JPS603533B2 - 放電加工用電源 - Google Patents

放電加工用電源

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JPS603533B2
JPS603533B2 JP55049942A JP4994280A JPS603533B2 JP S603533 B2 JPS603533 B2 JP S603533B2 JP 55049942 A JP55049942 A JP 55049942A JP 4994280 A JP4994280 A JP 4994280A JP S603533 B2 JPS603533 B2 JP S603533B2
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JP
Japan
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machining
pulse signal
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JP55049942A
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JPS56146623A (en
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治樹 小原
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FUANATSUKU KK
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FUANATSUKU KK
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B23H1/024Detection of, and response to, abnormal gap conditions, e.g. short circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極とワークとの間に加工電圧を印加する放電
加工用電源に関するものである。
電極とワークの加工間隙にパルス電圧を印加してワーク
を加工する放電加工においては、加工中に加工期間がア
ーク状態になり、また加工間隙に加工肩が詰まるなどし
て電極とワークとが短絡し易い。
そしてこのようなアーク状態または短絡状態が発生する
と、その発生期間に比例して加工能率は低下し、加工面
は荒れ易くなる。特にアーク状態または短絡状態が長期
間に及ぶと、加工能率は著しく低下し、ワークの焼損や
ワイヤ力ット放亀加工の場合ワイヤの断線などを招来す
る。そこで、加工中にアーク状態または短絡状態が発生
した場合、これらを可能な限り早期に解消させることが
必要となってくる。この為に従来は、例えば第1図Aに
示すように、電極DとワークW間に加工電圧を印加する
放電加工用電源DCのオフ期間を、アーク状態または短
絡状態発生時に一定時間増加させる方法を採用していた
即ち、放電加工用電源DCのオンオフを行なうスイッチ
ング素子Qを、通常は第1図Bに示すようなオンタイム
ヶ。n、オフタイム7offを有する所定周期のパルス
信号で駆動していたものを、アーク状態等の発生時には
同図Cに示すような長周期のインターバルオフ期間To
ffとインターバルオン期間Tonを付加したパルス信
号に変更し、これにより加工間隙の絶縁状態の回復を早
める等の制御が行なわれていた。しかしながら、上記イ
ンターバルオン、オフ期間Ton,Toffは従来一定
であり、実験的に求めた平均値に設定されているから、
強いアーク状態の場合、1回のインターバルオフ期間T
onではアーク状態等が解消しない。
1回で解消されないとその直後のインターバルオン期間
Tonは多くの場合アーク放電となり、これによって加
工間隙の絶縁状態は悪化するので後のインターバルオフ
期間Toffでもその回復は困難となる。
このような理由で、強いアーク状態が発生すると従釆は
その早期解消が困難となり、長期間続くアーク状態によ
りワークの損傷および加工能率の低下を招いていた。本
発明はこのような従来の欠点を改善したものであり、そ
の目的は、インターバルオン、オフ期間をァーク状態ま
たは短絡状態の発生時間に応じて変更することにより、
強いアーク状態をも早期に解消し得るようにし、もって
全体の加工能率の向上を図ることにある。
以下実施例について詳細に説明する。第2図は本発明の
一実施例を説明する為に用いる線図であり、放電加工用
電源のスイッチング素子に印加するパルス信号を示す。
この実施例では、インターバルオン期間Tonが一定で
インターバルオフ期間Toffが時間の態過と共に大き
くなるような図示の如きパルス信号を、アーク状態また
は短絡状態発生時にそれらが解消されるまで放電加工用
電源のスイッチング素子に印加する構成とする。このよ
うな構成に依れば「1回目のインターバルオフ期間To
ff,で解消されない強いアーク状態も、それより期間
の長い2回目のインターバルオフ期間Toff2、更に
長い3回目のインターバルオフ期間Toff3で解消さ
れることになり、長期間アーク状態が続くのを避けるこ
とができる。この場合、インターバルオフ期間Toff
を次第に大きくすると、平均的な加工速度が一見従来の
ものに比べ低下するように思われるが、アーク状態時の
インターバルオフ期間をアーク状態の強さに応じて増加
するとその分だけ加工電流ピーク値IPを大きくするこ
とができるので、加工速度が従来のものに比べ低下する
ことはない。逆に、強いアークを早期に解消し得る分だ
け加工能率が向上する。なお、1回目のインターバルオ
フ期間Toff,の大きさは、第1図のインターバルオ
フ期間Toffと同じ程度に設定してをよいが、加工中
に発生するアーク状態の中には僅かなィンタ−バルオフ
期間で解消されるものも多いこと、及び従来と異なり長
期間のインターバルオフ期間が後に控えていることから
、従来のインターバルオフ期間Toffより小さい値に
設定するのが好ましい。
第3図は本発明の他の実施例における放電加工用電源の
駆動用パルス信号を表わす緑図であり、この実施例は、
インターバルオフ期間Toffを−定としインターバル
オン期間Tonを時間の経過と共に小さくした図示の如
きパルス信号を、アーク状態または短絡状態発生時にそ
れらが解消されるまで放電加工用電源のスイッチング素
子に印加する構成とする。このような構成に依れば、1
回目のインターバルオフ期間ToHでギャップの絶縁状
態が充分に回復しない場合、従来に比べその後のインタ
ーバルオン期間Tonでの絶縁状態の悪化が少なく、等
価的にインターバルオフ期間Toffを増加したと同様
な効果が得られるので、強いアーク状態の早期解消が可
能となる。また加工速度は、インターバルオン期間To
nを小さくした分だけ強いアーク状態発生時に於ける無
駄なア−ク放電が減少し、然も強いアーク状態が早期に
解消されるから、その分だけ従来より向上する。なお、
インターバルオン期間を1回目から行き成り小さくしな
い理由は、アーク状態または短絡状態の原因の中には電
極とワ・・・ク間に微小な加工肩が詰まっていることも
考えられるので、まず或る程度電流を流してその加工屑
を吹き飛ばそうとする為である。
勿論、数回の或る程度長いインターバルオン期間でァー
ク状態または短絡状態が回復しないときは、逆にインタ
ーバルオン期間を小さくして自然発生する電極振動や加
工液の圧力変化による絶縁の回復を待った方が良い。な
ぜなら、オンし続ければァーク部分または短絡部分が過
熱され、イオンが多く発生したり、気泡が発生したりし
て後の加工に悪影響を及ぼすと考えられるからである。
本実施例はこのような考えに基づいてインターバルオン
期間を時間の経過と共に小さくしたものである。なお、
インターバルオン期間はア−ク状態等の検出の為に必要
とする最小期間まで短かくすることが可能である。第4
図は本発明の更に別の実施例における放電加工用電源の
駆動用パルス信号を示し、この実施例は先の2つの実施
例を組み合わせたものである。
即ち、インターバルオフ期間Toffが時間の経過と共
に大きくなりィンタ−バルオン期間Tonが時間の経過
と共に小さくなるような図示の如きパルス信号を「ァー
ク状態または短絡状態発生時にそれらが解消されるまで
放電加工用電源のスイッチング素子に印加する構成とす
る。このような構成に依れば、先の2つの実施例以上に
強いアーク状態の早期解消が可能となり、その分だけ加
工能率も向上する。第5図は本発明の放電加工用電源の
構成例を表わす電気回路図であり、0は電極、Wはワー
ク、Vsは直流高圧電源、Rsは充電低抗、Qはスイッ
チング素子たとえばトランジスタ、R,,R2は分圧用
の抵抗「 Cはコンデンサ、CONTは制御回路、AM
Pは前段増幅器であって、コンデンサCが接続されない
場合には所謂独立型の放電回路が構成され、コンデンサ
Cを図示の如く接続すれば従属型放電回路が機成される
。同図に於いて、制御回路CONTはオンタィムヶ。
n、オフタィムでoffなる所定周期のパルス信号を発
生すると共に、抵抗R,,R2にて加工ギャップ電圧を
検出し、アーク状態または短絡状態と認められたとき第
2図〜第4図に示すようなインターバルオン、オフ期間
を前記パルス信号に付加してこれを前記増幅器を介して
トランジスタQのベースに加えるものである。第6図は
第5図示回路を独立型放電回路として動作させた場合に
おける加工ギャップ電圧VGの時間的変化を示す線図で
あり、同図に示すように正常な放電時にはオンタィム7
n、オフタイム丁のにて放電または負荷状態を繰返して
いる。しかし、加工ギャップがアーク状態または短絡状
態になると、或る時間Tlagの後に1回目のインター
バルオフ期間Toff,が挿入される。そして、インタ
ーバルオン期間Ton,だけ再びスイッチング動作を行
ない、この期間中アーク状態等が解除されたか否か制御
回路CONTにて弁別する。図示例ではこの期間中にギ
ャップ状態が回復しないので、2回目のインターバルオ
フ期間Toff2が挿入され、再びインターバルオン期
間Ton2にてアーク状態等の解除が弁別される。この
ような動作がギャップ状態が回復されるまで続行され、
図示例では3回目のインターバルオフ期間Toff3の
のちに正常放電に復帰した状態を示す。また、第5図示
回路を従属型放電回路として動作させた場合の加工ギャ
ップ電圧VGの時間的変化は、例えば第7図Aに示すも
のとなり、そのときのスイッチング素子Qの動作は同図
Bに示すものとなる。
ここで、加工ギャップがアーク状態または短絡状態であ
るか否かの判定は、基準電圧VIと加工ギャップ電圧V
Gとを期間TLagにおいて比較することにより弁別す
る。なお、アーク状態等が発生したと弁別されたら直ち
にインターバルオフ期間Toffを挿入するのではなく
、或る時間遅れTlagの後にインターバルオフ期間を
開始させるのは、瞬時的に発生したアーク放電に対して
インターバルオフ期間を挿入することによる加工能率の
低下を防止するためである。この時間遅れTlagは従
属型放電回路で仕上げ加工やワイヤカット放電加工を実
施する場合に特に必要である。第8図は制御回路CON
Tの一実施例を表わすブロック図であり〜インターバル
オン、オフ期間の双方を変更する場合のものであって、
OSCI〜OSC4は発振器、SDはショート検出回路
、TMI〜TM3はタイマ、INVはインバータ、OR
はオア回路、ANDはアンド回路、OUTは出力端子、
GAPは入力端子である。また「第9図は第8図示回路
を動作させた場合における各部の信号波形を示す糠図で
ある。同図に於いて、ギャップ電圧信号は入力端子GA
Pからショート検出回路SDに入力され「 ここでアー
ク状態または短絡状態の検出が行なわれてアーク状態ま
たは短絡状態のとき“1”が出力され、正常放電が行な
われているときは“0”が出力される。
このショート検出回路SDは従来幾多の回路構成が知ら
れているので、そのうちの任意のものを使用して構成す
る。また発振器OSCIは、オンタィム7。
n、オフタィム7Mなる所定周期のパルス信号をァンド
回路ANDに出力するものであり、正常時にはインバー
タINVの出力によってアンド回路ANDが開かれてい
るので、その出力パルス信号は出力端子OUTを介して
第5図示の前層増幅器AMPに出力される。なお、発振
器OSCIの周期は通常外部から変更可能になっている
。タイマTMI〜TM3は、ショート検出回路SDから
の“1”の信号を受けると、一定時間遅れののち一定期
間のパルスを発生するタイマであり、互いに重複するこ
となくタイマTM1、タイマTM2、タイマTM3の順
に図示の如きパルスを発振器OSC2〜06C4に出力
する。
なお、これらのタイマTMI〜TM3はショート検出回
路SDの出力が‘‘0”になったとき同じく“0”にな
る。また、最後のタイマTM3はショート検出回路SD
の出力が“0”になるまでその出力を‘‘1”に保持す
るものである。このような動作を行なうタイマは、アナ
ログ1C、ディジタルIC等の形で市販されているので
、それらを使用して構成する。発振器OSC2〜OSC
4は、それぞれ入力信号が“1”になると発振動作を開
始し、入力が“1”の期間その発振動作を接続するもの
で、出力パルスのオンタィムは発振器OSC2、発振器
OSC3、発振器OSC4の順に短かくなり、そのオフ
タィムは逆に長くなるように設定されている。
このオンタイム、オフタイムがインターバルオン、オフ
期間を設定するものであり、発振器OSC2〜OSC4
の出力によって発振器OSCIの出力パルスがアンド回
路ANDに於いてゲートされる。その結果、出力端子O
UTにおける出力信号はアーク状態または短絡状態発生
時に、第9図の如く変化するものとなる。なお、アーク
状態または短絡が解除されるとショート検出回路SDの
出力は“0”になるからインバータmVの出力によって
アンド回路AND開かれ、発振器OSCIの出力がその
まま出力端子OUTに出力される。以上の構成例はイン
ターバルオン、オフ期間の双方を変更する場合のもので
あるが、インターバルオン期間のみ又はインターバルオ
フ期間のみ変更する場合についてもほぼ同様な構成によ
り実現できる。また、入力電圧に応じてオンタイム、オ
フタィムの変化する発振器がIC等の形で市販されてい
るので、この発振器に第8図に於けるショート検出回路
SDの出力を積分して加えることにより、発振器OSC
2〜OSC4を1つの発振器で代替することが可能であ
る。更に「発振器OSC2〜OSC4の代わりに外部ク
ロックパルスをカウントするオンタイム用カウンタを設
け「そのカウント数をタイマTMI〜TM3の出力信号
に応じてデータセレクト回路を用いて変更することによ
りインターバルオン、オフ期間の制御を行なっても良い
。以上説明したように、本発明は、アーク状態または短
絡状態が発生したことを検出すると、放電加工用電源の
オンオフ動作を行なうスイッチング素子に印加している
所定周期の駆動用パルス信号にインターバルオン、オフ
期間を付加し、然もそのインターバルオン期間に対する
インターバルオフ期間の割合を時間の経過と共に次第に
大きくするようにしたものであり、強いアーク状態も早
期に解消し得るので、加工能率が向上する効果がある。
従って本発明を通常の放電加工機またはワイヤカット放
電加工機に適用すれば非常に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図はアーク状態等を解消する為に従来採用されてい
た方法の説明図、第2図〜第4図は本発明のそれぞれ異
なる実施例の説明図〜第5図は本発明の放電加工用電源
の構成例を表わす電気回路図、第6図及び第7図は第5
図示回路の動作例を説明するために用いる線図、第8図
は制御回路CONTの一実施例を表わすブロック図、第
9図は第8図示回路を動作させた場合における各部の信
号波形を示す線図である。 Dは電極、Wはワーク、Vsは直流高圧電源、Rsは充
電抵抗、Qはスイッチング素子、R,,R2は分圧用の
抵抗、Cはコンデンサ、AMPは前暦増幅器、CONT
は制御回路、OSCI〜OSC4は発振器、TMI〜T
M3はタイマ、SDはショート検出回路、ANDはアン
ド回路、ORはオア回路、INVはインバータである。 第1図第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 電極とワークに直列に電源及びスイツチング素子を
    接続し該スイツチング素子を所定周期のパルス信号で駆
    動して前記ワークの放電加工を行なう放電加工用電源に
    おいて、オン期間に対するオフ期間の割合が時間の経過
    と共に次第に大きくなるようなパルス信号を発生するパ
    ルス信号発生回路と、加工間隙がアーク状態または短絡
    状態になったことを検出する検出回路とを備え、該検出
    回路により加工間隙がアーク状態または短絡状態になっ
    たことが検出されたとき、前記パルス信号発生回路を動
    作せしめてアーク状態または短絡状態が解消されるまで
    その出力パルス信号と前記所定周期のパルス信号との論
    理積をとった信号により前記スイツチング素子を駆動す
    る構成としたことを特徴とする放電加工用電源。
JP55049942A 1980-04-16 1980-04-16 放電加工用電源 Expired JPS603533B2 (ja)

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JP55049942A JPS603533B2 (ja) 1980-04-16 1980-04-16 放電加工用電源
US06/252,215 US4431895A (en) 1980-04-16 1981-04-08 Power source arrangement for electric discharge machining
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EP81301625A EP0038662B1 (en) 1980-04-16 1981-04-14 A power source arrangement for an electric discharge machine

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ID=12845068

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