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    公开号:WO1980002003A1
    申请号:PCT/JP1980/000047
    申请日:1980-03-21
    公开日:1980-10-02
    发明作者:T Yatomi；Y Tanaka
    申请人:Mitsubishi Electric Corp；T Yatomi；Y Tanaka；
    IPC主号:B23H7-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] ワ イ ヤ カ ツ ト 放電加工装置
    [0004] 技術分野
    [0005] この発明は， ワイ ャ電極を用いて放電加工する ヮ ィャ カ ッ ト 放電加工装置において， 被加工物材料の板厚変化 及び材質に応動して加工電気条件を最適に制御する装置 に関する ものである。
    [0006] 背景技術
    [0007] この種の ワイ ャ カ ッ ト 放電加工装置は直径が 0 . 0 5 0 . 3 丽程度の金属線を電極と し， この電極と対面する被 加工物との間隙に放電を生じさせて上記被加工物を溶融 除去し， 上記被加工物との間に X Y方向の送]) を与えて 所要輪郭形状の切断， 切！）抜き等の加工を行な う。 この 場合の制御送 ]3は 1 パル ス 1 単位のステツ プ定速送
    [0008] ]} を与えて通常放電させ， 放電エネルギー等は制御せず 加工間隙において一定電圧の放電を行なわせる。
    [0009] しかし被加工物の板厚が一定である と きは， 上記の定 速送 でも加工は うま く 行なわれる力 例えば被加工物 の厚さが一定でな く， 変化する と きは短絡， ワ イ ヤ切れ を防ぐため当初に最大板厚 （ 即ち， 最大加工面積） の場 合での加工送 ])速度に設定して加工を行 'うため， 加工 途中において板厚が薄く つて も当初に設定した遅い速 度のま ま送られるため極めて加工能率が悪い。 また被加 ェ物の板厚が一定の場合でも角のある形状を加工すると きる どは加工送] 速度を早めた ， 放電エネ ルギーを弱 めた方が角が丸ま る ことな く， 鋭利に加工でき る ことが 知られてお ] 放電エネ ルギーを変更制御しるい定速送]) 加工では都合が悪い。
    [0010] 上記の定速送 加工の欠点を補う装置と して従来用い られているのは加工間隙の電圧， すなわち加工電圧を検 出して， これが一定になる よ うに加工送 ])速度を制御す る ものである。 第 1 図にこの従来装置の構成と動作を示 す。
    [0011] ワ イ ャ電極 (1)と被加工物（2)との間には加工電源（3)によ 加工電流が供給されている。 加工電圧の平均値 E g と 基準電圧 Eo とが誤差増幅器 (4)に入力され， この誤差増 幅器 (4)によ 加工電圧 E g と基準電圧 Eo との差である 誤差電圧に比例した加工送 ] 速度 Fが決定される。 この 加工送])速度！1は速度分配器（5)によ ] X軸成分 Fx と Y 軸成分 Fy に分配されて， それぞれ X軸モータ（6)， Y軸 モータ（7)を駆動する。 ここで誤差増幅器 (4)の出力である 加工送] 速度 F と速度分配器（5)のそれぞれの出力である F X , F y との間には， F X 2 + Fy2 = F2 の関係がある。
    [0012] この よ う な構成において， ワ イ ヤ電極（1.)と被加工物（2) の間隙が小さ く 加工電圧 Eg が基準電圧 Eo よ ) 小 さ く るる と加工送 速度 Fが小さ く る ]9間隙を広げて， 加工電圧 Eg を基準電圧 Eoに近づける働き をする。.逆に
    [0013] ' ..fO 加工電圧 E gが基準電圧 Eoよ ])大き く る と全 く 同様に 加工送 速度 Fが大き く ])加工電圧 Egを基準電圧 Eo に近づける ことに ¾る。 このよ うに加工電圧をフ ィ 一 ド バッ ク して加工送 速度を変化させる方式では板厚の薄 い所を加工する と加工送！）速度は早く ])， 逆に板厚の 厚い所では加工送 ] 速度が遅く るる。
    [0014] 上記の よ う に加工電圧を一定化する加工送！）速度制御 を行なえば定速送 ] の と きに見られる加工送 速度の損 失はある程度回避する こ とができる。
    [0015] 第 2 図は充放電用コ ンデンサを充電するための電流波 形で， その設定要素と しては '充電パル ス電流の ピ—ク電 流 I p , パ ル ス幅 rp ， 休止時間 て r がある。 また第 3 図 は第 1 図の電源（3)の内部を示したもの （8)はコ ンデ ンサ で加工面ァラサに影饗し， （9)は電流制限抵抗で充電ピ— ク電流 IP を決定する。 な 0)はス ィ ツ チン グ ト ラ ン ジス タ
    [0016] ， CU)は発振器でこれによ 加工電流のパ ル ス幅 て p， 休止 時間 て r が定ま る。 は電源〔3)内部の直流電源であ ])， 極間の無負荷電圧に相当する。
    [0017] 放電加工の エネ ルギーは， これらの条件設定によ ])， 平均加工電圧 Eg が同一であっても大幅に異 ] ， 一般 に薄い物を加工する場合， 集中放電を起し易いので上記 の電気条件を下げて加工エネルギー を低く して加工し いと ワ イ ャ切れが発生する。
    [0018] 以上の よ うに加工電圧 E g を一定にする よ うに加工送 J 速度 F を制御して， 板厚の变化する被加工物の加工を 行な う と き， 電気条件は板厚の最も薄い所でワ イ ヤ（1)が 切れるいよ うに設定するため， 板厚の厚い所では電気条 件が弱すぎて加工速度が低下する。 また加工精度も板厚 の厚い所では， 電気条件を上げた方が良いことがわかつ ている。
    [0019] また加工形状がコーナ一部のよ う .加工進行方向変換 時には放電面積が減少する， す わち等価的に板厚が薄 く ¾ ， 電気条件一定では， オー バ 一 カッ ト に よる コ 一 ナ'一の不精確な加工が行るわれてしま う。 したがって， .この場合は電気条件を下げた方が鋭利で精確 ¾コーナ— -を形成できる。
    [0020] この よ う に， 放電面積の変化する板厚変化及びコーナ
    [0021] —部 どの加工では， 従来の定速送 や， 加工電圧を一 定化する加工速度制御では， 加工送 ])速度， 加工精度が 十分に得られず， また電気条件の設定を手動で行な うた め作業者の経験的要素が入 ]) , 設定が大変困難でワ イ ヤ 電極を切る 叮能性が強く， 信頼性が低かった。
    [0022] 発明の開示
    [0023] この発明は上記欠点を除去するためになされたも ので ， 放電加工面積の変化にあわせて， 演算増幅器によ 自 動的に電気条件， 即ち充電ピーク電流 i p ， パル ス幅
    [0024] ， 休止幅 て r 及びコ ンデ ンサ容量 G等の最適値を設定す ること を目的と している。 ，
    [0025] 0 この発明の装置は， 加工速度を検出 し， この検出した 加工速度と基準加工速度とを演算増幅器にて比較して演 算処理する ことによ ]3 加工面積変化を検出し， この演算 結果に従って被加工物の板厚に応じた放電加工の最適電 気条件を自動的に設定制御する こ とを特徴と している。
    [0026] この発明によれば， 従来人手に頼っていた条件設定を 完全自動で行る う ことができるため， 誤ってワ イ ヤ電極 を切断する危険が ¾い。 また， 板厚が変化する も のの加 ェでも常に板厚に最適の電気条件が自動的に設定され， 従来のよ うに最小板厚での弱い電気条件で加工する こ と がな く ]) , 加工送！）速度が大幅に増大し， かつ加工精 度も向上する効果を有する ものである。
    [0027] さ らに， この発明は， 放電加工面積.の変化にあわせて
    [0028] ， 電気条件の う ち充電ピーク電流 I P , パ ルス 幅 て P , 休 止時間 r r ，コ ンデンサ容量 C， 無負荷電圧,を単独， も し く は組み合わせて完全に自動で最適値に変更制御する こ と ¾目的と している。
    [0029] この発明の装置は， 板厚変化， コーナ一部の等価的板 厚変化る どの加工面積変化に対して前も つて準備されて いるデー タ テーブルのエネ ルギー的に優劣のつ た電気 条件を飛ぶことる く 順番に引き出 し比較して最適る電気 条件に落ちつかせる よ う にした。 ま たその時の放電加工 面積の変化検出手段と して， 加工送 速度を一定期間毎 に平均したものを採用し， さ らに電気条件の変更を， そ
    [0030] ■' C.V.P1 の時間間隔毎に出力させたことによ ， 正確る放電面積 の変化に対応した電気条件制御を叮能にした。
    [0031] したがって， この発明による電気条件切換制御によれ ば従来の よ うに板厚変化のある加工での電気条件の設定 の困難さが無ぐ る ]) , 操作性が向上する と と もに， 条件 設定の誤 ] による ワイ ヤ切れもる く なつた。 しかも何よ
    [0032] J 大きいことは， 従来の夂点であった加工速度の低下が 大幅に改善された。 さ らにコーナ一部で電気条件が落ち るために， コーナ一のダレ も以前よ 少 く ])形状精 度の向上が得 .れた。 この よ うに板厚変化のある加工で は， 本発明装置によ ])，. . 著し く加工の再現性， 信頼性， 加工特性の向上が得られ， 実施効果は極めて大である。
    [0033] 図面の簡単な説明
    [0034] 第 1 図は従来装置の概略構成図， 第 2 図は極間供給パ ル ス電流の説明図， 第 3 図は加工電源の概略構成図， 第
    [0035] 4 a 図は本発明の一実施例を示す図， 第 4 b図は加工送] 速度信号によ 電気条件を変更させる ことを示す説明図 ， 第 5 図は従来の加工電圧が一定でかつ， 電気条件も一 定にして加工した場合の板厚 t に対する加工送 J9速度 F の関係を示す図， 第 6 図は本発明による最適の条件を設 定した場合の板厚に対する電気条件及び送 速度との関 係を示す図， 第 7図は本発明の他の実施例を示すも の で , 送 ] 速度をロ ー パス フ ィ ル タ 一 で平均化した後に電気 条件設定を行な う構成図， 第 8 図は本発明の更に他の実 . 、 Λ 施例を示すも ので， 第 4図に示す装置に一定時間毎に送 速度をサ ンプ リ ン グする回路を付加した図， 第 9 図は 本発明の更に他の実施例を示すも ので， 第 7 図に示す装 置の 口 — パ ス フ ィ ル タ — と第 8 図に示す装置のサ ンプリ ン グの機能の両方を持つ装置の構成図， 第 10図は板厚変 化に対応した放電面積の変化を表わす図， 第 11図は本発 明装置の概略構成図， 第 12図は電気条件テー ブルの 1 例 を示す図， 第 13図は電気条件自動設定方式を説明 した図 ， 第 14図は演算増幅回路および電気条件制御装置のプロ ッ ク '図， 第 15図は発振器のク ロ ッ クパ ルス波形図， 第 16 図は電気条件制御装置の部分的るブ α ッ ク図である。
    [0036] 発明を実施するための最良の形態
    [0037] 第 4 図は， 第 1 図 ·に示す装置に演算増幅器 13が追加さ れた本発明による ワ イ ヤカ ツ ト 放電加工装置である。 上 記演算増幅器 (^には加工送] 速度 F及び基準送] 速度 Fo が入力され， この基準送 ] 速度 Foと加工送 ])速度 F との 差に比例した出力電圧 K i ( Fo - F ) がバル ス電源 (3)に送 られて上記出力電圧に対応した強さの加工エ ネ ル ギ ー ， 即ち電気条件を設定する よ う構成されている。 ここに Ki は比例定数であ ])， i = 1 〜 4 でそれぞれ Ip ， τρ , rr , Cの各電気条件に対応する係数である。
    [0038] 次に動作について説明する。 本発明による装置は上記 従来装置について説明 したのと同様に， 加工電圧 Egが基 準電圧 Eoと比較されて刀 Bェ電圧 E gは常に基準電圧 0 の
    [0039] C PI 値に近づ く よ う加工送] 速 Fが変化する。
    [0040] 板厚の変化に対してヮ ィ ャ電極（1)と被加工物 (2)の間隙 の極間電圧を一定に保つよ う に， また電気条件を同一と して制御する と， 加工エ ネ ル ギーはほぼ一定と るので 加工面積速度もほぼ一定と ]) , 加工送 ] 速度 Fは板厚 に反比例して遅く るる。
    [0041] このよ う る状態の下で演算増幅器 (^には力;]ェ送])速度
    [0042] Fが入力されてお ]) ， この加工送])速度 Fが減少する と 演算増幅器（L3の出力電圧 Ki ( Fo— F ) は増大するので対 応する 4つの電気条件 I p ， て ρ ， τ τ , C も増大し， したが つて加工送] 速度 Fはそれ程減少しない。 - 第 5 図は従来装置で電気条件即ち加工エ ネ ル ギー ； B G を板厚 ί が最も薄い個所でワイ ャ電極（1)が切れない よ う に設定した場合の板厚 t と加工送])速度 F との関係を示 したもので， 電気条件 E Gが一定であるために， 板厚 t にほぼ反比例して加工送] 速度が減少しているのがわか ό ο
    [0043] 第 6 図は本発明装置による最適の電気条件 E G を自動 設定した場合の板厚 t と加工送！）速度 F との関係を示し たもので， 板厚 t が増大するに伴って電気条件 E Cの強 度が増大， すなわち I P ， て P , 0が増大し， r rが減少する ので， 加工送 ] 速度 Fは基準送])速度 Foに対してそれ程 減少しるい。 ただし休止幅 は数値が小さ く ¾る と加工 エネ ル ギーは増大するので第 6 図の よ うに負の傾き'.と
    [0044] W'H) · る o
    [0045] 一般的に加工中直接に板厚 t を検出するのは困難である から板厚 t が加工送 ] 速度 Fにほぼ比例する こと を用い て電気条件 E 0 を決定すればよい。 今， 第 6 図に示した 加工送 ])速度 F及び電気条件 E C を直線で近似すれば
    [0046] F = Po - at (l) ( a > 0 )
    [0047] Ip = b it , て p = b2t, て r = b3t， C = b4t (2) が得られる。 ここに a 及び biは第 6図の F ， Ip , て p， て r ， Cの直線の傾き を表わす定数， ί は板厚である。
    [0048] 上式において板厚 t を消去すれば，
    [0049] Ιρ , て p , て r ， C =b i = Ki (Fo— ϊ
    [0050] 3. … (3)
    [0051] Ki は定数で Ki =―
    [0052] a となる。 これは演算増幅器（13を用いて出力電圧 Ki (Fo— F ) を作 ] ， これに比例した電気条件をパル ス電源 (3)に 対して設定すれば， 板厚 t に関して電気条件 E Cが自動 的に設定される こと を示している。
    [0053] これを更に詳細に説明する。 第 4b 図は，パルス電流の ピーク電流 Ipを変更制御する例を示しているが， 他の要 素であるパルス 幅 て p ，休止幅 rr , コ ンデ ンサ容量 Gにつ いて も同様である。 .
    [0054] 加工途中において， 板厚 t が増大する と Egく Eo とな るので ECFy ^ K Eg— Eo ) く 0 で ， 1 E (F) |く I E(F)7| とるる。 お， Kは定数， E(F) は板厚増大時の加土送 J 速度に相当する電圧量， E Fy は同じ く板厚増大後のそ れである。
    [0055] この ！] は基準送 ] 速度相当電圧 E (Fo)と加算され るが， この と き E (Fo) - E(F)< E(Fo) -ECF) となる。
    [0056] お， E(F) は板厚増大前の加工送] 速度に相当する電圧 量である。 この増大した E (Fo)- E Fyが演算増幅器^に 入力され， その増大量に相当する Edp C ピーク電流値 に相当する電圧量） が出力される。 この E (IP)は， E(lpo) (第 6 図における E C軸切片値） が加算されて'加工電源 (3)に送られて E lp l H(Ipo) に相当する Ipが選定され る。 お， Edp +EClpo)は必要に応じてアナログ/デ ジタ ル変換器によ デジ タル化されて加工電源（3)に送ら
    [0057] 4 レ 0
    [0058] また板厚が減少する場合は， Eg〉 Eo と ] E(F)"〉0 で， I E (F) Iく I E (F)" I と なるため， E (Fo) - E (F) > E(Fo)〉E(Fo)— E(I "となる。 お， E(F)" は板厚減少 時の加工送])速度に相当する電圧値である。
    [0059] 以上のよ うにして電気条件の強度を変更制御する。 電気条件 E Gは充電ピーク電流 Ip, 休止幅 rr， パ ル ス 増 τρ， コ ンデンサ容量 C 等のパラ メータ をもっため， 同 —の加工エネ ルギーで も種々 の電気条件が存在し得るが ， 一般的には実験的に最も安定したパラ メ ータ を選定す ればよい。
    [0060] 上記実施例では演算増幅器を用いて， その出力 m圧に 比例させて抵抗値を変化させ i pを設定し， また発振器（□) のパ ル ス幅， 休止幅を制御する こと によ ]) パ ル ス幅 r p , 休止幅 を変化させ， コ ンデ ン サ容量も 自動で設定した が， 演算増幅器 のかわ ] に比較器を多数接続し， 比較 器の一方の入力に種々の値を設定して も よい。 この場合 は比較器からの出力はデジタル と ¾るのでこれを用いて 電気条件に関与する ス ィ ツ チ を オ ン · オ フすれば上記実 施例と同等の効果を奏する。
    [0061] 第 4 図の回路では送 速度 Fの入力に対してただちに - 電気条件が設定されるが， 送 速度 Fは加工に伴い若干 の変動を含むので電気条件も変動する ことになる。 電気 条件の変動はただちに加工エ ネ ル ギーの変化と して送 ] 速度 F に影響するので全体と しての制御系が不安定と 電気条件が大幅に変化し瞬時的る過剰エネ ル ギーによ ワ イ ヤ切断の可能性が生ずる。
    [0062] 第 7 図は抵抗 4およびコ ンデ ンサ（^による 口 一 パス フ ィ ル タ を使用し送 D 速度 F の平均値 F を演算増幅器^に 入力している。 この よ うにする ことによ ]) 演算増幅器 (13 に入力される電圧は一定化され， パルス電源 ）に設定さ れる電気条件も安定と ¾る。 ·
    [0063] 制御系を安定さ.せる方法と して第 8 図で示した回路も 実用的で， ^はサ ン プルホー ル ドス ィ ッ チ， ^はサ ンブ ルホー ル ド用コ ンデ ンサ一， OS)はタ ィ マ 一 で一定間隔毎 に瞬時ス ィ ッ チ ^を投入する。 すなわち， コ ンデ：^サ ^ にはある瞬間の送])速度が記憶され， 次に再びス ィ ッ チ がタ イ マ一 OS)によ ] 投入されるま で一定値を保持し続 ける。 す ¾わち演算増幅器 3に入力される電圧はある時 間保持され， その間は電気条件も一定と る。
    [0064] 第 9 図で示される回路では， 第 6 図の口 一パス フ ィ ル タにサ ン プルホー ル ド ス ィ ツ チ ， サ ン ブルホー ル ド用 コ ンデ ン サ一（17)及びタ イ マ一 08)を付加したもので， タ イ マ —（^によ ]) ス ィ ツチ^が投入されて も コ ン デ ン サ（17)の 電圧は大幅には変化せず， 電気条件は一定時間毎にわず かづつ変化する ことにな ])， 極めて安定 制御系を実現 でき る。
    [0065] また， 上記説明ではス ィ ッ チ ^はタ イ マ一によ ] —定 時間毎に瞬時投入されたが， これは加工距離検出器に置 換して， 一定距離加工する毎に瞬時投入しても上記と同 等の効果を得る ことは自明である。
    [0066] 上記実施例では電気条件と加工送！）速度を共に板厚 t に関して直線で近似させたが， よ 精密な制御をする必 要がある場合には非線形回路を用いた演算増幅器で第 6 図のよ う な近似を行なえばよい。
    [0067] この発明は， さ らに， 完全に放電面積に対応させて電 気条件を変更制御しよ う とする ものである。
    [0068] その実施例を詳細に説明する前に板厚変化にと もる う 放電面積の変化について説明する。
    [0069] 第.10図は， 横軸に板厚が か ら t 5 に変化する被加工
    [0070] U
    [0071] - - _ν::Ρο~ 物（2)を加工する時の ワイ ヤ 極（1)の位置を示し， 縦軸に 板厚 と に対応した放電面積 S を Si — Ss と してあ る。 お加工進行方向と しては図中矢印 Qで示される方 向である。
    [0072] 第 10図から もわかる よ う に板厚が から へと増加 する場合， ワ イ ヤ電極（1)の位置が Aに来た時点で ;.板厚 t5 の端面と放電を開始する。 するわち図のよ う に板厚が急 激に増大する場合でも， 放電面積は Si から S5 に一気に 変化せずに A B に相当する区間で徐々に Si , S2，……， S5 と増加する。 このと き A Bは， 理論的には， ワ イ ヤ電極 (1)の半径と放電ギ ャ ッ プを加えたも のである 。
    [0073] 次に板厚が から へと減少する場合も上記と同様 ， 図中 Dの位置で一気に S5から Si にるるのではな く 0 の位置で徐々に減少を開始して D で Siになる。
    [0074] 第 10図のよ う に， ワ イ ヤ電極 (1)と放電ギャ ッ プから る放電面積を， 理論上， 板厚が変化しても放電ギ ャ ッ プ は変わらるいと して計算し， グ ラ フ化した場合， 図中， A B = C D とるる こ とは言う までも い。
    [0075] このよ う に， 板厚が から t5 へ増加， あるいは t5力 ら へ減少する場合 （特に， 直角形状の部分 ¾ どのよ う に板厚が急変する場合 ） は， 実際には， 徐々に途中の板 厚 t2 , t3， t4 を経過しているので， 電気条件もそれぞ れの板厚に対 した電気条件で， 板厚に合わせて変更し ければ ら い。 '
    [0076] -. iFO これに対して第 10図， Β ,' Dの板厚 t5の端面の位置で 板厚が急変しているからといって， 電気条件を急変させ る と以下に述べる よ うる問題を生じる。 すなわち， 板厚 が から t5へ増加する場合， Bの位置で電気条件を に 相当する ものから t5へ相当する ものに変更する と， 図中 A Bの区間を に相当する弱い電気条件で加工するため ， 徐々 に放電面積が増大するにつれて加工速度が落ちて しまい， 相当 損失を生じて しま う。 逆に板厚が から へ減少する場合， Dの位置で電気条件を t5 に相当す るものから へ相当する ものに変更するのでは， 図中 C Dの区間が t5 よ ] 等価的に薄く ¾つているにもかかわ ら.ず， に相当する強い電気条件で加工するため， 電流 密度の増加， 放電の集中等による ワイ ヤ切れが非常に起 こ ] やす く なる。 通常， 実験的に A B ( = C D ) の値は , 0. 1 5 〜 0. 2 雷 （ ワイ ヤ電極径 0.2 灘 ø の場合） であ j ， この距離は， ワイ ヤ切れを起こすには， 十分 距離で ある。
    [0077] 第 11図に本発明装置の一実施例の構成を示す。 この第 11図に示す装置は， 第 1 図に示す装置の作用説明と同様 に加工電圧 E gが基準電圧 Eo と比較されて， 加工電圧 Eg が常に基準電圧 E oの値に近づく よ う に加工送！）速度 Fが 変化する。 第 1 図で説明したよ うに誤差電圧に比例した 加工送] 速度 Fは， 演算回路 (^内において平均化され， 前もつて設定された一定時間毎に加工送 速度の平均値
    [0078] ΟΛ'ΓΙ W1FO と して出力される。 ' - 次に この加工送])速度の平均値 は， 電気条件制御装 置 に送られる。 ここでは， 入力された加工送] 速度の 平均値 に対して， 前も って実験的に作られている刀 Πェ 送 速度の平均値！ ^ と電気条件 E c の対応を も ったデ一 タ テ一 ブル よ ] , 現在加工中の板厚に最適 電気条件 Ec が選定される。 そしてさ らに加工電源 (3)に対して新た 電気条件 Ec を指令するよ うになつている。
    [0079] 第 12図は電気条件制御装置内部のメ モ リ —等に記憶さ れるデータ テー ブル例で， 各板厚に対する電気条件 Ec 及びそのとき の加工送 ] 速度の平均値 Fの上限 uと下限 Fdが記載され.ている。
    [0080] 第 13図は， 本発明によ る電気条件自動設定方式で， 横 軸に板厚 t ( t。く く…く t4く ··' ） ， 縦軸に加工送 D速 度の平均値 と電気条件 Ec を示してある。 こ こでは， 板 厚が 0 — t0の間では電気条件と して E CQを， 板厚が t0— の間では電気条件 ECl であ ] , そのときの加工送])速度 の平均値 はそれぞれ 0- I , i— の間 とるつている。
    [0081] ここで第 12図， 第 13図を用いて動作原理の詳細な説明 を行な う。 いま， 板厚 ί が t3 く t く t4であるよ うる被加 ェ物を電気条件 Ec4 で加工している とする。 このと きの 加工送] 速度の平均値 は 4 と の間にある。そして 被加工物の板厚 t が く tく t2に ¾つたとする と， 電気 条件は Ec4であるので加工送] 速度の平均値 Fは増大し て > ¾ となる。 そして Ec4 の Fの上限 4 を越える こ とに ] 電気条件制御装置 3は電気条件を 1 段下げて E(¾ を電源に指令する。 Ec3に相当する上限 は， 3 である が， 実際の板厚は く ίく t2であ ]) , Ec3 に相当する板 厚 （ t2 く t く t3 )に比して薄 ので加工送] 速度 f は上 限 3を越える。
    [0082] さ らに電気条件制御装置^は第 12図のテーブルに従つ て， Ec3 から 電気条件を 1 段下げて Ec2 を出力する。 そ の結果， 被加工物の板厚は と t2 の間であるので加工 送 ] 速度 は 2 と の間と ¾ 電気条件制御装置 ^は , この電気条件 Ec2 の出力を続行する。
    [0083] また板厚が厚く る場合も同様にして自動的に現在の 加工送 ] 速度の平均値 が上限 と下限 の間に入る よ う 電気条件を選び出 し出力す こ とにるる。
    [0084] 次に， 電気条件の選び出 し動作を， ビーク電流 IP を 例にして説明する。
    [0085] 第 14図において， E (F) ( 加工送！）速度 Fの電圧量） は基準電圧 E0 (+) と加算される。 この E(F) + E0は 口 一 パス フ ィ ル タ （141)に よ ] 平均化され E (F)+E0と る。 こ の平均化された値をアナ ロ グ デジ タル変換器 42)によ J デジタ ル化し， これをラ ッ チ回路（143) に送る。ラッチ回 路 43) は発振器（144) の発生するク 口 ッ クパルス に 応 動し， ク 口 ックパルス の立上]) で上記デジタル化された データ を読み込んで出力し， 次のパルス の立上 ] でそ
    [0086] BLI CA
    [0087] O¾PI のデー タ の出力を保持する。. 発振器 （144) のク ロ ッ ク パ ル スは第 15図に示すよ うに 0. 5 〜 l secごとに 出力される ラ ッ チ回路（143) の出力は， デコー ダ （151)に送られ， こ こでデータに対応した出力 ビ ッ ト が 0 か ら 1 にるる。 第 14図においては， 変換器（I42) と して 4 ビ ッ ト のものを使用 しているのでデコーダ （151) の出力は 16種 類ま で出力可能である。 メ モ .リ ー （152) には予めピーク 電流 Ip が 2 ビ ッ ト で記憶されている。この場合， I pとし ては 4 種類出力玎能である。 デコーダ （151) の出力がラ イ ン Ι Ρι に出力される と， メ モ リ 一 （152) 内の Ι Ρι に相 当する 2 ビ ッ ト がア ン ド回路 （153) を介して 2進化 10進 数 ( BCD) と して加工電源（3)に送られる。 加工電源（3)で は， I Pi に相当する B G D に対応して， リ レー等 （ 図示 せず） によ ])第 3 図における抵抗（9)が切 ])換え られる。
    [0088] 上述の説明では， IPについて説明したが， て P， rrに ついて も同様である。
    [0089] 第 16図に示すよ う に， デコー ダ （Ιδΐ) の出力ビ ッ ト （ I Pi ) をメ モ リ 一 （152) 内の他の て Pl ， τ n に対応する A N D回路 （1δ3) に接続すると， I p ， て Pi ， て ^ を組み合 わせて加工電源 ）に対して出力できる。 お， 第 16図中 I P η , て ρπ ， て rn の ラ イ ンには上記 I Pi ， て Ρι ， て ΐ"ιと同 様る他のデータ （ 16種類） が出力される よ うにる つてお
    [0090] , これらはデコーダ （Ιδΐ) の他の出力ビ ッ ト に対応し て選定される。
    [0091] 例えば板厚が増大したと きは， 一般に E gく E oるので Β ο + Δ Ε は平均的に減少するので， AZ D 変換器 （142')の ビ ッ トは下位の方向に移行する。 よ ってこの場合は， メ モリー 内のエネ ル ギー的に高い電気条件が選定され る よ うに， デコーダ 51) の出力をメ モ リ 一 ひ52) と 結 ぶよ うにしておけばよ い。 また逆に板厚が減少する場合 は全く 逆になる こ とは言うまでもない。 ― 上図のよ'う にデコーダの出力とメ モ リ 一との結線も し く はメモ リ 一内の書き換え次第で多種多様るデ一タ を作 成し用いるこ とができる。
    [0092] 本発明装置で第 11図に示すよ うに誤差増幅器 (4)によ i 決定された加工送])速度 Fは一旦， 演算回路^で， 一定 時間毎に平均化されている。 その理由を以下説明する。
    [0093] 実際の加工では， 平均加工電圧 E g を基準電圧 E o に 近づけるために加工送])速度 Fをも つて制御しているの で， 加工送 ] 速度 Fは， ばらついて く る。 そこで， 極間 の放電状態の変化， ワ イ ヤ径のばらつき， ワイ ヤ張力の 変動及びその他外乱によ ]3， 加工送])速度 Fのばらつき は大き く 現われる ことがある。 そのと き， 時々刻々 と変 化する加工送 ] 速度 F によ ， 電気条件を変化させるの では， 電気条件が板厚一定にもかかわらず， 始終変化し てしま う。、さ らに電気条件がエネ ル ギー的に強い方向に 変化したと き は， 〜最悪の状態では， ワ イ ヤ切れを起こ し
    [0094] β '；く A 0/uFI て しま う。 また実際-の板厚変化， コーナ一部等において
    [0095] ， 正確 放電面積に対応した電気条.件が得られず， やは
    [0096] D ワ イ ヤ切れ， も し く は， 加工送 ] 速度の損失を生じる
    [0097] ことがある。 特にコーナ一部では， 方向が急激に変化す
    [0098] る場合， 加工初期の端面の く い付き現象が起こるので，
    [0099] 余計に加工送])速度 Fは変動し， そのために電気条件も
    [0100] 大き く 変動して， ハ ンチ ン グ状態や， ワイ ヤ切れを起こ
    [0101] して しま う。
    [0102] 以上のことから， 時々 刻々変化する加工送！）速度 F を
    [0103] ， そのまま用いずにある程度平均化した加工送！）速度 F
    [0104] を用いる よ うに した。 このよ うに平均化された加工送])
    [0105] 速度 は， 瞬間の外乱， 及びその他の変動に対して応答
    [0106] し ¾ く ¾るので実際の板厚変動， コーナ一部において，
    [0107] 正確にその箇所を判靳する ことができる。 さ らに一定時
    [0108] 間毎の平均値とする ことによ ！）， 実際の加工に対応して
    [0109] ， 平均化された加工送] 速度 の変化と.して と らえて欲
    [0110] しい箇所と， 平常加工の安定して欲しい箇所との区別 ¾
    [0111] 付ける こと も 能にるった。 するわち本発明者の実験に
    [0112] よれば， 上記の一定時間と しては， 0 . 5 1 秒程度の範
    [0113] 囲に時間を設定する ことによ ] , 平常時の加工の安定，
    [0114] また板厚変化部及びコーナ一部における過渡的 ¾現象に
    [0115] 対する安定の両方を得る ことができた。
    [0116] 次に本発明装置では， 電気条件を変更する時間間隔は
    [0117] ，上記時間間隔と同じであるが， これも， 電気条件を変
    [0118] - B!J ' !ひ、
    [0119] 、 ' o -pi
    [0120] ', 0 ノ 更し-たこ とに よる加工送 速度の応答を十分に考えて， 前述した 0. 5〜 1 秒に設定した ものである。 当然の こと るがら， あま ])時間を長く とると， 板厚変化したにもか かわらず， 検出 していても， 電気条件が変化し いとい つた現象が必然的に生じ， それが板厚減少時であれば， 確実にワ イ ャ切れにつるがる。
    [0121] これまでに述べたよ う 説明において， 特に本発明装 置で， 演算回路， 電気条件制御装置ま でを含めて， 計算 機 導入する ことによ ] ， も っと広範囲に， 種々のデ一 タテ一ブルを記憶でき， また処理する こ と も 可能であ ]) ， 拡張性のあるこ とは言うまでもない。 また制御すベき 電気条件と しては， 充電ピーク電流 Ι ρ , パル ス幅 r p ， 休止時間 r r , コ ンデンサ容量， 無負荷電圧を単独， 組み 合わせて制御し， 加工送])速度， 加工精度， 加工面粗度 のいずれを重視するかによ ]} , 前も つて実験的にデー タ テーブルを作れば， 広範囲 加工が玎能になるわけであ
    权利要求:
    Claims

    請 求 の 範 囲
    L ワイ ャ電極と被加工物との対向間隙に放電を形成さ
    せる と共に， 上記対向間隙の電圧が一定と ¾る よ うに
    加工送 ])速度を制御して上記被加工物を加工する ヮ ィ
    ャカ ッ ト 放電加工装置において， 加工中における被加
    ェ物の放電加工面積の変化を検出し， その変化量に応
    じて増減する出力を発生する演算手段と， この演算手
    段の出力に従って上記面積に応じた最適加工電気条件
    を設定する加工電源と を備えたワ イ ヤ カ ツ ト 放電加工
    2. 演算手段は， 加工が行なわれている と きの加工送 ])
    速度と， 基準加工速度とを比較する ことによ ] 被加工
    物の放電加工面積の変化を検出するこ とを特徵とする
    請求の範囲第 1 項に記載の ワイ ヤカ ツ ト 放電加工装置
    0
    a 加工送 ])速度を平均し， 平均値と しての送] 速度を
    演算手段の入力とする ことを特徵とする請求の範囲第
    1 項に記載のワ イ ャカ ッ ト放電加工装置。
    4. 電気条件の設定変更は一定時間毎に行 われる こと
    を特徵とする請求の範囲第 1 項に記載の ワイ ヤカ ツ ト
    放電加工装置。
    5 電気条件の設定変更は一定距離加工毎に行 われる
    ことを特徵とする請求の範囲第 1 項に記載の ワ イ ヤ力
    ッ ト 放電加工装置。 . ：
    く
    ΟΛΊΡΙ
    i/_ WiPO ノ a 加工送])速度を平均し， 平均された加工送])速度を 演算手段の入力とする と と も に， 演算手段への平均化 された加工送] 速度の入力は時間的 間隔を置いて される ことを特徵とする請求の範囲第 1 項に記载の ヮ ィ ャカ ッ ト 放電加工装置。
    τ 演算手段で演算処理された電圧を比較器に入力 し， 上記比較器の出力によ 加工電流の最適電気条件 ¾デ ジ タ ルで自動設定制御する ことを特徵とする特許請求 範囲第 1 項記載のヮ ィ ャ'力 ッ ト 放電加工装置。
    ワイ ヤ電極と被加工物との対向間隙に放電を形成さ せる と共に， 上記対向間隙の電圧が一定となる よ'うに 加工送])速度を制御して上記被加工物を加工する ヮィ ャカ ツ ト放電加工装置において， 加工中における被加 ェ物の放電加工面積の変化を検出 し， その変化量にも とづいて出力を発する演算手段と， 放電加工のための 最適な複数の電気条件の う ちの少く と も一つを， 放電 加工面積に対応させて複数種類記憶し， 上記演算手段 の出力に応じて最適電気条件の指令を出力する電気条 件制御手段と， この電気条件制御手段の指令が入力さ れる加工電源と を'備えたワイ ヤカ ツ ト 制御装置。
    a 演算手段は， 放電加工面積の変化を加工が行るわれ ている速度に基づいて検出 し， 電気条件制御装置は， . 放電加工面積を代表する加工速度に対応させて電気条 、 件を記憶している ことを特徵とする請求の範囲第 8項
    ー じ'、 ' cv.Pi に記載のワイ ヤカ ッ ト 放電刀ロェ装置。
    10. 電気条件制御手段は， 複数種類の最適電気条件の指 令と， 複数種類の加工送])速度とを相互に対応させて 記憶してお ] ， 演算手段からの加工速度信号に合致す る上記記憶された速度にも とづいて， 電気条件の指令 を出力する こと を特徴とする請求の範囲第 9 項に記載 の ワ イ ヤ カ ツ ト 放電加工装置。
    11. 電気条件制御手段は， 複数種類の最適電気条件の指 令と， 上限速度及び下限速度を有する複数種類の加工 速度帯とを相互に対応させて記憶してお ] , 演算手段 からの加工速度信号と対応する上記加工速度帯に基づ いて， 電気条件の指令を出力する ことを特徵とする請 求の範囲第 9 項に記載のワ イ ヤカ ツ ト放電加工装置。
    12. 電気条件制御手段は， 放電加工エネルギの増減に対 応する複数種類の最適電気条件の指令と， 上限速度及 び下限速度を有する複数種類の加工速度帯とを相互に 対応させて記憶してお ]) , 演算手段からの加工速度信 号と対応する上記加工速度帯に基づいて電気条件の指 令を出力する と と もに， その指令の内容は， 上記加工 速度が上昇しつ ける時には放電刀！]ェエネルギの減少 する電気条件の指令であ D， 上記加工速度が下降しつ づける時には放電加工エネルギの増加する電気条件の 指令である こ とを特徵とする請求の範囲第 9 項に記載 の ワ イ ヤ カ ツ ト放電加工,装置。 '
    13. 演算手段は， 加工中の加工速度を平均化する手段と , この平均化された加工速度信号を所定時間おきに読 み込み， その時間中はその読み込んだ信号にも とづく 出力を発生する手段を有している こ とを特徵とする請 求の範囲第 8項に記載のワ イ ヤ カ ツ ト 放電加工装置。
    14. 電気条件制御手段は， 演算手段からの加工速度信号 が変動しな く るまで， 放電加工エネルギ を増大ある いは減少させる よ う電気条件の指令を順次切換え出力 する こ とを特徵とする請求の範囲第 12項に記載のワ イ ャカ ッ ト放電加工装置。
    15. ワイ ヤ電極と被加工物との対向する加工間隙に加工 電源を接続して放電を生じさせる と共に， 上記加工間 隙の電圧も し くは加工電流によ ] 加工送！）速度を制御 して上記被加工物を加工し， 上記加工送 ] 速度に応じ て上記加工電源の電気条件を制御する装置， あるいは 上記加工送 速度が減少した時， 加工電源の加工電流
    ， コ ンデンサ容量等を単独も し くは組み合わせて増大 させ， 逆に加工送])速度が増大したと きは， 加工電源 の加工電流， コ ンデ ンサ容量等を単独も し くは組み合 わせて減少させる装置を具備し， 上記被加工物の各板 厚に対する加工電源の最適 ¾複数の電気条件を， 単独 も し く は組み合わせてメ モ リ 一に記憶し， 加工送 ] 速 度に对応させて， .電気条件を上記メモ リー よ り 出力す ること に.よ < ，加ェ m滹の電気籴仵を刷御する と とを
    0.VPI
    ν»ί;ο 特徵と したワ イ ヤ カ ツ ト放電加ェ装置 o . ―
    16. 加工速度， 加工精度， 加工面ァラ サ， 加工安定度
    どを決定する複数種類の最適電気条件と， これらと対 応する加工送 1 速度とを共にメ モ リ 一に記憶させ， 外 部からの設定に応じて， メ モ リ 一 よ ])加工目的に合致 する電気条件を出力させて加工を行 う こと を特徴と する請.求の範囲第 14項記載のワ イヤ 力 ッ ト 放電加工装
    4 o
    17. 被加工物の材質の夫々 に合致する最適電気条件と，
    これら と対応する加工送 速度とを共にメ モ リ ーに記 憶させ， 外部からの設定に応じて上記メ モ リ — よ ] 被 加工物の材質に合致した電気条件を出力させ加工を行 な う こ と ¾特徵とする請求の範囲第 14項記載のワ イ ヤ カ ッ ト 放電加工装置。
    18. 加工中の加工送 ])速度に対応して加工電源の電気条
    件を， メモ リ ー よ ])優劣に従い順番に出力させるこ と によ ！）， 電気条件を変更制御する こ とを特徵と した請 求の範囲第 14項記載のワイ ヤカ ツ ト放電加工装置。
    19. 加工中の加工送] 速度に対応して加工電源の電気条
    件をメ モ リ 一 よ ， 一定時間毎に出力させる ことを特 徵と した請求の範囲第 14項記載のワ イ ャカ ッ ト 放電加 ェ装置。
    20. 加工電源の電気条件をメモ リ 一 よ ]9 出力させる場合
    , 一定時間毎の加工送 速度の平均値に対応し" t行な
    ' Ο PI われる ことを特徴と した請求の範囲第 14項に記載のヮ ィ ャカ ッ ト放電加工装置。
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    1981-04-23| RET| De translation (de og part 6b)|Ref document number: 3038747 Country of ref document: DE Date of ref document: 19810423 |
    1981-04-23| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 3038747 Country of ref document: DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP3357879A|JPS55125937A|1979-03-22|1979-03-22|Wire cut electrical discharge machining apparatus|
    JP3357779A|JPS55125936A|1979-03-22|1979-03-22|Wire cut electrical discharge machine|
    JP79/33577||1979-03-22||DE19803038747| DE3038747A1|1979-03-22|1980-03-21|Wire-cut electrical discharge machine|
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