JPH0657372B2

JPH0657372B2 - ワイヤカット放電加工装置

Info

Publication number: JPH0657372B2
Application number: JP58090083A
Authority: JP
Inventors: 潔井上
Original assignee: 株式会社井上ジャパックス研究所
Priority date: 1983-05-24
Filing date: 1983-05-24
Publication date: 1994-08-03
Anticipated expiration: 2009-08-03
Also published as: JPS59219119A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はワイヤ電極を使用し、これを被加工体に微小間
隙で対向させた加工間隙に加工液を供給すると共に電圧
パルスを印加して放電加工するワイヤカット放電加工装
置に関する。

ワイヤ電極は一方の供給ドラムから他方の巻取りドラム
に引っ張られながら巻き取られ、この移動するワイヤ電
極にワイヤ電極軸と略直角の方向から被加工体を対向さ
せて加工間隙を形成させる。この加工間隙には、水、ケ
ロシン等の加工液を供給すると共に間歇的な電圧パルス
を印加し、放電パルスを発生させて放電加工を行ない、
この状態で被加工体に加工送りを与えることにより被加
工体が切断加工されるが、この際、被加工体表面のみな
らずワイヤ電極表面に於ても、特定の点に集中して放電
が発生しないようにする必要がある。ワイヤ電極の表面
上の特定の点に集中的に放電が発生すると、該集中点に
アーク痕が形成され、被加工面に条溝等が生じるばかり
でなく、放電が定常アークになったり、短絡、断線等の
事故が発生することになる。

この問題点に着目して、例えば特公昭５３−２６７２０
号や特開昭５４−７１４９６号等には、放電加工を終え
て移動通過してくるワイヤ部分の消耗した線径や表面状
態を光学的に検出する装置を設け、該検出信号によりワ
イヤの移動装置又は加工電源を制御することによりワイ
ヤ電極の消耗や表面状態を所望の略一定にするようにし
たものが提案されている。しかし、このような従来の技
術では、ワイヤ電極の加工進行方向の面の表面状態を常
時監視するために、加工進進行方向の変化に応じて検出
装置を回動制御しなければならず、装置の構造が複雑に
なると共に煩雑な制御を必要とすることになる。又、パ
ルス放電はワイヤ電極の加工進行方向の表面だけでなく
加工進行方向の側の略半周の表面に於て発生しているか
ら、検出装置を加工進行方向の変化に応じて回動制御し
てもワイヤ電極の表面状態（消耗状態）を的確に検出す
ることはできない。又、検出装置を、加工進行方向を中
心として所定角度（例えば片側９０゜）往復回動させた
り、ワイヤ電極の周囲を３６０゜回動させて、ワイヤ電
極表面の放電発生部位や全周面を監視するように構成し
たとしても、各時点に於てやはりワイヤ電極の周囲の一
部分の表面状態に関する情報しか得られないことに変わ
りはないから、ワイヤ電極の消耗状態を的確に検出する
ことはできず、ワイヤ電極の消耗状態を正確に判別し
て、加工条件を適確に制御することが難しかった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的とするところは、ワイヤ電極の異常消耗
や局部的消耗、或いはその前兆現象等を確実に検出し
て、加工条件を適切に切り換えることにより、集中放電
や短絡、断線事故等を未然に防止し、高精度の加工を効
率よく行ない得るワイヤカット放電加工装置を提供する
ことにある。

そして、この目的を達成するため、本発明のワイヤカッ
ト放電加工装置は、間隔を置いて配置した一対の位置決
めガイド間を軸方向に走行移動するワイヤ電極に微小な
加工間隙を介して被加工体を対向配置し、加工間隙に加
工液を供給した状態で、ワイヤ電極と被加工体間に間歇
的な加工電圧パルスを印加して繰返し放電パルスを発生
させると共に被加工体に上記ワイヤ電極の軸方向と略直
角方向の相対的な加工送りを与えて所望輪郭形状の加工
を行なうワイヤカット放電加工装置に於て、軸方向に走
行移動するワイヤ電極の表面状態を触針により振動信号
として検出するピックアップ装置を、被加工体と対向す
る加工部を移動通過したワイヤ電極の周囲に所定の角度
間隔で複数個設けると共に、上記複数の各ピックアップ
装置による各検出振動信号から高周波成分の周波数スペ
クトルと低周波成分の周波数スペクトルとを検出し、上
記両周波数スペクトルの出力レベルから加工状態の良否
を判別する装置を設けてなることを特徴とする。

ピックアップ装置の個数は、ワイヤ電極の周囲に90度間
隔で少なくとも４個程度配置することが推将される。

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

第１図は本発明にかかるワイヤカット放電加工装置の一
実施例の要部を示す説明図、第２図は第１図に示したピ
ックアップ装置の一実施例の拡大断面図、第３図はワイ
ヤ電極の表面アラサ等の表面状態が所定の状態となるよ
う加工条件を制御する制御回路のブロック図、第４図は
その制御回路の一部詳細図、第５図はピックアップ出力
の周波数と電圧の関係を示すグラフである。

第１図中、１はワイヤ電極、２は被加工体、３はワイヤ
電極供給ドラム、４は同巻取りドラム、５、６はガイド
ローラ、７はキャプスタン、８はピンチローラ、９、10
はブレーキローラ、11、12は舟形ガイド、13は加工液供
給ノズル、14-1、14-2、14-3、14-4はピックアップ装
置、15はワイヤ電極の表面アラサ等の表面状態が所定の
状態となるよう加工条件を制御する制御装置である。

第２図のピックアップ装置14-1の拡大断面図中、16はワ
イヤ電極ホルダ、17は触針ホルダ、18はコイルホルダ、
19は永久磁石20が取り付けられた触針、21はプレート、
22はスプリング、23はピックアップコイル、24は間座、
25は止めねじである。

ワイヤ電極１はワイヤ電極供給ドラム３から連続的に供
給されてガイドローラ５、６間でブレーキローラ９、10
により与えられる制動力に抗して、キャプスタン７及び
ピンチローラ８により引っ張られ、所定の張力を保ちつ
つ舟形ガイド11、12により定められる直線状経路に沿っ
て移動し、巻取りドラム４に巻取られる。

被加工体２は図示しないクロススライドテーブル上の加
工テーブルにクランプ等で取り付けられ、またワイヤ電
極１と被加工体２の相対加工送りは上記クロススライド
テーブルを予め定められたプログラムに従って図示され
ていないＮＣ装置で駆動、制御することにより与えられ
るようになっている。

更にまた図示しない加工用パルス電源によりワイヤ電極
１と被加工体２の対向する加工間隙に加工電圧パルスが
印加され、放電加工が行われ、被加工体２が目的形状に
切断される。

ピックアップ14-1、14-2、14-3、14-4はいずれも第２図
に示したように構成され、90゜分割で４方向からワイヤ
電極１に当接し、その表面のアラサ等の表面状態を、例
えば録音、録画、レコードの溝から、そこに切り込まれ
ている機械的凹凸状態をレコード針により検出する如く
ワイヤ電極１の移動に従って検知する。

触針19は触針ホルダ17により摺動自在に支承され、プレ
ート21を介してスプリング22により、ワイヤ電極ホルダ
16に挿通されたワイヤ電極１の表面にその先端が押しつ
けられている。

而して、ワイヤ電極１が移動するとその表面のアラサに
対応して触針19が軸方向に振動するので永久磁石20の磁
界によりピックアップコイル23に高周波交流が発生す
る。而して、この交流は、加工が正常に進行していると
きは第５図に示すような周波数スペクトルを有するか
ら、この出力信号を解析し、ワイヤ電極１の消耗による
表面凹凸の形状の状態、及びその状態のワイヤ電極周り
及び軸方向に於ける分布状態等の表面の消耗状態の良否
を判別する。

第３図中、26-1乃至26-4はそれぞれピックアップ装置14
-1乃至14-4と対応する消耗状態判別回路であり、27は異
常判別回路、28はオア回路、38はブザーである。消耗状
態判別回路26-1乃至26-4は同一の構成であるのでここで
は同26-1についてのみ説明する。

第４図に示すように、消耗状態判別回路26-1は、増幅器
29、帯域がそれぞれＦ_１、Ｆ_２、Ｆ_３及びＦ_４である半
別回路30、31、32、33と一致回路34、35、オオア回路3
6、入力否定子37-1乃至37-4から成る。

尚、黄銅ワイヤ電極（直径0.2mm）を付与張力1.5kg前後
で、約50〜80mm²／min前後の加工速度で鉄材被加工体を
加工する通常のワイヤカット放電加工に於ては、上記第
５図の周波数Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３及びＦ_４は、例えばＦ_１
≒10ＫHz前後、Ｆ_２≒20ＫHz前後、Ｆ_３≒30ＫHz前後、
Ｆ_４≒40Hz前後程度の値である。

而して、強度判別回路30乃至33は帯域とトリガリングレ
ベルが異なる他は同一の構成であるからここでは同30の
みについて説明する。

強度判別回路30は、通常帯域がＦ_１である帯域フイルタ
30-1、検波回路30-2並びにシュミットトリガ回路30-3及
び30-4から成る。

シュミットトリガ回路30-3及び30-4のトリガリングレベ
ルはそれぞれワイヤ電極１の状態が正常であるときの検
波回路30-2の出力電圧の許容上限及び下限に等しく設定
しておく。従って、ピックアップ装置14-1の出力が正常
範囲内にある時はシュミットトリガ回路30-3の出力が状
態０、同30-4の出力が状態１となる。

通過帯域周波数Ｆ_１の帯域フィルタ30-1の出力が正常よ
り高くなった場合にはシュミットトリガ回路30-3の出力
が状態１となり、また出力が低い場合にはシュミットト
リガ回路30-4の出力が状態０となり、いずれの場合もオ
ア回路36を介してブザー38が鳴るようになっている。

またすべての強度判別回路30乃至33一斉に異常を検知す
ると一致回路34又は35の出力が状態１となり、その出力
は第３図に示す如く異常判別回路27に伝達される。

異常判別回路27はＮＣの制御ステップ等を参照しつつ、
当該異常の程度とその持続性、発展性を解析し、異常の
重大性に応じて適宜の制御信号を発信し、図示されてい
ない公知の制御回路の作動を制御する。異常が重大であ
るときは、例えば放電加工が一時中断せしめられ、ワイ
ヤ電極が更新されると共に加工条件、例えば電圧パルス
のオフタイムがより長い値に切換えられ、又あるときは
加工液噴射圧力が高められる。

加工の進行方向によって、ワイヤ電極１の消耗する部分
が変るから、ピックアップ装置14-1乃至Ｆ14-4は四方に
放散同形に配設されており、第３図に示す如く、それら
のピックアップ装置14-1乃至14-4に対応する消耗状態判
別回路26-1乃至26-4の出力側は、オア回路28を介してブ
ザー38に接続されているので、ワイヤ電極１の異常消耗
はその発生場所に応じていずれかのピックアップ装置14
-1乃至14-4により検出されるようになっている。又場合
によっては一致回路34、35を省略し、すべての強度判別
回路30乃至33の出力を異常判別回路27に入力させ、異常
判別回路27により高度の判定をさせることができる。

而して、放電加工は、加工液が介在する電極・被加工体
間に休止時間を置いて間歇的に印加される加圧電圧パル
スに基ずく液中放電により加工が行なわれるものであ
り、この事は電極がワイヤ状で、常時軸方向に更新送り
移動させられているワイヤカット放電加工の場合も何等
変わりがない。

ワイヤ電極は、設定加工条件などにもよるが、通常の加
工条件に於いは、その線上の略同一箇所で、数発以上の
放電パルスが生ずれば断線する蓋然性が高い。そして、
間歇的に繰返される各放電パルスにより、ワイヤ電極表
面に被加工体表面に対するのと略同様にクレータが、軸
方向に間隔を置いたり、一部ないし全部が重なる等複雑
な態様に形成され、その各クレータ部は、発生した放電
パルスの各種間隙状態に応じた性状により、及びクレー
タ間の重なり状態等により複雑に相違する。即ち、放電
パルスの性状に応じ、正常な放電パルスの際のクレータ
及びその周辺部などの各部の表面は、異常な放電パルス
の際のそれに比べて、著しく微細で複雑な凹凸に富んだ
状態を呈しており、従って、触針による検出振動信号を
周波数スペクトルによりクレータに基ずく低周波の振動
と、クレータ上の微細凹凸に基ずく高周波の振動とに弁
別検出することにより、ワイヤ電極の表面状態をより直
接的に正確に検出して、加工状態を的確に判別すること
が出来るものである。

このように本発明によれば、ワイヤ電極の消耗状態を正
確に判別することができるから、この判別信号によって
ワイヤ電極移動速度、加工送り速度、あるいは加工電源
による加工電圧パルスのオフタイム等の加工条件を制御
することにより、加工条件を適正に制御して集中放電や
短絡によるワイヤ電極の断線事故を防止することができ
る。

又、本発明によるときは、放電加工を終えて移動通過し
て来るワイヤ電極の表面のアラサが常に一定となるから
抜き形、切断等の加工精度が高められるものである。ま
たワイヤ電極の一部が極端な消耗をすることがないか
ら、安全率を低くすること、即ち、より細いものを使用
して高速で加工することができるようになるという効果
もある。

尚、本発明の構成は叙上の実施例に限定されるものでは
ない。即ち、ピックアップ装置、制御装置等の数、構
成、配置、制御すべき加工条件及びその制御の方法等は
本発明の目的の範囲内で自由に設計変更できるものであ
り、本発明はそれらの総てを包摂するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるワイヤカット放電加工装置の一
実施例の要部を示す説明図、第２図は第１図に示したピックアップ装置の拡大断面
図、第３図はワイヤ電極の表面アラサが一定となるよう加工
条件を制御する制御回路のブロック図、第４図はその制御回路の一部詳細図、第５図はピックアップ出力の周波数と電圧の関係を示す
グラフである。１……ワイヤ電極２……被加工体３……供給ドラム４……巻取りドラム５、６……ガイドローラ７……キャプスタン８……ピンチローラ９、10……ブレーキローラ 11、12……舟形ガイド 13……加工液供給ノズル 14-1、14-2、14-3、14-4……ピックアップ装置 15……制御装置 16……ワイヤ電極ホルダ 17……触針ホルダ 18……コイルホルダ 19……触針 20……永久磁石 21……プレート 22……スプリング 23……ピックアップコイル 24……間座 25……止めねじ 26-1、26-2、26-3、26-4……消耗状態判別回路 29……増幅器 30、31、32、33……強度判別回路 30-1……帯域フイルタ 30-2……検波回路 30-3、30-4……シュミットトリガ回路 34、35……一致回路 27……異常判別回路 28、36……オア回路 37-1、37-2、37-3、37-4……入力否定子 38……ブザー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔を置いて配置した一対の位置決めガイ
ド間を軸方向に走行移動するワイヤ電極に微小な加工間
隙を介して被加工体を対向配置し、加工間隙に加工液を
供給した状態で、ワイヤ電極と被加工体間に間歇的な加
工電圧パルスを印加して繰返し放電パルスを発生させる
と共に被加工体に上記ワイヤ電極の軸方向と略直角方向
の相対的な加工送りを与えて所望輪郭形状の加工を行な
うワイヤカット放電加工装置に於て、軸方向に走行移動
するワイヤ電極の表面状態を触針により振動信号として
検出するピックアップ装置を、被加工体と対向する加工
部を移動通過したワイヤ電極の周囲に所定の角度間隔で
複数個設けると共に、上記複数の各ピックアップ装置に
よる各検出振動信号から高周波成分の周波数スペクトル
と低周波成分の周波数スペクトルとを検出し、上記両周
波数スペクトルの出力レベルから加工状態の良否を判別
する装置を設けてなることを特徴とするワイヤカット放
電加工装置。