V2にコンデ
ンサ電圧V3が達するまでの間出力が負にならな
いため、発光ダイオード18は点灯しない。そし
て、基準電圧V2できまる所定時間の間、差を示
す電圧Voが上記V1より大であり続けると、電圧
比較器17の出力は負となり、発光ダイオード1
8が点灯し、極間状態の異常発生を知ることがで
きる。
スイツチ19は時間の関数だけで、極間状態を
判断するか、差の電圧Voの大きさと時間の積の
関数として判断するかを切換える切換手段として
のスイツチで、第2図に示す位置に切換えること
により、単に時間だけの検出では困難な加工、例
えば銅又は銀とタングステンの粉末合金電極と
鉄、超硬合金の加工のように、一瞬にしてアーク
による割れや、タングステンの欠落が発生する場
合には、差の電圧と時間の積の関数として、異常
の発生をすみやかに知ることができる。すなわち
短時間であつても、差が大であればコンデンサC
の充電電流が増え、ただちにコンデンサ電圧V3
がV2に達するからである。すなわち、粉末合金
は、粉(20μ〜50μ径)の脱落により急激に状態
が悪化するので、差の電圧と時間の積の関数とし
て判断する事が有効である。
また、グラフアイト電極対鉄の加工でも、電流
が局部的に集中して流れると、加工液(軽油、ケ
ロシン等)が炭化して、グラフアイトに付着し、
電流集中を防がないと瞬時に極間間隙状態が悪化
するので、差の電圧と時間の積の関数として判断
する事が有効である。
一方、スイツチ19を第2図の+V側に切換え
れば、時間の関数だけで極間状態を判断でき、例
えば次のような場合有効である。
すなわち、銅電極対鉄の加工では、10〜15m
sec程度連続して検出しないと真の不具合かどう
か判別不能である。また、鉄電極対鉄、ステンレ
スの加工でも、加工の際被加工物の溶出物が橋絡
(ブリツジ)を発生、0.1〜0.3msecで判断を要す
るので、時間の関数だけで極間状態を判断する事
が有効である。
また、差の電圧Voを直接電圧計で観測するこ
とにより、最進値と現在値の差を直接観測するこ
とができ、極間状態のモニターとして使用できる
ことは明らかである。
そして、上記の極間異常発生検出装置の出力
V5は、最進位置と現在位置の差を検出するカウ
ンタ11の出力20〜213の2進デイジタル値とと
もに極間々隙を制御する制御装置JMPに送られ、
これらの信号により、極間々隙に強制的な拡大動
作を与えるようにして、極間状態に応じた拡大量
を自動的に制御するようにしている。
第3図は極間々隙制御装置JMPの詳細図であ
つて、本実施例では、上記信号によつて、間隙を
強制的に拡げる信号の存続時間を制御することに
より、間隙の拡大量と、加工時間と、拡大動作時
間の比率を制御するようにした例を示している。
第3図における28は多桁一致回路(デイジタ
ルコンパレータ)であつて、位置差検出用の可逆
カウンタ11の値と間隙強制拡大時間設定カウン
タ19が等しくなることを判別し、一致するとR
−Sフリツプフロツプ20をリセツトする。上記
カウンタ19により設定される時間は、基準クロ
ツクパルス発生器21のクロツクパルスの周期
と、上記カウンタ19の値が一致した位置差検出
用のカウンタ11の値との積の値となる。そし
て、上記R−Sフリツプフロツプ20の出力Q
は、極間サーボ回路6,7に対して極制的に、電
極上昇信号SMを発生させるアナログスイツチ2
2を作動させる。すなわち位置差に相応する時間
は、R−Sフリツプフロツプ20のQ出力は
「1」となつており、この間、電極は強制的に上
昇させられる。またR−Sフリツプフロツプ20
が一旦リセツトされる。Qが0となるとQの反転
出力は「1」となり、加工時間設定カウンタ2
3のクロツクパルス入力ゲート24が開となつ
て、加工時間プリセツトスイツチ25がセツトさ
れた時間の間、R−Sフリツプフロツプ20の出
力Qは「0」となるので、上記電極上昇信号SM
発生用のアナログスイツチ22はオープン状態と
なり、極間の通常のサーボが極間信号Vsと基準
電圧VRの差に基づいて行なわれる。なお、抵抗
rは電極上昇信号SMが発生した時、上記Vs,VR
の発生回路を保護するためのものである。
上記の動作は、常に行なわれているわけではな
く、極間異常状態検出信号V5が「0」のとき、
すなわち極間が異常状態のとき行なわれる。V5
はANDゲート26とANDゲート27で弁別さ
れ、V5が「1」の時にはANDゲートの出力は
「0」なので、R−Sフリツプフロツプ20はリ
セツト状態となつており、上記電極上昇信号SM
は出力されず通常の極間サーボがなされる。
なお、第3図において、28,29はNOTゲ
ートである。
この第3図に示した制御装置JMPの動作につ
いて詳述すると、初期状態でカウンタ11,19
が0のとき、R−Sフリツプフロツプ20はリセ
ツトされ出力の信号によりゲート24が開とな
る。そして、カウンタ23は、加工時間プリセツ
トスイツチ25がセツトされた時間の間カウント
され、ANDゲート27は待機状態となる。この
とき、アナログスイツチ22はオープン状態であ
る。
この状態で、極間異常状態検出信号V5が「0」
になり、異常が検出されると、この信号はNOT
ゲート28、ANDゲート27を介してR−Sフ
リツプフロツプ20をセツトするとともに、カウ
ンタ19のリセツトを解除する。そして、AND
ゲート26が開となり、カウンタ19はカウント
を開始する。このため、カウンタ19がカウンタ
11と一致するまで、R−Sフリツプフロツプ2
0のQ出力によりアナログスイツチ22を閉じ、
電極を上昇させる。
その後、カウンタ19がカウンタ11と一致す
ると、比較器28からリセツトパルスが出力さ
れ、カウンタ23及びR−Sフリツプフロツプ2
0はリセツトされ、アナログスイツチ22はオー
プン状態となる。
このように、極間異常状態検出信号V5が「0」
になると、極間々隙はその時の最進位置と現在位
置の差に対応する分に応じて自動的に設定され、
その差が大きなほど拡大時間も拡大量も増加し、
間隙状態を好転させるようにしているから高精度
加工の実現が図れる。また、上記V5が「1」の
時には電極の強制的上昇動作は行なわれず、通常
の極間サーボを行なう。
さらに、極間状態の判断は、切換手段により時
間の関数だけで判断するか、上記差の大きさと時
間の積の関数として判断するかを選択することが
できるから、電極の種類、被加工物の種類に応じ
て適切に極間異常状態を判断できる。
上記の実施例では、電極上昇時間の制御を行な
うようにして説明してきたが、この発明の目的と
するところは、異常状態検出信号に基づいて極間
間隙状態を好転させるように、電極と被加工物の
間隙の制御を行なうことにあり、電極上昇時間の
他、加工時間、上昇速度、上昇と加工の周期、サ
ーボ基準電圧、サーボ系のゲイン等を上記信号に
よつて制御することは何ら技術的に難しくはな
く、適宜になし得るところである。
以上のように、この発明は、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、上記電極
と被加工物との極間々隙を所定値に保つようにサ
ーボ制御を行ない、上記電極と被加工物との対向
極間内に放電を発生させて上記被加工物を加工す
る放電加工装置において、電極が被加工物に対し
て送り込まれる最進位置と電極の現在位置との差
を検出する電極位置検出手段と、上記電極の最進
位置と現在位置の差が所定値より大きくなつてい
る時間、または上記電極の最進位置と現在位置の
差が所定値より大きくなつている時間とその差の
積の値とを択一的に選択する選択手段、この選択
手段により選択された上記電極の最進位置と現在
位置の差が所定値より大きくなつている時間、ま
たはその時間とその差の積の値が所定値を上回る
と極間状態が悪い状態にあると判断して信号を出
力する極間状態判別手段と、この極間状態判別手
段の信号が入力され、それに応動して上記極間状
態を良好な状態に回復させる運動を上記電極を被
加工物に対して送り込む電極送り装置に与える制
御装置とを備えたので、極間状態を判別して極間
状態を良好な状態に回復させることができ、その
際に電極送り装置を制御しているので、加工粉の
排出が良くなり加工速度を向上できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の放電加工装置を示す原理図、第
2図は本発明になる極間異常状態検出装置の一実
施例を示す原理図、第3図は第2図の極間々隙制
御装置の一実施例を示す原理図である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示
し、1は電極、2は加工槽、3は被加工物、8は
油圧シリンダー、9はデイジタルスケール、11
は可逆カウンタ、13はパルス発振器、D/Aは
デイジタルアナログ変換器、16,17は電圧比
較器、JMPは極間々隙制御装置である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 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、上記電極と被加工物との極間間隙を
    所定値に保つようにサーボ制御を行ない、上記電
    極と被加工物との対向極間内に放電を発生させて
    上記被加工物を加工する放電加工装置において、
    電極が被加工物に対して送り込まれる最進位置と
    電極の現在位置との差を検出する電極位置検出手
    段と、上記電極の最進位置と現在位置の差が所定
    値より大きくなつている時間、または上記電極の
    最進位置と現在位置の差が所定値より大きくなつ
    ている時間とその差の積の値とを択一的に選択す
    る選択手段、この選択手段により選択された上記
    電極の最進位置と現在位置の差が所定値より大き
    くなつている時間、またはその時間とその差の積
    の値が所定値を上回ると極間状態が悪い状態にあ
    ると判断して信号を出力する極間状態判別手段
    と、この極間状態判別手段の信号が入力され、そ
    れに応動して上記極間状態を良好な状態に回復さ
    せる運動を上記電極を被加工物に対して送り込む
    電極送り装置に与える制御装置とを備えたことを
    特徴とする放電加工装置。
JP5386880A 1980-01-22 1980-04-23 Electric discharge machining device Granted JPS56152526A (en)

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PCT/JP1981/000014 WO1981002127A1 (fr) 1980-01-22 1981-01-21 Dispositif d'usinage a decharge electrique pouvant detecter l'ecartement entre l'electrode et la piece a usiner
CH6279/81A CH659416A5 (de) 1980-01-22 1981-01-21 Apparatur fuer elektrische entladungsbearbeitung.
US06/302,480 US4510364A (en) 1980-01-22 1981-01-21 Electric discharge machining apparatus

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