(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工液中に電極と被加工物を配置し、該電極と該被加工物の間に電圧を印加して放電を発生させ加工を行う放電加工において、目標値と加工状態の検出量から差信号を求め、該差信号に比例ゲインをかけた量と該差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求め、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求め、該第１の制御量と該第２の制御量とを加算して加工軌跡ベクトルをかけて求めた量を、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量とすることを特徴とする放電加工制御方法。
【請求項２】
該指令値は、加工パルス条件、放電面積、電極や被加工物の材質のいずれか少なくとも一つに対応して予めデータテーブルに登録されており、加工中に該指令値を変更設定することを特徴とする請求項１記載の放電加工制御方法。
【請求項３】
該指令値は、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求め、該プロセスパラメータにもとづいて加工中に自動調整されることを特徴とする請求項１記載の放電加工制御方法。
【請求項４】
該第２積分ゲインは、加工中に作業者により調整することを特徴とする請求項１記載の放電加工制御方法。
【請求項５】
該第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、該積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求めることを特徴とする請求項１記載の放電加工制御方法。
【請求項６】
加工液中に電極と被加工物を配置し、該電極と被加工物の間に電圧を印加して放電を発生させるための加工電源、該加工電源の加工パルス条件を設定する加工パルス条件設定部、加工軌跡を設定する加工軌跡設定部、目標値を設定する目標値設定部、加工状態を検出する加工状態検出部、該目標値と該加工状態の検出量から差信号を求める差信号演算部、該差信号に比例ゲインをかけた量と該差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求める第１制御量演算部、指令値を設定する指令値設定部、該指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求める第２制御量演算部、該第１の制御量と該第２の制御量とを加算し、該加算結果に該加工軌跡設定部に設定されている軌跡ベクトルをかけ、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量を求める第３制御量演算部とを有することを特徴とする放電加工制御装置。
【請求項７】
該指令値は、加工パルス条件、放電面積、電極や被加工物の材質のいずれか少なくとも一つに対応して予めデータテーブルに登録されており、加工中に該指令値を変更設定することができる指令値設定変更部を有することを特徴とする請求項６記載の放電加工制御装置。
【請求項８】
電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求めるプロセス同定部と、同定された該プロセスパラメータにもとづいて加工中に該指令値を自動調整することができる指令値自動調整部を有することを特徴とする請求項６記載の放電加工制御装置。
【請求項９】
該第２の積分ゲインは、加工中に作業者により調整することができる積分ゲイン調整部を有することを特徴とする請求項６記載の放電加工制御装置。
【請求項１０】
該第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、該積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求める第２制御量演算部を有することを特徴とする請求項６記載の放電加工制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加工液中に電極と被加工物を配置し、電極と被加工物の間に電圧を印加して放電を発生させて加工を行う放電加工制御方法および制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
加工液中に電極と被加工物を配置し、それらの間に電圧を印加し、放電を発生させ加工を行う放電加工機では、安定な加工状態を維持するために電極と被加工物の距離を調整する極間制御系が構成されている。図１１は例えば「放電加工のしくみと１００％活用法」（技術評論社）、ｐ８８〜９０において説明されている従来の極間制御系を含む加工制御系の構成を示す図である。図において、１０１は放電加工プロセス、１０２は加工状態検出部、１０３は目標値設定部、１０４は差信号演算部、１０９は加工軌跡設定部、１１０は電極駆動装置、１１１は加工パルス条件設定部、１１２は加工電源、１１０１は制御量演算部である。また、ｙは放電加工プロセス１０１の状態量、ｙｍは加工状態検出部１０２により検出される状態量ｙの検出量、ｒは目標値設定部１０３で設定されている加工状態の目標値、ｅは差信号演算部１０４により検出量ｙｍと目標値ｒから求められる差信号、Ｒｖは加工軌跡設定部１０９で設定されている加工軌跡指令値、Ｕｐは制御量演算部１１０１により差信号ｅと加工軌跡指令値Ｒｖから求められる制御量、Ｍｐは電極駆動装置１１０により制御量Ｕｐにもとづいて操作される電極操作量、Ｒｓは加工パルス条件設定部１１１で設定されている加工パルス条件指令値、Ｍｓは加工電源１１２により指令値Ｒｓにもとづいて操作される加工パルス操作量である。なお、加工軌跡指令値Ｒｖ、制御量ＵｐはＸＹＺ軸に対応するベクトル量、電極駆動装置１１０はＸＹＺ軸駆動装置であり、電極操作量ＭｐによりＸＹＺ軸方向に極間距離が制御される。また、加工パルス条件指令値Ｒｓはオープン電圧、ピーク電流、パルスオンタイム、パルスオフタイムなどからなる。
【０００３】
図１２は放電加工プロセス１０１を摸式的に示す図である。図において、１２０１は電極、１２０２は被加工物、１２０３は加工液、１２０４は電極１２０１と被加工物１２０２の間に起きている放電、１２０５は放電により加工されている放電面である。放電加工機では、要求される加工精度、加工面粗さを満足し、加工速度を最適にするために、次に説明するような極間制御系が構成されている。
【０００４】
図１３は従来の極間制御系の動作内容を示す図である。極間制御アルゴリズムの実行は一般にマイクロコンピュータによるソフトウエア処理で行われ、図ではｋ回目の処理を示している。Ｓ２０１は加工状態検出部１０２の処理であり、放電加工プロセスの加工状態を例えば極間平均電圧ｙｍ（ｋ）として検出する。Ｓ２０２は差信号演算部１０４の処理であり、極間平均電圧の目標値ｒと該検出値ｙｍ（ｋ）から差信号ｅ（ｋ）を求める。Ｓ１３０１は制御量演算部１１０１の処理であり、加工軌跡設定部１０９で設定されている加工軌跡指令値Ｒｖと該差信号ｅ（ｋ）から制御量Ｕｐ（ｋ）を求め、該制御量Ｕｐ（ｋ）を電極駆動装置１１０へ指令する。Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲインであり、一般によく知られているＰＩ補償（比例＋積分補償）により該検出値ｙｍ（ｋ）が該目標値ｒと一致するように電極が操作される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、単純な形状の電極を用い、該電極をＮＣ制御により走査することにより３次元形状の放電加工を行う加工方法が提案されている。また、放電加工により微細加工を行う例が増えつつある。このような加工においては、従来の加工に比べて放電加工面積が小さく、その結果加工面移動速度が大きくなるために、従来の極間制御系では定常偏差なく検出値を目標値と一致させることが困難となる。すなわち、放電加工プロセスの状態が最適な状態からずれることになり、加工速度の低下を招くという問題を生じていた。
【０００６】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、放電加工面積が小さい場合にも定常偏査なく検出値を目標値と一致させ、放電加工プロセスを常に最適な状態とすることにより加工速度の改善が可能な放電加工制御方法および制御装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の構成である放電加工制御方法は、目標値と加工状態の検出量から差信号を求め、該差信号に比例ゲインをかけた量と該差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求め、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求め、該第１の制御量と該第２の制御量とを加算して加工軌跡ベクトルをかけて求めた量を、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量とするようにしたものである。
【０００８】
また、本発明の第２の構成である放電加工制御方法は、第１の構成である放電加工制御方法において、指令値は、加工パルス条件、放電面積、電極や被加工物の材質のいずれか少なくとも一つに対応して予めデータテーブルに登録されており、加工中に指令値を変更設定するようにしたものである。
【０００９】
また、本発明の第３の構成である放電加工制御方法は、第１の構成である放電加工制御方法において、指令値は、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求め、該プロセスパラメータにもとづいて加工中に自動調整されるようにしたものである。
【００１０】
また、本発明の第４の構成である放電加工制御方法は、第１の構成である放電加工制御方法において、第２の積分ゲインは、加工中に作業者により調整するようにしたものである。
【００１１】
また、本発明の第５の構成である放電加工制御方法は、第１の構成である放電加工制御方法において、第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求めるようにしたものである。
【００１２】
また、本発明の第６の構成である放電加工制御装置は、電極と被加工物の間に電圧を印加して放電を発生させるための加工電源、加工電源の加工パルス条件を設定する加工パルス条件設定部、加工軌跡を設定する加工軌跡設定部、目標値を設定する目標設定部、加工状態を検出する加工状態検出部、目標値と加工状態の検出量から差信号を求める差信号演算部、差信号に比例ゲインをかけた量と差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求める第１制御量演算部、指令値を設定する指令値設定部、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求める第２制御量演算部、第１の制御量と第２の制御量とを加算し、加算結果に加工軌跡設定部に設定されている軌跡ベクトルをかけ、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量を求める第３制御量演算部とを有するようにしたものである。
【００１３】
また、本発明の第７の構成である放電加工制御装置は、第６の構成である放電加工制御装置において、指令値は、加工条件や放電面積などに応じて予めテーブルに登録されており、指令値は加工中に変更設定することができる指令値設定部を有するようにしたものである。
【００１４】
また、本発明の第８の構成である放電加工制御装置は、第６の構成である放電加工制御装置において、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求めるプロセス同定部と、同定された該プロセスパラメータにもとづいて加工中に該指令値を自動調整することができる指令値自動調整部を有するようにしたものである。
【００１５】
また、本発明の第９の構成である放電加工制御装置は、第６の構成である放電加工制御装置において、第２の積分ゲインを、加工中に作業者により調整できる積分ゲイン調整部を有するようにしたものである。
【００１６】
また、本発明の第１０の構成である放電加工制御装置は、第６の構成である放電加工制御装置において、第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求める第２制御量演算部を有するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１である放電加工制御系を表す図である。図において、１０１〜１０４、１０９〜１１２は従来例に示したものと同じである。また、状態量ｙ、検出値ｙｍ、加工状態の目標値ｒ１、差信号ｅ、加工軌跡指令値Ｒｖ、制御量Ｕｐ、電極操作量Ｍｐ、加工パルス条件指令値Ｒｓ、加工パルス操作量Ｍｓの意味するところは従来例に示したものと同じである。１０５は第１制御量演算部、１０６は指令値設定部、１０７は第２制御量演算部、１０８は第３制御量演算部である。また、ｕ１は第１制御量演算部１０５により差信号ｅから求められる第１の制御量、ｒ２は指定値設定部１０６で設定されている指令値、ｕ２は第２制御量演算部１０７Ｂにより指令値ｒ２から求められる第２の制御量、Ｕｐは第３制御量演算部１０８により第１の制御量ｕ１と第２の制御量ｕ２から求められる。
【００１８】
図２は図１に示した極間制御系の動作内容を示す図である。極間制御アルゴリズムの実行は一般にマイクロコンピュータによるソフトウエア処理で行われ、図ではｋ回目の処理を示している。Ｓ２０１は加工状態検出部１０２の処理であり、放電加工プロセスの加工状態を例えば極間平均電圧ｙｍ（ｋ）として検出する。Ｓ２０２は差信号演算部１０４の処理であり、極間平均電圧の目標値ｒ１と該検出量ｙｍ（ｋ）から差信号ｅ（ｋ）を求める。Ｓ２０３は第１制御量演算部の処理であり、該差信号ｅ（ｋ）から第１の制御量ｕ１（ｋ）を求める。ここで、ｋｐ１は比例ゲイン、ｋｉ１は第１積分ゲインである。Ｓ２０４は第２制御量演算部１０７の処理であり、指令値設定部１０６の指令値ｒ２から第２の制御量ｕ２（ｋ）を求める。ここで、Ｋｉ２は第２の積分ゲインである。Ｓ２０５は第３制御量演算部１０８の処理であり、該第１の制御量ｕ１（ｋ）と該第２の制御量ｕ２（ｋ）とを加算し、該加算値ｕ（ｋ）に該加工軌跡設定部１０９に設定された加工軌跡指令値Ｒｖをかけることにより制御量Ｕｐ（ｋ）を求める。いま、Ｕｐ（ｋ）＝（ｕｐ＿ｘ（ｋ），ｕｐ＿ｙ（ｋ），ｕｐ＿ｚ（ｋ））、Ｒｖ＝（ｒｖ＿ｘ，ｒｖ＿ｙ，ｒｖ＿ｚ）とすると、制御量Ｕｐ（ｋ）は以下のような式で求められる。この求められた該制御量Ｕｐ（ｋ）は電極駆動装置１１０に与えられる。
【００１９】
【数１】
0003736118.tif 000002
【００２０】
図３は本発明の実施の形態１と従来例における加工中の電極平均電圧の偏差を表す図であり、図３（ａ）は本発明の極間制御系により加工したときの極間平均電圧の目標値と検出値との差、すなわち偏差、図３（ｂ）は従来の極間制御系により加工したときのものである。従来の極間制御系では定常偏差が発生しているのに対して、本発明の極間制御系では定常偏差が殆どゼロに抑えられているのがわかる。これにより、本発明は従来に比べて加工速度を大幅に改善することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２である放電加工制御系を示す図である。図において、１０１〜１０５、１０７〜１１２は実施の形態１に示したものと同じである。４０１は指令値設定変更部であり、指令値ｒ２は、加工パルス条件設定部１０５に設定された加工パルス条件指令値Ｒｓ、ＣＡＭなどで予め求められた放電面積、加工に使用する電極および被加工物の材質に対応して設定変更される。ここで放電面積とは、電極と被加工物が対向して実際に放電が発生している領域であり、通常は加工深さにより変化する。したがって、指令値ｒ２の設定変更は、加工軌跡設定部１０９の加工軌跡指令値Ｒｖと放電面積にもとづいて加工中に行われる。
【００２２】
図５は本発明の実施の形態２における指令値ｒ２の設定変更のためのデータテーブルの一例を示す図である。図に示すようにデータテーブルは電極／被加工物の材質でＡ、Ｂ、Ｃ…に区分され、さらにその中で加工パルス条件により、Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３…に区分され、それぞれのデータテーブルには放電面積と指令値の関係が記述されている。
【００２３】
図６は本発明の実施の形態２における指令値設定変更の動作内容を示す図であり、図５に示すデータテーブルを利用して、指令値を求めるときの指令値設定変更部４０６におけるｋ回目のソフトウエア処理を示している。Ｓ６０１では加工に使用する電極／被加工物の材質により区分Ａ、Ｂ、Ｃ…の中から一つの区分を選択する。いま、仮にＡが選択されたとする。Ｓ６０２では区分Ａにおいて加工に使用する加工パルス条件より区分Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３…の中から一つの区分を選択する。いま、仮にＥ１が選択されたとする。Ｓ６０３では加工軌跡指令値Ｒｖよりその時点の加工位置を検出し、放電面積をＣＡＭデータより読み込む。Ｓ６０４では得られた放電面積とデータテーブルＥ１より内挿演算により指令値ｒ２を決定する。以上のように処理することにより、加工に使用する電極／被加工物の材質、加工パルス条件、放電面積の変化に対応して、適切な指令値を決定することが可能となる。
【００２４】
以上は、データテーブルを用いた指令値決定方法について説明したが、例えば円柱電極などを用い、電極の消耗量を補正しながら加工を行う場合には、加工パルス条件ごとに電極径と電極の消耗量補正のための電極送り勾配と指令値の関係を関数で記述しておいてもよい。例えば、次式のように記述できる。ｒ２は指令値、αは定数、Ｄは電極径、Ａは電極送り勾配である。ここで、電極送り勾配Ａは電極をＸＹ平面にて単位距離だけ送るときにＺ軸方向に距離Ａだけ送ることを意味する。
【００２５】
【数２】
0003736118.tif 000003
【００２６】
なお、電極径Ｄのβ乗、電極送り勾配Ａのγ乗の計算はテーラ展開による近似式で行っても良く、次式のようになる。ここで、ｌｎは自然対数を意味する。
【００２７】
【数３】
0003736118.tif 000004
【００２８】
以上のように、データテーブルに替えて関数で記述することにより、データテーブルよりも少ないデータ量から指令値を求め、設定変更することが可能となる。
【００２９】
実施の形態３．
図７は本発明の実施の形態３である放電加工制御系を表す図である。図において、１０１〜１０５、１０７〜１１２は実施の形態１に示したものと同じである。７０１はプロセス同定部、７０２は指令値自動調整部である。ＵｍはＸＹＺ軸における電極または被加工物の位置信号、あるいは速度信号を表している。プロセス同定部７０１は、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを演算により求める。指令値自動調整部７０２は、求められた該プロセスパラメータにもとづいて、自動的に指令値ｒ２を調整する。
【００３０】
プロセス同定部７０１では、例えば放電加工プロセスモデルとして次式で記述されるＡＲＭＡＸ（Ａｕｔｏ−Ｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ  Ｍｏｖｉｎｇ  Ａｖｅｒａｇｅ  ｅＸｏｇｅｎｉｏｕｓ）モデルを利用する。ここでＡ（ｚー1），Ｂ（ｚー1），Ｃ（ｚー1）は放電加工プロセスの動特性を表し、ｙｍ（ｋ）は加工状態の検出量、ｕｍ（ｋ）はＵｍ（ｋ）より求められる加工進行方向における電極または被加工物の位置信号、あるいは速度信号、ｗ（ｋ）は白色雑音である。
【００３１】
【数４】
0003736118.tif 000005
【００３２】
図８は本発明の実施の形態３におけるプロセス同定部７０１および指令値自動調整部７０２のｋ回目のソフトウエア処理を示す図である。Ｓ８０１〜Ｓ８０３はプロセス同定部７０１における処理、Ｓ８０４〜８０７は指令値自動調整部７０２における処理である。まず、Ｓ８０１では、ｙｍ（ｋ）とｕｍ（ｋ）を用い、拡大最小２乗法によりＡ（ｚ-1）、Ｂ（ｚ-1）、Ｃ（ｚ-1）の次式パラメータを逐次推定する。
【００３３】
【数５】
0003736118.tif 000006
【００３４】
いま、前述のように放電加工プロセスを定義すると、指令値ｒ２と定常偏差、すなわち差信号ｅ（ｋ）の定常値との関係を解析的に求めることができ、定常偏差をゼロとする指令値ｒ２が以下のような式で記述できる。Ｐ1 は上述のプロセス同定部７０１において推定された放電加工プロセスのパラメータ、Ｐ2 は電極駆動装置１１０、第１制御演算部１０５、第２制御演算部１０７、第３制御演算部１０８、加工状態検出部１０２の既知パラメータである。
ｒ２＝Ｈ（Ｐ1 ，Ｐ2 ）
【００３５】
したがって、プロセス同定部７０１により精度よく放電加工プロセスのパラメータＰ1 が推定できるならば、指令値ｒ２はＰ1 とＰ2 を関数Ｈに代入することにより決定できる。すなわち、実際の放電加工プロセスが線形モデルＡＲＭＡＸで記述できるならば、前述にようなデータテーブルを予め準備しなくても、上式にもとづく１回の調整で適切な指令値ｒ２を設定することが可能である。
【００３６】
しかしながら、定常偏差が大きい加工状態の場合には、実際の放電加工プロセスを線形モデルで記述することは困難である。
【００３７】
そこで、Ｓ８０４では以下の式にもとづいて複数回の調整により指令値ｒ２の修正を行う。ここで、λはゲイン、ｒ２（ｋー１）は（ｋー１）回目の設定値ｒ２、Ｐ１（ｋ）はｋ回目の放電加工プロセスの推定パラメータである。
ｒ２（ｉ）＝ｒ２（ｉ−１）＋λＨ（Ｐ1 （ｉ），Ｐ2 ）
【００３８】
Ｓ８０５では、ｒ２（ｋ）が最適な指令値ｒ２に対して許容誤差Δε内にあるかどうかを判断する。もし、ｒ２ーΔε＜ｒ２（ｋ）＜ｒ２＋Δεならば修正を終了する。もし、ｒ２ーΔε＜ｒ２（ｋ）＜ｒ２＋ΔεでないならばＳ８０６の処理に進む。Ｓ８０６では、ｒ２（ｋ）が最大許容指令値ｒ２ｍａｘを越えているかどうかを判断する。もし、ｒ２ｍａｘ＜ｒ２（ｋ）ならば修正を終了する。もし、ｒ２ｍａｘ＜ｒ２（ｋ）ならばＳ８０７の処理に進む。Ｓ８０７では、ｒ２（ｋ）＝０とし、再び修正を開始する。
【００３９】
以上のように、放電加工プロセスのパラメータ同定と指令値の修正を繰り返し行うことにより、線形モデルで記述することが困難な状態からでも最適な指令値を求めることが可能となる。
【００４０】
なお、放電加工プロセスに変動がある場合には、拡大最小２乗法に忘却係数を導入すればよい。また、ｕｍ（ｋ）として位置信号を利用する場合には、その差分信号を利用してもよい。
【００４１】
実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４である放電加工制御系を表す図である。図において、１０１〜１０６、１０８〜１１２は実施の形態１に示したものと同じである。９０１は積分ゲイン調整部、９０２は第２制御量演算部である。積分ゲイン調整部９０１は加工中に作業者により第２制御量演算部９０２の積分ゲインを変更できるようにするためのものである。第２制御量演算部９０２は積分ゲイン調整部９０１からの指令にもとづいて変更された積分ゲインにより第２の制御量を求める。以上により、放電加工プロセスの状況にあわせ、作業者が加工中に積分ゲインを調整できるため、細かい調整が可能であり、また突発的な状況に対しても対応が可能である。
【００４２】
実施の形態５．
図１０は本発明の実施の形態５における極間制御アルゴリズムのｋ回目のソフトウエア処理を示す図である。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理は、図２に示したものと同じである。Ｓ１００１は第３制御量演算部１０８の処理であり、まず、該第１の制御量ｕ１（ｋ）に該加工軌跡設定部１０９に設定された加工軌跡指令値ＲｖをかけてＵｐ１（ｋ）と、該第２の制御量ｕ２（ｋ）に該加工軌跡設定部１０９に設定された加工軌跡指令値ＲｖをかけてＵｐ２（ｋ）とを求める。それぞれの演算は実施の形態１と同様である。次に、ＸＹＺ軸それぞれの駆動装置の逆システム特性を含むフィルタＦ（ｚ-1）によりＵｐ２（ｋ）に対してフィルタリングを行い、Ｕｐ２ｆ（ｋ）を求める。いま、Ｕｐ２（ｋ）＝（ｕｐ２＿ｘ（ｋ），ｕｐ２＿ｙ（ｋ），ｕｐ２＿ｚ（ｋ））、Ｕｐ２ｆ（ｋ）＝（ｕｐ２ｆ＿ｘ，ｕｐ２ｆ＿ｙ，ｕｐ２ｆ＿ｚ（ｋ））、Ｆ（ｚ-1）＝（ｆ＿ｘ（ｚー1），ｆ＿ｙ（ｚ-1），ｆ＿ｚ（ｚー1）とすると、Ｕｐ２ｆ（ｋ）は以下のような式で求められる。最後に、フィルタリングして得られる量Ｕｐ２ｆ（ｋ）とＵｐ１（ｋ）とを加算することにより制御量Ｕｐ（ｋ）を求める。求められた該制御量Ｕｐ（ｋ）は電極駆動装置１１０に与えられる。
ｕｐ２ｆ＿ｘ（ｋ）＝ｆ＿ｘ（ｚー1）ｕｐ２＿ｘ（ｋ）
ｕｐ２ｆ＿ｙ（ｋ）＝ｆ＿ｙ（ｚー1）ｕｐ２＿ｙ（ｋ）
ｕｐ２ｆ＿ｚ（ｋ）＝ｆ＿ｚ（ｚー1）ｕｐ２＿ｚ（ｋ）
【００４３】
加工中に加工パルス条件や放電面積が変化した場合、それに応じて指令値を変更するが、その効果は電極駆動装置の特性の影響を受けてしまう。上記のようにフィルタリングを行うことにより、電極駆動装置の特性をキャンセルすることができ、放電加工プロセスの変動にすばやく対応することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の第１の構成である放電加工制御方法によれば、目標値と加工状態の検出量から差信号を求め、該差信号に比例ゲインをかけた量と該差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求め、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求め、該第１の制御量と該第２の制御量とを加算して加工軌跡ベクトルをかけて求めた量を、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量とするようにしたので、放電加工面積が小さい場合にも放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００４５】
また、本発明の第２の構成である放電加工制御方法によれば、上記第１の構成である放電加工制御方法において、指令値は加工パルス条件、放電面積、電極や被加工物の材質のいずれか少なくとも一つに応じて予めデータテーブルに登録されており、加工中に指令値を変更設定されるようにしたので、放電加工面積が小さい場合でも、しかも電極や被加工物の材質が異なる場合、加工パルス条件や放電加工面積が加工中に変化するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００４６】
また、本発明の第３の構成である放電加工制御方法によれば、上記第１の構成である放電加工制御方法において、指令値は、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求め、該プロセスパラメータにもとづいて加工中に自動調整するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが変動するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００４７】
また、本発明の第４の構成である放電加工制御方法によれば、上記第１の構成である放電加工制御方法において、第２の積分ゲインは、加工中に作業者により調整するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが突発的に変動するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００４８】
また、本発明の第５の構成である放電加工制御方法によれば、上記第１の構成である放電加工制御方法において、第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求めるようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが変動するような場合においてもすばやく放電加工プロセスを最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００４９】
また、本発明の第６の構成である放電加工制御装置によれば、電極と被加工物の間に電圧を印加して放電を発生させるための加工電源、加工電源の加工パルス条件を設定する加工パルス条件設定部、加工軌跡を設定する加工軌跡設定部、目標値を設定する目標値設定部、加工状態を検出する加工状態検出部、目標値と加工状態の検出量から差信号を求める差信号演算部、差信号に比例ゲインをかけた量と差信号に第１の積分ゲインをかけて積分して得られる量を加算した量を第１の制御量として求める第１制御量演算部、指令値を設定する指令値設定部、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分して得られる量を第２の制御量として求める第２制御量演算部、第１の制御量と第２の制御量とを加算し、加算結果に加工軌跡設定部に設定されている軌跡ベクトルをかけ、電極と被加工物との距離を調整する駆動装置の制御量を求める第３制御量演算部とを有するようにしたので、放電加工面積が小さい場合にも放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００５０】
また、本発明の第７の構成である放電加工制御装置によれば、上記第６の構成である放電加工制御装置において、指令値は、加工条件や放電面積などに応じて予めテーブルに登録されており、指令値は加工中に変更設定することができる指令値設定部を有するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも電極や被加工物の材質が異なる場合、加工パルス条件や放電加工面積が加工中に変化するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００５１】
また、本発明の第８の構成である放電加工制御装置によれば、上記第６の構成である放電加工制御装置において、電極または被加工物の位置信号と加工状態の検出量、あるいは電極または被加工物の速度信号と加工状態の検出量からプロセスパラメータを求めるプロセス同定部と、同定された該プロセスパラメータにもとづいて加工中に該指令値を自動調整することができる指令値自動調整部を有するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが変動するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００５２】
また、本発明の第９の構成である放電加工制御装置によれば、上記第６の構成である放電加工制御装置において、第２の積分ゲインは、加工中に作業者により調整することができる積分ゲイン調整部を有するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが突発的に変動するような場合においても放電加工プロセスを常に最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【００５３】
また、本発明の第１０の構成である放電加工制御装置によれば、上記第６の構成である放電加工制御装置において、第２の制御量を、指令値に第２の積分ゲインをかけて積分し、積分により得られた量を少なくとも電極と被加工物との距離を制御する駆動装置の逆システム特性を含むフィルタによりフィルタリングして求める第２制御量演算部を有するようにしたので、放電加工面積が小さい場合で、しかも放電加工プロセスが変動するような場合においてもすばやく放電加工プロセスを最適な状態とすることができ、加工速度の改善ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１である放電加工制御系を表す図である。
【図２】  図１に示した極間制御系の動作内容を示す図である。
【図３】  本発明の実施の形態１と従来例における加工中の極間平均電圧の偏差を表す図である。
【図４】  本発明の実施の形態２である放電加工制御系を表す図である。
【図５】  本発明の実施の形態２における指令値設定変更のためのデータテーブルの一例を表す図である。
【図６】  本発明の実施の形態２における指令値設定変更の動作内容を示す図である。
【図７】  本発明の実施の形態３である放電加工制御系を表す図である。
【図８】  本発明の実施の形態３におけるプロセス同定部および指令値自動調整部のｋ回目のソフトウエア処理を示す図である。
【図９】  本発明の実施の形態４である放電加工制御系を表す図である。
【図１０】  本発明の実施の形態５における極間制御アルゴリズムのｋ回目のソフトウエア処理を示す図である。
【図１１】  従来の極間制御系を含む加工制御系の構成を示す図である。
【図１２】  放電加工プロセスを摸式的に示す図である。
【図１３】  従来の極間制御系の動作内容を示す図である。
【符号の説明】
１０１  放電加工プロセス、１０２  加工状態検出部、１０３  目標値設定部、１０４  差信号演算部、１０５  第１制御量演算部、１０６  指令値設定部、１０７  第２制御量演算部、１０８  第３制御量演算部、１０９  加工軌跡設定部、１１０  電極駆動装置、１１１  加工パルス条件設定部、１１２  加工電源、４０１  指令値設定変更部、７０１  プロセス同定部、７０２  指令値自動調整部、９０１  積分ゲイン調整部、９０２  第２制御量演算部、１１０１  制御量演算部、１２０１  電極、１２０２  被加工物、１２０３  加工液、１２０４放電、１２０５  放電加工面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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】
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【図１３】
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