[发明专利]放电加工控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对放电加工装置进行控制的放电加工控制装置，特别地，涉及一种将放电加工装置的加工状态保持为最佳的放电加工控制装置的最佳控制。

背景技术

利用放电的高温能量对具有导电性的金属等材料，进行熔融加工的放电加工装置是公知的。在该放电加工装置中使用下述脉冲状电流，该脉冲状电流是在向相对的电极和被加工物之间施加规定的电压，在电极和被加工物之间的微小间隔发生绝缘破坏时产生的。为了维持由该脉冲状电流导致的放电，上述电极和被加工物之间的微小间隔的调节是很重要的。

通常，被加工物利用在其与电极的间隔中产生的放电的高温能量受到熔融去除。因此，在电极和被加工物的距离固定的情况下，随着加工的进行，极间间隔增大，从而转换为很难发生放电的状态。如果极间间隔继续增大，并增大至无法持续放电的距离，则加工停止。为了防止发生上述情况，通常在放电加工中进行将上述极间间隔维持为最佳状态的控制。

通常，针对加工中在极间产生的加工屑利用绝缘性的加工液等冲洗。然而，在无法向放电位置充分供给加工液或极间间隔较小的情况下，有时该加工屑会局部地使极间间隔的绝缘性降低而变为电气导通状态。在此情况下，无法向间隔施加足以产生放电的电压，有时会发生放电停止或局部流过过大的电流而对电极或被加工物造成损伤。

在这种情况下，可以通过增大极间间隔而恢复绝缘状态或确保加工液的流路。

即，在放电加工中，通过不断地进行缩小或增大极间间隔的控制，从而在平均意义上维持为最佳的距离。该极间间隔的控制能力是对电极及被加工物的加工结果具有很大影响的基本性能。

如上所述，极间间隔的控制和维持在放电加工中是基本且重要的控制内容，但直接测量放电中的极间间隔并不容易，并且实际上是不可能的。

因此，通常通过对可以视作与极间距离等价的极间状态量进行检测，从而推定极间间隔，并将其与任意设定的状态量进行大小比较而进行控制（例如，参照专利文献1至3）。

图8是例如专利文献3中记载的现有放电加工控制装置的框图。图9是表示将图8中使用框图说明的内容构成为实际的电气电路的情况的一个例子的电气电路图。在现有放电加工控制装置201中，将根据状态量（极间电压波形）7得到的极间平均电压9用于极间间隔推定。该方法是目前为止所使用的方法，被称作平均电压伺服方式。极间平均电压9与极间间隔成正比，通过进行下述控制，从而维持良好的放电状态，即，在平均电压高于作为目标的极间设定电压1时，缩小极间间隔以容易产生放电，在平均电压低于极间设定电压1时，增大极间间隔以抑制放电。

在此，将加工速度5引起的干扰引入该系统，考虑由于极间间隔增大，因此使驱动装置动作并进行电极进给，以将极间间隔保持为恒定的情况。

由加工引起极间间隔增大这一情况，通过极间现象6而在极间电压波形中表现为很难产生放电。在很难产生放电的情况下，极间平均电压9增大。比较器2检测极间平均电压9和极间设定电压1的差即误差值10。在该误差值10乘以比例增益3后，作为驱动伺服机构4的速度指令11发送。伺服机构4进行电极进给，如果按照由于加工而使极间距离增大的部分执行进给，则极间间隔变为适合放电的原距离，极间平均电压成为9，重新与极间设定电压1一致。

例如，在将比例增益3设定为过大的值的情况下，从比例增益3向伺服机构4发送的驱动信号与设备构造体或伺服机构等的响应相位差变大，使驱动装置按照大于或等于由于加工而增大的极间间隔的量进行动作，造成极间间隔反而变小，在此情况下，由于极间平均电压反而变小，要向伺服机构4发送使极间间隔增大的信号，因此，再次转换为极间间隔增大的方向，但极间平均电压9或伺服机构4变成振荡状态，根据情况，甚至会由于极间间隔而陷入短路状态、断路状态反复出现的振荡状态。相反地，如果比例增益3过小，则系统恢复所需的延迟时间增长，无法以足够快的速度对作为加工速度5引入系统的干扰进行响应，很难设定为理想的间隔，会导致加工速度降低等。

如上所述，需要将比例增益3设定为最佳的值。此外，图9表示将图8中利用框图说明的内容构成为实际的电气电路的情况的一个例子。以与图8相同的标号示出的部分，表示与其等价的内容。低通滤波器8a、8b构成极间电压检测单元8B，并输出极间平均电压9。另外，在图9中示出的是放电加工装置所通常具有的结构部分。即，放电加工装置具有：加工电源18，其用于供给放电能量；电阻17，其用于将放电能量表示为电流值；开关元件19，其用于生成脉冲状的电流波形；用于使开关元件19通断的振荡器20；电极23；被加工物24；加工槽21；以及加工液22。