JPH01295715A - 放電加工用電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、工作物と電極との間に電圧を印加し、放電に
より工作物を加工する放電加工機のための電源装置に関
するものである。

【従来の技術】

従来の放電加工用電源装置には、加工速度を速める等の
ため主電源と副電源の２つの１を源を有するものがある
。 このような放電加工用電源装置では、副電源の役目は放
電を開始させることにある。従って、電流容量は小さい
ものとしである。先ず副電源を印加し、放電が開始され
たところで主電源を印加する。主ｉｉ源としては、高電
圧大電流の電源を使用する。印加極性は、工作物側がプ
ラス、！極側がマイナスである。 このような放電加工用電源装置によれば、狭い幅でしか
も高いピーク値を持つパルス電流を流すことが出来、加
工速度が速くなる。 ところが、放電加工は放電部に加工液を供給しながら行
い、その加工液としては、通常、水が用いられる。従っ
て、水に浸された中で、工作物側にプラス、電極側にマ
イナスが印加されることになるから、電解作用が行われ
る。 その結果、工作物に含まれるイオン化傾向の大なる金属
が溶出し、工作物が錆び易くなる。また、工作物が、結
合剤としてコバルトを含む超硬合金である場合には、コ
バルトが溶出して材質が劣化する。 そこで、主電源と副電源とで印加する極性を逆にし、電
解作用を減少させることが行われている。 即ち、主電源は工作物側がプラス、電極側がマイナスに
なるよう印加するが、副電源はその逆の極性で印加する
。主電源を上記の極性で印加するのは、放電加工上から
の要請である。もし主電源を逆の極性で印加すると、放
電が不安定となって加工速度が低下したり電極の消耗が
激しくなったりするといった不都合があるからである。 このような技術に関する文献としては、例えば、特開昭
５６−５６３４１号公報がある。

【発明が解決しようとしている課題】

（問題点） しかしながら、前記した放電加工用電源装置には、工作
物の加工面を荒らしたり、電極を損傷したりするという
問題点があった。 （問題点の説明） 放電の電流路を放電柱と言うが、工作物と電極との間に
放電が発生した時、両者の間に放電柱ができる。 第３図に、ワイヤ放電加工の場合を例にとり、ワイヤ（
電極）と工作物との間にできる放電柱の変化を示す。第
３図（イ）は、放電発生当初の状態を示し、第３図（ロ
）は、暫く放電が継続した後の状態を示す。 放電発生当初は、電流はギャップの絶縁を僅かに破って
流れるから、放電柱は第３図（イ）のように細い、電流
はこの細い放電柱に集中し、電流密度は大きい。 しかし、時間が経過するに従い、当初の放電柱の周辺の
空間も低抵抗状態になって行き、放電柱は第３図（ロ）
のように太くなる。太いと、電流密度は小さい。 従って、放電の電流密度特性は、第４図のようになる。 放電発生当初、電流密度は大であるが、時間の経過と共
に小となって行く。 従来の２電源を有する放電加工用電源装置では、副電源
を印加して放電開始が検知されるや、直ちに主電源を印
加するから、放電柱が細い状態の時に主電源が印加され
ることになる。 すると、放電柱が細くてただでさえ電流密度が大である
時期に、より強力な電源である主電源から大電流が流し
込まれるから、工作物の加工面を荒らしたり、電極を損
傷したりすることになる。 電極がワイヤの場合には、損傷部がワイヤガイド等に引
っ掛かり、断線に至ることがある。 本発明は、以上のような問題点を解決することを課題と
するものである。

【課題を解決するための手段】

前記問題点を解決するため、本発明の放電加工用電源装
置では、主電源と、咳主電源とは逆極性で印加する副電
源と、副電源の印加により生ずる放電が所定時間継続し
たことを検出する手段と、該手段からの信号によって主
電源の印加を開始する手段とを備えることとした。

【作　　用】

主電源と副電源とを有する放電加工用電源装置において
は、最初、副電源を印加して放電を生ぜしめる。 この放電の開始を検出すると共に、その放電が予め定め
た一定の時間継続しているがどうが検出する。放電が一
定の時間継続していれば、その間に放電柱は発達して太
くなる。 太くなって電流密度が小となったところで、主電源を印
加する。主電源からの電流は副電源からの電流よりも大
であるが、電流密度が小さくなった状態で流されるから
、電極を損傷しないし、工作物の加工面を荒らしたりす
ることがない。

【実　施　例】

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。 （装置の構成） 第１図に、本発明の実施例にがかゎる放電加工用電源装
置を示し、第２図に、その動作を説明するための波形図
を示す。第１図において、１は主電源、２は副電源、３
はリードインダクタンス・４は１氏抗、５．６はスイッ
チングトランジスタ、９は工作物、９−１は加工軌跡、
１０はワイヤ電極、１１は通電子、１２は放電持続検出
回路、１３は比較器、１４は単安定マルチバイブレーク
、１５は論理回路、１６はフリップフロップ回路、１７
は同期用クロック入力端子、１８はサブゲートパルス発
生回路、１９はメインゲートパルス発生回路、２０．２
１はパルス幅設定信号、ＶＩＩは基準電圧である。 主電源１は、高電圧大電流の電源であり、スイッチング
トランジスタ５がオンされている時、生霊７！ＩＸ１→
リードインダクタンス３−スイッチングトランジスタ５
−工作物９−ワイヤ電極１〇−通電子１１−土竜＃１と
いう経路で印加される。スイッチングトランジスタ５が
オンされるのは、メインゲートパルス発生回路１９より
メインゲートパルスが供給された時である。 メインゲートパルス発生回路１９からのメインゲートパ
ルスは、フリップフロップ回路１６から６の出力を受け
て発生される。メインゲートパルスのパルス幅ＴＫＨは
、パルス幅設定信号２０により予め設定される。 副電源２は、土竜？ｌ！１より低電圧であり、電流は抵
抗４により制限された小さいものである。スイッチング
トランジスタ６がオンされた時、副電源２−抵抗４−ス
イッチングトランジスタ６−通電子１１−ワイヤ電極１
０−工作物９−副ｔｉｌ１２の経路で印加される。スイ
ッチングトランジスタ６がオンするのは、サブゲートパ
ルス発生回路１８よりサブゲートパルスが供給された時
である。 サブゲートパルス発生回路１８からのサブゲートパルス
は、所定の休止期間（休止幅Ｔ８．）が経過した時に始
まり、比較器１３からの出力を受けてから所定の期間（
放電パルス幅ＴｓＮ）経過した時に終了するパルスであ
る。この放電パルス幅Ｔ、８は、副電源２の電圧印加時
間ではなく、放電を開始してから（つまり、放電電流が
流れ始めてから）副電源２の印加を打ち切るまでの時間
である（第２図（イ）参照）。放電パルス幅Ｔ、イおよ
び休止幅Ｔｊｒは、パルス幅設定信号２１により予め設
定される。 放電持続検出回路１２は、副を源２を印加することによ
って生じた放電が所定時間継続したかどうかを検出する
回路であり、比較器１３．単安定マルチバイブレーク１
４．論理回路１５から構成されている。 フリップフロップ回路１６は、放電持続検出回路Ｉ２の
出力信号を整形して、メインゲートパルス発生回路１９
に望ましい形で供給するためのものである。 なお、同期用クロック入力端子１７に入力されるクロッ
クは、装置の動作を、装置全体で同期をとりながら行う
ためのものである。従って、装置を構成する各部に加え
られるが、第１図では、主な個所のみを示した。 （装置の動作） 次に、第２図を参照しつつ、動作を説明する。 先ず最初に、サブゲートパルスによりスイッチングトラ
ンジスタ６がオンされ、副電源２が印加される。 第２図（ロ）は、副電源２によるギャップ電圧である（
厳密に言えば、副電源２だけが印加し続けられたと仮定
した場合のギャップ電圧である）。 放電が開始されるまでには、通常、暫く時間がかかる。 この時間は、ギャップの状況等により、長かったり短か
ったりする。第２図（ロ）では、時刻ｔ、で放電が開始
するよう表されている。この時の放電柱は、第３図（イ
）のように細い。 比較器１３は、放電の発生を検出する。比較器１３の基
準電圧ｖＲは、放電が発生した時のギヤノブ間の電圧よ
りも大に選んである。それゆえ、放電が発生すると、比
較器１３はその旨の信号を出す。その信号は、サブゲー
トパルス発生回路Ｉ８に入力されると共に、単安定マル
チバイブレーク１４に入力される。 サブゲートパルス発生回路１８は、前述したように、放
電発生信号を受けると、時刻

【１より放電パルス幅ＴＩ
Ｎが経過するまで、サブゲートパルスを維持する。 また、単安定マルチバイブレーク１４は、第２図（ハ）
のような所定幅ＴＩ４の出力パルスを出す。 所定幅ＴＩ４は、単安定マルチバイブレーク１４の回路
定数によって決められる。論理回路１５は、単安定マル
チバイブレータ１４と比較器１３との論理積を取る。従
って、論理回路１５から出力が出ると、それは、放電を
開始してから所定幅Ｔ。 の時間後において、なお放電が継続していることを意味
するものとなる。 上記の所定幅７１４は、放電が開始されてから放電柱が
第３図（ロ）のように太くなるまでの時間となるよう、
適宜設定する（例えば、０．５μｓ〜２μｓ）。 論理回路１５からフリップフロップ回路１６のＤ端子に
人力が入った後、クロック端子ＣＫに最初に到来する同
期用クロンクをＣＫ、４とするとく第２図（ニ））　、
ＣＫ＋ｉが到来した時刻ｔ２に、フリップフロップ回路
１６はＱ端子より出力信号を出す。 この出力信号がメインゲートパルス発生回路１９に入力
されると、第２図（ホ）に示すように、パルス幅Ｔ、、
ｌのメインゲートパルスを出す。これにより、スイッチ
ングトランジスタ５がオンされて、主電源１が印加され
る。 第２図（へ）は、主電源ｌが印加された時のギャップ電
圧である。■４は、放電維持電圧である。 波形の後端部は、インダクタンス等の影響によりなだら
かに下降した形となっている。 なお、サブゲートパルスの終了時点と、メインゲートパ
ルスの終了時点とは、必ずしも一致はしない、各パルス
の開始時点は不定であり、しがも、それぞれのパルス幅
は予め設定されているからである。 第２図（ト）は、ギャップ電圧の波形であるが、これは
、第２図（ロ）と（へ）とを合成したものとなる。 第２図（チ）は、ギヤツブ電流を示す。■、の部分は、
副電源２の印加時の放電電流であり、■８の部分は、生
霊ａ１１の印加時の放電電流である。 以上の動作から理解されるように、本発明では、副電源
２の印加による放電が開始された後、放電柱が太くなる
まで意図的に一定の時間待ち、しかる後、生霊ａｌｌを
印加させることを特徴とするものである。このようにす
れば、細い放電柱に大電流を投入するということがない
ので、工作物の加工面や電極を荒らすことがなくなる。 【発明の効果】 以上述べた如く、本発明の放電加工用電源装置によれば
、副電源の印加により放電が開始してから（放電柱が生
じてから）、暫（放電が継続して放電柱が太くなった頃
合を見計らって主電源を印加するので、工作物の加工面
を荒らしたり、電極を損傷したりすることがない。 そのためワイヤ放電加工の場合には、電極であるワイヤ
に損傷部を作ることがないし、従って、損傷部がワイヤ
ガイド等に引っ掛かって断線するということもなくなる
。

【図面の簡単な説明】

第１図・・・本発明の実施例にかかわる放電加工用電源
装置 第２図・・・本発明の詳細な説明するための波形図第３
図・・・放電柱の変化を示す図 第４図・・・放電の電流密度特性図 図において、ｌは主電源、２は副電源、３はリードイン
ダクタンス、４は抵抗、５．６はスイッチングトランジ
スタ、９は工作物、ｌＯはワイヤ電極、１１は通電子、
１２は放電持続検出回路、１３は比較器、１４は単安定
マルチバイブレーク、１５は論理回路、１６はフリップ
フロップ回路、１７は同期用クロンク入力端子、１８は
サブゲートパルス発生回路、１９はメインゲートパルス
発生回路、２０．２１はパルス幅設定信号である。 特許出願人　　株式会社　放電精密加工研究所代理人弁
理士　森　１）　寛（外３名）７２ｍ ″Ｌ作□　　　エ唇冑 （イ）　　　　　　　（ロ） 棄３閏 一９奇関 弔午図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主電源と、該主電源とは逆極性で印加する副電源と、副
   電源の印加により生ずる放電が所定時間継続したことを
   検出する手段と、該手段からの信号によって主電源の印
   加を開始する手段とを備えたことを特徴とする放電加工
   用電源装置。