(57)【要約】  放電加工機の電源制御装置は、加工間隙の電圧の高周波成分を検出する高周波成分検出手段（ハイパスフィルタ４、整流装置５および積分回路９）と、加工間隙の電圧レベルを検出する加工電圧レベル検出装置（４０）と、検出された高周波成分を基準値と比較する高周波成分の比較器（７８）と、検出された電圧レベルを基準値と比較する電圧レベルの比較器（４１）と、高周波成分の比較器の比較結果に基づき休止時間を制御するとともに、電圧レベルの比較器の比較結果に基づき放電パルスを遮断するパルス制御装置（４３）とを備えている。
2008047452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工電極と加工物を対向してなる加工間隙にパルス放電を行って前記加工物を加工する放電加工機に供給する放電パルスを制御する放電加工機の電源制御装置において、
前記加工間隙の放電電圧の高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、
前記加工間隙の放電電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、
検出された前記高周波成分を高周波成分基準値と比較する高周波成分比較手段と、
検出された前記放電電圧レベルを電圧レベル基準値と比較する電圧レベル比較手段と、  前記高周波成分比較手段の比較結果により休止時間を制御するとともに前記電圧レベル比較手段の比較結果により放電パルスを遮断するパルス制御手段と
を備えたことを特徴とする放電加工機の電源制御装置。
【請求項２】
前記パルス制御手段は、前記加工間隙の放電電圧レベルが前記電圧レベル基準値以下となったときに前記放電パルスを遮断する
ことを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項３】
前記電圧レベル比較手段は、前記電圧レベル基準値を主電源回路の極間オープン電圧に対し２５〜３０％に設定する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項４】
前記パルス制御手段の出力に基づき、加工状態が安定の場合に加工条件を加工能率が向上するように切換える加工条件制御手段
をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項５】
各放電パルスの良否をカウントする良否パルスカウント手段をさらに備え、
前記加工条件制御手段は、前記放電良否パルスカウント手段の出力に基づいて良パルス数が多くなるように加工条件を切換える
ことを特徴とする請求項４に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項６】
前記パルス制御手段の出力から平均休止時間を算出する平均休止時間算出手段と、
前記平均休止時間の長さを安定、不安定の指標として放電加工状態を判定する加工安定度認識手段とをさらに備え、
前記加工条件制御手段は前記加工安定度認識手段の判定結果に基づき加工条件を切換えることを特徴とする請求項４または５に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項７】
前記加工安定度認識手段は、前記平均休止時間が所定値より大きいときに不安定と判定し、前記平均休止時間が所定値を下回るときに安定と判定する
ことを特徴とする請求項６に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項８】
前記パルス制御手段の出力から放電パルス遮断率を算出するパルス遮断率算出手段と、  前記放電パルス遮断率を安定、不安定の指標として放電加工状態を判定する加工安定度認識手段とをさらに備え、
前記加工条件制御手段は前記加工安定度認識手段の判定結果に基づき加工条件を切換えることを特徴とする請求項４または５に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項９】
前記パルス制御手段の出力から平均休止時間を算出する平均休止時間算出手段と、
前記パルス制御手段の出力から放電パルス遮断率を算出するパルス遮断率算出手段と、  前記平均休止時間の長さと前記放電パルス遮断率とを安定、不安定の指標として放電加工状態を判定する加工安定度認識手段とをさらに備え、
前記加工条件制御手段は前記加工安定度認識手段の判定結果に基づき加工条件を切換えることを特徴とする請求項４または５項に記載の放電加工機の電源制御装置。
【請求項１０】
前記加工条件制御手段は、前記平均休止時間による不安定の判定のときには、不安定の状態から小さく回避するよう前記加工条件を切換え、前記放電パルス遮断率による不安定の判定のときには、不安定の状態から大きく回避するよう前記加工条件を切換る
ことを特徴とする請求項９に記載の放電加工機の電源制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加工電極と加工物を対向してなる加工間隙にパルス放電を行って加工物を加工する形彫放電加工機に供給する放電パルスを制御する電源制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
加工電極と加工物を対向してなる加工間隙にパルス放電を行って加工物を加工する形彫放電加工機において、従来、放電電圧の高周波成分を検出してその大小を判定することで放電加工時の放電状態を認識できることが知られている。この高周波成分から放電状態を認識する技術として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。【０００３】
図１３は例えば特許文献１に記載された従来の放電加工機の要部と実質的に同一の構成の回路図である。図において、放電加工機の電極２と被加工物３との加工間隙にパルス状の放電電圧が供給される。ハイパスフィルタ４は、この放電電圧の高周波成分を抽出する。整流装置５は、ハイパスフィルタ４により抽出された高周波成分を整流して出力信号Ｖｒｅｃとして出力する。放電電圧検出装置７５は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧を検出する。放電電流検出装置７６は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電流を検出する。【０００４】
放電電圧検出装置７５の出力信号ｕ及び放電電流検出装置７６の出力信号ｉは、ロジック回路７７に入力される。ハイパスフィルタ４の時定数ｔＨを計測する時定数計測装置７０とロジック回路７２とにより遅延回路が形成されている。ロジック回路７７からの出力信号７９は、時定数計測装置７０及びロジック回路７２に入力され、また、時定数計測装置７０からの出力信号７１は、ロジック回路７２に入力される。積分回路９は、演算増幅器の反転（−）入力側と出力側との間に接続されるコンデンサＣ１及び整流装置５の出力側と演算増幅器の反転（−）入力側との間に直列接続される抵抗Ｒ１からなる。なお、演算増幅器の非反転（＋）入力側はアースされている。【０００５】
リセット回路１０は、コンデンサＣ１の両端子間にコレクタ−エミッタが接続されたトランジスタからなる。ロジック回路７２からの出力信号７３は、リセット回路１０に入力される。積分回路９の演算増幅器からの出力信号である積分出力値Ｖｉｎｔは、比較器７８の反転（−）入力側に入力され、比較器７８の非反転（＋）入力側には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。【０００６】
図１４は図１３に示す放電加工機の入出力信号波形のタイムチャート図である。図において、波形Ａは電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、波形Ｂはハイパスフィルタ４の出力信号波形、波形Ｇはロジック回路７７の出力信号波形、波形Ｈは時定数計測装置７０の出力信号波形、波形Ｉはロジック回路７２の出力信号波形、波形Ｆは積分回路９の積分出力信号波形である。【０００７】
次に、動作について図１３及び図１４を参照して説明する。図１４において、波形８０は電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、時間間隔Ｔｏｎは放電パルス幅、時間間隔Ｔｏｆｆは休止時間である。電極２と被加工物３との加工間隙に電圧が印加されたのち放電が発生する。放電が発生すると、放電電圧検出装置７５及び放電電流検出装置７６からの出力信号は共にＨ（Ｈｉｇｈ：高）レベルとなる。これらの出力信号はロジック回路７７に入力される。ロジック回路７７ではそれらの入力信号が共にＨレベル、即ち、電極２と被加工物３との加工間隙に放電が発生したときに、Ｌ（Ｌｏｗ：低）レベルが出力される。この時刻を放電検出時刻ｔ１とする。時刻ｔ２は、この放電検出時刻ｔ１を起点としてハイパスフィルタ４の時定数ｔＨ後の時刻（ｔ２＝ｔ１＋ｔＨ）である。【０００８】
波形８２は、放電電圧の高周波成分、波形８３はハイパスフィルタ４の過渡特性に起因する外乱波形をそれぞれ示している。時定数計測装置７０ではロジック回路７７の出力信号７９の立下りの時刻を起点としてｔＨ時間、Ｈレベルが出力される（図１４中Ｈ）。また、ロジック回路７２にはロジック回路７７の出力信号７９と時定数計測装置７０の出力信号７１とが入力され、図１４のＩに示す出力信号７３が出力される。この出力信号７３の立ち下がりの時刻を図１４のＩにおいてｔ２として示している。リセット回路１０ではロジック回路７２の出力信号７３がＨレベルの期間、積分回路９がリセットされる。即ち、ロジック回路７２の出力信号７３がＬレベルの期間のみ積分回路９で整流装置５からの出力信号Ｖｒｅｃが積分される。比較器７８では基準電圧Ｖｒｅｆと図１４のＦに示す積分出力Ｖｉｎｔとが比較され、放電パルス幅Ｔｏｎの終了時点で積分出力Ｖｉｎｔが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときには正常放電パルス、逆のときにはアーク放電パルス等の異常放電パルスと判定される。【０００９】
また、従来、放電電圧のレベルを検出することで放電加工機の放電加工時の放電状態を判定できることが知られている。この放電電圧のレベルから放電状態を判定する技術としては、例えば、特許文献２にて開示されたものが知られている。【００１０】
図１５は特許文献２に記載された放電加工機の要部と実質的に同一の構成の回路図である。図において、図１３と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。加工パルス発生回路は、加工電源１と源流抵抗１００とスイッチ９０とを有している。スイッチ９０は加工間隙に電圧が印加されたのち放電の発生を検出するためのシュミットトリガ回路９１と放電パルス幅Ｔｏｎを固定させるための第１単安定フリップフロップ９２と２個の放電電圧パルス間の間隔の休止時間Ｔｏｆｆを固定させるための第２単安定フリップフロップ９３と、一方の入力部がフリップフロップ９３に、他方の入力部が制御回路にそれぞれ接続されているＡＮＤゲート９４により制御される。２個の比較器９５、９６を含むこの制御回路は、基準電圧値としての電圧の上限値Ｖ２及び下限値Ｖ１と、加工間隙の放電電圧を比較する。ＡＮＤゲート９７は単安定フリップフロップ９８によって固定される時間Ｆが通過する間、２つの基準電圧の中間に測定電圧が含まれている場合に、１つの出力信号を送出する。【００１１】
図１６は図１５に示す放電加工機の種々の放電電圧波形８０と電圧の読出し窓の持続時間Ｆ基づいた電流波形８４との関係を示す図である。図において、波形Ａは放電電圧波形、波形Ｂは放電電圧波形８０の電圧レベルを検出する読出し窓の持続時間Ｆの出力信号波形８５、波形Ｃは放電電流波形８４である。放電電圧波形の形式Ａ１、Ａ２は放電電圧の上限値Ｖ２（例えば２０Ｖとしてよい）よりも高く、放電電圧及び電流のパルス幅は放電パルス幅Ｔｏｎの間保持されている。放電電圧波形の形式Ｂ１、Ｂ２は放電電圧の上限値Ｖ２よりも低く電圧の下限値Ｖ１（例えば５Ｖとしてよい）よりも高く読出し終了後に放電電圧及び電流のパルス幅が遮断されている。放電電圧波形の形式Ｃは下限値Ｖ１よりも低く放電電圧及び電流のパルス幅は放電パルス幅Ｔｏｎの間保持されている。【００１２】
さらに従来、異常放電パルスと判定された場合に休止時間を制御し放電状態を改善し加工能率が大きくなるように加工条件を制御することが知られている。この技術としては、例えば特許文献１にて開示されたものが知られている。【００１３】
図１７は例えば特許文献１に記載された他の放電加工機の要部と実質的に同一の構成の構成図である。図１３と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。放電加工機は、短絡検出装置２８と、第１の比較装置２９と、第１の比較基準値発生装置３０と、第２の比較装置３１と、第２の比較基準値発生装置３２とを有している。【００１４】
図１８は図１７に示す電源制御装置の要部における入出力信号波形のタイムチャート図である。波形Ａは電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、波形Ｂはハイパスフィルタ４の出力信号波形、波形Ｃは整流装置５の出力信号波形、波形Ｐは放電検出装置２３の出力信号波形、波形Ｑはタイマー２４の出力信号波形、波形Ｆは積分回路９の出力信号波形、波形Ｓは放電検出装置２３の出力を第１の基準値と比較する第１の比較装置２９の出力信号波形、波形Ｔは放電検出装置２３の出力を第２の基準値と比較する第２の比較装置３１の出力信号波形、波形Ｕは短絡検出装置２８の出力信号波形である。【００１５】
次に、動作について図１７及び図１８を参照して説明する。加工間隙には加工電源１よりパルス状の電圧が印加されて放電加工が行われる。その際の放電電圧波形Ａがハイパスフィルタ４で高周波成分のみ抜き出され出力信号波形Ｂとなる。得られた高周波成分は整流装置５で整流され出力信号波形Ｃとなり、これが積分回路９へ入力される。また、放電が発生すると放電検出装置２３は出力信号波形Ｐを立ち上げられ、積分回路９がリセットすると共にタイマー２４がスタートして出力信号波形Ｑとなる。積分回路９で出力信号波形Ｃが積分され出力信号波形Ｆとなる。放電が終了すると放電検出装置２３は放電検出出力を立ち下げる。放電検出出力の立ち下りで、第１の比較装置２９と第２の比較装置３１は、積分回路９の出力と第１の比較基準値発生装置３０と第２の比較基準値発生装置３２（第１の基準値よりも低く設定）の基準値との比較結果を、出力信号波形Ｓ及び出力信号波形Ｔとして出力する。これにより、放電パルスは、正常放電パルス、準アーク放電パルス、及びアーク放電パルスの３種類に分類される。【００１６】
一方、短絡検出装置２８は、放電検出出力の立下りで加工間隙の電圧値をチェックし短絡基準電圧（１５Ｖ以下が望ましい）と比較して短絡検出信号を出力する（図１３の波形Ｕ）。なお、ここで言う短絡状態とは、電極２と被加工物３が直接接触することのみを意味するのではなく、加工屑、加工液が変成したタール分、あるいは電極表面に形成される炭化皮膜などを介しての短絡をも含む。そのため、加工間隙の電圧値は完全に０Ｖとはなり得ず数Ｖ程度の電圧を生じるものである。短絡基準電圧は、アーク放電電圧と同じく電極材質などにより異なるため全ての場合に共通の値があるわけでない。短絡基準電圧は、例えば電極２が銅で被加工物が鋼の場合においては１５Ｖ以下、望ましくは１０Ｖ以下に設定する。【００１７】
加工条件制御装置２７は、第１の比較装置２９及び第２の比較装置３１から正常放電、準アーク放電、アーク放電の３種類の判別出力を、また短絡検出装置２８から短絡状態の有無を表す２種類の判別出力を各パルス毎に得るので、加工条件制御装置２７は分類された判別出力を得ることになる。加工条件制御装置２７は、短絡の場合と非短絡正常放電の場合は加工条件を変更せず、準アーク放電の場合は休止時間を長いものに切り替え、アーク放電の場合は休止時間を更に長いものに切り替える。また、非短絡正常放電の場合は休止時間を短縮する。以上のように高周波成分の有無による放電状態の把握に加えて、短絡状態の有無をあわせて放電パルスを判断し、加工条件を制御し加工状態を最適に維持している。【００１８】
【特許文献１】特開平５−２９３７１４号公報
【特許文献２】特開昭６１−１５９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、このような従来の放電加工機は、以下に述べるような問題を有していた。まず、第１の問題について図１９を用いて説明する。図１９は図１３に示す放電加工機において、アーク放電の異常発生によるアーク電圧の低下が現れた場合の入出力信号波形のタイムチャート図である。図において、図１４と同一または相当部品には同一符号を付して説明を省略する。放電電圧波形８０には、高周波成分８２以外にアーク放電の異常発生に同期してアーク電圧が低下するアーク電圧低下８４，８５が現れることがある（ここで、波形８４は若干の電圧低下、波形８５は、波形８４よりさらに所定量電圧低下している）。これらのアーク電圧の低下８４，８５は、電極２がグラファイト材料などの時に多く発生する。このアーク電圧の低下８４，８５は、放電開始直後だけでなく、放電パルス幅の１／２を超えるある時間経過後でも多く見られる。このようなアーク電圧低下８４，８５があると、放電加工現象の高周波成分を検出する図１３の電源制御装置では、正確な加工状態を把握することができない。【００２０】
以下、この誤検出の動作について説明する。図１９に示す放電電圧波形Ａのアーク電圧低下８４，８５は、ハイパスフィルタ４の出力信号波形Ｂに外乱波形を発生させる。また、この放電電圧波形Ａのアーク電圧低下８４，８５は、積分回路９の出力信号波形Ｆに影響を与える。すなわち、アーク電圧低下８４，８５が現れると、積分回路９の出力信号波形Ｆは、図１９に実線で示すように積分出力値が大きくなる。この大きくなった部分の積分出力値Ｖｉｎｔ２は、本来あるべき積分出力値Ｖｉｎｔ１よりも所定量大きな値となるため、これを原因として、本来検出すべき放電現象に起因する高周波成分を正確に検出することができない。【００２１】
次に、第２の問題について説明する。放電パルス幅Ｔｏｎの区間でアーク電圧低下８４，８５が現れる場合について説明する。アーク電圧低下８４，８５は放電状態が悪化及び放電現象が異常になると現れてアーク放電の発生や放電加工効率を低下させるもので、この状態のときに放電パルスを維持すべきではない（放電パルス幅Ｔｏｎを保持すべきではない）。これに対して図１３の放電加工機においては、放電状態の判定が放電パルス幅Ｔｏｎの終了時点で積分出力Ｖｉｎｔと基準電圧Ｖｒｅｆを比較することにより行われ、放電パルス幅Ｔｏｎの間保持される。放電状態を放電パルス幅Ｔｏｎの終了時点で判定する図１３の放電状態検出装置では、アーク電圧低下８４，８５が現れる場合に放電パルス幅Ｔｏｎを最適に制御できない。【００２２】
一方、図１５の放電加工機では、放電電圧の上限値Ｖ２（例えば２０Ｖとしてよい）よりも高いと、放電電圧及び電流のパルス幅はパルス幅Ｔｏｎの間保持される。放電電圧の上限値Ｖ２よりも低く放電電圧の下限値Ｖ１（例えば５Ｖとしてよい）よりも高いと、読出し終了後に放電電圧及び電流のパルス幅Ｔｏｎが遮断される。放電開始時（放電の発生検出後）の放電パルスより遥かに小さい読み出し窓の時間における電圧レベルを比較しており、放電パルス幅Ｔｏｎ期間の任意の時点でアーク放電の異常発生に同期してアーク電圧が低下する現象は読み取れない。放電開始時（放電の発生検出後）に観察される電圧値により放電電圧及び電流のパルス幅Ｔｏｎを制御する図１３の放電加工機ではアーク電圧低下を的確に検出できない。また、放電パルス幅Ｔｏｎを最適に制御できない。【００２３】
また、放電電圧の上限値Ｖ２を２０Ｖとした場合、アーク放電の異常パルスの検出については効果あるが、電極がグラファイト材の時に発生する電極コーナ部の粒状突起物発生（炭化物付着）は低減できない。【００２４】
次に、第３の問題について図２０を用いて説明する。図２０は図１７に示す放電加工機においてアーク放電の異常発生によるアーク電圧の低下が現れた場合の入出力信号波形のタイムチャート図である。図において、図１８と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。放電電圧波形８０には、高周波成分８２以外に、波形８４，８５，８６で示されるアーク放電の異常発生に同期したアーク電圧低下が現れることがある。これらのアーク電圧の低下８４，８５，８６は、電極２がグラファイト材料などの時に多く発生する。このアーク電圧の低下８４，８５，８６は、放電開始直後だけでなく、放電パルス幅の１／２を超えるある時間経過後でも多く見られる。放電パルス幅の終了時点で高周波成分の有無による放電状態を把握し短絡状態の有無をあわせて放電パルスを３種類に分類しこの分類に基づき加工条件を制御することで加工状態を最適に維持する図１７の放電加工機では、このようなアーク電圧低下８４，８５，８６があると、放電パルスの誤検出による加工条件の誤った制御が発生する。【００２５】
以下、この誤検出の動作について説明する。アーク電圧低下８４，８５，８６が現れると積分回路９の出力信号波形は図２０の波形Ｆのようになり、準アーク放電パルスまたはアーク放電パルスと認識されてしまう。そして、アーク電圧低下８４，８５では、休止時間が長いものに切り替えられ、アーク電圧低下８６では、更に長いものに切り替えられてしまう。アーク電圧が低下したアーク電圧低下８５，８６の放電電圧は、アーク放電の発生や放電加工効率を低下させるもので放電パルスを維持すべきではない（放電パルス幅を長く保持すべきではない）。放電状態を放電パルス幅の終了時点で判定し休止制御を実施する図１７の放電加工機では放電状態の判定が遅くなり、アーク電圧低下８４，８５，８６が現れる場合に休止時間を的確に制御することができない。【００２６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、アーク電圧低下が現れる場合であっても、的確に放電状態を検出することができ、これに基づき放電パルス及び休止時間を的確に制御することができる放電加工機の電源制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
課題を解決するために、この発明の放電加工機の電源制御装置は、加工電極と加工物を対向してなる加工間隙にパルス放電を行って加工物を加工する放電加工機に供給する放電パルスを制御する放電加工機の電源制御装置において、加工間隙の放電電圧の高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、加工間隙の放電電圧レベルを検出する電圧レベル検出手段と、検出された高周波成分を高周波成分基準値と比較する高周波成分比較手段と、検出された放電電圧レベルを電圧レベル基準値と比較する電圧レベル比較手段と、高周波成分比較手段の比較結果により休止時間を制御するとともに電圧レベル比較手段の比較結果により放電パルスを遮断するパルス制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
この発明に係る放電加工機の電源制御装置によれば、パルス制御手段が、高周波成分の基準値との差に基づいて休止時間を制御するとともに、電圧レベルの基準値との差に基づいて放電パルスを遮断する。そのため、アーク電圧低下が現れる場合であっても、的確に放電状態を検出することができ、これに基づき放電パルス及び休止時間を的確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、この発明に係る実施の形態１の放電加工機の電源制御装置要部の概略の回路図である。
【図２】図２は、放電加工機の電源制御装置の加工電圧レベル検出装置の他の例を示す回路図である。
【図３】図３は、図１に示す放電加工機の電源制御装置の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図４−１】図４−１は、基準電圧Ｖｃ変更とパルス幅分布の関係を示す図のうち、基準電圧Ｖｃが５５Ｖの場合を示す図である。
【図４−２】図４−２は、基準電圧Ｖｃ変更とパルス幅分布の関係を示す図のうち、基準電圧Ｖｃが５６Ｖの場合を示す図である。
【図４−３】図４−３は、基準電圧Ｖｃ変更とパルス幅分布の関係を示す図のうち、基準電圧Ｖｃが５７Ｖの場合を示す図である。
【図５】図５は、この発明に係る実施の形態２の放電加工機の電源制御装置要部を示す、一部を回路図とする機能ブロック図である。
【図６】図６は、図５に示す放電加工機の電源制御装置の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図７】図７は、図５の加工条件制御装置の動作を示すフローチャート図である。
【図８】図８は、本実施の形態の電源制御装置を用いた放電加工機と従来のものとの加工性能比較を示す加工時間曲線の図である。
【図９】図９は、この発明に係る実施の形態３の放電加工機の電源制御装置要部を示す、一部を回路図とする機能ブロック図である。
【図１０】図１０は、図９に示す放電加工機の電源制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、本実施の形態の放電加工機の電源制御装置において、放電パルス遮断率（パルスカット率）を算出した算出結果の一例を示す図である。
【図１２−１】図１２−１は、加工が不安定と判定する場合のパルス幅分布の一例を示す図である。
【図１２−２】図１２−２は、加工が安定していると判定する場合のパルス幅分布の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、例えば特許文献１に記載された従来の放電加工機の要部と実質的に同一の構成の回路図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す放電加工機の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図１５】図１５は、例えば特許文献２に記載された従来の放電加工機の要部と実質的に同一の構成の回路図である。
【図１６】図１６は、図１５に示す放電加工機の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図１７】図１７は、例えば特許文献１に記載された他の放電加工機の要部と実質的に同一の構成の構成図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す放電加工機の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図１９】図１９は、図１３に示す放電加工機においてアーク放電の異常発生によるアーク電圧の低下が現れた場合の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【図２０】図２０は、図１７に示す放電加工機においてアーク放電の異常発生によるアーク電圧の低下が現れた場合の入出力信号波形のタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  加工電源
２  電極
３  被加工物
４  ハイパスフィルタ（高周波成分検出手段）
５  整流装置（高周波成分検出手段）
９  積分回路（高周波成分検出手段）
１０  リセット回路
２３  放電検出装置
２４  タイマー
２７  加工条件制御装置
２８  短絡検出装置
２９  第１の比較装置
３０  第１の比較基準値発生装置
３１  第２の比較装置
３２  第２の比較基準値発生装置
４０  加工電圧レベル検出装置（電圧レベル検出手段）
４１  比較器（電圧レベル比較手段）
４３  パルス制御装置（パルス制御手段）
４４  スイッチング素子
４５  平均休止時間算出装置（平均休止時間算出手段）
４６  良否パルスカウンタ（良否パルスカウント手段）
４７  加工安定度認識装置（加工安定度認識手段）
４８  加工条件制御装置(加工条件制御手段)
５０  パルス遮断算率出装置（パルス遮断算率出手段）
７０  時定数計測装置
７２  ロジック回路
７５  放電電圧検出装置
７６  放電電流検出装置
７７  ロジック回路
７８  比較器（高周波成分比較手段）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る放電加工機の電源制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．【００３２】
図１はこの発明に係る実施の形態１の放電加工機の電源制御装置要部の概略の回路図である。図において、放電加工機の電極２と被加工物３との加工間隙にパルス状の放電電圧が供給される。ハイパスフィルタ４は、この放電電圧の高周波成分を抽出する。整流装置５は、ハイパスフィルタ４により抽出された高周波成分を整流して出力信号Ｖｒｅｃを出力する。放電電圧検出装置７５は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧を検出する。放電電流検出装置７６は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電流を検出する。【００３３】
放電電圧検出装置７５の出力信号ｕ及び放電電流検出装置７６の出力信号ｉは、ロジック回路７７に入力される。ハイパスフィルタ４の時定数ｔＨを計測する時定数計測装置７０とロジック回路７２とにより遅延回路が形成されている。ロジック回路７７からの出力信号７９は、時定数計測装置７０及びロジック回路７２に入力され、また、時定数計測装置７０からの出力信号７１は、ロジック回路７２に入力される。積分回路９は、演算増幅器の反転（−）入力側と出力側との間に接続されるコンデンサＣ１及び整流装置５の出力側と演算増幅器の反転（−）入力側との間に直列接続される抵抗Ｒ１からなる。なお、演算増幅器の非反転（＋）入力側はアースされている。【００３４】
リセット回路１０は、コンデンサＣ１の両端子間にコレクタ−エミッタが接続されたトランジスタからなる。ロジック回路７２からの出力信号７３は、リセット回路１０に入力される。積分回路９の演算増幅器からの出力信号である積分出力値Ｖｉｎｔは、比較器（高周波成分比較手段）７８の反転（−）入力側に入力され、比較器７８の非反転（＋）入力側には、基準電圧Ｖｒｅｆが入力される。ハイパスフィルタ４、整流装置５および積分回路９は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧の高周波成分を検出する高周波成分検出手段を構成している。【００３５】
本実施の形態の電源制御装置においては、図１３に示した従来装置に加えて加工電圧レベル検出装置（電圧レベル検出手段）４０と比較器（電圧レベル比較手段）４１とが設けられている。加工電圧レベル検出装置４０は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧レベルを検出する。加工電圧レベル検出装置４０の出力信号であるＶＣＰ電圧が、比較器４１の非反転（＋）入力側に入力され、比較器４１の反転（−）入力側には、基準電圧Ｖｃが入力される。比較器４１の出力信号１１１は、パルス制御装置（パルス制御手段）４３に入力される。【００３６】
また、本実施の形態の放電加工機の電源制御装置における比較器４１の反転（−）入力柄に入力される基準電圧Ｖｃは、電源回路の主電源の極間オープン電圧（例えば８０Ｖ）に対して加工電圧２５〜３０％に相当する電圧値に設定する。【００３７】
図２は放電加工機の電源制御装置の加工電圧レベル検出装置４０の他の例を示す回路図である。この例においては、加工電圧レベル検出装置４０は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧レベルを検出する加工電圧レベル検出器４０Ａと、加工電流の断続を行うためのスイッチング素子４４と、電流検出抵抗Ｒ３とを含む。加工電圧レベル検出器４０Ａには、加工電源としての直流電源１と電極２とが接続されている。スイッチング素子４４は、パルス制御装置４３からの制御信号により動作する。【００３８】
図３は図１に示す放電加工機の電源制御装置の入出力信号波形のタイムチャート図である。波形Ａは電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、波形Ｂはハイパスフィルタ４の出力信号波形、波形Ｇはロジック回路７７の出力信号波形、波形Ｈは時定数計測装置７０の出力信号波形、波形Ｉはロジック回路７２の出力信号波形、波形Ｆは積分回路９の積分出力信号波形、波形Ｊは比較器７８の出力信号波形、波形Ｋは加工電圧レベル検出装置４０の出力信号波形、波形Ｌは比較器４１の出力信号波形、波形Ｏ１はパルス制御装置４３の第１の出力信号波形、Ｏ２はパルス制御装置４３の第２の出力信号波形である。      【００３９】
次に動作について図１、図２、図３を参照して説明する。図３において、波形８０は電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、時間間隔Ｔｏｎは放電パルス幅、時間間隔Ｔｏｆｆは休止時間である。電極２と被加工物３との加工間隙に電圧が印加されたのち放電が発生する。放電が発生すると、放電電圧検出装置７５及び放電電流検出装置７６からの出力信号は共にＨ（Ｈｉｇｈ：高）レベルとなる。これらの出力信号はロジック回路７７に入力される。ロジック回路７７ではそれらの入力信号が共にＨレベル、即ち、電極２と被加工物３との加工間隙に放電が発生したときに、Ｌ（Ｌｏｗ：低）レベルが出力される。この時刻を放電検出時刻ｔ１とする。時刻ｔ２は、この放電検出時刻ｔ１を起点としてハイパスフィルタ４の時定数ｔＨ後の時刻（ｔ２＝ｔ１＋ｔＨ）である。【００４０】
波形８２は、放電電圧の高周波成分、波形８３はハイパスフィルタ４の過渡特性に起因する外乱波形をそれぞれ示している。時定数計測装置７０ではロジック回路７７の出力信号７９の立下りの時刻を起点としてｔＨ時間、Ｈレベルが出力される（図３中Ｈ）。また、ロジック回路７２にはロジック回路７７の出力信号７９と時定数計測装置７０の出力信号７１とが入力され、図３のＩに示す出力信号７３が出力される。この出力信号７３の立ち下がり時刻を図３のＩにおいてｔ２として示している。リセット回路１０ではロジック回路７２の出力信号７３がＨレベルの期間、積分回路９がリセットされる。即ち、ロジック回路７２の出力信号７３がＬレベルの期間のみ積分回路９で整流装置５からの出力信号Ｖｒｅｃが積分される。比較器７８では基準電圧Ｖｒｅｆと図３のＦに示す積分出力Ｖｉｎｔとが比較され、放電パルス幅Ｔｏｎの終了時点で積分出力Ｖｉｎｔが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きいときには正常放電パルス、小さいときにはアーク放電パルス等の異常放電パルスと判定され、比較器７８から出力信号Ｊが出力される。【００４１】
図２に示す例の場合、加工電圧レベル検出装置４０は、図２の電流検出抵抗Ｒ３に流れる電圧を検出する。図１に示すように極間を直接検出する方法としてもよい。そして、加工電圧レベル検出装置４０は、図３に示すように放電電圧の逆となる電圧波形の出力信号Ｋを出力する。比較器４１では基準電圧Ｖｃと加工電圧レベル検出装置４０の出力信号とが比較され、加工電圧レベル検出装置４０の出力ＶＣＰ電圧が基準電圧Ｖｃよりも大きいときには異常放電パルスと判定され図３に示す出力信号Ｌが出力される。なお、ここで基準電圧Ｖｃは、電極材質などにより異なるため共通の値があるわけでないが、例えばグラファイト電極で鋼を加工する場合は２０から２５Ｖ相当の基準電圧値となるように設定する。もしくは、基準電圧Ｖｃを電源回路の主電源の極間オープン電圧（例えば８０Ｖ）に対して２５〜３０％に相当する電圧値に設定してもよい。【００４２】
次に、上述の比較器７８からの出力信号１１０と比較器４１からの出力信号１１１とに基づき動作するパルス制御装置４３における放電パルスの制御について説明する。比較器４１の出力信号１１１が“Ｈ”レベル（図３のＬ）となり異常放電パルスと判別されると、放電電圧及び電流のパルス幅が遮断される。この時、比較器７８は放電パルス幅の終了時点にて、積分出力Ｖｉｎｔと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較を行わない。図３において、実際には動作していない波形を示す点線で記載されている様に、比較器７８の出力信号１１０が“Ｈ”レベルになると異常放電パルスと判別され休止時間を長いもの（Ｔｏｆｆ＋ΔＴｏｆｆ）に切換える。【００４３】
以上のように構成することにより、放電加工状態の検出を的確にし、正常放電パルスか異常放電パルスかの判定を正確に行うことができ、高周波成分の有無や加工電圧レベルによる放電状態に基づき加工パルス幅と休止時間幅を制御するよう構成したので加工間隙での連続アークの発生を防止し電極あるいは被加工物の損傷を防ぐことができる。【００４４】
図４−１、図４−２及び図４−３は、本実施の形態の電源制御装置を用いた放電加工機において、パルス制御装置４３の出力信号から基準電圧変更にともなうパルス幅分布の変化を調べた結果を示すものであり、基準電圧Ｖｃ変更とパルス幅分布の関係を示す図のうち、図４−１は基準電圧Ｖｃが５５Ｖ（加工電圧２５Ｖ相当）の場合を示し、図４−２は基準電圧Ｖｃが５６Ｖ（加工電圧２４Ｖ相当）の場合を示し、図４−３は基準電圧Ｖｃが５７Ｖ（加工電圧２３Ｖ相当）の場合を示している。いずれのものも、電極が直径Φ２０ｍｍのグラファイト電極、被加工物が鋼、液処理が無噴流、加工条件として、ピーク電流値２５Ａ、パルス幅１９２μｓ、休止時間１１５μｓ、ジャンプダウン時間５００μｓ、ジャンプアップ距離１．４ｍｍとし、正常放電パルスが出力されている間をサンプリング数１０００でデータ取得したものである。基準電圧Ｖｃ５５Ｖでは、粒状突起物がなく、基準電圧Ｖｃ５６Ｖでは、粒状突起物が若干発生し、基準電圧Ｖｃ５７Ｖが発生している。【００４５】
このように、基準電圧Ｖｃが、正常放電パルス（電極がグラファイト材の時は加工電圧約３０Ｖ）と異常放電パルス（電極がグラファイト材の時は加工電圧約２０Ｖ）の間であって、電圧レベル検出時に放電電圧のパルス幅Ｔｏｎを遮断しても加工速度が低下しない特定の値になると、アーク放電の異常パルスの検出に加え粒状突起物発生（炭化物付着）も低減することができる。【００４６】
なお、本実施の形態では、異常放電パルスを分類判別し直ちに放電パルス及び休止時間を制御するように構成しているが、分類判別された出力信号をカウントしカウント数が一定値に達したときに、放電パルス及び休止時間を制御するようにしてもよい。また、休止時間の変更以外に、加工条件のジャンプダウン時間やジャンプアップ距離などを併せて制御しても良い。また、加工電圧レベル検出装置４０に関しては、上記のように図２に示す方法に限られず、図１に示すように極間を直接検出する方法としてもよい。また、本実施の形態では放電電圧レベル検出を放電電圧の逆となる電圧波形を採用しているが、電極と被加工物との間を直接検出してもよい。【００４７】
実施の形態２．
図５はこの発明に係る実施の形態２の放電加工機の電源制御装置要部を示す、一部を回路図とする機能ブロック図である。図５において、電極２と被加工物３とにより加工間隙が形成される。この加工間隙に加工電源１からパルス状の放電電圧が供給される。ハイパスフィルタ４は、放電電圧の高周波成分を検出する。整流装置５はハイパスフィルタ４からの高周波成分を整流する。整流装置５から整流された出力信号が出力される。放電検出装置２３は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧及び放電電流を検出する。放電検出装置２３の出力で積分回路９がリセットすると共にタイマー２４がスタートする。短絡検出手段としての短絡検出装置２８が設けられている。第１の基準値との比較手段としての第１の比較装置２９が設けられている。第１の比較基準値発生手段としての第１の比較基準値発生装置３０が設けられている。第２の基準値との比較手段としての第２の比較装置３１が設けられている。第２の比較基準値発生手段としての第２の比較基準値発生装置３２が設けられている。【００４８】
本実施の形態の電源制御装置においては、図１７に示した従来装置に加えて、実施の形態１と同じように、加工電圧レベル検出装置４０と比較器４１とが設けられている。加工電圧レベル検出装置４０は、電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧レベルを検出する。比較器４１には、加工電圧レベル検出装置４０の出力信号と基準電圧Ｖｃとが入力される。比較器４１の出力信号はパルス制御装置４３に入力される。【００４９】
そして、本実施の形態の電源制御装置においては、図１７に示した従来装置にさらに加えて、平均休止時間算出装置（平均休止時間算出手段）４５と、良否パルスカウンタ（良否パルスカウント手段）４６と、加工安定度認識装置（加工安定度認識手段）４７と、加工条件制御装置（加工条件制御手段）４８とが設けられている。【００５０】
平均休止時間算出装置４５は、パルス制御装置４３により制御され変動する放電パルスの休止時間の平均値を求める。良否パルスカウンタ４６は、放電パルスが正常と判別された正常放電パルスをカウントする。加工安定度認識装置４７は、平均休止時間算出装置４５で求めた平均の休止時間により加工状態の“安定”“不安定”を判断する。加工条件制御装置４８は、加工安定度認識装置４７の出力に基づき加工条件を切り替える。【００５１】
図６は図５に示す放電加工機の電源制御装置の入出力信号波形のタイムチャート図である。図において、波形Ａは電極２と被加工物３との加工間隙の放電電圧波形、波形Ｂはハイパスフィルタ４の出力信号波形、波形Ｃは整流装置５の出力信号波形、波形Ｐは放電検出装置２３の出力信号波形、波形Ｑはタイマー２４の出力信号波形、波形Ｆは積分回路９の出力信号波形、波形Ｓは放電検出装置２３の出力を第１の基準値と比較する第１の比較装置２９の出力信号波形、波形Ｔは放電検出装置２３の出力を第２の基準値と比較する第２の比較装置３１の出力信号波形、波形Ｕは短絡検出装置２８の出力信号波形、波形Ｋは加工電圧レベル検出装置４０の出力信号波形、波形Ｌは比較器４１の出力信号波形、波形Ｏ１はパルス制御装置４３の第１の出力信号波形、波形Ｏ２はパルス制御装置４３の第２出力信号波形である。【００５２】
次に、その動作について図５及び図６を参照して説明する。加工間隙には加工電源１よりパルス状の電圧が印加されて放電加工が行われる。その際の放電電圧波形Ａがハイパスフィルタ４で高周波成分のみ抜き出され出力信号波形Ｂとなる。得られた高周波成分は整流装置５で整流され出力信号波形Ｃとなり、これが積分回路９へ入力される。また、放電が発生すると放電検出装置２３は出力信号波形Ｐを立ち上げられ、積分回路９がリセットすると共にタイマー２４がスタートして出力信号波形Ｑとなる。そして、積分回路９で出力信号波形Ｃが積分され出力信号波形Ｆとなる。放電が終了すると放電検出装置２３は放電検出出力を立ち下げる。放電検出出力の立ち下りで、第１の比較装置２９と第２の比較装置３１は、積分回路９の出力と第１の比較基準値発生装置３０と第２の比較基準値発生装置３２（第１の基準値よりも低く設定）の基準値との比較結果を、出力信号波形Ｓ及び出力信号波形Ｔとして出力する。【００５３】
一方、短絡検出装置２８は、放電検出出力の立下りで加工間隙の電圧値をチェックし短絡基準電圧（１５Ｖ以下が望ましい）と比較して短絡検出信号を出力する（図６中Ｕ）。短絡基準電圧は、アーク放電電圧と同じく電極材質などにより異なるため全ての場合に共通の値があるわけでない。短絡基準電圧は、例えば電極２が銅で被加工物が鋼の場合は１５Ｖ以下、望ましくは１０Ｖ以下に設定する。また、電極２がグラファイト材料で被加工物が綱の場合でも１５Ｖ以下、望ましくは１０Ｖ以下に設定してもよい。【００５４】
加工電圧レベル検出装置４０は、図２の電流検出抵抗Ｒ３に流れる電圧を検出し、放電電圧の逆となる電圧波形Ｋを出力する。比較器４１では基準電圧Ｖｃと加工電圧レベル検出装置４０の出力信号が比較され、加工電圧レベル検出装置４０の出力ＶＣＰ電圧が基準電圧Ｖｃよりも大きいときには異常放電パルスと判定され、出力信号Ｌが出力される。なお、基準電圧Ｖｃは、電極材質などにより異なるため共通の値があるわけでないが、グラファイト電極で鋼を加工する場合は加工電圧２０〜２５Ｖ相当の基準電圧値となるように設定する。もしくは、基準電圧Ｖｃを電源回路の主電源の極間オープン電圧（例えば８０Ｖ）に対して加工電圧２５〜３０％に相当する電圧値に設定しても良い。【００５５】
パルス制御装置４３は、第１の比較装置２９及び第２の比較装置３１と比較器４１から放電パルスの判別出力、また、短絡検出装置２８から短絡状態の有無を表す２種類の判別出力を各パルス毎に分類された判別出力を得る。そして、短絡検出装置２８の出力信号Ｕが“Ｌ”レベル（非短絡放電パルス）のときに、第２の比較装置３１の出力信号Ｔが“Ｈ”レベルを出力する場合は、高周波成分に基づく異常放電パルスと判断し、休止時間をＴｏｆｆ＋ΔＴｏｆｆに切り替える。放電検出装置２３の出力信号がＰに示すように“Ｈ”レベル（放電パルス中）のとき、また、比較器４１の出力信号Ｌが“Ｈ”レベルを出力する場合は、加工電圧レベルに基づく異常放電パルスと判断し放電電圧及び電流のパルス幅が遮断される（図６中Ｏ２）。また、非短絡正常放電パルスの場合は、休止時間を変更前の設定に戻すよう制御する。以上のように、短絡状態の有無にあわせて、高周波成分や放電電圧レベルにより放電状態を把握し、各放電パルス毎に放電パルスを最適に制御している。【００５６】
図７は図５の加工条件制御装置４８の動作を示すフローチャート図である。図７に沿って、加工条件制御装置４８の加工条件制御の動作を説明する。設定された期間毎（例えばサンプリングタイム０．２５ｓｅｃ）に加工安定度認識装置４７から“安定”あるいは“不安定”の信号が出力される。休止時間を制御する場合、休止時間の伸び方により加工状態の“安定”，“不安定”を判断することができる。図６において、例えば、休止時間がΔＴｏｆｆ＝Ｔｏｆｆとなるように制御を実施する場合、Ｔｏｆｆの休止時間を基準とし１とすると、休止時間は（２＋１＋１＋１）となるので、平均休止時間は（２＋１＋１＋１）／４＝１．２５となる。この例では放電パルスの遮断は平均休止時間の算出に盛込んでいない。この値を加工安定度認識装置４７で判断し、例えば、平均休止時間の値が１．６以上の場合は“不安定”と認識し、１．６未満の場合は“安定”と認識させる（ステップＳ１）。【００５７】
加工安定度認識装置４７が“不安定”と認識した場合は、設定している加工条件（例えば、休止時間）を大きく回避させるなどの回避操作を実施し（ステップＳ２）、その後、加工安定度認識装置４７が“安定”と認識すると、回避操作を実施する前の基の加工条件設定に戻す復帰操作を実施する（ステップＳ３）。【００５８】
一方、加工安定度認識装置４７が“安定”と認識し、この“安定”の出力が設定された一定時間（例えば、サンプリングタイム０．２５ｓｅｃが４００回）を経過するまで出力されている場合は（ステップＳ４）、設定している加工条件（例えば、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ距離、休止時間）を加工能率が向上するよう最適化操作を実施する（ステップＳ５）。最適化操作は、例えばジャンプダウン時間（Ｊｄ＝Ｊｄ＋１ノッチ）、ジャンプアップ距離（Ｊｕ＝Ｊｕ−１ノッチ）、休止時間（Ｏｆｆ＝Ｏｆｆ−１ノッチの順に操作され、加工条件変更後に設定された期間（例えば、２４ｓｅｃ）における加工安定度認識装置４７が“安定”（ステップＳ６）のとき良否パルスカウンタがカウントする正常放電パルス数が所定の係数以上（例えば、１．０３倍）であるかが判断され、所定の係数以上の時に増加と判断して最適化操作を継続する（ステップＳ７）。【００５９】
次に、本実施の形態に係る放電加工機の電源制御装置を用いた加工性能事例を説明する。図８は本実施の形態の電源制御装置を用いた放電加工機と従来のものとの加工性能比較を示す加工時間曲線の図である。電極がΦ２０ｍｍのグラファイト電極、被加工物が鋼、液処理が無噴流、加工条件を、ピーク電流値２５Ａ、パルス幅１９２μｓ、休止時間１１５μｓ、ジャンプダウン時間５００μｓ、ジャンプアップ距離１．４ｍｍとし、加工深さを、２０ｍｍとして加工を行った。本実施の形態のものは従来のものより短い時間で所定の深さまで加工が行われていることが解る。本実施の形態に係る放電加工機の電源制御装置は、各放電パルス毎に放電パルスを最適に制御しているので正常放電パルス数を増加させることができる。また、平均休止時間が小さくなることにより加工安定度の“不安定”認識が減少するため一時的に加工条件（休止時間）を回避させる回避操作を大幅に減少させ、加工条件の最適化操作による加工条件設定において、加工速度が最大になる設定とすることができる。これにより、加工能率を向上させることができる。【００６０】
なお、本実施の形態では、異常放電パルスを分類判別し直ちに放電パルス及び休止時間を制御するよう構成されているが、分類判別された出力信号をカウントしカウント数が一定値に達すると放電パルス及び休止時間を制御するようにしてもよい。また、休止時間を制御する代わりに加工間隙に与えられる電圧パルスから所望個数の電圧パルスを間引くように制御しても良い。また、休止時間の変更以外に加工条件のジャンプダウン時間やジャンプアップ距離などを制御もしくは付加した形態で制御しても良い。【００６１】
また、本実施の形態では、加工安定度認識は設定された期間における平均休止時間算出装置に基づき“安定”或いは“不安定”と判定しているが、分類判別された異常放電パルスあるいは異常放電パルス数に基づき“安定”“不安定”を判定するようにしても良い。      【００６２】
実施の形態３．
図９はこの発明に係る実施の形態３の放電加工機の電源制御装置要部を示す、一部を回路図とする機能ブロック図である。図５に示す実施の形態２の放電加工機の電源制御装置と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施の形態の電源制御装置においては、図５に示した実施の形態２の電源制御装置に加えて、パルス遮断率算出装置（パルス遮断率算出手段）５０が設けられている。【００６３】
平均休止時間算出装置（平均休止時間算出手段）４５は、パルス制御装置（パルス制御手段）４３により制御され変動する放電パルスの休止時間の平均値を求める。パルス遮断率算出装置（パルス遮断率算出手段）５０は、比較器４１の出力信号を読み込みパルス制御装置４３により制御される放電パルス遮断の発生割合を算出する。良否パルスカウンタ（良否パルスカウント手段）４６は、放電パルスが正常と判別された正常放電パルスをカウントする。加工安定度認識装置（加工安定度認識手段）４７は、平均休止時間算出装置４５で算出された平均の休止時間とパルス遮断率算出装置５０で算出されたパルス遮断率により加工状態の“安定”“不安定”を判断する。加工条件制御装置（加工条件制御手段）４８は、加工安定度認識装置４７の出力に基づき加工条件を切り替える。【００６４】
図１０は図９に示す放電加工機の電源制御装置の動作を示すフローチャート図である。加工条件制御装置４８の動作について図１０にそって説明する。設定された期間毎（例えばサンプリングタイム０．２５ｓｅｃ）に加工安定度認識装置４７から“安定”あるいは“不安定”の信号が出力される。休止時間を制御する場合、休止時間の伸び方により加工状態の“安定”“不安定”を判断することができる。図６において、例えば、休止時間がΔＴｏｆｆ＝Ｔｏｆｆとなるように制御を実施する場合、Ｔｏｆｆの休止時間を基準とし１とすると、休止時間は（２＋１＋１＋１）となるので、平均休止時間は（２＋１＋１＋１）／４＝１．２５となる。この例では放電パルスの遮断は平均休止時間の算出に盛込んでいない。このように、設定された期間毎（例えばサンプリングタイム０．２５ｓｅｃ）に平均休止時間を算出し、この値を加工安定度認識装置４７で判断し、例えば、平均休止時間の値が１．６以上の場合は“不安定”と認識し、１．６未満の場合は“安定”と認識させる（ステップＳ１１）。【００６５】
また、放電パルス遮断を制御する場合、パルス遮断率算出装置５０から放電パルス遮断率の値により加工状態の“安定”“不安定”を判断することができる。図６において、例えば、放電パルス遮断率を３／４＝０．７５（７５％）と算出できるように、設定された期間毎（例えばサンプリングタイム０．２５ｓｅｃ）に放電パルス遮断率を算出し、この値を加工安定度認識装置４７で判断し、“安定”“不安定”の判断基準値と比較し“安定”“不安定”と認識させるようになっている（ステップＳ１１）。例えば、放電パルス遮断率が１５％以上の場合は“不安定”と認識し、１５％未満の場合は“安定”と認識する（図１１）。【００６６】
さらに、加工安定度認識装置４７が“不安定”と認識した場合は、平均休止時間による不安定の認識か、放電パルス遮断率による不安定の認識かの不安定の種類判別をする（ステップＳ１２）。そして、平均休止時間による不安定の認識の場合は、設定している加工条件を小さくする回避（例えば、休止時間を２倍［Ｏｆｆ＝Ｏｆｆ＋１ノッチ］に設定）させるなどの第１の回避操作を実施する（ステップＳ１３）。一方、放電パルス遮断率による不安定の認識の場合は、設定している加工条件を大きくする回避（例えば、休止時間を２倍［Ｏｆｆ＝Ｏｆｆ＋１］にすると共にジャンプダウン時間を１／２［Ｊｄ＝Ｊｄ−１ノッチ］に設定）させるなどの第２の回避操作を実施する（ステップＳ１４）。その後、加工安定度認識装置４７が“安定”と認識すると回避操作を実施する前の基の加工条件設定に戻す復帰操作を実施する（ステップＳ１５）。【００６７】
一方、加工安定度認識装置４７が“安定”と認識し、一定時間（例えば、サンプリングタイム０．２５ｓｅｃが４００回）を経過した場合は（ステップＳ１６）、設定している加工条件（例えば、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ距離、休止時間）を加工能率が向上するよう最適化操作を実施する（ステップＳ１７）。最適化操作は、例えばジャンプダウン時間（Ｊｄ＝Ｊｄ＋１ノッチ）、ジャンプアップ距離（Ｊｕ＝Ｊｕ−１ノッチ）、休止時間（Ｏｆｆ＝Ｏｆｆ−１ノッチ）の順に操作され、加工条件変更後に設定された期間（例えば、２４ｓｅｃ）における加工安定度認識装置４７が“安定”（ステップＳ１８）のとき良否パルスカウンタがカウントする正常放電パルス数が所定の係数以上（例えば、１．０３倍）であるかが判断され、所定の係数以上の時に増加と判断して最適化操作を継続する（ステップＳ１９）。【００６８】
図１１は本実施の形態の放電加工機の電源制御装置において、放電パルス遮断率（パルスカット率）を算出した算出結果の一例を示す図である。放電パルス遮断率（パルスカット率）が１５％以上の場合は“不安定”と認識し、１５％未満の場合は“安定”と認識する。【００６９】
なお、本実施の形態では、加工安定度認識は設定された期間における平均休止時間算出装置４５に基づき“安定”“不安定”と判定しているが、分類判別された異常放電パルスあるいは異常放電パルス数に基づき“安定”“不安定”を判定するようにしても良い。【００７０】
さらに、本実施の形態では、パルス遮断率算出装置５０に基づき“安定”“不安定”と判断しているが、放電パルス遮断時の放電パルスを計時し放電パルス幅分布を算出し、パルス幅分布状況に基づき“安定”“不安定”を判定するようにしても良い。本実施の形態の電源制御装置を用いて放電パルス幅の分布を算出した算出結果の一例を図１２に示す。図１２−１は加工が不安定と判定する場合のパルス幅分布の一例を示す図である。図１２−２は加工が安定していると判定する場合のパルス幅分布の一例を示す図である。図に示すように設定された期間中（サンプリングタイム０．２５ｓｅｃ）の安定加工時と不安定加工時のパルス幅分布に差異が見られる。例えば、パルス幅１／２以下のパルス幅が発生した場合、あるいは１／２以下のパルス幅の比率が設定値（例えば５％）を超えた場合に不安定としても良い。また、本実施の形態では、加工条件制御装置４８が操作する最適化操作は、ジャンプダウン時間、ジャンプアップ時間休止時間の順としているが、加工内容に応じて、前記３つの加工条件パラメータの操作有無に基づき実施しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
この発明の放電加工機の電源制御装置は、加工電極と加工物を対向してなる加工間隙にパルス放電を行って加工物を加工する放電加工機に供給する放電パルスを制御する放電加工機の電源制御装置に適用されて好適なものであり、特にアーク放電の異常発生によるアーク電圧低下の発生しやすい放電加工機にもちいられる電源制御装置に最適なものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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