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JPH0472645B2 - - Google Patents
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JPH0472645B2 - - Google Patents

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JPH0472645B2
JPH0472645B2 JP60126317A JP12631785A JPH0472645B2 JP H0472645 B2 JPH0472645 B2 JP H0472645B2 JP 60126317 A JP60126317 A JP 60126317A JP 12631785 A JP12631785 A JP 12631785A JP H0472645 B2 JPH0472645 B2 JP H0472645B2
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JP
Japan
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machining
circuit
current
discharge
wire electrode
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JP60126317A
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Yasuo Suzuki
Masakazu Kishi
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Hitachi Seiko Ltd
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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ワイヤ放電加工におけるワイヤ電極
の断線を防止するワイヤ放電加工用ワイヤ電極断
線防止回路に関するものである。
〔発明の背景〕
ワイヤ放電加工においては、加工速度を上げる
ため、供給パルス電流又はパルス周期(パルス
OFF時間)を制御し、放電エネルギを高めて加
工を行つている。
しかし、ワイヤ放電加工で使用されるワイヤ電
極は0.02〜0.3mmφと極めて細く、このためワイ
ヤ電極に通電できる電流容量は5〜50Aに制限さ
れ、これ以上の電流を流すと断線してしまう。そ
こで、ワイヤ電極の電流容量を越えたときにパル
スOFFとして断線防止することが考られるが、
実際の加工においては、上記電流容量以下であつ
てもワイヤ電極が断線することがあつた。これ
は、加工時に発生する加工屑や気泡などが加工間
隙中に局所的に停帯し、そこに放電の集中が起こ
つて加熱されるからである。
このため従来は、平均加工電流がワイヤ電極の
電流容量より40〜50%以下となるようにパルス条
件を設定し、加工を行つていたが、これでは加工
速度が低下するという新らたな問題が生じた。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような問題を解消するためにな
されたもので、加工速度を低下させることなく、
集中放電に起因する電流容量以下の通電時でのワ
イヤ電極断線を的確かつ有効に防止できるワイヤ
放電加工用ワイヤ電極断線防止回路を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明回路は、ワイヤ放電加工において、集中
放電状態にあるか否かを的確に検出すると共に、
加工平均電流が所定値以上になつているか否かを
検出し、集中放電状態にあり、かつ加工平均電流
が所定値以上になつている状態が所定時間以上続
いたときにアーク放電エネルギを減少させるよう
にして上記目的を達成するようにしたものであ
る。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第1図は本発明によるワイヤ放電加工用ワイ
ヤ電極断線防止回路の一実施例を示す図で、この
第1図において、1はワイヤ電極、2は被加工
物、3は加工液供給ノズル、4はワイヤ電極1と
被加工物2との間に加工パルスを供給するパルス
電源である。5及び6は上記加工パルスをワイヤ
電極1に供給するための給電子であり、被加工物
2の上方側と下方側にそれぞれ配置してある。7
及び8はワイヤ電極1を案内するためのローラで
あり、このローラ7,8を介してワイヤ電極1は
図示しないワイヤ繰出しボビンから繰出され、か
つ図示しない巻取駆動装置により巻取られる。ま
た、前記被加工物2は、数値制御装置などの駆動
装置によつてXY軸平面上を移動可能のテーブル
(図示せず)に設置されている。9は発振器,1
0は加工パルスのON時間を設定するTON回路、
11は加工パルスのOFF時間を設定するTOFF
路であり、これらの回路10,11からのON時
間,OFF時間設定信号は前記パルス電源4に与
えられ、パルス電源4は所定のON,OFF時間を
もつ加工パルスを発生する。
12は前記上方側給電子5に流れる加工電流を
測定するための電流検出器、13はこの電流検出
器12で検出した微小電流を増幅する増幅器であ
る。この増幅器13の出力端はフイルタ回路14
を介して微分回路15の入力端に接続される。1
6及び17は比較増幅器であり、比較増幅器16
の+側入力端と比較増幅器17の−側入力端には
前記微分回路15の出力端が接続されている。ま
た、これらの比較増幅器16,17の出力端は、
ORゲート18の異なる入力端に各別に接続され
る。ORゲート18の出力端はORゲート19の
一方の入力端に接続される。なお、上記電流検出
器12からORゲート18に至る回路を集中放電
検出回路という。
20は前記上,下方側給電子5,6に流れる全
加工電流を検出する電流検出器、21はこの電流
検出器20の出力電流を増幅してフイルタ回路2
2に与える増幅器である。23は比較増幅器で、
その−側入力端には前記フイルタ回路22の出力
端が、+側入力端には設定器24の出力端が、そ
れぞれ接続され、また、その比較増幅器23の出
力端は前記ORゲート19の他方の入力端に接続
される。なお、電流検出器20から比較増幅器2
3に至る回路を加工平均電流検出回路という。
25はカウンタで、そのカウント入力端Tには
発振器26のクロツク出力端Tが、リセツト入力
端Rには前記ORゲート19の出力端が、それぞ
れ接続されており、また、その出力端Qは前記
TON,TOFF回路10,11の各制御入力端に接続
される。なお、ORゲート19からTON,TOFF
路10,11に至る回路を制御回路という。
27は比較増幅器で、その+側入力端は前記増
幅器21の出力端に、−側入力端は設定器28の
出力端に、それぞれ接続される。29はANDゲ
ートで、その一方の入力端は比較増幅器27の出
力端に、出力端はD型フリツプフロツプ30のセ
ツト入力端Sに、それぞれ接続される。31は
TON回路10からのパルス信号を遅延させてチエ
ツクパルス発生回路32に与えるデイレイ回路で
ある。チエツクパルス発生回路32の出力端は前
記ANDゲート29の他方の入力端及びD型フリ
ツプフロツプ30のクロツク入力端Tにそれぞれ
接続される。D型フリツプフロツプ30のデータ
入力端Dは接地されて論理値“0”とされてお
り、同出力端Qは積分回路33の入力端に接続さ
れる。積分回路33の出力端は、差動増幅器34
の+側入力端及び差動増幅器35の−側入力端に
それぞれ接続される。差動増幅器34は、その−
側入力端が設定器36の出力端に、出力端が比較
増幅器16の−側入力端に、それぞれ接続され
る。また差動増幅器35は、その+側入力端が設
定器37の出力端に、出力端が比較増幅器17の
+側入力端に、それぞれ接続される。なお、比較
増幅器27から差動増幅器34,35に至る回路
を感度補正回路という。
次に上述本発明回路の動作について説明する。
まず、ワイヤ電極1と被加工物2との間に加工液
供給ノズル3から絶縁性加工液の供給が開始され
る。また、発振器9で発生した所定の周波数の信
号がTON,TOFF回路10,11により、第2図及
び第3図中の波形Aに示すようにON,OFF時間
が設定され、これに基づきパワースイツチング動
作するパルス電源4から、加工液供給されている
前記ワイヤ電極1と被加工物2の間に加工パルス
が与えられ、放電が発生する。このとき、図示し
ないテーブル駆動装置により被加工物2が加工送
りされるもので、これにより被加工物2に所望形
状の放電加工が行われる。
ここで、放電が発生すると、極間電圧波形は第
2図中の波形Bに示すようにアーク電圧Vaとな
る。いま、その放電が被加工物2の下部で発生す
ると、放電点から下方側給電子6までの距離は短
く、上方側給電子5までの距離は長くなる。この
結果、加工電流(放電電流)は第2図中の波形
C,DのI1,I1′から分かるようにIU<IDとなる。
ここで、IUは上方側給電子5を通つて流れる加工
電流、IDは下方側給電子6を通つて流れる加工電
流を示す。これらの和電流IU+IDが全放電エネル
ギとして放電加工に寄与する。以上とは逆に、被
加工物2の上部で放電が発生すると、加工電流は
IU>IDとなり、第2図中の波形C,DのI2,I2′に
示す大きさをもつて流れる。また、被加工物2の
中央部で放電が発生した場合は、IU=ID、すなわ
ち第2図中の波形C,DのI3,I3′及びI4,I4′に示
すように両電流は等しくなる。そして、この間の
フイルタ回路14からの出力信号は第2図中の波
形Eに示すようになる。すなわち、放電が一定箇
所で発生している(放電点が一定である)と、電
流I3,I4区間では波形Fで示すように、微分回路
15の出力波形は変動しない。この場合、微分回
路15から得られる信号は、比較増幅器16,1
7に与えられて差動増幅器34,35からの設定
電圧+E0,−E0と比較され、それら比較増幅器1
6,17の出力信号はそれぞれORゲート18に
与えられるもので、ORゲート18の出力信号波
形は、第2図中の波形Gに示すようになる。この
ORゲート18の出力信号はORゲート19を通
つてカウンタ25のリセツト入力端Rに与えら
れ、その論理値“1”のときカウンタ25をリセ
ツト状態にする。すなわち、前記放電点が一箇所
に集中していない電流I1,I2区間では、ORゲー
ト18の出力端からは論理値“1”の信号が出力
され、カウンタ25をリセツト状態にするため、
カウンタ25からは論理値“1”の出力信号が得
られず、TON,TOFF回路10,11には制御信号
が与えられない。このためTON,TOFF回路10,
11であらかじめ設定されているON,OFF時間
の加工パルスにより放電加工が行われる。また、
放電点が一箇所に集中している電流I3,I4区間で
は、波形Gから分かるようにORゲート18の出
力端からは論理値“1”なる信号は得られない。
一方、放電加工の全電流が電流検出器20で検出
され、増幅器21で電圧増幅された後、フイルタ
回路22で高周波成分が除去され、上記検出加工
電流を平均化した値として比較増幅器23に与え
られる。比較増幅器23は、入力された上記検出
加工電流平均値が設定器24で設定した値以上に
なると、その出力信号が論理値“0”となつて前
記ORゲート19の入力端に与えられる。この
際、上述したようにORゲート18の出力信号も
論理値“0”となつているので、ORゲート19
の出力信号も論理値“0”となり、カウンタ25
のリセツト状態を解除する。すなわちORゲート
19の出力信号は、所定値以上の加工平均電流が
ながれ、かつ放電が一定箇所で持続したときに論
理値“0”となり、カウンタ25のリセツト状態
を解除する。これにより、カウンタ25は発振器
26から発生する所定周波数のクロツクをカウン
トし、所定のカウント数に達すると、その出力信
号が論理値“1”となつて、前記TON,TOFF回路
10,11に与えられ、加工パルスON時間TON
を短くするか、加工パルスOFF時間TOFFを長く
するようにそれらTON,TOFF回路10,11を制
御する。
以上のように、加工平均電流(全加工電流)が
所定値以上に増大し、かつ集中放電が検出され、
その持続が所定時間以上に達したときに放電エネ
ルギを下げるように加工パルスが制御されるもの
で、これによりワイヤ放電加工におけるワイヤ電
極1の断線が集中放電発生時でも有効に防止され
るため、加工速度が向上されることになる。
次に、集中放電検出における感度補正動作につ
いて述べる。上述説明は、放電自体は正常に発生
している場合について述べたが、ワイヤ電極1と
被加工物2が加工中に短絡すると、第3図中の波
形HのIsに示すように加工電流は増大する。この
Isが連続して発生すると、第2図の波形Eが変化
し、あたかも放電点が変動したかのように検出さ
れる。したがつて、このような短絡時には集中放
電検出回路の電流検出感度を下げるように補正す
る必要がある。実験によれば、上記短絡時の電流
Isは正常放電時の加工電流Ipに対して約15%増大
するため、この割合で感度を下げればよく、感度
補正回路はこのような感度補正を行うものであ
る。すなわち、第3図の波形Hに示した加工電流
Is(又はIp)は、比較増幅器27に与えられて設定
器28からの設定値Esと比較され、その結果が
ANDゲート29の一方の入力端に与えられる。
一方、第3図中の波形Jに示すチエツクパルス発
生回路32からのチエツクパルスがANDゲート
29の他方の入力端に与えられているため、上記
短絡状態になれば、第3図中の波形Kに示すよう
にANDゲート29の出力信号がチエツクパルス
入力時に論理値“1”となる。これによりD型フ
リツプフロツプ30はセツト状態となり、第3図
中の波形Lに示す信号を出力する。この信号Lは
積分回路33により平均化されて差動増幅器34
の+側入力端及び差動増幅器35の−側入力端に
与えられる。これにより、差動増幅器34から
は、正常時に設定器36で与えられて出力される
値より15%上昇した設定電圧+E0が出力され、
比較増幅器16の−側入力端に与えられると共
に、差動増幅器35からは、正常時に設定器37
で与えられて出力される値より15%低下した設定
電圧−E0が出力され、比較増幅器17の+側入
力端に与えられる。したがつて、集中放電検出回
路の微分回路15からの信号Fは、+及び−側に
それぞれ15%補正された設定電圧+E0,−E0(第
2図F中の2点鎖線で示す電圧)と比較されるこ
とになり、感度が下げられる。これにより、ワイ
ヤ電極1と被加工物2の短絡時に、誤つてORゲ
ート18の出力信号Gが論理値“1”となること
が防止され、実際に放電点が変動した場合と峻別
され、放電集中検出がより的確になる。
上述本発明回路による効果の具体例を以下に示
す。
ワイヤ電極1:真鍮製,0.3mmφ 被加工物2:SKD11製,60mm厚 パルスON時間TON:4μsec パルスOFF時間TOFF:12μsec ピーク電流:500A 発振器26の発振周波数:1msec 異常過電流及び集中放電が発生してからカウン
タ28の出力信号が論理値“1”となるカウント
数:10 設定器24の設定値:40A とした本発明回路を用いてワイヤ放電加工したと
き、加工速度は3.6mm/minとなり、従来のそれ
(加工速度3mm/min)に比べて20%も向上した。
なお、第1図に示した実施例では、集中放電検出
用の電流検出器12を上方側給電子5に至る通電
路に設けた場合を示したが、下方側給電子6に至
る通電路に設けてもよく、これによつても上述実
施例と同様の効果が得られる。
また、集中放電検出回路、加工平均電流検出回
路、制御回路及び感度補正回路など、いずれも上
述実施例に示す構成に限定されない。特に、感度
補正回路に関し、上述実施例では比較増幅器1
6,17に与える設定電圧+E0,−E0変化させる
ことで感度補正を行つていたが、これを増幅器1
3の入力感度又は増幅度などを変化させることで
行うようにしてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、集中放電に
起因するワイヤ電極電流容量以下の通電時のワイ
ヤ電極断線を的確かつ有効に防止でき、したがつ
て従来、この場合に行つていた平均加工電流の低
減が不要となり、加工速度を上昇させることがで
き、また、長時間の無人加工も可能になるなどの
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明回路の一実施例を示す図、第2
図は同回路の各部信号波形図、第3図は同じく短
絡時の各部信号波形図である。 1……ワイヤ電極、2……被加工物、3……加
工液供給ノズル、4……パルス電源、5,6……
給電子、9,26……発振器、10,11……
TON,TOFF回路、12,20……電流検出器、1
3,21……増幅器、14,22……フイルタ回
路、15……微分回路、16,17,23,27
……比較増幅器、18,19……ORゲート、2
4,28,36,37……設定器、25……カウ
ンタ、29……ANDゲート、30……フリツプ
フロツプ、31……デイレイ回路、32……チエ
ツクパルス発生回路、33……積分回路、34,
35……差動増幅器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ワイヤ電極と被加工物の間に加工液を供給し
    つつ、前記被加工物を挟んで上方側及び下方側に
    それぞれ設けた給電子を介してパルス電源からの
    加工パルスを与えて間欠的アーク放電を発生さ
    せ、前記被加工物に加工を行うワイヤ放電加工に
    おいて、 前記給電子の少なくとも一方に流れる加工電流
    の波形を検出する回路及びこの回路で検出された
    加工電流波形中の加工電流無変動状態を検出する
    回路を備え、前記加工電流無変動状態を検出して
    いるときに集中放電状態にあるとして集中放電検
    出信号を出力する集中放電検出回路と、 前記ワイヤ電極に流れる全加工電流を検出する
    検出器、この検出器で検出された全加工電流から
    高周波成分を除去し加工平均電流値として出力す
    る回路及びこの回路からの加工平均電流値が前記
    ワイヤ電極の電流容量以下の任意に設定された所
    定値以上になつているときに加工平均電流所定値
    以上検出信号を出力する回路を備えてなる加工平
    均電流検出回路と、 この加工平均電流検出回路及び前記集中放電検
    出回路の出力端が異なる入力端に各別に接続さ
    れ、前記集中放電検出信号及び加工平均電流所定
    値以上検出信号の同時入力を検出する回路及びこ
    の回路による前記同時入力の状態が所定時間以上
    持続したことをカウントする回路を備え、前記同
    時入力状態が所定時間以上持続したときに前記パ
    ルス電源のパルスON,OFF時間のON時間を短
    く、又はOFF時間を長くして前記アーク放電の
    エネルギを減少させる制御回路とを、 具備することを特徴とするワイヤ放電加工用ワイ
    ヤ電極断線防止回路。
JP12631785A 1985-06-12 1985-06-12 ワイヤ放電加工用ワイヤ電極断線防止回路 Granted JPS61288931A (ja)

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