專利名稱：放電加工機的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放電加工機的控制裝置。
背景技術(shù)：
目前，已有對放電加工機的電極與被加工物的極間的放電狀態(tài)進行判斷后，使用其判斷結(jié)果對放電加工機進行控制的技術(shù)。在專利文獻I中記載了下述技術(shù)，即:在放電加工裝置中，在極間產(chǎn)生放電，檢測放電的電壓變化的斜率、放電電平、高頻成分，對這些檢測信號中的大于或等于2種進行組合，判斷放電狀態(tài)。由此，根據(jù)專利文獻1，可以進行準確的檢測觀測，進而可以使基于該觀測的各部分的控制成為更合適的控制。在專利文獻2中記載了下述技術(shù)，S卩:在放電加工裝置中，在極間產(chǎn)生放電，高通濾波器僅取出極間的電壓波形的高頻成分，整流裝置對高頻成分進行整流，積分裝置對整流輸出進行積分，比較裝置對積分電壓和基準電壓進行比較，在加工條件控制裝置在停止期間的過程中，對比較裝置的輸出進行檢查，判斷放電狀態(tài)為差的情況下，將停止時間延長。由此，根據(jù)專利文獻2，可以準確地進行放電加工狀態(tài)的檢測，防止在極間產(chǎn)生連續(xù)的電弧，從而可以防止電極或被加工物的損傷。專利文獻1:日本特開昭47 - 13795號公報專利文獻2:日本特開平5 - 293714號公報

發(fā)明內(nèi)容
在放電加工機的控制裝置中，對于用于判斷極間的放電狀態(tài)的基準電壓(閾值)，通常，在放電加工機出廠前，作業(yè)者通過將使用測量儀測得的值輸入讀取控制裝置中，設(shè)定為預(yù)先確定的定值。但是，如果在放電加工機出廠后使用同樣的方法進行閾值設(shè)定，則由于作業(yè)者不同而讀取的值產(chǎn)生波動，因此存在所設(shè)定的閾值偏離適當(dāng)值的可能性。由此，存在很難正確地判斷極間的放電狀態(tài)是正常放電還是異常放電的傾向。此外，本發(fā)明者進行研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)以下問題，S卩，在利用放電加工機實際對被加工物進行加工的情況下，由于很難在出廠前預(yù)想到利用放電加工機進行加工的加工形狀或加工的進展狀況，從而與極間的放電狀態(tài)相對應(yīng)的極間的電壓變化的高頻成分也會變化。因此，可以想到，如果閾值始終是出廠前預(yù)先設(shè)定的定值，則根據(jù)加工形狀或加工進展狀況等，閾值容易偏離適當(dāng)值，從而難以正確地判斷出極間的放電狀態(tài)是正常放電還是異常放電。另外，在放電加工機出廠前確定用于判斷極間的放電狀態(tài)的閾值的情況下，通常，根據(jù)將極間的放電狀態(tài)設(shè)為包含較多的異常放電的狀態(tài)而得到的積分電壓，確定閾值。 但是，在放電加工機出廠后，在利用放電加工機實際進行對被加工物進行加工情況下，如果將極間的放電狀態(tài)設(shè)為包含較多的異常放電的狀態(tài)，則存在被加工物的加工容易失敗，被加工物無法作為產(chǎn)品使用的可能性。本發(fā)明是鑒于上述情況而提出的，目的在于得到一種放電加工機的控制裝置，其可以利用放電加工機實際一邊加工被加工物，一邊正確地判斷出極間的放電狀態(tài)。為了解決上述課題實現(xiàn)目的，本發(fā)明的一個方面涉及的放電加工機的控制裝置，其對在電極與被加工物的極間產(chǎn)生放電的放電加工機進行控制，其特征在于，具有:控制部，其對上述放電加工機的加工條件進行控制；獲取部，其在通過上述控制部以在上述極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制的狀態(tài)下，獲取表示上述極間的放電狀態(tài)的參數(shù)；運算部，其求出上述獲取到的參數(shù)的概率密度分布；確定部，其根據(jù)上述求出的概率密度分布，確定用于規(guī)定上述極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值；以及判斷部，其使用上述確定的閾值，判斷上述極間的放電狀態(tài)是正常放電及異常放電中的哪一種，上述控制部根據(jù)上述判斷部的判斷結(jié)果，對上述放電加工機的加工條件進行控制。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，因為不使用異常放電時的概率密度分布，即可確定規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值，所以可以一邊利用放電加工機實際地對被加工物進行加工，一邊正確地判斷極間的放電狀態(tài)。


圖1是表示實施方式I涉及的放電加工機的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示實施方式I涉及的放電加工機的控制裝置的動作的圖。圖3是表示實施方式I涉及的放電加工機的控制裝置的動作的流程圖。圖4是用于說明實施方式I中的運算部的動作的圖。圖5是用于說明實施方式I中的運算部的動作的圖。圖6是用于說明實施方式I中的確定部的動作的圖。圖7是表示實施方式2涉及的放電加工機的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖8是表示實施方式3涉及的放電加工機的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖9是用于說明實施方式3中的確定部的動作的圖。圖10是表示實施方式4中的放電加工機的控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)附圖，詳細說明本發(fā)明涉及的放電加工機的控制裝置的實施方式。此夕卜，本發(fā)明并不由該實施方式限定。實施方式1.
使用圖1， 說明實施方式I涉及的放電加工機EDM的控制裝置100。圖1是表示放電加工機EDM的控制裝置100的結(jié)構(gòu)的圖。控制裝置100對放電加工機EDM的動作進行控制。例如，在放電加工機EDM中，力口工電源I在加工電極2與被加工物3的極間施加加工用電壓，在極間產(chǎn)生脈沖放電，進行被加工物3的加工。控制裝置100具有下述結(jié)構(gòu)。獲取部70，其在通過控制部60以在極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制的狀態(tài)下，獲取表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)(即，正常放電的參數(shù))。具體地說，獲取部70具有電壓檢測部71、提取部72及積分部73。電壓檢測部71檢測極間的放電電壓(參照圖2 (a))。電壓檢測部71例如利用2個輸入端子從極間的兩端接受差動信號，將與輸入的差動信號相對應(yīng)的差動信號(例如，差動電壓)，作為檢測到的放電電壓，從2個輸出端子輸出。電壓檢測部71例如可以是在并行的2條線之間連接阻抗元件的結(jié)構(gòu)，或者，也可以只是具有并行的兩條線的結(jié)構(gòu)。電壓檢測部71將檢測到的放電電壓向提取部72供給。提取部72提取檢測到的放電電壓的高頻成分。提取部72具有高通濾波器4及整流裝置5。高通濾波器4提取與在極間產(chǎn)生加工放電時的放電電壓中疊加的高頻成分(參照圖2 (b))。整流裝置5對由高通濾波器4提取出的高頻成分進行整流(參照圖2 (c))，進一步進行平滑化(參照圖2 (d))后，向積分部73供給。積分部73對提取出的放電電壓的高頻成分進行積分，將積分得到的放電電壓(積分電壓)作為表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)輸出(參照圖2 (e)、圖4 (a))。積分部73具有積分電路6及重置用晶體管7。積分電路6具有運算放大器0P、電阻器Rl及電容器Cl。重置用晶體管7在邏輯與電路13的輸出電平是L電平的情況下，成為導(dǎo)通動作狀狀態(tài)，在是H電平的情況下，成為截止動作狀態(tài)。存儲部80存儲從獲取部70的積分部73輸出的積分電壓。存儲部80例如，直到該存儲內(nèi)容被刪除，在每次從積分電路6輸出積分電壓時,將其追加在之前存儲的積分電壓中，從而存儲多個積分電壓，直到該存儲內(nèi)容被刪除。運算部30求出通過獲取部70獲得的參數(shù)(即，正常放電的參數(shù))的概率密度分布。例如，運算部30將存儲在存儲部80中的多個積分電壓(參照圖4 (a))，分別分類到多個值區(qū)間的某一個中，求出針對多個值區(qū)間的頻率。并且，運算部30生成與多個值區(qū)間所對應(yīng)的柱狀圖(參照圖6(a))，根據(jù)所生成的柱狀圖，對積分電壓例如以正態(tài)分布進行擬合，將擬合得到的正態(tài)分布作為積分電壓的概率密度分布求出(參照圖4 (b))。S卩，運算部30求出正常放電的概率密度分布。 運算部30例如在求出積分電壓的概率密度分布之后，刪除存儲部80中的存儲內(nèi)容。確定部40根據(jù)所求出的概率密度分布，確定閾值Vref，該閾值Vref規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界。確定部40具有候補確定部41、比較部42及閾值確定部43。候補確定部41根據(jù)求出的概率密度分布，確定候補閾值VrefNew,該候補閾值VrefNew成為規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值Vref的候補。S卩，候補確定部41根據(jù)正常放電的概率密度分布，統(tǒng)計推定規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值，將推定得到的閾值作為候補閾值VrefNew。候補確定部41將確定的候補閾值VrefNew向比較部42供給。比較部42從候補確定部41接受候補閾值VrefNew。另外，比較部42訪問閾值確定部43，從閾值確定部43獲取之前確定的閾值VrefOld。比較部42對候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld進行比較，將比較結(jié)果向閾值確定部43供給。閾值確定部43對應(yīng)于比較部42的比較結(jié)果，確定閾值Vref，該閾值Vref規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界。即，閾值確定部43根據(jù)比較部42的比較結(jié)果，判斷候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld的差超出容許范圍的情況下,取代之前確定的閾值VrefOld，將候補閾值VrefNew確定為閾值Vref。閾值確定部43根據(jù)比較部42比較結(jié)果，判斷候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld的差在容許范圍內(nèi)的情況下，將之前確定的閾值VrefOld確定為閾值Vref。閾值確定部43保持所確定的閾值Vref。判斷部50利用通過確定部40確定的閾值Vref,判斷極間的放電狀態(tài)是正常放電及異常放電中的哪一種。判斷部50具有比較器8及放電脈沖良否判定裝置23。比較器8從積分回路6接受積分電壓，從閾值確定部43獲取閾值Vref。比較器8對積分電壓和閾值Vref進行比較，將比較結(jié)果向放電脈沖良否判定裝置23供給。例如，t匕較器8在積分電壓超過閾值Vref的情況下,輸出(例如,表不異常放電的)H電平,在積分電壓未超過閾值Vref的情況下，輸出(例如，表示正常放電的)L電平。放電脈沖良否判定裝置23利用由比較器8得到的比較結(jié)果，判斷極間的放電狀態(tài)是正常放電及異常放電中的哪一種。放電脈沖良否判定裝置23的動作的詳細內(nèi)容將后述。放電電壓檢測裝置9檢測在極間產(chǎn)生加工放電時的放電電壓，向邏輯與電路11輸出。放電電流檢測裝置10檢測在極間產(chǎn)生加工放電時流動的放電電流，將其轉(zhuǎn)換成電壓后，向邏輯與電路11輸出。邏輯與電路11在2個輸入均為H電平的期間，將輸出電平設(shè)為L電平。邏輯與電路11的輸出向時間常數(shù)測量裝置12和邏輯與電路13輸入。時間常數(shù)測量裝置12是所謂的延遲電路，其將邏輯與電路11的輸出電平從H電平下降至L電平的定時，延遲與高通濾波器4的時間常數(shù)相當(dāng)?shù)臅r間后，向邏輯與電路13輸出。邏輯與電路13在2個輸入均為L電平的期間，將輸出電平設(shè)為L電平。加工電壓電平檢測裝置20檢測在極間產(chǎn)生加工放電時的放電電壓的電平后，向比較器21供給。此外，加·工電壓電平檢測裝置20和放電電壓檢測裝置9也可以通用化。在基準值設(shè)定裝置15中，預(yù)先設(shè)定基準值Vc。比較器21從加工電壓電平檢測裝置20接受放電電壓的電平，從基準值設(shè)定裝置15獲取基準值Vc。比較器21對放電電壓的電平和基準值Vc進行比較，將比較結(jié)果向放電脈沖控制裝置22及放電脈沖良否判定裝置23供給。例如，比較器21在積分電壓超過基準值Vc的情況下,輸出(例如,表不異常放電的)H電平,在積分電壓未超過基準值Vc的情況下，輸出(例如，表不正常放電的)L電平。判斷部50的放電脈沖良否判定裝置23，在放電加工過程中的原本放電時間結(jié)束時，根據(jù)比較器8的比較結(jié)果和比較器21的比較結(jié)果，進行極間產(chǎn)生的放電脈沖是正常放電脈沖(正常脈沖)還是異常放電脈沖(不良脈沖)的良否判定。具體地說，放電脈沖良否判定裝置23在比較器21的輸出電平為L電平，且比較器8的輸出電平為L電平時，判斷為正常脈沖。另外，放電脈沖良否判定裝置23在比較器21的輸出電平為H電平時，或者，比較器21的輸出電平為L電平而比較器8的輸出電平為H電平時，判斷為不良脈沖。放電脈沖良否判定裝置23在判定為正常脈沖的情況下，將該正常判定脈沖，向第I脈沖計數(shù)器24的計數(shù)輸入端和第2脈沖計數(shù)器25的重置輸入端輸出。另外，放電脈沖良否判定裝置23在判定為不良脈沖的情況下，將該不良判定脈沖，向第2脈沖計數(shù)器25的計數(shù)輸入端和第I脈沖計數(shù)器24的重置輸入端輸出?？刂撇?0根據(jù)判斷部50的判斷結(jié)果，控制放電加工機EDM的加工條件。具體地說，控制部60具有第I脈沖計數(shù)器24、第2脈沖計數(shù)器25、停止脈沖控制裝置26及放電脈沖控制裝置22。
第I脈沖計數(shù)器24的輸出端與停止脈沖控制裝置26和自身計數(shù)器的重置輸入端連接。同樣地，第2脈沖計數(shù)器25的輸出端與停止脈沖控制裝置26和自身計數(shù)器的重置重置輸入端相連。第I脈沖計數(shù)器24對從放電脈沖良否判定裝置23輸入的正常判定脈沖進行計數(shù)，將其計數(shù)值逐一向停止脈沖控制裝置26輸出。如果在進行計數(shù)動作的途中，放電脈沖良否判定裝置23輸出不良判定脈沖，則在該時刻進行重置。并且，如果可以連續(xù)地計數(shù)M個正常判定脈沖，則在將其計數(shù)值M輸出至停止脈沖控制裝置26之后，將自身計數(shù)器重置。第2脈沖計數(shù)器25對從放電脈沖良否判定裝置23輸入的不良判定脈沖進行計數(shù)，將其計數(shù)值逐一向停止脈沖控制裝置26輸出。如果在進行計數(shù)動作的途中，放電脈沖良否判定裝置23輸出正常判定脈沖，則在該時刻進行重置。并且，如果可以連續(xù)地計數(shù)L個不良判定脈沖，則在將其計數(shù)值L輸出至停止脈沖控制裝置26后，將自身計數(shù)器重置。停止脈沖控制裝置26根據(jù)第I脈沖計數(shù)器24的計數(shù)值是否是值M、和第2脈沖計數(shù)器25的計數(shù)值是否是值L，進行最佳停止時間的設(shè)定控制，生成將所設(shè)定的停止時間作為脈沖寬度的停止脈沖28后，向放電脈沖控制裝置22輸出。放電脈沖控制裝置22在放電加工過程中的原本放電時間內(nèi)，對比較器21的輸出電平和該電平有無變化進行監(jiān)視，在比較器21的輸出電平在原本的放電時間內(nèi)穩(wěn)定地維持在L電平的情況下，判斷為正在進行正常放電。在這種情況下，對加工電源I進行下述控制，即，執(zhí)行電壓施加，以使在極間每隔恒定的停止時間反復(fù)產(chǎn)生規(guī)定的放電電壓.脈沖寬度的放電脈沖。另外，放電脈沖控制裝置22在放電加工過程中的原本放電時間內(nèi)，對比較器21的輸出電平和其電平有無變化進行監(jiān)視，在比較器21的輸出電平在原本放電時間內(nèi)的途中，從L電平上升至H電平的情況下，判斷為在原本放電時間內(nèi)，在正常放電后產(chǎn)生異常放電。在該情況下，對加工電 源I進行下述控制，即，執(zhí)行電壓施加，將在極間產(chǎn)生的放電脈沖的脈沖寬度以正常放電時間寬度截斷，每隔從停止脈沖控制裝置26輸入的停止脈沖28表示的停止時間，反復(fù)產(chǎn)生上述減小的脈沖寬度的放電脈沖。此外，通過控制部60根據(jù)判斷部50的判斷結(jié)果進行控制的加工條件并不限定于上述停止時間，例如，也可以包含例如峰值電流值、脈沖寬度、停止時間、驟降時間、激增距離及加工深度中的至少一個。或者，也可以通過控制部60并行控制這些中的至少大于或等于2個的條件。下面，使用圖3，針對放電加工機EDM的控制裝置100的動作進行說明。圖3是表示放電加工機EDM的控制裝置100的動作的流程圖。在步驟SI中，控制部60以在極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制，在該狀態(tài)下，在放電加工機EDM的極間產(chǎn)生放電。作為在極間產(chǎn)生正常放電的加工條件，控制部60例如可以使用之前產(chǎn)生放電的加工條件。在步驟S2中，控制部60判斷在極間是否產(chǎn)生了放電。例如，控制部60利用電壓檢測部71對極間的放電電壓進行檢測，對應(yīng)于其檢測結(jié)果，判斷在極間是否產(chǎn)生了放電?？刂撇?0在極間產(chǎn)生了放電的情況下，使處理進入步驟S3，在極間未產(chǎn)生放電的情況下，使處理進入步驟S2。在步驟S3中，獲取部70在控制部60進行的控制下，開始獲取作為表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)的積分電壓。即，獲取部70開始下述一連串的動作。電壓檢測部71對極間的放電電壓(參照圖2 (a))進行檢測。提取部72提取檢測到的放電電壓中的高頻成分(參照圖2 (b)至(d))。積分部73對提取出來的放電電壓的高頻成分進行積分，將積分得到的電壓(積分電壓)作為表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)，向比較器8及存儲部80輸出。在步驟S4中，存儲部80在控制部60進行的控制下，存儲通過獲取部70獲取到的積分電壓。存儲部80例如,在每次從積分電路6輸出積分電壓時,將其追加在之前存儲的積分電壓中，從而存儲多個積分電壓，直到該存儲內(nèi)容被刪除。在步驟S5中，運算部30在控制部60進行的控制下，求出通過獲取部70獲取到的參數(shù)的概率密度分布。例如，運算部30將存儲在存儲部80中的多個積分電壓，分別分類到多個值區(qū)間的某一個中，求出針對多個值區(qū)間的頻率。并且，運算部30生成與多個值區(qū)間所對應(yīng)的柱狀圖(參照圖6(a))，根據(jù)所生成的柱狀圖，例如進行正態(tài)分布的擬合，將擬合得到的正態(tài)分布，作為積分電壓的概率密度分布(參照圖4 (b))求出。在這里，通過獲取部70獲取到的參數(shù)由于是在通過控制部60將加工條件控制為在極間產(chǎn)生正常放電的狀態(tài)下獲取到的，所以是針對幾乎不包含異常放電的正常放電的參數(shù)(參照圖4 U))。因此，通過運算部30求出的概率密度分布也會成為不包含異常放電概率密度分布的正常放電概率密度分布(參照圖4 (b))。此外，運算部30例如也可以在求出積分電壓的概率密度分布之后，將存儲部80的存儲內(nèi)容刪除。在步驟SlO中，確定部40根據(jù)求出的概率密度分布，確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值Vref。具體地說，確定部40進行步驟Sll至S18的處理。在步驟Sll中，候補確定部41根據(jù)求出的概率密度分布，確定候補閾值VrefNew，上述候補閾值VrefNew成為規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界閾值Vref的候補。SP,候補確定部41根據(jù)正常放電的概率密度分布，統(tǒng)計推定規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值，將推定得到的閾值作為候補閾值VrefNew。在這里，通過運算部30求出的概率密度分布成為不包含異常放電概率密度分布的正常放電概率密度分布(參照圖4(b))。候補確定部41統(tǒng)計求出正常放電的概率密度分布中的異常放電側(cè)(估計會成為異常放電的一側(cè))的邊緣的位置，將與該位置相對應(yīng)的積分電壓，推定為規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值Vref。例如，如圖6 (a)所示，將與積分電壓的概率密度分布(參照圖4 (b))的峰值相對應(yīng)的積分電壓ΧΛ作為基準，統(tǒng)計求出積分電壓的概率密度分布中的高值側(cè)的邊緣的位置，例如使用下述式1，確定與所求出的邊緣位置相對應(yīng)的積分電壓值xref。Xref = Xok + m σ …式 I在式I中，σ表示標準偏差，m是大于或等于I而小于或等于3的常數(shù)。候補確定部41例如將使用式I確定的積分電壓值Xref作為候補閾值VrefNew。然后，候補確定部41將確定的候補閾值VrefNew向比較部42供給。在步驟S12中，比較部42從候補確定部41接受候補閾值VrefNew。另外，比較部42訪問閾值確定部43，從閾值確定部43中獲取之前確定的閾值VrefOld。比較部42對候補閾值VrefNew和之前確定的閾值VrefOld進行比較后，將比較結(jié)果向閾值確定部43供給。閾值確定部43根 據(jù)由比較部42得到的比較結(jié)果，判斷候補閾值VrefNew是否大于之前確定的閾值VrefOld。閾值確定部43在候補閾值VrefNew大于之前確定的閾值VrefOld的情況下(步驟S12中為是)，使處理進入步驟S13，在候補閾值VrefNew小于或等于之前確定的閾值VrefOld的情況下(步驟S12中為否)，使處理進入步驟S14。在步驟S13中，閾值確定部43對之前確定的閾值VrefOld乘上大于或等于I的常數(shù)A得到的值VrefNew*A與候補閾值VrefNew進行比較,判斷候補閾值VrefNew是否大于值VrefNew*A。A是用于判斷候補閾值VrefNew是否相對于之前確定的閾值VrefOld向高值側(cè)偏離較大的常數(shù)，例如是1.1。閾值確定部43在候補閾值VrefNew大于值VrefNew*A的情況下(在步驟S13中為是)，認為候補閾值VrefNew相對于之前確定的閾值VrefOld向高值側(cè)偏離較大，使處理進入步驟S17。閾值確定部43在候補閾值VrefNew小于或等于值VrefNew*A的情況下(步驟S13中為否),認為候補閾值VrefNew相對于之前確定的閾值VrefOld向高值側(cè)偏離不大,使處理進入步驟S16。在步驟S14中，閾值確定部43根據(jù)由比較部42得到的比較結(jié)果，判斷候補閾值VrefNew是否小于之前確定的閾值VrefOld。閾值確定部43在候補閾值VrefNew小于之前確定的閾值VrefOld的情況下(步驟S14中為是)，使處理進入步驟S15。閾值確定部43在候補閾值VrefNew大于或等于之前確定的閾值VrefOld的情況下(步驟S14中為否)，將候補閾值VrefNew設(shè)為與之前確定的閾值VrefOld相等,使處理進入步驟S16。在步驟S15中，閾值確定部43對在之前確定的閾值VrefOld乘上小于I的正的常數(shù)B得到的值VrefNew*B與候補閾值VrefNew進行比較,判斷候補閾值VrefNew是否小于值VrefNew*B。B是用于判斷候補閾值VrefNew相對于之前確定的閾值VrefOld是否向低值側(cè)偏離較大的常數(shù)，例如是0.9。閾值確定部43在候補閾值VrefNew小于VrefNew*B的情況下(在步驟S15中為是)，認為候補閾值VrefNew相對于之前確定的閾值VrefOld向低值側(cè)偏離較大，使處理進入步驟S17。閾值確定部43在候補閾值VrefNew大于或等于VrefNew*B的情況下(步驟S15中為否)，認為候補閾值VrefNew相對于之前確定的閾值VrefOld向低值側(cè)偏移不大,使處理進入步驟S16。在步驟S16中，閾值確定部43認為候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld的差在容許范圍內(nèi)，將之前確定的閾值VrefOld確定為閾值Vref。閾值確定部43保持所確定的閾值Vref。在步驟S17中，閾值確定部43認為候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld的差超過容許范圍，取代之前確定的閾值VrefOld，將候補閾值VrefNew確定為閾值Vref。閾值確定部43保持所確定的閾值Vref。在這里，假定考慮下述情況，即，利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊對于積分電路6的輸出作業(yè)者將使用測量儀測量得到的值輸入讀取控制裝置100中，從而將比較器8使用的閾值Vref 設(shè)定在控制裝置100中。在這種情況下，測量儀的準備或調(diào)整需要時間，而且，存在因作業(yè)者不同而產(chǎn)生閾值波動的傾向。由此，存在設(shè)定的閾值偏離適當(dāng)值的可能性，從而存在難以正確判斷極間放電狀態(tài)是正常放電還是異常放電的傾向。
對此，在實施方式I中，獲取部70獲取表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)，運算部30求出所獲取的參數(shù)的概率密度分布，確定部40根據(jù)求出的概率密度分布，確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值Vref。由此，因為無需進行測量儀的準備或調(diào)整，并且可以排除在閾值確定時由作業(yè)者引起的波動的影響，所以可以利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊正確地判斷極間的放電狀態(tài)?；蛘撸俣紤]下述情況，即，利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊在控制裝置100中，使用在出廠前預(yù)先設(shè)定的恒定閾值進行極間放電狀態(tài)的判斷。在該情況下，因為閾值一直是在出廠前預(yù)先設(shè)定的恒定值，所以，由于很難在出廠前預(yù)想到由加工面積引起的靜電容量所造成的影響或由于加工形狀或加工進展狀況而閾值時刻變化等，所以設(shè)定的閾值容易偏離適當(dāng)值，從而存在難以正確地判斷極間放電狀態(tài)是正常放電還是異常放電的傾向。對此，在實施方式I中，并不是將用于判斷極間的放電狀態(tài)的閾值維持為定值，而是確定部40根據(jù)求出的概率密度分布，確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值Vref。由此，因為可以對應(yīng)于極間的放電狀態(tài)的變化，動態(tài)調(diào)整用于判斷極間的放電狀態(tài)的閾值，所以在由于很難在出廠前預(yù)想到的原因而使作為閾值的適當(dāng)值變化的情況下，可以動態(tài)調(diào)整為使閾值接近于適當(dāng)值。由此，即使在由于很難在出廠前設(shè)想到的原因而使作為閾值的適當(dāng)值變化的情況下，也可以利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊正確地判斷極間的放電狀態(tài)。或者，假定考慮下述情況，即，利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊使用控制部60將極間的放電狀態(tài)控制為包含較多的異常放電的狀態(tài)，使用此時獲取的積分電路6的積分電壓，確定用于判斷極間的放電狀態(tài)的閾值。在該情況下，存儲部80實時存儲積分電路6的輸出，運算部30對應(yīng)存儲部80所存儲的多個積分電壓(參照圖5
(a))生成柱狀圖(參照 圖6 (b))，根據(jù)生成的柱狀圖識別到多個分布的峰值，針對各分布的峰值，例如以正態(tài)分布進行擬合，分別將擬合得到的各正態(tài)分布作為正常放電(Ok)、異常放電(NG)、電弧放電(AR)的概率密度分布求出(參照圖5 (b))。這時，如圖6 (b)所示，因為可以識別到正常放電(OK)的分布與異常放電(NG)的分布的邊界，所以可以求出規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值Xref。但是，在利用放電加工機EDM實際對被加工物3進行加工的情況下，如果設(shè)為極間的放電狀態(tài)包含較多的異常放電的狀態(tài)，則被加工物3的加工容易失敗，存在被加工物3無法作為產(chǎn)品使用的可能性。對此，在實施方式I中，獲取部70在通過控制部60將加工條件控制為在極間產(chǎn)生正常放電的狀態(tài)下，獲取表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)，運算部30求出所獲取的正常放電時的概率密度分布，確定部40根據(jù)求出的正常放電時的概率密度分布，統(tǒng)計推定并確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值。由此，因為可以一邊維持在極間產(chǎn)生正常放電的狀態(tài)，一邊確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值，所以可以減少被加工物3的加工失敗，提高將被加工物3作為產(chǎn)品使用時的加工成品率。另外，在實施方式I中，在確定部40中，候補確定部41根據(jù)求出的概率密度分布，確定候補閾值VrefNew,該候補閾值VrefNew成為規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值的候補，比較部42對候補閾值VrefNew和之前確定的閾值VrefOld進行比較。并且，閾值確定部43在候補閾值VrefNew與之前確定的閾值VrefOld的差超出容許范圍的情況下，取代之前確定的閾值VrefOld,將候補閾值VrefNew確定為閾值Vref,在候補閾值VrefNew與之前確定的閾值Vref01 d的差在容許范圍內(nèi)的情況下，將之前確定的閾值VrefOld確定為閾值Vref。由此，可以針對由確定部40進行的閾值調(diào)整動作設(shè)置盲區(qū)，從而使確定部40的閾值調(diào)整動作穩(wěn)定化。另外，在實施方式I中，運算部30求出獲取的正常放電時的參數(shù)的柱狀圖，將求出的柱狀圖以正態(tài)分布擬合，將擬合得到的正態(tài)分布作為概率密度分布求出。這時，因為求得的概率密度分布是正態(tài)分布，所以可以統(tǒng)計求出與規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值相對應(yīng)的邊緣的位置(參照圖6 (a)、(b))。即，確定部40的候補確定部41統(tǒng)計求出所求出的(正常放電的)概率密度分布的邊緣的位置，將與求出的邊緣位置相對應(yīng)的值確定為候補閾值VrefNew。由此，無需求出異常放電的概率密度分布，就可以正確地確定規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的閾值。實施方式2.
下面，針對實施方式2涉及的放電加工機EDM的控制裝置IOOi進行說明。以下，以與實施方式I不同的部為中心進行說明。在第I實施方式中，獲取部70首先對極間的放電電壓進行檢測，但在第2實施方式中，獲取部70i首先對極間的放電電流進行檢測。具體地說，如圖7所示，控制裝置IOOi的獲取部70i具有電流檢測部74i及電流電壓轉(zhuǎn)換部75i。電流檢測部74i檢測極間的放電電流。電流檢測部74i例如從極間的兩端利用2個輸入端子接受差動信號，將與輸入的差動信號相對應(yīng)的電流，作為檢測到的放電電流從I個輸出端子輸出。電流電壓轉(zhuǎn)換部75i將檢測到的放電電流轉(zhuǎn)換為電壓。電流電壓轉(zhuǎn)換部75i例如利用I個輸入端子接受從電流檢測部74i輸出的電流，將輸入的信號通過電阻或變壓器等轉(zhuǎn)換為電壓，將與轉(zhuǎn)換得到的電壓相對應(yīng)的差動信號(例如，差動電壓)作為轉(zhuǎn)換得到的電壓，從2個輸出端子向提 取部72輸出。如上所述，在第2實施方式中，獲取部70i也可以獲取表示極間的放電狀態(tài)的參數(shù)。實施方式3.
下面，針對實施方式3涉及的放電加工機EDM的控制裝置IOOj進行說明。以下，以與實施方式I不同的部分為中心進行說明。在實施方式I中，利用確定部40穩(wěn)定地進行閾值調(diào)整，而在第3實施方式中，利用確定部40的閾值的調(diào)整是基于來自用戶的指示進行的。具體地說，如圖8所示，控制裝置IOOj的控制部60j具有操作部61 j及模式確定部62j。控制裝置IOOj作為動作模式，例如具有不進行閾值調(diào)整的A模式和進行閾值調(diào)整的B模式。模式確定部62j在初始狀態(tài)下，將控制裝置IOOj的動作模式確定為A模式，使運算部30及確定部40的動作停止。由此，在初始狀態(tài)下，不進行利用確定部40的閾值調(diào)整。而且，模式確定部62j在經(jīng)由操作部61j接受到來自用戶的閾值調(diào)整的指示時，將控制裝置IOOj的動作模式從A模式向B模式變更并確定，與確定為B模式對應(yīng)，使運算部30及確定部40開始動作。由此，可以在與來自用戶的指示相對應(yīng)的時刻進行利用確定部40的閾值調(diào)整。此外，進行閾值調(diào)整的B模式，也可以包含重視加工穩(wěn)定性的第I模式和重視加工速度的第2模式。在該情況下，操作部61 j在接受閾值調(diào)整的指示的基礎(chǔ)上，還可以接受選擇第I模式及第2模式中的哪一種模式的指示。例如，模式確定部62j在經(jīng)由操作部61 j接受到來自用戶的選擇第I模式的指示時，將控制裝置IOOj的動作模式變更為B模式中的第I模式并進行確定，與確定為第I模式對應(yīng)，對運算部30及確定部40的動作進行控制。例如，確定部40的候補確定部41在通過模式確定部62j進行的控制下，如圖9 Ca)所示，以與積分電壓的概率密度分布(參照圖
4(b))的峰值相對應(yīng)的積分電壓ΧΛ為基準，統(tǒng)計求出積分電壓的概率密度分布中的高值側(cè)的邊緣的位置，例如利用下述式2確定與所求出的邊緣的位置相對應(yīng)的積分電壓值Xrefl。Xrefl = Xok + m σ …式 2在式2中，σ表示標準偏差，m是大于或等于I而小于或等于3 (不限定于整數(shù))的常數(shù)。候補確定部41將例如使用式2確定的積分電壓值Xref作為候補閾值VrefNew?；蛘?，例如，模式確定部62j在經(jīng)由操作部61 j接受到來自用戶的選擇第2模式的指示時，將控制裝置IOOj的動作模式變更為B模式中的第I模式并進行確定，與確定為第I模式對應(yīng)，對運算部30及確定部40的動作進行控制。例如，確定部40的候補確定部41在通過模式確定部62j進行的控制下，如圖9 Ca)所示，以與積分電壓的概率密度分布(參照圖4(b))的峰值相對應(yīng)的積分電壓ΧΛ為基準，統(tǒng)計求出積分電壓的概率密度分布中的高值側(cè)的邊緣的位置，例如使用上述式2確定與求出的邊緣的位置相對應(yīng)的積分電壓值Xrefl。并且，候補確定部41使用 下述式3推定與異常放電的概率密度分布的峰值相對應(yīng)的積分電壓 Xng。XNG=Xrefl/n…式 3在式3中，η是大于或等于2而小于或等于4的(不限定于整數(shù))常數(shù)。此外，本發(fā)明者確認到該積分電壓XNe與實際的異常放電的峰值相對應(yīng)(參照圖9 (b))。并且，候補確定部41例如使用下述式4確定積分電壓值Xref2。Xref2 = Xrefl + (Xng — Xrefl) Xk…式 4在式4中，k是大于O而小于I的常數(shù)。將式2及式3代入式4，得到下述式5。Xref2 = Xok + m σ + (Xrefl/n — Xrefl) X k…式 5候補確定部41將例如使用式5確定的積分電壓值Xref2作為候補閾值VrefNew。由此，模式確定部62 j對應(yīng)于來自用戶的指示，切換控制裝置IOOj的動作模式，確定部40根據(jù)求出的概率密度分布，在第I模式中確定第I閾值，在第2模式中確定第2閾值。由此，利用放電加工機EDM —邊實際對被加工物3進行加工，一邊利用與用戶的意圖相對應(yīng)的閾值判斷極間的放電狀態(tài)，以使放電加工機EDM進行與用戶意圖相對應(yīng)的動作。例如，在重視加工速度的第2模式中確定的候補閾值VrefNew (= Xref2)，與在重視加工穩(wěn)定性的第I模式中確定的候補閾值VrefNew (= Xref I)相比,更接近異常放電的峰值(XNe)。即，在第I模式中可以以放電加工機EDM進行穩(wěn)定動作的方式判斷極間的放電狀態(tài)，在第2模式中可以以放電加工機EDM進行高速動作的方式判斷極間的放電狀態(tài)。實施方式4.
下面，針對實施方式4涉及的放電加工機EDM的控制裝置IOOk進行說明。以下，以與實施方式I不同的部分為中心進行說明。在實施方式I中，在基準值設(shè)定裝置15 (參照圖1)中預(yù)先設(shè)定有用于與加工電壓電平進行比較的基準值Vc，而在實施方式4中，還進行用于與加工電壓電平進行比較的基準值Vc的調(diào)整。具體地說，控制裝置IOOk不設(shè)置基準值設(shè)定裝置15，而是另外設(shè)置存儲部17k、運算部16k及確定部90k。存儲部17k存儲從加工電壓電平檢測裝置20輸出的放電電壓的電平。存儲部17k例如，在每次從加工電壓電平檢測裝置20輸出放電電壓的電平時，將其追加至之前存儲的放電電壓的電平中，從而存儲多個放電電壓的電平，直到該存儲內(nèi)容被刪除。運算部16k求出由獲取部70獲取到的參數(shù)(S卩，正常放電的參數(shù))的概率密度分布。例如，運算部16k將存儲在存儲部17k中的多個放電電壓的電平，分別分類到多個值區(qū)間的某一個中，求出針對多個值區(qū)間的頻率。并且，運算部16k生成與多個值區(qū)間相對應(yīng)的柱狀圖，根據(jù)生成的柱狀圖，求出與放電電壓相對應(yīng)的正常放電的概率密度分布。運算部16k例如在求出放電電壓電平的概率密度分布之后，刪除存儲部17k的存儲內(nèi)容。確定部90k根據(jù)求出的概率密度分布，確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的基準值Vc。確定部90k具有候補確定部91k、比較部92k及基準值確定部93k。候補確定部91k根據(jù)求出的概率密度分布，確定候補基準值Vc，上述候補基準值Vc成為規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的基準值Vc的候補。即，候補確定部91k根據(jù)正常放電的概率密度分·布，統(tǒng)計推定規(guī)定正常放電與異常放電的邊界的基準值，將推定得到的基準值作為候補基準值VcNew。候補確定部91k將確定的候補基準值VcNew向比較部92k供給。比較部92k從候補確定部91k接受候補基準值VcNew。另外，比較部92k訪問基準值確定部93k，從基準值確定部93k獲取之前確定的基準值VcOld。比較部92k對候補基準值VcNew與之前確定的基準值VcOld進行比較，將比較結(jié)果向基準值確定部93k供給?；鶞手荡_定部93k對應(yīng)于比較部92k的比較結(jié)果，確定規(guī)定極間的正常放電與異常放電的邊界的基準值Vc。即，在基準值確定部93k根據(jù)比較部92k的比較結(jié)果，判斷候補基準值VcNew與之前確定的基準值VcOld的差超過容許范圍的情況下，取代之前確定的基準值VcOld，將候補基準值VcNew確定為基準值Vref?；鶞手荡_定部93k在根據(jù)比較部92k的比較結(jié)果，判斷候補基準值VcNew與之前確定的基準值VcOld的差在容許范圍內(nèi)的情況下，將之前確定的基準值VcOld確定為基準值Vref?；鶞手荡_定部93k保持確定的基準值Vc。由此，在實施方式4中，在通過控制部60以在極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制的狀態(tài)下，進行閾值Vref的調(diào)整的基礎(chǔ)上，還可以動態(tài)地進行用于與加工電壓電平進行比較的基準值Vc的調(diào)整，該閾值Vref用于與放電電壓的高頻成分的積分輸出進行比較。由此，可以利用放電加工機EDM—邊實際對被加工物3進行加工，一邊更加準確地對極間的放電狀態(tài)進行判斷。工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明涉及的放電加工機的控制裝置適用于極間的放電狀態(tài)判斷。標號的說明
I加工電源2加工電極3被加工物4高通濾波器5整流裝置6積分電路7重置用晶體管8比較器9放電電壓檢測裝置10放電電流檢測裝置11邏輯與電路12時間常數(shù)測量裝置13邏輯與電路15基準值設(shè)定裝置16k運算部17k存儲部20加工電壓電平檢測裝置21比較器22放電脈沖控制裝置23放電脈沖良否判定裝置24第I脈沖計數(shù)器25第2脈沖計數(shù)器26停止脈沖控制裝置30運算部40確定部41候補確定部 42比較部43閾值確定部50判斷部60、60j 控制部61 j操作部62j模式確定部70獲取部71電壓檢測部72提取部73積分部74i電流檢測部75 電流電壓轉(zhuǎn)換部80存儲部
90k確定部91k候補確定部92k比較部93k基準值確定部100、1001、10 0j、100k 控制裝置
權(quán)利要求
1.一種放電加工機的控制裝置，其對在電極與被加工物的極間產(chǎn)生放電的放電加工機進行控制， 其特征在于，具有: 控制部，其對上述放電加工機的加工條件進行控制； 獲取部，其在通過上述控制部以在上述極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制的狀態(tài)下，獲取表示上述極間的放電狀態(tài)的參數(shù)； 運算部，其求出上述獲取到的參數(shù)的概率密度分布； 確定部，其根據(jù)上述求出的概率密度分布，確定用于規(guī)定上述極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值；以及 判斷部，其使用上述確定的閾值，判斷上述極間的放電狀態(tài)是正常放電及異常放電中的哪一種， 上述控制部根據(jù)上述判斷部的判斷結(jié)果，對上述放電加工機的加工條件進行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述確定部具有: 候補確定部，其根據(jù)上述求出的概率密度分布，確定候補閾值，該候補閾值成為規(guī)定上述極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值的候補；以及 閾值確定部，其在上述候補閾值與之前確定的閾值的差超過容許范圍的情況下，取代上述之前確定的閾值，將上述候補閾值確定為上述閾值，在上述候補閾值與之前確定的閾值的差在容許范圍內(nèi)的情況下，將上述之前確定的閾值確定為上述閾值。
3.如權(quán)利要求2所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述運算部求出上述獲取到的參數(shù)的柱狀圖，將求出的柱狀圖以正態(tài)分布進行擬合，將擬合得到的正態(tài)分布作為上述概率密度分布求出， 上述候補確定部統(tǒng)計求出上述求出的概率密度分布中的邊緣的位置，將與求出的上述邊緣的位置相對應(yīng)的值確定為上述候補閾值。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述獲取部具有: 電壓檢測部，其檢測上述極間的放電電壓； 提取部，其提取上述檢測到的放電電壓中的高頻成分；以及 積分部，其對上述提取到的放電電壓的高頻成分進行積分，將積分得到的電壓作為上述參數(shù)而輸出。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述獲取部具有: 電流檢測部，其檢測上述極間的放電電流； 電流電壓轉(zhuǎn)換部，其將上述檢測到的放電電流轉(zhuǎn)換為電壓； 提取部，其提取上述轉(zhuǎn)換得到的電壓中的高頻成分；以及 積分部，其對上述提取到的電壓的高頻成分進行積分，將積分得到的電壓作為上述參數(shù)而輸出。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述確定部根據(jù) 上述求出的概率密度分布，在第I模式下確定第I閾值，在第2模式下確定第2閾值。
7.如權(quán)利要求6所述的放電加工機的控制裝置，其特征在于， 上述第I模式是重視加工穩(wěn)定性的模式， 上述第2模式是重視加工速度的模式， 上述第2閾值是比上述第I 閾值更接近異常放電峰值的值。
全文摘要
放電加工機的控制裝置利用放電加工機一邊實際對被加工物進行加工，一邊正確地判斷極間的放電狀態(tài)。該裝置對在電極與被加工物的極間產(chǎn)生放電的放電加工機進行控制，具有控制部，其對放電加工機的加工條件進行控制；獲取部，其在通過控制部以在極間產(chǎn)生正常放電的方式對加工條件進行控制的狀態(tài)下，獲取表示上述極間的放電狀態(tài)的參數(shù)；運算部，其求出上述獲取到的參數(shù)的概率密度分布；確定部，其根據(jù)上述求出的概率密度分布，確定規(guī)定上述極間的正常放電與異常放電的邊界的閾值；以及判斷部，其使用上述確定的閾值，判斷上述極間的放電狀態(tài)是正常放電及異常放電中的哪一種，上述控制部根據(jù)其判斷結(jié)果，對上述放電加工機的加工條件進行控制。
文檔編號B23H1/02GK103249513SQ20118001837
公開日2013年8月14日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者森田一成, 彥坂博紀, 小野寺康雄, 加藤木英隆 申請人:三菱電機株式會社