-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Elektrische-Entladungsgerät,
das ein Werkstück durch elektrische Entladung bzw. Funkenerosion
bearbeitet, und insbesondere ein Elektrische-Entladungsgerät,
das eine Bearbeitung ausführt durch Kombinieren von zwei
Arten von elektrischen Entladungsimpulsen enthaltend einen Elektrische-Reserve-Entladungsimpuls
und einen Elektrische-Haupt-Entladungsimpuls, die alternierend angelegt
werden.
-
TECHNISCHER HINTERGRUND
-
Ein
Elektrische-Entladungsgerät ist ein Gerät, das
ein Werkstück bearbeitet durch Erzeugen einer Bogenentladung
durch Anlegen einer Spannung zwischen einer Bearbeitungselektrode
und dem Werkstück. Als Elektrische-Entladungsgerät
gibt es ein Elektrische-Draht-Entladungsgerät, das ein Werkstück
bearbeitet unter Verwendung einer Bogenentladung, die erzeugt wird
in einer Lücke/Spalt zwischen einer Drahtelektrode und
dem Werkstück in einer Bearbeitungsflüssigkeit
durch Verwenden eines dünnen Metalldrahts für
die Bearbeitungselektrode.
-
In
dem Elektrische-Entladungsgerät wird ein Bearbeitungsimpuls
angelegt an einen Spalt zwischen einer Elektrode und einem Werkstück
(hier im Folgenden wird der Spalt auch bezeichnet als ”Interelektrode”)
zum Erzeugen einer Bogenentladung bzw. Lichtbogenentladung. Dieser
Bearbeitungsimpuls ist manchmal konfiguriert durch einen Elektrische-Reserve-Entladungsimpuls
zum Induzieren und Detektieren einer elektrischen Entladung, die
erzeugt wird durch eine Schaltungskonfiguration mit hoher Impedanz,
und einen Elektrische-Haupt-Entladungsimpuls, der Hauptsächlich
angelegt wird zum Bearbeiten des Werkstücks, nachdem die
erzeugte elektrische Entladung detektiert wird. Der Elektrische-Haupt-Entladungsimpuls
wird erzeugt durch eine Schaltungskonfiguration mit einer niedrigen
Impedanz. Beispielsweise offenbart Patentdokument 1 eine herkömmliche
Technik eines Ausführens einer elektrischen Entladungsbearbeitung
durch Kombinieren eines elektrischen Reserveentladungsimpulses und
eines elektrischen Hauptentladungsimpulses.
-
Patentdokument
1 beschreibt ein Elektrische-Drahtentladungsgerät, das
in einer Schaltung bereitgestellt wird mit einer ersten Gleichstrom-Energiequelle
als Elektrische-Hauptentladungs-Energiequelle zum Anlegen eines
elektrischen Hauptentladungsimpulses, und zweite und dritte Gleichstrom-Energiequellen
als elektrische Reserveentladungs-Energiequellen zum Anlegen einer
elektrischen Reserveentladungsimpulses: eine Elektrische-Hauptentladungsschaltung
mit einer ersten Schaltung und eine erste Gleichstrom-Energiequelle, die
in Reihe verbunden ist, und eine positive Elektrodenseite der ersten
Gleichstrom-Energiequelle aufweist, die mit einem Werkstück
verbunden ist, und eine negative Elektrodenseite aufweist, die mit
einer Elektrode verbunden ist; eine Elektrische-Reserveentladungsschaltung
einer negativen Polarität mit einem zweiten Schalter und
einer zweiten Gleichstrom-Energiequelle, die in Reihe verbunden
ist, und eine positive Elektrodenseite der zweiten Gleichstrom-Energiequelle
aufweist, die mit einer Elektrode verbunden ist, und eine negative
Elektrodenseite aufweist, die mit dem Werkstück verbunden
ist; und eine Elektrische- Reserveentladungsschaltung einer positiven
Polarität mit einem dritten Schalter, und eine dritte Gleichstrom-Energiequelle,
die in Reihe verbunden ist, und eine positive Elektrodenseite der
dritten Gleichstrom-Energiequelle aufweist, die mit dem Werkstück
verbunden ist, und eine negative Elektrodenseite aufweist, die mit
der Elektrode verbunden ist. Die Elektrische-Reserveentladungsschaltungen der
positiven Polarität und der negativen Polarität werden
alternierend geschlossen, und ein elektrischer Hauptentladungsstrom
der Elektrische-Hauptentladungsschaltung wird überlagert
mit einem elektrischen Entladungsstrom einer positiven Polarität, der
zwischen Elektroden fließt, durch Anschalten der ersten
Schaltung in beiden Fällen.
-
In
diesem herkömmlichen Elektrische-Entladungsgerät
wird ein elektrischer Reserveentladungsimpuls erzeugt durch abwechselndes
Verwenden der zweiten Gleichstrom-Energiequelle und der dritten Gleichstrom-Energiequelle,
wodurch ein gegenseitiges Ersetzen von Polaritäten, die
angewandt werden auf die Drahtelektrode, und das Werkstück
ausgeführt wird. Dies weist den Effekt eines Verhinderns
einer elektrischen Korrosion zur Zeit eines Verwendens von Wasser
als eine Bearbeitungsflüssigkeit auf. Dies bedeutet, dass
zu der Zeit eines Ausführens einer Bearbeitung in einem
Gleichstrom, wenn ein durchschnittlicher Wert einer Interelektrodenspannung
nicht Null ist, und eine Polarität aufweist, ein elektrischer
Feldstrom über die Bearbeitungsflüssigkeit fließt,
und eine Oberfläche eines Werkstücks weich macht.
Jedoch kann durch abwechselndes Verwenden der zweiten Gleichstrom-Energiequelle und
der dritten Gleichstrom-Energiequelle ein Absolutwert einer durchschnittlichen
Spannung zwischen Elektroden nahe Null gesetzt werden, wodurch die Oberfläche
des Werkstücks am Aufweichen gehindert werden kann. Indessen
ist von einer Bogenentladung bekannt, dass sie unterschiedliche
Bearbeitungscharakteristika zwischen einer Kathode und einer Anode
aufweist. Dies bedeutet, dass Bearbeitungscharakteristika unterschiedlich
sind abhängig davon, ob ein Werkstück als Kathode
oder ein Werkstück als eine Anode bearbeitet wird. Deshalb
wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls, der sehr beiträgt
zur Bearbeitung, erzeugt auf Grundlage einer ”positiven
Polarität” unter Verwendung eines Werkstücks
als positive Elektrode, und einer Drahtelektrode als negative Elektrode.
In den folgenden Beschreibungen wird eine Polarität, wenn
ein Werkstück eine positive Elektrode darstellt, und eine
Elektrode eine negative Elektrode darstellt, ”positive
Polarität” genannt, und eine Polarität
wird, wenn ein Werkstück eine negative Elektrode darstellt,
und eine Elektrode eine positive Elektrode darstellt, ”umgekehrte
Polarität (oder negative Polarität)” genannt.
-
In
Patentdokument 1 fließt, wenn der zweite Schalter angeschaltet
ist, ein Strom zu der Elektrische-Reserveentladungsschaltung einer
negativen Polarität, und ein elektrischer Reserveentladungsimpuls
wird angelegt an einen Spalt zwischen den Elektroden. Als Nächstes
fließt, wenn der zweite Schalter ausgeschaltet ist, und
der erste Schalter angeschaltet ist, zu einer Zeit, wenn eine elektrische
Entladung detektiert wird, ein Strom zu der Elektrische-Hauptentladungsschaltung,
und ein elektrischer Hauptentladungsimpuls wird angelegt in einer
Spalte zwischen Elektroden. Eine Pulsbreite des elektrischen Hauptentladungsimpulses
wird als Periode t2 hier angenommen. Eine Pausenzeit wird dann bereitgestellt,
während der ein Strom, der in einer schwebenden Drossel
fließt, neu erzeugt wird, und ein Strom ist zwischen den
Elektroden zur gleichen Zeit unten, wenn der elektrische Hauptentladungsimpuls
gestoppt ist. Danach fließt, wenn der dritte Schalter angeschaltet
wird, ein Strom in die Elektrische-Reserveentladungsschaltung einer
positiven Polarität, und ein elektrischer Reserveentladungsimpuls
einer Polarität, die unterschiedlich ist von einer vorherigen Polarität,
wird angelegt an eine Spalte zwischen den Elektroden. Wenn der dritte
Schalter ausgeschaltet ist zu der Zeit, wenn eine elektrische Entladung
detektiert wird, und auch wenn der erste Schalter in der An-Stellung
aufrechterhalten wird, während der Periode t2, wird ein
elektrischer Hauptentladungsimpuls angelegt in einem Spalt zwischen
Elektroden. Dieser Betrieb wird wiederholt, bis die Bearbeitung
endet.
-
Eine
Bearbeitung wird im Allgemeinen ausgeführt durch sequentielles
Verringern von Energie, hauptsächlich in der Reihenfolge
einer Grobbearbeitung, einer Zwischenfeinbearbeitung, einer Feinbearbeitung
und einer Superfeinbearbeitung. Dies bedeutet, dass die Pulsbreite
t2 eines elektrischen Hauptentladungsimpulses die größte
ist zu der Zeit eines groben Prozesses bzw. einer Grobbearbeitung,
und nachfolgend kleiner wird in der Reihenfolge einer Zwischenfeinbearbeitung
und einer Feinbearbeitung. Alternativ kann in einer Feinbearbeitung
und einer Super-Feinbearbeitung eine Bearbeitung manchmal ausgeführt
werden unter Verwendung von nur eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
ohne Anlegen eines elektrischen Hauptentladungsimpulses.
-
- Patentdokument 1: Japanisches
Patent mit der Nummer 3436019
-
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
-
DAS DURCH DIE ERFINDUNG ZU
LÖSENDE PROBLEM
-
In
Patentdokument 1 wird unabhängig von der Polarität
bei einer Anlegezeit des elektrischen Reserveentladungsimpulses
ein elektrischer Hauptentladungsimpuls, der angelegt wird nach einem elektrischen
Reserveentladungsimpuls, aufrechterhalten, während der
Periode t2 an zu sein, wenn der Impuls die gleiche Impulsbreite
hat. Jedoch kann, weil elektrische Entladungscharakteristika unterschiedlich
sind zwischen einer Kathode und einer Anode, eine elektrische Entladung
zu einer Anlegezeit eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
auch betrachtet werden, in einem unterschiedlichen elektrischen
Entladungsmodus zu sein. Beispielsweise hat, wenn ein Werkstück
als Kathode arbeitet, der elektrische Entladungsmodus eine Form
eines kleinen Durchmessers in einer hohen Stromdichte mit einem
Kathodenpunkt, und wenn das Werkstück als Anode arbeitet,
hat der elektrische Entladungsmodus eine Form eines großen
Durchmessers in einer geringen Stromdichte. Deshalb kann, obwohl
der elektrische Hauptentladungsimpuls nach einem Anlegen des elektrischen
Reserveentladungsimpulses standardisiert ist, in einer positiven
Polaritätsbearbeitung in einer Anfangsperiode des elektrischen
Hauptentladungsimpulses, der elektrische Hauptentladungsimpuls betrachtet
werden, eine elektrische Entladungscharakteristik zu schieben, wenn
der elektrische Reserveentladungsimpuls angelegt wird. Insbesondere wird,
wenn ein elektrischer Entladungsstrom eines elektrischen Hauptentladungsimpulses
in einer Feinbearbeitung und ähnlichem kleiner wird, der
Unterschied zwischen einem elektrischen Reserveentladungsimpuls
und einem Bearbeitungsstrom (Bearbeitungsenergie) auch kleiner.
Deshalb kann ein Einfluss eines elektrischen Entladungszustands
zu einer Elektrische-Reserveentladungszeit betrachtet werden, als
signifikant zu bleiben aufgrund der Größe des
Unterschieds. Auf diese Art und Weise macht es, wenn der Unterschied
der elektrischen Entladungscharakteristika zu der Elektrische-Reserveentladungszeit
die Anlegezeit des elektrischen Hauptentladungsimpulses beeinflusst,
ein Anlegen eines herkömmlichen Bearbeitungsverfahrens
unmöglich, eine optimale Bearbeitung auszuführen.
-
Nicht
nur eine Bogenentladungscharakteristik ändert sich abhängig
von einer Polarität, die an eine Elektrode angelegt wird,
aber auch eine elektrische Entladungsstartspannung ändert
sich abhängig von einem Material der Elektrode. Dies bedeutet, dass,
wenn Materialien der Elektroden unterschiedlich sind, elektrische
Entladungsstartspannungen auch als unterschiedlich betrachtet werden
können. Der Unterschied von elektrischen Entladungsstartspannungen
tritt als ein Unterschied von Elektrische-Entladungsverzögerungszeiten
auf, was ein Unterschied ist von Zeiten, bis eine elektrische Entladung
gestartet wird. Obwohl eine Interelektrodenspannung ein wichtiger
Index zum Verständnis eines Interelektrodenabstands ist,
kann der Interelektrodenabstand nicht mit hoher Präzision
aufrechterhalten werden, wenn ein Unterschied in der Interelektrodenspannung
abhängig von einem Material einer Elektrode auftritt. Deshalb
führt dies zu einer Verschlechterung in einer Bearbeitungsqualität,
wie zum Beispiel einer Drahttrennung oder einem Bearbeitungspräzisionsfehler.
-
Die
vorliegende Erfindung wurde hinsichtlich der obigen Probleme durchgeführt,
und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Elektrische-Entladungsgerät
bereitzustellen, das in der Lage ist, einen optimalen Prozess oder
optimale Bearbeitung auszuführen, wie zum Beispiel eine
Bearbeitung einer hohen Qualität mit hoher Bearbeitungspräzision
zu realisieren.
-
MITTEL ZUM LÖSEN
DES PROBLEMS
-
Zum
Lösen der obigen Probleme und Erreichen der Aufgabe wird
ein Elektrische-Entladungsgerät bereitgestellt, das eine
elektrische Entladungsbearbeitung ausführt durch Anlegen
in einem Spalt zwischen einer Bearbeitungselektrode und einem Werkstück
eines elektrischen Reserveentladungsimpulses, der ausgegeben wird
durch abwechselndes Umschalten von Polaritäten und eines
elektrischen Hauptentladungsimpulses, der ausgegeben wird nach einem
Detektieren einer elektrischen Entladung durch den elektrischen
Reserveentladungsimpuls; wobei das Elektrische- Entladungsgerät
elektrische Hauptentladungsimpulse ausgibt durch Setzen voneinander
unterschiedlichen Stromwellenformformen auf einen elektrischen Hauptentladungsimpuls,
der angewandt wird nach einem elektrischen Reserveentladungsimpuls
in einer positiven Polarität, ausgegeben durch Setzen des
Werkstücks als positive Elektrode und der Bearbeitungselektrode
als negative Elektrode, und auf einen elektrischen Hauptentladungsimpuls,
der angelegt wird nach einem elektrischen Reserveentladungsimpuls
in einer umgekehrten Polarität, ausgegeben durch Setzen
des Werkstücks als negative Elektrode und der Bearbeitungselektrode
als positive Elektrode.
-
EFFEKT DER ERFINDUNG
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung kann in einem Elektrische-Entladungsgerät,
das eine Bearbeitung ausführt durch Kombinieren eines elektrischen
Reserveentladungsimpulses und eines elektrischen Hauptentladungsimpulses,
deren Polaritäten abwechselnd umgeschaltet werden, eine
optimale Bearbeitung entsprechend einer elektrischen Entladungscharakteristik
ausgeführt werden, und eine Hochpräzisionsbearbeitung
kann ausgeführt werden. Die optimale Bearbeitung kann ausgeführt
werden durch Ändern einer Stromwellenform eines elektrischen
Hauptentladungsimpulses, der angelegt wird nach der elektrischen
Reserveentladung und gemäß Polaritäten
der Elektrische-Reserveentladungszeit und durch Setzen von Stromwellenformformen
der elektrischen Hauptentladungsimpulse, so dass jede der Stromwellenformformen
unterschiedlich ist voneinander.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
eine schematische Konfiguration eines Elektrische-Entladungsgeräts
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
-
2 zeigt
ein Beispiel einer sich ändernden Signalwellenform, ausgegeben
von einer Steuereinheit, und zeigt eine Zwischenelektrodenspannungs-Wellenform
und eine Interelektrodenstrom-Wellenform in diesem Beispiel.
-
3 zeigt
eine Tabelle eines Vergleichs zwischen Charakteristika einer Bearbeitung
mit positiver Polarität und einer Bearbeitung mit umgekehrter Polarität.
-
4 zeigt
ein Schaltungskonfigurationsdiagramm eines Elektrische-Drahtentladungsgeräts, das
in Patentdokument 1 beschrieben wird.
-
5 zeigt
eine sich ändernde bzw. schaltende Signalwellenform, die
in Patentdokument 1 beschrieben wird.
-
- 1
- Elektrische-Entladungsgerät
- 3
- Energiequelleneinheit-und-Elektrische-Entladungseinheit
- 4
- Steuereinheit
- 7
- erste
Gleichstrom-Energiequelle
- 8
- zweite
Gleichstrom-Energiequelle
- 9
- dritte
Gleichstrom-Energiequelle
- 11
- Werkstück
- 12
- Bearbeitungselektrode
- 30
- Bearbeitungsparameter
- 31
- Operations-Identifikations-Bearbeitungseinheit
- 32
- Controller
einer oberen Ebene
- 101
- Elektrode
- 102
- Werkstück
- 103
- erster
Schalter
- 104
- erste
Gleichstrom-Energiequelle
- 105
- elektrischer
leitender Chip
- 106
- Stoßspannungs-Absorptionsschaltung
- 107,
124, 125, 126
- Diode
- 108
- zweiter
Schalter
- 109
- zweite
Gleichstrom-Energiequelle
- 110,
114, 122
- Widerstand
- 112
- Kondensator
- 113
- Induktanz
bzw. Spule
- 115
- Steuerschaltung
- 116,
117, 123
- Antriebsschaltung
- 120
- dritter
Schalter
- 121
- dritte
Gleichstrom-Energiequelle
- 127,
128
- Signalleitung
-
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN
DER ERFINDUNG
-
Beispielhafte
Ausführungsformen eines Elektrische-Entladungsgeräts
gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten
im Einzelnen erklärt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht begrenzt auf die Ausführungsformen.
-
Ausführungsformen
-
1 zeigt
eine schematische Konfiguration eines Elektrische-Entladungsgeräts
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung und ist ein funktionales Blockdiagramm, das im Zentrum eine
Energiequelleneinheit aufweist. In 1 enthält ein
Elektrische-Entladungsgerät 1 die Energiequelleneinheit,
eine elektrische Entladungseinheit 3 und eine Steuereinheit 4.
-
Die
Energiequelleneinheit-und-Elektrische-Entladungseinheit 3 enthält
eine Energiequelleneinheit, und die Energiequelleneinheit enthält
speziell eine Elektrische-Reserveentladungs-Energiequelle 5,
auch genannt ”Teilenergiequelle”, und eine Elektrische-Entladungsenergiequelle 6 (auch
genannt ”Hauptenergiequelle”. Die Elektrische-Reserveentladungs-Energiequelle 5 (auch
genannt ”Teilenergiequelle”) und die Elektrische-Hauptentladungs-Energiequelle 6 legen
einen elektrischen Reserveentladungsimpuls und einen elektrischen
Hauptentladungsimpuls, die später beschrieben werden, entsprechend
zwischen Elektroden (das heißt, Interelektrode) eines Werkstücks 11 und
einer Elektrode 12 an als Bearbeitungselektrode. Diese
Zeitgebungen werden durch die Steuereinheit 4 gesteuert.
-
Speziell
enthält die Elektrische-Reserveentladungs-Energiequelle 5 eine
erste Energiequelle 7 als Gleichstrom-Energiequelle, eine
zweite Energiequelle 8 als Gleichstrom-Energiequelle, Schaltelemente
SW1 und SW2 eines FET oder ähnliches, Dioden D1, D2, D3
und D4 und Strombegrenzungswiderstände R1 und R2.
-
Ein
+(plus)-Anschluss der ersten Energiequelle 7 ist verbunden
mit einer Anode der Diode D1 und ein –(minus)-Anschluss
ist verbunden mit einem +-Anschluss der zweiten Energiequelle B.
Eine Kathode der Diode D1 ist verbunden mit einem Drain des Schaltelements
Sw1, und ein Source des Schaltelements SW1 ist verbunden mit dem
Strombegrenzungswiderstand R1. Ähnlich ist der Strombegrenzungswiderstand
R2 verbunden mit einer Anode der Diode D2, und eine Kathode der
Diode D2 ist verbunden mit einem Drain des Schaltelements SW2. Eine Source
des Schaltelements SW2 ist verbunden mit –(minus)-Anschluss
der zweiten Energiequelle 8. Der –(minus)-Anschluss
der zweiten Energiequelle ist verbunden mit einer Anode der Diode
D3, und eine Kathodenseite der Diode D3 ist verbunden mit dem Strombegrenzungswiderstand
R1. Ähnlich ist der. Strombegrenzungswiderstand R2 verbunden
mit einer Anode der Diode D4, und eine Kathode der Diode D4 ist
verbunden mit einem +-Anschluss der ersten Energiequelle 7.
-
Ein
Verbindungspunkt, der einen –(minus)-Anschluss der ersten
Energiequelle 7 und den +(plus)-Anschluss der zweiten Energiequelle
verbindet, ist verbunden mit der Elektrode 12. Ein Endteil des
Strombegrenzungswiderstands R1 an einer Seite, nicht verbunden mit
dem Schaltelement SW1, ist verbunden mit dem Werkstück 11,
und ein Endteil des Strombegrenzungswiderstands R2 an einer Seite,
nicht verbunden mit der Diode D2, ist auch verbunden mit dem Werkstück 11.
-
Die
erste Energiequelle 7 legt einen elektrischen Reserveentladungsimpuls
A an, der eine positive Polarität hat, an das Werkstück 11 über
das Schaltelement SW1, und an die Elektrode 12. Die zweite
Energiequelle 8 legt einen elektrischen Reserveentladungsimpuls
B, der eine umgekehrte Polarität aufweist, an das Werkstück 11 an über
das Schaltelement SW2 und an die Elektrode 12. In diesem
Fall können, weil die erste Energiequelle 7 und
die zweite Energiequelle 8 getrennte Energiequellen sind,
eine Spannung des elektrischen Reserveentladungsimpulses A und eine
Spannung des elektrischen Reserveentladungsimpulses B willkürlich
angepasst werden.
-
Weil
ein Strom durch den Strombegrenzungswiderstand R1 und den Strombegrenzungswiderstand
R2 fließt, wenn der elektrische Reserveentladungsimpuls
A und der elektrische Reserveentladungsimpuls B angelegt werden,
können Höhen dieser Ströme angepasst
werden durch Entwerfen von Widerständen des Strombegrenzungswiderstands R1
und des Strombegrenzungswiderstands R2 mit getrennten Werten.
-
Indessen
ist die Elektrische-Hauptentladungs-Energiequelle 6 konfiguriert,
eine dritte Energiequelle 9 zu enthalten als Gleichstrom-Energiequelle,
Schaltelemente SW3 und SW4 und Dioden D5 und D6. Ein Drain des Schaltelements
SW3 ist verbunden mit einem +-Anschluss der dritten Energiequelle 9.
Eine Source des Schaltelements SW3 ist verbunden mit einer Kathode
der Diode D5, und ein Verbindungspunkt der Source und der Kathode
ist verbunden mit dem Werkstück 11. Eine Source
des Schaltelements SW4 ist verbunden mit einem –(minus)-Anschluss
der dritten Energiequelle 9. Ein Drain des Schaltelements
SW4 ist verbunden mit einer Anode der Diode D6, und ein Verbindungspunkt
des Drains und der Anode ist verbunden mit der Elektrode 12.
Auf Grundlage dieser Konfigurierung wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls,
der eine positive Polarität aufweist, ausgegeben von der
Elektrische-Hauptentladungs-Energiequelle 6 durch AN/AUS-Schalten
der Schaltelemente SW3 und SW4.
-
Andererseits
wird ein Controller einer oberen Ebene bzw. Stufe 32, der
einen Bearbeitungsparameter 30 und eine Operations-Identifikations-Bearbeitungseinheit 31 enthält,
bereitgestellt außerhalb des Elektrische-Entladungsgeräts 1.
Der Prozessparameter bzw. Bearbeitungsparameter 30 enthält
Information kennzeichnend eines Bearbeitungsbetrieb und eine Bearbeitungsbedingung.
Die Operations-Identifikations-Bearbeitungseinheit 31 identifiziert
Steuerinformation, hier im Folgenden ”Bearbeitungsinformation”,
die notwendig ist zum Ausführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung
auf Grundlage von Information des Bearbeitungsparameters 30 und überträgt
die Steuerinformation an die Steuereinheit 4. Die Steuerinformation
in diesem Fall enthält Information hinsichtlich welches
eine der Elemente, wie zum Beispiel Bearbeitungsgeschwindigkeit, Oberflächenrauhigkeit,
Elektrodenverbrauch und Geradheit, zu priorisieren sind.
-
Die
Steuereinheit 4 bestimmt eine Bearbeitungsenergie, die
anzulegen ist an einen Spalt zwischen dem Werkstück 11 und
der Bearbeitungselektrode 12 unter Verwendung einer Bearbeitungsinformation,
die ausgegeben wird von der Operations-Identifikations-Bearbeitungseinheit 31.
Die Steuereinheit 4 bestimmt auch eine Impulsbreite (eine
Impulsanwendungszeit), eine Impulspausenbreite (eine Impulspausenzeit)
und ein Kombinationsmuster dieser Teile eines Impulssignals zum
Ausführen einer Schaltsteuerung der Schaltelemente SW1
bis SW4. Die Schaltelemente SW1 bis SW4 werden gesteuert auf Grundlage
eines Schaltsignals, das ausgegeben wird von der Steuereinheit 4,
und eine gewünschte Interelektrodenspannung und ein Interelektrodenstrom
werden zugeführt zwischen das Werkstück 11 und
die Bearbeitungselektrode 12 mit willkürlichen
Wellenformzeiten.
-
2 zeigt
ein Beispiel einer Schaltsignalwellenform, die ausgegeben wird von
der Steuereinheit 4 und zeigt eine Interelektroden-Spannungswellenform
und eine Interelektroden-Stromwellenform in diesem Beispiel. Speziell
(a) bis (d) in 2 repräsentieren Schaltsignale,
die angewandt werden auf die Schaltelemente SW1 bis SW4.
-
Wenn
das Schaltelement SW1 angeschaltet wird bei einer Zeit t0, fließt
ein Strom durch einen Weg der ersten Energiequelle 7 → der
Diode D1 → des Schaltelements SW1 → des Strombegrenzungswiderstands
R1 → des Werkstücks 11 → der
Elektrode 12 → der ersten Energiequelle 7,
und ein elektrischer Reserveentladungsimpuls wird ausgegeben zwischen
Elektroden. Der elektrische Reserveentladungsimpuls in diesem Fall
ist ein elektrischer Reserveentladungsimpuls mit positiver Polarität,
wenn das Werkstück 11 eine positive Elektrode
wird, und die Elektrode 12 eine negative Elektrode wird.
Dieser elektrische Reserveentladungsimpuls wird der elektrische
Reserveentladungsimpuls A genannt, um ihn von einem elektrischen
Reserveentladungsimpuls mit umgekehrter Polarität zu unterscheiden,
was später beschrieben wird. Wenn das Werkstück 11 und die
Elektrode 12 in einem isolierten Zustand (einem nicht-elektrischen
Entladungszustand) sind, tritt der elektrische Reserveentladungsimpuls
A mit positiver Polarität zwischen Elektroden als Spannungsimpuls auf.
Der elektrische Reserveentladungsimpuls A zwischen Zeiten t0 und
t1 wird derart eingestellt, dass ein Spannungswert dieser Interelektrodenspannung V1
wird.
-
Wenn
eine elektrische Entladung detektiert wird zu einer Zeit t1, werden
das Schaltelement SW3 und das Schaltelement SW4 simultan angeschaltet mit
einem Ausschalten des Schaltelements SW1. Eine elektrische Entladung
kann detektiert werden durch Detektieren eines Stroms, der dem Start
der elektrischen Entladung folgt, wobei ein Stromdetektor (nicht
gezeigt), bereitgestellt ist in der Energiequelleneinheit-und-Elektrische-Entladungseinheit 3 beispielsweise.
Folglich fließt ein Strom durch einen Weg der dritten Energiequelle 9 → des
Schaltelements SW3 → des Werkstücks 11 → der
Elektrode 12 → des Schaltelements SW4 → der
dritten Energiequelle 9, und ein elektrischer Hauptentladungsimpuls wird
ausgegeben zwischen Elektroden. Ein elektrischer Hauptentladungsimpuls,
von dem eine elektrische Entladung induziert wird durch den elektrischen Reserveentladungsimpuls
A, und der angewandt wird nach dem elektrischen Reserveentladungsimpuls
A, wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls A genannt. Während
eines Anlegens des elektrischen Hauptentladungsimpulses A, wenn
das Schaltelement SW3 ausgeschaltet wird zu einer Zeit t2, wird
ein Strom, der durch das Werkstück 11 und die Elektrode 12 fließt,
zurückfließen durch einen Weg des Werkstücks 11 die
Elektrode 12 → das Schaltelement SW4 → der
Diode D5 → des Werkstücks 11 auf Grundlage
einer schwebenden Induktanzkomponente. Wenn das Schaltelement SW4
auch ausgeschaltet ist sofort vor einer Zeit t3, wird ein Strom
neu erzeugt auf einer Energiequellenseite durch einen Weg des Werkstücks 11 → der
Elektrode 12 → der Diode D6 → der dritten
Energiequelle 9 → der Diode D5 → des
Werkstücks 11. Der elektrische Hauptentladungsimpuls
A bleibt angelegt während einer Periode T1, wie gezeigt
durch die Zwischenelektrodenstrom-Wellenform in 2.
-
Das
Schaltelement SW2 wird angeschaltet zu einer Zeit t4 nach einer
Pausenperiode S1 von der Zeit t3. Folglich fließt ein Strom
durch einen Weg der zweiten Energiequelle 8 → der
Elektrode 12 → des Werkstücks 11 → des
Strombegrenzungswiderstands R2 → der Diode D2 → des
Schaltelements SW2 → der zweiten Energiequelle 8,
und der elektrische Reserveentladungsimpuls B wird ausgegeben zwischen Elektroden.
Wenn das Werkstück 11 und die Elektrode 12 in
einem isolierten Zustand (einem nicht-elektrischen Entladungszustand)
sind, tritt der elektrische Reserveentladungsimpuls B mit umgekehrter
Polarität zwischen Elektroden als ein Spannungsimpuls auf.
Der elektrische Reserveentladungsimpuls B zwischen Zeiten t4 und
t5 wird derart eingestellt, dass ein Spannungswert dieser Interelektrodenspannung V2
wird. V2 kann eingestellt werden auf einen Wert unabhängig
von oben beschriebenen V1, das heißt, V2 und V1 können
eingestellt werden auf verschiedene Werte im Allgemeinen.
-
Als
Nächstes werden, wenn die elektrische Entladung detektiert
wird bei einer Zeit t5, das Schaltelement SW3 und das Schaltelement
SW4 simultan angeschaltet mit einem Ausschalten des Schaltelements
SW2. Folglich startet ein Strom sein Fließen zwischen Elektroden
auf eine ähnliche Art und Weise, zu der des elektronischen
Hauptentladungsimpulses A. Ein elektrischer Hauptentladungsimpuls,
von dem eine elektrische Entladung induziert wird durch den elektrischen
Reserveentladungsimpuls B, und der angelegt wird nach dem elektrischen
Reserveentladungsimpuls B, wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls
B genannt. Der elektrische Hauptentladungsimpuls B bleibt angelegt
während einer Periode t2, wie durch die Interelektrodenstrom-Wellenform
in 2 gezeigt.
-
Eine
Rückflussperiode wird nicht bereitgestellt in dem elektrischen
Hauptentladungsimpuls B. Demgemäß wird das Schaltelement
SW3 und das Schaltelement SW4 simultan ausgeschaltet zu einer Zeit
t6. Ein Strom, der zwischen Elektroden fließt, wird neu
erzeugt für eine Energiequellenseite durch einen Weg des
Werkstücks 11 → der Elektrode 12 → der
Diode D6 → der dritten Energiequelle 9 → der
Diode 5 → des Werkstücks 11,
und eine ungefähr dreieckige Wellenform wird erhalten als
eine Zwischenelektrodenstrom-Wellenform während Zeiten
t5 und t7 (die Periode T2).
-
Wenn
das Schaltelement SW1 angeschaltet wird zu einer Zeit t8 nach einer
Pausenperiode S2 von einer Zeit t7, wird der elektrische Reserveentladungsimpuls
A angelegt, und eine Folge von Schritten wird wiederholt. S2 kann
unabhängig eingestellt werden von S1, was oben beschrieben
wird.
-
Wie
oben beschrieben fließt ein elektrischer Hauptentladungsstrom
durch ein Anlegen eines elektrischen Hauptentladungsimpulses weiter
für einige Zeit während einer Periode, während
eine Stromneuerzeugungszeit vorliegt, selbst wenn die Schaltelemente
SW3 und SW4 ausgeschaltet werden. Folglich werden die Pausenzeiten
S1 und S2, als Steuer-Timings, eine Zeit, von der an die Schaltelemente
SW3 und SW4 simultan ausgeschaltet werden, um einen elektrischen
Hauptentladungsstrom zu stoppen, bis der nächste elektrische
Reserveentladungsimpuls angelegt wird. Im Wesentlichen (physikalisch)
bedeuten die Pausenzeiten S1 und S2 eine Zeit, von der ein elektrischer
Hauptentladungsstrom endet (das heißt, von der ein elektrischer
Hauptentladungsstrom Null wird), bis dann, wenn der nächste
elektrische Reserveentladungsimpuls angelegt wird (siehe Perioden S1
und S2 in 2). In diesem Fall wird eine
Zeit, von der ein elektrischer Hauptentladungsstrom (der elektrische
Hauptentladungsstrom A) von dem elektrischen Hauptentladungsimpuls
A endet, bis dahin, wenn der elektrische Reserveentladungsimpuls
B angelegt wird, gesetzt als die Pausenzeit S1, und eine Zeit, von
der ein elektrischer Hauptentladungsstrom (der elektrische Hauptentladungsstrom
B) von dem elektrischen Hauptentladungsimpuls B endet, bis dahin,
wenn der elektrische Reserveentladungsimpuls angelegt wird, als
die Pausenzeit S2 gesetzt.
-
Die
erste Energiequelle 7 zum Erzeugen des elektrischen Reserveentladungsimpulses
A und die zweite Energiequelle 8 zum Erzeugen des elektrischen
Reserveentladungsimpulses B sind unabhängig. Deshalb wird
der elektrische Reserveentladungsimpuls A auf den Spannungswert
V1 gesetzt, und der elektrische Reserveentladungsimpuls B wird auf
den Spannungswert V2 gesetzt.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform sind, obwohl der elektrische
Hauptentladungsimpuls A eine Rückflusswellenform aufweist
und der elektrische Hauptentladungsimpuls B eine dreieckige Wellenform
aufweist, die Formen und Stromspitzenwerte, die oben erwähnt
wurden, Beispiele, und diese können willkürlich
gesetzt werden.
-
Die
Bedeutungen des elektrischen Reserveentladungsimpulses A, des elektrischen
Reserveentladungsimpulses B, des elektrischen Hauptentladungsimpulses
A, des elektrischen Hauptentladungsimpulses B und die Pausenzeiten
S1 und S2 werden unten erklärt.
-
3 zeigt
eine Tabelle eines Vergleichs zwischen Charakteristika einer positiven
Polaritätsbearbeitung und denen einer umgekehrten Polaritätsbearbeitung.
In 3 kennzeichnet ein Kreis, dass diese Charakteristik
besser ist als die eines Dreiecks, und umgekehrt, dass eine Charakteristik eines
Dreiecks schlechter ist als die eines Kreises. Wie aus 3 klar
wird, ist ein Ausführen einer Bearbeitung mit positiver
Polarität eine bevorzugte Bedingung zum Ausführen
einer Bearbeitung, die eine Priorität legt auf eine Bearbeitungsgeschwindigkeit, Elektrodenverbrauch
(Drahttrennung) und Geradheit. Andererseits wird ein Ausführen
einer Bearbeitung mit umgekehrter Polarität eine bevorzugte
Bedingung sein zum Ausführen einer Bearbeitung, die eine Priorität
legt auf eine Oberflächenrauhigkeit bzw. eine Oberflächenrauhigkeit
priorisiert. Eine normale elektrische Hauptentladungs-Energiequelle
verfolgt eine Hochgeschwindigkeitsausführung, und deshalb wird
eine Bearbeitung ausgeführt mit einer positiven Polarität.
Es ist bevorzugt auch für eine Elektrische-Reserveentladungs-Energiequelle,
eine Bearbeitung mit nur einer positiven Polarität auszuführen, um
eine Hochgeschwindigkeits-Leistungsfähigkeit zu erhalten.
Jedoch ist es bekannt, dass, wenn Wasser verwendet wird als Bearbeitungsflüssigkeit,
ein Ausführen einer Bearbeitung in nur einer Polarität
eine elektrische Korrosion hervorruft. Demgemäß wird
im Allgemeinen eine Anpassung ausgeführt durch Anlegen
einer wechselnden Stromwellenform, so dass eine durchschnittliche
Spannung zwischen Elektroden 0 Volt wird durch Verwenden einer Elektrische-Reserveentladungs-Energiequelle
mit einer zusätzlichen Rolle in der Bearbeitung.
-
Der
Grund, warum eine Bearbeitungscharakteristik mit einer positiven
Polarität unterschiedlich ist, zu dem einer umgekehrten
Polarität wird darin vermutet, dass die Art eines Aufweitens
einer elektrischen Entladung unterschiedlich ist in einer Anode und
einer Kathode. Dies bedeutet, dass der Unterschied in Stromdichten
unterschiedlich ist, was vermutet wird, einen Unterschied in einem
Bearbeitungszustand zu erzeugen. Ein elektrischer Hauptentladungsimpuls
hat einen größeren Stromwert, als der eines elektrischen
Reserveentladungsimpulses im Allgemeinen, und gibt einen größeren
Einfluss auf die Bearbeitung. Dies bedeutet, dass ein Effekt einer Bearbeitung
mit positiver Polarität hauptsächlich in dem gesamten
Prozess auftritt. Jedoch wird ein Einfluss eines elektrischen Reserveentladungsstroms relativ
groß in dem Fall einer Bearbeitung (beispielsweise eine
Feinbearbeitung und eine Bearbeitung einer dünnen Linie),
in dem eine Bearbeitungsenergie eines elektrischen Hauptentladungsimpulses
(bestimmt durch eine elektrische Ladungsmenge, einen Stromspitzenwert,
eine Anlegespannung und eine Stromimpulsbreite) klein ist. Dies
bedeutet, dass die Bearbeitungscharakteristika die oben beschrieben werden,
wie zum Beispiel Bearbeitungsgeschwindigkeit, Geradlinigkeit bzw.
Geradheit, Elektrodenverbrauch (Drahttrennung) und Oberflächenrauhigkeit sich ändern
entsprechend einem Anlegezustand eines elektrischen Reserveentladungsimpulses.
In dem Fall einer positiven Polarität ist eine Bearbeitung vorteilhaft
zu Bearbeitungsgeschwindigkeit, Elektrodenverbrauch (Drahttrennung)
und Geradheit, wobei in dem Fall einer umgekehrten Polarität,
eine Bearbeitung vorteilhaft ist zur Oberflächenrauhigkeit.
-
Ferner
wird ein Strom eines elektrischen Hauptentladungsimpulses mit positiver
Polarität auch beeinflusst durch Charakteristika eines
genau vorherigen elektrischen Reserveentladungsimpulses. Beispielsweise
ist, in dem Fall des elektrischen Hauptentladungsimpulses A, wenn
ein elektrischer Reserveentladungsimpuls eine positive Polarität
aufweist, und auch wenn ein elektrischer Hauptentladungsimpuls eine
positive Polarität aufweist, eine Form (eine Stromdichte)
einer Elektrodenoberfläche, bestimmt durch eine elektrische
Reserveentladung, direkt die eines elektrischen Hauptentladungsimpulses.
Deshalb kann angenommen werden, dass die elektrische Reserveentladung
selbst Charakteristika aufweist, ähnlich zu denen eines
elektrischen Hauptentladungsimpulses. Jedoch verschiebt sich in
dem Fall eines elektrischen Hauptentladungsimpulses B, wenn ein
elektrischer Reserveentladungsimpuls eine umgekehrte Polarität
aufweist, und auch wenn ein elektrischer Hauptentladungsimpuls eine
positive Polarität aufweist, eine Form einer Elektrodenoberfläche
mit umgekehrter Polarität, zu einer Form einer Elektrodenoberfläche
mit einer positiven Polarität. Deshalb kann angenommen
werden, dass Charakteristika einer umgekehrten Polarität
des elektrischen Reserveentladungsimpulses B während einer
Anfangsperiode eines Anlegens des elektrischen Hauptentladungsimpuls
B bleiben.
-
Obwohl
jede elektrische Entladung unabhängig ist, wird sie leicht
beeinflusst durch vorhergehende elektrische Entladungen. Wenn der
elektrische Reserveentladungsimpuls A und der elektrische Hauptentladungsimpuls
A angelegt werden vor einem Anlegen des elektrischen Reserveentladungsimpulses
B mit umgekehrter Polarität, und auch wenn die Pausenzeit
S1 danach nicht ausreichend ist, wird eine elektrische Entladung
leicht induziert bei der gleichen Position. Ferner ist es, weil
eine Form einer Elektrodenoberfläche mit positiver Polarität
bleibt, nicht möglich, ausreichend einen Vorteil aus einer
primären Charakteristik einer umgekehrten Polarität
zu ziehen.
-
Aus
den obigen Punkten ist es bevorzugt, um ausreichend einen Vorteil
von Charakteristika einer umgekehrten Polarität bei der
Bearbeitung zu ziehen, anstatt eines einfachen Setzen eines elektrischen Hauptentladungscharakteristik
mit einer positiven Polarität, (1) ausreichend einen Vorteil
einer elektrischen Entladungscharakteristik eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
selbst zu ziehen, (2) um einen elektrischen Hauptentladungsimpuls
zu ändern, der angelegt wird nach einem elektrischem Reserveentladungsimpuls
entsprechend der Charakteristika des elektrischen Reserveentladungsimpulses, und
(3) um eine richtige Pausenzeit einzustellen zwischen einem elektrischen
Hauptentladungsimpuls und einem elektrischen Reserveentladungsimpuls, um
einen Vorteil aus Charakteristika eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
zu ziehen, der angelegt wird nach einem elektrischen Hauptentladungsimpuls.
-
<Einen
ausreichenden Vorteil aus einer Kapazität einer Bearbeitung
mit positiver Polarität zu ziehen>
-
Weil
nur der elektrische Reserveentladungsimpuls B mit umgekehrter Polarität
arbeitet und auch weil der elektrische Reserveentladungsimpuls A,
der elektrische Hauptentladungsimpuls A und der elektrische Hauptentladungsimpuls
B positive Polaritäten aufweisen, ist es möglich,
einen ausreichenden Vorteil aus der Kapazität einer Bearbeitung
mit positiver Polarität zu ziehen durch Ändern
der Parameter des elektrischen Reserveentladungsimpulses B und vor und
nach dem elektrischen Reserveentladungsimpuls B. (1) Wenn ein elektrischer
Entladungsstrom, der elektrisch entladen wird durch den elektrischen Reserveentladungsimpuls
B, entladen wird, und ein elektrischer Entladungsstrom, der durch
den elektrischen Reserveentladungsimpuls A elektrisch entladen wird,
verglichen werden, wird der elektrische Entladungsstrom, der elektrisch
entladen wird durch den elektrischen Reserveentladungsimpuls B,
derart entworfen, dass er kleiner eingestellt wird als der elektrische
Entladungsstrom, der elektrisch entladen wird durch den elektrischen
Reserveentladungsimpuls A. Beispielsweise kann der Widerstand des
Strombegrenzungswiderstands R2 größer eingestellt
werden, als der des Strombegrenzungswiderstands R1, oder die Energiequellenspannung
V1 der ersten Energiequelle 7 kann höher eingestellt
werden als die Energiequellenspannung V2 der zweiten Energiequelle
B. Jedoch muss, wenn eine Energiequellenspannung sich erhöht,
ein Einfluss einer elektrischen Entladungsstartspannung, die später
zu beschreiben ist, auch betrachtet werden. (2) Eine Anfangsperiode
einer elektrischen Entladung des elektrischen Hauptentladungsimpulses
B wird leicht beeinflusst durch eine umgekehrte Polarität.
Deshalb ist es bevorzugt, um einen Vorteil aus Charakteristika einer
positiven Polarität zu ziehen, eine große elektrische
Entladungsenergie einzustellen durch Einstellen eines Stromspitzenwerts,
der größer ist als der elektrische Hauptentladungsimpuls
A und durch Setzen eines großen elektrischen Entladungsbetrags.
Dies bedeutet, dass für den elektrischen Hauptentladungsimpuls A
und den elektrischen Hauptentladungsimpuls B ein Stromspitzenwert
des elektrischen Hauptentladungsimpulses B größer
eingestellt wird, und Stromwellenformformen werden gegenseitig unterschieden
beispielsweise. Wenn eine Eingabeenergie erhalten werden kann durch
Anlegen des elektrischen Hauptentladungsimpulses, kann eine Energie
des elektrischen Hauptentladungsimpulses B, beeinflusst durch eine
umgekehrte Polarität, beträchtlich klein eingestellt
werden. Jedoch kann, weil dies abhängt von der Bearbeitungsumgebung,
wie zum Beispiel einem Bearbeitungsmaterial, einem Drahtdurchmesser, Schichtdichte,
und so von dem Entwurfsverfahren, nicht eindeutig bestimmt werden.
(3) Wenn die Pausenzeit S1 kurz eingestellt wird, kann ein Einfluss
des elektrischen Hauptentladungsimpulses A einer Bearbeitung mit
positiver Polarität sich erstrecken auf den elektrischen
Reserveentladungsimpuls B. Charakteristika der umgekehrten Polarität
können nämlich verringert werden. Die quantitive
Länge einer Pausenzeit ändert sich auch gemäß der
Bearbeitungsumgebung, und so kann es nicht eindeutig bestimmt werden.
Jedoch ist es bevorzugt, mindestens die Pausenzeit S1 kürzer
einzustellen als die Pausenzeit S2.
-
<Ausreichenden
Vorteil ziehen aus einer Kapazität der Bearbeitung mit
umgekehrter Polarität>
-
Im
Gegensatz zu dem Obigen, ist es möglich, einen ausreichenden
Vorteil aus einer Kapazität einer Bearbeitung mit umgekehrter
Polarität zu ziehen durch Ändern von Parametern,
so dass Beiträge des elektrischen Reserveentladungsimpulses
A und des elektrischen Hauptentladungsimpulses A danach groß werden.
(1) Ein elektrischer Entladungsstrom, der elektrisch durch den elektrischen
Reserveentladungsimpuls B entladen wird, wird größer
gesetzt als ein elektrischer Entladungsstrom, der elektrisch durch
den elektrischen Reserveentladungsimpuls A entladen wird. Beispielsweise
kann der Widerstand des Strombegrenzungswiderstands R2 kleiner eingestellt
werden als der des Strombegrenzungswiderstands R1, oder die Energiequellenspannung
V1 der ersten Energiequelle 7 kann geringer eingestellt
werden als die Energiequellenspannung V2 der zweiten Energiequelle
B. Jedoch muss ein Einfluss einer elektrischen Entladungsstartspannung,
der später beschrieben wird, auch in Betracht gezogen werden in
einer ähnlichen Art und Weise, wie der oben beschriebenen.
(2) Eine Anfangsperiode einer elektrischen Entladung des elektrischen
Hauptentladungsimpulses B wird beeinflusst durch eine umgekehrte Polarität.
Deshalb ist es bevorzugt, einen Stromspitzenwert des elektrischen
Hauptentladungsimpulses B niedrig zu setzen. Zum Sichern einer Bearbeitungsenergie
kann eine Bearbeitungsenergie in einen Zustand erhöht werden
nahe einer Form einer Elektrodenoberfläche einer umgekehrten
Polarität in einer Anfangsperiode einer elektrischen Entladung
durch Verwenden eines Rückflussstroms. (3) Im Gegensatz zu
der Bearbeitung mit positiver Polarität ist es bevorzugt,
die Pausenzeit S1 länger einzustellen als die Pausenzeit
S2. Mit dieser Anordnung kann ein Einfluss des elektrischen Hauptentladungsimpulses
A mit einer positiven Polarität, gegeben an den elektrischen
Reserveentladungsimpuls B mit umgekehrter Polarität, unterdrückt
werden.
-
Jedoch
ist die oben beschriebene Steuerung ein Beispiel und entsprechende
Charakteristika sind unterschiedlich gemäß einer
Pausenzeit und einem Bearbeitungsmaterial. Deshalb hängt
eine bevorzugte Steuerung von jedem Fall ab.
-
Gemäß der
vorliegenden Ausführungsform kann, wenn eine elektrische
Entladungsbearbeitung ausgeführt wird durch abwechselndes
Schalten zwischen zwei elektrischen Reserveentladungsimpulsen mit
positiver Polarität und umgekehrter Polarität,
eine bessere Bearbeitung ausgeführt werden durch Unterscheiden
eines Anwendungsmodus eines elektrischen Hauptentladungsimpulses,
der angelegt wird nach jedem elektrischen Reserveentladungsimpuls. Dies
bedeutet, dass durch Ändern einer Stromwellenformform eines
elektrischen Hauptentladungsimpulses entsprechend einer Polarität
eines elektrischen Reserveentladungsimpulses zum gegenseitigen Unterscheiden
von Stromwellenformformen, eine Bearbeitungsstromform optimiert
werden kann, um mit einer elektrischen Entladungscharakteristik überein
zu stimmen, und eine Hochpräzisionsbearbeitung kann ausgeführt
werden. Wie oben beschrieben wird, zum Ändern einer Stromwellenform
entsprechend einer Polarität eines elektrischen Reserveentladungsimpulses,
eine Eingabeenergie geändert gemäß einer
elektrischen Entladungscharakteristik durch Ändern einer
elektrischen Ladungsmenge, und ein Stromspitzenwert wird beispielsweise
geändert.
-
Ferner
kann durch starkes Unterscheiden der Menge des elektrischen Reserveentladungsstroms
selbst, eine optimale Bearbeitung ausgeführt werden durch
deutlicheres Reflektieren der Charakteristika einer positiven Polarität
und einer umgekehrten Polarität.
-
Ferner
können durch passendes Einstellen einer Pausenzeit, von
der an ein elektrischer Hauptentladungsimpuls abgeschaltet wird,
bis dahin, wenn ein elektrischer Reserveentladungsimpuls angewandt
wird, Charakteristika einer positiven Polarität und einer
umgekehrten Polarität eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
effizienter herausgestellt werden. Dies bedeutet, dass eine Hochpräzisionsbearbeitung
ausgeführt werden kann durch Einstellen einer Pausenzeit
entsprechend einer elektrischen Entladungscharakteristik, beispielsweise durch
Einstellen der Pausenzeiten S1 und S2 auf unterschiedliche Werte.
-
Die
oben beschriebenen Parameter, die zu ändern sind entsprechend
einer elektrischen Entladungscharakteristik, sind unabhängig
voneinander und nicht notwendiger Weise benötigen sie,
kombiniert zu werden, um alle Parameter zu erfüllen. Beispielsweise
kann die Pausenzeit S1 kürzer eingestellt werden als die
Pausenzeit S2 (Einfluss einer positiven Polarität ist größer),
während ein Einstellen des Widerstands des Strombegrenzungswiderstands R2
kleiner ausgeführt werden kann als der des Strombegrenzungswiderstands
R1 (Einfluss einer umgekehrten Polarität ist größer).
-
Charakteristika
einer elektrischen Entladungsstartspannung werden als nächstes
beschrieben.
-
Ein
primäres Ziel eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
ist es, eine elektrische Entladung zu induzieren. Charakteristika
einer positiven Polarität und einer umgekehrten Polarität
sind Charakteristika in einer Bearbeitung, das heißt, Charakteristika
eines elektrischen Entladungsstroms, der nachdem eine elektrische
Entladung gestartet wurde, fließt, und sind unterschiedlich
von einem Phänomen eines Isolierungszusammenbruchs (Durchschlag), was
ein Trigger einer elektrischen Entladung wird. Ein Moment eines
Startens einer elektrischen Entladung hat unterschiedliche Charakteristika
zwischen einer Kathode und einer Anode, und deshalb liegt ein optimaler
Wert vor. Ein Spalt einer elektrischen Entladung ändert
sich auf Grundlage eines Drahtes und eines Verhaltens einer Bearbeitung
und variiert in Größenordnung von mehreren Dutzend
von Millisekunden zu mehreren hundert Millisekunden. Ein Spalt einer
elektrischen Entladung kann angenommen werden, sich nur wenig zu ändern
hinsichtlich eines Intervalls zwischen elektrischen Entladungen, die
in der Größenordnung von mehreren Mikrosekunden
bis mehreren Dutzend von Mikrosekunden angelegt werden. In diesem
Fall ist, wenn eine elektrische Entladungsstartspannung unterschiedlich
ist abhängig von einem Material, eine Zeit bevor eine elektrische
Entladung startet (eine elektrische Entladungsverzögerungszeit)
unterschiedlich, wenn die Spannungen V1 und V2 des elektrischen
Reserveentladungsimpulses A und des elektrischen Reserveentladungsimpulses
B die gleichen sind.
-
Wenn
eine Drahtelektrode eine Substanz ist, die leicht elektrisch entladen
werden kann, und die eine Bearbeitung mit positiver Polarität
als Kathode aufweist (der elektrische Reserveentladungsimpuls A),
wird dieser Fall erklärt mit Bezug auf 2.
Wenn V1 = V2, tendiert eine Zeit, von der der elektrische Reserveentladungsimpuls
A angelegt wird, bis dann, wenn eine elektrische Entladung detektiert
wird, und der Impuls stoppt (t1–t0), dazu, kürzer
zu sein als eine Anlegezeit (t5–t4) des elektrischen Reserveentladungsimpulses
B. Umgekehrt ist eine Anlegezeit des elektrischen Reserveentladungsimpulses
B nicht notwendiger Weise lang. Dies führt zu einer Verringerung
einer elektrischen Entladungsfrequenz, und deshalb nimmt die Bearbeitungsgeschwindigkeit
ab. Zum richtigen. Aufrechterhalten einer Bearbeitungseffizienz,
ist es bevorzugt, dass eine elektrische Entladungsverzögerungszeit
im Wesentlichen konstant ist für den elektrischen Reserveentladungsimpuls
B und für den elektrischen Reserveentladungsimpuls A. Anwendungsspannungen
müssen demgemäß nicht unterschieden werden.
In dem obigen Fall können Spannungen als V2 > V1 gesetzt werden,
um eine elektrische Entladungsverzögerungszeit des elektrischen
Reserveentladungsimpulses B zu verkürzen.
-
Durch
Auswählen einer elektrischen Entladungsspannung, um die
gleiche elektrische Entladungswahrscheinlichkeit zu setzen, wird
ein Bearbeitungsspalt stabil, eine elektrische Entladungseffizienz
kann verbessert werden, und die Bearbeitungsgeschwindigkeit kann
verbessert werden.
-
Weil
eine Beziehung zwischen V1 und V2 unterschiedlich ist abhängig
von einem Material, kann es nicht mit Sicherheit gesagt werden,
ob es besser ist, es so zu entwerfen, dass V2 > V1 ist durch Auswählen eines
Materials einer befriedigenden elektrischen Entladungscharakteristik
(eines Materials einer geringen elektrischen Entladungsstartspannung)
für eine Drahtelektrode, weil eine Drahtelektrode relativ
frei für ein Werkstück ausgewählt werden kann.
Ein Material einer niedrigen elektrischen Entladungsstartspannung
ist Zn und ähnliches beispielsweise.
-
<Probleme
herkömmlicher Technik>
-
4 zeigt
ein Schaltungskonfigurationsdiagramm des in Patentdokument 1 beschriebenen Elektrische-Entladungsdrahtgeräts. 5 zeigt
eine Schaltsignalwellenform, die in Patentdokument 1 beschrieben
wird. Wie in 4 gezeigt, enthält
ein herkömmliches Elektrische-Drahtentladungsgerät
eine Elektrode 101, ein Werkstück 102,
einen ersten Schalter 103, eine erste Gleichstrom-Energiequelle 104,
einen elektrisch leitenden Chip 105, eine Stoßspannungs-Absorptionsschaltung 106,
eine Diode 107, einen zweiten Schalter 108, eine
zweite Gleichstrom-Energiequelle 109, einen Widerstand 110,
einen Kondensator 112, eine Induktanz 113, einen
Widerstand 114, eine Steuerschaltung 115, Antriebsschaltungen 116 und 117,
einen dritten Schalter 120, eine dritte Gleichstrom-Energiequelle 121,
einen Widerstand 122, eine Antriebsschaltung 123,
Dioden 124, 125 und 126, und Signalleitungen 127 und 128.
-
In 4 sind
die zweite Gleichstrom-Energiequelle 109 und die dritte
Gleichstrom-Energiequelle 121 Elektrische-Reserveentladungs-Energiequellen
zum Anlegen eines elektrischen Reserveentladungsimpulses, und die
erste Gleichstrom-Energiequelle 104 ist eine Elektrische-Hauptentladungs-Energiequelle
zum Anlegen eines elektrischen Hauptentladungsimpulses. Das herkömmliche
Elektrische-Drahtentladungsgerät verwendet Wasser als Bearbeitungsflüssigkeit.
Deshalb wird ein elektrischer Reserveentladungsimpuls erzeugt durch
Ersetzen von Bearbeitungspolaritäten durch abwechselndes
Anlegen der zweiten Gleichstrom-Energiequelle 109 und der
dritten Gleichstrom-Energiequelle 121 zum Vermeiden einer
elektrischen Korrosion. Andererseits wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls,
der stark zu einer Bearbeitung beiträgt, erzeugt in einer
Bearbeitung mit positiver Polarität unter Verwendung des
Werkstücks 102 als positive Elektrode und der
Elektrode 101 als eine negative Elektrode.
-
In 5 fließt,
wenn der Schalter 108 angeschaltet ist, ein Strom in einer
Schleife bzw. Stromkreis der zweiten Gleichstrom-Energiequelle 109 – der
Elektrode 101 – des Werkstücks 102,
der Diode 125 – des Schalters 108 – der
zweiten Gleichstrom-Energiequelle 109 – und ein
elektrischer Reserveentladungsimpuls wird angelegt an einen Spalt zwischen
Elektroden. Der Schalter 108 wird ausgeschaltet und der
Schalter 103 wird angeschaltet nach einer Periode t1, wenn
eine elektrische Entladung detektiert wird, wodurch ein elektrischer
Hauptentladungsimpuls zugeführt wird in einer Schleife
der ersten Energiequelle 104 – des Werkstücks 102 – der Elektrode 101 – der
Diode 124 – dem Schalter 103 – der
ersten Energiequelle 104 (die Periode t2). In einer Periode
t3 wird eine Pausenzeit bereitgestellt, während der ein
Strom, der in eine schwebende Drossel fließt, neu erzeugt
wird, und ein Strom ist unten zwischen Elektroden zu der gleichen
Zeit, wenn der elektrische Hauptentladungsimpuls gestoppt wird.
Danach fließt, wenn der Schalter 102 angeschaltet
ist, ein Strom in einer Schleife der dritten Gleichstrom-Energiequelle 121 – des
Werkstücks 102 – der Elektrode 101 – der
Diode 126 – des Schalters 120 – der dritten
Gleichstrom-Energiequelle 121, und ein elektrischer Reserveentladungsimpuls
mit einer Polarität unterschiedlich von einer vorhergehenden
Polarität wird angelegt an eine Polarität. Wenn der
Schalter 120 angeschaltet wird nach der Periode t1, wenn
die elektrische Entladung detektiert wird, und wenn der Schalter 103 angeschaltet
wird während der Periode t2, wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls
angelegt an einen Spalt zwischen Elektroden.
-
In
Patentdokument 1 wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls, angelegt
nach einem elektrischen Reserveentladungsimpuls, aufrecht erhalten,
während der Periode t2 an zu sein, wenn der Impuls die
gleiche Impulsbreite aufweist unabhängig von seiner Polarität.
Jedoch kann, weil elektrische Entladungscharakteristika unterschiedlich
sind zwischen einer Kathode und einer Anode, eine elektrische Entladung
zu einer Anlegezeit eines elektrischen Reserveentladungsimpulses
auch betrachtet werden, einen unterschiedlichen elektrischen Entladungsmodus
aufzuweisen. Beispielsweise hat, wenn ein Werkstück als
Kathode arbeitet, der elektrische Hauptentladungsimpuls eine Form
mit kleinem Durchmesser mit einer hohen Stromdichte mit einem Kathodenpunkt,
und wenn das Werkstück als Anode arbeitet, hat der elektrische
Hauptentladungsimpuls eine Form eines größeren
Durchmessers mit geringerer Stromdichte. Obwohl ein elektrischer
Hauptentladungsimpuls nach einem Anlegen des elektrischen Reserveentladungsimpulses
standardisiert wird in einer Bearbeitung mit positiver Polarität,
wird in einer Anfangsperiode des elektrischen Hauptentladungsimpulses,
der elektrische Hauptentladungsimpuls betrachtet, eine elektrische
Entladungscharakteristik aufzuweisen bei der Anlegezeit des elektrischen
Reserveentladungsimpulses. Insbesondere wird, wenn ein elektrischer
Entladungsstrom eines elektrischen Hauptentladungsimpulses in einer
Feinbearbeitung und ähnlichen klein wird, der Unterschied
zwischen einem elektrischen Reserveentladungsimpuls und einem Bearbeitungsstrom
(Bearbeitungsenergie) auch klein. Deshalb kann ein Einfluss eines
elektrischen Entladungszustands mit einer Elektrische-Reserveentladungszeit
betrachtet werden, groß in der Größe
zu bleiben. Gemäß dem herkömmlichen Elektrische-Entladungsgerät
wird ein elektrischer Hauptentladungsimpuls ähnlich angelegt
unabhängig von der Polarität zu einer elektrischen
Reserveentladungs-Anlegezeit. Deshalb gibt es dadurch ein Problem,
dass es schwierig ist, eine Hochpräzisionsbearbeitung auszuführen
durch ausreichend einen Vorteil aus einer Kapazität einer
Bearbeitung mit positiver Polarität oder Bearbeitung mit
umgekehrter Polarität zu ziehen. Die vorliegende Ausführungsform
löst dieses Problem der herkömmlichen Technik.
-
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
-
Wie
oben beschrieben, ist das Elektrische-Entladungsgerät gemäß der
vorliegenden Erfindung nützlich als Erfindung, die in der
Lage ist, einen Hochpräzisions- und hochfunktionalen Prozess
auszuführen durch Auswählen eines optimalen Verfahrens,
wie es benötigt wird, entsprechend Elementen, wie zum Beispiel
Hochgeschwindigkeit, niedriger Verbrauch, hohe Oberflächengenauigkeit
und hohe Geradlinigkeitsgenauigkeit.
-
ZUSAMMENFASSUNG (PCT)
-
Ein
Elektrische-Entladungsgerät, das eine optimale Arbeit ausführt,
wie zum Beispiel eine hochgualitative Arbeit mit ausreichender Arbeitspräzision wird
bereitgestellt. In dem elektrischen Entladungsgerät, das
durch Entladung ein Werkstück bearbeitet, werden eine positive
Polarität und eine umgekehrte Polarität alternierend
geschaltet und angelegt als vorläufige Entladungsimpulse.
Formen einer Stromwellenform von Hauptentladungsimpulsen werden derart
eingestellt, dass sie für Hauptentladungsimpulse unterschiedlich
sind, die angelegt werden, nachdem eine Entladung detektiert wird
kontinuierlich zu dem vorläufigen Entladungsimpuls gemäß einer
Polarität des vorläufigen Entladungsimpulses.
Da eine Arbeitstromform optimiert werden kann gemäß einer
Entladungscharakteristik, kann ein hochpräzises Arbeiten
ausgeführt werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-