DE19802122C2 - Energieversorgungsgerät für eine Elektroentladungsmaschine - Google Patents
Energieversorgungsgerät für eine ElektroentladungsmaschineInfo
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- B23H1/02—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
- B23H1/022—Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Energieversorgungsgerät für eine Elektroentladungsmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Energieversorgungsgerät ist beispielsweise in
DE 33 90 011 C2 beschrieben. Es wird absatzweise eine
elektrische Entladung zwischen einem Werkstück und einer
Elektrode der Elektroentladungsmaschine über einen
Hilfsschaltkreis zum Herbeiführen einer Entladung und einen
Hauptschaltkreis zum Erzeugen eines Bearbeitungsstroms
erreicht.
In JP 05-84609 A wird vorgeschlagen, zum Variieren eines
Bearbeitungsstroms in dem Hauptschaltkreis eine Vielzahl von
Schaltelementen vorzusehen, durch die das Zuführen eines
gewichteten Stroms zu einem Bearbeitungsspalt zwischen dem
Werkstück und der Bearbeitungselektrode möglich ist.
In JP 63-267122 A wird zum Variieren eines Bearbeitungsstroms
vorgeschlagen, zwei unterschiedliche
Energieversorgungsschaltungen mit höherem und niedrigerem
Stromspitzenwert vorzusehen.
In JP 63-7225 A wird zum Verbessern des
Bearbeitungswirkungsgrads ebenso die Ausbildung einer
Schaltung zum Erzeugen eines Bearbeitungsstroms mit mehreren
Schaltelementen vorgeschlagen.
Zudem ist in Betracht gezogen worden, daß die Verwendung
einer Energieversorgungseinheit, welche einen Strompuls mit
einer hohen Spitze und schmaler Pulsbreite erzeugen kann, als
einer Energieversorgungseinheit für die Bearbeitung, der
beste Weg ist, eine elektro-erosive Bearbeitung zu
verbessern. Aus diesem Grund wird im allgemeinen ein FET als
Schaltvorrichtung verwendet, und eine Vielzahl von FETs
werden parallel miteinander verbunden, um einer Lücke
zwischen den Elektroden einen großen Strom zuzuführen, indem
ein dort hindurchlaufender Strom mit einem Schaltkreis
(switching circuit) ein- und ausgeschaltet wird.
Eine Energieversorgungsschaltung umfaßt auch zwei Einheiten
von Schaltkreisen, nämlich eine Hochimpedanzschaltung, welche
einen kleinen Stromspitzenwert hat und einer Lücke zwischen
den Elektroden nur eine Spannung zuführt, und eine Schaltung
mit niedriger Impedanz, welche einen hohen Stromspitzenwert
hat, und ein gleichmäßiger Entladungsstrom wird gebildet,
indem zunächst eine Spannung an eine Lücke zwischen den
Elektroden mit der Hochimpedanzschaltung angelegt wird und
dann die Schaltung mit niedriger Impedanz für eine bestimmte
Zeitperiode, nachdem eine elektrische Entladung erfaßt wurde,
geschlossen wird, um einen gewünschten Strom dort hindurch
zuführen, wodurch eine Bearbeitungsgeschwindigkeit bis
Oberflächenrauhigkeit verbessert wird.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel einer
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine auf der Grundlage der
konventionellen Technologie. Diese
Energieversorgungsvorrichtung hat eine Hochimpedanzschaltung
10 und eine Schaltung 20 mit niedriger Impedanz, und sowohl
die Hochimpedanzschaltung 10 als auch die Schaltung 20 mit
niedriger Impedanz sind mit einer Werkzeugelektrode 1 und
einem Werkstück W verbunden, jeweils als eine
Energieversorgungsschaltung. Jede der
Energieversorgungsschaltungen enthält eine erdfreie
Induktivität L aufgrund der Verdrahtung und dergleichen in
der Schaltung.
Die Hochimpedanzschaltung 10 umfaßt eine Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheit 101, eine
Halbleiterschaltvorrichtung 102, eine Steuereinheit 103, um
das Ein- bzw. Ausschalten der Halbleiterschaltvorrichtung 102
zu steuern, eine Diode 104 und einen Widerstand 105 zur
Begrenzung eines Stroms in der Hochimpedanzschaltung 10.
Die Schaltung 20 mit niedriger Impedanz umfaßt eine
Gleichspannungs-Energieversorgungseinheit 201, eine
Halbleiterschaltvorrichtung 202, eine Steuereinheit 203 zum
Ein- bzw. Ausschalten der Halbleiterschaltvorrichtung 202,
eine Diode 204 und eine Konstantspannungsschaltung 205. Die
Konstantspannungsschaltung 205 umfaßt einen Kondensator 206,
welcher auf einer Eingangsseite angeordnet ist, eine
Schaltvorrichtung 207 für die Konstantspannungsschaltung,
eine Steuereinheit 208 zum Ein- bzw. Ausschalten der
Schaltvorrichtung 207 für die Konstantspannungsschaltung, und
einen Widerstand 209.
Als nächstes wird der Betrieb der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine, welche die oben beschriebene
Konfiguration hat, unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9G
beschrieben.
Wenn die Schaltvorrichtung 102 in der Hochimpedanzschaltung
10 eingeschaltet wird, wird eine Spannung E1, wie sie in
Fig. 9A gezeigt ist, an die Lücke zwischen den Elektroden
angelegt. Die Isolierung zwischen den Elektroden, welche
durch die Werkzeugelektrode 1 und das Werkstück W gebildet
werden, wird durch die Spannung E1 durchbrochen bzw.
abgebaut, und dann wird eine elektrische Entladung zwischen
diesen erzeugt. Die Schaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20
mit niedriger Impedanz wird eingeschaltet, wenn die Erzeugung
der elektrischen Entladung erfaßt wird und ein großer Strom
der Lücke zwischen den Elektroden zugeführt wird, wodurch die
Elektroentladungsbearbeitung bzw. elektro-erosive Bearbeitung
durchgeführt wird.
In einem Zustand, in welchem die elektrische Entladung
zwischen den Elektroden erzeugt wurde und ein Entladestrom
fließt, hält die Spannung zwischen diesen ein
Lichtbogenpotential Vg (um 20 Volt).
Die Fig. 9E, 9F und 9G zeigen Ein-/Auszustände der jeweiligen
Schaltvorrichtungen 102, 202 und 207.
Hier wird eine ausführliche Beschreibung für eine Strom-
Signalform der Schaltung 20 niedriger Impedanz zu dem
Zeitpunkt gegeben, an dem die Schaltung ein- oder
ausgeschaltet wird. Eine Schaltung von der Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheit 201 zu dem Raum zwischen der
Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück W in der Schaltung 20
niedriger Impedanz ist eine Nichtwiderstandsschaltung, welche
keinen Widerstand oder dergleichen enthält, die
Halbleiterschaltvorrichtung 202 ausgenommen. Dementsprechend,
wenn die Schaltvorrichtung 202 eingeschaltet ist, wenn die
Isolierung zwischen der Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück
W durchbrochen bzw. abgebaut wird, fließt ein Strom, aber der
Strom zu diesem Zeitpunkt steigt mit einer Steigung an,
welche von einer Spannung E2 der Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheit 2 und auch der erdfreien bzw.
schwebenden Induktivität L in der Schaltung bestimmt wird.
Hierbei, selbst wenn angenommen wird, daß die
Schaltvorrichtung 202 ideal ist, mit einer Abschaltzeit von
Null, selbst wenn die Schaltvorrichtung 202 von Ein auf Aus
verändert wird, kann ein Strom nicht einmal momentan auf Null
verringert werden, aufgrund von in der Induktivität in der
Leitung angesammelter Energie. Aus diesem Grund wird eine
sogenannte Stoßspannung an den beiden Rändern der
Schaltvorrichtung 202 erzeugt, ein Strom, welcher den
Kondensator 206 in der Konstantspannungsschaltung 205 lädt,
fließt durch die Diode 204, und die Spannung des Kondensators
206 nimmt zu.
Die Konstantspannungsschaltung 205 ist so konstruiert, daß
sie ein Schaltverhältnis von Ein/Aus der Schaltvorrichtung
207 so steuert, daß die Spannung des Kondensators 206
konstant wird, und die vorübergehend in dem Kondensator 206
angesammelte Energie wird schließlich von dem Widerstand 209
verbraucht.
Ein Strom I, welcher durch die Elektroden fließt, wird durch
eine Summe aus einem Strom I1, welcher durch die
Schaltvorrichtung 202 fließt, und einem Strom I2, welcher in
der Diode 204 fließt, ausgedrückt, was jeweils in den Fig.
9B, 9C und 9D gezeigt ist.
Die Steigung eines Stromanstiegs beim Einschalten der
Schaltvorrichtung 202 wird durch den folgenden Ausdruck
ausgedrückt:
(E2 - Vg)/L
und eine Steigung des Stromabfalls zum Zeitpunkt des
Abschaltens wird wie folgt ausgedrückt:
(E3 + Vg)/L,
wobei das Zeichen E2 eine Spannung der Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheit 201 ist, E3 eine Spannung in der
Konstantspannungsschaltung 205, Vg eine Lichtbogenspannung
zwischen den Elektroden und L eine Induktivität in der
Leitung.
Zusammenfassend, nachdem die Hochimpedanzschaltung 10
eingeschaltet wird, wird eine elektrische Entladung zwischen
den Elektroden erzeugt, und wenn die Schaltvorrichtung 202 in
der Schaltung 20 niedriger Impedanz eingeschaltet wird,
fließt ein durch den folgenden Ausdruck ausgedrückter
Spitzenstrom zwischen den Elektroden nach Ablauf der AN-Zeit
t1:
Ip = (E1 - Vg)t1/L,
und die Bearbeitung wird durchgeführt.
Neben der Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine, die in Fig. 8 gezeigt ist, gibt es
weitere Energieversorgungsvorrichtungen für
Elektroentladungsmaschinen auf der Grundlage der
konventionellen Technologie, offenbart in der offengelegten
japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP 49-118097 A, in der
offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP 5-
84609 A, und in der offengelegten japanischen
Patentveröffentlichung Nr. JP 63-7225 A.
Die Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine auf der Grundlage der
konventionellen Technologie (in Fig. 8 gezeigt) hat die oben
beschriebene Konfiguration, so daß es zur Verbesserung einer
Bearbeitungsgeschwindigkeit erforderlich ist, die Zahl der
Schaltvorrichtungen, welche parallel miteinander verbunden
sind, zu vergrößern, um einen Puls mit einem hohen
Stromspitzenwert zu erzeugen.
Bei der Elektroentladungsbearbeitung wird jedoch im
allgemeinen nach der Grobbearbeitung eine Fertigbearbeitung
durchgeführt, und bei der Fertigbearbeitung wird die
Bearbeitung mit einem Puls mit niedrigem
Bearbeitungsstromwert durchgeführt, um die
Bearbeitungsgenauigkeit und die Rauhigkeit der
Bearbeitungsoberfläche bei der Fertigbearbeitung zu
verbessern. Dementsprechend, soweit die Zahl der
Schaltvorrichtungen betroffen ist, steht das Ziel der
Verbesserung einer Bearbeitungsgeschwindigkeit dem Ziel einer
verbesserten Bearbeitungsgenauigkeit entgegen.
Aus diesem Grund ist es schwer, sowohl eine Verbesserung der
Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch der
Bearbeitungsgenauigkeit in der gleichen
Energieversorgungsvorrichtung zu erzielen, so daß zwei Arten
von Energieversorgungsvorrichtung für die Fertigbearbeitung
bei niedrigem Spitzenstrom und zur Grobbearbeitung bei hohem
Spitzenstrom verwendet werden müssen.
Ebenso, bei einer feinen Elektrode mit einem Drahtdurchmesser
von Ø 0,15 mm oder weniger, wenn eine
Energieversorgungsvorrichtung mit hohem Stromspitzenwert
verwendet wird, ist ein Stromspitzenwert als
Bearbeitungsbedingung für die Grobbearbeitung zu hoch, so daß
ein Draht abgeschnitten wird und die Bearbeitung nicht
durchgeführt werden kann. Ebenso ist in diesem Fall die
Bearbeitungsgeschwindigkeit in der
Energieversorgungsvorrichtung mit niedriger Spitzenleistung
zur Feinbearbeitung zu niedrig, um praktisch verwendet zu
werden.
Konventionell, bei der Grobbearbeitung eines Werkstückes mit
einer feinen Elektrode mit einer Drahtabmessung von Ø 0,15 mm
oder weniger, wurde den obigen Problemen mit einem
Verfahren begegnet, bei welchem ein Stromspitzenwert kleiner
gemacht wird, durch Verringern einer Versorgungsspannung der
Gleichspannungs-Energieversorgungseinheit in dem Schaltkreis
oder dergleichen.
Ein Stromspitzenwert wird durch den folgenden Ausdruck
ausgedrückt, Ip = (E1 - Vg)t1/L, so daß, wenn eine
Versorgungsspannung E auf 1/3 gebracht wird, ein Spitzenstrom
in einer minimal eingestellten Zeit auf ungefähr ein Drittel
unterdrückt werden kann. Fig. 10A zeigt eine Stromsignalform
zu einem normalen Zeitpunkt, an dem die Versorgungsspannung E
verwendet wird, wie sie ist, und Fig. 10B zeigt eine
Stromsignalform in einem Fall, bei welchem die
Energieversorgungsspannung E jeweils auf 1/3 unterdrückt
wurde. Man beachte, daß in den Fig. 10A und 10B tmin eine
Breite einer minimalen An-Zeit angibt, welche für eine
Schaltvorrichtung eingestellt werden soll.
Wenn jedoch eine Versorgungsspannung in dem Schaltkreis
verringert wird, wird ein Anstieg einer Stromspitzenspannung
stumpf, das Ablagern einer Drahtelektrode auf einem Werkstück
wird erzeugt, und eine bearbeitete Nut bzw. Rille wird mit
dem abgelagerten Material gefüllt, was eine Fortsetzung der
Bearbeitung unmöglich macht. Zusätzlich, um eine
Versorgungsspannung in dem Schaltkreis zu verringern, ist es
erforderlich, eine Vielzahl von Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheiten zu haben, wodurch Probleme
hinsichtlich der Raumersparnis und der Kosten schwerwiegender
werden.
In der Elektroentladungsmaschine, welche in der offengelegten
japanischen Patentveröffentlichung Nr. JP 49-118097 A oder in
der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr.
JP 5-84609 offenbart wird, wird der Verbrauch einer
Werkzeugelektrode unterdrückt, indem die Zahl der
eingeschalteten Schaltvorrichtungen allmählich erhöht wird.
Aber, in jeder der Elektroentladungsmaschinen gemäß jenen
Erfindungen, obwohl einige Wirkungen in einem Gebiet erzielt
werden können, in welchem eine Pulsbreite sehr breit ist,
wenn sie bei der Fertigbearbeitung bei der elektro-erosiven
Bearbeitung mit Draht und bei der Grobbearbeitung mit einer
feinen Elektrode verwendet werden, die sehr verschieden sind
von einer Bearbeitung einer Draht-Elektroentladungsmaschine
mit einer hohen Spitze und einer kleinen Pulsbreite sind,
kann keines der Probleme, wie die Bewirkung eines
Drahtabschneidens oder die Ablagerung eines
Elektrodenmaterials auf einem Werkstück, gelöst werden.
Ebenso hat die in der offenlegten japanischen
Patentveröffentlichung Nr. JP 63-7225 A offenbarte
Elektroentladungsmaschine eine Konfiguration, bei welcher
eine Vielzahl von Einheiten von Schaltvorrichtungen in der
Hauptenergieversorgungsschaltung parallel miteinander
verbunden sind, und die Zahl der parallelen Schaltungen
durch eine Antriebsschaltung verändert wird, zum diskreten
Betreiben einer Gruppe von Parallelvorrichtungen durch ein
Steuersignal aus der Steuereinheit gemäß eines Zustandes der
elektrischen Entladung zwischen einem Werkstück und einer
Drahtelektrode, und die Bearbeitung wird durch einen
Entladungsstrom gemäß eines elektrischen Entladungszustandes
zwischen den Elektroden durchgeführt. In dieser
Elektroentladungsmaschine, in einem Fall, in welchem die
elektrische Entladung bei der Fertigbearbeitung verwendet
wird, wie bei einem zweiten Schnitt, wird die Zahl der
gleichzeitig eingeschalteten Schaltvorrichtungen selektiv
gesteuert, so daß die Bearbeitung bei einem Stromspitzenwert
durchgeführt werden kann, welcher für die
Fertigbearbeitungsbedingung geeignet ist.
Es besteht jedoch ein in Fig. 11 gezeigtes Verhältnis
zwischen der Zahl an gleichzeitig einzuschaltenden,
miteinander parallel verbundenen Schaltvorrichtungen und
einem Stromspitzenwert, so daß selbst wenn die Zahl der
gleichzeitig eingeschalteten Schaltvorrichtungen erhöht wird,
ein Stromspitzenwert nicht immer linear in Übereinstimmung
mit der Erhöhung der Zahl der eingeschalteten Einheit erhöht
wird. Nämlich, selbst wenn die Zahl der parallel zueinander
verbundenen Schaltvorrichtungen (die Zahl der gleichzeitig
eingeschalteten Einheiten) auf 1/10 verringert wird, kann
nicht immer ein Stromspitzenwert von 1/10 desjenigen, wenn
alle Schaltvorrichtungen gleichzeitig eingeschaltet sind,
erhalten werden.
Es ist bekannt, daß es eine nicht-lineare Beziehung zwischen
der Zahl paralleler Einheiten und einer Stromspitze gibt, wie
oben beschrieben. Eine Stromspitze wird nämlich diskret, wie
in Fig. 12 gezeigt, wenn die Steuerung nur dadurch
bereitgestellt wird, daß die Zahl der Schaltvorrichtungen
(die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten) erhöht
oder verringert wird, so daß es schwierig ist, das
Steuersystem auf Bearbeitungsbedingungen in einem weiten Feld
von der Bearbeitung mit einem feinen Draht zur
Grobbearbeitung mit einer Drahtelektrode mit einer Dicke von
ungefähr Ø 0,2 mm anzuwenden.
Ebenso, wie in dem Beispiel der konventionellen Technologie
in Fig. 8 gezeigt, wird ein Stromspitzenwert diskret, wenn
die Steuerung durch das Steuern einer An-Zeit der
Schaltvorrichtung bereitgestellt wird, bei der Bearbeitung
mit einem feinen Draht als Elektrode, wie oben beschrieben.
Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der
Schaffung eines Energieversorgungsgeräts für eine
Elektroentladungsmaschine, mit der sich ein Spitzenstromwert
des Bearbeitungsstroms genauer steuern läßt.
Diese Aufgabe wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung durch
ein Energieversorgungsgerät mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Demnach ermöglicht das erfindungsgemäße
Energieversorgungsgerät das Variieren sowohl der Zahl der
eingeschalteten Schaltelemente in der Schaltung mit niedriger
Impedanz zum Erzeugen des Bearbeitungsstroms als auch der
Anschaltzeit der einzelnen Schaltvorrichtungen.
Somit läßt sich ein Stromspitzenwert über einen großen
Bereich zwischen einem hohen und niedrigen Wert gemäß
unterschiedlicher Bearbeitungsbedingungen steuern. Hierdurch
kann die Ablagerung von Elektrodenmaterial auf einem
Werkstück oder dergleichen weitestgehend vermieden werden.
Zudem wird eine Bearbeitungsgeschwindigkeit im Vergleich zu
üblichen Energieversorgungsgeräte verbessert. Weiterhin läßt
sich durch Variieren des Stromspitzenwerts bei dem
Bearbeitungsstrom das Energieversorgungsgerät sowohl für eine
Grobbearbeitung des Werkstücks als auch eine abschließende
Fertigbearbeitung ohne Verschlechterung der
Bearbeitungseigenschaften einsetzen. Insbesondere kann ein
hoher Spitzenstrom für die Grobbearbeitung und ein niedriger
Spitzenstrom für die Fertigbearbeitung bzw. für eine
Grobbearbeitung mit feiner Drahtelektrode erzeugt werden.
Durch diese flexible Einsatzmöglichkeit ergibt sich eine
deutliche Kosten- und Raumersparnis.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält das
Energieversorgungsgerät zusätzlich eine Schaltvorrichtung,
mit der sich bei vorgegebener Zahl von zu schaltenden
Schaltelementen die Auswahl der einzelnen Schaltelemente
variieren läßt.
Hierdurch ist es möglich, eine Situation zu vermeiden, bei
der immer nur dieselben Schaltelemente ein- bzw.
ausgeschaltet sind und aufgrund dieser Tatsache die
Lebensdauer dieser Schaltelemente verkürzt ist. Zudem läßt
sich eine Ungleichmäßigkeit eines Spitzenstroms zwischen
einzelnen Energieversorgungsgeräten vermeiden, wodurch eine
bessere Reproduzierbarkeit von Bearbeitungsbedingungen
erzielt wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die
Auswahl der zu schaltenden Schaltelemente in dem
Energieversorgungsgerät über einen Zufallseinstellabschnitt.
Hierdurch ist eine Vergleichmäßigung der Stromspitzenwerte
möglich, und Bearbeitungscharakteristiken lassen sich besser
stabilisieren.
Weitere Merkmale dieser Erfindung werden aus der
folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen verständlich.
Fig. 1 ist ein Schaltbild, welches die erste Ausführung
der Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine nach der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 2A bis 2G sind Zeitdiagramme, welche Vorgänge in der ersten
Ausführung zeigen;
Fig. 3A und 3B sind Schaubilder, welche eine Beziehung zwischen
der Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Schaltvorrichtungen und den Stromspitzenwerten
zeigen;
Fig. 4A ist eine Tabelle, welche Kombinationen jeweils
zwischen der Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Schaltvorrichtungen und der An-Zeit zeigt, und
Fig. 4B ist ein Schaltbild, welches eine Beziehung zwischen
den Stromspitzenwerten und einer
Oberflächenrauhigkeit/einer
Bearbeitungsgeschwindigkeit zeigt;
Fig. 5 ist ein Schaltbild, welches die zweite Ausführung
der Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine nach der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 6A bis 6G sind Zeitdiagramme, welche Vorgänge in der zweiten
Ausführung zeigen;
Fig. 7 ist ein Schaltbild, welches die dritte Ausführung
der Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine nach der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist ein Schaltbild, welches das Beispiel auf der
Grundlage der konventionellen Technologie der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine zeigt;
Fig. 9A bis 9G sind Zeitdiagramme, welche Vorgänge in dem auf der
konventionellen Technologie beruhenden Beispiel
zeigen;
Fig. 10A und 10B sind Schaubilder, welche ein Verhältnis zwischen
einer Versorgungsspannung und einer Stromspitze
zeigen;
Fig. 11 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen
der Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Schaltvorrichtungen und den Stromspitzenwerten
zeigt; und
Fig. 12 ist ein Schaubild, welches eine Beziehung zwischen
Stromspitzenwerten und Bearbeitungsbedingunen
zeigt.
Im folgenden werden Ausführungen der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine nach der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen gegeben. Man
beachte, daß in den später beschriebenen Ausführungen die
gleichen Bezugsziffern den gleichen Abschnitten zugeordnet
sind, welche jenen in dem auf der konventionellen Technologie
beruhenden Beispiel entsprechen, und deren Beschreibung hier
weggelassen wird.
Fig. 1 zeigt die erste Ausführung der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine (eine Draht-
Elektroentladungsmaschine) nach der vorliegenden Erfindung.
Eine Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 mit
niedriger Impedanz umfaßt eine Vielzahl von
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46, welche zueinander parallel
geschaltet sind.
In der Schaltung 20 mit niedriger Impedanz sind der
Aneinheitenzahl-Schaltkreis 211 und die Anzeit-Steuereinheit
212 vorgesehen.
Der An-Einheitenzahl-Schaltkreis 211 schaltet die Zahl von
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46, welche gleichzeitig
eingeschaltet werden sollen, gemäß eines Anweisungssignals
aus einer NC-Einheit, welche in der Figur nicht gezeigt ist.
In dem in der Figur gezeigten Beispiel ist die Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten auf 2 eingestellt,
wenn nur ein Schalter S1 geschlossen ist, und die Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten ist auf 4 gestellt,
wenn nur ein Schalter S2 geschlossen ist, während die Zahl
von gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten auf 6 (der
Maximalwert) eingestellt ist, wenn beide Schalter S1 und S2
geschlossen sind.
Die An-Zeit-Steuereinheit 212 steuert variabel die An-Zeit
der Halbleiterschaltvorrichtung 202 nach einem
Anweisungssignal aus der NC-Einheit, welche in der Figur
nicht gezeigt ist.
Als nächstes werden Vorgänge in der ersten Ausführung unter
Bezugnahme auf die Fig. 2A bis 2G beschrieben.
Die Beschreibung wird hier für Vorgänge in einem Fall
gegeben, in welchem ein Minimalwert (tmin) als An-Zeit für
die Halbleiterschaltvorrichtungen 202 (Schalttransistoren
Tr41-Tr46) von der An-Zeit-Steuereinheit 212 gewählt ist.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung von der
NC-Einheit ausgewählt wird, welche einen hohen Spitzenstrom
verlangt, werden beide Schalter S1 und S2 in dem An-
Einheitenzahl-Schaltkreis 211 geschlossen, die Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten wird auf einen
Maximalwert gestellt, und alle Schalttransistoren Tr41 bis
Tr46 in der Schaltung 20 mit niedriger Impedanz werden
gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet, so daß einem Raum
zwischen den Elektroden ein großer Strom zugeführt wird.
Zunächst, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung 102 in der
Hochimpedanzschaltung 10 gemäß eines Steuersignals in die
Hochimpedanzschaltung eingeschaltet wird, wie in Fig. 2C
gezeigt, wird eine Spannung E1 an den Zwischenraum angelegt,
wie in Fig. 2A gezeigt.
Wenn die zwischenpolare Isolierung zwischen einer
Werkzeugelektrode 1 und einem Werkstück W von der Spannung E1
durchbrochen bzw. abgebaut wurde und die Erzeugung einer
elektrischen Entladung erfaßt wird, werden alle
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 mit
niedriger Impedanz gleichzeitig eingeschaltet, wie durch A in
Fig. 2E bis 2G gezeigt, gemäß eines Steuersignals in die
Schaltung mit niedriger Impedanz, wie in Fig. 2D gezeigt. Mit
dem obigen Betrieb wird ein hoher Spitzenstrom, wie er durch
A in Fig. 2B gezeigt ist, dem Zwischenraum zugeführt.
Die Beschreibung wird hier für Vorgänge gegeben, in einem
Fall, in welchem ein Minimalwert (tmin) als An-Zeit für die
Halbleiterschaltvorrichtungen 202 (Schalttransistoren Tr41
bis Tr46) von der An-Zeit-Steuereinheit 212 gewählt ist.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung von der
NC-Einheit gewählt wird, welche einen niedrigen Spitzenstrom
erfordert, wird nur der Schalter S1 in dem An-Einheitenzahl-
Schaltkreis 211 geschlossen, die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird auf 2 eingestellt und ein
Stromspitzenwert wird angepaßt, indem die Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten in den
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46, die in der Schaltung 20
niedriger Impedanz parallel zueinander geschaltet sind,
verringert wird.
Auch in diesem Fall, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung 102
in der Hochimpedanzschaltung 10 gemäß eines Steuersignals in
die Hochimpedanzschaltung, wie es in Fig. 2C gezeigt ist,
eingeschaltet wird, wird die Spannung E1 an den Zwischenraum
angelegt, wie in Fig. 2A gezeigt.
Wenn die Isolierung zwischen den Elektroden, welche durch die
Werkzeugelektrode 1 und das Werkstück W gebildet werden, von
der Spannung E1 durchbrochen bzw. abgebaut wurde und die
Erzeugung einer elektrischen Entladung erfaßt wird, werden
nur die Schalttransistoren Tr41 und Tr42 in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 niedriger
Impedanz gleichzeitig eingeschaltet, wie durch B in den Fig.
2E bis 2G gezeigt, gemäß eines Steuersignals in die Schaltung
niedriger Impedanz, wie in Fig. 2D gezeigt. Mit dem obigen
Betrieb wird ein Strom mit niedrigem Spitzenwert, wie er
durch B in Fig. 2B gezeigt wird, zu dem Zwischenraum geführt.
Hier wird die Beschreibung für Vorgänge gegeben, in einem
Fall, in welchem ein Minimalwert (tmin) als An-Zeit für die
Halbleiterschaltvorrichtung 202 (Schalttransistoren Tr41 bis
Tr46) von der An-Zeit-Steuereinheit 212 gewählt wird.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung von der
NC-Einheit gewählt wird, welche einen mittleren Spitzenstrom
erfordert, wird nur der Schalter S2 in dem An-Einheitenzahl-
Schaltkreis 211 geschlossen, die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird auf 4 eingestellt, und ein
Stromspitzenwert wird angepaßt, indem die Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten in den
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46, welche in der Schaltung 20
niedriger Impedanz parallel zueinander geschaltet sind,
angepaßt wird.
Auch in diesem Fall, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung 102
in der Hochimpedanzschaltung 10 gemäß eines Steuersignals in
die Hochimpedanzschaltung eingeschaltet wird, wie in Fig. 2C
gezeigt, wird die Spannung E1 an den Zwischenraum angelegt,
wie in Fig. 2A gezeigt.
Wenn die Isolierung zwischen den Elektroden, welche von der
Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück W gebildet wird, von
der Spannung E1 durchbrochen bzw. abgebaut wird und die
Erzeugung einer elektrischen Entladung erfaßt wird, werden
die Schalttransistoren Tr43 bis Tr46 in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 niedriger
Impedanz gleichzeitig eingeschaltet, wie durch C in den Fig.
2E bis 2G gezeigt, gemäß eines Steuersignals in die Schaltung
niedriger Impedanz, wie in Fig. 2D gezeigt. Mit dem obigen
Betrieb, wie in Fig. 2B gezeigt, fließt ein zwischenpolarer
Strom mit einem mittleren Spitzenwert, verglichen mit einem
Fall, in welchem die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden
Einheiten 2 oder 6 ist.
Es wird ein Fall beschrieben, bei welchem die An-Zeit-
Steuereinheit 212 eine Zeit (t2) wählt, welche doppelt so
groß ist wie die Zeit tmin (t1). Die Vorgänge der Schaltung
werden ausgeführt wie die oben beschriebenen, und die An-Zeit
der Schaltvorrichtungen Tr43 bis Tr46 wird doppelt so lang
wie die Zeit tmin (t1), so daß ein Stromspitzenwert auch
doppelt so groß wird wie der Fall von tmin (t1), hinsichtlich
des erhaltenen Stromspitzenwerts.
Was eine Beziehung zwischen der Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Schaltvorrichtungen (Schalttransistoren) und
einem Stromspitzenwert angeht, wenn die An-Zeit der
Schaltvorrichtungen t1 beträgt, wird der in Fig. 3A gezeigte
Wert erhalten, und wenn die An-Zeit der Schaltvorrichtung wie
folgt ist:
t2 (t2 = 2 × t1),
wird der Stromspitzenwert doppelt so hoch wie die Zeit t1,
wie in Fig. 3B gezeigt.
In einem Fall, bei welchem die An-Zeit der Schaltvorrichtung
entweder t1 oder t2 ist, unter der Annahme, daß ein
Stromspitzenwert in einem Fall, in welchem die Zahl der
Einheiten der Schaltvorrichtung, welche gleichzeitig an sind,
12 ist, auf 1 eingestellt wird, wird der Stromspitzenwert
ungefähr 0,5 mit 2 gleichzeitigen An-Einheiten, so daß es
möglich ist, die Zahl der gleichzeitig eingeschalteten
Vorrichtungen zu steuern und zu verändern, obwohl ein
Stromspitzenwert nicht auf 1/2 reduziert werden kann durch
Reduzieren der Zahl der Schaltvorrichtungen, welche
gleichzeitig eingeschaltet werden sollen, auf 1/2 der
ursprünglichen Zahl von Einheiten.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wie in Fig. 4A
gezeigt, durch Kombinieren der Steuerung der Zahl der
gleichzeitig einzuschaltenden Schaltvorrichtungen mit der
Steuerung der An-Zeit der Schaltvorrichtungen, ist es
möglich, wie in Fig. 4B gezeigt, kontinuierliche
Stromspitzenwerte zu erhalten, welche für einen
Bearbeitungsbereich von einer Bedingung, welche einen
niedrigen Spitzenwert erfordert, bis zu einer Bedingung,
welche einen hohen Spitzenwert erfordert, geeignet sind, mit
kleineren Schritten im Vergleich zu jenen in einem Fall, in
welchem die Steuerung mit einer der zwei oben beschriebenen
Steuerarten ausgestattet ist.
Wie oben beschrieben, durch Kombinieren der Steuerung der
gleichzeitig einzuschaltenden Schaltvorrichtungen, welche in
der Schaltung niedriger Impedanz zueinander parallel
geschaltet sind, mit jener der An-Zeit der
Schaltvorrichtungen, kann ein Stromspitzenwert variabel
gesteuert werden für eine Bearbeitungsbedingung, welche eine
niedrige Stromspitze erfordert, obwohl es sich um eine
Bearbeitungs-Energieversorgungseinheit für einen hohen
Spitzenstrom handelt. Wie oben beschrieben, kann eine
Stromsignalform, wenn ein Stromspitzenwert durch Steuerung
der Zahl der gleichzeitig eingeschalteten Schaltvorrichtungen
unterdrückt wird, die An-Zeit der Schaltvorrichtungen kürzer
machen als jene in einem Fall, in welchem eine Stromspitze
durch Verringerung einer Spannung einer Gleichspannungs-
Energieversorgungseinheit in dem Schaltkreis unterdrückt
wird, wie in den Fig. 9A bis 9G gezeigt, wenn an dem im
wesentlichen gleichen Spitzenwert verglichen wird, so daß
eine Ablagerung von Elektrodenmaterial auf einem Werkstück
kaum auftritt und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit verbessert
wird.
Dementsprechend kann die Bearbeitungs-
Energieversorgungseinheit für eine hohe Stromspitze als
Bearbeitungs-Energieversorgungseinheit für eine niedrige
Stromspitze zur Fertigbearbeitung und zur Bearbeitung mit
einer feinen Drahtelektrode verwendet werden, ohne
Verschlechterung der Bearbeitungscharakteristiken, so daß
bedeutende Wirkungen hinsichtlich der Kostenreduktion und
Raumersparnis erzielt werden können.
Fig. 5 zeigt die zweite Ausführungsform der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine (eine Draht-
Elektroentladungsmaschine) gemäß der vorliegenden Erfindung.
Man beachte, daß in Fig. 5 die gleichen Bezugsziffern den
Abschnitten zugeordnet sind, welche jenen in Fig. 1
entsprechen, und deren Beschreibung weggelassen wird.
Die Schaltung 20 niedriger Impedanz umfaßt einen Schaltkreis
213 für gleichzeitige An-Muster, zusätzlich zu dem An-
Einheitenzahl-Schaltkreis 211 und der An-Zeit-Steuereinheit
212.
Der An-Einheitenzahl-Schaltkreis 211 schaltet wie im Fall der
ersten Ausführung die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden
Transistoren Tr41 bis Tr46 gemäß eines Anweisungssignals aus
der NC-Einheit, welche in der Figur nicht gezeigt ist, und in
der zweiten Ausführung wird die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten auf 2 eingestellt, wenn nur der
Schalter S1 geschlossen ist, und die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird auf 6 (der Maximalwert)
gestellt, wenn nur der Schalter S2 geschlossen ist.
Der Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-Muster arbeitet
effektiv in einem Fall, in dem nur der Schalter S1 in dem An-
Einheitenzahl-Schaltkreis 211 geschlossen ist und die
gleichzeitig einzuschaltende Zahl von Einheiten 2 ist,
während die Schalttransistoren Tr41, 42 ausgewählt werden,
wenn der Schalter S3 geschlossen ist, die Schalttransistoren
Tr43, 44 ausgewählt werden, wenn der Schalter S4 geschlossen
ist und die Schalttransistoren Tr45, 46 ausgewählt werden,
wenn der Schalter S5 geschlossen ist.
Der Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-Muster wird drehend
geschaltet, wenn die Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Einheiten 2 ist, in der Reihenfolge von S3 → S4 → S5 → S3
für jeden einen Puls. Mit dem obigen Betrieb, in einem Fall,
in welchem die Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Einheiten auf 2 eingestellt ist, ist es möglich, zu
verhindern, daß nur einige unter den Schalttransistoren
benutzt werden, so daß eine Lebensdauer von Vorrichtungen
nicht verkürzt wird.
Als nächstes werden Vorgänge in der zweiten Ausführung unter
Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 6G beschrieben.
Hier wird die Beschreibung für Vorgänge in einem Fall
gegeben, in welchem ein Minimalwert (tmin) als An-Zeit für
die Halbleiterschaltvorrichtungen 202 (Schalttransistoren
Tr41 bis Tr46) von der An-Zeit-Steuereinheit 212 gewählt
wurde.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung von der
NC-Einheit gewählt wurde, welche einen hohen Spitzenstrom
erfordert, wird der Schalter S3 in dem An-Einheitenzahl-
Schaltkreis 211 geschlossen, die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird auf den Maximalwert
eingestellt, und alle Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 in der
Schaltung 20 niedriger Impedanz werden gleichzeitig ein- oder
ausgeschaltet, so daß einem Raum zwischen den Elektroden ein
großer Strom zugeführt wird.
Als erstes, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung 102 in der
Hochimpedanzschaltung 10 gemäß eines Steuersignals in die
Hochimpedanzschaltung eingeschaltet wird, wie in Fig. 6C
gezeigt, wird eine Spannung E1 an den Zwischenraum angelegt,
wie in Fig. 6A gezeigt.
Wenn die Isolierung zwischen den Elektroden, welche von einer
Elektrode 1 und einem Werkstück W gebildet werden, durch die
Spannung E1 durchbrochen bzw. abgebaut wurde und die
Erzeugung einer elektrischen Entladung erfaßt wird, werden
alle Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 niedriger
Impedanz gleichzeitig eingeschaltet, wie in Fig. 6E bis 6G
gezeigt (eine gestrichelte Linie ist enthalten), gemäß eines
Steuersignals in die Schaltung niedriger Impedanz, wie in
Fig. 6D gezeigt. Mit dem obigen Betrieb wird ein hoher
Spitzenstrom, wie durch die gestrichelte Linie in Fig. 6B
angegeben, dem Zwischenraum zugeführt.
Die Beschreibung wird hier für Vorgänge gegeben, wenn ein
Minimalwert (tmin) als An-Zeit für die
Halbleiterschaltvorrichtungen 202 (Schalttransistoren Tr41
bis Tr46) von der An-Zeit-Steuereinheit 212 gewählt ist.
Wenn eine Bearbeitungsbedingung von der NC-Einheit gewählt
wird, welche einen niedrigen Spitzenstrom erfordert, wird der
Schalter S1 in dem An-Einheitenzahl-Schaltkreis 211
geschlossen, die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden
Einheiten wird auf 2 eingestellt und ein Stromspitzenwert
wird angepaßt, indem die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten in den Schalttransistoren Tr41 bis
Tr46, welche in der Schaltung 20 niedriger Impedanz parallel
zueinander geschaltet sind, verringert wird. Zwei Einheiten
von Schalttransistoren, welche gleichzeitig eingeschaltet
werden, werden auf irgend eines der Paare Tr41, 42, Tr43, 44
oder Tr45, 46 für jeden einen Puls geschaltet, gemäß dem
Schaltbetrieb, von dem Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-
Muster.
Auch in diesem Fall, wenn die Halbleiterschaltvorrichtung 102
in der Hochimpedanzschaltung 10 gemäß eines Steuersignals in
die Hochimpedanzschaltung eingeschaltet wird, wie in Fig. 6C
gezeigt, wird die Spannung E1 an den Zwischenraum angelegt,
wie in Fig. 6A gezeigt.
Wenn die Isolierung zwischen den Elektroden, welche von der
Werkzeugelektrode 1 und dem Werkstück W gebildet werden, von
der Spannung E1 durchbrochen bzw. abgebaut ist und die
Erzeugung einer elektrischen Entladung erfaßt wird, wird
eines der Paare von Schalttransistoren Tr41, Tr42, oder
Tr43, 44 oder Tr45, 46 jeweils in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 in der Schaltung 20 niedriger
Impedanz abwechselnd für jeden einen Puls eingeschaltet, wie
in Fig. 6E bis 6G gezeigt, gemäß eines Steuersignals in die
Schaltung niedriger Impedanz, wie in Fig. 6D gezeigt.
Mit dem obigen Betrieb fließt ein Strom mit einem niedrigen
Spitzenwert, wie durch die durchgezogene Linie von Fig. 6B
angegeben, an den Zwischenraum.
Dementsprechend ist es möglich, einen Stromspitzenwert eines
Stroms, welcher zwischen den Elektroden fließt, die von der
Elektrode und dem Werkstück gebildet werden, variabel zu
steuern, indem die Schalttransistoren Tr41 bis Tr46, welche
in der Schaltung 20 niedriger Impedanz parallel zueinander
geschaltet sind, variabel auf eine bestimmte Zahl von
gleichzeitig einzuschaltenden Einheiten in einem bestimmten
Muster gesteuert werden, und selbst in einem Fall, in welchem
die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden
Schaltvorrichtungen verringert wird, können alle
Schalttransistoren abwechselnd ein-/ausgeschaltet werden und
aus diesem Grund ist es möglich, eine Situation zu
verhindern, bei welcher nur ein bestimmter Schalttransistor
ein-/ausgeschaltet wird, so daß die Lebensdauer der
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 nicht verkürzt wird und es
kann eine Ungleichmäßigkeit einer Stromspitze zwischen
Maschinen unterdrückt werden, wodurch eine bessere
Reproduzierbarkeit der Bearbeitungsbedingungen erzielt werden
kann.
Da eine Ungleichmäßigkeit einer Stromspitze zwischen
Maschinen unterdrückt werden kann, kann die
Reproduzierbarkeit von Bearbeitungsbedingungen in jeder der
Maschinen ebenfalls verbessert werden.
Die Steuerung über die An-Zeit wird von An-Zeit-Steuereinheit
212 auf die gleiche Weise durchgeführt, wie im Fall der
ersten Ausführung. Dementsprechend können in der zweiten
Ausführung die gleichen Wirkungen erzielt werden wie im Fall
der ersten Ausführung.
Fig. 7 zeigt die dritte Ausführung der
Energieversorgungsvorrichtung für eine
Elektroentladungsmaschine (eine Draht-
Elektroentladungsmaschine) gemäß der vorliegenden Erfindung.
Man beachte, daß in Fig. 7 die gleichen Bezugsziffern den
Abschnitten zugeordnet sind, welche jenen in Fig. 1 und den
Fig. 2A bis 2G entsprechen, und deren Beschreibung
weggelassen wird.
Der An-Einheitenzahl-Schaltkreis 211 schaltet, wie im Fall
der zweiten Ausführung, die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 gemäß einem
Anweisungssignal aus der NC-Einheit, welche in der Figur
nicht gezeigt ist, und die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird von dem Schaltkreis 213 für
gleichzeitige An-Muster auf 2 eingestellt, wenn nur der
Schalter S1 geschlossen ist, und die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten wird auf 6 (der Maximalwert)
gestellt, wenn nur der Schalter S2 geschlossen ist.
Der Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-Muster arbeitet
effektiv, wenn nur der Schalter S1 in dem An-Einheitenzahl-
Schaltkreis 211 geschlossen ist und die Zahl der gleichzeitig
einzuschaltenden Einheiten 2 ist.
Der Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-Muster umfaßt einen
Gatesteuertransistor-Schalter 214, welcher
Gatesteuertransistoren Tr51 bis Tr56 umfaßt, um diskret jede
Gatespannung in den Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 in der
Halbleiterschaltvorrichtung 202 ein-/auszuschalten, und eine
Zufallseinstellvorrichtung 215 für gleichzeitige An-
Kombinationen, zur Einschaltung einer Zufallskombination mit
irgendwelchen zwei Einheiten unter den Gatesteuertransistoren
Tr51 bis Tr56 unter Verwendung von Zufallszahlen, in anderen
Worten, um beliebig jede Kombination mit irgendwelchen der
Schaltvorrichtungen 202 (Schalttransistoren Tr41 bis Tr46)
einzustellen, welche gleichzeitig eingeschaltet werden.
Als nächstes werden die Vorgänge in der dritten Ausführung
beschrieben.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung von der
NC-Einheit gewählt wird, welche einen hohen Spitzenstrom
erfordert, wie in einem Fall der zweiten Ausführung, wird der
Schalter S2 in dem An-Einheitenzahl-Schaltkreis 211
geschlossen, die Zahl der gleichzeitig einzuschaltenden
Einheiten wird auf den Maximalwert eingestellt, und alle
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 in der Schaltung 20
niedriger Impedanz werden gleichzeitig gesteuert, an oder aus
zu sein, so daß dem Raum zwischen den Elektroden ein großer
Strom zugeführt wird. Mit diesem Betrieb wird dem
Zwischenraum ein großer Spitzenstrom zugeführt.
In einem Fall, in welchem eine Bearbeitungsbedingung, welche
einen niedrigen Spitzenstrom erfordert, von der NC-Einheit
eingestellt wird, wird der Schalter S1 in dem An-
Einheitenzahl-Schaltkreis 211 geschlossen, die
Zufallseinstellvorrichtung 215 für gleichzeitige An-
Kombinationen in dem Schaltkreis 213 für gleichzeitige An-
Muster stellt zufällig eine Kombination mit irgendwelchen
zwei Einheiten unter den Schalttransistoren Tr41 bis Tr46
ein, welche für jeden einen Puls gleichzeitig eingeschaltet
werden, und die entsprechenden Schaltvorrichtungen 202
(Schalttransistoren Tr41 bis Tr46) werden von zwei Einheiten
für jedes Mal eingeschaltet.
Die Kombination wird bei jedem einen Puls zufällig
eingestellt, um ein Paar aus Tr43, Tr45 ein Paar aus Tr42,
Tr44 oder ein Paar aus Tr41, Tr46 zu sein.
Mit dem obigen Betrieb wird dem Raum zwischen den Elektroden
ein niedriger Spitzenstrom zugeführt, und aus diesem Grund
ist es möglich, eine Situation zu verhindern, daß nur ein
bestimmter Transistor ein-/ausgeschaltet wird, und zusätzlich
zu der Tatsache, daß die Lebensdauer der Schalttransistoren
Tr41 bis Tr46 nicht verkürzt wird, ist es möglich, die
Erzeugung einer Ungleichmäßigkeit in einem Spitzenstrom zu
reduzieren, welche erhalten wird, indem die
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46 jedesmal für zwei Einheiten
eingeschaltet werden, aufgrund des Vorliegens einer
Ungleichmäßigkeit in den Charakteristiken der
Schalttransistoren Tr41 bis Tr46.
Mit den Vorgängen kann die Erzeugung eine Differenz in einer
Bearbeitungsgröße voneinander für jeden einen Puls verringert
werden, wodurch die Bearbeitungscharakteristiken stabilisiert
werden können.
Man beachte, daß die Steuerung über die An-Zeit von der An-
Zeit-Steuereinheit 212 auf die gleiche Weise durchgeführt
wird wie jene im Fall der ersten Ausführung. Dementsprechend
können in der dritten Ausführung die gleichen Wirkungen
erzielt werden, wie im Fall der ersten Ausführung.
Man beachte, daß in der Ausführung die Zahl der parallel
miteinander geschalteten Schaltvorrichtungen auf 6
eingestellt ist, aber es erübrigt sich zu sagen, daß die
gleichen Wirkungen selbst in einen Fall erhalten werden
können, in welchem die Zahl auf n Einheiten eingestellt ist.
Zusätzlich, selbst die Zahl von gleichzeitig einzuschaltenden
Schaltvorrichtungen m-Einheiten ist, tritt hierdurch kein
Problem auf. Ebenso wird in der Ausführung die An-Zeit der
Schaltvorrichtung durch die Hardwarekonfiguration geschaltet,
aber es ist ebenso möglich, sie durch einen Softwareschalter
zu schalten, welcher in einer Steuereinheit in einer NC-
Einheit oder dergleichen vorgesehen ist.
Es ist ebenfalls möglich, effektiver die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung zu verwirklichen, durch Steuern eines
Versorgungsspannungswertes des Schaltkreises in der
Energieversorgungsvorrichtung, zusätzlich zur Konfiguration
gemäß der Ausführung.
Diese Anmeldung beruht auf der japanischen Patentanmeldung
Nr. JP 9-121284 A, welche am 12. Mai 199 beim japanischen
Patentamt eingereicht wurde, deren gesamter Inhalt hierdurch
durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Obwohl die Erfindung bezüglich einer spezifischen Ausführung
zum Zwecke einer vollständigen und klaren Offenbarung
beschrieben wurde, sollen die angehängten Ansprüche nicht
insofern beschränkt werden, sondern sollen so gedacht sein,
daß sie alle Modifikationen und Alternativkonstruktionen
umfassen, welche dem Fachmann in den Sinn kommen und unter
die hier dargelegte grundsätzliche Lehre fallen.
Claims (3)
1. Energieversorgungsgerät für eine
Elektroentladungsmaschine, enthaltend:
- a) eine Schaltung (10) hoher Impedanz, die in Reihe mit einer ersten Gleichspannungs-Energieversorgung (101) geschaltet ist und mit der absatzweise eine erste Spannung (E1) an einen Spalt zwischen einem Werkstück (W) und einer Bearbeitungselektrode (1) bis zum Auftreten einer Entladung angelegt wird,
- b) eine Schaltung (20) niedriger Impedanz, die in Reihe mit einer zweiten Gleichspannungs- Energieversorgung (201) geschaltet ist und mit der ein Bearbeitungsstrom zu dem Spalt zwischen dem Werkstück (W) und der Bearbeitungselektrode (1) nach jeder Entladung zugeführt wird, derart, daß
- c) die Schaltung (20) niedriger Impedanz mehrere parallel geschaltete Schaltelemente (202; Tr41- Tr46) und eine erste Steuervorrichtung (211) zum Steuern der Zahl gleichzeitig geschalteter Schaltelemente (202; Tr41-Tr46) enthält, wodurch sich der Spitzenstromwert des Bearbeitungsstroms variieren läßt,
- a) zum weiteren Variieren des Spitzenstromwerts des Bearbeitungsstroms in der Schaltung (20) niedriger Impedanz zusätzlich eine zweite Steuervorrichtung (212) zum Steuern der Anschaltzeit der gleichzeitig geschalteten Schaltelemente (202; Tr41-Tr46) vorgesehen ist.
2. Energieversorgungsgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
sie zusätzlich eine Schaltvorrichtung (213) enthält, mit
der sich bei vorgegebener Zahl von zu schaltenden
Schaltelementen (202; Tr41-Tr46) durch die erste
Steuervorrichtung (211) die Wahl der anzuschließenden
Schaltelemente variieren läßt, während die Zahl der
anzuschließenden Schaltelemente bei der angegebenen Zahl
gehalten wird.
3. Energieversorgungsgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Schaltvorrichtung (213) die Auswahl der zu
schaltenden Schaltelemente (202; Tr41-Tr46) über einen
Zufallseinstellabschnitt (215) bestimmt ist.
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