(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極とワークとの間に電圧を印加して発生する放電によりワークを加工する放電加工機において、
電極とワークとの間に印加される電圧を検出して該電圧が連続的に印加されたとき該電圧の印加後の所定時間内に該電圧が降下したか否かで前記電極とワークとの間に放電が開始したか否かを判断し、放電が開始していないと判断されたときは無放電信号を出力し、放電が開始したと判断したときは無放電信号の出力を解除する電圧検出部と、
前記無放電信号が出力されている間は、通常加工用の周期より長い周期であって、操作者が前記電極に触っても感電による不快感を受けない実効値となる第１の周期で間欠的に電圧を印加し、前記無放電信号の出力が解除されている間は、前記通常加工用の周期で間欠的に電圧を印加する電源と、
を備えたことを特徴とする感電防止手段を備えた放電加工機。
【請求項２】
前記電圧検出部は、前記電圧の印加後から前記放電開始が検出されるまでの無放電期間に前記電極とワークとの間に前記第１の周期で間欠的に印加される電圧の実効値を算出し、
前記電源は、前記電圧検出部により算出された電圧の実効値に基づいて前記無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧のオンタイムとオフタイムを可変にする手段を備えた請求項１に記載の感電防止手段を備えた放電加工機。
【請求項３】
前記電源は、前記電圧検出部により算出された電圧の実効値に基づいて前記無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧レベルを可変にする電圧レベル可変手段を備えた請求項１または２に記載の感電防止手段を備えた放電加工機。
【請求項４】
前記電極とワークとの間に印加される電圧を検出し、前記無放電期間に前記電極とワークとの間に前記第１の周期で間欠的に印加される電圧の実効値を算出し、前記無放電信号が発生する間に該実効値が所定値以上のとき、前記電源による前記電極とワークとの間の電圧の印加を中断させる電圧監視部を備えた請求項１乃至３の何れかに記載の感電防止手段を備えた放電加工機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は感電防止手段を備えた放電加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電加工機は形彫り放電加工機とワイヤ放電加工機とに大別される。
図３は一般的な形彫り放電加工機の全体構成を示す図である。図３に示す形彫り放電加工機は特定形状の形彫り電極３１を用いてその形状をワーク３２に投影加工するものである。形彫り電極３１は絶縁板３３に取付けられたツールホルダ３４により把持され、加工液中に設置したワーク３２に向けて移動され、形彫り電極３１とワーク３２との間に電圧が印加され放電加工が行われる。
【０００３】
図４は一般的なワイヤ放電加工機の全体構成を示す図である。図４に示すワイヤ放電加工機はワイヤ電極４１を巻取りながら糸鋸式にワーク４２を２次元輪郭に加工するものである。ワイヤボビン４３から繰り出されたワイヤ電極４１はガイドローラ４４や加工液供給の上下噴流ノズル４５ａ、４５ｂを有した上下のヘッド４６ａ、４６ｂ間に規定されたワイヤ電極送り路に沿って走行する。ワーク４２を取り付けるワーク台４７は、上下のヘッド４６ａ、４６ｂ間に配設され、ワイヤ電極送り路に交差する平面上の二次元方向に送られる。ワイヤ放電加工は、ワーク４２内に予め形成したイニシャルホールまたはワーク４２の端面を起点としてワイヤ電極４１とワーク４２との間に間欠パルス状の電力を供給し、放電作用を付与し、ワイヤ電極４１とワーク４２との間の相対変位に従って上記起点位置から所望の軌跡路に沿って放電加工作用を進行させるものである。
【０００４】
上述したように、放電加工機は電極とワークとの間に電圧を印加し放電を発生させてワークの加工を行うものであるが、電圧印加後放電により火花が発生するまでの間、放電加工機の操作者には電極とワークとの間に電圧が印加されているか否か判らない。この間、操作者がこれら露出された電極に触り感電する恐れがある。この感電防止のため、通常保護カバー等の機械的な安全対策が施されている。
【０００５】
このような機械的な安全対策としての上記保護カバーに加えて電気的な安全対策を施したワイヤ放電加工機が特開昭６３−２５１１２４号公報に開示されている。このワイヤ放電加工機の感電防止装置は、上記保護カバーに加えて電気的な安全回路を備えている。この装置は、ワイヤ電極の走行がワイヤ回収領域付近で乱れ、ワイヤ電極をワイヤ回収領域へ案内するローラ手段領域の導電性基板部にワイヤが接触したときに、該基板と安全回路とを電気的に接続するリード線を介して流れる漏電電流を検出し、直ちにワイヤ電極とワークとの間の電力供給を中断するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６３−２５１１２４号公報に開示された装置においては、通常の放電加工機の運転中に作業の便宜を図るため上記保護カバーが外されることがあり、このとき操作者が不注意でワイヤ電極に触ってしまい感電してしまう恐れがある。また、前記基板と安全回路とを電気的に接続するリード線を設ける等の電装を要しその配線作業に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
それゆえ、本発明は上記問題を解決し、保護カバーを設けずに操作者の不注意で形彫り電極またはワイヤ電極に触っても、操作者に不快感を与えずに済む感電防止手段を備えた放電加工機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決する本発明による感電防止手段を備えた放電加工機は、電極とワークとの間に電圧を印加して発生する放電によりワークを加工する放電加工機において、電極とワークとの間に印加される電圧を検出して該電圧が連続的に印加されたとき該電圧の印加後の所定時間内に該電圧が降下したか否かで前記電極とワークとの間に放電が開始したか否かを判断し、放電が開始していないと判断されたときは無放電信号を出力し、放電が開始したと判断したときは無放電信号の出力を解除する電圧検出部と、前記無放電信号が出力されている間は、通常加工用の周期より長い周期であって、操作者が前記電極に触っても感電による不快感を受けない実効値となる第１の周期で間欠的に電圧を印加し、前記無放電信号の出力が解除されている間は、前記通常加工用の周期で間欠的に電圧を印加する電源と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記電圧の印加後から前記放電開始時期が検出されるまでの無放電期間に、電極とワークとの間により長い周期であって、操作者が前記電極に触っても感電による不快感を受けない実効値となる第１の周期で間欠的な電圧を印加し、前記無放電信号の出力が解除されている間は、前記通常加工用の周期で間欠的に電圧を印加することにより、この間の印加電圧の実効値を下げ、操作者が電極に触っても不快感を得ることがなくなる。
本発明による感電防止手段を備えた放電加工機において、前記電圧検出部は、前記電圧の印加後から前記放電開始が検出されるまでの無放電期間に前記電極とワークとの間に前記第１の周期で間欠的に印加される電圧の実効値を算出し、前記電源は、前記電圧検出部により算出された電圧の実効値に基づいて前記無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧のオンタイムとオフタイムを可変にする手段を備える。
【００１０】
本発明による感電防止手段を備えた放電加工機において、前記電源は、前記電圧検出部により算出された電圧の実効値に基づいて前記無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧レベルを可変にする電圧レベル可変手段を備える。  本発明による感電防止手段を備えた放電加工機において、前記電極とワークとの間に印加される電圧を検出し、前記無放電期間に前記電極とワークとの間に前記第１の周期で間欠的に印加される電圧の実効値を算出し、前記無放電信号が発生する間に該実効値が所定値以上のとき、前記電源による前記電極とワークとの間の電圧の印加を中断させる電圧監視部を備える。
【００１１】
上記電圧監視部により、感電防止手段を備えた放電加工機の異常状態を検出し、操作者が電極に触っても不快感を受けることを未然に防止する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による感電防止手段を備えた放電加工機の実施例を示す図である。本実施例では形彫り放電加工機が示されているが、本発明はワイヤ放電加工機にも適用できる。
図１に示す形彫り放電加工機は、形彫り電極１（以下、単に電極と記す）とワーク２との間に電圧を印加してこの間に発生する放電によりワークを加工する。電圧検出部３は、電極１とワーク２との間に印加される電圧を検出する。電源４は、パルス制御部５とパルス出力部６とからなり。パルス制御部５は電圧検出部３から送信される後述する無放電信号、電圧実効値信号および放電開始検出信号に基づいて、電極１とワーク２との間に印加する電圧のオンタイムとオフタイムおよびレベル等を決定し、その結果をパルス出力部６へ伝える。パルス出力部６はこれら決定されたオンタイムとオフタイムおよびレベル等の電圧を電極１とワーク２との間に印加する。ＮＣ制御部７は、ワーク２の位置決め動作を行ったりパルス制御部５へ放電加工開始や加工条件の設定に係る指令を送信したりする。
【００１３】
電圧監視部８は電極１とワーク２との間に印加される電圧を検出し、電圧検出部３から出力される前記無放電期間を示す信号を受け、該無放電期間に電極１とワーク２との間に間欠的に印加される電圧の実効値を算出するか、または該実効値の算出結果と前記無放電信号とを電圧検出部３から受け、無放電信号が発生する間に該実効値が所定値以上のとき、電源４による電極１とワーク２との間への電圧の印加を中断させたり、ＮＣ制御部７によるワーク２への位置決め動作やＮＣ制御部７からパルス制御部６への放電加工開始や加工条件の設定に係る指令を停止させる。次に、前記無放電信号、電圧実効値信号および放電開始検出信号について以下に説明する。
【００１４】
図２は本発明による電源電圧の制御の実施例を説明するタイムチャートであり、Ａは従来技術による印加電圧の波形を示す図であり、Ｂは本発明による印加電圧の波形を示す図であり、Ｃは無放電信号を示す図であり、Ｄは放電開始検出信号を示す図であり、Ｅは無放電期間における印加電圧の実効値を示す図である。最初に前述の無放電信号を説明する。電極１とワーク２との間に印加される電圧の変化から、時刻ｔ0 に電圧の印加を開始した後、時刻ｔ2 に電極１とワーク２との間で放電が開始したことを検出し、時刻ｔ0 に電圧を印加してから時刻ｔ2 の放電開始時期が検出されるまでの期間（ｔ0 ≦ｔ≦ｔ2 ）を無放電期間と呼びこの無放電期間の内、時刻ｔ0 に連続的に電圧を印加した後所定時間が経過した時刻ｔ1 から放電開始時期が検出される時刻ｔ2 までの期間（ｔ1 ≦ｔ≦ｔ2 ）に電圧検出部３から出力される信号を無放電信号と言う。換言すれば、電圧検出部３は、時刻ｔ0 に連続的に電圧を印加した後所定時間内に放電が開始したときは無放電信号は出力せず、所定時間内に放電が開始しなかったときにその所定時間経過後に無放電信号を出力し、その後、連続的に電圧が印加される毎にその電圧印加後の所定時間内に放電が開始されたか否かを絶えず判断し、放電が開始されたと判断されたときに無放電信号の出力を解除する。
【００１５】
この無放電期間には、電源４は電極１とワーク２との間に印加する電圧を通常加工用の周期より長い周期であって、操作者が前記電極に触っても感電による不快感を受けない実効値となる第１の周期で間欠的に印加する。次いで放電開始時期ｔ2 以降次回の無放電期間の開始時期、時刻ｔ10までの放電加工期間には、電源４は通常加工用の周期で間欠的に電圧を印加する。
前述の電圧実効値信号とは、電圧検出部３により無放電期間に検出される電極１とワーク２との間の印加電圧から算出される実効値を言う。図２のＥに示すように、無放電期間の実効値は本発明の場合実線で示され従来技術の場合一点鎖線で示されるように、本発明の実効値の方が従来技術の実効値より低いことが判る。したがって、この無放電期間に操作者が電極１に触り感電しても本発明の場合は不快感がない。
【００１６】
前述の放電開始検出信号とは、電極１とワーク２との間に電圧が印加された後、印加電圧の急激な降下から電圧検出部３により検出される放電の開始を示す信号を言う。
時刻ｔ2 からｔ10までの放電加工期間が終了した時刻ｔ10は、時刻ｔ10に連続的に電圧が印加された後、所定時間が経過した時刻ｔ11までに放電が検出されないので再び無放電信号が出力されることで判断される。これは、電極１とワーク２との間隙が放電できない程度に大きくなった場合に生じる。
【００１７】
時刻ｔ0 から時刻ｔ2 までの無放電期間と同様に、時刻ｔ10から再び電圧検出部３により電極１とワーク２との間で放電開始検出信号が検出される時刻ｔ12までの無放電期間にも、電源４は再び前記第１の周期で間欠的に電圧を印加し、時刻ｔ12に連続的に電圧が印加された後、所定時間内に放電が検出されると、無放電信号の出力が解除され、時刻ｔ12以降の放電加工期間には、電源４は再び通常加工用の周期で間欠的に電圧を印加し、このような制御が繰り返し行われる。
【００１８】
本発明の電圧検出部３は、無放電期間に電極１とワーク２との間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧の実効値を算出する。しかるに、本発明の電源４は、電圧検出部３により算出された電圧の実効値に基づいて無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧の第１のオンタイムとオフタイムを可変する手段を備えている。このデューティ比可変手段により、上記実効値が所定値より高いときは操作者が電極１に触ると感電して不快感を受ける恐れがあるのでオンタイムを減少しオフタイムを増大することにより上記実効値を下げている。
【００１９】
また、本発明の電源４には、無放電信号を受けて前記第１の周期で間欠的に電圧を出力する部分と放電が開始して放電加工用の間欠電圧を出力する部分をパルス出力部６に共有させてもよいし、別々の部分に分けてもよい。
また、本発明の電源４は、電圧検出部３により算出された電圧の実効値に基づいて無放電期間に前記第１の周期で間欠的に印加する電圧レベルを可変する電圧レベル可変手段を備えている。この電圧レベル可変手段により、上記実効値が所定値より高いときは操作者が電極１に触ると感電して不快感を受ける恐れがあるので電圧レベルを下げることにより上記実効値を下げている。
【００２０】
さらに、本発明の電圧監視部８は、無放電期間における電圧検出部３により算出された電圧の実効値が所定値以上のとき、電源４による電極１とワーク２との間の電圧の印加を中断させたり、ＮＣ制御部７によるワーク２の位置決め動作やＮＣ制御部７からパルス制御部６への放電加工開始や加工条件の設定に係る指令を停止させ、表示器等により操作者に本発明による感電防止手段の異常状態を知らせる。電圧監視部８のこの機能により、本発明による感電防止手段を備えた放電加工機の異常診断を行うとともに操作者が電極１に触り感電して不快感を受けることを未然に防止している。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、電極とワークとの間に電圧が印加されてから放電が開始されるまでの無放電期間に、電極とワークとの間に通常加工用の周期より長い周期であって、操作者が前記電極に触っても感電による不快感を受けない実効値となる第１の周期で間欠的に電圧を印加するので、連続的に電圧を印加する場合と比して、この間の印加電圧の実効値が下がり、操作者が電極に触っても不快感を受けることのない感電防止手段を備えた放電加工機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による感電防止手段を備えた放電加工機の実施例を示す図である。
【図２】本発明による電源電圧の制御の実施例を説明するタイムチャートであり、Ａは従来技術による印加電圧の波形を示す図であり、Ｂは本発明による印加電圧の波形を示す図であり、Ｃは無放電信号を示す図であり、Ｄは放電開始検出信号を示す図であり、Ｅは無放電期間における印加電圧の実効値を示す図である。
【図３】一般的な形彫り放電加工機の全体構成を示す図である。
【図４】一般的なワイヤ放電加工機の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１…電極
２…ワーク
３…電圧検出部
４…電源
５…パルス制御部
６…パルス出力部
７…ＮＣ制御部
８…電圧監視部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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