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    公开号:WO1989004232A1
    申请号:PCT/JP1988/001108
    申请日:1988-10-29
    公开日:1989-05-18
    发明作者:Haruki Obara
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:B23H7-00
    专利说明:
    [0001] 一 一 明 細 書
    [0002] ワ イ ヤ放電加 工機に'おける放電位置検出装置
    [0003] 技 術 分 野
    [0004] 本発明 は 、 ワ イ ヤ放電加 工機 に おける ワ ー ク と ワ イ ヤ 電極間での放電位置を検出す る装置 に 関する 。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 放電加工装置 に おいて 、 放電が生 じ た と き発生 す る圧 力 波の伝播時間 を測定 す る こ と に よ っ て 放電加 工位置 ( 以下 、 放電位置 と い う 〉 を検出 す る方法 （ 曰 本国特開 昭 5 9 — 4 7 1 2 4号公報参照 ） ， 放電電流波形 に 基づ い て 放電位置が一点 に集中 し て い る か否かを判別す る集 中放電検出方法 （ 曰 本国特開昭 5 9 — 3 0 6 2 0号公報 参照 〉 お よびワ イ ヤ電極へ の給電点 と 放電点間の電気抵 抗値の変動 を検出 す る こ と に よ っ て放電位置を検出 す る 方法 （ 日 本国特開 昭 5 3 — 6 4 8 9 9号公報参照 ） 等が 知 ら れて いる 。
    [0007] 発 明 の 開 示
    [0008] 本発明の 目 的は 、 新規な作動原理 に 基づい て 放電位置 を比較的簡易な構成 に よ り 正確 に検出で きる 、 ワ イ ヤ放 電加 工機の放電位置検出装置を提供する こ と に あ る 。
    [0009] 上述 の 目 的を達成す るた め 、 本発明 に よ れば、 ワ ー ク の上方及び下方 に 夫々 配さ れ た 第 Ί 及び第 2 の通電子を 介 し て放電加工 電源 か ら ワ イ ヤ電極 に 電流を供給 す る ヮ ィ ャ放電加 工機 に 用 い る放電位置検出装置 は 、 第 1 , 第 2 の通電子 に 流れる電流 の微分値を夫 々 検出す る た めの - g - 第 1 , 第 2 の検出手段と 、 両該検出手段の出力信号の差 を検出 し て放電位置を表す出力信号を発生さ せる ため の 第 3 の検出手段 とを備える 。
    [0010] 上述の よ う に 、 本発明 に よ れば、 ヮ ー ク の上方及び下 方に夫々 配された通電子に流れる電流の微分値の差 に基 づいて放電加工中 に放電位置を常 に検出する よ う に し た ので 、 比較的簡易な構成で放電位置の検出を行え、 ま た 集中放電の発生の有無を容易 に判別でき 、 従 っ て 、 集中 放電に よ る ワ イ ヤ電極の断線を防止す る よ う に ワ イ ヤ放 電加 工機を制御でぎ る 。
    [0011] 図 面 の 簡 単 な 説 明
    [0012] 第 1 図 は本発明 の一実施例 に よ る放電位置検出装置の 作動原理を示す概略回路図 、 第 2 図 は放電位置検出装置 及びその周辺要素を示すプ ロ ッ ク 回路図 、 お よび、 第 3 図 は放電位置検出装置の各部 に おけ る信号波形を示す タ ィ ミ ングチ ヤ ー 卜 であ る 。
    [0013] 発明を実施す る た めの最良の形態 第 Ί 図及び第 2 図 におい て 、 加工パルス電圧を発生 す るた めの放電加工電源 3 は 、 負極出力端子が第 1 の リ ー ド線 1 0 1 を介 し て上部通電子 4 に 、 ま た 、 第 1 の リ ー ド線の第 1 部分 1 0 1 a と分岐点 P において第 1 部分の 終端に一端が接続さ れた第 2 の リ ー ド線 1 0 2 と を介 し て下部通電子 5 に接続さ れ、 正極出力端子が第 3 の リ ー ド線 1 0 3 を介 し て ワ ー ク 2 に接続さ れて いる 。 そ し て 両通電子 4 , 5 は 、 ワ イ ヤガイ ド 6 , 7 及びガイ ド ロ ー — —
    [0014] ラ 8 に よ り 案内さ れかつ ワ ー ク 2に 形成 し た 溝又 は孔 2 aを揷通 する ワ イ ヤ電極 1 に 接触 し て い る.。 そ し て 、 通 電子 4 , 5の夫々 に流れる放電電流 i 1, i 2 を検出する た め の第 1 お よ び第 2の コ イ ル 9 , 1 0が第 1 お よび第 2の リ ー ド線 1 0 1 , 1 0 2 に 臨んで夫々 配さ れて いる —端が接地 さ れた 第 1 の コ イ ル 9の他端 は差動増幅器 1 1 の非反転入力端子及び加算器 1 2の入力端子 に 接続さ れ、 ま た 、 一端が接地 さ れた第 2の コ イ ル Ί 0の他端 は 差動増幅器 1 1 の反転入力端子及び加算器 Ί 0の入力 端 子な ら び に タ イ マ Ί 5の 卜 リ ガ入力 端子 に 接続さ れて い る 。 そ し て 、 2つ の入力 端子が差動増幅器 1 1 の出力端 子及び加算器 1 2の出力端子に夫々接続さ れ た割算器 1 3の出力端子 は 、 ス 卜 ロ ープ信号入力端子が タ イ マ 1 5 の出力端子 に 接続さ れたサ ンプルホ ー ル ド 回路 Ί 4のデ ー タ 入力 端子 に 接続さ れ、 サンプルホ ー ル ド 回路 1 4の 出力端子 は 、 一方の入力 端子 に 互い に レ ベルを異 に す る 基準電圧 V 1 〜 V n ( 本実施例で は n = 3 。 以下 同様 ） を夫々 印加 さ れる第 1 〜第 nの コ ン ゾ レ ー タ G 1 〜 C n の他方 の入力端子 に夫々 接続さ れて いる 。 さ ら に 、 第 1 〜第 nの コ ンパ レ ー タ C 1 〜 C nの 出力 端子 は 、 出力 端 子が ノ アゲ ー ト Ί 6の入力端子 に夫々 接続さ れた第 1 〜 第 nの一対の ワ ン シ ョ ッ 卜 マルチバ イ ブ レ ー タ M 1 a , M 1 b〜 M n a , M n bの 卜 リ ガ入力端子 に 夫 々 接続さ れて い る 。
    [0015] 次 に 、 第 1 図 中 の参照符号 を説明 す る と 、 符号 V G は ワ イ ヤ電極 Ί と ワ ー ク 2 間のギ ャ ッ プ電圧を、 V c は加 ェ電源 3 の 出力パルス電圧を夫々 示す 。 ま た 、 符号 R 0 L 0 は第 "1 の リ ー ド線の第 Ί 部分 1 0 1 a の抵抗値及び 浮遊イ ンダ ク タ ン スを、 R 1 , L 1 は第 1 の リ ー ド線の 第 2部分 1 0 1 b の抵抗値及び浮遊イ ンダク タ ンスを 、 並びに 、 R 2 ， L 2 は第 2 の リ ー ド線 1 Q 2 の抵抗値及 び浮遊イ ンダク タ ンスを夫々示す 。 ま た 、 符号 「 1, ^ 1 は上部通電子 4 か ら 放電位置 Q ま での ワ イ ヤ電極 Ί の抵 抗値及び浮遊イ ンダク タ ンスを 、 「 2, ^ 2 は下部通電子 5 か ら放電位置 Q ま での ワ イ ヤガイ ド Ί の抵抗値及び浮 遊イ ンダク タ ンスを夫々示 。 符号 i ( = i 1 + i 2 ) は全放電電流であ る 。
    [0016] 次に 、 本実施例の放電加工位置検出装置の作動原理を 第 1 図を参照 し て説明 する 。
    [0017] 電源 3 , ワ ー ク 2 , ワ イ ヤ電極 1 , 上部通電子 4 ， 電 源 3 の 閉 回路に つ い て次式が成立する 。 d i
    [0018] V c = R 0 i + L 0 + ( R 1 + r 1 ) ί 1
    [0019] d
    [0020] + ( L 1 + 1) ~ 'J + V G ♦·· ·.· (1 ) d t ま た 、 電源 3 ， ワ ー ク 2 , ワ イ ヤ電極 下部通電子 5 , 電源 3 の閉回路 に つ いて次式が成立する 。 V c = R o i + L o d + ( R 2 + r 2) i2
    [0021] d t
    [0022] + ( L— 2 + i 2) d i2 + V G (2) d t
    [0023] ( 1)式 と 第 （ 2)式 よ り 次式を得る d i 1
    [0024] ( R 1 -I- r 1 ) i 1 + ( L.1 H- 1 )
    [0025] d d i2
    [0026] = ( R 2 + r 2 ) i 2 + ( L.2 -l- £ 2
    [0027] d t (3) 上記第 （ 3 )式の左辺お よ び右辺 は 、 分岐点 Pと 放電位 置 Q間の電圧差を夫々 表す 。 放電開始時 に は 、 放電電流 i 1 , i 2 の変化髙は大き く 、 一方 、 電流値 は小さ い ので 第 （ 3 )式 に おい て夫々 の抵抗の両端電圧を非常に小さ な も の と し て 無視 す る と 、 次の近似式 が成立 す る 。
    [0028] ( L 1 + 1) 1 = ( L 2 + 2)—^-
    [0029] (4) 上記第 （ 4)式 を変形 し て （ 5), ( 6)式 を得る 。
    [0030] _ d Ϊ1 し 2 + jg一 2 ♦ d i2 (5)
    [0031] ~~ d"t L.1 H- 1 d t
    [0032] _ d i1 . 一 d i2 d i2 ( し 2—し 1+ ^ 2 1 )
    [0033] -"" d~t ~~ d t d t I.1 H- 1
    [0034] ……（6) 並列 回路 で互 い に 結ばれ た 分岐点 Pと放電位置 Q間 の 電圧 は 、 前述同様 に 抵抗 の寄与 分 を無視す る と 次式で表 - -
    [0035] わさ れる
    [0036] ( L 1 + 1) ( L 2 + i 2 ) d i
    [0037] (7) L 1 + 1 + L 1 Λ- i 1 d t れを第 （ 4)式の両辺 と等 し い と お く と 、
    [0038] ( L 1 + 1) d i1 = ( し 2 Λ- i 1) d i 2
    [0039] d d t
    [0040] = ( L 1 + 1) (_L 2 -i- 2 ) d i
    [0041] L 1 + J> 1 + L 2 + i 2 d t (8) 第 （ 8)式を整理する と 、 d i2
    [0042] L 1 + 1 d d i
    [0043] L 1 + 1 + し 2 H- i 2 d (9) 上記第 （ 9)式 と 第 （ 6)式よ り 次式を得る d i 1 d i2
    [0044] d t d し 2 L 1 + i 2 - i 1 d i
    [0045] し 1 + 1 + 1- 2 + i 2 d (10) 上記第 （ 10) 式 におい て 、 第 1 の リ ー ド線の第 2部分 1 0 1 bおよび第 2の リ ー ド線 1 0 2の夫々 の浮遊イ ン ダク タ ンス し 1 ， L 2 な ら びに上部通電子 4 と下部通電 子 5間の ワ イ ヤ電極の浮遊イ ンダク タ ンス ^ 1 + 2 は 放電位置 Qが変化 し ても夫々常に一定であ る 。 さ ら に 、 放電電流 i の時間微分 d i Z d t はギ ャ ッ プ電圧 V G と 電源電圧 V c に依存 し て変化す る 。 こ こ で 、 電源電圧 V c は一定で ある と考え ら れ 、 ま た 、 ギ ャ ッ プ電圧 V G の変化も少ない と 考え れば、 放電開始時 、 上部通電子 4 を流れる電流 i 1 の微分値 d / d t と 下部通電子 5 を 流 れる電流 i 2 の微分値 d 1/ d t の差 は 、 下部通電子 5 と放電位置 Q間の浮遊イ ンダク タ ンス ^ 2 と上部通電 子 4 と放電位置 Q間 の浮遊イ ンダ ク タ ン ス ^ 1 と の差 に 比例する 。 即ち 、 放電位置 Q に よ っ て d MZ d t — d i2 / d t の値 は変 っ て く る 。
    [0046] さ ら に 、 第 （ 10) 式か ら 明 ら かな よ う に 、 d i1/ d t 一 d i2/ cl t を d i Z d t で除算 し て 得 た値を用 い て 、 正確な放電位置 Qを表す こ と ができ る 。
    [0047] なお 、 L 1 - し 2 と なる よ う に す る と 、 d i lZ d t — d i2/ d t の符号の み に 基づいて 放電位置 Q を概ね検出 でき る 。 つ ま り 、 £ 1 = 2 の と き 、 即 ち 上部 ， 下部通 電子 4 ， 5 間の中央 （ ワ ー ク の厚さ 方向中央位置 ） で放 電が生 じ た と き d i 1 d t — d i 2ノ d t が 「 0 」 と な り 中央 よ り 上方で生 じ た と き は d i 1/ d t 一 d i2/ d t の 値は正 の値 と な り 、 中央 よ り 下方で生 じ た と き は負 の値 と な る 。
    [0048] 以下 、 第 1 図乃至第 3 図を参照 し て 、 放電位置検出裝 置の作動 を よ り 詳細 に 説明 する 。
    [0049] 加工電源 3 か ら ワ イ ヤ電極 Ί と ワ ー ク 2 間 にパルス電 圧が印加 さ れ 、 放電が生 じ 放電電流 i が第 3 図 に 示す よ う に流れる と 、 第 1 ， 第 2 の リ ー ド線 1 0 Ί , Ί ◦ 2 に 電磁的 に結合 し た コ イ ル 9 , Ί 0 内 に 誘起 し 、 かつ 、 上 部通電子 4及び下部通電子 5を流れる放電電流 i 1, i 2 の微分値 d i1/ d t , d' i2Z d t に対応する電圧が コ ィ ル 9 , 1 0か ら差動増幅器 1 1 ， 加算器 1 2の夫々 に印 加される 。 差動増幅器 1 1 は両微分値の差 d \/ d t - d i2Z d tを表す電圧を出力 し 、 一方、 加算器 1 2は両 微分値の和 を表す電圧を出力 する 。 こ の加算器出力 は下 式に示すよ う に全放電電流 i の微分値を表す 。 d Π 上 d i 2 _ d ( i 1 + i 2) = d i
    [0050] d d d
    [0051] 差動増幅器 1 1 , 加算器 1 2の出力 は割算器 1 3 に夫 々 印加され、 割算器 1 3は差動増幅器 1 Ί の出力 を加算 器 1 2の出力 で除 し 、 下式 に示す出力 S 1 を出 す。
    [0052] S 1 " ( d t d t ) Z d t …… （12) タ イ マ Ί 5は 、 コ イ ル 1 0の出力 の立上 り 時すなわち 放電時に 卜 リ ガ さ れて所定パルス幅のパルス を発生させ る 。 タ イ マ Ί 5の出力パルスを入力 す る と 、 サ ンプルホ 一ル ド回路 Ί 4は放電開始時の割算器 1 3の出力 S 1 を 一加工パルス発生周期 にわた っ て ホ ール ド し 、 第 3図 に 破線で示す よ う に 、 次式で与え ら れる出力 S 2を発生さ せ る 。 b - d t d t 、 ， d t ··' ·· ' ( 3) こ のサンプルホ ール ド回路 Ί 4 の出力 S 2は コ ンパ レ ー タ G 1 〜 C 3 に 印加さ れて コ ンノ ° レ ー ダの基準電圧 V 1 〜 V 3 と 比較さ れる 。 そ の結果 、 サンプルホ ー ル ド回 路 1 4の出力電圧 S 2が比較電圧 V 1 よ り 高い と き は出 力 S 3が コ ンパ レ ー タ C 1 よ り 出力 さ れ、 基準電圧 V 2 よ り 高い と き はコ ンパ レ ー タ G 2か ら 出力 S 4が出さ れ る 。 ま た 、 サ ンプルホ ール ド回路の出力電圧 S 2が基準 電圧 V 3よ り低い と き は 、 コ ンパ レー タ C 3 よ り 出力 S 5が 出 さ ήる 。
    [0053] そ し て 、 コ ンパ レ ー タ C 1 〜 C 3の出力 の立上 り 時に ワ ン シ ョ ッ ト マル チバ イ ブ レ ー タ M 1 a , M 2 aお よ び M 3 aが夫々 卜 リ ガさ れ 、 ま た 、 コ ンパ レ ー タ 出力 の立 下 り 時に マルチバ イ ブ レ ー タ M 1 b〜M 3 bが夫々 卜 リ ガさ れ 、 所定パルス幅のパルス S 6〜 S 1 1 を夫 々 出力 する 。 該出力 パルス S 6〜 S 1 1 は ノ アゲー 卜 1 6に 入 力 さ れる 。
    [0054] そ の結果、 サ ンプルホ ー ル ド回路 1 4の出力 S 2の変 化高 、 即 ち 、 放電位置 Qに対応する値 ^ 2 - £ 1 の変化 高が所定値以上で ある と き は 、 ワ ンシ ョ ッ ト マルチバイ ブ レ ー タ M 1 a , M 1 b〜M 3 a , M 3 bの少な く と も 1 つ か ら H レベル出力 が出さ れ、 ノ アゲー ト 1 6の 出力 S 2 は集中放電が生 じ て いな い こ と を表す L レベルを と る 。
    [0055] —方 、 集中放電が生 じ て サ ンプルホ ー ル ド 回路 Ί 4の 出力 S 2の変化高が所定値未満で あ る と 、 全 て の ワ ン シ ョ ッ 卜 マルチバイ ブ レ ー タ M i a , M 1 b〜！l 3 a , ^
    [0056] M 3 bの出力 が Lレベルに な り 、 ノ アゲー 卜 1 6の出力 S 1 2は集中放電発生を'表す H レベルと なる 。
    [0057] ノ アゲー ト 1 6か ら H レベルの信号 S 1 2が出力 さ れ る と 、 加 工電源 3の出力パルスの O N / O F F比， 電圧 お よび電流， 加工液の液圧， ワ イ ヤ電極 1 の張力等のパ ラメ ー タ のいずれかを制御 し 、 集中放電を解除さ せる 。
    [0058] 上記実施例に おいて 、 ワ ンシ ョ ッ ト マルチパイプ レー タ M 1 a , M 1 b〜M 3 a , M 3 bはその出力 パルスの 幅を任意の値に設定でき 、 再 卜 リ ガ可能なものが よ く 、 ま た 、 ワ ンシ ョ ッ ト マルチバ イ ブ レー タ の代 り に 時定数 回路に よ る タ イ マや他の タ イ マ を使用 しても よ い 。
    [0059] さ ら に 、 上記実施例で は、 コ ンパ レータ の岀力 の立上 り ， 立下 り 時に 卜 リ ガさ れる ワ ンシ ョ ッ ト マルチパイ ブ レー タ を設けた が 、 立上 り 時のみ ま た は立下 り 時のみに 卜 リ ガさ れる ワ ンシ ョ ッ 卜 マルチバイ ブ レー タ （ タ イ マ ） でも よ い 。 要する に 、 コ ンパ レ ー タ の数， ワ ンシ ョ ッ ト マルチバイ ブ レ ー タ （ タ イ マ 〉 の数及び出力パルス幅を、 集中放電が生 じ て いる と き に のみノ アゲー ト 1 6か ら H レベル出力 が出される よ う に 、 選択すれぱよ い 。
    [0060] ま た 、 上記コ ンパ レ ー タ はウ ィ ン ド コ ンパ レ ー タ を使 用 し て も よい 。 さ ら に 、 サンプルホ ール ド回路の出力 を 平滑 し て各コ ンパ レー タ に入力 する よ う に し ても よ い 。
    [0061] さ ら に 、 加算器 Ί 2に代えて 、 第 3の リ ー ド線 " 1 03 に 臨んで配さ れた コ イ ルを用 い て全放電電流の微分値を 検出 し て も よい 。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1 . ワ ー ク の上方及び'下方 に 夫々 配さ れた第 1 お よ び 第 2 の通電子を介 し て 放電加 工電源 か ら ワ イ ヤ 電極 に 電流を供給す る ワ イ ヤ放電加 工機の放電位置検 出 装置 に おい て 、 前記第 1 ， 第 2 の通電子 に 流れる電 流の微.分値を夫々 検出 する た めの第 1 お よび第 2 の 検出手段 と 、 両該検出手段の出力信号の差を検出 し て 放電位置を表 す 出力 信号を発生 さ せ る た め の第 3 の検出手段 と を備 え る こ と を特徴 と す る放電位置検 出装置 。
    2 . 前記第 3 の検出手段 は 、 前記第 1 ， 第 2 の検出手 段の 出力 信号の差を全放電電流の微分値で 除算す る た め の割算器を含む請求の範囲第 1 項記載の放電位 置検出装置 。 .
    3 . 前記第 3 の検 出手 段 は 、 放電開始時の前記割算器 の出力 を サ ンプルホ ー ル ド す る た め の 回路 を含む請 求 の範囲第 2 項記載の放電位置検出裝置 。
    A . さ ら に 、 前記第 3 の検出手段の 出力 信号の変化を 検出す る た め の第 4 の検出手段を含 む請求の範囲第 1 項 ， 第 2 項又 は第 3 項記載の放電位置検出装置 。
    5 . 前記第 4 の検 出手段は 、 前記第 3 の検 出手 段の 出 力 と 夫々 の基準電 ft と を比較す る た め の複数の コ ン / レ ー タ と 、 該複数 の コ ン パ レ ー タ の刘 応す る も の の出 力 の立上 り エ ツ ジ及び立下 り ェ ッ ジ の少な く と も一方 に よ り 卜 リ ガ さ れ て 所 定 時 に わ た り 出力 を 発生さ せ るため の複数の タ イ マ と を備える請求の範 囲第 4 項記載の放電'位置検出装置。
    前記第 1 , 第 2 の検出手段の各々 は 、 前記放電加 ェ電源 と両前記通電子の対応するもの と を接続する リ 一 ド線に 臨んで配さ れた コ イ ルを含む請求の範囲 第 Ί 項， 第 2 項又は第 3 項記載の放電位置検出装置 前記第 1 ， 第 2 の検出手 段の各 々 は 、 前記放電加 ェ電源 と両前記通電子の対 応する も の と を接続する リ 一 ド線 に臨んで配さ れた コ イ ルを含む請求の範囲 第 4 項記載の放電位置検出装置。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    JPH01121127A|1989-05-12|
    DE3869604D1|1992-04-30|
    EP0351436B1|1992-03-25|
    US4963711A|1990-10-16|
    KR890701264A|1989-12-19|
    EP0351436A1|1990-01-24|
    JP2532259B2|1996-09-11|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-05-16| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988909369 Country of ref document: EP |
    1989-05-18| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): KR US |
    1989-05-18| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    1990-01-24| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988909369 Country of ref document: EP |
    1992-03-25| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988909369 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62/274659||1987-10-31||
    JP62274659A|JP2532259B2|1987-10-31|1987-10-31|ワイヤ放電加工機における放電位置検出装置|DE8888909369A| DE3869604D1|1987-10-31|1988-10-29|Entladungsdetektor in einer drahtfunkerosionsvorrichtung.|
    KR1019890701186A| KR890701264A|1987-10-31|1989-06-28|와이어 방전가공기에 있어서의 방전위치 검출장치|
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