JP3660478B2

JP3660478B2 - Power supply for electrical discharge machining

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Publication number: JP3660478B2
Application number: JP23111997A
Authority: JP
Inventors: 裕之大黒; 清侍佐藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2017-08-27
Also published as: JPH1170412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放電加工用電源装置に関し、特に、加工用電極と被加工物との相対位置を制御しながら加工用電極と被加工物との間にパルス放電を行って放電加工を行う放電加工装置の電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電加工用電源装置として、図９に示されているようなものがある。図９において、１は電極（ワイヤ電極）、２はＸＹテーブル３上に載置されてＸ方向およびＹ方向へ移動する被加工物を示している。電極１と被加工物２との間には微少な加工間隙（以下、極間と称す）４が形成され、この極間４でパルス放電が行われる。直流電源１０は電界効果トランジスタ（以下、ＦＥＴと称す）等の半導体スイッチング素子１１のオン・オフにより電極給電点１２とテーブル給電点１３に対して間欠的に給電を行い、半導体スイッチング素子１１は制御回路１４によってオン・オフを制御される。
【０００３】
なお、図９において、１００はスイッチング回路中に存在するインダクタンスを、１０１は電極給電点１２から電極１までの等価インダクタンスを、１０２は電極１が被加工物２に対して相対移動したときに増減する等価インダクタンスをそれぞれ示している。
【０００４】
つぎに、動作について説明する。電極１と被加工物２によって形成される極間４に供給される加工電流は、図１０に示されているように、間欠的な、いわゆるパルス電流である。
【０００５】
制御回路１４によってオン・オフ制御される半導体スイッチング素子１１がオン状態のときに極間４の絶縁状態が破壊されて放電電流が流れる。このときの加工電流のピーク値Ｉｐは、半導体スイッチング素子１１のオン電圧および極間４のアーク電圧を無視すれば、図１０（ａ）に示されているように、直流電源１０の電圧Ｅと半導体スイッチング素子１１のオン時間ｔonとインダクタンス１００のＬによって、
Ｉｐ≒Ｅ・（ｔon／Ｌ）
で表わされる。この場合の加工電流の立ち上がりの傾きは、
Ｉｐ／ｔon≒Ｅ／Ｌ
となる。
【０００６】
ただし、実際には図９に示されているインダクタンス１０１のＬ１やインダクタンス１０２のＬ２が存在するため、ピーク電流値Ｉｐは、図１０（ｂ）に示されているように、
Ｉｐ≒Ｅ・ｔon／（Ｌ＋Ｌ１）〜Ｉｐ≒Ｅ・ｔon／（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２）
の範囲内で変化し、また加工電流の立ち上がりの傾きも、
Ｅ／（Ｌ＋Ｌ１）〜Ｅ／（Ｌ＋Ｌ１＋Ｌ２）
の範囲内で変化する。
【０００７】
このピーク電流値Ｉｐの加工電流パルスを極間４に加工エネルギーとして供給し、同時にＸＹテーブル３をＸ方向およびＹ方向に駆動することにより、被加工物２を任意の形状に加工することができる。
【０００８】
放電加工の加工速度を一定にするためには、ピーク電流値Ｉｐを一定値に制御し、加工エネルギーを一定にする必要がある。ピーク電流値Ｉｐを一定値に制御するためには直流電源電圧Ｅ、半導体スイッチング素子のオン時間ｔon、スイッチング回路中に存在するインダクタンスＬに加えて、給電点から電極までの等価インダクタンスＬ１、電極が被加工物に対して相対移動したときに増減する等価インダクタンスＬ２までを含めた多数の要因を同時に制御する必要があるが、従来の放電加工用電源装置では、ピーク電流値Ｉｐを精度よく一定値に制御することができず、このため加工速度のばらつきを抑制できない。
【０００９】
特に、等価インダクタンスＬ１，Ｌ２の値は給電点と加工位置の相対位置により変化するので、相対位置に依らずに一定の加工速度を得るためには、テーブル側の給電点を多数設ける必要が生じ、接続する電線の本数も同様に増やしていかなければならなくなり、実装が困難になる。
【００１０】
上述のような欠点を解決するために、特開昭５９−２０５２２８に開示された放電加工用電源装置においては、極間に流れる加工電流パルスのピーク電流値をリアルタイムに検出し、このピーク電流値とスイッチング・パルスのオン時間のみで決定している基準値とを比較することにより、ピーク電流値のばらつきを補正している。
【００１１】
また、特開平４−２２６８３９に開示された放電加工装置においては、被加工物の側部全周囲を高導電性材料からなる締め付け具を用いて囲い、ここへ給電することで加工位置に関わらず放電電流を一定にしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭５９−２０５２２８に開示された放電加工用電源装置では、常時、リアルタイムで加工電流を検出しながら補正制御を行なうため、ピーク電流値を検出入力してから補正値を極間まで出力する間の応答時間の遅れが必ず発生し、精度良く制御するのは困難である。また、放電加工用電源装置では、スイッチング回路中に常に電流−電圧変換器を極間と直列に接続しておく必要があるため、ここでの電力損失により、常にその分のピーク電流値が減少し、加工特性が悪化する欠点がある。
【００１３】
しかも、この放電加工用電源装置では、高周波の加工電流のピーク値を検出する場合、制御回路に十分な周波数特性と、加工電流に含まれる高調波成分による誤動作を防止するための対策を持たせる必要があり、実用上困難である。
【００１４】
また、特開平４−２２６８３９に開示された放電加工装置では、被加工物内のインダクタンス分がある限り、高導電性材料から近い位置と遠い位置とでは加工電流は一定になり得ない。
【００１５】
この発明は、上述のような従来のものの欠点を改善するためになされたものであり、加工位置によって異なる加工速度のばらつきを確実に補正し、一定の加工速度で加工を行なうことにより、加工位置に依らず均一な加工特性を得ることのできる放電加工用電源装置を得ることを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、この発明による放電加工用電源装置は、電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、電圧が可変制御される電圧可変の直流電源と、ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値に応じてピーク電流値を一定にすべく前記直流電源の電源電圧を可変制御する制御手段とを有しているものである。
【００１７】
つぎの発明による放電加工用電源装置は、電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値を前記半導体スイッチング素子のオン時間に変換してピーク電流値を一定にすべく前記半導体スイッチング素子のオン時間を制御する制御手段とを有しているものである。
【００１８】
つぎの発明による放電加工用電源装置は、電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値に応じて加工エネルギーを一定にすべく前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を制御手段とを有しているものである。
【００１９】
つぎの発明による放電加工用電源装置は、上述の発明による放電加工用電源装置において、前記制御手段は、前記記憶手段より読み出した補正値より半導体スイッチング素子のオフ時間を算出し、前記半導体スイッチング素子のオフ時間を制御することにより前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を可変制御するものである。
【００２０】
つぎの発明による放電加工用電源装置は、上述の発明による放電加工用電源装置において、前全相対位置におけるピーク電流値の最大値あるいは最小値に応じて前記補正値を決定し、全加工経路に亙ってピーク電流値を最大値あるいは最小値による一定値に保つものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明に係る放電加工装置の電源装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの発明の実施の形態において上述の従来例と同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
実施の形態１．
図１はこの発明による放電加工用電源装置の実施の形態１を示している。この放電加工用電源装置が適用される放電加工装置は、数値制御式のものであり、数値制御装置５が、ＸＹテーブル３をＸ軸方向に駆動するＸ軸サーボモータ６と、ＸＹテーブル３をＹ軸方向に駆動するＹ軸サーボモータ７とに位置指令を出力し、Ｘ軸サーボモータ６とＹ軸サーボ７のそれぞれに付随して設けられているエンコーダ８、９より各サーボモータの回転位置信号を入力する。
【００２３】
この放電加工用電源装置では、電圧可変な直流電源２０が使用され、Ｘ軸方向とＹ軸方向の座標上の位置によるピーク電流値の補正値をマトリックスデータとして記憶する記憶装置１５が数値制御装置５に接続されている。数値制御装置５は、エンコーダ８、９により検出されるＸ座標とＹ座標に対応するピーク電流補正値を記憶装置１５より読み出し、このピーク電流補正値によって直流電源２０の電源電圧を可変制御する。
【００２４】
つぎに、実施の形態１の動作について説明する。初めに、記憶装置１５に格納されるピーク電流補正値のマトリックスデータの作成手順について図２を用いて説明する。
【００２５】
まず、ピーク電流値の補正制御前の状態で半導体スイッチング素子１１のオン時間ｔonを一定にし、Ｘ，Ｙ座標が（０，０）の点から（Ｘｍ，０）の点まで放電加工を行ない、図２に示されているように、Ｘ座標値をパラメータにしてピーク電流値Ｉｐのデータをとる。同様に（０，Ｙ１）から（Ｘｍ，Ｙ１）まで、（０，Ｙ２）から（Ｘｍ，Ｙ２）まで、（０，Ｙ３）から・・・（Ｘｍ，Ｙｍ）までのデータをとり、任意の座標点（Ｘｎ，Ｙｎ）のピーク電流値をＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）とする。
【００２６】
つぎに、ピーク電流の最小値Ｉｐ(min) を求めて、すべてのピーク電流値ＩｐそれぞれからＩｐ(min) の値を減算する。すなわち、すべてのＩｐデータを、
Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）−Ｉｐ(min)
とすることにより、これらの値をそれぞれの座標点におけるピーク電流値Ｉｐの補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）とする。
【００２７】
したがって、ピーク電流の最小値を示した座標点での補正値ΔＩｐ（Ｘｍ，Ｙｍ）は式（２）に示されているように零となり、その他の座標点での補正値ΔＩｐは式（１）に示されているように正の値となる。
【００２８】
ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）−Ｉｐ(min) ＞０・・（１）
ΔＩｐ（Ｘｍ，Ｙｍ）＝Ｉｐ（Ｘｍ，Ｙｍ）−Ｉｐ(min) ＝０・・（２）
【００２９】
これらＸ，Ｙの座標値で決定される２次元データである補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）を２次元行列の形で図３に示されているように表わし、電子的に記憶装置１５に書き込むマトリックスデータとする。なお、最初にＸ座標値をパラメータにしてピーク電流値のデータをとる場合、Ｙ座標値をパラメータとしても同様なのでなんら問題はない。
【００３０】
つぎに、記憶装置１５に格納されたピーク電流補正値のマトリックスデータによる補正制御の動作について説明する。電極１によって点Ａから放電加工を開始し、Ｘ軸サーボモータ６、Ｙ軸サーボモータ７を数値制御装置５の位置指令によって駆動制御すると、ＸＹテーブル３がＸ軸方向とＹ軸方向へ移動し、電極１は被加工物２に対して任意の形状を加工しながら任意の点Ｂへ到達する。
【００３１】
ＸＹテーブル３はＸ，Ｙ方向の２次元平面上を移動しているので、この間のＸＹテーブル３の移動軌跡はすべてＸ，Ｙの座標値で表わすことができる。したがって、放電加工開始点Ａを（０，０）、任意の到達点Ｂを（Ｘｎ，Ｙｎ）として表わすことができる。
【００３２】
数値制御装置５は、エンコーダ８、９より信号を受け取ることによってＸ軸モータ６、Ｙ軸モータ７の移動量と速度を認識しているので、加工位置点Ｂを（Ｘｎ，Ｙｎ）として認識することができる。このとき、数値制御装置１５は、座標値（Ｘｎ，Ｙｎ）を指定することにより、予め作成されて記憶装置５に格納されているマトリックスデータからピーク電流補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）を引き出すことができる。数値制御装置５は、この補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）に応じて電圧可変の直流電源２０の電源電圧を可変制御し、電源電圧Ｅを、
Ｅ−ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）
とする。
【００３３】
これにより、図４に示されているように、ピーク電流値Ｉｐを、
Ｉｐ−ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）
に補正できる。このとき、ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）は電源電圧Ｅの可変量であり、式（３）により表される。
【００３４】
ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｌ・（ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）／ｔon）・・・（３）
【００３５】
上述の補正動作は任意の座標位置（Ｘｎ，Ｙｎ）で行われることから、加工開始点（０，０）から加工終了点（Ｘｍ，Ｙｍ）までの間のすべての加工軌跡上においてピーク電流値を一定値に補正制御できる。これにより、加工軌跡の全域において加工エネルギーを一定にでき、加工位置に依らず一定の加工速度を得ることができる。
【００３６】
実施の形態２．
図５はこの発明による放電加工用電源装置の実施の形態２を示している。なお、図５において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００３７】
この実施の形態では、直流電源は、電圧固定の直流電源２１と、直流電源２１に直列に接続されてピーク電流の変動分を補う電圧可変の直流電源２２とにより構成されており、数値制御装置５より直流電源２２にピーク電流補正値が与えられることにより直流電源２２の電源電圧が可変制御される。
【００３８】
つぎに、実施の形態２の動作について説明する。初めに、記憶装置１５に格納されるピーク電流補正値のマトリックスデータの作成手順について説明する。
【００３９】
実施の形態１では、ピーク電流値Ｉｐの補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）を、すべてのピーク電流値Ｉｐそれぞれからピーク電流の最小値Ｉｐ(min) の値を減算し、
ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）−Ｉｐ(min)
としたが、実施の形態２ではピーク電流の最大値Ｉｐ(max) を求めて、
ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｉｐ(max) −Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）≧０
とする。
【００４０】
したがって、ピーク電流の最大値Ｉｐ(max) を示した座標点での補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）は零となり、その他の座標点での補正値ΔＩｐは正の値となる。実施の形態１における場合と同様に、これらＸ，Ｙの座標値で決定される２次元データである補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）を２次元行列の形で表わし、電子的に記憶装置１５に書き込むマトリックスデータとする。
【００４１】
つぎに、記憶装置１５に格納されたピーク電流補正値のマトリックスデータによる補正制御の動作について説明する。数値制御装置５はこのピーク電流補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）に応じて可変電圧直流電源２２の電源電圧を可変制御し、全体の電源電圧を直流電源２１の電源電圧Ｅに加えて、
Ｅ＋ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）
とすることで、ピーク電流値Ｉｐを、
Ｉｐ＋ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）
に補正する。
【００４２】
このとき、ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）は、可変電圧直流電源２２の電源電圧の可変量であり、実施の形態１における場合と同様に、式（３）により表される。
【００４３】
ΔＥ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｌ・（ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）／ｔon）・・・（３）
【００４４】
可変電圧直流電源２２の最大電源電圧ΔＥ(max) は、
ΔＥ(max) ＝Ｌ・（Ｉｐ(max) −Ｉｐ(min) ）／ｔon）
の値に設定されればよい。
【００４５】
上述の補正動作は、実施の形態１における場合と同様に、任意の座標位置（Ｘｎ，Ｙｎ）で行われることから、加工開始点（０，０）から加工終了点（Ｘｍ，Ｙｍ）までの間のすべての加工軌跡上においてピーク電流値を一定値に補正制御できる。これにより、この実施の形態でも、加工軌跡の全域において加工エネルギーを一定にでき、加工位置に依らず一定の加工速度を得ることができる。
【００４６】
また、実施の形態１では一定にするピーク電流値は最小値Ｉｐ(min) となるが、実施の形態２では最大値Ｉｐ(max) の一定なピーク電流で、より速い一定の加工速度を得ることができる。
【００４７】
実施の形態３．
図６はこの発明による放電加工用電源装置の実施の形態３を示している。なお、図６において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００４８】
この実施の形態では、数値制御装置５は、記憶装置１５に格納されているピーク電流補正値を半導体スイッチング素子１１のオン時間の補正値に変換し、このオン時間補正値を半導体スイッチング素子１１の制御回路１６へ出力する。制御回路１６は数値制御装置５より与えられるオン時間補正値に応じて半導体スイッチング素子１１のオン時間を補正する。
【００４９】
つぎに、実施の形態３の動作について説明する。実施の形態３では、数値制御装置５が記憶装置１５に格納されているピーク電流補正値ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）を次式（４）により半導体スイッチング素子１１のオン時間の補正値Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ）に変換する。
【００５０】
Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｌ・（ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）／Ｅ）・・・（４）
【００５１】
制御回路１６は、数値制御装置５よりこの補正値Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ）を受け取り、図４に示されているように、半導体スイッチング素子１１のオン時間ｔonを、
ｔon−Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ）
とすることで、オン時間を補正する。
Ｉｐ−ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｅ／Ｌ・（ｔon−Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ））
の関係から、実施の形態１における場合と同様に、電流値Ｉｐを、
Ｉｐ−ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）
に補正し、すべての加工軌跡上においてピーク電流値を最低値Ｉｐ(min) で一定値に補正制御することができる。
【００５３】
また、半導体スイッチング素子１１のオン時間ｔonを、ｔon＋Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ）とすることで、オン時間を補正し、Ｉｐ＋ΔＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｅ／Ｌ・（ｔon＋Δｔon（Ｘｎ，Ｙｎ））の関係から、電流値Ｉｐを、Ｉｐ＋Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）に補正し、すべての加工軌跡上においてピーク電流値を最大値Ｉｐ(max)で一定値に補正制御することもできる。この場合には、実施の形態２における場合と同様に、最大値Ｉｐ(max)の一定なピーク電流を得ることができる。
【００５４】
実施の形態４．
図７はこの発明による放電加工用電源装置の実施の形態４を示している。なお、図７において、図１に対応する部分は、図１に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略する。
【００５５】
この実施の形態では、数値制御装置５は、記憶装置１５に格納されているピーク電流値の補正係数より半導体スイッチング素子１１のオフ時間の補正値に算出し、このオフ時間補正値を半導体スイッチング素子１１の制御回路１６へ出力する。制御回路１６は数値制御装置５より与えられるオフ時間補正値に応じて半導体スイッチング素子１１のオフ時間を補正する。これにより、半導体スイッチング素子１１のスイッチング周波数がピーク電流補正値に応じて制御されることになる。
【００５６】
つぎに、実施の形態４の動作について説明する。初めに、図２を参照して記憶装置１５に格納されるピーク電流値の補正係数のマトリックスデータの作成手順について説明する。
【００５７】
まず、ピーク電流値の補正制御前の状態で半導体スイッチング素子のオン時間ｔonを一定にし、Ｘ，Ｙ座標が（０，０）の点から（Ｘｍ，０）の点まで放電加工を行ない、図２に示されているように、Ｘ座標値をパラメータにしてピーク電流値Ｉｐのデータをとる。同様に（０，Ｙ１）から（Ｘｍ，Ｙ１）まで、（０，Ｙ２）から（Ｘｍ，Ｙ２）まで、（０，Ｙ３）から・・・（Ｘｍ，Ｙｍ）までのデータをとり、任意の座標点（Ｘｎ，Ｙｎ）のピーク電流値をＩｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）とする。
【００５８】
つぎに、ピーク電流の最大値Ｉｐ(max) を求めて、すべてのピーク電流値Ｉｐそれぞれの値で除算する。すなわち、すべてのＩｐデータを、
Ｉｐ(max) ／Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）
とすることにより、これらの値をそれぞれの座標点におけるピーク電流値Ｉｐの補正係数を、
Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）
とする。したがって、ピーク電流の最大値を示した座標点での補正係数Ｋ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）は式（６）に示されているように１となり、その他の座標点での補正係数Ｋは式（５）に示されているように１以上の値となる。
【００５９】
Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｉｐ(max) ／Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）≧１・・・（５）
Ｋ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）＝Ｉｐ(max) ／Ｉｐ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）＝１・・・（６）
【００６０】
これらＸ，Ｙの座標値で決定される２次元データである補正係数Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）を２次元行列の形で表わし、電子的に記憶装置１５に書き込むマトリックスデータとする。なお、最初にＸ座標値をパラメータにしてピーク電流値のデータをとる場合、Ｙ座標をパラメータとしても同様なのでなんら問題はない。
【００６１】
つぎに、上述のマトリックスデータによる補正制御の動作について図８を用いて説明する。図８において、波形１および波形２の電流の立下り時間ｔf を、
ｔon≒ｔf
として近似すると、波形１の面積Ｓ１と波形２の面積Ｓ２は、式（７）、式（８）により表される。
【００６２】
Ｓ１＝Ｉｐ(max) ・ｔon ・・・（７）
Ｓ２＝Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）・ｔon ・・・（８）
【００６３】
ここで、Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）＝Ｉｐ(max) ／Ｉｐ（Ｘｎ，Ｙｎ）であり、ｔonは同じ値なのであるから、式（９）、式（１０）が成立する。
【００６４】
Ｓ１＝Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）・Ｓ２・・・（９）
Ｓ２＝Ｓ１／Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）・・・（１０）
【００６５】
波形１の周期Ｔ１は、
Ｔ１＝ｔon＋ｔoff
であり、この１周期で波形２の面積が波形１の面積と同じになるように補正する場合、波形２の周期Ｔ２をＫ（Ｘｎ，Ｙｎ）倍すればよいので、
Ｔ１＝Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）・Ｔ２
となる。ここで、半導体スイッチング素子１１のオフ時間の補正値をΔｔoff （Ｘｎ，Ｙｎ）とすると、周期Ｔ２は、
Ｔ２＝ｔon＋ｔoff −Δｔoff （Ｘｎ，Ｙｎ）
に補正すればよいので、Δｔoff（Ｘｎ，Ｙｎ）は次式（１１）により求めることができる。
【００６６】
Δｔoff （Ｘｎ，Ｙｎ）＝（ｔon＋ｔoff ）・（Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）−１）／Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）・・・（１１）
【００６７】
Ｉｐ(max) のときは、Ｋ（Ｘ0 ，Ｙ0 ）＝１であるので、Δｔoff ＝０となる。
【００６８】
つぎに、上述のマトリックスデータによる補正制御の動作について説明する。数値制御装置５は記憶装置１５より補正係数Ｋ（Ｘｎ，Ｙｎ）を受け取り、上述の（１１）によって半導体スイッチング素子１１のオフ時間の補正値Δｔoff（Ｘｎ，Ｙｎ）に算出する。
【００６９】
制御回路１１は数値制御装置５よりこの補正値Δｔoff （Ｘｎ，Ｙｎ）を受け取り、図８に示されているように、半導体スイッチング素子１１のオフ時間ｔoff を、
ｔoff −Δｔoff （Ｘｎ，Ｙｎ）
とすることでオフ時間を補正する。すなわち、半導体スイッチング素子１１のスイッチング周波数を補正制御することで、ピーク電流値の異なる波形であっても１周期あたりの波形の面積、すなわち、加工エネルギーを一定値に補正制御することができる。
【００７０】
上述の補正動作は任意の座標位置（Ｘｎ，Ｙｎ）で行われることから、加工開始点（０，０）から加工終了点（Ｘｍ，Ｙｍ）までの間のすべての加工軌跡上において加工エネルギーを一定値に補正制御できるから、加工位置に依らず一定の加工速度を得ることができる。
【００７１】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による放電加工用電源装置によれば、電極と被加工物との相対位置に対応したピーク電流値の補正値を記憶手段がマトリックスデータとして予め記憶しており、この記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち電極と被加工物との相対位置に応じているものを記憶手段より読み出し、この補正値に応じて直流電源の電源電圧を可変制御するから、加工位置によるピーク電流値のばらつきを自動的に補正でき、放電電流パルスのピーク値を一定にすることで、被加工物の加工精度、面粗さが向上するばかりでなく、加工における再現性が向上し、加工特性が安定すると共に、ワイヤ電極の断線の発生が抑制される。
【００７２】
つぎの発明による放電加工用電源装置によれば、電極と被加工物との相対位置に対応したピーク電流値の補正値を記憶手段がマトリックスデータとして予め記憶しており、この記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち電極と被加工物との相対位置に応じているものを記憶手段より読み出し、この補正値に応じて半導体スイッチング素子のオン時間を制御するから、加工位置によるピーク電流値のばらつきを自動的に補正でき、放電電流パルスのピーク値を一定にすることができ、被加工物の加工精度、面粗さが向上するばかりでなく、加工における再現性が向上し、加工特性が安定すると共に、ワイヤ電極の断線の発生が抑制される。
【００７３】
つぎの発明による放電加工用電源装置によれば、電極と被加工物との相対位置に対応したピーク電流値の補正値を記憶手段がマトリックスデータとして予め記憶しており、この記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち電極と被加工物との相対位置に応じているものを記憶手段より読み出し、この補正値に応じて半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を制御するから、加工位置による加工エネルギーのばらつきを自動的に補正でき、一定の加工エネルギー、すなわち一定の加工速度が得られ、被加工物の加工精度、面粗さが向上するばかりでなく、加工における再現性が向上し、加工特性が安定すると共に、ワイヤ電極の断線の発生が抑制される。
【００７４】
つぎの発明による放電加工用電源装置によれば、記憶手段より読み出した補正値より半導体スイッチング素子のオフ時間を算出し、半導体スイッチング素子のオフ時間を制御することにより半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を可変制御するから、加工位置による加工エネルギーのばらつきを自動的に補正でき、一定の加工エネルギー、すなわち一定の加工速度が得られ、被加工物の加工精度、面粗さが向上するばかりでなく、加工における再現性が向上し、加工特性が安定すると共に、ワイヤ電極の断線の発生が抑制される。また、この発明による放電加工用電源装置では、電圧可変型の直流電源を用いる必要がないので安価に実現できるという効果もある。
【００７５】
つぎの発明による放電加工用電源装置によれば、全相対位置におけるピーク電流値の最大値あるいは最小値に応じて前記補正値を決定し、全加工経路に亙ってピーク電流値を最大値あるいは最小値による一定値に保つから、一定の加工エネルギー、すなわち一定の加工速度が得られ、被加工物の加工精度、面粗さが向上するばかりでなく、加工における再現性が向上し、加工特性が安定すると共に、ワイヤ電極の断線の発生が抑制される。特に、全加工経路に亙ってピーク電流値を最大値による一定値に保つことにより、より速い一定の加工速度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による放電加工用電源装置の実施の形態１を示す構成図である。
【図２】ピーク電流補正値の算出方法を示す説明図である。
【図３】ピーク電流補正値のマトリックスデータの例を示す説明図である。
【図４】ピーク電流値の補正例を示す説明図である。
【図５】この発明による放電加工用電源装置の実施の形態２を示す構成図である。
【図６】この発明による放電加工用電源装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図７】この発明による放電加工用電源装置の実施の形態３を示す構成図である。
【図８】オフ時間による加工エネルギーの補正を示す説明図である。
【図９】従来例における放電加工用電源装置を示す構成図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）は加工電流パルス波形とピーク電流値を示す説明図である。
【符号の説明】
１電極，２被加工物，３ＸＹテーブル，４加工間隙（極間），５数値制御装置，６Ｘ軸サーボモータ，７Ｙ軸サーボモータ，８、９エンコーダ，１０直流電源，１１半導体スイッチング素子，１２電極給電点，１３テーブル給電点，１４制御回路，１５記憶装置，１６制御回路，２０，２１、２２直流電源。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device for electric discharge machining, and in particular, electric discharge machining that performs electric discharge machining by performing pulse discharge between the machining electrode and the workpiece while controlling the relative position between the machining electrode and the workpiece. The present invention relates to a power supply device for the apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a power supply device for electric discharge machining as shown in FIG. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes an electrode (wire electrode), and 2 denotes a workpiece that is placed on the XY table 3 and moves in the X direction and the Y direction. A minute machining gap (hereinafter referred to as “between electrodes”) 4 is formed between the electrode 1 and the workpiece 2, and pulse discharge is performed between these electrodes 4. The DC power supply 10 intermittently supplies power to the electrode feeding point 12 and the table feeding point 13 by turning on and off the semiconductor switching element 11 such as a field effect transistor (hereinafter referred to as FET), and the semiconductor switching element 11 is controlled. ON / OFF is controlled by the circuit 14.
[0003]
In FIG. 9, 100 is an inductance existing in the switching circuit, 101 is an equivalent inductance from the electrode feeding point 12 to the electrode 1, and 102 is increased or decreased when the electrode 1 is moved relative to the workpiece 2. The equivalent inductance is shown respectively.
[0004]
Next, the operation will be described. The machining current supplied to the gap 4 formed by the electrode 1 and the workpiece 2 is an intermittent, so-called pulse current as shown in FIG.
[0005]
When the semiconductor switching element 11 controlled to be turned on / off by the control circuit 14 is in the on state, the insulation state between the electrodes 4 is destroyed and a discharge current flows. The peak value Ip of the machining current at this time is equal to the voltage E of the DC power source 10 as shown in FIG. 10A, if the on-voltage of the semiconductor switching element 11 and the arc voltage between the electrodes 4 are ignored. By the on-time ton of the semiconductor switching element 11 and L of the inductance 100,
Ip ≒ E ・ (ton / L)
It is represented by The slope of the machining current rise in this case is
Ip / ton ≒ E / L
It becomes.
[0006]
However, since L1 of the inductance 101 and L2 of the inductance 102 shown in FIG. 9 actually exist, the peak current value Ip is as shown in FIG.
Ip≈E · ton / (L + L1) to Ip≈E · ton / (L + L1 + L2)
The slope of the rise of the machining current also varies within the range of
E / (L + L1) to E / (L + L1 + L2)
It varies within the range.
[0007]
By supplying the machining current pulse having the peak current value Ip to the gap 4 as machining energy and simultaneously driving the XY table 3 in the X direction and the Y direction, the workpiece 2 can be machined into an arbitrary shape. .
[0008]
In order to make the machining speed of electric discharge machining constant, it is necessary to control the peak current value Ip to a constant value and to make the machining energy constant. In order to control the peak current value Ip to a constant value, in addition to the DC power supply voltage E, the on-time ton of the semiconductor switching element, the inductance L existing in the switching circuit, the equivalent inductance L1 from the feeding point to the electrode, Although it is necessary to simultaneously control a number of factors including up to the equivalent inductance L2 that increases or decreases when the workpiece moves relative to the workpiece, the conventional electric discharge machining power supply device accurately sets the peak current value Ip to a constant value. Therefore, it is impossible to control the variation in the processing speed.
[0009]
In particular, since the values of the equivalent inductances L1 and L2 vary depending on the relative position between the feeding point and the machining position, it is necessary to provide a large number of feeding points on the table side in order to obtain a constant machining speed regardless of the relative position. Similarly, the number of wires to be connected must be increased, which makes mounting difficult.
[0010]
In order to solve the above-mentioned drawbacks, in the electric power supply apparatus for electric discharge machining disclosed in JP-A-59-205228, the peak current value of the machining current pulse flowing between the electrodes is detected in real time, and this peak current value is detected. And the reference value determined only by the on-time of the switching pulse are corrected for the variation in the peak current value.
[0011]
Further, in the electric discharge machining apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-226839, the entire periphery of the side portion of the workpiece is surrounded by a fastening tool made of a highly conductive material, and power is supplied to the workpiece regardless of the machining position. The discharge current is kept constant.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the electric discharge machining power supply device disclosed in JP-A-59-205228, correction control is always performed while detecting machining current in real time. There is always a delay in response time during output, and it is difficult to control with high accuracy. In addition, in a power supply device for electric discharge machining, it is necessary to always connect a current-voltage converter in series with the poles in the switching circuit, so the peak current value is always reduced by the power loss here. However, there is a drawback that the processing characteristics deteriorate.
[0013]
Moreover, in this electric discharge machining power supply device, when detecting the peak value of the high-frequency machining current, the control circuit has sufficient frequency characteristics and measures to prevent malfunction due to the harmonic component included in the machining current. It is necessary and practically difficult.
[0014]
Further, in the electric discharge machining apparatus disclosed in JP-A-4-226839, as long as there is an inductance in the workpiece, the machining current cannot be constant at a position near and far from the highly conductive material.
[0015]
The present invention has been made to remedy the drawbacks of the conventional ones as described above. The machining position is corrected by reliably correcting variations in the machining speed depending on the machining position, and machining is performed at a constant machining speed. It is an object of the present invention to obtain a power supply device for electric discharge machining that can obtain uniform machining characteristics regardless of the above.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a power supply device for electric discharge machining according to the present invention supplies intermittent pulse current to a machining gap formed between an electrode and a workpiece by an on / off operation of a semiconductor switching element. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining while controlling the relative position between the electrode and the workpiece by numerical control, a voltage variable DC power source whose voltage is variably controlled and a peak current value are corrected. Storage means for storing the correction value for the matrix as matrix data corresponding to the relative position, and reading the peak current value correction value stored in the storage means corresponding to the relative position from the storage means Depending on this correction valueTo keep the peak current value constantControl means for variably controlling the power supply voltage of the DC power supply.
[0017]
  A power supply device for electric discharge machining according to the next invention supplies intermittent pulse current to a machining gap formed between an electrode and a workpiece by an on / off operation of a semiconductor switching element, and numerically controls the electrode and the electrode. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining while controlling a relative position with a workpiece, storage means that stores correction values for correcting peak current values as matrix data corresponding to the relative positions; Of the correction value of the peak current value stored in the storage means, the one corresponding to the relative position is read from the storage means, and this correction value is converted into the on-time of the semiconductor switching element.To keep the peak current value constantControl means for controlling the on-time of the semiconductor switching element.
[0018]
  A power supply device for electric discharge machining according to the next invention supplies intermittent pulse current to a machining gap formed between an electrode and a workpiece by an on / off operation of a semiconductor switching element, and numerically controls the electrode and the electrode. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining while controlling a relative position with a workpiece, storage means that stores correction values for correcting peak current values as matrix data corresponding to the relative positions; Of the correction value of the peak current value stored in the storage means, the one corresponding to the relative position is read from the storage means, and according to the correction valueTo keep processing energy constantControl means for controlling the switching frequency of the semiconductor switching element.
[0019]
A power supply device for electric discharge machining according to the next invention is the power supply device for electric discharge machining according to the above-mentioned invention, wherein the control means calculates an off time of the semiconductor switching element from a correction value read from the storage means, and the semiconductor switching element The switching frequency of the semiconductor switching element is variably controlled by controlling the off time.
[0020]
The power supply device for electric discharge machining according to the next invention is the electric power supply device for electric discharge machining according to the above-mentioned invention, wherein the correction value is determined according to the maximum value or the minimum value of the peak current value at all previous relative positions, In other words, the peak current value is maintained at a constant value by the maximum value or the minimum value.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a power supply device for an electric discharge machining apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention described below, the same components as those of the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals as those of the above-described conventional example, and the description thereof is omitted.
[0022]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 shows Embodiment 1 of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. The electric discharge machining apparatus to which the electric discharge machining power supply apparatus is applied is of a numerical control type. The numerical control apparatus 5 includes an X-axis servo motor 6 that drives the XY table 3 in the X-axis direction, and an XY table 3. A position command is output to the Y-axis servomotor 7 driven in the Y-axis direction, and the rotational position of each servomotor is provided by encoders 8 and 9 provided to the X-axis servomotor 6 and the Y-axis servo 7 respectively. Input the signal.
[0023]
In this power supply device for electric discharge machining, a DC power source 20 with variable voltage is used, and a storage device 15 for storing correction values of peak current values according to positions on coordinates in the X-axis direction and Y-axis direction as matrix data is a numerical control device. 5 is connected. The numerical controller 5 reads the peak current correction values corresponding to the X and Y coordinates detected by the encoders 8 and 9 from the storage device 15 and variably controls the power supply voltage of the DC power supply 20 based on the peak current correction values.
[0024]
Next, the operation of the first embodiment will be described. First, a procedure for creating matrix data of peak current correction values stored in the storage device 15 will be described with reference to FIG.
[0025]
First, the on-time ton of the semiconductor switching element 11 is made constant before the peak current value correction control, and electric discharge machining is performed from the point where the X, Y coordinates are (0, 0) to the point (Xm, 0). As shown in FIG. 2, the peak current value Ip is taken using the X coordinate value as a parameter. Similarly, data from (0, Y1) to (Xm, Y1), (0, Y2) to (Xm, Y2), (0, Y3) to (Xm, Ym) is taken, and any The peak current value at the coordinate point (Xn, Yn) is assumed to be Ip (Xn, Yn).
[0026]
Next, the minimum value Ip (min) of the peak current is obtained, and the value of Ip (min) is subtracted from each of all the peak current values Ip. That is, all Ip data is
Ip (Xn, Yn) -Ip (min)
Thus, these values are used as the correction value ΔIp (Xn, Yn) of the peak current value Ip at each coordinate point.
[0027]
Therefore, the correction value ΔIp (Xm, Ym) at the coordinate point indicating the minimum value of the peak current is zero as shown in the equation (2), and the correction value ΔIp at the other coordinate points is expressed by the equation (1). ) Is a positive value as shown in FIG.
[0028]
ΔIp (Xn, Yn) = Ip (Xn, Yn) −Ip (min)> 0 (1)
ΔIp (Xm, Ym) = Ip (Xm, Ym) −Ip (min) = 0 (2)
[0029]
The correction value ΔIp (Xn, Yn), which is two-dimensional data determined by the X and Y coordinate values, is represented in the form of a two-dimensional matrix as shown in FIG. 3 and is electronically written to the storage device 15. Use matrix data. Note that when the peak current value data is first obtained using the X coordinate value as a parameter, there is no problem because the same applies to the Y coordinate value as a parameter.
[0030]
Next, an operation of correction control using matrix data of peak current correction values stored in the storage device 15 will be described. When the electric discharge machining is started from the point A by the electrode 1 and the X-axis servo motor 6 and the Y-axis servo motor 7 are driven and controlled by the position command of the numerical controller 5, the XY table 3 moves in the X-axis direction and the Y-axis direction. The electrode 1 reaches an arbitrary point B while processing an arbitrary shape with respect to the workpiece 2.
[0031]
Since the XY table 3 moves on a two-dimensional plane in the X and Y directions, the movement trajectory of the XY table 3 during this time can be expressed by X and Y coordinate values. Therefore, the electric discharge machining start point A can be expressed as (0, 0) and the arbitrary reaching point B can be expressed as (Xn, Yn).
[0032]
The numerical controller 5 recognizes the movement amount and speed of the X-axis motor 6 and Y-axis motor 7 by receiving signals from the encoders 8 and 9, and therefore recognizes the machining position point B as (Xn, Yn). be able to. At this time, the numerical controller 15 draws the peak current correction value ΔIp (Xn, Yn) from the matrix data created in advance and stored in the storage device 5 by designating the coordinate values (Xn, Yn). Can do. The numerical controller 5 variably controls the power supply voltage of the DC power supply 20 with a variable voltage in accordance with the correction value ΔIp (Xn, Yn).
E-ΔE (Xn, Yn)
And
[0033]
Thus, as shown in FIG. 4, the peak current value Ip is
Ip−ΔIp (Xn, Yn)
Can be corrected. At this time, ΔE (Xn, Yn) is a variable amount of the power supply voltage E, and is represented by Expression (3).
[0034]
ΔE (Xn, Yn) = L · (ΔIp (Xn, Yn) / ton) (3)
[0035]
Since the above-described correction operation is performed at an arbitrary coordinate position (Xn, Yn), the peak current value on all machining trajectories between the machining start point (0, 0) and the machining end point (Xm, Ym). Can be controlled to a constant value. Thereby, the machining energy can be made constant throughout the machining locus, and a constant machining speed can be obtained regardless of the machining position.
[0036]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 shows Embodiment 2 of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. 5, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
[0037]
In this embodiment, the DC power source includes a fixed voltage DC power source 21 and a voltage variable DC power source 22 connected in series to the DC power source 21 to compensate for fluctuations in peak current. 5, the peak current correction value is given to the DC power supply 22 so that the power supply voltage of the DC power supply 22 is variably controlled.
[0038]
Next, the operation of the second embodiment will be described. First, a procedure for creating matrix data of peak current correction values stored in the storage device 15 will be described.
[0039]
In the first embodiment, the correction value ΔIp (Xn, Yn) of the peak current value Ip is subtracted from the peak current minimum value Ip (min) from each of all the peak current values Ip.
ΔIp (Xn, Yn) = Ip (Xn, Yn) −Ip (min)
In the second embodiment, the peak current maximum value Ip (max) is obtained,
ΔIp (Xn, Yn) = Ip (max) −Ip (Xn, Yn) ≧ 0
And
[0040]
Accordingly, the correction value ΔIp (Xn, Yn) at the coordinate point indicating the maximum value Ip (max) of the peak current is zero, and the correction value ΔIp at the other coordinate points is a positive value. As in the first embodiment, the correction value ΔIp (Xn, Yn), which is two-dimensional data determined by the X and Y coordinate values, is expressed in the form of a two-dimensional matrix and electronically stored in the storage device 15. The matrix data to be written.
[0041]
Next, an operation of correction control using matrix data of peak current correction values stored in the storage device 15 will be described. The numerical controller 5 variably controls the power supply voltage of the variable voltage DC power supply 22 according to the peak current correction value ΔIp (Xn, Yn), and adds the entire power supply voltage to the power supply voltage E of the DC power supply 21.
E + ΔE (Xn, Yn)
By setting the peak current value Ip to
Ip + ΔIp (Xn, Yn)
To correct.
[0042]
At this time, ΔE (Xn, Yn) is a variable amount of the power supply voltage of the variable voltage DC power supply 22 and is expressed by Expression (3) as in the case of the first embodiment.
[0043]
ΔE (Xn, Yn) = L · (ΔIp (Xn, Yn) / ton) (3)
[0044]
The maximum power supply voltage ΔE (max) of the variable voltage DC power supply 22 is
ΔE (max) = L · (Ip (max) −Ip (min)) / ton)
Should be set to the value of.
[0045]
Since the above-described correction operation is performed at an arbitrary coordinate position (Xn, Yn) as in the first embodiment, from the machining start point (0, 0) to the machining end point (Xm, Ym). The peak current value can be corrected and controlled to a constant value on all the machining trajectories in between. Thereby, also in this embodiment, the machining energy can be made constant throughout the machining locus, and a constant machining speed can be obtained regardless of the machining position.
[0046]
In the first embodiment, the peak current value to be constant is the minimum value Ip (min), but in the second embodiment, a faster constant machining speed is obtained with a constant peak current of the maximum value Ip (max). be able to.
[0047]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 shows Embodiment 3 of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. In FIG. 6, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
[0048]
In this embodiment, the numerical controller 5 converts the peak current correction value stored in the storage device 15 into a correction value for the on-time of the semiconductor switching element 11, and converts this on-time correction value to the semiconductor switching element 11. Output to the control circuit 16. The control circuit 16 corrects the on-time of the semiconductor switching element 11 in accordance with the on-time correction value given from the numerical controller 5.
[0049]
Next, the operation of the third embodiment will be described. In the third embodiment, the numerical controller 5 uses the peak current correction value ΔIp (Xn, Yn) stored in the storage device 15 as the correction value Δton (Xn, Yn).
[0050]
Δton (Xn, Yn) = L · (ΔIp (Xn, Yn) / E) (4)
[0051]
The control circuit 16 receives the correction value Δton (Xn, Yn) from the numerical controller 5 and, as shown in FIG. 4, determines the on time ton of the semiconductor switching element 11.
ton-Δton (Xn, Yn)
By doing so, the on-time is corrected.
Ip−ΔIp (Xn, Yn) = E / L · (ton−Δton (Xn, Yn))
From the relationship, as in the case of the first embodiment, the current value Ip is
Ip−ΔIp (Xn, Yn)
The peak current value can be corrected and controlled to a constant value with the minimum value Ip (min) on all the machining trajectories.
[0053]
  Further, the on-time is corrected by setting the on-time ton of the semiconductor switching element 11 to ton + Δton (Xn, Yn), and the relationship of Ip + ΔIp (Xn, Yn) = E / L · (ton + Δton (Xn, Yn)) Thus, the current value Ip can be corrected to Ip + Ip (Xn, Yn), and the peak current value can be corrected and controlled to a constant value at the maximum value Ip (max) on all machining loci. In this case, as in the second embodiment, the constant peak current of the maximum value Ip (max)Getbe able to.
[0054]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 7 shows Embodiment 4 of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention. 7, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1, and description thereof is omitted.
[0055]
In this embodiment, the numerical controller 5 calculates a correction value for the off-time of the semiconductor switching element 11 from the correction coefficient for the peak current value stored in the storage device 15, and uses this off-time correction value for the semiconductor switching element. 11 to the control circuit 16. The control circuit 16 corrects the off time of the semiconductor switching element 11 in accordance with the off time correction value given from the numerical controller 5. Thereby, the switching frequency of the semiconductor switching element 11 is controlled according to the peak current correction value.
[0056]
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. First, a procedure for creating matrix data of correction coefficients for peak current values stored in the storage device 15 will be described with reference to FIG.
[0057]
First, the on-time ton of the semiconductor switching element is made constant before the peak current value correction control, and electric discharge machining is performed from the point where the X, Y coordinates are (0, 0) to the point (Xm, 0). As shown in FIG. 2, the peak current value Ip is taken using the X coordinate value as a parameter. Similarly, data from (0, Y1) to (Xm, Y1), (0, Y2) to (Xm, Y2), (0, Y3) to (Xm, Ym) is taken, and any The peak current value at the coordinate point (Xn, Yn) is assumed to be Ip (Xn, Yn).
[0058]
Next, the maximum value Ip (max) of the peak current is obtained and divided by the values of all the peak current values Ip. That is, all Ip data is
Ip (max) / Ip (Xn, Yn)
By setting these values as the correction coefficient of the peak current value Ip at each coordinate point,
K (Xn, Yn)
And Accordingly, the correction coefficient K (X0, Y0) at the coordinate point indicating the maximum value of the peak current is 1 as shown in the equation (6), and the correction coefficient K at other coordinate points is expressed by the equation (5). ), The value is 1 or more.
[0059]
K (Xn, Yn) = Ip (max) / Ip (Xn, Yn) ≧ 1 (5)
K (X0, Y0) = Ip (max) / Ip (X0, Y0) = 1 (6)
[0060]
The correction coefficient K (Xn, Yn), which is two-dimensional data determined by these X and Y coordinate values, is expressed in the form of a two-dimensional matrix and is matrix data to be electronically written to the storage device 15. Note that when the peak current value data is first obtained using the X coordinate value as a parameter, there is no problem because the same applies to the Y coordinate as a parameter.
[0061]
Next, the correction control operation based on the matrix data will be described with reference to FIG. In FIG. 8, the current fall time tf of waveform 1 and waveform 2 is
ton ≒ tf
As an approximation, the area S1 of the waveform 1 and the area S2 of the waveform 2 are expressed by equations (7) and (8).
[0062]
S1 = Ip (max) · ton (7)
S2 = Ip (Xn, Yn) · ton (8)
[0063]
Here, since K (Xn, Yn) = Ip (max) / Ip (Xn, Yn) and ton have the same value, Expressions (9) and (10) are established.
[0064]
S1 = K (Xn, Yn) · S2 (9)
S2 = S1 / K (Xn, Yn) (10)
[0065]
The period T1 of the waveform 1 is
T1 = ton + toff
When correcting so that the area of the waveform 2 becomes the same as the area of the waveform 1 in this one cycle, the period T2 of the waveform 2 may be multiplied by K (Xn, Yn).
T1 = K (Xn, Yn) · T2
It becomes. Here, when the correction value of the OFF time of the semiconductor switching element 11 is Δtoff (Xn, Yn), the cycle T2 is
T2 = ton + toff−Δtoff (Xn, Yn)
Therefore, Δtoff (Xn, Yn) can be obtained by the following equation (11).
[0066]
Δtoff (Xn, Yn) = (ton + toff) · (K (Xn, Yn) −1) / K (Xn, Yn) (11)
[0067]
At Ip (max), since K (X0, Y0) = 1, Δtoff = 0.
[0068]
Next, the correction control operation based on the matrix data will be described. The numerical controller 5 receives the correction coefficient K (Xn, Yn) from the storage device 15 and calculates the OFF time correction value Δtoff (Xn, Yn) of the semiconductor switching element 11 according to the above (11).
[0069]
The control circuit 11 receives this correction value Δtoff (Xn, Yn) from the numerical controller 5 and, as shown in FIG. 8, sets the off time toff of the semiconductor switching element 11 as follows.
toff−Δtoff (Xn, Yn)
To correct the off time. That is, by correcting and controlling the switching frequency of the semiconductor switching element 11, even if the waveforms have different peak current values, the area of the waveform per cycle, that is, the machining energy can be corrected and controlled to a constant value.
[0070]
Since the above-described correction operation is performed at an arbitrary coordinate position (Xn, Yn), machining energy is applied to all machining trajectories from the machining start point (0, 0) to the machining end point (Xm, Ym). Since correction control can be performed to a constant value, a constant processing speed can be obtained regardless of the processing position.
[0071]
【The invention's effect】
  As can be understood from the above description, according to the power supply device for electric discharge machining according to the present invention, the correction means for the peak current value corresponding to the relative position between the electrode and the workpiece is stored in advance as matrix data by the storage means. The correction value of the peak current value stored in the storage unit is read from the storage unit according to the relative position between the electrode and the workpiece, and the power supply voltage of the DC power supply is determined according to the correction value. Because it is variably controlled, variations in peak current values depending on the machining position can be automatically corrected, and the peak value of the discharge current pulse can be kept constant.And coveredNot only the processing accuracy and surface roughness of the workpiece are improved, but also reproducibility in processing is improved, the processing characteristics are stabilized, and the occurrence of wire electrode disconnection is suppressed.
[0072]
  According to the power supply device for electrical discharge machining according to the next invention, the storage means stores in advance the correction value of the peak current value corresponding to the relative position between the electrode and the workpiece, and the storage means stores the correction value. The correction value of the peak current value corresponding to the relative position between the electrode and the workpiece is read from the storage means, and the on-time of the semiconductor switching element is controlled according to this correction value. Dispersion of peak current value can be automatically corrected, and the peak value of discharge current pulse should be constantCanIn addition to improving the processing accuracy and surface roughness of the workpiece, the reproducibility in processing is improved, the processing characteristics are stabilized, and the occurrence of wire electrode disconnection is suppressed.The
[0073]
  According to the power supply device for electrical discharge machining according to the next invention, the storage means stores in advance the correction value of the peak current value corresponding to the relative position between the electrode and the workpiece, and the storage means stores the correction value. The correction value of the peak current value corresponding to the relative position between the electrode and the workpiece is read from the storage means, and the switching frequency of the semiconductor switching element is controlled according to this correction value.Processing energyAutomatically compensates for variationsCan and constantMachining energy, that is, a constant machining speed, not only improves the machining accuracy and surface roughness of the workpiece, but also improves the reproducibility in machining, stabilizes the machining characteristics, and prevents the wire electrode from breaking. Occurrence is suppressedThe
[0074]
  According to the power supply device for electric discharge machining according to the next invention, the semiconductor switching element off-time is calculated from the correction value read from the storage means, and the semiconductor switching element off-time is controlled to vary the switching frequency of the semiconductor switching element. Because it controls, it depends on the machining positionProcessing energyAutomatically compensates for variationsCan and constantMachining energy, that is, a constant machining speed, not only improves the machining accuracy and surface roughness of the workpiece, but also improves the reproducibility in machining, stabilizes the machining characteristics, and prevents the wire electrode from breaking. Occurrence is suppressed. Further, the power supply device for electric discharge machining according to the present invention has an effect that it can be realized at low cost because it is not necessary to use a voltage variable type DC power supply.
[0075]
According to the power supply device for electric discharge machining according to the next invention, the correction value is determined in accordance with the maximum value or the minimum value of the peak current value at all relative positions, and the peak current value is set to the maximum value or over the entire machining path. Since a constant value is maintained by the minimum value, a constant processing energy, that is, a constant processing speed, is obtained, and not only the processing accuracy and surface roughness of the workpiece are improved, but also the reproducibility in processing is improved and the processing characteristics are improved. Is stabilized, and the occurrence of wire electrode disconnection is suppressed. In particular, by keeping the peak current value constant at the maximum value over the entire machining path, a faster constant machining speed can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method for calculating a peak current correction value.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of matrix data of peak current correction values.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of correcting a peak current value.
FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a third embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing a third embodiment of a power supply device for electric discharge machining according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing correction of machining energy by an off time.
FIG. 9 is a configuration diagram showing a power supply device for electric discharge machining in a conventional example.
FIGS. 10A and 10B are explanatory diagrams showing a machining current pulse waveform and a peak current value. FIGS.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode, 2 Workpiece, 3 XY table, 4 Process gap (between poles), 5 Numerical control device, 6 X axis servo motor, 7 Y axis servo motor, 8, 9 Encoder, 10 DC power supply, 11 Semiconductor switching element , 12 Electrode feeding point, 13 Table feeding point, 14 Control circuit, 15 Storage device, 16 Control circuit, 20, 21, 22 DC power supply.

Claims

電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、
電圧が可変制御される電圧可変の直流電源と、
ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、
前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値に応じてピーク電流値を一定にすべく前記直流電源の電源電圧を可変制御する制御手段と、
を有していることを特徴とする放電加工用電源装置。An intermittent pulse current is supplied to the machining gap formed between the electrode and the workpiece by the on / off operation of the semiconductor switching element, and the relative position between the electrode and the workpiece is controlled by numerical control. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining,
A voltage variable DC power source whose voltage is variably controlled;
Storage means for storing correction values for correcting peak current values as matrix data corresponding to the relative positions;
Of the correction value of the peak current value stored in the storage means, the one corresponding to the relative position is read out from the storage means, and the power source of the DC power source is set to keep the peak current value constant according to the correction value. Control means for variably controlling the voltage;
A power supply device for electric discharge machining, comprising:

電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、
ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、
前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値を前記半導体スイッチング素子のオン時間に変換してピーク電流値を一定にすべく前記半導体スイッチング素子のオン時間を制御する制御手段と、
を有していることを特徴とする放電加工用電源装置。An intermittent pulse current is supplied to the machining gap formed between the electrode and the workpiece by the on / off operation of the semiconductor switching element, and the relative position between the electrode and the workpiece is controlled by numerical control. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining,
Storage means for storing correction values for correcting peak current values as matrix data corresponding to the relative positions;
Of the correction value of the peak current value stored in the storage means, the one corresponding to the relative position is read from the storage means, and this correction value is converted into the on-time of the semiconductor switching element to obtain the peak current value. Control means for controlling the on-time of the semiconductor switching element to be constant ;
A power supply device for electric discharge machining, comprising:

電極と被加工物との間に形成される加工間隙に半導体スイッチング素子のオン・オフ動作によって間欠的なパルス電流を供給し、数値制御によって前記電極と被加工物との相対位置を制御しながら放電加工を行なう放電加工装置の電源装置において、
ピーク電流値を補正するための補正値を前記相対位置に対応するマトリックスデータとして記憶した記憶手段と、
前記記憶手段が記憶しているピーク電流値の補正値のうち前記相対位置に応じているものを前記記憶手段より読み出し、この補正値に応じて加工エネルギーを一定にすべく前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を制御する制御手段と、
を有していることを特徴とする放電加工用電源装置。An intermittent pulse current is supplied to the machining gap formed between the electrode and the workpiece by the on / off operation of the semiconductor switching element, and the relative position between the electrode and the workpiece is controlled by numerical control. In a power supply device of an electric discharge machining apparatus that performs electric discharge machining,
Storage means for storing correction values for correcting peak current values as matrix data corresponding to the relative positions;
Of the correction value of the peak current value stored in the storage means, the value corresponding to the relative position is read out from the storage means, and the switching of the semiconductor switching element is made constant in accordance with the correction value. Control means for controlling the frequency;
A power supply device for electric discharge machining, comprising:

前記制御手段は、前記記憶手段より読み出した補正値より半導体スイッチング素子のオフ時間を算出し、前記半導体スイッチング素子のオフ時間を制御することにより前記半導体スイッチング素子のスイッチング周波数を可変制御することを特徴とする請求項３に記載の放電加工用電源装置。 The control means calculates an off time of the semiconductor switching element from a correction value read from the storage means, and variably controls the switching frequency of the semiconductor switching element by controlling the off time of the semiconductor switching element. The power supply device for electric discharge machining according to claim 3.

全相対位置におけるピーク電流値の最大値あるいは最小値に応じて前記補正値を決定し、全加工経路に亙ってピーク電流値を最大値あるいは最小値による一定値に保つことを特徴とする請求項１または２に記載の放電加工用電源装置。The correction value determined in accordance with the maximum value or the minimum value of the peak current values at all the relative positions, you said to keep a constant value by the maximum value or the minimum value the peak current value over the whole machining path discharge electric machining power supply apparatus according to claim 1 or 2.