JPS61249213A - ワイヤ放電加工機用電源装置 - Google Patents

ワイヤ放電加工機用電源装置

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JPS61249213A
JPS61249213A JP8758285A JP8758285A JPS61249213A JP S61249213 A JPS61249213 A JP S61249213A JP 8758285 A JP8758285 A JP 8758285A JP 8758285 A JP8758285 A JP 8758285A JP S61249213 A JPS61249213 A JP S61249213A
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JP
Japan
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switching element
dielectric breakdown
power supply
machining
voltage
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Pending
Application number
JP8758285A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakazu Kishi
岸 雅一
Yasuo Suzuki
鈴木 靖夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61249213A publication Critical patent/JPS61249213A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/04Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

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】 〔発明の利用分野〕 本発明はワイヤ放電加工機に係り、特にその放電発生に
用いられる電源装置の改良に関するものである。
〔発明の背景〕
近年、ワイヤ放電加工機の加工速度及び加工精度は共に
大巾に高められたが、加工速度を高めると加工精度は低
下する傾向にある。特に、高速加工用・ぐルス電源装置
が用いられたものにあっては、その電源装置が比較的大
きな電解反応を生じさせることから、加工精度を低下さ
せていた。
以下これについて第4図に基づき説明する。第4図は従
来の上記電源装置を備えたワイヤ放電加工機の概略構成
図で、図中1はワイヤ電極を示す。
このワイヤ電極1は、ローラ2,3に案内されて被加工
物4の加工面に対向しており、その電極1と被加工物4
の相対位置は図示しない数値制御装置の指令により動作
する位置決め装置のモータ5゜6により制御される。前
記電極lと被加工物4により形成される加工間隙Qには
加工液供給ノズル7.8により加工液であるイオン交換
水が供給され、また前記電極lは通電端子9.lOに接
しており、電極1と被加工物4の間(加工間隙Q)には
電源装置11よシミ源供給される。電源装置11は直流
電源12、スイッチング素子13及びそのオンオフ制御
回路14、限流抵抗15及び放電用コンデンサ16より
なる放電回路から構成されている。
上記電源装置11による加工間隙Qにおける電圧波形は
、第5図(a)に示すように、スイッチング素子13の
スイッチオン後、指数関数的に増加し、直流電源12の
電圧までコンデンサ16が充電されて最大となシ、前記
加工間隙Qに放電が発生すると、第5図(b)に示すよ
うに振動電流が流れた後、0となる。振動電流波形は、
コンデンサ16から加工間隙Qに至る通電系のインダク
タンス及び抵抗値とコンデンサ16の容量によって決定
されるが、一般には第5図(b)のような波形となる。
また、第4図中のコンデンサ16を取除いた回路構成の
電源装置も従来から使用されており、この場合の電圧及
び電流波形は第6図(a)及び(b)のようになる。い
ずれの電源装置の場合も絶縁破壊時の印加・ぐルスの極
性は被加工物4を陽極としたものである。これは、被加
工物4を加工する速度が高くなる極性として、被加工物
4から電極1へ電流を流す方がよいことが実験により確
認されていることによる。
しかしこのような従来装置では、通常、加工液に水が用
いられていることから、電圧が加工間隙Qに印加されて
いる時に電解反応が生じ、被加工物4の加工表面が軟質
となり、加工面の品質を劣化させていた。この劣化量は
、加工面から数μm乃至十数μmにも及ぶため、寸法精
度が数μmオーダーの高精度加工を行う場合に大きな障
害となっていた。
上述の問題に対しては、電源両極間の平均電圧がOvK
なるように両極性の・ぐルス電圧を印加する方法がある
が、これによると加工に寄与する加エノJ?ルスの周波
数が低下するため、加工速度が低下するという問題を残
していた。
また、上述従来装置では、絶縁破壊電圧を変化させると
加工電流も変化してしまうため、絶縁破壊電圧の設定が
加工電流により制約を受けるという問題点もあった。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような問題点を解消するためになされた
もので、加工速度を低下させることなく加工間隙におけ
る電解反応により生ずる加工表面の軟質化を防止し、加
工面の品質を向上して寸法精度の高度化が計れると共に
、絶縁破壊電圧が加工電流により制約されず、任意に設
定できるワイヤ放電加工機用電源装置を提供することを
目的とする。
〔発明の概要〕
本発明装置は、加工間隙の絶縁破壊を行った後、その加
工間隙に加工用の主放電を発生させ、これを繰り返して
加工を行うワイヤ放電加工機用電源装置であって、被加
工物の極性を、前記絶縁破壊を行うときは陰極とし、主
放電を発生させるときは電極とすることにより、加工速
度を低下させずに電解反応による加工表面の軟質化を防
止し、かつ、加工間隙に放電を発生させる主放電回路の
スイッチング素子のオフ時に通電系に生ずる電磁エネル
ギをダイオードにより絶縁破壊用・臂ルス回路の直流電
源に再利用すべく導入してエネルイ効率を高め、さらに
、前記ダイオードによる前記電磁エネルギの直流電源へ
の導入路外に前記絶縁破壊・譬ルス回路の出力電圧可変
手段を設け、絶縁破壊電圧の任意設定を可能としたもの
である。
〔発明の実施例〕
以下第1図ないし第3図を参照して本発明の詳細な説明
する。第1図は本発明によるワイヤ放電加工機用電源装
置の一実施例を示す回路図で、図中1.4.9及び10
は第4図と同様である。20はワイヤ電極!及び被加工
物4間の加工間隙Qの絶縁破壊を行う絶縁破壊用・譬ル
ス回路で、直流電源20m 、スイッチング素子20b
、そのオンオフ制御回路20c 、限流抵抗20d、放
電用コンデンサ20e。
ダイオード20f及び出力電圧可変手段としての可変直
流電源20gからなる。21は加工間隙Qに加工用の主
放電を発生させる主放電回路で、直流電源21a1スイ
ッチング素子21b及びそのオンオフ制御回路21cか
らなる。nは加工制御回路で、電極1及び被加工物4の
電圧検出回路22mと、オンオフ制御回路20c 、 
 21eを制御する・やルス制御回路22bとからなシ
、前記絶縁破壊後に主放電を発生させる動作を繰返し行
うべく前記スイッチング素子20b、  21bを、即
ち前記ノ4ルス回路加及び主放電回路21を制御する。
23はダイオードで、前記スイッチング素子21bのオ
フ時に通電系に生ずる電磁エネルギを前記直流電源20
mへ導入するために前記主放電回路21及び・やルス回
路加間に接続されている。あけ前記直流電源20mの陰
極及び前記直流電源21mの陽極に接続された被加工物
接続用出力端子である。25はワイヤ電極接続用出力端
子で、前記ダイオード20f 、限流抵抗20d及びス
イッチング素子20bを各々介し、さらに可変直流電源
20gを介して直流電源20mの陽極に接続されると共
K、前記スイッチング素子21bを介して直流電源21
aの陰極に接続される。なお、前記ダイオード23は、
前記パルス回路20の出力電圧(絶縁破壊電圧)の設定
により加工電流が変化しないようにスイッチング素子2
1bの出力端子δ側と直流電源20&の陽極との間に接
続されている。
次に上述本発明装置の動作について説明する。
まず、・譬ルス制御回路22bから第2図(c)に示す
信号がスイッチング素子オンオフ制御回路20aへ入力
されて、スイッチング素子20bがオン状態となる。こ
の時スイッチング素子21bはオフしている(第2図(
d)参照)。直流電源20a 、  20gからスイッ
チング素子20b及び抵抗20dを介して放電用コンデ
ンサ20eが第2図(、)に示すように充電される。
この充電は可変直流電源20gにより設定される電圧(
電源20mの電圧E□と電源20gの電圧EI12の和
)に至るまで行われる。そしてこれにより加工間隙Qに
絶縁破壊用の放電が開始すると、放電用コンデンサ2Q
eからダイオード20fを介して加工間隙QK放放電泥
流流れ出す。その放電が開始したこと、すなわち加工間
隙Qの絶縁破壊がされたことを電圧検出回路22aが検
出し、信号を・9ルス制御回路22bへ出力する。そし
て・譬ルス制御回路22bからスイッチング素子20b
をオフする信号をスイッチング素子オンオフ制御回路2
0cに出力すると共に、第2図(d)に示す信号をスイ
ッチング素子オンオフ制御回路21eへ出力してスイッ
チング素子21bをt1時間オン状態とする。その時加
工間隙QK流れる加工電流は第2−Ql+)に示す波形
となる。スイッチング素子21bをオフした後でも加工
間隙Qに電流が流れているのは、通電系に発生し、その
布線のインダクタンスに蓄積した電磁エネルギがダイオ
ード23を通って直流電源20a Ic流れ込むからで
ある。この時の主放電回路21からの電流の波形は第2
図伽)に示すようにほぼ三角形となり、その傾きβは直
流電源20&の電圧Ea1で決まる。
すなわち、ノJ?ルス回路加の出力電圧Eat + E
s2(絶縁破壊電圧)を電源20gの調整により変化さ
せても加工電流は電源20gを通らず、電源20mに流
れるので第2図(b)に示す波形は変化せず、絶縁破壊
電圧は任意に設定可能である。
スイッチング素子21bがオフし、所定時間t2経過す
ると、・やルス制御回路22bから再び第2図(0)に
示す信号がスイッチング素子オンオフ制御回路20cに
入力されてスイッチング素子20bがオン状態となシ、
上述動作が行われ、以下これを繰返すことにより放電加
工が行われる。
なお第2図に示すように、コンデンサ20eの放電が開
始してから、スイッチング素子21bがオンするまでに
t3時間だけ遅れているが、これは、電圧検出回路22
mで放電開始を検出してから、スイッチング素子21b
をオンするまでの信号処理時間が、使用する素子の信号
処理時間で最短時間でも200〜500nsかかるため
であり、時間t3は200〜500 ns以上となる。
また時間11とt2又はt2’は、通常一定になるよう
に制御されるが、放電の状態に応じて変化させてもよい
。また、第2図の(d)の信号を(d′)のようにtl
′をts + t3あるいはtx + ta’ (ここ
でO(ts’ (t3)としても良い。
なお上述実施例では、絶縁破壊用パルス回路20中に放
電用コンデンサ20eを使っているが、これを使用しな
くても同様の効果が得られる。また上述実施例では、放
電用コンデンサ30の放電開始の検出に電圧検出回路2
2mを用いたが、加工間隙Qに流れる電流あるいは放電
用コンデンサ30からの放電々流検出するようにしても
同様の効果が得られるる さらに上述実施例では、・9ルス回路加中の出力電圧可
変手段として可変直流電源20gを用いたが、これのみ
に限られず、例えば第3図に示すように、分圧用抵抗2
0h1分圧用可変抵抗201及びコンデンサ20jで構
成してもよい。この場合は、直流電源20&の電圧El
fが可変抵抗20%で調整される電圧に分圧されてコン
デンサ20jに印加され、充電されてその充電電圧が・
9ルス回路20の出力電圧(絶縁破壊電圧)となる。な
お、この第3図に例示の出力電圧可変手段は、直流電源
20mの電圧Eslが、設定される可能性のある最大の
絶縁破壊電圧(最大設定電圧)よシ大きい場合に適用さ
れ、また第1図に例示の出力電圧可変手段は、上記El
llが上記最大設定電圧以下である場合に適用される。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明は、加工間隙の絶縁破壊を行っ
た後、その加工間隙に加工用の主放電を発生させ、これ
を繰返して加工を行うワイヤ放電加工機用電源装置であ
って、被加工物の極性を、前記絶縁破壊を行うときは陰
極とし、主放電を発生させるときは陽極とするようにし
たので、放電加工速度を低下させることなく加工間隙に
おける電解反応により生ずる加工表面の軟質化を防止で
きる。従って、加工面の品質が向上し、寸法精度を高度
化できるという効果がある。また、主放電回路のスイッ
チング素子のオフ時に通電系に生ずる電磁エネルギをダ
イオードにより絶縁破壊用・譬ルス回路の直流電源に導
入するようにしたのでエネルギ効率が高いという効果も
ある。さらに、前記ダイオードによる電磁エネルギの直
流電源への導入路外に出力電圧(絶縁破壊電圧)可変手
段を設けたので、加工電流を変化させずに絶縁破壊電圧
を任意に設定できるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明装置の一実施例を示す回路図、第2図は
同装置の動作を説明するためのタイミングチャート、第
3図は本発明装置の他の実施例を示す回路図、第4図は
従来装置を備えたワイヤ放電加工機の概略構成図、第5
図及び第6図は各々第4図中の従来装置における加工間
隙の電圧及び電流波形図である。 1・・・ワイヤ電極、4・・・被加工物、20・・・絶
縁破壊用・ぐルス回路、21・・・主放電回路、22・
・・加工制御回路、23・・・ダイオード、Q・・・加
工間隙。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 陰極が被加工物に接続された第1直流電源と第1スイッ
    チング素子との間に出力電圧可変手段を有し、この手段
    により設定された電圧を前記第1スイッチング素子によ
    りワイヤ電極及び前記被加工物間の加工間隙に印加して
    その絶縁破壊を行う絶縁破壊用パルス回路と、陽極が前
    記被加工物に接続された第2直流電源を第2スイッチン
    グ素子により前記加工間隙に印加して加工用の主放電を
    発生させる主放電回路と、前記絶縁破壊後に主放電を発
    生させる動作を繰返し行うべく前記第1及び第2スイッ
    チング素子を制御する加工制御回路と、前記第2スイッ
    チング素子のオフ時に通電系に生ずる電磁エネルギを前
    記第1直流電源へ導入すべくこの第1直流電源及び前記
    出力電圧可変手段相互間と前記第2スイッチング素子及
    び前記ワイヤ電極相互間との間に接続されたダイオード
    とを具備することを特徴とするワイヤ放電加工機用電源
    装置。
JP8758285A 1985-04-25 1985-04-25 ワイヤ放電加工機用電源装置 Pending JPS61249213A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63312018A (ja) * 1987-06-11 1988-12-20 Fanuc Ltd 放電加工電源
JP2010005705A (ja) * 2008-06-24 2010-01-14 Mitsubishi Electric Corp ワイヤ放電加工機用電源装置

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