JP2890319B2 - 放電加工機用電源回路 - Google Patents

放電加工機用電源回路

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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022Electric 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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  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、放電加工機用電源回路に関する。
[従来の技術] 従来の放電加工機は、特開昭58−40225号に示すよう
に、ギャップと電源との間にトランジスタを設け、この
トランジスタを短時間でオン、オフさせ、このオン、オ
フを繰り返すことによって、加工電流を持続させる装置
が知られている。
この従来例においては、加工電流の値を小さくしよう
とすると、設定したオン時間の途中で加工電流が零にな
り(電流が切れ)、したがって、オン時間として設定し
た時間よりも実際のオン時間が短くなる。このように加
工電流が途中で切れると、加工速度が低下し電極の消耗
が多くなる。
この電流切れを除去するには、特公昭62−5733に開示
されているようにギャップと直列にインダクタンス素子
を挿入すればよい。
[発明が解決しようとする課題] このようにインダクタンス素子をギャップと直列に挿
入することによって電流切れが少なくなるが、上記イン
ダクタンス素子挿入によって、回路の時定数が増加し、
それぞれ放電開始時の放電電流の電流波形の立上りが悪
くなり、逆に加工速度が著しく低下するという新たな問
題が発生する。
本発明は、1つの放電パルス内の放電途中での放電電
流切れを少なくするとともに、それぞれ放電開始時の放
電電流の電流波形の立上りが悪くならない放電加工機用
電源回路を提供することを目的とするものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、電極とワークとの対向によって形成される
ギャップにスイッチング手段を介して直流電源を直列に
接続し、上記スイッチング手段をゲート信号発生手段の
発生ゲート信号によってオンオフ制御し、所定の休止時
間をおいた所定時間幅の電圧パルスを上記ギャップに印
加し、放電を繰り返し発生させる放電加工機用電源装置
において、上記スイッチング手段は、第1のスイッチン
グ素子と電流測定用抵抗との直列回路と、第2のスイッ
チング素子とインダクタンス素子との並列回路とが直列
に接続されている回路であり、上記ゲート信号発生手段
は、上記第1のスイッチング素子を第1ゲート信号の供
給によってオンとして上記ギャップに電圧パルスを印加
し、上記電圧パルスによって上記ギャップで放電が開始
された後は、上記電流測定用抵抗によって検出された検
出放電電流が、該放電電流が所定値となるように設定さ
れた基準値を越えると、上記第1のスイッチング素子を
オフとし、その後上記検出放電電流が上記基準値よりも
低下すると、上記第1のスイッチング素子を再度オンと
する作動を、上記第1ゲート信号の持続時間幅の間繰り
返し、所望1個の放電パルスを生成させる第1ゲート信
号の供給手段と、上記ギャップで放電が開始された後の
放電電流の立上り期間の終了時から上記第1ゲート信号
の終了時までの間、上記第2のスイッチング素子をオフ
とする第2ゲート信号の供給手段とを有する手段である
放電加工機用電源装置である。
また、本発明は、上記の放電加工機用電源装置におい
て、さらに、上記ギャップと、上記並列回路と、直流測
定用抵抗とを直列に接続した直列回路に、並列に第3の
スイッチング素子を接続して設け、上記第1ゲート信号
の立上り時から、立下り終了時より所定遅延期間の後の
間、上記第3のスイッチング素子をオンとして、上記イ
ンダクタンス素子の蓄積エネルギをギャップを介して放
電させる第3ゲート信号の供給手段が設けられた構成と
したものである。
[作用] 本発明によれば、放電電流の放電開始時の立ち上り時
には、放電回路に直列に接続されているインダクタンス
素子が、第2のスイッチング素子により短絡されている
ので、放電開始時放電電流の立ち上り時には、インダク
タンス素子による放電回路の時定数増加が生じず、した
がって、放電開始時の放電電流の立ち上りは急峻で悪く
ならず、しかも上記インダクタンス素子の短絡は放電電
流が所望に立ち上った時点で解除される所から、以後放
電パルス終了まで放電電流の途中での電源切れが生じる
ことがない放電とすることができ、加工速度が速い加工
を電極消耗が少ない状態で行わせることができる。
[実施例] 第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。
この実施例は、電源BとギャップGとの間に第1スイ
ッチング素子としての第1トランジスタTR1が接続さ
れ、この第1トランジスタTR1とギャップGとの間に電
流測定用抵抗R1が接続され、ギャップGと直列にインダ
クタンス素子Lが接続されている。そして、インダクタ
ンス素子Lには、並列に第2のスイッチング素子として
の第2トランジスタTR2が接続されている。そして、さ
らに上記電流測定用抵抗R1とギャップGとインダクタン
ス素子Lとで構成された直列回路と並列に、第3スイッ
チング素子としての第3トランジスタTR3が接続されて
いる。
第2トランジスタTR2は、第2図のタイミングチャー
トに示すように放電電流の立上り開始から所定時間後に
オフを開始し、第1トランジスタTR1のオン終了ととも
にオフを終了するものである。
また、第3トランジスタTR3は、第1トランジスタTR1
のオン開始とほぼ同じタイミングでオンを開始し、第1
トランジスタTR1のオン終了から所定時間後にオン終了
するものである。なお、第3トランジスタTR3は、第1
スイッチング素子TR1が第1ゲート信号の持続時間中に
オン・オフを繰り返しているその短いオフ時間中に、イ
ンダクタンス素子Lに発生した起電力によってギャップ
Gを介して放電する放電手段である。
また、コンパレータGは、ギャップGを流れる放電電
流のピークに比例する電流測定用抵抗R1による検出電圧
(図示の場合、電流測定用抵抗R1とギャップGとの接続
点の電圧)と、放電電流のピークが設定加工条件の所定
値となるように設定された基準電圧とを比較し、基準電
圧よりも検出電圧が低いときに+信号を出力するもので
ある。AND回路10は、第1ゲート信号とコンパレータC
の出力信号とを入力し、その出力信号を第1トランジス
タTR1のベースに供給するものである。なお、第2トラ
ンジスタTR2は第2ゲート信号をそのベースに受け、ト
ランジスタTR3は、そのベースに第3ゲート信号を入力
するものである。
第2図は、上記実施例の要部の信号波形を示すタイム
チャートである。
また、トランジスタTR2は、放電電流の立上り時にイ
ンダクタンス素子Lを短絡しておくとともに、その放電
電流が立上った後はインダクタンス素子Lの短絡を開放
する短絡手段である。
次に、上記実施例の動作について説明する。
第2図において、第1ゲート信号がt0においてオンす
ると、ギャップGの電圧がほぼ電源電圧Bと同じ電圧に
なり、第1トランジスタTR1のベース電圧が高くなり、
同時に第3ゲート信号もオンする。そして、t1において
放電電流がギャップGに流れ始め、この放電電流の立上
りが開始する。そして、t2において放電電流の所定のピ
ーク値への立上りが終了する。
この放電電流の立上り期間td(t1〜t2)には、第2ト
ランジスタTR2がオンであるので、インダクタンス素子
Lが第2トランジスタTR2によって短絡されている。し
たがって、インダクタンス素子Lが回路中に存在しない
のと同じことになり、このインダクタンス素子Lによる
時定数の増加が行なわれない。このために、放電電流の
立上りが急峻になる。
t2において、放電電流の立上りが終了し、このときに
第2ゲート信号がオフするので第2トランジスタTR2が
オフし、ギャップGと直列にインダクタンス素子Lが作
用する。このt2の後は、インダクタンス素子Lが作用す
るので、放電電流(加工電流)が平滑され、放電電流
に、いわゆる電流切れが発生しない。
すなわち、第1ゲート信号がオフするまで(t2からt3
までの予め設定したオン時間が経過するまで)、第1ト
ランジスタTR1がオン、オフを繰り返し、放電電流のピ
ークは第2図に示すように鋸刃状となるが、トランジス
タTR1がオフのピーク減少時に、インダクタンス素子L
の蓄積エネルギが放出還流して減少傾斜が緩くなり、し
たがって電流切れが生じにくい状態で、ギャップGに
は、ほぼ一定の値の放電電流が流れる。
そして、t3において第1ゲート信号がオフすると、第
2ゲート信号がオンし、トランジスタTR2がオンする。
これによってギャップ回路からインダクタンス素子Lが
除去されたと同じことになり、放電電流の立下りが急峻
になる。なお、第1ゲート信号がt3がオフしてから時間
tdを経過した後に第3ゲート信号がオフするようにして
あるのは、この時間tdの間に、第1トランジスタTR1が
逆起電力が破壊されないようにするためである。
ところで、t2〜t3において、第1トランジスタTR1が
そのオン、オフを高速で繰り返すが、第1トランジスタ
TR1がオンしたときにインダクタンス素子Lに起電力が
発生し、第1トランジスタTR1がオフしたときにインダ
クタンス素子Lに発生した起電力によって、第3トラン
ジスタTR3を経由してギャップGで放電するので、第1
トランジスタTR1がオフである場合も、インダクタンス
素子L、第3トランジスタTR3、電流測定用抵抗R1を経
由してギャップGに放電電流が流れ、この点からも電流
切れが生じにくい。
なお、電流測定用抵抗R1の代りに、ギャップGに流れ
るギャップ電流を測定する他の電流測定手段を使用して
もよい。また、トランジスタTR1、TR2、TR3の代わり
に、他のスイッチング素子を使用するようにしてもよ
い。
さらに、第3トランジスタTR3を第1図の実施例から
削除するようにしてもよい。
[発明の効果] 本発明によれば、放電電流の電流切れを少なくするこ
とができるとともに、放電電流の電流波形の立上りが悪
くならないので加工速度が低下しないという効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す回路図である。 第2図は、上記実施例の要部における信号波形を示す図
である。 TR1……第1トランジスタ、TR2……第2トランジスタ、
TR3……第3トランジスタ、G……ギャップ、L……イ
ンダクタンス素子、R1……電流測定用抵抗。

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電極とワークとの対向によって形成される
    ギャップにスイッチング手段を介して直流電源を直列に
    接続し、上記スイッチング手段をゲート信号発生手段の
    発生ゲート信号によってオンオフ制御し、所定の休止時
    間をおいた所定時間幅の電圧パルスを上記ギャップに印
    加し、放電を繰り返し発生させる放電加工機用電源装置
    において、 上記スイッチング手段は、 第1のスイッチング素子と電流測定用抵抗との直列回路
    と、第2のスイッチング素子とインダクタンス素子との
    並列回路とが直列に接続されている回路であり、 上記ゲート信号発生手段は、 上記第1のスイッチング素子を第1ゲート信号の供給に
    よってオンとして上記ギャップに電圧パルスを印加し、
    上記電圧パルスによって上記ギャップで放電が開始され
    た後は、上記電流測定用抵抗によって検出された検出放
    電電流が、該放電電流が所定値となるように設定された
    基準値を越えると、上記第1のスイッチング素子をオフ
    とし、その後上記検出放電電流が上記基準値よりも低下
    すると、上記第1のスイッチング素子を再度オンとする
    作動を、上記第1ゲート信号の持続時間幅の間繰り返
    し、所望1個の放電パルスを生成させる第1ゲート信号
    の供給手段と; 上記ギャップで放電が開始された後の放電電流の立上り
    期間の終了時から上記第1ゲート信号の終了時までの
    間、上記第2のスイッチング素子をオフとする第2ゲー
    ト信号の供給手段と; を有する手段であることを特徴とする放電加工機用電源
    装置。
  2. 【請求項2】電極とワークとの対向によって形成される
    ギャップにスイッチング手段を介して直流電源を直列に
    接続し、上記スイッチング手段をゲート信号発生手段の
    発生ゲート信号によってオンオフ制御し、所定の休止時
    間をおいた所定時間幅の電圧パルスを上記ギャップに追
    加し、放電を繰り返し発生させる放電加工機用電源装置
    において、 上記スイッチング手段は、 第1のスイッチング素子と電流測定用抵抗との直列回路
    と、第2のスイッチング素子とインダクタンス素子との
    並列回路とが直列に接続されている回路であり、 上記ゲート信号発生手段は、 論理積回路とコンパレータとを具備する第1のスイッチ
    ング素子用の第1ゲート信号の供給手段と; 上記第2のスイッチング素子用の第2ゲート信号の供給
    手段と; を有する手段であり、 上記第1ゲート信号の供給手段は、 上記第1ゲート信号の上記コンパレータの出力信号とを
    入力し、常時は通過する上記第1ゲート信号によって上
    記第1のスイッチング素子をオンとし、上記ギャップに
    電圧パルスを印加して放電を開始させる上記論理積回路
    と; 上記電流測定用抵抗による検出放電電流が、該放電電流
    が所定値となるように設定された基準値以上となってか
    ら以下に低下するまでの間、上記第1のスイッチング素
    子をオフとするように、上記第1ゲート信号が上記論理
    積回路を通過するのを阻止するコンパレータと; によって、上記ギャップにおける放電の開始後上記第1
    ゲート信号の持続時間幅の間、上記第1のスイッチング
    素子のオン・オフを繰り返させ、所望1個の放電パルス
    を生成させる手段であり、 上記第2ゲート信号の供給手段は、 上記ギャップで放電が開始された後の放電電流立上り期
    間の終了時から上記第1ゲート信号の終了時までの間、
    上記第2のスイッチング素子をオフさせてインダクタン
    ス素子の短絡を解放させる手段である ことを特徴とする放電加工機用電源装置。
  3. 【請求項3】請求項(1)または(2)において、 上記ギャップと、上記並列回路と、電流測定用抵抗とを
    直列に接続した直列回路に並列に第3のスイッチング素
    子を接続して設け、 上記第1ゲート信号の立上り時から、立下り終了時から
    所定遅延期間の後の間、上記第3のスイッチング素子を
    オンとして上記インダクタンス素子の蓄積エネルギをギ
    ャップを介して放電させる第3ゲート信号の供給手段が
    設けられていることを特徴とする放電加工機用電源装
    置。
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