放电加工装置及放电加工方法制造方法及图纸

一种放电加工装置，其以使得规定的采样时间Ｔｓ内的平均电压Ｖｇ成为伺服基准电压ＳＶ的方式进行加工轴控制，具有：电源单元（９），其向工具电极（８）和被加工物（Ｗ）的极间供给电力；放电检测单元（１３），其检测基于由该电源单元（９）供给的电力所产生的极间的放电波形；放电发生次数计数器单元（１４），其计数该放电波形中在规定的采样时间Ｔｓ内的放电发生次数Ｎｄ；运算单元（１２），其根据放电发生次数Ｎｄ，运算极间的假想平均电压Ｖｇｓ；以及电极位置控制单元（１０），其以使得由该运算单元（１２）运算出的假想平均电压Ｖｇｓ成为采样时间Ｔｓ内的伺服基准电压ＳＶ的方式，进行加工轴控制。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，特别是，涉及放电加工状态的识别和根据其识别结果进行加工轴的进给控制的技术。
技术介绍
放电加工装置是一种使设置于加工液中的工具电极和被加工物之间产生放电，在加工液中熔融去除被加工物的装置。众所周知，在放电加工中，在产生放电的工具电极和被加工物之间(以下称为加工间隙)，会产生由于被加工物的熔融去除而生成的加工屑，如果该加工屑不采用某种方法从加工间隙排去，则加工间隙的绝缘恢复、放电的重复就不能保持正常状态，产生加工效率低下、加工表面形状恶化等不良影响。为了排去加工屑和维持加工间隙，要在放电加工装置中检测放电电压，对应其各个时刻的放电电压的变化，进行加工轴控制。例如，在特公昭44-13195号公报等的方法中，将特定的采样时间内的平均电压(Vg)作为放电状态使用，与预先设定的目标平均电压即伺服基准电压(SV)进行比较，通过进行加工轴进给控制、即放电加工机上的伺服控制，维持加工过程中的放电稳定性。具体地说，在由工具电极和被加工物形成的加工间隙之间设置检测线路，利用检测器获取各个时刻加工间隙的电压，使此时的放电电压通过滤波电路而平均化、平滑化，将在指定的采样时间内提取出的电压作为平均电压(Vg)使用，与在轴控制装置中预先设定的伺服基准电压(SV)比较，当比较的结果是所检测出的平均电压比作为目标的平均电压低时，使加工轴向与加工方向相反的方向返回，高时则向加工轴方向进给。在根据加工间隙的电压变动，通过滤波器来检测极间状态，以进行加工轴控制的方法中，采样时间和滤波电路的时间常数关系密切，如果使用远小于采样时间的时间常数，则作为电路易受到干扰，如果使得滤波电路的时间常数至少为采样时间的2～3倍，则会影响所构成的滤波器的充放电特性而产生与目标值之间的识别误差(参照图8)，存在根据机器的固有振动特性来设计滤波器非常困难的问题。另外，为了进行电压检测必须要有检测线路，或者，有时候虽然不需要专用的检测线路，但也要与来自电源的供电线路并用来作为检测线路，但无论哪一种情况，如果长度加长就会在电路上增加L成分，因为加工间隙状态和检测出的电压成分中有通过L成分的电压，所以存在与实际的加工状态不同的问题。在特开平6-262435号公报中，提出了这样一种放电加工装置，其具有使用时钟脉冲对无负载时间(Td)、脉冲宽度(Ton)、间歇时间(Toff)进行计数的单元。在该方法中，因为没有检测放电的滤波电路，所以似乎可以解决上述问题，控制对象是伺服基准电压(SV)本身，根据加工状态来改变伺服基准电压(SV)，能够在稳定性方面有所改善，但作为结果，成为在伺服基准电压高、即加工效率低下的状态下的加工，存在加工速度大幅度降低的问题。在特开平7-246518号公报中，提出了对放电频率和短路次数进行计数，由其结果和另外设定的无负载时间(Td)推定放电间隔长度来进行控制的方法，但只不过是以与脉冲宽度(Ton)相比，间歇时间(Toff)和无负载时间(Td)长而放电能量小的精加工作为对象，如果将该技术用于通常的加工中，则需要增长无负载时间，其结果，存在加工速度低下的问题。在特开平6-170645号公报中，提出了这样一种方法，即，以同样的方式对放电频率进行计数，并根据模糊推论校正放电频率的波动或判定放电良否，准备与状态变化相关的隶属函数进行控制，以进行适当控制。在该方法中，除了特开平7-246158号公报的问题外，还提及了在不稳定性的情况下应该怎样避免的问题，但是在隶属函数的定义中，其设计本身需要很多技术秘密，加工的稳定性或结果受到隶属函数本身的影响很强。专利文献1特公昭44-13195号公报专利文献2特开平6-262435号公报专利文献3特开平7-246518号公报专利文献4特开平6-170645号公报然而，现有的问题点是，无法正确检测出放电间隙中的放电状态，无论是在使用滤波电路的情况下，还是在通过计数器检测放电频率的情况下，只要伺服控制能够正确检测出极间的放电状态，则基本的控制本身没有很大的差别。
技术实现思路
本专利技术是着眼于上述问题而提出的，其使得即使是较简单的装置结构，也将正确检测由工具电极和被加工物构成的加工间隙的状态，反映为放电状态，并能够对应该状态而进行应对各个时刻的变化的这种加工轴的进给控制即所谓的伺服控制。为了实现上述目的，根据第1观点，本专利技术是一种放电加工装置，其以使得在规定的采样时间Ts内的加工平均电压Vg成为伺服基准电压SV的方式进行加工轴控制，具有电源单元，其向工具电极和被加工物的极间供给电力；放电检测单元，其检测基于由该电源单元供给的电力产生的上述极间的放电波形；放电发生次数计数器单元，其计数该放电波形中，规定的采样时间内的放电发生次数Nd；运算单元，其根据上述放电发生次数，运算极间的假想平均电压Vgs；以及电极位置控制单元，其以使得利用该运算单元运算出的上述假想平均电压Vgs成为上述采样时间Ts内的伺服基准电压SV的方式，进行加工轴控制。附图说明图1是表示实施方式1中的放电加工装置的大致结构的结构图。图2是用于对某一采样时间内的放电发生次数的检测进行说明的图。图3是表示某一放电现象的图。图4是表示加工间隙的平均电压和放电发生次数之间的关系的图。图5是表示实际加工间隙的平均电压和放电发生次数之间的关系的图。图6是表示实际加工间隙的平均电压和放电发生次数之间的关系的图。图7是表示本专利技术的控制流程的流程图。图8是表示加工间隙电压波形和滤波电路电压波形的关系的图。具体实施例方式实施方式1图1是表示本专利技术的放电加工装置的实施方式。此外，在本实施方式中，是以工作台在X轴和Y轴方向可动的情况为例进行说明的，但也可以是主轴侧相对X轴和Y轴可动的方式的放电加工装置，放电加工装置的轴机构和机械结构本身对实施方式无影响。放电加工装置具有主轴4，其由电动机1在Z轴方向上被驱动；工作台5，其由电动机2在X轴方向上被驱动；主轴工作台6，其由电动机3在Y轴方向上被驱动；以及加工槽7，其设置在工作台5、6上，在主轴4上安装有工具电极8，在加工槽7内注入加工液，同时配置被加工物W。工具电极8和被加工物W，在加工液中隔着加工间隙而相对，在工具电极8和被加工物W之间，通过由电源装置9供给电力而产生放电，进行被加工物W的熔融去除。如果由加工条件设定部11设定加工程序等加工条件，则电极位置控制装置10根据该程序内容，控制电动机1、电动机2、电动机3，进行各轴的位置控制或伺服控制。另外，电极位置控制装置10还进行主轴4的断续(jump)控制以及摆动控制，该摆动控制是一边使工具电极8相对加工物W移动特定的轨迹一边进行加工。在加工条件设定部11中，使用输入装置登记并存储作为在进行放电加工过程中设定的基本加工条件的放电电流(IP)、脉冲宽度(Ton)、间歇时间(Toff)、施加电压(V0)、伺服基准电压(SV)、断续控制设定(JUMP)、摆动控制设定(Orb)、目标加工位置(Zref)等。此外，例如作为加工状态的判别，还可以设定发生正常放电时的放电电压(eg)、异常放电电压阈值(Vng)、短路电压阈值(Vsh)、最小无负载时间(Tdo)、异常放电发生时进行延长间歇时间的控制时的间歇时间(Toffs)，另外，在已经知道作为加工对象的工具电极8的放电加工部的加工面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电加工装置，其以使得在规定的采样时间Ｔｓ内的加工平均电压Ｖｇ成为伺服基准电压ＳＶ的方式进行加工轴控制，其特征在于，具有：电源单元，其向工具电极和被加工物的极间供给电力；放电检测单元，其检测基于由该电源单元供给的电力在上 述极间产生的放电波形；放电发生次数计数器单元，其计数该放电波形中，规定的采样时间内的放电发生次数Ｎｄ；运算单元，其根据上述放电发生次数，运算极间的假想平均电压Ｖｇｓ；以及电极位置控制单元，其以使得利用该运算单元运算出 的上述假想平均电压Ｖｇｓ成为上述采样时间Ｔｓ内的伺服基准电压ＳＶ的方式，进行加工轴控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤木英隆，佐藤达志，千田慎吾，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]